JP2010068803A - 組換えアルファウイルスベクター - Google Patents

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Stephen M W Chang
エム.ダブリュ. チャン スティーブン
Douglas J Jolly
ジェイ. ジョリー ダグラス
David A Driver
エー. ドライバー デビッド
John M Polo
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Abstract

【課題】精製された組換えウイルスベクター(特にアルファウイルスベクター)を凍結乾燥の形で高温で保存する方法、かつこれが患者への注射に適した形であることを提供すること。
【解決手段】DNAアルファウイルス構造タンパク質発現カセットであって、誘導性プロモーター及びアルファウイルス構造タンパク質遺伝子を含み、ここで該プロモーターは、細胞内での該プロモーターの誘導の際にアルファウイルス構造タンパク質遺伝子の発現を配向し、そしてここで、細胞内の誘導の前に、該発現カセットは、該発現カセットを含むBHK細胞に対して細胞毒性であるのに十分な量の構造タンパク質を発現しない、発現カセット。
【選択図】なし

Description

本発明は、一般的にはベクターとしての組換えウイルスの使用、さらに詳しくは、標的
細胞中で異種配列(heterologoussequence)を発現することができるシンドビスウイルス
(Sindbisvirus)のような組換えアルファウイルス(alphavirus)に関する。
アルファウイルスはトガウイルス科の一群の血清学的に関連した節足動物に運搬される
ウイルスよりなる。簡単に説明すると、アルファウイルスは全世界に分布しており、自然
界では蚊から脊椎動物へのサイクルを介して存在する。鳥、齧歯類、馬、霊長類およびヒ
トは、アルファウイルス脊椎動物病原体保有者/宿主として指定されているものの仲間で
ある。
血球凝集阻害(HI)測定法を用いて、アルファウイルス属内で、26の公知のウイルスお
よびウイルスサブタイプが分類されている。簡単に説明すると、HI試験は26のアルファウ
イルスを3つの大きな群(complex)に分離する〔ベネズエラ脳炎(Venezuelanencepahlit
is) (VE) 群、セムリキ森林(SemlikiForest) (SF)群、そしてウェスタン脳炎(western
encephalitis)(WE)群〕。さらにHI血清学的測定法に基づき、さらに4つのウイルス〔イ
ースタン脳炎(EE)、バーマー森林(BarmahForest)、ミドルバーグ(Middleburg)、お
よびヌヅム(Ndumu)〕が、それぞれ分類されている。
アルファウイルス属のメンダーはまた、ヒトでの相対的な臨床的特徴に基づき分類され
る〔主に脳炎に関連するアルファウイルス、そして主に発熱、発疹そして多発性関節炎に
関連するアルファウイルス〕。前者の群に含まれるのは、VE,WEおよびEE群である。一般
的にこの群による感染は永続的な後遺症(例えば行動変化や学習無能力、または死)に至
る。後者の群はSF群であり、各アルファウイルスであるチクングニア(Chikungunya)、オ
ニョン・ニョン(O'nyong-nyong)、シンドビス(Sindbis)、ロス・リバー(RossRiver)
、およびヤマロ(Mayaro)よりなる。この群に関しては重大な流行病が報告されているが
、感染は一般に自己制限式であり、永続的な後遺症はない。
シンドビスウイルスは、トガウイルス科のアルファウイルス属の原型である。シンドビ
スウイルスの臨床症状は通常は明確ではないが、発熱、関節炎そして発疹がある。シンド
ビスウイルスは、ヨーロッパ、アフリカ、アジアそしてオーストラリアに分布しており、
ほとんどの流行病データは南アフリカから得られ、ここでは人口の20%は血清反応陽性で
ある。(総説については、Peters and Dalryple, Fields Virolgy(第2版)、Fieldsら編
、B.N.Raven Press 、ニューヨーク、ニューヨーク州、第26章、pp. 713-762 を参照)
。感染症シンドビスウイルスは、ウガンダでの大発生中と、中央アフリカの1つの症例か
らのみ、ヒトの血清から単離されている。
アルファウイルス属の形態と形態発生は一般に非常に均一的である。特にエンベロープ
のある60−65nm粒子は、ほとんどの脊椎動物細胞に感染し、増殖性感染は細胞変性作用が
ある。一方非脊椎動物細胞(例えば、蚊の細胞)の感染では、顕著な細胞変性が現れない
。典型的にはアルファウイルスはBHK-21細胞またはベロ(Vero)細胞で増殖し、増殖は急
速であり、感染後24時間以内に最大収率に達する。フィールド株は、通常発達第一段階の
鳥類の胎児(例えばヒヨコ)繊維芽細胞の培養物から単離される。
アルファウイルスのゲノムRNA (49S RNA) は断片に分かれてはおらず、明確な極性を有
し、長さは約11−12kbであり、5’キャップと3’ポリアデニル化テールを有する。感染
性のエンベロープで覆われたウイルスは、細胞質中でウイルスのゲノムRNA上にウイルス
のヌクレオカプシッド蛋白が組み込まれ、ウイルスにコードされた糖蛋白が埋め込まれた
細胞膜から発芽することにより産生される。細胞内へのウイルスの侵入は、カテリン(ca
therin)で被覆されたくぼみへのエンドサイトーシス、ウイルス膜とエンドソームとの融
合、ヌクレオカプシッドの放出そしてウイルスゲノムの脱外皮により起きる。ウイルスの
複製の間、ゲノム性49SRANは、相補的な負の鎖の合成の鋳型として作用する。この負の
鎖は次に、ゲノムRNAの鋳型、そして内部的にイニシエート(initiate) された26S サブ
ゲノムRNAの鋳型として作用する。この非構造蛋白はゲノムRNAから翻訳される。アルフ
ァウイルス構造蛋白は、サブゲノム26S RNA から翻訳される。すべてのウイルス遺伝子は
、ポリ蛋白として発現され、翻訳後の蛋白分解により各蛋白に処理される。
ヒトを治療するために組換えアルファウイルスベクターを使用するには、組換えウイル
スの感染性と生存性(viability)が保持されるように、目的の温度で長期間運搬され保存
することができなければならない。組換えウイルスの現在の保存方法は、一般に液体とし
て低温で保存する。この方法は、通常充分な冷蔵能力を有さない第3世界では問題である
。例えば、アフリカでは毎年何万人もの子供が麻疹のような感染性疾患により死んでいる
。冷房手段が容易に利用できないこれらの国の大部分では、これらの疾患の防止に必要な
ワクチンを分配することができない。
液体としてそして低温で保存されることに加えて、現在のウイルス調製物はしばしば、
患者への注射には好ましくない培地成分を含有する。従って当該分野には、精製された組
換えウイルスベクター(特にアルファウイルスベクター)を凍結乾燥の形で高温で保存す
る方法、かつこれが患者への注射に適した形であることに対するニーズがある。
本発明は、種々の用途(例えば、遺伝子療法)での使用に適し、かつ他の関連する利点
を与える組換えアルファウイルスベクターを開示する。
本発明は例えば以下を提供する。
(項目1)cDNAからインビトロでウイルスRNAの合成を開始させることのできる5’プロ
モーター、アルファウイルスの転写を開始させることのできる5’配列、アルファウイル
ス非構造タンパク質をコードするヌクレオチド配列、サブゲノミックフラグメントのウイ
ルス転写が妨げられるように不活性化されたウイルス接合領域そしてアルファウイルスRN
Aポリメラーゼ認識配列を含むアルファウイルスベクター構成体。
項目2)cDNAからインビトロでウイルスRNAの合成を開始させることのできる5’プロモ
ーター、アルファウイルスの転写を開始させることのできる5’配列、アルファウイルス
非構造タンパク質をコードするヌクレオチド配列、サブゲノミックフラグメントのウイル
ス転写が減少されるように修正されたウイルス接合領域及びアルファウイルスRNAポリメ
ラーゼ認識配列、を含んで成るアルファウイルス構成体。
(項目3)cDNAからインビトロでウイルスRNAの合成を開始させることのできる5’プロ
モーター、アルファウイルスの転写を開始させることのできる5’配列、アルファウイル
ス非構造タンパク質をコードするヌクレオチド配列、サブゲノミックフラグメントのウイ
ルス転写が妨げられるように不活性化された第1のウイルス接合領域、サブゲノミックフ
ラグメントのウイルス転写が減少されるように修正された第2のウイルス接合領域及びア
ルファウイルスRNAポリメラーゼ認識配列を含んで成るアルファウイルスベクター構成体

(項目4)cDNAからのウイルスRNAの合成を開始させることができる5’プロモーターと
それに続くアルファウイルスの転写を開始させることのできる5’配列、アルファウイル
ス非構造タンパク質をコードするヌクレオチド配列、サブゲノミックフラグメントのウイ
ルス転写が妨げられるように不活性化されているか又は活性であるかのいずれかであるウ
イルス接合領域、アルファウイルスRNAポリメラーゼ認識配列、転写の終了を制御する3
’配列、を含んで成るアルファウイルスcDNAベクター構成体。
(項目5)cDNAからのウイルスDNAの合成を開始させることのできる5’プロモーターと
それに続くアルファウイルスの転写を開始されることのできる5’配列、アルファウイル
ス非構造タンパク質をコードするヌクレオチド配列、サブゲノミックフラグメントのウイ
ルス転写が減少されるように修正されたウイルス接合領域、アルファウイルスRNAポリメ
ラーゼ認識配列及び転写の終了を制御する3’配列を含んで成る、アルファウイルスcDNA
ベクター構成体。
(項目6)cDNAからのウイルスRNAの合成を開始させることのできるプロモーターとそれ
に続くアルファウイルスの転写を開始させることのできる5’配列、アルファウイルス非
構造タンパク質をコードするヌクレオチド配列、サブゲノミックフラグメントのウイルス
転写が妨げられるように不活性化された第1のウイルス接合領域とそれに続くサブゲノミ
ックフラグメントのウイルス転写が減少されるように修正された第2のウイルス接合領域
、アルファウイルスRNAポリメラーゼ認識配列及び転写の終了を制御する3’配列、を含
んで成るアルファウイルスcDNAベクター構成体。
(項目7)前記アルファウイルスがアウウイルス、ベネズエラウマ脳炎ウイルス、ロス・
リバーウイルス、セムリキ森林ウイルス及びマヤロウイルスから成るグループの中から選
択されている、項目1〜6に記載のベクター構成体。
(項目8)前記アルファウイルスがシンドビスウイルスである項目1〜6に記載のベクタ
ー構成体。
(項目9)非相同配列を含む、項目1〜6に記載のベクター構成体。
(項目10)100以上の塩基の非相同ヌクレオチド配列を含む、項目9に記載のベクター構
成体。
(項目11)3kb以上の非相同ヌクレオチド配列を含む、項目9に記載のベクター構成体。
(項目12)5kb以上の非相同ヌクレオチド配列を含む、項目9に記載のベクター構成体。
(項目13)8kb以上の非相同ヌクレオチド配列を含む、項目9に記載のベクター構成体。
(項目14)前記選択された非相同配列が、IL−1,IL−2,IL−3,IL−4,IL−5,IL
−6,IL−7,IL−8,IL−9,IL−10,IL−11,IL−12,IL−13,IL−14,IL−15,γ
−IFN,G−CSF及びGM−CSF から成るグループの中から選択されたタンパク質をコード
する配列である、項目9に記載のベクター構成体。
(項目15)前記選択された非相同配列が、インフルエンザウイルス、HPV,HBV,HCV, EBV,
HIV,HSV及びCMV から成るグループの中から選択されたウイルスから得られる、項目9
に記載のベクター構成体。
(項目16)HPVから得られる非相同配列が、E5,E6, E7及びL1から成るグループの中から
選択されている、項目15に記載のベクター構成体。
(項目17)前記選択された非相同配列が、HIVgp120及びgag から成るグループの中から
選択されたHIVタンパク質をコードする、項目9に記載のベクター構成体。
(項目18)前記選択された非相同配列がアンチセンス又はリボザイム配列である、項目9
に記載のベクター構成体。
(項目19)前記アンチセンス配列が、インフルエンザウイルス、HPV,HBV,HCV, HIV, HSV
及びCMV をコードする配列から成るグループの中から選択されている、項目18に記載の
ベクター構成体。
(項目20)アルファウイルス構造タンパク質を全く含んでいない、項目1〜6に記載のベ
クター構成体。
(項目21)選択された非相同(配列)が前記ウイルス接合領域から下流に位置づけられて
いる、項目1、2、4項又は5に記載のベクター構成体。
(項目22)選択された非相同配列が前記第2のウイルス接合領域から下流に位置づけされ
ている、項目3又は6に記載のベクター構成体。
(項目23)前記ウイルス接合領域に続いて位置づけされているポリリンカーをさらに含ん
で成る、項目21に記載のベクター構成体。
(項目24)前記ポリリンカーが野生型アルファウイルス制限エンドヌクレアーゼ認識配列
を含まない、項目21に記載のベクター構成体。
(項目25)前記選択された非相同配列が、アルファウイルス非構造タンパク質をコードす
る前記ヌクレオチド配列内に位置づけられている、項目9に記載のベクター構成体。
(項目26)前記ウイルス接合領域がヌクレオチド番号7579〜ヌクレオチド7597までの図1
に示されているようなヌクレオチド配列から成る、項目1又は4に記載のベクター構成体

(項目27)前記第2のウイルス接合領域から下流に位置づけされたE3アデノウイルス遺伝
子をさらに含んで成る、項目3又は6に記載のベクター構成体。
(項目28)前記第1のウイルス接合領域と前記第2のウイルス接合領域の間に位置づけら
れたレトロウイルスパッケージング配列をさらに含んで成る項目3及び6に記載のベクタ
ー構成体。
(項目29)機能的ウイルス接合領域を含まない分離された組換え型アルファウイルスベク
ター。
(項目30)サブゲノミックフラグメントの減少したウイルス転写を生成する分離された組
換え型アルファウイルスベクター。
(項目31)1つのプロモーター及び単数又は複数のアルファウイルス構造タンパク質を含
み、このプロモーターがこのアルファウイルス構造タンパク質の発現を導くことのできる
ものである、発現カセット。
(項目32)前記アルファウイルス構造タンパク質がアルファウイルスカプシドタンパク質
である、項目31に記載の発現カセット。
(項目33)前記アルファウイルス構造タンパク質がシンドビス構造タンパク質6K,E3,E2
及びE1から成るグループの中から選択される、項目31に記載の発現カセット。
(項目34)プロモーター、単数又は複数のアルファウイルス構造タンパク質及び非相同リ
ガンド配列を含み、このプロモーターは前記アルファウイルス構造タンパク質及び前記非
相同配列の発現を導くことのできるものである、発現カセット。
(項目35)前記非相同リガンド配列が、VSVG,HIVgp 120及びCD4 から成るグループの中
から選択されている、項目34に記載の発現カセット。
(項目36)前記プロモーターが、MuLV,MMTV、アルファウイルス接合領域、CMV及びVA1 R
NA から成るグループの中から選択されている、項目31〜35に記載の発現カセット。
(項目37)標的細胞内への導入の時点で、感染後少なくとも72時間生存可能な感染細胞を
産生するアルファウイルス粒子。
(項目38)アルファウイルス粒子の感染後、少なくとも72時間生存可能である標的細胞。
(項目39)ポリ−Aテイルをさらに含んで成る、項目1〜3に記載のベクター構成体。
(項目40)標的細胞内への導入の時点で、感染後少なくとも72時間生存可能である感染細
胞を産生する組換え型アルファウイルス粒子において、アルファウイルス粒子での感染を
受けた標的細胞内で少なくとも1つの抗原又はその修正された形態の発現を導くベクター
構成体をも支持しており、この抗原又はその修正された形態が動物の体内で免疫応答を刺
激できるものである、組換え型アルファウイルス。
(項目41)発現された抗原が細胞媒介型免疫応答を惹起する、項目40に記載の組換え体粒
子。
(項目42)発現された抗原がHLAクラスI制限免疫応答を惹起する、項目40に記載の組換
え型アルファウイルス粒子。
(項目43)発現された抗原がさらにHLAクラスII制限免疫応答を惹起する、項目40に記載
の組換え型アルファウイルス。
(項目44)アルファウイルス粒子での感染を受けた細胞内での緩和剤の発現を導くことの
できるベクター構成体を支持する組換え型アルファウイルス粒子において、前記緩和剤は
病原性にとって必要な病原性作用物質の機能を阻害することのできるものである、組換え
型アルファウイルス粒子。
(項目45)病原性作用物質がウイルスであり、阻害される機能は、感染を受けた細胞から
のウイルスの退出、吸着、複製、遺伝子発現、アッセンブリーから成るグループの中から
選択されている、項目44に記載の組換え型アルファウイルス粒子。
(項目46)病原性作用物質がガン性細胞又はガン促進成長因子であり、阻害される機能し
、生存可能性、細胞複製、外部シグナルに対する変化した感受性、及び抗オンコ遺伝子の
産生又はその突然変異形態の産生の欠如から成るグループの中から選択されている、項目
44に記載の組換え型アルファウイルス粒子。
(項目47)病原性作用物質と結びつけられた1つの実体がその細胞内に存在することに応
答して、この感染した標的細胞内での毒性緩和剤の発現を導く、項目44に記載の組換え型
アルファウイルス粒子。
(項目48)緩和剤が病原性遺伝子の発現を選択的に阻害することのできるものである、項
目44に記載の組換え型アルファウイルス粒子。
(項目49)緩和剤が、病原性作用物質により産生されたタンパク質の活性を阻害できるも
のである、項目44に記載の組換え型アルファウイルス粒子。
(項目50)緩和剤が、病原性のために必要であるRNA配列に対し相補的なアンチセンスRNA
を含んでいる、項目44に記載の組換え型アルファウイルス粒子。
(項目51)緩和剤が、病原性にとって必要なRNA配列に対し相補的なセンスRNAを含んで
いる、項目44に記載の組換え型アルファウイルス粒子。
(項目52)緩和剤が、病原性作用物質の欠陥構造タンパク質を含み、このタンパク質が病
原性作用物質のアッセンブリーを阻害できるものである、項目44に記載の組換え型アルフ
ァウイルス粒子。
(項目53)病原性作用物質の活性阻害物質へとそうでなければ不活性である前記物質を活
性化することのできる遺伝子産物の発現を導く、項目44に記載の組換え型アルファウイル
ス粒子。
(項目54)ヘルペスチミジンキナーゼ遺伝子産物の発現を導く、項目44に記載の組換え型
アルファウイルス粒子。
(項目55)病原性RNA分子に特異的なリボザイムとして機能するRNA分子の発現を導く、
項目43に記載の組換え型アルファウイルス粒子。
(項目56)前記シンドビスウイルスでの感染を受けた標的細胞内で免疫系の単数又は複数
の要素を抑制することのできる遺伝子の発現を導く、組換え型アルファウイルス粒子。
(項目57)レトロウイルスでの感染を受けた標的細胞内で少なくとも1つの抗原又はその
修正された形態の発現を導く組換え型アルファウイルス粒子で、感受性ある標的細胞を感
染させることを含み、前記抗原又はその修正された形態が動物の体内での免疫応答を刺激
することのできるものである、抗原に対する免疫応答を刺激する方法。
(項目58)標的細胞はインビボで感染を受ける、項目57に記載の方法。
(項目59)発現された抗原がHLAクラスI−制限免疫応答を惹起する、項目57に記載の方
法。
(項目60)発現された抗原がさらにHLAクラスII−制限免疫応答を惹起する、項目57に記
載の方法。
(項目61)発現された抗原がHIVタンパク質又はその修正された形態である、項目57に記
載の方法。
(項目62)標的細胞を感染させる段階の前又は後に、クラスI又はクラスIIのMHCタンパ
ク質又はその組合せ或いはCD3, ICAM-1, LFA-3又はその類似体から成るグループの中から
選択されたタンパク質のいずれかをコードする核酸分子で標的細胞を感染させることを含
む、項目57に記載の方法。
(項目63)アルファウイルス粒子の感染を受けた細胞内で緩和剤の発現を導く組換え型ア
ルファウイルス粒子で、感受性ある標的細胞を感染させることを含み、この緩和剤が病原
性にとって必要な病原性作用物質の機能を阻害できるものである、病原性作用物質を阻害
する方法。
(項目64)病原性作用物質がガン性細胞又はガン促進成長因子であり、阻害される機能が
、生存可能性、細胞複製、外部シグナルに対する変性した感受性及び抗オンコ遺伝子の産
生の欠如から成るグループの中から選択されたものである、範囲第63に記載の方法。
(項目65)病原性作用物質と結びつけられた実体が感染標的細胞の中に存在することに応
答して、シンドビス粒子がこの細胞内の毒性緩和剤の発現を導く、項目63に記載の方法。
(項目66)緩和剤には、病原性にとって必要なRNA配列に対して相補的なアンチセンスRNA
が含まれる、項目63に記載の方法。
(項目67)緩和剤には、病原性にとって必要なRNA配列に対して相補的なセンスRNAが含
まれる、項目63に記載の方法。
(項目68)緩和剤には病原性作用物質の欠陥構造タンパク質が含まれており、このタンパ
ク質が病原性作用物質のアッセンブリーを阻害できるものである、項目63に記載の方法。
(項目69)シンドビス粒子が、病原性作用物質の活性阻害物質へとそうでなければ不活性
な前駆物質を活性化させることができる遺伝子産物の発現を導く、項目63に記載の方法。
(項目70)シンドビス粒子がヘルペスチミジンキナーゼ遺伝子産物の発現を導く、項目63
に記載の方法。
(項目71)シンドビス粒子が、その感染を受けかつ病原性作用物質を含む標的細胞の表面
上で、リポーティング産物を発現する、項目63に記載の方法。
(項目72)アルファウイルス粒子の感染を受けた細胞内での遮断要素の発現を導く組換え
型アルファウイルス粒子で感受性標的細胞を感染させることを含み、ここでこの遮断要素
はレセプタ/作用物質の相互作用が遮断されるようにレセプター又は作用物質に対し結合
できるものである、1つの細胞に結びつけられたレセプタに対する作用物質の結合を阻害
する方法。
(項目73)項目41〜57のいずれかに記載のアルファウイルス粒子の感染を受けた半ビボ細
胞。
(項目74)レトロウイルス構成体を支持するアルファウイルス粒子の感染を受けた半ビボ
細胞。
(項目75)生理学的に受容可能な担体又は希釈剤と組合わせた形で、項目41〜57のいずれ
か1項に記載のアルファウイルス粒子を含む薬学組成物。
(項目76)アルファウイルス粒子を産生するパッケージング細胞系統。
(項目77)アルファウイルス粒子を産生する哺乳動物パッケージング細胞系統。
(項目78)アルファウイルス粒子を産生する哺乳動物でないパッケージング細胞系統。
(項目79)アルファウイルス粒子を産生する昆虫パッケージング細胞系統。
(項目80)前記昆虫パッケージング細胞が蚊パッケージング細胞である、項目79に記載の
パッケージング細胞系統。
(項目81)パッケージング細胞系統が、ベクター構成体の導入時点で、ヒト細胞を感染さ
せることのできるシンドビス粒子を産生する、項目80に記載のパッケージング細胞系統。
(項目82)アルファウイルスベクターのパッケージング及び産生に適したレトロウイルス
パッケージング細胞系統。
(項目83)シンドビス阻害遺伝子を発現することのできる発現ベクターをさらに含む、項
目76〜82のいずれか1項に記載のパッケージング細胞系統。
(項目84)組換え型アルファウイルス粒子を産生することのできるアルファウイルス産生
者細胞系統。
(項目85)自律的にであるか又は単数又は複数の要因に応答して細胞内で複製することの
できる非相同ヌクレオチド配列及び転写終了配列を発現することのできる構成体である、
5’プロモーターを含む、真核性重層ベクター開始系。
(項目86)自律的にであるか又は単数又は複数の要因に応答して細胞内で複製することの
できる非相同RNA配列及び転写終了配列を発現することのできる構成体できる、5’プロ
モーターを含むDNA 真核性重層ベクター開始系。
(項目87)単数又は複数の非相同ヌクレオチド配列を発現することのできる前記構成体が
シンドビスcDNAベクター構成体である、項目85及び86に記載の真核性重層ベクター開始系

(項目88)前記構成体が、ポリオウイルス、ライノウイルス、ポックスウイルス、レトロ
ウイルス、インフルエンザウイルス、アデノウイルス、アデノ随伴ウイルス、ヘルペスウ
イルス、SV40ウイルス、HIV、はしかウイルス、アストロウイルス、セムリキ森林熱ウイ
ルス及びコロナウイルスから成るグループの中から選択されたウイルスベクター構成体で
あ、項目85及び86に記載の真核性重層ベクター開始系。
(項目89)さらにポリアデニル化配列を含む、項目85及び86に記載の真核性重層ベクター
開始系。
(項目90)温血動物に対して、項目85〜89のいずれか1項に記載の真核性重層ベクター開
始系を投与することを含んで成る、温血動物に対して非相同性ヌクレオチド配列を送り出
すための方法。
発明の要約
簡単に説明すると、本発明はアルファウイルスベクター作成体およびアルファウイルス
粒子、そしてこの作成方法と使用方法を提供する。本発明のは1つの面において、インビ
トロでcDNAからウイルスRNAの合成を開始することができる5’プロモーター、アルファ
ウイルスの転写を開始することができる5’配列、アルファウイルスの非構造蛋白をコー
ドするヌクレオチド配列、サブゲノム断片のウイルス転写を防止するように不活性化され
たウイルス結合領域、そしてアルファウイルスRNAポリメラーゼ認識配列よりなる、アル
ファウイルスベクター作成体が提供される。本発明の別の面において、サブゲノム断片の
ウイルス転写が低下するように修飾されたウイルス結合領域が提供される。
本発明のさらに別の面において、インビトロでcDNAからウイルスRNA の合成を開始する
ことができる5’プロモーター、アルファウイルスの転写を開始することができるcDNA5
’配列からインビトロでウイルスRNAの合成を開始することができる5’プロモーター、
アルファウイルスの非構造蛋白をコードするヌクレオチド配列、サブゲノム断片のウイル
ス転写を防止するように不活性化された第1のウイルス結合領域、サブゲノム断片のウイ
ルス転写が低下するように修飾された第2のウイルス結合領域、そしてアルファウイルス
RNAポリメラーゼ認識配列よりなる、アルファウイルスcDNAベクター作成体が提供される
本発明の別の面において、インビトロでcDNAからウイルスRNA の合成を開始することが
できる5’プロモーター、cDNAからウイルスRNA の合成を開始することができる5’プロ
モーター、その後に続くアルファウイルスの転写を開始することができる5’配列、アル
ファウイルスの非構造蛋白をコードするヌクレオチド配列、サブゲノム断片のウイルス転
写が低下するように修飾されたウイルス結合領域、アルファウイルスRNAポリメラーゼ認
識配列、そして転写の停止を制御する3’配列よりなる、アルファウイルスcDNAベクター
作成体が提供される。
本発明の別の面において、cDNAからウイルスRNA の合成を開始することができる5’プ
ロモーター、その後に続くアルファウイルスの転写を開始することができる5’配列、ア
ルファウイルスの非構造蛋白をコードするヌクレオチド配列、サブゲノム断片のウイルス
転写が低下するように不活性化されたウイルス結合領域、アルファウイルスRNAポリメラ
ーゼ認識配列、そして転写の停止を制御する3’配列よりなる、アルファウイルスcDNAベ
クター作成体が提供される。
本発明のさらに別の面において、cDNAからウイルスRNA の合成を開始することができる
5’プロモーター、その後に続くアルファウイルスの転写を開始することができる5’配
列、アルファウイルスの非構造蛋白をコードするヌクレオチド配列、サブゲノム断片のウ
イルス転写を防止するように不活性化された第1のウイルス結合領域、その後に続くサブ
ゲノム断片のウイルス転写が低下するように修飾された第2のウイルス結合領域、アルフ
ァウイルスRNAポリメラーゼ認識配列よりなる、そして転写の停止を制御する3’配列よ
りなる、アルファウイルスcDNAベクター作成体が提供される。
1つの実施態様において、上記のベクター作成体は異種配列を含有する。典型的にはそ
のようなベクター作成体は、 100塩基より大きい異種ヌクレオチド配列を含有し、一般的
には異種ヌクレオチド配列は3kbより大きく、好ましくは異種ヌクレオチド配列は5kbよ
り大きく、さらに好ましくは異種ヌクレオチド配列は8kbより大きい。種々の実施態様に
おいて、異種配列はIL−1,IL−2,IL−3,IL−4,IL−5,IL−6,IL−7,IL−8
,IL−9,IL−10,IL−11,IL−12,IL−13,IL−14,IL−15,α,βおよびγ−IFN,
G−CSF 、およびGM−CSFよりなる群から選択される蛋白をコードする配列である。
さらに別の実施態様において上記ベクター作成体は、インフルエンザウイルス、HPV, H
BV, HCV, EBV,HIV, HSV, FeLV, FIV 、ハンタウイルス(Hanta virus)、HTLVI,HTLVII
そしてCMV よりなる群から選択されるウイルスからの、選択された異種配列を含む。本発
明の1つの好適な実施態様において、HPV から得られる異種配列は、E5,E6,E7およびL1
よりなる群から選択される蛋白をコードする。
さらに別の実施態様において上記のベクター作成体は、HIV gp120 およびgag よりなる
群から選択されるHIV蛋白をコードする、選択された異種配列を含む。
上記の選択された配列は、アンチセンス配列であってよい。好適な実施態様において、
アンチセンス配列はインフルエンザウイルス、HPV, HBV, HCV, EBV, HIV, HSV, FeLV, FI
V 、ハンタウイルス(Hantavirus)、HTLVI,HTLVIIおよびCMV よりなる群から選択され
る。
別の実施態様において、上記のベクター作成体はアルファウイルス構造蛋白を含有しな
い。別の実施態様において、選択された異種配列はウイルス結合領域の下流に位置する。
第2のウイルス結合を有する上記のベクター作成体において、選択された異種配列はいく
つかの実施態様において、第2のウイルス結合領域の下流に位置してもよい。異種配列が
ウイルス結合領域の下流に位置する場合、ベクター作成体はさらにウイルス結合領域に続
いて位置するポリリンカーを含有してもよい。好適な実施態様において、このようなポリ
リンカーは野生型アルファウイルスのウイルス制限エンドヌクレアーゼ認識配列を含有し
ない。
さらに別の実施態様において、上記のベクター作成体中で、選択された異種配列はアル
ファウイルス非構造蛋白をコードするヌクレアーゼ配列内に位置してもよい。
具体的な実施態様において上記ベクター作成体は、ヌクレオチド番号7579からヌクレオ
チド番号7597までの図1に示すヌクレオチド配列(配列番号1)よりなるウイルス結合領
域を含む。ベクター作成体が第2のウイルス結合を含む別の実施態様においてベクター作
成体は、第2のウイルス結合領域の下流に位置するE3アデノウイルス遺伝子を含有し、ま
たさらに第1のウイルス結合領域と第2のウイルス結合領域の間に位置するレトロウイル
スパッケージング配列よりなる。
さらなる面において、本発明は、機能性ウイルス結合領域を含まず、好適な実施態様で
はサブゲノム断片のウイルス転写の低下を示す単離された組換えアルファウイルスベクタ
ーを提供する。
さらに別の面において本発明は、プロモーターと1つまたはそれ以上のアルファウイル
ス構造蛋白(プロモーターは、アルファウイルス構造蛋白の発現を指令することきができ
る)よりなる発現カセットを提供する。
種々の実施態様において発現カセットは、アルファウイルスカプシッド蛋白(例えば、
6K, E3, E2およびE1よりなる群から選択されるシンドビス構造蛋白)を発現することきが
できる。
さらに別の面において本発明は、プロモーター、1つまたはそれ以上のアルファウイル
ス構造蛋白、および異種リガンド配列(プロモーターはアルファウイルス構造蛋白と異種
配列の発現を指令することができる)よりなる発現カセットを提供する。種々の実施態様
において、異種リガンド配列は、VSVG, HIV gp120 、抗体、インスリン、およびCD4 より
なる群から選択される。
ある実施態様において、上記の発現カセットは、MuLV, MMTV、アルファウイルス結合領
域、CMV およびVA1RNAよりなる群から選択されるプロモーターを含む。
さらに別の面において本発明は、標的細胞に導入されると、感染後少なくとも72時間は
生存している感染細胞を産生するアルファウイルス粒子を提供する。また本発明のアルフ
ァウイルス粒子による感染後少なくとも72時間は生存している標的細胞が提供される。
別の面において、本発明は、標的細胞に導入後、感染後少なくとも72時間は生存してい
る感染細胞を産生する組換えアルファウイルス粒子を提供する(ここでこの粒子はまた、
アルファウイルス粒子が感染した標的細胞中の少なくとも1つの抗原またはその修飾され
た型を有し、その抗原または修飾された型は動物内で免疫応答を刺激することができる)
。種々の実施態様において、発現された抗原またはその修飾された型は、細胞性免疫応答
、好ましくはHLAクラスIに制限された免疫応答を誘発する。
さらに別の面において本発明は、アルファウイルス粒子で感染した細胞内で緩和剤(pa
lliative) の発現を指令することができるベクター作成体を有する組換えアルファウイル
ス粒子を提供する(ここで緩和剤は、病原性に必要な病原体の機能を阻害することができ
る)。種々の実施態様において、病原体はウイルス、カビ、原生動物、または細菌であり
、阻害される機能は吸収、複製、遺伝子発現、集合、感染細胞からの病原体の排出よりな
る群から選択される。他の実施態様において、病原体はガン細胞、癌促進成長因子、自己
免疫疾患、心血管系疾患(例えば再狭窄)、骨粗鬆症および男性型禿頭であり、阻害され
る機能は、細胞の生存性や細胞複製よりなる群から選択される。さらなる実施態様におい
てベクター作成体は、感染した標的細胞中の病原体に関連した物質の存在に応答して、そ
のような細胞中の毒性緩和剤の発現を指令する。緩和剤は、好ましくは病原性遺伝子の発
現を選択的に阻害、または病原体により産生される蛋白の活性を阻害することができる。
さらに別の実施態様において緩和剤は、ウイルスプロテアーゼに特異的な阻害性ペプチド
、病原性に必要なRNA配列に相補的なアンチセンスRNA、病原性に必要なRNA 配列に相補
的なセンスRNA 、または病原体の欠陥のある構造蛋白(このような蛋白は病原体の集合を
阻害することができる)よりなる。
さらに別の実施態様において、緩和剤の発現を指令する上記のアルファウイルス粒子は
、さらに詳しくは病原体の不活性な前駆体を活性な阻害剤に活性化することができる遺伝
子生成物(例えば、ヘルペスチミジンキナーゼ遺伝子生成物、癌抑制遺伝子、またはほと
んどまたは全く細胞毒性のない化合物を病原体の存在下で毒性生成物に活性化する、従っ
て病原体に対して局所的治療法を与える蛋白)の発現を指令する。あるいはアルファウイ
ルス粒子は、病原体由来の蛋白による処理または修飾に対して毒性である蛋白、アルファ
ウイルスに感染した蛋白の表面のレポーティング生成物、または病原性RNA 分子に特異的
なアンチセンスまたはリボザイムとして機能するRNA 分子の発現を指令する。
いくつかの実施態様において、上記のアルファウイルスにおいて蛋白はヘルペスチミジ
ンキナーゼまたはCD4である。
さらに別の面において本発明は、アルファウイルスが感染した標的細胞中の免疫系の1
つの以上の成分を抑制することができる遺伝子の発現を指令するアルファウイルス粒子、
そしてシンドビスウイルスが感染した細胞中の阻止成分の発現を指令するアルファウイル
ス粒子(ここで阻止成分は、リセプターまたは病原体に結合してリセプター/病原体相互
作用を阻止する)を提供する。
さらなる面において本発明は、アルファウイルスが感染した標的細胞中の少なくとも1
つの抗原またはその修飾型の発現を指令するアルファウイルス粒子で、感受性のある標的
細胞を感染させることよりなる、抗原に対する免疫応答を刺激する方法を提供し、該抗原
またはその修飾型は動物の免疫応答を刺激することができる。好適な実施態様において、
標的細胞はインビボで感染される。
本発明のさらなる面において、アルファウイルスが感染した標的細胞中の病原性抗原の
修飾型を発現を指令するアルファウイルス粒子で、感受性のある標的細胞を感染させるこ
とよりなる、病原性抗原に対する免疫応答を刺激する方法が提供され、該修飾抗原は動物
の免疫応答を刺激することができるが、病原性抗原に比較して病原性は低下している。
本発明のさらなる面において、複数のエピトープ(1つまたはそれ以上のエピトープは
異なる蛋白に由来する)を有するペプチドの発現を指令するアルファウイルス粒子で、感
受性のある標的細胞を感染させることよりなる、抗原に対する免疫応答を刺激する方法が
提供される。
本発明のさらなる面において、ヒトのクラスIまたはクラスIIMHC 蛋白またはこれらの
組合せをコードする核酸配列で、温血動物に関連した感受性のある標的細胞を感染させ、
アルファウイルス粒子で感染した標的細胞中の少なくとも1つの抗原またはその修飾型の
発現を指令するアルファウイルス粒子で、該細胞を感染させることよりなる、温血動物の
免疫応答を刺激する方法が提供され、該抗原またはその修飾型は動物の免疫応答を刺激す
ることができる。
本発明の別の面において、アルファウイルス粒子で感染した細胞中の緩和剤の発現を指
令するアルファウイルス粒子で感受性のある標的細胞を感染させることよりなる、病原体
を阻害する方法が提供され、該緩和剤は病原性に必要な病原体の機能を阻止することがで
きる。
本発明の他の面において、真核細胞重層ベクターイニシエーション系(eukaryotic lay
ered vectorinitiation systems) が提供される。簡単に説明すると、本発明の1つの実
施態様において、真核細胞重層ベクターイニシエーション系は、5’プロモーター、自立
的にまたは1つまたはそれ以上の要因に応答して細胞中で複製することができる異種ヌク
レオチド配列を発現することができる作成体、および転写停止配列よりなる。別の面にお
いて、5’プロモーター、自律的にまたは1つまたはそれ以上の要因に応答して複製する
ことができる異種RNA配列を発現することができる作成体、および転写停止配列よりなる
、RNA 真核細胞重層ベクターイニシエーション系が提供される。好適な実施態様において
、1つまたはそれ以上の異種ヌクレオチド配列を発現することができる作成体は、シンド
ビスcDNAベクターである。他の実施態様において、作成体はポリオウイルス、ライノウイ
ルス、ポックスウイルス、レトロウイルス、インフルエンザウイルス、アデノウイルス、
アデノ−関連ウイルス、ヘルペスウイルス、SV40ウイルス、HIV、麻疹ウイルス、アスト
ロウイルス(Astrovirus)、セムリキ森林ウイルスおよびコロナウイルスよりなる群から
選択されるウイルスベクターである。さらなる実施態様において、真核細胞重層ベクター
イニシエーション系はさらなポリアデニル化配列よりなる。
さらに別の面において本発明は、標的細胞中で緩和剤の発現を指令することができる、
上記のアルファウイルスRNA ベクター分子を提供する。このアルファウイルスRNA 発現ベ
クター形状中の緩和剤は、発現される時、アルファウイルス粒子の上記の面と同様の効果
を示す。アルファウイルスRNA発現ベクターは順に、アルファウイルスウイルスの転写を
開始することができる5’配列、アルファウイルス非構造蛋白をコードするヌクレオチド
配列、ウイルス結合粒子、異種配列、アルファウイルスRNAポリメラーゼ認識配列、そし
て一続きの25の連続ポリアデニル酸残基を含有し、RNA分子として物理的に直接、種々の
リポソーム調製物との複合体として、またはアルファウイルスRNAベクター分子、ポリリ
ジンのようなポリ陽イオン化合物、リセプター特異的リガンド、および随時ソラレン不活
性化ウイルス(例えば、センダイウイルスまたはアデノウイルス)を含むRNAリガンド複
合体として標的細胞中に導入される。
本発明はまた、組換えアルファウイルス粒子の産生に適したパッケージ細胞株およびプ
ロデューサー細胞株を提供する。このようなパッケージ細胞株またはプロデューサー細胞
株は、哺乳動物または非哺乳動物(例えば、蚊の細胞のような昆虫細胞)であってよい。
本発明において広範なアルファウイルスが使用される。代表例としてはオーラ(Aura)
、ベネズエラ馬脳炎(Venezuelan Equine Encephalitis) 、フォート・モルガン(FortMo
rgan)、セムリキ森林ウイルス(SemlikiForest Virus) およびマヤロ(Mayaro) がある
本発明のこれらおよび他の面は、以下の詳細な説明と添付の図面を参照することにより
明らかになるであろう。さらにいくつかの方法や組成物(例えば、プラスミド)を詳細に
記載している種々の文献を以下に示す。これらの文献は参考のためその全体が本明細書中
に引用されている。
図1は、シンドビスウイルスゲノム組成の概略図である。 図2は、RT-PCRによるシンドビスRNAゲノムの増幅法を示す図である。 図3A-Hは、シンドビスより得られる代表的な真核細胞重層ベクターイニシエーション系の配列(配列番号89も参照)を示す。 図3A-Hは、シンドビスより得られる代表的な真核細胞重層ベクターイニシエーション系の配列(配列番号89も参照)を示す。 図3A-Hは、シンドビスより得られる代表的な真核細胞重層ベクターイニシエーション系の配列(配列番号89も参照)を示す。 図3A-Hは、シンドビスより得られる代表的な真核細胞重層ベクターイニシエーション系の配列(配列番号89も参照)を示す。 図3A-Hは、シンドビスより得られる代表的な真核細胞重層ベクターイニシエーション系の配列(配列番号89も参照)を示す。 図3A-Hは、シンドビスより得られる代表的な真核細胞重層ベクターイニシエーション系の配列(配列番号89も参照)を示す。 図3A-Hは、シンドビスより得られる代表的な真核細胞重層ベクターイニシエーション系の配列(配列番号89も参照)を示す。 図3A-Hは、シンドビスより得られる代表的な真核細胞重層ベクターイニシエーション系の配列(配列番号89も参照)を示す。 図4は、シンドビスベーシックベクター(Sindbis Basic Vector) とシンドビス−ルシフェラーゼベクターの概略図である。 図5は、シンドビスヘルパーベクター作成の図である。 図6は、シンドビス−ルシフェラーゼベクターの発現とレスキュー(rescue) を示すグラフである。 図7は、シンドビス結合領域を修飾する1つの方法の図である。 図8は、シンドビスパッケージング発現カセットの概略図である。 図9は、LTR/SindIBspE細胞中のシンドビス−ルシフェラーゼベクターパッケージングを示す棒グラフである。 図10は、シンドビス構造蛋白を発現するためのアストロウイルスまたは他の異種ウイルスの使用法を示す概略図である。 図11は、「RNAループアウト」(“RNAloop-out”)により無能力化させたウイルス結合領域を活性化する機構の概略図である。
発明の詳細な説明
本発明を説明をする前に、以後使用されるいくつかの用語を定義することが本発明の理
解に有用であろう。
「アルファウイルスベクター作成体」とは、目的の配列または遺伝子の発現を指令する
こときができる集合体を意味する。このベクター作成体は、インビトロでcDNAからウイル
スRNA の合成を開始することができる5’プロモーター、アルファウイルスの転写を開始
することができる5’配列、および発現された時生物活性のあるアルファウイルス非構造
蛋白(すなわち、NSP1,NSP2,NSP3、およびNSP4)をコードする配列、よりなる。さらに
本ベクター作成体は、サブゲノム断片のウイルス転写を防止、阻害または低下するために
いくつかの実施態様において修飾されたウイルス結合領域、およびアルファウイルスRNA
ポリメラーゼ認識配列を含有する。本ベクター作成体はまた、生存ウイルスの産生を可能
にするのに充分なサイズの核酸分子、および1つまたはそれ以上の制限部位も含有しても
よい。アルファウイルスベクター作成体がcDNAベクター作成体の時、これは、cDNAからウ
イルスRNAの合成を開始することができる5’プロモーター、そして転写停止とスプライ
ス認識を制御する3’配列を、さらに含む。
「発現カセット」は、アルファウイルス構造蛋白を発現することができる組換えで産生
される分子を意味する。発現カセットは、プロモーターと、アルファウイルス構造蛋白を
コードする配列を含有しなければならない。場合により発現カセットは、転写停止、スプ
ライス認識およびポリアデニル添加部位を含有してもよい。好適なプロモーターにはCMV
およびアデノウイルスVA1RNAプロモーターがある。さらに発現カセットは、Neo, SV2 Neo
、ヒグロマイシン(hygromycin)、フレオマイシン(phleomycin)、ヒスチジノール(his
tidinol) 、およびDHFRのような選択マーカーを含有してもよい。
「アルファウイルス粒子」は、アルファウイルスベクターを含有するカプシッドを意味
する。アルファウイルス粒子の中には、本発明のアルファウイルスベクター作成体を含む
種々のベクターが含まれる。好ましくはアルファウイルスカプシッドは、ウイルスにコー
ドされた蛋白が埋め込まれている脂質2重層(例えば細胞膜)内に含有される。
A.アルファウイルスの起源
前述のように本発明は、アルファウイルスベクター作成体、そのような作成体を含有す
るアルファウイルス粒子、およびそのようなベクター作成体と粒子の使用方法を提供する
。簡単に説明すると、上記のベクター作成体や粒子の調製に使用するのに適した野生型ア
ルファウイルスをコードする配列は、本明細書で与えられる開示内容により、天然起源、
または保管機関(例えば、アメリカンタイプカルチャーコレクション(American Type Cu
ltureCollection) 、ロックヴィル、メリーランド州)から容易に得られる。
適切なアルファウイルスの代表的な例としては、オーラ(Aura)(ATCC VR-368)、ベバ
ル(Bebaru)ウイルス(ATCC VR-600, ATCC VR-1240)、カバソウ(Cabassou)(ATCC VR-92
2) 、チクングニア(Chikungunya)ウイルス (ATCC VR-64, ATCC VR-124)、イースタン馬
脳脊髄炎(Easternequineencephalomyelitis) ウイルス(ATCC VR-65, ATCC VR-1242)
、フォート・モルガン (FortMorgan) (ATCC VR-924)、ゲター (Getah)ウイルス (ATCC VR
-369, ATCCVR-1243)、キジラガッハ(Kyzylagach) (ATCC VR-927) 、マヤロ (Mayaro) (A
TCC VR-66)、マヤロウイルス(ATCC VR-1277) 、ミドルバーグ(Middleburg) (ATCC VR-37
0) 、ムカンボ(Mucambo)ウイルス (ATCC VR-580, ATCC VR-1244)、ヌズム(Ndumu) (ATCC
VR-371)、ピクスナ(Pixuna) ウイルス (ATCC VR-372, ATCC VR-1245)、ロス・リバー(R
oss River) ウイルス(ATCC VR-373, ATCC VR-1246)、セムリキ森林ウイルス(ATCC VR-6
7, ATCCVR-1247)、シンドビスウイルス(ATCC VR-68, ATCC VR-1248) 、トナテ (Tonate
) (ATCC VR-925)、トリニチ(Triniti) (ATCC VR-469)、ウナ (Una) (ATCC VR-374)、ベ
ネズエラ馬脳脊髄炎(ATCC VR-69) 、ベネズエラ馬脳脊髄炎ウイルス(ATCC VR-923, ATCC
VR-1250,ATCC VR-1249, ATCC VR-532) 、ウェスタン馬脳脊髄炎 (ATCC VR-70,ATCC VR-
1251, ATCCVR-622, ATCC VR-1252)、ワタロア (Whataroa) (ATCC VR-926) 、およびY-62
-33(ATCCVR-375) がある。
B.野生型シンドビスウイルスをコードする配列
本発明の1つの好適な面において、野生型アルファウイルスをコードする配列はシンド
ビスウイルスから得られる。特に本発明の1つの実施態様において(および実施例1に詳
述されているように)、シンドビスcDNAクローンは、シンドビスウイルスcDNAクローンの
5’末端を、バクテリオファージRNA ポリメラーゼプロモーターに結合させ、cDNAクロー
ンの3’末端を少なくとも25ヌクレオチドのポリ−アデノシン(polyA) 系に結合させて
得られる。特にウイルスRNA 鋳型からの第1のcDNA鎖の合成は、酵素認識配列よりなる連
続的配列、25のデオキシチミジンヌクレオチドの配列、およびウイルスの3’末端に相補
的な一続きの約18ヌクレオチドを有する3’オリゴヌクレオチドプライマーと、緩衝ヌク
レオチド、酵素認識配列、バクテリオファージプロモーター、およびウイルスの5’末端
に相補的な配列を有する5’プロモーターを用いて、行われる。これらのプライマーのそ
れぞれに存在する酵素認識部位は、互いに異なり、シンドビスウイルスには見いだされな
い。さらにバクテリオファージRNAポリメラーゼプロモーターの3’末端に結合している
第1のヌクレオチドは、RNA ウイルスの真正の第1のヌクレオチドでなければならない。
前述の構造を有しユニークなdT:dA3’末端制限酵素による消化により線状化された、ウ
イルスcDNAからインビトロで転写されたRNAは、適当な真核細胞への導入の後、cDNAがク
ローン化される野生型のウイルスによる感染に特徴的な同じ感染サイクルを開始させる。
インビトロ転写の後に感染を開始させることができるRNAを与える、このウイルスcDNAク
ローンは以後「感染性cDNAクローン」と呼ばれる。
C.不活性化ウイルス結合領域を用いる組換えアルファウイルスベクター作成体の産生
前述のように(または、他の供給源から得られるアルファウイルスをコードする配列を
用いて)調製された感染性cDNAクローンは、本発明のアルファウイルスベクター作成体を
調製するのに直ちに使用することができる。簡単に説明すると、本発明の1つの面におい
て、アルファウイルスの転写を開始することができる5’配列、アルファウイルス非構造
蛋白をコードするヌクレオチド配列、サブゲノム断片のウイルス転写が防止されるように
不活性化されたウイルス結合領域、そしてアルファウイルスRNAポリメラーゼ認識配列よ
りなる、組換えアルファウイルスベクター作成体が提供される。後に詳述されるように、
不活性化ウイルス結合領域を有するアルファウイルスベクター作成体はサブゲノム断片を
転写しないため、広範囲の応用に適している。
1.RNA ポリメラーゼプロモーター
前述のように本発明のある実施態様において、インビトロでcDNAからウイルスRNA の合
成を開始することができる5’プロモーターを含有するアルファウイルスベクター作成体
が提供される。特に好適な5’プロモーターには、RNAポリメラーゼプロモーター(例え
ばT7, T3およびSP6)がある。
2.転写を開始する配列
前述のように好適な実施態様において、本発明のアルファウイルスベクター作成体は、
アルファウイルスの転写を開始することができる5’配列を含有する。そのような配列の
代表例としては、野生型シンドビスウイルスのヌクレオチド1−60(図3を参照)、tRNA
アスパラギンのヌクレオチド10−75(Schlesinger ら、米国特許第 5,091,309号)、そし
て転写を開始する他のトガウイルスからの5’配列がある。
3.アルファウイルス非構造蛋白
本発明のアルファウイルスベクター作成体はまた、アルファウイルス非構造蛋白(NSP)
をコードする配列を含有する。例として、シンドビスウイルスについては4つのシンドビ
ス非構造蛋白(NSP1,NSP2, NSP3およびNSP4)があり、これらはウイルスが自己増殖でき
るようにする蛋白をコードする。本発明の1つの実施態様において、非構造蛋白1から3
(NSP1〜NSP3)は、野生型シンドビスウイルスのヌクレオチド60〜5750によりコードされ
る(図3を参照)。これらの蛋白はポリ蛋白として産生され、後に非構造蛋白NSP1,NSP2
、およびNSP3に切断される。1つの実施態様において、NSP4はヌクレオチド5928〜7579に
よりコードされる(図3参照)。
前述の配列以外にアルファウイルスの非構造蛋白をコードする広範囲の配列が本発明に
おいて使用できることは、当業者には明白であり、従ってこれらは用語「アルファウイル
ス非構造蛋白」の範囲内に入ると考えられる。例えば本発明の1つの実施態様において、
遺伝子コードの縮重のために2つ以上コドンが特定のアミノ酸をコードする。従って、ア
ルファウイルス非構造蛋白をコードする広範囲の核酸配列が産生される。本発明の他の実
施態様において、種々の他の非構造蛋白誘導体(例えば、種々の置換、挿入または欠失が
含まれる)が作成されるが、これらは最終的にアルファウイルス非構造蛋白の生物活性を
変化させない。本発明において、アルファウイルス非構造蛋白がもしベクター作成体の自
己複製を促進するなら、アルファウイルス非構造蛋白は全体として「生物活性がある」と
考えられる。ウイルス性核酸の複製を意味し、感染性ウイルスの産生を意味するのではな
い自己複製は、ある時間をかけて行われるRNase 保護測定法により容易に測定される。そ
のような誘導体の作成法は、本明細書中の開示内容により当業者は容易に実施できる(Mo
lecularCloning: A Laboratory Manual(第2版)、コールドスプリングハーバーラボラ
トリープレス(ColdSpring HarborLaboratory Press)も参照)。
4.ウイルス結合領域
本発明の1つの面において、サブゲノム断片のウイルス転写が防止されるように、アル
ファウイルスベクター作成体はまた、不活性化されたウイルス結合領域を含有する。簡単
に説明すると、アルファウイルスのウイルス結合領域は通常サブゲノム断片の転写開始を
制御する。シンドビスウイルスの場合、正常なウイルス結合領域は典型的には、大体ヌク
レオチド番号7579で始まり、少なくともヌクレオチド番号7612(そしておそろくはそれ以
上)まで続く。少なくともヌクレオチド7579〜7602(5'-ATCTCT ACG GTG GTC CTA AAT AG
T − 配列番号1)は、サブゲノム断片の転写に必要であると考えられている。この領
域(ヌクレオチド7579〜7602)は、以後「最小結合領域核」と呼ぶ。
本発明の好適な実施態様において(そして、以下により詳しく説明されるように)、サ
ブゲノム断片のウイルス転写を防止するために、ウイルス結合領域は不活性化されている
。本発明での使用において「不活性化」は、RNase 保護測定法による測定ではサブゲノム
断片の開始点に対応する断片は検出されないことを意味する(代表的な測定法は、Melton
ら、Nuc.AcidsRes. 12 : 7035-7056, 1984 ; Calzon ら、Methods in Enz. 152 : 611-6
32, 1987; およびKekuleら、Nature343 : 457-461, 1990) 。
本発明の1つの実施態様において、ウイルス結合領域はヌクレオチド7597で端を切り取
る(truncate)することにより、不活性化されている(すなわち、このウイルス結合領域
は図3に示すようにヌクレオチド7579〜7597の配列よりなる)。この端の切り取り(trun
cation)によりサブゲノム断片の転写が防止され、さらに完全なNSP4領域(ヌクレオチド5
928〜7579によりコードされる)の合成を可能にする。
本発明の開示より当業者には明らかなように、ウイルス結合領域を不活性化するために
広範囲の他の欠失、置換または挿入を行うことができる。例えば本発明の他の実施態様に
おいて、ウイルス結合領域はさらにNSP4をコードする領域まで切り取ることができ、これ
によりNSP4の生物活性を維持しながらサブゲノム断片からのウイルス転写を防止できる。
あるいは他の実施態様において、遺伝子コードの重複性のために、NSP4の生物活性を変化
させずにサブゲノム断片の転写を防止するような、NSP4をコードする配列のヌクレオチド
置換が可能である。
5.アルファウイルスRNA ポリメラーゼ認識配列とポリ−Aテール
前述のように本発明のアルファウイルスベクター作成体はまた、アルファウイルスRNA
ポリメラーゼ認識配列(「アルファウイルスレプリカーゼ認識配列」とも呼ぶ)を含む。
簡単に説明するとアル
ファウイルスRNAポリメラーゼ認識配列は、アルファウイルスが負の鎖の複製を始める認
識部位を提供する。アルファウイルスRNA ポリメラーゼ認識配列として、広範な配列が使
用できる。例えば1つの実施態様において、本発明のシンドビスベクター作成体は、ヌク
レオチド11,647〜11,703(図3を参照)にコードされるシンドビスポリメラーゼ認識配列
を含む。他の実施態様においては、シンドビスポリメラーゼ認識は、認識配列として機能
する最小の領域まで端が切り取られている(例えば、図3のヌクレオチド11,684〜11,703
)。
本発明の好適な実施態様において、ベクター作成体は追加的にポリ−Aテールを含有し
てもよい。簡単に説明すると、ポリ−Aテールは細胞質中の安定性を促進するのに充分な
任意のサイズであり、従ってウイルスの生活史の開始効率を上昇させる。本発明の種々の
実施態様において、ポリ−Aテールは少なくとも10アデノシンヌクレオチド、そして最も
好ましくは少なくとも25アデノシンヌクレオチドよりなる。
D.他のアルファウイルスベクター作成体
一般的に記載した前述のベクター作成体以外に、本明細書の開示内容を用いて広範な他
のアルファウイルスベクター作成体が調製できる。
1.修飾ウイルス結合領域
本発明の1つの面において、サブゲノム断片のウイルス転写が低下するように、ウイル
ス結合領域が修飾されたアルファウイルスベクター作成体が提供される。簡単に説明する
と、野生型アルファウイルスで細胞を感染すると、通常ウイルス結合領域から開始するサ
ブゲノム断片の多すぎるウイルス転写の結果として細胞が死滅する。この多すぎるRNA 分
子は、感染細胞の転写機構を破壊し、最終的に細胞を死に至らせることがある。標的細胞
の感染が細胞の死ではなく治療効果を示すような好ましい応用(例えば、標的核酸の鎖の
切断、または異種蛋白の発現の延長)では、サブゲノム断片のウイルス転写のレベルを低
下させ、これによりベクター感染標的細胞の寿命を延長させるために、(前述のベクター
作成体の不活性化以外に)アルファウイルスベクター作成体にいくつかの修飾をすること
もできる。本発明においては、RNase保護測定法により測定される、ウイルス転写により
産生されるサブゲノム断片が標準的野生型アルファウイルス(例えば、シンドビスウイル
スATCC番号VR-1248)より少ない場合、そのサブゲノム断片のウイルス転写は「低下してい
る」と見なされる。
サブゲノム断片のウイルス転写のレベルを低下させるために、ウイルス結合領域は種々
の方法により修飾してもよい。例えば本発明の1つの実施態様においては、遺伝子コード
の重複性のために、アミノ酸配列NSP4(または、他の実施態様においてはNSP4の生物活性
)に変化を及ぼさずに、サブゲノム断片のウイルス転写のレベルを低下させる、ウイルス
結合領域7579〜7597でのヌクレオチド置換が行われる。修飾されたベクター作成体が7597
を越えてヌクレオチドを含有する場合(例えば、7602または7612まで)、同様の置換がさ
らに可能であるが、NSP4は7597で停止するためそのような置換は遺伝的重複性に基づく必
要はない。修飾されたウイルス結合領域の代表例は、以下の実施例3により詳細に記載さ
れる。
2.縦列(tandem)ウイルス結合領域
本発明の別の面において、アルファウイルスの転写を開始することができる5’配列、
アルファウイルスの非構造蛋白をコードするヌクレオチド配列、サブゲノム断片のウイル
ス転写を防止するように不活性化された第1のウイルス結合領域、サブゲノム断片のウイ
ルス転写が低下するように修飾された第2のウイルス結合領域、そしてアルファウイルス
RNA ポリメラーゼ認識配列よりなる、アルファウイルスベクター作成体が提供される。こ
のようなベクター作成体は、第1の不活性化(または「不能化」)ウイルス結合領域、お
よび第2の修飾(または「合成」)ウイルス結合領域よりなるため、「縦列」(“tendem
”)ベクター作成体と呼ぶ。本発明の好適な実施態様において、不活性化したウイルス結
合領域の後に、直接第2の修飾したウイルス結合領域が続く。
低レベルのサブゲノム転写が好ましい応用例では、最小結合領域核は不活性化した結合
領域の下流に縦列で挿入される。目的の効果を得るためにサブゲノム転写のレベルを徐々
に上昇させるために、全結合領域に対応する配列を、縦列の結合領域内に徐々に増やしな
がら追加することができる。
3.アデノウイルスE3遺伝子
本発明の別の面において、アルファウイルス感染細胞内のHLA 発現をダウンレギュレー
トするために、第2のウイルス結合領域に続いて縦列のベクター作成体にアデノウイルス
E3遺伝子が挿入される。簡単に説明すると、本発明の種々の実施態様において、同一人へ
の遺伝子治療薬の繰り返し接種が好ましい。しかしシンドビスウイルスのようなアルファ
ウイルスの接種の繰り返しは、シンドビスウイルスの非構造蛋白(NSP)に対する特異的抗
体または細胞性免疫応答の生成を招くことがある。従って、同一人に繰り返し投与するた
めに、ベクター特異的蛋白に対する宿主の免疫応答を弱める必要がある。
従って本発明の1つの実施態様において、感染細胞の表面に発現される完全な組織適合
性抗原の発現をダウンレギュレートするために、アデノウイルス2型初期領域遺伝子3の
生成物が使用される。簡単に説明すると、E3 19,000 ダルトン(E3/19K)蛋白は小胞体中
のクラスI H−2/HLA 抗原に結合して複合体を形成し、クラスI H−2/HLA抗原
の完全な成熟と細胞膜への輸送に必要な末端グリコシル化経路を妨害する。Ad2E3 蛋白を
コードするアルファウイルスベクターで感染された標的細胞中では、クラスI抗原内のウ
イルス非構造蛋白の同時発現は起きない。従って、Ad2E3蛋白を発現するアルファウイル
スベクターを、治療用緩和剤の成分として同一人に繰り返し投与することができる。アデ
ノウイルスE3遺伝子の使用の代表例は、以下の実施例4Aに詳述される。
4.CMVH301遺伝子
ウイルスNSP に対する宿主の免疫応答を緩和するために、他の方法を使用することもで
きる。例えば本発明の別の面において、ベクターで感染した細胞内で発現される特異的蛋
白に対する宿主のCTL応答を阻害するために、好ましくは縦列ベクター中の第2のウイル
ス結合領域のすぐ後に、ヒトサイトメガロウイルス(「HCMV」)H301遺伝子をアルファウ
イルスベクター作成体内にクローン化される。
簡単に説明すると、β2−ミクログロブリン(β2m)蛋白は、高等真核生物のクラス
I主要組織適合性分子のα鎖のα1,α2およびα3のドメインに結合する。β2mとMH
C クラスI生成物の間の相互作用を妨害すると、感染細胞は細胞毒性T細胞により認識さ
れなくなる。従って実施例4Bに詳述されるように、治療用緩和剤の成分としてのHCMVH301
遺伝子生成物の発現は、ウイルスNSPに対する宿主の免疫応答を緩和するために使用す
ることができる。
5.レトロウイルスパッケージング配列
本発明の別の面において、レトロウイルスパッケージング配列が縦列ベクターに挿入さ
れ、第1の(不活性化された)ウイルス結合領域と第2の修飾されたウイルス結合領域の
間に配置される。簡単に説明すると、レトロウイルスパッケージング配列は、レトロウイ
ルス粒子へのRNAゲノムのパッケージングの信号を送る。以下に詳述されるように、レト
ロウイルスパッケージング配列は、レトロウイルスパッケージング細胞株を用いてレトロ
ウイルス粒子にアルファウイルスベクターをパッケージングするために使用される。これ
は、アルファウイルスパッケージング細胞株へのアルファウイルスベクターの移動効率を
上げるために行われる。
6.複数の異種遺伝子の発現
野生型アルファウイルスが感染した細胞内で転写されたmRNAのゲノムの長さとサブゲノ
ムの長さは、ポリシストロン性であり、それぞれウイルスの4つの非構造蛋白(NSP)と4
つの構造蛋白(SP)をコードする。ゲノムmRNAおよびサブゲノムmRNAはポリ蛋白として翻
訳され、各非構造蛋白および構造蛋白への処理は、ウイルスにコードされたNSP-およびSP
−特異的プロテアーゼに触媒される、翻訳後の蛋白分解性切断により行われる。
本明細書に記載したアルファウイルスベクターのいくつかの応用例では、2つ以上の異
種遺伝子の発現が好ましい。例えばゴーシェ症候群(Gaucher's syndrome)のような代謝
性疾患の治療には、治療用緩和剤の持続期間が限定されているため、アルファウイルスベ
クターまたは粒子の複数回投与が必要である。従って本発明のいくつかの実施態様におて
は、グルコセルブロシダーゼ遺伝子(実施例11を参照)のような緩和剤とともに、標的細
胞のAd2e3遺伝子(実施例4を参照)を同時発現することが好ましい。しかし野生型ウイ
ルスでは、構造蛋白(「SP」)ポリシストロン性メッセージは1つのポリ蛋白に翻訳され
、これは次にSPにコードされたプロテアーゼにより切断されて個々の蛋白に処理される。
従ってSPプロテアーゼ遺伝子または切断のために認識されるペプチドは、アルファウイル
スベクターの置換領域内に存在しないため、ポリシストロン性メッセージからの複数の異
種遺伝子の発現は、野生型ウイルスとは異なる機構を必要とする。
従って本発明の1つの実施態様において、適切なシグナルをリボゾームの読通し(read
through)またはシストロンの間へのリボゾームの侵入により、アルファウイルスベクター
が作成される。複数の異種遺伝子を発現する代表的な方法の1つは、以下の実施例5に記
載される。
本発明のさらに別の実施態様において、不能になった結合領域ベクターpKSSINBVd1JRの
すぐ下流へのリボゾームの読み通しまたは内部リボゾームの侵入を促進するシグナルの配
置が記載される(実施例3を参照)。このベクターの形状では、サブゲノムのメッセージ
の合成は起こらず、異種蛋白はリボザイムの読み通し(スキャニング)または内部リボザ
イム侵入により、ゲノム長さのmRNAから異種蛋白が発現される。野生型に関して、このア
ルファウイルスベクターによる低レベルのウイルス転写は、感染した標的細胞の寿命を延
ばすであろう。
本発明のさらに別の実施態様において、pKSSINBVd1JRsjr またはpKSSINBVのすぐ下流へ
のリボゾームの読み通しまたは内部リボゾームの侵入を促進するシグナルの配置が記載さ
れる。簡単に説明すると、サブゲノムmRNAの合成はpKSSINBVd1JRsjrまたはpKSSINBVベク
ターが感染した細胞内で起きるため、これらの2つの異種遺伝子の間へのリボゾームの読
み通しまたは内部リボゾームの侵入配列の配置は、サブゲノムmRNAポリシストロン性メッ
セージによりコードされる両蛋白の翻訳を可能にする。さらにAUG翻訳開始コドンの5’
末端に適当な翻訳開始シグナルが存在すれば、追加の異種遺伝子がサブゲノムmRNA領域中
に配置される。サブゲノムmRNA領域に挿入され得る異種遺伝子の数は、本明細書に記載す
るようにベクターのパッケージングの制限によってのみ限定される。
リボゾームを読み通し、cap に無関係の翻訳、または内部リボゾーム侵入を可能にする
異なる配列は、上記の構造のシンドビスウイルスベクターpKSSINBVd1JR,pKSSINBV、また
はpKSSINBVd1JRsjrc中に配置される。これらの翻訳制御配列の起源は、ピコルナウイルス
ポリおよびEMCV、ヒト免疫グロブリンの重鎖結合蛋白の5’非コード配列、および効率的
な翻訳開始のためのコザック(Kozak)コンセンサス配列に一部対応する少なくとも15塩基
対の合成配列である。ここでは詳述されないが、翻訳開始に影響するこれらのシグナルは
、結合領域の下流、および実施例3に記載の修飾結合領域ベクター中のすべての異種遺伝
子の間に配置することができる。
7.アルファウイルスcDNAベクター作成体
前述のように本発明はまた、アルファウイルスcDNAベクター作成体を提供する。例えば
本発明の1つの面において、cDNAからウイルスRNA の合成を開始することができる5’プ
ロモーター、その後に続くアルファウイルスの転写を開始することができる5’配列、ア
ルファウイルス非構造蛋白をコードするヌクレオチド配列、活性であるかまたはサブゲノ
ム断片のウイルス転写が防止されるように不活性化されているウイルス結合領域、アルフ
ァウイルスRNAポリメラーゼ認識配列、そして転写停止を制御する3’配列、よりなるア
ルファウイルスcDNAベクター作成体が提供される。種々の実施態様において、ウイルス結
合領域は、サブゲノム断片のウイルス転写が不活性化されるよりもむしろ単に低下するよ
うに修飾される。別の実施態様において、第2のウイルス結合領域は、第1の不活性化ウ
イルス結合領域に続いて挿入されており、この第2のウイルス結合領域は、サブゲノム断
片のウイルス転写が低下するように修飾されている。
前述のように、アルファウイルスの転写を開始することができる5’配列、アルファウ
イルス非構造蛋白をコードするヌクレオチド配列、サブゲノム断片のウイルス転写が防止
されるように不活性化されたウイルス結合領域、そしてアルファウイルスRNA ポリメラー
ゼ認識配列よりなる、アルファウイルスcDNAベクター作成体の種々の面が記載された。さ
らに修飾結合領域と縦列結合領域も記載された。しかしアルファウイルスcDNAベクター作
成体は、cDNAからウイルスRNAの合成を開始することができる5’プロモーターの添加に
より異なる。適切なプロモーターの代表例には、lac プロモーター、メタラチオン(meta
llathione)プロモーター、CMVプロモーターおよび熱ショックプロモーターなどがある。
前述のように、アルファウイルスcDNAベクター作成体はまた、転写停止を制御する3’
配列を含む。このような配列の代表例は、以下の実施例2に詳細に記載される。
8.組織特異的発現
本発明の別の面において、選択された組織内でのみ目的の異種配列を発現することがで
きるアルファウイルスベクター作成体が提供される。このような代表例の1つを図11に示
す。簡単に説明すると図11Aに示されるように、標的細胞にベクターが導入される(図11
A)と、転写制御配列(例えば、修飾結合領域)に隣接する逆方向反復配列がループ構造
から出て(図11Bを参照)、合成結合領域からのサブゲノム配列(「G.O.I.」)の
ウイルス転写を防ぐように、組換えアルファウイルスベクターは作成される。
一方、もし逆方向反復配列が、選択された組織または細胞型に特徴的な特異的細胞性RN
A 配列にもハイブリダイズするように設計されているならば、ベクターの活性化が達成さ
れる。このような細胞性RNA は無能化幹ループ構造を破壊し、こうしてさらに安定な2次
幹ループ構造を形成させる(図11Cと11D)。この2次幹ループ構造は、結合領域を正し
い配置に戻すことによりサブゲノムメッセージの転写を可能にする。
コピー選択と呼ばれる鎖ジャンプ(strand hopping) 機構を用いて負の鎖の合成中に鎖
型を交換するウイルスポリメラーゼの能力を利用して、2次幹ループ構造を使用して全長
アルファウイルスベクターを転写することもできる(King,RNA genetics II,CRC Press
, Inc. Boca RatonFla., Domingoら(編)、pp. 150-185, 1988)。ポリメラーゼコピー
選択の結果として逆方向反復配列は欠失しているため、転写がいったん1回うまく起きれ
ば、得られるRNA転写体は逆方向反復配列を含有しない。この新たに合成されたRNA分子
は、前述の任意の他の非無能化ゲノムアルファウイルスベクターのように転写し発現する
一次RNAベクター転写体として機能する。このRNAベクター構造では、標的細胞または組
織型にのみ存在する特異的RNA 配列が、逆方向反復配列の設計に使用されるなら、無能化
したシンドビスベクターの組織または細胞特異的な活性化が達成される。この方法でシン
ドビスのようなアルファウイルスは、前述の類似の逆方向反復配列を用いて、組織特異的
発現ベクターとして作成することができる。
組織特異的発現を達成するこのベクター系を用いると、治療的アルファウイルスベクタ
ーまたは粒子を患者に全身的に送達することができる。もしベクターが適切なRNA 種を発
現しない細胞に感染した場合は、ベクターは非構造蛋白を発現できるのみであり、目的の
遺伝子は発現しない。最終的にベクターは無害に分解されるであろう。
前記のベクターを使用すると、種々の治療的応用(例えば、種々の型の癌の治療のため
にベクターを標的とすることを含む)のための事実上の組織特異的発現が可能になる。こ
の理論は、癌胎児性癌性特異的抗原(CEA)やアルファフェトプロテイン癌マーカーのよう
な癌特異的マーカーの特異的発現に依存する。簡単に説明すると、特異的な癌を標的とす
るのにこのような癌特異的RNAを使用することは、後述の毒性分子、リンホカインまたは
プロドラッグの癌特異的発現を可能にする。この方法は、大腸直腸癌、肺癌、乳癌、卵巣
癌、膀胱癌、前立腺癌などの種々の癌のすべてがCEAを発現するため、これらの癌に利用
される。本発明のこの面においての使用に適したベクターの1つの代表例は、以下の実施
例15に詳述されている。
簡単に説明すると、CEA はアルファフェトプロテイン癌マーカーとともに、最初に記載
された癌特異的マーカーの1つであった。CEA は、胎児成長の最初の2回の3ヶ月に消化
管、膵臓および肝臓などの胎児組織に見いだされる普通の糖蛋白である(PathologicBasi
s of Disease 、第3版、1984,Robbins ら、編者)。以前はCEA は大腸の腺癌に特異的
であると考えられていたが、後に好感度のラジオイムノアッセイが開発されたため、多く
の内胚葉由来の癌(特に膵臓癌、胃癌および食道癌)の血漿中に存在することが明らかに
なった。
本発明の関連する面において、アルファウイルス細胞特異的発現ベクターは、ウイルス
感染細胞型の標的治療のために、ウイルス抗原、リボザイム、アンチセンス配列、または
ガンマ−インターフェロン(γ−IFN)またはIL−2のような免疫刺激性因子を発現するよ
うに作成される。特に、特異的外来微生物または病原体感染細胞にアルファウイルスベク
ターをターゲティングするために、アルファウイルスベクターの逆方向反復配列は、任意
の病原体特異的RNAにハイブリダイズするように選択される(例えば、HIV,CMV, HBV, HP
V、およびHSV のような病原体に感染された標的細胞)。
本発明のさらに別の面において、遺伝子置換療法を用いる組織特異的代謝性疾患の治療
のために、特定の臓器がターゲティングされる。例えば、肝臓は体の多くの代謝機能に関
与し、多くの代謝性遺伝性疾患に関連しているため、重要な標的組織である。そのような
疾患には、多くのグリコーゲン保存疾患、フェニルケトン尿性、ゴーシェ病および家族性
高コレステロール血症などがある。現在多くの肝臓特異的酵素やマーカーがある(これら
は配列が決定されており、アルファウイルスベクターの適切な逆方向反復配列を作成する
のに使用される)。そのような肝臓特異的cDNAには、S−アデノシルメチオニンシンセタ
ーゼ(Horikawaら、Biochem.Int. 25 : 81, 1991);レシチン;コレステロールアシルト
ランスフェラーゼ(Rogneら、Biochem.Biophys. Res. Commun. 148 : 161, 1987) ;お
よび他の肝臓特異的cDNA(Chinら、Ann.N.Y. Acad. Sci. 478 : 120, 1986)がある。こ
のような肝臓特異的アルファウイルスベクターは、家族性高コレステロール血症(Wilson
ら、Mol.Biol.Med. 7 : 223, 1990)の治療のために肝細胞に低密度リポ蛋白リセプター
(Yamamotoら、Cell39 : 27, 1984) を送達するのに使用できるであろう。
E.異種配列
前述のように本発明のアルファウイルスベクター作成体により、広範なヌクレオチド配
列が担持される。好ましくはヌクレオチド配列は、生存可能な(viable) ウイルスの産生
を可能にするのに充分なサイズであるべきである。本発明において、測定可能な力価の感
染性ウイルスまたは感受性単層の産生は、「生存可能なウイルスの産生」と考えられる。
これは最小の場合、追加の異種配列を含有しないアルファウイルスベクター作成体でもよ
い。しかし他の実施態様において、ベクター作成体は追加の異種配列または外来配列を含
有してもよい。好適な実施態様において異種配列は、少なくとも約100塩基、2kb,3.5kb
,5kb,7kb、または少なくとも約8kbの異種配列よりなる。
本明細書中の開示内容から当業者には明らかなように、パッケージングの効率従ってウ
イルス力価は、ある程度パッケージングされる配列のサイズに依存する。従って生存可能
なウイルスのパッケージングおよび産生の効率を上昇させるには、追加の非コード配列を
ベクター作成体に付け加えてもよい。さらに本発明のいくつかの実施態様において、ウイ
ルスの力価を上昇または低下させることが好ましいことがある。この上昇または低下は異
種配列のサイズ、従ってパッケージングの効率を上昇または低下させることにより達成さ
れる。
ベクター作成体には、例えばリンホカイン、トキシン、プロドラッグ、免疫応答を刺激
する抗原、リボザイム、および免疫応答を補助または阻害する蛋白、そしてアンチセンス
配列(または「アンチセンス応用」のためのセンス配列)のような緩和剤をコードする配
列などの広範な異種配列が含まれる。前述のように本発明の種々の実施態様において、本
明細書中に提供されるアルファウイルスベクター作成体は2つまたはそれ以上の異種配列
を含有(そして、ある実施態様においては発現)してもよい。
1.リンホカイン
本発明の1つの実施態様において、異種配列はリンホカインをコードする。簡単に説明
するとリンホカインは、免疫エフェクター細胞を増殖、活性化または分化させるのに働く
。リンホカインの代表例には、IL−1,IL−2,IL−3,IL−4,IL−5,IL−6,IL−
7,IL−8,IL−9,IL−10,IL−11,IL−12,IL−13,IL−14,IL−15,GM−CSF,CSF
−1、およびG−CSFがある。
本発明の関連する実施態様において、異種配列は免疫調節性補助因子をコードする。簡
単に説明すると、本発明に関連して使用される「免疫調節性補助因子」は、免疫応答に関
与して1つまたはそれ以上の細胞により産生される時、または細胞に外から加えられる時
、その補助因子がない時に発生したであろう質または強さとは異なる免疫応答を引き起こ
す。応答の質または強さは、当業者に公知の種々の方法により測定することができ、例え
ば細胞の増殖を測定するインビトロ測定法(例えば、3Hチミジン摂取)、およびインビ
トロ細胞毒性測定法(例えば、51Cr放出を測定するもの)(Warnerら、AIDS Res.andHum
an Retrovirus 7: 645-655, 1991) がある。
免疫調節性補助因子の代表例は、アルファインターフェロン(Finterら、Drugs 42 (5)
:749-765, 1991;米国特許第 4,892,743号;米国特許第4,966,843号;WO 85/02862 ; N
agataら、Nature284 : 316-320, 1980 ; Familletti ら、Methodsin Enz. 78 : 387-394
, 1981 ; Twuら、Proc.Natl. Acad. Sci. USA 86 : 2046-2050,1989 ; Faktorら、Oncog
ene 5 :867-872, 1990) 、ベータインターフェロン(Seifら、J. Virol. 65 :664-671,
1991) 、ガンマインターフェロン(Radfordら、American Society of Hapatology :2008
-2015, 1991 ;Watanabe ら、PNAS 86 : 9456-9460, 1989 ; Gansbacherら、CancerResea
rch 50 :7820-7825, 1990 ; Maio ら、Can. Immunol. Immunother. 30 : 34-42,1989;
米国特許第4,762,791号および 4,727,138号)、G−CSF(米国特許第 4,999,291号および
4,810,643号)、GM−CSF(WO85/04188) 、TNF (Jayaramanら、J. Immunology 144 : 942
-951, 1990)、インターロイキン−2(IL−2)(Karupiahら、J.Immunology144 : 290-
298, 1990 ;Weber ら、J. Exp. Med. 166 : 1716-1733, 1987 ;Gansbacher ら、J. Exp.
Med. 172: 1217-1224, 1990;米国特許第 4,738,927号)、IL−4(Tepperら、Cell57
: 503-512, 1989; Golumbekら、Science 254 : 713-716, 1991 ; 米国特許第 5,017,691
号),IL−6(Brakenhofら、J.Immunmol. 139 : 4116-4121, 1987 ; WO 90/06370) ,I
L−12,IL−15,ICAM−1(Altmanら、Nature338: 512-514, 1989) ,ICAM−2,LFA-1
,LFA-3,MHCクラスI分子、MHC クラスII分子、β2 −ミクログロブリン、チャペロン
(chaperones)、CD3,B7/BB1, MHC結合トランスポーター蛋白またはこれらの類似体があ
る。
アルファウイルスベクター作成体中に免疫調節性補助因子を含めるか否かの選択は、補
助因子の公知の治療効果に基づくか、または実験的に決定される。例えば慢性B型肝炎感
染では、患者の免疫不全を補い従って疾患からの回復を助けるのに、アルファインターフ
ェロンが有効であることがわかっている。あるいは安定な免疫調節性補助因子を実験的に
決定してもよい。簡単に説明すると、肝疾患の患者からまず血液試料を採取する。自己細
胞またはHLA の一致した細胞(例えば、EBVで形質転換した細胞)でインビトロで、抹消
血を再刺激し、肝炎抗原の免疫性部分と免疫調節性補助因子の発現を指令するアルファウ
イルスベクター作成体で形質導入する。HLAの一致した形質導入細胞を標的として、刺激
したPBL をCTL測定法のエフェクターとして使用する。HLA の一致した刺激物質と抗原の
みをコードするベクターで形質導入した標的細胞を用いて行った同じ測定法で見られるCT
L応答よりも大きい応答は、有用な免疫調節性補助因子であることを示す。本発明の1つ
の実施態様において、免疫調節性補助因子のガンマインターフェロンが特に好ましい。
免疫調節性補助因子の別の例は、B7/BB1補助刺激因子である。簡単に説明するとT細胞
の完全な機能の活性化には2つのシグナルが必要である。1つのシグナルは抗原特異的T
細胞リセプターと、主要組織適合性複合体(MHC)分子に結合したペプチドとの相互作用に
より与えられ、第2のシグナル(補助刺激と呼ぶ)は抗原提示細胞によりT細胞に送達さ
れる。簡単に説明すると、第2のシグナルはT細胞によるインターロイキン−2(IL−2
)産生に必要であり、抗原提示細胞上のB7/BB1分子と、Tリンパ球上のCD28およびCTLA−
4リセプターとの相互作用が関与しているようである(Linsleyら、J. Exp. Med., 173 :
721-730,1991a、およびJ. Exp. Med., 174 : 561-570, 1991)。本発明の1つの実施態
様において、CD8+T細胞が拡張した充分活性化するために充分なIL−2を産生するよう
に、B7/BB1はCD8+ T細胞の補助刺激を起こすために癌細胞に導入される。これらのCD8+
T細胞は、さらなるCTL機能のために補助刺激が必要ではないためB7を発現していない
癌細胞を殺すことができる。B7/BB1因子と例えば免疫原性HBVコア蛋白の両方を発現する
ベクターは、本明細書に記載した方法を使用して作成することができる。これらのベクタ
ーで形質導入される細胞は、より有効な抗原提示細胞となるであろう。HBVコア−特異的C
TL 応答は、補助刺激リガンドB7/BB1を介して、充分に活性化されたCD8+ T細胞から増
強される。
2.トキシン
本発明の別の実施態様において、異種配列はトキシンをコードする。簡単に説明すると
、トキシンは細胞の増殖を直接阻害するように作用する。トキシンの代表例には、リシン
(Lambら、Eur.J. Biochem. 148 : 265-270, 1985) 、アブリン(abrin) (Woodら、Eur.
J. Biochem. 198: 723-732, 1991 ; Evensenら、J. of Biol. Chem. 266 : 6848-6852,1
991 ; Collins ら、J.of Biol. Chem. 265 : 8665-8669, 1990 ; Chenら、Fed. of Eur.
Biochem Soc. 309: 115-118, 1992)、ジフテリアトキシン(Twetenら、J. Biol. Chem.
260:10392-10394, 1985) 、コレラトキシン(Mekalanos ら、Nature 306 : 551-557, 19
83 ; SanchezandHolmgren, PNAS 86 : 481-485, 1989) ゲロニン(gelonin) (Stirpeら
、J. Biol.Chem.255 : 6947-6953, 1980) 、ポークウィード(Irvin, Pharmac. Ther. 2
1 : 371-387,1983) 、抗ウイルス蛋白(Barbieriら、Biochem.J. 203 : 55-59, 1982 ;
Irvin ら、Arch.Biochem. & Biophys. 200 : 418-425,1980 ; Irvin, Arch. Biochem. &
Biophys.169 : 522-528, 1975) 、トリチン(tritin) 、赤痢菌毒素(Calderwoodら、P
NAS84 :4364-4368, 1987 ; Jackson ら、Microb. Path. 2 : 147-153, 1987)、シュード
モナス外毒素A(CarrollandCollier, J. Biol. Chem. 262 : 8707-8711, 1987)、単純
ヘルペスウイルスチミジンキナーゼ(HSVTK)(Field ら、J. Gen. Virol. 49 : 115-124,
1980)、および大腸菌グアニンホスホリボシルトランスフェラーゼがある。
3.プロドラッグ
本発明の他の実施態様において、異種配列は「プロドラッグ」をコードする。簡単に説
明すると、本発明において「プロドラッグ」とは、ほとんどまたは全く毒性のない化合物
を毒性生成物に活性化する遺伝子生成物を意味する。このような遺伝子生成物の代表例に
は、HSVTK とVZVTKがあり、これらはいくつかのプリンアラビノシドおよび置換ピリミジ
ン化合物を選択的にモノリン酸化して、これらを細胞毒性または細胞増殖抑制代謝物に交
換する。さらに詳しくは、ガンシクロビル、アシクロビルのような薬剤または他の任意の
類似体(例えば、FIAU,FIAC,DHPG) をHSVTK に接触させると、薬剤は対応する活性ヌク
レオチド三リン酸型にリン酸化される。
本発明に関連して使用される他のプロドラッグの代表例には:大腸菌グアニンホスホリ
ボシルトランスフェラーゼ(これはチオキサンチンを毒性のあるチオキサンチンモノリン
酸に交換する)(Besnardら、Mol. Cell. Biol. 7 : 4139-4141, 1987) ;アルカリ性ホ
スファターゼ(これは不活性のリン酸化化合物(例えば、マイトマイシンリン酸やドコソ
ルビシン−ホスフェート)を毒性の脱リン酸化化合物に交換する);カビ性(例えば、フ
サリウム・オキシスポラム(FusariumOxysporum))または細菌性シトシンデアミナーゼ(
これは5−フルオロシトシンを毒性の化合物5−フルオロウラシルに交換する)(Mullen
, PNAS89 : 33,1992) ; カルボキシペプチダーゼG2(これはパラ−N−ビス(2−クロ
ロエチル)アミノベンジルグルタミン酸からグルタミン酸を切断して、毒性の安息香酸マ
スタードを生み出す);そしてペニシリン−Vアミダーゼ(これはドコソルビシンとメル
ファランのフェノキシアセトアビド誘導体を毒性化合物に変換する)(一般的には、Vrud
hulaら、J.of Med.Chem. 36 (7) : 919-923, 1993 ; Kernら、Canc. Immun. Immunother
. 31 (4):202-206, 1990)がある。
4.アンチセンス配列
本発明の別の実施態様において、異種配列はアンチセンス配列である。簡単に説明する
と、アンチセンス配列はRNA に結合して、これにより特定の蛋白の細胞性合成を防止する
か、または細胞によるRNA 配列の使用を防止するように、設計される。このよな配列の代
表例には、アンチセンスチミジンキナーゼ、アンチセンスジヒドロ葉酸リダクターゼ(Ma
herand Dolnick,Arch. Biochem. & Biophys. 253 : 214-220, 1987 ; Bzik ら、PNAS 84
: 8360-8364,1987)、アンチセンスHER2(Coussensら、Science 230 : 1132-1139, 1985)
、アンチセンスABL(Fainsteinら、Oncogene4 : 1477-1481, 1989) 、アンチセンスMyc (
Stantonら、Nature310 :423-425, 1984) およびアンチセンスras 、そしてヌクレオチド
生合成経路の任意の酵素を阻止するアンチセンス配列がある。さらに本発明の別の実施態
様において、γ−インターフェロンおよびβ−2ミクログロブリンに対するアンチセンス
配列は、免疫応答を低下させるために使用される。
さらに本発明の別の実施態様において、アンチセンスRNA は強力なクラスI制限応答を
誘導するために使用される。簡単に説明すると、RNA に結合してこれにより特異的mRNAの
翻訳を防止する以外に、高レベルの特異的アンチセンス配列は多量の2本鎖RNAの形成の
ためインターフェロン(ガンマ−インターフェロンを含む)の発現の増加を誘導すると考
えられる。次にガンマ−インターフェロンの発現は増加は、MHC クラスI抗原の発現を増
強する。この転写で使用に好適なアンチセンス配列には、アクチンRNA、ミオシンRNA 、
およびヒストンRNAがある。アクチンRNA と不適正塩基対と形成するアンチセンスRNA は
特に好ましい。
5.リボザイム
本発明の1つの面において、宿主細胞に感染するとリボザイムを産生するアルファウイ
ルスベクターが提供される。簡単に説明すると、特異的RNA を切断するのにリボザイムが
使用され、1つの特異的RNA のみに影響を与えるようにリボザイムは設計される。一般的
には、リボザイムの基質結合配列は10〜20ヌクレオチドの長さである。この配列の長さは
、標的RNAとハイブリダイズし、切断されたRNAからリボザイムを解離するのに充分であ
る。リボザイムを作成する代表例には、米国特許第 5,116,742号;5,225,337号;そして
5,246,921号に記載のものがある。本発明における使用に特に好適なリボザイムには、以
下の実施例(例えば実施例18)に詳述されるものがある。
6.蛋白と他の細胞成分
本発明の別の面において、広範な蛋白または他の細胞成分がアルファウイルスベクター
作成体に担持される。そのような蛋白の代表例には、例えばウイルス、細菌、寄生体、ま
たはカビ中に見いだされる未変性または変化した細胞成分、および外来蛋白または細胞成
分がある。
(a)変化した細胞成分
1つの実施態様において、免疫原性で非癌原性の、変化した細胞成分の発現を指令する
アルファウイルスベクター作成体が提供される。本明細書において、「免疫原性」とは適
切な条件下で免疫応答を引き起こすことができる細胞成分を意味する。この応答は細胞性
であるが、体液性応答を含んでいてもよい。用語「非癌原性」とは、細胞の形質転換また
はヌードマウスの癌形成を誘導しない、変化した細胞成分を意味する。用語「変化した細
胞成分」とは細胞を癌原性にすることに関連するか、または癌原性細胞一般に関連するが
細胞を癌原性にするために必須ではない蛋白および他の細胞成分を意味する。
変化の前に、正常な細胞の増殖および制御に細胞成分が必須であり、これには例えば、
細胞内蛋白分解、転写制御、細胞サイクルの制御、および細胞−細胞相互作用が含まれる
。変化後には細胞成分はもう制御機能を果たさず、従って細胞は制御できない増殖を示す
。変化した細胞成分の代表例には、 ras* , p53* ,Rb* 、ウイルムズ癌遺伝子(Wilms'
tumor gene)によりコードされる変化した蛋白、ユビキチン*、ムチン* 、DCC, APCおよ
びMCC 遺伝子にコードされる蛋白、乳癌遺伝子BRCA1*、およびリセプターまたはリセプ
ター様構造(例えば、neu 、甲状腺ホルモンリセプター、血小板由来増殖因子(PDGF)リ
セプター、インスリンリセプター、上皮増殖因子(EGF)リセプター、およびコロニー刺激
因子(CSF)リセプターがある。
本発明の1つの実施態様において、非癌原性で変化したras (ras* ) 遺伝子の発現を指
令するアルファウイルスベクター作成体が提供される。簡単に説明すると、ras* 遺伝子
は新生物性表現型に軽く結合しているため魅力的な標的であり、確かに広範な確定癌(例
えば膵臓癌、大腸癌および肺腺癌)の癌原性の誘導と維持に必要かも知れない。さらにra
s* 遺伝子は前新生物癌において見いだされ、従って悪性癌の検出の前に免疫介在療法が
行われる。
正常なras 遺伝子は非癌原性であり、すべての動物に存在する。これは進化の過程で高
度に保存されており、細胞サイクルと正常な増殖性の維持に重要な役割を果たすようであ
る。正常なras遺伝子は、GTPに結合しGTPase活性を示すG−蛋白であり、外部環境から
細胞内部へシグナルを伝達するのに関与しており、こうして細胞が環境に応答することを
可能にする。一方ras*遺伝子は、細胞の挙動を環境から切り離してしまい、新生物細胞
の制御されない増殖を導くことにより、新生物細胞の正常な増殖制御を変化させる。ras
遺伝子の突然変異は発癌性の初期の出来事であり(Kumar ら、Science 248 : 1101-1104,
1990)、これは早期に治療されれば癌発生を防止することができる。
ras*遺伝子は広範な癌(例えば、膵臓癌、大腸癌および肺腺癌)に存在する。
種々の癌で見られる ras* 遺伝子に発生する突然変異の範囲は極めて限定されている。
これらの突然変異は、正常なオン/オフスイ
ッチを構成性のオンの位置に変換することにより、ras 蛋白のGTPase活性を変化させる。
ras*の癌原性突然変異は、主に3つのコドンにのみ起きる:12,13そして61。ヒトおよ
び動物の癌において、コドン12の突然変異が最も多い。
以下の表1はヒトのras を活性化するインビボの突然変異(コドン12,13および61)、
およびインビトロの形質転換活性を有する可能性のある突然変異を要約する。インビトロ
の形質転換活性を有する可能性のある突然変異は、正常のコドンのアミノ酸の全体的な置
換(例えば、12位の正常なグリシンの代わりに他のアミノ酸が置換されている)により産
生される。インビトロの突然変異はヒトや動物で発生することは知られていないが、最終
的にインビボで発生することが見いだされれば、抗癌性免疫療法の基礎となるかも知れな
い。
表1
ヒトのras蛋白を活性化するアミノ酸置換
アミノ酸 Gly Gly Ala Gln Glu Asn Lys Asp
突然変異コドン 12 13 59 61 63 116 117 119

インビボ Val Asp Arg
Arg Val His
Asp Arg Leu
Cys
Ala
Ser
Phe
インビトロ Ala Ser Thr Val Lys His Glu His
Asn Ala Ile Arg Glu
Gln Cys Ala
Glu Asn Asn
His Ile
Ile Met
Leu Thr
Lys Tyr
Met Trp
Phe Phe
Ser Gly
Thr
Trp
Tyr
上記の変化により、新規なコード配列を含有する蛋白が産生される。これらの配列にコ
ードされる新規蛋白は癌原性細胞のマーカーとして使用され、これらの新規コード領域に
対する免疫応答は、変化した配列(ras* ) を含有する癌原性細胞を破壊するのに使用され
る。
本発明の別の実施態様において、変化した53(p53* ) 遺伝子の発現を指令するアルファ
ウイルスベクター作成体が提供される。簡単に説明すると、p53 は元々形質転換した細胞
の抽出物中に発見された核リン蛋白であり、従って最初は癌遺伝子として分類された(Li
nzerand Levine,Cell 17 : 43-52, 1979 ; Lane and Crawford, Nature 278 : 261-263,
1979) 。後に、元々のp53cDNAクローンはp53 の突然変異体であることが発見された(Hi
nds ら、J.Viirol. 63 :739-746, 1989)。p53 は細胞サイクルを負に制御する癌抑制遺
伝子であり、この遺伝子の突然変異が癌形成につながるようである。研究された大腸癌の
うち75%〜80%はp53の両方の対立遺伝子がなくなっている(一方は欠失により、他方は
点突然変異による)。肺癌や脳および乳癌でも同様の突然変異が見られる。
p53 突然変異の多く(例えば、p53*1,p53*2など)は、アミノ酸残基 130〜290 の間
に集まっている(Levineら、Nature351: 453-456, 1991を参照;および具体的な突然変
異をさらに詳細に説明する以下の文献も参照:Baker ら、Science 244 :217-221, 1989 ;
Nigro ら、Nature342 : 705-708, 1989 (p53 突然変異は遺伝子の高度に保存された4
つの領域に一致する「ホットスポット」に集まり、これらの突然変異はヒトの脳癌、乳癌
、肺癌および大腸癌で観察される);Vogelstein,Nature 348 : 681-682, 1990 ; Takaha
shiら、Science246 : 491-494, 1989 ; Iggoら、Lancet335 : 675-679, 1990 ; Jamesら
、Proc.Natl. Acad. Sci. USA 86 : 2858-2862, 1989 ;Mackayら、Lancet 11 : 1384-13
85, 1988 ;Kelmanら、Blood 74 : 2318-2324, 1989 ;Malkin ら、Science 250 : 1233-1
238, 1990 ;Baker ら、Cancer Res. 50 : 7717-7722,1991 ; Chibaら、Oncogene 5 : 16
03-1610, 1990(初期の非小細胞肺癌の病因は、コドン132〜283 の間のp53 遺伝子の体
細胞性突然変異が関係している);Prosserら、Oncogene 5 : 1573-1579, 1990(アミノ
酸 126〜224をコードするp53 遺伝子の突然変異が原発性乳癌で同定された);Chengand
Hass,Mol. Cell. Biol. 10 : 5502-5509, 1990 ; Bartekら、Oncogene 5 : 893-899,19
90 ; Rodriguesら、Proc.Natl. Acad. Sci. USA 87 : 7555-7559, 1990 ; Menon ら、Pr
oc.Natl. Acad.Sci. USA 87 : 5435-5439, 1990 ; Mulliganら、Proc. Natl. Acad. Sci
.USA 87 :5863-5867, 1990 ; およびRomanoら、Oncogene 4 : 1483-1488, 1990(ヒトの
骨肉腫由来細胞株HOS-SLのコドン156のp53突然変異の同定))。
p53 遺伝子のいくつかの変化は、いくつかの特異的トキシンが原因である。例えば、Br
essacら(Nature350 : 429-431, 1991) は、肝細胞癌患者のコドン249 の特異的なGか
らTへの突然変異を記載している。この突然変異の示唆されている原因物質は、アフリカ
で食物汚染物質として知られている肝臓癌の癌原性物質であるアフラトキシンB1である
特に影響を受ける遺伝子の4つの領域は、残基 132〜145, 171〜179, 239〜248 、そし
て 272〜286である。特に興味深いこれらの領域に見いだされる3つの「ホットスポット
」は、残基175,248そして273(Levinら、Nature 351 : 453-456, 1991) に存在する。こ
れらの変化および前述の他の変化により、新規のコード配列を含有する蛋白が産生される
。これらの配列にコードされる新規蛋白は癌原性細胞のマーカーとして使用でき、これら
の新規コード配列に対する免疫応答は、変化した配列を含有する癌原性細胞(p53*) を破
壊するのに使用される。
変化した細胞成分をコードする配列がいったん得られたら、これらの配列が非癌原性蛋
白をコードすることを確認することが必要である。種々の測定法が公知であり、特定の細
胞成分の癌原性を評価する測定法が容易に実施できる。代表的測定法には、ラット繊維芽
細胞測定法、ヌードマウスまたはラットにおける癌形成、軟寒天中のコロニー形成、およ
びトランスジェニック動物(例えばトランスジェニックマウス)の調製などがある。
ヌードマウスまたはラットにおける癌形成は、特定の細胞成分の癌原性を測定するのに
特に重要で高感度な測定法である。ヌードマウスは機能的な細胞免疫系が欠如しており(
すなわち、CTL を有さない)、従って細胞の癌原性の可能性を調べるのに有用なインビボ
のモデルである。正常な非癌原性細胞は、ヌードマウスに感染させても制御できない増殖
は示さない。しかし形質転換した細胞はヌードマウス中で急速に増殖し、癌を発生させる
。簡単に説明すると1つの実施態様において、アルファウイルスベクター作成体は同系の
マウスの細胞に投与され、次にヌードマウスに注射される。癌の増殖を調べるために注射
後2〜8週間マウスを肉眼で観察する。また癌の存在を調べるために、マウスを屠殺して
解剖してもよい(Giovanellaら、J.Natl.Cancer Inst. 48 : 1531-1533, 1972 ; Fursez
ら、AbnormalCells, New Productsand Risk, Hopps and Petricciani編、Tissue Cultu
re Association,1985;およびLevenbook ら、J.Biol. Std. 13 : 135-141, 1985) 。
癌原性はまた軟寒天中のコロニー形成を目視することによっても評価することができる
(Macphersnand Montagnier, Vir. 23 : 291-294, 1964)。簡単に説明すると、正常な非
癌原性細胞の1つの性質は「接触阻害」である(すなわち、細胞は隣接する細胞に接触す
ると増殖を止める)。細胞を半固体寒天支持培地中に入れると、正常な細胞はすぐ接触阻
害を受けて増殖を止めるが、癌原性細胞は増殖し続け軟寒天中でコロニーを形成する。
変化した細胞成分の癌原性を評価するのに。トランスジェニック動物(例えばトランス
ジェニックマウス)も使用することもできる。(Stewart ら、Cell 38 : 627-637, 1984
; Quaifeら、Cell48 : 1023-1034,1987 ; およびKoike ら、Proc. Natl. Acad. Sci. US
A 86 :5615-5619, 1989)。トランスジェニック動物では目的の遺伝子は、動物のすべて
の組織中で発現される。この突然変異遺伝子の無制御な発現は、新たに導入された遺伝子
の癌原性の可能性を調べるためのモデルとして役に立つ。
変化した細胞成分が細胞を癌原性にすることに関係しているならば、変化した細胞成分
を非癌原性にすることが必要である。例えば1つの実施態様において、変化した細胞成分
をコードする目的の配列または遺伝子は、遺伝子生成物を非癌原性にするために端が切り
取られる。変化した細胞成分をコードする遺伝子は種々のサイズに切り取られるが、変化
した細胞成分をできるだけ保持することが好ましい。さらに切り取りが行われても、変化
した細胞成分の免疫原性配列の少なくともいくつかは無傷であることが必要である。ある
いは複数の翻訳停止コドンを免疫原性領域の下流に導入してもよい。停止コドンの挿入に
より蛋白発現が早期に停止され、こうして蛋白の形質転換部分の発現を防止する。
1つの実施態様において、 ras* 遺伝子は ras* 蛋白を非癌原性にするために端が切り
取られる。簡単に説明するとras* のカルボキシル末端アミノ酸は、機能的に蛋白を細胞
膜に結合させる。これらの配列の端の切り取りは、変化した細胞成分を非癌原性にする。
好ましくはras*遺伝子はプリン環結合部位(例えば、アミノ酸番号110 をコードする配
列の近辺)で端が切り取られる。アルファウイルスベクター作成体によりわずかに約20ア
ミノ酸(変化したアミノ酸を含む)がコードされるようにするたにras* 遺伝子の端を切
り取ることができるが、できるだけ多くのアミノ酸が発現される(非癌原性を維持しなが
ら)ことが好ましい。
別の実施態様において、細胞成分を非癌原性にするために p53* 蛋白は端の切り取りに
より修飾される。前述のように必ずしもすべてのp53 蛋白の突然変異が癌原性ではなく、
従って必ずしもすべての突然変異の端を切り取る必要はない。しかしながら好適な実施態
様では、p53*はアミノ酸 100〜300 をコードする配列まで端を切り取り、こしてすべて
の4つの主要な「ホットスポット」は含まれている。
発癌性である他の変化した細胞成分も非癌原性にするために、その端を切り取ることも
できる。例えばneuおよびbcr/abl もこれらを非癌原性にするために端を切り取ることが
できる。非癌原性は、端が切り取られた変化した細胞成分を前述のように測定法すること
により確認することができる。
しかし変化した細胞成分は非癌原性細胞一般にのみ関連していて、細胞を癌原性にする
のに必要または必須でない場合は細胞成分を非癌原性にする必要はない。癌原性でないそ
のような変化した細胞成分の代表例には、Rb* 、ユビキチン(ubiquitin)* そしてムチン
* がある。
前述のように適当な免疫応答を作り出すために、変化した細胞成分は免疫原性でなけれ
ばならない。特定の配列の免疫原性は予測することが難しいが、T細胞のエピトープはし
ばしば免疫原性で両親媒性のアルファらせん成分を有する。しかし一般に免疫原性は測定
により決めることが好ましい。代表的測定法には、新規に導入したベクターに対する抗体
の存在を検出するELISA、およびガンマインターフェロン測定法、IL−2産生測定法、お
よび増殖測定法のようにTヘルパー細胞を試験する測定法がある。
前述のように一般的な抗癌治療薬を作成するために、いくつかの異なる変化した細胞成
分を同時発現することができる。一般に種々の組合せが可能であることは当業者には明ら
かであろう。好適な実施態様では、この治療薬は特定の型の癌を標的とする。例えばほと
んどすべての大腸癌は、ras, p53, DCC, APCまたはMCC 遺伝子に突然変異を有する。これ
らのいくつかの変化した細胞成分を同時発現するアルファウイルスベクター作成体が、す
べての可能な突然変異を治療するために大腸癌患者に投与される。この方法は他の癌の治
療にも使用できる。すなわち、ムチン*, ras* ,neu, BRCA1*、および p53* を同時発
現するアルファウイルスベクター作成体は、乳癌の治療に使用できる。
(b)外来生物または他の病原体の抗原
本発明の他の面において、外来生物または他の病原体からの抗原の免疫原性部分の発現
を指令するアルファウイルスベクター作成体が提供される。外来抗原の代表例には、細菌
性抗原(例えば、大腸菌、ストレプトコッカス、スタフィロコッカス、マイコバクテリウ
ムなど)、カビ抗原、寄生体抗原、およびウイルス抗原(例えば、インフルエンザウイル
ス、ヒト免疫不全症ウイルス(「HIV 」)、A型、B型、およびC型肝炎ウイルス(それ
ぞれ、「HAB 」、「HBV」、および「HCV 」)、ヒトパピローマウイルス(「HPV」)、
エプスタインバーウイルス(「EBV 」)、単純ヘルペスウイルス(「HSV 」)、ハンタウ
イルス、TTLVI,HTLVIIおよびサイトメガロウイルス(「CMV」)がある。本明細書中で
使用される「免疫原性部分」とは、適当な条件下で免疫応答(すなわち、細胞性または体
液性)を引き起こすことができる各抗原の部分を意味する。「部分」とは種々のサイズで
あるが、好ましくは少なくとも9アミノ酸の長さであり、完全な抗原を含有してもよい。
細胞性免疫応答は主要組織適合性抗原複合体(「MHC」)クラスI,MHC クラスII、また
はその両方を介する。
本発明の1つの面において、B型肝炎抗原の免疫原性部分の発現を指令するアルファウ
イルスベクター作成体が提供される。簡単に説明するとB型肝炎のゲノムは、約 3.2キロ
ダルトンの長さの環状DNA よりなる(Tiollaisら、Science 213 : 406-411, 1981 ;Tioll
aisら、Nature 317: 489-495, 1985;およびGanem and Varmus, Ann. Rev. Biochem. 56
: 651-693, 1987; EP 0 278,940, EP 0 241,021, WO 88/10301 、および米国特許第 4,6
96,898号と5,024,938号も参照、これらは参考のため本明細書に引用される)。B型肝炎
ウイルスは数個の異なる抗原を示し、特に3つのHB「S」抗原(HBsAGs) 、HBc抗原(HBc
Ag)、HBe 抗原(HBeAg)、およびHBx抗原(HBxAg)がある(Blumら、TIG 5 (5) : 154-158
, 1989 を参照)。簡単に説明すると、HBeAgはP22プレコア中間体の蛋白分解切断により
得られ、細胞から分泌される。HBeAg は血清中に17kD蛋白として存在する。HBcAg は183
アミノ酸の蛋白であり、HBxAgはサブタイプにより異なり、 145〜154 アミノ酸の蛋白で
ある。
HBsAgs(「大」、「中」、「小」と呼ぶ)はB型肝炎ウイルスゲノムの3つの領域によ
りコードされる:S、プレ−S2およびプレ−S1。389〜400 アミノ酸の長さを有する大蛋
白はプレ−S1、プレ−S2およびS領域によりコードされ、グリコシル化または非グリコシ
ル化型で見いだされる。中蛋白は281アミノ酸の長さで、プレ−S2とS領域によりコード
される。小蛋白は226アミノ酸の長さであり、S領域によりコードされる。これは2つの
型で存在する:グリコシル化(GP27S) と非グリコシル化(P24S ) 。これらの領域が別々
に発現されると、プレ−S1領域は約119 アミノ酸の蛋白をコードし、プレ−S2領域は約55
アミノ酸の蛋白をコードし、そしてS領域は約226アミノ酸の蛋白をコードする。
当業者には明らかなように、前述のアルファウイルスベクター作成体の1つにより投与
された時免疫応答を誘導するように、上記のS抗原の種々の免疫原性部分を組合せること
ができる。さらにHBVのSオープンリーディングフレーム(open reading frame) の異な
る領域に見いだされる大きな免疫学的多様性のために、特定の地域では投与のために抗原
の特定の組合せが好まれる。簡単に説明すると、ヒトB型肝炎ウイルスS試料中に見いだ
されるエピトープは、抗原決定基「α」と定義される。しかし互いに排他的なサブタイプ
抗原決定基は、二次元2重免疫拡散法(Ouchterlony,Progr. Allergy 5 : 1, 1958)によ
り同定されている。これらの抗原決定基は「d」または「y」、および「w」または「r
」と命名されている(LeBouvier,J. Infect. 123 : 671, 1971 ; Bancroftら、J. Immuno
l. 109 : 842,1972 ; およびCourouceら、Bibl.Haematol. 42 : 1-158, 1976) 。この免
疫学的多様性はB型肝炎ウイルスSオープンリーディングフレームの2つの領域の単一の
ヌクレオチド置換に起因し、これが以下のアミノ酸変化を引き起こす:(1)B型肝炎ウ
イルスSオープンリーディングフレーム中のリジン−22からアルギニン−160への変化は
、サブタイプをdからyに変化させ、そして(2)アルギニン−160 からリジンへの変化
は、サブタイプをrからwに変化させる。アフリカ人の間ではサブタイプaywが多く、米
国や北ヨーロッパではサブタイプadw2が多い(Molecular Biology of the Hepatitis B V
irus,McLachlan 編、CRCPress, 1991)。当業者には明らかなように、投与される地域に
多い特定のB型肝炎ウイルスサブタイプに適切な、投与用のベクターを作成することが一
般に好ましい。特定の地域のサブタイプは、二次元2重免疫拡散法、好ましくはその地域
の個人から単離されたB型肝炎ウイルスのSオープンリーディングフレームを配列決定す
ることにより決定される。
HBV にまたは、pol(「HBVpol」),ORF5、そしてORF6抗原がある。簡単に説明すると
、HBV のポリメラーゼオープンリーディングフレームは、感染した肝臓のウイルス粒子や
コア様粒子に見いだされる逆転写酵素活性をコードする。ポリメラーゼ蛋白は少なくとも
2つのドメインよりなる:逆転写を開始する蛋白をコードするアミノ酸ドメインと、逆転
写酵素とRNaseH活性をコードするカルボキシル末端ドメイン。HBVpol の免疫原性部分
は、本明細書に記載の方法(例えば、以下および実施例12A2および13)と、下記のアルフ
ァウイルスベクター作成体を用いて決定され、温血動物で免疫応答を生成させるために投
与される。同様にORF5とORF6のような他のHBV抗原(Millerら、Hepatology9 : 322-327,
1989) が、本明細書に記載のアルファウイルスベクター作成体を用いて発現される。ORF
5とORF6を用いるアルファウイルスベクター作成体の代表例は、以下の実施例に記載され
ている。
前述のようにB型肝炎抗原の少なくとも1つの免疫原性部分が、アルファウイルスベク
ター作成体中に取り込まれる。アルファウイルスベクター作成体に取り込まれる免疫原性
部分は種々の長さであるが、一般的には少なくとも9アミノ酸の長さであることが好まし
いが全抗原を含有してもよい。特定の配列の免疫原性を予測することは困難であるが、T
細胞のエピトープは可能性のあるTヘルパー部位とCTL 部位のコード配列をスキャンする
ためにTSITES(MedImmune 、メリーランド)のようなコンピューター手法を用いて予測で
きる。この解析から、ペプチドが合成され、インビトロの細胞毒性測定法で標的として使
用される。新規に導入したベクターに対する抗体の存在を検出するELISA、およびガンマ
インターフェロン測定法、IL−2産生測定法、および増殖測定法のようなTヘルパー細胞
を試験する測定法がある。
免疫原性部分はまた他の方法により選択される。例えば、HLA A2.1トランスジェニック
マウスは、ウイルス抗原のヒトT細胞認識のモデルとして有用であることが証明されてい
る。簡単に説明するとインフルエンザウイルスとB型肝炎ウイルス系では、マウスのT細
胞リセプター群がヒトのT細胞により認識される抗原決定基と同じものを認識する。両方
の系においてHLAA2.1トランスジェニックマウスで産生されるCTL応答は、ヒトのHLA A2.
1ハプロタイプのCTL により認識されるエピトープと事実上同じエピトープに対する(Vit
ielloら、J.Exp.Med. 173 : 1007-1015, 1991 ; Vitiello ら、Abstract of Molecular
BiologyofHepatitis B Virus Symposia, 1992)。
アルファウイルスベクター作成体への導入に特に好適な免疫原性部分は、HBeAg, HBcAg
、およびHBsAgs(以下の実施例10に詳述される)を含む。
B型肝炎ウイルスの追加の免疫原性部分は、コード配列を種々の位置(例えば、BstUI
, SspI,PpuM1、およびMspI)で端を切り取ることにより得られる(Valenzuelaら、
Nature 280:815-19, 1979 ; Valenzuelaら、Animal Virus Genetics : ICN/UCLA Symp.
Mol. CellBiol.,1980, B. N. Fields and R. Jaenisch編、pp. 57-70, New York : Acad
emic) 。適当な免疫原性部分を決定するさらなる方法は、以下のC型肝炎の項で記載され
る。
前述のように、アルファウイルスベクター作成体には2つ以上の免疫原性部分が導入さ
れる。例えばアルファウイルスベクター作成体は、HBcAg, HBeAg, HBsAgs, HBxAg のすべ
てまたは免疫原性部分、およびHCV 抗原の免疫原性部分を(別に、または1つの作成体と
して)発現する。
7.異種配列の供給源
前述の蛋白をコードする配列は、種々の供給源、例えばアメリカンタイプカルチャーコ
レクション(AmericanType Culture Collection) (ATCC 、ロックヴィル、メリーランド
州)、またはブリティッシュ・バイオテクノロジー社(BritishBio-Technology Limited)
(コーレイ、オックスフォード、イングランド)から容易に得られる。代表例には、BBG12
(127アミノ酸の成熟蛋白をコードするGM−CSF遺伝子を含有する);BB6(ガンマインター
フェロンをコードする配列を含有する);ATCC No.39656 (TNFをコードする配列を含有す
る);ATCCNo.20663(アルファインターフェロンをコードする配列を含有する);ATCCNo
.31902 および39517(ベータインターフェロンをコードする配列を含有する);ATCCNo.67
024(インターロイキン−1bをコードする配列を含有する);ATCCNo.39405, 39452, 3951
6, 39626および39673(インターロイキン−2をコードする配列を含有する);ATCCNo.593
99, 59398、および67326(インターロイキン−3をコードする配列を含有する);ATCCNo
.57592(インターロイキン−4をコードする配列を含有する);ATCCNo.59394および5939
5(インターロイキン−5をコードする配列を含有する);そしてATCCNo.67153(インター
ロイキン−6をコードする配列を含有する)がある。
前述の変化した細胞生成物をコードする配列は、種々の供給源から容易に得られる。例
えば、変化した細胞生成物をコードする配列を含有するプラスミドは、アメリカンタイプ
カルチャーコレクション(ATCC、ロックヴィル、メリーランド州)のような寄託機関、ま
たはアドバンスト・バイオテクノロジーズ(AdvancedBiotechnologies(コロンビア、メ
リーランド州)のような市販の供給源から得ることもできる。前述の配列のいくつかを含
有するプラスミドの代表例には、ATCCNo.41000 (rasの12番目のコドンにGからTへの突
然変異を含む)、およびATCC No.41049 (12 番目のコドンにGからAへの突然変異を含む
)がある。
あるいは正常な細胞成分をコードするプラスミドは、ATCCのような寄託機関から得られ
(例えば、ATCCNo.41001 、正常なras 蛋白をコードする配列を含む;ATCCNo.57103, ab
lをコードする;ATCCNo.59120 または59121, bcr座をコードする)、変化した細胞成分
を形成するために突然変異される。特定の部位を突然変異する方法は、公知の方法(例え
ば、Sambrookら、前述、15.3以下参照)を用いて容易に実施される。特にrasのような正
常な細胞成分の点突然変異は、特定のコドン(例えば、コドン12, 13、または61)の部位
特異的突然変異により容易に実施できる。
前述のウイルス抗原をコードする配列も同様に種々の供給源から得られる。例えば、B
型肝炎ウイルスをコードする分子的にクローン化したゲノムは、アメリカンタイプカルチ
ャーコレクション(ATCC、ロックヴィル、メリーランド州)のような供給源から得られる
。例えばATCCNo.45020 は、pBR322 (Moriartyら、Proc.Natl. Acad. Sci. USA 87 : 260
6-2610, 1981)のBamHI部位にB型肝炎の全ゲノムDNA(精製したDane粒子から抽出された
)(Blumら、TIG5(5) : 154-158, 1989 の図3を参照)を含有する。
あるいは前述の異種配列をコードするcDNA配列は、配列を発現または含有する細胞から
得られる。簡単に説明すると1つの実施態様において、目的の遺伝子を発現する細胞のmR
NAは、オリゴヌクレオチドdTまたはランダムプライマーを用いて逆転写酵素により逆転写
される。次にこの1本鎖cDNAを、目的の配列のいずれかの側の配列に相補的なオリゴヌク
レオチドプライマーを用いてPCRにより増殖する(米国特許第 4,683,202号; 4,683,195
号および4,800,159号を参照。PCR Technology :Principles and Applications for DNA
Amplification, Erlich編、StocktonPress, 1989も参照)。特に2本鎖DNAは、熱安定性
Taq ポリメラーゼ、配列特異的DNAプライマー、dATP, dCTP, dGTPおよびdTTPの存在下で
、加熱により変性される。合成が完了すると2本鎖DNAが産生される。このサイクルは何
回も繰り返すことができ、目的のDNA が何乗培も増殖される。
前述の蛋白をコードする配列はまた、例えばApplied Biosystems Inc. のDNA 合成機(
例えば、APBDNA 合成機モデル392(フォスターシティ、カリホルニア州)で合成すること
もできる。
7.真核細胞重層ベクターイニシエーション系
前述のように本発明はまた、5’プロモーター、自立的にまたは1つまたはそれ以上の
因子に応答して細胞内で複製することができる異種ヌクレオチド配列を発現することがで
きる作成体(例えばアルファウイルスベクター作成体)、そして転写停止配列よりなる、
真核細胞重層ベクターイニシエーション系を提供する。簡単に説明すると、真核細胞重層
ベクターイニシエーション系は、異種ヌクレオチド配列の発現を制御する2段階または「
重層」機構を提供する。第1の層は第2の層の転写を開始し、5’プロモーター、転写停
止部位、および1つまたはそれ以上のスプライス部位と、必要であればポリアデニル化部
位よりなる。この点で使用に適したプロモーターの代表例には、任意の細胞性プロモータ
ー(例えば、CMV、レトロウイルスLTR, SV40 、β−アクチン、免疫グロブリンプロモー
ター)、および誘導性プロモーター(例えば、メタロチオネインプロモーターやグルココ
ルチコイドプロモーター)がある。第2の層は1つまたはそれ以上の異種ヌクレオチド配
列を発現することができ、自律的にまたは1つまたはそれ以上の因子に応答して細胞中で
複製することができる作成体よりなる。1つの実施態様において、作成体は前述のシンド
ビスcDNAベクター作成体でもよい。
真核細胞重層ベクターイニシエーション系では、以下のウイルスから開発されるウイル
ス性ベクター作成体を含む、広範な他のcDNAおよびDNA ベクター作成体が使用できる:ポ
リオウイルス(Evansら、Nature 339 : 385-388, 1989;およびSabin,J. Biol. Standar
dization 1 :115-118, 1973);ライノウイルス;カナリア痘ウイルスまたはワクシニア
ウイルスのようなポックスウイルス(Fisher-Hochら、PNAS 86 : 317-321, 1989 ; Flexn
er ら、Ann. N. Y.Acad. Sci. 569 : 86-103, 1989; Flexnerら、Vaccine 8 : 17-21, 1
990 ; 米国特許第 4,603,112号、4,769,330号および 5,017,487号;WO89/01973);SV40
(Mulliganら、Nature277 : 108-114, 1979) ; レトロウイルス(米国特許第 4,777,127
号、GB2,200,651,EP 0,345,242およびWO 91/02805);インフルエンザウイルス(Luytjes
ら、Cell 59:1107-1113, 1989 ; McMicheal ら、N. Eng. J. Med. 309 : 13-17, 1983
; およびYap ら、Nature273: 238-239, 1978) ; アデノウイルス(Berkner, Biotechniq
ues 6 :616-627, 1988 ;Rosenfeldら、Science 252 : 431-434, 1991);アデノ関連ウイ
ルスのようなパーボウイルス(parvovirus)(Samulski ら、J. Vir. 63 : 3822-3828, 198
9 ; Mendelsonら、Virol.166 : 154-165,1988 ; PA 7/222,684);ヘルペス(Kit, Adv.
Exp. Med. Biol.215 : 219-236, 1989);SV40 ;HIV (Poznansky, J. Virol. 65 : 532-5
36, 1991);麻疹(EP0,440,219) ; アストロウイルス(Munroeら、J.Vir. 67 : 3611-36
14, 1993) ; セムリキ森林ウイルスおよびコロナウイルス、および他のウイルス系(例え
ば、EP0,440,219 ;WO 92/06693;米国特許第 5,166,057号)。
前述のように本発明の1つの実施態様において、真正の5’末端でアルファウイルスの
インビトロ転写を開始することができる5’配列、アルファウイルスの転写を開始ことが
できる5’配列、アルファウイルス非構造蛋白をコードするヌクレオチド配列、ウイルス
結合領域、異種ヌクレオチド配列、アルファウイルスRNA ポリメラーゼ認識配列、および
ポリアデニル酸配列よりなる、真核細胞重層ベクターイニシエーション系が提供される。
アルファウイルスcDNAベクター作成体のインビトロ転写に引き続いて、得られるアルファ
ウイルスRNAベクター分子は、アルファウイルスの転写を開始することができる5’配列
、アルファウイルス非構造蛋白をコードするヌクレオチド配列、ウイルス結合領域、異種
ヌクレオチド配列、アルファウイルスRNAポリメラーゼ認識配列およびポリアデニル酸配
列よりなる。
本発明の別の面において、温血動物に真核細胞重層ベクターイニシエーション系を投与
する工程よりなる、温血動物に異種ヌクレオチド配列を送達する方法が提供される。真核
細胞重層ベクターイニシエーション系は温血動物に、直接(例えば、静脈内、筋肉内、腹
腔内、皮下、経口、直腸内、眼内、鼻腔内)に、またはリポフェクション(lipofection)
のような種々の物理的方法(Felgner ら、Proc. Natl. Acad. Sci. USA 84 :7413-7417,
1989)、直接DNA 注射(Acsadiら、Nature352 : 815-818, 1991) ; 微小発射体衝撃(mic
roprojectilebombardment)(Williamsら、PNAS 88 : 2726-2730, 1991);数種の型のリポ
ソーム(例えば、Wangら、PNAS84: 7851-7855, 1987 を参照); CaPO4 (Dubensky ら、P
NAS 81 :7529-7533, 1984);DNA リガンド(Wuら、J.of Biol. Chem. 264 : 16895-1689
7, 1989);核酸単独の投与(WO90/11092);または死滅したアデノウイルスに結合したDN
Aの投与(Curielら、Hum.Gene Ther. 3 : 147-154, 1992);ポリリジン、リセプター特
異的リガンドとしてのポリ陽イオン化合物;およびソラレン不活性化ウイルス(例えばセ
ンダイウイルスまたはアデノウイルス)により投与される。
真核細胞重層ベクターイニシエーション系は、特異的免疫応答を刺激するために;薬剤
と宿主細胞リセプターとの相互作用を阻害するために;毒性緩和剤(例えば、条件性毒性
緩和剤)を発現するために;免疫系を制御するために;マーカーを発現するために、そし
て置換遺伝子療法のために、温血動物に投与することもできる。これらおよび他の用途は
さらに詳細に以下に記載される。
G.シンドビスパッケージング細胞株
本発明のさらなる実施態様において、アルファウイルスパッケージング細胞株が提供さ
れる。特に本発明の1つの面において、安定に組み込まれた発現ベクターからウイルス構
造蛋白がトランスに供給される、アルファウイルスパッケージング細胞株が提供される。
アルファウイルスベクターRNA 転写体の以後のトランスフェクションまたは感染は、アル
ファウイルスベクター産生細胞株を作り出す。例えば、本発明の1つの実施態様において
、目的の遺伝子をコードするcDNAクローンとアルファウイルス非構造蛋白から転写するた
めに、T6インビトロRNAポリメラーゼ系を用いて、まずアルファウイルスRNAベクター分
子が産生される。このベクターRNA は次に、アルファウイルスパッケージング細胞株にト
ランスフェクションされ、ここでRNA転写体は高レベルに複製し、次にウイルス構造蛋白
によりパッケージングされて、感染性ウイルス粒子を与える。アルファウイルスcDNA分子
は長いため、インビトロの転写反応は非効率的である。さらにシャーレ中のわずか1%〜
10%の細胞がトランスフェクションされるのみである。従ってベクター産生細胞株の効率
と力価を最適化するために、2つの連続的工程が行われる。これを行うために、まずベク
ターを一次アルファウイルスパッケージング細胞株にトランスフェクションする。次にこ
のトランスフェクションした細胞株は、培養上澄液中に低力価の感染性ウイルス粒子を産
生する。次にこれらの感染性上澄液を用いてアルファウイルスパッケージング細胞の単層
を形質導入する。パッケージング細胞株へのアルファウイルスベクターの感染は、RNAの
移動効率が高いことと細胞内にベクターが最適化されて入れられるためトランスフェクシ
ョンより好ましい。この2段階アプローチにより、パッケージングされた感染性組換えシ
ンドビスウイルスベクターのより高い発現とより高い力価が得られる。
本発明のいくつかの実施態様において、細胞株はアルファウイルスベクターの付着のた
めの細胞性リセプターを阻止する細胞性エンベロープ蛋白の産生が増加しているため、ア
ルファウイルス粒子は同じパッケージング細胞株を形質導入しない。そのような場合アル
ファウイルスパッケージング細胞に感染することができる第2の型のアルファウイルス粒
子が作成される。インビトロで転写したアルファウイルスRNA ベクター転写体でトランス
フェクションされた結果一時的なウイルス粒子を産生するめ「ホッピング細胞株」として
知られているパッケージング細胞株により、この第2の型のウイルス粒子は産生されなけ
ればならない。このホッピング細胞株は、疑タイピング(pseudo-typing)と呼ばれる工程
でアルファウイルスベクターを、異なる細胞リセプターに再指向させるアルファウイルス
エンベロープ蛋白を提供することにより一時的に産生されたウイルス粒子の親和性を再指
向させるように作成される。現在アルファウイルスベクター粒子の疑タイピングのために
2つのアプローチが作成されている。最初のアプローチは、水胞性口内炎ウイルス−G蛋
白(VSV-G)を同時発現するアルファウイルスパッケージング細胞株(前述)よりなる。
このVSV-G疑タイピングは広範な細胞株を感染することが証明されている(Marsh,Adv.V
irus Res. 36 :107-151, 1989)。しかしタイピングされたアルファウイルスベクター粒
子を産生する第2のアプローチは、レトロウイルスパッケージング配列を含有するアルフ
ァウイルスRNAベクターをパッケージングすることができるレトロウイルスgag/polとenv
配列を含有するレトロウイルスパッケージング細胞株(例えば、WO92/05266)を使用する
ことである。
本発明の別の面において、自己複製する能力を維持するアルファウイルスベクターRNA
分子を産生するために、安定に取り込まれたアルファウイルスDNA 発現ベクターが使用さ
れる。取り込まれたDNAは変化していないRNAベクターを構成的に(constitutively) 発
現するため、このアプローチは培養の長期間にわたって高い発現レベルを維持するのに有
用であるかも知れない。この形状ではSP6RNAポリメラーゼ認識部位を含有するプラスミド
からあらかじめ転写されたベクターは、使用される親細胞株に規定される適切なプロモー
ター配列で置換される。このプラスミド配列はまた、パッケージング細胞株を作成するた
めに使用されるものとは異なる選択マーカーを含有してもよい。この形状では前述したよ
うに、DNAをベースにしたアルファウイルスベクターはトランスフェクションによりパッ
ケージング細胞株に導入され、次に最大の力価を示す細胞株に希釈クローニングされる。
1.自殺ベクター
本発明の1つのさらなる面は、パッケージング/プロデューサー細胞株中の野生型アル
ファウイルスの拡散を制限するためのアルファウイルス自殺ベクターの発現に関する。簡
単に説明すると1つの実施態様において、アルファウイルス自殺ベクターは、ベクターの
結合領域の3’配列とパッケージング細胞株発現ベクターの5’アルファウイルス構造配
列の間のRNA 組換えにより産生される、野生型アルファウイルス配列に特異的なアンチセ
ンスまたはリボザイム配列よりなるであろう。アンチセンスまたはリボザイム配列は特異
的組換え配列の存在下でのみ熱安定性があり、アルファウイルスパッケージング/プロデ
ューサー細胞株には他の影響はないであろう。あるいは毒性分子(前述のようなもの)を
、野生型アルファウイルスの存在下でのみ発現するであろうベクターの中で発現してもよ
い。
2.転移癌の進展を防止するためのアルファウイルスベクター
本発明の1つのさらなる面は、悪性新生物の侵襲性を阻害または低下させるためのアル
ファウイルスベクターの使用に関する。簡単に説明すると悪性の程度は典型的には癌の血
管新生に関連する。癌の血管新生の1つの原因は、いくつかの癌により発現される可溶性
の癌血管形成因子(TAF)の産生である(Paweletzら、Crit.Rev. Oncol. Hematol. 9 : 1
97, 1989) 。本発明の1つの面において、癌の血管新生は、TAFに特異的なアンチセンス
またはリボザイムRNA分子を発現するアルファウイルスベクターを用いて遅らせることが
できる。あるいは癌の血管新生を遅らせるかまたは阻害するために、抗血管新生因子(Mo
sesら、Science248 : 1408, 1990 ; Shapiroら、PNAS 84 : 2238, 1987) を単独か、ま
たは前述のリボザイムまたはアンチセンスと組合せて発現することができる。あるいは周
囲の組織のTAFリセプターに特異的な抗体を発現させるために、アルファウイルスを使用
することもできる。
H.アルファウイルスベクターの使用法
1.免疫刺激
本発明の1つの面において、感染性、癌性、自己免疫性または免疫疾患を防止、阻害、
安定化または逆転写するすることができるアルファウイルスベクター作成体の投与のため
の組成物と方法が提供される。このような疾患の代表例には、HIV, HBV, HTLVI,HTLVII
,CMV, EBV、およびHPVのような感染症、メラノーマ、糖尿病、移植片対宿主反応疾患、
アルツハイマー病および心臓疾患などがある。
さらに詳しくは本発明の1つの面において、病原体が死滅または阻害されるように、病
原体に対する免疫応答(体液性または細胞性)を刺激するための組成物と方法が提供され
る。病原体の代表例には、細菌、カビ、寄生体、ウイルスおよび癌細胞がある。
本発明の1つの実施態様において、病原体はウイルスであり、(1)ウイルス抗原に対
する免疫応答を開始させるか、または(2)ウイルスの相互作用に必要な細胞リセプター
を占有することによりウイルスの拡散を防止するすることができる感受性のある標的細胞
に、ベクター作成体を指向させるように設計された組換えアルファウイルス粒子を用いる
ことにより、特異的免疫応答を刺激しそしてウイルスの拡散を阻害するための方法が提供
される。ベクターの核酸にコードされた蛋白の発現は一時的であるか、または時間が経過
しても安定化である。病原体抗原に対する免疫応答が刺激される場合、組換えアルファウ
イルスは好ましくは、免疫応答を刺激しかつ未変性の抗原に対して病原性が低下している
、修飾された型の抗原を発現するように設計される。この免疫応答は細胞が正しい方法、
すなわち、MHC クラスIおよび/またはII分子とCD3,ICAM-1,ICAM−2,LFA-1、また
はこれらの類似体のような付属分子とともに抗原を指示するとき達成される(例えば、Al
tmanら、Nature338: 512, 1989) 。アルファウイルスベクターで感染した細胞は真のウ
イルス感染を厳密に模倣し、そしてこれらは、(a)複製していない細胞に感染すること
ができ、(b)宿主細胞ゲノム内に取り込まれなく、(c)いかなる致死的疾患にも関係
がなく、そして(d)高レベルの異種蛋白を発現するため、アルファウイルスベクターで
感染した細胞は前記免疫応答を効率的に行うことが予想される。これらの違いのために、
アルファウイルスベクターはワクチンとしての利用のための健常人に対して安全なウイル
スベクターとして容易に考えられる。
提示細胞が完全に生存しており、健康であり、異種遺伝子に比較して低レベルのウイル
ス抗原が発現されるという点で、本発明のこの面は同様に機能すると予想される他の系に
対してさらなる利点を有する。発現される抗原性エピトープは、抗原の遺伝子のサブ断片
の組換えアルファウイルスへの選択的クローニングにより変更でき、従って他の場合には
免疫原性が優勢なエピトープに隠されてしまう免疫原性エピトープに対する応答が得られ
るため、これは顕著な利点を有する。このようなアプローチは複数のエピトープ(このエ
ピトープの1つまたはそれ以上は、異なる蛋白由来である)を有するペプチドの発現に拡
張することができる。さらに本発明のこの面は、細胞内合成およびこれらのペプチド断片
とMHC クラスI分子との会合を介する、抗原性エピトープおよび遺伝子のサブ断片にコー
ドされる抗原のペプチド断片に対する細胞毒性Tリンパ球(CTL)の効率的な刺激を可能に
する。このアプローチはCTL誘導のための主要な免疫優勢エピトープをマッピングするの
に利用できる。
目的の抗原を認識する特異的T細胞リセプターの遺伝子(必要な場合は適切なMHC 分子
を用いて)、目的の抗原を認識する免疫グロブリンの遺伝子、またはMHC の非存在下でCT
L 応答を与える2つのハイブリッドのうちの1つの遺伝子を、適当な免疫細胞(例えばT
リンパ球)に移動させることによっても、免疫応答を達成することができる。すなわち組
換えアルファウイルス感染細胞は、免疫刺激剤、免疫調節剤またはワクチンとして使用で
きる。
本発明の別の実施態様において、アルファウイルスベクターが、ウイルスの集合を阻害
する欠陥のある妨害性ウイルス構造蛋白を送達または発現する、阻害剤緩和剤を産生する
ための方法が提供される。このようなベクターは、欠陥のあるgag, pol, env または他の
ウイルス粒子蛋白またはペプチドをコードし、ウイルス粒子の集合を主体に阻害する。こ
れは、ウイルス粒子の正常なサブユニットの相互作用が欠陥のあるサブユニットとの相互
作用により乱されるために発生する。
本発明の別の実施態様において、ウイルスプロテアーゼに特異的な阻害性ペプチドまた
は蛋白の発現方法が提供される。簡単に説明すると、ウイルスプロテアーゼはウイルス性
gag 、およびgag/pol蛋白をいくつかの小さいペプチドに切断する。この切断がないと、
すべての場合に感染性レトロウイルス粒子の産生が完全に阻害される。例としてHIVプロ
テアーゼはアスパルチルプロテアーゼとして知られており、これらは蛋白または類似体か
らのアミノ酸から作成されるペプチドにより阻害されることが知られている。HIVを阻害
するベクターは、このようなペプチド阻害剤の1つまたは複数の融合したコピーを発現す
る。
別の実施態様は、細胞型の中で欠失、突然変異または発現されない時、その細胞型の中
で癌原性による抑制遺伝子の送達に関する。ウイルスベクターによる欠失した遺伝子の再
導入により、これらの細胞の癌表現型は退縮する。このような癌の例は網膜芽細胞腫とWi
lms 癌である。いくつかの悪性腫瘍は、細胞増殖に比較して末端分化の阻害、アルファウ
イルスベクター送達の阻害、そして癌の分化または一般的には退縮へつながる遺伝子生成
物の発現の阻害であると考えられている。
さらに別の実施態様において、アルファウイルスベクターは、病原性機能に対応するRN
A 分子を切断従って不活性化するリボザイム(RNA酵素)をコードすることにより治療効
果を提供する(HaseloffandGerlach, Nature 334 : 585, 1989) 。リボザイムは標的RNA
中の特異的配列を認識することにより機能し、この配列は通常12〜17塩基対であるため
、これはRNAまたはレトロウイルスゲノムのような特定のRNA種を認識することができる
ある場合には、これを条件的毒性緩和剤とすることにより追加の特異性が達成される(
後述)。
阻害性緩和剤の効果を上昇させる1つの方法は、問題のウイルスにより耐性細胞の感染
の可能性を上昇させる遺伝子の発現とともに、ウイルス性阻害性遺伝子を発現することで
ある。その結果は、増殖性感染に競合する非競合的「行き止まり」である。HIV の具体例
では、HIV 複製を(前述のアンチセンスtatなどを発現することにより)阻害し、かつCD
4 のような感染に必要な蛋白を過剰に発現するベクターが送達される。こうして比較的少
数のベクター感染HIV耐性細胞は、遊離のウイルスまたはウイルスの感染した細胞による
多数の非増殖性融合の「巣」または「磁石」として作用する。
2.ブロッキング剤
多くの感染性疾患、癌、自己免疫疾患、および他の疾患には、ウイルス粒子と細胞、細
胞と細胞、または細胞と因子の相互作用が関与する。ウイルス感染では、ウイルスは普通
感受性のある細胞表面のリセプターを介して細胞に入る。癌では、細胞は他の細胞または
因子からのシグナルに不適当に応答するかまたはまったく応答しない。自己免疫疾患では
、「自己」マーカーが不適切に認識される。本発明においてそのような相互作用は、相互
作用のいずれかの相手に対する類似体をインビボで産生することによりブロックされる。
このブロック作用は細胞内、細胞膜上、または細胞外で起きる。ブロッキング剤を有す
るウイルス(特にアルファウイルスベクター)のブロッキング作用は、感受性細胞の内部
から、または病原性相互作用を局所的にブロックするブロック蛋白の一種を分泌すること
により介在される。
HIV の場合、相互作用の2つの物質はgp120/gp41エンベロープ蛋白とCD4リセプター分
子である。すなわち適当なブロッカーは、病原作用を示さずHIV の侵入をブロックするHI
V env 類似体か、またはCD4リセプター類似体を発現するベクター作成体であろう。CD4
類似体は隣接の細胞を保護するように分泌され機能し、gp120/gp41はベクター含有細胞の
みを保護するように、分泌されるかまたは細胞内でのみ産生される。安定性を上げるかま
たは補体溶解性を向上させるために、CD4に免疫グロブリン重鎖かまたは他の成分を加え
ることが有利である。そのようなハイブリッド可溶性CD4 をコードするアルファウイルス
ベクターの宿主への送達により、安定なハイブリッド分子が連続的に供給される。治療の
効果は、抗体レベル、ウイルス抗原産生、感染性HIVレベル、または非特異的感染のレベ
ルなどの、疾患進行の通常の指標を測定することにより測定できる。
3.緩和剤の発現
病原体または遺伝子の機能を阻害することができる物質(すなわち「緩和剤」)の発現
を指令することができるベクター作成体により組換えアルファウイルスを産生するのに、
前述の方法と類似の方法を使用することができる。本発明において「機能を阻害すること
ができる」とは、緩和剤は直接機能を阻害するか、または例えば細胞中に存在する物質を
、通常は病原体の機能を阻害しないものから機能を阻害するものに交換することにより間
接的に阻害することを意味する。ウイルス疾患のそのような例には、吸収、複製、遺伝子
発現、集合、および感染細胞からのウイルスの排出がある。癌性細胞または癌促進性増殖
因子に関するそのような機能の例には、生存性(viability)、細胞複製、外部シグナルに
対する感受性の変化(例えば、接触阻害)、および産生の欠如または抗癌遺伝子蛋白の突
然変異型の産生がある。
(a)阻害緩和剤
本発明の1つの面において、アルファウイルスベクター作成体は、例えばウイルス疾患
または悪性腫瘍疾患における病原体の機能を妨害する遺伝子の発現を指令する。そのよう
な発現は基本的に連続的であるか、または細胞中の病状または特定の細胞型(「同定物質
」)に関連する他の物質の存在に応答して起きる。さらにベクターの送達は、前述したよ
うにベクターの侵入を具体的に目的の細胞型(例えば、ベクター感染細胞または悪性腫瘍
細胞)にターゲティングすることにより制御される。
投与の1つの方法は白血球伝達(leukophresis) であり、ここでは個人の約20%のPBL
が取り出され、インビトロで操作される。すなわち約2×109個の細胞が治療され置換さ
れる。繰り返し治療も行われる。あるいは骨髄が治療され、前述のように増殖される。さ
らにベクターを産生するパッケージング細胞株は対象者に直接注射され、組換えウイルス
粒子が連続的に産生される。
1つの実施態様において、主要な病原体遺伝子転写体の蛋白への翻訳を阻害(例えば、
HIV tat 蛋白の翻訳の阻害)ために、そのような病原体遺伝子転写体(例えば、ウイルス
遺伝子生成物または活性化細胞性癌遺伝子)に相補的なRNAを発現するアルファウイルス
ベクターが使用される。この蛋白の発現はウイルス複製に必須であるため、ベクターを含
有する細胞はHIV複製に耐性であろう。
病原体はパッケージングシグナルを有す1本鎖ウイルスである2つめの実施態様におい
て、ウイルスパッケージングシグナル(例えば、緩和剤がHIV に対する時はHIV パッケー
ジングシグナル)に相補的なRNA が発現され、その結果これらの分子とウイルスパッケー
ジングシグナルとの会合は、レトロウイルスの場合はアルファウイルスRNAゲノムの正し
いカプシッド化(encapsidation)または複製に必要な、幹ループ形成またはtRNAプライマ
ー結合を阻害する。
3つめの実施態様において、病原体遺伝子の発現を選択的に阻害することができる緩和
剤、または病原体により産生される蛋白の活性を阻害することができる緩和剤を発現する
アルファウイルスベクターが導入される。HIV の場合1つの例は、HIV LTR からの発現を
トランス活性化する能力が欠如しており、tat 蛋白の正常な機能を(トランスドミナント
に)妨害する突然変異tat蛋白である。このような突然変異体はHTLVIItat 蛋白と同定さ
れた(「XIILeu5」突然変異体;Wachsmanら、Science235: 674, 1987 を参照)。突然
変異体のトランスリプレッサーtat は、HSV-1で類似の突然変異体リプレッサーについて
示されたように複製を阻害するはずである(Friedmanら、Nature335 : 452, 1988) 。
このような転写リプレッサー蛋白は、その発現がウイルス特異的トランス活性化蛋白(
前述)により刺激される、ウイルス特異的転写プロモーターを用いて組織培養で選択され
る。HIV の具体的なケースでは、HIVtat 蛋白を発現する細胞株とHIV プロモーターに支
配されるHSVTK遺伝子は、ACV の存在下で死滅する。しかしもしこの系に一連の突然変異
したtat遺伝子が導入されるなら、適切な性質(すなわち、野生型tatの存在下でHIV プ
ロモーターからの転写を抑制する)を有する突然変異体が増殖し選択されるであろう。次
にこの突然変異遺伝子はこれらの細胞株から単離される。生存している細胞クローンはこ
れらの遺伝子の内因性突然変異により引き起こされるのではないことを確認するために、
条件的に致死的ベクター/tat系の複数のコピーを含有する細胞株を使用することができ
る。次に「レスキューが可能な」アルファウイルスベクター(すなわち、突然変異tat 蛋
白を発現し、細菌内での増殖と選択のために細胞由来の複製および薬剤耐性マーカーを含
有するもの)を用いて、これらの細胞に一群のランダムに突然変異したtat遺伝子が導入
される。これにより多数のランダム突然変異を評価することができ、目的の突然変異細胞
株の以後の分子クローニングが容易になる。この方法は、抗ウイルス療法の可能性のため
の種々のウイルス性転写アクチベータ/ウイルスプロモーター系における突然変異を同定
し利用するために使用できる。
4.条件的毒性緩和剤
病原体を阻害する別のアプローチは、病原性条件を発現する細胞にとって毒性の緩和剤
を発現することである。この場合ベクターからの緩和剤の発現は、非病原性細胞の破壊を
避けるために、病原体に関連した物質(例えば特異的ウイルスRNA 配列)の存在により制
限される。
この方法の1つの実施態様において、組換えアルファウイルスベクターは、細胞特異的
応答性ベクターから発現される毒性遺伝子(前述)を含有するベクター作成体を含有する
。この方法で、細胞特異的応答性ベクターを活性化することができるRNA 配列を含有する
、急速に複製している細胞は、アルファウイルスベクター作成体により産生される細胞毒
性物質により優先的に破壊される。
前記の実施態様と同様の方法で、アルファウイルスベクター作成体はリン酸化、ホスホ
リボシル化、リボシル化、またはプリン−またはピリミジン−ベースの薬剤の他の代謝の
ための遺伝子を有することができる。この遺伝子は哺乳動物に類似体がなくてもよく、ま
たウイルス、細菌、または原性動物のような微生物由来でもよい。この1つの例は、チオ
キサンチンの存在下で致死的である、大腸菌のグアニンホスホリボシルトランスフェラー
ゼ遺伝子生成物である(Besnard ら、Mol. Cell. Biol. 7 : 4139-4141, 1987) 。この型
の条件的致死的遺伝子生成物(前述のように「プロドラッグ」とも呼ぶ)は、多くの公知
のプリン−またはピリミジン−ベースの抗癌剤への用途を有し、有効な細胞毒性物質であ
るためにしばしば細胞内リボシル化またはリン酸化を必要とする。この条件的致死的遺伝
子生成物はまた、プリンまたはピリミジン類似体ではない非毒性薬剤を細胞毒性型に代謝
する(Searleら、Brit.J.Cancer 53 : 377-384, 1986) 。
一般的に哺乳動物ウイルスは、他のウイルスプロモーター成分からの以後の転写活性化
に必要な「極初期」(“immediate early ”)遺伝子を有することが多い。この性質を有
するRNA 配列は、ウイルス感染のアルファウイルスベクター細胞シグナル(または「同定
物質」)を活性化するための優れた候補である。すなわち、これらのウイルス性「極初期
」遺伝子生成物に応答するアルファウイルス細胞特異的ベクターから発現される条件的致
死的遺伝子は、任意の特定のウイルスに感染された細胞を死滅させるであろう。さらにヒ
トαおよびβインターフェロンプロモーター成分は、広範な非関連ウイルスにより転写的
に活性化されるため、インターフェロン産生に応答してHSVTKのような条件的致死的遺伝
子生成物を発現するベクターの導入により、種々の異なるウイルスに感染した細胞が破壊
される。
本発明の別の面において、組換えアルファウイルスウイルスベクターは、他の場合には
不活性な前駆体を病原体の活性な阻害剤に活性化することができる、遺伝子生成物の発現
を指令するベクター作成体を有する。例えばHSVTK 遺伝子生成物は、AZT やddC のような
抗ウイルス活性の可能性のあるヌクレオチド類似体をより有効に代謝するために使用され
る。HSVTK遺伝子は細胞特異的応答性ベクターの制御下で発現され、これらの細胞型に導
入される。AZT(および他のヌクレオシド抗ウイルス剤)はレトロウイルス逆転写酵素を特
異的に阻害し、従ってHIV複製を特異的に阻害するために、細胞性機構によりヌクレオチ
ド三リン酸型に代謝されなければならない(Furmamら、Proc. Natl. Acad. Sci.USA 83 :
8333-8337,1986)。HSVTK(非常に広い基質特異性を有するヌクレオシドおよびヌクレオ
シドキナーゼ)の構成的(constitutive)発現により、これらの薬剤はより有効にその生
物活性のある三リン酸型に代謝される。従ってAZT またはddC 療法は、より効果的であり
、投与量は少なく、全身への毒性は低く、増殖性感染に対して高い力価を有する。そのヌ
クレオシド三リン酸型がレトロウイルス逆転写酵素に対して選択性を示すが、細胞性ヌク
レオシドおよびヌクレオシドキナーゼの基質特異性の結果リン酸化されない追加のヌクレ
オシド類似体は、より効果的にすることができるであろう。
これらの抗ウイルスベクターのヒトT細胞およびマクロファージ/単球細胞株への投与
は、レトロウイルスベクター治療のない同じ細胞より、AZT やddC の存在下でHIV に対し
て耐性を上昇させる。AZT による治療は毒性の副作用を避けるため通常より低濃度である
が、それでもHIVの増殖を有効に阻害する。治療のコースはブロッカーについて前述した
ものと同様である。
1つの実施態様において、組換えアルファウイルスベクターは、それ自身毒性はないが
、ウイルスまたは他の病原体に特異的なプロテアーゼのような蛋白により処理または修飾
されると毒性型に変換される生成物を規定する遺伝子を含有する。例えば組換えアルファ
ウイルスは、リシンA鎖のプロ蛋白をコードする遺伝子を含有するが、これはHIV プロテ
アーゼによる処理により毒性になる。さらに詳しくは、毒素リシンまたはジフテリアA鎖
の合成的に不活性なプロ蛋白型は、HIV にコードされたプロテアーゼが認識し易いように
再配置し、適当な「プロ」成分を切り離すことにより、活性型に切断することができる。
別の実施態様において、アルファウイルスベクターは、細胞内の同定物質の存在(例え
ば、ウイルス遺伝子の発現)に応答して標的細胞の表面に「レポーティング生成物」を発
現する。この表面蛋白は、レポーティング蛋白または細胞毒性T細胞のような細胞毒性物
質により認識される。同様にこのような系は、同定蛋白を発現する特定の遺伝子を有する
ことれらの細胞を単純に同定するための検出系(後述)として使用できる。
同様に別の実施態様において、それ自身が治療的に有効である表面蛋白が発現される。
HIV の特定の場合に、HIV感染細胞中に特異的にヒトCD4 蛋白が発現されることは2つの
意味で有益である:
1.可溶性CD4が遊離のウイルスについて阻害することが証明されているように、細胞
内でのHIVenv へのCD4 の結合は、生存活性のあるウイルス粒子の形成を阻害するが、こ
の蛋白は膜に結合したままであり構造的に内因性CD4(患者はこれには免疫学的に寛容(to
lerant)である)と同じであるため、全身性のクリアランスおよび免疫原性の問題はない
2.CD4/HIV複合体は細胞死の原因であるとされているため、(HIV感染細胞中の過剰
のHIV-env の存在下で)CD4の追加の発現はさらに急速な細胞の死を引き起こし、従って
ウイルス拡散を防止する。これは特に、HIV誘導細胞毒性に対して比較的耐性がある結果
(これは細胞表面にCD4が比較的少ないためである)ウイルス産生の受け器として作用す
る単球やマクロファージに特に応用できる。
別の実施態様において、アルファウイルスベクターは、ベクターに感染した細胞の生存
性に必須のRNA 分子を切断し不活性化するリボザイムをコードする。リボザイム産生を病
原性の状態(例えば、HIV tat)に対応して特定のRNA 配列に依存するようにすることによ
り、毒性が病原性状態に特異的になる。
5.マーカーの発現
特異的RNA 配列に応答して細胞中の緩和剤を発現する前述の方法は、同定蛋白を発現す
る細胞中で特定の遺伝子(例えば、特定のウイルスが有する遺伝子)を検出できるように
、従ってそのウイルスを有する細胞を検出できるように修飾することもできる。さらにこ
の方法は、ウイルスに関連する同定蛋白を有する細胞の臨床試料中のウイルス(例えば、
HIV)の検出を可能にする。
感染細胞中で同定蛋白の存在に応答するアルファウイルスベクター中で、その存在が容
易に同定される生成物(「マーカー生成物」)をコードするゲノムを提供することにより
、この修飾は容易に実施される。例えば、HIV は適当な細胞に感染するとき、tat とrev
を作る。この指示細胞は、tat および/またはrevRNA転写体による活性化によって、組換
えアルファウイルスにより発現されるマーカー遺伝子(例えばアリカル性ホスファターゼ
遺伝子、β−ガラクトシダーゼ、またはルシフェラーゼ遺伝子)をコードするゲノム(例
えば、適当な組換えアルファウイルスによる感染)に与えられる。β−ガラクトシダーゼ
またはアルカリ性ホスファターゼの場合、細胞を基質類似体に接触させると、試料がHIV
陽性の場合は色または蛍光が変化する。ルシフェラーゼの場合は試料をルシフェリンに接
触させることにより、試料がHIV 陽性の場合発光する。β−ガラクトシダーゼのような細
胞内酵素の場合、着色細胞または蛍光細胞を計測するか、または細胞抽出物を作成して適
切な測定法を行うことにより、ウイルスの力価を直接測定することができる。膜結合型の
アルカリ性ホスファターゼの場合、蛍光性基質を用いて細胞表面で酵素測定法を行うこと
によりウイルスの力価を測定することができる。分泌された酵素(例えば操作された型の
アルカリ性ホスファターゼ)については、少量の培養上澄液の活性を測定することにより
、単一の培養の経時変化を追跡できる。すなわち異なる目的に異なる型のこのマーカー系
を使用することができる。これらには活性のあるウイルスの計測、培養中のウイルスの増
殖の単純な測定、そして種々の薬剤によるこの増殖の阻害を含む。
このウイルスに対する中和抗体の存在下または非存在下で、ウイルスの存在を試験する
ことにより、前記の系にさらなる特異性を与えることができる。例えば試験する臨床試料
の一部については中和抗体が存在するが、別の部分では中和抗体がまったく存在しないこ
ともある。抗体があるところでこの試験が陰性であり、抗体がないところで試験が陽性の
場合、これはHIVの存在を確認する補助になる。
インビトロ測定法の類似の系で、特定の遺伝子(例えばウイルス遺伝子)の存在は、細
胞試料で測定される。この場合試料の細胞は、適当なウイルスRNA 転写体の存在下でのみ
発現されるレポーター遺伝子を有する適当なアルファウイルスベクターで感染させる。レ
ポーター遺伝子は試料細胞に入った後、宿主細胞が適当なウイルス蛋白を発現する場合の
み、レポーター生成物(例えばβ−ガラクトシダーゼまたはルシフェラーゼ)を発現する
レポーター遺伝子は存在する同定物質よりもより多くのレポーター生成物を発現し、増
幅効果が得られるため、これらの測定法はより迅速で好感度である。
6.免疫ダウンレギュレーション
簡単に前述したように、本発明はアルファウイルスに感染した標的細胞中の免疫系の1
つまたはそれ以上の成分を抑制することができるベクター作成体を有する組換えアルファ
ウイルスを提供する。
簡単に説明すると、不適当なまたは好ましくない免疫応答(例えば慢性肝炎、または骨
髄のような異種組織の移植)の特異的ダウンレギュレーションは、移植(MHC)抗原の表面
発現を抑制する免疫抑制性ウイルス遺伝子生成物を用いて操作できる。C群アデノウイル
スAd2 とAd5は、ウイルスのE3領域にコードされる19kd糖蛋白(gp19)を有する。このgp
19分子は細胞の小胞体中のクラスIMHC分子に結合し、細胞表面に対するクラスIMHCの
末端グリコシル化と細胞表面への移動を防止する。このドナー細胞の移植の移植片拒絶の
危険性は小さく、移植患者の免疫抑制療法は最少でよい。このためほとんど合併症もなく
、ドナー−受容個体の許容されるキメラ状態が存在する。いわゆる自己免疫疾患(例えば
、ループスエリテマトーデス、多発性硬化症、リウマチ様関節炎または慢性B型肝炎感染
)を治療するのに、同様の治療法が使用できる。
別の方法は、自然界で自己反応性のT細胞クローンに特異的な、アンチセンスメッセー
ジ、リボザイムまたは他の特異的遺伝子発現阻害剤を使用する。これらは、自己免疫応答
に関与する特定の好ましくないクローンのT細胞リセプターの発現をブロックする。この
アンチセンス、またはリボザイムまたは他の遺伝子は、ウイルスベクターを送達系を用い
て導入される。
7.置換または増強遺伝子療法
本発明のさらに1つの面は、治療用蛋白を発現することができる遺伝子配列を与えるた
めの、遺伝子移動の運搬体として作用する組換えアルファウイルスベクターによる、動物
細胞の形質転換に関する。本発明の1つの実施態様において、ウイルスベクター作成体は
、代謝、免疫制御、ホルモン制御、酵素的または膜関連構造機能における、遺伝性または
非遺伝性の遺伝子欠陥を防止、阻害、安定化または逆転写することができる治療用蛋白を
発現するように設計される。この実施態様はまた、各細胞を形質導入することができるウ
イルスベクターを記載し、これにより治療用蛋白が特定の細胞または組織から全身的にま
たは局所的に発現され、これにより治療用蛋白は(a)存在しないかまたは欠陥のある細
胞性蛋白または酵素の置換、または(b)欠陥のあるかまたは発現量の少ない細胞性蛋白
または酵素の補充産生が可能である。このような疾患には、嚢胞性繊維症、パーキンソン
病、高コレステロール血症、アデノシンデアミナーゼ欠損症、β−グロビン疾患、血友病
AおよびB、ゴーシェ病、糖尿病および白血病がある。
本発明の1つの例として、ゴーシェ病の治療に組換えアルファウイルスベクターが使用
される。簡単に説明するとゴーシェ病は酵素グリコセレブロシダーゼの欠損を特徴とする
遺伝子疾患である。この型の治療は、機能性細胞性酵素を与えることによる単一の遺伝子
置換療法の1つの例である。この酵素の欠損により、体内のすべての細胞のリソゾームに
グルコセレブロシドが蓄積する。しかしこの疾患の表現型は、非常にまれな神経障害の場
合を除いて、マクロファージにのみ現れる。この疾患では通常肝臓と脾臓そして骨の病変
部が拡大する(総説については、Science 256 : 794, 1992 およびThe Metabolic Basis
of InheritedDisease、第6版、Scriverら、第2巻、p. 1677 を参照)。
8.アルファウイルス粒子の投与
本発明の1つの面において、組換えアルファウイルスベクターまたは粒子の投与法が提
供される。簡単に説明すると、ウイルスベクター投与の最終モードは、特定の治療応用、
ベクターの力価を上昇させる最良の方法、および最も便利な投与法に依存する。一般的に
本実施態様は、(1)血流への直接注入、(2)特定の組織または癌への直接注入、(3
)経口投与、(4)鼻内吸入、(5)粘膜組織への直接適用、(6)動物への形質導入し
た自己細胞の体外投与により、送達されるように設計されることができる組換えアルファ
ウイルスベクターを含む。すなわち治療用アルファウイルスベクターは、ベクターが(a
)正常な健常細胞を形質導入しかつ細胞を形質転換して、全身性または局所的に分泌され
る治療用蛋白または物質のプロデューサーにする、(b)異常または欠陥のある細胞を形
質転換して、細胞を正常に機能する表現型にする、(c)異常な細胞を破壊されるように
形質転換する、および/または(d)細胞を形質導入して免疫応答を操作することができ
るように、投与することができる。
I.転写因子活性の制御
さらに別の実施態様において、アルファウイルスベクターは感染細胞の転写因子の増殖
制御活性を制御するのに使用することができる。簡単に説明すると、転写因子は配列特異
的トランス活性化または抑制を介して、遺伝子発現のパターンに影響を与える(Karin, N
ew Biologist 21: 126-131, 1990)。すなわち、突然変異した転写因子が一群の癌遺伝子
になることは驚くべきことではない。アルファウイルス遺伝子移行療法は例えば、その無
制御な増殖が癌遺伝子性転写因子により活性化される癌細胞、そしてホモ−またはヘテロ
ダイマーのトランス活性化または抑制性転写因子複合体の形成に共同して結合を促進また
は阻害する蛋白を制御するのに使用される。
細胞増殖を逆転させる1つの方法は、c-myc/Max ヘテロダイマー転写因子複合体のトラ
ンス活性化の可能性を阻害することであろう。簡単に説明すると、核性癌遺伝子c-mycは
細胞を増殖させることにより発現され、いくつかの顕著な機構(レトロウイルス挿入、増
幅、および染色体転座を含む)により活性化される。Max 蛋白は静止細胞中で発現され、
c-mycとは独立に、単独でまたは未同定の因子とともに発現され、myc/Maxヘテロダイマ
ーにより活性化されるものと同じ遺伝子の発現を抑制するように作用する(Cole,Cell 65
:715-716, 1991)。
癌細胞のc-mycまたはc-myc/Max増殖の阻害は、アルファウイルスベクターにより制御
される標的細胞中でMaxを過剰発現させることにより行われる。Max 蛋白はわずか160ア
ミノ酸(長さが480ヌクレオチドのRNA に相当する)であり、独立でまたは細胞の増殖制
御を放出する因子にターゲティングされた他の遺伝子および/またはアンチセンス/リボ
ザイム部分とともにアルファウイルスベクターに取り込まれる。
ホモ/ヘテロ複合体会合の修飾は、転写因子活性化遺伝子発現を制御するための別のア
プローチである。例えばトランス活性化転写因子NF−κBの細胞質から核への移行は、阻
害蛋白IκBとともにヘテロダイマー複合体中にある時防止される。種々の物質(ある種
のサイトカインを含む)による誘導により、IκBはリン酸化され、NF−κBは放出され
核に移行され、ここで配列特異的トランス活性化機能を示す(Baeuerleand Baltimore, S
cience 242 :540-546, 1988)。NF−κB/IκB複合体の解離は、IκBのリン酸化部
位を抗体でマスクすることにより防止できる。このアプローチは、核への移行を防止する
ことにより、NF−κB転写因子のトランス活性の活性化を有効に阻害できるであろう。標
的細胞中のIκBリン酸化部位特異的抗体または蛋白の発現は、アルファウイルス遺伝子
移行ベクターを用いて行われる。ここに記載した方法と類似のアプローチは、junとfos
蛋白の間の会合を阻害することにより、トランス活性化転写ヘテロダイマー因子AP−1の
形成を防止するのに使用されるであろう(Turner andTijan, Science 243 : 1689-1694,
1989)。
J.薬剤組成物
前述のように、本発明はまた、薬剤学的に許容される担体、希釈剤、または受容体とと
もに、組換えシンドビス粒子またはウイルス、またはシンドビスベクター作成体よりなる
組成物も提供する。
簡単に説明すると、感染性組換えウイルス(粒子とも呼ぶ)は、粗製な型または純粋な
型で保存される。粗製な型でウイルスを産生するために、ウイルス産生細胞をまずバイオ
リアクターで培養し、ウイルス粒子を細胞から培地へ放出させる。次にまず組換えウイル
スを含有する培地に充分量の調製緩衝液を加えて水性懸濁液を作成することにより、ウイ
ルスを粗製の型で保存する。いくつかの好適な実施態様において、調製緩衝液は糖、高分
子量構造添加剤、および緩衝化成分を水中に含有する水溶液である。この水溶液はまた、
1つまたはそれ以上のアミノ酸を含有してもよい。
組換えウイルスも精製された形で保存される。さらに詳しくは調製緩衝液の添加前に上
記の粗組換えウイルスをフィルターに通して清澄化し、次に向流濃縮系(フィルトロン・
テクノロジー社(FiltronTechnologies Corp.) 、Nortborough 、マサチューセッツ州)
などにより濃縮する。1つの実施態様において、DNaseを濃縮物に加えて外来DNA を消化
する。次に消化物を濾過して過剰の培地成分を除去し、さらに好ましい緩衝液中で組換え
ウイルスを確立する。次に濾過物をセファデックスS-500ゲルカラムに通して、精製した
組換えウイルスを溶出させる。次にこの溶出液に充分量の調製緩衝液を加えて目的の最終
成分濃度にし、組換えウイルスの希釈を最小にする。次に水性懸濁液を好ましくは−70℃
で保存し、直ちに乾燥する。前述のように、調製緩衝液は糖、高分子量構造添加剤、およ
び緩衝化成分を水中に含有する水溶液でもよい。この水溶液はまた1つまたはそれ以上の
アミノ酸を含有してもよい。
粗組換えウイルスはまたイオン交換カラムクロマトグラフィーにより精製される。簡単
に説明すると粗組換えウイルスをまずフィルターに通し、次に濾液を高度にスルホン化し
たセルロースマトリックスを含有するカラムにのせる。次に高塩緩衝液を用いて組換えウ
イルスを精製した形でカラムから溶出させ、溶出液を分子量排除カラムに通すことにより
高塩緩衝液をより好ましい緩衝液に交換する。次に前述のように精製した組換えウイルス
に充分量の調製緩衝液を加え、水性懸濁液を直ちに乾燥させるかまたは好ましくは−70℃
で保存する。
粗または精製された型の水性懸濁液は、周囲温度で凍結乾燥または溶媒留去により乾燥
される。簡単に説明すると、凍結乾燥工程は水性懸濁液をガラス遷移温度以下または水性
懸濁液の共融温度以下に冷却して、昇華により冷却した懸濁液から水分を除去して凍結乾
燥ウイルスを形成する。1つの実施態様におて、調製した組換えウイルスの分画を凍結乾
燥機(Supermodulyo12K) を取り付けたEdwards Refrigerated Chamber (3 Shelf RC3Sun
it)に入れる。Phillipsらの記載する他段階凍結乾燥法(Cryobiology,18 :414, 1981)
を用いて、調製した組換えウイルスを好ましくは−40℃〜−45℃で凍結乾燥する。得られ
る組成物は凍結乾燥したウイルスの10重量%未満の水を含む。いったん凍結乾燥されると
、組換えウイルスは安定であり、以下に詳述されるように−20℃〜25℃で保存される。
蒸発法において、水分は周囲温度で蒸発により水性懸濁液から除去される。1つの実施
態様において、水分は噴霧乾燥により除去される(ヨーロッパ特許第 520,748号)。噴霧
乾燥法では水性懸濁液はあるかじめ加熱された気体流(通常は空気)の中に入れられ、懸
濁液の液滴から水分は急速に蒸発する。噴霧乾燥装置は多くの会社から入手できる(例え
ば、DrytecItd.,トンブリッジ(Tonbridge)、イングランド;Lab-Plant,Ltd.,ハダーフ
ィールド(Huddersfield)、イングランド)。本明細書に記載した方法で、得られた乾燥
または凍結乾燥ウイルスの水分含量は、カール−フィッシャー装置(EM,Science Aquasta
rTM VIBvolumetric titrator、チェリーヒル(Cherry Hill)、ニュージャージー州)、
または重量法により測定される。
前述のように、調製に使用される水溶液は糖、高分子量構造添加剤、および緩衝化成分
および水よりなる。この溶液はまた1つまたはそれ以上のアミノ酸を含有してもよい。こ
れらの成分の組合せが、凍結および凍結乾燥または蒸発による乾燥時の組換えウイルスの
活性を維持するのに作用する。好適な糖は乳糖であるが、他の糖(例えば、ショ糖、マン
ニトール、グルコース、トレハロース、イノシトール、果糖、マルトースまたはガラクト
ース)を使用することもできる。さらに糖の組合せ(例えば、乳糖とマンニトール、また
はショ糖とマンニトール)を使用してもよい。特に好適な乳糖の濃度は3〜4重量%であ
る。好ましくは糖の濃度範囲は1〜12重量%である。
高分子量構造添加剤は凍結時のウイルスの凝集を防ぐのに役立ち
、凍結乾燥または乾燥状態での構造的支持を与える。本発明におい構造添加剤とは、もし
5000分子量以上の場合は「高分子量」であると考えられる。好適な高分子量構造添加剤は
ヒト血清アルブミンである。しかし他の物質(例えば、ヒドロキシエチル−セルロース、
ヒドロキシメチル−セルロース、デキストラン、セルロース、ゼラチン、またはポビドン
)を使用してもよい。ヒト血清アルブミンの特に好適な濃度は0.1重量%である。好まし
くは高分子量構造添加剤の濃度は 0.1〜10重量%の範囲である。
もしアミノ酸が存在する場合、アミノ酸は水性懸濁液の冷却および融解時のウイルス感
染性を保存する働きをする。さらにアミノ酸は冷却した水性懸濁液の昇華時および凍結乾
燥状態でのウイルスの感染性を保存する働きをする。好適なアミノ酸はアルギニンである
が、他のアミノ酸(例えば、リジン、オルニチン、セリン、グリシン、グルタミン、アス
パラギン、グルタミン酸またはアスパラギン酸)を使用することもできる。特に好適なア
ルギニン濃度は0.1重量%である。好ましくはアミノ酸濃度は 0.1〜10重量%の範囲であ
る。
緩衝化成分は比較的一定のpHを維持して、溶液を緩衝化する働きをする。目的のpHの範
囲(好ましくは7.0と7.8 の間)により種々の緩衝液が使用できる。好適な緩衝液にはリ
ン酸緩衝液やクエン酸緩衝液がある。組合せウイルス製剤の特に好適なpHは7.4であり、
好適な緩衝液はトロメタミン(tromethamine) である。
さらに水溶液は、最終の調製された組換えアルファウイルスを適当な等浸透圧塩濃度に
調整するのに使用される中性の塩を含有することが好ましい。適当な中性の塩には、塩化
ナトリウム、塩化カリウムまたは塩化マグネシウムがある。好適な塩は塩化ナトリウムで
ある。
前述の目的の濃度の成分を含有する水溶液は、濃縮した保存溶液として調製してもよい
本明細書に開示した内容から凍結乾燥ウイルスを室温で保存する時は、水溶液中にある
種の糖を使用することが好ましいことは当業者には明らかであろう。さらに詳しくは室温
で保存には二糖(例えば、乳糖またはトレハロース)を使用することが好ましい。
本発明の凍結乾燥または脱水したウイルスは、種々の物質を用いて復元できるが、好ま
しくは水が使用される。ある場合には最終調製液を等張にする希塩溶液を使用することも
できる。さらに組換えウイルスの活性を上げることが公知の成分を含有する水溶液を使用
することが有利であろう。このような成分にはサイトカイン、IL−2、ポリ陽イオン(例
えば硫酸プロタミン)または形質導入効率を上げる他の成分がある。凍結乾燥または脱水
した組換えウイルスは、便利な量の水、または前述のように凍結乾燥または脱水試料の実
質的な、好ましくは完全な溶解を可能にする復元物質により復元される。
以下の実施例は、例示のためであり、本発明を制限するものではない。
実施例
実施例1
シンドビスゲノム長cDNAのクローニング
陽性の極性を有するRNA ゲノムを有するウイルスの性質は、許容宿主(permissive hos
t)として作用する真核細胞中に導入されると、精製されたゲノム核酸が機能性メッセージ
RNA(mRNA)分子として作用することである。このように、ウイルスから精製されたこのゲ
ノムRNA は、RNAが精製された元の野生型ウイルスによる感染に特徴的な感染周期と同一
の感染周期を開始することができる。
蚊(Culexusunivittatus)から単離されたシンドビスウイルスAr-339株(ATCC#VR-1248
, Taylor ら、Am.J. Trop. Med.Hyg. 4 : 844 1955)を、ベビーハムスター腎臓(BHK)細
胞で増殖し、低多重度で感染させる(0.1PFU/細胞)。あるいは、シンドビスウイルスhr
株(リー・モレキュラー(LeeBiomolecular) 、サンジエゴ、カリホルニア州)を使用し
、同一の方法で増殖させることもできる。前述のように、感染の48時間後、0℃で10%(
w/v)のポリエチレングリコール(PEG-8000)で清澄化した細胞溶解物からシンドビス
のビリオンが沈殿する。PEG のペレットに含まれるこのシンドビスのビリオンを2% SDS
で溶解して、市販のオリゴdTカラム(インビトロジェン(Invitrogen))を使用したクロマ
トグラフィーによりポリ−アデニル化mRNAを単離する。下記の配列を含むオリゴヌクレオ
チドプライマーを使用して、ポリAで選択したmRNA上でcDNAの最初の鎖の合成を2回実施
した:
5'-TATATTCTAGA(dT)25-GAAATG-3'(配列番号2)
このプライマーは、5’末端に効率的な制限エンドヌクレアーゼ消化のための5個のヌ
クレオチドの「緩衝配列」、 XbaI認識配列、25個の連続したdTヌクレオチド、およびシ
ンドビスの3’最末端に正確に相補的な6個のヌクレオチドを含む。このように、最初の
回のcDNA合成のための選択は、2つのレベルで行う:(1)機能性mRNAに必須の、ポリア
デニル化分子、および(2)多数のmRNA種を含有するプール中の、シンドビスmRNA分子か
らの選択的プライミング。さらに、逆転写を10mMのMeHgOHの存在下で行い、逆転写中の人
為的停止の頻度を低くする。
元々のゲノム長シンドビスcDNAを、6対の重複するプライマーを使用して6つの別のセ
グメントでPCR で増幅する。ウイルスの相補的配列に加えて、シンドビス5’末端順方向
プライマーは、細菌のSP6RNA ポリメラーゼプロモーターに対応する19個のヌクレオチド
配列と、5’末端に結合した ApaI制限エンドヌクレアーゼ認識配列を含む。効率的な消
化のために5個のヌクレオチドの「緩衝配列」が、ApaI認識配列の前に位置する。細菌
のSP6 RNA ポリメラーゼは、インビトロの転写により、Aリボヌクレオチドに結合した単
一の非ウイルス性Gリボヌクレオチド(これが本物のシンドビス5’末端に対応する)だ
けを含むように位置している。ApaI認識配列を含むことは、プラスミドベクター(pKS I
I+ 、ストラタジェン(Strategene))ポリリンカー配列へのPCRアンプリコン(amplicon)
の挿入を促進する。SP6−5’シンドビス順方向プライマーおよび全シンドビスゲノムを
増幅するために必要な全てのプライマー対の配列を以下に示す。参照配列(ジェンバンク
(GenBank)参照番号SINCG)はStraussら、Virology133 : 92-110 による。


配列 認識配列
フ゜ライマー 位置 番号 配 列 (5'->3')
SP6-1A ApaI/SP6/+
SINnts.1-18 3 TATATGGGCCCGATTTAGGTGAC ApaI
ACTATAGATTGACGGCGTAGTAC
AC
1B 3182-3160 4 CTGGCAACCGGTAAGTACGATAC AgeI
2A 3144-3164 5 ATACTAGCCACGGCCGGTATC AgeI
2B 5905-5885 6 TCCTCTTTCGACGTGTCGAGC EcoRI
3A 5844-5864 7 ACCTTGGAGCGCAATGTCCTG EcoRI
7369R 7349-7328 8 CCTTTTCAGGGGATCCGCCAC BamHI
7328F 7328-7349 9 GTGGCGGATCCCCTGAAAAGG BamHI
3B 9385-9366 10 TGGGCCGTGTGGTCGTCATG BclI
4A 9336-9356 11 TGGGTCTTCAACTCACCGGAC BclI
10394R 10394-10372 12 CAATTCGACGTACGCCTCACTC BsiWI
10373F 10373-10394 13 GAGTGAGGCGTACGTCGAATTG BsiWI
4B XbaI/dT25/
11703-11698 TATATTCTAGA(dT)25-GAAATG XbaI
上記6個のプライマーマットによるシンドビスcDNAのPCR 増幅は、サーマラーゼ(Ther
malase) 熱安定性DNAポリメラーゼ(アムレスコ社(Amresco Inc.) ソロン(Solon)、オ
ハイオ州)と、供給者から提供される1.5mMのMgCl2 を含有する緩衝液を使用して、別々
の反応で行われる。さらに、この反応は、5% DMSO 、およびホット・スタート・ワック
ス・ビーズ(HotStartWax beads)(パーキン・エルマー(Perkin-Elmer))を含み、下記
のPCR 増幅プロトコールを使用する:


温度(℃) 時間(分) 周期数
94 2 1
94 0.5
55 0.5 35
72 3.5
72 10 10
増幅後、6個の反応生成物をまずpCR IIベクター(インビトロジェン(Invitrogen))に挿
入し、次いで前述の適切な酵素を使用して、段階的にpKS II+(ストラタジェン(Stratag
en)) ベクターの ApaIおよびXbaI部位の間に挿入する。このクローンを、pVGSP6GEN
と呼ぶ。
シンドビスゲノムcDNAクローンpVGSP6GENを、25個のヌクレオチド長のポリdA:dTスト
レッチの下流に隣接した位置でpVGSP6GEN を1回切断する XbaIによる消化により線状に
する。線状化pVGSP6GENクローンをジーン・クリーン(GeneClean)(バイオ101 (BIO 101)
、ラ・ホイヤ(LaJolla) 、カリホルニア州)で精製し、0.5mg/mlの濃度に調整する。
以下の反応条件により、線状化pVGSP6GENクローンの転写をインビトロで40℃で90分間行
う:DNA 2ml/H2O4.25ml/2.5mM のNTP (UTP, ATP,GTP, CTP) 10ml/20mMのm7 G(5
’)ppp(5’)Gキャップ類似体1.25ml/100mMのDTT 1.25ml/5X転写緩衝液(プロメ
ガ(Promega))5ml/RNasin(プロメガ)0.5ml/10mg/mlウシ血清アルブミン0.25ml/SP6
RNA ポリメラーゼ(プロメガ)0.5ml。インビトロ転写反応生成物は、DNaseI(プロメ
ガ)により消化し、逐次希釈フェノール/CHCl3およびエーテル抽出により精製し、タメ
ノール沈殿することができ、あるいは、直接トランスフェクションのために使用すること
ができる。インビトロの転写反応生成物または精製したRNAは、市販の陽イオン性脂質化
合物(リポフェクチン(Lipofectin) 、ギブコ−BRL (GIBCO-BRL) 、ガイザースバーグ(
Gaithersburg)、メリーランド州)と複合体にし、75%のコンフルエンスで60mMのシャー
レに維持されたベビーハムスター腎臓−21(BHK-21) 細胞に適用する。トランスフェクシ
ョンされた細胞を30℃でインキュベートする。トランスフェクションの94時間後、広範囲
の細胞変性効果(cytopathologiceffects)(CPE) が観察される。シンドビスcDNAクロー
ンから転写されたRNAを受けないプレートでは、明白なCPE は観察されない。さらに、ト
ランスフェクトされた細胞から採取し、BHK-21細胞の新鮮単層に添加され、30℃または37
℃でインキュベートされた上澄液1mlにより、18時間以内に明白なCPEが生じる。これは
、シンドビスcDNAクローンpVGSP6GENが真に感染性であることを証明している。
表1に示されるpVGSP6GENの配列分析は、本明細書に記載されたシンドビスのゲノムク
ローンとジェンバンク(Genbank)に含まれるウイルスのクローンの間にある多数の配列の
差異を明らかにしている。多くの配列の差異は、シンドビス蛋白における非保存性アミノ
酸変化の置換をもたらす。どの配列変化が本明細書に記載されたクローンに独特であるか
、あるいはクローニング人工物の結果であるかという問題を解決するために、前述のよう
にビリオンRNAをRT-PCRにより増幅し、市販のキット(プロメガ(Promega)、マジソン(M
adison)、ウィスコンシン州)を使用して、RT-PCRアンプリコン生成物の直接配列決定に
より、問題のヌクレオチドに関する配列を決定し、そして対応するpVGSP6GEN配列と比較
する。この検討の結果を、表2に示す。簡単に説明すると、クローニング人工物の結果で
ある3個の非保存性アミノ酸変化、Gly-> Glu,Asp-> Gly、およびTyr-> ysが、各々ウイ
ルスヌクレオチド2245,6193、および6730で観察される。これらの非保存性アミノ酸変化
を生じさせるヌクレオチド変化は、全てウイルスの非構造蛋白(NSP)遺伝子に(ヌクレオ
チド2245はNSP2に、ヌクレオチド6193および6730はNSP4に)位置づけられる。
NSP2およびNSP4遺伝子の修復は、前述のように5回ブラーク精製したストックからのビ
リオンRNAを使用したRT-PCRにより達成される。前述のSP6-1A/1Bプライマー対は、ヌク
レオチド2245変化を修復するために使用される。RT-PCRアンプリコン生成物を、Eco47III
および BglIIで消化し、882塩基対断片を1%アガロース/TBE ゲル電気泳動により精製
し、Eco47IIIおよび BglIIでの消化およびCIAPでの処理により調製されたpVGSP6GENの対
応する領域中に交換する。前記3A/7349Rプライマー対は、ヌクレオチド6193およびヌクレ
オチド6730変化を修復するために使用される。RT-PCRアンプリコン生成物を、EcoRIおよ
びHpaIで消化し、1,050塩基対断片を1%アガロース/TBE ゲル電気泳動により精製し
、pVGSP6GENの対応する領域中に交換する。このクローンはpVGSP6GENrepと呼ぶ。XbaI
での消化により線状にされたpVGSP6GENrepのDNA から、インビトロ転写されたRNA による
BHK 細胞のトランスフェクションは、前述のようにトランスフェクションの18時間後に広
範囲のCPEをもたらす。


表1
ヴァイアジェン(Viagene)とジェンバンク(GenBank)の配列の間のシンドビスのゲノムク
ローンの差異
コドン上の アミノ酸
SIN nt. 番号 変化 コドン変化 位 置 変 化
非コード領域:
45 T->C N.A. N.A. N.A.
非構造蛋白:
353 C->T UAU->UAC 3' Tyr->Tyr
1095 A->C AUA->CUA 1' Ile->Leu
1412 T->C UUU->UUC 3' Phe->Phe
2032 A->G GAG->GGG 2' Glu->Gly
2245 G->A GGG->GAG 2' Gly->Glu
2258 A->C UCA->UCC 3' Ser->Ser
2873 A->G CAA->CAG 3' Gln->Gln
2992 C->T CCC->CUC 2' Pro->Leu
3544 T->C GUC->GCC 2 Val->Ala
3579 A->G AAA->GAA 1' Lys->Glu
3822 A->G ACC->GCC 1' Thr->Ala
3851 T->C CUU->CUC 3' Leu->Leu
5351 A->T CAA->CAU 3' Gln->His
5466 G->A GGU->AGU 1' Gly->Ser
5495 T->C AUU->AUC 3' Ile->Ile
5543 A->T ACA->ACU 3' Thr->Thr
5614 T->C GUA->GCA 2' Val->Ala
6193 A->G GAC->GGC 2' Asp->Gly
6564 G->A GCA->ACA 1' Ala->Thr
6730 A->G UAC->UGC 2' Tyr->Cys
構造蛋白:
8367 A->G AUU->GUU 1' Ile->Val
8698 T->A GUA->GAA 2' Val->Glu
9108 AAGdel AAG->del 1'-3' Glu->del
9144 A->G AGA->GGA 1' Arg->Gly
9420 A->G AGU->GGU 1' Ser->Gly
9983 T->G GCU->GCG 3' Ala->Ala
10469 T->A AUU->AUA 3' Ile->Ile
10664 T->C UUU->UUC 3' Phe->Phe
10773 T->G UCA->GCA 1' Ser->Ala


表2
シンドビスのゲノムクローン人工物の解析
アミノ酸 ヴァイアジェン クローニング
SIN nt. 番号 変化 ユニーク 人工物
非構造蛋白:
2032 Glu->Gly +*
2245 Gly->Glu +
2258 Ser->Ser +*
2873 Gln->Gln +
2992 Pro->Leu +
3544 Val->Ala +
3579 Lys->Glu +
3822 Thr->Ala +
3851 Leu->Leu +
5351 Gln->His +
5466 Gly->Ser +
5495 Ile->Ile +
5543 Thr->Thr +
6193 Asp->Gly +
6730 Tyr->Cys +
構造蛋白:
8637 Ile->Val +
8698 Val->Glu +
9108 Glu->del +
9144 Arg->Gly +
* 混合物:シンドビスのジェンバンクとヴァイアジェンの両方の株がこのヌクレオチ
ドで存在する。
実施例2
シンドビス感染を開始するプラスミドDNA ベクターの生成
全長ゲノムシンドビスcDNAクローンの大きさのため、全長分子のインビトロ転写はやや
効率が悪い。これは、プラーク形成により測定すると、ウイルスの感染中心に関して、イ
ンビトロ転写したRNAのトランスフェクトした量に比例して、低いトランスフェクション
効率をもたらす。この概念はまた、シンドビス発現ベクターのインビトロ転写にも該当す
る。cDNAが次にンビボのウイルスRNAの合成に向けられるDNA分子として感受性細胞中に
トランスフェクトされれば、感染周期を開始する能力または異種配列の発現を指令する能
力についての候補cDNAクローンおよび他のシンドビスcDNA発現ベクターの試験は、大きく
促進されるであろう。100%近い高トランスフェクション効率が、種々の市販の合成脂質
調製物と複合体化したDNA で、またはエレクトロポレーションによりトランスフェクトさ
れた細胞で報告された。また、ピコルナウイルス(picornaviruses)からのcDNAは、感受
性細胞中にトランスフェクトされると、感染周期を開始することができることが証明され
ている(vaner Werf ら、PNAS 83 :2330-2334, 1986)。しかし、ゲノムシンドビスcDNA
が哺乳動物のプロモーターに近接して置かれ、細胞中にトランスフェクトされた時に、野
生型ウイルスに特徴的な感染周期を開始することのできるRNAが得られるかどうかは、文
献には記載されていない。
適切なシグナルを有するDNA 分子は、直接動物中に導入されると、インビボで複製でき
ることは公知である(Dubenskyら、PNAS 81 :7429-7533, 1984)。シンドビスcDNAベクタ
ーのDNA 分子としての直接の投与は、シンドビスが指令する緩和剤の発現がトランスの効
果を有する幾つかの適用には可能である。これらの適用は、免疫調節およびサイトカイン
または他の治療用蛋白の発現を含む。シンドビスの範囲で、シンドビスcDNA発現ベクター
の直接投与は、シンドビス粒子の作成よりもより単純であるという利点を提供する。
異種の治療用緩和剤配列を含有するシンドビスcDNAベクター作成体を、真核RNA ポリメ
ラーゼII発現カセットに挿入する。この作成体は、真核細胞重層ベクターイニシエーショ
ン系(EukaryoticLayeredVector Initiation System)(ELVIS)として公知であり、順に
下記の成分よりる:本物のシンドビス5’末端でウイルスRNAの合成を開始することがで
きる5’真核細胞プロモーター、シンドビスの非構造蛋白をコードするヌクレオチド配列
、ウイルスの結合領域、異種配列、シンドビスRNA ポリメラーゼ認識配列、転写終了配列
および3’ポリアデニル化シグナル。本明細書に記載された真核細胞シンドビスcDNA発現
ベクターは、例えばシンドビスと異種遺伝子領域の間に位置する適切なスプライシングシ
グナルをも含んでよい。
野生型ウイルスに特徴的な感染周期を開始する、シンドビスcDNAクローンpVGSP6GENrep
の能力を、哺乳動物RNAポリメラーゼII発現カセットにゲノムウイルスcDNAを配置するこ
とにより最初に測定する。これは、以下に詳細に記載したように作成される。このクロー
ンpVGSP6GENrepを、BglIIおよびXbaIで消化し、反応生成物を 0.8%アガロース/TBE
で電気泳動し、生じた9,438 塩基対断片を摘出し、ジーン・クリーン(GeneClean)(バイ
オ101 (BIO101) 、ビスタ(Vista)、カリホルニア州)で精製し、pcDNA3 (インビトロジ
ェン(Invitrogen)、サンジエゴ、カリホルニア州)のBglII, XbaI、およびCIAPによ
り処理から生じる4,475塩基対ベクター断片に結合させる。
モロニー(Moloney)ネズミ白血病ウイルス(Mo-MLV)からのロング・ターミナル・リピ
ート(LTR)を、最初の転写ヌクレオチドが単一G残基であり、これがインビボでキャップ
され、シンドビス5’末端が続くように、5’ウイルス末端に位置させる。3個の非ウイ
ルス性ヌクレオチドを5’末端に含有するインビトロ転写RNAか感染性であることは公知
である(Riceら、J.Virol. 61 : 3809-3819, 1987) 。Mo-MLV LTRとシンドビス5’末端
の並列化が、以下に詳細に記載したように重複PCRにより行われる。BAG ベクター(Price
ら、PNAS 84: 156-160, 1987)と下記のプライマー対を含有する反応物中で、最初のプ
ライマリーPCR反応でMo-MLVLTRが増幅される:
順方向プライマー:BAGBg12F1(緩衝配列/BglII認識配列/Mo-MLVLTRヌクレオチド1〜22
):
5'-TATATAGATCTAATGAAAGACCCCACCTGTAGG
逆方向プライマー:BAGwt441R2(SINヌクレオチド5〜1/Mo-MLV LTR ヌクレオチド 441
〜406):
5'-TCAATCCCCGAGTGAGGGGTTGTGGGCTCTTTTATTGAGC
上記のプライマー対によるMo-MLV LTRのPCR 増幅が、サーマラーゼ(Thermalase) 熱安
定性DNA ポリメラーゼ(アムレスコ社(AmrescoInc.)、ソロン(Solon)、オハイオ州)
と、供給者から提供される1.5mM のMgCl2 を含有する緩衝液を使用して行われる。さらに
、この反応は、5%DMSO、およびホット・スタート・ワックス・ビーズ(Hot Start Wax
beads)(パーキン・エルマー(Perkin-Elmer))を含み、下記のPCR増幅プロトコールを使
用する:


温度(℃) 時間(分) 周期数
94 2 1
94 0.5
55 0.5 35
72 0.5
72 10 1
第2のプライマリーPCR 反応中のシンドビス5’末端の増幅が、pVGSP6GENrepクローン
と下記のプライマー対を含有する反応で達成される:
順方向プライマー:(Mo-MLV LTRヌクレオチド 421〜441/SIN ヌクレオチド1〜16):
5'-CCACAACCCCTCACTCGGGGATTGACGGCGTAGTAC
逆方向プライマー:(SIN ヌクレオチド3182〜3160):
5'-CTGGCAACCGGTAAGTACGATAC
Mo-MLVLTRのPCR増幅は、このプライマー対と上記増幅反応条件で、下記のPCR 増幅プ
ロトコールを使用して行われる:
温度(℃) 時間(分) 周期数
94 2 1
94 0.5
55 0.5 35
72 3.0
72 10 1
プライマリーPCR反応からの457塩基対および3202塩基対生成物を、ジーン・クリーン
(GeneClean) で精製し、下記のプライマー対と一緒にPCR 反応で使用される:
順方向プライマー:BAGBg12F1(緩衝配列/BglII認識配列/Mo-MLVLTRヌクレオチド1〜22
):
5'-TATATAGATCTAATGAAAGACCCCACCTGTAGG
逆方向プライマー:(SIN ヌクレオチド2300〜2278):
5'-GGTAACAAGATCTCGTGCCGTG
プライマーPCRアンプリコン生成物のPCR増幅は、このプライマー対と上記増幅反応条
件で、下記のPCR増幅プロトコールを使用して行われる:
温度(℃) 時間(分) 周期数
94 2 1
94 0.5
55 0.5 35
72 3.0
72 10 1
最初のプライマリーPCR アンプリコン生成物の25個の3’末端塩基は、第2のプライマ
ーPCR アンプリコン生成物の25個の5’末端塩基と重複する;生じた2,752塩基対の重複
第2PCR アンプリコン生成物を、0.8%アガロース/TBE 電気泳動により精製し、 BglII
で消化し、そして2,734塩基対の生成物をBglIIおよびCIAPで処理したpcDNASINbgl/Xba
中に結合する。生じた作成体は、16,656塩基対であり、pVGELVISと呼ぶ。pVGELVISの配列
は、図3に示す。シンドビスヌクレオチドは、配列の塩基1〜11,700に含まれる。
pVGELVISプラスミドDNAは、リポフェクタミン(Lipofectamine)(ギブコ−BRL(GIBCO-
BRL) 、ガイザースバーグ(Gaithersburg)、メリーランド州)と供給者により示唆され
る条件により複合体化し(約5μgDNA/8mg脂質試薬)、約75%コンフルエンスでBHK-2
1細胞を含有する35mmウェルに添加する。野生型シンドビスウイルス感染に特徴的な細胞
変性効果(CPE)が、感染の48時間後に観察される。新鮮BHK-21単層へのトランスフェクト
上澄液1mlの添加により、16時間以内にCPEが起こる。このデータは、pBGELVIS作成体中
でウイルスcDNAとRNAポリメラーゼII発現カセットシグナルが正しく並列されたことを示
しており、これによりDNA発現モジュールからRNA ウイルスの開始が新たにもたらされる
。この革新的技術は、一般的なシンドビス系の有用性を増強するのみでなく、物理的遺伝
子転移ベクター(PhysicalGeneTransfer vector)の別の方法を提供するものである。
pVGELVISからのゲノム長RNAの最初の転写に続くベクター複製の効率もまた、より本物
の3’末端をもたらす修飾により増強される。この目的のために、ELVIS ベクター作成体
に2つの異なる修飾を行う。最初の修飾はシンドビスポリアデニル酸領域に隣接させた、
肝炎デルタウイルス(HDV)のアンチゲノムリボザイム配列を利用する。第2の修飾は、シ
ンドビスポリアデニル酸領域と下流のベクター配列の欠失であり、これによりシンドビス
ヌクレオチド11,700の、ウシ成長ホルモン遺伝子転写停止/ポリアデニル化配列への融合
がもたらされる。
HDV リボザイム含有作成体は、PCR法と、全84ヌクレオチドのアンチゲノムリボザイム
配列(Perottaand Been, Nature 350 : 434-6, 1991) を含有する重複オリゴヌクレオチ
ドプライマーを使用して作成される。HDV配列に加えて、2つのプライマーが、ELVIS ベ
クターへの挿入を目的として隣接する制限酵素部位を含有する。2回転のPCR を行う:最
初はオリゴヌクレオチドプライマーHDV49−XCと HDV17〜68(下記)を使用し、
HDV17〜68:
5'-TCCACCTCCTCGCGGTCCGACCTGGGCATCCGAAGGAGG-
ACGCACGTCCACT-3'(配列番号 )
HDV49−XC:
5'-ACTTATCGATGGTTCTAGACTCCCTTAGCCATCCGAGTGGA-
CGTGCGTCCTCCTTC-3'(配列番号 )
続いて最初のPCR反応物を希釈し、これを次にプライマーHDV49−XC(最初の反応から)
とHDVX−36(下記)を用いるPCRの第2の周期で鋳型として使用する。
HDVX−36:
5'-ACGTCTAGATCTGGGTCGGCATGGCATCTCCACCTCCTCGCGGTCCGA-3'
(配列番号 )
合成後、HDV リボザイム断片を、隣接する配列(下線)を切断するXbaIで消化し、その
2つの部位の一方のみを切断するために XbaIで部分的に消化されたELVIS ベクターDNA
中に結合する。制限部位と配列分析により、正しい部位と正しい配向での挿入についてス
クリーニングを行う。この作成体は、pVGEGVISHDVと呼ぶ。
第2の方法では、pVGEGVIS中のシンドビスポリアデニル酸領域と下流のベクター配列の
欠失による、ウシ成長ホルモン遺伝子転写停止/ポリアデニル化配列へのシンドビスヌク
レオチド11,700の融合が、重複PCRにより行われる。最初のプライマーPCR反応でのシン
ドビス3’末端の増幅が、pVGEGVISと下記のプライマー対を含有する反応で行われる:
順方向プライマー:SIN10349F(SINヌクレオチド10394〜10372):
5'-GACAGTGAGAACAGCCAGATGAG
(配列番号 )
逆方向プライマー:SINBGH11700R(BGHヌクレオチド13〜1/SIN ヌクレオチド 11700〜1
1675):
5'-CAGCGAGCTCTAGGAAATGTTAAAAACAAAATTTTGTTG
(配列番号 )
上記プライマー対とのpVGEGVISのPCR 増幅は、サーマラーゼ(Thermalase) 熱安定性DN
A ポリメラーゼ(アムレスコ社(AmrescoInc.)、ソロン(Solon)、オハイオ州)と、供
給者から提供される1.5mMのMgCl2 を含有する緩衝液を使用して行われる。さらに、この
反応は、5%DMSO、およびホット・スタート・ワックス・ビーズ(Hot Start Wax beads
)(パーキン・エルマー(Perkin-Elmer))を含み、下記のPCR増幅プロトコールを使用する

温度(℃) 時間(分) 周期数
94 2 1
94 0.5
55 0.5 35
72 1.5
72 10 1
第2のプライマリーPCR 反応でのBGH 遺伝子転写停止/ポリアデニル化配列の増幅は、
pVGELVISクローンと下記のプライマー対を含有する反応で行われる:
順方向プライマー:pCSIN1018F(SINヌクレオチド11,687〜11,700/PCDNA3ヌクレオチド1
018〜1039):
5'-CCACAACCCCTCACTCGGGGATTGACGGCGTAGTAC
(配列番号 )
逆方向プライマー:pCDNA1633R(pCDNA3ヌクレオチド1633〜1608):
5'-GTTCCAGTTTGGAACAAGAGTCCAC
(配列番号 )
BGH 遺伝子の5’末端のPCR増幅は、このプライマー対と上記増幅反応条件で、下記のP
CR 増幅プロトコールを使用して行われる:


温度(℃) 時間(分) 周期数
94 2 1
94 0.5
55 0.5 35
72 1.0
72 10 1
プライマリーPCR反応からの1,364塩基対および629 塩基対の生成物を、ジーン・クリ
ーン(GeneClean) で精製し、PCR 反応で下記のプライマー対と一緒に使用する:
順方向プライマー:SIND310374F(5ヌクレオチド緩衝/HindIII認識部位/SINヌクレオチ
ド 10374〜10394):
5'-TATATAAGCTTGAGGCGTACGTCGAATTGTCAG
(配列番号 )
逆方向プライマー:pCDNA1575R(pCDNA3ヌクレオチド1575〜1552):
5'-GAAAAACCGTCTATCAGGGCGATG
(配列番号 )
プライマーPCRアンプリコン生成物のPCR増幅は、このプライマー対と上記増幅反応条
件で、下記のPCR増幅プロトコールを使用して行われる:
温度(℃) 時間(分) 周期数
94 2 1
94 0.5
55 0.5 35
72 2.0
72 10 1
最初のプライマリーPCR アンプリコン生成物の27個の3’末端塩
基は、第2のプライマリーPCR アンプリコン生成物の27個の5’末端塩基と重複する;生
じた1,976 塩基対の重複第2PCRアンプリコン生成物を、 0.8%アガロース/TBE電気泳
動により精製し、HindIIIとDraIIIで消化し、そして1,941 塩基対の生成物をHindIIIと
DraIIIで消化しCIAPで処理したpcDNA3中に結合する。この作成体は、pCDNAELVIS3’と呼
ぶ。pCDNAELVIS3’作成体をBsiWIとPvuI消化し、生じた5197塩基対断片を0.8%アガ
ロース/TBE 電気泳動により精製し、BsiWIとPvuIでのpVGELVISの消化しCIAPで処理し
て単離した11,398塩基対断片に結合し、続いて0.8%アガロース/TBE電気泳動およびジ
ーン・クリーン(GeneClean) 処理を行う。生じた作成体は、16,595塩基対であり、pVGE
LVISdl3’と呼ぶ。
pVGELVISHDVおよびpVGELVISdl3’プラスミドの野生型シンドビスウイルスに特徴的な
感染を開始する能力を試験するために、DNA クローンをリポフェクタミン(Lipofectamin
e)(ギブコ−BRL(GIBCO-BRL)、ガイザースバーグ(Gaithersburg) 、メリーランド州)
と供給者により示唆される条件により複合体化し(約5μg DNA/8mg脂質試薬)、約75
%コンフルエンスでBHK-21細胞を含有する35mmウェルに添加する。この方法によりCPEが
観察されれば、新鮮BHK-21単層を感染させるためにトランスフェクション上澄液1mlを使
用するか、あるいは上澄液中のシンドビスウイルスのレベルをプラーク測定により直接定
量することができる。
他の応用では、インビボの転写開始が本物の5’末端ウイルスヌクレオチドに対応する
ように、pCDNA3プラスミド中に含まれるCMVプロモーターをシンドビスゲノムcDNAの隣に
位置させることが望ましい。プラスミドpcDNA3上のCMVプロモーターの出発部位は、イン
ビトロで転写開始点をマッピングすることにより測定される。これは、最初にpcDNA3プラ
スミドをDraIII制限エンドヌクレアーゼ(ニュー・イングランド・バイオラブス社(New
England BiolabsInc.) 、ビバリー(Beverly)、マサチューセッツ州)で製造者の指示に
より消化することにより行われる。 DraIIIは、このプラスミドをヌクレアーゼ1546で1
度切断し、線状の5446塩基対DNA分子が生じる。このDNAをジーンクリーンIIキット(Gen
eclean II kit)(バイオ101(BIO 101) 、サンジエゴ、カリホルニア州)を使用して説
明書に従い正確に精製する。線状化されたpcDNA3は、HeLa核抽出物インビトロ転写系(He
LaNuclearExtract in vitro Transcription System)(プロメガ(Promega)、マジソン(M
adison)、ウィスコンシン州)により、3μgの線状化pcDNA3,400μMの各リボヌクレオ
チド、3mMのMgCl2、および8単位のHeLa細胞核抽出物を含有する反応で転写される。こ
の25μlの反応物を35℃で1時間インキュベートする。1単位のRQ1DNAase(プロメガ(P
romega)、マジソン(Madison)、ウィスコンシン州)および40単位のRNasin(プロメガ(P
romega)、マジソン(Madison)、ウィスコンシン州)を反応物に添加し、37℃で30分間イ
ンキュベートしてDNAの鋳型を除去する。この反応は、ストップ・ミックス(StopMix) (
HeLa 抽出物と一緒に供給される)175μlの添加により終了する。反応物は、同容量の
フェノール:クロロホルム:イソアミルアルコール(25:24:1)で抽出し、続いてクロ
ロホルム:アミルアルコール(24:1)で抽出する。反応物を500μlの無水エタノール
で沈殿させる。このRNAを12,000×Gで15分間遠心分離してペレット化する。このペレッ
トを80%エタノールで濯ぎ、20μlの水に再懸濁する。
SP6 プロモーターに相補的なプライマー(ATTTAGGTGACACTATAG,BRL社(BRL Corp.)、
ベセスダ(Bethesda)、メリーランド州)は、10pmolのプライマーを2倍過剰のガンマ32
PATP (ICN社(ICN Corp.)、アーバイン(Irvine) 、カリホルニア州)、10単位のT4ポ
リヌクレオチドキナーゼ(プロメガ(Promega)、マジソン(Madison)、ウィスコンシン州
)および1Xキナーゼ緩衝液(T4キナーゼと共に供給される)と混合することにより、5’
末端を32Pで標識する。反応物を37℃で30分間、次に95℃で5分間インキュベートする。
インビトロで転写したRNA 10μlを1.5pmol のプライマーと混合することにより、RNA
を標識したプライマーにアニーリングする。この混合物を90℃に加熱して、徐々に冷却す
る。この混合物を、50mMのトリス−HClpH8.3,10mM のMgCl2, 50mM のNaCl, 1mMのDTT,1
0μmの各dNTP、および15単位のAMVリバース・トランスクリプターゼ(AMVReverse Tran
scriptase) (USB社(UAB Corp.)、クリーブランド、オハイオ州)の中に入れる。この反
応混合物を42℃で30分間インキュベートする。反応は、1/3容量の95%ホルムアミド、
20mMのEDTA,0.05%ブロモフェノール・ブルー、および0.05%のキシレン・シアノール・
FF(XyleneCyanolFF) の添加により終了する。
pcDNA3プラスミドは、上記と同一の32P標識プライマーを使用して、fmolDNA配列決定
系(fmolDNA Sequencing System) (プロメガ(Promega)、マジソン(Madison)、ウィス
コンシン州)を正確に指示書の通りに使用することにより配列決定される。配列決定反応
物は、プライマーを伸長したインビトロRNA反応物2μlに隣接した6%変性ゲル上で展
開される。このゲルを1600Vで1時間電気泳動し、乾燥し、そしてフィルムに一晩暴露さ
せる。転写開始部位を決定するため、全長cDNAバンドをpcDNA3配列のレーンと比較する。
この方法を使用して、CMVプロモーターの転写開始部位は、CMV プロモーターのちょうど3
9塩基下流であるヌクレオチド番号858のG残基にあると決定される(インビトロジェン
のpcDNA3ベクターの番号づけによる)。
次にpVGELVISの作成のための上記方法を使用して、pcDNA3プラスミドからのCMVプロモ
ーターを、重複PCRによりシンドビスcDNAに並列にする。上記方法により、任意のRNA ポ
リメラーゼIIプロモーターの正確な転写開始点を決定することができ、ELVIS配置のプロ
モーターの適切な並列配置が可能になる。ELVIS 配置の誘導可能なプロモーターの使用に
より、トランスフェクションされた細胞株の感染の開始を制御することが可能になる。
実施例3
RNA およびプラスミドDNAシンドビスベクターの調製
A.シンドビスベーシックベクターの作成
塩基性シンドビスベクターの作成の最初の工程は、ウイルス5’および3’末端からの
別々の成分を含有する2つのプラスミドサブクローン(これらは次に塩基性遺伝子転移ベ
クターを組み立てるために使用される)の生成である。最初のプラスミドサブクローンは
、ウイルスの3’末端に40個の末端ヌクレオチドを含有し、dA:dTヌクレオチドの25塩基
ストレッチを含有する。ベクターの3’末端は、下記のプライマーの配列を有するように
化学合成される。
順方向プライマー:SIN11664F(緩衝配列/NotI部位/SINヌクレオチド11664〜11698):
5'-TATATGCGGCCGCTTTCTTTTATTAATCAACAAAATTTTGTTTTTAA
(配列番号 )
逆方向プライマー:SINXba11700R(緩衝配列/SacI部位dT25/SINヌクレオチド11700〜116
92):
5'-TATATGAGCTCTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTGAAATGTTAAAA
(配列番号 )
上記オリゴヌクレオチドは、10mMのMgCl2 の存在下で等モル濃度で混合され、 100℃に
5分間加熱されて、徐々に室温に冷却される。次にこの部分的に2本鎖の分子をクレノー
(Klenow)DNAポリメラーゼと50μMのdNTPを使用して完全にする。次にこの89塩基対分
子を NotIとSacIで消化し、2%ヌシーブ(NuSieve)/1%アガロースゲルで精製し、
pKSII+プラスミド(NotIとSacIで消化し、そして10:1モル過剰の挿入:ベクター比
のCIAPで処理された)中に結合する。この作成体は、pKSII3’SINと呼ぶ。
第2のプラスミドサブクローンは、シンドビスの5’末端RNA ポリメラーゼプロモータ
ーを含む5’の7,643塩基対を含有する。このクローンの3’末端は、下記の配列を有
する逆方向のプライマーによるPCR増幅により誘導される。
逆方向プライマー:SINXho7643R(緩衝配列/XhoI部位/SINヌクレオチド7643〜7621):
5'-TATATCTCGAGGGTGGTGTTGTAGTATTAGTCAG
(配列番号 )
この逆方向プライマーは、ウイルスヌクレオチド7643〜7621にマップされ、結合コア成
分の3’末端から41塩基対下流にある。さらに、ウイルスヌクレオチド7643は、構造蛋白
翻訳開始点から4ヌクレオチド上流にある。XhoI認識配列よりなる6個のヌクレオチド
が後に続く。このプライマーの最初の5個の5’ヌクレオチドは、PCR アンプリコン生成
物の充分な消化のための「緩衝配列」として作用するために含まれる。
この反応で順方向プライマーは、プライマー2A(実施例1に記載)であり下記の配列を
有する:
ATACTAGCCACGGCCGGTATC(配列番号 )
上記プライマーをpVGSP6GENrepプラスミドと共に使用するPCR実験から生じた4510塩基
対アンプリコン生成物は、酵素 SfiIおよび XhoIで消化される。生じた2526塩基対断片
は、ゲル精製される。このシンドビスcDNAクローンpVGSP6GENrepは、ApaIおよび SfiI
で消化される。5144塩基対断片は、ゲル精製されて2526塩基対のSfiI/XhoI断片、およ
び ApaIとXhoIで消化してCIAPで処理したpKSII+プラスミドと一緒に結合される。 pK
SII+プラスミドに含有される5’末端にRNAポリメラーゼプロモーターを含むシンドビ
スヌクレオチド1〜7643を有するクローンが単離される。この作成体は、pKSII5’SIN
と呼ぶ。
完全に塩基性のベクターの組み立ては、 pKS5’SIN を XhoIと SacIで消化し、CIAP
で処理し、そして大きな10,533塩基対断片をゲル精製することにより達成される。このpK
S5’SIN の10,533塩基対断片は、pKSII3’SIN の XhoIと SacIでの消化から生じる1
68 塩基対の小さい断片と一緒に結合される。この作成体は、pKSSINBVと呼び、概略を図
4に示す。
シンドビスベクタークローンのインビトロ転写から生じるRNA でトランスフェクトされ
た細胞中の異種遺伝子の発現を証明するために、ホタルのルシフェラーゼレポーター遺伝
子をシンドビスベーシックベクターに挿入する。この実験は、シンドビスベクターの全機
能を証明する。
B.シンドビスルシフェラーゼベクターの作成
シンドビスルシフェラーゼベクターの作成は、3つの独立のプラスミド: pKSII5’SI
N , pKSII3’SIN 、およびpGL2−塩基性ベクターの成分を一緒に組み立てることにより
行われる。pGL-2ベクタープラスミド(プロメガ(Promega)、マジソン(Madison)、ウィ
スコンシン州)は、ホタルルシフェラーゼ全遺伝子を含有する。このルシフェラーゼ遺伝
子を、まずpKSII3’SINプラスミド中に挿入する。これは、pGL2−塩基性ベクターをBam
HIとHindIIIで消化して生じる断片を含有する2689塩基対のルシフェラーゼのゲル精製、
およびpKSII3’SINをBamHIとHindIIIでの消化しCIAPで処理して生じる3008塩基対の大
きなゲル精製された断片との結合により行われる。この作成体は、pKSII3’SIN-luc と
呼ぶ。
シンドビスルシフェラーゼベクターの最終組み立ては、 pKSII5’SIN を XhoIと Sac
Iで消化し、CIAPで処理し、そして大きな10,533塩基対断片をゲル精製することにより行
われる。このpKSII5’SINの10,533塩基対断片は、 pKSII3’SIN-luc の XhoIと Sac
Iを用いる消化により生じる2854塩基対の小さい断片と一緒に結合される。この作成体は
、全シンドビス非構造遺伝子コーディング領域とゲノム複製に必要な3’ウイルス成分を
含有する。このホタルルシフェラーゼ遺伝子を、これら2つのウイルス5’および3’成
分の間に配置する。このベクターは、pKSSINBV-lucとして公知であり、概略は図4に示さ
れる。このFfiIおよびSacI間のSIN-BV作成体は、pGVELVISの FfiIおよび SacI部位
間に交換される。異種遺伝子の発現は、BHK 細胞へのトランスフェクション後に観察され
る。
C.トランスフェクションされ感染されたBHK 細胞中のルシフェラーゼの発現
シンドビスベーシックベクターの機能を試験するために、実施例1に記載したように、
SacIで消化して線状化した、pKSSINBV-lucから、インビトロで転写したRNAでトランス
フェクションした細胞中のルシフェラーゼの発現を行った。さらに、BspEIを用いてpVGS
P6GENrepを消化して、非構造遺伝子領域の大部分が欠如した相補的パッケージングベクタ
ーを作成し、希釈条件下で結合させた。この作成体はpVGSP6GENd1Bspとして知られ、塩基
422〜7,054 の間の非構造遺伝子配列が欠如している。このクローンは8,008塩基対であ
り、その概略を図5に示す。pVGSP6GENd1Bspのインビトロの転写は実施例1に示した通り
であり、XbaIにより線状化する。トランスフェクションした細胞株のルシフェラーゼの
発現は、トランスフェクション後24時間目に行う。転写生成物をインビトロでリポフェク
チン(Gibco-BRL,Gaithersber、メリーランド州)と複合体を形成させて、トランスフェ
クションと同時トランスフェクションを行う。さらに1mlの上澄液を用いてBHK 細胞のコ
ンフルエントな単層を感染させ、感染後24時間目にルシフェラーゼの発現を試験する。こ
の実験の結果を図6に示す。結果は、BHK細胞のトランスフェクション後に多量のレポー
ター遺伝子が発現され、インビトロで転写したpVGSP6GENd1Bspで細胞を同時トランスフェ
クションすると発現活性が移行(例えば、パッケージング)することを明瞭に示す。
D.変化した結合領域SINDBIS ベクターの作成
1.結合領域を不活性化するために、NSP4カルボキシ末端と結合領域の重複部分内のヌ
クレオチドを変化させ、Sindbis に対応するベクターヌクレオチドをサブゲノム開始点の
前でSindbisヌクレオチド7598で停止させる。この作成の概略を図7に示す。
簡単に説明すると、以下の配列を有する逆プライマーを用いて非緊縮反応サイクル条件
下でpKSSINBVクローンから断片をPCR増幅する:
TATATGGGCCCTTAAGACCATCGGAGCGATGCTTTATTTCCCC
(配列番号 )
逆方向プライマー中の下線を引いた塩基は、コードされたアミノ酸に影響しない結合領域
のヌクレオチド変化に対応する(下記)。すべてのヌクレオチド変化はトランスバージョ
ン(塩基変換)である。
NSP4の3’末端(ウイルスヌクレオチド7580〜7597):
TCTCTACGG TGG TCC TAA (配列番号 )
ser leuarg trp ser stop(配列番号 )
G C A T
(逆方向プライマーからヌクレオチド変化が生じる)
逆方向プライマーは、シンドビスヌクレオチド7597〜7566に相補的であり(ただし、結合
領域が変化した領域は除く)、効率的な酵素消化のための5’末端TATAT テール「緩衝配
列」の後に、5’末端に6個のヌクレオチドのApaI認識部位を有する。
この反応の順方向プライマーは、下記の配列を有するプライマー2Aである(実施例1に
記載):
ATACTAGCCACGGCCGGTATC(配列番号 )
前述のプライマーを用いるpKSSINBVによるPCR 反応から得られる4,464 塩基対アンプリ
コンを SfiIとApaIで消化し、ゲル精製された2,480 塩基対断片を、pKSII+ ApaIの
消化とCIAPによる処理により得られるゲル精製した5,142塩基対断片と結合する。前述の
結合領域に変化を有しシンドビスヌクレオチド1に細菌性T7プロモーターを含むシンドビ
スヌクレオチド1〜7597よりなる作成体を、pKS5’SINdlJRと呼ぶ。
不活性化した結合領域ベクターの最終的作成は、 pKS5’SINdlJR を ApaIで消化して
得られる7,622塩基対の大きなシンドビス断片を、 pKSII3’SIN の ApaIによる消化と
CIAPによる処理により得られる3,38塩基対断片と結合することにより行われる。3’シン
ドビス成分と比較して5’シンドビス成分の陽性の配向は、制限エンドヌクレアーゼ分析
により確認される。
サブゲノムmRNAの開始と合成は、pKSSINBVdlJRベクターからは起きない。この仮説を検
証するためにpKSSINBVとpKSSINBVdlJRのRNase保護aseを行う。ウイルスヌクレオチド7,5
98 にウイルスサブゲノムRNA開始点を有する、一部が結合領域に相補的な32P標識RNAプ
ローブを用いて、pKSSINBVとpKSSINBVdlJRベクターでBHK-21細胞をトランスフェクション
して得られるウイルスRNA とハイブリダイゼーションさせる。RNase保護測定法は、pKSSI
NBVでトランスフェクションした細胞は2つの断片(ゲノム性のサブゲノム性)を有し、p
KSSINBVdlJRでトランスフェクションした細胞はゲノム特異性の1つの断片のみを有する
ことを示す。これらの結果は、pKSSINBVdlJR中の結合領域が確かに不活性化されているこ
とを証明する。
2.サブゲノムRNAメッセージに対応する領域からのゲノムRNAの翻訳を試験するために
、上記pKSSINBVdlJRベクターの不活性化した結合領域にルシフェラーゼレポーター遺伝子
を挿入する。これはpKSSINBVdlJRプラスミドをXhoIとSacIで消化しCIAPで処理をして
、得られる10,197塩基対断片をゲル精製することにより作成される。pKSSINBVdlJR断片を
、pKSII3’SIN-lucを XhoIと SacIで処理して得られる2854断片と結合させる。この
作成体は、不活性化した結合領域中でシンドビスヌクレオチド7597で停止する領域をコー
ドする全シンドビス非構造遺伝子と、ゲノム複製に必要な3’ウイルス成分を含有する。
ホタルのルシフェラーゼ遺伝子はこれらの2つの5’と3’成分の間に入れる。このベク
ターをpKSSINBVdlJR−lucと呼ぶ。
pKSSINBVdlJR−lucベクターからのレポーター遺伝子の発現を、トランスフェクション
したBHK-21細胞中で試験する。機能性節蛋白の翻訳を、検出にルミノメーターを用いてル
シフェリン発光測定法により測定する。この測定法の感度は1×10〜20モル(ルシフェラ
ーゼ)である。ルシフェラーゼの分子領域は62,000ダルトンであるため、この検出限界は
6,020分子である。すなわち典型的な実験においても、もし60mMシャーレ中の1×106
胞の 0.6%がpKSSINBVdlJR−lucベクターでトランスフェクションされ、かつもしこれら
のトランスフェクションされた細胞がただ1つのルシフェラーゼの機能性分子を発現する
なら、本測定法によりこの酵素活性を測定される。この実験ではpKSSINBVdlJR−lucベク
ターの結合領域領域が不活性化されていることを証明することが重要である。これはRNas
e 保護測定法により行われ、前述のプライマーを用いて、pKSSINBVdlJR−lucとpKSSINBV
−luc ベクターでトランスフェクションした細胞中で合成したウイルスRNAを比較する。
3.すでに定義されているように(Levis ら、J. Virol. 64 : 1726-1733, 1990) シンド
ビスヌクレオチド7579-7602よりなる、最小-19>+5結合領域各オリゴヌクレオチド対を、
インビトロで合成し、下記のようにApaIと XhoI認識配列を隣接(flank)させる:
オリゴヌクレオチド1:
CATCTCTACGGTGGTCCTAAATAGTC(配列番号 )
オリゴヌクレオチド2:
TCGAGACTATTTAGGACCACCGTAGAGATGGGCC(配列番号 )
上記のオリゴヌクレオチドを10mMのMg2+の存在下で混合し、5分間 100℃に加熱し、ゆっ
くり室温に冷却する。アニーリングしたオリゴヌクレオチドを、以下のように調製した挿
入体:pKSSINBVdlJRベクターのモル比25:1で結合する:XhoIによる完全な消化、次に
1分子当たり(可能な2つの切断のうち)1つの ApaI誘導切断がもたらす部分的条件下
で ApaIによる消化、10,655塩基対断片のゲル精製、そしてCIAPによる処理。不活性化し
た結合領域核中で停止し、合成結合領域核に結合し、そして複製に必要な3’ウイルス成
分が後に続き、pKSII+プラスミドに含有されている、全NSPコード領域を含有するこの
ベクターを、pKSSINdlJRsjrcと呼ぶ。
サブゲノムmRNA合成のレベルを制御するために、プラスミドpKSSINdlJRsjrc中に縦列で
挿入された合成結合領域核をさらに修飾する。結合領域核のこれらの修飾は2つのアプロ
ーチにより行われる:結合領域核内のヌクレオチド変化、または本物のウイルス配列によ
ると隣接するシンドビスヌクレオチド5’および3’結合領域核末端での延長。ウイルス
ヌクレオチド7579-7602にわたる最小結合領域核を以下に示す:
ATCTCTACGGTGGTCCTAAATAGT(配列番号 )
8種類のアルファウイルス内のゲノム配列を比較することにより、結合領域核内に配列
の多様性があることが証明されている。特定の結合領域の位置について、シンドビスヌク
レオチドの後に、他のウイルスで見いだされる対応するヌクレオチドを以下に示す:
ヌクレオチド 許容される
番号 シンドビス 変化
7579 A C
7580 U C
7581 C U
7583 C G
7589 U C
7590 G U
7591 G A
7592 U A
7600 A UまたはG
7602 U GまたはA
シンドビスヌクレオチド7579,7580,7581,7583,7589,7590,7591,7592の結合領域
の変化は、結合領域内で重複するNSP4のカルボキシ末端のすべての5個のコドン内の、ア
ミノ酸コーディング能の変化につながる。NSP4コーディィング能のレベルと結合領域対活
性のレベルでのアルファウイルス間の結合領域中に見られる変化は、機能に影響しないNS
P4と結合領域中の許容変化か、または他方で単に異なるウイルスであることのいずれかを
示すか、またはその両方を表しているのかも知れない。いずれにしてもここに示した結合
領域の変化はそこからNSP蛋白の合成は起きない縦列に挿入された結合領域核に関する。
前述のように全NSP領域の翻訳はpKSSINBVdlJR作成体から起きる。シンドビスヌクレオチ
ド7600と7602の結合領域の変化は、NSP4停止コドンの下流で構造蛋白開始コドンの上流に
ある。
いくつかのアルファウイルス株の間で観察される結合領域核内のヌクレオチドの差異の
位置を、本明細書中では許容変化と呼ぶ。いくつかのアルファウイルス株の間で観察され
る結合領域核内のヌクレオチドの位置を、本明細書中では非許容変化と呼ぶ。
合成結合領域核からのサブゲノムmRNA開始のレベルを低下させるために、許容変化に対
応するヌクレオチド内と非許容変化に対応するヌクレオチド内で別々に変化させる。許容
変化に対応する結合領域ヌクレオチドは上記の表に示す。配列決定した8種類のアルファ
ウイルスの間で変化が見られない14の結合領域ヌクレオチド(セムリキ森林ウイルス、ミ
ドルバーグウイルス、ロスリバーウイルス、オニョンヨンウイルス、イースタン馬脳炎ウ
イルス、ウェスタン馬脳炎ウイルスそしてベネズエラ馬脳炎ウイルス)を以下に示す。


ヌクレオチド番号:
7582
7584
7585
7586
7587
7588
7593
7594
7595
7596
7597
7598
7599
7601
アルファウイルスの間で観察される結合領域の変化は、特定のアルファウイルスRNA ポ
リメラーゼとその同じ起源の結合領域の間の相互作用を反映するのかも知れない。すなわ
ち、「許容」ヌクレオチド間の変化は、結合領域の「非許容」ヌクレオチド間の変化と同
様に、サブゲノムmRNA合成レベルを顕著に低下させるかも知れない。一方これらは、結合
領域核内の許容変化の部位かも知れない。
結合領域核内の1つの本物の非許容変化は、サブゲノムmRNA開始点に対応するシンドビ
スヌクレオチド7598のようである。プラスミドpKSSINdlJRsjrcの縦列に挿入された結合領
域核のヌクレオチド変化は、ここでは記載していない。
合成最小−19->+5結合領域核内の全体の許容ヌクレオチドの置換は、インビトロで合
成され、ApaIとXhoI認識配列が隣接する以下のオリゴヌクレオチド対で行われる:
オリゴヌクレオチド1:
CCCTTGTACGGCTAACCTAAAGGAC (配列番号 )
オリゴヌクレオチド2:
TCGAGTCCTTTAGGTTAGCCGTACAAGGGGGCC(配列番号 )
上記のオリゴヌクレオチドを10mMのMgの存在下で混合し、5分間 100℃に加熱し、ゆっく
り室温に冷却する。アニーリングしたオリゴヌクレオチドを、以下のように調製した挿入
体:pKSSINBVdlJRベクターのモル比25:1で結合する:XhoIによる完全な消化、次に1
分子当たり(可能な2つの切断のうち)1つの ApaI誘導切断がもたらす部分的条件下で
ApaIによる消化、1分子当たり(可能な2つの切断のうち)1つのApaI誘導切断がも
たらされ、10,655塩基対断片のゲル精製、そしてCIAPによる処理。このベクターを、pKSS
INdlJRsjrcと呼ぶ。
結合領域核内の13個の非許容ヌクレオチド(ヌクレオチド7598は変化していない)のそ
れぞれを、以下の規則により、大きな塩基変換を行う:
A−>C
T−>G
G−>T
C−>A
例えば、インビトロで合成され、 ApaIと XhoI認識配列が隣接する以下のオリゴヌク
レオチド対を用いてヌクレオチド7582をTからGに変化させる:
オリゴヌクレオチド1:
CATCGCTACGGTGGTCCTAAATAGTC(配列番号 )
オリゴヌクレオチド2:
TCGAGACTATTTAGGACCACCGTAGCGATGGGCC(配列番号 )
(非許容結合領域部位の塩基変換を起こすヌクレオチド配列太字で示す)
上記のオリゴヌクレオチドを10mMのMg2+の存在下で混合し、5分間 100℃に加熱し、ゆっ
くり室温に冷却する。アニーリングしたオリゴヌクレオチドを、以下のように調製した挿
入体:pKSSINBVdlJRベクターのモル比25:1で結合する:XhoIによる完全な消化、次に
1分子当たり(可能な2つの切断のうち)1つの ApaI誘導切断がもたらす部分的条件下
で ApaIによる消化、1分子当たり(可能な2つの切断のうち)1つのApaI誘導切断が
もたらされ、10,655塩基対断片のゲル精製、そしてCIAPによる処理。このベクターを、pK
SSINdlJRsjrc7582と呼ぶ。
前述の変換規則を用いて、 ApaIと XhoI認識配列が隣接する前述の12個の別々のオリ
ゴヌクレオチド対を用いて、結合領域核の12個の残存する非許容部位を変化させる。これ
らのベクターは以下のように呼ぶ。
pKSSINdlJRsjrNP7584
pKSSINdlJRsjrNP7585
pKSSINdlJRsjrNP7586
pKSSINdlJRsjrNP7587
pKSSINdlJRsjrNP7588
pKSSINdlJRsjrNP7593
pKSSINdlJRsjrNP7594
pKSSINdlJRsjrNP7595
pKSSINdlJRsjrNP7596
pKSSINdlJRsjrNP7597
pKSSINdlJRsjrNP7599
pKSSINdlJRsjrNP7601
サブゲノムmRNA合成の相対的レベルを試験するために、ルシフェラーゼレポーター遺伝
子を、修飾された縦列結合領域ベクター中に挿入する。この作成は、縦列に挿入された合
成結合領域核ベクターをXhoIと SacIで消化し、CIAPで処理し、得られる約10,200塩基
対断片をゲル精製することにより行われる。こうして処理したベクター断片を、 XhoIと
SacIのよる pKSII3’SIN-lucの消化により得られる2854塩基対の小断片と結合させる
。これらの作成体は、不活性化結合領域中のシンドビスヌクレオチド7597で停止する全シ
ンドビス非構造遺伝子コード領域、縦列に挿入された合成結合領域核(修飾されているか
または修飾されていない)、ホタルのルシフェラーゼ遺伝子、およびゲノム複製に必要な
3’ウイルス成分を含有する。これらのベクターの名前は以下の通りである:


縦列に挿入した
シンドビス−ルシフェラーゼベクター 結合領域の修飾
pKSSINdlJRsjrc-luc 修飾されていない
pKSSINdlJRsjrPc-luc 許容変化
pKSSINdlJRsjrNP7582-luc 非許容変化
pKSSINdlJRsjrNP7584-luc 〃
pKSSINdlJRsjrNP7585-luc 〃
pKSSINdlJRsjrNP7586-luc 〃
pKSSINdlJRsjrNP7587-luc 〃
pKSSINdlJRsjrNP7588-luc 〃
pKSSINdlJRsjrNP7593-luc 〃
pKSSINdlJRsjrNP7594-luc 〃
pKSSINdlJRsjrNP7595-luc 〃
pKSSINdlJRsjrNP7596-luc 〃
pKSSINdlJRsjrNP7597-luc 〃
pKSSINdlJRsjrNP7599-luc 〃
pKSSINdlJRsjrNP7601-luc 〃
直前に示したすべてのルシフェラーゼベクターの翻訳効率が同じであると仮定して、BH
K-21細胞によるトランスフェクションの16時間後にルシフェラーゼ産生のレベルを比較す
ることによりサブゲノム合成の相対的レベルを測定する。サブゲノム転写の相対的レベル
は、ベクターpKSSINBV-lucとpKSSINdlJRsjrc-lucによるルシフェラーゼ産生を、前記の修
飾された結合領域ルシフェラーゼベクターのすべてと比較することにより測定する。
縦列に挿入された合成結合領域核(pKSSINdlJRsjrcとその誘導体)を含有するベクター
は、pKSSINBV作成体に比較してサブゲノムmRNA発現のレベルが低いことが予測される。あ
る実施態様においては、pKSSINdlJRsjrcベクターから観察されるサブゲノムmRNA発現のレ
ベルを上げることが必要かも知れない。これは、本物のウイルス配列に従って、5’およ
び3’合成結合領域核末端を11個の追加の隣接シンドビスヌクレオチドで延長することに
より行われる。
以下に示す合成オリゴヌクレオチド対はインビトロで合成され、最小結合領域核の24ヌ
クレオチド(太字で示してある)を含む46個のシンドビスヌクレオチドを含有する。シン
ドビスヌクレオチドは、以下に示すように ApaIとXhoIが隣接している:
オリゴヌクレオチド1:
CGGAAATAAAGCATCTCTACGGTGGTCCTAAATAGTCAGCATAGT
ACC (配列番号 )
オリゴヌクレオチド2:
TCGAGGTACTATGCTGACTATTTAGGACCACCGTAGAGATGCTTTA
TTTC-CGGGCC(配列番号 )
上記のオリゴヌクレオチドを10mMのMgの存在下で混合し、5分間 100℃に加熱し、ゆっく
り室温に冷却する。アニーリングしたオリゴヌクレオチドを、以下のように調製した挿入
体:pKSSINBVdlJRベクターのモル比25:1で結合する:XhoIによる完全な消化、次に1
分子当たり(可能な2つの切断のうち)1つの ApaI誘導切断がもたらす部分的条件下で
ApaIによる消化、10,655塩基対断片のゲル精製、そしてCIAPによる処理。不活性化した
結合領域核中で停止し、延長した合成結合領域に結合し、そして複製に必要な3’ウイル
ス成分が後に続き、pKSII+プラスミドに含有されている、全NSPコード領域を含有する
このベクターを、pKSSINdlJRsjrcと呼ぶ。
サブゲノムmRNA合成の相対的レベルを試験するために、ルシフェラーゼレポーター遺伝
子を、延長された縦列結合領域pKSSINdlJRsexjrベクター中に挿入する。この作成は、pKS
SINdlJRsexjr プラスミドをXhoIと SacIで消化し、CIAPで処理し、得られる約10,200
塩基対断片をゲル精製することにより行われる。こうして処理したベクター断片を、Xho
Iと SacIのよるpKSII3’SIN-luc の消化により得られる2854塩基対の小断片と結合さ
せる。この作成体は、不活性化結合領域中のシンドビスヌクレオチド7597で停止する全シ
ンドビス非構造遺伝子コード領域、縦列に挿入された延長合成結合領域、ホタルのルシフ
ェラーゼ遺伝子、およびゲノム複製に必要な3’ウイルス成分を含有する。このベクター
の名前はpKSSINdlJRsexjr-lucである。
サブゲノム転写の相対的レベルは、ベクターpKSSINBV-lucとpKSSINdlJRsjrc-lucベクタ
ーによるルシフェラーゼ産生を、pKSSINdlJRsexjr-lucによるルシフェラーゼ産生と比較
することにより測定する。
実施例4
A.シンドビスベクターへのアデノウイルス初期領域E3遺伝子の挿入
繰り返し投与による治療が必要な場合のベクター感染細胞中で発現されるウイルス特異
的蛋白に対する宿主CTL指向応答を阻害するために、アデノウイルス2型(Ad2) E3/19K
遺伝子ATCCVR-846 を、pKSSINdlJRsjrcプラスミドの結合領域核のすぐ下流にクローン化
する。
簡単に説明すると、Ad2 を許容細胞株(例えば、Hela細胞またはVero細胞)中で増殖さ
せ、細胞変性作用が確認された後、細胞溶解液からビリオンを精製し、ウイルスからAd2D
NA を精製する。
Ad2 DNAE3/19K遺伝子(アミノ末端シグナル配列を含有し、後にE319K蛋白がそれ自身
を小胞体内に埋め込ませる管腔内(intraluminal) ドメインとカルボキシ末端細胞質性テ
ールが続く)を、ウイルスヌクレオチド28,812と29,288の間に位置させる。ウイルスゲノ
ムDNAからのAd2E3 19K遺伝子の単離は、以下のプライマー対を用いてPCR 増幅により行
われる:
Ad2 E3順方向プライマー(Ad2ヌクレオチド28,812〜28,835):
5'-TATATCTCC AGA TGA GGT ACA TGA TTT TAG GCT TG-3'
(配列番号14)
Ad2 E3逆方向プライマー(Ad2ヌクレオチド29,241〜29,213):
5'-TATATATCG ATT CAA GGC ATT TTC TTT TCA TCA ATA AAA
C-3'(配列番号15)
Ad2 相補的配列に加えて、両方のプライマーは、PCR増幅アンプリコン生成物の効率的
な酵素消化のための5つのヌクレオチド「緩衝配列」をその5’末端に含有する。順方向
プライマーの配列の後には XhoI認識部位が続き、逆方向プライマーでは配列の後にCla
I認識部位が続く。すなわち5’から3’方向に、E3/19K遺伝子は XhoIと ClaI認識部
位が隣接している。Ad2DNA からのE3/19K遺伝子の増幅は、以下のPCRサイクルプロトコ
ールを用いて行われる:
温度(℃) 時間(分) 周期番号
94 2 1
94 0.5
55 0.17 5
72 3.5
94 0.5 30
70 3.5
72 10 10
増幅に続いて、1.5%アガロースゲル上で451塩基対のアンプリコンが精製され、次に
XhoIと ClaI酵素で消化され、あらかじめXhoIと ClaIで消化したCIAPで処理したpKS
SINdlJRsjrcプラスミドに結合させる。このプラスミドpKSSINdlJRsjrcAdE3と命名する。
同じクローニング戦略を用いて、実施例2に記載の修飾合成結合領域ベクターのすべてに
Ad2E3/19K遺伝子を挿入する。
B.シンドビスベクターへのヒトサイトメガロウイルスH301遺伝子の挿入
繰り返し投与による治療が必要な場合のベクター感染細胞中で発現されるウイルス特異
的蛋白に対する宿主CTL指向応答を阻害するために、ヒトサイトメガロウイルス(HCMV)
H301遺伝子を、pKSSINdlJRsjrcプラスミドの結合領域核のすぐ下流にクローン化する。
簡単に説明すると、HCMV AD169株(ATCC VR-538)を許容細胞株(例えば、初期ヒト包皮
繊維芽細胞(HFF)(GIBCO/BRL 、ガイザースバーグ(Gaithersburg)、メリーランド州)
中で増殖させ、細胞変性作用が確認された後、細胞溶解液からビリオンを精製し、ウイル
スからHCMVDNAを精製する。
HCMVH301遺伝子を、ウイルスヌクレオチド23,637と24,742の間に位置させる。ウイル
スゲノムDNA からのHCMVH301 遺伝子の単離は、以下のプライマー対を用いてPCR増幅に
より行われる:
HCMV H301 順方向プライマー(緩衝配列/XhoI部位/HCMヌクレオチド23,637〜23,660):
5'-TATATCTCC AGA TGA TGA CAA TGT GGT GTC TGA CG-3'
(配列番号16)
HCMV H301 逆方向プライマー(緩衝配列/ClaI部位/HCMヌクレオチド24,744〜24,722):
5'-TATATATCG ATT CAT GAC GAC CGG ACC TTG CG-3'
(配列番号17)
HCMVH301遺伝子相補的配列に加えて、両方のプライマーは、PCR 増幅アンプリコン生
成物の効率的な酵素消化のための5つのヌクレオチド「緩衝配列」をその5’末端に含有
する。順方向プライマーの配列の後にはXhoI認識部位が続き、逆方向プライマーでは配
列の後に ClaI認識部位が続く。すなわち5’から3’方向に、HCMVH301 遺伝子は Xho
Iと ClaI認識部位が隣接している。HCMVDNAからのHCMVH301 遺伝子の増幅は、以下のP
CR サイクルプロトコールを用いて行われる:
温度(℃) 時間(分) 周期番号
94 2 1
94 0.5
55 0.17 5
72 3.5
94 0.5 30
70 3.5
72 10 10
増幅に続いて、1.0%アガロースゲル上で1,129塩基対のアンプリコン生成物が精製さ
れ、次に XhoIとClaI酵素で消化され、あらかじめ XhoIと ClaIで消化したCIAPで処
理したpKSSINdlJRsjrcプラスミドに結合させる。このプラスミドpKSSINdlJRsjrcH301と命
名する。同じクローニング戦略を用いて、実施例3に記載の修飾合成結合領域ベクターの
すべてにHCMVH301遺伝子を挿入する。
実施例5
シンドビスベクターからの多数の異種遺伝子の発現
プラスミドpBS-ECAT(Jangら、J.Virol 63 : 1651, 1989) は、内部リボザイム侵入部
位(IRES)を含有する、ウイルスゲノムのヌクレオチド260〜848からの脳心筋炎ウイル
ス(EMCV)の5’非翻訳領域を含む。EMCVヌクレオチド260〜848 は、以下のプライマー
を用いてPCR によりpBS-ECATから増幅される:
EMCV IRES 順方向プライマーA(ApaI部位でベクターpKSSINdlJRの無能化した結合領域の
隣への挿入のため):
5'-TATATG GGC CCC CCC CCCCCC CCC AAC G-3'
(配列番号18)
EMCV IRES 順方向プライマーB(ClaI部位で停止し、NcoI部位で開始する異種遺伝子の
間への挿入のため):
5'-TATATATCG ATC CCC CCC CCC CCC CCA ACG-3'
(配列番号19)
EMCV IRES 逆方向プライマー(プライマーAまたはBとともに使用される):
5'-TATATCCAT GGC TTA CAA TCG TGG TTT TCA AAG G-3'
(配列番号20)
順方向プライマーAと逆方向プライマーによる増幅から得られるアンプリコンは、5塩
基対「緩衝配列」内で ApaIと NcoI認識部位が隣接している。
順方向プライマーBと逆方向プライマーによる増幅から得られるアンプリコンは、5塩
基対「緩衝配列」内で ClaIと NcoI認識部位が隣接している。
pBS-ECATプラスミドからのEMCVIRES配列の増幅は、以下のPCR サイクルプロトコール
を用いて行われる:


温度(℃) 時間(分) 周期番号
94 2 1
94 0.5
55 0.17 5
72 3.5
94 0.5 30
70 3.5
72 10 10
pKSSINBVdlJRベクターへの挿入のために、589塩基対のアンプリコンをApaIと NcoI
で消化し、1%アガロースゲル上で精製し、 ApaIと NcoIで消化したCIAPで処理したベ
クターに結合させる。EMCVIRES 挿入体のすぐ下流に挿入される異種遺伝子の開始コドン
に対応するATG は、NcoI部位(CCATGG) を含有するように修飾する。
異種遺伝子の間のpKSSINBVまたはpKSSINBVdlJRsjrcベクターへの挿入のために、589塩
基対のアンプリコンを ApaIと NcoIで消化し、1%アガロースゲル上で精製し、 ApaI
と NcoIで消化しCIAPで処理した2シストロン性異種遺伝子ベクターに結合させる。2シ
ストロン性異種遺伝子の構造では、上流異種遺伝子の3’末端はClaI認識部位で停止す
るように修飾される。EMCV IRES 挿入体のすぐ下流に挿入される第2の下流異種遺伝子の
開始コドンに対応するATG は、 NcoI部位(CCATGG)を含有するように修飾する。すなわ
ち5’から3’へ、成分は以下の順序である:pKSSINBVまたはpKSSINBVdlJRsjrc−遺伝子
#1−Cla/NcoEMCVIRES 遺伝子#2−3’SIN 。修飾された結合領域のすべての実施例
2に記載のベクターへの挿入は、pKSSINBVまたはpKSSINBVdlJRsjrcベクターについてここ
で記載した戦略に従う。
2シストロン性異種構造を含有するpKSSINBVdlJRベクターは、前述の各EMCV IRES アン
プリコンを用いて作成される。前述のように最初のEMCV IRES アンプリコンはApaIと Nc
oI部位が隣接し、 ApaI部位で無能化した結合領域のすぐ下流に挿入される。このEMCV
IRES 配列の後に、 ClaI認識部位で停止する最初の異種遺伝子が続く。この最初の異種
遺伝子の後に、ClaIとNcoI認識部位に隣接されるアンプリコンを用いて、第2のEMCV
IRES 配列が続く。第2の異種遺伝子は第2のEMCVIRES 配列の後に続く。すなわち5’
から3’へ、成分は以下の順序である:SINBVdlJR-Apa/NcoEMCV IRES 遺伝子#1−Cla/N
co EMCV IRES 遺伝子#2−3’SIN。
プラスミドpP2−5’(Pelletierら、Mol.Cell Biol. 8 : 1103, 1988) は、ウイル
スゲノム(ポリオIRESを含有する)のヌクレオチド1〜1,872からのポリオウイルスP2/
ランシング(Lansing)株の5’非翻訳領域を含む。ポリオウイルスヌクレオチド320〜631
は、以下のプライマー対を用いてPCRによりpP2−5’から増幅される:
ポリオIRES順方向プライマーA(ApaI部位でベクターpKSSINBVdlJRの無能化した結合領域
の隣への挿入のため):
5'-TATATGGGC CCT CGA TGA GTC TGG ACG TTC CTC-3'
(配列番号21)
ポリオIRES順方向プライマーB(ClaI部位で停止しNcoI部位で開始する異種遺伝子の間
への挿入のため):
5'-TATATATCG ATT CGA TGA GTC TGG ACG TTC CTC-3'
(配列番号22)
ポリオIRES逆方向プライマー(プライマーAまたはBとともに使用される):
5'-TATATCCAT GGA TCC AAT TTG CTT TAT GAT AAC AAT C-3'
(配列番号23)
上記のポリオIRES順方向プライマーA/逆方向プライマー対によるPCRから得られるア
ンプリコンは、5塩基対「緩衝配列」内で ApaIと NcoI認識部位が隣接している。
上記のポリオIRES順方向プライマーB/逆方向プライマー対によるPCRから得られるア
ンプリコンは、5塩基対「緩衝配列」内で ClaIと NcoI認識部位が隣接している。
pP2−5’プラスミドからのポリオIRES配列の増幅は、実施例5のPCRプロトコールを
用いて行われる:
pKSSINBVdlJRベクターへの挿入のために、333塩基対のアンプリコンをApaIと NcoI
で消化し、 1.5%アガロースゲル上で精製し、ApaIと NcoIで消化しCIAPで処理したベ
クターに結合させる。ポリオIRES挿入体のすぐ下流に挿入される異種遺伝子の開始コドン
に対応するATGは、NcoI部位(CCATGG)を含有するように修飾する。
異種遺伝子の間のpKSSINBVまたはpKSSINBVdlJRsjrcベクターへの挿入のために、333塩
基対のアンプリコンを ClaIと NcoIで消化し、 1.5%アガロースゲル上で精製し、 Cla
Iと NcoIで消化しCIAPで処理した2シストロン性異種遺伝子ベクターに結合させる。2
シストロン性異種遺伝子の構造では、上流異種遺伝子の3’末端はClaI認識部位で停止
するように修飾される。ポリオIRES挿入体のすぐ下流に挿入される第2の下流異種遺伝子
の開始コドンに対応するATG は、 NcoI部位(CCATGG)を含有するように修飾する。すな
わち5’から3’へ、成分は以下の順序である:pKSSINBVまたはpKSSINBVdlJRsjrc−遺伝
子#1−Cla/NcoポリオIRES遺伝子#2−3’SIN。修飾された結合領域のすべての実施
例3に記載のベクターへの挿入は、pKSSINBVまたはpKSSINBVdlJRsjrcベクターについてこ
こで記載した戦略に従う。
2シストロン性異種構造を含有するpKSSINBVdlJRベクターは、前述の各ポリオIRESアン
プリコンを用いて作成される。前述のように最初のポリオIRESアンプリコンはApaIと Nc
oI部位が隣接し、 ApaI部位で無能化した結合領域のすぐ下流に挿入される。このポリ
オIRES配列の後に、ClaI認識部位で停止する最初の異種遺伝子が続く。この最初の異種
遺伝子の後に、ClaIとNcoI認識部位に隣接されるアンプリコンを用いて、第2のポリ
オIRES配列が続く。第2の異種遺伝子は第2のポリオIRES配列の後に続く。すなわち5’
から3’へ、成分は以下の順序である:SINBVdlJR-Apa/NcoポリオIRES遺伝子#1−Cla/N
co EMCV IRES 遺伝子#2−3’SIN。
ヒト免疫グロブリン重鎖結合蛋白mRNAの5’リーダー領域に対応する220 塩基対BiP cD
NAは、PCR を用いてクローンpGEM5ZBiP5’から増幅される、。BiPcDNAに対応する配列
は、元々ヒトGRP78遺伝子(Ting and Lee, DNA 7 : 275-286, 1988)のバクテリオファー
ジラムダhu28−1中で決定された。このPCR反応で使用される順方向プライマーは、BiPc
DNAが挿入されるシンドビスベクターに依存して異なる。このPCR反応の逆方向プライマ
ーは、シンドビスベクターと同じである。シンドビスベクターpKSSINBVdlJRの無能化した
結合領域のすぐ下流への挿入のためのプラスミドからのpGEM5ZBiP5’からのBiP cDNA配
列の増幅は、以下の順方向プライマーを用いて行われる:
5'-TATATGGGC CCG GTC GAC GCC GGC CAA GAC-3'
(配列番号24)
ヌクレオチド12で始まるBiPcDNA相補的配列に加えて、このプライマーは、PCRアンプ
リコン生成物の効率的な酵素消化のための5つのヌクレオチド「緩衝配列」をその5’末
端に含有する。この配列の後にApaI認識部位が続く。
シンドビスベクターpKSSINBVまたはpKSSINBVdlJRsjrcへの挿入のための pGEM5ZBiP5’
プラスミドからのBiPcDNA配列の増幅は、下記の順方向プライマーを用いて増幅により行
われる。これらのベクターについては、BiPcDNAは、シンドビス構造遺伝子に対応する領
域に入れられる2つの異種遺伝子の間に挿入される。
5'-TATATATCG ATG GTC GAC GCC GGC CAA GAC-3'
(配列番号25)
ヌクレオチド12で始まるBiPcDNA相補的配列に加えて、このプラスミドは、PCRアンプ
リコン生成物の効率的な酵素消化のための5つのヌクレオチド「緩衝領域」をその5’末
端に含有する。この配列の後にClaI認識部位が続く。
シンドビスベクターpKSSINBVdlJR,pKSSINBVまたはpKSSINBVdlJRsjrcへの挿入のための
pGEM5ZBiP5’プラスミドからのBiPcDNA配列の増幅のための逆方向プライマーは、以下
のものである:
5'-TATATCCAT GGT GCC AGC CAG TTG GGC AGC AG-3'
(配列番号26)
ヌクレオチド12で始まるBiPcDNA相補的配列に加えて、逆方向プライマーは、PCRアン
プリコン生成物の効率的な酵素消化のための5つのヌクレオチド「緩衝配列」をその5’
末端に含有する。この配列の後にNcoIo 認識部位が続く。
pGEM5ZBiP5’からのBiPcDNAの増幅は、前述のPCR プロトコールを用いて行われる:
pKSSINBVdlJRベクターへの挿入のために、242塩基対のアンプリコンをApaIと NcoI
で消化し、2%アガロースゲル上で精製し、 ApaIと NcoIで消化しCIAPで処理したベク
ターに結合させる。BiPcDNA挿入体のすぐ下流に挿入される異種遺伝子の開始コドンに対
応するATG は、NcoI部位(CCATGG) を含有するように修飾する。
異種遺伝子の間のpKSSINBVまたはpKSSINBVdlJRsjrcベクターへの挿入のために、242塩
基対のアンプリコンを ClaIと NcoIで消化し、2%アガロースゲル上で精製し、 ClaI
と NcoIで消化しCIAPで処理した2シストロン性異種遺伝子ベクターに結合させる。2シ
ストロン性異種遺伝子の構造では、上流異種遺伝子の3’末端はClaI認識部位で停止す
るように修飾される。BiP cDNA挿入体のすぐ下流に挿入される第2の下流異種遺伝子の開
始コドンに対応するATGは、 NcoI部位(CCATGG)を含有するように修飾する。すなわち
5’から3’へ、成分は以下の順序である:pKSSINBVまたはpKSSINBVdlJRsjrc−遺伝子#
1−Cla/NcoBiPcDNA遺伝子#2−3’SIN 。修飾された結合領域のすべての実施例2に
記載のベクターへの挿入は、pKSSINBVまたはpKSSINBVdlJRsjrcベクターについてここで記
載した戦略に従う。
2シストロン性異種構造を含有するpKSSINBVdlJRベクターは、前述の各BiP cDNAアンプ
リコンを用いて作成される。前述のように最初のBiP cDNAアンプリコンはApaIと NcoI
部位が隣接し、ApaI部位で無能化した結合領域のすぐ下流に挿入される。このBiP 配列
の後に、 ClaI認識部位で停止する最初の異種遺伝子が続く。この最初の異種遺伝子の後
に、ClaIと NcoI認識部位に隣接されるアンプリコンを用いて、第2のBiPcDNA配列が
続く。第2の異種遺伝子は第2のBiP 配列の後に続く。すなわち5’から3’へ、成分は
以下の順序である:SINBVdlJR-Apa/NcoBiP遺伝子#1−Cla/Nco BiP 遺伝子#2−3’S
IN 。
リボザイム読み通しを促進する配列は、pKSSINBVdlJRベクター中の無能化した結合領域
のすぐ下流に入れられ、これは非構造遺伝子停止から異種遺伝子へのベクターmRNAのリボ
ゾームスキャニングを可能にする。この異種蛋白はリボゾームスキャニングによりゲノム
長mRNAから発現される。このベクターで感染された細胞中でサブゲノム転写は起きないた
め、これは感染標的細胞の寿命を延長させるはずである。さらにこれらの同じリボゾーム
スキャニング配列は、ポリシストロン性サブゲノムmRNAに含有される異種遺伝子の間に入
れられる。pKSSINBVdlJRベクター中とポリシストロン性mRNA領域中の異種遺伝子の間に使
用されるリボゾームスキャニング配列は、以下の通りである:
5'-TTAATTAAC GGC CGC CAC CAT GG-3' (配列番号27)
太字のコドンは、それぞれオーカー停止コドンとAUG 開始コドンである。停止コドンの
周りの下線を引いた塩基は PacI認識部位であり、開始コドンの周りの下線を引いた塩基
は NcoI認識部位である。すでの証明されているように(Levinら、Gene108 : 167-174,
1991) 、開始コドンと停止コドンの間の15塩基対のシストロン間距離は効率的なリボゾ
ーム読み通しを可能にする。塩基−9から+1までのATG開始コドンの周りの配列は、効
率的な翻訳開始のためのKozak コンセンサス配列(Kozak, Cell 44 : 283-292, 1986) に
一致する。可能な場合はカルボキシ末端アミノ酸に対応する3’末端ヌクレオチドを、部
位特異的突然変異誘発によりTに変化させる。また下流のシストロン中のアミノ末端アミ
ノ酸に対応する5’末端ヌクレオチドは、部位特異的突然変異誘発によりGに変化させる
異種遺伝子間、または前述のように修飾したベクターpKSSINBVdlJR中の無能化した結合
領域の下流へのシストロン間配列(intercistronic sequence)の挿入は、融和性のあるPa
cI/NcoI末端中に以下の2本鎖オリゴヌクレオチド対を挿入することにより行われる:
読み通しセンスオリゴヌクレオチド:
5'-TAACGGCCG CCA C-3' (配列番号28)
読み通しアンチセンスオリゴヌクレオチド:
5'-CCATGGTGG CGG CCG TTA AT-3'(配列番号29)
上記のオリゴヌクレオチドを10mMのMgCl2 の存在下で等モル量で混合し、95℃で5分間
加熱し、次にゆっくり室温に冷却して、 PacIとNcoI部位が隣接する目的のシストロン
間配列を得る。次にこのシストロン間配列を、 PacIと NcoI融和性部位を含有する適当
なベクター中に結合させる。
実施例6
同時パッケージングによる多数の異種遺伝子の発現
本発明の1つの面で記載したように、シンドビス非構造蛋白遺伝子と構造蛋白遺伝子は
、もし各RNA が複製とパッケージングに必要なcis作用性配列を含有するなら、複製能力
を有する別々の陽性センスRNA 分子として、同時パッケージングされることができる。従
ってこの面において、同時パッケージングされたオーラ(Aura)ウイルスRNA断片はまた
、オーラRNA の転写を開始することができる5’配列、オーラウイルスRNAポリメラーゼ
認識配列、そしてRNAパッケージング配列の少なくとも1つのコピーを含有する。同時パ
ッケージングされたRNA分子の少なくとも1つは、オーラウイルス非構造蛋白をコードす
る配列を含有しなければならない。本発明の好適な実施態様において、同時パッケージン
グされる1つまたはそれ以上のRNA断片はまた、異種遺伝子が後に続くウイルス結合領域
を含有するであろう。
A.多数の発現のための同時パッケージングした発現カセットの作成
1.異種遺伝子
多数の異種遺伝子の発現を可能にする同時パッケージングの実用性を証明するために、
2つのベクター作成体を作成した。第1の作成体は、シンドビスウイルスRNA の転写を開
始することができる5’配列、パッケージングに必要なRNA シンドビスRNA 配列、非構造
蛋白1〜4の合成をコードする配列、シンドビス結合領域、ルシフェラーゼ遺伝子、そし
て負の鎖RNAの合成に必要なシンドビス3’配列よりなる。第2の作成体は、シンドビス
ウイルスの転写を開始することができる5’配列、シンドビス結合領域、パッケージング
に必要なシンドビス配列、LacZ遺伝子をコードする配列、そして負の鎖RNAの合成に必要
な3’配列よりなる。1つのパッケージング細胞株にトランスフェクションされたこれら
の作成体のRNA 転写体は、同時パッケージングされてルシフェラーゼとβ−ガラクトシダ
ーゼの発現を同じ真核細胞に移行させることができるベクター粒子を産生する。
β−ガラクトシダーゼレポーター遺伝子をシンドビスベーシックベクター(pKSSINBV)
に挿入し、次にベクターからのシンドビス非構造蛋白蛋白の一部の欠させる。この作成体
からのRNA を、シンドビスルシフェラーゼベクター(pKSSINBV-luc)からのRNAで同時ト
ランスフェクションして、以下の方法の1つにより同時パッケージングさせる。同時パッ
ケージングされたRNA発現カセットを含有するベクター粒子によるBHK-21細胞の感染させ
ると、同じ細胞内でルシフェラーゼとβ−ガラクトシダーゼの両方を発現される。
B.β−ガラクトシダーゼ発現カセットの作成
lacZ遺伝子はpSV−β−ガラクトシダーゼDNA(プロメガ社(Promega Corp.)、マジソ
ン、ウィスコンシン州)を酵素HindIIIと SalIで消化することにより得られる。lacZ遺
伝子を含有する3749塩基対断片を1%アガロースゲルで精製する。次にこの断片をpSP72
プラスミド(プロメガ社(Promega Corp.)) に結合させて、これはまたHindIIIと SalI
で消化し、ジーンクリーン(Gene clean) (バイオ101(BIO 101) 、サンジエゴ、カリホ
ルニア州)を用いて精製する。この作成体はpSP72-lacZと呼ぶ。プラスミドpSP72 を酵素
XhoIと XbaIで消化して、3767塩基対lacZ含有断片を1%アガロースゲルで精製する。
次にこの断片をpKSSINBVに結合させ、これはまたXhoIとXbaIで消化し、ジーンクリー
ン(GeneClean) を用いて精製する。このlacZを含有するシンドビス作成体はpKSSINBV-l
acZ と呼ぶ。次にpKSSINBV-lacZを酵素AgeIで消化する(これはシンドビス非構造蛋白
遺伝子配列のヌクレオチド3172と6922で切断する)。残存するベクター断片をジーンクリ
ーンで精製し、その末端を再結合する。このプラスミドはシンドビス非構造蛋白遺伝子内
に3750塩基対欠失を有し、機能的にこれらを不活性化する。この作成体はpKSSINBVdlNSP-
lacZと呼ぶ。
pKSSINBVdlNSP-lacZとpKSSINBV-lusのSP6転写体は前述のように調製される。これらの
RNA転写体はパッケージング細胞内に同時トランスフェクションされ、これは前述の機構
の1つによりシンドビス構造蛋白を発現する。各RNA 転写体は、シンドビスウイルスの転
写を開始することができる5’配列、パッケージングに必要なRNA配列、シンドビス結合
領域、レポーター遺伝子、そして負の鎖RNA の合成に必要なシンドビス3’配列を含有す
る。pKSSINBV-luc転写体はまた、シンドビス非構造蛋白を含有する。同時トランスフェク
ションされた細胞において両方のRNA転写体は複製され、ウイルス粒子の一部は、同じ粒
子内に同時パッケージングされた両方のRNA 転写体を含有する。同時パッケージングした
RNA 粒子で新鮮な細胞を感染させると、ルシフェラーゼとβ−ガラクトシダーゼの両方を
発現する細胞が得られる。
C.パッケージング能を上げるための多数の発現カセットの同時パッケージング
第VIII因子のような大きな遺伝子は同時パッケージングの恩恵を受ける。第VIII因子を
コードするcDNAをシンドビスベーシックベクター(pKSSINBV)に挿入すると、長さが約16
kbのRNA転写体が得られる。この長さのためにこのRNAは効率的には複製やパッケージン
グをされないかも知れない。前述の方法を用いて、シンドビス非構造蛋白と第VIII因子遺
伝子は長さが約8kbと9kbの別々のRNA分子に分解されて、同じ粒子に同時パッケージン
グされる。
D.第VIII因子発現カセットの作成
pKSSINBV作成体を酵素SacIで消化する(これはシンドビス3’末端とポリA配列のす
ぐ後ろで切断する)。出っ張った3’末端を酵素T4 DNAポリメラーゼとdNTPを添加するこ
とにより平滑にし、16℃で10分間インキュベートする。消化した断片をジーンクリーンで
精製し、SgrAI認識部位を含有する12ヌクレオチドの自己相補的リンカー(5'-GTCACCGGT
GAC-3')(配列番号30)に結合させる。第VIII因子は数個のSacI部位を含有するためこ
の工程は必要であり、SP6転写の前にプラスミド線状化の部位を作成するために、SacI
の代わりにSgrAI認識部位を用いる。この作成体はpKSSINBV−SgrAIと呼ぶ。pKSSINBV−
SgrAI作成体を酵素 XbaIとNotIで消化し、ジーンクリーンを用いて精製する。酵素Xb
aIと NotIで消化して第VIII因子cDNA配列を得る。第VIII因子をコードする8kbの断片
を1% Ageで精製し、次にXbaI/NotIで消化したpKSSINBV−SgrAIに結合させる。この
作成体はpKSSINBV−第VIII因子と呼ぶ。
次にpKSSINBV−第VIII因子作成体を酵素AgeIで消化(これはシンドビス非構造蛋白の
ヌクレオチド3172と6922で切断する)し、ジーンクリーンで精製し、自身に再結合させる
。この作成体はシンドビス非構造蛋白内に3750塩基対欠失を有し、機能的にこれらを不活
性化する。この作成体はpKSSINBVdlNSP-第VIII因子と呼ぶ。
pKSSINBVdlNSP-第VIII因子とpKSSINBVのSP6転写体は前述のように調製される。これら
のRNA転写体はパッケージング細胞内に同時トランスフェクションされ、これは前述の機
構の1つによりシンドビス構造蛋白を発現する。両RNA 転写体は、シンドビスウイルスの
転写を開始することができる5’配列、RNAパッケージングに必要な配列、シンドビス結
合領域、そして負の鎖RNA の合成に必要なシンドビス3’配列を含有する。さらにpKSSIN
BV転写体はまた、シンドビス非構造蛋白遺伝子を含有し、pKSSINBV−第VIII因子転写体は
第VIII因子遺伝子を含有するが、シンドビス非構造蛋白遺伝子はがゆしない。同時トラン
スフェクションされた細胞において両方のRNA転写体は複製され、ウイルス粒子の一部は
、同じ粒子内に同時パッケージングされた両方のRNA 転写体を含有する。同時パッケージ
ングしたRNA でBHK-21細胞を感染させると、両RNAが同じ細胞上に存在する時のみ第VIII
因子が得られる。
E.オーラウイルス同時パッケージングベクターの作成
シンドビスについて記載した系と類似のアルファウイルス発現系を開発するために、当
該分野で公知の方法および本発明内に記載した具体的な方法を使用することができる。ウ
イルスはATCCから得られ、細胞を培養して増殖させ、ウイルスのRNAを抽出し、全ゲノム
にわたるcDNAを合成紙、従来法を用いてクローン化する。次にこのcDNAを用いて、シンド
ビスの特許で記載したものと原則的に類似の遺伝子移行ベクター系を作成する。これは、
異種遺伝子を運搬することができるレプリコン、構造蛋白遺伝子を発現するパッケージン
グ細胞株、そして本系に独特の、追加の異種遺伝子を運搬できる別のパッケージング能を
有するサブゲノムベクターよりなるが、これらに限定されない。オーラウイルスサブゲノ
ムRNAはパッケージングシグナルを含有するため、異種遺伝子で置換中の不活性化を防止
するために、この配列を同定するために予備的な実験をする必要がある。パッケージング
配列の同定の後に、オーラベースの系の各成分を作成する。以下の最小条件を含有する基
本的レプリコンベクターが作成される:複製に必要なオーラ5’配列、非構造蛋白コード
領域、サブゲノムmRNA合成のための修飾されたまたは修飾されていない結合領域、異種遺
伝子の挿入のための多数のクローニング部位、1つまたはそれ以上のパッケージングシグ
ナル、そして複製に必要な3’オーラ配列(ポリアデニル酸配列を含む)。レプリコンRN
Aのインビトロ転写のために上流のバクテリオファージRNAポリメラーゼプロモーターが
使用される。あるいは、cDNAから直接転写するために、真核細胞RNA ポリメラーゼプロモ
ーターが使用される。
以下の最小条件を含有するパッケージング能のあるサブゲノムベクターが作成される:
修飾されたまたは修飾されていない結合領域、異種遺伝子の挿入のための多数のクローニ
ング部位、1つまたはそれ以上のパッケージングシグナル、複製/負の鎖の合成に必要な
3’オーラ配列(ポリアデニル酸配列を含む)。このサブゲノムベクターはある場合には
、ベクターがアンプリコンとして作用するようにするため、オーラ5’レプリコンが結合
領域の上流に配置されるように作成される。サブゲノムベクターRNA の転写は、バクテリ
オファージRNA ポリメラーゼプロモーターを用いてインビトロで、または真核細胞RNAポ
リメラーゼプロモーターを用いてインビボで行われる。さらに最初の転写体はセンス構造
でもまたはアンチセンス構造でもよい。
1つまたはそれ以上の構造蛋白のmRNAが結合領域から転写されオーラレプリコンに誘導
されるように、シンドビスベクターについてパッケージング細胞株が作成される。他の場
合には、誘導性または公正性真核細胞プロモーターの制御下で、1つまたはそれ以上の構
造蛋白が発現される。それぞれの場合にレプリコンによるこれらの配列のカプシッド化を
防止するために、構造蛋白遺伝子中に1つまたはそれ以上の存在する任意のパッケージン
グ配列に特異的不活性化突然変異が作成される。これらの突然変異は通常、コードされる
アミノ酸に影響を与えない、コドンの3番目の位置の沈黙(silent)の変化である。
多数の異種遺伝子をパッケージングする能力は多くの治療用途に使用されるであろう。
これらには、多数のサイトカイン、多数のCTL エピトープ、免疫提示を増強するためのサ
イトカインCTL エピトープの組合せ、治療用蛋白の多数のサブユニット、治療用蛋白とア
ンチセンスRNAの組合せなどの発現があるが、これらに限定されない。多数の異種遺伝子
を発現できる能力以外に、ウイルスへのサブゲノムmRNAのパッケージングは、このベクタ
ーが極端の長い異種配列を運搬することを可能にする(これは他のアルファウイルス系で
は不可能である)。さらに、この多くの部分に分かれたアプローチは、プロデューサー細
胞株の開発に有用であり、これによりレプリカーゼ蛋白と構造蛋白が安定に発現され、サ
ブゲノムベクター中に含まれる任意の遺伝子が安定な組み込み体として容易に導入される
例7
シンドビスウイルスパッケージング細胞系統の構築
シンドビス遺伝子トランスファ系のもう1つの実施態様は、シンドビスパッケージング
細胞系統の開発に関するものである。正常なシンドビス複製サイクルは完全に細胞質の中
で起こることから、シンドビスパッケージング細胞系統系を作り出すための1つのアプロ
ーチは、この系をその天然の複製サイクルにならってモデリングすることにある。このア
プローチを用いて、単数又は複数の安定した形で組込まれた発現ベクターからトランス形
で供給されるウイルス構造タンパク質が細胞質内でトランスフェクション又はトランスダ
クションを受けたベクターRNA の写しを包膜することができるようにするシンドビスパッ
ケージング細胞系統系が設計される。細胞の細胞質の中で複製することのできるシンドビ
スRNAベクター分子は、問題の遺伝子およびシンドビス非構造タンパク質(前述)をコー
ドするcDNAベクタークローンをインビトロで転写するのに用いられるT7RNAポリメラーゼ
系によって最初に産生される。次にベクターRNAの写しはシンドビスパッケージング細胞
系統へとトランスフェクションされ、かくしてベクターRNA は、高いレベルまで複製しそ
の後ウイルス構造タンパク質によってパッケージングされて、感染性ベクター粒子を生成
することになる。シンドビスcDNA分子の長さが延びていることから、インビトロ転写プロ
セスは効率的でない。さらに、単層内に含まれている細胞の1分画のみが大部分の手順に
よって標的にトランスフェクションされる。ベクター産生細胞系統の性能及び力価を最適
化させようとして、遺伝子トランスファの2回の連統サイクルが行なわれる。生産者細胞
系統内にシンドビスRNAベクター分子を直接トランスフェクションするよりもむしろ、ま
ず最初にベクターを一次シンドビスパッケージング細胞系統内にトランスフェクションさ
せる。トランスフェクションを受けた細胞系統は、培養上清内に感染性ベクター粒子を分
泌し、これらの感染性上清は次にシンドビスパッケージング細胞の新鮮な単層をトランス
ダクションするのに用いられる。パッケージング細胞系統内へのシンドビスベクターのト
ランスダクションは、細胞内へのRNAトランスファ効率がより高く細胞内でのベクターの
生物学的位置が最適化されていることから、トランスフェクションよりも好ましい。こう
してパッケージングされた感染性の組換え型シンドビスベクターのより高い発現及びより
高い力価が導かれることになる。
細胞系統がシンドビスベクター付着のための細胞レセプタを遮断する細胞外外被タンパ
ク質を産生することから、産生されたシンドビスベクター粒子が同じパッケージング細胞
系統をトランスダクションできない場合にはシンドビスパッケージング細胞をトランスダ
クションできる第2のタイプのシンドビスウイルス粒子を作り出さなくてはならない。こ
の第2のタイプのウイルス粒子は、インビトロで転写されたシンドビスRNA ベクターの写
しのトランスフェクションを受けた結果として過渡的なベクター粒子を産生する。「ホッ
ピング細胞系統」として知れているパッケージング細胞系統により産生されなくてはなら
ない。ホッピング細胞系統は偽性型別(pseudotyping)と呼ばれるプロセスの中で異なる
細胞レセプタへとシンドビスベクターを再度導く代替的ウイルス外被タンパク質を提供す
ることにより過渡的に産生されたベクター粒子のレセプター向性を再度導くように工学処
理されている。現在、シンドビスベクター粒子の偽性型別のためには2つのアプローチが
考案されている。第1のアプローチは、水疱性口内炎ウイルスGタンパク質(VSV-G)を同
時発現するシンドビスパッケージング細胞系統から成る。我々の所では、VSV-G偽性型別
は以前レトロウイルスベクターのレセプタ向性を再度導くためにうまく機能し、多様な細
胞タイプを感染させることが立証されてきた。偽性型別されたシンドビスベクター粒子を
産生するための第2のアプローチは、レトロウイルスパッケージング配列を含むシンドビ
スRNAベクターをパッケージングすることができることになるレトロウイルスgag/pol及
びenv 配列を含む現在利用可能なレトロウイルスパッケージング細胞系統を使用すること
である。シンドビスウイルスの天然の複製サイクルにならってシン
ドビスパッケージング細胞系統をモデリングすることによって、複製RNA 分子から生成さ
れる翻訳に利用可能なRNA 分子の数に基づいて高レベルの遺伝子発現を生み出す細胞系統
が結果として得られるはずである。一方では、ポジティブ鎖のRNAウイルスは、RNA ベク
ターを変性してベクター粒子の全体的有効性を減少させる傾向をもつ可能性があり同様に
長い培養期間中に高い発現レベルを低下させる可能性もある欠陥干渉性RNAを産生する傾
向をもつ。従って、第1のアプローチの場合と同様に自己複製する能力を維持するシンド
ビスベクターRNA分子を産生するために、安定して組込まれたDNA発現ベクターが使用さ
れる第2のアプローチが考案された。このアプローチは、薬物選択標識を通して組込まれ
たDNA ベクター発現系が維持され、DNA系が欠陥RNAコピーにより希釈し尽され得ない未
変性RNA ベクターを構成的に発現することになることから、長い培養期間にわたる連続的
なベクター発現を可能にする。この生産者細胞形態では、サイズ制約条件によりトランス
ダクションのためのウイルスベクター粒子内への発現ベクターのパッケージングが妨げら
れる可能性があることから、DNAベースのシンドビスベクターは当初パッケージング細胞
系統内へトランスフェクションによって導入される。同様に、この形態のためには、以前
ベクターRNA を転写するのに使用されたプラスミドのT7RNAポリメラーゼ認識部位は、使
用される親細胞系統により規定されたもう1つの適当なプロモーター配列で置換される。
このプラスミド配列は同様に、パッケージング細胞系統を作り出すのに使用されるものと
は異なる選択標識を含むことになる。
或る一定のレベルでのシンドビスタンパク質及び/又はレプリコンRNA の発現は、パッ
ケージング細胞系統内の細胞障害効果という結果をもたらす可能性がある。従って、場合
によっては、細胞が或る一定の臨界的密度まで増殖してしまった後で初めてこれらの要素
を発現させるのが望ましい可能性もある。この目的のため、RNAベクター自体又はその他
のいくつかの刺激による誘発の後にのみパッケージングに必要は構造タンパク質が合成さ
れるようにする付加的な修正が加えられる。同様に、いくつかの修正は、これらのタンパ
ク質をコードする遺伝子のリンケージを解除する発現ベクターを利用することによって、
別々の誘発可能な要素の制御下でこれらのタンパク質の個々の発現を可能にする。その上
、組込まれたベクター分子自体の発現は、さらにもう1つの誘発可能な系によって制御さ
れ得る。この形態は結果として誘発に続く一連の段階的事象がもたらされ、こうして究極
的に、パッケージングされたベクター粒子の産生が導かれることになる。
A.シンドビスパッケージング細胞系統の開発のための親細胞系統の選択
1.持続的に又は慢性的に感染可能な細胞
シンドビスパッケージング細胞系統を作り出すべく潜在的親細胞系統を選択するための
1つの重要な基準は、シンドビスベクターの複製及び産生中に溶解されない細胞系統の選
択である。この基準は、長期間にわたって増殖させ安定したベクター供給源として使用す
ることのできるシンドビスベクター生産者細胞系統の開発にとって必要不可欠のものであ
る。大部分の哺乳動物細胞のシンドビス感染が結果として細胞溶解をもたらすことがわか
っている。しかしながらさまざまな昆虫細胞系統の利用によってこの問題を回避できるは
ずである。一例としては、シンドビスウイルスによるセスジャブカ(Aedes albopictus)
細胞の感染は、感染した細胞が生存可能な状態にとどまり連続的にウイルスを放出する、
持続性の又は慢性の非細胞変性ウイルスの成長という結果をもたらす。Aedesaegypti, Sp
odopterafrugiperda、及びDrosophila melanogaster 細胞系統といったその他の昆虫細
胞系統も同じ持続性の感染を示すはずである。従って第1のシンドビスパッケージング細
胞系統の形態は、これらの細胞タイプの中で有効な誘発可能な又は誘発不可能なプロモー
ターの制御下でシンドビス構造タンパク質を発現する安定した形でトランスフェクション
を受けた発現ベクターを含み、選択可能な標識を同時発現するAedesalbopictus 又はDr
osophila細胞系統といった昆虫親細胞系統を使用する。
最近、感染したAedesalbopictus細胞の中でのシンドビスウイルスの産生のダウンレギ
ュレーションに結びつけられた細胞由来のシンドビスウイルス誘発タンパク質が同定され
精製された(Virology(ウイルス学)194: 44) 。このタンパク質は、抗ウイルス状態を
誘発し49S 及び26Sの両方のウイルスRNA 合成を阻害することのできる、約3200Daの小さ
い疎水性ペプチドである。抗ウイルス性ペプチドで処理された細胞は、通常、未感染細胞
内で96時間細胞分裂の静止性停止を示し、その後正常な成長速度を回復する。感染に先立
ってこのペプチドにさらされた細胞は、シンドビスウイルスを複製することができず、10
ヵ月の連続継代を通して抗ウイルス性タンパク質を構成的に産生することによってこの表
現型を維持するように思われる。
Aedesalbopictus細胞内でのシンドビス感染に対するこの細胞応答が組換え型シンドビ
スベクター産生系の最適な効率を減少させる可能性があるということが認められている。
シンドビスベクター産生の効率を改善するため、ウイルス誘発された細胞抗ウイルス性タ
ンパク質を不活性化させてベクター粒子の力価の減少をことごとく防止する2つの方法が
考案された。第1の方法は、上述のこの細胞タンパク質の精製及び、当該技術分野におい
て既知の立証済み技術を用いた、一次アミノ酸配列の一部のそのカルボキシ末端からの決
定を内含するものである。結果として得られたアミノ酸配列はその後、考えられる対応す
るゲノミック配列を誘導するのに用いられ、かくして特定の細胞配列を増幅するのに使用
できる縮重PCRプライマー対を設計することができるようになる。このときこの増幅した
配列は、この阻害タンパク質をコードする遺伝子の孤立性領域を得るため、当該技術分野
において知られている標準的な技術を用いてクローニングされる。このクローンのヌクレ
オチド配列の決定によって、次に相同な組換えによってこのシンドビス阻害遺伝子内に特
異的に組込まれ機能的タンパク質を発現するその能力を「ノックアウトする」ことになる
1つのベクターを設計することが可能になる。ノックアウト配列を含むクローンは、ベク
ターで細胞をトランスフェクションする前に、阻害タンパク質の孤立性のクローニングさ
れた領域内へ選択可能な標識を挿入することによって選択できる。
このシンドビスウイルス阻害タンパク質を不能にするための第2の方法には、例えばBU
DR(5−ブロモデオキシウリジン)でのAedesalbopictus細胞の突然変異誘発が関与する
。この突然変異誘発されたパッケージング細胞系統集団は次に、ネオマイシン耐性標識を
発現できるシンドビスベクターでの感染を受ける。高濃度のG418薬物の下で、大量のシン
ドビスベクターを再生する、ひいてはシンドビス阻害遺伝子を発現することができない細
胞のみが存続できることになる。選択の後、耐性コロニーはプールされ、希釈クローニン
グされ、高力価のシンドビス産生についてテストされる。
2.シンドビス発現に対する感受性を減少させるための細胞の修正:アポプト−シスの
抑制
大部分の哺乳動物細胞系統は、シンドビスウイルス感染の間に溶解させられるが、最近
の実験では、ラット前立腺ガン(AT−3)細胞系統内での溶解シンドビス感染から持続性
シンドビス感染への変換が実証された。この変換は、シンドビス感染に先立って細胞系統
内でbcl-2オンコ遺伝子産物を構成的に発現することによって行なわれた。bcl-2オンコ
遺伝子を発現するAT−3細胞のシンドビス感染は、明白な細胞病理無しでウイルスの産生
を結果としてもたらす(Nature,361 : 739)。この細胞系統の修正は、イヌ細胞系統D−1
7及びCf2 ;ヒト細胞系統HT1080及び293; ウズラ細胞系統AT−6;ベビーハムスター腎
細胞系統BHK-21;マウス神経芽細胞腫細胞系統N18;及びラット前立腺ガンAT−3といっ
た細胞系統を、レトロベクター産生系統のものと同様の潜在的シンドビスパッケージング
及び生産者細胞系統として使用するための持続的に感染可能な状態へと変換するのに有効
であることが立証できた。
bcl-2オンコ遺伝子レトロウイルス発現ベクターは、以前にも記述されてきた(Nature
,361 : 739)。新しいbcl-2発現ベクターは、プラスミドp84(Nature 336 : 259)から誘
導された910 塩基対のEcoRIcDNAフラグメントを、構成性プロモーターを含み選択可能な
標識をコードする市販のあらゆる発現ベクターの中に挿入するべく当該技術分野において
既知の標準的組換え型DNA技術を使用することによって構築される。シンドビス核酸配列
とその他のトランスダクションを受けたベクターの間のあらゆるタイプの相同性を回避す
るよう、入念に考慮しなければならない。この予防措置は、組換え型シンドビス粒子内の
選択可能な標識又はbcl-2オンコ遺伝子の望ましくないパッケージングを導く可能性のあ
る組換え事象を防ぐために構じられるべきものである。本書に記述するシンドビスベクタ
ー系は生物学療法として使用するように設計されていることから、これは重要な指摘点で
ある。ひとたびbcl-2発現ベクターが構築されると、哺乳動物の親細胞系統(すなわちBH
K-21細胞)はあらゆる標準技術を用いてトランスフェクションされ、適切な標識について
選択される。次に耐性コロニーはプールされ、その後希釈クローニングを受ける。個々の
クローンはその後増殖され、bcl-2発現についてスクリーニングを受ける。発現がひとた
び確認されると、持続性シンドビス感染がテストされ、その後シンドビスパッケージング
細胞系統の開発のための親細胞系統として用いられる。
BHK 細胞のシンドビス感染は、形態的変化及びアポプト−シス(細胞自滅)のDNA断片
化パターン診断という結果をもたらし、bcl-2オンコ遺伝子による溶解性から持続性感染
への交換は、このプログラミングされた細胞死滅の抑制によって媒介されうる(Nature36
1 : 739) 。さらに、アデノウイルス、ポリオーマウイルス、SV40、及びHIVを含むその
他のウイルスでの哺乳動物細胞の感染は、アポプト−シスによる細胞障害性という結果を
もたらした。従って、シンドビスパッケージング又は生産者細胞系統内での発現のために
は、アポプト−シスを抑制するその他の遺伝子産物が、bcl-2オンコ遺伝子に加えて望ま
しいものである。当初、アポプト−シスを抑制することが示された3つのウイルス遺伝子
が、シンドビスパッケージング細胞系統内で発現されることになる。すなわち、19−kDタ
ンパク質をコードするアデノウイルスE1B遺伝子(Ras et al., PNAS 89 : 7742〜7746, 1
992) 、I型単純ヘルペスウイルスgI34.5遺伝子Chou及びRoizman,PNAS 89 : 3266-3270,
1992)及びAcMNPVバキュロウイルスp35遺伝子(Clem et al., Science 254: 1388-1390,
1991) である。個々の遺伝子は、当該技術分野において既知の標準技術を用いて、選択
可能な標識を含み構成性真核性転写プロモーターの制御下にあるプラスミド発現ベクター
内に挿入される。これらの発現ベクターはその後、前述のとおり細胞系統内にトランスフ
ェクションされ、適当な選択が適用される。これらの遺伝子の安定した組込み及びその産
物の構成性発現についての選択により、シンドビスで誘発されたアポプト−シス事象に対
し感受性をもつものとして知られている細胞系統内でのより拡大したベクター産生が可能
となるはずである。その上、各々の遺伝子産物がそれ自身の独自のメカニズムによりアポ
プト−シスを阻害できるようにすることも実現可能である。従って、遺伝子も、より強い
抑制効果を得るためさまざまな組合せでパッケージング細胞系統内に導入されることにな
るだろう。最後に、アポプト−シスに対して類似の効果をもつその他の遺伝子産物を、そ
れが発見されるにつれてパッケージング細胞系統の中に容易に取り込むことが可能である
シンドビスベクター生産者細胞系統の誘導において、ベクター及びベクターパッケージ
ングカセットの両方で安定した形で形質転換された生産者細胞系統を誘導させることがで
きるように、ウイルス遺伝子の発現を抑制するための数多くのアプローチが提案されてい
る。これらのアプローチには、誘発可能な及び/又は分化感応性プロモーター、アンチセ
ンス構造遺伝子、非相同制御系及び蚊、そして持続性ウイルス感染が樹立されているその
他の細胞が含まれる。シンドビスベクター生産者細胞系統の最終的形態がいかなるもので
あれ、持続性感染の樹立又は少なくともウイルス遺伝子発現の結果としての細胞死滅の遅
れがアポプト−シスを阻害することによって増強されることになるということは明白であ
ると思われる。アデノウイルス、HPV, SV40 及びマウスポリオーマウイルス(Py) を含む
DNA 腫瘍ウイルスは、一部には、網膜芽細胞(Rb)遺伝子産物p105及びその密に関係する
遺伝子産物p107及びサイクリンA,p33cdk2及びp34cdc2を含む細胞サイクルの制御に関
与するその他の遺伝子産物に対する結合及びそれらの不活性化によって、細胞を形質転換
させる。Pyを除いてこれらのウイルスは全て、p53に結合し、それを不活性化する遺伝子
産物をコードする。唯一Pyだけは、膜チロシンキナーゼsre 及びこのウイルスの完全な形
質転換ポテンシャルのために必要とされるホスファチジルイノシトール−3−キナーゼに
結合しこれを活性化する中間T抗原(mT)をコードする(Talmageet al., Cell 59 : 55
〜65,1989) 。Rb及びp53 劣性オンコ遺伝子産物に対する結合及びその不活性化はこれら
のDNA 腫瘍ウイルスにより形質転換された細胞がアポプト−シス経路に入るのを防ぐ。p5
3は、一部には、C-fos,hsc70及びbcl-2を含む細胞増殖と結びつけられたタンパク質の
発現を抑制することによって、細胞分裂を停止させることができるということが知られて
いる(Miyashitaetal., Cancer Research 54 : 3131〜3135, 1994) 。
シンドビスウイルスの産生の期間を延長するため、又は可能であれぱ持続性シンドビス
感染を促進するため、パッケージング細胞はPy又はSV40からのウイルス性ゲノミックDNA
を用いて形質転換される。マウス及び霊長類のDNA 腫瘍ウイルスPy及びSV40がそれぞれ、
天然宿主以外の種からの細胞内で容易に安定した形質転換を樹立するということは周知の
ことである。このような非許容的細胞、例えばハムスターから誘導された非許容的細胞に
おいては、これらのウイルスは複製できず、ウイルスの早期領域発現依存性(例えばT抗
原)組込みという結果をもたらす(Bevjamin及びVogt,Fields Virology 第1巻、第19章
参照)。SV40及びPyT抗原はこれらの形質転換されたハムスター細胞内で構成的に発現さ
れる。
SV40及びPyの形質転換された細胞系統が樹立され、ウイルス感染後の動態及びシンドビ
ス産生レベル及び細胞病理学が見極められる。ハムスター細胞内のシンドビス増殖の特徴
であるアポプト−シス事象が低減されたならば、各々のプロトタイプシンドビスパッケー
ジング細胞系統は、これらの細胞からのパッケージングされたベクターの収量を増大させ
るためPy又はSV40で形質転換される。
3.シンドビス発現に対する感受性を減少させるための細胞の修正:活性化依存性ベク
ター粒子の産生
前駆物質PE2 としてシンドビスE2糖タンパク質を合成させる。このPE2前駆物質及び第
2のウイルス糖タンパク質E1は、小胞体の中で結びつき、処理され、ビリオン取込みのた
めのヘテロダイマーとして、感染した細胞膜まで輸送される。この処理中の或る点で、PE
2はE3と成熟E2に分割される。E3は、PE2の64アミノ末端残基であり、成熟中細胞外空隙
の中で喪失する。さらに大きい分割産物E2は、E1と結びつき、ウイルスエンベロープとな
るものの中に固定される。保存度の高い正準4アミノ酸(aa)残基モチーフ、basic-X-ba
sic-basicaa'sのすぐ後に続く部位において分割するPE2前駆物質の処理を担当するのは
、宿主細胞のプロテアーゼである。RPE.40と呼ばれるCHO-K1菌株から誘導された突然変異
細胞系統(Watsonetal., (1991) J. Virol. 65 : 2332-2339) は、PE2 前駆物質をE3及
びE2形に処理する能力がないことから、シンドビスウイルス菌株AR339の産生において不
完全である。従って、RPE.40細胞系統の中で産生されるシンドビスビリオンのエンベロー
プは、PE2/E1ヘテロダイマーを含んでいる。RPE.40細胞は、親CHO-K1細胞よりもシンドビ
スウイルス感染に対して少なくとも100倍の耐性をもち、このことはすなわち、ビリオン
を含むPE2 の細胞を感染させる能力が非効率的であることを示唆している。RPE.40により
産生されたこれらの欠陥ビリオンは、トリプシンでの処理によって完全に感染性の形に変
換されうる。
パッケージング及び生産者細胞系統の中では、組換えにより産生されたあらゆる野生型
ウイルスが細胞を再感染させ、迅速に増幅されることになり、かくしてパッケージングさ
れたベクター調製物を著しく汚染する。RPE.40系統から開発された生産者細胞は、ベクタ
ーの産生及びパッケージング中に生成されたあらゆる野生型ウイルスの効率の低い増幅の
ため、シンドビスウイルス感染に対し許容的なその他の系統に比べ著しい改善となるだろ
う。かくして、ベクター調製物は、野生型ウイルスによる著しい汚染を受けない。その上
、この系は、類似の細胞プロテアーゼ内で「ノックアウト」突然変異体を開発することに
よってその他の細胞系統にも拡大できる。
4.ホッピング細胞系統の開発
前述のようなシンドビスホッピング細胞系統は、異なる細胞レセプタ向性について偽性
型別された感染性RNAベクター粒子を過渡的に産生するために用いられる。ホッピング細
胞系統がベクター粒子をひとたび産生すると、それはもはや必要でなくなる。というのも
、上述のもとのシンドビスパッケージング細胞系統をトランスダクションするのには、感
染性培養上清しか必要でないからである。従って、ベクター粒子を過渡的に産生するため
には、ホッピング細胞系統がシンドビスによる持続性感染を示す必要はない。この場合、
親細胞は、持続性感染を示す昆虫細胞系統であってもよいし、或いは生産的シンドビス感
染の後72時間以内に溶解する可能性の高い哺乳動物細胞系統であってもよい。唯一の基準
は、その細胞系統が、シンドビスRNAベクターでのトランスフェクションに先立って細胞
の成長に影響を及ぼすことなくVSV-G タンパク質又はレトロウイルスgag/pol 及びenv タ
ンパク質のいずれかを同時発現しながら、シンドビス構造タンパク質を発現し処理するこ
とができるということである。従って、シンドビスホッピング細胞系統は、bcl-2オンコ
遺伝子発現といったような前述のような付加的な細胞の修正無くシンドビス又はレトロウ
イルスのいずれかの複製を支持することのできる上述の親細胞系統のいずれかであってよ
い。
VSV-G 偽性型別されたシンドビスベクターを作り上げるためには、シンドビスパッケー
ジング細胞系統内にVSV-G外被タンパク質を発現するベクターPMLP-Gと共にインビトロで
転写されたシンドビスベクターRNA 又はDNA の同時トランスフェクションが必要とされる
。細胞成長条件及びトランスフェクション手順については、「構成要素のアッセンブリー
」という見出しの下で記述されており、記述されているパッケージング細胞形態のいずれ
でも使用される。トランスフェクションから24時間後に、VSV-G偽性型別シンドビスベク
ターを含む上清を収穫し、次にこれを用いて、トランスダクション効率の低下を克服する
べく同一のシンドビスパッケージング細胞系統の新鮮な単層をトランスダクションする。
レトロウイルスパッケージング細胞系統の中でのシンドビスベクターの偽性型別のため
には、レトロウイルスパッケージング配列を含むべく工学処理されたシンドビスRNA ベク
ターをパッケージングするのに、レトロウイルスgag-pol 及びenv 配列を発現する文献内
に参照指示されているあらゆる細胞系統を使用することができる。サブゲノミックRNAで
はなくゲノミック長のベクターのみがレトロウイルス外被タンパク質によってパッケージ
ングされるように、レトロウイルスpsi パッケージング配列は、不活性化された接合領域
と合成接合領域縦列反復の間に挿入される。シンドビスベクターRNAを含むレトロウイル
ス粒子は、前述した手順を用いて、インビトロ転写されたシンドビスベクターRNA をトラ
ンスフェクションすることによって産生される。シンドビスRNAベクターを含む偽性型別
レトロウイルス粒子を伴う上清を、トランスフェクションから24時間後に収穫し、これら
の上清は次にシンドビスパッケージング細胞系統のトランスダクションに使用することが
できる。
B.構造タンパク質発現構成体
1.誘発可能な構成性構造タンパク質ベクター構成体
シンドビスパッケージング細胞系統の開発は、必要な構造タンパク質すなわちカプシド
、E2及びE1の高い細胞間レベルを合成する能力に依存している。残念なことに、これらの
タンパク質時に外被糖タンパク質E2及びE1の高レベル発現は、それに付随する細胞病理及
び偶発的細胞死滅を導く可能性がある。従って、構造タンパク質発現カセットは、構成性
発現レベルを維持するその他のものに加えて遺伝子発現のレベルを制御する誘発可能な調
節要素を伴って設計されてきた。
第1の形態においては、シンドビス構造タンパク質の発現は、誘発可能なlac オペロン
配列と組合わせた状態でRSV LTR の制御下にある。これはpOP13 及びpORRSV1 ベクター(
Stratagene)内へのウイルス構造タンパク質遺伝子に対するシンドビスcDNAの挿入により
達成される。別々に使用されるこれらのベクターは、lac リプレッサー「i」タンパク質
を発現するp3'SSベクター(Stratagene)を用いて同時トランスフェクションされる。例
えば、イソプロピル−B−D−チオガラクトピラノシド(IPTG) といった誘発物質が無い
場合、ルシフェラーゼリポーター遺伝子の基礎的又は構成性発現レベルは、細胞1つにつ
き10〜20コピーであると報告されてきた。IPTGの付加は、リプレッサータンパク質のコン
ホーメーション変化という結果をもたらし、こうしてlac-オペレーター配列に対するlac
;タンパク質の親和力は減少し、非相同遺伝子の高レベル発現を可能にする。95倍という
IPTGの存在下での誘発レベルが、pOP13ベクター内に含まれている非相同遺伝子に対して
報告された。
特定的に言うと、シンドビス構造タンパク質遺伝子(SP)cDNAは、以下の通りpOP13 及
びpOPRSV1 ベクター内に挿入される。SPコーディング領域は、シンドビスnt7638 での効
率のよい翻訳開始のためのKozakコンセンサス配列に対応する周囲のヌクレオチドを含め
、真正のAUG 翻訳開始部位及びUGA翻訳停止部位に対してそれぞれマッピングする5’末
端をもつプライマー対と共に全体として増幅される。順方向プライマーは、シンドビスnt
s7638〜7661に対し相補的であり、逆方向プライマーはシンドビスnts11,384〜11,364に
対して相補的である。構造タンパク質遺伝子に対応するシンドビスcDNAのPCR増幅は、以
下のオリゴヌクレオチド対を用いて、標準的2温度循環プロトコルによって達成される。
順方向プライマー(7638F):
5'-TATATGCGGCCGCACCACCACCATGAATAGAGGATTCTTTAACATGC-3'
(配列培養38)
逆方向プライマー(1138R):
5'-TATATGCGGCCGCTCATCTTCGTGTGCTAGTCAG-3'
(配列培養39)
指示されたシンドビスnts に対するそのそれぞれの相補性に加えて、5ヌクレオチド「
バッファ配列」とそれに続く NotI認識配列が、各プライマーの5’末端に付着されてい
る。PCR増幅の後、1%のアガロースゲル中で3763bpのフラグメントが精製され、次にNo
tI酵素でひきつづき消化される。その後、結果として得られた3749bpのフラグメントは
別々にpOP13及びpOPRSV1ベクターへと連結され、これらのベクターは NotIで消化され
、仔ウシ腸内アルカリ性ホスファターゼで処理される。シンドビス構造タンパク質のコー
ディングキャバシティ全体を含むこれらの発現カセットベクターは、pOP13-SINSP及びpOR
RSV1-SINSP として知られている。
lac オペロン−シンドビス構造タンパク質遺伝子発現カセットの変形態様と、その他の
ウイルス、細胞又は昆虫ベースのプロモーターを用いて構築することもできる。当該技術
分野において知られている一般的な分子生物学技術を用いて、lacオペロン及びRSV LTR
プロモーター又は単にRSV LTR プロモーターのみの配列をStratagene pOP13及びpOPRSV1
ベクターからスイッチし、サイトメガロウイルス主要即時プロモーター(pOPCMV-SINSP);
アデノウイルス主要後期プロモーター(pOPAMLP-SINSP)又は;Drosophilaメタロチオネ
イン誘発性プロモーター(pMET-SINSP) 、Drosophilaアクチン5C遠位プロモーター(pOPA
5C-SINSP)、熱衝撃プロモーターHSP65又はHSP70 (pHSP-SINSP)又はバキュロウイルスポ
リヘドリンプロモーター(pPHED-SINSP)といったその他のプロモーター配列により置換さ
せることができる。
2.タンパク質発現レベルを増大させるためのカセットの修正
mRNA写しのレベルが増大した場合、シンドビス構造タンパク質の発現を増大させること
ができる。mRNA写しのレベルの増大は、シンドビス非構造タンパク質がこれらの写しを認
識し、その代りにメッセージをより高いレベルまで複製するような形で、発現カセットを
修正することによって達成されうる。この修正は、翻訳のための第1の真正なATG部位と
発現カセットのプロモーター配列の間にて、シンドビス構造タンパク質コーディング領域
の極端の5’末端に対して野生型最小接合領域コア(ヌクレオチド7579〜7602)を付加す
ることによって行なわれる。このことはシンドビス構造タンパク質cDNAをpOP13及びpOPRS
V1 発現ベクターの中に入れるため以上で記述したものと同じPCR増幅技術に従うことで
達成できる。この手順に対する唯一の修正は、以下のとおりのコーディング領域の第1の
ATGと NotI制限酵素部位の間に接合領域コアヌクレオチド7579〜7602を含む類似のプラ
イマーでの7638Fの順方向プライマーの置換である:
順方向プライマー(JUN7638F):
5'-TATATGCGGCCGCATCTCTACGGTGGTCCTAAATAGTACCACCACC-
ATGAATAGAGGATTC-3'(配列番号40)。
PCR 増幅に続いて、1%のアガロースゲルの中で、結果として得られた3787bpフラグメ
ントを精製させ、次にNotI酵素でひきつづき消化させる。その後、結果として得た3773b
pのフラグメントを別々にpOP13及びpOPRSV1 ベクターへと連結させ、これらのベクター
はNotIで消化され、仔ウシ腸内アルカリ性ホスファターゼで処理させる。結果として得
られた発現カセットベクターは、pOP13-JUNSINSP及びpOPRSV1-JUNSINSPとして知られてい
る。しかしながら、構造タンパク質発現カセット内への接合領域配列の導入は、野生型シ
ンドビスウイルスの生成を導く望ましくない組換え事象をもたらす可能性のある配列を導
入することになる、ということに留意すべきである。
3.シンドビスベクターを介しての構造タンパク質の誘発可能な発現
構造タンパク質の発現からの潜在的な細胞障害効果のため、これらのタンパク質の適度
の基礎レベルさえ発現する誘発可能なパッケージング細胞系統の樹立は、最良の方法では
ない場合もある。従って、シンドビスベクターによりトランス形で供給された非構造タン
パク質を介しての高レベルの構造タンパク質合成誘発のための調節要素を含むものの適切
に刺激を受けるまでは基礎的合成レベルを全くもたないパッケージング細胞系統発現カセ
ットが構築される。
この形態においては、隣接するシンドビス接合領域配列から構造タンパク質遺伝子の転
写が起こるようにする構造タンパク質遺伝子カセットが構築される。このカセットの一次
的特徴は、転写開始が真正のシンドビスヌクレオチド1で始まるような、シンドビスヌク
レオチド1に直接隣接して位置づけされているRNA ポリメラーゼIIプロモーター、トラン
スクリプターゼ(転写酵素)認識のために必要とされる5’−末端シンドビス配列、構造
タンパク質遺伝子mRNAの発現のためのシンドビス接合領域配列、シンドビス構造タンパク
質遺伝子配列、複製のために必要とされる3’末端シンドビス配列及び転写終結/ポリア
デニル化配列である。構造タンパク質遺伝子のAUG開始部位に先立つ翻訳終結コドンで終
る上流読取り枠のため、シンドビス構造タンパク質の発現は、ベクター供給された非構造
タンパク質によるマイナス鎖RNA の合成とその後の接合領域からの構造タンパク質遺伝子
mRNAの転写の後にのみ起こりうる。従って、この系の誘発可能性は、インビトロ転写され
たRNA又は適切なプロモーター要素の下流に位置づけされたcDNAのいずれかとして導入さ
れる、シンドビスベクター自体によって供給される非構造タンパク質の存在に完全に依存
している。さらに、5’−及び3’末端のシンドビス配列は、構造タンパク質遺伝子カセ
ットのこのRNA写しが同じベクター供給された非構造タンパク質によって増幅されること
を可能にする(図8参照)。
特定的に言うと、ポジティブセンスのベクター誘発可能なパッケージングカセットの構
築は以下の通りに達成される。前述のpVGELVISベクターは、非構造遺伝子コーディング配
列の大部分を含むヌクレオチド 422〜7054を除去するべく酵素BspEIで消化され、残りの
9925bpフラグメントは0.8%のアガロースゲル内で精製され、その後自らに再連結されてp
LTR/Sind1 BspE として知られている構成体を生成する。この欠失は、nts60-62にある5
’末端真正翻訳開始コドンを無傷のままに残し、それぞれnts.7130〜7132及び7190〜7192
(当初の番号付け)において枠内下流UAA及びUGA 停止コドンを作り出し、かくして下流
構造タンパク質遺伝子読み取り枠の翻訳を防いでいる。pLTR/Sind1 BspE パッケージング
カセット構成体はひき続きBHK細胞(ATCC #CLL 10) 内にトランスフェクションされ、前
述の通り 400μg/mlにてG418薬物を用いて、陽性トランスフェクションが選択される。
図4に示したデータにより、これらのLTR/Sind1BspEパッケージング細胞内へのSin-luc
ベクターRNA のトランスフェクションは、回収された上清がSin-lucベクターRNA をBHK
細胞の新鮮な単層までトランスファするものであることが示されていることから、Sin-lu
cRNA を含む感染性シンドビス粒子の産生という結果をもたらす、ということが実証され
ている。
BspEI欠失を作り出すための初期材料としてPVG-ELVISdクローン(前述のもの)を用い
て、類似のパッケージング構成体も作られる。このクローン内では、シンドビス3’−末
端配列の後には、シンドビスの3’末端配列に隣接する一次写しのより精確な処理を可能
にするべく、触媒リボザイム配列が続いている。さらに、これらのパッケージングカセッ
ト構成の変形態様を、現行のMuLVLTRに対するその他のRNA ポリメラーゼプロモーターの
置換、RNA ポリメラーゼプロモーターと第1のシンドビスヌクレオチドの間の単数又は複
数のヌクレオチドの付加、又はトランスクリプターゼ認識に必要とされる5’末端シンド
ビス配列を保持しうる又は保持し得ない、構造タンパク質配列の上流でのシンドビスコー
ディングを受けていない読取り枠の置換を含む、当該技術分野における標準的技術を用い
て作ることも可能である。
もう1つのベクター誘発可能なパッケージング形態においては、発現カセットは、その
天然の接合及び3’−未翻訳領域によってフランキングされ、プロモーターからの一次転
写がアンチセンス構造タンパク質遺伝子及び分子を産生するように1つの配向で発現ベク
ター内に挿入されたシンドビス挿入タンパク質遺伝子配列のcDNAコピーを含んでいる。付
加的には、これらの構成体は同様に接合領域に隣接して、ウイルストランスクリプターゼ
による認識にとって必要なシンドビス5’末端配列及び5’末端配列のシンドビスヌクレ
オチド1に直ぐ隣接して位置づけされた触媒リボザイム配列をも含んでいる。このため、
このリボザイムは第1のシンドビスヌクレオチドの後で精確に一次RNA写しを分割する。
このアンチセンス配向においては、構造タンパク質遺伝子は翻訳され得ず、その発現に先
立つポジティブ鎖のmRNA内への転写のために、シンドビスウイルス非構造タンパク質の存
在に完全に依存している。これらの非構造タンパク質は、シンドビスベクター自体により
提供される。その上、この形態では精確なシンドビスゲノム5’−及び3’−末端配列が
含まれていることから、構造タンパク質遺伝子の写しは、シンドビスベクターにより提供
されたものと同じ非構造タンパク質を利用することによって、増幅を受ける。
特定的には、シンドビス構造タンパク質遺伝子cDNAはゲノミッククローンpVGS p6GENか
ら取出され、以下のとおり、pcDNA3 (Invitrogen Corp.,Sandiego, CA) 発現ベクター内
に挿入される。第1にプラスミドpVGS p6GENは、非構造タンパク質1,2,3及び大部分
の4をコードする遺伝子を含むヌクレオチド7335までの全てのシンドビス配列を除去する
べく酵素ApaI及びBamHIで消化される。シンドビス構造タンパク質遺伝子を含む残りの7
285bpのベクターフラグメントを、0.8%のアガロースゲル内で精製し、その後、2つの
合成オリゴヌクレオチドをアニールすることによって得られるSinMCSと呼ばれるポリリン
カー配列と連結させる。オリゴヌクレオチドSimMCSI及びSinMCSIIは、ClaI, BglII及
び SpeIについての認識部位を含み、アニーリングの後、ApaI及びBamHI末端を有する
。その配列は以下のとおりである。
SinMCSI:
5'-CTCATCGATCAGATCTGACTAGTTG-3'(配列番号31)
SinMCSII:
5'-GATCCAACTAGTCAGATCTGATCCATGAGGGCC-3'(配列番号32)
このとき、pMCS-26Sとして知られている結果として得られた構成体は、重複PCR増幅を
用いて肝炎デルタウイルス(HDV)の抗ゲノミック鎖からの84ヌクレオチドリボザイム配列
に融合されたシンドビスの5’−末端の299 のヌクレオチドを含むように修正される(Na
ture350 : 434) 。2つのプライマー対は当初別々の反応において使用され、その後2回
目のPCR において、その重複合成が行なわれる。反応#1では、順方向プライマー(HDV4
9-XC)はHDV ゲノムヌクレオチド823-859に対して相補的であり、逆方向プライマー(HDV
17-68) はHDV ゲノムヌクレオチド839-887に対して相補的であり、配列は以下の通りで
ある:
順方向プライマー(HDV49-XC)
5'-ACTTATCGATGGTTCTAGACTCCCTTAGCCATCCGAGTGGACGTG-
CCGTCCTCCTTC-3'(配列番号33)
逆方向プライマー(HDV17-68)
5'-TCCACCTCCTCGCGGTCCGACCTGGGCATCCGAAGGAGGACGCAC-
GTCCACT-3'(配列番号34)
そのそれぞれの相補性に加えて、プライマーHDV49-XCは、5’−末端にフランキング X
baI及び ClaI認識配列を含んでいる。HDV配列のPCR 増幅は、これらのプライマー及び
Ventポリメラーゼでの標準的2温度循環プロトコルによって達成される。反応#2では、
精確にHDV及びシンドビス配列を接合する順方向プライマー(SIN-HDV)はシンドビスのヌ
クレオチド1−21及びHDVのゲノミックヌクレオチド 871〜903 に対し相補的であり、20
のヌクレオチド分だけプライマーHDV17-68(以上から)の配列と重複し、逆方向プライマ
ー(SIN276-SPE)はシンドビスヌクレオチド299-276に対し相補的であり、配列は以下の
通りである。
順方向プライマー(SIN-HDV)
5'-TCGGACCGCGAGGAGGTGGAGATGCCATGCCGACCCATTGACGGC-
GTAGTACACACT-3'(配列番号35)
逆方向プライマー(SIN276-SPE)
5'-CTGGACTAGTTAATACTGGTGCTCGGAAAACATTCT-3'(配列番号36)
そのそれぞれの相補性に加えて、プライマーSIN276-SPEは、その5’−末端に、フラン
キングするUAA 翻訳終了コドン及びSpeI認識配列を含んでいる。HDV リボザイム配列に
融合されたシンドビス5’−末端配列を含むフラグメントのPCR増幅は、鋳型としてのpVG
S p6GENプラスミド、これらのプライマー及びVentポリメラーゼを用いて、標準的な2温
度循環プロトコルにより達成される。一回目のPCR増幅の後、反応#1及び反応#2の各
々からの合計量の1/20を組合わせ、付加的にプライマーHDV49-XC及びSIN276-SPEを投与
し標準的な2温度循環プロトコルを用いた2回目のPCR増幅において、鋳型としてこれを
使用する。2回目のPCRの後、414bp のアンプリコンをMermaid キット(Biolol, La Jal
la, CA) で精製し、酵素ClaI及びSpeIで消化させる。消化したアンプリコンを1%の
アガロースゲル内で精製し、その後プラスミドpMCS-26sへと連結させるが、このプラスミ
ドと同様にClaI及びSpeIで消化させられ1%のアガロースゲル中で精製される。結果
として得られる、発現カセット要素HDV 抗ゲノミックリボザイム/シンドビス5’−末端
299nts./シンドビス接合領域/シンドビス構造タンパク質遺伝子/シンドビス3’−末
端未翻訳領域を含む構成体は、pδ5'26s として知られている。
pδ5'26s からpcDNA3ベクター内への構造タンパク質遺伝子カセ
ットの挿入は、以下の通りに行なわれる。プラスミドpδ5'26は酵素 XbaIで消化され、
3’−陥凹末端は、クレノウ酵素及びdNTPの付加により平滑末端にされる。4798bpの構造
タンパク質遺伝子カセット全体を1%のアガロースゲル中で精製する。プラスミドpcDNA3
と酵素HindIII及びApaIで消化させ、T4DNAポリメラーゼ酵素及びdNTPを付加することに
よって末端を平滑にし、1%のアガロースゲル中で5342bpのベクターを精製する。その後
、精製された2つの平滑末端DNAフラグメントを連結させ、結果として得た構造タンパク
質遺伝子発現カセットベクターは、pCMV−δ5'26として知られている(図8参照)。細胞
内へのこのDNA のトランスフェクション及びG418耐性についての選択は、前述のとおりに
行なわれる。
CMV プロモーター/アンチセンス−シンドビス構造タンパク質ベクターの修正態様を、
その他のウイルス、細胞又は昆虫ベースのプロモーターを用いて構築することも可能であ
る。当該技術分野において知られている一般的分子生物学的技術を用いて、CMVプロモー
ターをインビトロ−ゲンpcDNA3ベクターからスイッチし、以前に列挙したもののようなプ
ロモーターにより置換させることができる。このアンチセンスパッケージングカセットの
その他の変形態様としては、第1のシンドビスヌクレオチドと触媒リボザイムの間の単数
又は複数のヌクレオチドの付加、写しの処理のためのその他の触媒リボザイム配列の使用
、触媒リボザイム配列のための精確な転写終了シグナルの置換又は、構造タンパク質第1
mRNAの転写を結果としてもたらすRNAポリメラーゼによって認識されるあらゆる下流配列
を用いた構造タンパク質遺伝子カセットのアンチセンス発現、があるが、これらに制限さ
れるわけではない。
さらに、記述されたベクター誘発可能な構成体の各々がシンドビスベクター自体に対し
相同な配列を含んでいるということに留意すべきである。従って、2つのRNA 分子の間の
組換えによる野生型ウイルスの生成の潜在性が存在する。以下で記述する通り、この可能
性を無くするべく付加的な修正が加えられる。
4.組換えを防ぐための構造タンパク質遺伝子の分離
ここで記述するアプローチの有用性を実証した後、これらの原理に基づいて、付加的な
パッケージング細胞系統を生成する。これらの付加的な系統は、構造タンパク質遺伝子の
組込み及び発現を分離し、重複しない独立したRNA 分子としてのそれらの転写を可能にす
る。糖タンパク質E2及びE1とは独立したカプシドタンパク質の発現、又は3つのタンパク
質の各々の互いから独立した発現は、ベクターRNAとの組換えそしてその後の汚染性野生
型ウイルスの生成の可能性を削除する。
特定的に言うと、カプシドタンパク質は、誘発可能な発現ベクターから独立して発現さ
れ、そのためベクターRNA との組換えという結果をもたらす可能性のある配列は削除され
るようになっている。一例を挙げると、カプシドタンパク質遺伝子は、ヌクレオチド7632
−7655(順方向プライマー)及び8415〜8439(逆方向プライマー)に対し相補的なプライ
マー対を用いてプラスミドpVGSp6GENから増幅され、配列は以下の通りである。
順方向プライマー:
5'-GTCAAGCTTGCTAGCTACAACACCACCACCATGAATAGAG-3'
(配列番号37)
逆方向プライマー:
5'-CAGTCTCGAGTTACTACCACTCTTCTGTCCCTTCCGGGGT-3'
(配列番号41)
そのそれぞれの相補性に加えて、順方向プライマーはその5’−末端に NheI及びHind
III認識配列を含み、逆方向プライマーはその5’−末端にUAG及びUAA 翻訳ストップコ
ドン及び XhoI認識配列の両方を含んでいる。標準的2温度循環プロトコルを用いて増幅
が達成され、結果として得られたアンプリコンは酵素NheI及び XhoIで消化され、1%
のアガロースゲル中で精製される。デキサメタゾン−誘発可能なMMTV LTRプロモーター配
列を含む発現プラスミドpMAM(Clontech) を酵素 NheI及び XhoIで消化させ、プラスミ
ドDNA を1%のアガロースゲル内で精製する。カプシドタンパク質遺伝子フラグメントは
、pMAMベクター内に連結され、結果として得られる構成体はpMAM-SinCとして知られてい
る。プラスミドpMAM-SinCを、前述のとおり適切な細胞系統内にトランスフェクションし
、メーカーが記述する通りHAT(ヒポキサンチン、アミノプテリン、チミジン)培地を用い
て、安定したトランスフェクタントについての選択を達成する。
糖タンパク質遺伝子E1及びE2は、前述の誘発可能な系の1つを用いて一緒に発現される
。例えば、E1及びE2遺伝子は、シンドビスヌクレオチド8440−8459(順方向プライマー)
及びシンドビスnts.11,384〜11,364(逆方向プライマー)に対して相補的なプライマー対
を用いて、プラスミドpVGSp6GENから増幅される。PCR 増幅は、標準的な2温度循環プロ
トコルを以下のオリゴヌクレオチド対を用いて行なわれる:
逆方向プライマー(11384R):
5'-TATATGCGGCCGCTCATCTTCGTGTGCTAGTCAG-3'
(配列番号39)
順方向プライマー(8440F)
5'-TATATGCGGCCGCACCACCATGTCCGCAGCACCACTGGTCACG-3'
(配列番号42)
そのそれぞれの相補性に加えて、順方向プライマーは、「枠内」AUG 翻訳開始コドンを
含み、両方のプライマー共、その5’−末端に NotI認識配列を含んでいる。PCR 増幅の
後、アンプリコンは、NotI酵素で消化され、1%のアガロースゲル中で精製される。次
に、結果として得られたフラングメントを別々にpOP13 及びpOPRSV1 ベクター(Stratage
ne)内に連結させ、 NotIで消化させ、前述の通り仔ウシ腸内アルカリ性ホスファターゼ
で処理する。カプチドタンパク質発現構成体で予めトランスフェクションを受けた細胞を
トランスフェクションするためにこれらの糖タンパク質発現ベクターを使用する。
5.シンドビスパッケージング細胞系統を作り出すための構成要素のアッセンブリー
例示を目的として、構成要素のアッセンブリーを実証するのにAedes albopictus(セス
ジヤブカ)を使用する。ただし、シンドビスパッケージング細胞系統を作り出すのに、考
えられるその他の親細胞系統を使用することもでき、これについては前述した。Aedesalb
opictus蚊細胞(ATCCNo.CTL 1660) を、可欠アミノ酸、2mMのL−グルタミン、アール
の平衡塩溶液、0.11%の重炭酸ナトリウム及び10%のウシ胎児血清を含む最少必要培地(
イーグル)(最適培地)中の5%のCO2の中で、28℃にて成長させる。35mM入りのペトリ
皿の中で成長させた約5×105 の蚊細胞を、供給業者が提案するとおり、血清を含まない
培地条件で5μlのトランスフェクタム(Promega)カチオン性脂質試薬を用いて5μgの
p3'SSでトランスフェクションする。ただし、電気穿孔法、リン酸カルシウム沈降によっ
て、又は当該技術分野において一般に知られている容易に入手可能なカチオン性リポソー
ム製剤及び手順のいずれかを用いることによって、あらゆるトランスフェクション方法を
実施することができる。トランスフェクションから24時間後に、200μg/mlの抗生物質
ハイグロマイシンで補足された上述の最適培地4ml用いて、細胞をオーバーレイし、10〜
14日の期間にわたり選択する。次に、膨張したクローンを分離し、ノーザンブロットハイ
ブリダイゼーションによりLacリプレッサーの発現についてテストする。その後、充分な
レベルのLac リプレッサーmRNAを発現する個々のクローンを、シンドビス構造タンパク質
(すなわちpOP13-SINSP又はpOPRSV1-SINSP)を発現するlacオペロンベクター構成体を用
いて再度トランスフェクションし、それに続いて 200〜800 μg/mlのゲネチジンでの薬
物選択及び連続的ハイグロマイシン選択が行なわれる。その後、両方の抗生物質に対する
耐性を表わしているコロニーを次にプールし、希釈クローニングし、増殖させる。その後
個々のクローンを12時間5mMのIPTGで誘発させ、高レベルのシンドビス構造タンパク質発
現についてスクリーニングする。特異的抗体(文献中にて入手可)を用いたウェスタンブ
ロット分析、又はシンドビス構造タンパク質遺伝子領域のRNAに対して相補的な32P末端
標識付けされたRNAプローブを用いたRNアーゼ防御検定内でのシンドビス特異的RNA の数
量化によって発現を試験することができる。これらの検定手順は、IPTGでの誘発に応答し
ての最高レベルの構造タンパク質発現をもつクローンを明らかにする。このとき、機能的
活性について、最高の発現を行なう蚊細胞クローン(AlbopictusSINpak 細胞と呼ぶ)の
いくつかを試験する。機能的活性は、ルシフェラーゼ発現ベクターをパッケージングする
細胞系統の能力及びBHK-21細胞を再感染させルシフェラーゼ活性をトランスファする培地
上清のその後の能力を実証することによって、試験される。
特定的に言うと、35mm入りペトリ皿の中で、ハイグロマイシン及びゲネチシンを含む上
述の選択培地を用いて、成長させたAlbopictusSINpak 細胞を、上述のpSKSINBV-luc cDNA
のインビトロ転写(Promega)によって合成されたRNAを用いてトランスフェクションさ
せる。トランスフェクションから1時間後に、培地に5mMのIPTGを補足する。トランスフ
ェクションから24時間後に上清を収穫し、BHK-21細胞を直接感染させるのにこれを用い、
AlbopictusSINpak細胞の新鮮な単層を少なくとも12時間5mMのIPTGを用いて上述のとお
り誘発させる。感染からの上清を感染から24時間後に収穫し、次に、35mmのペトリ皿の中
で成長させたBHK-21細胞の第2の単層を感染させるのにこれを用いる。感染から16時間後
に、BHK-21細胞を溶解させ、上述のとおりルシフェラーゼ活性について試験する(Promeg
a)。1回目のベクター産生の後感染を受けたBHK21細胞から得たルシフェラーゼ活性を2
回目のベクター再生の後感染を受けたBHK-21細胞と比較すると、発現レベルで少なくとも
10倍の差が実証されるはずである。レベルの差が10倍より低いならば、トランスファの後
のトランスダクションの効率の低下は、過渡的ベクターを産生した同一のシンドビスパッ
ケージング細胞系統上の占有させた細胞レセプターのせいである可能性がある。このこと
は、偽性型別されたシンドビスベクターの産生がエンベロープ関連パッケージング細胞系
統内へのトランスダクションの効率を改善することが必要であるということを表わしてい
るかもしれない。
C.シンドビス生産者細胞系統のための誘発可能なベクター及び構造タンパク質の発現
1.ウイルス性プロモーターの使用
シンドビスベクター生産者細胞系統を開発しようとする挑戦は、哺乳動物の細胞がそれ
に感染するとほぼ排他的に生産性溶解細胞を死滅させる結果となるようなウイルスを何と
か変換してこれらの同じ細胞中の持続性感染を樹立させることができるか否か、という問
題にある。1つの可能性は、感染後にウイルスの持続性が結果としてもたらされるような
蚊細胞からのシンドビスベクター生産者系統を生成することにある。しかしながら、持続
的に感染を受けた蚊細胞の中で産生された感染性ウイルスの力価は、わずか約1×104 PF
U/mlにすぎず、これは、BHK細胞のシンドビス溶解性感染の後に見られるものよりも少な
くとも5ケタ小さいものである。かくして、蚊由来のシンドビスベクター生産者細胞系統
を開発することは、商業的に実施可能でないかもしれない。
生産的細胞溶解感染が適正な刺激の後にのみ起こるように、ベクター及びウイルスの構
造遺伝子カセットの両方を含む誘発可能なシンドビスベクター生産者細胞系統について、
数多くの戦略が記述されてきた。これらのアプローチは「フィードフォワード」レベルで
作用することから、系内に漏出性があるとシンドビスの生活環の開始及び細胞の死滅とい
う結果をもたらすことになる。
開発の保証は、分化状態に依存する遺伝子発現パターンにある。遺伝子発現パターンは
、未分化状態と末端で分化された状態の間で大幅に異なっている。従って、その分化状態
を制御することのできる細胞が、シンドビスベクター生産者細胞系統を誘導すべき理想的
宿主である可能性がある。このような形態では、ベクター及び構造的構成要素は、記述さ
れたELVIS 戦略に従って、末端分化状態誘発可能プロモーターに共役(カップリング)さ
れ、未分化の宿主細胞を安定した形で形質転換するために使用される。
適切な刺激による誘発の後の宿主生産者細胞の末端分化は同時に、シンドビス複製サイ
クルの誘発とパッケージングされたベクターの産生という結果をもたらす。アンチセンス
構造遺伝子及び非相同ウイルス発現系を含む、本書に記述されているその他の戦略は、以
下で記述する細胞分化状態依存性プロモーターと共役されることになる。
このアプローチでは、末端でのみ分化された細胞の中で活性であるウイルス性又は細胞
性プロモーターのいずれかを用いた3つの例について記述される。
マウスポリオーマウイルス(Py)、SV40及びモロニーマウス白血病ウイルス(M-MuLV)
が全て、未分化のマウス胚性ガン腫(EC)細胞を感染させその中に入ることのできるもの
であるが、それらの遺伝子(及び非相同遺伝子)の発現及び生産的感染の樹立は遮断され
ている、ということが示されてきた(Swartzendruber及びLehman,J. Cell. Physiol. 85
: 179〜188, 1975; Peries et al., J. Natl. Cancer Iast, 59463-465, 1977)。これら
のウイルス成長特性は、マウス奇形ガン腫の悪性基幹細胞に由来する2つの細胞系統PCC4
及びF9の中で実証された。ウイルス増殖の遮断は、転写及び複製のレベルで起こり、ウイ
ルス非コーディング制御領域内に含まれたエンハンサーに対しマッピングする(Linneyet
al.,Nature 308 : 470〜472, 1984 ; Fujimura et al., Cell 23 : 809〜814, 1981;
Katinka 及びYaniv.Cell 20 : 393〜399, 1980)。
M-MuLVが未分化のEC細胞を感染させた時点で、ウイルスDNAはゲノム内に組込まれる。
しかしながら、上述のように、ウイルス遺伝子又は非相同遺伝子の発現は遮断される。ウ
イルス発現のこの遮断はレチノイン酸を成長培地に付加することによるEC細胞の末端分化
の時点で解除される。
EC細胞内のpVGELVIS構成体のRNA発現特性を試験するため、供給業者が提案する条件(c
a. 5μgのDNA/8mgの脂質試薬)に従って、リポフェクタミン(GIBCO-BRL,Gaithersbur
g, MD)とプラスミドDNAの複合体を形成させ、約75%の集密性で未分化のPCC4又はF4細胞
を含む35mmのウェルに付加する(Fujimuraetal., 1981. Cell 23 : 809-814) 。細胞変
性効果(CPE)の発生及び培地上清のプラーク検定により数量化されたシンドビス生産的感
染のレベルを、未分化の及び分化したトランスフェクションを受けた細胞の中で5日にわ
たって規則的な間隔で測定する。F9及びPCC4細胞の分化は、1μMの最終濃度でレチノイ
ン酸(SigmaChemicalCo., St. Louis ; Mo) の付加によって達成される。
M-MuLVベクターの感染を受けた未分化のEC細胞の中で観察される非相同遺伝子の相対的
発現の階層が一部には挿入依存性のものでありうるということが提案されてきた(Linney
et al., 1987,J. virol. 61 ; 3248-3253)。かくして、pVGELVISでのトランスフェクシ
ョンを受けた未分化のEC細胞は、シンドビスゲノミックcDNAの転写そして今度はウイルス
生活環の開始という点で、異なる結果をもたらす可能性が高くなる。この場合、pVGELVIS
でのトランスフェクションを受けた未分化EC細胞のG418選択の後、残りの細胞はクローニ
ングされ膨張させられる。このとき細胞クローンは、1μMという最終濃度でレチノイン
酸を付加することにより(SigmaChemical Co., St. Louis, Mo)、分化後のシンドビスウ
イルスの産生について試験される。
シンドビスNSPの存在下でのその構造タンパク質産生が細胞分化状態に依存しているベ
クターパッケージング細胞系統を分離するため、上述のとおり、未分化F9及びPCC4細胞を
pLTR/SINdIBspEを用いてトランスフェクションし、G418で選択する。次に、パッケージン
グされたSIN-lucベクターを用いた高い多重度での感染により、分化状態に感応性あるク
ローンを選択する。細胞溶解に対して耐性ある又はパッケージングされたSIN-luc ベクタ
ー粒子を産生しないクローンは、ベクターパッケージングクローンの候補である。これら
の候補クローンを、記述の通り、レチノイン酸での末端分化の後のSIN-lucベクター分子
産生について試験する。
マウス野生型ポリオーマウイルス(Py)は、奇形ガン腫細胞系統PCC4又はF9の中で複製
できない。未分化細胞内でのこの複製遮断は、早期領域(すなわちT抗原)遺伝子の転写
レベルで起こり、ビタミンAでの末端分化の誘発により解除される。未分化のPCC4及びF9
細胞内で生産的感染を樹立することのできるPy突然変異体は、ウイルスエンハンサー領域
に対しマッピングする。胚組織特異的転写エンハンサー要素の発生は、これらの突然変異
体という結果をもたらした。未分化奇形ガン腫細胞系統内のPy複製の阻害というこの特性
を活用するため、エンハンサーを含むウイルス調節非コーディング領域を、ELVIS戦略に
従って、シンドビスウイルスのゲノミックcDNAに結合させる。Py早期領域の精確な転写開
始部位が決定されてきた(Tooze, DNA腫瘍ウイルス参照)。PCC4及びF9細胞系統は、Py−
シンドビスベクターを用いて安定した形で形質転換される。このモデルにおいては、培地
にレチノイン酸を付加し末端分化を誘発させた後で、シンドビス生産的感染が起こる。
ウイルス性エンハンサー、21bpの反復、複製原点、CAAT及びTATAボックス、及び早期mR
NA転写5’キャップ部位に対応する配列を含む、塩基5021-152からのPy非コーディング領
域は、5’ウイルス端部に位置づけされ、かくしてnvivoでは、わずか単一キャップのC
残基のみがシンドビス5’末端に付加されるようになっている。Py非コーディング領域及
びシンドビス5’末端の並置が、以下で詳述するようにPCRを重複させることによって達
成される。第1の一次PCR 反応におけるPy非コーディング領域の増幅が、pBR322/Py 、菌
株A2プラスミド(ATCC番号45017-p53,A6.6(pPy-1))及び以下のプライマー対を含む反応
の中で達成される:
順方向プライマー:Pybgl5021F(バッファ配列/BglII認識配列/Pynts 5021-5043)
5'-TATATAGATCTCTTGATCAGCTTCAGAAGATGGC(配列番号43)
逆方向プライマー:SINPy152R(SIN nts 5-1/Py nts 152-134)
5'-TCAATGGCGGGAAGAGGCGGTTGG(配列番号44)
以上に示したプライマー対を用いたPy非コーディング領域のPCR 増幅が、テルメラーゼ
熱安定性DNA ポリメラーゼ(AmerescoInc., Solon. Ohis)及び供給業者が供給した 1.5m
MのMgCl2 を含む緩衝液を用いて行なわれる。付加的には、反応には、以下に示すPCR増
幅プロトコルを用いて、5%のDMSO及びHotStar Waxビーズ(Perkins-Elmer)が含まれる

温度(℃) 時間(分) サイクル数
94 2 1
94 0.5
55 0.5 35
72 0.5
72 10 1
第2の一次PCR反応でのシンドビス5’末端の増幅が、pVGSp6GENクローン及び以下の
プライマー対を含む反応において達成される:
順方向プライマー(Pynts138-152/SIN nts 1-16)
5'-CCGCCTCTTCCCGCCATTGACGGCGTAGTAC(配列番号45)
逆方向プライマー(SINnts3182-3160):
5'-CTGGCAACCGGTAAGTACGATAC(配列番号46)
上述のプライマー対を用いたシンドビス5’末端領域のPCR 増幅は、以下のPCR 増幅プ
ロトコルを用いて、上述の反応条件によるものである。
温度(℃) 時間(分) サイクル数
94 2 1
94 0.5
55 0.5 35
72 3.0
72 10 1
一次PCR 反応からの442bp及び3202bpの産物は、GeneClean (BIO 101)で精製され、以
下のプライマー対を用いてPCR 反応の中で一緒に用いられる。
順方向プライマー:Pybgl5021F(バッファ配列/BglII認識配列/Pynts 5021-5043):
5'-TATATAGATCTCTTGATCAGCTTCAGAAGATGGC(配列番号47)
逆方向プライマー:(SINnts 2300-2278):
5'-GGTAACAAGATCTCGTGCCGTG(配列番号48)
上述のプライマー対でのプライマーPCR アンプリコン産物の(?)PCR 増幅は、以下の
PCR 増幅プロトコルを用いて、上述の反応条件によるものである。
温度(℃) 時間(分) サイクル数
94 2 1
94 0.5
55 0.5 35
72 3.0
72 10 1
第1の一次PCRアンプリコン産物の20の3’末端塩基は、第2の一次PCRアンプリコン
産物の20の5’末端塩基と重複する:結果として得られる2,742bpの重複する二次PCRア
ンプリコン産物を、0.8%のアガロース/TBE 電気泳動により精製し、 BglIIで消化させ
、2,734bp の産物をBglII及びCIAPで処理されたpcDNASINbgl/xba(例3参照)内に連結さ
せる。結果として得られた構成は16,641bpsであり、ELVIS-PySIN として知られている。
ベクターパッケージング細胞系統の誘導のためのpLTR/Sind1Bsp に類似した構造タンパク
質発現ベクターを構築するため、BspEIを用いて完成するまでELVIS-PySIN構成を消化し
、塩基422-7054間の非構造タンパク質の欠失を達成するため、希釈条件下でこれを再結合
させる。この構成は、ELVIS-PySIN BspEとして知られている。
ELVIS-PySINプラスミドDNAを、供給業者により提案された条件(ca. 5μgのDNA/8m
gの脂質試薬)に従ってリポフェクタミン(GIBCO-BRL,Gaithersbery,MD)と複合体形成さ
せ、約75%の集密性で未分化のPCC4又はF9細胞を含む35mmのウェルにこれを付加する。細
胞変性効果(CPE)の発生及び培地上清のプラーク検定によって数量化されるシンドビス生
産的感染レベルは、未分化の及び分化されたPCC4又はF9細胞の中で5日の規則的間隔で測
定される。F9及びPCC4細胞の分化は、1μMの最終濃度でレチノイン酸(SigmaChemical
Co., St. Louis,Mo)を付加することによって達成される。
未分化のEC細胞がELVIS-PySINでのトランスフェクションに対する非相同応答を示す場
合、pVGELVISのトランスフェクションを受けた未分化のEC細胞のG418選択に続くシンドビ
スウイルスの増殖により溶解されなかった残りの細胞はクローニングされ、膨張させられ
る。その後、1μMの最終濃度でレチノイン酸(SigmaChemical Co., St. Louis, Mo)を
付加することにより、分化後のシンドビスウイルスの産生について細胞クローンを試験す
る。
シンドビスNSPの存在下で構造タンパク質の細胞分化状態依存性の発現パターンをもつ
、ELVIS-PySINdlBspEで安定した形でトランスフェクションを受けたベクターパッケージ
ング細胞系統の分離を、pLTR/Sind1BspE プラスミドについて上述した通りに達成する。
2.細胞プロモーターの使用
この戦略の第3の例は、β−グロブリン遺伝子座制御領域を使用する。β−グロブリン
多重遺伝子クラスタは、4つの発生調節された遺伝子を含んでいる。人間の発生の早期段
階において、胚の卵黄嚢は造血組織であり、ε−グロブリン遺伝子を発現する。この後に
は、胎児の肝臓内のγ−グロブリン遺伝子及び成人骨髄内のδ−及びb−グロブリン遺伝
子へのスイッチングが続く(Collins 及びWeissman, 1984, Prog, Nucleic Acid Res. Mo
l. Biol. 31:315)。
少なくとも2つのマウス赤白血病系統MEL 及びFriendが、β−グロブリンの末端分化依
存性発現のためのモデルとして役立つ。成長培地に2%のDMSOを付加することにより末端
分化の誘発後のみにこれらの系統内でβ−グロブリンの発現が観察れる。
β−グロブリン遺伝子座全体は、遺伝子座制御領域(LCR)により調節される。LCR 内に
あるのは、コーディング領域の5’であるDNアーゼI過敏性領域内にある優性制御領域(
DCR)である。DCRは5つのDNアーゼI過敏性(HS1-HS5)部位を含む。DCRは、トランスジ
ェニックマウス及び安定した形でトランスフェクションを受けたマウスの赤白血病(MEL)
細胞内の結合されたヒトβ−グロブリン遺伝子上での組込み独立型でコピー数依存型の発
現の高レベル部位を導く。(Grosveldet al., 1993, CSHSQB 58 : 7-12)。最近の研究で
は(Ellis etal. 1993 EMBO 12 : 127-134)、HS2内の配列に一致する合成コアのコンカ
テマーが、遺伝子座制御領域として機能することが示された。
シンドビスベクターの分化状態依存型発現を達成するため、ウイルスのゲノミックcDNA
を、LCRHS2部位に対応する縦列合成コアを含むプロモーターと並置させる。代替的には、
相同組換えにより内因性β−グロブリン遺伝子内でLCRの下流に望ましいシンドビスベク
ター構成体を挿入することができる。このような戦略においては、末端分化後のβ−グロ
ブリン転写開始部位をまず決定して、シンドビスベクターを精確に出発部位に置くことが
できるようになっている。
宿主細胞の分化状態によって溶解性ウイルス生活環の開始が制御される、ここで提案さ
れている戦略は、ウイルスが誘発する細胞病理の制御が望まれるその他の系において利用
できるはずである。
3.分化状態により制御される誘発可能なプロモーターの中へのベクター構成体の挿入
例3に記述されているようなELVIS 形態に位置づけされたシンドビスベクターからの非
相同遺伝子の発現が分化状態に依存したものであるクローンの生成を、pVGELVIS,pLTR/S
ind1BspE プラスミドについて上述のとおりに達成する。そのベクターを粒子産生が分化
状態に依存しているクローンの生成を、ELVIS 非相同遺伝子発現ベクターを用いて上述の
分離した分化依存性ベクターパッケージングクローンをトランスフェクションすることに
よって達成する。レチノイン酸により誘発された分化後に望ましい表現型又はベクター産
生を有するクローンを、上述のとおりに分離する。
D.非相同アストロウイルス接合領域からの構造タンパク質の発現
ベクターパッケージング系の重要な特性の中には、ベクターと構造遺伝子構成要素の間
の組換えを通して野生型ウイルスを作り出すことなく、感染性粒子を生成するのに必要な
構造的構成要素を細胞が発現するということがある。パッケージング細胞系統のこれら2
つの望ましい特性は、個々の非相同RNA ポリメラーゼII発現カセット上でのgag/pol 及び
env 遺伝子の構成性発現を通して、レトロウイルスベースの系において達成される。
ベクターパッケージング細胞系統のもう1つの重要な面は、野生型ウイルスの正常な複
製戦略をできるかぎり密接に模倣する系を誘導することにある。この問題は、パッケージ
ングされた組換え型ベクターの観察された力価レベルという点で重要なものである。接合
領域プロモーターからの高レベルのサブゲノミックmRNAの転写及びそれに続く構造タンパ
ク質への効率の良い翻訳の後で、シンドビス感染中のウイルス構造タンパク質の合成が達
成される。接合領域プロモーターは、アンチセンス配向においてのみ機能的であり、アン
チゲノミックRNAの合成は、非構造タンパク質の翻訳の後に起こり、かくして構造タンパ
ク質の発現が遅延される。このため、シンドビスに関しては、それ自体組換え型ベクター
分子から発現された非構造タンパク質によって活性化される接合領域プロモーターから構
造タンパク質の合成が行なわれるようなパッケージング細胞系統を構築することが好まし
いということになる。
選択模写メカニズムを介してシンドビスでの感染の間にRNA ゲノミック分子の間の比較
的高い頻度の組換えが起こるということが知られている(PNAS 1991 88 : 3253-3257) 。
ベクターと接合領域/構造遺伝子カセット。間の組換えは、恐らくはパッケージングされ
たベクター粒子100万につき1つの野生型ウイルスのレベルで野生型シンドビスウイルス
の生成という結果をもたらすことになる(Liljestrom Bio/Technology1991 9 : 1356-136
1)。野生型ウイルスの生成を緩和する1つの方法は、レトロウイルスパッケージング細
胞系統について使用されきわめて成功し、例7で前述したアプローチである、別々の発現
カセットへと構造遺伝子を分離する方法である。
シンドビスベクターパッケージング細胞系統内の野生型ウイルス産生レベルを低下させ
るもう1つのアプローチは、アストロウイルス遺伝子要素の制御下で構造タンパク質を発
現することである。この形態についての概略図が図10に描かれている。シンドビスウイル
スと同様に、アストロウイルス構造タンパク質の発現は、サブゲノミックメッセージから
高い構造タンパク質レベルが合成される接合領域戦略を取り入れている。アストロウイル
ス発現カセットは、以下の順序の2つの要素のうちの1つで構成されていてよい:(1)
誘発可能なプロモーター/アストロウイルス5’末端/アストロウイルス接合領域/シン
ドビス構造遺伝子/アストロウイルス3’末端、又は(2)アンチセンスアストロウイル
ス3’末端/アンチセンスシンドビス構造遺伝子/アンチセンスアストロウイルス接合領
域/アンチセンスアストロウイルス5’末端/肝炎デルタウイルスリボザイム又は例7に
記述されたその他の形態。両方の形態において、発現ユニットは、ウイルス複製の間に起
こるものと同じメカニズムを通してアストロウイルス非構造タンパク質によって増幅され
る。接合領域から開始される多数回にわたるサブゲノミックmRNA合成は、各々の発現ユニ
ットから起こることから、アストロウイルス非構造タンパク質による発現ユニットの増幅
は、きわめて高レベルのシンドビス構造タンパク質の産生という結果をもたらすことにな
る。上述のシンドビス構造タンパク質発現カセットの第2の形態は、毒性シンドビス構造
遺伝子の一次写しがアンチセンスであることから、第1の形態よりもうまく機能するかも
しれない。第1の形態における構造遺伝子の発現は、ネガティブ鎖の合成とそれに続く接
合領域からのポジティブサブゲノミックRNAの合成まで起こるはずがないものの、第2の
形態における一次写しのアンチセンス性は、細胞障害性タンパク質の発現を防ぐ付加的な
制御レベルを表わしている。
シンドビスウイルスの構造タンパク質がアストロウイルス接合領域発現カセットから個
別に合成されるパッケージング細胞系統内では、いかなる野生型ウイルスも生成されない
可能性が高い。ベクターの非構造タンパク質領域とアストロウイルス構造タンパク質発現
カセットの間の組換えは、生存不能な組合せであるシンドビスウイルス遺伝子とアストロ
ウイルスシス要素の共役が見られる分子という結果をもたらす。シンドビスシス及びトラ
ンス要素の適正な共役には、ベクターとアストロウイルス発現カセットの間、アストロウ
イルス接合領域と構造遺伝子ATG の間、そして構造遺伝子終止コドンとアストロウイルス
3’末端の間に2つの精確な組換え事象が必要となる。野生型ウイルスを生成するために
は、この2重組換え事象は、3つの別々のシンドビス構造遺伝子を取り込むべく同じ分子
上で3回ずつ(合計6回の事象)起こらなくてはならない。
アストロウイルスタンパク質の考えられる毒性を減少させるために、アストロウイルス
発現カセットの合成が誘発可能なプロモーターにより制御される。1つの可能性は、例7
で前述した「lac-スイッチ」系に従ってlacオペロンを使用することである(Stratagene
)。無償誘発物質IPTGの不在下でのオペロン制御された遺伝子の構成性発現レベルは、細
胞1個につき約10コピーである。アストロウイルス/シンドビス構造遺伝子発現カセット
に対応する誘発可能なプロモーターは、lacオペロン又はその他の非常に低い構成性発現
レベルをもつ適当なプロモーターであってよい。非相同性ウイルスによりシンドビスタン
パク質の制御が導かれているこれらの形態のパッケージング細胞系統の構築は、高力価の
野生型ウイルスを含まないパッケージングされたベクター粒子の生成という結果をもたら
すはずである。
例8
代替的ウイルスベクターパッケージング技術
ベクター構成体を支持する組換え型シンドビスウイルスを産生するためにさまざまな代
替的系を使用することができる。これらの系の各々は、バキュロウイルス及び哺乳動物ウ
イルス、ワクチン及びアデノウイルスが近年、遺伝子クローニングの対象となったいずれ
かの与えられたタンパク質を大量に作るように適合させられたという事実を利用するもの
である(Smithet al., Mol. Cell. Biol. 3 : 12, 1983 ; Piccini et al., Meth.Enzym
ology 153 : 545,1987;及びMansonr et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 82 :1359,
1985) 。
これらのウイルスベクターは、ウイルスベクター内への適当な遺伝子の挿入により組織
培養細胞内でタンパク質を産生するために使用でき、又シンドビスベクター粒子を作るよ
うに適合させることも可能なものである。
アデノウイルスベクターは、核複製ウイルスから誘導され、欠陥状態でありうる。ベク
ター内に遺伝子を挿入し、インビトロ構築(Ballay et al., EMBO J. 41 : 3861, 1986)
、又は細胞内の組換え(Thummel et al.,J. Mol. Appl. Genetris 1 : 435, 1982) のい
ずれかにより哺乳動物細胞内でタンパク質を発現するのにこの遺伝子を使用することがで
きる。
1つの好ましい方法は、(1)シンドビス非構造タンパク質、及び(2)修正されたシ
ンドビスベクター構成体を駆動するアデノウイルス主要後期プロモーター(MLP)を使用し
てプラスミドを構築することである。この形態における修正されたシンドビスベクターは
、転写されたRNAベクターが天然の状況下でそうである通りに自己複製するものとなるこ
とができるようにする修正された接合領域をなおも含むことになる。
このときこれらのプラスミドを、インビトロでアデノウイルスゲノムを作るのに使用す
ることができる(Ballayet al., Embo. J. 4 : 3861, 1985) 。複製欠陥性であるこれら
のアデノウイルスゲノムは、293個の細胞(アデノウイルスE1A タンパク質を作っている
ヒトの細胞系統)の中でトランスフェクションされて、欠陥アデノウイルスベクター内に
別々に支持されたシンドビス構造タンパク質及びシンドビスベクターの純粋な株を生み出
す。このようなベクターの力価は標準的に107〜1011/mlであることから、これらの株を
、高い感染多重度で同時に組織培養を感染させるのに使用することができる。このとき、
細胞は、シンドビスタンパク質及びシンドビスベクターゲノムを高いレベルで産生する。
アデノウイルスベクターは欠陥性であることから、直接的細胞溶解は大量に起こらず、シ
ンドビスベクターを細胞上清から収穫できる。
同じ要領で、一次細胞からベクターを生成するため、無関係のシンドビスベクター(例
えばRSV,MMTV 又はHIV)から誘導されたものといったその他のウイルスベクターを使用す
ることも可能である。一つの実施態様においては、これらのアデノウイルスベクターを一
次細胞と合わせて使用してシンドビスベクター調製物を生み出している。
キメラHIV/ポリオウイルスゲノムが、融合タンパク質を発現することのできるキメラミ
ニレプリコンの生成(J.Virol. 65 : 2875, 1991)を結果としてもたらす代替的発現系に
ついても同様に記述されている。これらのキメラポリオウイルスミニレプリコンは後に、
包膜され、キメラミニレプリコンの中で欠陥のある置換されたポリオウイルスカプシド前
駆物質P1タンパク質を発現する組換え型ワクチニアウイルス(VV−P1)を用いることによ
って感染性粒子を産生するものであることが実証された(J.Virol. 67 : 3712, 1993)。
この研究において、HIV-1gag-pol 配列は、ポリオウイルスのP1カ
プシドのVP2 及びVP3カプシド遺伝子に置換させられた。類似のやり方で、シンドビスベ
クターゲノムをP1カプシド配列に置換させ、この系内で、インビトロ転写されたシンドビ
スRNA 写しを細胞系統内にトランスフェクションした後ポリオ偽性型別シンドビスベクタ
ーを提供するための手段としてこれを使用することが可能である。換言すると、シンドビ
ス構造タンパク質は同様に、VP2及びVP3 配列を置換し、その後シンドビスベースのベク
ターのための代替的パッケージング細胞系統系を提供することができる。
1つの代替的系においては、以下の構成要素が用いられる:
1.Smithetal(前出)の中で記述されているものと類似の要領でバキュロウイルス系
内(又は酵母又はE.coli といったようなその他のタンパク質産生系内)で作られたシン
ドビス構造タンパク質;
2.既知のT7又はSP6又はその他のインビトロRNA生成系 (Flamant et al, J. Virol.
62 : 1827,1988) の中で作られたウイルスベクターRNA;
3.酵母又は哺乳動物組織培養細胞から精製された又は(2)の通りに作られたtRNA;
4.リポソーム(包埋されたenv タンパク質を伴う);及び
5.RNA 処理及びいずれかの又はその他の必要な細胞由来の機能を提供するものとして
同定された場合の(標準的にマウスの細胞からの)細胞抽出物又は精製された必要な構成
要素。
この手順内で、(1),(2)及び(3)が混合され、その後、env 随伴シンドビスタ
ンパク質、細胞抽出物及びプリリポソーム混合物(適当な溶剤中の脂質)が付加される。
(1),(2)及び(3)の混合物に対して結果として得られたリポソーム包埋envを付
加する前にリポソーム内にシンドビスenv タンパク質を包埋することが必要である可能性
がある。薬剤のリポソーム包膜のための方法と同じ要領で脂質プラス包埋シンドビスenv
タンパク質で発生期のウイルス粒子を包膜できるようにするため、混合物を処理する(例
えば、音波処理、温度操作又は回転透析による)(Gould-Fogeriteet al., Aral. Bioche
m. 148 : 15,1985)。この手順は、中間パッケージング細胞系統を樹立するという必要
条件無しに、高力価の複製不全シンドビスウイルスベクターを産生する。
例9
細胞系統又は組織特異的シンドビスベクター・「ハイブリッドエンベロープ」
シンドビスウイルスの組織及び細胞型特異性は、ウイルスコーディングされた外被タン
パク質E1及びE2によりまず決定される。これらのビリオン構造タンパク質は、ウイルス粒
子が感染細胞の表面から発芽したときに得られる宿主細胞由来の脂質エンベロープの中に
包埋された膜内外糖タンパク質である。このエンベロープは、単一のカプシドタンパク質
の多重高次コピーと複合体形成したゲノミックRNAで構成されている二十面体ヌクレオカ
プシドを取り囲んでいる。E1及びE2外被糖タンパク質は、3量体構造内にアッセンブリー
(集合)すると思われるヘテロダイマーとして複合体形成され、ビリオン表面上に特徴的
な「スパイク」を形成する。その上、これらのタンパク質の細胞質テイルはヌクレオカプ
シドと相互作用し、新しいウイルス粒子のアッセンブリーを開始させる(Virology193 :
424, 1993) 。個々のシンドビス糖タンパク質に起因する特性としては、糖タンパク質E2
によるレセプタ結合(Virology 181 :694, 1991) 、及び細胞質内へのヌクレオカプシド
粒子の送り出しという結果をもたらすビリオンエンベロープとエンドゾーム膜の糖タンパ
ク質E1を媒介にした融合(ポジティブ鎖RNAウイルスの新しい様相、p166〜172,1990)が
ある。
本発明は、糖タンパク質活性(特にE2であるがこれに限られるわけではない)を分析し
無傷の非相同糖タンパク質を同時発現させること、又は、ハイブリッドエンベロープ遺伝
子産物(すなわち特定的に言うと、同じタンパク質分子内で天然には発見されない外因性
結合ドメイン及びその天然の細胞質及び膜にまたがる領域を有するシンドビス外被糖タン
パク質)を作り上げること、又はその組織向性においてシンドビスとは異なるその他のア
ルファウイルス又はその誘導体の糖タンパク質とこれらのE2及び/又はE1糖タンパク質を
置換することによって、ビリオンアッセンブリーにとって必要とされる細胞質機能を分析
することなく宿主範囲特異性を変えることができる、ということを認めている。かくして
、導入されたタンパク質分子又はドメインの向性に応じて、予め選択された標的細胞に対
して特異的に結合することになる組換え型シンドビスベクター粒子を産生することができ
る。
第1の形態においては、組織の向性を変えるため、その他のアルファウイルス又はその
変異体からの類似の外被糖タンパク質E1及び/又はE2の置換が用いられる。例えば、ベネ
ズエラウマ脳炎ウイルス(VEE)は、そのシンドビスウイルス相対物とは異なり、リンパ球
由来の細胞に対する向性を示すアルファウイルスである。従って、VEE構造タンパク質を
発現する細胞系統内にパッケージングされたシンドビスベクターは、パッケージング細胞
構造タンパク質遺伝子カセットを提供した親VEE ウイルスと同じリンパ向性を示すことに
なる。
特定的には、VEEウイルスのトリニダードロバ株(ATCC#VR-69)をBHK 細胞内で増殖さ
せ、シンドビスのクローニングについて記述したものと類似の手順を用いてビリオンRNA
を抽出する。構造タンパク質コーディング領域全体を、周囲のKozak コンセンサス配列を
含む真正AUG 翻訳開始部位及びUGA翻訳停止部位に対しそれぞれマッピングする5’−末
端をもつプライマー対を用いて増幅させる。順方向プライマーはVEEヌクレオチド7553−7
579に対し相補性をもち、逆方向プライマーは、VEEヌクレオチド 11206〜11186(Virolog
y 170 : 19 からの配列)に対し相補的である。構造タンパク質遺伝子に対応するVEEcDNA
のPCR 増幅は、シンドビスについて記述されたとおりの2段階式送トランスクリプターゼ
−PCR プロトコル、鋳型としてのVEEゲノムRNA 及び以下のオリゴヌクレオチド対を用い
て、達成される。
順方向プライマー(VEE7553F)
5'-TATATGCGGCCGCACCGCCAAGATGTTCCCGTTCCAGCCA-3'
(配列番号49)
逆方向プライマー(VEE11206R)
5'-TATATGCGGCCGCTCAATTATGTTTCTGGTTGGT-3'
(配列番号50)
表示されたVEEヌクレオチドに対するそのそれぞれの相補性に加えて、各々のプライマ
ーには、その5’末端に NotI認識配列が含まれている。PCR 増幅に続いて、3800bpのフ
ラグメントを1%のアガロースゲルの中で精製させ、その後酵素NotIで消化させる。次
に、結果として得られたフラグメントを前述のpOP13 及びpOPRSV1 ベクター(Stratagene
) の中に別々に連結させ、これらのベクターをNotIで消化させ仔ウシ腸内アルカリ性ホ
スファターゼで処理する。完全なVEE 構造タンパク質コーディング配列を含む、これらの
結果として得られたベクターは、pOP13-VEESP及びpORSV1-VEESPとして知られている。パ
ッケージング細胞系統の開発におけるこれらのクローンの使用は、シンドビスパッケージ
ングラインについて記述されたものに追従する。さらに、本特許においてシンドビスにつ
いて概略説明された系及び当該技術分野で既知の標準技術を用いて、lacオペロン−VEE
構造タンパク質遺伝子発現ベクターの変形態様も構築する。その上、VEE の変異体及び組
織向性が異なっているその他のアルファウイルス及びその変異体が、このアプローチに従
う場合に有用なものである。
第2の形態では、エンベロープシンドビスベクター粒子を産生することのできるパッケ
ージング細胞系統の脂質2重層の中で、非相同糖タンパク質又は細胞リガンドが発現され
る。この形態は、VSV-G偽性型別シンドビスベクターの産生について例6で記述したもの
と類似している;ただし、この形態では、E2レセプタ結合機能は、挿入、欠失又は塩基特
異的配列突然変異誘発によって不活性化される。E2のレセプタ結合機能は、非相同糖タン
パク質又は細胞リガンドにより供給されるものにベクター粒子向性を制限するように不活
性化される。VSV-G偽性型別の列に加えて、シンドビスパッケージング細胞系統内に安定
した形でトランスフェクションされた標準ベクターから発現された場合には、特定の細胞
レセプタ(例えばCD4細胞ターゲティングのためのレトロウイルスHIVgp 120タンパク質
)をターゲティングするその他のウイルス糖タンパク質が利用される。
第3の形態では、インビトロの特定の細胞系統又はインビボの組織タイプへとシンドビ
スウイルスベクターをターゲティングすることができるようにするキメラ糖タンパク質も
調製される。このようなキメラ糖タンパク質を構築するためには、シンドビス構造タンパ
ク質発現ベクターへと置換されうるインサート配列を増幅させるのに、望ましいレセプタ
のリガンド結合ドメイン及び相同性シンドビス配列(唯一の特異的制限エンドヌクレアー
ゼ部位を含むもの)を含む特異的オリゴプライマが用いられる。代替的には、許容的挿入
部位に消化し戻すために適当な制限酵素部位からの制限されたBal-31消化を行ない、その
後続いて、小さいレセプタ結合ドメインをコードするフラグメント、又は全ウイルス糖タ
ンパク又は細胞表面リガンドの平滑末端連結が行なわれる。一例を挙げると、HIVgp 120
外被タンパク質(Virology185 : 820, 1991) の主要な中和ドメインに対応するペプチド
を、正常なE2向性を分断しCD4細胞ターゲティングを提供するのに用いることができる。
HIVgp120の例は1つのハイブリッドタンパク質を例示しているが、可能性がウイルス
糖タンパク質に制限されているわけではない。例えば、ヒトインターロイキン−2のレセ
プタ結合部分は、IL−2レセプタをもつ細胞内にベクターをターゲティングするようシン
ドビスの外被タンパク質と組み合わされる。その上、抗体のFc部分を認識する外被タンパ
ク質を用いて組換え型シンドビスベクター粒子を作り出すのに、前述の技術を使用する。
このとき、予め選択された標的細胞のみを認識するモノクローナル抗体をこのようなFcレ
セプタを支持するシンドビスベクター粒子に結合させ、ベクター粒子がこれらの予め選択
された標的細胞(例えば腫瘍細胞)のみに結合しこれを感染させるようにする。代替的に
は、ビオチニル化された抗体又はその他のリガンドでコーディングされた細胞をターゲテ
ィングするため、アビジンの結合ドメインをもつハイブリッドエンベロープが使用される
。患者はまず抗体でのフラッディングを受け、次にベクターの投与に先立ち未結合の及び
非特異的に結合した抗体を一掃する時間をもらう。ビオチンに対するアビジン結合部位の
高い親和性(10〜15)は、モノクローナルイメージ」により同定されたものとの組織に対
する精確かつ効率の良いターゲティングを可能にしてくれる。
例10
シンドビス接合領域の制御下でのβ−ガラクトシダーゼを発現する細胞系統の感染による
調製物内のベクターユニットの決定
β−ガラクトシダーゼを発現するリポータ細胞系統の感染による調製物内のベクターユ
ニットの決定。
患者に適正な治療用量のベクターを投与するためには、調製物中に含まれたベクター感
染性ユニットを容易に決定することのできる方法を誘導することが望ましい。これは、そ
の細胞内に機能的シンドビス非構造タンパク質が存在する場合にのみβ−ガラクトシダー
ゼ又はもう1つのリポータ遺伝子を発現する細胞系統を生成することによって達成される
。個々の細胞が複数のベクター粒子による感染を受けず、かくして力価又はベクターユニ
ットを決定できるように、増大する希釈度のシンドビスベクター調製物で細胞系統を感染
させることができる。従って、この細胞系統は、ベクター調製物の中に存在する機能的粒
子の検定法である。
A.シンドビス非構造タンパク質の制御下で機能的β−ガラクトシダーゼタンパク質を発
現する細胞系統の生成
1つの形態においては、シンドビスRNA の転写を開始させることのできる5’−末端配
列、シンドビス接合領域、リポータ遺伝子及びマイナス鎖合成のための3’−末端シンド
ビスRNAポリメラーゼ認識配列を含む真核性発現カセットが構築される。このカセットは
、真核性転写プロモーターに隣接してアンチセンス配向で位置づけられる。付加的にはこ
れらの構成体は、同様に、5’−末端配列のシンドビスヌクレオチド1に直ぐ隣接して、
精確にこのシンドビスヌクレオチドの後で一次RNA写しの分割という結果をもたらすこと
になる触媒リボザイム配列を含んでいてよい。このアンチセンス配向では、リポータ遺伝
子は翻訳され得ず、リポータ遺伝子発現に先立つポジティブ鎖のmRNA内への転写のための
シンドビス非構造タンパク質の存在に完全に依存している。これらの非構造タンパク質は
、滴定されているシンドビスベクター調製物によって提供されることになる。さらに、こ
の形態は、精確なシンドビスゲノム5’−及び3’−末端配列を含むよう設計された場合
、シンドビスベクターによって提供されるものと同じ非構造タンパク質を利用することに
より、リポータ遺伝子の写しが増幅を受けることができるようにする。
このアンチセンス滴定構成の例は、以下のとおりである。酵素 SacIを用いてプラスミ
ドpSKSINBV-lacZを消化させる。これは、シンドビス3’−末端及びポリA配列の直後で
分割する。酵素T4DNAポリメラーゼ及びdNTPを付加しその後16℃で10分間インキュベート
することにより、突出する3’−末端を平滑にする。15分間75℃でのインキュベーション
により、T4DNAポリメラーゼを熱で不活性化する。直線化されたプラスミドを次に酵素Bam
HIで消化させ、これは、シンドビス接合領域の上流、ヌクレオチド7335のところで切断
する。結果として得られたフラグメントを1%のアガロースゲル中で精製し、酵素XbaI
で消化され上述のとおり平滑末端にされBamHIで消化され1%のアガロースゲル内で精製
され仔ウシ腸内アルカリ性ホスファターゼで脱リンされたpMCS-26s(例7に記述)を用い
て連結させる。
次に、pMCS-lacZとして知られている結果として得られた構成体を、重複PCR増幅(図
7に詳述)を用いて、肝炎デルタウイルス(HDV)の抗ゲノミック鎖からの84ヌクレオチド
リボザイム配列に融合されたシンドビスの5’−末端299ヌクレオチドを含むように修正
する。最初、別々のPCR反応の中で2つのプライマー対を使用し、それに続いて2回目の
PCR においてそれらの重複合成を行なう。反応#1はプライマーHDV17〜18(配列番号
)とHDV 49−XC(配列番号 )を含み、反応#2は、プライマーSIN-HDV(配列番号 )及
びSIN276-SPE(配列番号 )そして鋳型としてのプラスミドpVGSp6GENを含んでいる。PCR
増幅は、標準的な2温度循環プロトコルによって達成される。第1回目のPCR増幅の後
、反応#1と反応#2の各々からの合計量の1/20を組合せ、プライマーHDV49−XC及びS
IN276-SPE及び標準的2温度循環プロトコルを用いた2回目のPCR増幅において鋳型とし
てこれを使用する。2回目のPCR の後、414bpのアンプリコンをMermaid キット(Bio 101
, La Jalla, CA)で精製し、酵素ClaI及び SpeIで消化させる。1%のアガロースゲル
中で消化されたアンプリコンを精製し、その後、同様にClaIと SpeIで消化され1%の
アガロースゲル中で精製されるプラスミドpMCS-LacZ 内に連結させる。発現カセット要素
HDV 抗ゲノムリボザイム/シンドビス5’−末端299nts./接合領域/lacZ遺伝子/3’
−末端未翻訳領域を含む、結果として得られた構成体は、pd5'LacZとして知られている。
プラスミドpd5'LacZからのLacZ発現カセットをその後pcDNA3内に挿入する(Invitrogen
Corp., SanDiego, CA)。プラスミドpd5'LacZを酵素 NotIで消化し、上述のとおり平滑
末端化し、その後酵素 XbaIで消化する。形態シンドビス3’−末端配列/LacZ遺伝子/
接合領域/シンドビス5’末端配列/HDVリボザイムのアンチセンスリポータカセットRNA
を転写するCMV プロモーターを含む、結果として得られた構成体は、pSINjraβ−gal
として知られている。
ポリカチオン試薬Transfectam(Promega,Madison WI) と複合体形成された pSINjraβ
−gal ベクター5μgを用いて60mmのペトリ皿の中で成長させた5×105のBHK-21細胞の
トランスフェクションによって、 BHKSINjraβ−gal 細胞を誘導する。トランスフェクシ
ョンから24時間後に、培地に400μg/mlのG418(GibcoBRL, Gaithersburg, MD)を補足
する。トランスフェクションを受けていない細胞が全て死滅し、G418耐性コロニーが分割
し始めた後、細胞をトリプシン処理によってプレートからとり除き、プールし、その後限
界希釈法によりクローニングする。シンドビスウイルスの野生型株の既知の力価での感染
による機能的β−ガラクトシダーゼの産生について、いくつかのクローンを試験する。ま
ず2%のホルムアルデヒド(37%の原液)/0.2%のグルタルアルデヒドを含む溶液でPBS
洗浄された細胞を固定し次に0.5mMのフェリシアン化カリウム/0.5mM のフェロシアン
化カリウム/2mMのMgCl2/1mg/mlのXgalを含む溶液で細胞を染色することによって、
感染から6時間後に、候補の BHKSINjraβ−gal クローン中の機能的b−ガラクトシダー
ゼの産生を決定する。3時間以内に青色細胞が明確に見える。シンドビスウイルス株が高
レベルの欠陥干渉(DI)粒子を含んでいないということを条件として、BHK-21細胞につい
てプラーク検定によって決定されるウイルス力価は、BHKSINjraβ−gal 細胞上でのX-gal
染色により観察された力価と類のものであるはずである。
例7に記述されているもののようなパッケージング細胞系統から産生されたベクターユ
ニットで表わされたさまざまなシンドビスベクター調製物の力価は、いくつかのベクター
希釈物でのBHKSINjraβ−gal 細胞の集密的単層の感染によって決定される。ベクター調
製物の力価は、上述のとおりβ−ガラクトシダーゼタンパク質を産生する細胞の視覚化に
よって、感染から6時間後に決定される。記述されたシンドビスベクターが構造遺伝子に
対応するウイルス領域を含まないことから、BHK-21細胞中のプラーク検定によりベクター
調製物の力価を決定することは不可能である。
代替的には、真核性プロモーター/ウイルストランスクリプターゼにより認識される5
’−末端シンドビス配列/シンドビス接合領域/リポータ遺伝子/マイナス鎖合成のため
のシンドビスRNAポリメラーゼ認識配列から成る異なるリポータカセット形態を用いるこ
とによって、滴定用細胞系統が産生され、センス配向で発現される。このリポータ発現カ
セットは、リポータ遺伝子をコードするサブゲノミックメッセージの転写に先立って、ベ
クターにより供給されたシンドビス非構造タンパク質によるアンチセンスRNA分子への合
成を必要とする。
特定的に言うと、センス配向のパッケージング構成体は、以下のように作り上げられる
。酵素ApaIを用いてプラスミドpVGELVISを消化させ、これはシンドビス3’−末端のち
ょうど下流でヌクレオチド11737 のところで分割する。T4DNAポリメラーゼ及びdNTPの付
加及び10分間16℃でのインキュベーションによりApaI−消化されたDNA を平滑末端にす
る。ポリメラーゼの熱不活性化の後、DNAフラグメントを酵素 SfiIで消化させ、1%の
アガロースゲル内で10041bpのフラグメントを精製する。プラスミドpSKSINBV-lacZ を酵
素 SacIで消化させ、上述のとおりに平滑末端化する。その後、フラグメントをSfiIで
消化させ、1%のアガロースゲル中で7kbpのフラグメントを精製する。次に7kbのpSKSIN
BV-lacZ フラグメントを精製されたpVGELVISフラグメントナトリウム内に連結させてプラ
スミドpELVIS-bgalを作り出す。このプラスミドは、MuLVLTRプロモーターの制御下で完
全なシンドビス非構造タンパク質、シンドビス接合領域、LacZ遺伝子及びシンドビス3’
−末端レプリカーゼ認識配列を含む。プラスミドpELVIS-bgalをBspEIで消化させ、Gene
clean (Bio 101corp., San Diego, CA) で精製し、自らに再度連結させる。BspEはnts42
2-7054の間のシンドビス非構造タンパク質遺伝子配列を除去する。再連結された構成体は
、全てのMuLV-LTRプロモーターの転写制御下にありかつ下流にある、シンドビスRNAの転
写を開始することのできる5’配列、シンドビス接合領域、LacZ遺伝子をコードする配列
、そしてマイナス鎖のRNA の合成のために必要とされるシンドビス3’−末端配列を含ん
でいる。この構成体は、pELVISdlNSP-bgalとして知られている。
プラスミドpELVISdlNSP-bgalを、BHK細胞中にトランスフェクションさせ、前述のとお
りに試験する。BHK,pELVISdlNSP-bgal 細胞は、シンドビストランスクリプターゼにより
認識される、末端配列、シンドビス接合領域、LacZ遺伝子をコードする配列そしてマイナ
ス鎖RNAの合成のために必要とされるシンドビス3’末端配列を伴うRNA写しを産生する
。BspEIの欠失により作り上げられた終止コドンと上流の読取り枠のため、一次写しから
のβ−ガラクトシダーゼ発現が防がれる。滴定されつつあるシンドビスベクターによって
提供されたシンドビス非構造タンパク質の付加は、アンチセンス中間体の初期合成の後、
シンドビス接合領域からの活性lacZ写しの転写という結果をもたらすことになる。さらに
、この形態は、精確なシンドビスゲノム5’−及び3’−末端配列を含むよう設計されて
いる場合、シンドビスベクターにより提供されたものと同じ非構造タンパク質を利用する
ことによってリポータ遺伝子の写しが増幅を受けることができるようにする。
もう1つの形態においては、センス配向で位置づけされたアンチセンスリポータ遺伝子
とそれに続く3’−末端シンドビスレプリカーゼ認識配列を含む発現カセットを用いて、
滴定用細胞系統が産生される。この構成体は、真核性プロモーターの制御下で、滴定され
るきベクターによって提供されるシンドビス非構造タンパク質により認識され転写される
RNA 写しを産生する。シンドビス非構造タンパク質は、一次リポータ写しの中の配列を認
識し、今度はセンスリポータ写しを合成する。この構成体はリポータ遺伝子写しの増幅か
ら恩恵を受けず、それでもベクター滴定を可能にするのに充分な写しを提供しなければな
らない。
このタイプの滴定用カセットの構成は、以下のとおりである。pSV-β−ガラクトシダー
ゼベクター(PromegaCorp., Madison, WI) を酵素HindIIIで消化させ、上述のとおり平
滑末端にする。プラスミドをさらに酵素BamHI及びXmnIで上述させて、LacZ遺伝子を除
去し、残りのフラグメントのサイズを低減させる。LacZ遺伝子を含む3737nt. フラグメン
トを1%のアガロースゲルの中で精製し、酵素BamHI及びEcoRVで消化された消化されたp
cDN3(Inuitrogen,San Diego, CA) 内に連結させる。この新しいプラスミド構成体は、pc
DNAaLacZとして知られている。このプラスミドを、酵素ApaIで消化させ、上述のとおり
平滑末端にし、酵素 XhoIでさらに消化させる。プラスミドpSKSINBV(前述のもの)を S
acIで消化させ、上述のとおり平滑末端化し、その後XhoIで消化させる。シンドビス3
’レプリカーゼ認識配列を含む、結果として得られた146nt のフラグメントを、 1.2%の
アガロースゲル中で精製し、消化されたpcDNAaLacZベクター内に連結させる。再度連結さ
れた構成体は、アンチセンスLacZ遺伝子及び3’シンドビスレプリカーゼタンパク質認識
配列をCMVプロモーターから下流のところに含んでいる。結果として得られた構成体は、p
cDNAaLacZ-3'Sinとして知られている。この構成体はBHK細胞内にトランスフェクション
され、前述の通りに利用される。
例11
免疫応答の誘発のためのHBV 抗原を発現するベクター構成体の生成
A.HBVE/コア配列の分離
B型肝炎の全プリコア/コアコーディング領域を含む1.8kb BamHIフラグメントをプラ
スミドpAM6(ATCC No.45020)から得、KSII+ のBamHI部位(Stratagene,La Jolla, CA)
内に連結させる。このプラスミドは、KSII+ HBpc/cと呼称される。 XhoIリンカーをKSII
+HBpc/cを、KSII+ HBpc/c内のプリコア/コアのStuI部位(ヌクレオチド配列1704で)
に付加し、ひきつづきHincIIで分割を行なう(ヌクレオチド配列2592で)。結果として得
られた877塩基対XhoI−HincIIプリコア/コアフラグメントを、SKII+ の XhoI/HinCI
I部位内でクローニングさせる。このプラスミドはSKII+HBeと呼称される。
B.PCR を利用する配列の調製
1.PCR を利用したHBVe/コア配列の部位特異的突然変異誘発
プラスミドKSII+HBpc/c中のプリコア/コア遺伝子を配列決定して、プリコア/コアコ
ーディング領域が適正であるか否かを決定する。この配列は、コドン84及び85において2
つの連続する枠内TAG停止コドンという結果をもたらすコドン79におけるフレームシフト
をひき起こす単一塩基対欠失を有することがわかっている。この欠失は、プラスミドSK+H
Be 内のプリコア/コアコーディング領域のPCRオーバーラップ(重複)拡張(Ho et al.
, Gene. 77 :51, 1989) によって補正される。欠失を補正するべく行なわれる3回のPCR
反応のためには、4つのオリゴヌクレオチドプライマーが使用される。
第1の反応は2つのプライマーを利用する。センスプライマー配列は、adw 菌株のヌク
レオチド配列1805〜1827に対応し、5’末端に2つのXhoI制限部位を含む。ヌクレオチ
ド配列番号はGenbank(Intelligenics,Inc., Mountain View, CA)から得られる。
5'-CTCGAGCTC GAG GCA CCA GCA CCA TGC AAC TTT TT-3'
(配列番号51)
第2のプライマー配列は、B型肝炎ウイルスのadw 菌株のアンチセンスヌクレオチド配
列2158〜2130に対応し、コドン79,84及び85を含む。
5'-CTACTAGAT CCC TAG ATG CTG GAT CTT CC-3'
(配列番号52)
第2の反応も同様に2つのプライマーを利用する。センスプライマーはadw 菌株のヌク
レオチド配列2130〜2158に対応し、コドン79,84及び85を含む。
5'-GGAAGATCC AGC ATC TAG GGA TCT AGT AG-3'
(配列番号53)
第2のプライマーはSK+ プラスミドポリリンカーからのアンチセンスヌクレオチド配列
に対応し、HBV プリコア/コアコーディング領域の停止コドンより135bp下流にClaI部
位を含む。
5'-GGGCGATAT CAA GCT TAT CGA TAC CG-3'
(配列番号54)
第3の反応は同様に2つのプライマーを利用する。センスプライマーはadw 菌株のヌク
レオチド配列5〜27に対応し、5’末端に2つのXhoI制限部位を含む。
5'-CTCGAGCTC GAG GCA CCA GCA CCA TGC AAC TTT TT
(配列番号55)
第2のプライマー配列は、SK+ プラスミドポリリンカーからのアンチセンスヌクレオチ
ド配列に対応し、HBVプリコア/コアコーディング領域の停止コドンより135bp下流に Cl
aI部位を含む。
5'-GGGCGATAT CAA GCT TAT CGA TAC CG-3'
(配列番号56)
第1のPCR 反応は、アンチセンス鎖内の欠失を補正し、第2の反応はセンス鎖内の欠失
を補正する。RCR反応1及び2は、コドン79内で起こるCCからCCAまでの突然変異及びコ
ドン81内のTCAからTCT までの塩基対置換を補正する。プライマー1は、HBVeコーディン
グ領域のATGコドンの上流10bpのところに2つの連続的XhoI部位を含んでおり、プライ
マー4はHBV プリコア/コアコーディング領域の停止コドンより135bp下流のところにCl
aI部位を含む。第1及び第2のPCR反応の産物は、第3のPCR 反応において拡張されて
、正しい配列をもつ1つの完全なHBV プリコア/コアコーディング領域を生成する。
以下の循環条件を用いてPCR 反応が行なわれる:最初に、試料を2分間94℃で加熱する
。溶融ステップと呼ばれるこのステップは2本鎖DNA を合成のための1本鎖に分離する。
次に試料を30秒間56℃で加熱する。アニーリングステップと呼ばれるこのステップはプラ
イマーが第1段階で産生された1本鎖DNAまでアニールできるようにする。次に試料を30
秒間72℃で加熱する。拡張ステップと呼ばれるこのステップは、第1段階で産生された1
本鎖DNA の相補的鎖を合成する。第2の溶融ステップを30秒間94℃で行ない、その後に30
秒間56℃でのアニーリングステップを行ない、これに続いて30秒間72℃での拡張ステップ
を行なう。その後、この手順を35サイクル反復し、望ましいDNA産物の増幅を結果として
得る。
PCR 反応産物を1.5%のアガロースゲル電気泳動によって精製し、NA45紙(Schleichen
and Schuell,Keene, New Hampshire) 上へ移す。400μlの高塩緩衝液(1.5MのNaCl,20
mMのトリス、pH8.0 、及び0.1mMのEDTA) の中で65℃で30分間インキュベートすることに
より、望ましい787bpDNAフラグメントをNA45紙から溶出させる。溶出の後、 500μlの
フェノール:クロロホルム:イソアミルアルコール(25:24:1)を溶液に加える。混合
物を渦流に付し、次にBrinkmannEppendorf 遠心分離器(5415L)内で5分間14000rpmで
遠心分離する。望ましいDNA フラグメントを含む水相を新鮮な1.5ml のmicrofuge管に移
し、 100%のEtoHを1.0ml加える。この溶液を5分間ドライアイス上でインキュベートし
、その後10000rpmで20分間遠心分離する。上清を傾瀉させ、ペレットを70%のEtoH500μ
lで洗い流す。SavantSpeed-Uac濃縮器の中で真空下10000rpmでの遠心分離によりペレッ
トを乾燥させ、次に10μlの脱イオン水の中で再懸濁させる。PCR産物1マイクロリット
ルを、 1.5%のアガロースゲル電気泳動により分析する。787 XhoI− ClaI− ClaIプ
リコア/コアPCR増幅フラグメントをSK+プラスミドの XhoI− ClaI部位の中にクロー
ニングする。このプラスミドはSK+ HBe-c と呼称される。E. coli (DH5alpha, Bethesda
Research Labs.Gaitkersburg, MD) をSK+ HBe-c プラスミドで形質転換させ増幅させて
プラスミドDNAを生成する。このプラスミドを次に、基本的にBirnboimが記述する通りに
分離し精製する(Nuc.Acid Res. 7 : 1513, 1979 ; 分子クローニング:実験室マニュア
ル、Sambrooketal. (eds.), Cold Spring Harbor Press. 1989も参照のこと)。プリコ
ア/コア遺伝子の配列を確認するためSK+HBe-c プラスミドを分析する(図4)。
2.HBV コア配列の分離
プラスミドSK+HBe中の単一の塩基対を、例9Bで記述されている通りPCR オーバーラッ
プ拡張によって補正する。突然変異を補正するよう行なわれるPCR 反応のため4つのオリ
ゴヌクレオチドプライマーを使用する。
第1の反応は2つのプライマーを利用する。センスプライマーはSK+ HBe プラスミドの
T−7プロモーターのためのヌクレオチド配列に対応する。
5'-AATACGACT CAC TAT AGG G-3'
(配列番号57)
第2のプライマーは、adw 菌株のアンチセンス配列2158〜2130に対応し、コドン79, 84
及び85を含む。
5'-CTACTAGAT CCC TAG ATG CTG GAT CTT CC-3'
(配列番号58)
第2の反応は2つのプライマーを利用する。アンチセンスプライマーはSK+ HBe プラス
ミドの中に存在するT−3プロモーターのためのヌクレオチド配列に対応する。
5'-3':ATTAACCCT CAC TAA AG
(配列番号59)
第2のプライマーは、adw 菌株のセンスヌクレオチド配列2130〜2158に対応し、コドン
79, 84及び85を含む。
5'-GGAAGATCC AGC ATC TAG GGA TCT AGT AG-3'
(配列番号60)
第3の反応は2つのプライマーを利用する。アンチセンスプライマーは、SK+ HBe プラ
スミドの中に存在するT−3プロモーターのためのヌクレオチド配列に対応する。
5'-ATTAACCCT CAC TAA AG-3'
(配列番号61)
第2のプライマーはSK+ HBe プラスミド内に存在するT−7プロモーターのセンス配列
に対応する。
5'-AATACGACT CAC TAT AGG G-3'
(配列番号62)
第3の反応からのPCR産物は、HBVプリコア/コアコーディング領域についての正しい
配列を生成する。
HBV コアコーディング領域を分離するため、コアコーディング領域のATG開始コドンの
上流に XhoI制限部位を導入しHBVプリコーディング領域の29アミノ酸リーダー配列を削
除するようにプライマーを設計する。第4の反応では、第3の反応からのPCR産物及び以
下の2つのプライマーを用いてHBV コアコーディング領域を産生する。
センスプライマーは、adw 菌株のヌクレオチド配列1885〜1905に対応し、5’末端に2
つの XhoI部位を含む。
5'-CCTCGAGCT CGA GCT TGG GTG GCT TTG GGG CAT G-3'
(配列番号63)
第2のプライマーは、SK+ HBe プラスミド内に存在するT−3プロモーターのためのア
ンチセンスヌクレオチド配列に対応する。第4のPCR反応からの約600bp のPCR 産物は5
’末端にHBV コアコーディング領域及び新規のXhoI制限部位を、又SK+ HBe プラスミド
のマルチクローニング部位の中に存在した3’末端においてClaI制限部位を、含んでい
る。
5'-ATTACCCCT CAC TAA AG-3'
(配列番号64)
第4のPCR 反応の後、溶液を新鮮な1.5mlのmicrofuge管の中に移す。この溶液に3M
の酢酸ナトリウムを50マイクロリットル付加し、その後500μlのクロロホルム:イソア
ミルアルコール(24:1)を加える。混合物を渦流に付し、次に5分間14000rpmで遠心分
離する。新鮮なmicrofuge管に水相を移し、1.0mlの 100% EtoH を付加する。この溶液
を 4.5時間−20℃でインキュベートし、その後20分間10000rpmで遠心分離する。上清を傾
瀉し、ペレットを500μlの70%EtoH で洗い流す。真空下で10,000rpm で遠心分離によ
りペレットを乾燥させ、次に10μlの脱イオン水の中で再度懸濁させる。PCR産物を1マ
イクロリットル、1.5%のアガロースゲル電気泳動法により分析する。
3.HBV X抗原の分離
B型肝炎ウイルスX読取り枠を含む642bp の NCOI− TaqIフラグメントを、pAM6プラ
スミド(adw)(ATCC 45020) から得、クレノウフラグメントにより平滑末端にし、SK+のH
incII部位の中に連結させる(Stratagene,La Jolla, Califarnia) 。
連結反応を用いてE.coli(DH5 alpha, Bethesda Research Laboreteries, Gaitherburg
, MD)を形質転換させ、増殖させる。次に、基本的にBirnboimetalによって記述されてい
る通りに(Nuc.Acid Res. 7 : 15134, 1979;分子クローニング:実験室マニュアル、Sa
mbrooket al.(eds.) Cold Spring Harbor Press, 1989)ミニプレップDNA を分離し精製
する。
このフラグメントはいずれの配向ででも挿入できることから、SK+ マルチクローニング
部位の中の XhoI及びClaI部位に関してセンス配向を有するクローンが選択される。よ
り特定的に言うと、ミニプレップDNAを診断用制限酵素BamHIで消化させる。正しい配向
でのインサートは、サイズが3.0kb 及び0.6kb の2つのフラグメントを生み出す。正しく
ない配向でのインサートは、3.6kb及び0.74kbの2つのフラグメントを生み出す。正しい
配向でのクローンが選択され、SK−XAg と呼称される。
4.HBVe-c,HBVコア及びHBV X を発現するシンドビスベクターの構築
HBVe-c配列を発現するシンドビスベクターの構築は、HBVe-c配列をコードするcDNAフラ
グメントを放出するべくXhoI及び ClaIの制限酵素部位でSK+ HBe-c プラスミドを消化
することによって達成される。このときフラグメントは、アガロースゲル電気泳動によっ
て分離され、GeneCleanTM(BIO 101, San Diego, CA) で精製され、 XhoI及び ClaIで
の消化によって調製されCIAPで処理された望
ましいシンドビスベクターバックボーンの中に挿入される。例2で記述したシンドビスベ
クターは、HBV 抗原配列の挿入に適している。このようなシンドビスベクターには、pKSS
INBV,pKSSINdlJRsjrc,pKSSINdlJRsjrPC, pKSSINdlJRsjrNR (7582-7601)及びpKSSINdlJRs
exjr が含まれる。
HBV コア配列を発現するシンドビスベクターの構築は、上述のPCR産物のGeneCleanTM
処理により達成される。このとき、増幅された産物は、 XhoI及び ClaI制限酵素部位で
消化され、アガロースゲル電気泳動で分離され、GeneCleanTMで精製され、 XhoI及び Cl
aI酵素で予め処理された上述のものと同じシンドビスベクターの中に連結される。
〔HBV-X 抗原配列を発現するシンドビスベクターの構築は、HBV-X配列をコードするcDNA
フラグメントを放出するべく XhoI及び ClaI制限部位でプラスミドSK−XAg を消化する
ことによって達成される。フラグメントは、アガロースゲル電気泳動により分離され、Ge
neCleanTMを用いて精製され、XhoI及び ClaI酵素で予備処理された前述の望ましいシ
ンドビスベクターバックボーン内に挿入される。
上述のシンドビスのHBV 発現ベクターは同様に、ベクターに感染した細胞の実験又は処
理の必要条件に応じて、選択可能な薬物耐性標識を同時発見するように修正することもで
きる。上述のシンドビスHBV発現ベクターのいずれも、G418耐性について同時発現するよ
うに設計することもできる。これは、ベクターの多重クローニング部位を用いてベクター
の終端3’末端から5’のところ及びHBVコーディング配列から3’のところに置かれた
細菌ネオマイシンホスフォトランスフェラーゼ遺伝子が後につづく内部リボザイム侵入部
位(例5)を取り込むことによって達成される。これらのG418耐性ベクター構成体は以下
の節でHBV特異的CTL標的の生成のためにベクター感染した細胞を選択するために使用す
ることができる〕。
D.シンドビスベクターに感染した細胞の発現
1.ELISA
1.0×107個の培養細胞をPBSで洗浄し、PBS 中で合計 600μlの量まで細胞を再懸濁
させ、Branson音波処理機350 型(Fisher,Pittsburgh, PA) 内で30の設定値で2回5秒
間音波処理するか又は3回凍結融解させることによって、HBV 発現ベクターのいずれかに
よる感染を受けた細胞からの細胞リゼイトを作る。5分間10000rpmで遠心分離によりリゼ
イトを清澄させる。
細胞リゼイト中のコア抗原及びプリコア抗原及び培養上清中の分泌されたe抗原を、Ab
ott HBe, rDNAEIA キット(Abbott Laboratsuis Diagnostic Division,Chicago, IL)を
用いて検定する。細胞リゼイト中のプリコア抗原及び培養上清中の分泌されたe抗原のた
めのもう1回の感受性EIA 検定を、IncstarETI-EBキット(Instar Corporation, Stillwa
ter, MN) を用いて行なう。Biogen(Geneva、スイス)から得たe抗原及び組換え型B型
肝炎コアの希釈物から標準曲線を生成する。
これらの手順を用いて、トランスダクションを受けた細胞系統の中で約10ng/mlのe抗
原が発現される。
2.免疫沈降法/ウエスタンブロット法
ベクター感染細胞により発現されたプリコア/コア及びe抗原の特徴づけは、免疫沈降
法とそれに続くウエスタンブロット法によって行なわれる。特定的に言うと、PBS 又は培
養上清中の 0.5〜1.0mlの細胞リゼイトを、G−セファロース(Pharmacia LKB, Uppsala
、スウェーデン)に結合されたポリクローナルウサギ抗B型肝炎コア抗原(DAKOCorporat
irs,Carpinteria, Calfornia) と混合し、4℃で一晩インキュベートする。20mMのトリ
ス−HCl,pH8.0,100mM のNaCl, 10mMのEDTAの中で2度洗浄し、 0.5%のβ2−メルカプ
トエタノールを含む試料投入緩衝液中で煮沸する。SDS ポリアクリルアミドゲル電気泳動
法によってタンパク質をまず分解し、その後Immolilon(Millipore Corp., Bedford, ME)
へと移し、DAKOポリクローナルウサギ抗肝炎コア抗原とそれに続く125I−プロテインA
で精査する。
E.免疫応答の試験
1.細胞障害性検定
(a)近交系マウス
照射された(室温で10000 ラド)1×107 個のシンドビスベクターの感染を受けたL−
M(TK- ) 細胞(ATCCCLL1.3) を1週間の間隔で2回、生後6週間〜8週間の雌のBalb/
C,C57B1/6 及びC3Hマウス(Harlan Sprague Dawley,Indianapolis, IN)に腹腔内(ip)
注射する。7日後に動物を安楽死させ、脾細胞(3×106/ml) をT−25フラスコ(Cornin
g,Corning, NY) の中でそのそれぞれの照射されたシンドビスベクター感染細胞(6×104
/ml) と共にインビトロで培養する。培地は、RPMI1640,5%の熱不活性化ウシ胎児血清、
1mMのピルビン酸ナトリウム、50μg/mlのゲンタマイシン及び10-5Mのβ2−メルカプ
トエタノール(Sigma,St.Louis, MO) から成る。4〜7日後にエフェクタ細胞を収穫し
、標準的クロム放出検定において96ウェルのマイクロタイタープレート(Corning,Cornin
g, NY) の中でさまざまなエフェクタ:標的細胞比を用いて試験する。標的は、ベクター
感染した及びベクター感染していないL−M(TK- ) 細胞であり、一方トランスダクショ
ンを受けていない細胞系統が負の対照として使用される。特定的に言うと、200μlの最
終体積内でさまざまなエフェクタ対標的細胞比で、Na2 51 CrO4で標識付けされた(Amersh
am,ArlingtonHeights, IL) (100uCi, 37℃で1時間)標的細胞(1×104 細胞/ウェル
)をエフェクタ細胞と混合する。インキュベーションの後、100μlの培地を除去し、Bec
kman ガンマ分光計(Beckman,Dallas, TX)の中で分析する。標的と培地からのCPM とし
て自然的放出(SR)を決定し、標的と1MのHClからのCPMとして最大放出(MR)を決定
する。標的細胞溶解百分率を、〔(エフェクター細胞+標的CPM)−(SR)/(MR)−(SR
)〕×100 として計算する。標的の自然放出値は、標準的にはMRの10%〜20%である。
いくつかのCTL検定のためには、エフェクターは、例えば一次インビトロ刺激の後8〜1
2日目といったように何回もインビトロ刺激を受けることができる。より特定的に言うと
、照射された(10000ラド)6×105個の刺激体細胞と、照射された(3000ラド)の2×1
07 個の「フィラー」細胞(以下で記述する通りに調製したもの)と107のエフェクタ細胞
を、10mlの「完全」RPMI培地の中で混合する。(RPMIは以下のものを含む:5%の熱不活
性化ウシ胎児血清。2mMのL−グルタミン、1mMのピルビン酸ナトリウム、1X可欠アミノ
酸、及び5×105Mのβ2−メルカプトエタノール)。エフェクター細胞のインビトロ刺
激のための刺激体細胞を、G418耐性と同時発現するシンドビスHBV ベクターを用いてL−
M(TK-)細胞を感染させることで生成する。2週間G418を 800μg/ml用いて標識選択
のため、ベクター感染細胞を選択する。G418耐性細胞を次に10000 ラドで照射し、次に記
述したとおりエフェクタ細胞を再度刺激するためにこれを用いる。室温で3000ラドで照射
を受け、RPMI内で再懸濁させた、特定の投薬を受けたことのない同系のマウス脾細胞から
「フィラー」細胞を調製する。脾細胞をRPMIで洗浄し、5分間室温で3000rpmで遠心分離
し、ペレットをRPMI内で再懸濁する。再懸濁した細胞を3〜5分間37℃で1.0mlのトリス
−塩化アンモニウム(100mlの0.17Mのトリスベース、pH7.65、と900mlの0.155MのNH4Cl
;最終溶液のpHは7.2に調整する)で処理する。その後二次インビトロ再刺激物を、CTL
検定における試験の前に5〜7日間培養する。2〜10Uの組換え型ヒトIL−2(200U/m
l、カタログ#799068,BoehringerMannheim 、西ドイツ)を付加しながら、前述のとおり
、その後の全ての再刺激物を培養する。
これらの手順を用いて、 CTL〜HBVe抗原の誘発が可能であることを示すことができる。
(b)HLAA2.1トランスジェニックマウス
照射され(室温で10000ラド)、ベクタートランスダクションを受けた1.0×107 のEL4
A2/K6細胞(ATCCNo.TIB-39) を1週間の間隔をおいて、生後6〜8週間の雌のHLA A2.1
トランスジェニックマウス(V. Engelhard, Charlottesville, VA) に2回腹腔内(i.p.
)投与する。7日後に動物を安楽死させ、脾細胞(3×106/ml) を、フラスコ(T−25,
Corning,Corning.NY) 内で、照射済み(10000 ラド)でトランスダクションを受けたJur
kat A2/K6細胞又はペプチドコーディングされたJurkatA2/K6細胞(6×104/ml)と共にイ
ンビトロで培養する。クロム放出検定の残りの部分は、標的がトランスダクションを受け
た及び受けていないEL4A2/K6及びJurkat A2/K6細胞である例9E 1.a. の中で記述されて
いる通りに行なわれる。トランスダクションを受けていない細胞系統が、負の対照として
利用される。
標的は同様に、ペプチドコーディングを受けたEL4 A2/K6 細胞であってもよい。
(c)ベクター構成体でのヒトの細胞のトランスダクション
B95-8,EBV形質転換マルモセット白血球(ATCCCRL 1612)の3週間培養の上清から取
った新鮮なエプスタイン−バールウイルス(EBV)でそのB細胞を感染(形質転換)させる
ことにより、各患者についてリンパ芽球様細胞系統(LCL)を樹立する。EBV形質転換から
3週間後に、HBVコア又はe抗原及びG418耐性を発現するシンドビスベクターでLCL を感
染させる。4.0mlの培地を含む6cmのプレート中で1.0×106 個の照射済み(10000 ラド
)シンドビスベクター生産者細胞と 1.0×106 のLCL 細胞を同時培養すること又はfectio
usベクター上清を付加することによって、LCLのベクター感染を達成する。培地は、RPMI1
640, 20%の熱不活性化ウシ胎児血清(Hyclone,Logan, UT) 、5.0mM のピルビン酸ナト
リウム及び0.5mMの可欠アミノ酸から成る。37℃及び5%のCO2での一晩の同時培養後、L
CL 懸濁細胞を、照射済み(10000ラド)シンドビスベクター生産者細胞から除去する。
感染したLCL細胞を、800μg/mlのG418を付加することによって選択する。基本的にLCL
細胞の感染について記述した通りに、JurkatA2/K6細胞(L.Sherman, Scripps Insttute
, San Diego,CA)を感染させる。
(d)ヒトCTL検定
フィコール比重差遠心分離(Sigma, St. Louis, MO) により、ヒトPBMCを分離する。特
定的に言うと、5分間室温で3000rpm で細胞を遠心分離させる。PBMCをインビトロでその
自己トランスダクションを受けたLCL(例9E,l.c.)を用いて10日間、10:1のエフェクタ
ー:標的比で再刺激させる。培地は、5%の熱不活性化されたウシ胎児血清、1mMのピル
ビン酸ナトリウム及び50μg/mlのゲンタマイシンの予備スクリーニングされたロットを
伴うRPMI1640から成る。結果として得られた刺激を受けたCTLエフェクターを、標準クロ
ム放出検定(例9E,l.a.)内で標的として感染した自己由来のLCL 又はHLA 整合細胞を用
いて、CTL 活性について試験する。大部分の患者はEBVに対する免疫を有することから、
負の対照として使用されるトランスダクションを受けていないEBV 形質転換されたB細胞
(LCL)も同様に、トランスダクションを受けたLCLと共にEBV特異的CTL により標的とし
て認識されることになる。EBV 特異的CTL による標識付けされた標的細胞の死滅による高
いバックグランドを低減させるため、50:1の比で、標識付けされた標的細胞に対して標
識付けされておらずトランスダクションを受けていないLCLを付加することが必要である
2.体液性免疫応答の検出
HBV コア及びe抗原に特異的なマウス内の体液性免疫応答をELISAにより検出する。ELI
SA プロトコルは、96ウェルのプレートをコーディングするため、100μg/ウェルの組
換え型HBV コア及び組換え型HBVe抗原(Biogen,Geneva、スイス)を利用する。次に、H
BV コア又はHBV e抗原を発現する細胞又は直接ベクターで免疫化されたマウスからの血
清を、抗原コーディングされたウェル内にて段階希釈し、室温で1〜2時間インキュベー
トする。インキュベーションの後、同等の力価をもつウサギ抗マウスIgG1,IgG2a, IgG2b
及びIgG3の混合物をウェルに付加する。各々のウェルにホースラディッシュペルオキシダ
ーゼ(「HRP 」)−接合されたヤギ抗ウサギ抗血清を付加し、試料を室温で1〜2時間イ
ンキュベートする。インキュベーションの後、適切な基質を付加することにより反応性を
視覚化する。HBVコア又はHBVe抗原に特異的なIgG 抗体を含むウェルの中で、発色が見
られる。
3.T細胞増殖
HBV コア又はe抗原を発現する直接ベクター調製物の2回又は3回の注入の結果得られ
る抗原誘発されたTヘルパー活性をインビトロで測定する。
特定的に言うと、免疫化されたマウスからの脾細胞を、負の対照としてHBV コア又はe
抗原を発現しない細胞を又はHBV コア又はe抗原を発現する細胞を用いて、予め定められ
た比率でインビトロで再刺激する。5%のFBS,1.0mMのピルビン酸ナトリウム及び10-5
β2−メルカプトエタノールを含むRPMI1640培地中の5%のCO2及び37℃で5日間経過し
た後、上清をIL−2活性について試験する。HBVコア又はe抗原により刺激されたTヘル
パー細胞によって特異的にIL−2が分泌され、CTLクローン、CTLL−2(ATCC TIB 214)
を用いてその活性を測定する。簡単に言うと、CTLL−2クローンは成長に関しIL−2に依
存しており、IL−2が無い場合増殖しない。96−ウェルのプレート内で上清試料の段階希
釈物に対してCTLL−2細胞を付加し、3日間37℃で5%のCO2にてインキュベートする。
その後、CTLL−2細胞に0.5μのCi3H−チミジンを付加する。CTLL−2細胞が増殖する場
合にのみ、0.5μのCi3H−チミジンを取り込む。一晩インキュベートした後、細胞をPHD
細胞収穫装置(CambridgeTeehnology Inc.,Watertown, MA) を用いて収穫し、Beckman
ベーター計数器で計数する。試料中のIL−2の量を、Boehringer Mannhim(Indianapslis,
IN) から得た組換え型IL−2標準から生成された標準曲線から決定する。
F.投与プロトコル
1.マウス
(a)直接ベクター投与
HBV コア又はe抗原をコードするベクターの直接投与による体液体及び細胞媒介型の免
疫応答の誘発を評価するのに、マウス系を用いることも可能である。簡単に言うと、(無
菌の脱イオン精製水で)再構成された凍結乾燥されたHBVコア又はHBVeを発現するシンド
ビスベクター0.1mlを、生後6〜8週間の雌のBalb/c C57B16 又はC3H マウスに筋肉(i.
m.) 注射する。1週間離して2回の注射を行なう。2回目の注射から7日後に、動物を安
楽死させる。その後、基本的に例9Ela に記述されている通りにクロム放出CTL 検定を行
なう。
2.チンパンジー投与プロトコル
B型肝炎ウイルスに慢性的に感染したチンパンジーの体内にベクターを投与するプロト
コルを決定するために、上述のマウス系で生成されたデータを使用する。マウス体内での
HBV 特異的CTL の誘発に基づいて、チンパンジー試験の被験動物は、2つの連続的に上昇
する用量のグループで与えられる28日間隔でのコア又はe抗原をコードするベクターの3
回の用量を受けることになる。対照被験動物は、HBV-IT(V)融合媒質から成るプラシーボ
を受ける。用量は、注射日毎に 0.5ml×4回の筋肉注射で与えられる106 又は107 のいず
れかのHBV-IT(V)cfuである。血清アラニンアミノトランスフェラーゼ(ALT)レベル、B型
肝炎e抗原の存在、B型肝炎e抗原に対して導かれた抗体の存在を測定し治療の安定性及
び許容度を評価するため、4日目、12日目、24日目、36日目、52日目、70日目及び84日目
及び6ヵ月目、12ヵ月目、18ヵ月目、24ヵ月目、30ヵ月目及び36ヵ月目に血液試料を採取
する。AbbottHBerDNA EIA キット(Abbott Laboratories Diagnestic Diuision 、シカ
ゴ、IL)により、B型肝炎e抗原及びHBe抗原に対する抗体を検出する。B型肝炎コア又
はe抗原に対するCTLの誘発の効率を、例9E1c にある通りに決定することができる。
チンパンジー研究からの安定性及び効力の結果に基づいて、人体試験における患者に対
するベクター投与のために、用量及び接種スケジュールを決定する。これらの患者は、血
清ALT レベル、HBVe抗原の存在及びHBV e抗原に対して導かれた抗体の存在について、
基本的に前述のとおりに監視される。B型肝炎コア又はe抗原に対するヒトCTLの誘発は
、例9E 1.Cにあるとおりに決定される。
例12
免疫応答の誘発又はウイルス宿主細胞相互作用の遮断のためのウイルスタンパク質を発現
するシンドビスベクター
以下の例は、HIVウイルス抗原を発現することにより免疫応答を生成することのできる
シンドビスベクターを構築するための手順を記述するものである。免疫応答の誘発及び発
現を試験する方法も同様に示されている。
免疫応答を惹起するために用いられるシンドビスベクター
A.HIVIIIBENN 発現ベクター
HIV プロウイルスクローンBH10-R3(配列につては、Ratneretal., Nature 313 : 277,
1985 参照)から2.7kbのKpn-I-XhoI DNAフラグメントを分離し、IIIexE7diltaenv(nt.
5496に対するBal31欠失)からの〜400bp SalI− KpnI DNAフラグメントを、プラス
ミドSK+中のSalI部位の中に連結された。このクローンから、3.1kb のenv DNA フラグ
メント(XhoI−ClaI)を精製し、前述した XhoI及び ClaIで予備消化されたシンドビ
スベクターの中に連結させた。
B.HIV 特異的抗原を発現する生産者細胞系統の作成
上述のベクターから誘導されたHIV IIIB env を発現するベクター産生細胞系統を構築
するために、シンドビスパッケージング細胞系統の中でインキュベート転写されたRNA写
しをトランスフェクションする(例7)。特定的に言うと、HIV 特異的配列をコードする
cDNAシンドビスベクタークローンから転写するのに用いられるSP6インキュベート転写RN
Aポリメラーゼ系を用いて、シンドビスRNAベクター分子を最初に産生する。その後、生
成されたインビトロRNAベクター産物を、24時間以内で過渡的感染性ベクター粒子の産生
を導くシンドビスパッケージング又はホッピング細胞系統の中にトランスフェクションす
る。このとき、これらのベクター粒子を細胞系統培養の上清から収集し、次に0.45ミクロ
ンのフィルタを通してろ過して細胞汚染を防ぐ。その後ろ過した上清を用いてシンドビス
パッケージング細胞の新鮮な単層を感染させる。感染から24時間以内に、シンドビス非構
造タンパク質及びHIV特異的配列をコードするポジティブ鎖のシンドビス組換え型RNAを
含むシンドビスベクター粒子が産生される。
シンドビスHIVIIIBenv ベクターの代替的形態は、選択可能な標識を含むプロモーター
駆動のcDNAシンドビス構成体である。この形態では、特異的HIVIIIB env 配列を含む上
述のXhoI〜ClaIフラグメントは、バクテリオファージポリメラーゼ認識配列に代わっ
て、構成体プロモーターにより駆動される類似のcDNAシンドビスベクターの中に置かれる
。この形態を使用すると、発現ベクタープラスミドはパッケージング細胞系統内へトラン
スフェクションされ、トランスフェクションから24〜48時間後に薬物耐性遺伝子について
選択される。このとき、(使用される選択標識に応じて)14日後に耐性コロニーをプール
し、希釈クローニングする。次に、いくつかの希釈クローンを増殖させ、最高のベクター
力価について検定する。その後最高の力価のクローンを膨張させ、凍結乾燥する。保存し
たクローンを、HIV特異的タンパク質の産生及び免疫応答の誘発について試験する。
C.HIV 特異的タンパク質の産生及び免疫応答についての試験
ウエスタンブロット分析により、HIV 特異的タンパク質の産生について、シンドビスHI
V 産生者細胞系統からの細胞リゼイトを試験する。インビトロで発現をトランスファする
ベクターの能力を試験するためには、ウイルスベクターを含むろ過された上清でBHK-21細
胞を感染させ、感染から24時間後にウエスタンブロット分析法により検定する。タンパク
質発現がひとたび確認されたならば、ベクター処理後の外来性抗原を発現する同系の細胞
がもつ、(a)感染した同系細胞又は感染性ベクターの調製物のいずれかを注入すること
によりマウス体内でCTL応答を惹起する能力;(b)ヒトインビトロ培養系内でCTL応答
を惹起する能力及び(c)一次細胞を含めヒト、チンパンジー及びマカク細胞を感染させ
、かくしてこれらをCTL応答の惹起に利用できるようにしかつCTL検定において標的とし
役立ちうるようにすることができる能力、そして(d)免疫応答エピトープをマッピング
する能力、そして(e)マウスCMV(MCMV)といったようなその他の非HIV 抗原に対するCTL
応答を惹起し測定する能力、を実証するため、インビボでのマウス及び霊長類の研究を
行なうことができる。
1.シンドビスウイルスベクターでコードされる抗原に対する免疫応答
シンドビスHIVIIIBenv ベクターでのトランスダクションを受けた細胞系統から惹起さ
れた免疫応答を試験するため、HIV IIIB ベクターを支持する組換え型シンドビスウイル
スで、マウス腫瘍細胞系統(B/C10ME) (H−2d ) (Patek et al., Cell Immunol. 72 :
113,1982)を感染させる。その後、同系(すなわちMHCが同一の)Balb/c(H−2d ) マ
ウスの体内でHIVenv 特異的CTL を刺激するべく、HIV env 発現細胞系統(B/C 10ME−II
IB)を利用した。B/C10ME−IIIB細胞(1×107 細胞)を腹腔内注射してマウスを免疫化
し、7〜14日目に追加免疫する(追加免疫が必要とされない場合もある)。これらの免疫
化されたマウスから応答体脾細胞懸濁液を調製し1:50という刺激体:応答体細胞比にて
、B/C10ME−IIIB(B Cenv)又はB/C 10ME (BC) のいずれかのマイトマイシン処理済み細胞
の存在下で、4日間インビボで細胞を培養する。これらの培養からエフェクター細胞を収
穫し、計数し、標準的な4〜5時間の51Cr−放出検定においてさまざまなエフェクター:
標的(E:T)細胞比で放射性標識付け(51Cr)された標的細胞(すなわちB/C10ME env-
29 又はB/C 10ME) と混合させる。インキュベーションの後、マイクロタイタープレート
を遠心分離し、100μlの培養上清を除去し、Beckmanガンマ分光計で溶解した細胞から
放出された放射性標識の量を数量化する。標的細胞溶解は以下のとおり計算された:標的
細胞溶解%=ExpCPM-SPCPM/MPCPM-SR CPM ×100 。なお式中、分あたりの実験的計数(E
xp CPM)はエフェクタープラス標的を表わし、自然放出(SR)CPMは標的単独を表わし、
最大放出(MR)CPMは1MのHClの存在下での標的を表わす。
2.組換え型シンドビスベクターの直接注入によるマウス体内免疫応答の刺激
マウス体内の直接注入の後のHIV 外被タンパク質の発現を誘発する組換え型シンドビス
ウイルスベクターの能力を評価するために、実験を行なう。HIV IIIB env ベクター構成
体を支持する約104〜105(pfu) の組換え型シンドビスウイルスを、腹腔内(i.p.) 又は
筋肉(i.m.) 経路のいずれかで3週間間隔で2回注射する。このシンドビスウイルスの量
は、免疫応答を刺激するものとみなされている量よりも低くなるように決定される。2回
目のベクター注射から約7〜14日後にCTL用に脾細胞を前処理する。
D.組換え型シンドビスベクターから発現されたウイルスタンパク質類似体から誘導され
た遮断薬
数多くの感染性疾患、ガン、自己免疫疾患及びその他の疾病には、細胞とウイルス粒子
、細胞と細胞、又は細胞と因子の相互作用が関与している。ウイルス感染においては、ウ
イルスは一般に感受性細胞の表面上のレセプタを介して細胞内に入る。ガンでは、細胞は
その他の細胞又は因子からのシグナルに対し不適切にしか又は全く応答できない。自己免
疫疾患の場合、「自己」標識の不適切な認識が存在する。これらの相互作用は、インビボ
で1つの相互作用の中のいずれかのパートナーに対する類似体を産生することによって、
遮断されうる。
この遮断作用は、細胞内、細胞膜上又は細胞外で起こり得る。遮断薬のための遺伝子を
支持するウイルスの又は特にシンドビスのベクターの遮断作用は、感受性細胞の内側から
又は病原性相互作用を局所的な遮断するべく遮断タンパク質の一変形態様を分泌すること
によって媒介されうる。
HIV の場合、相互作用の2つの作用物質は、gp120/gp41外被タンパク質及びCD4 レセ
プタ分子である。かくして、適切な遮断物は、病原性効果をひき起こすことなくHIV の侵
入を遮断するHIVenv類似体か又はCD4 レセプタ類似体のいずれかを発現するベクター構
成体となる。CD4類似体は、隣接する細胞を防御するように分泌され機能するが、一方gp
120/gp 41はベクター含有細胞のみを防御するよう細胞内でのみ分泌又は産生される。安
定性又は補体溶解を増強するためには、ヒト免疫グロブリン重鎖又はその他の構成要素を
CD4に付加することが有利であるかもしれない。このようなハイブリッド−可溶性CD4を
コードするレトロウイルスベクターの宿主への送り出しは、安定したハイブリッド分子の
連続的供給という結果をもたらす。
HIV env 類似体の発現を導くベクター粒子も同様に、上述のとおりに構築することがで
きる。どの部分が、明白な病原性の副作用なくウイルス吸着を遮断することができるかは
、当業者にとって明らかなことである(Willyet al., J. Virol. 62 : 139, 1988 ; Fish
en et al.,Science 233 : 655, 1986)。
例13
全身的タンパク質産生のための組換え型シンドビスベクターを用いる置換遺伝子療法・ゴ
ーシェ病のための治療法
A.グルコセレブロシダーゼシンドビスベクターの作製
cDNAコーディング配列の5’にXhoI制限酵素部位を、又cDNAコーディング配列の3’
に ClaI制限酵素部位を含むグルコセレブロシダーゼ(GC)cDNAクローンをまず最初に生
成する。このクローンは、NcoIでpMFG-GC (Ohashi et al., PNAS 89 : 11332, 1992)を
消化することによって生成させ、Vent DNAポリメラーゼ(NewEngland Biolabs, Beverly,
MA) で平滑末端化し、次にXhoIリンカーに連結させることのできるものである。その
後、このプラスミドはBamHIで消化され、VentDNAポリメラーゼで平滑末端化され、その
後 ClaIリンカーに対し連結される。その後、フラグメントをXhoI及び ClaIで消化さ
せ、望ましいシンドビスベクターのXhoI− ClaI部位の中に連結させる。
B.シンドビスGCベクター産生細胞系統の構築
使用されたシンドビスcDNAベクタークローンに応じて、生産者細胞系統を作り出すため
2つのアプローチが提示される。1つのタイプのシンドビスベクターは、複製応答能ある
インビトロRNA写しの産生のためにSP6NAポリメラーゼ認識配列を使用する。このタイプ
のベクターは、パッケージング細胞系統内で持続的に複製することになる非組込みベクタ
ーに基づいてベクター生産者細胞系統を作り出すのに使用される。第2のタイプのベクタ
ーは、パッケージング細胞系統内で安定した組込みができるようになっているプラスミド
構成体の中の非相同プロモーター(例7)を使用する。このとき、複製応答能あるベクタ
ー写しが、トランスフェクションを受けたパッケージング細胞系統内に転写される。
シンドビスGCウイルスベクターがSP6RAN認識配列を使用する場合、まず最初に、市販
のインビトロ転写系のいずれかを用いて(MegascriptTM転写キット:AmbionInc., Austin
, TX) cDNA をインビトロで転写させ、その後シンドビスパッケージング細胞系統へのリ
ポソーム又はリン酸カルシウム沈降による全長RNA写しのトランスフェクションを行なわ
なくてはならない。前述のとおり、次に、その後ウイルスベクター供給源として役立つシ
ンドビスパッケージング細胞の新鮮な単層を再度感染させるために、トランスフェクショ
ンを受けたパッケージング細胞系統からの感染性ベクター粒子を含むろ過済み上清を使用
する。10cmの皿の中で5×106個の細胞を感染させるのに約10mlの感染性上清を使用しな
くてはならない。
シンドビスGCウイルスベクターが、選択可能な標識(ネオマイシン耐性遺伝子)を伴う
発現プラスミド形態の中で非相同プロモーターを使用する場合、cDNAベクターを、パッケ
ージング細胞系統内にトランスフェクションして、その後薬物耐性選択を行なわなくては
ならない。このとき耐性あるコロニーをプールし希釈クローニングする。次に個々のクロ
ーンを増幅させ、凍結させる。クローンを高力価、ウェスタンブロット分析法によるGCの
発現及びタンパク質の機能的活性について、個別にスクリーニングする。
選択可能な標識をもたないベクターについては、安定した形で又は持続的にトランスフ
ェクションを受けたクローンの選択は、シンドビスベクターで細胞をトランスフェクショ
ンしてから1日〜2日後に、DAトランスダクションを受けた細胞を希釈クローニングする
ことによって行なわれなくてはならない。このとき、伝令RNA の逆転写を用いることによ
って希釈クローンをGCの存在についてスクリーニングし、その後ポリメラーゼ連鎖反応技
術によりcDNAメッセージの増幅を行なう。この手順はRT−PCR技術として知られ、Invitro
gen Corp. (SanDiego, CA)からこの検定を行なうための市販キットが入手できる。RT−P
CR は、少なくとも10日間増幅させたクローンについて行なわれる。安定して持続的に感
染を受けたクローンの適正な数を見い出すため、約50〜100のクローンがスクリーニング
される。RT−PCRを行なうため、望まれるメッセージがRNA 産物の増幅によってスクリー
ニングされるように特定のプライマーが必要とされる。GCスクリーニングのために521塩
基対産物を増幅するよう設計されたプライマーは以下のようなものである:
GCスクリーニングのためのプライマー:
GC PCRプライマー#1:5'-TTTCTGGCT CCA GCC AAA GCC ACC CTA GGG GAG-3'(配列番
号69)
GC PCRプライマー#2:5'-AATGGAGTA GCC AGG TGA GAT TGT CTC CAG GAA-3'(配列
番号70)
次に最高の発現及び力価を示すクローンをBHK-2細胞上への発現のトランスファについ
て試験し、その後GC活性についてウェスタンブロット分析法及び機能的検定を行なう。ウ
ェスタンブロット分析法のためには、タンパク質の存在を決定するのにヒトGCに対する特
異的モノクローナル抗体(8E4)が使用される(Ohashiet al., PNAS 89 : 11332, 1992 :
Barneveld etal. Eur. J. Biochem. 134 : 310,1983) 。Corell et al (Blood 80 : 331
, 1992) により記述されている通りGC酵素活性を試験する。適当なクローンがひとたび同
定されると、動物による研究を実施する。
例14
組換え型シンドビス粒子の投与
半ビボプロトコルで自己由来のCD34+ 細胞をトランスダクションするか又は患者の骨髄
にベクターを直接注入することにより、ゴーシェ病の治療のために使用された(例13)治
療用シンドビスベクターを投与することができる。組換え型多価ベクターからのGCの最長
の治療的発現を達成するため、最良の投与様式は、例えば単球又はマクロファージといっ
た臨床的に作動させられた細胞タイプの長命細胞前駆物質をトランスダクションすること
にある。作動させられた細胞タイプの最も早期の前駆物質をトランスダクションすること
により、細胞前駆物質は、自己更新し、成熟GC陽性細胞で抹消血を再増殖させることがで
きる。今日までに研究されてきた最も早期の多能性造血基幹細胞は、健康な骨髄集団の1
%〜4%又は抹消血集団の0.1%を構成するCD34+ 細胞である。CD34+ 細胞をトランスダ
クションできるということは、単球/マクロファージ系列についてのみならず治療用タン
パク質にターゲティングされているあらゆる造血細胞にとって長期にわたる発現を支持す
る上で重要である。CD34+細胞をトランスダクションするための2つのアプローチとして
、半ビボ及びインビボプロトコルがある。インビボプロトコルは、患者の骨髄の中にベク
ターを直接注射することにより骨髄細胞の無差別集団をトランスダクションすることに焦
点をあてている。半ビボプロトコルは、患者の骨髄又は乳児患者のさい帯血からCD34+
性基幹細胞を分離すること、ベクターで細胞をトランスダクションすることそしてその後
自己由来細胞を患者に注射し戻すことに焦点をあてている。両方のアプローチ共実施可能
であるが、半ビボプロトコルは、CD34+細胞の特定の培養された集団をトランスダクショ
ンすることによりベクターを最も効率良く使用できるようにする。半ビボ方法の詳細を以
下の節で記す。
多価GCシンドビスベクターの半ビボ投与
技術に習熟した医師によって行なわれた注射器吸引により、患者の骨髄からCD34+ 細胞
を収集する。代替的には、患者が生まれる前に診断を受けた場合には乳児のさい帯血から
CD34+細胞を得ることもできる。一般には骨髄がCD34+細胞の供給源である場合、局部又
は全身麻酔下で後腸骨稜から又は大髄骨幹を穿刺することによって、20の骨髄吸引物が得
られる。このとき、骨髄吸引物をプールし、1mlにつき100ユニットのヘパリンと 100μ
g/mlのデオキシリボヌクレアーゼIを含むヘルペス緩衝されたハンクス平衡塩類溶液の
中で懸濁させ、次にフィコール比重差遠心分離に付す。その後バッフィーコーディングを
受けた骨髄細胞を収集しCellProの CEPRATETMLC (Cell Pro, Bothell, WA) (CD34) 分離
システムに従って洗浄する。その後、洗浄済みのバッフィコーディングを受けた細胞を、
順次抗−CD34モノクローナル抗体で染色し、洗浄しその後CEPRATETMシステムと共に供給
されたビオチニル化された二次抗体で染色する。それから細胞混合物を CEPRATETMアビジ
ンカラム上に投入する。ビオチン標識付けされた細胞はカラム上に吸着されるが、一方標
識付けされていない細胞は通過する。その後CEPRATETMシステムの指針に従って洗い流し
、ゲル床を手で圧搾することによりカラムの撹拌でCD34+ 細胞を溶出させる。CD34+細胞
がひとたび精製されると、精製された基幹細胞を計数し、20%のプールされかつ熱不活性
化されていないヒトAB血清(hAB血清)を含むIscoreの修正ダルベッコ培地(JMDM; Irvi
ne Scientific,Santa Ana, CA)中で1×105 細胞/mlの濃度で平板培養する。
精製の後、(?)精製された基幹細胞をトランスダクションするいくつかの方法を実施
することができる。1つのアプローチには、ベクター産生細胞から誘導された上清培養を
含むベクターを用いた精製基幹細胞集団の即時トランスダクションが関与している。第2
のアプローチには、非粘着CD34+ 細胞の精製された集団との、ベクター産生細胞の照射済
み単層の同時培養が関与している。第3のそして好ましいアプローチには類似の同時培養
アプローチが関与しているが、精製されたCD34+細胞はさまざまなサイトカインで予め刺
激を受け、照射済みのベクター産生細胞との同時培養より48時間前に培養される。最近の
出版物によると、レトロウイルスベクターを用いて細胞のトランスダクションに先立ち基
幹細胞を予め刺激すると、これらの細胞タイプへの遺伝子トランスファのレベルが上昇す
るということが実証されている。(Noltaet al., Exp. Hematol. 20 : 1065, 1992)。ト
ランスダクションレベルの上昇は、効率の良いレトロウイルストランスダクションに必要
な基幹細胞の増殖の増大のせいである。シンドビスベクターは、複製しない細胞を感染さ
せることができることから、これらの細胞の予備刺激は、必要でないかもしれない。しか
しながら増殖をひき起こすこれらの培養の予備刺激は、患者の体内への返血のために増大
した細胞集団を提供することになる。
CD34+細胞の予備刺激は、IL−1,IL−3,IL−6及び肥胖細胞成長因子(MGF)を含む
成長因子及びサイトカインの組合せを用いて細胞をインキュベートすることによって行な
われる。予備刺激は、48時間、骨髄刺激培地を含むT25組織培養フラスコ内で培地1mlに
つき1〜2×105のCD34+細胞を培養することによって行なわれる。骨髄刺激培養は、30
%の熱不活性化されていないhAB 血清、2mMのL−グルタミン、0.1mMのβ2−メルカプ
トエタノール、1μMのヒドロコルチゾン及び1%の脱イオンウシ血清アルブミンを含む
IMDMから成る。骨髄培養の中で用いられる全ての試薬は、顆粒球、赤血球、マクロファー
ジ、巨核球、正常な骨髄からのコロニー形成ユニットを最大数支持するその能力について
スクリーニングされなくてはならない。予備刺激のための精製された組換え型ヒトサイト
カイン及び成長因子(Immunex Corp., Seattle, WA) は、つぎの濃度で使用すべきである
:E. coli 由来のIL−1α(100U/ml)、酵母由来のIL−3(5ng/ml)、IL−6(50U
/ml)及びMGF(50ng/ml)(Anderson et al., Cell Growth Differ. 2 : 373, 1991)。
CD34+細胞の予備刺激の後、これらの細胞は、連続的に刺激培地が存在する状態で、照
射済みのシンドビス生産者細胞系統(GC治療用ベクターを発現するもの)との同時培養に
より感染を受ける。DAベクター産生細胞系統はまずトリプシン処理され、照射(10000ラ
ド)を受け、骨髄刺激培地1mlあたり1〜2×105 個の細胞の割合で再度平板培養される
。翌日、シンドビスベクター産生細胞単層に対して、1〜2×105個の予備刺激されたCD3
4+ 細胞/mlを付加する。細胞の同時培養は、48時間行なう。同時培養の後、培地で勢い
よく洗浄することによって粘着性シンドビスベクター産生細胞単層からCD34+細胞を収集
し、移動したベクター産生細胞があればその付着を可能にするように2時間平板培養させ
る。次に細胞を収集し、さらに72時間膨張させる。その後、細胞を収集し、1本のバイア
ルにつき1×107個の細胞のアリコート内で凍結保護物質を用いて液体窒素中で凍結させ
る。偶発性作用物質が存在しないか形質転換されたCD34+ 細胞をひとたびテストしたなら
ば凍結した形質転換済みCD34+細胞を解凍し、1×105 細胞/mlの濃度まで平板培養し、
骨髄刺激培地内でさらに48時間培養することができる。形質転換した細胞を次に収集し、
2回洗浄し、通常生理食塩溶液の中で再懸濁させる。輸液によって患者に注入し戻すのに
用いられるトランスダクションを受けた細胞の数は、注入部位1つにつき患者一人あたり
最低1〜10×107個の細胞の割合で計画され、最高4つの注入部位を必要とする。輸液は
、患者の骨髄の中に直接戻すか又は末梢血流内に直接戻すように行なうことがてきる。自
己由来のトランスダクションを受けた骨髄細胞を受けた患者は、既存の骨髄集団を涸渇さ
せるよう、部分的にか又は全身的に照射を受けることができる。治療は、GC活性を見極め
るための輸液後さまざまな時点で、又分化された細胞タイプ内の発現の長さについて、評
価することができる。フォローアップ手順の間の或る時点で発現が低下するか又は存在し
ない場合、トランスダクションを受けた自己由来細胞は患者の体内に再注入することがで
きる。
例15
組織特異的細胞RNAを用いた不能になったシンドビスベクターの活性化による組織特異的
発現
結腸直腸ガンの治療のためのシンドビス腫瘍特異的発現ベクターの構築
A.CER 腫瘍標識の発現に依存する組換え型シンドビスベクター(SIN-CEA)の構築
シンドビスパッケージング細胞系統の中で不能にされたシンドビスベクター粒子を産生
するため、シンドビスベクターをDNA ポリメラーゼプロモーターによって駆動させなけれ
ばならない。ベクターRNA のインビトロ転写を使用しそれに続いてシンドビス細胞系統内
にRNAを貫通させるというオプションは不能になったRNA写しにより生成される三次構造
が完全なゲノミック写しを防ぎ、パッケージング細胞系統内のベクター複製及び力価を制
限する可能性があることから、勧められない。この理由から、CMVMIEPプロモーター(pCM
V-SIN) 又はDrosophilaメトロチオネインプロモーター(pMET-CMV)を含む出発シンドビ
スベクターが、パッケージング細胞系統(すなわち昆虫又は哺乳動物)に応じて使用され
る。
前述の通り、不能にされた接合ループアウトモデルは、選択されたRNA に相同である逆
方向反復塩基配列によってベクターの接合領域がフランキングされている状態で、構築さ
れる。この例では、CEA腫瘍抗原cDNA(Beaucheminet al., Molec. and Cell. Biol. 7 :
3221,1987) からの配列が、逆方向反復の中で使用される。CEA RNA 応答性シンドビス
ベクターを構築するため、接合領域の前には、6つの塩基対ヒンジドメインによって分離
された2つのCEAアンチセンス配列ドメイン(A’及びB’)がくる。A1に対し相補的で
ある単一の20の塩基対CEAセンス配列(A2)が、接合領域の3’末端に置かれる。正しい
A1及びB1アンチセンス配列を選択するにあたり、唯一2つの必要条件は、それらが標的RN
A配列に対して特異的であることそしてアンチセンス配列が3つのヌクレオチドにより分
離された2つのRNA配列ドメインに対してハイブリッド形成すること、である。この3つ
のヌクレオチドギャップは、ベクターの非構造タンパク質ドメインをベクターの接合領域
に架橋する読取り鎖をホップ及びスイッチするべくポリメラーゼのためのヒンジドメイン
として役立つことになる(図5)。このような形態を構築するためには、極端の5’及び
3’末端に適当な制限酵素部位を含むフラグメントインサートを作り出すため、互いに相
補する2つのオリゴヌクレオチドが合成される。このオリゴヌクレオチドフラグメントイ
ンサートは、このときシンドビスベクターの多重クローニング部位と不能になった接合領
域の間でシンドビスベクター内に連結される。
5’から3’までのセンスオリゴヌクレオチド鎖は、 ApaI制限部位とそれに続くA1ア
ンチセンスドメイン、6bpのヒンジドメイン、B1アンチセンスドメイン、合成接合領域ド
メイン及びA2アンチセンスドメインとそれに続くXhoI制限酵素部位を含む。CEARNA 応
答性シンドビスベクターを設計するためには以下のオリゴヌクレオチド配列が使用される
。ヌクレオチド番号配列は、Beaucheminet al., Molec. and Cell Biol. 7 : 3221, 1987
から得られる。
5’−3’CEA センス鎖
CEA618 CEA 589
ApaI *-----------------------------------*
CGC GCGGGC CCT GT G ACA T TG AAT AGA GT G AGG G TC CTG
TTG GG(配列番号71)
CEA651 CEA 622
*-----------------------------------* * 合成
A AAGGTT TCA CAT TT G TAG C TT GCT GTG TC A TTG C GA TCT
CTA CG(配列番号72)
CEA 599 CEA 618
接合コア * *---------------------* XhoI
G TGGTCC TAA ATA GT T CAC T CT ATT CAA TG T CAC A CT CGA
GCC GG(配列番号73)
5’−3’CEAアンチセンス鎖は、上述のオリゴヌクレオチドに対して相補的である。
両方のオリゴヌクレオチドが合成された後、オリゴヌクレオチドを10mMのMgの存在下で混
合し、5分間1000℃まで加熱し、ゆっくりと室温まで冷却する。その後、オリゴヌクレオ
チド対をApaI及びXhoI制限酵素で消化させ、同じ酵素で予め消化されたプラスミドpCM
V-SIN又はpMET-SINに対するインサートのモル比25:1で、混合し連結した。これらの構
成体はそれぞれpCMV/SIN-CEA及びpMET/SIN-CEAと呼ばれる。
ガンマインターフェロンを発現するSIN CEA ベクター及び生産者細胞系統(SIN-CEA/gIFN
) の構築
チオシアン酸グアニジニウム抽出とそれに続くCsCl比重差による超遠心分離によってPH
A で刺激されたJurkat T細胞から分離されたRNA から、ヒトg−IFN cDNAを誘導する
。次にRNA(Sigma,St. Louis, MO)をインビトロで逆転写させ、Tac ポリメラーゼを用い
たポリメラーゼ連鎖反応によってg−IFN cDNAを増幅させるため遺伝子特異的オリゴヌク
レオチド対を使用する。PCRDNA をT4 DNAポリメラーゼ及びクレノウで修復し、CIAPで処
理されたSK+プラスシド(Stratagene, SanDieg, CA) のHincIII部位の中にクローニング
させた。センス配向で、cDNAの5’末端は、SK+ ポリリンカーの XhoI部位に隣接してお
り、3’末端はClaI部位に隣接している。ヒトγ−IFN分子をコードする512 塩基対フ
ラグメントをpCMV/SIN-CEA又はpMET/SIN-CEAベクターのいずれかのXhoI/ClaI部位に入
れる。これらの新しいプラスミドをそれぞれ、pCMV/SIN-CEA/γIFN 又はpMET/SIN-CEA/
γIFN と呼称する。
B.チミジンキナーゼを発現するSIN-CEA ベクター及び生産者細胞系統(SIN-CEA/TA) の
構築
pHS1TK3KB(Mcknight et al., Nuc. Acids. Pes. 8 : 5949, 1980)クローンを標的DNA
として使用して、5’XhoI及び3’ ClaI制限酵素部位でフランキングされた単純ヘル
ペスチミジンキナーゼ(「HSVTK 」)のcDNAクローンを含むPCR 増幅された産物を得る。
PCR増幅のために使用されたプライマーについての配列は、公表された配列(Wagneret a
l., PNAS, 78 ;1442, 1981) から得られる。このとき、1260塩基対の増幅産物は、XhoI
及び ClaIで消化され、pCMV/SIN-CEA又はpMET/SIN-CEAベクターのいずれかのXhoI/Cla
I部位に連結される。これらの新しいプラスミドは、それぞれpCMV/SIN-CEA/HSVTK又はpM
ET/SIN-CEA/HSVTKと呼称される。
C.CEA RNA依存性シンドビスベクター生産者細胞系統の作製
生産者細胞系統を作り上げる前出の例(例7)とは異なり、ベクタートランスフェクシ
ョンにより、パッケージング細胞系統内への唯一回の遺伝子トランスファが可能である。
これらのベクターは不能にされ完全ゲノミックベクターの合成において防止されているこ
とから、シンドビスパッケージング細胞系統の新鮮な層の再感染は、これらのベクターが
活性状態になるのにCEARNA の存在に依存しているために、頓座感染に終わることになる
。例11で前述したRT−PCR技術を用いて、トランスフェクションを受けた生産者細胞系統
を希釈クローニングすることによって、より高い力価を達成することが可能である。
例16
合成タンパク質産生のための組換え型シンドビスベクターを用いた置換遺伝子療法
第VIII因子欠損型血友病Aの治療法
血友病は、血漿凝固因子である第VIII因子が欠如していることを特徴とする。およそ2
万人に1人の男性が、血液凝固カスケードを完成させる能力がないことによる出血障害と
して疾病状態が現われる血友病Aを有している。
血友病A患者の治療は、第VIII因子タンパク質での置換である。ヒト第VIII因子の唯一
の供給源はヒト血漿である。第VIII因子の精製のためヒト血漿を処理するためには、人間
のドナー試料が1000人以上のドナーのロットでプールされる。第VIII因子タンパク質が不
安定なものであるため、結果として得られる薬学的産物は非常に不純であり、重量純度の
見積りは約0.04%である。さらに、なかでもB型肝炎ウイルス及びヒト免疫不全症ウイル
スといったような、血液供給源を汚染し従って第VIII因子タンパク質と潜在的に同時精製
可能であるような感染性疾患の重大な兆しが現われている。
上述の理由で、第VIII因子の組換え型産生源が血友病Aの治療に向けての将来性ある進
歩を画すると思われる。
血友病Aの理想的な治療は、遺伝子置換療法すなわち、正常な凝固カスケードが結果と
して起こりうるようにする正常な第VIII因子を患者の体内で置換する方法がある。
上述のことは、血友病A障害の考えられる治療について当業者にとって周知の事柄であ
る。第VIII因子の発現のために開発されてきた考えれる1つの遺伝子治療ベクターはレト
ロウイルスである。しかしながら、理由はわからないがこの方法及びその他の方法での組
換え型第VIII因子の発現レベルは比較的低いものである。
レトロウイルス及びその他のベクターによるトランスダクションを受けた細胞内での組
換え型第VIII因子の低い発現について考えられる1つの可能性は、核小体から細胞質への
成熟第VIII因子RNAの処理及び輸送の比較的低い効率である。当業者にとっては既知の通
り、第VIII因子のBドメインの欠失は、この凝固因子が産生され分泌されるレベルを増大
する。
低いRNA 発現レベル及び不充分な処理に起因する第VIII因子タンパク質の低いレベルに
付随する問題を回避するため、シンドビスベクター内への第VIII因子cDNAの挿入が記述さ
れている。シンドビスの生活環は感染細胞の細胞質の中で完全に起こることから、核小体
から発現された第VIII因子に付随する問題は避けられる。その上、シンドビスの自己複製
する効率から見て、理論的には、シンドビス/第VIII因子感染細胞内での第VIII因子産生
レベルは、細胞1個あたり1×108の第VIII因子タンパク質分子といった高いものとなり
うる。
シンドビスベクター内に第VIII因子を挿入することに付随する潜在的な1つの問題点は
結果として得られるベクター/非相同遺伝子構成体の物理的サイズ及び、第VIII因子ベク
ター構成体を機能的な感染性シンドビス粒子内にパッケージングするという考えられる制
約条件である。野生型シンドビスのゲノミックサイズは、11,703ヌクレオチドと1つのポ
リAテイルである。シンドビス塩基性ベクター構成体(pKSSINBV、例2参照)のサイズは
、25-merポリAテイルを含めて7830ヌクレオチドである。かくして、野生型ウイルスと同
じ物理的サイズのゲノミック補体という結果をもたらすpKSSINBV内に挿入すべき非相同遺
伝子材料の許容サイズは、3898ヌクレオチドである。
しかしながら、1つの主要な証拠書類によると、pKSSINBV内に挿入され機能的感染性シ
ンドビス粒子内にパッケージングされ得る非相同性遺伝子材料の容量が3898bps よりもは
るかに大きいということが示唆されている。文献(Geigenmuller-Gnirkeet al., PNAS 88
:3253-3257, 1991)内で公表された研究作業においては、各々シス−要求パッケージン
グシグナルを含む2つの分子の、単機能シンドビス粒子へのパッケージングについて記述
されている。この研究における2つのパッケージングされたゲノムの合計物理サイズは14
600bpsである。この結果は、非相同遺伝子材料のためのシンドビスベクターの容量が以前
に想像されたものよりもはるかに大きいということを、強力に示している。シンドビスベ
クター内への大きい細胞遺伝子の挿入の潜在的可能性は、この系の有用性を実質的に拡大
する。
第VIII因子cDNAクローンは野生型8000bpsである。pKSSINBV内への第VIII因子cDNAの挿
入は野生型15830bpsのベクター/非相同ゲノミックサイズを生み出す。この粒子のパッケ
ージングが低効率であるならば、第VIII因子インサートの「B−ドメイン」を削除するこ
とによりインサートのサイズをさらに減少させることができる。ひきつづき発現されるタ
ンパク質の官能性に影響を及ぼすことなく、cDNAから第VIII因子B−ドメイン領域を除去
することが可能であるということが示されてきた。
第VIII因子cDNAの供給源はクローンpSP64-VIII、つまり全長ヒトタンパク質をコードす
るcDNAを有する受け入れ番号39812のATCCクローンである。pSP64-VIIIはSalIで消化さ
れ、末端はT4DNAポリメラーゼと各dNTPを50μM用いて平滑末端化され、ca.7700bpのフ
ラグメントは、1%のアガロース/TBE ゲル上で電気泳動され、Gene CleanTMで精製され
る。平滑末端を含む第VIII因子のcDNAを次に、HincIIでの消化により前処理され、CIAPで
処理され、GeneCleanTMで精製されたpKSII3'SIN(例2)の中へ連結させる。このプラス
ミドはpF83'SINとして知られている。
例2に記述されているさまざまなシンドビスベクター内への第VIII因子の挿入のため、
プラスミドpF83'SINをXhoI及び SacIIで消化し、結果として得られた7850bpのフラグメ
ントを1%のアガロース/TBEゲル上で分離し、Gene CleanTMにより精製する。この第VII
I因子−3'SIN フラグメントを以下に列挙するベクターの各々の中に挿入する。このフラ
グメントの挿入に先立って、XhoI及び SacIIでの消化によりプラスミドを前処理し、CIA
Pで処理し、1%のアガロース/TBEゲル電気泳動により分離し、Gene CleanTMで精製す
る:
ベクター 機能的接合領域(+/-)
pKSSINBV +
pKSSINdlJRsjrc +
pKSSINdlJRsjrPC +
pKSSINdlJRsjrNP(7,582-7,601) +
pKSSINdlJRsexjr +
第VIII因子cDNAの挿入の後、これらのベクターはそれぞれ、以下の通り呼称される:
pKSSINBVF8
pKSSINdlJRsjrcF8
pKSSINdlJRsjrPCF8
pKSSINdlJRsjrNP(7,582-7,601)F8
pKSSINdlJRsexjrF8
第VIII因子cDNAを含むベクターのパッケージングは、ベクター/第VIII因子でインビト
ロ転写されたRNAでトランスフェクションされた細胞を野生型ウイルスで感染させること
によって、又は代替的には、例7に記述されたパッケージング細胞系統のインビトロ転写
されたベクター/第VIII因子RNAでのトランスフェクションによって達成される。パッケ
ージング効率は、感染細胞内の第VIII因子発現を測定し、例3に記述されているpKSSIN-l
ucベクターを用いて行なわれた同じ実験において観察される発現レベルと比較することに
よって、決定される。
例17
A.グルコセレブロシダーゼシンドビスベクターの作製
まず最初に、cDNAコーディング配列の5’にXhoI制限酵素部位を及びcDNAコーディン
グ配列の3’にClaI制限酵素部位を含むグルコセレブロシダーゼ(GC)cDNAクローンを
生成する。このクローンは、NcoIでpMFG-GC (PNAS 89 : 1132 : 1992) を消化すること
によって生成され、VentDNAポリメラーゼで平滑末端化され、XhoIリンカーを連結され
うる。プラスミドを次にBamHIで消化させ、Vent DNAポリメラーゼで平滑末端化し、次に
ClaIリンカーに連結させる。第VIII因子を例2で記述されたさまざまなシンドビスベク
ター内に挿入するため、次にフラグメントをXhoI及び ClaIで消化させ、1%のアガロ
ース/TBE ゲル上でゲル分離させ、GeneCleanで精製する。GCフラグメントを、 XhoI及
び ClaIでの消化、CIAPでの処理、1%アガロース/TBEゲル電気泳動による分離及びGen
e Cleanでの精製によって前処理された以下のベクターの各々の中に挿入する。
ベクター 機能的接合領域(+/-)
pKSSINBV +
pKSSINdlJRsjrc +
pKSSINdlJRsjrPC +
pKSSINdlJRsjrNP(7582-7601) +
pKSSINdlJRsexjr +
第VIII因子cDNAの挿入の後、これらのベクターは以下に示すものとして知られている。
pKSSINBV-GC
pKSSINdlJRsjrc-GC
pKSSINdlJRsjrPC-GC
pKSSINdlJRsjrNP(7582-7601)-GC
pKSSINdlJRsexjr-GC
グルコセレブロシダーゼ(GC)シンドビスベクターは、動物研究においてGC cDNA を発
現するために用いられ、場合によっては直接注入により人間を治療するために用いられる
ことになる。治療を受けた患者の体内でのGC発現を持続させるために多重注入が必要とさ
れる場合、シンドビスベクターが最低限の抗原性をもつように設計されているか又はベク
ターに対する免疫応答を誘発しないような形で設計されていれば理想的であろう。このよ
うな要領で設計されており多重タンパク質を発現することのできるシンドビスベクターの
例は、例3(アデノウイルス早期領域E3);例4(HCMVH301);例5(同義遺伝子の発現
)及び例17(インターフェロンAのリボザイム発現)の中で記述されている。上述の例を
用いると、ベクターの多重クローニング部位において同じXhoI〜 ClaIクローニング部
位を用いて、インターフェロンAヘアピンリボザイムの後にADE3又はCMVH301 遺伝子が続
きその後に内部リボザイム進入部位が続き、その後にGCcDNA 又はその他の治療的緩和剤
が続くような形態でGCcDNA を発現するようにシンドビスベクターを設計することが可能
である。
B.シンドビスグルコセレブロシダーゼベクター産生細胞系の構築
例7に記述されている、使用されるシンドビスcDNAベクタークローンのタイプに応じて
生産者細胞系統を作製する2つのアプローチが紹介される。1つのシンドビスベクタータ
イプは、インビトロRNA写しの合成のために、SP6RNA ポリメラーゼ認識配列を使用する
。このタイプのベクターは、パッケージング細胞系統内で持続的に複製することになる組
込みしないベクターに基づいてベクター生産者細胞系統を作り出すために用いられる。第
2のタイプのベクターは、パッケージング細胞系統内での安定した組込みを可能にするプ
ラスミド構成体の中でSP6配列の代わりに非相同プロモーターを使用する(再考のため例
7参照)。このとき複製応答能あるシンドビスベクターの写しがDNA レベルから発現され
、シンドビスパッケージング細胞系統内にトランスフェクションされることになる。
シンドビスGCウイルスベクターがT7RNA認識配列を使用する場合、cDNAはまず市販のイ
ンビトロ転写系(Megascript転写キット:AmbionInc., Austin, Texas) のいずれかを用
いてインビトロ転写され、その後リボソーム又はリン酸カルシウム沈降によりシンドビス
パッケージング細胞系統内に全長RNA写しがトランスフェクションされる。前述の通り(
例7)、トランスフェクションを受けたパッケージング細胞系統からの感染性ベクター粒
子を含むろ過された上清は、次にシンドビスパッケージング細胞の新鮮な単層を再度感染
させるのに使用され、この単層はこのときウイルスベクターの供給源として役立つ。10cm
の皿の中で5×106個の細胞を感染させるためには、約10mlの感染性上清を使用しなけれ
ばならない。
シンドビスGCウイルスベクターが、選択可能な標識(ネオマイシン耐性遺伝子)を伴う
発現プラスミド形態の中で非相同プロモーターを使用する場合、cDNAベクターはパッケー
ジング細胞系統の中にトランスフェクションされ、その後薬物耐性選択の行なわれなけれ
ばならない。次に耐性コロニーをプールし希釈クローニングする。その後、個々のクロー
ンを増殖し、凍結させる。次に個々のクローンを、ウェスタンブロット分析法によりグル
コセレブロシダーゼの発現について(及び)例9に記されているような高い力価について
スクリーニングし、タンパク質の機能的活性についてテストする(Correllet al., Blood
80 : 331,1992)。
選択可能な標識をもたないベクターについては、安定した形で又は持続的にトランスフ
ェクションされたクローンの選択は、細胞をシンドビスベクターでトランスフェクション
してから1日〜2日後にパッケージング細胞系統を希釈クローニングすることによって行
なわれなくてはならない。その後、伝令RNA の逆転写とその後に続くポリメラーゼ連鎖反
応技術によるcDNAメッセージの増幅を用いて、グルコセレブロシダーゼの存在について希
釈クローンをスクリーニングする。この手順は、RT−PCR技術として知られており、Invit
rogen Corp.(San Diego, CA)を通してこの検定を実施するための市販キットを入手する
ことができる。RT−PCRは、少なくとも10日間増殖させられたクローンについて行なわれ
る。安定した持続的に感染を受けたクローンの適正な数を見い出すため、約50〜100 のク
ローンをスクリーニングする。RT−PCRを行なうためには、RNA 産物の増幅によって望ま
しいメッセージがスクリーニングされるよう、特異的プライマーが必要とされる。グルコ
セレブロシダーゼスクリーニングのために521塩基対産物を増幅するように設計されたプ
ライマーは、以下のものである。
グルコセレブロシダーゼのスクリーニングのためのプライマー
GCPCR(F)フ゛ライマー #1: 5'
TTTCTGGCT CCA GCC AAA GCC ACC CTA GGG GAG 3' (配列番号74)
GCPCR(R)フ゛ライマー #2: 5'
AATGGAGTA GCC AGG TGA GAT TGT CTC CAG GAA 3' (配列番号75)
このとき、最高の発現及び力価を示すクローンが、BHK-2細胞を感染させることによる
発現のトランスファについてテストされ、それに続いてウェスタンブロット分析及び、BH
K-2細胞内のグルコセレブロシダーゼ(GC)活性についての機能的検定が行なわれる。ウ
ェスタンブロット(PNAS89: 11332, 1992)のためにはヒトGCに対する特異的モノクロー
ナル抗体(8E4)が用いられ、これはBarneveld,R. A. et al.(Eur. J. Biochem. 134 : 3
10, 1983)中で記述されている。適切なクローンがひとたび同定されたならば、ベクター
を得るため成長培養からの上清が用いられ、0.45ucフィルターを通してろ過され、動物の
体内への直接注入を介して動物研究を始めるのに用いられる。動物研究がひとたび行なわ
れたならば、動物研究から誘導されたスケールアップした直接注入プロトコルをゴーシェ
病患者の治療のために使用することができる。このベクターのための代替的投与プロトコ
ルは、以下の例で示されている。
例18
シンドビスウイルスのベクターから発現された配列特異的アンチセンスまたはリボザイム
分子によるヒト乳頭腫ウイルスの病原性の阻止
今日まで、上皮由来の細胞について顕著な向性を有する、ヒト乳頭腫ウイルス(HPV)の
60より大きい型が単離されそして特性決定された。HPV群の中には、ヒトの肛門性器の道
を感染する実質的な数の型が存在する。この群のHPVは、肛門性器の道の良性または悪性
の増殖に関連する型にさらに再分割することができる。
米国において1年につき13,000〜20,000の子宮頸癌の死亡が存在する。開発途上国にお
いて、子宮頸癌は最も頻繁な悪性疾患であり、そして先進国において子宮頸癌は乳癌、肺
癌、子宮癌、および卵巣癌の後に等級づけられる。肛門性器の増殖が増大しつつある健康
の問題であるという見解を殊に支持する1つの統計学は、性器いぼについての医学的相談
が1966年における169,000件から1988年における2百万件より大に増加したことである。
HPV を頸部の増殖の疾患の病原性に関連させるいくつかの証拠が存在する。型の明確な
サブセット、いわゆる「低い危険のHPV」は頸の良性の増殖状態に関連する(例えば、HPV
6, 11, 43, 44) が、型の他のサブセット、「高い危険のHPV」は悪性の状態に進行する
ことがある病変に関連する(例えば、HPV16,18, 31, 33, 35 など)。子宮頸腫瘍のほぼ9
5%はHPV を含有し、HPV16または18型のDNA はそれらの約70%において見出される。
若い性的に活性な女性の集団におけるHPV の頻度は非常に高いように思われる。事実、
454人の大学の女性の最近の研究において、213人、すなわち、46%はHPV 陽性である。
HPV陽性の群の間で、3%はHPV6/11陽性であり、そして14%はHPV16/18陽性であった。
これらの 454人の女性のうちで、33人(7.3%)は、細胞学により決定して、異常な子宮頸
の増殖を有した。
HPV にターゲッティングされるアンチセンスおよびリボザイムの治療因子の設計に関す
ると、ターゲッティングすべきHPV型(すなわち、尖圭コンジロームに関連する型または
悪性の子宮頸の増殖に関連する型)およびターゲッティングすべきHPV 発現遺伝子(これ
らはHPV 遺伝子E2,E6、またはE7を包含するが、これらに限定されない)に関して考慮す
べき重要なパラメーターが存在する。
一般に、HPV 遺伝子の発現は一時的に2つの期で定められる、すなわち、ウイルスDNA
の複製前に発現される初期の(E)遺伝子、すなわちウイルスDNA の複製後に発現される
後期の(L)遺伝子。7つの初期の酵素HPV 遺伝子、および2つの後期の構造HPV遺伝子
が存在する。
上に掲示した議論に基づいて、ウイルスE2遺伝子をターゲッティングするHPV6/11群に
対して向けられたアンチセンス/リボザイム治療因子を構成することができる。E2タンパ
ク質の発現の阻害によりウイルスの組込みを維持する機構により、E2遺伝子の標的はHPV1
6/18群に関して不確かであることがある可能性があるように思われる。こうして、HPV16/
18型におけるE6/E7遺伝子は直接ターゲッティングすべきであるように思われる。
HPV16 型E6およびE7のRNAに対して特異的なシンドビスウイルスのベクター(実施例2
に記載する)の中へのアンチセンスおよびリボザイムの治療因子の構成を下に記載する。
HPV のアンチセンスおよびリボザイムの部分の挿入はシンドビスベクターのClaIおよび
XhoI部位の間である。
A.HPV16E6/E7アンチセンス治療因子の構成
HPV16 ウイルスのゲノムのクローン、pHPV−16(ATCCNo.45113)を、ウイルスE6/E7遺
伝子からの特定の配列の増幅のためのPCR 反応において鋳型として使用する。HPV16 アン
チセンス部分をまずプラスミドベクターpKSII+ の中に挿入する;プラスミドベクターか
らのアンチセンス治療因子の除去および種々のシンドビスベクターの主鎖の中への挿入は
、独特アンチセンス部分の末端のClaIおよび XhoI制限エンドヌクレアーゼ部位を経て
達成される。HPV16E6/E7遺伝子の一部分の増幅は下に示すプライマーの対を使用して達成
される:
前方のプライマー(緩衝配列/ XhoI部位/HPV16 ヌクレオチド201-222):
TATATTCTAGAGCAAGCAACAGTTACTGCCGACG(配列番号76)
逆プライマー(緩衝配列/ ClaI部位/HPV16 ヌクレオチド759-738):
TATATATCGATCCGAAGCGTAGAGTCACACTTG(配列番号77)
HPV16E6/E7相補的配列に加えて、両方のプライマーはPCRアンプリコン生成物の効率よ
い酵素消化のためにそれらの5’末端に5ヌクレオチドの「緩衝配列」を含有する。上に
示すプライマーを使用するHPV16 アンプリコンの発生は、実施例4に記載するPCRプロト
コールを使用して達成される。感染した子宮頸上皮中のE6/E7mRNAは3つの形態、すなわ
ち、アンスプライスのオールタネイティブおよび2つのスプライスされたオールタネイテ
ィブ(E6*およびE6**)、E6のヌクレオチド226-525が成熟メッセージの中に存在しない
もの、で存在することが従来示された(Smotkin ら、J. Virol 63 : 1441-1447, 1989)。
ここに記載するアンチセンス部分とHPV16ゲノムとの間の相補性の領域はウイルスのヌク
レオチド201-759である。こうして、アンチセンス部分はE6/E7アンスプライスメッセー
ジおよびスプライスE6*E6**スプライスメッセージに結合しそしてそれらの翻訳を阻害す
ることができるであろう。
HPV16E6/E7の580bpのアンプリコン生成物をまずジーン・クリーン(GeneClean)(Bio
101 、カリフェルニア州サンディエゴ)で精製し、制限酵素ClaIおよび XhoIで消化
し、そして1%アガロース/TBEゲル上で電気泳動させる。次いで568bp のバンドをゲル
から切り出し、DNAをジーン・クリーンで精製し、そして pKSII+ プラスミドの中に結合
し、そしてpKSII+は ClaIおよび XhoIを使用する消化、CIAPを使用する処理、および
ジーン・クリーンを使用する処理により調製される。このプラスミドはpKSaHPV16E6/E7と
して知られている。
B.HPV16E6/E7ヘアピンリボザイム治療因子の構成
HPV16 のE6およびE7タンパク質の発現を効率よく阻害するために、E6mRNAに対する標的
の特異性をもつヘアピンリボザイム(HRBZ)を構成する。HPV16リボザイム部分をまずプ
ラスミドベクターpKSII+ の中に挿入する;プラスミドベクターからのリボザイム治療因
子の除去および種々のシンドビスベクターの主鎖の中への挿入は、独特リボザイム部分の
末端のClaIおよびXhoI制限エンドヌクレアーゼ部位を経て達成される。
HRBZは下に示すHPV16E6RNA(ヌクレオチド414-431)に対して相同性である:
TTAACTGTCAAAAGCCAC(配列番号78)
HRBZはTCTCヘアピン中のT残基の後で、上に下線で示す、リボザイムのループ5基質の
モチーフを切断するように設計する。切断後、HRBZを再循環させ、そしてHRBZは他のアン
スプライスE6/E7mRNAまたはE6*スプライスmRNA分子にハイブリダイゼーションし、そし
てそれを切断することができる。
従来定められた二本鎖HRBZ(Hampelら、Nucleic Acids Research 18 : 299-304, 1990)
は、4塩基の「テトラループ」3および延長したらせん4を含有し、上に示したHPV16E6
のRNA に対する特異性をもち、化学的に合成されそして、それぞれ、ClaIおよび XhoI
部位の両方の5’および3’末端を含む。化学的に合成されたHPV16E6HRBZ鎖の配列を下
に示す:
HPV16E6HRBZ 、上部の鎖(5’−>3’):
CGATGTGGCTTTTAGATGTTAAACCAGAGAAACACACGGACTTCGGT
CCGTGGTATATTAGCTGGTAT
(配列番号79)
HPV16E6HRBZ 、下部の鎖(5’−3’):
CTAGATACCAGCTAATATACCACGGACCGAAGTCCGTGTGTTTCTCTGG
TTTAACATCTAAAAGCCACAT(配列番号80)
ClaIおよびXhoIの粘着末端をもつ二本鎖HPV16E6特異的HRBZを形成するために、等
しい量のオリゴヌクレオチドを10mMのMg2+中で一緒に混合し、95℃に5分間加熱し、次い
で室温にゆっくり冷却して鎖をアニーリングさせる。
ClaIおよびXhoI粘着末端をもつ二本鎖HPV16E6HRBZをまず pKSII+ プラスミドベク
ターの中に結合し、pKSII+は ClaIおよび XhoIを使用する消化、CIAPを使用する処理
、およびジーン・クリーンを使用する処理により調製させる。このプラスミドはpKSHPV16
E6HRBZとして知られている。
HPV16 アンチセンスおよびヘアピンリボザイム部分をそれらのプラスミドベクター、そ
れぞれ、pKSaHPV16E6/E7およびpKSHPV16E6HRBZから遊離させる、ここでClaIおよびXho
Iで消化し、アガロースの電気泳動およびジーン・クリーンで精製し、そして、 ClaIお
よび XhoIを使用する消化およびCIAPを使用する処理により調製された、所望のベクター
の主鎖の中に挿入する。いくつかの可能なシンドビスベクターは、HPV16アンチセンスお
よびリボザイムの治療因子の部分の挿入のために適当であり、それらのベクターのいくつ
かは下に示されており、そしてその詳細な構成は実施例2に記載されている:


ベクター 機能的接合領域(+/-)
pKSSINBV +
pKSSINBVdlJR −
pKSSINdlJRsjrc +
pKSSINdlJRsjrPC +
pKSSINdlJRsjrNP(7582-7601) +
pKSSINdlJRsexjr +
アンチセンスおよびリボザイムの治療因子はRNA のレベルで働くので、これらの部分を
含有するベクターが機能的接合領域を含有することは不必要である。すなわち、シンドビ
ス構造タンパク質に相当する領域の翻訳はサブゲノムRNAからのみ起こる。しかしながら
、アンチセンスおよびヘアピンリボザイムの治療因子の翻訳は結果ではないので、これら
の部分はプラス鎖シンドビスゲノムのベクターRNA のレベルからそれらの影響を発揮する
他方において、反復した投与量を個体に投与ことは望ましいことがある;こうして、ア
ンチセンスおよびヘアピンの緩和因子(palliative) はアデノウイルスE3またはヒトサイ
トメガロウイルスのH301遺伝子の下流に挿入され、ここでE3またはH301遺伝子は感染した
細胞におけるMHCクラスI分子の発現をダウンレギュレーションする。アンチセンスおよ
びヘアピンの緩和因子の挿入は、下に示す実施例3および4からのベクターにおいて、 C
laIおよびXhoI部位の間で達成される:
ベクター 機能的接合領域(+/-)
pKSSINdlJRsjrcAdE3 +
pKSSINdlJRsjrcH301 +
サブゲノムmRNAはこれらのベクターの中で合成され、AdE3およびCMV H301遺伝子のた
めの翻訳鋳型として働く。こうして、これら
の構成体において、機能的HPV16 アンチセンスおよびヘアピンリボザイムの緩和因子はサ
ブゲノムおよびプラス鎖ゲノムの両方のシンドビスベクターRNA のレベルで存在するであ
ろう。
さらに、HPV16アンチセンスおよびヘアピンリボザイムの緩和因子は、記載したシンド
ビスベクターの中に挿入された異種遺伝子の下流に挿入される。例えば、HPV16 アンチセ
ンスおよびヘアピンリボザイムの緩和因子は、例えば、E6/E7またはL1タンパク質からの
、HPV16の免疫原性エピトープをコードする異種遺伝子の下流に挿入できるであろう。こ
れらのベクターにおいて、免疫調節Ad E3 またはCMV H301遺伝子を含有させることは望ま
しくないであろう。
高いおよび低い危険の両方のHPV 群による感染の間のE6/E7遺伝子の発現は、子宮頸上
皮の増殖のために要求される。試験したHPV 型からのHPVE7 タンパク質は網膜芽細胞腫タ
ンパク質と複合体を形成し、そしてHPV16および18型からのE6タンパク質は細胞p53 タン
パク質に連合しそしてそれを分解する。p53 および網膜芽細胞腫細胞の遺伝子生産物は細
胞の成長調節に関係づけられ、そしてこれらのタンパク質の発現または機能の変更は影響
を受けた細胞における成長の調節を解放することができる。こうして、両方のHPV群に対
するアンチセンスまたはリボザイムの治療因子はこれらの遺伝子の一方または両方の発現
を直接または究極的に減少するであろう。E6/E7遺伝子の発現はウイルスE2タンパク質に
よりトランス活性化される。しかしながら、別のスプライシング戦略を利用することによ
って、E2タンパク質はまたトランス−リプレッサーとして使用することができる。オンコ
ジーンHPV型の組込みはウイルスE2領域において起こり、そしてE2タンパク質の発現を阻
害する。オンコジーンHPV 型による組込みは、子宮頸癌の明白な誘発および/または維持
において重要な事象であるように思われた。この事象はE6/E7遺伝子の連続的発現を生ず
る。組込まれた状態にいて、E6/E7遺伝子の発現は感染したケラチノサイトの中に存在す
る因子によりトランス活性化される。E6/E7発現の細胞ケラチノサイト因子の活性化に応
答するウイルスE2の調節機構の不活性化は、ウイルスの組込みにおいて決定的な事象であ
る。
HPV16 型E6およびE7RNAに対して特異的なシンドビスウイルスのベクター(実施例2に
記載する)の中へのアンチセンスおよびリボザイムの治療因子の構成を下に記載する。HP
V アンチセンスおよびリボザイム部分の挿入は、シンドビスベクターのClaIおよびXho
I部位の間である。
C.HPV16E6/E7アンチセンス治療因子の構成
HPV16 ウイルスゲノムのクローン、pHPV−16(ATCCNo.45113)を、ウイルスE6/E7遺伝
子からの特定の配列の増幅のためのPCR 反応において鋳型として使用する。HPV16 をまず
プラスミドベクターpKSII+の中に挿入する;プラスミドベクターからのアンチセンス治
療因子の除去および種々のシンドビスベクターの主鎖の中への挿入は、独特アンチセンス
部分の末端のClaIおよびXhoI制限エンドヌクレアーゼ部位を経て達成される。HPV16E6
/E7遺伝子の一部分の増幅は下のプライマー対を使用して達成される:
HPV16 前方プライマー(緩衝配列/XhoI部位/HPV16ヌクレオチド201-222):
5'-TATATTCTA GAG CAA GCA ACA GTT ACT GCG ACG-3'
(配列番号81)
HPV16 逆プライマー(緩衝配列/ClaI部位/HPV16ヌクレオチド759-738):
5'-TATATATCG ATC CGA AGC GTA GAG TCA CAC TTG-3'
(配列番号82)
HPV16E6/E7相補的配列に加えて、両方のプライマーはPCRアンプリコン生成物の効率よ
い酵素消化のためにそれらの5’末端に5ヌクレオチドの「緩衝配列」を含有する。上の
プライマーを使用するHPV16 アンプリコンの発生は、実施例4に記載するPCRプロトコー
ルを使用して達成される。感染した子宮頸上皮中のE6/E7mRNAは3つの形態、すなわち、
アンスプライスのオールタネイティブ(E6*およびE6**)、ここでE6のヌクレオチド226-
525は成熟メッセージの中に存在しない、で存在することは知られている(Smotkinら、J
. Virol 63 :1441-1447, 1989)。アンチセンスとHPV16ゲノムとの間の相補性の領域はウ
イルスのヌクレオチド201-759 である。こうして、アンチセンス部分はE6/E7アンスプラ
イスメッセージおよびスプライスE6*およびE6**メッセージに結合しそしてそれらの翻訳
を阻害することができるであろう。
HPV16E6/E7の580bpのアンプリコン生成物をまずジーン・クリーン(GeneClean)(BIO
101 、カリフォルニア州サンディエゴ)で精製し、制限酵素ClaIおよび XhoIで消化
し、そして1%アガロース/TBEゲルにより単離する。次いで568bp のバンドをゲルから
切り出し、DNA をジーン・クリーン(GeneCleanR ) で精製し、そしてClaIおよび Xho
Iを使用する消化により調製された pKSII+ プラスミドの中に結合し、CIAPで処理し、そ
してジーン・クリーン(GeneCleanR ) で処理する。このプラスミドを pKSαHPV16E/E7
と表示する。
D.HPV16E6/E7ヘアピンリボザイム治療因子の構成
HPV16 のE6およびE7タンパク質の発現を効率よく阻害するために、E6mRNAに対する標的
の特異性をもつヘアピンリボザイム(HRBZ)を構成する。HPV16リボザイム部分をまずプ
ラスミドベクター pKSII+の中に挿入する;プラスミドベクターからのリボザイム治療因
子の除去および種々のシンドビスベクターの主鎖の中への挿入は、独特リボザイム部分の
末端のClaIおよびXhoI制限エンドヌクレアーゼ部位を経て達成される。
HRBZは下に示すHPV16E6RNAヌクレオチド414-431に対して相同性である:
5'-TTAACTGTC AAA AGC CAC-3' (配列番号83)
HRBZはTGTCヘアピン中の最初のT残基の後で、上に下線で示す、リボザイムのループ5
基質のモチーフを切断するように設計する。切断後、HRBZを再循環させ、そしてHRBZは他
のアンスプライスE6/E7mRNAまたはE6*スプライスmRNA分子にハイブリダイゼーションし
、そしてそれを切断することができる。
二本鎖HRBZ(Hampelら、NucleicAcidsResearch 18 : 299-304, 1990)は、4塩基の「
テトラループ」3および延長したらせん4を含有し、上に示したHPV16E6 のRNAに対する
特異性をもち、化学的に合成されそして、それぞれ、 ClaIおよび XhoI部位を、それぞ
れ、5’および3’末端に含む。化学的に合成されたHPV16E6HRBZ鎖の配列を下に示す:
HPV16E6HRBZ 、センス鎖:
5'-
CGATGTGGC TTT TAG ATG TTA AAC CAG AGA AAC ACA CGG ACT
TCGGTCCGT GGT ATA TTA GCT GGT AT-3'
(配列番号84)
HPV16E6HRBZ 、アンチセンス鎖:
5'-
CTAGATACC AGC TAA TAT ACC ACG GAC CGA AGT CCG TGT GTT
TCTCTGGTT TAA CAT CTA AAA GCC ACA T-3'
(配列番号85)
ClaIおよびXhoIの粘着末端をもつ二本鎖HPV16E6特異的HRBZを形成するために、等
しい量のオリゴヌクレオチドを10mMのMg2+中で混合し、95℃に5分間加熱し、次いで室温
にゆっくり冷却して鎖をアニーリングさせる。
ClaIおよびXhoI粘着末端をもつ二本鎖HPV16E6HRBZを pKSII+ プラスミドベクター
の中に結合する。pKSII+ベクターをまず ClaIおよび XhoIで消化し、CIAPで処理し、
そして結合前にジーン・クリーン(Gene CleanR ) で精製する。このプラスミドをpKSHPV
16E6HRBZと表示する。
HPV16 アンチセンスおよびヘアピンリボザイム部分をそれらのプラスミドベクター、そ
れぞれ、pKSaHPV16E6/E7およびpKSHPV16E6HRBZから遊離させる、ここでClaIおよびXho
Iで消化し、アガロースの電気泳動により単離し、そしてジーン・クリーン(Gene Clean
R ) で精製する。次いで、それらを所望のベクターの主鎖の中に挿入する。ベクターの主
鎖はClaIおよびXhoIを使用する消化により調製し、そしてCIAPで処理する。いくつか
の可能なシンドビスベクターは、HPV16 アンチセンスおよびリボザイムの治療因子の部分
の挿入のために適当である。実施例2からのこれらのベクターのいくつかを下に示す。
ベクター 機能的接合領域(+/-)
pKSSINBV +
pKSSINBVdlJR −
pKSSINdlJRsjrc +
pKSSINdlJRsjrPC +
pKSSINdlJRsjrNP(7,582-7,601) +
pKSSINdlJRsexjr +
アンチセンスおよびリボザイムの治療因子はRNA のレベルで働くので、これらの部分を
含有するベクターが、また、機能的接合領域を含有することは不必要である。詳しくは、
シンドビス構造タンパク質に相当する領域の翻訳はサブゲノムRNAからのみ起こる。しか
しながら、アンチセンスおよびヘアピンリボザイムの治療因子の翻訳は結果ではないので
、これらの部分はプラス鎖シンドビスゲノムのベクターRNA のレベルからそれらの影響を
発揮する。
他方において、反復した投与量を個体に投与ことは望ましいことがある;こうして、ア
ンチセンスおよびヘアピンの緩和因子はアデノウイルスE3またはヒトサイトメガロウイル
スのH301遺伝子の下流に挿入される。(E3およびH301遺伝子は感染した細胞におけるMHC
クラスI分子の発現をダウンレギュレーションする。)アンチセンスおよびヘアピンの緩
和因子の挿入は、実施例3および4からのベクターにおいて、ClaIおよび XhoI制限部
位の間で達成される:
ベクター 機能的接合領域(+/-)
pKSSINdlJRsjrcAdE3 +
pKSSINdlJRsjrcH301 +
サブゲノムmRNAはこれらのベクターの中で合成され、AdE3およびCMV H301遺伝子のた
めの翻訳鋳型として働く。こうして、これらの構成体において、機能的HPV16 アンチセン
スおよびヘアピンリボザイムの緩和因子はサブゲノムおよびプラス鎖ゲノムの両方のシン
ドビスベクターRNAのレベルで存在するであろう。
さらに、HPV16アンチセンスおよびヘアピンリボザイムの緩和因子は、記載したシンド
ビスベクターの中に含有された異種遺伝子の下流に挿入される。例えば、HPV16 アンチセ
ンスおよびヘアピンリボザイムの緩和因子は、HPV16E6/E7またはL1タンパク質の免疫原性
エピトープをコードする異種遺伝子の下流に挿入できるであろう。これらのベクターにお
いて、免疫調節AdE3またはCMV H301遺伝子を含有させることは望ましくないであろう。
例19
シンドビスウイルスのベクターから発現された配列特異的リボザイム分子による感染した
細胞におけるヒトインターフェロンAの発現の阻害
インターフェロン(IFNs) は小さいタンパク質のファミリーからなり、これらのタンパ
ク質はMHC 抗原の発現、細胞成長の調節を変調するいくつかの遺伝子の発現、およびウイ
ルス感染に対する耐性を包含する、哺乳動物細胞における広い範囲の生物学的活性を実行
する(Pestkaら、Ann.Rev.Biochem. 56 : 727-777, 1987)。IFNsの3クラス、すなわち
、a,b、およびg、のうちで、IFN-a、すなわち、白血球インターフェロンは感染した
細胞におけるウイルスの複製を制限する活性に関係する。
IFN-aの抗ウイルス作用は、感染した細胞におけるウイルスの生活環を阻害する2つの
細胞酵素に関係する。1つの酵素は二本鎖RNA依存性68kDa のタンパク質キナーゼであり
、これはタンパク質合成阻害因子eIF-2のサブユニットのリン酸化を触媒する。IFN-aに
より誘発される第2酵素は2’,5’−オリゴアデニレートシンターゼ(2’,5’−OA
S)であり、これは二本鎖RNAの存在下に潜在的エンドヌクレアーゼ、すなわち、RNアーゼ
Lを活性化し、このRNアーゼLはウイルスおよび細胞のRNAの消化に関係する(Johnston
およびTorrence,Interferons3 : 189-298, Friedman(編)、Elsevier Science Publishe
rs, B. V., アムステルダム、1984)。
それらの複製戦略は二本鎖RNA の中間体を含むので、RNA ウイルスはとくにインターフ
ェロンの強い誘発因子である。シンドビスウイルスに関すると、二本鎖RNA 分子はプラス
鎖およびマイナス鎖の両方のゲノム長さの分子の複製の間およびサブゲノムメタノールの
転写の間に存在する。シンドビスウイルスを使用する細胞の感染はインターフェロンの誘
発を生ずることが証明された(Saito,J. Interferon Res. 9 : 23-24, 1989)。
治療緩和因子の延長した発現を望む応用において、感染した細胞におけるIFN の発現は
シンドビスベクター中のIFN-amRNA に対する特異性をもつヘアピン酵素の含有による阻害
される。こうしてIFN-a発現の阻害は、感染した細胞中でウイルスが複製できる程度を阻
害する、eIF-2タンパク質キナーゼおよび2’,5’−OASを包含する、細胞タンパク質
のカスケードの誘発を軽減する。ベクター感染細胞に向かってターゲッティングされた免
疫応答の誘発なしの治療緩和因子の延長した発現は、抗原の提示以外のすべての応用にお
いて望ましくそして、例えば、系統的タンパク質の生産、アンチセンスおよびリボザイム
、およびアクセサリー分子を包含する。
A.インターフェロンAのmRNAに対するターゲッティングされた特異性をもつヘアピンリ
ボザイムの構成
シンドビスベクターで感染した細胞中のインターフェロンAタンパク質の発現を効率よ
く阻害するために、インターフェロンAのmRNAに対するターゲッティングされた特異性を
もつヘアピンリボザイム(HRBZ)を構成する。IFN-aリボザイム部分をまずプラスミドベ
クターpKSII+(Stratagene 、カリフォルニア州ラジョラ)の中に挿入する;プラスミド
ベクターからのリボザイム治療因子の除去および種々のシンドビスベクターの主鎖の中へ
の挿入は、独特リボザイム部分の末端のClaIおよび XhoI制限エンドヌクレアーゼ部位
を経て達成される。
HRBZは下に示すヒトインターフェロンアルファ遺伝子IFN-アルファ4bのヌクレオチド10
26-1041に対して、そして、5,6,7,8、および14を包含するが、遺伝子16を包含し
ない、配列決定されたすべてのIFN-a遺伝子(Henco ら、J. Mol.Biol. 185 : 227-260,
1985)に対して相同性である:
TCTCTGTCC TCC ATG A
(配列番号86)
HRBZはTGTCヘアピン中のT残基の後で、上に下線で示す、リボザイムのループ5基質の
モチーフを切断するように設計する。切断後、HRBZを再循環させ、そしてHRBZは他のIFN-
amRNA分子にハイブリダイゼーションし、そしてそれを切断することができる。
従来定められた二本鎖HRBZ(Hampelら、Nucleic Acids Research 18 : 299-304, 1990)
は、4塩基のテトラループ3および延長したらせん4を含有し、上に示したIFN-amRNAに
対する特異性をもち、化学的に合成されそして、それぞれ、 ClaIおよび XhoI部位を、
それぞれ、5’および3’末端に含む。化学的に合成されたIFN-aHRBZ鎖の配列を下に示
す:
IFN-aHRBZ 、センス鎖(5’→3’):
TCGAGTCAT GGA GAG AGG AGA ACC AGA GAA ACA CAC GGA CT
T CGGTCCGTG GTA TAT TAC CTG GAT
(配列番号87)
IFN-aHRBZ 、アンチセンス鎖(5’→3’):
CGATCCAGG TAA TAT ACC ACG GAG CGA AGT CCG TGT GTT TCT
CTG GTTCTC CTC TCT CCA TGA C
(配列番号88)
ClaIおよびXhoIの粘着末端をもつ二本鎖IFN-a特異的HRBZを形成するために、等し
い量のオリゴヌクレオチドを10mMのMg2+中で一緒に混合し、95℃に5分間加熱し、次いで
室温にゆっくり冷却して鎖をアニーリングさせる。
ClaIおよびXhoI粘着末端をもつ二本鎖IFN-aHRBZを pKSII+ プラスミドベクターの
中に結合し、ここでpKSII+ベクターは ClaIおよび XhoIで消化し、CIAPで処理し、そ
してジーン・クリーン(Gene CleanR ) で処理して調製される。このプラスミドをpKSIFN
aHRBZと表示する。
IFN-aヘアピンリボザイム部分をそれらのプラスミドベクター、それぞれ、pKSaIFNaHR
BZから遊離させる、ここでClaIおよびXhoIで消化し、2% NuSieve/アガロース電気
泳動およびジーン・クリーン(Gene CleanR ) により精製し、そしてそれらを所望のベク
ターの主鎖の中に挿入し、ここでベクターの主鎖はClaIおよび XhoIを使用する消化お
よびCIAPを使用する処理により調製する。いくつかの可能なシンドビスベクターはIFN-a
ヘアピンリボザイム部分の挿入のために適当であり、それらのいくつかを下に示し、そし
てそれらの詳細な構成は実施例2,3、および4に記載されている:
ベクター 機能的接合領域(+/-)
pKSSINBV +
pKSSINBVdlJR −
pKSSINdlJRsjrc +
pKSSINdlJRsjrPC +
pKSSINdlJRsjrNP(7582-7601) +
pKSSINdlJRsexjr +
pKSSINdlJRsjrcAdE3 +
pKSSINdlJRsjrcH301 +
リボザイム活性はRNAのレベルで働くので、この領域は部分的サブゲノムmRNAとして発
現されることは不必要である。しかしながら、機械的接合領域の下流に配置するとき、合
成されるリボザイムのレベルはIFN-aRNA標的を切断するとき非常により大きくそして多分
いっそう有効である。
さらに、いくつかの応用、例えば、タンパク質の系統的発現において、個体への多数の
投与量の投与が要求される。これらの応用において、ベクター感染細胞に向かってターゲ
ッティングされた免疫応答の誘発なしの治療緩和因子の延長した発現は望ましい。この立
体配置において、IFN-aHRBZ部分はアデノウイルスE3またはヒトサイトメガロウイルスの
H301遺伝子の下流に挿入することができ、ここでE3およびH301遺伝子は感染した細胞にお
けるMHCクラスI分子の発現をダウンレギュレーションする。MHCクラスI分子の発現を
変調する遺伝子の後に、連続的に、実施例5に記載する群の間から選択されるIRES要素、
および治療緩和因子が存在する。ベクター接合領域と3’末端との間にベクターの中に位
置する多重クローニング配列に沿ったヘアピンリボザイム、AdE3 またはCMV H301, IRES
、および問題の異種遺伝子の成分の規則挿入は、成分5’および3’末端の適当な制限酵
素認識部位を使用する修飾により達成される。これらの構成体において、機能的IFN-aヘ
アピンリボザイムの緩和因子はサブゲノムおよびプラス鎖ゲノムの両方のシンドビスベク
ターRNAのレベルで存在するであろう。
実施例20
組換えアルファウイルスのベクターのラクトース配合物
粗製の組換えアルファウイルスのベクターはセリガン(Celligan) バイオリアクター(
New Brunswick 、ニュージャージイ州)から入手し、組換えアルファウイルスのベクター
でトランスフェクションまたは形質導入されたパッケージング細胞を含有し、そしてバイ
オリアクターのマトリックスのビーズに結合されている。細胞は、連続的流れプロセスに
おいて細胞の上を通る成長培地の中に、組換えアルファウイルスのベクターを解放する。
バイオリアクターを出る培地を集め、そして最初に0.8ミクロンのフィルター、次いで0.6
5ミクロンのフィルターに通過させて、粗製の組換えアルファウイルスのベクターを清浄
化する。交差流濃縮システム(Filtron、マサチュセッツ州ボストン)を利用して、濾液
を濃縮する。濃縮物の1mlにつきほぼ50単位のDNアーゼ(Intergen、ニューヨーク州ニュ
ーヨーク)を添加して、外因性DNAを消化する。消化物を同一の交差流システムで150mM
のNaCl,25mMのトロメタミン、pH7.2に対して透析濾過する。50mMのNaCl,25mMのトロメ
タミン、pH7.4中で平衡化した、セファデックス(Sephadex)S−500 ゲルカラム(Pharm
acia 、ニュージャージイ州ピスカタェイ)上に透析濾過物を負荷する。精製した組換え
アルファウイルスのベクターを50mMのNaCl,25mMのトロメタミン、pH7.4中でセファデッ
クス(Sephadex)S−500 ゲルカラムから溶離する。
ラクトースを含有する配合緩衝液を2×濃縮原溶液として調製した。配合緩衝液は、25
mMのトロメタミン、70mMのNaCl,2mg/mlのアルギニン、10mg/mlのヒト血清アルブミン
(HSA)、および100mg/mlのラクトースを100mlの最終体積でpH7.4 において含有する。
1部のS−500精製した組換えアルファウイルスのベクターに1部の2×ラクトース配
合緩衝液を添加することによって、精製した組換えアルファウイルスのベクターを配合す
る。配合した組換えアルファウイルスのベクターは−70℃〜−80℃において構造するか、
あるいは乾燥することができる。
スーパーモデュリョ(Supermodulyo) 12K凍結乾燥器に取り付けられたエドワーズ・レ
フリジェレイテッド・チャンバー(EdwardsRefrigerated Chamber) (3Shelf RC3Sユニッ
ト)(EdwardsHigh Vacuum 、ニューヨーク州トナワンダ)中で、配合したアルファウイ
ルスを凍結乾燥する。凍結乾燥サイクルが完結したとき、わずかの窒素ガスの抽出後真空
下にバイアルに栓をする。取り出したとき、バイアルをアルミニウムのシールでクリンプ
する。凍結乾燥した組換えレトロウイルスを1.0mlの水で再構成する。
以上から理解されるように、本発明の特定の態様を例証の目的で記載したが、本発明の
精神および範囲から逸脱しないで種々の変更が可能である。したがって、本発明は添付し
た請求の範囲により以外限定されない。
SEQUENCE LISTING
(1)GENERALINFORMATION:
(I)APPLICANT:
NAME:Viagene,Inc.
STREET:11055Roselle Street
CITY:SanDiego, California
COUNTRY:US
POSTALCODE:92121
TELEPHONE:(619)452-1288
(II)TITLEOFINVENTION: RECOMBINANT ALPHAVIRUS VECTORS
(III)NUMBEROFSEQUENCES: 89
(IV)CORRESPONDENCEADDRESS:
(A)ADDRESSEE:Seedand Berry
(B)STREET:6300Columbia Center, 701 Fifth Avenue
(C)CITY:Seattle
(D)STATE:Washington
(E)COUNTRY:US
(F)ZIP:98104-7092
(V)COMPUTERREADABLEFORM:
(A)MEDIUMTYPE:Floppy disk
(B)COMPUTER:IBMPC compatible
(C)OPERATINGSYSTEM:PC-DOS/MS-DOS
(D)SOFTWARE:PatentInRelease #1.0, Version #1.25
(VI)CURRENTAPPLICATIONDATA:
(A)APPLICATIONNUMBER:
(B)FILINGDATE:
(C)CLASSIFICATION:
(VIII)ATTORNEY/AGENTINFORMATION:
(A)NAME:McMasters,David D.
(B)REGISTRATIONNUMBER:33,963
(C)REFERENCE/DOCKETNUMBER:930049.423PC
(IX)TELECOMMUNICATIONINFORMATION:
(A)TELEPHONE:(206)622-4900
(B)TELEFAX:(206)682-6031
(C)TELEX:3723836SEEDANBERRY
(2)配列番号1についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:24個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号1:
ATCTCTACGGTGGTCCTAAATAGT 24
(2)配列番号2についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:42個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号2:
TATATTCTAGATTTTTTTTTTTTTTTTTTT TTTTTTGAAA TG 42
(2)配列番号3についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:48個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号3:
TATATGGGCCCGATTTAGGTGACACTATAG ATTGACGGCG TAGTACAC 48
(2)配列番号4についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:23個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号4:
CTGGCAACCGGTAAGTACGATAC
23
(2)配列番号5についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:21個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号5:
ATACTAGCCACGGCCGGTATC 21
(2)配列番号6についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:21個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号6:
TCCTCTTTCGACGTGTCGAGC 2
1
(2)配列番号7についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:21個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号7:
ACCTTGGAGCGCAATGTCCTG 21
(2)配列番号8についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:21個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号8:
CCTTTTCAGGGGATCCGCCAC
21
(2)配列番号9についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:21個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号9:
GTGGCGGATCCCCTGAAAAGG 21
(2)配列番号10についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:19個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号10:
TGGGCCGTGTGGTCGCATG
19
(2)配列番号11についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:21個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号11:
TGGGTCTTCAACTCACCGGAC
21
(2)配列番号12についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:22個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号12:
CAATTCGACGTACGCCTCACTC
22
(2)配列番号13についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:22個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号13:
GAGTGAGGCGTACGTCGAATTG 22
(2)配列番号14についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:35個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号14:
TATATCTCCAGATGAGGTACATGATTTTAG GCTTG 35
(2)配列番号15についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:40個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号15:
TATATATCGATTCAAGGCATTTTCTTTTCA TCAATAAAAC 40
(2)配列番号16についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:35個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号16:
TATATCTCCAGATGATGACAATGTGGTGTC TGACG 35
(2)配列番号17についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:32個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号17:
TATATATCGATTCATGACGACCGGACCTTG CG 32
(2)配列番号18についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:28個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号17:
TATATGGGCCCCCCCCCCCCCCCCAACG 28
(2)配列番号19についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:30個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号19:
TATATATCGATCCCCCCCCCCCCCCCAACG 30
(2)配列番号20についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:34個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号20:
TATATCCATGGCTTACAATCGTGGTTTTCA AAGG 34
(2)配列番号21についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:33個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号21:
TATATGGGCCCTCGATGAGTCTGGACGTTC CTC 33
(2)配列番号22についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:33個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号22:
TATATATCGATTCGATGAGTCTGGACGTTC CTC 33
(2)配列番号23についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:37個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号23:
TATATCCATGGATCCAATTTGCTTTATGAT AACAATC 37
(2)配列番号24についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:30個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号24:
TATATGGGCCCGGTCGACGCCGGCCAAGAC 30
(2)配列番号25についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:30個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号25:
TATATATCGATGGTCGACGCCGGCCAAGAC 30
(2)配列番号26についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:32個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号26:
TATATCCATGGTGCCAGCCAGTTGGGCAGC AG 32
(2)配列番号27についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:23個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号27:
TTAATTAACGGCCGCCACCATGG
23
(2)配列番号28についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:13個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号28:
TAACGGCCGC CAC
13
(2)配列番号29についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:20個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号29:
CCATGGTGGCGGCCGTTAAT
20
(2)配列番号30についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:12個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号30:
GTCACCGGTG AC
12
(2)配列番号31についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:25個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号31:
CTCATCGATCAGATCTGACTAGTTG
25
(2)配列番号32についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:33個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号32:
GATCCAACTAGTCAGATCTGATCGATGAGG GCC 33
(2)配列番号33についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:56個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号33:
ACTTATCGATGGTTCTAGACTCCCTTAGCC ATCCGAGTGG ACGTGCGTCC 50
TCCTTC 56
(2)配列番号34についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:52個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号34:
TCCACCTCCTCGCGGTCCGACCTGGGCATC CGAAGGAGGA CGCACGTCCA 50
CT 52
(2)配列番号35についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:57個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号35:
TCGGACCGCGAGGAGGTGGAGATGCCATGC CGACCCATTG ACGGCGTAGT 50
ACACACT 57
(2)配列番号36についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:36個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号36:
CTGGACTAGTTAATACTGGTGCTCGGAAAA CATTCT 36
(2)配列番号37についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:40個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号37:
GTCAAGCTTGCTAGCTACAACACCACCACC ATGAATAGAG 40
(2)配列番号38についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:47個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号38:
TATATGCGGCCGCACCACCACCATGAATAG AGGATTCTTT AACATGC 47
(2)配列番号39についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:34個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号39:
TATATGCGGCCGCTCATCTTCGTGTGCTAG TCAG 34
(2)配列番号40についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:61個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号40:
TATATGCGGCCGCATCTCTACGGTGGTCCT AAATAGTACC ACCACCATGA 50
ATAGAGGATT C 61
(2)配列番号41についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:40個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号41:
CAGTCTCGAGTTACTACCACTCTTCTGTCC CTTCCGGGGT 40
(2)配列番号42についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:43個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号42:
TATATGCGGCCGCACCACCATGTCCGCAGC ACCACTGGTC ACG 43
(2)配列番号43についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:34個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号43:
TATATAGATCTCTTGATCAGCTTCAGAAGA TGGC 34
(2)配列番号44についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:24個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号44:
TCAATGGCGGGAAGAGGCGGTTGG
24
(2)配列番号45についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:31個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号45:
CCGCCTCTTCCCGCCATTGACGGCGTAGTA C 31
(2)配列番号46についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:23個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号46:
CTGGCAACCGGTAAGTACGATAC
23
(2)配列番号47についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:34個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号47:
TATATAGATCTCTTGATCAGCTTCAGAAGA TGGC 34
(2)配列番号48についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:22個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号48:
GGTAACAAGATCTCGTGCCGTG
22
(2)配列番号49についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:40個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号49:
TATATGCGGCCGCACCGCCAAGATGTTCCC GTTCCAGCCA 40
(2)配列番号50についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:34個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号50:
TATATGCGGCCGCTCAATTATGTTTCTGGT TGGT 34
(2)配列番号51についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:35個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号51:
CTCGAGCTCGAGGCACCAGCACCATGCAAC TTTTT 35
(2)配列番号52についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:29個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号52:
CTACTAGATCCCTAGATGCTGGATCTTCC 2
9
(2)配列番号53についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:29個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号53:
GGAAGATCCAGCATCTAGGGATCTAGTAG 2
9
(2)配列番号54についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:26個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号54:
GGGCGATATCAAGCTTATCGATACCG
26
(2)配列番号55についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:35個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号55:
CTCGAGCTCGAGGCACCAGCACCATGCAAC TTTTT 35
(2)配列番号56についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:26個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号56:
GGGCGATATCAAGCTTATCGATACCG
26
(2)配列番号57についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:19個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号57:
AATACGACTCACTATAGGG
19
(2)配列番号58についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:29個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号58:
CTACTAGATCCCTAGATGCTGGATCTTCC 2
9
(2)配列番号59についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:17個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号59:
ATTAACCCTCACTAAAG
17
(2)配列番号60についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:29個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号60:
GGAAGATCCAGCATCTAGGGATCTAGTAG 2
9
(2)配列番号61についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:17個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号61:
ATTAACCCTCACTAAAG
17
(2)配列番号62についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:19個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号62:
AATACGACTCACTATAGGG
19
(2)配列番号63についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:34個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号63:
CCTCGAGCTCGAGCTTGGGTGGCTTTGGGG CATG 34
(2)配列番号64についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:17個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号64:
ATTACCCCTCACTAAAG
17
(2)配列番号65についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:52個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号65:
TCCACCTCCTCGCGGTCCGACCTGGGCATC CGAAGGAGGA CGCACGTCCA 50
CT 52
(2)配列番号66についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:56個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号66:
ACTTATCGATGGTTCTAGACTCCCTTAGCC ATCCGAGTGG ACGTGCGTCC 50
TCCTTC 56
(2)配列番号67についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:57個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号67:
TCGGACCGCGAGGAGGTGGAGATGCCATGC CGACCCATTG ACGGCGTAGT 50
ACACACT 57
(2)配列番号68についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:36個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号68:
CTGGACTAGTTAATACTGGTGCTCGGAAAA CATTCT 36
(2)配列番号69についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:33個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号69:
TTTCTGGCTCCAGCCAAAGCCACCCTAGGG GAG 33
(2)配列番号70についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:33個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号70:
AATGGAGTAGCCAGGTGAGATTGTCTCCAG GAA 33
(2)配列番号71についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:44個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号71:
CGCGCGGGCCCTGTGACATTGAATAGAGTG AGGGTCCTGT TGGG 44
(2)配列番号72についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:45個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号72:
AAAGGTTTCACATTTGTAGCTTGCTGTGTC ATTGCGATCT CTACG 45
(2)配列番号73についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:45個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号73:
GTGGTCCTAAATAGTTCACTCTATTCAATG TCACACTCGA GCCGG 45
(2)配列番号74についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:33個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号74:
TTTCTGGCTCCAGCCAAAGCCACCCTAGGG GAG 33
(2)配列番号75についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:33個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号75:
AATGGAGTAGCCAGGTGAGATTGTCTCCAG GAA 33
(2)配列番号76についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:33個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号76:
TATATTCTAGAGCAAGCAACAGTTACTGCG ACG 33
(2)配列番号77についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:33個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号77:
TATATATCGATCCGAAGCGTAGAGTCACAC TTG 33
(2)配列番号78についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:18個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号78:
TTAACTGTCAAAAGCCAC
18
(2)配列番号79についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:68個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号79:
CGATGTGGCTTTTAGATGTTAAACCAGAGA AACACACGGA CTTCGGTCCG 50
TGGTATATTAGCTGGTAT 68
(2)配列番号80についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:70個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号80:
CTAGATACCAGCTAATATACCACGGACCGA AGTCCGTGTG TTTCTCTGGT 50
TTAACATCTAAAAGCCACAT 70
(2)配列番号81についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:33個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号81:
TATATTCTAGAGCAAGCAACAGTTACTGCG ACG 33
(2)配列番号82についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:33個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号82:
TATATATCGATCCGAAGCGTAGAGTCACAC TTG 33
(2)配列番号83についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:18個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号83:
TTAACTGTCAAAAGCCAC
18
(2)配列番号84についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:68個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号84:
CGATGTGGCTTTTAGATGTTAAACCAGAGA AACACACGGA CTTCGGTCCG 50
TGGTATATTAGCTGGTAT 68
(2)配列番号85についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:70個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号85:
CTAGATACCAGCTAATATACCACGGACCGA AGTCCGTGTG TTTCTCTGGT 50
TTAACATCTAAAAGCCACAT 70
(2)配列番号86についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:16個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号86:
TCTCTGTCCTCCATGA
16
(2)配列番号87についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:66個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号87:
TCGAGTCATGGAGAGAGGAGAACCAGAGAA ACACACGGAC TTCGGTCCGT 50
GGTATATTACCTGGAT 66
(2)配列番号88についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:64個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号88:
CGATCCAGGTAATATACCACGGACCGAAGT CCGTGTGTTT CTCTGGTTCT 50
CCTCTCTCCA TGAC 64
(2)配列番号89についての情報:
(I)配列の特徴:
(A)長さ:16656個の塩基対
(B)型 :核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:配列番号89:
ATTGACGGCGTAGTACACACTATTGAATCA AACAGCCGAC CAATCGCACT 50
ACCATCACAATGGAGAAGCCAGTAGTAAAC GTAGACGTAG ACCCCCAGAG 100
TCCGTTTGTCGTGCAACTGCAAAAAAGCTT CCCGCAATTT GAGGTAGTAG 150
CACAGCAGGTCACTCCAAATGACCATGCTA ATGCCAGAGC ATTTTCGCAT 200
CTGGCCAGTAAACTAATCGAGCTGGAGGTT CCTACCACAG CGACGATCTT 250
GGACATAGGCAGCGCACCGGCTCGTAGAAT GTTTTCCGAG CACCAGTATC 300
ATTGTGTCTGCCCCATGCGTAGTCCAGAAG ACCCGGACCG CATGATGAAA 350
TATGCCAGTAAACTGGCGGAAAAAGCGTGC AAGATTACAA ACAAGAACTT 400
GCATGAGAAGATTAAGGATCTCCGGACCGT ACTTGATACG CCGGATGCTG 450
AAACACCATCGCTCTGCTTTCACAACGATG TTACCTGCAA CATGCGTGCC 500
GAATATTCCGTCATGCAGGACGTGTATATC AACGCTCCCG GAACTATCTA 550
TCATCAGGCTATGAAAGGCGTGCGGACCCT GTACTGGATT GGCTTCGACA 600
CCACCCAGTTCATGTTCTCGGCTATGGCAG GTTCGTACCC TGCGTACAAC 650
ACCAACTGGGCCGACGAGAAAGTCCTTGAA GCGCGTAACA TCGGACTTTG 700
CAGCACAAAGCTGAGTGAAGGTAGGACAGG AAAATTGTCG ATAATGAGGA 750
AGAAGGAGTTGAAGCCCGGGTCGCGGGTTT 780

Claims (12)

  1. 組換え型アルファウイルス粒子であって、以下:
    (a)異種核酸分子の発現を配向するアルファウイルスベクター作成体であって、ここで該アルファウイルスベクター作成体が、以下(i)アルファウイルスRNAの転写を開始する5’配列、(ii)アルファウイルス非構造タンパク質をコードするヌクレオチド配列、(iii)異種核酸配列の発現を配向するウイルス接合領域プロモーター、及び(iv)RNAポリメラーゼ認識配列、を含むアルファウイルスベクター作成体であって、ここで該異種核酸配列がアルファウイルス構造タンパク質遺伝子を置換し;
    (b)カプシドタンパク質;ならびに
    (c)該アルファウイルスベクター作成体のアルファウイルスとは異なる第2のウイルス由来のエンベロープ糖タンパク質
    を含む、組換え型アルファウイルス粒子。
  2. 請求項1に記載の組換え型アルファウイルス粒子であって、ここで前記カプシドが、アルファウイルスカプシドである、組換え型アルファウイルス粒子。
  3. 請求項1に記載の組換え型アルファウイルス粒子であって、ここで前記アルファウイルスベクターが、セムリキ森林ウイルス、ベネズエラウマ脳炎ウイルス、及びロス・リバーウイルスからなるグループの中から選択されるアルファウイルスから産生される、組換え型アルファウイルス粒子。
  4. 請求項1に記載の組換え型アルファウイルス粒子であって、ここで前記アルファウイルスベクターが、シンドビスウイルスから産生される、組換え型アルファウイルス粒子。
  5. 請求項1に記載の組換え型アルファウイルス粒子であって、ここで前記ベクター作成体が、前記第2のウイルス由来のRNAパッケージングシグナルをさらに含む、組換え型アルファウイルス粒子。
  6. 請求項5に記載の組換え型アルファウイルス粒子であって、ここで前記RNAパッケージングシグナルが、コロナウイルス、レトロウイルス又はB型肝炎ウイルス由来である、
    組換え型アルファウイルス粒子。
  7. 請求項1に記載の組換え型アルファウイルス粒子であって、ここで前記第2のウイルスが、前記アルファウイルスベクター作成体とは異なるアルファウイルスである、組換え型アルファウイルス粒子。
  8. 請求項1に記載の組換え型アルファウイルス粒子であって、ここで前記エンベロープ糖タンパク質が、セムリキ森林ウイルス、ベネズエラウマ脳炎ウイルス及びロス・リバーウイルスからなるグループの中から選択されるアルファウイルスから得られる、組換え型アルファウイルス粒子。
  9. 前記エンベロープ糖タンパク質が、センドビスウイルスから得られる、請求項1に記載の組換え型アルファウイルス粒子。
  10. 前記第2のウイルスが、水疱性口内炎ウイルスである、請求項1に記載の組換え型アルファウイルス粒子。
  11. 前記第2のウイルスが、コロナウイルス、レトロウイルス又はB型肝炎ウイルスである、請求項1に記載の組換え型アルファウイルス粒子。
  12. 明細書に記載の発明。
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