JP2013539957A - 組換えパルボウイルス生産を促進するためのアデノウイルス由来ヘルパーウイルス - Google Patents

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Abstract

E2a、S4(orf6)、VAI RNA遺伝子およびパルボウイルスVPキャプシド遺伝子ユニットに関するアデノウイルスDNA配列を含むアデノウイルス由来ヘルパーウイルスが記載される。また、種々のアデノウイルス由来ヘルパーウイルス/ベクターの使用に基づく、組換えパルボウイルス(粒子)を効率的に作製する方法も記載される。
【選択図】なし

Description

本発明は、E2a、E4(orf6)、VAI RNA遺伝子およびパルボウイルスVPキャプシド遺伝子ユニットに関するアデノウイルスDNA配列を含むアデノウイルス由来ヘルパーウイルスに関する。本発明はまた、種々のアデノウイルス由来ヘルパーウイルス/ベクターの使用に基づく、組換えパルボウイルス(粒子)を効率的に作製する方法にも関する。
パルボウイルスは二十面体の一本鎖DNAウイルスである。それらのゲノムは約5.1キロベースであり、それぞれ非構造(NS1およびNS2)タンパク質および構造(VP1およびVP2)タンパク質の発現を駆動するP4プロモーターおよびP38プロモーターを含む。パルボウイルスはディペンドウイルスおよびエリスロウイルスとともにパルボウイルス(Parvovirinae)科に属す。ディペンドウイルスはアデノ随伴ウイルス(AAV: adeno-associated viruses)を含む。これらのウイルスは、その名が示すように、増殖的感染サイクルをアデノウイルスのようなヘルパーウイルスに依存する[非特許文献1]。他方、エリスロウイルスおよびパルボウイルスは自律性があり、ヘルパーウイルスなしでそれらの増殖周期を全うすることができる。エリスロウイルスには、ヒトに対して病原性があることが知られているB19が含まれる。
齧歯類パルボウイルスはヒトにとっては非病原性であり、腫瘍親和性および腫瘍溶解性を示し、このことは齧歯類パルボウイルスを癌療法に極めて魅力的な薬剤とする。齧歯類パルボウイルスの固有の抗新生物能をさらに増強するため、癌細胞に抗腫瘍導入遺伝子を送達するための組換えウイルスが作出された。この方法論は、VPキャプシド遺伝子を特定の導入遺伝子で置換することからなる[非特許文献2]。これらのベクターはNS1/2コード配列(パルボウイルスP4プロモーターの制御下)と、ウイルスDNAの増幅およびパッケージングに必要なパルボウイルスゲノムテロメアを保持する。着目する導入遺伝子は一般にP38プロモーターの制御下で発現され、NS1タンパク質によってトランスで強く活性化される。前記組換えウイルスの生産はVPタンパク質をトランスで提供する生産細胞でのみ起こり得る。ウイルスゲノムにおいてキャプシドコード領域を欠失させると、最大およそ2500ntの導入遺伝子を挿入する機会が得られるが、大きなVP欠失は、おそらくは重要なウイルスパッケージングシス作用要素の抑制のために、生産力価を著しく低下させる[非特許文献2]。このようにして作出された組換えパルボウイルスベクターは複製に欠陥があり、複製可能な同じものに比べてさらなる治療上の安全性という利点を提供する。組換えパルボウイルスにより首尾よく形質導入される導入遺伝子の例としては、単純ヘルペスウイルスチミジンキナーゼ(例えば、プロドラッグであるガンシクロビルと併用される)[非特許文献3]またはアポプチン[非特許文献4]などの毒性遺伝子が挙げられる。これらの導入遺伝子発現するビリオンは、野生型ウイルスに比べて改善された抗新生物活性を有する。また、インターロイキン−2(IL−2)または単球走化性タンパク質(Monocyte Chemotactic Protein)1もしくは3(MCP−1)のようなサイトカイン類またはケモカイン類[非特許文献5〜8]、インターフェロン−γ−誘導性タンパク質(Interferon-y-inducible protein)(IP−10)[非特許文献9]といった免疫調節遺伝子をコードする組換えパルボウイルスも作出されている。これらのビリオンは、種々のin vitroおよびin vivo腫瘍モデルで強力な抗腫瘍バイスタンダー効果を誘導する。最近、腫瘍壊死因子−α(TNF−α)とIP−10を形質導入する組換えウイルスの組合せを用いて抗腫瘍相乗作用が見られた[非特許文献10]。
AAV複製に対するアデノウイルスのヘルパー活性は鋭意研究されている。アデノウイルスE1Aタンパク質は、AAV−2 P5 repプロモーターと結合してこれを活性化することによりAAV遺伝子発現の活性化に必須である[非特許文献12]。同様に、別のアデノウイルスタンパク質E2Aは、AAV−2 P5プロモーターの転写を活性化する[非特許文献13]。E2Aはまた、ウイルス関連RNA I(VAI RNA)と共働してAAV−2 RNAの翻訳を促進するものと思われる[非特許文献14]。アデノウイルスE4(orf6)は、in vitroおよびin vivoの双方でウイルスDNA複製の律速段階である、一本鎖組換えAAV−2ゲノムの二本鎖ゲノムへの変換を促進する[非特許文献15]。VAI RNAはまた、AAV−5の複製も助けることができる。VAI RNAは二本鎖RNA活性化プロテインキナーゼ(PKR)と物理的に相互作用する(そうでなければこのキナーゼはウイルスタンパク質の生産を遮断する抗ウイルス性免疫応答を惹起する)ことが記載されている[非特許文献16]。
組換えAAV−2を用いた研究によれば、ヘルパー効果にはアデノウイルス遺伝子の少数の一部で十分であることが確認されている。E1遺伝子をトランスで供給するHEK293細胞では、組換えAAV−2の十分な生産のための最少の遺伝子セットはE2a、E4(orf6)およびVAI RNA遺伝子である[非特許文献17、非特許文献18]。この遺伝子セットを含有するpXX6と呼ばれるヘルパープラスミドは現在、アデノウイルスを含まない組換えAAV−2の生産に用いられている[非特許文献18]。このプラスミドは、感染力のあるアデノウイルスと同様の方法でAAV−2の生産を助ける[非特許文献18、非特許文献19]。アデノウイルス遺伝子(E2a、E4orf6およびVAI RNA遺伝子)はまた、HEK293細胞でのヒトエリスロウイルスB19DNA複製およびウイルス生産を可能とする(そうでなければ、この細胞はB19を許容しない)[非特許文献20]。
しかしながら、アデノウイルスと自律性パルボウイルスとの間の相互作用は依然としてあまり探求されていない。正常ヒト胚肺細胞の二次培養物におけるH−1パルボウイルスの複製は、ヘルパーウイルスとしてアデノウイルス血清型12を同時感染させない限り、開始されない[非特許文献21]。さらに、アデノウイルス血清型2は、HeLa細胞において、MVMpパルボウイルスDNA複製の増強を誘導し、宿主の仁からアデノウイルス複製工場にMVMp DNAを再局在させる[非特許文献22]。
臨床応用のための組換えパルボウイルス(rec.PV)の開発および至適化における主要な挑戦の1つが、生産されるウイルスの量を増やすことである。それらは非増殖性であるために、その生産はパッケージング細胞系統(通常はヒト胚腎細胞HEK293または293T)へのパルボウイルスゲノム成分のトランスフェクション効率にのみ依存する。また、VPタンパク質を構成的に発現するパッケージング細胞系統を使用しても、組換えパルボウイルスの生産は有意に改善されない[非特許文献11]。組換えパルボウイルス生産を増大させる手段を開発することがなお極めて重要である。
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よって、本発明が基礎とする課題は、組換えパルボウイルス生産の効率を高めるための手段を提供することであった。
この技術的課題は、特許請求の範囲に特徴付けられる実施形態を提供することによって解決される。驚くことに、組換えパルボウイルスの生産もまた、アデノウイルス遺伝子の手助けから利益を得ることができることが判明した。組換えパルボウイルスの生産は、従来、HEK 293T生産細胞において、この細胞を組換えパルボウイルスゲノムおよびキャプシドVP遺伝子を担持するプラスミドでトランスフェクトすることによってなされてきた。用いられるプロトコールでは、最良の条件下で生産細胞あたり0.1〜0.5形質導入単位(TU: transduction unit)の範囲という極めて低い力価の組換えパルボウイルスが得られるにすぎない。さらに、プラスミドトランスフェクション効率の違いによって、得られる力価に大きな変動もある。この方法で生成されるウイルスは複製欠陥型であるが、ウイルスゲノムとキャプシド遺伝子の間の相同組換えを介して再構成される複製能を有するウイルス(RCV: replication competent viruses)が一部少数含まれる[11]。これらのRCVは最終的なウイルス原株の望ましくない混入物であるため、組換えパルボウイルス生産の際にはそれらの生成を制限することが重要である。
本発明に至る実験では、生産細胞をアデノウイルス由来プラスミドpXX6でトランスフェクトするかまたはそれらに組換えアデノウイルス−5(Ad−5)を感染させるかのいずれかによって細胞に導入されたアデノウイルス遺伝子を用いた組換えパルボウイルス生産の効率は有意に高めることができた。この新たなプロトコールを用いると、より短い時間(3日ではなく2日)で10倍を超える高い力価に達した。生成されたRCVのパーセンテージはアデノウイルスを用いないプロトコールに匹敵する。これらの結果から、パルボウイルスキャプシド遺伝子ユニットを担持する新規な複製欠陥型組換えAd−5ベクター(Ad−VPヘルパー)が作出された。このヘルパーウイルスを使用したところ、NB324K(NBK)などの他の生産細胞でも組換えパルボウイルスが作出でき、組換えウイルスに品質に影響を及ぼすことなくより高いウイルス力価が得られた。重要なことには、Ad−VPヘルパーを使用すると、トランスフェクション工程を用いなくてすむ。このプロセスは標準化することができ、再現性があり、生産時間とコストの両方が削減される。
要約すると、
アデノウイルス5由来ベクター、例えばpXX6(トランスフェクションにより供給)およびAd5ΔE1ΔE3(トランスフェクションおよびAd5ΔE1ΔE3−CMV/GFP組換えウイルスの形態での感染により供給)を使用すると、HEK 293T細胞における組換えパルボウイルスの生産が10倍を超えて高まる。
アデノウイルス由来ベクターによってもたされる生産増は、組換えパルボウイルスの送達様式(プラスミドトランスフェクションかウイルス感染)、ならびにHEK 293T細胞内でのパルボウイルス導入遺伝子の大きさおよび性質に依存しない。
pXX6は組換えパルボウイルスの生産を加速化し、生産時間を3日から2日に短縮する。
pXX6は、HEK 293T細胞内でのパルボウイルスDNAの複製を有意に増強し、加速化する。
pXX6は、望ましくない複製能を有するウイルス(RCV)の生成を促進せず、pXX6に基づくプロトコールを用いて得られるRCVのレベルは、従来のアプローチを用いて得られるものと同程度の低さである。
Adヘルパー遺伝子ならびにパルボウイルスキャプシド遺伝子ユニットを含有するAd−VPヘルパーウイルスは、トランスフェクション工程を必要とすることなく、Ad−VPヘルパーウイルスを選択された組換えパルボウイルスと組み合わせて感染させることにより組換えパルボウイルスの増幅を可能とする。これにより生産時間とコスト(例えば、トランスフェクション試薬および人員に関して)が有意に削減される。
さらに、例えばNBK細胞など、トランスフェクトが難しいがPVの優れた生産株である細胞系統の使用が可能となるので、用いるパッケージング細胞系統の選択におけるこれまでの制限が克服される。これにより、例えばバイオリアクターで組換えパルボウイルスの大規模生産が可能となる。
アデノウイルスに基づくプラスミドは組換えパルボウイルスの生産を高める。 組換えパルボウイルスを生産するために、6cmディッシュに播種したHEK 293T細胞をprec.PV−GFPおよびpCMV/VPでトランスフェクトした。同時に、それらをアデノウイルス由来プラスミドpXX6で同時トランスフェクトし、またはしなかった。トランスフェクション3日後に細胞を培地とともに回収し、凍結と解凍を3回繰り返して溶解させた。材料および方法の節に記載されているように、等量の粗ウイルス抽出液を形質導入アッセイにおいて新鮮なNBK細胞に適用した。 A:形質導入アッセイからの顕微鏡写真の代表例であり、コンフルエント細胞層からGFP陽性細胞を示す。顕微鏡写真は同じカメラ設定で撮影したので、緑色細胞のスコア数の違いはウイルス接種物の違いに相当する。 B:ウエスタンブロット解析。形質導入アッセイからの3反復サンプルをプールし、タンパク質を抽出した。5μgのタンパク質をSDS−PAGEにより分離した。抗NS1、−GFPおよび−アクチン抗体(負荷対照として使用)、陰性対照であるneg.(非トランスフェクト細胞)を用いて免疫ブロットを行った。 C:形質導入アッセイの定量。細胞をPV−GFP、もしくはpCMV/VPと示されたプラスミドの組合せでトランスフェクトしたか、またはDNAの添加なしとした(−)。pXX6またはpAd5ΔE1ΔE3をヘルパープラスミドとして用い、pFRT/lacZeoを、この図に示されるように同量を含む対照充填DNAとして用いた。バーは3反復の平均と標準偏差を示す。データバーの上の値は、陰性対照に対する、アデノウイルスヘルパープラスミドの存在下で得られたウイルス力価生産の変化倍率を示す。TUは、形質導入単位を示す。 組換えパルボウイルス生産はpXX6アデノウイルス由来プラスミドにより高まる。 175cmフラスコに播種したHEK 293T細胞を、pXX6を伴って、または伴わずに、prec.PV−GFP、pCMV/VPでトランスフェクトした。感染3日後に細胞を回収し、0.5ml vTEバッファー(50mM Tris−HCl[pH8.3]、0.5mM EDTA)に再懸濁させ、凍結と解凍を3回繰り返して溶解させた。粗ウイルス抽出液を、ウイルス力価を測定するための種々のアッセイに用いた。バーは異なる反復の平均と相対的標準偏差を示す。データバーの上の値は、pXX6の不在下に対する存在下でのウイルス生産の変化倍率を示す。ウイルス力価は、パルボウイルス特異的定量的PCR(Q−PCR)により測定されるVg/ml、形質導入アッセイの結果としてのTU/ml、またはパルボウイルス特異的ハイブリダイゼーションアッセイによるRU/mlで示す。生産された複製能を有するパルボウイルスはプラークアッセイにより測定し、結果を得られたTUに対する得られたPFUの比として表した。Vgはウイルスゲノム;TUは形質導入単位;RUは複製単位;PFUはプラーク形成単位である。 アデノウイルスヘルパープラスミドまたは組換えAd−GFPウイルスは、長い導入遺伝子を担持する組換えパルボウイルスの生産を高める。 6cmディッシュに播種したHEK 293T細胞を、ヘルパープラスミドとしてのpXX6もしくはpVAE2AE4−5のいずれかを添加して、またはDNAを添加せずに(−)、prec.PV−ルシフェラーゼとpCMV/VPの混合物でトランスフェクトした。並行して、パルボウイルスプラスミドのトランスフェクション1時間後に、1組のディッシュに精製した組換えAd5ΔE1ΔE3−CMV/GFP(Ad−GFP)を、示されたMOI(GFU/細胞)で感染させた。3日後、細胞を図1の凡例に示されるように処理した。粗ウイルス抽出液を用いてNBK細胞に感染させ、48時間後、材料および方法の節に示されるように、全NBK抽出液をルシフェラーゼアッセイに用いた。バーは3反復の平均と相対的標準偏差を表す。データバーの上の値は、陰性対照に対する、ルシフェラーゼ生産の変化倍率を示す。GFUは緑色蛍光単位、RLUは相対的ルシフェラーゼ単位である。 pXX6は組換えパルボウイルス生産を加速化する。 10cmディッシュに播種したHEK 293T細胞を、pXX6プラスミドを伴ってまたは伴わずに、prec.PV−GFP、pCMV/VPでトランスフェクトした。トランスフェクション後、示された時間に細胞を培地ごと回収した。回収物の半分を先に示したように溶解させて形質導入アッセイに用い、もう半分をサザンブロット解析に用いた。 A:形質導入アッセイの結果。バーは3反復の平均と相対的標準偏差を表す。データバーの上の値は、pXX6の不在下に対する存在下でのウイルス力価生産の変化倍率を示す。 B:サザンブロット解析。ウイルスDNAを粗DNA細胞溶解液から抽出し、1%アガロースゲル電気泳動で分離し、ナイロンメンブランに転写した。このメンブランをパルボウイルス特異的[32P]標識DNAプローブとともにインキュベートし、オートラジオグラフィーに付した。Neg.は陰性対照(非トランスフェクト細胞)である。 C:prec.PV−GFPのみでトランスフェクトし、72時間後に回収した対照細胞。TUは形質導入単位;mRFは単量体複製型(monomeric replicative form);dRFは二量体複製型(dimeric replicative form)である。 pXX6はトランスフェクション/感染に基づくプロトコールにおいて組換えパルボウイルス生産を増大させる。 6cmディッシュに播種したHEK 293T細胞をpCMV/VP、+/−pXX6でトランスフェクトし、次いでrec.PV−GFPに感染させた。3日後、細胞を培地ごと回収し、凍結と解凍を3回繰り返して溶解させた。粗ウイルス抽出液を用いて、上記のように形質導入アッセイによりウイルス力価を測定した。全インプットウイルス量および全アウトプットウイルス量が示される。データバーの上の値は、生産中のインプットウイルスの増幅率を示す。TUは形質導入単位である。 組換えAd−VPヘルパーウイルスを用いた種々の組換えパルボウイルスの生産 A:6ウェルプレートに播種したNBK細胞に精製したAd−VPヘルパーウイルスをMOI10(Ad−X単位/細胞)で感染させ、次いで、以下の組換えパルボウイルス:hH−1−GFP、H−1−GFP、MVM−GFPまたはChi−hH−1−GFP[23]を、0.1GFU/細胞、またはH−1−GFPでは0.5GFU/細胞のMOIで重複感染させた。感染1日後、培地を交換し、3日後に細胞を培地ごと回収し、凍結と解凍を3回繰り返して溶解させた。粗ウイルス抽出液を用いて、形質導入アッセイによりウイルス力価を測定した。バーは3反復(H−1−GFPでは2反復)の平均と相対的標準偏差を表す。データバーの上の値は、インプットとして用いたウイルスに対して生産されたウイルス力価の変化倍率を示す。ウイルス力価はGFU/mlとして示す。 B:生産される複製能を有するパルボウイルス(RCV)の、Ad−VPヘルパー不在(−)条件に対する存在(+)条件における比。RCV力価はNBK細胞でのプラークアッセイにより測定し、PFU/mlで表した。GFUは緑色蛍光単位;PFUはプラーク形成単位である。 Ad−VPヘルパープラスミドの概略マップ
よって、第1の態様において、本発明は、以下のアデノウイルスDNA配列:
(a)E2a遺伝子;
(b)E4(orf6)遺伝子;
(c)VAI RNA遺伝子;および
(d)パルボウイルスVPキャプシド遺伝子ユニット
を含む、アデノウイルス由来ヘルパーウイルスに関する。
アデノウイルス由来ヘルパーウイルスは、パルボウイルスを形成するために必要なヘルパーウイルスの全てのDNA配列、すなわち、好ましくは、DNA配列(a)〜(d)のみを含有する。このようなDNA配列は好ましくはアデノウイルス5に由来する。組換えパルボウイルスの作製の出発材料として好適なヘルパーベクターDNA配列は独国特許出願第19644500.0−41号に記載されており、すなわち、Ad5遺伝子E2A、E4およびVAはpDGプラスミドに由来してもよく、これらは個々のオリジナルプロモーターによるか、または異種プロモーターによって制御される。
本明細書で用いる「アデノウイルス由来ヘルパーウイルス」という表現は、(a)〜(d)に挙げられているオリジナル遺伝子を有するウイルスに関するだけでなく、例えばヌクレオチドの欠失または挿入を含むがなお所望の生物学的機能を有するタンパク質をコードする、改変遺伝子を有するウイルスにも関する。当業者ならば、一般的な方法の手段により、改変遺伝子が所望の生物学的機能を有する産物をなおコードするかどうかを判定することができる。また、当業者は、本発明のウイルスに特徴的な個々の遺伝子の供給源を知っている。上記のDNA配列および適当であればさらなる配列を含むウイルスの構築には、当技術分野で公知の一般法を使用することができる。これらの方法には、例えば、Sambrook et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 第2版, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor NY (1989)に記載されているように、in vitro組換え技術、合成法およびin vivo組換え法が含まれる。
本明細書で用いる「パルボウイルスVPキャプシド遺伝子ユニット」という表現は、VP1、VP2およびVP3をコードする遺伝子に関する。なお、VP3はVP2の切断産物である。
好ましくは、パルボウイルスVPキャプシド遺伝子ユニットは、哺乳動物において活性な構成プロモーターまたは誘導プロモーター、および(c)ポリアデニル化シグナルの制御下にある。本明細書で用いる「哺乳動物において活性な構成プロモーターまたは誘導プロモーター」という表現は、哺乳動物において所望のDNA配列の転写を可能とするプロモーターの全て、とりわけ強い発現をもたらすもの、好ましくは、異種プロモーターを含む。好適なプロモーターは当業者に公知であり、例えば、構成プロモーターのCMVおよびサイトケラチンK14プロモーター、または誘導プロモーターのMMTV(マウス乳癌ウイルス)、メタロチオネインおよびテトラサイクリン制御プロモーター系(Tet−on/−off)が含まれる。
さらに、アデノウイルス由来ヘルパーウイルスまたは組換えパルボウイルスベクタープラスミドは、標的細胞に首尾よく導入されたことを確認するために検出可能な表現型マーカーをコードする遺伝子を含み得る。好ましくは、このマーカータンパク質は蛍光タンパク質である。これにより、所望の標的細胞のトランスフェクションが容易に確認される。蛍光タンパク質をコードする好適な遺伝子の例としては、rfp−(赤)、gfp−(緑)、cfp−(青)およびyfp−(黄)遺伝子があり、rfp−(赤)(Dsred−cDNA;Clontech)が好ましい。マーカータンパク質の発現を駆動するのに好適なプロモーターの例としては、RSV(ラウス肉腫ウイルス)プロモーター、CMV(サイトメガロウイルス)プロモーターおよびHSV(単純ヘルペスウイルス)tkプロモーターがあり、RSVプロモーターが好ましい。発現カセット(プロモーター/マーカー遺伝子/ポリアデニル化部位)が、ベクター内の当業者に容易に判定できる好適な部位に挿入される。
本明細書で用いる「パルボウイルス」には、自律複製するパルボウイルスおよびディペンドウイルスを含む全てのパルボウイルスを包含する。自律性パルボウイルスには、パルボウイルス属、エリスロウイルス属、デンソウイルス属、イテラウイルス属およびコントラウイルス属のメンバーが含まれる。自律性パルボウイルスの例としては、限定されるものではないが、マウス微小ウイルス、ウシパルボウイルス、イヌパルボウイルス、ニワトリパルボウイルス、ネコ汎血球減少症ウイルス、ネコパルボウイルス、ガチョウパルボウイルスおよびB19ウイルスが挙げられる。他の自律性パルボウイルスも当業者に知られている;例えば、B. N. Fields et al., VIROLOGY, 第2巻第69章(第3版, Lippincott-Raven Publishers)参照。
ディペンドウイルス属はアデノ随伴ウイルス(AAV)を含み、これには限定されるものではないが、1型AAV、2型AAV、3型AAV、4型AAV、5型AAV、6型AAV、鳥類AAV、ウシAAV、イヌAAV、ウマAAVおよびヒツジAAVが含まれる;例えば、B. N. Fields et al., VIROLOGY, 第2巻第69章(第3版, Lippincott-Raven Publishers)参照。
好ましくは、「VP1遺伝子およびVP2遺伝子を欠く組換えパルボウイルスベクター」は、以下の構造:TR−rep(NS1/NS2)−(任意の導入遺伝子)−TR[TR;末端反復]を有する。
第2の態様において、本発明は、(i)哺乳動物細胞が(a)VP1遺伝子およびVP2遺伝子を欠く(しかし、NS1/2コード配列を好ましくはパルボウイルスP4プロモーターの制御下に保持する)組換えパルボウイルスベクター、(b)パルボウイルスキャプシドタンパク質をコードする遺伝子を含有するベクター、および(c)E2a遺伝子、E4(orf6)遺伝子およびVAI RNA遺伝子由来のアデノウイルスDNA配列を含むアデノウイルス由来ヘルパーベクターでトランスフェクトされること、ならびに(ii)前記組換えパルボウイルスが哺乳動物細胞または前記細胞を培養した後の培地から単離されることを特徴とする、組換えパルボウイルスの作製方法に関する。
ヘルパーベクターは、当技術分野で公知のいずれのベクターであってもよい。例示的ベクターとしては、限定されるものではないが、プラスミド、裸のDNAベクター、細菌人工染色体(BAC)、酵母人工染色体(YAC)およびウイルスベクターが挙げられる。好ましいウイルスベクターとしては、AAV、アデノウイルス、ヘルペスウイルス、エプスタイン−バーウイルス(EBV)、バキュロウイルスおよびレトロウイルス(例えば、レンチウイルス)ベクター、より好ましくは、アデノウイルスおよびヘルペスウイルスベクターが挙げられる。
組換えパルボウイルス粒子は、上記ベクター(a)〜(c)を許容細胞(この用語は当技術分野で理解されている(例えば「許容」細胞はウイルスによる感染または形質導入が可能である))に導入することにより生産される。限定されるものではないが、エレクトロポレーション、トランスフェクション、リン酸カルシウム沈殿法、マイクロインジェクション、陽イオンまたは陰イオンリポソーム、およびリポソームと核局在シグナルとの組合せをはじめ、ベクターを許容細胞に導入するいずれの方法も使用可能である。
当技術分野で公知の好適な許容哺乳動物細胞はいずれも、パルボウイルスの生産に使用可能である。また、複製欠陥ヘルパーウイルスから欠損した機能を提供するトランス補足パッケージング細胞系統も好ましく、例えば、293細胞、911細胞、HeLa−E1細胞、633細胞または他のE1aトランス補足細胞がある。
本発明の方法の好ましい実施形態では、哺乳動物細胞はHEK 293またはHEK 293T細胞である。
第3の態様において、本発明は、(i)哺乳動物細胞に(a)VP1遺伝子およびVP2遺伝子を欠く(しかし、NS1/2コード配列を好ましくはパルボウイルスP4プロモーターの制御下に保持する)組換えパルボウイルス、および(b)本発明のアデノウイルス由来ヘルパーウイルスを感染させること;および(ii)前記組換えパルボウイルスが前記哺乳動物細胞または前記細胞を培養した後の培地から単離されることを特徴とする、組換えパルボウイルスの作製方法に関する。
本発明の新規なアデノウイルス由来ヘルパーウイルス(Ad−VPヘルパーウイルス)を用いれば、感染にのみ基づくプロトコールが使用可能であり、トランスフェクションの必要が避けられる。これにより、トランスフェクションは難しいがHEK 293T、例えばNBK細胞よりもパルボウイルスの複製に許容性が高い細胞系統においてパルボウイルスの生産を行う可能性が開ける。よって、本発明の該方法の好ましい実施形態では、哺乳動物細胞系統はNBKである。本適用に使用可能な細胞系統の他の例は、NB−E、SiHaまたはA9である。
好ましくは、組換えパルボウイルスはパルボウイルスH−1またはMVMに由来する。
本発明の該方法の好ましい実施形態では、組換えパルボウイルスベクターにおいて、VP1遺伝子およびVP2遺伝子は導入遺伝子、すなわち、少なくとも1つのTRが隣接する異種遺伝子により置換される。
好ましくは、導入遺伝子は、配列特異的DNA結合タンパク質である非構造タンパク質NS1によりトランスで強く活性化される、H−1PVの自己P38プロモーターまたはマウスの自律性パルボウイルス微小ウイルスの制御下にある。
好ましくは、導入遺伝子は、
(a)マーカータンパク質、例えば上記のタンパク質;または
(b)治療用遺伝子、例えば、細胞傷害性ポリペプチド、サイトカインもしくはケモカイン、または免疫原性ポリペプチド(ワクチン;腫瘍サプレッサーまたはRNA干渉分子および/またはRNAi発現カセット(アンチセンスオリゴヌクレオチド、siRNA、shRNA、miRNAなど)として用いられる)
をコードする遺伝子である。
本発明はまた、本発明の方法によって得ることができる組換えパルボウイルスならびにこのような組換えパルボウイルスを含有する細胞も提供する。
最後に、本発明はまた、本発明の組換えパルボウイルスと薬学上許容される担体を含有する医薬組成物、ならびに遺伝子療法または腫瘍を処置する方法に用いるための本発明の組換えパルボウイルスの使用に関する。このような薬剤の好適な担体および製剤は当業者に公知である。好適な担体としては、例えば、リン酸緩衝生理食塩水、水、エマルション、例えば、油/水エマルション、湿潤剤、無菌溶液などが含まれる。担体の種類は本発明のヘルパーベクターおよび組換えパルボウイルスをどのように投与するかによって異なる。好適な用量は担当医によって決められ、例えば、患者の年齢、性別および体重、疾患の重篤度、投与の種類などの種々の要因に依存する。
遺伝子療法は、本発明のヘルパーベクターを用いて作製された組換えパルボウイルス粒子を用いて行うことができ、これらの細胞は該ウイルス粒子とともにインキュベートすることにより形質導入/感染を受ける。これらの細胞は生物体に存在してもよく、被感染細胞には有針注射、ジェット注射またはパーティクルガンにより到達可能である。他方、被形質導入細胞はまた、生物体から単離した後、生物体外で感染させた後に再び生物体に戻すこともできる。このような細胞は自己細胞と呼ばれる。さらに、前記生物体については、形質導入に同種細胞を使用することもできる。これに関しては、これらの細胞がその生物体に対応するHLA型に属すことが好都合である。当業者ならば、ある特定のHLA型を有する細胞を提供する方法を知っている。本発明の組換えパルボウイルス(粒子)はまた、化学療法、すなわち腫瘍療法に対するアジュバント適用にも有用である。
Ad−VPヘルパーの用途は、組換えパルボウイルスの生産に限定されない。Ad−VPヘルパーは癌療法においてrecPVとの併用も可能である。これにより腫瘍部位で二次的なrecPV複製が可能となり、パルボウイルスの治療効力が増す。さらに、Ad−VPヘルパーに第2の抗癌導入遺伝子を挿入することもでき、併用処置の治療能がさらに増す。
よって、本発明はまた、本発明のヘルパーウイルスと組換えパルボウイルスを含む(医薬)組成物に関する。好ましくは、両成分は、治療用ポリペプチド、例えば、抗癌ポリペプチドをコードする(異なる)導入遺伝子を含有する。
実施例1
材料および方法
(A)細胞
HEK 293TおよびNB324K(NBK)細胞を、それぞれ10%(DMEM)または5%ウシ胎仔血清(MEM)、2mM L−グルタミン、100U/mlペニシリンおよび100μg/mlストレプトマイシンを添加したダルベッコの改変イーグル培地(DMEM)または改変イーグル培地(MEM)で培養した。細胞は37℃、5%COおよび湿度92%で維持した。
(B)プラスミドおよびウイルス
pH−1−EGFPは、SacI/NotI制限部位を用い、pChi−hH−1−EGFP[23]からpsr19−H−1−Δ800[2]へEGFP遺伝子をサブクローニングすることによって得た。phH−1−Lucは[2]に記載されているphH1Δ1600lucである。
精製Ad−GFPウイルスはDr.Laurent Mailly(国立保健医学研究所(Inserm)U748生物学研究所、ストラスブール、フランス)から厚意により譲渡されたものであり、1GFUは48時間以内に1個の293T細胞を緑にすることができるということに基づき、HEK 293T細胞に対して緑色蛍光単位/ml[GFU/ml]で力価を測定した。
pAd−VPヘルパープラスミド(このベクターの概略マップは図7に示されている)は、AdEasy(商標)アデノウイルスベクター系(Agilent technologies、Stratagene製品、ヴァルドブロン、ドイツ)を用い、製造者の説明書に従い、pAd5ΔE1ΔE3[24]とpShuttle−CMV/VP(H−1)ベクターをBJ5183細菌中で組み換えることによって作出した。pShuttle−CMV/VP(H1)は、PmeI消化を用いてpcDNA5−CMV/VP(H−1)からVP領域をサブクローニングし、それをEcoRVで消化したpShuttle−CMVベクター(Agilent technologies、Stratageneの製品)に再びライゲーションすることにより作出した。pcDNA5−CMV/VP(H−1)は、BamHI/XhoI制限部位を用い、領域をpVP−subからpcDNA5/FRT/TO(Invitrogen、カールスルーエ、ドイツ)へサブクローニングすることにより作出した。pVP−subは、まず、HpaI制限部位をpBluescript SKプラスミド(pBSK、Stratagene)のポリリンカーに挿入し、その後、それに、HindIII/HpaI制限部位を用い、VP遺伝子ユニットを含有する、p(BK)CMV/VP(H−1)プラスミド[2]由来のH−1PVゲノムの2647−4680nt断片をサブクローニングすることにより構築した。
Ad−VPヘルパーウイルスは従来、HEK 293T細胞での3回の生産で作製し、その後、二重CsCl勾配によって精製し、アデノ−X(商標)ラピッド・タイター・キット(Clontech、サン・ジェルマン・アン・レー、フランス)を用いて力価を測定した。
(C)トランスフェクション
図1、3、4および5に示される実験に関して、トランスフェクションはFugene HD(Roche Diagnostics & Applied Sciences、マンハイム、ドイツ)を用い、若干変更した製造者の説明に従って行った。プラスミドを血清不含培地で終濃度20ng/μlとなるように希釈した。次に、Fugene HDを1:2.5の比(μg DNA:μl Fugene)で加え、この混合物を室温で30〜60分間インキュベートした。その後、この混合物を細胞に滴下した。図2に関しては、トランスフェクションは[25]に記載のようにポリエチレンイミン(PEI)(Sigma−Aldrich Chemie Gmbh、ミュンヘン、ドイツ)を用いて行った。
6cmディッシュ形式では、8×10 293T細胞/ディッシュを播種した。1日後、細胞を、記載した場合のみ、以下の量でトランスフェクトした:1.2μg組換えパルボウイルスベクター、2.4μg pCMV/VP、3μg pXX6、5.2μg pAd5ΔE1ΔE3および3または5.2μg pFRT/lacZeo(Invitrogen)(対照充填DNAとして使用)。10cmディッシュ形式および175cmフラスコでは、細胞数およびプラスミド量は比例して調整し、2.5倍および6倍した。
(D)抗体
以下の抗体をウエスタンブロット解析に用いた:ポリクローナル抗NS1 SP8抗血清(Dr. Nathalie Salome、DKFZ、ハイデルベルク、ドイツから厚意により譲渡)、ウサギポリクローナル抗GFP(Santa Cruz、ハイデルベルク、ドイツ)およびマウスモノクローナル抗アクチン(クローンC4、MP Biomedicals、イルキルシュ、フランス)。
(E)ルシフェラーゼアッセイ
ルシフェラーゼアッセイ系(Promega、マンハイム、ドイツ)を用いた。2.5×10 NBK細胞/ウェルを48ウェルプレートに播種し、翌日、種々の希釈率の粗ウイルス抽出液0.1mlを感染させた。感染48時間後、細胞をPBSで洗浄し、100μlの1倍の受動的溶解バッファーで溶解させた。10μlの細胞溶解液を50μlのルシフェラーゼ基質と混合し、生じた発光を、照度計Fluoroskan(Ascent FL、Thermo Labsystems、ドライアイヒ、ドイツ)を用いて10秒間測定した。
(F)ウイルス力価の測定
形質導入アッセイ
2.5×10 NBK細胞/ウェルを48ウェルプレートに播種し、翌日、種々の希釈率の粗ウイルス抽出液0.1mlを感染させた。感染72時間後、GFP陽性細胞を、蛍光顕微鏡を用いて計数した。ウイルス力価(形質導入単位/ml[TU/ml])を次のように計算した:緑色細胞の数×希釈倍率×10。
定量的リアルタイムポリメラーゼ連鎖反応(qPCR)
粗ウイルス抽出液をベンゾナーゼ(登録商標)ヌクレアーゼウルトラピュアグレード(Sigma)(50U/ml、37℃、30分)で消化し、トランスフェクトされたプラスミドを残してゲノムDNAを除去した。ウイルスからウイルスDNAを放出させるために、各サンプル10μlを、56℃で30分間、全40μlのアルカリ性溶解バッファー(TEバッファー中1MのNaOH)に溶解させた。溶解は960μlの40mM HClを加えることで停止させた。
ウイルスDNAの定量は、ABI Prism 7700サーマルサイクラー(Applied Biosystems)を用い、NS1特異的TaqMan(商標)プローブ(Applied Biosystems、ダルムシュタット、ドイツ)を用いたリアルタイムqPCRにより行い、SDS 2.1ソフトウエア(Applied Biosystems)の手段により分析した。要するに、パルボウイルスDNAを増幅し、NS1特異的5’FAM−MGB3’標識TaqMan(商標)プローブを用いて検出した。NS1配列を含むプラスミドを10〜10コピー/反応の範囲で連続希釈し、qPCRの標準化に用いた。各反応混合物(20μl)は、1×TaqMan Universal PCR Master Mix(商標)(Applied Biosystems)、0.3μΜ標識NS1−TaqMan(商標)プローブ、0.3μΜの各プライマーおよび3μlの鋳型からなった。
ウイルスDNAハイブリダイゼーションアッセイ
NBK細胞を6cmディッシュに5×10細胞/ディッシュの密度で播種した。翌日、粗ウイルス抽出液を10ー4〜10ー7(1:10段階)で連続希釈した後、総容量400μlでNBK細胞の感染に用いた。10分おきにプレートを振盪させながら37℃で1時間インキュベートした後、各ディッシュに5mlの培地を加えた。感染72時間後、細胞層をPBSで洗浄し、25mm径のニトロセルロースフィルター(Schleicher & Schuell、ダッセル、ドイツ)を細胞の上にのせ、100μlのPBSで湿らせた。次に、これらのフィルターを、変性バッファー(0.5M NaOHおよび1.5M NaCl)で飽和させたワットマン濾紙上に逆さまに置いた。5分後、フィルターを中和バッファー(0.5M Tris/HCl(pH7.2)、1.5M NaClおよび1mM EDTAで飽和させたワットマン濾紙に移した。5分後、DNAを80℃で2時間焼き付けることにより固定した。プレハイブリダイゼーションは3×SSC(1×SSCは0.15M NaClおよび0.015Mクエン酸ナトリウムである)、1%SDS、5mM EDTA、10×デンハート液および100μg/mlサケ精子DNA中、65℃で1時間行った。ハイブリダイゼーションはpMVMプラスミドのEcoRV(nt385)〜EcoRI(nt1084)断片に相当する放射性プローブを加えることにより行い、アガロースゲル電気泳動により精製し、Megaprime DNA Labelling System(GE Healthcare、ミュンヘン、ドイツ)を用いて[32P]dCTPで標識した。65℃で一晩インキュベートした後、フィルターを65℃で30分間洗浄バッファー1(3×SSC(pH7)、1%SDS)で、次いで、65℃で30分間洗浄バッファー2(0.3×SSC(pH7))で洗浄した。その後、フィルターをワットマン濾紙上に置き、プラスチックホイルで覆い、−80℃で一晩、ラジオグラフィーフィルムに露光した。感染細胞は、放射性標識ウイルスDNAのためにフィルム上で黒い点を呈する。ウイルス力価(複製単位(RU)/ml[RU/ml])を次のように計算した:黒い点の数×希釈倍率×7.5。
プラークアッセイ
単層で増殖させたNBK細胞に粗ウイルス抽出液の連続希釈物を1時間感染させた後、接種物をBacto(商標)寒天(Becton Dickinson GmbH、ハイデルベルク、ドイツ)上層(最小必須培地[+]L−グルタミン(Gibco、Invitrogen)、5%FBS、2mM L−グルタミン、100U/mlペニシリン、100μg/mlストレプトマイシン中0.68%)に置き換えた。感染5日後、PBSで希釈したBacto(商標)−寒天(0.85%)を含有するニュートラルレッド(0.2mg/ml)を加えることによって、生細胞を18時間染色した。プラークを計数し、力価をプラーク形成単位(PFU)/mlとして表した。
(G)DNA抽出およびサザンブロット法
組換えウイルスの生産中に生産されたウイルスDNA中間体の分析のために、vTEバッファー(10mM Tris−HCl[pH8.7]、1mM EDTA)と2×Hirtバッファー(20mM Tris[pH7.4]、20mM EDTA、1.2%SDS)の混合物(1:1)で細胞抽出液を調製し、次いで46℃、60回/分の回転下で18時間、プロテイナーゼK(400μg/ml)で消化した。次に、DNAを0.5μmおよび0.4μmのニードルを数回通して剪断し、フェノール−クロロホルム抽出を行い、最後にDpnI消化を行ってウイルスゲノムを担持する細菌プラスミドを除去した。
DNAサンプル(2g)を1%アガロースゲル電気泳動により分画した。ゲルにおけるDNA変性および中和の後、従来のサザントランスファー手順によりDNAをHybond−Nナイロンメンブラン(GE Healthcare)に転写し、次いで膜にUV架橋させた。次に、メンブラン上に存在するウイルス中間体を、ウイルスDNAハイブリダイゼーションアッセイのフィルターに用いたものと同じ手順で検出した。
実施例2
アデノウイルス遺伝子は組換えパルボウイルス生産を高める
本試験では、アデノウイルス遺伝子が組換えパルボウイルス生産を高めることができるかどうかを検討した。この目的で、HEK 293T細胞を、GFP導入遺伝子を担持する組換えパルボウイルスプラスミド(prec.PV−GFP)、H−1パルボウイルスキャプシドタンパク質をコードするプラスミド(pC V/VP)およびアデノウイルス5由来プラスミドpXX6で一時的に同時トランスフェクトした。pXX6はE2a、E4(orf6)およびVAI RNAアデノウイルス遺伝子を含有し、AAV生産を促進するのに十分である[17、18]。
トランスフェクション3日後、細胞を溶解し、rec.PV−GFPウイルス生産を実施例1に記載されているように形質導入アッセイにより評価した。従って、これらのウイルス生産細胞からの細胞抽出液を用いて新鮮なNBK細胞に接種を行った。48時間後、GFP陽性NBK細胞を蛍光顕微鏡によりモニタリングした(図1A)。pXX6およびパルボウイルスプラスミドでトランスフェクトされた細胞からの抽出液では、パルボウイルスプラスミド単独でトランスフェクトされた細胞に比べて陽性緑色細胞の数がはるかに多くなり、このことはパルボウイルスプラスミド単独でトランスフェクトされた細胞からの溶解液に含まれる組換えパルボウイルスの量が少なかったことを示す。ウエスタンブロット解析によれば、pXX6条件で得られた抽出液で感染させたNBK細胞では、高レベルのパルボウイルスNS1とともに高レベルのGFPタンパク質が確認された(図1B)。
組換えパルボウイルスの生産が付加的アデノウイルス要素の存在によってさらに改善可能であるかどうかを調べるために、パルボウイルス生産の増強におけるpXX6とより完成度の高いpAd5ΔE1ΔE3ベクターの効果を比較した。トランスフェクション3日後に、上記のようにウイルス形質導入アッセイを行った。図1Cに示されるように、pAd5ΔE1ΔE3とpXX6は双方とも、陰性対照または充填条件と比較して10倍を超える有意なウイルス生産増を見せる。アデノウイルスヘルパーは10緑色形質導入単位(TU)/mlを達成可能であり、これは播種した生産細胞あたり平均5TUに相当する。pAd5ΔE1ΔE3とpXX6は双方とも、これらの実験条件下で匹敵する組換えパルボウイルスの生産増をもたらし、pXX6に含まれる遺伝物質でこの効果の誘導に十分であることを示唆する。
pXX6の助けで生産された組換えパルボウイルスの量を慎重に定量するために、HEK 293T細胞を175cmフラスコに播種した後、pXX6を伴って、または伴わずにprec.PV−GFP、pCMV/VPで同時にトランスフェクトした。トランスフェクション3日後に、細胞をvTEバッファーに溶解させた(図2の凡例参照)。細胞溶解液に含まれる生産ウイルスを、キャプシド封入パルボウイルスゲノムの濃度を測定するパルボウイルス特異的定量的PCRを用いて直接定量し、ウイルスゲノム(Vg)/mlで表した。さらに、これらの細胞溶解液をNBK指標細胞の感染に用い、ウイルス力価を、i)形質導入アッセイ(GFP陽性細胞を計数し、ウイルス収量を形質導入単位(TU)/mlとして表した)、およびii)パルボウイルス特異的ハイブリダイゼーションアッセイ(ウイルスDNA複製を保持する細胞の数を、NS放射性標識プローブを用いて検出した)により定量した。そして、生産されたウイルスの濃度を複製単位(RU)/mlとして表した。図2は、種々のアッセイの全てにおいてpXX6プラスミドの存在下でウイルス生産の有意な増大が確認されたことを示す。
次に、pXX6が望ましくない複製能を有するパルボウイルス(RCV)のより高い同時生産をもたらし得るかどうかを検討した。RCVを、NBK細胞に対する従来のパルボウイルスプラークアッセイを用いて測定したところ、得られたPFU/TUの比はpXX6によっては影響を受けず(図2、右のパネル)、このことはpXX6がRCVの生産性を高めず、従って、生産される組換えウイルスの品質を保持することを示す。
図1および2に示される結果を確認するために、より長いリポーター導入遺伝子であるprec.PV−ルシフェラーゼ(prec.PV−Luc)(従前に用いたGFP導入遺伝子の場合の731ntの代わりに1656ntの挿入)を担持する別の組換えパルボウイルスを用いて同様の実験を行った。より長い導入遺伝子(800ntを越える)を担持するパルボウイルスの生産は、より短いもの(800ntまで)を用いた生産よりもいっそう効率が低いことが知られている[2]。違うアデノウイルスヘルパープラスミドpVAE2AE4−5のパルボウイルスの生産を高める能力もまた調べた。このベクターは違うプラスミド骨格にpXX6と同様のアデノウイルス遺伝子を有する[26]。細胞をprec.PV−Luc、pCMV/VP、およびアデノウイルスヘルパープラスミドpXX6もしくはpVAE2AE4−5の一方で同時にトランスフェクトし、またはAd5ΔE1ΔE3−CMV/GFP(Ad−GFP)ウイルスに感染させた(0.1〜5GFU/細胞の範囲のMOI(図3参照))。トランスフェクション/感染3日後に、組換えパルボウイルス生産の収量を、ルシフェラーゼ形質導入アッセイを用いて評価した。
図3で得られた結果により、組換えパルボウイルス生産に対するpXX6の増強効果が確認され(およそ24倍)、異なるより長い導入遺伝子を担持する他のパルボウイルスに対するこのベクターの明確な効果が一般化される。pVAE2AE4−5も同程度にパルボウイルスの生産を高め、見られた増加を担う要素はpXX6およびpVAE2AE4−5の共通のアデノウイルス配列内にあり、プラスミド骨格には無いことが確認される。組換えアデノウイルスによる感染もパルボウイルス生産を高めたので、見られたヘルパー効果はアデノウイルス遺伝要素を(トランスフェクションまたは感染により)生産細胞に導入するために選択された方法には依存しないはずである。rec.PV−Luc生産の最大増加(およそ30倍)は、Ad−GFPをMOI 1で用いて得られた。これらの条件下では、感染2日後に生産細胞において100%のアデノウイルスGFP形質導入が見られた。Ad−GFPをMOI 2および5で用いた場合には細胞毒性が見られ(データは示されていない)、このことはこれらの条件下でなぜ低いパルボウイルス力価が得られたかを説明する。アデノウイルスを用いて見られた生産増は、おそらくアデノウイルス形質導入率が高いためにトランスフェクトされたヘルパープラスミドの場合よりもやや高かった。これらの結果を合わせると、アデノウイルスゲノム要素の存在が組換えパルボウイルスの生産を高めることが証明される。
実施例3
pXX6は組換えパルボウイルス生産を加速化する
経時的推移実験では、pXX6がウイルス生産の速度論に影響を及ぼすかどうかを検討した。細胞をまず、pXX6を伴って、または伴わずに、prec.PV−GFP、pCMV/VPで同時にトランスフェクトし、トランスフェクション12、24、48および72時間後にウイルス生産を評価した。
これまでのように、pXX6の存在は組換えパルボウイルスの生産を大幅に高める(図4)。この効果は24時間後に見ることができるが(9.2倍)、生産収量が最大となる(1.5×10TU/ml)48時間目により明確になる(30.4倍)。pXX6の不在下でのウイルス生産はずっと低い効率であった(最大力価:1.3×10GFU/ml)。組換えパルボウイルスが通常では生産72時間後に回収されることは重要なことである。
よって、組換えパルボウイルス生産においてアデノウイルス要素を用いるとウイルス力価が増大し、生産時間が24時間短縮される。サザンブロット(図6B)によれば、トランスフェクション48時間および72時間後に、pXX6の存在下で生産されたウイルスDNAの量の増加が確認された。単量体複製パルボウイルスDNA型(mRF)はpXX6条件では大幅に高濃度となり、24時間目にすでに検出可能であり、48時間目および72時間目に強く増強された。二量体複製DNA型(dRF)は、48時間および72時間の生産時点でpXX6の存在下でのみ明確に検出された。よって、pXX6はウイルスDNAの複製を増大させるだけでなく、加速化もする。
実施例4
pXX6はまたトランスフェクション/感染に基づくプロトコールにおいて組換えパルボウイルス生産を高める
組換えパルボウイルスは、生産細胞を2つのプラスミド(1つはVPキャプシドタンパク質をコードし、もう1つは目的の導入遺伝子を担持する残りのパルボウイルスゲノムを含有する)で同時にトランスフェクトすることにより、慣例的に生産される。ウイルス感染はトランスフェクションより良好な遺伝子送達法であるので、本発明者らは当該プロトコールのトランスフェクション工程をできる限り感染に置き換えることを目的とした。1つの可能性は、VP含有プラスミドでトランスフェクトされた許容細胞を感染させることにより組換えパルボウイルスを増幅することであろう。この場合、トランスフェクションはVP−プラスミドにのみ限定され、一方、パルボウイルス組換えゲノムはウイルス感染によって送達される。しかしながら、実験室でのこれらの実験では、この方法を用いて組換えパルボウイルスを生産できなかった。このpXX6のヘルパー機能を考えて、この場合にpXX6の導入が組換えパルボウイルスの生産を救済できるかどうかを検討した。細胞をpXX6と組み合わせて、または組み合わせずにpCMV/VPでトランスフェクトした後、rec.PV−GFPに感染させた。結果は、pXX6プラスミドの存在下でのみ接種物として用いたウイルス用量の有意な増幅(およそ17倍)を示した(図5、データは示されていない)。これらの結果は、pXX6が単独トランスフェクションに基づくプロトコールにおいて組換えパルボウイルスの生産を助けるだけでなく、組換えウイルスDNAの供給源として感染力のあるウイルス粒子が用いられる場合にも組換えパルボウイルスの生産を助けることを示す。このことは、組換えパルボウイルスの2回目の増幅にpXX6を使用する可能性を裏付ける。
実施例5
組換えAd−VPヘルパーウイルスを用いた組換えパルボウイルスの生産
VP−プラスミドトランスフェクションを避け、単にヘルパーウイルスの同時感染によりウイルス増幅を可能とするために、パルボウイルス生産を助けるのに必要なAd遺伝子だけでなくパルボウイルスVPキャプシド遺伝子ユニットも担持するアデノウイルスを用いて組換えパルボウイルスが生産可能かどうかを調べた。VP遺伝子をpAd5ΔE1ΔE3およびpShuttle−CMV/VPの組換えにより、pAd5ΔE1ΔE3にクローニングし[24]、pAd−VPヘルパー構築物を作出した。Ad−VPヘルパーウイルスは従来、HEK 293Tで生産されてきた。Ad−VPヘルパーの形状および力価は、対照として用いるAd5ΔE1ΔE3ウイルスと同様であった(データは示されていない)。
新規なAd−VPヘルパーウイルスを用いれば、感染のみに基づくプロトコールを用いることができ、トランスフェクションの必要が避けられる。このことは、トランスフェクトは難しいが、HEK 293Tよりもパルボウイルス複製に許容度が高い細胞系統、例えばNBK細胞において生産を行う可能性を拓く。
NBK細胞を6ウェルプレートに播種し、翌日、以下の組換えパルボウイルス:hH−1−GFP、H−1−GFP、MVM−GFPまたはChi−hH−1−GFPのうちの1つとともに精製Ad−VPヘルパーに感染させた。感染3日後に細胞を溶解し、形質導入アッセイを用い、生産された組換えウイルスの力価を測定した。従前のように、複製能を有するウイルスの生産を制御するためにプラークアッセイを行った。
この手順を用いると、図1Cで得られるようなトランスフェクションに基づくプロトコールを用いる場合の2〜5倍の力価が得られた(データは示されていない)。重要なことには、この手順はAd−VPヘルパーの不在下で行われた生産に比べてRCV混入率を引き上げることはなかった。これらの結果は、組換えパルボウイルスの生産にAd−VPヘルパーを使用する有効性を強調する。
結論として、Ad−VPヘルパー手順は以下の利点を与える:(i)ウイルス原株の品質に影響を及ぼさずに高力価で組換えパルボウイルスの生産を可能とすること、(ii)生産時間を1日短縮すること(データは示されていない)、(iii)ウイルス感染のみに基づき、トランスフェクション工程の必要が避けられること、(iv)パルボウイルス複製に対してHEK 293Tよりも許容度が高いが、トランスフェクションが難しいためにこれまで使用できなかった細胞系統(例えば、NBK)において組換えパルボウイルスの生産を可能とすること、および(v)トランスフェクション試薬、時間および人員のコストを削減するので、より経済的なプロセスであること。
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Claims (21)

  1. 以下のアデノウイルスDNA配列:
    (a)E2a遺伝子;
    (b)E4(orf6)遺伝子;
    (c)VAI RNA遺伝子;および
    (d)パルボウイルスVPキャプシド遺伝子ユニット
    を含む、アデノウイルス由来ヘルパーウイルス。
  2. 前記パルボウイルスVPキャプシド遺伝子ユニットの発現がCMVプロモーターの制御下にある、請求項1に記載のアデノウイルス由来ヘルパーウイルス。
  3. (i)哺乳動物細胞が(a)VP1遺伝子およびVP2遺伝子を欠く組換えパルボウイルスベクター、(b)パルボウイルスキャプシドタンパク質をコードする遺伝子を含有するベクター、および(c)E2a遺伝子、E4(orf6)遺伝子およびVAI RNA遺伝子由来のアデノウイルスDNA配列を含むアデノウイルス由来ヘルパーベクターでトランスフェクトされること、ならびに
    (ii)前記組換えパルボウイルスが哺乳動物細胞または前記細胞を培養した後の培地から単離されること
    を特徴とする、組換えパルボウイルスの作製方法。
  4. 前記哺乳動物細胞がHEK293T細胞である、請求項3に記載の方法。
  5. (i)哺乳動物細胞に(a)VP1遺伝子およびVP2遺伝子を欠く組換えパルボウイルス、および(b)請求項1または2に記載のアデノウイルス由来ヘルパーウイルスを感染させること;および
    (ii)前記組換えパルボウイルスが前記哺乳動物細胞または前記細胞を培養した後の培地から単離されること
    を特徴とする、組換えパルボウイルスの作製方法。
  6. 前記哺乳動物細胞がNBK細胞である、請求項5に記載の方法。
  7. 前記組換えパルボウイルスがH−1またはMVMに由来する、請求項1〜6のうちいずれか一項に記載の方法。
  8. 前記ヘルパーウイルス/ベクターのアデノウイルスDNA配列がAd5に由来する、請求項1〜7のうちいずれか一項に記載の方法。
  9. 前記組換えパルボウイルスベクターにおいて、前記VP1遺伝子およびVP2遺伝子が導入遺伝子により置換される、請求項3〜8のうちいずれか一項に記載の方法。
  10. 前記導入遺伝子の発現がP38プロモーターの制御下にある、請求項9に記載の方法。
  11. 前記導入遺伝子がマーカータンパク質をコードする遺伝子である、請求項9または10に記載の方法。
  12. 前記導入遺伝子が治療用または免疫原性ポリペプチドをコードする遺伝子である、請求項9または10に記載の方法。
  13. 前記治療用タンパク質が細胞傷害性ポリペプチド、サイトカインおよび/またはケモカインである、請求項12に記載の方法。
  14. 請求項3〜13のうちいずれか一項に記載の方法により得ることができる組換えパルボウイルス。
  15. 請求項14に記載の組換えパルボウイルスを含有する細胞。
  16. 請求項14に記載の組換えパルボウイルスと薬学上許容される担体を含有する医薬組成物。
  17. 遺伝子療法または腫瘍を治療する方法に用いられる請求項3〜13のうちいずれか一項に記載の方法により得ることができる組換えパルボウイルス。
  18. 請求項1または2に記載のアデノウイルス由来ヘルパーウイルス/ベクターと組換えパルボウイルスを含有する組成物。
  19. 前記アデノウイルス由来ヘルパーウイルスおよび前記組換えパルボウイルスが導入遺伝子を含有する、請求項18に記載の組成物。
  20. 請求項19に記載の組成物を含有する細胞。
  21. 遺伝子療法または腫瘍の治療を目的とする医薬組成物の製造のための、請求項3〜13のうちいずれか一項に記載の方法により得ることができる組換えパルボウイルスまたは請求項18もしくは19に記載の組成物の使用。
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