JP2017522022A - Eukaryotic cells containing artificial endosymbiosis for multimodal detection - Google Patents
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Abstract
本発明は、一般に、ヒトの介入により真核細胞に導入されてその真核細胞の娘細胞へ伝達される単細胞生物を含む真核細胞、およびそのような単細胞生物を真核細胞へ導入する方法に関する。本発明は、娘細胞において維持される表現型を真核細胞へ導入する単細胞生物を提供する。本発明はさらに、磁性細菌を収容した真核細胞を提供する。本発明はさらに、真核細胞のマルチモーダル観察を可能にするために単細胞生物で工学操作した真核細胞を提供する。各イメージング方法(またはモダリティー)は、解剖学および生理学の種々の観点の視覚化を可能にし、かつこれらを組み合わせることにより、イメージングされる対象についてイメージ作成者がより多くを学ぶことができる。【選択図】図1The present invention generally relates to a eukaryotic cell comprising a unicellular organism that is introduced into a eukaryotic cell by human intervention and transmitted to the daughter cell of the eukaryotic cell, and a method for introducing such a unicellular organism into a eukaryotic cell. About. The present invention provides unicellular organisms that introduce phenotypes maintained in daughter cells into eukaryotic cells. The present invention further provides eukaryotic cells containing magnetic bacteria. The invention further provides eukaryotic cells engineered with unicellular organisms to allow multimodal observation of eukaryotic cells. Each imaging method (or modality) allows visualization of various aspects of anatomy and physiology, and by combining them, allows the image creator to learn more about the object being imaged. [Selection] Figure 1
Description
関連出願の引照
[1] この出願はU.S. application Serial No. 13/838,717, 2013年3月15日出願の一部継続出願であって、それはU.S. application Serial No. 13/374,799, 2012年1月13日出願の一部継続出願であり、かつこの出願はPCT/US2013/021414, 2013年月日出願の一部継続出願であって、それはU.S. application Serial No. 13/374,799, 2012年1月13日出願の一部継続出願であり、それらの出願の内容全体をあらゆる目的で全体として本明細書に援用する。
Reference of related applications
[1] This application is a continuation-in-part of US application Serial No. 13 / 838,717, filed on March 15, 2013. This is a continuation-in-part application, and this application is a continuation-in-part of PCT / US2013 / 021414, 2013, which is part of US application Serial No. 13 / 374,799, January 13, 2012. Are continuation applications and the entire contents of those applications are incorporated herein in their entirety for all purposes.
発明の分野
[2] 本発明は一般に、内部共生(endosymbiosis)、すなわち人工内部共生体(artificial endosymbiont)および走磁性細菌(magnetotactic bacteria)で工学操作した真核細胞の分野に関する。特に、本発明は、走磁性細菌を含めた人工内部共生体などの単細胞生物、それらの単細胞生物を宿した真核細胞、単細胞生物を収容した真核細胞の使用方法、および単細胞生物を真核細胞に導入する方法を提供する。本発明はまた、細胞内単細胞生物で工学操作して真核細胞のマルチモーダル(multimodal)検出を可能にした真核細胞を提供する。
Field of Invention
[2] The present invention relates generally to the field of endosymbiosis, ie, eukaryotic cells engineered with artificial endosymbiont and magnetotactic bacteria. In particular, the present invention relates to unicellular organisms such as artificial endosymbiosis including magnetotactic bacteria, eukaryotic cells harboring those unicellular organisms, methods of using eukaryotic cells containing unicellular organisms, and unicellular organisms to eukaryotic cells. A method of introducing into a cell is provided. The present invention also provides eukaryotic cells that have been engineered with intracellular single cell organisms to enable multimodal detection of eukaryotic cells.
[3] ミトコンドリア、クロロプラスト、および他の膜結合した細胞小器官は遺伝性機能、たとえば光合成を、真核細胞に付加する。そのような細胞小器官(それらの痕跡量の環状DNAにより同定される)は内部共生由来のものであると考えられる。 [3] Mitochondria, chloroplasts, and other membrane-bound organelles add genetic functions, such as photosynthesis, to eukaryotic cells. Such organelles (identified by their trace amount of circular DNA) are thought to be derived from endosymbiosis.
[4] 種々の真核細胞に存在しない広範な機能性を備えた細菌がある。たとえば、1975年にBlakemoreは、地球磁場に沿って配向および遊泳する走磁性細菌(magnetotactic bacteria)(MTB)を同定した(Blakemore, R.,”Magnetotactic bacteria,” Science 24:377-379 (1975);それをあらゆる目的で全体として本明細書に援用する)。これらの走磁性細菌は、マグネタイト(磁鉄鉱)(Fe3O4)またはグレイジャイト(グレグ鉱)(Fe3S4)が脂質膜により内包されたものから構成されるマグネトソーム(magnetosome)と呼ばれる磁性構造体を産生する(同著)。彼らの最初の発見以来、多数のMTB種が同定された(同著)。 [4] There are bacteria with a wide range of functionality that do not exist in various eukaryotic cells. For example, in 1975 Blakemore identified a magnetotactic bacterium (MTB) that is oriented and swimming along the geomagnetic field (Blakemore, R., “Magnetotactic bacteria,” Science 24: 377-379 (1975) It is incorporated herein in its entirety for all purposes). These magnetotactic bacteria are magnetized (magnetosome) composed of magnetite (magnetite) (Fe 3 O 4 ) or greigite (Greg ore) (Fe 3 S 4 ) encapsulated by a lipid membrane. Produces a structure (Id.). A number of MTB species have been identified since their first discovery (ibid.).
[5] 走磁性細菌は物質に選択的に結合して分離するために用いられてきた(U.S. Patent No. 4,677,067, あらゆる目的で全体として本明細書に援用する)。さらに、磁性機能を外部タグにより細胞に付加する試みがなされてきた(Swiston, A.J. et al., “Surface Functionalization of Living Cells with Multilayer Patches,” Nano Lett. 8(12):4446-53 (2008); Vandsburger, M.H. et al., “MRI reporter genes: applications for imaging of cell survival, proliferation, migration and differentiation,” NMR Biomed. 26(7):872-84 (2013); Ahrens, E.T. et al, “Tracking immune cells in vivo using magnetic resonance imaging,” Nature Rev Immunol. 13:755-763 (2013); それらの刊行物をあらゆる目的で全体として本明細書に援用する)。細菌性マグネタイトは細胞融合により赤血球にも導入され(Matsunaga, T. and Kamiya, S., (1988), In: Atsumi, K., Kotani, M., Ueno, S., Katila T., Williamsen, S.J. (Eds) 6th International Conference on Biomagnetisms, Tokyo Denki University Press, Tokyo, pp. 50-51 (1988), それをあらゆる目的で全体として本明細書に援用する)、MTBは顆粒球および単球に食作用により導入された(Matsunaga, T. et al., “Phagocytosis of bacterial magnetite by leucocytes,” Applied Microbiology and Biotechnology 31(4):401-405 (1989), それをあらゆる目的で全体として本明細書に援用する))。しかし、これらの変更はいずれも娘細胞へ遺伝できない。 [5] Magnetotactic bacteria have been used to selectively bind and separate substances (U.S. Patent No. 4,677,067, incorporated herein in its entirety for all purposes). Furthermore, attempts have been made to add magnetic functions to cells with external tags (Swiston, AJ et al., “Surface Functionalization of Living Cells with Multilayer Patches,” Nano Lett. 8 (12): 4446-53 (2008). Vandsburger, MH et al., “MRI reporter genes: applications for imaging of cell survival, proliferation, migration and differentiation,” NMR Biomed. 26 (7): 872-84 (2013); Ahrens, ET et al, “Tracking Immune cells in vivo using magnetic resonance imaging, ”Nature Rev Immunol. 13: 755-763 (2013); those publications are incorporated herein in their entirety for all purposes). Bacterial magnetite is also introduced into red blood cells by cell fusion (Matsunaga, T. and Kamiya, S., (1988), In: Atsumi, K., Kotani, M., Ueno, S., Katila T., Williamsen, SJ (Eds) 6th International Conference on Biomagnetisms, Tokyo Denki University Press, Tokyo, pp. 50-51 (1988), which is incorporated herein by reference in its entirety for all purposes), MTB eats granulocytes and monocytes (Matsunaga, T. et al., “Phagocytosis of bacterial magnetite by leucocytes,” Applied Microbiology and Biotechnology 31 (4): 401-405 (1989), which is incorporated herein in its entirety for all purposes. ))). However, none of these changes can be inherited to daughter cells.
[6] 現在、イメージング分野において、最小限の宿主細胞操作で真核細胞を標識してMRIまたは他のタイプのイメージング法で追跡できるマルチモーダルプローブに対するニーズがある。ある態様において、本発明の目的は、ヒトの介入により真核細胞に導入された単細胞生物を収容し、それが真核細胞の娘細胞へ、特に少なくとも5回の細胞分裂を通して伝達され、かつそれが娘細胞において十分なコピー数を維持し、したがって単細胞生物により導入された目的機能が娘細胞において維持される、真核細胞を提供することである。本発明のさらなる目的は、娘細胞へ遺伝できる人工内部共生体を収容した真核宿主細胞、およびこれらの真核細胞を使用する方法を提供することである。本発明の目的はまた、人工内部共生体を真核宿主細胞の細胞質ゾルに導入する方法を提供することである。本発明の他の目的は、遺伝可能な磁性表現型を備えた真核細胞を提供することである。本発明の目的はまた、真核細胞を追跡、局在化、操舵、制御または破損する方法を提供することである。本発明の他の目的は、真核細胞のマルチモーダル検出が可能な単細胞生物を収容した真核細胞を提供することである。本発明のさらなる目的は、多重表現型が娘細胞へ遺伝可能である状態で単細胞生物を収容した真核宿主細胞を提供することである。 [6] Currently, there is a need in the imaging field for multimodal probes that can label eukaryotic cells with minimal host cell manipulation and track them with MRI or other types of imaging methods. In certain embodiments, an object of the present invention is to contain a unicellular organism introduced into a eukaryotic cell by human intervention, which is transmitted to the eukaryotic daughter cell, in particular through at least 5 cell divisions, and Is to provide a eukaryotic cell that maintains a sufficient copy number in the daughter cell and thus maintains the target function introduced by the unicellular organism in the daughter cell. It is a further object of the present invention to provide eukaryotic host cells containing artificial endosymbiosis that can be inherited to daughter cells and methods of using these eukaryotic cells. It is also an object of the present invention to provide a method for introducing an artificial endosymbiosis into the cytosol of eukaryotic host cells. Another object of the present invention is to provide eukaryotic cells with an inheritable magnetic phenotype. It is also an object of the present invention to provide a method for tracking, localizing, steering, controlling or damaging eukaryotic cells. Another object of the present invention is to provide a eukaryotic cell containing a unicellular organism capable of multimodal detection of eukaryotic cells. It is a further object of the present invention to provide a eukaryotic host cell containing a unicellular organism with multiple phenotypes inheritable to daughter cells.
[7] 本発明は、人工内部共生体などの単細胞生物を含む真核細胞、そのような真核細胞を使用する方法、およびそのような単細胞生物を真核細胞に導入する方法に関する。1態様において、単細胞生物は真核細胞に希望する機能性を提供する。1態様において、単細胞生物は娘細胞へ遺伝できる人工内部共生体である。他の態様において、人工内部共生体は、マグネトソームを形成し、かつ検出可能な他の遺伝子生成物を発現する走磁性細菌である。1態様において、走磁性細菌は真核細胞に磁性機能を提供する。1態様において、使用方法は真核細胞を検出する方法である。他の態様において、使用方法は真核細胞を磁気により操作またはターゲティングする方法である。他の態様において、使用方法は真核細胞に損傷を与える方法である。1態様において、真核細胞はマルチモーダル検出を可能にする多重表現型をもち、それは単細胞生物により真核細胞に導入できる。1態様において、多重表現型は真核細胞の娘細胞へ遺伝できる。1態様において、走磁性細菌は真核細胞に磁性機能ならびに発光性もしくは吸光性および/または音響特性を提供する。ある態様において、単細胞生物は真核細胞由来の遺伝子生成物と相互作用して検出可能な信号を発生する遺伝子生成物を生成する。1態様において、単細胞生物を収容した真核細胞を真核細胞の検出方法に使用する。 [7] The present invention relates to a eukaryotic cell containing a unicellular organism such as an artificial endosymbiosis, a method of using such a eukaryotic cell, and a method of introducing such a unicellular organism into a eukaryotic cell. In one embodiment, the unicellular organism provides the desired functionality to the eukaryotic cell. In one embodiment, the unicellular organism is an artificial endosymbiosis that can be inherited by daughter cells. In other embodiments, the artificial endosymbiosis is a magnetotactic bacterium that forms a magnetosome and expresses other detectable gene products. In one embodiment, the magnetotactic bacterium provides a magnetic function for eukaryotic cells. In one embodiment, the method of use is a method of detecting eukaryotic cells. In other embodiments, the method of use is a method of manipulating or targeting eukaryotic cells magnetically. In other embodiments, the method of use is a method of damaging eukaryotic cells. In one embodiment, a eukaryotic cell has a multiple phenotype that allows multimodal detection, which can be introduced into a eukaryotic cell by a unicellular organism. In one embodiment, multiple phenotypes can be inherited to eukaryotic daughter cells. In one embodiment, the magnetotactic bacteria provides eukaryotic cells with magnetic function and luminescence or absorbance and / or acoustic properties. In certain embodiments, a unicellular organism produces a gene product that interacts with a gene product from a eukaryotic cell to generate a detectable signal. In one embodiment, a eukaryotic cell containing a unicellular organism is used in a method for detecting a eukaryotic cell.
[8] ある態様において、本発明の人工内部共生体を少なくとも1つの遺伝子の欠失、付加、および/または変異形成により改変することができ、それによって人工内部共生体は内部共生または生体栄養性(biotrophy)に有用な形質を獲得する。人工内部共生体において変異、付加、および/または欠失される遺伝子は、鞭毛アセンブリーの構成要素をコードする遺伝子、ならびに必須高分子、たとえばアミノ酸、ヌクレオチド、ビタミンおよび補因子を合成するための酵素をコードする遺伝子であってもよい。特定の態様において、MTBはさらに抗生物質耐性遺伝子または他の選択マーカーを発現するように改変されてもよい。特定の態様において、それらの遺伝子は人工内部共生体を特定の細胞内位置へ局在化する。特定の態様において、遺伝子は特定の宿主細胞への人工内部共生体の侵入を増強または遮断する。他の態様において、遺伝子は人工内部共生体またはそれから発現する遺伝子およびタンパク質に対する宿主免疫系応答を抑制または変更する。 [8] In certain embodiments, the artificial endosymbiosis of the present invention can be modified by deletion, addition, and / or mutagenesis of at least one gene, whereby the artificial endosymbiosis is endosymbiotic or biotrophic Acquire useful traits for (biotrophy). Genes that are mutated, added, and / or deleted in an artificial endosymbiosis include genes that encode components of flagellar assembly, as well as enzymes to synthesize essential macromolecules such as amino acids, nucleotides, vitamins, and cofactors. It may be a gene that encodes. In certain embodiments, the MTB may be further modified to express an antibiotic resistance gene or other selectable marker. In certain embodiments, the genes localize the artificial endosymbiosis to specific intracellular locations. In certain embodiments, the gene enhances or blocks the entry of an artificial endosymbiosis into a particular host cell. In other embodiments, the gene suppresses or alters the host immune system response to the artificial endosymbiosis or genes and proteins expressed therefrom.
[9] ある態様において、本発明の真核細胞は哺乳動物、たとえばマウス、ラット、ウサギ、ハムスター、ヒト、ブタ、ウシ、またはイヌのものである。他の態様において、人工内部共生体は宿主細胞から後代の娘宿主細胞へ伝達される。他の態様において、本方法はさらに、真核細胞から少なくとも1つの遺伝子を欠失、挿入、および/または変異させることを含む。 [9] In some embodiments, eukaryotic cells of the invention are from mammals, such as mice, rats, rabbits, hamsters, humans, pigs, cows, or dogs. In other embodiments, the artificial endosymbiosis is transmitted from the host cell to a progeny daughter host cell. In other embodiments, the method further comprises deleting, inserting, and / or mutating at least one gene from the eukaryotic cell.
[10] 本発明の単細胞生物を、当業者に知られている多数の方法により真核細胞に導入することができ、それにはマイクロインジェクション、自然−食作用、誘導−食作用、マクロピノサイトーシス、他の細胞性インターナリゼーションプロセス、リポソーム融合、赤血球ゴースト融合、またはエレクトロポレーションが含まれるが、これらに限定されない。 [10] The unicellular organism of the present invention can be introduced into eukaryotic cells by a number of methods known to those skilled in the art, including microinjection, natural-phagocytosis, induction-phagocytosis, macropinocytosis. , Other cellular internalization processes, liposome fusion, erythrocyte ghost fusion, or electroporation.
[11] 本発明はまた、マルチモーダル検出を用いて、単細胞生物を収容した真核細胞を特性分析する方法に関する。本発明の方法において、単細胞生物を含む真核細胞はその単細胞生物に関係する多重表現型をもつ。ある態様において、多重表現型はマルチモーダル観察方法を用いた真核細胞の検出を可能にする。ある態様において、マルチモーダル検出は真核細胞の非侵襲インビボイメージングのために用いられる。イメージングの方法およびモダリティーはそれぞれ、解剖学および生理学の種々の観点の視覚化を可能にし、これらを組み合わせることによりインビボ環境での真核細胞についてより多くの情報が得られる。 [11] The present invention also relates to a method for characterizing eukaryotic cells containing unicellular organisms using multimodal detection. In the methods of the invention, eukaryotic cells, including unicellular organisms, have multiple phenotypes associated with that unicellular organism. In certain embodiments, multiple phenotypes allow for detection of eukaryotic cells using multimodal observation methods. In certain embodiments, multimodal detection is used for non-invasive in vivo imaging of eukaryotic cells. Imaging methods and modalities, respectively, allow visualization of various aspects of anatomy and physiology, and combining them gives more information about eukaryotic cells in an in vivo environment.
[12] ある態様において、真核細胞のマルチモーダル検出は、細胞についての多重形態の機能データを同時に取得するために、および/または広範な種々のイメージングデバイスでの検出を可能にするために用いられる。 [12] In some embodiments, multimodal detection of eukaryotic cells is used to simultaneously acquire multiple forms of functional data about the cells and / or to enable detection on a wide variety of imaging devices. It is done.
[20] 本発明を例により説明するが、それらは限定ではない。この開示において、“ある(an)”または“1つ(one)”または“ある(some)”態様という表記は必ずしも同じ態様を述べたものではなく、そのような表記はすべて少なくとも1つを意味することを留意すべきである。 [20] The present invention is illustrated by way of example but not limitation. In this disclosure, the expression “an” or “one” or “some” does not necessarily describe the same aspect, and all such expressions mean at least one. It should be noted that.
[21] 単数形“a”、“an”、および“the”は、内容からそうではないと明瞭に示されない限り複数表記を含むことも理解すべきである。同様に、“または”という語は、内容からそうではないと明瞭に示されない限り“および”を含むものとする(逆も成り立つ)。物質の濃度またはレベルに関して挙げた数値限定は概数であるものとする。よって、濃度が少なくとも(たとえば)10μgであると指示した場合、その濃度は少なくともおおよそまたは約10μgであると解釈するものとする。 [21] It should also be understood that the singular forms “a”, “an”, and “the” include plural references unless the content clearly dictates otherwise. Similarly, the word “or” is intended to include “and” unless the content clearly dictates otherwise (and vice versa). The numerical limits listed for the concentration or level of the substance shall be approximate. Thus, if a concentration is indicated to be at least (for example) 10 μg, then the concentration should be interpreted as at least approximately or about 10 μg.
[22] 1観点において、本発明は、単細胞生物を収容した真核細胞、たとえば人工内部共生体を宿主細胞の細胞質ゾル中に収容した宿主細胞、および単細胞生物を真核細胞に導入する方法に関する。1態様において、単細胞生物は遺伝子変化させた人工内部共生体である。ある態様において、単細胞生物は走磁性細菌(MTB)である。本発明はまた、検出のための多重表現型をもつように単細胞生物で工学操作した真核細胞に関する。そのような検出のための多重表現型は、真核細胞のマルチモーダル観察を可能にする。ある態様において、真核細胞のマルチモーダル検出を非侵襲インビボイメージングのために用いる。各イメージング方法(またはモダリティー)は、解剖学および生理学の種々の観点の視覚化を可能にし、これらを組み合わせることにより、イメージ作成者がイメージングされるターゲットまたは対象についてより多くを知ることができる。 [22] In one aspect, the present invention relates to a eukaryotic cell containing a unicellular organism, for example, a host cell containing an artificial endosymbiosis in the cytosol of the host cell, and a method for introducing the unicellular organism into a eukaryotic cell. . In one embodiment, the unicellular organism is a genetically altered artificial endosymbiosis. In certain embodiments, the unicellular organism is a magnetotactic bacterium (MTB). The invention also relates to eukaryotic cells engineered in unicellular organisms to have multiple phenotypes for detection. Multiple phenotypes for such detection allow multimodal observation of eukaryotic cells. In some embodiments, multimodal detection of eukaryotic cells is used for non-invasive in vivo imaging. Each imaging method (or modality) allows visualization of various aspects of anatomy and physiology, and when combined, allows the image creator to know more about the target or object being imaged.
定義
[23] 本開示に関して、本明細書の記載に用いる技術用語および科学用語は、別に具体的に定義しない限り当業者が一般的に理解している意味をもつであろう。したがって、以下の用語は下記の意味をもつものとする。
Definition
[23] For purposes of this disclosure, technical and scientific terms used herein will have the meanings that are commonly understood by those of ordinary skill in the art, unless specifically defined otherwise. Thus, the following terms shall have the following meanings:
[24] 本明細書中で用いる用語“AMB”または“AMB−1”は、マグネトスピリラム・マグネティカム(Magnetospirillum magneticum)AMB−1株を表わす。
[25] 本明細書中で用いる用語“人工内部共生体”は、ヒトの介入により真核細胞の細胞質ゾルに導入され、その真核細胞の娘細胞へ伝達された、または伝達できる、単細胞生物を表わす。ある態様において、その単細胞生物は人工内部共生体により導入された表現型が娘細胞において維持されるのに十分なコピー数を娘細胞において維持する。
[24] The term “AMB” or “AMB-1” as used herein refers to the Magnetospirillum magneticum AMB-1 strain.
[25] As used herein, the term "artificial endosymbiosis" is a unicellular organism that has been introduced into the cytosol of a eukaryotic cell by human intervention and has been or could be transmitted to the daughter cell of the eukaryotic cell. Represents. In certain embodiments, the unicellular organism maintains a sufficient copy number in the daughter cell such that the phenotype introduced by the artificial endosymbiosis is maintained in the daughter cell.
[26] 本明細書中で用いる用語“細胞周期”は、真核細胞の生長、複製、および分裂を伴う一連の事象を表わす。一般に、それは、細胞が不活発なG0、細胞のサイズが増大するG1およびG2、細胞のDNAが倍増するS、ならびに細胞が有糸分裂を行なって分裂するMとして知られる5つの期に分類できる。 [26] As used herein, the term “cell cycle” refers to a series of events involving the growth, replication, and division of eukaryotic cells. In general, it is known as five periods known as G 0 when the cell is inactive, G 1 and G 2 where the size of the cell increases, S where the DNA of the cell doubles, and M where the cell undergoes mitosis and divides. Can be classified.
[27] 本明細書中で用いる用語“細胞質ゾル”は、細胞の膜結合した下部構造体の内部ではない部分の細胞質を表わす。
[28] 本明細書中で用いる用語“娘細胞”は、ある細胞の分裂により形成される細胞を表わす。
[27] The term “cytosol” as used herein refers to the cytoplasm of a portion that is not within the membrane-bound substructure of a cell.
[28] The term "daughter cell" as used herein refers to a cell formed by the division of a cell.
[29] 本明細書中で用いる用語“必須分子”は、細胞が増殖または生存のために必要とする分子を表わす。
[30] 本明細書中で用いる用語“遺伝子修飾された”は、希望する細胞特性または特徴が変化するように細胞の遺伝子材料を変化させることを表わす。この用語はヘテロロガス遺伝子材料を細胞に導入することを含む。
[29] As used herein, the term "essential molecule" refers to a molecule that a cell needs for growth or survival.
[30] The term "genetically modified" as used herein refers to altering cellular genetic material such that desired cellular properties or characteristics are altered. The term includes introducing heterologous genetic material into the cell.
[31] 本明細書中で用いる用語“蛍光タンパク質”は、適宜な電磁放射線で励起された際に発光できるタンパク質を表わす。蛍光タンパク質には天然または工学操作したアミノ酸配列をもつタンパク質が含まれる。 [31] The term "fluorescent protein" as used herein refers to a protein that can emit light when excited by appropriate electromagnetic radiation. Fluorescent proteins include proteins with natural or engineered amino acid sequences.
[32] 本明細書中で用いる用語“生物発光タンパク質”は、特定の生化学物質、たとえばルシフェリン(天然の発蛍光団)が酵素(たとえば、ルシフェラーゼ)により酸化されて化学発光を生じるエネルギー獲得化学反応の結果として生じる形態の化学発光を表わす。 [32] As used herein, the term “bioluminescent protein” refers to an energy capture chemistry in which a specific biochemical, eg, luciferin (natural fluorophore) is oxidized by an enzyme (eg, luciferase) to produce chemiluminescence. Represents the form of chemiluminescence resulting from the reaction.
[33] 本明細書中で用いる用語“宿主細胞”は、それに人工内部共生体が滞在できる真核細胞を表わす。
[34] 本明細書中で用いる用語“イメージモダリティー”は、それを含む系またはターゲットの検出または照会を可能にする電磁放射線、音波、核粒子、もしくは他のタイプのエネルギー(たとえば、電気)、またはその組み合わせの、吸収または放出を表わす。
[33] The term “host cell” as used herein refers to a eukaryotic cell in which an artificial endosymbiosis can reside.
[34] As used herein, the term “image modality” refers to electromagnetic radiation, sound waves, nuclear particles, or other types of energy (eg, electricity) that allow detection or query of the system or target that contains it. Or it represents the absorption or release of the combination.
[35] 本明細書中で用いる用語“細胞内−内部共生体”は、それの自然ライフサイクルの少なくとも一部を真核生物の細胞内で過ごす単細胞生物を表わす。
[36] 本明細書中で用いる用語“細胞内病原体”および“細胞内寄生体”は、宿主生物に感染して宿主生物に自然界で疾患を引き起こす細菌を表わし、感染に際しては若干の細菌が宿主細胞に侵入する。
[35] As used herein, the term "intracellular-internal symbiosis" refers to a unicellular organism that spends at least part of its natural life cycle in eukaryotic cells.
[36] As used herein, the terms "intracellular pathogen" and "intracellular parasite" refer to a bacterium that infects a host organism and causes disease in the host organism in nature, with some bacteria being host Invade cells.
[37] 本明細書中で用いる用語“リポソーム仲介”は、1以上の脂質層に内包された水性コアをもつ人工ベシクルを宿主細胞への人工内部共生体の輸送に用いることを表わす。
[38] 本明細書中で用いる用語“ルシフェラーゼ”は、化学基質を用いて光子を産生するタンパク質を表わす。ある態様において、ルシフェラーゼは、生物発光を生じる反応を触媒する酵素または発光タンパク質、たとえばオキシゲナーゼを表わす。ルシフェラーゼは組換え体もしくは天然のもの、またはそのバリアントもしくは変異体であってもよい。
[37] The term “liposome-mediated” as used herein refers to the use of an artificial vesicle having an aqueous core encapsulated in one or more lipid layers for transport of an artificial endosymbiosis to a host cell.
[38] The term "luciferase" as used herein refers to a protein that produces photons using a chemical substrate. In certain embodiments, luciferase represents an enzyme or photoprotein, such as an oxygenase, that catalyzes a reaction that produces bioluminescence. The luciferase may be recombinant or natural, or a variant or variant thereof.
[39] 本明細書中で用いる用語“マグネトソーム(magnetosome)”は、個々の粒子または連鎖状の粒子として鞘または膜により内包された磁性鉱物の粒子を表わす。ある態様において、マグネトソーム中の磁性鉱物はマグネタイト(磁鉄鉱)(すなわち、Fe3O4)またはグレイジャイト(グレグ鉱)(Fe3S4)を含むことができる。 [39] As used herein, the term "magnetosome" refers to magnetic mineral particles encapsulated by a sheath or membrane as individual or chained particles. In certain embodiments, the magnetic mineral in the magnetosome can comprise magnetite (magnetite) (ie, Fe 3 O 4 ) or greigite (Greg ore) (Fe 3 S 4 ).
[40] 本明細書中で用いる用語“磁性細菌”は、外部磁場に応答できる細菌を表わす。
[41] 本明細書中で用いる用語“走磁性細菌”または“MTB”は、マグネトソームをコードする遺伝子をもつ細菌を表わす。
[40] The term "magnetic bacterium" as used herein refers to a bacterium that can respond to an external magnetic field.
[41] As used herein, the term "geotactic bacterium" or "MTB" refers to a bacterium having a gene encoding a magnetosome.
[42] 本明細書中で用いる用語“哺乳動物”は、温血脊椎動物を表わし、そのすべてが体毛をもち、雌は乳汁を産生する乳腺をもつ。
[43] 本明細書中で用いる用語“マイクロインジェクション”は、宿主細胞内への人工内部共生体の注入を表わす。
[42] The term "mammal" as used herein refers to a warm-blooded vertebrate, all of which have body hair, and a female has a mammary gland that produces milk.
[43] The term "microinjection" as used herein refers to the injection of an artificial endosymbiosis into a host cell.
[44] 本明細書中で用いる用語“親細胞”は、分裂して2以上の娘細胞を形成する細胞を表わす。
[45] 本明細書中で用いる用語“表現型”は、生物または細胞の観察可能な一組の特徴を表わす。
[44] As used herein, the term “parent cell” refers to a cell that divides to form two or more daughter cells.
[45] As used herein, the term “phenotype” refers to an observable set of characteristics of an organism or cell.
[46] 本明細書中で用いる用語“受容体仲介された”は、宿主細胞表面の分子構造または部位が細菌またはタグ付き細菌と結合し、続いて細菌をインターナリゼーションすることを表わす。 [46] The term "receptor mediated" as used herein refers to the molecular structure or site of the host cell surface binding to bacteria or tagged bacteria followed by internalizing the bacteria.
[47] 本明細書中で用いる用語“レポーター”または“レポーター分子”は、間接的または直接的に検出できる部分を表わす。レポーターには、限定ではなく、発色団、発蛍光団、蛍光タンパク質、受容体、ハプテン、酵素、および放射性同位体が含まれる。 [47] As used herein, the term "reporter" or "reporter molecule" refers to a moiety that can be detected indirectly or directly. Reporters include, but are not limited to, chromophores, fluorophores, fluorescent proteins, receptors, haptens, enzymes, and radioisotopes.
[48] 本明細書中で用いる用語“レポーター遺伝子”は、直接または間接的に検出できるレポーター分子をコードするポリヌクレオチドを表わす。代表的なレポーター遺伝子は、とりわけ、酵素、蛍光タンパク質、生物発光タンパク質、受容体、抗原性エピトープ、およびトランスポーターをコードする。 [48] The term "reporter gene" as used herein refers to a polynucleotide that encodes a reporter molecule that can be detected directly or indirectly. Exemplary reporter genes encode, inter alia, enzymes, fluorescent proteins, bioluminescent proteins, receptors, antigenic epitopes, and transporters.
[49] 本明細書中で用いる用語“レポータープローブ”は、検出可能な標識を含み、レポーター分子の存在(たとえば、発現)を検出するために用いられる分子を表わす。レポータープローブ上の検出可能な標識はいずれの検出可能な部分であってもよく、限定ではなく、同位体(たとえば、PET、SPECTなどにより検出できるもの)、発色団、および発蛍光団を含む。レポータープローブは、レポータープローブに結合するかあるいはレポータープローブによる作用を受けてレポーター分子の検出を可能にする、いずれかの検出可能な分子または組成物であってよい。 [49] As used herein, the term "reporter probe" refers to a molecule that includes a detectable label and that is used to detect the presence (eg, expression) of a reporter molecule. The detectable label on the reporter probe can be any detectable moiety and includes, but is not limited to, isotopes (such as those detectable by PET, SPECT, etc.), chromophores, and fluorophores. The reporter probe may be any detectable molecule or composition that binds to or is acted upon by the reporter probe to allow detection of the reporter molecule.
[50] 本明細書中で用いる用語“ヘテロロガス(heterologous)”は、核酸またはポリペプチドに関して用いる場合、普通は自然界では存在しない核酸またはポリペプチドを表わす。したがって、宿主細胞に関してヘテロロガスな核酸またはポリペプチドは、自然界ではその宿主細胞に存在しない核酸またはポリペプチドを表わす。たとえば、プロモーターを含む宿主核酸に作動可能な状態で連結した、ポリペプチドをコードする非宿主核酸を含む核酸分子は、ヘテロロガス核酸分子とみなされる。逆に、ヘテロロガス核酸分子は、非宿主(外因性)プロモーターと作動可能な状態で連結した内因性構造遺伝子を含む可能性がある。同様に、非宿主核酸分子によりコードされるペプチドもしくはポリペプチド、または内因性ポリペプチドに非宿主ポリペプチドが融合したものは、ヘテロロガスなペプチドまたはポリペプチドである。 [50] The term "heterologous" as used herein refers to a nucleic acid or polypeptide that does not normally exist in nature when used with respect to a nucleic acid or polypeptide. Thus, a nucleic acid or polypeptide that is heterologous with respect to a host cell refers to a nucleic acid or polypeptide that is not naturally present in that host cell. For example, a nucleic acid molecule comprising a non-host nucleic acid encoding a polypeptide operably linked to a host nucleic acid comprising a promoter is considered a heterologous nucleic acid molecule. Conversely, a heterologous nucleic acid molecule can contain an endogenous structural gene operably linked to a non-host (exogenous) promoter. Similarly, a peptide or polypeptide encoded by a non-host nucleic acid molecule, or a fusion of a non-host polypeptide to an endogenous polypeptide is a heterologous peptide or polypeptide.
[51] 本明細書中で用いる用語“分泌する”は、分子またはシグナルが膜の一方側から他方側へ通過することを表わす。
[52] 本明細書中で用いる用語“選択剤(selective agent)”は、選択性作用剤(selectable agent)の非存在下で単細胞生物、および/または人工内部共生体、および/または宿主細胞に対して致死性または阻害性である分子、ポリペプチド、または一組の培養条件を表わす。
[51] The term "secreting" as used herein refers to the passage of a molecule or signal from one side of the membrane to the other.
[52] The term "selective agent" as used herein refers to unicellular organisms and / or artificial endosymbiosis and / or host cells in the absence of a selectable agent. Represents a molecule, polypeptide, or set of culture conditions that are lethal or inhibitory.
[53] 本明細書中で用いる用語“タグ付きの人工内部共生体”は、内部共生体の表面にリガンドをもつ人工内部共生体を表わす。
人工内部共生体
[54] 本発明の単細胞生物には、真核細胞内で生存でき、かつその単細胞生物により導入された表現型が娘細胞において観察されるほどのコピー数を維持できる細菌が含まれる。ある態様において、単細胞生物はヒトによるさらなる介入なしに真核宿主細胞を殺すことはない。ある態様において、単細胞生物はある機能性をもち、それをその単細胞生物の導入に伴って真核細胞が獲得する。ある態様において、マルチモダリティーにおける一方または両方のモダリティーが、単なるイメージング以外の追加の機能性を提供する。ある態様において、単細胞生物の機能性は磁性、栄養素、代謝産物、ビタミン、補因子、DNA分子、RNA分子、高分子、産業上の前駆体、プロドラッグ、ホルモン、脂肪酸、炭水化物、単糖、シグナル分子、薬理活性化合物、生物活性化合物の産生、除塩(desalinization)、凍結保護物質、窒素固定、光合成、環境攻撃に対する応答、または苛酷な環境攻撃に対する耐性である。ある態様において、機能性は単細胞生物における遺伝子の発現を伴う。ある態様において、機能性は単細胞生物における1以上の遺伝子または一組の遺伝子の発現を伴う。ある態様において、機能性は単細胞生物におけるタンパク質の発現を伴う。ある態様において、機能性は単細胞生物における一組のタンパク質の発現を伴う。ある態様において、機能性は遺伝子または遺伝子生成物の発現を伴い、それが宿主に伝達されてその表現型を発現する。
[53] The term “tagged artificial endosymbiosis” as used herein refers to an artificial endosymbiosis having a ligand on the surface of the endosymbiosis.
Artificial endosymbiosis
[54] The unicellular organisms of the present invention include bacteria that can survive in eukaryotic cells and maintain a copy number such that the phenotype introduced by the unicellular organism is observed in daughter cells. In certain embodiments, a unicellular organism does not kill eukaryotic host cells without further human intervention. In certain embodiments, a unicellular organism has a functionality that is acquired by a eukaryotic cell upon introduction of the unicellular organism. In certain embodiments, one or both modalities in the multi-modality provide additional functionality other than just imaging. In certain embodiments, the functionality of a unicellular organism is magnetic, nutrient, metabolite, vitamin, cofactor, DNA molecule, RNA molecule, macromolecule, industrial precursor, prodrug, hormone, fatty acid, carbohydrate, monosaccharide, signal Production of molecules, pharmacologically active compounds, bioactive compounds, desalinization, cryoprotectants, nitrogen fixation, photosynthesis, response to environmental attacks, or resistance to severe environmental attacks. In certain embodiments, functionality involves gene expression in a unicellular organism. In certain embodiments, functionality involves the expression of one or more genes or a set of genes in a unicellular organism. In certain embodiments, functionality involves protein expression in a unicellular organism. In certain embodiments, functionality involves the expression of a set of proteins in a unicellular organism. In certain embodiments, functionality involves the expression of a gene or gene product that is transmitted to a host to express its phenotype.
[55] 磁性には反磁性および常磁性が含まれる。ある態様において、磁性には強磁性が含まれる。ある態様において、真核細胞はその機能性を少なくとも48時間は維持する。ある態様において、単細胞生物は、表現型を真核細胞の娘細胞において少なくとも2回の細胞分裂、または少なくとも3回の細胞分裂、または少なくとも4回の分裂、または少なくとも5回の分裂、または少なくとも6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、もしくは20回の細胞分裂の間、安定に維持することができる。他の態様において、単細胞生物は表現型を真核細胞の娘細胞において3〜5回の分裂、または5〜10回の分裂、または10〜15回の分裂、または15〜20回の分裂の間、安定に維持することができる。 [55] Magnetism includes diamagnetism and paramagnetism. In some embodiments, magnetism includes ferromagnetism. In some embodiments, the eukaryotic cell maintains its functionality for at least 48 hours. In some embodiments, the unicellular organism has a phenotype of at least 2 cell divisions, or at least 3 cell divisions, or at least 4 divisions, or at least 5 divisions, or at least 6 in a eukaryotic daughter cell. , 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, or 20 cell divisions. In other embodiments, the unicellular organism has a phenotype between 3-5 divisions, or 5-10 divisions, or 10-15 divisions, or 15-20 divisions in a eukaryotic daughter cell. Can be kept stable.
[56] ある態様において、本発明の単細胞生物は遺伝子修飾される。細菌を遺伝子修飾するための方法は当技術分野で周知である。ある態様において、細菌は、真核宿主細胞におけるそれらの生存を改善するために、および/または真核細胞に対する単細胞生物の毒性を低減するために、および/または真核細胞に有用な表現型を付与するために、遺伝子修飾されるであろう。1態様において、単細胞生物が真核宿主細胞においてもはや鞭毛タンパク質を発現できないように、単細胞生物の鞭毛タンパク質を改変する。他の態様において、単細胞生物は必須分子をもはや合成できないように改変され、それは好ましくは真核宿主細胞により供給される。ある態様において、単細胞生物はそれの細胞周期が真核宿主細胞の細胞周期と同調するように遺伝子修飾され、それによりその表現型を娘細胞に付与するのに十分なレベルに単細胞生物のコピー数を維持することができる。ある態様において、遺伝子は人工内部共生体を特定の細胞内位置に局在化する。特定の態様において、遺伝子は特定の宿主細胞への人工内部共生体の侵入の増強または遮断をもたらす。ある態様において、遺伝子は、人工内部共生体または遺伝子およびそれから発現するタンパク質に対する宿主免疫系応答を抑制し、または変化させる。 [56] In some embodiments, the unicellular organism of the invention is genetically modified. Methods for genetically modifying bacteria are well known in the art. In some embodiments, the bacteria have a phenotype useful for improving their survival in eukaryotic host cells and / or for reducing the toxicity of unicellular organisms to eukaryotic cells, and / or for eukaryotic cells. It will be genetically modified to confer. In one embodiment, the flagellar protein of a unicellular organism is modified such that the unicellular organism can no longer express the flagellar protein in a eukaryotic host cell. In other embodiments, the unicellular organism is modified so that it can no longer synthesize the essential molecule, which is preferably supplied by a eukaryotic host cell. In certain embodiments, a unicellular organism is genetically modified so that its cell cycle is synchronized with the cell cycle of a eukaryotic host cell, thereby causing the copy number of the unicellular organism to a level sufficient to confer that phenotype to the daughter cell. Can be maintained. In certain embodiments, the gene localizes the artificial endosymbiosis at a specific intracellular location. In certain embodiments, the gene provides enhanced or blocked entry of the artificial endosymbiosis into a particular host cell. In certain embodiments, the gene suppresses or alters the host immune system response to an artificial endosymbiosis or gene and protein expressed therefrom.
[57] 本発明の態様は、α−プロテオバクテリア綱(α-Proteobacteria)である単細胞生物を含む。16S rRNAに基づく現在の分類方式では、α−プロテオバクテリアはプロテオバクテリア門(Proteobacteria)内の綱として認識され、7つの主要な亜群または目(カウロバクター(Caulobacterales)、リゾビウム(Rhizobiales)、ロドバクター(Rhodobacterales)、ロドスピリルム(Rhodospirillales)、リケッチア(Rickettsiales)、スフィンゴモナス(Sphingomonadales)、およびパルブルアーキュラ(Parvularculales))に下位分類される(Gupta, R.S., “Phylogenomics and signature proteins for the alpha Proteobacteria and its main groups,” BMC Microbiol. 7:106 (2007), あらゆる目的で全体として本明細書に援用する)。 [57] Embodiments of the present invention include unicellular organisms that are α-Proteobacteria. In the current classification scheme based on 16S rRNA, α-proteobacteria are recognized as a class within the Proteobacteria, with seven major subgroups or eyes (Caulobacterales, Rhizobiales, Rhodobacterales). ), Rhodospirillales, Rickettsiales, Sphingomonadales, and Parvularculales) (Gupta, RS, “Phylogenomics and signature proteins for the alpha Proteobacteria and its main groups, ”BMC Microbiol. 7: 106 (2007), incorporated herein in its entirety for all purposes).
[58] α−プロテオバクテリア内の主要群のすべてを含む多数のα−プロテオバクテリアのゲノムが配列決定され、α−プロテオバクテリア内のより高い分類学的群(たとえば、科、目、など)の明瞭な特徴である特異な一組の遺伝子またはタンパク質を同定するために使用できる情報が得られた(Gupta, 前掲; あらゆる目的で全体として本明細書に援用する)。 [58] Numerous α-proteobacterial genomes, including all of the major groups within α-proteobacteria, have been sequenced to identify higher taxonomic groups within α-proteobacteria (eg, families, eyes, etc.) Information has been obtained that can be used to identify a specific set of genes or proteins that are distinct features (Gupta, supra; incorporated herein in its entirety for all purposes).
[59] 人工内部共生体として有用な単細胞生物には、たとえば下記のものが含まれるが、それらに限定されない:アナベナ属(Anabaena)、ノストック属(Nostoc)、ジアゾ栄養生物(Diazotroph)、藍細菌門(Cyanobacteria)、トリコデスミウム属(Trichodesmium)、ベイジェリンキア属(Beijerinckia)、クロストリジウム属(Clostridium)、緑色硫黄細菌(Green sulfur bacteria)、真正細菌科(Azotobacteraceae)、根粒菌(Rhizobia)、フランキア属(Frankia)、フラボバクテリア(flavobacteria)、メタノサルシナ目(Methanosarcinales)、ハロバクテリウム目(Halobacteriales)の好気性好塩性古細菌、ハロアナエロビウム目(Halanaerobiales)の嫌気性菌(フィルミクテス門(Firmicutes)の低G+Cブランド)、赤色好気性サリニバクター(Salinibacter) (バクテロイデス門の枝(Bacteroidetes branch))、マリノバクター属(Marinobacter)、ハロモナス属(Halomonas)、デルマコッカス属(Dermacoccus)、コクリア属(Kocuria)、ミクロモノスポラ属(Micromonospora)、ストレプトミセス属(Streptomyces)、ウィリアムシア属(Williamsia)、ツカムレラ属(Tskamurella)、アルテロモナス属(Alteromonas)、コルウェリア属(Colwellia)、グラシエコラ属(Glaciecola)、シュードアルテロモナス属(Pseudoalteromonas)、シュワネラ属(Shewanella)、ポラリバクター属(Polaribacter)、シュードモナス属(Pseudomonas)、サイクロバクター属(Psychrobacter)、アンスロバクター属(Athrobacter)、フリゴリバクテリウム属(Frigoribacterium)、サブテルコラ属(Subtercola)、ミクロバクテリウム属(Microbacterium)、ロドッカ属(Rhodoccu)、バチルス属(Bacillus)、バクテロイデス属(Bacteroides)、プロピオニバククテリウム属(Propionibacterium)、フソバクテリウム属(Fusobacterium)、クレブシエラ属(Klebsiella)、レシチナーゼ陽性クロストリジウム綱(Clostridia)、ベイロネラ属(Veillonella)、フソバクテリウム属(Fusobacteria)、クロマチウム科(Chromatiaceae)、クロロビウム科(Chlorobiceae)、ロドスピリラム科(Rhodospirillaceae)、チオバチルス(thiobacilli)、ニトロモナス属(nitrosomonas)、ニトロバクター属(nitrobacter)、メタン生成菌(methanogen)、酢酸生成菌(acetogen)、硫黄還元菌(sulfate reducer)、および乳酸菌。 [59] Unicellular organisms useful as artificial endosymbiosis include, but are not limited to, the following: Anabaena, Nostoc, Diazotroph, Indigo Cyanobacteria, Trichodesmium, Beijerinckia, Clostridium, Green sulfur bacteria, Azotobacteraceae, Rhizobia, Frankia, flavobacteria, Methanosarcinales, Aerobic halophilic archaea of Halobacteriales, Anaerobium of Halanaerobiales Firmicutes (low G + C brand), red aerobic Salinibacter (Bacteroidetes branch), Marinobacter, Halomonas nas), Dermacoccus, Kocuria, Micromonospora, Streptomyces, Williamsia, Tskamurella, Alteromonas, Colwellia, Glaciecola, Pseudoalteromonas, Shewanella, Polaribacter, Pseudomonas, Psychrobacter, Anthrobacter (Athrobacter), Frigoribacterium, Subtercola, Microbacterium, Rhodoccu, Bacillus, Bacteroides, Propionibacterium Genus (Propionibacterium), Fusobacterium, Klebsiella, Recital Ze-positive Clostridia, Clostridia, Veillonella, Fusobacteria, Chromatiaceae, Chlorobiceae, Rhodospirillaceae, Thiobacilli, Nitromonas, Nitromonas Nitrobacter, methanogen, acetic acid, sulfate reducer, and lactic acid bacteria.
[60] 下記のものを含めて、これらの多数の単細胞生物のゲノムが配列決定されており、あるいは決定されつつある:たとえばメタノゲニウム・フリギダム(M. frigidum)、メタノコッコイデス・ブルトニイ(M. burtonii)、クロストリジウム・シンビオサム(C. symbiosum)、コルウェリア・サイクレリスラエ(C. psychrerythraea)、シュードアルテロモナス・ハロプランクティス(P. haloplanktis)、ハロルブラム・ラクスプロファンディ(Halorubrum lacusprofundi)、ビブリオ・サルモニシダ(Vibrio salmonicida)、フォトバクテリウム・プロファンダム(Photobacterium profundum)、ソブラリア・ビオラセア(S. violacea)、シューワネラ・フリギディマリナ(S. frigidimarina)、サイクロバクター属(Psychrobacter)種273-4、シューワネラ・ベンシカ(S. benthica)、サイクロモナス属(Psychromonas)種CNPT3、モリテラ属(Moritella)種、デスルホタレア・サイクロフィラ(Desulfotalea Psychrophila)、(Exiguobacterium 255-15)、フラボバクテリウム・サイクロフィルム(Flavobacterium psychrophilum)、サイクロフレクサス・トークイス(Psychroflexus torquis)、ポラリバクター・フィラメンタス(Polaribacter filamentous)、ポラリバクター・イルゲンシイ(P. irgensii)、レニバクテリウム・サルモニナーラム(Renibacterium salmoninarum)、レイフソニア属(Leifsonia)関連PHSC20-c1、アシディチオバチルス・フェロオキシダンス(Acidithiobacillus ferrooxidans)、サーモプラズマ・アシドフィラム(Thermoplasma acidophilum)、ピクロフィラス・トッリダス(Picrophilus torridus)、スルホロブス・トコダイイ(Sulfolobus tokodaii)、およびフェロプラズマ・アシダルマヌス(Ferroplasma acidarmanus)。 [60] The genomes of these many unicellular organisms have been sequenced or are being determined, including: M. frigidum, M. burtonii (M. burtonii) ), Clostridium symbiosum, C. psychrerythraea, P. haloplanktis, Halorubrum lacusprofundi, Vibrio salmonicida salmonicida), Photobacterium profundum, S. violacea, S. frigidimarina, Psychrobacter sp. 273-4, Shuwanella benshika (S. violacea) benthica), Psychromonas sp. CNPT3, Moritera (Morit ella species, Desulfotalea Psychrophila, Exiguobacterium 255-15, Flavobacterium psychrophilum, Psychroflexus torquis, Polaribacter filamentous, Polaribacter filamentous P. irgensii, Renibacterium salmoninarum, Leifsonia-related PHSC20-c1, Acidithiobacillus ferrooxidans, Thermoplasma acidophilum acidophilum Picrophilus torridus, Sulfolobus tokodaii, and Ferroplasma acidarmanus.
[61] ある態様において、人工内部共生体は細胞内病原体または細胞内−内部共生体であることが知られている単細胞生物を除外する。多くの細胞内病原体のゲノムは、たとえば細胞内病原体がターゲット真核細胞に付着して細胞内病原体の食作用を誘発する接着因子をコードするビルレンス遺伝子(virulence gene)を収容したゲノムアイランド(genomic island)を含む(Juhas, M. et al., “Genomic islands: tools of bacterial horizontal gene transfer and evolution,” FEMS Microbiol Rev. 33:376-393 (2009), あらゆる目的で全体として本明細書に援用する)。多くのビルレンス(病原)因子はIII型またはIV型分泌系を利用する。あるビルレンス因子は真核宿主細胞内へ分泌されてターゲット真核細胞内のメンブレントラフィック(membrane traffic)を変化させ、あるビルレンス因子はアポトーシスに関与する宿主タンパク質と相互作用する(Dubreuil, R. et al., “Bringing host-cell takeover by pathogenic bacteria to center stage,” Cell Logis. 1:120-124 (2011), あらゆる目的で全体として本明細書に援用する)。 [61] In some embodiments, an artificial endosymbiosis excludes unicellular organisms that are known to be intracellular pathogens or intracellular-intrasymbiosis. The genomes of many intracellular pathogens include, for example, genomic islands that contain virulence genes that encode adhesion factors that attach to target eukaryotic cells and induce phagocytosis of intracellular pathogens. (Juhas, M. et al., “Genomic islands: tools of bacterial horizontal gene transfer and evolution,” FEMS Microbiol Rev. 33: 376-393 (2009), incorporated herein in its entirety for all purposes. ). Many virulence factors utilize type III or type IV secretion systems. Some virulence factors are secreted into eukaryotic host cells to alter membrane traffic in target eukaryotic cells, and some virulence factors interact with host proteins involved in apoptosis (Dubreuil, R. et al ., “Bringing host-cell takeover by pathogenic bacteria to center stage,” Cell Logis. 1: 120-124 (2011), incorporated herein in its entirety for all purposes).
[62] 本発明の態様は、走磁性細菌(“MTB”)である単細胞生物を含む。1975年のBlakemoreによる発見以来、多数のMTB種が当業者に知られており(参照:たとえば、Blakemore, R., “Magnetotactic bacteria,” Science 24: 377-379 (1975), あらゆる目的で全体として本明細書に援用する)、一群の微生物をなしている(Faivre, D. et al., “Magnetotactic bacteria and magnetosomes,” Chem Rev. 108:4875-4898 (2008), あらゆる目的で全体として本明細書に援用する)。MTBはプロテオバクテリア門(Proteobacteria)およびニトロスピラ(Nitrospira)門の種々の亜群において同定されており、大部分のフィロタイプ(系統型)(phylotype)はα−プロテオバクテリアに属する。現在、16S rRNA配列類似性によりα−プロテオバクテリアと判定された培養可能なMTB株には、Blakemoreにより1975年に最初に分離された株が含まれる;マグネトスピリラム・マグネトタクチウム(Magnetospirillum magnetotactium) (以前はアクアスピリラム・マグネトタクチウム(Aquasprillium magnetotactium))、マグネトスピリラム・グライフィスワルデンス(M. gryphiswaldense)、マグネトスピリラム・マグネティカム(M. magneticum) 株AMB-1 (“AMB”)、マグネトスピリラム・ポリモルフム(M. polymorphum)、マグネトスピリラム(Magnetosprillum) 種MSM-4およびMSM-6、マグネトコッカス・マリナス(Magnetococcus marinus)、マリンビブリオ(marine vibrio) 株MV-1およびMV-2、マリンスピリラム(marine spirillum) 株MMS-1、およびマグネトコッカス属(Magnetococcus) 種, 株MC-1、ならびにその他。AMBを含めた多数のMTBを純培養物で入手できる。純培養物におけるAMBの倍増時間はおおよそ8時間であり、一般的な哺乳動物細胞のものに近い。 [62] Embodiments of the invention include unicellular organisms that are magnetotactic bacteria ("MTB"). Since the discovery by Blakemore in 1975, a number of MTB species have been known to those skilled in the art (see, eg, Blakemore, R., “Magnetotactic bacteria,” Science 24: 377-379 (1975), all for all purposes. A group of microorganisms (incorporated herein) (Faivre, D. et al., “Magnetotactic bacteria and magnetosomes,” Chem Rev. 108: 4875-4898 (2008), hereby in its entirety for all purposes. Incorporated into the book). MTB has been identified in various subgroups of Proteobacteria and Nitrospira, with most phylotypes belonging to α-proteobacteria. Currently, culturable MTB strains determined to be α-proteobacteria by 16S rRNA sequence similarity include strains originally isolated by Blakemore in 1975; Magnetospirillum magnetotactium (Formerly Aquasprillium magnetotactium), M. gryphiswaldense, M. magneticum strain AMB-1 (“AMB”), Magnetospirillum polymorphum (M. polymorphum), Magnetosprillum species MSM-4 and MSM-6, Magnetococcus marinus, marine vibrio strains MV-1 and MV-2, Marine spirillum strain MMS-1, and Magnetococcus sp., Strain MC-1, and others. Many MTBs, including AMB, are available in pure culture. The doubling time of AMB in pure culture is approximately 8 hours, which is close to that of common mammalian cells.
[63] 標準的なMTB増殖培地はコハク酸を主炭素源として用いるが、MTBはフマレート、タルトレート、マレート、ラクテート、ピルベート、オキサロアセテート、マロネート、P−ヒドロキシブチレートおよびマレエートを唯一の炭素源として増殖できる。これらの代謝産物は真核細胞の内部に存在する。微好気性、通性嫌気性、および絶対嫌気性MTB株が同定された。真核細胞の細胞質ゾルにおける酸素濃度は、ミオグロビンなどのタンパク質による捕捉、および特定の細胞位置、たとえばミトコンドリアにおける濃縮のため低く、よってMTB増殖に必要な微好気性または通性嫌気性の環境が真核細胞内に既に存在する。 [63] Standard MTB growth media uses succinic acid as the main carbon source, but MTB is the only carbon source with fumarate, tartrate, malate, lactate, pyruvate, oxaloacetate, malonate, P-hydroxybutyrate and maleate Can proliferate. These metabolites are present inside eukaryotic cells. Microaerobic, facultative anaerobic, and absolute anaerobic MTB strains have been identified. Oxygen concentrations in the cytosol of eukaryotic cells are low due to capture by proteins such as myoglobin and enrichment in certain cell locations, such as mitochondria, so that the microaerobic or facultative anaerobic environment required for MTB growth is true. It already exists in the nucleus cell.
[64] MTBはそれらが合成する磁性粒子、マグネタイト(Fe3O4)またはグレイジャイト(Fe3S4)によっても分類できる。マグネタイト産生菌は微好気性または通性嫌気性であってマグネトソーム合成のために若干の酸素源を必要とし、生理的温度付近に最適増殖温度をもつ。 [64] MTBs can also be classified by the magnetic particles they synthesize, magnetite (Fe 3 O 4 ) or grayite (Fe 3 S 4 ). Magnetite-producing bacteria are microaerobic or facultative anaerobic, require some oxygen source for magnetosome synthesis, and have an optimal growth temperature near physiological temperature.
[65] ある態様において、本発明の単細胞生物は遺伝子修飾される。AMBおよびマグネトスピリラム・グライフィスワルデンス(M. gryphiswaldense)株MSR−1のMTBの遺伝子操作のための分子生物学ツールが最も徹底的に開発された(Jogler, C. and Schtiler, D., “Magnetoreception and Magnetosomes in Bacteria,” p 134-138, New York, Springer (2007)に概説, あらゆる目的で全体として本明細書に援用する)。あらゆるMTBのうちAMBのゲノムが最初に配列決定されたので、別に特定しない限り、本明細書中でMTB遺伝子という表記はすべてこのゲノムを表わす。他の2つのマグネトスピリラム(Magnetospirillum)株およびマグネトコッカス属(Magnetococcus)種, 株MC−1のゲノムも最近になって配列決定された。これらの株または現時点で培養可能もしくは培養不可能な他のMTB株に由来する遺伝子であって、配列決定されたものまたは配列決定されていないもの、既知または未知のものを本発明に使用できる。 [65] In certain embodiments, a unicellular organism of the invention is genetically modified. Molecular biology tools for the genetic manipulation of the MTB of AMB and the M. gryphiswaldense strain MSR-1 have been most thoroughly developed (Jogler, C. and Schtiler, D., “Magnetoreception and Magnetosomes in Bacteria,” p 134-138, New York, Springer (2007), incorporated herein in its entirety for all purposes). Since the AMB genome of all MTBs was first sequenced, all references to MTB gene herein refer to this genome unless otherwise specified. The genomes of the other two Magnetospirillum strains and Magnetococcus sp., Strain MC-1, were also recently sequenced. Genes derived from these strains or other MTB strains that are currently culturable or non-culturable, either sequenced or unsequenced, known or unknown can be used in the present invention.
[66] マグネトソームアイランド(magnetosome island)(MAI)として知られるゲノムアイランドのMTBクラスターにおけるマグネトソーム形成に関与する遺伝子。マグネトスピリラム・グライフィスワルデンス(M. gryphiswaldense)において、130kbのMAIは一般に下記の構造をもつ:4つのポリシストロン性オペロン(polycistronic operon):mamABオペロンは、16.4kbにわたって広がる17の同定されたORFをもつ;mamGFDCオペロンは、mamABの2.1kbおよび15kb上流に4つの同定されたORFをもつ;mms6オペロンは、mamGFDCの3.6kbおよび368bp上流に6つの同定されたORFをもつ;mamXYオペロンは、mamABの約30kb下流に位置する4つの同定されたORFをもつ;ならびにモノシストロン型mamW遺伝子。Malにおいては、タンパク質Mam W、Mgl457、Mgl458、Mgl459、Mms6、Mgl462、MamG、MamF、MamD、MamC、MamH、Maml、MamE、MamJ、MamK、MamL、MamM、MamN、MamO、MamP、MamA、MamQ、MamR、MamB、MamS、MamT、MamU、およびMgl505が同定され、それらの多くにマグネトソーム形成における特異的機能が与えられている。MAI外の4つの遺伝子mamY、mtxA、mmsFおよびmamXがマグネトソーム形成に関連している。ゲノムの組織およびサイズが若干異なる保存されたMAI類が他のMTBに見出された。これらの遺伝子はAMB−1についても同定された(参照:Table 2, in Fukuda, Y. et al., “Dynamic analysis of a genomic island in Magnetospirillum sp. Strain AMB-1 reveals how magnetosome synthesis developed,” FEBS Lett. 580:801-812 (2006), あらゆる目的で全体として本明細書に援用する)。 [66] A gene involved in magnetosome formation in the MTB cluster of genomic islands known as magnetosome islands (MAI). In M. gryphiswaldense, the 130 kb MAI generally has the following structure: 4 polycistronic operons: the mamAB operon has 17 identified spreads over 16.4 kb. The mamGFDC operon has four identified ORFs 2.1 kb and 15 kb upstream of mamAB; the mms6 operon has six identified ORFs 3.6 kb and 368 bp upstream of mamGFDC; mamXY The operon has four identified ORFs located approximately 30 kb downstream of mamAB; and the monocistronic mamW gene. In Mal, the proteins Mam W, Mgl457, Mgl458, Mgl459, Mms6, Mgl462, MamG, MamF, MamD, MamC, MamH, Maml, MamE, MamJ, MamK, MamL, MaM, MaM, MaM, MaM, MaM, MaM, MaM, MaM, MaP MamR, MamB, MamS, MamT, MamU, and Mgl505 have been identified, many of which have been given specific functions in magnetosome formation. Four genes outside the MAI, mamY, mtxA, mmsF, and mamX are associated with magnetosome formation. Conserved MAIs with slightly different genomic organization and size were found in other MTBs. These genes have also been identified for AMB-1 (see Table 2, in Fukuda, Y. et al., “Dynamic analysis of a genomic island in Magnetospirillum sp. Strain AMB-1 reveals how magnetosome synthesis developed,” FEBS. Lett. 580: 801-812 (2006), incorporated herein in its entirety for all purposes).
[67] ある態様において、単細胞生物に遺伝子修飾を行なう。そのような修飾は、指向性修飾、ランダム変異形成、またはその組み合わせであってもよい。自然−内部共生体は新たな可能性をもつ供与体であり、しばしば宿主から必要な栄養素を得る。 [67] In certain embodiments, genetic modification is performed on a unicellular organism. Such modifications may be directional modifications, random mutagenesis, or a combination thereof. Natural-endosymbiosis is a new potential donor and often obtains the necessary nutrients from the host.
[68] 宿主の共生体による自然コロニー形成は7段階で起きる:1)伝播、2)侵入、3)宿主防御への対抗、4)ポジショニング、5)宿主に対する利点の供与、6)宿主環境での生存、および7)調節。 [68] Host colonization by host symbiosis takes place in seven stages: 1) propagation, 2) invasion, 3) host defense, 4) positioning, 5) provision of benefits to the host, 6) host environment Survival, and 7) regulation.
[69] ある態様において、単細胞生物と真核細胞の間に相互栄養依存性(生体栄養性)が樹立する可能性がある。1態様において、単細胞生物は必須分子を合成するための酵素をコードする遺伝子の少なくとも1つの欠失または不活性化を含み、それによりその酵素の非存在または不活性酵素の発現が生じ、その必須分子は真核宿主細胞により産生される。必須分子にはアミノ酸、ビタミン、補因子、およびヌクレオチドを含めることができるが、これらに限定されない。たとえば、生体栄養性は単細胞生物がアミノ酸を産生する能力をノックアウトすることにより達成でき、その際、それは宿主から得られるであろう。グリシンは哺乳動物細胞に著しく多量に存在し、細菌アミノ酸バイオジェネシスにおける最終産物であるので妥当な選択である;少なくとも22の他の可能性がある。酵素セリンヒドロキシメチルトランスフェラーゼは、アミノ酸生成のための3−ホスホグリセレート生合成経路の最後にセリンをグリシンに変換する。1態様において、単細胞生物は遺伝子amb2339(酵素セリンヒドロキシメチルトランスフェラーゼをコードする)が遺伝子修飾されたAMBである。遺伝子を変異またはノックアウトさせるためには下記を含めて当業者に知られている多数の方法がある:インビトロ変異形成、相同組換えによる目的遺伝子内へのターゲティッドDNA挿入、または遺伝子(またはオペロン;細菌の遺伝子の大部分がオペロン内にクラスター形成しているので)の欠失、またはエンドヌクレアーゼの使用、ただし、適切な部位がゲノムにおいてターゲットの周囲にのみ存在する場合。 [69] In some embodiments, mutual nutrient dependence (bionutrition) may be established between unicellular organisms and eukaryotic cells. In one embodiment, the unicellular organism comprises at least one deletion or inactivation of a gene encoding an enzyme for synthesizing the essential molecule, thereby resulting in the absence of the enzyme or expression of the inactive enzyme Molecules are produced by eukaryotic host cells. Essential molecules can include, but are not limited to, amino acids, vitamins, cofactors, and nucleotides. For example, bionutrition can be achieved by knocking out the ability of a unicellular organism to produce amino acids, which would then be obtained from the host. Glycine is a reasonable choice because it is present in significant amounts in mammalian cells and is the end product in bacterial amino acid biogenesis; there are at least 22 other possibilities. The enzyme serine hydroxymethyltransferase converts serine to glycine at the end of the 3-phosphoglycerate biosynthetic pathway for amino acid production. In one embodiment, the unicellular organism is AMB genetically modified with the gene amb2339 (encoding the enzyme serine hydroxymethyltransferase). There are a number of methods known to those of skill in the art for mutating or knocking out a gene, including: in vitro mutagenesis, targeted DNA insertion into the gene of interest by homologous recombination, or gene (or operon; Deletion (because most of the bacterial genes are clustered within the operon), or the use of endonucleases, if the appropriate site exists only around the target in the genome.
[70] 他の態様において、宿主細胞に対する単細胞生物の栄養依存性は、単細胞生物が種々の代謝産物、補因子、ビタミン、ヌクレオチド、または他の必須分子を合成する能力を排除することによっても樹立できる。 [70] In other embodiments, the nutritional dependence of unicellular organisms on host cells is also established by eliminating the ability of unicellular organisms to synthesize various metabolites, cofactors, vitamins, nucleotides, or other essential molecules. it can.
[71] 本発明のある態様において、MTBは運動および/または分泌に関連する遺伝子に変異および/または欠失をもつ。MTBは鞭毛をもち、本発明のある態様において、MTBは、鞭毛と関連する分子機構をコードする少なくとも1つの遺伝子に、磁性細菌が機能性鞭毛を生成しないような欠失および/または変異をもつ。さらに、多くのMTBが、宿主に対して有害であるかあるいは宿主から免疫応答を誘発する種々の化合物、たとえばヒドロキサメートおよびカテコールシデロフォア(catechol siderophore)を分泌する。配列決定されたAMBのゲノムにおいて、4559のORFのうち83の遺伝子が細胞の運動および分泌に関連していた。鞭毛アセンブリーは下記の遺伝子生成物から構成されることが知られている:amb0498、amb0500、amb0501、amb0502、amb0503、amb0504、amb0505、amb0610、amb0614、amb0615、amb0616、amb0617、amb0618、amb0619、amb0628、ambl289、amb1389、amb2558、amb2559、amb2578、amb2579、amb2856、amb3493、amb3494、amb3495、amb3496、amb3498、amb3824、およびamb3827。鞭毛は、少なくとも下記の遺伝子生成物から構成される走化性機構により制御される:amb0322、amb0323、amb0324、amb0325、amb0326、ambl806、ambl963、ambl966、amb2333、amb2635、amb2640、amb2648、amb2652、amb2826、amb2932、amb3002、amb3003、amb3004、amb3007、amb3102、amb3329、amb3501、amb3502、amb3654、amb3879、およびamh3880。 [71] In some embodiments of the invention, the MTB has mutations and / or deletions in genes associated with movement and / or secretion. MTB has flagella, and in certain embodiments of the invention, MTB has a deletion and / or mutation in at least one gene that encodes a molecular mechanism associated with flagella so that magnetic bacteria do not produce functional flagella. . In addition, many MTBs secrete various compounds such as hydroxamate and catechol siderophore that are harmful to the host or induce an immune response from the host. In the sequenced AMB genome, 83 genes out of 4559 ORFs were associated with cell motility and secretion. The flagellar assembly is known to be composed of the following gene products: amb0498, amb0500, amb0501, amb0502, amb0503, amb0504, amb0505, amb0610, amb0614, amb0615, amb0616, amb0616, amb0616, amb0616, amb0616, amb0616, amb0616, amb0616 , Amb1389, amb2558, amb2559, amb2578, amb2579, amb2856, amb3493, amb3494, amb3495, amb3496, amb3498, amb3824, and amb3827. Flagella is controlled by a chemotaxis mechanism composed of at least the following gene products: amb0322, amb0323, amb0324, amb0325, amb0326, ambl806, ambl963, ambl966, amb2333, amb2635, amb2626, amb2648, amb2932, amb3002, amb3003, amb3004, amb3007, amb3102, amb3329, amb3501, amb3502, amb3654, amb3879, and amb3880.
[72] 1態様において、抗生物質耐性をコードする遺伝子を単細胞生物のゲノムに挿入する。その抗生物質を含有する培地で培養される真核細胞は、生存のためにその単細胞生物を必要とするであろう。ネオマイシン耐性は2つのアミノグリコシドホスホトランスフェラーゼ遺伝子のうちいずれか1つにより付与され、それは真核生物に一般的に用いられるジェネティシン(G418)に対する耐性も供与する。ハイグロマイシンB耐性はハイグロマイシンBをリン酸化により不活性化するキナーゼにより付与される。ピューロマイシンは哺乳動物細胞培養のために一般的に用いられる抗生物質であり、耐性はピューロマイシン N−アセチル−トランスフェラーゼをコードするpac遺伝子により付与される。抗生物質濃度の外部制御により、単細胞生物のコピー数を細胞内調節できる。外部因子の化学修飾によりこの因子に対する耐性または耐容性が達成される他のいずれかのシステムも採用できる。真核細胞に対する間接的な栄養上の利点を、MTBおよび磁気培養法を用いて確立することもできる。この態様において、MTBを収容した真核細胞に利点を与えるために、磁場を樹立する。これは、培養マトリックスに付着するための手段、必要な増殖因子もしくは培地因子へのアクセスを提供することにより、または細胞継代間での選択により可能である。 [72] In one embodiment, a gene encoding antibiotic resistance is inserted into the genome of a unicellular organism. A eukaryotic cell cultured in a medium containing the antibiotic will require its unicellular organism for survival. Neomycin resistance is conferred by either one of two aminoglycoside phosphotransferase genes, which also confer resistance to geneticin (G418) commonly used in eukaryotes. Hygromycin B resistance is conferred by a kinase that inactivates hygromycin B by phosphorylation. Puromycin is an antibiotic commonly used for mammalian cell culture, and resistance is conferred by the pac gene encoding puromycin N-acetyl-transferase. By external control of the antibiotic concentration, the copy number of unicellular organisms can be regulated intracellularly. Any other system in which resistance or tolerance to this factor is achieved by chemical modification of the external factor can be employed. Indirect nutritional benefits for eukaryotic cells can also be established using MTB and magnetic culture methods. In this embodiment, a magnetic field is established to benefit eukaryotic cells containing MTB. This is possible by providing means for attaching to the culture matrix, providing access to the necessary growth or media factors, or by selection between cell passages.
[73] 他の態様において、特定の宿主細胞タイプについて宿主防御メカニズムに対する細胞内安定性を高めるために、MTBゲノムにおいて遺伝子修飾を行なう。真核細胞の多くの内部共生体および内部寄生体、たとえば昆虫のプロテオバクテリア内部共生体、たとえばブフネラ属(Buchnera)、ウィッグルスワルチア属(Wigglesworthia)およびウォルハチア属(Wolhachia);嫌気性繊毛虫のメタン生成−内部共生体;珪藻類ロパロディア属(Rhopalodia)における窒素固定共生体;無腸チューブワーム(オラビウス属(Olavius)またはジナニドリルス属(Jnanidrillus))の化学合成−内部共生体集合体;海綿類のシアノバクテリア−内部共生体;棘皮動物門(Echinodermata)の現存する5つの綱すべての内部共生体;植物の根粒菌(Rhizobia)内部共生体;種々の内部共生藻類;オオアメーバ(Ameoba proteus)のレジオネラ(Legionella)様X細菌−内部共生体;多数のサルモネラ属(Salmonella)種、結核菌(Mycobacterium tuberculosis)、レジオネラ・ニューモフィラ(Legionella pneumophila)などは、しばしばシンビオソーム(symbiosome)と呼ばれる膜結合した小胞(vacuole)内に存在し、これに対し、ある種、たとえばブロッホマニア属(Blochmannia)、リケッチア(rickettsia)、赤痢菌属(Shigella)、腸管組織侵入性大腸菌(enteroinvasive Escherichia coli)、およびリステリア属(Listeria)は細胞質ゾルに生息する能力をもつ。Dot−Icm IV型分泌系は、食作用により獲得された多くの細胞内細菌がエンドサイトーシス経路を逃れて宿主細胞内に存続するために利用する。この系はレジオネラ・ニューモフィラ(L. pneumophila)において十分に研究され、下記のタンパク質からなる:DotA〜DotP、DotU、DotV、IcmF、IcmQ〜IcmT、IcmV、IcmWおよびIcmX。フォトラブダス・ルミネッセンス(Photorhabdus luminescens)、すなわち線虫の発光性内部共生体において、RTX様毒素、プロテアーゼ、III型分泌系、および鉄獲得系をコードする遺伝子が細胞内での安定性および複製を支持することが示された。遺伝子bacAおよび調節系BvrRSは、根粒菌(Rhizobia)と植物の間の共生および哺乳動物細胞におけるブルセラ・アボルタス(ウシ流産菌)(Brucella ahortus)の生存を維持するために必須である。PrfAレギュロン(regulon)は、あるリステリア属(Listeria)種がファゴソームを逃れて細胞質ゾルに生息するのを可能にする。細胞内MTBの希望する細胞内位置(たとえば、シンビオソームまたは細胞質ゾル)は、宿主環境での生存および増殖のためにどの遺伝子がMTB内で発現する(ゲノムから直接に、または安定ベクターにより)必要があるかを支配するであろう。内因性プラスミドpMGTはMTB内で高度に安定であり、多数の他の広範なベクター(lncQ、IncP、pBBRlなどのものを含む)がMTB内で安定複製できる。 [73] In other embodiments, genetic modifications are made in the MTB genome to increase intracellular stability against host defense mechanisms for a particular host cell type. Many endosymbiosis and endoparasites of eukaryotic cells, such as insect proteobacterial endosymbiosis, such as Buchnera, Wigglesworthia and Wolhachia; anaerobic ciliates Methanogenesis-Endosymbiotic; Nitrogen fixation symbiosis in the diatom Rhopalodia; Chemical synthesis of intestinal tubeworm (Olavius or Jnanidrillus)-Endosymbiotic aggregates; Cyanobacteria-endosymbiosis; endosymbiosis of all five existing classes of Echinodermata; plant Rhizobia endosymbiosis; various endosymbiotic algae; Legionella of Ameoba proteus (Legionella) -like X bacteria-endosymbiosis; numerous Salmonella species, Mycobacterium tuberculosis, Legionella pneumophila la pneumophila) are present in membrane-bound vacuole, often called symbiosomes, whereas certain species such as Blochmannia, rickettsia, Shigella ( Shigella, enteroinvasive Escherichia coli, and Listeria have the ability to inhabit the cytosol. The Dot-Icm type IV secretion system is utilized by many intracellular bacteria acquired by phagocytosis to escape the endocytotic pathway and persist in the host cell. This system has been well studied in L. pneumophila and consists of the following proteins: DotA to DotP, DotU, DotV, IcmF, IcmQ to IcmT, IcmV, IcmW and IcmX. In Photorhabdus luminescens, a nematode luminescent endosymbiosis, genes encoding RTX-like toxins, proteases, type III secretion systems, and iron acquisition systems provide intracellular stability and replication. It was shown to support. The gene bacA and the regulatory system BvrRS are essential for maintaining the symbiosis between Rhizobia and plants and the survival of Brucella ahortus in mammalian cells. The PrfA regulon allows certain Listeria species to escape the phagosome and inhabit the cytosol. The desired intracellular location of the intracellular MTB (eg, symbiosome or cytosol) requires which genes are expressed in the MTB (directly from the genome or by a stable vector) for survival and propagation in the host environment. Will control what is. The endogenous plasmid pMGT is highly stable in MTB, and many other broad vectors (including those such as lncQ, IncP, pBBRl, etc.) can stably replicate in MTB.
[74] 他の態様において、単細胞生物を、細菌生育阻止遺伝子(単数または複数)、シデロフォア遺伝子(単数または複数)、代謝要求遺伝子(単数または複数)、自殺遺伝子(単数または複数)、細胞周期調節遺伝子(単数または複数)、トランスポーター遺伝子(単数または複数)などの遺伝子のノックイン、およびファゴソーム遺伝子(単数または複数)からの回避により、遺伝子修飾する。他の態様において、単細胞生物をランダム変異させ、その後、宿主細胞内での統合の増強についてスクリーニングする。ランダム変異は、変異形成化合物による処理、UV線への曝露、または当業者に知られている他の方法により達成できる。 [74] In other embodiments, the unicellular organism is transformed into a bacterial growth inhibitor gene (s), siderophore gene (s), metabolic requirement gene (s), suicide gene (s), cell cycle regulation The gene is modified by knock-in of the gene, such as gene (s), transporter gene (s), and phagosome gene (s). In other embodiments, unicellular organisms are randomly mutated and then screened for enhanced integration within the host cell. Random mutation can be achieved by treatment with mutagenic compounds, exposure to UV radiation, or other methods known to those skilled in the art.
[75] 他の態様において、真核細胞防御に対抗するために種々の寄生体または内部共生体由来の遺伝子を用いてトランスジェニック修飾(単数または複数)を行なう。他の態様において、宿主メカニズム(栄養素利用能、複製の制御など)の内的利用のバランスおよび抗生物質濃度により、真核宿主細胞における単細胞生物の集団を調節する。 [75] In other embodiments, transgenic modification (s) are performed using genes from various parasites or endosymbiosis to counteract eukaryotic defense. In other embodiments, the balance of internal utilization of host mechanisms (nutrient availability, replication control, etc.) and antibiotic concentrations regulate the population of unicellular organisms in eukaryotic host cells.
[76] 他の態様において、天然の内部共生体または細胞内寄生体を遺伝子修飾してマグネトソームを産生させる。昆虫の内部共生体、たとえばブフネラ属(Buchnera)、ウィッグルスワルチア属(Wigglesworthia)およびウォルハチア属(Wolhachia);嫌気性繊毛虫のメタン生成−内部共生体;珪藻類ロパロディア属(Rhopalodia)における窒素固定共生体;無腸チューブワーム(オラビウス属(Olavius)またはジナニドリルス属(Jnanidrillus))の化学合成−内部共生体集合体;海綿類のシアノバクテリア−内部共生体;棘皮動物門(Echinodermata)の現存する5つの綱すべての内部共生体;植物の根粒菌(Rhizobia)内部共生体;種々の内部共生藻類;オオアメーバ(Ameoba proteus)のレジオネラ(Legionella)様X細菌−内部共生体;多数のサルモネラ属(Salmonella)種、結核菌(Mycobacterium tuberculosis)、レジオネラ・ニューモフィラ(Legionella pneumophila)など、α−プロテオバクテリアに属するものを遺伝子工学操作して、マグネトソームを産生させることができる。他の態様において、1以上のマグネトソーム遺伝子を発現するように既存の細胞小器官を遺伝子修飾して、人工内部共生体を作製できる。たとえば、それら自身の遺伝子材料を備えたミトコンドリア、プラスチド、ハイドロジェノソーム(hydrogenosome)、アピコプラスト(apicoplast)、または他の細胞小器官を遺伝子変化させることができる。マグネトソームを産生するように改変した細菌には、フランシセラ・ツラレンシス(Francisella tularensis)、リステリア・モノサイトゲネス(Listeria monocytogenes)、腸チフス菌(Salmonella typhi)、ブルセラ属(Brucella)、レジオネラ属(Legionella)、 マイコバクテリウム属(Mycobacterium)、ノカルジア属(Nocardia)、ロドコッカス・エクイ(Rhodococcus equi)、エルシニア属(Yersinia)、髄膜炎菌(Neisseria meningitidis)、クラミジア属(Chlamydia)、リケッチア属(Rickettsia)、コクシエラ属(Coxiella)などを含めることができる。 [76] In other embodiments, natural endosymbiosis or intracellular parasites are genetically modified to produce magnetosomes. Nitrogen fixation in insect endosymbiosis, for example, Buchnera, Wigglesworthia and Wolhachia; Anaerobic ciliate methanogenesis-endosymbiosis; Diatom Rhopalodia Symbiotics; Chemical synthesis of intestinal tubeworms (Olavius or Jnanidrillus)-Endosymbiotic aggregates; Sponge cyanobacteria-Endosymbiosis; Echinodermata existing 5 Endosymbiosis of all three classes; plant Rhizobia endosymbiosis; various endosymbiotic algae; Legionella-like X bacteria-endosymbiosis of Ameoba proteus; multiple Salmonella ) Species, Mycobacterium tuberculosis, Legionella pneumophila, etc. that belong to α-proteobacteria The magnetosome can be produced. In other embodiments, an artificial organ symbiosis can be produced by genetically modifying an existing organelle to express one or more magnetosome genes. For example, mitochondria, plastids, hydrogenosomes, apicoplasts, or other organelles with their own genetic material can be genetically altered. Bacteria modified to produce magnetosomes include Francisella tularensis, Listeria monocytogenes, Salmonella typhi, Brucella, Legionella, Mycobacterium, Nocardia, Rhodococcus equi, Yersinia, Neisseria meningitidis, Chlamydia, Rickettsia, Coccella The genus (Coxiella) and the like can be included.
[77] 好ましい態様において、単細胞生物は真核細胞の培養に際して磁性粒子を産生するMTBであり、それは遺伝子変化されたものであってもよく、遺伝子変化されたものでなくてもよい。 [77] In a preferred embodiment, the unicellular organism is MTB that produces magnetic particles upon eukaryotic cell culture, which may or may not be genetically altered.
核酸
[78] 本発明の核酸は、発現ベクター、たとえばプラスミド、またはウイルスベクター、または線状ベクター、または染色体DNAに組み込まれるベクターを含むことができる。発現ベクターは、1以上の選択した宿主細胞内でベクターが複製するのを可能にする核酸配列を含むことができる。そのような配列は多様な細胞について周知である。プラスミドpBR322由来の複製起点は大部分のグラム陰性細菌に適している。真核宿主細胞、たとえば哺乳動物細胞において、発現ベクターは宿主細胞の染色体に組み込まれ、次いで宿主染色体と共に複製することができる。同様に、ベクターを原核細胞の染色体に組み込むことができる。
Nucleic acid
[78] The nucleic acids of the invention can include expression vectors, such as plasmids, or viral vectors, or linear vectors, or vectors that are integrated into chromosomal DNA. Expression vectors can include nucleic acid sequences that allow the vector to replicate in one or more selected host cells. Such sequences are well known for a variety of cells. The origin of replication from plasmid pBR322 is suitable for most gram-negative bacteria. In eukaryotic host cells, eg, mammalian cells, the expression vector is integrated into the host cell chromosome and can then replicate with the host chromosome. Similarly, vectors can be integrated into prokaryotic chromosomes.
[79] 発現ベクターは、一般に選択遺伝子、すなわち選択マーカーとも呼ばれるものを含む。原核細胞、および本発明の宿主細胞を含めた真核細胞について、選択マーカーは技術分野で周知である。この選択遺伝子は、選択培地中で増殖させる形質転換された宿主細胞が生存または増殖のために必要なタンパク質をコードする。選択遺伝子を含むベクターで形質転換されていない宿主細胞は、その培地中で生存しないであろう。一般的な選択遺伝子は下記のタンパク質をコードする:(a)抗生物質もしくは他の毒素、たとえばアンピシリン、ネオマイシン、メトトレキセートまたはテトラサイクリンに対する耐性を付与するもの;(b)栄養要求性欠乏を補うもの;または(c)複合培地から得られない重要な栄養素を供給するもの、たとえば桿菌(Bacilli)に対するD−アラニンラセマーゼをコードする遺伝子。選択スキームの一例では、宿主細胞の増殖を停止させる薬物を利用する。ヘテロロガス遺伝子による形質転換に成功した細胞は薬物耐性を付与するタンパク質を産生し、よってその選択法で生存する。細菌または真核生物(哺乳動物を含む)系に使用するための他の選択マーカーは当技術分野で周知である。ある態様において、選択マーカーはターゲットタンパク質であり、あるいは単細胞生物により宿主細胞内へ分泌される核酸によりコードされる。 [79] Expression vectors generally include a selection gene, ie, also called a selectable marker. For prokaryotic cells and eukaryotic cells, including host cells of the invention, selectable markers are well known in the art. This selection gene encodes a protein that is necessary for the survival or growth of transformed host cells grown in a selective medium. Host cells that are not transformed with the vector containing the selection gene will not survive in the medium. Common selection genes encode the following proteins: (a) confer resistance to antibiotics or other toxins such as ampicillin, neomycin, methotrexate or tetracycline; (b) compensate for auxotrophic deficiencies; or (C) A gene that supplies important nutrients that cannot be obtained from the complex medium, for example, a gene encoding D-alanine racemase for Bacilli. One example of a selection scheme utilizes drugs that stop the growth of host cells. Cells that have been successfully transformed with a heterologous gene produce a protein conferring drug resistance and thus survive the selection. Other selectable markers for use in bacterial or eukaryotic (including mammalian) systems are well known in the art. In certain embodiments, the selectable marker is a target protein or is encoded by a nucleic acid that is secreted into the host cell by a unicellular organism.
[80] ヘテロロガスポリペプチドを産生するための発現ベクターは誘導性プロモーターをも含むことができ、それは宿主RNAポリメラーゼにより認識され、ターゲットタンパク質をコードする核酸に作動可能な状態で連結している。適切なエンハンサー、イントロン、および他の調節配列を備えた誘導性または構成性プロモーター(または制御領域)は当技術分野で周知である。 [80] Expression vectors for producing heterologous polypeptides can also contain an inducible promoter, which is recognized by the host RNA polymerase and is operably linked to the nucleic acid encoding the target protein. . Inducible or constitutive promoters (or control regions) with appropriate enhancers, introns, and other regulatory sequences are well known in the art.
[81] ある態様において、本発明のポリペプチドを修飾することが望ましい可能性がある。当業者は特定の核酸構築体に変更を作製する多数の方法を認識しているであろう。そのような周知の方法には、部位特異的変異形成、変性オリゴヌクレオチドを用いるPCR増幅、変異形成剤もしくは放射線への核酸含有細胞の曝露、希望するオリゴヌクレオチドの化学合成(たとえば、大型核酸を生成するためにライゲーションおよび/またはクローニングとの組み合わせで)、および他の周知の手法が含まれる。参照:たとえば、Giliman and Smith, Gene 8:81-97 (1979) and Roberts et al., Nature 328: 731-734 (1987), 本明細書に援用する。 [81] In certain embodiments, it may be desirable to modify a polypeptide of the invention. Those skilled in the art will recognize a number of ways to make changes to a particular nucleic acid construct. Such well-known methods include site-directed mutagenesis, PCR amplification using denatured oligonucleotides, exposure of nucleic acid-containing cells to mutagens or radiation, chemical synthesis of desired oligonucleotides (eg, generating large nucleic acids). In combination with ligation and / or cloning), and other well-known techniques. See, for example, Giliman and Smith, Gene 8: 81-97 (1979) and Roberts et al., Nature 328: 731-734 (1987), incorporated herein by reference.
[82] ある態様において、本発明のポリペプチドをコードする組換え核酸を修飾して、選択した生物における核酸の翻訳を増強する好ましいコドンを得ることができる。
[83] 本発明のポリヌクレオチドには、本発明のポリヌクレオチドと実質的に同等であるヌクレオチド配列を含むポリヌクレオチドも含まれる。本発明によるポリヌクレオチドは、本発明のポリヌクレオチドに対して少なくとも約80%、より一般的には少なくとも約90%、よりさらに一般的には少なくとも約95%の配列同一性をもつことができる。本発明はまた、それらのポリヌクレオチドの相補体であって、上記に示したポリペプチドをコードするポリヌクレオチドに対して少なくとも約80%、より一般的には少なくとも約90%、よりさらに一般的には少なくとも約95%の配列同一性をもつヌクレオチド配列を含むものを提供する。ポリヌクレオチドはDNA(ゲノム、cDNA、増幅したもの、または合成したもの)またはRNAであってもよい。そのようなポリヌクレオチドを得るための方法および他のアルゴリズムは当業者に周知であり、たとえば希望する配列同一性をもつポリヌクレオチドをルーティンに単離できるハイブリダイゼーション条件を決定するための方法を含めることができる。
[82] In certain embodiments, a recombinant nucleic acid encoding a polypeptide of the invention can be modified to obtain preferred codons that enhance translation of the nucleic acid in the selected organism.
[83] The polynucleotide of the present invention also includes a polynucleotide comprising a nucleotide sequence substantially equivalent to the polynucleotide of the present invention. A polynucleotide according to the present invention can have a sequence identity of at least about 80%, more typically at least about 90%, even more typically at least about 95% to a polynucleotide of the present invention. The present invention also includes the complements of those polynucleotides, which are at least about 80%, more usually at least about 90%, and even more generally relative to polynucleotides encoding the polypeptides set forth above. Provides those comprising a nucleotide sequence with at least about 95% sequence identity. The polynucleotide may be DNA (genome, cDNA, amplified or synthesized) or RNA. Methods and other algorithms for obtaining such polynucleotides are well known to those of skill in the art and include, for example, methods for determining hybridization conditions that can routinely isolate polynucleotides having the desired sequence identity. Can do.
[84] 本発明によるタンパク質アナログ(すなわち、1以上のアミノ酸が野生型ポリペプチドと異なるようにデザインされたもの)をコードする核酸は、部位特異的変異形成、または希望する点変異をプライマー(単数または複数)がもつPCR増幅を用いて作製できる。適切な変異形成法の詳細な記載については、Sambrook et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, N.Y. (1989)、および/またはAusubel et al., editors, Current Protocols in Molecular Biology, Green Publishers Inc. and Wiley and Sons, N.Y. (1994)を参照されたい。Engels et al., 1989, in Angew. Chem. Intl. Ed., Volume 28, pages 716-734により記載された方法を用いる化学合成も、そのような核酸を作製するために使用できる。 [84] A nucleic acid encoding a protein analog according to the present invention (ie, one or more amino acids designed to differ from the wild-type polypeptide) is a primer for site-directed mutagenesis or a desired point mutation (single) Or a plurality of PCR amplification. For a detailed description of suitable mutagenesis methods, see Sambrook et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY (1989), and / or Ausubel et al., Editors, Current See Protocols in Molecular Biology, Green Publishers Inc. and Wiley and Sons, NY (1994). Chemical synthesis using the method described by Engels et al., 1989, in Angew. Chem. Intl. Ed., Volume 28, pages 716-734 can also be used to make such nucleic acids.
[85] “組換えバリアント”は、アミノ酸の挿入、欠失および置換により天然ポリペプチドと異なるいずれかのポリペプチドであって、組換えDNA法を用いて作製したものを表わす。目的とする活性、たとえば酵素活性または結合活性を無効にすることなくどのアミノ酸残基を置換え、付加または欠失させることができるかを決定する際のガイダンスは、そのポリペプチドの配列を相同ペプチドの配列と比較し、相同性の高い領域におけるアミノ酸配列変化の数を最小限に抑えることにより見出すことができる。 [85] "Recombinant variant" refers to any polypeptide that differs from a natural polypeptide by amino acid insertions, deletions, and substitutions, and that has been produced using recombinant DNA methods. Guidance in determining which amino acid residues can be substituted, added or deleted without negating the activity of interest, eg, enzymatic activity or binding activity, is the sequence of the polypeptide of the homologous peptide. It can be found by minimizing the number of amino acid sequence changes in regions of high homology compared to the sequence.
[86] 好ましくは、アミノ酸“置換”は1つのアミノ酸を、類似の構造および/または化学的特性をもつ他のアミノ酸で置き換えた、すなわち保存的なアミノ酸の置換えの結果である。アミノ酸置換は、関与する残基の極性、電荷、溶解性、疎水性、親水性、および/または両親媒性における類似性に基づいて行なうことができる。たとえば、非極性(疎水性)アミノ酸にはアラニン、ロイシン、イソロイシン、バリン、プロリン、フェニルアラニン、トリプトファン、およびメチオニンが含まれる;極性中性アミノ酸には、グリシン、セリン、トレオニン、システイン、チロシン、アスパラギン、およびグルタミンが含まれる;正に荷電した(塩基性)アミノ酸には、アルギニン、リジン、およびヒスチジンが含まれる;負に荷電した(酸性)アミノ酸には、アスパラギン酸およびグルタミン酸が含まれる。 [86] Preferably, an amino acid “substitution” is the result of replacing one amino acid with another amino acid having similar structure and / or chemical properties, ie, a conservative amino acid substitution. Amino acid substitutions can be made based on similarity in polarity, charge, solubility, hydrophobicity, hydrophilicity, and / or amphiphilicity of the residues involved. For example, nonpolar (hydrophobic) amino acids include alanine, leucine, isoleucine, valine, proline, phenylalanine, tryptophan, and methionine; polar neutral amino acids include glycine, serine, threonine, cysteine, tyrosine, asparagine, And positively charged (basic) amino acids include arginine, lysine, and histidine; negatively charged (acidic) amino acids include aspartic acid and glutamic acid.
[87] “挿入”または“欠失”は、一般に約1〜5個の範囲のアミノ酸においてである。許容されたバリエーションは、組換えDNA法を用いてポリペプチド分子中のアミノ酸の挿入、欠失または置換を系統的に行ない、得られた組換えバリアントを活性についてアッセイすることにより、実験的に決定できる。 [87] "Insertions" or "deletions" are generally in the range of about 1 to 5 amino acids. Acceptable variations are determined experimentally by systematically making amino acid insertions, deletions or substitutions in the polypeptide molecule using recombinant DNA methods and assaying the resulting recombinant variants for activity. it can.
[88] あるいは、機能の変更を希望する場合、挿入、欠失または非保存的変更を工学的に行なって、変更されたポリペプチドまたはキメラポリペプチドを作製することができる。そのような変更により、たとえば本発明のポリペプチドの1以上の生物学的機能または生化学的特徴を変更することができる。たとえば、そのような変更により、ポリペプチドの特徴、たとえばリガンド結合親和性または分解/ターンオーバー速度を変化させることができる。さらに、そのような変更は、発現のために選択した宿主細胞における発現、スケールアップなどに、より適したポリペプチドが生成するように選択できる。 [88] Alternatively, if a change in function is desired, insertions, deletions or non-conservative changes can be engineered to produce altered polypeptides or chimeric polypeptides. Such changes can alter, for example, one or more biological functions or biochemical characteristics of the polypeptides of the invention. For example, such changes can change polypeptide characteristics, such as ligand binding affinity or degradation / turnover rate. Furthermore, such changes can be selected to produce a polypeptide that is more suitable for expression, scale-up, etc. in the host cell selected for expression.
[89] あるいは、これらの同一または類似のポリペプチドをコードする組換えバリアントは、遺伝子コードにおける“冗長性(redundancy)”を利用して合成または選択できる。種々のコドン置換、たとえば種々の制限部位を作製するサイレント変化を導入して、プラスミドもしくはウイルスベクター内へのクローニングまたは特定の原核細胞系もしくは真核細胞系における発現を最適化することができる。ポリヌクレオチド配列における変異を、ポリペプチドにおいて、またはポリペプチドに付加された他のペプチドのドメインにおいて反映させて、ポリペプチドのいずれかの部分の特性を改変し、リガンド結合親和性または分解/ターンオーバー速度などの特徴を変化させることができる。 [89] Alternatively, recombinant variants encoding these same or similar polypeptides can be synthesized or selected using "redundancy" in the genetic code. Various codon substitutions, such as silent changes that create various restriction sites, can be introduced to optimize cloning into plasmids or viral vectors or expression in specific prokaryotic or eukaryotic systems. Mutations in the polynucleotide sequence are reflected in the polypeptide, or in domains of other peptides added to the polypeptide, to alter the properties of any part of the polypeptide, ligand binding affinity or degradation / turnover Features such as speed can be changed.
[90] 好ましい方法において、新規核酸をコードするポリヌクレオチドは部位特異的変異形成により変化している。この方法は、希望するアミノ酸バリアントのポリヌクレオチド配列をコードするオリゴヌクレオチド配列、および変化させる部位のいずれの側でも安定なデュプレックスを形成するのに十分な変化したアミノ酸の両側の隣接ヌクレオチドを用いる。一般に、部位特異的変異形成の手法は当業者に周知であり、この手法は刊行物、たとえばEdelman et al., DNA 2:183 (1983)に例示されている。ポリヌクレオチド配列中に部位特異的変化を生じさせるための万能な効果的方法が、Zoller and Smith, Nucleic Acids Res. 10:6487-6500 (1982)に記載されている。 [90] In a preferred method, the polynucleotide encoding the novel nucleic acid is altered by site-directed mutagenesis. This method uses an oligonucleotide sequence that encodes the polynucleotide sequence of the desired amino acid variant, and the adjacent nucleotides on either side of the altered amino acid sufficient to form a stable duplex on either side of the site to be altered. In general, site-directed mutagenesis techniques are well known to those skilled in the art and are exemplified in publications such as Edelman et al., DNA 2: 183 (1983). A versatile and effective method for generating site-specific changes in polynucleotide sequences is described in Zoller and Smith, Nucleic Acids Res. 10: 6487-6500 (1982).
[91] PCRも、核酸のアミノ酸配列バリアントを作製するために使用できる。少量の鋳型DNAを出発物質として用いる場合、鋳型DNA中の対応する領域とわずかに配列が異なるプライマー(単数または複数)により、希望するアミノ酸バリアントを作製できる。PCR増幅は、ターゲットをコードするポリヌクレオチド鋳型とはプライマーにより特定した位置において異なる生成物DNAフラグメントの集団を生成する。生成物DNAフラグメントによりプラスミド中の対応する領域を置き換え、これにより希望するアミノ酸バリアントが得られる。 [91] PCR can also be used to generate amino acid sequence variants of nucleic acids. When a small amount of template DNA is used as a starting material, the desired amino acid variant can be prepared with primer (s) slightly different in sequence from the corresponding region in the template DNA. PCR amplification produces a population of product DNA fragments that differ from the polynucleotide template encoding the target at the location specified by the primer. The product DNA fragment replaces the corresponding region in the plasmid, resulting in the desired amino acid variant.
[92] アミノ酸バリアントを作製するためのさらなる手法は、Wells et al., Gene 34:315 (1985)に記載されるカセット変異形成法、および当技術分野で周知である他の変異形成法、たとえばSambrook et al., 前掲、およびAusubel et al., 前掲中の手法である。 [92] Additional techniques for generating amino acid variants include cassette mutagenesis described in Wells et al., Gene 34: 315 (1985), and other mutagenesis methods well known in the art, such as Sambrook et al., Supra, and Ausubel et al., Supra.
真核細胞
[93] ある態様において、本発明は、真核細胞内に遺伝性の単細胞生物を含む真核細胞、および単細胞生物を宿主細胞に導入する方法を提供する。
Eukaryotic cells
[93] In certain embodiments, the present invention provides eukaryotic cells comprising hereditary unicellular organisms within eukaryotic cells, and methods of introducing unicellular organisms into host cells.
[94] ある態様において、真核細胞は植物細胞である。ある態様において、真核細胞は単子葉植物または双子葉植物の細胞であり、それにはトウモロコシ、コムギ、オオムギ、ライムギ、オートムギ、コメ、ダイズ、ラッカセイ、エンドウマメ、レンズマメおよびアルファルファ、ワタ、ナタネ、カノラ(canola)、コショウ、ヒマワリ、バレイショ、タバコ、トマト、ナス、ユーカリ、樹木、観賞植物、多年草(perennial grass)、または飼料作物(forage crop)が含まれるが、これらに限定されない。他の態様において、真核細胞は藻類であり、クロレラ属(Chlorella)、クラミドモナス属(Chlamydomonas)、セネデスムス属(Scenedesmus)、イソクリシス属(Isochrysis)、ドゥナリエラ属(Dunaliella)、テトラセルミス属(Tetraselmis)、ナンノクロロプシス属(Nannochloropsis)、またはプロトテカ属(Prototheca)の藻類を含むが、これらに限定されない。ある態様において、真核細胞は真菌細胞であり、それにはサッカロミセス属(Saccharomyces)、クルイベロミセス属(Klyuveromyces)、カンジダ属(Candida)、ピチア属(Pichia)、デバロミセス属(Debaromyces)、ハンゼヌラ属(Hansenula)、ヤロウィア属(Yarrowia)、チゴサッカロミセス属(Zygosaccharomyces)、またはシゾサッカロミセス属(Schizosaccharomyces)の真菌が含まれるが、これらに限定されない。 [94] In some embodiments, the eukaryotic cell is a plant cell. In some embodiments, the eukaryotic cell is a monocotyledonous or dicotyledonous cell, including corn, wheat, barley, rye, oats, rice, soybean, groundnut, pea, lentil and alfalfa, cotton, rapeseed, canola (canola), pepper, sunflower, potato, tobacco, tomato, eggplant, eucalyptus, tree, ornamental plant, perennial grass, or forage crop. In other embodiments, the eukaryotic cell is an algae, and includes Chlorella, Chlamydomonas, Scenedesmus, Isochrysis, Dunaliella, Tetraselmis, Nanno This includes, but is not limited to, the genus Chloropsis (Nannochloropsis), or Prototheca. In some embodiments, the eukaryotic cell is a fungal cell, including Saccharomyces, Klyuveromyces, Candida, Pichia, Debaromyces, Hansenula ( Hansenula, Yarrowia, Zygosaccharomyces, or Schizosaccharomyces fungi, including but not limited to.
[95] ある態様において、本発明の真核細胞は動物細胞である。ある態様において、真核細胞は哺乳動物、たとえばマウス、ラット、ウサギ、ハムスター、ヒト、ブタ、ウシまたはイヌのものである。マウスは他の哺乳動物のための、最も特別にはヒトのためのモデルとしてルーティンに機能する(参照:たとえば、Hanna, J. et al., “Treatment of sickle cell anemia mouse model with iPS cells generated from autologous skin,” Science 318:1920-1923 (2007); Holtzman, D.M. et al., “Expression of human apolipoprotein E reduces amyloid-β deposition in a mouse model of Alzheimer’s disease,” J Clin Invest. 103(6):R15-R21 (1999); Warren, R.S., et al., “Regulation by vascular endothelial growth factor of human colon cancer tumorigenesis in a mouse model of experimental liver metastasis,” J Clin Invest. 95:1789-1797 (1995); それらのそれぞれをあらゆる目的で全体として本明細書に援用する)。 [95] In some embodiments, the eukaryotic cell of the invention is an animal cell. In some embodiments, the eukaryotic cell is from a mammal, such as a mouse, rat, rabbit, hamster, human, pig, cow or dog. The mouse functions routinely as a model for other mammals, most specifically for humans (see, eg, Hanna, J. et al., “Treatment of sickle cell anemia mouse model with iPS cells generated from autologous skin, ”Science 318: 1920-1923 (2007); Holtzman, DM et al.,“ Expression of human apolipoprotein E reduces amyloid-β deposition in a mouse model of Alzheimer's disease, ”J Clin Invest. 103 (6): R15-R21 (1999); Warren, RS, et al., “Regulation by vascular endothelial growth factor of human colon cancer tumorigenesis in a mouse model of experimental liver metastasis,” J Clin Invest. 95: 1789-1797 (1995); Each of which is incorporated herein in its entirety for all purposes).
[96] ある態様において、真核細胞はヒト癌細胞である。当業者に周知である多数のヒト癌細胞系があり、それには一般的な上皮腫瘍細胞系、たとえばCoco−2、MDA−MB−231およびMCF7;ならびに非上皮腫瘍細胞系、たとえばHT−1080およびHL60、ならびにNCI60細胞系パネルが含まれる(参照:たとえば、Shoemaker, R., “The NCI60 human tumor cell line anticancer drug screen,” Nat Rev Cancer 6:813-823 (2006), あらゆる目的で全体として本明細書に援用する)。さらに、当業者は初代ヒト腫瘍から癌細胞を得ることに精通している。 [96] In some embodiments, the eukaryotic cell is a human cancer cell. There are numerous human cancer cell lines well known to those skilled in the art, including common epithelial tumor cell lines such as Coco-2, MDA-MB-231 and MCF7; and non-epithelial tumor cell lines such as HT-1080 and HL60, as well as the NCI60 cell line panel (see, eg, Shoemaker, R., “The NCI60 human tumor cell line anticancer drug screen,” Nat Rev Cancer 6: 813-823 (2006), the book as a whole for all purposes. Incorporated herein by reference). Furthermore, those skilled in the art are familiar with obtaining cancer cells from primary human tumors.
[97] 他の態様において、真核細胞は幹細胞である。当業者は、胚性幹細胞、人工多能性幹細胞、造血幹細胞、神経幹細胞、表皮神経堤幹細胞、乳腺幹細胞、腸幹細胞、間葉系幹細胞、嗅覚成体幹細胞、および精巣細胞を含めた多様な幹細胞タイプに精通している。 [97] In other embodiments, the eukaryotic cell is a stem cell. A person skilled in the art has various stem cell types including embryonic stem cells, induced pluripotent stem cells, hematopoietic stem cells, neural stem cells, epidermal neural crest stem cells, mammary stem cells, intestinal stem cells, mesenchymal stem cells, olfactory adult stem cells, and testicular cells Familiar with
[98] ある態様において、真核細胞はヒト宿主の循環系中に見られる細胞である。たとえば、赤血球、血小板、形質細胞、T細胞、ナチュラルキラー細胞など、およびそれらの前駆細胞。まとめて、これらの細胞は本発明の循環性宿主細胞と定義される。本発明は、これらのいずれの循環細胞についても使用できる。ある態様において、真核宿主細胞はT細胞である。他の態様において、真核細胞はB細胞である。ある態様において、真核細胞は好中球である。ある態様において、真核細胞は巨大核細胞である。 [98] In some embodiments, the eukaryotic cell is a cell found in the circulatory system of a human host. For example, red blood cells, platelets, plasma cells, T cells, natural killer cells, etc., and their progenitor cells. Collectively, these cells are defined as circulating host cells of the present invention. The present invention can be used with any of these circulating cells. In some embodiments, the eukaryotic host cell is a T cell. In other embodiments, the eukaryotic cell is a B cell. In some embodiments, the eukaryotic cell is a neutrophil. In certain embodiments, the eukaryotic cell is a megakaryocyte.
[99] 他の態様において、真核細胞に由来する少なくとも1つの遺伝子を遺伝子変異させる。ある態様において、真核細胞の遺伝子修飾によって人工内部共生体と真核細胞の間に相互栄養依存性(生体栄養性)を樹立することができる;ターゲット宿主細胞タイプに特異的な当業者に既知の分子生物学的手法を用い、ある必須高分子について単細胞生物に対する真核細胞の依存性を形成し、こうして生体栄養性に対する環境負荷を樹立する。他の態様において、単細胞生物を遺伝子変異させてそれが種々の代謝産物、補因子、ビタミン、ヌクレオチド、または他の必須分子を合成する能力を排除することにより、真核細胞に対する単細胞生物の栄養依存性を樹立することができる。そのような態様において、必須分子を単細胞生物が供給することができる。他の態様において、アミノ酸生成のための3−ホスホグリセリン酸生合成経路の末端でセリンをグリシンに変換する酵素セリンヒドロキシメチルトランスフェラーゼをコードする真核細胞遺伝子を修飾することができる。 [99] In other embodiments, at least one gene derived from a eukaryotic cell is genetically mutated. In certain embodiments, genetic modifications of eukaryotic cells can establish reciprocal dependence (biotrophic) between the artificial endosymbiosis and eukaryotic cells; known to those skilled in the art specific to the target host cell type The molecular biology technique is used to form eukaryotic cell dependence on unicellular organisms for certain essential macromolecules, thus establishing the environmental burden on bionutrients. In other embodiments, the unicellular organism's nutritional dependence on eukaryotic cells by genetically mutating the unicellular organism to eliminate its ability to synthesize various metabolites, cofactors, vitamins, nucleotides, or other essential molecules. Sex can be established. In such embodiments, the unicellular organism can supply the essential molecule. In other embodiments, a eukaryotic gene encoding the enzyme serine hydroxymethyltransferase that converts serine to glycine at the end of the 3-phosphoglycerate biosynthetic pathway for amino acid production can be modified.
単細胞生物を真核細胞に導入する方法
[100] 本発明の単細胞生物は、当業者に知られている多数の方法により真核細胞に導入することができ、それにはマイクロインジェクション、自然−食作用、誘導−食作用、マクロピノサイトーシス、他の細胞取込みプロセス、リポソーム融合、赤血球ゴースト融合、エレクトロポレーション、受容体仲介法などが含まれるが、これらに限定されない(参照:たとえば、Microinjection and Organelle Transplantation Techniques, Celis et al. Eds., Academic Press: New York, (1986), およびそれに引用された参考文献; あらゆる目的で全体として本明細書に援用する)。
Methods for introducing unicellular organisms into eukaryotic cells
[100] The unicellular organisms of the present invention can be introduced into eukaryotic cells by a number of methods known to those skilled in the art, including microinjection, natural-phagocytosis, induction-phagocytosis, macropinocytosis. , Other cell uptake processes, liposome fusion, erythrocyte ghost fusion, electroporation, receptor-mediated methods and the like (see, eg, Microinjection and Organelle Transplantation Techniques, Celis et al. Eds., Academic Press: New York, (1986), and references cited therein; incorporated herein in its entirety for all purposes).
[101] 1態様において、単細胞生物を宿主細胞の細胞質中へのマイクロインジェクションにより宿主細胞に導入する。多様なマイクロインジェクション法が当業者に知られている。マイクロインジェクションは利用できる最も効率的な伝達法であり(本質的に100%)、細胞タイプの制限がない(同著; Xi, Z. et al., “Characterization of Wolbachia transfection efficiency by using microinjection of embryonic cytoplasm and embryo homogenate,” Appl Environ Microbiol. 71(6):3199-3204 (2005); Goetz, M. et al., “Microinjection and growth of bacteria in the cytosol of mammalian host cells,” Proc Natl Acad. Sci. USA98:12221-12226 (2001); すべての刊行物をあらゆる目的で全体として本明細書に援用する)。 [101] In one embodiment, a unicellular organism is introduced into a host cell by microinjection into the cytoplasm of the host cell. A variety of microinjection methods are known to those skilled in the art. Microinjection is the most efficient transfer method available (essentially 100%) and has no cell type restrictions (ibid; Xi, Z. et al., “Characterization of Wolbachia transfection efficiency by using microinjection of embryonic cytoplasm and embryo homogenate, ”Appl Environ Microbiol. 71 (6): 3199-3204 (2005); Goetz, M. et al.,“ Microinjection and growth of bacteria in the cytosol of mammalian host cells, ”Proc Natl Acad. Sci USA98: 12221-12226 (2001); all publications are incorporated herein in their entirety for all purposes).
[102] 自然−食作用する細胞はMTBを含めた細菌を取り込むことが示された(Burdette, D.L. et al., Vibrio VopQ induces PI3-kinase independent autophagy and antagonizes phagocytosis,” Mol Microbiol. 73:639 (2009); Wiedemann, A. et al., “Yersinia enterocolitica invasin triggers phagocytosis via β1 integrins, CDC42Hs and WASp in macrophages,” Cell Microbiol. 3:693 (2001); Hackam, D.J. et al., “Rho is required for the initiation of calcium signaling and phagocytosis by Fcγ receptors in macrophages,” J Exp Med. 186(6):955-966 (1997); Matsunaga, T. et al., “Phagocytosis of magnetite by leucocytes,” Appl Microbiol Biotechnol. 31(4):401-405 (1989); すべての刊行物をあらゆる目的で全体として本明細書に援用する)。 [102] Natural-phagocytic cells have been shown to take up bacteria including MTB (Burdette, DL et al., Vibrio VopQ induces PI3-kinase independent autophagy and antagonizes phagocytosis, ”Mol Microbiol. 73: 639 ( 2009); Wiedemann, A. et al., “Yersinia enterocolitica invasin triggers phagocytosis via β1 integrins, CDC42Hs and WASp in macrophages,” Cell Microbiol. 3: 693 (2001); Hackam, DJ et al., “Rho is required for the initiation of calcium signaling and phagocytosis by Fcγ receptors in macrophages, ”J Exp Med. 186 (6): 955-966 (1997); Matsunaga, T. et al.,“ Phagocytosis of magnetite by leucocytes, ”Appl Microbiol Biotechnol. 31 (4): 401-405 (1989); all publications are incorporated herein in their entirety for all purposes).
[103] 本方法は大規模化できるが、特定の細胞タイプ(たとえば、マクロファージ)に限定される可能性がある。しかし、最近の研究により、種々の因子:培地ならびに化学的因子および生物学的因子(たとえば、バキュロウイルス、タンパク質因子、遺伝子ノックインなど)と共に共培養すると細菌をエンドサイトーシスするように非−食細胞タイプを誘導できることが示された(たとえば、Salminen, M., et al., “Improvement in nuclear entry and transgene expression of baculoviruses by disintegration of microtubules in human hepatocytes,” J Virol. 79(5):2720-2728 (2005); Modalsli, K.R. et al., “Microinjection of HEp-2 cells with coxsackie B1 virus RNA enhances invasiveness of Shigella flexneri only after prestimulation with UV-inactivated virus,” APMIS 101:602-606 (1993); Hayward, R.D. et al., “Direct nucleation and bundling of actin by the SipC protein of invasive Salmonella,” EMBO J. 18:4926-4934 (1999); Yoshida, S. et al., “Shigella deliver an effector protein to trigger host microtubule destabilization, which promotes Rac1 activity and efficient bacterial internalization,” EMBO J. 21:2923-2935 (2002); Bigildeev et al. J Exp Hematol. 39:187 (2011); Finlay, B.B. et al., Common themes in microbial pathogenicity revisited,” Microbiol Mol Biol Rev. 61:136-169 (1997); すべての刊行物をあらゆる目的で全体として本明細書に援用する)。 [103] The method can be scaled up, but may be limited to specific cell types (eg, macrophages). However, recent studies have shown that non-phagocytic cells can endocytose bacteria when co-cultured with various factors: media and chemical and biological factors (eg, baculovirus, protein factors, gene knock-ins, etc.) It has been shown that the type can be induced (eg, Salminen, M., et al., “Improvement in nuclear entry and transgene expression of baculoviruses by disintegration of microtubules in human hepatocytes,” J Virol. 79 (5): 2720-2728 (2005); Modalsli, KR et al., “Microinjection of HEp-2 cells with coxsackie B1 virus RNA enhances invasiveness of Shigella flexneri only after prestimulation with UV-inactivated virus,” APMIS 101: 602-606 (1993); Hayward, RD et al., “Direct nucleation and bundling of actin by the SipC protein of invasive Salmonella,” EMBO J. 18: 4926-4934 (1999); Yoshida, S. et al., “Shigella deliver an effector protein to trigger host microtubul e destabilization, which promotes Rac1 activity and efficient bacterial internalization, ”EMBO J. 21: 2923-2935 (2002); Bigildeev et al. J Exp Hematol. 39: 187 (2011); Finlay, BB et al., Common themes in microbial pathogenicity revisited, ”Microbiol Mol Biol Rev. 61: 136-169 (1997); all publications are incorporated herein in their entirety for all purposes).
[104] 関連方法であるマクロピノサイトーシス(macropinocytosis)または“飲細胞(cell drinking)”は、細胞内侵入のために多数の細菌およびウイルスが使う方法である(Zhang (2004) : Molecular Imaging and Contrast Agent Database (MICAD) (データベースオンライン); Bethesda (MD): National Library of Medicine (US), NCBI; 2004-2011; 両方の刊行物をあらゆる目的で全体として本明細書に援用する)。細菌を取り込むように細胞を誘導するために使用できる種々のプロトコルがある。幾つかの作用物、たとえば核酸、タンパク質、薬物および細胞小器官がリポソームに封入されて細胞へ送達された(Ben-Haim, N. et al., “Cell-specific integration of artificial organelles based on functionalized polymer vesicles,” Nano Lett. 8(5):1368-1373 (2008); Lian, W. et al., “Intracellular delivery can be achieved by bombarding cells or tissues with accelerated molecules or bacteria without the need for carrier particles,” Exp Cell Res. 313(1):53-64 (2007); Heng, B.C. et al., “Immunoliposome-mediated delivery of neomycin phosphotransferase for the lineage-specific selection of differentiated/committed stem cell progenies: Potential advantages over transfection with marker genes, fluorescence-activated and magnetic affinity cell-sorting,” Med Hypotheses 65(2):334-336 (2005); Potrykus, Ciba Found Symp, Vol. 1 54:198 (1990); すべての刊行物をあらゆる目的で全体として本明細書に援用する)。この方法は低価格であり、比較的単純で大規模化可能である。さらに、インキュベーション条件の操作、リポソーム装填量の変更、受容体仲介、および磁性増強により、リポソーム取込みを増強できる(参照:たとえば、Pan et al. Int J Pharm. 358:263 (2008); Sarbolouki, M.N. et al., “Storage stability of stabilized MLV and REV liposomes containing sodium methotrexate (aqueous & lyophilized),” J Pharm Sci Techno. 52(10):23-27 (1998); Elorza, B., et al., “Comparison of particle size and encapsulation parameters of three liposomal preparations,” J Microencapsul. 10(2):237-248 (1993); Mykhaylyk, O. et al., “Liposomal Magnetofection,” Methods Mol Bio. 605:487-525 (2010); すべての刊行物をあらゆる目的で全体として本明細書に援用する)。 [104] A related method, macroropinocytosis or “cell drinking”, is the method used by many bacteria and viruses for intracellular entry (Zhang (2004): Molecular Imaging and Contrast Agent Database (MICAD) (database online); Bethesda (MD): National Library of Medicine (US), NCBI; 2004-2011; both publications are incorporated herein in their entirety for all purposes). There are a variety of protocols that can be used to induce cells to take up bacteria. Several agents such as nucleic acids, proteins, drugs and organelles have been encapsulated in liposomes and delivered to cells (Ben-Haim, N. et al., “Cell-specific integration of artificial organelles based on functionalized polymer vesicles, ”Nano Lett. 8 (5): 1368-1373 (2008); Lian, W. et al.,“ Intracellular delivery can be achieved by bombarding cells or tissues with accelerated molecules or bacteria without the need for carrier particles, ” Exp Cell Res. 313 (1): 53-64 (2007); Heng, BC et al., “Immunoliposome-mediated delivery of neomycin phosphotransferase for the lineage-specific selection of differentiated / committed stem cell progenies: Potential advantages over transfection with marker genes, fluorescence-activated and magnetic affinity cell-sorting, ”Med Hypotheses 65 (2): 334-336 (2005); Potrykus, Ciba Found Symp, Vol. 1 54: 198 (1990); all publications Incorporated herein in its entirety for purposes). This method is inexpensive, relatively simple and can be scaled up. In addition, liposome uptake can be enhanced by manipulation of incubation conditions, changing liposome loading, receptor-mediated, and magnetic enhancement (see, eg, Pan et al. Int J Pharm. 358: 263 (2008); Sarbolouki, MN). et al., “Storage stability of stabilized MLV and REV liposomes containing sodium methotrexate (aqueous & lyophilized),” J Pharm Sci Techno. 52 (10): 23-27 (1998); Elorza, B., et al., “ Comparison of particle size and encapsulation parameters of three liposomal preparations, ”J Microencapsul. 10 (2): 237-248 (1993); Mykhaylyk, O. et al.,“ Liposomal Magnetofection, ”Methods Mol Bio. 605: 487-525 (2010); all publications are incorporated herein in their entirety for all purposes).
[105] 赤血球仲介による伝達はリポソーム融合に類似し、試験したすべての細胞タイプにわたって高い効率および有効性をもつことが示された(Microinjection and Organelle Transplantation Techniques, Celis et al. Eds.; Academic Press: New York (1986), あらゆる目的で全体として援用する)。一般に、赤血球に浸透圧性ショック法またはエレクトロポレーション法により装填する(Schoen, P. et al., :Gene transfer mediated by fusion protein hemagglutinin reconstituted in cationic lipid vesicles,” Gene Ther. 6:823-832 (1999); Li, L.H. et al., “Electrofusion between heterogeneous-sized mammalian cells in a pellet: potential applications in drug delivery and hybridoma formation,” Biophys J. 71:479-486 (1996); Carruthers, A. et al., “A rapid method of reconstituting human erythrocyte sugar transport proteins,” Biochem. 23:2712-2718 (1984); それぞれの刊行物をあらゆる目的で全体として本明細書に援用する)。あるいは、造血前駆細胞に単細胞生物を装填し、それらを誘導して単細胞生物を収容した赤血球に分化および拡張させることにより、赤血球に間接的に装填することができる。 [105] Erythrocyte-mediated transmission is similar to liposome fusion and has been shown to be highly efficient and effective across all cell types tested (Microinjection and Organelle Transplantation Techniques, Celis et al. Eds .; Academic Press: New York (1986), incorporated in its entirety for all purposes). In general, erythrocytes are loaded by osmotic shock or electroporation (Schoen, P. et al.,: Gene transfer mediated by fusion protein hemagglutinin reconstituted in reactive lipid vesicles, ”Gene Ther. 6: 823-832 (1999 ); Li, LH et al., “Electrofusion between heterogeneous-sized mammalian cells in a pellet: potential applications in drug delivery and hybridoma formation,” Biophys J. 71: 479-486 (1996); Carruthers, A. et al. , “A rapid method of reconstituting human erythrocyte sugar transport proteins,” Biochem. 23: 2712-2718 (1984); each publication is incorporated herein by reference in its entirety for all purposes. Red blood cells can be loaded indirectly by loading organisms and inducing them to differentiate and expand into red blood cells containing single cell organisms.
[106] エレクトロポレーションは、因子を細胞へ送達するための一般的に用いられる低価格の方法である(Potrykus, I., “Gene transfer methods for plants and cell cultures,” Ciba Found Symp. 154:198-208, discussion 208-12 (1990); Wolbank, S. et al., “Labeling of human adipose-derived stem cells for non-invasive in vivo cell tracking,” Cell Tissue Bank 8:163-177 (2007); それぞれの刊行物をあらゆる目的で全体として本明細書に援用する)。 [106] Electroporation is a commonly used low-cost method for delivering factors to cells (Potrykus, I., “Gene transfer methods for plants and cell cultures,” Ciba Found Symp. 154: 198-208, discussion 208-12 (1990); Wolbank, S. et al., “Labeling of human adipose-derived stem cells for non-invasive in vivo cell tracking,” Cell Tissue Bank 8: 163-177 (2007) Each publication is incorporated herein in its entirety for all purposes).
[107] 他の態様において、細菌を自然エンドサイトーシスする真核細胞(たとえば、チャイニーズハムスター卵巣(CHO))を用いる。1態様において、改変された単細胞細菌をCHO培養に直接添加する。MTB感染前に、CHO細胞を標準法により、たとえば10%ウシ胎仔血清培地を含むHam’s F−12培地中で培養する。感染後、培地にさらに鉄(40〜80μM)をリンゴ酸鉄またはFeCl3のいずれかとして補充する。多数の他の細胞タイプが細菌をエンドサイトーシス、またはより具体的には食作用によりインターナリゼーションする;内部共生体または寄生体は細胞侵入のためにそれら自身の方法をもち、これらの自然プロセスを人工内部共生体のインターナリゼーションのために利用して、いわゆるシンビオソームを形成させることができる。他の態様において、マイクロインジェクション、細胞小器官移植、およびキメラ法を用いて、ある細胞に由来するシンビオソームを他の細胞タイプ(すなわち、人工内部共生体をエンドサイトーシスできないもの)へ移植することができる。これらの宿主細胞を一般的培地中においてその細胞タイプに特異的な手法で培養する。 [107] In other embodiments, eukaryotic cells (eg, Chinese hamster ovary (CHO)) that naturally endocytose bacteria are used. In one embodiment, the modified unicellular bacteria are added directly to the CHO culture. Prior to MTB infection, CHO cells are cultured by standard methods, for example in Ham's F-12 medium containing 10% fetal calf serum medium. After infection, the medium is further supplemented with iron (40-80 μM) as either iron malate or FeCl 3 . Many other cell types internalize bacteria by endocytosis, or more specifically phagocytosis; endosymbiosis or parasites have their own methods for cell invasion, and these natural processes Can be used for internalization of artificial endosymbiosis to form so-called symbiosomes. In other embodiments, microinjection, organelle transplantation, and chimera methods can be used to transplant symbiosomes derived from one cell into another cell type (ie, those that cannot endocytose an artificial endosymbiosis). it can. These host cells are cultured in a general medium in a manner specific to the cell type.
[108] 1態様において、単細胞生物を宿主細胞へリポソーム仲介法により導入する。MTBより大きいミトコンドリアおよびクロロプラストが、リポソームに封入した場合に効率的に真核細胞に導入された(Bonnett, H. T. Planta 131:229 (1976); Giles, K. et al., “Liposome-mediated uptake of chloroplasts by plant protoplasts,” In Vitro Cellular & Developmental Biology - Plant 16(7):581-584 (1980); それぞれの刊行物をあらゆる目的で全体として本明細書に援用する)。多数のリポソーム融合のプロトコルおよび作用物を入手でき、それらを当業者が過度の実験なしに使用できる(参照:たとえば、Ben-Haim, N. et al., “Cell-specific integration of artificial organelles based on functionalized polymer vesicles,” Nano Lett. 8(5):1368-1373 (2008); Lian, W. et al., “Intracellular delivery can be achieved by bombarding cells or tissues with accelerated molecules or bacteria without the need for carrier particles,” Exp Cell Res. 313(1):53-64 (2007); Heng, B.C. et al., “Immunoliposome-mediated delivery of neomycin phosphotransferase for the lineage-specific selection of differentiated/committed stem cell progenies: Potential advantages over transfection with marker genes, fluorescence-activated and magnetic affinity cell-sorting,” Med Hypotheses 65(2):334-336 (2005); Potrykus, Ciba Found Symp, 1(54):198 (1990); それぞれの刊行物をあらゆる目的で全体として本明細書に援用する)。 [108] In one embodiment, a unicellular organism is introduced into a host cell by a liposome-mediated method. Mitochondria and chloroplasts larger than MTB were efficiently introduced into eukaryotic cells when encapsulated in liposomes (Bonnett, HT Planta 131: 229 (1976); Giles, K. et al., “Liposome-mediated uptake of Vitro Cellular & Developmental Biology-Plant 16 (7): 581-584 (1980); each publication is incorporated herein in its entirety for all purposes). Numerous liposome fusion protocols and agents are available and can be used by one skilled in the art without undue experimentation (see, eg, Ben-Haim, N. et al., “Cell-specific integration of artificial organelles based on functionalized polymer vesicles, ”Nano Lett. 8 (5): 1368-1373 (2008); Lian, W. et al.,“ Intracellular delivery can be achieved by bombarding cells or tissues with accelerated molecules or bacteria without the need for carrier particles , ”Exp Cell Res. 313 (1): 53-64 (2007); Heng, BC et al.,“ Immunoliposome-mediated delivery of neomycin phosphotransferase for the lineage-specific selection of differentiated / committed stem cell progenies: Potential advantages over transfection with marker genes, fluorescence-activated and magnetic affinity cell-sorting, ”Med Hypotheses 65 (2): 334-336 (2005); Potrykus, Ciba Found Symp, 1 (54): 198 (1990); Is incorporated herein in its entirety for all purposes).
単細胞生物を含む真核細胞の使用方法
[109] 他の観点において、本発明は、本発明の単細胞生物により真核細胞に導入された表現型を使用する方法を提供する。ある態様において、使用する表現型は他の場合にはその真核細胞に存在しない遺伝性機能である。ある態様において、磁性表現型を備えた真核細胞は磁気操作できる。
Methods of using eukaryotic cells, including unicellular organisms
[109] In another aspect, the present invention provides a method of using a phenotype introduced into a eukaryotic cell by a unicellular organism of the present invention. In some embodiments, the phenotype used is a heritable function that is not otherwise present in the eukaryotic cell. In some embodiments, eukaryotic cells with a magnetic phenotype can be magnetically manipulated.
[110] ある態様において、磁性表現型を備えた本発明の真核細胞は、磁気による検出またはイメージング法を用いて検出およびモニターできる;たとえば、磁気共鳴イメージング(MRI)、磁性粒子イメージング(MPI)、磁気緩和スイッチング(magnetic relaxation switching)(MRS)、磁気共鳴、超伝導量子干渉(superconducting quantum interference)(SQUID)、磁力計、核磁気共鳴(NMR)、メスバウアー分光計(Mossbauer spectrometer)、電子常磁性共鳴(electron paramagnetic resonance)(EPR)、および磁気円二色性(magnetic circular dichroism)。MRIは、非侵襲性であり、光学的不透過性対象(マウス、ヒト、および他の哺乳動物を含む)の内部を見ることができ、空間解像度が低くかつ透過深度が制限される傾向をもつ非磁気イメージング(たとえば、光学プローブ)と比較して妥当な程度に高い空間解像度で軟組織間のコントラストを提供するので、広く用いられている臨床診断ツールである。MPIはMRIと同様に非侵襲性の診断方法である;しかし、それは超常磁性酸化鉄ナノ粒子により発生する磁場を特異的に検出し、きわめて低いバックグラウンドをもつイメージを生じる。一般的MRIはほぼ例外なく解剖学の視覚化に焦点を当て、いずれか特定の細胞タイプに対する特異性をもたない。一般的MRIにより用いられる‘プローブ’は、広く存在する運動性水分子中のプロトン1Hである。細胞タイプ特異性を得るために造影剤を使用できるが、造影剤は希薄になり、あるいは毒性問題をもち、短期試験に使用できるにすぎない。本発明のある態様は、生きた対象における長期試験のための細胞特異性なMRI、MPIまたは他の磁気検出イメージングを容易にする。 [110] In some embodiments, eukaryotic cells of the invention with a magnetic phenotype can be detected and monitored using magnetic detection or imaging methods; for example, magnetic resonance imaging (MRI), magnetic particle imaging (MPI) , Magnetic relaxation switching (MRS), magnetic resonance, superconducting quantum interference (SQUID), magnetometer, nuclear magnetic resonance (NMR), Mossbauer spectrometer, electron Electron paramagnetic resonance (EPR) and magnetic circular dichroism. MRI is non-invasive, can see inside optically opaque objects (including mice, humans, and other mammals), tends to have low spatial resolution and limited depth of penetration It is a widely used clinical diagnostic tool because it provides contrast between soft tissues with reasonably high spatial resolution compared to non-magnetic imaging (eg, optical probes). MPI is a non-invasive diagnostic method similar to MRI; however, it specifically detects the magnetic field generated by superparamagnetic iron oxide nanoparticles and produces an image with very low background. General MRI almost exclusively focuses on anatomical visualization and has no specificity for any particular cell type. The 'probe' used in general MRI is proton 1 H in a widely existing mobile water molecule. Contrast agents can be used to obtain cell type specificity, but contrast agents are diluted or have toxicity issues and can only be used for short-term testing. Certain aspects of the present invention facilitate cell specific MRI, MPI or other magnetic detection imaging for long term testing in living subjects.
[111] ある態様において、磁性表現型を備えた本発明の真核細胞は哺乳動物癌細胞であり、それにはヒト癌細胞系、たとえばヒト癌細胞系NCI 60;マウス癌細胞系;およびイヌ癌細胞系が含まれる。これらの磁性癌細胞を免疫無防備状態の哺乳動物、たとえばマウスに注射し、次いで磁気イメージングでモニターして腫瘍進行を経時的に追跡することができる。ある態様において、腫瘍進行をリアルタイムで追跡している期間中に、免疫無防備状態の哺乳動物に抗癌処置または想定処置を施すことができる。ある態様において、磁性表現型を備えた本発明の真核細胞の生存性をMRI、MPIまたは他の磁気検出手段によりモニターして、薬物処置を含めた種々の条件に対するインビボ細胞応答を査定する。 [111] In some embodiments, eukaryotic cells of the invention with a magnetic phenotype are mammalian cancer cells, including human cancer cell lines, such as human cancer cell line NCI 60; mouse cancer cell lines; and canine cancers. Cell lines are included. These magnetic cancer cells can be injected into immunocompromised mammals, such as mice, and then monitored by magnetic imaging to follow tumor progression over time. In certain embodiments, an immunocompromised mammal can be administered anti-cancer treatment or hypothetical treatment during a period in which tumor progression is followed in real time. In certain embodiments, the viability of eukaryotic cells of the invention with a magnetic phenotype is monitored by MRI, MPI or other magnetic detection means to assess in vivo cellular responses to a variety of conditions, including drug treatment.
[112] ある態様において、磁性表現型を備えた本発明の真核細胞は転移性癌細胞であり、注射を含めた方法によりそれらを実験動物に導入する。次いでMRI、MPIまたは他の磁気検出を用いて実験動物の全身における転移性癌細胞の転移および移動のプロセスをモニターすることができる。ある態様において、本発明の磁性真核癌細胞を腫瘍保有動物、たとえばマウスに注射し、MRI、MPIまたは他の磁気検出を用いて哺乳動物の全身を循環している転移性細胞を追跡することができる。 [112] In some embodiments, eukaryotic cells of the invention with a magnetic phenotype are metastatic cancer cells, which are introduced into experimental animals by methods including injection. MRI, MPI or other magnetic detection can then be used to monitor the metastatic cancer cell metastasis and migration process throughout the experimental animal. In certain embodiments, magnetic eukaryotic cancer cells of the invention are injected into tumor-bearing animals, such as mice, and MRI, MPI or other magnetic detection is used to track metastatic cells circulating throughout the mammal. Can do.
[113] ある態様において、磁性表現型を備えた本発明の真核細胞はマクロファージであり、実験動物に注射される。磁気イメージングを用いて動物の体内におけるマクロファージの何らかの凝集を検出する。マクロファージは、転移を含む悪性病変により引き起こされた可能性がある炎症の部位に凝集する。 [113] In one embodiment, the eukaryotic cell of the invention with a magnetic phenotype is a macrophage and is injected into a laboratory animal. Magnetic imaging is used to detect any aggregation of macrophages in the animal body. Macrophages aggregate at sites of inflammation that may have been caused by malignant lesions including metastases.
[114] ある態様において、磁性表現型を備えた本発明の真核細胞は、ヒト、マウス、ラットおよびブタを含めた哺乳動物種(ただし、これらに限定されない)から得られたES細胞、iPS細胞、または成体幹細胞を含めた幹細胞であり、あるいはそれらの幹細胞から誘導された。幹細胞をターゲット生物に直接導入するか、あるいはまずインビトロで分化させ、次いでターゲット生物に導入することができる。導入した細胞の存在位置、増殖速度および生存性を含めたインビボ動態(fate)を磁気イメージングによりアッセイすることができる。 [114] In some embodiments, eukaryotic cells of the invention with a magnetic phenotype are ES cells obtained from mammalian species including, but not limited to, humans, mice, rats and pigs, iPS Cells, or stem cells, including adult stem cells, or derived from those stem cells. Stem cells can be introduced directly into the target organism or can be first differentiated in vitro and then introduced into the target organism. In vivo fate, including the location of the introduced cells, growth rate and viability, can be assayed by magnetic imaging.
[115] ある態様において、磁性表現型を備えた本発明の真核細胞は療法用T細胞である。療法用T細胞をターゲット生物に直接導入し、導入した細胞の存在位置、増殖速度および生存性を含めたインビボ動態を磁気イメージングによりアッセイすることができる。 [115] In some embodiments, eukaryotic cells of the invention with a magnetic phenotype are therapeutic T cells. The therapeutic T cells can be introduced directly into the target organism and the in vivo kinetics including the location, proliferation rate and viability of the introduced cells can be assayed by magnetic imaging.
[116] ある態様において、磁性表現型を備えた本発明の真核細胞は造血幹細胞または前駆細胞であり、それらを次いで哺乳動物に導入する。造血幹細胞または前駆細胞を哺乳動物に導入すると、これらの細胞は骨髄に滞在するであろう。種々の刺激を受けた際の磁性造血幹細胞または前駆細胞の存在位置、増殖、および血流中への移動を含めたそれらの挙動を磁気イメージングによりモニターすることができる。 [116] In some embodiments, eukaryotic cells of the invention with a magnetic phenotype are hematopoietic stem cells or progenitor cells, which are then introduced into a mammal. When hematopoietic stem or progenitor cells are introduced into a mammal, these cells will stay in the bone marrow. The magnetic hematopoietic stem or progenitor cells can be monitored for their behavior, including the location, proliferation, and migration into the bloodstream when subjected to various stimuli.
[117] ある態様において、磁性−人工内部共生体は、それらが滞在する幹細胞性宿主細胞より低速で分裂する。経時的に、より分化した前駆細胞より一般に低速で分裂する幹細胞は、より分化した前駆細胞より長時間、磁性表現型を保持し、これら2タイプの細胞は磁気イメージングした際に測定可能なほど異なるようになるであろう。ある態様において、磁性表現型を備えた本発明の真核細胞を希望する細胞タイプの真核細胞系に融合させて、キメラ細胞を作製する。キメラ細胞を動物に導入して磁気イメージングにより追跡することができる。 [117] In certain embodiments, the magnetic-artificial endosymbiosis divides at a slower rate than the stem cell host cell in which they reside. Over time, stem cells that divide generally at a slower rate than more differentiated progenitor cells retain a magnetic phenotype for a longer time than more differentiated progenitor cells, and these two types of cells differ measurable when magnetically imaged. It will be like that. In one embodiment, a chimeric cell is produced by fusing a eukaryotic cell of the invention with a magnetic phenotype to a eukaryotic system of the desired cell type. Chimeric cells can be introduced into animals and followed by magnetic imaging.
[118] ある態様において、磁性表現型を備えた本発明の真核細胞は胚細胞である。ある態様において、胚細胞は妊娠した動物、たとえばマウスまたはラットの卵子である。ある態様において、胚を雌動物に移植し、発生させると、単細胞生物を全身に含む動物が産まれる。産まれた生物から磁性組織を採取し、それらから磁性細胞系を得ることができる。ある態様において、これらの動物を交配し、その磁性表現型を母系遺伝させる。ある態様において、磁性表現型を備えた本発明の真核細胞を多細胞胚に導入する。胚の発生に伴って磁性細胞の細胞系統を磁気イメージングにより追跡することができる。ある態様において、人工内部共生体は成体動物に保持されていないが、発生の初期にそれらが存在したことにより、この動物の免疫系は、人工内部共生体、または人工内部共生体を含む宿主細胞を異物とは認識しない。 [118] In some embodiments, the eukaryotic cell of the invention with a magnetic phenotype is an embryonic cell. In some embodiments, the embryonic cell is a pregnant animal, such as a mouse or rat egg. In certain embodiments, when an embryo is implanted into a female animal and developed, an animal is born that includes a unicellular organism throughout the body. Magnetic tissues can be collected from the organisms born and magnetic cell lines can be obtained from them. In certain embodiments, these animals are bred and the magnetic phenotype is maternally inherited. In certain embodiments, eukaryotic cells of the invention with a magnetic phenotype are introduced into a multicellular embryo. The magnetic cell lineage can be followed by magnetic imaging as the embryo develops. In some embodiments, the artificial endosymbiosis is not retained in an adult animal, but due to their presence early in development, the animal's immune system causes the artificial endosymbiosis, or a host cell comprising an artificial endosymbiosis Is not recognized as a foreign object.
[119] ある態様において、磁性表現型を備えた本発明の真核細胞は、真核細胞を磁気誘引することにより運動する。ある態様において、この運動は外部発生させた磁場および磁場勾配を用いて達成される。磁気ターゲティングのための種々のデバイス、たとえば下記に記載のものがレポートされた;U.S. Patent No. 8,159,224、およびRiegler J. et al., “Superparamagnetic iron oxide nanoparticle targeting of MSCs in vascular injury,” Biomaterials 34(8):1987-94 (2013)。ある態様において、磁性表現型を備えた本発明の真核細胞は、磁石を用いて磁性細胞を誘引することにより非磁性細胞のヘテロロガス集団からインビトロまたはインビボで分離される(生物に導入された後)。 [119] In some embodiments, eukaryotic cells of the invention with a magnetic phenotype move by magnetically attracting eukaryotic cells. In some embodiments, this motion is achieved using an externally generated magnetic field and magnetic field gradient. Various devices for magnetic targeting have been reported, such as those described below; US Patent No. 8,159,224, and Riegler J. et al., “Superparamagnetic iron oxide nanoparticle targeting of MSCs in vascular injury,” Biomaterials 34 ( 8): 1987-94 (2013). In certain embodiments, eukaryotic cells of the invention with a magnetic phenotype are isolated in vitro or in vivo (after being introduced into an organism) from a heterologous population of non-magnetic cells by attracting the magnetic cells with a magnet. ).
[120] ある態様において、磁性表現型を備えた本発明の真核細胞を、ターゲット生物の血流または他の体液に導入する。その生物の目的領域に隣接して配置した磁石により真核細胞をこの領域へ指向させ、そこに局在化させることができる。ある態様において、真核細胞は幹細胞であってもよく、それらを哺乳動物の身体のある領域へ指向させて保持し、そこでそれらは療法効果をもつことができる。ある態様において、真核細胞は免疫細胞であってもよく、それらを腫瘍または傷害部位を含めた哺乳動物の身体の特定位置へ指向させることができる。ある態様において、真核細胞に療法薬を装填し、希望する領域へ磁気誘引した後にそれを放出させることができる。 [120] In some embodiments, eukaryotic cells of the invention with a magnetic phenotype are introduced into the bloodstream or other bodily fluid of the target organism. Eukaryotic cells can be directed to this region and localized there by a magnet placed adjacent to the target region of the organism. In some embodiments, the eukaryotic cells may be stem cells, which hold them directed to a region of the mammalian body where they can have a therapeutic effect. In certain embodiments, eukaryotic cells may be immune cells, which can be directed to a specific location in the mammalian body including the tumor or injury site. In certain embodiments, eukaryotic cells can be loaded with a therapeutic agent and released after magnetic attraction to the desired area.
[121] ある態様において、マグネチックハイパーサーミア法(Magnetic Hyperthermia Technique)(MHT)と呼ばれる手法のために、磁性表現型を備えた本発明の真核細胞を交番磁場または交流磁場(alternating magnetic field、alternative magnetic field)(AMFと呼ぶ)に置く。AMFおよびMHTは、U.S. Publication No. US20120302819 (U.S. Application No. 13/510,416); およびSilva A.C. et al., “Application of hyperthermia induced by superparamagnetic iron oxide nanoparticles in glioma treatment,” Int J Nanomedicine 6:591-603 (2011)に記載されている; それぞれの刊行物をあらゆる目的で全体として本明細書に援用する)。ハイパーサーミアは、細胞構造体の機能性を変化させるために身体組織の温度上昇を促進する療法である。それの活性は、温度上昇は細胞溶解および細胞死を含めた細胞損傷を誘発することができるという事実に基づく。ある態様において、本発明の真核細胞に交番磁場を1、5、10、20、30、40、50または60分間施す。ある態様において、印加するAMFの磁場周波数は50kHz〜1MHzである。ある態様において、印加するAMFの磁場振幅は100mT未満に留まる。ある態様において、MHTを施す本発明の真核細胞は腫瘍細胞であり、それらは突然の温度上昇に対して正常な周囲細胞より耐容性が低い。ある態様において、本発明の真核細胞は腫瘍細胞であるか、あるいは腫瘍細胞に隣接し、腫瘍の内部温度が43℃〜47℃に達するまで交番磁場を施される。 [121] In one embodiment, for a technique called Magnetic Hyperthermia Technique (MHT), the eukaryotic cell of the present invention with a magnetic phenotype is replaced with an alternating magnetic field or an alternating magnetic field (alternative magnetic field, alternative magnetic field). Place in magnetic field (referred to as AMF). AMF and MHT are described in US Publication No. US20120302819 (US Application No. 13 / 510,416); and Silva AC et al., “Application of hyperthermia induced by superparamagnetic iron oxide nanoparticles in glioma treatment,” Int J Nanomedicine 6: 591-603. (2011); each publication is incorporated herein in its entirety for all purposes). Hyperthermia is a therapy that promotes an increase in body tissue temperature to change the functionality of cellular structures. Its activity is based on the fact that elevated temperature can induce cell damage including cell lysis and cell death. In certain embodiments, the eukaryotic cells of the invention are subjected to an alternating magnetic field for 1, 5, 10, 20, 30, 40, 50 or 60 minutes. In one embodiment, the magnetic field frequency of the applied AMF is 50 kHz to 1 MHz. In some embodiments, the magnetic field amplitude of the applied AMF remains below 100 mT. In certain embodiments, eukaryotic cells of the present invention that are subjected to MHT are tumor cells, which are less tolerated than normal surrounding cells against sudden increases in temperature. In certain embodiments, eukaryotic cells of the invention are tumor cells or are adjacent to tumor cells and subjected to an alternating magnetic field until the internal temperature of the tumor reaches 43 ° C to 47 ° C.
[122] ある態様において、磁性表現型を備えた本発明の真核細胞を回転磁場に置き、細胞内の単細胞生物の回転、および細胞死を含めた細胞損傷を生じさせる。ある態様において、全細胞集団に交番磁場または回転磁場を施すことにより、非磁性細胞のヘテロロガス集団内の磁性表現型を備えた本発明の真核細胞に選択的に損傷を与える。ある態様において、非磁性細胞のヘテロロガス集団内の磁性表現型を備えた本発明の真核細胞を交番磁場または回転磁場に置き、本発明の真核細胞と本発明の真核細胞の近くにある非磁性細胞の両方に損傷を生じさせる。ある態様において、磁性表現型を備えた本発明の真核細胞を動物に導入し、磁気操作または当技術分野で既知である他の形の細胞ターゲティングによりその動物内のある位置へターゲティングさせる。次いで動物内のその位置に交番磁場または回転磁場を施して、磁性細胞の周囲の細胞に損傷を生じさせることができる。ある態様において、磁性表現型を備えた本発明の真核細胞を動物に導入し、磁気操作または当技術分野で既知である他の形の細胞ターゲティングによりその動物内の腫瘍部位へターゲティングさせる。その腫瘍に交番磁場または回転磁場を施して、磁性細胞の周囲の腫瘍細胞に損傷を生じさせることができる。ある態様において、磁性表現型を備えた本発明の真核細胞は幹細胞であり、それにはヒト、マウス、ラットおよびブタを含めた(ただし、これらに限定されない)哺乳動物種から得られたES細胞、iPS細胞、または成体幹細胞が含まれる。幹細胞をターゲット生物に直接導入するか、あるいはまずインビトロで分化させ、次いでターゲット生物に導入することができる。導入後、動物に交番磁場または回転磁場を施して、導入した幹細胞およびこれらの幹細胞から生じた系統を死滅させることができる。導入した細胞の存在位置、増殖速度および生存性を含めたインビボ動態を磁気イメージングによりアッセイすることができる。 [122] In some embodiments, eukaryotic cells of the present invention with a magnetic phenotype are placed in a rotating magnetic field, causing cell damage, including rotation of intracellular single cell organisms and cell death. In certain embodiments, applying an alternating or rotating magnetic field to the entire cell population selectively damages eukaryotic cells of the invention with a magnetic phenotype within a heterologous population of non-magnetic cells. In some embodiments, a eukaryotic cell of the invention with a magnetic phenotype within a heterologous population of nonmagnetic cells is placed in an alternating or rotating magnetic field and is in proximity to the eukaryotic cell of the invention and the eukaryotic cell of the invention. Causes damage to both non-magnetic cells. In certain embodiments, eukaryotic cells of the invention with a magnetic phenotype are introduced into an animal and targeted to a location within the animal by magnetic manipulation or other forms of cell targeting known in the art. An alternating or rotating magnetic field can then be applied at that location in the animal to cause damage to the cells surrounding the magnetic cells. In certain embodiments, eukaryotic cells of the invention with a magnetic phenotype are introduced into an animal and targeted to a tumor site within the animal by magnetic manipulation or other forms of cell targeting known in the art. The tumor can be subjected to an alternating or rotating magnetic field to cause damage to the tumor cells surrounding the magnetic cells. In some embodiments, eukaryotic cells of the invention with a magnetic phenotype are stem cells, including ES cells obtained from mammalian species including, but not limited to, humans, mice, rats and pigs. , IPS cells, or adult stem cells. Stem cells can be introduced directly into the target organism or can be first differentiated in vitro and then introduced into the target organism. After the introduction, the animal can be subjected to an alternating magnetic field or a rotating magnetic field to kill the introduced stem cells and the lines resulting from these stem cells. In vivo kinetics including the location of introduced cells, growth rate and viability can be assayed by magnetic imaging.
マルチモーダル検出
[123] 他の観点において、本発明は、単細胞生物で、たとえば人工内部共生体で工学操作した、真核細胞に関する。単細胞生物は少なくとも1つの希望する表現型を真核細胞に付与することができる。ある態様において、単細胞生物は、ポリペプチド(単数または複数)、核酸(単数または複数)、脂質(単数または複数)、炭水化物(単数または複数)、アミノ酸(単数または複数)、または他の因子(単数または複数)を宿主細胞へ分泌し、および/または宿主細胞から輸送することができる。単細胞生物と宿主細胞の間のこのコミュニケーションにより、真核細胞に対して希望する表現型または複数の表現型を生じさせることができる。そのような希望する表現型または希望する複数の表現型により、真核細胞のマルチモーダル検出または観察を可能にすることができる。よって、ある態様において、単細胞生物は真核細胞のマルチモーダル検出または観察のためのマルチモーダルプローブとして使用できる。
Multimodal detection
[123] In another aspect, the invention relates to a eukaryotic cell that is engineered in a unicellular organism, eg, an artificial endosymbiosis. A unicellular organism can confer at least one desired phenotype to a eukaryotic cell. In certain embodiments, the unicellular organism is a polypeptide (s), nucleic acid (s), lipid (s), carbohydrate (s), amino acid (s), or other factor (s). Or) can be secreted into and / or transported from the host cell. This communication between the unicellular organism and the host cell can give rise to the desired phenotype or phenotypes for the eukaryotic cell. Such desired phenotype or desired multiple phenotypes may allow multimodal detection or observation of eukaryotic cells. Thus, in certain embodiments, a unicellular organism can be used as a multimodal probe for multimodal detection or observation of eukaryotic cells.
[124] ある態様において、マルチモーダルプローブは、マルチモーダル検出のための1以上のレポーターを発現する磁性細菌を含む。ある態様において、磁性細菌はマルチモーダル検出のための1以上のレポーターを発現する走磁性細菌を含む。ある態様において、マルチモーダルプローブとして用いるために、レポータータンパク質をコードするヘテロロガス遺伝子を磁性細菌に導入し、それによりその遺伝子修飾された磁性細菌はそのレポーターを発現する。ある態様において、磁性細菌は単一レポーターを発現するように工学操作される。ある態様において、マルチモーダル検出のために、それぞれ異なるレポーターを発現する異なる磁性細菌を真核細胞に導入する。ある態様において、たとえば2以上のレポーターをコードする単一のベクター構築体の使用により、磁性細菌は2以上のレポーター生成物を発現するように工学操作される。ある態様において、レポーターはヘテロロガスレポーターを含み、検出のために機能性の形態で発現する。レポーター遺伝子の発現により、磁性細菌の磁性表現型に加えて追加のイメージングモダリティーが提供される。 [124] In some embodiments, the multimodal probe comprises a magnetic bacterium that expresses one or more reporters for multimodal detection. In certain embodiments, the magnetic bacterium comprises a magnetotactic bacterium that expresses one or more reporters for multimodal detection. In some embodiments, a heterologous gene encoding a reporter protein is introduced into a magnetic bacterium for use as a multimodal probe, whereby the genetically modified magnetic bacterium expresses the reporter. In certain embodiments, the magnetic bacterium is engineered to express a single reporter. In certain embodiments, different magnetic bacteria, each expressing a different reporter, are introduced into eukaryotic cells for multimodal detection. In certain embodiments, a magnetic bacterium is engineered to express two or more reporter products, for example by use of a single vector construct encoding two or more reporters. In certain embodiments, the reporter comprises a heterologous reporter and is expressed in a functional form for detection. Reporter gene expression provides additional imaging modalities in addition to the magnetic phenotype of magnetic bacteria.
[125] たとえば、本開示は、走磁性細菌株マグネトスピリラム・マグネティカム(Magnetospirillum magneticum)(AMB−1)を用いる2モダリティーのために有効なレポーター遺伝子発現を示す。レポーター遺伝子を発現するためのある態様において、レポーター遺伝子および適切な耐性遺伝子(たとえば、抗生物質耐性を付与するもの)を含むプラスミドを大腸菌(Escherichia coli)細胞に導入し、その大腸菌細胞をターゲットである走磁性細菌細胞と交配させ、次いで走磁性細菌について選択を実施する。次いで形質転換した走磁性細菌について適切なアッセイを実施して、そのレポーターの存在および陽性発現を確認することができる。ある態様において、取込みについてレポーター遺伝子を選択する際、それが依然として原核細胞の転写および翻訳の機構を使って機能性形態で発現できることを確認することに注意を払う。これらの改変された細菌は磁性表現型およびレポーター遺伝子の表現型をもち、それにより、遺伝子修飾された走磁性細菌を保有する真核細胞のマルチモーダル検出が可能になる。追加のレポーター遺伝子の導入および発現は、異なるイメージングモダリティーを用いて各レポーター遺伝子を検出できる限り、追加のイメージング可能性を提供する。 [125] For example, the present disclosure demonstrates reporter gene expression effective for two modalities using the magnetotactic bacterial strain Magnetospirillum magneticum (AMB-1). In one embodiment for expressing a reporter gene, a plasmid containing a reporter gene and an appropriate resistance gene (eg, one that confers antibiotic resistance) is introduced into an Escherichia coli cell and the E. coli cell is targeted Mating with magnetotactic bacterial cells and then selecting for magnetotactic bacteria. Appropriate assays can then be performed on the transformed magnetotactic bacteria to confirm the presence and positive expression of the reporter. In certain embodiments, when selecting a reporter gene for uptake, care is taken to ensure that it can still be expressed in a functional form using prokaryotic transcription and translation machinery. These modified bacteria have a magnetic phenotype and a reporter gene phenotype, thereby allowing multimodal detection of eukaryotic cells carrying genetically modified magnetotactic bacteria. Introduction and expression of additional reporter genes provides additional imaging possibilities as long as each reporter gene can be detected using different imaging modalities.
[126] ある態様において、遺伝子修飾された磁性細菌のマグネトソームは、MRIシステム、磁性粒子イメージング(MPI)システム、磁気緩和スイッチング(MRS)システム、磁気共鳴分光計、超伝導量子干渉デバイス(SQUID)、磁力計、核磁気共鳴(NMR)システム、メスバウアー分光計、電子常磁性共鳴(EPR)システム、および磁気円二色性システムを用いて検出できる。レポーター遺伝子の生成物は、そのレポーター遺伝子から発現するレポーター生成物のタイプに応じて、いずれか適切な検出法および検出装置により検出できる。たとえば、代表的レポーター遺伝子は発光タンパク質(たとえば、ルシフェラーゼまたはeGFP)をコードし、この表現型を光学イメージングにより検出でき、それは非侵襲的に(BLIおよびFLIについて)、またはある程度の侵襲性で、たとえば生体顕微鏡検査および蛍光腹腔鏡検査で、実施できる(参照:たとえば、Gahlen, J. et al., “Laparoscopic fluorescence diagnosis for intraabdominal fluorescence targeting of peritoneal carcinosis,” Ann Surg. 235:252-260 (2002), あらゆる目的で全体として本明細書に援用する)。本明細書中の記載において、レポーターの発現は、コードされたレポーターまたはレポーター分子の発現をもたらす対応するレポーター遺伝子の発現を含むものとする。 [126] In some embodiments, the genetically modified magnetic bacterial magnetosome comprises an MRI system, a magnetic particle imaging (MPI) system, a magnetic relaxation switching (MRS) system, a magnetic resonance spectrometer, a superconducting quantum interference device (SQUID) , Magnetometers, nuclear magnetic resonance (NMR) systems, Mossbauer spectrometers, electron paramagnetic resonance (EPR) systems, and magnetic circular dichroism systems. The product of the reporter gene can be detected by any suitable detection method and device, depending on the type of reporter product expressed from the reporter gene. For example, a representative reporter gene encodes a photoprotein (eg, luciferase or eGFP) and this phenotype can be detected by optical imaging, which can be non-invasive (for BLI and FLI) or to some degree invasive, eg Can be performed with biomicroscopy and fluorescence laparoscopy (see, eg, Gahlen, J. et al., “Laparoscopic fluorescence diagnosis for intraabdominal fluorescence targeting of peritoneal carcinosis,” Ann Surg. 235: 252-260 (2002), Incorporated herein in its entirety for all purposes). As used herein, reporter expression is intended to include expression of the corresponding reporter gene that results in expression of the encoded reporter or reporter molecule.
[127] ある態様において、マルチモーダルプローブは、陽電子放射断層撮影(PET)レポーター、単一光子放射コンピューター断層撮影(single photon emission computed tomography)(SPECT)レポーター、X線レポーター、光音響レポーター、および超音波レポーターから選択される1以上のレポーターを発現する磁性(たとえば、走磁性)細菌細胞を含む。 [127] In some embodiments, the multimodal probe comprises a positron emission tomography (PET) reporter, a single photon emission computed tomography (SPECT) reporter, an X-ray reporter, a photoacoustic reporter, and an ultrasonograph It includes magnetic (eg, magnetotactic) bacterial cells that express one or more reporters selected from sonic reporters.
[128] ある態様において、マルチモーダルプローブは、前記レポーターのほかに、さらに蛍光レポーターまたは生物発光レポーターを発現する。ある態様において、マルチモーダルプローブは、前記レポーターのほかに、さらに蛍光レポーターおよび生物発光レポーターを発現する。 [128] In some embodiments, the multimodal probe further expresses a fluorescent or bioluminescent reporter in addition to the reporter. In one embodiment, the multimodal probe further expresses a fluorescent reporter and a bioluminescent reporter in addition to the reporter.
[129] ある態様において、マルチモーダルプローブは少なくとも陽電子放射断層撮影(PET)レポーターを発現する。種々のPETレポーターを発現させて、マルチモーダルプローブに使用することができる。ある態様において、PETレポーターはチミジンキナーゼを含む。ある態様において、チミジンキナーゼは単純ヘルペスウイルス−チミジンキナーゼ、水痘−帯状疱疹ウイルス−チミジンキナーゼ、ヒト−ミトコンドリアチミジンキナーゼ、またはその活性バリアントから選択される(参照:たとえば、Campbell et al., J Biol Chem. 287(1):446-54 (2012))。チミジンキナーゼのPET検出は、一般にPET特異的レポータープローブを用いて達成される。HSVチミジンキナーゼのための代表的なPETレポータープローブには[18F]9−(4−[18F]−フルオロ−3−ヒドロキシメチルブチル)−グアニン、すなわちフッ素−18標識したペンシクロビル(penciclovir)アナログが含まれ、それはチミジンキナーゼ(TK)によりリン酸化されると細胞内に保持された状態になる。他のチミジンキナーゼレポータープローブは5−(76)Br−ブロモ−2’−フルオロ−2’−デオキシウリジンである。ある態様において、いずれの内因性チミジンキナーゼと比較しても優先的にヘテロロガス−チミジンキナーゼの作用を受けるチミジンキナーゼレポータープローブを用いる。 [129] In some embodiments, the multimodal probe expresses at least a positron emission tomography (PET) reporter. Various PET reporters can be expressed and used for multimodal probes. In certain embodiments, the PET reporter comprises thymidine kinase. In some embodiments, the thymidine kinase is selected from herpes simplex virus-thymidine kinase, varicella-zoster virus-thymidine kinase, human-mitochondrial thymidine kinase, or an active variant thereof (see, eg, Campbell et al., J Biol Chem 287 (1): 446-54 (2012)). PET detection of thymidine kinase is generally accomplished using a PET specific reporter probe. A typical PET reporter probe for HSV thymidine kinase is [ 18 F] 9- (4- [18F] -fluoro-3-hydroxymethylbutyl) -guanine, a fluorine-18 labeled penciclovir analog. Contained and becomes retained in the cell when phosphorylated by thymidine kinase (TK). Another thymidine kinase reporter probe is 5- (76) Br-bromo-2′-fluoro-2′-deoxyuridine. In certain embodiments, a thymidine kinase reporter probe that is preferentially acted upon by heterologous-thymidine kinase compared to any endogenous thymidine kinase is used.
[130] マルチモーダルプローブに使用できる他のPETレポーターには、とりわけ、ドーパミンD2(D2R)受容体、ヨウ化ナトリウムトランスポーター(NIS)、デオキシシチジンキナーゼ、ソマトスタチン受容体サブタイプ2、ノルエピネフリントランスポーター(NET)、カンナボイド受容体、グルコーストランスポーター(Glut1)、チロシナーゼ、およびその活性バリアントが含まれる。各PETレポーターのための関連レポータープローブは当業者に周知である。ドーパミンD2(D2R)受容体のための代表的レポータープローブは、3−(2’−[18F]フルオロエチル)スピペロン(FESP)である(MacLaren et al., Gene Ther. 6(5):785-91 (1999))。ヨウ化ナトリウムトランスポーターのための代表的レポータープローブは124Iであり、それはトランスポーターによる輸送の後、細胞内に保持される。デオキシシチジンキナーゼのための代表的レポータープローブは、2’−デオキシ−2’−18F−5−エチル−1−β−d−アラビノフラノシルウラシル(18F−FEAU)である。ソマトスタチン受容体サブタイプ2のための代表的レポータープローブは、11In−、99m/94mTc−、90Y−、または177Lu−標識したオクトレオチド(octreotide)アナログ、たとえば90Y−、または177Lu−標識したDOTATOC(Zhang et al., J Nucl Med. 50(suppl 2):323 (2009));68Ga−DOTATATE;および111In−DOTABASS(参照:たとえば、Brader et al., J Nucl Med. 54(2):167-172 (2013), 本明細書に援用する)である。ノルエピネフリントランスポーターのための代表的レポータープローブは、11C−m−ヒドロキシエフェドリンである(Buursma et al., J Nucl Med. 46:2068-2075 (2005))。カンナボイド受容体のための代表的レポータープローブは、11C−標識したCB2リガンドである11C−GW405833(Vandeputte et al., J Nucl Med. 52(7):1102-1109 (2011))である。グルコーストランスポーターのための代表的レポータープローブは、[18F]フルオロ−2−デオキシ−d−グルコース(Herschman, H.R., Crit Rev Oncology/Hematology 51:191-204 (2004))である。チロシナーゼのための代表的レポータープローブは、N−(2−(ジエチルアミノ)エチル)−18F−5−フルオロピコリンアミド(Qin et al., Sci Rep. 3:1490 (2013))である。他のレポータープローブは、たとえばYaghoubi et al., Theranostics 2(4):374-391 (2012)に記載されており、これを 本明細書に援用する。 [130] Other PET reporters that can be used for multimodal probes include, among others, dopamine D2 (D2R) receptor, sodium iodide transporter (NIS), deoxycytidine kinase, somatostatin receptor subtype 2, norepinephrine transporter ( NET), cannaboid receptor, glucose transporter (Glut1), tyrosinase, and active variants thereof. Related reporter probes for each PET reporter are well known to those skilled in the art. An exemplary reporter probe for the dopamine D2 (D2R) receptor is 3- (2 ′-[ 18 F] fluoroethyl) spiperone (FESP) (MacLaren et al., Gene Ther. 6 (5): 785 -91 (1999)). A typical reporter probe for the sodium iodide transporter is 124 I, which is retained intracellularly after transport by the transporter. An exemplary reporter probe for deoxycytidine kinase is 2′-deoxy-2′- 18 F-5-ethyl-1-β-d-arabinofuranosyluracil ( 18 F-FEAU). Representative reporter probes for somatostatin receptor subtype 2 are 11 In-, 99m / 94m Tc-, 90 Y-, or 177 Lu-labeled octreotide analogs, such as 90 Y-, or 177 Lu- Labeled DOTATOC (Zhang et al., J Nucl Med. 50 (suppl 2): 323 (2009)); 68 Ga-DOTATE; and 111 In-DOTABASS (see, eg, Brader et al., J Nucl Med. 54 (2): 167-172 (2013), incorporated herein by reference). An exemplary reporter probe for the norepinephrine transporter is 11 Cm-hydroxyephedrine (Buursma et al., J Nucl Med. 46: 2068-2075 (2005)). Representative reporter probe for Kan'naboido receptors, 11 C-labeled a CB 2 ligand 11 C-GW405833 (Vandeputte et al , J Nucl Med 52 (7):.. 1102-1109 (2011)) is . An exemplary reporter probe for the glucose transporter is [ 18 F] fluoro-2-deoxy-d-glucose (Herschman, HR, Crit Rev Oncology / Hematology 51: 191-204 (2004)). Representative reporter probe for tyrosinase, N- (2- (diethylamino) ethyl) - 18 F-5-fluoro-picolinic amide (Qin et al, Sci Rep 3 :.. 1490 (2013)) is. Other reporter probes are described, for example, in Yaghoubi et al., Theranostics 2 (4): 374-391 (2012), which is incorporated herein by reference.
[131] ある態様において、マルチモーダルプローブは少なくとも単一光子放射コンピューター断層撮影(SPECT)レポーターを発現する。代表的なSPECTレポーターには、ヨウ化ナトリウムトランスポーター、ドーパミンD2(D2R)受容体、およびその活性バリアントが含まれる。ある態様において、SPECTレポーターはSPECT検出可能なシクロアルカン基質を共有結合することができる修飾ハロアルカンデハロゲナーゼを含む(参照:たとえば、Hong et al., Am J Transl Res. 5(3):291-302 (2013), 本明細書に援用する)。 [131] In some embodiments, the multimodal probe expresses at least a single photon emission computed tomography (SPECT) reporter. Exemplary SPECT reporters include sodium iodide transporter, dopamine D2 (D2R) receptor, and active variants thereof. In some embodiments, the SPECT reporter comprises a modified haloalkane dehalogenase capable of covalently binding a SPECT detectable cycloalkane substrate (see, eg, Hong et al., Am J Transl Res. 5 (3): 291- 302 (2013), incorporated herein by reference).
[132] ある態様において、マルチモーダルプローブは少なくとも光音響レポーターを発現する。代表的な光音響レポーターには、とりわけ、チロシナーゼおよびβ−ガラクトシダーゼが含まれる(参照:たとえば、Krumholz et al., J Biomed Optics. 16(8):1-3 (2011))。チロシナーゼのためのレポータープローブは前記に述べてある。β−ガラクトシダーゼのための代表的レポータープローブは、5−ブロモ−4−クロロ−3−インドリル−β−D−ガラクトシド(X−gal)である(Li et al., J Biomed Opt. 12(2): 020504 (2007))。 [132] In some embodiments, the multimodal probe expresses at least a photoacoustic reporter. Exemplary photoacoustic reporters include, among others, tyrosinase and β-galactosidase (see, eg, Krumholz et al., J Biomed Optics. 16 (8): 1-3 (2011)). Reporter probes for tyrosinase are described above. An exemplary reporter probe for β-galactosidase is 5-bromo-4-chloro-3-indolyl-β-D-galactoside (X-gal) (Li et al., J Biomed Opt. 12 (2) : 020504 (2007)).
[133] ある態様において、マルチモーダルプローブは少なくともX線レポーターを発現する。代表的なX線レポーターには、とりわけ、ソマトスタチン受容体 2、または他のタイプの受容体ベースの結合剤が含まれる。レポータープローブはレポータープローブに結合した放射線不透過性標識部分をもつことができ、たとえばX線またはコンピューター断層撮影によりイメージングされる。代表的な放射線不透過性標識はヨウ素、特にポリヨウ素化された化学基(参照:たとえば、U.S. Patent No. 5,141,739)、および常磁性標識(たとえば、ガドリニウム)であり、それらを一般的手段でレポータープローブに付着させることができる。 [133] In some embodiments, the multimodal probe expresses at least an X-ray reporter. Exemplary x-ray reporters include, among others, somatostatin receptor 2, or other types of receptor-based binding agents. The reporter probe can have a radiopaque label moiety attached to the reporter probe and is imaged, for example, by x-ray or computed tomography. Representative radiopaque labels are iodine, especially polyiodinated chemical groups (see, eg, US Patent No. 5,141,739), and paramagnetic labels (eg, gadolinium), which are reported by conventional means. It can be attached to the probe.
[134] ある態様において、マルチモーダルプローブは少なくとも超音波レポーターを発現する。代表的な超音波レポーターには、とりわけ、超音波造影剤、たとえばマイクロバブル造影剤を結合できる結合剤が含まれる。たとえば、結合剤は走磁性細菌内で発現してあるペプチドを特異的に指向する抗体を含むことができ、そのペプチドはマイクロバブル造影剤に結合している(参照:たとえば、Kiessling et al., J Nucl. Med. 53:345-348 (2012))。 [134] In some embodiments, the multimodal probe expresses at least an ultrasonic reporter. Exemplary ultrasound reporters include, inter alia, binders that can bind ultrasound contrast agents, such as microbubble contrast agents. For example, a binding agent can include an antibody that specifically directs a peptide expressed in a magnetotactic bacterium, which peptide is bound to a microbubble contrast agent (see, eg, Kiessling et al., J Nucl. Med. 53: 345-348 (2012)).
[135] レポーターが蛍光レポーターである本発明の態様において、任意数の蛍光レポーターを使用できる。これらには、たとえばオワンクラゲ(Aequorea victoria)またはウミシイタケ(Renilla reniformis)に由来する緑色蛍光タンパク質、およびその活性バリアント(たとえば、青色蛍光タンパク質、黄色蛍光タンパク質、シアン蛍光タンパク質など);ヒドロ虫綱(Hydroid)クラゲ、カイアシ類(Copepod)、有櫛板動物(Ctenophora)、花虫綱(サンゴ虫綱)(Anthrozoas)、およびサンゴイソギンチャク(Entacmaea quadricolor)に由来する蛍光タンパク質、ならびにその活性バリアント;ならびにフィコビリタンパク質(phycobiliprotein)、およびその活性バリアントが含まれる。 [135] In embodiments of the invention in which the reporter is a fluorescent reporter, any number of fluorescent reporters can be used. These include, for example, green fluorescent proteins derived from Aequorea victoria or Renilla reniformis, and active variants thereof (eg, blue fluorescent protein, yellow fluorescent protein, cyan fluorescent protein, etc.); Fluorescent proteins derived from jellyfish, copepods, Ctenophora, Anthrozoas, and Entacmaea quadricolor, and their active variants; and phycobiliproteins (phycobiliprotein), and active variants thereof.
[136] レポーターが生物発光レポーターである本発明のある態様において、任意数の生物発光レポーターをレポーターとして使用できる。これには、たとえば、限定ではなくエクオリン(aequorin)(および他のCa+2調節−発光タンパク質)、ルシフェリン基質をベースとするルシフェラーゼ、セレンテラジン(Coelenterazine)基質をベースとするルシフェラーゼ(たとえば、ウミシイタケ属(Renilla)、ガウシア属(Gaussia)、メトリディナ属(Metridina))、およびシュプリジナ属(Cypridina)由来のルシフェラーゼ、ならびにその活性バリアントが含まれる。 [136] In certain embodiments of the invention in which the reporter is a bioluminescent reporter, any number of bioluminescent reporters can be used as the reporter. This includes, but is not limited to, aequorin (and other Ca +2 regulatory-photoproteins), luciferase based on a luciferin substrate, luciferase based on a coelenterazine substrate (eg, Renilla ), Gaussia, Metridina), and Cypridina luciferases, and active variants thereof.
[137] ある態様において、マルチモーダルプローブは、蛍光レポーター、生物発光レポーター、PETレポーター、SPECTレポーター、X線レポーター、光音響レポーター、および超音波レポーターから選択される少なくとも2種類もしくはそれ以上のレポーター、少なくとも3種類もしくはそれ以上のレポーター、少なくとも4種類もしくはそれ以上のレポーター、または少なくとも5種類もしくはそれ以上のレポーターを発現する。 [137] In some embodiments, the multimodal probe is at least two or more reporters selected from a fluorescent reporter, a bioluminescent reporter, a PET reporter, a SPECT reporter, an X-ray reporter, a photoacoustic reporter, and an ultrasound reporter, Express at least 3 or more reporters, at least 4 or more reporters, or at least 5 or more reporters.
[138] ある態様において、マルチモーダルプローブは、蛍光レポーター、生物発光レポーター、PETレポーター、SPECTレポーター、X線レポーター、光音響レポーター、および超音波レポーターから選択される少なくとも2種類のレポーターを発現する。 [138] In some embodiments, the multimodal probe expresses at least two reporters selected from a fluorescent reporter, a bioluminescent reporter, a PET reporter, a SPECT reporter, an X-ray reporter, a photoacoustic reporter, and an ultrasound reporter.
[139] ある態様において、マルチモーダルプローブは、蛍光レポーター、生物発光レポーター、PETレポーター、SPECTレポーター、X線レポーター、光音響レポーター、および超音波レポーターから選択される少なくとも3種類のレポーターを発現する。 [139] In certain embodiments, the multimodal probe expresses at least three reporters selected from a fluorescent reporter, a bioluminescent reporter, a PET reporter, a SPECT reporter, an X-ray reporter, a photoacoustic reporter, and an ultrasound reporter.
[140] ある態様において、マルチモーダルプローブのためのレポーター遺伝子は、多重イメージングモダリティーにより検出できるレポーター、たとえば、光音響イメージング(PAI)、MRIおよびPET(適切なラジオトレーサーを用いる)信号を発生することが示されたチロシナーゼをコードする(参照:たとえば、Qin, C. et al., “Tyrosinase as a multifunctional reporter gene for photoacoustic/MRI/PET triple modality molecular imaging,” Scientific Rep. 3:1490 (2013), あらゆる目的で全体として本明細書に援用する)。あるいは、レポーター遺伝子は、互いに連結した2以上のレポーターを含む融合タンパク質(たとえば、ルシフェラーゼ−GFP−チミジンキナーゼ三重融合レポーター)であってもよい(Ray P. et al., “Imaging tri-fusion multimodality reported gene expression in living subjects,” Cancer Res. 64:1323-1330 (2004), あらゆる目的で全体として本明細書に援用する)。ある態様において、レポーターはそれぞれ異なるレポーターを含み、各レポーターは異なるイメージングモダリティーにより検出できる。 [140] In certain embodiments, a reporter gene for a multimodal probe generates a reporter that can be detected by multiple imaging modalities, such as photoacoustic imaging (PAI), MRI, and PET (using an appropriate radio tracer) signal Encodes the indicated tyrosinase (see, eg, Qin, C. et al., “Tyrosinase as a multifunctional reporter gene for photoacoustic / MRI / PET triple modality molecular imaging,” Scientific Rep. 3: 1490 (2013), Incorporated herein in its entirety for all purposes). Alternatively, the reporter gene may be a fusion protein comprising two or more reporters linked together (eg, luciferase-GFP-thymidine kinase triple fusion reporter) (Ray P. et al., “Imaging tri-fusion multimodality reported gene expression in living subjects, ”Cancer Res. 64: 1323-1330 (2004), incorporated herein in its entirety for all purposes). In certain embodiments, each reporter comprises a different reporter, and each reporter can be detected by a different imaging modality.
[141] ある態様において、ヘテロロガスレポーターを発現する遺伝子は、たとえば自己複製するプラスミド、コスミド(cosmid)またはバクミド(bacmid)の一部として染色体外にあってもよい。ある態様において、レポーターを発現する遺伝子を、たとえば相同組換え、またはリコンビナーゼ、たとえばCre−loxP、Dre−rox、酵母フリッパーゼ(flippase)(FLP)により仲介される組込み、およびattTn7ベースの組込みによって、細菌染色体に組み込むことができる(Choi et al., Appl Environ Microbiol. 72(1):753-758 (2008))。ある態様において、レポーター遺伝子は他のタンパク質に融合していない機能性レポーターを発現するように構築される。ある態様において、レポーター遺伝子は、融合体、すなわち他のヘテロロガスタンパク質またはその走磁性細菌のタンパク質への融合体として機能性レポーターを発現するように構築される。 [141] In certain embodiments, a gene that expresses a heterologous reporter may be extrachromosomal, eg, as part of a self-replicating plasmid, cosmid, or bacmid. In certain embodiments, a gene that expresses a reporter is transformed into bacteria by, for example, homologous recombination, or recombinases such as Cre-loxP, Dre-rox, yeast flippase (FLP) mediated integration, and attTn7 based integration. It can be integrated into the chromosome (Choi et al., Appl Environ Microbiol. 72 (1): 753-758 (2008)). In certain embodiments, the reporter gene is constructed to express a functional reporter that is not fused to another protein. In certain embodiments, the reporter gene is constructed to express a functional reporter as a fusion, ie, a fusion to another heterologous protein or protein of a magnetotactic bacterium.
[142] ある態様において、遺伝子修飾された磁性細菌を真核細胞へマルチモーダル検出のために導入する。真核細胞の内部に入ると、遺伝子修飾された磁性細菌は自己複製する能力をもち、よって細胞分裂事象の後ですらそれらのレベルを維持し、これによりそれらは長期間の細胞追跡および他のイメージング可能性のための強力なツールになる。走磁性細菌のマグネタイトベースの鉄コアは、強力なインビボMRI信号を発生することができる。さらに、遺伝子修飾された磁性細菌は、真核細胞に取り込まれる前に、たとえば遺伝子修飾された磁性細菌の、および遺伝子修飾された磁性細菌で標識された細胞のマルチモーダルイメージングによるイメージングを可能にするレポーター遺伝子を追加することにより、追加の機能性をもつことができる。マルチモーダルプローブを含む真核細胞には、植物細胞および動物細胞を含めた前記細胞のいずれかを含めることができる。ある態様において、マルチモーダルプローブを含む真核細胞は哺乳動物細胞である。ある態様において、哺乳動物細胞にはマウス(ネズミ)、ラット、ウサギ、ハムスター、ヒト、ブタ、ウシ、またはイヌの細胞を含めることができる。ある態様において、哺乳動物細胞は癌細胞または幹細胞であり、それには本開示に記載する特定の癌細胞、幹細胞、および胚細胞が含まれる。 [142] In certain embodiments, genetically modified magnetic bacteria are introduced into eukaryotic cells for multimodal detection. Once inside the eukaryotic cell, the genetically modified magnetic bacteria have the ability to self-replicate and thus maintain their levels even after a cell division event, which allows them to maintain long-term cell tracking and other Become a powerful tool for imaging possibilities. The magnetite-based iron core of magnetotactic bacteria can generate strong in vivo MRI signals. Furthermore, genetically modified magnetic bacteria allow for imaging by multimodal imaging of, for example, genetically modified magnetic bacteria and cells labeled with genetically modified magnetic bacteria before being taken up by eukaryotic cells Additional functionality can be provided by adding reporter genes. A eukaryotic cell containing a multimodal probe can include any of the aforementioned cells, including plant cells and animal cells. In certain embodiments, the eukaryotic cell comprising the multimodal probe is a mammalian cell. In some embodiments, mammalian cells can include mouse (murine), rat, rabbit, hamster, human, porcine, bovine, or canine cells. In certain embodiments, the mammalian cell is a cancer cell or stem cell, including the specific cancer cells, stem cells, and embryonic cells described in this disclosure.
[143] したがって、ある態様において、真核細胞は膜に内包されたマグネトソームおよび少なくとも1種類の発現したレポーターを含むことができる。ある態様において、真核細胞は磁性細菌を含むことができ、その細菌は1種類以上のレポーターを発現できるかまたは発現する。ある態様において、真核細胞は走磁性細菌を含むことができ、その細菌は1種類以上のレポーターを発現できるかまたは発現する。ある態様において、レポーターは下記のものから選択される:本明細書に記載する蛍光レポーター、生物発光レポーター、陽電子放射断層撮影(PET)レポーター、単一光子放射コンピューター断層撮影(SPECT)レポーター、X線レポーター、光音響レポーター、および超音波レポーター。 [143] Thus, in certain embodiments, a eukaryotic cell can comprise a membrane-encapsulated magnetosome and at least one expressed reporter. In some embodiments, the eukaryotic cell can comprise a magnetic bacterium, which can express or express one or more reporters. In certain embodiments, the eukaryotic cell can comprise a magnetotactic bacterium, which can express or express one or more reporters. In certain embodiments, the reporter is selected from: a fluorescent reporter, a bioluminescent reporter, a positron emission tomography (PET) reporter, a single photon emission computed tomography (SPECT) reporter, an X-ray as described herein. Reporters, photoacoustic reporters, and ultrasonic reporters.
[144] ある態様において、真核細胞は磁性細菌を含み、その細菌は少なくとも2種類またはそれ以上のレポーターを発現する。ある態様において、2種類以上のレポーターは蛍光レポーター、生物発光レポーター、陽電子放射断層撮影(PET)レポーター、単一光子放射コンピューター断層撮影(SPECT)レポーター、X線レポーター、光音響レポーター、および超音波レポーターから選択される。 [144] In some embodiments, the eukaryotic cell comprises a magnetic bacterium that expresses at least two or more reporters. In certain embodiments, the two or more reporters are a fluorescent reporter, a bioluminescent reporter, a positron emission tomography (PET) reporter, a single photon emission computed tomography (SPECT) reporter, an X-ray reporter, a photoacoustic reporter, and an ultrasound reporter Selected from.
[145] ある態様において、真核細胞は磁性細菌を含み、その細菌は少なくとも3種類またはそれ以上のレポーターを発現する。ある態様において、3種類以上のレポーターは蛍光レポーター、生物発光レポーター、陽電子放射断層撮影(PET)レポーター、単一光子放射コンピューター断層撮影(SPECT)レポーター、X線レポーター、光音響レポーター、および超音波レポーターから選択される。 [145] In some embodiments, the eukaryotic cell comprises a magnetic bacterium that expresses at least three or more reporters. In certain embodiments, the three or more reporters are a fluorescent reporter, a bioluminescent reporter, a positron emission tomography (PET) reporter, a single photon emission computed tomography (SPECT) reporter, an X-ray reporter, a photoacoustic reporter, and an ultrasound reporter Selected from.
[146] ある態様において、真核細胞は磁性細菌を含み、その細菌は下記のものから選択される少なくとも1種類のレポーターを発現する:陽電子放射断層撮影(PET)レポーター、単一光子放射コンピューター断層撮影(SPECT)レポーター、X線レポーター、光音響レポーター、および超音波レポーター。ある態様において、上記レポーターのうち1種類以上を発現する走磁性細菌は、蛍光レポーター、生物発光レポーター、または蛍光レポーターと生物発光レポーターの両方をも発現することができる。 [146] In some embodiments, the eukaryotic cell comprises a magnetic bacterium that expresses at least one reporter selected from: positron emission tomography (PET) reporter, single photon emission computed tomography Imaging (SPECT) reporter, X-ray reporter, photoacoustic reporter, and ultrasound reporter. In certain embodiments, a magnetotactic bacterium that expresses one or more of the above reporters can also express a fluorescent reporter, a bioluminescent reporter, or both a fluorescent reporter and a bioluminescent reporter.
[147] ある態様において、真核細胞は単細胞生物を含み、その際、真核細胞は多重イメージングモダリティーにより検出できる。イメージングモダリティーは超音波イメージング、コンピューター断層撮影イメージング、光学イメージング、磁気共鳴イメージング、光干渉断層撮影イメージング、ラジオグラフィーイメージング、核医学イメージング、ポジトロン放射断層撮影イメージング、断層撮影イメージング、光音響断層撮影イメージング、X線イメージング、サーマルイメージング、蛍光透視イメージング、生物発光イメージング、および蛍光イメージング、磁性粒子イメージング、ならびに磁気共鳴分光法から選択できる。ある態様において、真核細胞は前記イメージングモダリティーのうち少なくとも2もしくはそれ以上、3以上、4以上、または5以上により検出できる。 [147] In some embodiments, the eukaryotic cell comprises a unicellular organism, wherein the eukaryotic cell can be detected by multiple imaging modalities. Imaging modalities are ultrasound imaging, computed tomography imaging, optical imaging, magnetic resonance imaging, optical coherence tomography imaging, radiography imaging, nuclear medicine imaging, positron emission tomography imaging, tomography imaging, photoacoustic tomography imaging, X You can choose from line imaging, thermal imaging, fluoroscopic imaging, bioluminescence imaging, and fluorescence imaging, magnetic particle imaging, and magnetic resonance spectroscopy. In some embodiments, eukaryotic cells can be detected by at least 2 or more, 3 or more, 4 or more, or 5 or more of the imaging modalities.
[148] ある態様において、真核細胞は多重モダリティーにより検出でき、その際、少なくとも1つのモダリティーは磁気共鳴イメージングである。すなわち、真核細胞は第1モダリティーにより検出でき、その際、第1モダリティーは磁気共鳴イメージングである。ある態様において、真核細胞は超音波イメージング、コンピューター断層撮影イメージング、光学イメージング、光干渉断層撮影イメージング、ラジオグラフィーイメージング、核医学イメージング、ポジトロン放射断層撮影イメージング、単一光子放射コンピューター断層撮影、断層撮影イメージング、光音響断層撮影イメージング、X線イメージング、サーマルイメージング、蛍光透視イメージング、生物発光イメージング、および蛍光イメージング、磁性粒子イメージング、ならびに磁気共鳴分光法から選択される第2モダリティーにより検出できる。 [148] In some embodiments, eukaryotic cells can be detected by multiple modalities, wherein at least one modality is magnetic resonance imaging. That is, eukaryotic cells can be detected by the first modality, in which case the first modality is magnetic resonance imaging. In some embodiments, the eukaryotic cell is ultrasound imaging, computed tomography imaging, optical imaging, optical coherence tomography imaging, radiography imaging, nuclear medicine imaging, positron emission tomography imaging, single photon emission computed tomography, tomography It can be detected by a second modality selected from imaging, photoacoustic tomography imaging, X-ray imaging, thermal imaging, fluoroscopic imaging, bioluminescence imaging, and fluorescence imaging, magnetic particle imaging, and magnetic resonance spectroscopy.
[149] ある態様において、真核細胞は多重モダリティーにより検出でき、その際、少なくとも1つのモダリティーは磁性粒子イメージングである。言い換えると、真核細胞は第1モダリティーにより検出でき、その際、第1モダリティーは磁性粒子イメージングである。ある態様において、真核細胞は超音波イメージング、コンピューター断層撮影イメージング、光学イメージング、光干渉断層撮影イメージング、ラジオグラフィーイメージング、核医学イメージング、ポジトロン放射断層撮影イメージング、単一光子放射コンピューター断層撮影、断層撮影イメージング、光音響断層撮影イメージング、X線イメージング、サーマルイメージング、蛍光透視イメージング、生物発光イメージング、蛍光イメージング、および磁気共鳴分光法から選択される第2モダリティーにより検出できる。 [149] In some embodiments, eukaryotic cells can be detected by multiple modalities, wherein at least one modality is magnetic particle imaging. In other words, eukaryotic cells can be detected by the first modality, where the first modality is magnetic particle imaging. In some embodiments, the eukaryotic cell is ultrasound imaging, computed tomography imaging, optical imaging, optical coherence tomography imaging, radiography imaging, nuclear medicine imaging, positron emission tomography imaging, single photon emission computed tomography, tomography Detection is possible with a second modality selected from imaging, photoacoustic tomography imaging, X-ray imaging, thermal imaging, fluoroscopic imaging, bioluminescence imaging, fluorescence imaging, and magnetic resonance spectroscopy.
[150] ある態様において、真核細胞を磁気共鳴イメージングまたは磁性粒子イメージングにより検出できる場合、第2モダリティーは蛍光イメージングである。ある態様において、第2モダリティーは生物発光イメージングである。ある態様において、第2モダリティーはPETイメージングである。ある態様において、第2モダリティーは光音響イメージングである。ある態様において、第2モダリティーはX線イメージングである。ある態様において、第2モダリティーは超音波イメージングである。ある態様において、真核細胞は第3モダリティー、第4モダリティー、第5モダリティー、第6モダリティーまたはそれ以上のモダリティーにより検出でき、その際、各モダリティーは異なる。 [150] In certain embodiments, when eukaryotic cells can be detected by magnetic resonance imaging or magnetic particle imaging, the second modality is fluorescence imaging. In certain embodiments, the second modality is bioluminescence imaging. In certain embodiments, the second modality is PET imaging. In certain embodiments, the second modality is photoacoustic imaging. In certain embodiments, the second modality is x-ray imaging. In certain embodiments, the second modality is ultrasound imaging. In some embodiments, eukaryotic cells can be detected by a third modality, a fourth modality, a fifth modality, a sixth modality, or more, each modality being different.
[151] 1種類以上のレポーター遺伝子を発現する磁性細菌の使用はフレキシビリティーをもたらすが、ある態様において、真核細胞自体が1種類以上のレポーターを発現することもできる。特に、真核細胞は磁性細菌を含み、その真核細胞が1種類以上のレポーターを発現する。磁性細菌を含む真核細胞において、本明細書に記載したいずれかのレポーターを発現させることができる。ある態様において、真核細胞は、蛍光レポーター、生物発光レポーター、陽電子放射断層撮影(PET)レポーター、単一光子放射コンピューター断層撮影(SPECT)レポーター、X線レポーター、光音響レポーター、および超音波レポーターから選択されるレポーターを発現できる。 [151] Although the use of magnetic bacteria that express one or more reporter genes provides flexibility, in some embodiments, eukaryotic cells themselves can express one or more reporters. In particular, eukaryotic cells contain magnetic bacteria, and the eukaryotic cells express one or more reporters. Any of the reporters described herein can be expressed in eukaryotic cells, including magnetic bacteria. In some embodiments, the eukaryotic cell is from a fluorescent reporter, bioluminescent reporter, positron emission tomography (PET) reporter, single photon emission computed tomography (SPECT) reporter, X-ray reporter, photoacoustic reporter, and ultrasound reporter. The selected reporter can be expressed.
[152] 走磁性細菌を含む真核細胞のある態様において、真核細胞が1種類以上のレポーターを発現することができ、かつ走磁性細菌が1種類以上のレポーターを発現することができる。ある態様において、真核細胞により発現される一組のレポーターは磁性細菌により発現される一組のレポーターと異なる。ある態様において、真核細胞と走磁性細菌による異なるレポーターの発現は、走磁性細菌を収容した真核細胞から真核細胞を識別する方法を提供する。 [152] In certain embodiments of eukaryotic cells comprising a magnetotactic bacterium, the eukaryotic cell can express one or more reporters, and the magnetotactic bacterium can express one or more reporters. In some embodiments, the set of reporters expressed by eukaryotic cells is different from the set of reporters expressed by magnetic bacteria. In certain embodiments, expression of different reporters by eukaryotic cells and magnetotactic bacteria provides a method of distinguishing eukaryotic cells from eukaryotic cells harboring magnetotactic bacteria.
[153] 本発明の態様において、マルチモーダルプローブを用いて、マルチモーダルプローブを含むいずれかの細胞、組織または臓器をイメージングすることができる。特に、マルチモーダルプローブを真核細胞に、たとえば人工内部共生体として導入し、その真核細胞を本明細書に記載するいずれかの方法によりイメージングすることができる。マルチモーダルプローブを含む真核細胞を、単離した状態で、または組織もしくは臓器の一部として、イメージングすることができる。 [153] In an embodiment of the present invention, a multimodal probe can be used to image any cell, tissue or organ containing the multimodal probe. In particular, a multimodal probe can be introduced into a eukaryotic cell, eg, as an artificial endosymbiosis, and the eukaryotic cell can be imaged by any of the methods described herein. Eukaryotic cells containing multimodal probes can be imaged in an isolated state or as part of a tissue or organ.
[154] したがって、ある態様において、下記を含むマルチモーダルイメージング方法に組成物を使用できる:(a)1種類以上のヘテロロガスレポーターを発現している走磁性細菌を磁気イメージングする、および(b)非磁気イメージングモダリティーを用いてレポーターをイメージングする。 [154] Accordingly, in certain embodiments, the composition can be used in a multimodal imaging method comprising: (a) magnetic imaging of a magnetotactic bacterium expressing one or more heterologous reporters; and (b) ) Imaging the reporter using a non-magnetic imaging modality.
[155] ある態様において、マルチモーダルイメージング方法は下記を含むことができる:(a)走磁性細菌を含む真核細胞を磁気イメージングする、および(b)少なくとも1つの非磁気イメージングモダリティーを用いて、1種類以上の発現したレポーターのイメージングにより真核細胞をイメージングする。本開示に記載するいずれかのレポーターをこれらのイメージング方法に使用できる。これらには、蛍光レポーター、生物発光レポーター、陽電子放射断層撮影(PET)レポーター、単一光子放射コンピューター断層撮影(SPECT)レポーター、X線レポーター、光音響レポーター、および超音波レポーターから選択されるレポーターが含まれる。 [155] In some embodiments, the multimodal imaging method can include: (a) magnetically imaging a eukaryotic cell comprising a magnetotactic bacterium, and (b) using at least one non-magnetic imaging modality, Eukaryotic cells are imaged by imaging one or more expressed reporters. Any reporter described in this disclosure can be used in these imaging methods. These include reporters selected from fluorescent reporters, bioluminescent reporters, positron emission tomography (PET) reporters, single photon emission computed tomography (SPECT) reporters, X-ray reporters, photoacoustic reporters, and ultrasound reporters. included.
[156] ある態様において、真核細胞は、磁気イメージング、たとえば磁気共鳴イメージングまたは磁性粒子イメージング、および適宜な光学イメージング法を用いて、マルチモーダルに検出できる。ある態様において、光学イメージング法は、蛍光レポーター、たとえば緑色蛍光タンパク質またはその活性バリアントの発現に基づく。 [156] In certain embodiments, eukaryotic cells can be detected multimodally using magnetic imaging, such as magnetic resonance imaging or magnetic particle imaging, and appropriate optical imaging methods. In certain embodiments, the optical imaging method is based on the expression of a fluorescent reporter, such as green fluorescent protein or an active variant thereof.
[157] ある態様において、真核細胞は、磁気イメージング、たとえば磁気共鳴イメージングまたは磁性粒子イメージング、および適宜なPETイメージング法を用いて、マルチモーダルに検出できる。ある態様において、PETイメージング法は、PETレポーター、たとえばチミジンキナーゼまたはシチジンキナーゼの発現に基づく。この態様において、真核細胞は、MRIおよびPETイメージングを用いてマルチモーダルに検出できる。 [157] In certain embodiments, eukaryotic cells can be detected multimodally using magnetic imaging, such as magnetic resonance imaging or magnetic particle imaging, and appropriate PET imaging methods. In certain embodiments, the PET imaging method is based on the expression of a PET reporter, such as thymidine kinase or cytidine kinase. In this embodiment, eukaryotic cells can be detected multimodally using MRI and PET imaging.
[158] ある態様において、真核細胞は、磁気イメージング、たとえば磁気共鳴イメージングまたは磁性粒子イメージング、および適宜な光音響イメージング法を用いて、マルチモーダルに検出できる。ある態様において、光音響イメージング法は、光音響レポーター、たとえばチロシナーゼまたはβ−ガラクトシダーゼの発現に基づく。この態様において、真核細胞は、MRIおよび光音響イメージングを用いてマルチモーダルに検出できる。 [158] In certain embodiments, eukaryotic cells can be detected multimodally using magnetic imaging, such as magnetic resonance imaging or magnetic particle imaging, and appropriate photoacoustic imaging methods. In certain embodiments, the photoacoustic imaging method is based on the expression of a photoacoustic reporter, such as tyrosinase or β-galactosidase. In this embodiment, eukaryotic cells can be detected multimodally using MRI and photoacoustic imaging.
[159] 本明細書中で考察するように、マルチモーダルなプローブおよびイメージング法を用いて真核細胞をイメージングすることができ、それには組織または多細胞生物の一部である真核細胞が含まれる。ある態様において、組織または多細胞生物をイメージングするためのマルチモーダルイメージング方法は下記を含む:(a)走磁性細菌を含む真核細胞を第1イメージングモダリティーによりイメージングする;その際、真核細胞は組織または多細胞生物の構成要素であり、走磁性細菌は1種類以上のヘテロロガスレポーターを発現し、第1イメージングモダリティーは磁気モダリティーである;(b)第2イメージングモダリティーを用いて1種類以上の発現したレポーターをイメージングすることにより、真核細胞を光学的にイメージングする;その際、第2モダリティーは非磁気モダリティーである;そして(c)組織または生物を第3イメージングモダリティーによりイメージングする。ある態様において、真核細胞を工程(b)に従ってイメージングする。当業者に明らかなように、ある態様において、走磁性細菌において発現できる多重レポーターからみて、第2イメージングモダリティーは1種類以上のイメージング方法、すなわちイメージングモダリティーを含む。 [159] As discussed herein, eukaryotic cells can be imaged using multimodal probes and imaging methods, including eukaryotic cells that are part of a tissue or multicellular organism. It is. In some embodiments, a multimodal imaging method for imaging a tissue or multicellular organism comprises: (a) imaging a eukaryotic cell comprising a magnetotactic bacterium with a first imaging modality; wherein the eukaryotic cell is A component of a tissue or multicellular organism, the magnetotactic bacterium expresses one or more heterologous reporters, and the first imaging modality is a magnetic modality; (b) one or more using a second imaging modality The eukaryotic cells are optically imaged by imaging the expressed reporter of ii; wherein the second modality is a non-magnetic modality; and (c) the tissue or organism is imaged with a third imaging modality. In certain embodiments, eukaryotic cells are imaged according to step (b). As will be apparent to those skilled in the art, in certain embodiments, in view of multiple reporters that can be expressed in magnetotactic bacteria, the second imaging modality comprises one or more imaging methods, ie, imaging modalities.
[160] 組織または多細胞生物をイメージングする方法のある態様において、第1イメージングモダリティーは磁性粒子イメージングまたは磁気共鳴イメージングである。ある態様において、第2イメージングモダリティーは、超音波イメージング、コンピューター断層撮影イメージング、光学イメージング、光干渉断層撮影イメージング、ラジオグラフィーイメージング、核医学イメージング、ポジトロン放射断層撮影イメージング、断層撮影イメージング、光音響断層撮影イメージング、X線イメージング、サーマルイメージング、蛍光透視イメージング、生物発光イメージング、および蛍光イメージングから選択される非磁気イメージングモダリティーを含む。 [160] In some embodiments of the method of imaging a tissue or multicellular organism, the first imaging modality is magnetic particle imaging or magnetic resonance imaging. In some embodiments, the second imaging modality is ultrasound imaging, computed tomography imaging, optical imaging, optical coherence tomography imaging, radiography imaging, nuclear medicine imaging, positron emission tomography imaging, tomography imaging, photoacoustic tomography Non-magnetic imaging modalities selected from imaging, X-ray imaging, thermal imaging, fluoroscopic imaging, bioluminescence imaging, and fluorescence imaging.
[161] 組織または多細胞生物をイメージングする方法のある態様において、第3イメージングモダリティーは第1イメージングモダリティーと異なる。ある態様において、第3イメージングモダリティーは非磁気イメージングモダリティーである。ある態様において、第3イメージングモダリティーは超音波イメージング、コンピューター断層撮影イメージング、光学イメージング、光干渉断層撮影イメージング、ラジオグラフィーイメージング、核医学イメージング、ポジトロン放射断層撮影イメージング、断層撮影イメージング、光音響断層撮影イメージング、X線イメージング、サーマルイメージング、蛍光透視イメージング、生物発光イメージング、および蛍光イメージングから選択される。 [161] In some embodiments of the method of imaging a tissue or multicellular organism, the third imaging modality is different from the first imaging modality. In certain embodiments, the third imaging modality is a non-magnetic imaging modality. In some embodiments, the third imaging modality is ultrasound imaging, computed tomography imaging, optical imaging, optical coherence tomography imaging, radiography imaging, nuclear medicine imaging, positron emission tomography imaging, tomography imaging, photoacoustic tomography imaging , X-ray imaging, thermal imaging, fluoroscopic imaging, bioluminescence imaging, and fluorescence imaging.
[162] ある態様において、マルチモダリティーを非侵襲インビボイメージングのために用いる。一般に、イメージングモダリティーはそれらが提供する情報に関して解剖学的または機能的のいずれかとして記述できる。解剖学的モダリティーにはX線コンピューター断層撮影(CT)、磁気共鳴イメージング(MRI)および超音波(US)が含まれ、これらは対象の解剖学的構造の種々の観点(たとえば、CTについては物質密度の変動、MRIについてはプロトン環境、およびUSについては音響反射率)を表示する。機能的モダリティーには、陽電子放射断層撮影(PET)、単一光子放射コンピューター断層撮影(SPECT)、蛍光イメージング(FLI)および生物発光イメージング(BLI)、あるタイプのMRI(たとえば、拡散強調型(Diffusion Weighted)(DW)またはダイナミック造影増強型(Dynamic Contrast Enhanced)(DCE))、磁性粒子イメージング(MPI)、光音響イメージング(PAI)、造影増強超音波(ceUS)、ラマンイメージング(RI)、造影増強CT(ceCT)およびX線蛍光CT(XFCT)が含まれ(Kuang, Y. et al., “First demonstration of multiplexed X-ray fluorescence computed tomography (XFCT) imaging,” IEEE Trans Med Imaging 32:262-267 (2012), それをあらゆる目的で全体として本明細書に援用する)、宿主細胞内(単細胞生物を収容している)で起きている具体的な生物学的プロセスを表示する(James, M.L. et al., “A molecular imaging primer: modalities, imaging agents, and applications,” Physiol Rev. 92:897-965 (2012); Molecular Imaging: Principles and Practice, Eds. Weissleder, R., Ross, B.D., Rehemtulla A. and Gambhir, S.S., People’s Medical Publishing House, USA, (2010); それぞれの刊行物をあらゆる目的で全体として本明細書に援用する)。これが行なわれるのは測定される信号が特定のプローブ分子により発生するからであり、その分子は化学薬品(造影剤)またはタンパク質(レポータータンパク質)であってもよい。造影剤は外因性のものであってスキャン前に対象に投与され、これに対しレポータータンパク質は宿主細胞または単細胞生物内へ遺伝子コードされているレポーター遺伝子により産生される。 [162] In some embodiments, multimodality is used for non-invasive in vivo imaging. In general, imaging modalities can be described as either anatomical or functional with respect to the information they provide. Anatomical modalities include X-ray computed tomography (CT), magnetic resonance imaging (MRI), and ultrasound (US), which include various aspects of the anatomical structure of interest (eg, for CT Density variation, proton environment for MRI, and acoustic reflectivity for US). Functional modalities include positron emission tomography (PET), single photon emission computed tomography (SPECT), fluorescence imaging (FLI) and bioluminescence imaging (BLI), certain types of MRI (eg, diffusion-weighted (Diffusion) Weighted (DW) or Dynamic Contrast Enhanced (DCE)), magnetic particle imaging (MPI), photoacoustic imaging (PAI), contrast enhanced ultrasound (ceUS), Raman imaging (RI), contrast enhancement CT (ceCT) and X-ray fluorescence CT (XFCT) are included (Kuang, Y. et al., “First demonstration of multiplexed X-ray fluorescence computed tomography (XFCT) imaging,” IEEE Trans Med Imaging 32: 262-267 (2012), which is incorporated herein in its entirety for all purposes), within a host cell (containing a unicellular organism). (James, ML et al., “A molecular imaging primer: modalities, imaging agents, and applications,” Physiol Rev. 92: 897-965 (2012); Molecular Imaging : Principles and Practice, Eds. Weissleder, R., Ross, BD, Rehemtulla A. and Gambhir, SS, People's Medical Publishing House, USA, (2010); each publication is incorporated herein in its entirety for all purposes. Do). This is done because the signal to be measured is generated by a specific probe molecule, which may be a chemical (contrast agent) or a protein (reporter protein). The contrast agent is exogenous and is administered to the subject prior to scanning, whereas the reporter protein is produced by a reporter gene that is gene-encoded into a host cell or unicellular organism.
[163] ある態様において、本開示のマルチモーダルイメージングを用いて真核細胞をインビボで追跡する。多世代の真核細胞について細胞を追跡するためには、真核細胞が分裂するのに伴ってプローブが検出可能な濃度を維持できる必要がある。前記のナノ粒子法を含めた造影剤法は、数ラウンドの細胞分裂後に検出不可能なレベルにまで急速に薄まるので、一般にこの要件を満たさない。検出可能なレポーターを発現するレポーター遺伝子は持続的な検出可能レベルを維持できるが、真核細胞の多大な遺伝子工学操作を必要とする。さらに、MRIによる長期間の細胞イメージングに有用なレポーター遺伝子選択肢はほとんど存在しない。研究者らはフェリチン重鎖遺伝子を用いたMRIレポーター遺伝子(参照:たとえば、Cohen, B. et al., “Ferritin as an endogeneous MRI reporter for noninvasive imaging of gene expression in C6 glioma tumors,” Neoplasia 7:109-117 (2005), あらゆる目的で全体として本明細書に援用する)、および走磁性細菌由来の遺伝子、たとえばMagA(Goldhawk D.E. et al., “Magnetic resonance imaging of cells overexpressing MagA, an endogeneous contrast agent for live cell imaging,” Mol Imaging 8:129-139 (2009); Zurkiya, O. et al., “MagA is sufficient for producing magnetic nanoparticles in mammalian cells, making it an MRI reporter,” Magnet Reson Med. 59:1225-1231 (2008), それらをそれぞれあらゆる目的で全体として本明細書に援用する)について実験したが、この方法から得ることができるコントラストは一般に弱く、得られる検出可能性は乏しい。本明細書に記載するマルチモーダルプローブ、たとえば1種類以上のレポーターを発現する磁性細菌の利点は、その遺伝子修飾された磁性細菌を容易に真核細胞に導入でき、真核細胞内のその磁性細菌は娘細胞へ遺伝でき、したがってレポーターレベルを維持できることである。 [163] In certain embodiments, multi-modal imaging of the present disclosure is used to track eukaryotic cells in vivo. In order to track cells for multiple generations of eukaryotic cells, the probe must be able to maintain a detectable concentration as the eukaryotic cells divide. Contrast agent methods, including the nanoparticle methods described above, generally do not meet this requirement because they rapidly dilute to undetectable levels after several rounds of cell division. A reporter gene that expresses a detectable reporter can maintain a sustained detectable level, but requires extensive genetic engineering of the eukaryotic cell. Furthermore, there are few reporter gene options useful for long-term cell imaging by MRI. Researchers used MRI reporter genes using ferritin heavy chain genes (see, eg, Cohen, B. et al., “Ferritin as an endogeneous MRI reporter for noninvasive imaging of gene expression in C6 glioma tumors,” Neoplasia 7: 109 -117 (2005), incorporated herein in its entirety for all purposes), and genes derived from magnetotactic bacteria such as MagA (Goldhawk DE et al., “Magnetic resonance imaging of cells overexpressing MagA, an endogeneous contrast agent for live cell imaging, ”Mol Imaging 8: 129-139 (2009); Zurkiya, O. et al.,“ MagA is sufficient for producing magnetic nanoparticles in mammalian cells, making it an MRI reporter, ”Magnet Reson Med. 59: 1225 -1231 (2008), each of which is herein incorporated by reference in its entirety for all purposes), the contrast that can be obtained from this method is generally weak and the detectability obtained is poor. The advantage of a magnetic bacterium expressing a multimodal probe, such as one or more reporters described herein, is that the genetically modified magnetic bacterium can be easily introduced into a eukaryotic cell, and the magnetic bacterium in a eukaryotic cell Is able to inherit to daughter cells and thus maintain reporter levels.
[164] マルチモーダルイメージングのためのある態様において、マルチモーダルプローブ、またはマルチモーダルプローブを含む真核細胞を、対応する発現したレポーター、たとえばPET、SPECT、光音響、X線または超音波レポーターの存在を検出するのに適した条件下で適宜なレポータープローブと接触させる。細胞の追跡またはイメージングが組織またはインビボでの動物におけるものである場合、組織または動物に適宜なレポータープローブを投与して、対応するレポーターの発現を検出および/またはイメージングすることができる。対応するレポーターについて代表的なレポータープローブおよびイメージング方法を前記に述べた。レポータープローブを組織または動物宿主に種々の経路で投与できる。ある態様において、適切なレポータープローブを経口または非経口投与することができる。この観点における非経口投与には下記による投与が含まれる:静脈内、筋肉内、皮下、眼内(ophthalmic)、滑液包内、経上皮(経皮を含む)、眼(ocular)、舌下および口腔内;吸入、エアゾールによる局所投与:眼内、皮膚、眼、直腸および鼻吸入を含む;ならびに直腸全身。医薬的に許容できる賦形剤またはキャリヤーを含む配合物を含めた多様な形態でレポータープローブを投与する。医薬的に許容できる賦形剤およびキャリヤーは実質的に無毒性であり、かつ医薬的に許容できる純度のものである。ある態様において、注射に適した形態には、たとえば無菌の液剤または分散液剤、および無菌の注射用液剤または分散液剤を即時調合するための無菌散剤を含めることができる。ある態様において、レポータープローブを経口投与用に、たとえば経口投与用の液剤、錠剤、カプセル剤または散剤として調製できる。 [164] In certain embodiments for multimodal imaging, multimodal probes, or eukaryotic cells comprising multimodal probes, are present in the presence of corresponding expressed reporters, such as PET, SPECT, photoacoustic, X-ray or ultrasound reporters. Is contacted with an appropriate reporter probe under conditions suitable for detecting. Where cell tracking or imaging is in a tissue or animal in vivo, an appropriate reporter probe can be administered to the tissue or animal to detect and / or image the expression of the corresponding reporter. Representative reporter probes and imaging methods are described above for the corresponding reporters. Reporter probes can be administered to a tissue or animal host by various routes. In certain embodiments, a suitable reporter probe can be administered orally or parenterally. Parenteral administration in this respect includes administration by: intravenous, intramuscular, subcutaneous, ophthalmic, intrasynovial, transepithelial (including transdermal), ocular, sublingual And oral; inhalation, topical administration by aerosol: including intraocular, cutaneous, ocular, rectal and nasal inhalation; and systemic rectal. The reporter probe is administered in a variety of forms, including formulations containing pharmaceutically acceptable excipients or carriers. Pharmaceutically acceptable excipients and carriers are substantially non-toxic and of pharmaceutically acceptable purity. In certain embodiments, forms suitable for injection can include, for example, sterile solutions or dispersions and sterile powders for the extemporaneous preparation of sterile injectable solutions or dispersions. In certain embodiments, the reporter probe can be prepared for oral administration, for example as a liquid, tablet, capsule or powder for oral administration.
[165] ある態様において、前記に述べたように、マルチモーダルイメージングは幾つかの方法で実施できる。第1は、異なるイメージングモダリティーを用いて対象またはターゲットをイメージングし、こうして多重タイプのイメージを取得し、次いで対象のイメージングした各部分に及ぶ異なるイメージを比較できるようにそれらを整合することである。ある態様において、代表的な組み合わせは解剖学的スキャン(たとえば、CT)および機能性スキャン(たとえば、PET)である;これにより機能性データを解剖学的概念に入れることが可能になるからである。ある態様において、2以上のイメージタイプを同時に取得するためにマルチモーダルスキャナーを使用できる。一般的に用いられる2例は、組み合わせPET/CTスキャナー、FLI、BLIおよび広域イメージの取得が可能な光学イマージャー、ならびに光音響イメージング(PAI)も行なうUSスキャナーである。多種多様な組み合わせのイメージタイプの取得が可能であることを理解すべきである。 [165] In certain embodiments, as described above, multimodal imaging can be performed in several ways. The first is to image the object or target using different imaging modalities, thus obtaining multiple types of images, and then aligning them so that different images spanning each imaged portion of the object can be compared. In certain embodiments, a representative combination is an anatomical scan (eg, CT) and a functional scan (eg, PET); this allows functional data to enter anatomical concepts. . In some embodiments, a multimodal scanner can be used to acquire two or more image types simultaneously. Two commonly used examples are combined PET / CT scanners, FLI, BLI and optical imagers capable of acquiring wide area images, and US scanners that also perform photoacoustic imaging (PAI). It should be understood that a wide variety of combinations of image types can be obtained.
[166] ある態様において、2以上のイメージングモダリティーで観察可能な信号を発生するプローブを用いて、マルチモーダルイメージングを行なうことができる。これは、イメージ作成者が広範なイメージング方法を用いてプローブをイメージングできるという利点をもち、イメージング試験をデザインする際により大きなフレキシビリティーが可能である;マルチモーダルプローブを用いて希望する表現型を対象またはターゲットに導入でき、それによって対象またはターゲットの希望するイメージングモダリティーを使用できるからである。この目的で、ある態様において、マルチモーダルプローブは、たとえば2種類のレポーター遺伝子を発現する二重融合レポーター構築体の使用により、少なくとも2種類のレポーターを発現でき、それによって少なくとも2つのイメージングモダリティーの使用が可能になる。ある態様において、マルチモーダルプローブは、たとえば3種類のレポーター遺伝子を発現する三重融合レポーター構築体の使用により少なくとも3種類のレポーターを発現でき、それにより、それを発現するように工学操作された細胞を少なくとも3つのイメージングモダリティー、たとえばFLI、BLIおよびPETを用いてイメージングすることができる。ある態様において、プローブは2以上のイメージングモダリティーで観察可能な信号を発生する単一プローブであってもよい。2以上のイメージングモダリティーでイメージングできる代表的プローブは、レポーターであるチロシナーゼであり、それはPET、MRIおよび光音響イメージング法を用いてイメージングできる。本発明のガイドラインからみて、この方法に多数の変更を行なうことができ、それらを本開示に明白に記載する。 [166] In one aspect, multimodal imaging can be performed using a probe that generates a signal observable with two or more imaging modalities. This has the advantage that the image creator can image the probe using a wide range of imaging methods, allowing greater flexibility when designing imaging trials; using a multimodal probe to achieve the desired phenotype This is because it can be introduced into an object or target, thereby using the desired imaging modality of the object or target. To this end, in some embodiments, the multimodal probe can express at least two reporters, eg, by using a dual fusion reporter construct that expresses two reporter genes, thereby using at least two imaging modalities. Is possible. In certain embodiments, the multimodal probe can express at least three reporters, eg, by using a triple fusion reporter construct that expresses three reporter genes, thereby allowing cells engineered to express them. Imaging can be performed using at least three imaging modalities such as FLI, BLI and PET. In certain embodiments, the probe may be a single probe that produces a signal observable with more than one imaging modality. A typical probe that can be imaged with more than one imaging modality is the reporter tyrosinase, which can be imaged using PET, MRI and photoacoustic imaging methods. Many modifications can be made to this method in view of the guidelines of the present invention, which are explicitly described in this disclosure.
[167] ある態様において、マルチモーダルイメージを収集し、それらは下記のタイプのイメージうち少なくとも2つを含む:細胞から放射される光に対応する1以上のイメージ、細胞により伝達される光に対応する1以上のイメージ、および細胞により散乱される光に対応する1以上のイメージ。そのようなマルチモードイメージングは下記のいずれかのタイプのイメージまたは組み合わせを含むことができる:(1)1以上の蛍光イメージおよび少なくとも1つの明視野イメージ;(2)1以上の蛍光イメージおよび少なくとも1つの暗視野イメージ;(3)1以上の蛍光イメージ、少なくとも1つの明視野イメージおよび少なくとも1つの暗視野イメージ;ならびに(4)明視野イメージ。複数の異なる蛍光イメージ(スペクトルにより分離)の同時収集、および複数の異なる明視野イメージの同時収集(2つの異なるスペクトルフィルターによる透過光を使用)も有益な可能性がある。好ましくは、マルチモードイメージを同時に収集する。 [167] In some embodiments, multimodal images are collected, which include at least two of the following types of images: one or more images corresponding to light emitted from a cell, corresponding to light transmitted by the cell And one or more images corresponding to the light scattered by the cells. Such multimode imaging can include any of the following types of images or combinations: (1) one or more fluorescent images and at least one bright field image; (2) one or more fluorescent images and at least one (3) one or more fluorescent images, at least one bright field image and at least one dark field image; and (4) a bright field image. Simultaneous collection of multiple different fluorescent images (separated by spectrum) and simultaneous collection of multiple different bright field images (using transmitted light by two different spectral filters) may also be beneficial. Preferably, multi-mode images are collected simultaneously.
[168] ある態様において、マルチモーダルイメージングは、低い信号を他の検出モダリティーからの低い信号に空間的に整合した解剖学的イメージングデータと組み合わせることによって、きわめて低い信号を補うことができる。ある態様において、異なるイメージング方法(またはモダリティー)は真核細胞およびそれの環境の異なる観点を視覚化することができ、これらの多重モダリティーを組み合わせることによってその真核細胞およびそれの環境についてより多くを知ることができる。 [168] In some embodiments, multimodal imaging can compensate for very low signals by combining low signals with anatomical imaging data spatially matched to low signals from other detection modalities. In certain embodiments, different imaging methods (or modalities) can visualize different aspects of a eukaryotic cell and its environment, and by combining these multiple modalities, more about that eukaryotic cell and its environment. I can know.
[169] ある態様において、前記方法のいずれかにおけるいずれか1つのモダリティーにより取得したイメージを多様な方法で処理すること、たとえばそのイメージデータを比較および再構築することができる。ある態様において、1つのモダリティーを用いて得られた1つのイメージを、異なるモダリティーを用いて得られたイメージと比較することができる。ある態様において、比較および/または再構築は、1つのモダリティーから取得したイメージを異なるモダリティーから取得したイメージに重ねることにより実施できる。比較および/または再構築は、2以上のイメージ、3以上のイメージ、4以上のイメージ、5以上のイメージ、または6以上のイメージについて実施でき、その際、各イメージは異なるモダリティーから取得される。一般にイメージはピクセルイメージの形態である。たとえば、(a)1種類以上のヘテロロガスレポーターを発現する走磁性細菌を磁気イメージングすること、および(b)そのレポーターを非磁気モダリティーによりイメージングすることを含むマルチモーダルイメージング方法において、その方法はさらに、(a)から取得/捕獲したイメージと(b)から取得/捕獲したイメージを重ね合わせることを含むことができる。ある態様において、(a)におけるイメージおよび(b)におけるイメージはピクセルイメージを含む。異なるモダリティーにより得られたイメージを比較または再構築することを含めて、イメージ処理のための種々の方法が、たとえばU.S. patent publication No. 20110262016および20130177224に記載されている。 [169] In one embodiment, an image acquired by any one modality in any of the above methods can be processed in various ways, for example, the image data can be compared and reconstructed. In some embodiments, one image obtained using one modality can be compared to an image obtained using different modalities. In certain embodiments, the comparison and / or reconstruction can be performed by superimposing an image acquired from one modality on an image acquired from a different modality. The comparison and / or reconstruction can be performed on two or more images, three or more images, four or more images, five or more images, or six or more images, where each image is obtained from a different modality. In general, the image is in the form of a pixel image. For example, in a multimodal imaging method comprising (a) magnetic imaging of a magnetotactic bacterium expressing one or more heterologous reporters, and (b) imaging the reporter with a non-magnetic modality, the method comprises: Further, it may include superimposing the image acquired / captured from (a) and the image acquired / captured from (b). In some embodiments, the image in (a) and the image in (b) include a pixel image. Various methods for image processing, including comparing or reconstructing images obtained with different modalities, are described, for example, in U.S. patent publication No. 20110262016 and 20130177224.
[170] 検出のためのレポーターのレベルを維持した状態でレポーターを発現する真核細胞を構築するという要求を克服する、真核細胞内の磁性細菌の遺伝性という利点に加えて、マルチモーダルプローブとしての磁性細菌をベースとするマルチモーダルイメージングの使用によって存在位置のイメージングおよび真核細胞の追跡を増強することができ、それにはたとえばその真核細胞を含む組織内における細胞動態の変化のイメージングが含まれる。この付加された特質は、細胞およびそのような細胞を含む組織を追跡する能力を増強する。 [170] In addition to the heritability of magnetic bacteria in eukaryotic cells to overcome the need to construct eukaryotic cells that express reporters while maintaining the level of reporter for detection, multimodal probes The use of multi-modal imaging based on magnetic bacteria can enhance in-situ imaging and eukaryotic cell tracking, such as imaging changes in cell dynamics within tissues containing eukaryotic cells. included. This added attribute enhances the ability to track cells and tissues containing such cells.
[171] たとえば、ある態様において、マルチモーダルプローブを癌細胞に導入し、改変された癌細胞を実験動物に導入して、たとえばその動物における癌細胞の転移および移動を追跡することができる。種々の療法処置後に癌細胞を追跡およびイメージングして、その処置の有効性を査定し、処置の前後の癌細胞の生存性および移動の動態を調べることもできる。 [171] For example, in certain embodiments, a multimodal probe can be introduced into a cancer cell and the modified cancer cell can be introduced into an experimental animal, for example, to follow cancer cell metastasis and migration in that animal. Cancer cells can also be tracked and imaged after various therapeutic treatments to assess the effectiveness of the treatment and to examine the survival and migration kinetics of cancer cells before and after treatment.
[172] ある態様において、マルチモーダルプローブを幹細胞に導入して、その幹細胞の存在位置、増殖速度および生存性を含めたインビボでの動態を追跡することができる。幹細胞が造血幹細胞または前駆細胞である場合、マルチモーダルプローブを収容した幹細胞を哺乳動物に導入し、異なる刺激を受けた際のその磁性造血幹細胞または前駆細胞の存在位置、増殖、および血流中への移動を含めたそれらの挙動をマルチモーダルイメージングによりモニターする。これを幹細胞の移植およびホーミング(homing)を促進するための種々のタイプの処理手段とカップリングさせることができる。マルチモーダルイメージング方法の他の用途は本開示に提示するガイダンスからみて明らかであろう。 [172] In certain embodiments, multimodal probes can be introduced into stem cells to follow in vivo kinetics, including the location, proliferation rate, and viability of the stem cells. When the stem cell is a hematopoietic stem cell or progenitor cell, the stem cell containing a multimodal probe is introduced into a mammal and the magnetic hematopoietic stem cell or progenitor cell is located, proliferated, and into the bloodstream when subjected to different stimuli Their behavior, including movements, is monitored by multimodal imaging. This can be coupled with various types of treatment means to promote stem cell transplantation and homing. Other uses of the multimodal imaging method will be apparent from the guidance presented in this disclosure.
[173] 本明細書に開示する発明は、以下の実験詳細からより良く理解されるであろう。ただし、考察する特定の方法および結果は後記の特許請求の範囲にさらに十分に記載する本発明の例示にすぎないことを当業者は容易に認識するであろう。 [173] The invention disclosed herein will be better understood from the following experimental details. However, one of ordinary skill in the art will readily recognize that the specific methods and results discussed are merely illustrative of the invention which are more fully described in the following claims.
実施例1:マウス細胞へのgfp+ AMB−1のマイクロインジェクション
A. gfp+ AMB−1の構築
[174] eGFP配列の発現ベクター、すなわちgfp遺伝子の上流にシャイン−ダルガルノ配列を含むものおよびシャイン−ダルガルノ配列を含まないものを、潜在(cryptic)広域宿主ベクターpBBR1MCS−2内へクローニングした(Kovach, M.E. et al., “Four new derivatives of the broad-host-range cloning vector pBBR1MCS, carrying different antibiotic-resistance cassettes,” Gene 166, 175-176, (1995), あらゆる目的で全体として本明細書に援用する)。AMB−1(ATCC 700264)をこの構築体で形質転換した(参照:たとえば、Matsunaga, T. et al., “Complete genome sequence of the facultative anaerobic magnetotactic bacterium Magnetospirillum sp. strain AMB-1,” DNA Res. 12, 157-166 (2005); Burgess J.G., et al., “Evolutionary relationships among Magnetospirillum strains inferred from phylogenetic analysis of 16S rDNA sequences,” J Bacteriol. 175:6689-6694 (1993); Matsunaga T, et al., “Gene transfer in magnetic bacteria: transposon mutagenesis and cloning of genomic DNA fragments required for magnetosome synthesis,” J Bacteriol. 174: 2748-2753 (1992); Kawaguchi R, et al., “Phylogeny and 16s rRNA sequence of Magnetospirillum sp. AMB-1, an aerobic magnetic bacteria,” Nucleic Acids Res. 20:1140 (1992); それぞれの刊行物をあらゆる目的で全体として本明細書に援用する)。
Example 1: Microinjection of gfp + AMB-1 into mouse cells Construction of gfp + AMB-1
[174] Expression vectors for eGFP sequences, ie those containing a Shine-Dalgarno sequence upstream of the gfp gene and those not containing a Shine-Dalgarno sequence, were cloned into the cryptic broad-range host vector pBBR1MCS-2 (Kovach, ME et al., “Four new derivatives of the broad-host-range cloning vector pBBR1MCS, carrying different antibiotic-resistance cassettes,” Gene 166, 175-176, (1995), incorporated herein in its entirety for all purposes. ). AMB-1 (ATCC 7000026) was transformed with this construct (see, eg, Matsunaga, T. et al., “Complete genome sequence of the facultative anaerobic magnetotactic bacterium Magnetospirillum sp. Strain AMB-1,” DNA Res. 12, 157-166 (2005); Burgess JG, et al., “Evolutionary relationships among Magnetospirillum strains inferred from phylogenetic analysis of 16S rDNA sequences,” J Bacteriol. 175: 6689-6694 (1993); Matsunaga T, et al. , “Gene transfer in magnetic bacteria: transposon mutagenesis and cloning of genomic DNA fragments required for magnetosome synthesis,” J Bacteriol. 174: 2748-2753 (1992); Kawaguchi R, et al., “Phylogeny and 16s rRNA sequence of Magnetospirillum sp AMB-1, an aerobic magnetic bacteria, ”Nucleic Acids Res. 20: 1140 (1992); each publication is incorporated herein in its entirety for all purposes).
[175] ドナー大腸菌株を用いるコンジュゲーションにより形質転換を達成した。(参照:Goulian, M. et al., “A simple system for converting lacZ to gfp reporter fusions in diverse bacteria,” Gene 372:219-226 (2006); Scheffel, A. Schueler, D., “The Acidic Repetitive Domain of the Magnetospirillum gryphiswaldense MamJ Protein Displays Hypervariability but Is Not Required for Magnetosome Chain Assembly,” J Bacteriol. 189(17):6437-6446 (2007); それぞれの刊行物をあらゆる目的で全体として本明細書に援用する)。これらの交配反応物を、規定した微好気性条件下でDAPの非存在下に10日間培養して、陽性形質転換体を選択した。 [175] Transformation was achieved by conjugation with a donor E. coli strain. (Ref: Goulian, M. et al., “A simple system for converting lacZ to gfp reporter fusions in diverse bacteria,” Gene 372: 219-226 (2006); Scheffel, A. Schueler, D., “The Acidic Repetitive Domain of the Magnetospirillum gryphiswaldense MamJ Protein Displays Hypervariability but Is Not Required for Magnetosome Chain Assembly, ”J Bacteriol. 189 (17): 6437-6446 (2007); Each publication is incorporated herein in its entirety for all purposes. ). These mating reactions were cultured for 10 days in the absence of DAP under defined microaerobic conditions to select positive transformants.
[176] コンジュゲーションの後、シャイン−ダルガルノ配列を含むgfp+ AMB−1形質転換体および含まないものがGFP蛍光を示すのに成功した。シャイン−ダルガルノ配列を収容した形質転換体は、この配列を含まない形質転換体より高いレベルのGFP蛍光を示した。生じた蛍光は、488nmで励起して100×の倍率で観察した際、gfp+ AMB−1細胞から離れなかった。 [176] After conjugation, gfp + AMB-1 transformants containing and without the Shine-Dalgarno sequence succeeded in showing GFP fluorescence. Transformants that contained the Shine-Dalgarno sequence showed higher levels of GFP fluorescence than transformants that did not contain this sequence. The resulting fluorescence did not leave gfp + AMB-1 cells when excited at 488 nm and observed at 100 × magnification.
[177] gfp+ AMB−1の磁性をMRIにより分析した。gfp+ AMB−1を寒天プラグに懸濁し、1.5T計測器を用いてイメージング特性を最適化および解明した。図1は、gfp+ AMB−1について約108MTB/mLに及ぶロングスケール濃度にわたってT1パルスシーケンスで作成したポジティブコントラストを示す。信号強度は濃度に関係していた。 [177] The magnetic properties of gfp + AMB-1 were analyzed by MRI. gfp + AMB-1 was suspended in an agar plug and the imaging properties were optimized and elucidated using a 1.5T instrument. FIG. 1 shows the positive contrast generated with a T 1 pulse sequence over a long scale concentration ranging about 10 8 MTB / mL for gfp + AMB-1. Signal intensity was related to concentration.
B. マウス胚細胞内へのマイクロインジェクション
[178] gfp+ AMB−1を2細胞期の170のマウス胚それぞれの1細胞にマイクロインジェクトした。565nmにおける光学濃度により推定して細胞当たり約105 gfp+ AMB−1に及ぶロングスケール濃度にわたる6種類の濃度をインジェクトした。マイクロインジェクション後の細胞の致死率は、インジェクトした種々の濃度にわたって一定であった。最高濃度(105MTB/細胞)をインジェクトした細胞の蛍光イメージおよび微分干渉コントラスト(DIC)イメージを重ねたイメージを比較した。インジェクトしなかった対照は低レベルの自発蛍光を示した。特定時点での8細胞期胚の異なる水平面における切片を比較した。それぞれの胚において、インジェクトした細胞に由来する4つの細胞すべてが有意の蛍光を示したが、インジェクトしなかった内部対照に由来する細胞はいずれも有意の蛍光を示さなかった。
B. Microinjection into mouse embryo cells
[178] gfp + AMB-1 was microinjected into one cell of each of 170 mouse embryos at the 2-cell stage. Six concentrations were injected over a long scale concentration ranging from about 10 5 gfp + AMB-1 per cell as estimated by optical density at 565 nm. Cell mortality after microinjection was constant over the various concentrations injected. Images of the fluorescence image of the cells injected with the highest concentration (10 5 MTB / cell) and the image overlaid with the differential interference contrast (DIC) image were compared. Controls that were not injected showed low levels of autofluorescence. Sections in different horizontal planes of 8-cell stage embryos at specific time points were compared. In each embryo, all four cells derived from the injected cells showed significant fluorescence, whereas none of the cells from the internal controls that were not injected showed significant fluorescence.
[179] インジェクション後、3日間、胚を発生させた。それぞれの濃度レベルで、胚は全3日間生存して256細胞の胞胚期まで発生し、移植するのに十分なほど健康に見えた。それぞれの胞胚内の多数の細胞が有意の蛍光を示し、それは、真核宿主細胞を含む胚が胞胚期まで発生するのに伴って人工内部共生体が多数回の細胞分裂を経て娘細胞へ伝達されたことを立証する。そのような胞胚のひとつを図2に示す;パネルAは胞胚の微分干渉コントラスト(DIC)イメージを示し、パネルB)は同じイメージのグレイスケール蛍光捕獲を示し、胞胚全体の多数の細胞に蛍光を示す。 [179] Embryos were developed for 3 days after injection. At each concentration level, embryos survived for a total of 3 days, developed to the blastocyst stage of 256 cells, and looked healthy enough to be transplanted. Numerous cells within each blastula show significant fluorescence, which is transmitted to daughter cells through multiple cell divisions by the artificial endosymbiosis as embryos containing eukaryotic host cells develop to the blastocyst stage. Prove that has been done. One such blastocyst is shown in FIG. 2; panel A shows the differential interference contrast (DIC) image of the blastocyst, and panel B) shows the same image of grayscale fluorescence capture, and fluoresces a large number of cells throughout the blastocyst. Show.
[180] 共焦点顕微鏡検査を用い、胚の8細胞期に開始して胚全体のGFP蛍光を種々の時点で経時測定することにより、4つの個々の胚全体のGFPの総発現を定量した。図3は胚の蛍光の経時変化を示す。これは、人工内部共生体のコピー数が娘細胞において少なくとも7世代維持され、それにより胚が2細胞期から256細胞の胞胚期まで経過するのに伴って宿主細胞の蛍光表現型が維持されたことを示す。 [180] Using confocal microscopy, the total expression of GFP across four individual embryos was quantified by measuring the GFP fluorescence of the whole embryo at various time points starting at the 8-cell stage of the embryo. FIG. 3 shows the time course of embryo fluorescence. This is because the artificial endosymbiont copy number was maintained in daughter cells for at least 7 generations, thereby maintaining the host cell's fluorescent phenotype as the embryo passed from the 2-cell stage to the 256-cell blastocyst stage. It shows that.
[181] これらの結果は、マイクロインジェクションにより送達された場合、gfp+ AMB−1が直ちに消失または分解することはなく、また3日間の実験経過にわたって発生中の胚に対して有毒でなかったことを立証する。マイクロインジェクトされた胚は正常に分裂し、それはgfp+ AMB−1が病原性マーカーを提示せず、あるいは有毒化合物を分泌しないことを示唆する。それらは多数回の細胞分裂にわたって娘細胞へ伝達され、細胞質に内包され、点状に良好に分布し、娘宿主細胞内でコピー数を維持し、それにより真核宿主細胞の蛍光表現型が娘細胞において少なくとも7世代を通して維持された。これらの結果は、AMB−1は細胞内で安定に維持でき、かつ少なくとも7回の細胞分裂にわたって娘細胞へ伝達されることを立証する。 [181] These results indicate that gfp + AMB-1 did not disappear or degrade immediately when delivered by microinjection, nor was it toxic to developing embryos over the course of the three day experiment. Prove that. Microinjected embryos divide normally, suggesting that gfp + AMB-1 does not present virulence markers or secrete toxic compounds. They are transmitted to daughter cells over many cell divisions, are encapsulated in the cytoplasm, are well distributed in punctiformity, and maintain copy number within the daughter host cell, thereby causing the fluorescence phenotype of the eukaryotic host cell to Maintained in cells for at least 7 generations. These results demonstrate that AMB-1 can be stably maintained in the cell and is transmitted to daughter cells over at least 7 cell divisions.
実施例2:AMB−1の食作用型侵入
[182] 受容体仲介型:inlAB遺伝子をリステリア・モノサイトゲネス(L. monocytogenes)ゲノムDNA(ATCC 19114)から増幅し、pBBR1MCS−5、すなわちpBBR1MCS−2のゲンタマイシン同族体(see Kovach, M.E., et al., “Four new derivatives of the broad-host-range cloning vector pBBR1MCS, carrying different antibiotic-resistance cassettes,” Gene 166, 175-176, (1995))に挿入して、gfp+ inlAB+ AMB−1を作製する。このgfp+ inlAB+ AMB−1を、一般的な上皮腫瘍細胞系Coco−2、MDA−MB−231およびMCF7、非上皮腫瘍細胞系、たとえばHT−1080およびHL60、ならびにマウス幹細胞を含めた、真核宿主細胞と共培養する。蛍光顕微鏡検査およびFACSを用いてインターナリゼーションおよび細胞内位置をモニターおよび定量する。
Example 2: AMB-1 phagocytic invasion
[182] Receptor-mediated: The inlAB gene is amplified from L. monocytogenes genomic DNA (ATCC 19114) and pBBR1MCS-5, the gentamicin homologue of pBBR1MCS-2 (see Kovach, ME, et al., “Four new derivatives of the broad-host-range cloning vector pBBR1MCS, carrying different antibiotic-resistance cassettes,” Gene 166, 175-176, (1995)) and inserting gfp + inlAB + AMB-1 Make it. This gfp + inlAB + AMB-1 is a true epithelial tumor cell line Coco-2, MDA-MB-231 and MCF7, non-epithelial tumor cell lines such as HT-1080 and HL60, and mouse stem cells. Co-culture with nuclear host cells. Monitor and quantify internalization and intracellular location using fluorescence microscopy and FACS.
[183] AMB−1におけるポア形成性の溶血素(haemolysin)(hlyA)発現は、リステリア・モノサイトゲネスのゲノムDNA(ATCC 19114)由来のhlyAの増幅により達成される。増幅したhlyAをpBBR1MCS−3(pBBR1MCS−2のテトラサイクリン同族体)に挿入し、次いでそれを用いてgfp+ AMB−1を形質転換する。得られたAMB−1株を、自然−食作用できるマウスマクロファージ細胞系J774に曝露する。ゲンタマイシン処理を用いてインターナリゼーションしていない細菌を除去し、hlyA− AMB−1を陰性対照として用いる。蛍光顕微鏡検査を用いてAMB−1の細胞内での動態および存在位置をモニターする。 [183] Pore-forming haemolysin (hlyA) expression in AMB-1 is achieved by amplification of hlyA from Listeria monocytogenes genomic DNA (ATCC 19114). The amplified hlyA is inserted into pBBR1MCS-3 (a tetracycline analog of pBBR1MCS-2), which is then used to transform gfp + AMB-1. The resulting AMB-1 strain is exposed to a mouse macrophage cell line J774 capable of natural-phagocytosis. Gentamycin treatment is used to remove uninternalized bacteria and hlyA - AMB-1 is used as a negative control. Fluorescence microscopy is used to monitor the kinetics and location of AMB-1 in cells.
[184] 細菌がファゴソーム内に閉じ込められたままであれば、細胞質ゾル内へのリステリア・モノサイトゲネスの脱出に関係することが示されている2つの遺伝子plcAおよびplcBを導入する(Smith, G. A. et al., Infection and immunity 63:4231 (1995); Camilli, A. et al., J Exp Med. 173:751 (1991); それぞれの刊行物をあらゆる目的で全体として本明細書に援用する)。細菌が脱出に成功したけれども増殖できなければ、hptを導入する(参照:Goetz, M. et al., Proc Natl Acad Sci U S A 98:12221 (2001); Chico-Calero, I. et al., Proc Natl Acad Sci USA 99:431 (2002); それぞれの刊行物をあらゆる目的で全体として本明細書に援用する)。リステリア・モノサイトゲネスにおいて、hptは細胞質ゾルからのグルコース−6−リン酸の取込みに関与するトランスポーターをコードする。リステリア・モノサイトゲネス由来の他の遺伝子(glnAおよびgltABおよびargD)が宿主内での増殖を持続するのに関与することが示されており、これらを必要に応じて系統的に導入する(Joseph, B. et al., J Bacteriol. 188:556 (2006), あらゆる目的で全体として本明細書に援用する)。 [184] If the bacterium remains confined within the phagosome, it introduces two genes, plcA and plcB, which have been shown to be involved in the escape of Listeria monocytogenes into the cytosol (Smith, GA et al. al., Infection and immunity 63: 4231 (1995); Camilli, A. et al., J Exp Med. 173: 751 (1991); each publication is incorporated herein in its entirety for all purposes). If the bacteria are successfully escaped but are unable to grow, introduce hpt (see Goetz, M. et al., Proc Natl Acad Sci USA 98: 12221 (2001); Chico-Calero, I. et al., Proc Natl Acad Sci USA 99: 431 (2002); each publication is incorporated herein in its entirety for all purposes). In Listeria monocytogenes, hpt encodes a transporter involved in the uptake of glucose-6-phosphate from the cytosol. Other genes from Listeria monocytogenes (glnA and gltAB and argD) have been shown to be involved in sustaining growth in the host and are introduced systematically as needed (Joseph , B. et al., J Bacteriol. 188: 556 (2006), incorporated herein in its entirety for all purposes).
実施例3:AMB−1増殖の調節
[185] 胚性幹細胞におけるAMB−1増殖の調節は下記に従って調節できる。コレオプテリシン−A(coleoptericin-A)(ColA)をコクゾウムシ(Sitophilus oryzae)の総cDNAから増幅する。コクゾウムシ属(Sitophilus)の甲虫におけるColAの発現は、これらの甲虫との密接な共生関係を自然界で発達させて菌細胞(bacteriocyte)と呼ばれる特殊な細胞内に滞在するガンマプロトバクテリア綱(γ-Protobacterium)の力価を調節する(Login, F.H. et al., “Antimicrobial peptides keep insect endosymbionts under control,” Science 334(6054):362-365 (2011), あらゆる目的で全体として本明細書に援用する)。
Example 3: Regulation of AMB-1 proliferation
[185] Regulation of AMB-1 proliferation in embryonic stem cells can be regulated as follows. Choleoptericin-A (ColA) is amplified from the total cDNA of Sitophilus oryzae. The expression of ColA in beetles of the genus Sitophilus is a gamma protobacteria class (γ-Protobacterium) that develops a close symbiotic relationship with these beetles in nature and stays in special cells called bacteriocytes. (Login, FH et al., “Antimicrobial peptides keep insect endosymbionts under control,” Science 334 (6054): 362-365 (2011), incorporated herein in its entirety for all purposes) .
[186] gfp+ AMB−1を含むマウス胚性幹細胞を、神経分化プロトコルにより処理する。MTB発現レベルをqPCRおよび蛍光顕微鏡検査により定量する。増幅したcolAを次いでgfp+ AMB−1胚性幹細胞において発現させる。最適ColA発現レベルが得られるようにプロモーターを選択する。 [186] Mouse embryonic stem cells containing gfp + AMB-1 are processed by a neural differentiation protocol. MTB expression levels are quantified by qPCR and fluorescence microscopy. Amplified colA is then expressed in gfp + AMB-1 embryonic stem cells. The promoter is selected to obtain the optimal ColA expression level.
実施例4:gfp+ AMB−1を収容したマウス細胞の磁性表現型
[187] gfp+ AMB−1を導入したマウス腹水固形腫瘍に由来するマクロファージ細胞系J774.2からの細胞を磁気カラムに適用し、カラムに保持させた。gfp+ AMB−1の導入後にJ774.2マウス細胞は磁気により濃縮され、磁気により採集されたので、これらの結果はそれらが磁気により検出され、磁気により操作されたことを立証する。
Example 4: Magnetic phenotype of mouse cells containing gfp + AMB-1
[187] Cells from a macrophage cell line J774.2 derived from a mouse ascites solid tumor into which gfp + AMB-1 had been introduced were applied to a magnetic column and retained on the column. Since J774.2 mouse cells were magnetically enriched and magnetically harvested after the introduction of gfp + AMB-1, these results demonstrate that they were detected magnetically and manipulated magnetically.
実施例5:ヒト乳癌細胞系MDA−MB−231におけるGfp+ AMB−1
[188] Gfp+ AMB−1、Gfp+ InlA/B+ AMB−1、およびGfp+ Pla1+ AMB−1をそれぞれ、ヒト乳癌細胞系MDA−MB−231に導入した。90%を超えるMDA−MB−231細胞において、Gfp+ AMB−1、Gfp+ InlA/B+ AMB−1、およびGfp+ Pla1+ AMB−1それぞれの導入後、48時間、GFP蛍光が検出された。Gfp+ AMB−1におけるGFP蛍光は、これらのMDA−MB−231細胞においてgfp+ AMB−1導入の少なくとも13日後、導入後の第4継代MDA−MB−231細胞、すなわちそれぞれの継代間で3〜4回倍増したMDA−MB−231細胞集団において観察された。GFP蛍光は、細胞分裂の過程で導入されたgfp+ AMB−1を含む、MDA−MB−231細胞の両方の形成娘細胞に観察された。
Example 5: Gfp + AMB-1 in human breast cancer cell line MDA-MB-231
[188] Gfp + AMB-1, Gfp + InlA / B + AMB-1, and Gfp + Pla1 + AMB-1 were each introduced into the human breast cancer cell line MDA-MB-231. In more than 90% of MDA-MB-231 cells, GFP fluorescence was detected for 48 hours after introduction of Gfp + AMB-1, Gfp + InlA / B + AMB-1, and Gfp + Pla1 + AMB-1 respectively. . GFP fluorescence in Gfp + AMB-1 was observed in these MDA-MB-231 cells at least 13 days after gfp + AMB-1 introduction, the fourth passage MDA-MB-231 cells after introduction, ie between each passage. Observed in a MDA-MB-231 cell population doubling 3-4 times. GFP fluorescence was observed in both daughter cells of MDA-MB-231 cells, including gfp + AMB-1 introduced during cell division.
[189] gfp+ AMB−1の導入後、MDA−MB−231細胞をLysotracker(登録商標) レッドDND−99色素(リゾソームに特異的)およびHoechst 33342核染色(Life Technologiesから購入)で染色した。緑色GFP蛍光は個々のMDA−MB−231細胞内に、赤色のリゾソーム染色および青色の核染色とは別に局在した状態で観察され、これはAMB−1が細胞質に局在し、リゾソーム経路により消化されなかったことを示唆する。 [189] gfp + after the introduction of the AMB-1, stained with MDA-MB-231 cells with Lysotracker (TM) Red DND-99 dye (purchased from Life Technologies) and Hoechst 33342 nuclear staining (specific for lysosomes). Green GFP fluorescence is observed in individual MDA-MB-231 cells in a localized state apart from red lysosome staining and blue nuclear staining, which is due to the localization of AMB-1 in the cytoplasm and through the lysosomal pathway. Suggests not digested.
[190] 導入後24時間目および72時間目に、プレーティングしたMDA−MB−231細胞およびプレーティングした対照MDA−MB−231細胞を、PBS洗浄後にホルマリンおよびグルタルアルデヒド中に固定した。細胞を次いでプルシアンブルーで染色し、顕微鏡検査により倍率40×で観察した。gfp+ AMB−1を導入した若干のMDA−MB−231細胞において鉄染色が観察されたが、gfp+ AMB−1を導入していない対照MDA−MB−231細胞においては観察されなかった。鉄染色を示した細胞の割合は、gfp+ AMB−1細胞導入後72時間目のMDA−MB−231細胞とgfp+ AMB−1細胞導入後24時間目のMDA−MB−231細胞の間で類似していた。 [190] Plated MDA-MB-231 cells and plated control MDA-MB-231 cells were fixed in formalin and glutaraldehyde after washing with PBS at 24 and 72 hours after introduction. The cells were then stained with Prussian blue and observed by microscopy at a magnification of 40x. gfp + AMB-1 iron staining in some of MDA-MB-231 cells were introduced was observed, in the control MDA-MB-231 cells not introduced the gfp + AMB-1 was observed. The proportion of cells that showed iron staining was between MDA-MB-231 cells 72 hours after introduction of gfp + AMB-1 cells and MDA-MB-231 cells 24 hours after introduction of gfp + AMB-1 cells. It was similar.
[191] gfp+ AMB−1細胞導入後48時間目に、MDA−MB−231細胞をトリプシン処理し、PBSに再懸濁した。これらの細胞のうち1試料をスライドガラスチャンバーに入れた。磁石をチャンバーの側面に配置し、細胞の運動を倍率20×の顕微鏡下で観察した。gfp+ AMB−1を導入したMDA−MB−231細胞は磁石の方向への運動を示したが、gfp+ AMB−1を導入していない対照MDA−MB−231細胞は示さなかった。これらの細胞の他の試料を小チューブに入れ、それらを1時間、磁石に貼りつけておいた。gfp+ AMB−1を導入していない対照MDA−MB−231細胞はチューブの底に沈降した。しかし、gfp+ AMB−1を導入したMDA−MB−231細胞はチューブの磁石側に整列した。 [191] 48 hours after introduction of gfp + AMB-1 cells, MDA-MB-231 cells were trypsinized and resuspended in PBS. One sample of these cells was placed in a slide glass chamber. A magnet was placed on the side of the chamber and cell movement was observed under a 20 × magnification microscope. MDA-MB-231 cells introduced with gfp + AMB-1 showed movement in the direction of the magnet, but no control MDA-MB-231 cells not introduced with gfp + AMB-1. Other samples of these cells were placed in small tubes and allowed to stick to the magnet for 1 hour. Control MDA-MB-231 cells not transfected with gfp + AMB-1 settled to the bottom of the tube. However, MDA-MB-231 cells introduced with gfp + AMB-1 were aligned on the magnet side of the tube.
[192] これらの結果は、gfp+ AMB−1がヒト乳癌MDA−MB−231細胞から直ちには消失しなかったことを示す。それらは少なくとも12回の細胞分裂にわたって娘細胞へ伝達され、MDA−MB−231細胞内でリゾソームおよび核の両方の外側に滞在した。これらの結果は、gfp+ AMB−1細胞の導入後少なくとも48時間は、提示したgfp+ AMB−1を収容したMDA−MB−231細胞が磁気検出および磁気操作されたことをも立証する;それらは磁気により運動し、磁気によりある位置にターゲティングされ、磁気により濃縮され、かつ磁気により採集されたからである。さらに、gfp+ AMB−1細胞の導入後少なくとも72時間、MDA−MB−231細胞は観察可能な量の鉄を含有していた。 [192] These results indicate that gfp + AMB-1 did not disappear immediately from human breast cancer MDA-MB-231 cells. They were transmitted to daughter cells over at least 12 cell divisions and stayed outside both the lysosome and nucleus in MDA-MB-231 cells. These results also demonstrate that MDA-MB-231 cells containing the presented gfp + AMB-1 were magnetically detected and manipulated for at least 48 hours after introduction of gfp + AMB-1 cells; Is moved by magnetism, targeted to a certain position by magnetism, concentrated by magnetism, and collected by magnetism. Furthermore, MDA-MB-231 cells contained an observable amount of iron at least 72 hours after introduction of gfp + AMB-1 cells.
実施例6:ヒト人工多能性幹細胞におけるGfp+ AMB−1
[193] ヒト人工多能性幹(“IPS”)細胞において、gfp+ AMB−1をIPSに導入した後の少なくとも8日間、IPS細胞の第2継代でGFP蛍光が観察された。これらの結果は、gfp+ AMB−1がヒトIPS細胞から直ちには消失せず、娘細胞へ伝達されたことを示す。
Example 6: Gfp + AMB-1 in human induced pluripotent stem cells
[193] In human induced pluripotent stem ("IPS") cells, GFP fluorescence was observed at the second passage of IPS cells for at least 8 days after introduction of gfp + AMB-1 into IPS. These results indicate that gfp + AMB-1 was not immediately lost from human IPS cells but was transmitted to daughter cells.
実施例7:マウス腫瘍内の細胞イメージング
[194] 2つの皮下腫瘍を、1つはその左脇腹に、1つはその右脇腹に保有するマウスにおいて、細胞視覚化を試験した。導入されたgfp+ AMB−1を収容したMDA−MB−231細胞1.5×106個を、マウスの左脇腹の腫瘍に直接注射した。細胞を導入していない同数の対照MDA−MB−231細胞をマウスの右脇腹に注射した。T2wパルスシーケンスの卓上型1T MRIを用いてマウスをイメージングした。得られたイメージは、マウスの右側の腫瘍、すなわち導入されたgfp+ AMB−1を収容したMDA−MB−231細胞の注射部位に暗領域を示したが、MDA−MB−231細胞を左側の腫瘍に注射したマウスの右側の腫瘍には信号がなかった。
Example 7: Cell imaging in mouse tumors
[194] Cell visualization was tested in mice bearing two subcutaneous tumors, one on its left flank and one on its right flank. 1.5 × 10 6 MDA-MB-231 cells containing the introduced gfp + AMB-1 were directly injected into the tumor on the left flank of the mouse. The same number of control MDA-MB-231 cells without cells were injected into the right flank of the mice. Mice were imaged using a desktop 1T MRI with a T2w pulse sequence. The image obtained showed a dark area at the injection site of the right mouse tumor, ie, MDA-MB-231 cells containing the introduced gfp + AMB-1, but the MDA-MB-231 cells were There was no signal in the tumor on the right side of the mice injected into the tumor.
実施例8:マウス腫瘍のモニタリング
[195] Gfp+ AMB−1細胞をMDA−MB−231 ヒト癌細胞に導入する。得られた磁性細胞およびそれらの娘細胞を、免疫無防備状態のマウスのグループの乳腺脂肪体に注射する。腫瘍の増殖を規則的間隔でMRIイメージングによりモニターする。樹立した腫瘍をもつマウスを、実験グループまたは対照グループのいずれかに配属した。実験グループのマウスを有効な抗腫瘍療法化合物で処理し、これに対し対照グループのマウスを不活性ビヒクルで処理する。処理後、MRIを用いて腫瘍のサイズおよび増殖を非侵襲的にモニターして、腫瘍への対抗における被験化合物の有効性を査定する。
Example 8: Monitoring mouse tumors
[195] Gfp + AMB-1 cells are introduced into MDA-MB-231 human cancer cells. The resulting magnetic cells and their daughter cells are injected into the mammary fat pad of a group of immunocompromised mice. Tumor growth is monitored by MRI imaging at regular intervals. Mice with established tumors were assigned to either experimental or control groups. The experimental group of mice is treated with an effective anti-tumor therapeutic compound, whereas the control group of mice is treated with an inert vehicle. Following treatment, tumor size and growth are monitored non-invasively using MRI to assess the effectiveness of the test compound in combating the tumor.
実施例9:磁気による細胞保持の増強
[196] Gfp+ AMB−1細胞をラットの心臓由来幹細胞(Cardiac-Derived Stem Cell)(CDC)に導入する。得られた磁性CDC細胞を虚血/再潅流モデルに用いる。ラットをCheng K. et al., “Magnetic enhancement of cell retention, engraftment, and functional benefit after intracoronary delivery of cardiac-derived stem cells in a rat model of ischemia/reperfusion,” Cell Transplant. 21(6):1121-35 (2012)の記載に従って処理する。次いで、処理したラットの左心室腔内へ磁性CDC細胞を導入する。注射の途中と後に1.3Tの磁石を心臓の上方に置く。動物の胸部を閉じ、回復させる。ラットにおける標識CDCの短期および長期挙動を規則的にMRIイメージングによりモニターする。
Example 9: Enhancement of cell retention by magnetism
[196] Gfp + AMB-1 cells are introduced into rat heart-derived stem cells (CDC). The resulting magnetic CDC cells are used in an ischemia / reperfusion model. Rat Cheng K. et al., “Magnetic enhancement of cell retention, engraftment, and functional benefit after intracoronary delivery of cardiac-derived stem cells in a rat model of ischemia / reperfusion,” Cell Transplant. 21 (6): 1121- Treat as described in 35 (2012). The magnetic CDC cells are then introduced into the left ventricular cavity of the treated rat. A 1.3T magnet is placed above the heart during and after the injection. The animal's chest is closed and allowed to recover. The short and long term behavior of labeled CDC in rats is regularly monitored by MRI imaging.
実施例10:AMF腫瘍の処理
[197] Gfp+ AMB−1細胞をMDA−MB−231細胞に導入する。得られた細胞を、4T1細胞によりヌードマウスに形成された皮下腫瘍に注射する。非処理対照MDA−MB−231細胞を、各動物の反対側の脇腹の腫瘍に注射する。処理後に各動物を交番磁場(30.6kA/m,118kHz)に30分間置き、この操作の後、回復させる。動物を規則的間隔でと殺し、磁性MDA−MB−231を注射したマウスと対照MDA−MB−231を注射したマウスの両方からの腫瘍について組織学的分析を行なう。実験マウスにおいて、標識した細胞および周囲の腫瘍が損傷を受けて、経時的な腫瘍損傷を生じる。
Example 10: Treatment of AMF tumor
[197] Gfp + AMB-1 cells are introduced into MDA-MB-231 cells. The obtained cells are injected into subcutaneous tumors formed in nude mice by 4T1 cells. Untreated control MDA-MB-231 cells are injected into the contralateral flank tumor of each animal. After treatment, each animal is placed in an alternating magnetic field (30.6 kA / m, 118 kHz) for 30 minutes and allowed to recover after this operation. Animals are sacrificed at regular intervals and histological analysis is performed on tumors from both mice injected with magnetic MDA-MB-231 and mice injected with control MDA-MB-231. In experimental mice, the labeled cells and surrounding tumor are damaged, resulting in tumor damage over time.
実施例11:生物発光性AMB−1
[198] フォトラブダス・ルミネッセンス(Photorhabdus luminescens)luxCDABEオペロンの遺伝子配列をpXen−13プラスミド(Perkin Elmer Hopkinton,マサチュセッツ州)からPCR増幅し、In−Fusion(登録商標) HDクローニングキット(Clontech,米国カリフォルニア州マウンテンビュー)の使用によりpBBR1−MCS2内へクローニングした。正確なサイズの挿入配列であることを制限消化により示し、発光リーダーにより発光を検出することによって、陽性クローンを確認した。精製プラスミドを交配株である大腸菌WM3064に導入した。AMB−1とWM3064株をプラスミド伝達のために交配し、カナマイシン耐性AMB−1株を選択した。発光陽性株を液体MG培地中で培養した。lux+ AMB−1のみについて卓上型ルミノメーターを用いて蛍光を確認した。CMag測定を用いて磁性を確認した。共遠心または細胞容器に強力な磁石を隣接させた状態でのインキュベーションにより、株を真核細胞に導入した。MRIファントム(phantom)により、また顕微鏡での磁気感度の観察により、または磁気カラムにトラップされることにより、磁性を確認した。
Example 11: Bioluminescent AMB-1
[198] The gene sequence of the Photorhabdus luminescens luxCDABE operon was PCR amplified from the pXen-13 plasmid (Perkin Elmer Hopkinton, Mass.), And the In-Fusion® HD cloning kit (Clontech, California, USA) Was cloned into pBBR1-MCS2. The positive clone was confirmed by showing that it was an insertion sequence of the correct size by restriction digestion and detecting luminescence with a luminescence reader. The purified plasmid was introduced into Escherichia coli WM3064 which is a mating strain. AMB-1 and WM3064 strain were crossed for plasmid transfer, and kanamycin resistant AMB-1 strain was selected. Luminescence positive strains were cultured in liquid MG medium. Only lux + AMB-1 was checked for fluorescence using a desktop luminometer. Magnetism was confirmed using CMag measurement. Strains were introduced into eukaryotic cells by co-centrifugation or incubation with a strong magnet adjacent to the cell container. The magnetism was confirmed by MRI phantom, by observation of magnetic sensitivity with a microscope, or by trapping on a magnetic column.
実施例12:蛍光AMB−1の作製
[199] ある態様において、自殺プラスミドpJQ200に挿入した増強緑色蛍光タンパク質(eGFP)を用いて、FLIによる検出が可能な遺伝子修飾された走磁性細菌を作製し、ジアミノピメリン酸栄養要求性大腸菌株に導入し、それをAMB−1との交配に用いた。ゲンタマイシン耐性株を選択し、蛍光顕微鏡検査により蛍光を確認した。ゲンタマイシン培地中で3回継代した後、抗生物質選択なしに細胞をさらに3回継代増殖させた。次いでそれらを1%スクロースの存在下で6日間増殖させ、単一コロニーをMGB寒天平板に接種した。単一コロニーをGFPについて検査した。Nikon Ti−S倒立落射蛍光顕微鏡を用い、FITCフィルターおよび40×対物レンズを用いて検出を行なった。蛍光性らせん形細菌を40×の倍率で観察できる。
Example 12: Preparation of fluorescent AMB-1
[199] In one embodiment, a genetically modified magnetotactic bacterium capable of detection by FLI is produced using enhanced green fluorescent protein (eGFP) inserted into a suicide plasmid pJQ200 and introduced into a diaminopimelate auxotrophic E. coli strain And used for mating with AMB-1. Gentamicin resistant strains were selected and fluorescence was confirmed by fluorescence microscopy. After 3 passages in gentamicin medium, cells were grown for 3 additional passages without antibiotic selection. They were then grown for 6 days in the presence of 1% sucrose and single colonies were inoculated on MGB agar plates. Single colonies were examined for GFP. Detection was performed using a Nikon Ti-S inverted epifluorescence microscope using a FITC filter and a 40 × objective lens. Fluorescent helical bacteria can be observed at a magnification of 40 ×.
[200] GFP陽性AMB−1を、MDA−MB−231、4T1、hAMSC、J774.2、MCF−7(およびその他)細胞に挿入した。gfp+ AMB−1標識細胞および非標識細胞を蛍光顕微鏡により観察し、gfp+ AMB−1標識細胞についてはしばしば点状パターンを伴う細胞蛍光の明瞭な増強が観察され、それは細胞内ベシクルにおける局在化を示唆する。 [200] GFP positive AMB-1 was inserted into MDA-MB-231, 4T1, hAMSC, J774.2, MCF-7 (and others) cells. gfp + AMB-1 labeled and unlabeled cells were observed by fluorescence microscopy, and for gfp + AMB-1 labeled cells, a clear enhancement of cell fluorescence, often accompanied by a punctate pattern, was observed, which was localized in intracellular vesicles Suggests
[201] 図6A〜Lは、下記の共焦点顕微鏡検査および蛍光のイメージを示す:gfp+ AMB−1を収容したiPS細胞(多能性幹細胞)、gfp+ AMB−1を収容したMDA−MB−231細胞(ヒト乳癌)、gfp+ AMB−1を収容したJ774.2細胞(マウスマクロファージ)、gfp+ AMB−1を収容したBJ細胞(ヒト線維芽細胞)、gfp+ AMB−1を収容したHEP1細胞(ヒト肝臓腺癌)、およびgfp+ AMB−1を収容したMCF−7細胞(ヒト上皮乳腺癌)。gfp+ AMB−1をこれらの細胞系に挿入し、位相コントラスト光学素子またはFITC蛍光フィルターを備え、40×倍率のレンズを備えたNikon Ti−S落射蛍光顕微鏡を用いて、顕微鏡検査イメージを取得した。図6A−Bは、gfp+ AMB−1を収容したiPS細胞(多能性幹細胞)の位相コントラストイメージおよび蛍光イメージを示す。図6C−Dは、gfp+ AMB−1を収容したMDA−MB−231細胞(ヒト乳癌)の位相コントラストイメージおよび蛍光イメージを示す。図6E−Fは、gfp+ AMB−1を収容したJ774.2細胞(マウスマクロファージ)の位相コントラストイメージおよび蛍光イメージを示す。図6G−Hは、gfp+ AMB−1を収容したBJ細胞(ヒト線維芽細胞)の位相コントラストイメージおよび蛍光イメージを示す。図6I−Jは、gfp+ AMB−1を収容したHEP1細胞(ヒト肝臓腺癌)の位相コントラストイメージおよび蛍光イメージを示す。図6K−Lは、gfp+ AMB−1を収容したMCF−7細胞(ヒト上皮乳腺癌)の位相コントラストイメージおよび蛍光イメージを示す。これらの細胞タイプはすべて、細胞がgfp+ AMB−1を収容した場合、増強された蛍光を示した。 [201] FIGS. 6A-L show the following confocal microscopy and fluorescence images: iPS cells containing gfp + AMB-1 (pluripotent stem cells), MDA-MB containing gfp + AMB-1 -231 cells (human breast carcinoma), J774.2 cells containing the gfp + AMB-1 (murine macrophage), BJ cells (human fibroblasts) which accommodates the gfp + AMB-1, containing the gfp + AMB-1 HEP1 cells (human liver adenocarcinoma) and MCF-7 cells (human epithelial breast adenocarcinoma) containing gfp + AMB-1. gfp + AMB-1 was inserted into these cell lines and microscopy images were acquired using a Nikon Ti-S epifluorescence microscope equipped with a phase contrast optical element or FITC fluorescent filter and equipped with a 40 × magnification lens. . 6A-B show phase contrast images and fluorescence images of iPS cells (pluripotent stem cells) containing gfp + AMB-1. 6C-D show phase contrast and fluorescence images of MDA-MB-231 cells (human breast cancer) containing gfp + AMB-1. FIGS. 6E-F show phase contrast and fluorescence images of J774.2 cells (mouse macrophages) containing gfp + AMB-1. FIGS. 6G-H show phase contrast and fluorescence images of BJ cells (human fibroblasts) containing gfp + AMB-1. FIGS. 6I-J show phase contrast and fluorescence images of HEP1 cells (human liver adenocarcinoma) containing gfp + AMB-1. FIG. 6K-L shows phase contrast and fluorescence images of MCF-7 cells (human epithelial breast adenocarcinoma) containing gfp + AMB-1. All these cell types showed enhanced fluorescence when cells contained gfp + AMB-1.
実施例13:PET検出可能なAMB−1の作製
[202] PET可能な遺伝子修飾された走磁性細菌を作製するために、ヒト単純ヘルペスウイルス−チミジンキナーゼ(HSV1−Tk)の遺伝子配列を、選択遺伝子(たとえば、カナマイシンまたはゲンタマイシン抗生物質耐性について)を含む適宜なプラスミドによりWM3064に導入し、それをその後、プラスミド伝達のためにAMB−1と交配させることができる。抗生物質耐性AMB−1株を次いで選択することができる。放射性標識HSV1−Tk基質である3H−PCV(ペンシクロビル(penciclovir))を添加し、AMB−1取込みをシンチレーション計数計で定量することにより、レポーターの陽性発現を評価することができる。
Example 13: Production of PET-detectable AMB-1
[202] In order to produce PET-modified genetically modified magnetotactic bacteria, the human herpes simplex virus-thymidine kinase (HSV1-Tk) gene sequence is selected and a selected gene (eg, for kanamycin or gentamicin antibiotic resistance). It can be introduced into WM3064 via an appropriate plasmid, which can then be crossed with AMB-1 for plasmid delivery. Antibiotic resistant AMB-1 strains can then be selected. Positive expression of the reporter can be assessed by adding 3 H-PCV (penciclovir), a radiolabeled HSV1-Tk substrate, and quantifying AMB-1 uptake with a scintillation counter.
[203] PETレポーター陽性AMB−1を、MDA−MB−231、4T1、hAMSC、J774.2、MCF−7(およびその他)細胞に挿入することができる。AMB−1標識細胞および非標識細胞を生きた対象に注射し、次いで対象にHSV1−TKレポーター遺伝子に対する放射性基質(たとえば、18F−FHBG)を注射することができる。1時間後、対象のPETスキャンはAMB−1標識細胞の領域に顕著な取込みを示す。 [203] PET reporter positive AMB-1 can be inserted into MDA-MB-231, 4T1, hAMSC, J774.2, MCF-7 (and other) cells. AMB-1 labeled and unlabeled cells can be injected into a living subject, and then the subject can be injected with a radioactive substrate for the HSV1-TK reporter gene (eg, 18 F-FHBG). After 1 hour, the subject's PET scan shows significant uptake in the area of AMB-1 labeled cells.
実施例14:AMB−1を収容した真核細胞の蛍光イメージングおよびMRIによる検出
[204] gfp+ AMB−1を収容したMDA−MB−231細胞を集密状態まで増殖させた。gfp+ AMB−1を収容したMDA−MB−231細胞およびgfp+ AMB−1を含まないMDA−MB−231細胞を共焦点顕微鏡検査および蛍光イメージングでイメージングした。位相コントラスト光学素子またはFITC蛍光フィルターを備え、40×倍率のレンズを備えたNikon Ti−S落射蛍光顕微鏡を用いて、位相コントラストイメージおよび蛍光イメージを取得した。蛍光イメージは0.5秒間、露光された。図4Aおよび4Dは、gfp+ AMB−1を含むMDA−MB−231および含まないものの位相コントラストイメージを示す。図4Bおよび4Eは、gfp+ AMB−1を含むMDA−MB−231および含まないものの蛍光イメージングを示す。図4Bは、MDA−MB−231細胞内のgfp+ AMB−1からの蛍光信号を立証する。
Example 14: Detection of eukaryotic cells containing AMB-1 by fluorescence imaging and MRI
[204] MDA-MB-231 cells containing gfp + AMB-1 were grown to confluence. gfp + and imaged with AMB-1 accommodated MDA-MB-231 cells and gfp + AMB-1 to MDA-MB-231 cells confocal microscopy and fluorescence imaging without the. Phase contrast and fluorescence images were acquired using a Nikon Ti-S epifluorescence microscope equipped with a phase contrast optical element or a FITC fluorescence filter and equipped with a 40 × magnification lens. The fluorescent image was exposed for 0.5 seconds. 4A and 4D show the phase contrast images of MDA-MB-231 with and without gfp + AMB-1. 4B and 4E show fluorescence imaging of MDA-MB-231 with and without gfp + AMB-1. FIG. 4B demonstrates the fluorescence signal from gfp + AMB-1 in MDA-MB-231 cells.
[205] gfp+ AMB−1を含むMDA−MB−231細胞および含まない細胞を、下記に従ってMRIによるイメージング用に調製した。gfp+ AMB−1を含むMDA−MB−231細胞および含まない細胞をトリプシン処理し、200万個の細胞を100μlのPBSに再懸濁した。細胞懸濁液を、予め凝固させた100μlの1%アガロースを入れたPCRチューブにピペットで添加した。PCRチューブをシールし、10分間放置して細胞をアガロース/PBS境界に沈降させた。Varian 7T 300MHz 水平ボア(Horizontal Bore)前臨床MRシステムを用いた。スキャナーは40G/cm 120mmの高デューティーサイクルグラディエントコイル(High Duty Cycle Gradient Coil)の形状であった。vnmrj 4.0イメージ取得ソフトウェアでイメージを取得した。2D T2w MEMSシーケンス(TR 3000ms,TE Min 7ms,NE 48,NEX 1,128×128,40×40mm FOV,1mm断面厚さ,冠状面像 を用いてファントムチューブ(Phantom tube)をイメージングし、Rapid F19ボリュームコイル(volume coil)を用いてチューブをイメージングした。MRIイメージを図4C(gfp+ AMB−1を含むMDA−MB−231)および4F(gfp+ AMB−1を含まないMDA−MB−231)に示す。gfp+ AMB−1を含むMDA−MB−231の位置を確認する黒色バンドが図4Cに見える。図4Fにはそのようなバンドは見えない。 [205] MDA-MB-231 cells with and without gfp + AMB-1 were prepared for imaging by MRI according to the following. MDA-MB-231 cells with and without gfp + AMB-1 were trypsinized and 2 million cells were resuspended in 100 μl PBS. The cell suspension was pipetted into a PCR tube containing 100 μl of 1% agarose previously coagulated. The PCR tube was sealed and left for 10 minutes to allow the cells to settle at the agarose / PBS boundary. A Varian 7T 300 MHz Horizontal Bore preclinical MR system was used. The scanner was in the form of a 40 G / cm 120 mm high duty cycle gradient coil. Images were acquired with vnmrj 4.0 image acquisition software. A 2D T2w MEMS sequence (TR 3000 ms, TE Min 7 ms, NE 48, NEX 1,128 × 128, 40 × 40 mm FOV, 1 mm cross section thickness, coronal plane image was used to image a phantom tube (Rapid F19). figure .MRI images imaged the tube using a volume coil (volume coil) 4C (MDA- MB-231 containing gfp + AMB-1) and 4F (MDA-MB-231 without the gfp + AMB-1) A black band confirming the position of MDA-MB-231 containing gfp + AMB-1 is visible in Figure 4C, and no such band is visible in Figure 4F.
[206] 図5A〜Cは、gfp+ AMB−1を含むMDA−MB−231細胞の低倍率のMRI、蛍光および目視検査イメージングの例を示す。MDA−MB−231細胞をgfp+ AMB−1で標識し、24時間後に洗浄し、トリブシン処理し、48時間目に採集し、遠心機で遠心沈降させ、得られたペレットを円筒形100ccチューブ内の1%アガロースゲルに懸濁した。蛍光イメージは、IVIS 49蛍光イマージャーで、Cy5.5フィルターおよび1秒間の取得時間を用いて得られた。MRIイメージは、T2w RAREパルスシーケンス(TR 1500ms,TE 96ms,FA 180度,取得時間5分間,FOV 3.5cm,128×128,断面厚さ1.25mm,断面間ギャップ1.00mm)で、直径2.5cmのラットコイル(rat coil)を備えたBruker ICON 1T前臨床MRIスキャナーにより得られた。図5A〜Cは、アガロースに懸濁した、gfp+ AMB−1を含む同じMDA−MB−231細胞の異なるモダリティーの検出を示す。図5Aは、プラスチックチューブの目視検査により見たMDA−MB−231細胞を示す。図5Bは、同じチューブ内のgfp+ AMB−1を含むMDA−MB−231細胞のMRIイメージを示す。図5Cは、同じチューブ内のMDA−MB−231細胞の蛍光イメージを示す。gfp+ AMB−1を含むMDA−MB−231細胞はMRIおよび蛍光イメージングを用いて検出できる。 [206] FIGS. 5A-C show examples of low magnification MRI, fluorescence and visual inspection imaging of MDA-MB-231 cells containing gfp + AMB-1. MDA-MB-231 cells were labeled with gfp + AMB-1, washed 24 hours later, treated with trypsin, collected at 48 hours, centrifuged in a centrifuge, and the resulting pellet was placed in a cylindrical 100 cc tube. Of 1% agarose gel. Fluorescence images were obtained with an IVIS 49 fluorescence imager using a Cy5.5 filter and a 1 second acquisition time. MRI image is T2w RARE pulse sequence (TR 1500ms, TE 96ms, FA 180 degrees, acquisition time 5 minutes, FOV 3.5cm, 128x128, section thickness 1.25mm, gap between sections 1.00mm), diameter Obtained with a Bruker ICON 1T preclinical MRI scanner equipped with a 2.5 cm rat coil. FIGS. 5A-C show the detection of different modalities of the same MDA-MB-231 cells containing gfp + AMB-1 suspended in agarose. FIG. 5A shows MDA-MB-231 cells viewed by visual inspection of plastic tubes. FIG. 5B shows an MRI image of MDA-MB-231 cells containing gfp + AMB-1 in the same tube. FIG. 5C shows a fluorescence image of MDA-MB-231 cells in the same tube. MDA-MB-231 cells containing gfp + AMB-1 can be detected using MRI and fluorescence imaging.
実施例15:蛍光およびMRIによるAMB−1の検出
[207] AMB−1をpBBR1−MCS2 luxプラスミドで形質転換して、発光性AMB−1を作製した。これらの発光性AMB−1をMDA−MB−231細胞に導入した。lux+ AMB−1を収容したMDA−MB−231細胞を集密状態まで増殖させ、100万個の細胞をTD−20/20ルミノメーターで製造業者のプロトコルを用いて光度測定した。1分間、測定値を求め、結果をOD400=1に対して標準化した。図7Aは、AMB−1を含むMDA−MB−231細胞からの発光信号を、AMB−1を含まないMDA−MB−231細胞と比較したチャートを示す。AMB−1を含むMDA−MB−231細胞は、AMB−1を含まないMDA−MB−231細胞と比較して有意の発光信号を示した。
Example 15: Detection of AMB-1 by fluorescence and MRI
[207] AMB-1 was transformed with the pBBR1-MCS2 lux plasmid to produce luminescent AMB-1. These luminescent AMB-1s were introduced into MDA-MB-231 cells. MDA-MB-231 cells containing lux + AMB-1 were grown to confluence and 1 million cells were photometrically measured with a TD-20 / 20 luminometer using the manufacturer's protocol. Measurements were taken for 1 minute and the results were normalized to OD400 = 1. FIG. 7A shows a chart comparing the luminescence signal from MDA-MB-231 cells containing AMB-1 with MDA-MB-231 cells not containing AMB-1. MDA-MB-231 cells containing AMB-1 showed a significant luminescence signal compared to MDA-MB-231 cells not containing AMB-1.
[208] 発光性AMB−1を含むMDA−MB−231細胞のMRIイメージを下記に従って得た。発光性AMB−1を含むMDA−MB−231細胞をトリプシン処理し、200万個の細胞を100μlのPBSに再懸濁した。細胞懸濁液を、予め凝固させた100μlの1%アガロースを入れたPCRチューブにピペットで添加した。PCRチューブをシールし、10分間放置して細胞をアガロース/PBS境界に沈降させた。能動遮蔽型(actively shielded)Discovery MR901前臨床7T MRIでイメージを取得した;ボア直径−310mm,勾配:(120mm ID,600mT/m,6000T/m/s),8つの受信チャンネル;チャンネル当たり16ビットで1MHz。T2*w GREシーケンスをイメージングサンプルとして用いた(TR 300ms,TE 30ms,NEX 2,256x256,30mm FOV)。図7Bは、発光性AMB−1を含むMDA−MB−231細胞のMRIイメーを示す。発光性AMB−1を含むMDA−MB−231細胞は、チューブの中間に黒色バンドとして見える。 [208] MRI images of MDA-MB-231 cells containing luminescent AMB-1 were obtained as follows. MDA-MB-231 cells containing luminescent AMB-1 were trypsinized and 2 million cells were resuspended in 100 μl PBS. The cell suspension was pipetted into a PCR tube containing 100 μl of 1% agarose previously coagulated. The PCR tube was sealed and left for 10 minutes to allow the cells to settle at the agarose / PBS boundary. Images were acquired with an actively shielded Discovery MR901 preclinical 7T MRI; bore diameter -310 mm, gradient: (120 mm ID, 600 mT / m, 6000 T / m / s), 8 receive channels; 16 bits per channel 1MHz. A T2 * w GRE sequence was used as an imaging sample (TR 300ms, TE 30ms, NEX 2,256x256, 30mm FOV). FIG. 7B shows an MRI image of MDA-MB-231 cells containing luminescent AMB-1. MDA-MB-231 cells containing luminescent AMB-1 appear as a black band in the middle of the tube.
[209] 本明細書中で考察および引用したすべての刊行物、特許および特許出願を全体として本明細書に援用する。記載された特定の方法、プロトコルおよび材料は変更できるので、開示した発明はそれらに限定されないことを理解すべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によってのみ限定されるので、本明細書中で用いた名称は特定の態様を記述する目的のためのものにすぎず、本発明の範囲を限定することを意図したものではないことも理解すべきである。 [209] All publications, patents and patent applications discussed and cited herein are hereby incorporated by reference in their entirety. It should be understood that the disclosed invention is not limited to the particular methods, protocols and materials described, as these may vary. Since the scope of the invention is limited only by the claims, the names used herein are for the purpose of describing particular embodiments only and are intended to limit the scope of the invention. It should also be understood that it was not done.
[210] 当業者はルーティン程度の実験を用いて、本明細書に記載する特定の態様の多数の均等物を認識し、あるいは確認できるであろう。そのような均等物は下記の特許請求の範囲に包含されるものとする。 [210] Those skilled in the art will recognize, or be able to ascertain using no more than routine experimentation, numerous equivalents of the specific embodiments described herein. Such equivalents are intended to be encompassed by the following claims.
Claims (16)
走磁性細菌を含む真核細胞を調製する、ここで該走磁性細菌はヘテロロガスレポーターを含む;
真核細胞内の走磁性細菌を磁気検出する;および
ヘテロロガスレポーターを検出する;
を含む、マルチモーダル検出方法。 The following steps:
Preparing a eukaryotic cell comprising a magnetotactic bacterium, wherein the magnetotactic bacterium comprises a heterologous reporter;
Magnetically detect magnetotactic bacteria in eukaryotic cells; and detect heterologous reporters;
Including a multimodal detection method.
走磁性細菌を含む真核細胞を調製する、ここで該走磁性細菌はヘテロロガスレポーターを含む;
真核細胞内の走磁性細菌を磁気イメージングする;および
ヘテロロガスレポーターをイメージングする;
を含む、マルチモーダルイメージング方法。 The following steps:
Preparing a eukaryotic cell comprising a magnetotactic bacterium, wherein the magnetotactic bacterium comprises a heterologous reporter;
Magnetic imaging of magnetotactic bacteria in eukaryotic cells; and imaging heterologous reporters;
A multimodal imaging method.
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Citations (5)
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---|---|---|---|---|
JPS62275679A (en) * | 1986-05-23 | 1987-11-30 | Tdk Corp | Preparation of cell containing fine magnetic particle |
JP2007020586A (en) * | 2003-06-18 | 2007-02-01 | Genelux Corp | Modified recombinant vaccinia viruses and other microorganisms, uses thereof |
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62275679A (en) * | 1986-05-23 | 1987-11-30 | Tdk Corp | Preparation of cell containing fine magnetic particle |
JP2007020586A (en) * | 2003-06-18 | 2007-02-01 | Genelux Corp | Modified recombinant vaccinia viruses and other microorganisms, uses thereof |
US20100135912A1 (en) * | 2008-12-02 | 2010-06-03 | Gambhir Sanjiv S | Magnetotactic bacteria mri positive contrast enhancement agent and methods of use |
US20120184030A1 (en) * | 2009-07-17 | 2012-07-19 | Zoran Dermanovic | Methods for establishing symbioses |
WO2013106814A1 (en) * | 2012-01-13 | 2013-07-18 | Bell Biosystems, Inc. | Host cells with artificial endosymbionts |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
BENOIT, M.R., ET AL.: ""Visualizing implanted tumors in mice with magnetic resonance imaging using magnetotactic bacteria."", CLIN. CANCER RES., vol. 15, no. 16, JPN6019028206, 15 August 2009 (2009-08-15), pages 5170 - 5177, XP055158393, ISSN: 0004226479, DOI: 10.1158/1078-0432.CCR-08-3206 * |
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