JP2019122371A - Vector plasmid used for gene therapy of hunter syndrome, lentivirus vector system, cell, and cell preparation - Google Patents

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Abstract

To provide a novel vector plasmid that performs efficient IDS supply to central nerve and bone, and enables gene therapy of Hunter syndrome.SOLUTION: The present invention provides a vector plasmid composed of CMV hybrid 5'LTR-Ψ-RRE-cPPT-PGK-IDS cDNA-WPRE mut9-3'LTR, a vector plasmid composed of CMV hybrid 5'LTR-Ψ-RRE-cPPT-CD11b-IDS cDNA-WPRE mut9-3'LTR, and a vector plasmid composed of CMV hybrid 5'LTR-Ψ-RRE-cPPT-MND-IDS cDNA-WPRE mut9-3'LTR.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、Hunter症候群の遺伝子治療のためのレンチウイルスベクターシステムに用いられるベクタープラスミド、そのベクタープラスミドを備えるレンチウイルスベクターシステム、そのレンチウイルスベクターシステムが導入された細胞、及び、その細胞を含む細胞製剤に関する。   The present invention relates to a vector plasmid for use in a lentiviral vector system for gene therapy of Hunter syndrome, a lentiviral vector system comprising the vector plasmid, a cell into which the lentiviral vector system has been introduced, and a cell comprising the cell It relates to a preparation.

Hunter症候群はムコ多糖症II型(以下、Mucopolysaccharidosis type II, MPSIIと記載することがある。)であり、ムコ多糖分解酵素活性の欠損又は低下によって、結合織を中心とした全身の諸臓器に不完全に分解されたムコ多糖が蓄積することにより、様々な症状を呈する遺伝性代謝異常症である。ムコ多糖症の中では唯一、X染色体劣性遺伝を示し、出生男児の11〜13万人に1人発症すると報告されている。   Hunter's syndrome is mucopolysaccharidosis type II (hereinafter sometimes referred to as Mucopolysaccharidosis type II, MPSII), and lacks or decreases mucopolysaccharidolytic enzyme activity, resulting in failure of systemic organs centered on connective tissue. Accumulation of completely degraded mucopolysaccharide is a hereditary metabolic disorder presenting various symptoms. Among mucopolysaccharidosis, it is the only X-chromosome recessive inheritance, which is reported to occur in 1 in 1 to 130,000 male offspring.

原因としては、X染色体短腕(Xq28)に位置する、リゾゾーム加水分解酵素の一つであるイズロネート−2-スルファターゼ(以下、iduronate-2-sulfatase:IDSと記載することがある。)遺伝子の異常と考えられている。遺伝子異常には突然変異から欠失まであり、genotypeの多様性がphenotypeの多様性を反映していると考えられている。   The cause is an abnormality in iduronate-2-sulfatase (hereinafter referred to as iduronate-2-sulfatase: IDS) gene, which is one of lysosomal hydrolases, located in the X short arm (Xq28) of the X chromosome. It is believed that. Genetic abnormalities range from mutations to deletions, and it is thought that genotype diversity reflects phenotype diversity.

MPSIIはIDSの欠損により全身にグリコサミノグリカン(GAG)が蓄積し、中枢神経、骨、心臓等の障害を呈し、重症例は10代で死に到る。既存の治療法には酵素補充療法(ERT)、造血幹細胞移植(HSCT)がある。   In MPSII, glycosaminoglycans (GAGs) accumulate throughout the body due to IDS deficiency, resulting in central nervous system, bone, heart and other disorders, and severe cases die in their teens. Existing therapies include enzyme replacement therapy (ERT) and hematopoietic stem cell transplantation (HSCT).

酵素補充療法は欠損している酵素を薬剤として体内に補充する治療法で、継続的に行う必要がある(非特許文献1乃至6)。実施時期が早ければ早いほど効果があり、症状が進行する前に毎週酵素を補充することで、さまざまな症状の予防や進行を抑制することが可能である。しかし、骨変形や心弁膜症等完成した病変や中枢神経症状を酵素補充療法のみで治療することは困難であり、また投与に伴いアレルギー・アナフィラキシー等の副作用が生じることもある。更に酵素補充療法は費用も高額である上に週に一度、生涯にわたり実施しなければならないため、患者にとって大きな負担となる。   Enzyme replacement therapy is a treatment method in which a defective enzyme is replaced in the body as a drug, and needs to be performed continuously (Non-patent Documents 1 to 6). The earlier the implementation, the more effective, and it is possible to prevent or progress various symptoms by supplementing the enzyme weekly before the symptoms progress. However, it is difficult to treat complete lesions such as bone deformities and valvular heart disease and central nervous symptoms with enzyme replacement therapy alone, and side effects such as allergy and anaphylaxis may occur with administration. Furthermore, enzyme replacement therapy is expensive and expensive, and must be performed once a week for a lifetime, which places a heavy burden on patients.

造血幹細胞移植は、脳や心臓の症状進行の抑制を期待できる治療法であり、病変が完成される前の2歳くらいまでの時期であれば検討される治療方法である(非特許文献7乃至10)。骨髄移植を行い造血幹細胞が生着すると、自分で酵素をつくれるようになるため、酵素補充療法の頻度を下げることも可能となる。しかし、造血幹細胞移植も中枢神経系に効果が充分ではない、2歳未満で移植治療しないと効果は望めない、適切なドナー(骨髄提供者)が得られない、Graft Versus Host Disease(GVHD)等の重篤な副作用の危険がある等の問題点を有する。   Hematopoietic stem cell transplantation is a therapeutic method that can be expected to suppress the progression of symptoms of the brain and heart, and is a therapeutic method to be considered if it is up to about two years before the completion of a lesion (Non-patent documents 7 to 10). When hematopoietic stem cells are engrafted by bone marrow transplantation, enzymes can be produced by themselves, which makes it possible to reduce the frequency of enzyme replacement therapy. However, hematopoietic stem cell transplantation is also not effective in the central nervous system, can not be effective without transplantation treatment under 2 years of age, appropriate donor (bone marrow donor) can not be obtained, Graft Versus Host Disease (GVHD), etc. Have the risk of serious side effects.

Hunter症候群の標準的治療である酵素補充療法は、上述のように、毎週の通院が生涯必要であるため患者さんのQOLに大きく影響する。また造血幹細胞移植も、上述のように、感染症や拒絶反応のリスクがある上に、ドナーを探す必要もある。そこで、患者の負担が軽減される新規治療法が切望される。新規治療方法として患者自身の骨髄を利用する遺伝子治療がある。これはウイルスベクターを用いて患者の骨髄に正常な遺伝子を組み込む方法で、他人の骨髄を利用するよりも酵素活性が向上し、頭や骨、心臓弁膜への効果も期待される。また、自分の骨髄を利用することで感染症や拒絶反応のリスクもなくなり、ドナーを探す必要もなくなる。   Enzyme replacement therapy, which is the standard treatment for Hunter's syndrome, as described above, greatly affects the patient's QOL because weekly visits are required throughout life. In addition, as described above, hematopoietic stem cell transplantation also has a risk of infection and rejection, and also needs to search for a donor. Therefore, new treatments that reduce the burden on patients are needed. There is gene therapy using a patient's own bone marrow as a new treatment method. This is a method of incorporating a normal gene into the bone marrow of a patient using a viral vector, which improves the enzyme activity more than utilizing the bone marrow of another person, and is expected to have an effect on the head, bones and heart valve. In addition, using their own bone marrow eliminates the risk of infection and rejection, and eliminates the need to look for donors.

本発明者は、モデルマウスに(B6/MPS II)ウイルス・プロモーター(MNDプロモーター:モロニーマウス白血病ウイルスLTR/骨髄増殖肉腫ウイルスエンハンサー)を用いIDS遺伝子を造血幹細胞に発現させるとERTやHSCTでは達成できなかった、MPSIIモデルマウスの脳のGAGを減少させることに成功している(非特許文献11)。   The present inventors can achieve ERT and HSCT by expressing IDS gene in hematopoietic stem cells using (B6 / MPS II) virus promoter (MND promoter: Moloney murine leukemia virus LTR / myeloproliferative sarcoma virus enhancer) in model mice It succeeded in reducing GAG of the brain of MPSII model mouse which was not (nonpatent literature 11).

Muenzer J, Gucsavas-Calikoglu M, McCandless SE, et al:A phase I/II clinical trial of enzyme replacement therapy in mucopolysaccharidosis II (Hunter syndrome). Mol Genet Metab 2007;90:329−337.Muenzer J, Gucsavas-Calikoglu M, McCandless SE, et al: A phase I / II clinical trial of enzyme replacement therapy in mucopolysaccharidosis II (Hunter syndrome). Mol Genet Metab 2007; 90: 329-337. Muenzer J, Wraith JE, Beck M, et al:A phase II/III clinical study of enzyme replacement therapy with idursulfase in mucopolysaccharidosis II (Hunter syndrome). Genet Med 2006;8:465−473.Muenzer J, Wraith JE, Beck M, et al: A phase II / III clinical study of enzyme replacement therapy with idursulfase in mucopolysaccharidosis II (Hunter syndrome). Genet Med 2006; 8: 465-473. O kuyama T, Tanaka A, Suzuki Y, et al:Japan Elaprase Treatment(JET) study:idursulfase enzyme replacement therapy in adult patients with attenuated Hunter syndrome(MucopolysaccharidosisII, MPS II). Mol Genet Metab 2010;99:18−25.Okuyama T, Tanaka A, Suzuki Y, et al: Japan Eprase Treatment (JET) study: idurulase enzyme replacement therapy in adult patients with attenuation hunters syndrome (Mucopolysaccharidosis II, MPS II). Mol Genet Metab 2010; Muenzer J, Beck M, Eng CM, et al:Long-term, open-labeled extension study of idursulfase in the treatment of Hunter syndrome. Genet Med 2011;13:95−101.Muenzer J, Beck M, Eng CM, et al: Long-term, open-labeled extension study of idursulfase in the treatment of Hunter syndrome. Genet Med 2011; 13: 95-101. da Silva EM, Strufaldi MW, Andriolo RB, et al:Enzyme replacement therapy with idursulfase for mucopolysaccharidosis type II( Hunter syndrome). Syst Rev 2016;2:CD008185.da Silva EM, Strufaldi MW, Andriolo RB, et al: Enzyme replacement therapy with idursulfase for mucopolysaccharidosis type II (Hunter syndrome). Syst Rev 2016; 2: CD008185. Parini R, Rigoldi,b M, Tedescoet L, et al:Enzymatic replacement therapy for Hunter disease:Up to 9 years experience with 17 patients. Mol Genet Metab Rep 2015;3:65−74.Parini R, Rigoldi, b M, Tedescoet L, et al: Enzymatic replacement therapy for Hunter's disease: Up to 9 years experience with 17 patients. MoI Genet Metab Rep 2015; 3: 65-74. Guffon N, Bertrand Y, Forest I, et al:Bone marrow transplantation in children with Hunter syndrome:outcome after 7 to 17 years. J Pediatr 2009;154:733−737.Guffon N, Bertrand Y, Forest I, et al: Bone marrow transplantation in children with Hunter syndrome: Outcome after 7 to 17 years. J Pediatr 2009; 154: 733-737. Kato S, Yabe H, Takakura H, et al:Hematopoietic stem cell transplantation for inborn errors of metabolism:a report from the research committee on transplantation for inborn errors of metabolism of the Japanese ministry of health, labour and welfare and the working group of the Japan society for hematopoietic cell transplantation. Pediatr Transplant 2016;20:203−214.Kato S, Yabe H, Takakura H, et al: Hematopoietic stem cell transplantation for inborn errors of metabolism: a report from the research committee on transplantation for inborn errors of metabolism of the ministry of health, labour and welfare and the working group of Pediatr Transplant 2016; 20: 203-214. The Japan society for hematopoietic cell transplantation. Vellodi A, Young E, Cooper A, et al:Long-term follow-up following bone marrow transplantation for Hunter disease. J Inherit Metab Dis 1999;22:638−648.Vellodi A, Young E, Cooper A, et al: Long-term follow-up following bone marrow transplantation for Hunter's disease. J Inherit Metab Dis 1999; 22: 638-648. Tanaka A, Okuyama T, Suzuki Y, et al:Long-term ef-cacy of hematopoietic stem cell transplantation on brain involvement in patients with mucopolysaccharidosis type II:a nationwide survey in Japan. Mol Genet Metab 2012;107:513−520.Tanaka A, Okuyama T, Suzuki Y, et al: Long-term ef-cacy of hematopoietic stem cell transplantation on brain involvement in patients with mucopolysaccharidosis type II: a nationwide wide survey in Japan. MoI Genet Metab 2012; Toya Ohashi, Hematopoietic Stem Cell Gene Therapy Corrects Neuropathic Phenotype in Murine Model of Mucopolysaccharidosis Type II, HUMAN GENE THERAPY 2015; 26: 357-366.Toya Ohashi, Hematopoetic Stem Cell Gene Therapy Therapeutics Neuropathic Phenotype in Murine Model of Mucopolysaccharidosis Type II, HUMAN GENE THERAPY 2015; 26: 357-366.

しかしながら、MPS IIにおいて中枢神経や骨に効率的にIDSを供給させるベクターコンストラクトおよび遺伝子導入方法を含めた遺伝子治療法は実現されていない。   However, gene therapy methods including vector constructs and gene transfer methods for efficiently supplying IDS to central nerves and bones in MPS II have not been realized.

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、各臓器はもとより中枢神経や骨系統へ効率的にIDS供給を行い、Hunter症候群の遺伝子治療を可能とする新規ベクタープラスミドを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and provides a novel vector plasmid capable of efficiently supplying IDS to central nervous system and bone lineage as well as each organ and enabling gene therapy of Hunter syndrome. With the goal.

本発明にかかるベクタープラスミドは、CMV hybrid 5’LTR-Ψ-RRE-cPPT-PGK-IDS cDNA-WPREmut9-3’LTRからなるベクタープラスミドであって、配列番号1に記載の塩基配列を含むベクタープラスミドである。   The vector plasmid according to the present invention is a vector plasmid consisting of CMV hybrid 5 'LTR-Ψ-RRE-cPPT-PGK-IDS cDNA-WPREmut9-3' LTR, which vector sequence comprises the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 1 It is.

また、本発明にかかるベクタープラスミドは、CMV hybrid 5’LTR-Ψ-RRE-cPPT-CD11b-IDS cDNA-WPREmut9-3’LTRからなるベクタープラスミドであって、配列番号2に記載の塩基配列を含むベクタープラスミドである。   Furthermore, the vector plasmid according to the present invention is a vector plasmid consisting of CMV hybrid 5 'LTR-R-RRE-cPPT-CD11b-IDS cDNA-WPREmut9-3' LTR, which comprises the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 2 It is a vector plasmid.

また、本発明にかかるベクタープラスミドは、CMV hybrid 5’LTR-Ψ-RRE-cPPT-MND-IDS cDNA-WPREmut9-3’LTRからなるベクタープラスミドであって、配列番号3に記載の塩基配列を含むベクタープラスミドである。   Furthermore, the vector plasmid according to the present invention is a vector plasmid consisting of CMV hybrid 5 'LTR-R-RRE-cPPT-MND-IDS cDNA-WPREmut9-3' LTR, which comprises the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 3 It is a vector plasmid.

本発明によれば、中枢神経や骨系統へ効率的にIDS供給を行い、Hunter症候群の遺伝子治療を可能とする新規ベクタープラスミドが得られる。   According to the present invention, a novel vector plasmid can be obtained which efficiently supplies IDS to central nervous system and bone lineage, and enables gene therapy of Hunter syndrome.

レンチウイルスベクターシステムについて説明する図である。It is a figure explaining a lentivirus vector system. 図1で示したシステムに含まれる4種のプラスミドのうち、3種類のベクタープラスミドを説明する図である。It is a figure explaining three types of vector plasmids among four types of plasmids contained in the system shown in FIG. 遺伝子治療6か月後において、血清、小脳、大脳、心臓、肝臓、脾臓におけるIDS酵素活性の実測値を示す図である。FIG. 6 shows the measured values of IDS enzyme activity in serum, cerebellum, cerebrum, heart, liver, spleen after 6 months of gene therapy. 遺伝子治療6か月後において、小脳、大脳、心臓、肝臓、脾臓におけるGAG蓄積量の実測値を示す図である。FIG. 8 shows the measured values of GAG accumulation in cerebellum, cerebrum, heart, liver, spleen after 6 months of gene therapy.

以下、添付の図面を参照して本発明の実施形態について具体的に説明するが、当該実施形態は本発明の原理の理解を容易にするためのものであり、本発明の範囲は、下記の実施形態に限られるものではなく、当業者が以下の実施形態の構成を適宜置換した他の実施形態も、本発明の範囲に含まれる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the accompanying drawings, which are for the purpose of facilitating the understanding of the principle of the present invention, and the scope of the present invention is as follows: The present invention is not limited to the embodiment, and other embodiments in which a person skilled in the art appropriately replaces the configuration of the following embodiments are also included in the scope of the present invention.

本発明にかかるレンチウイルスベクターシステムは、図1に記載されているように、本発明にかかるベクタープラスミド、パッケージングプラスミド、Revプラスミド、VSV-Gエンベローププラスミドを有する。これらが統合されて細胞に感染しゲノムに組込まれた状態をプロウイルスという。   The lentiviral vector system according to the present invention has the vector plasmid, the packaging plasmid, the Rev plasmid, and the VSV-G envelope plasmid according to the present invention as described in FIG. The state in which these are integrated to infect cells and integrate into the genome is called a provirus.

レンチウイルスベクターの作製方法を記載する。まずHIV-1のプロウイルスゲノムをベクター、パッケージング、Rev、エンベロープの4つのプラスミドに分割する(図1)。   A method of making lentiviral vectors is described. First, the HIV-1 proviral genome is divided into four plasmids: vector, packaging, Rev, and envelope (FIG. 1).

パッケージングプラスミドは、エンベロープ以外のウイルス遺伝子をコードしておりウイルス粒子を作るための蛋白質をトランスに供給する。非分裂細胞への感染に修飾遺伝子産物は必要ではないため、修飾遺伝子(vif,fpr,vpu,nef)は削除される。修飾遺伝子産物はHIV-1の複製に必須ではないが重要であり、HIV-1の病原性とも深く関わっているため、削除により安全性は高まる。またtatはHIV-1の複製に必須であるので、tatをパッケージングプラスミドから削除することにより安全性は更に高くなる。なおパッケージングプラスミドは、パッケージングシグナル(Ψ)を持たないので、このプラスミドから転写されたRNAはウイルス粒子内には取り込まれない。   The packaging plasmid encodes viral genes other than the envelope and supplies in trans the protein for producing viral particles. The modified genes (vif, fpr, vpu, nef) are deleted as the modified gene product is not required for infection of non-dividing cells. Since the modified gene product is not essential but important for HIV-1 replication and is closely related to HIV-1 virulence, deletion increases safety. Moreover, since tat is essential for HIV-1 replication, deleting tat from the packaging plasmid further enhances safety. Since the packaging plasmid does not have a packaging signal (RNA), RNA transcribed from this plasmid is not incorporated into viral particles.

Revは転写後のRNAに作用し、スプライシングを受けていないmRNAを選択的に核外へ運びだすことで構造蛋白質が翻訳される。第三世代ではパッケージングプラスミドとは別のプラスミドとしている。   Rev acts on post-transcriptional RNA, and structural proteins are translated by selectively transporting unspliced mRNA out of the nucleus. In the third generation, the packaging plasmid is a separate plasmid.

エンベローププラスミドは、HIV-1のエンベロープではCD4陽性細胞にしか感染することができないので、宿主域を広げるためVSV-G(vesicular stomatitis virus G gylcoprotein)を用いている。VSV-Gのレセプターはリン脂質であると考えられており、VSV-Gをエンベロープとして用いることにより、細胞表面の受容体には依存せずにウイルス粒子と細胞との膜融合が起こる。従って、基本的に動物種、細胞腫を問わずに感染させることができるようになる。またVSV-Gは物理的に強く、超遠心によってウイルス粒子を容易に濃縮することができる。   Since the envelope plasmid can only infect CD4 positive cells with the HIV-1 envelope, VSV-G (vesicular stomatitis virus G gylcoprotein) is used to extend the host range. The receptor for VSV-G is considered to be a phospholipid, and by using VSV-G as an envelope, membrane fusion between viral particles and cells occurs independently of the receptor on the cell surface. Therefore, basically, it can be infected regardless of animal species or cytomas. Also, VSV-G is physically strong, and it is possible to easily concentrate virus particles by ultracentrifugation.

ベクタープラスミドはパッケージングシグナル(Ψ)を含んだ両端のLTR(転写発現を制御する繰り返し配列)間に目的とする遺伝子が組み込まれている。更に逆転写に必須のプライマー結合部位を持ち、このプラスミドから転写されたRNAはウイルス粒子内に取り込まれる。HIV-1のLTRプロモーター活性は、tat非存在下では非常に弱いので、組み込んだ外来遺伝子の発現には内部プロモーター(図1 Pro)を使用する。本実施形態では内部プロモーターはPGK / CD11b / MND プロモーターであり詳細は図2に示されている。この3種類の導入効率などの性能を比較し最適なものを使用する。組込まれる挿入外来遺伝子(図1Purpose gene)はMPS IIの欠損酵素を発現する遺伝子IDS cDNAである。RRE(rev responsive element)は、Revが結合し完全長のウイルスゲノムRNAが効率よく核から細胞質へ輸送されるのに必要である。レトロウイルスは逆転写の際、3’LTRの直上流にあるPPT(polypurine tract)配列からプラス鎖の合成が始まるが、レンチウイルスにはゲノム中央部分にcPPT(central polypurine tract)と呼ばれる同じ配列がもう一箇所あり、ここからも合成が行われるため、最終的な二本鎖cDNAには中央にDNAフラップと呼ばれる約100塩基対の3本鎖構造ができる。cPPT配列は逆転写の効率に影響を与えることが示唆されており、cPPT配列をベクターに組み込むことにより、遺伝子導入効率が高くなる。WPRE(woodchuk hepatitis virus posttranscriptional regulatory element:ウッドチャック転写後調節エレメント)は、発現効率を上昇させるために組み込まれている。即ち、WPREはmRNAの核から細胞質への能動的な輸送と細胞質でのmRNAの安定性を高める役割があるとされており、この配列をベクターに組み込むことにより、titer及び導入遺伝子の発現効率が上がる。また3’LTRのU3にあるエンハンサー/プロモーター部分を削除することでプロウイルス状態で3’5’両方のLTRともプロモーター活性を持たないことになり、5’R領域からの全ゲノムの転写は起こらないことになる。これによりHIV-1増殖力等欠損株に該当するレンチウイルスベクターでポジションペーパーの要件「3.プロウイルスにおいてLTRのプロモーター活性を持たず、HIV全ゲノムが転写されないもの」を満たす、SIN (self inactivating)ベクターとされる。また5’ LTRのU3をCMVプロモーターに置換することによりtat依存性がなくなり、パッケージングプラスミドからtatを削除することが可能になる。なおベクタープラスミドにおいて組込む目的遺伝子は前述のようにIDSで共通であるが、内部プロモーターの違いによって3種類準備している。すなわちCMV hybrid 5’LTR-Ψ-RRE-cPPT-PGK-IDS cDNA-WPREmut9-3’LTRからなり、配列番号1に記載の塩基配列(配列番号1に記載の塩基配列において1若しくは数個の塩基が置換、欠失、付加、および/又は挿入された塩基配列も含む。)を含むベクタープラスミド、CMV hybrid 5’LTR-Ψ-RRE-cPPT-CD11b-IDS cDNA-WPREmut9-3’LTRからなり、配列番号2に記載の塩基配列(配列番号2に記載の塩基配列において1若しくは数個の塩基が置換、欠失、付加、および/又は挿入された塩基配列も含む。)を含むベクタープラスミド、CMV hybrid 5’LTR-Ψ-RRE-cPPT-MND-IDS cDNA-WPREmut9-3’LTRからなり、配列番号3に記載の塩基配列(配列番号3に記載の塩基配列において1若しくは数個の塩基が置換、欠失、付加、および/又は挿入された塩基配列も含む。)含むベクタープラスミド、の3種類である(図2)。このうち、CMV hybrid 5’LTR-Ψ-RRE-cPPT-MND-IDS cDNA-WPREmut9-3’LTRからなるベクタープラスミドと同じプロモーター(MND)を搭載した第二世代レンチウイルスベクターにてMPSIIモデルマウスの脳のGAGを減少させることに成功しており、上述のベクタープラスミドは中枢神経や骨へ効率的にIDS供給が可能であると考えられる。   In the vector plasmid, a target gene is integrated between LTRs (repetitive sequences controlling transcription and expression) at both ends containing a packaging signal (Ψ). Furthermore, it has a primer binding site essential for reverse transcription, and RNA transcribed from this plasmid is incorporated into viral particles. Since the HIV-1 LTR promoter activity is very weak in the absence of tat, the internal promoter (FIG. 1 Pro) is used for expression of the incorporated foreign gene. In this embodiment, the internal promoter is a PGK / CD11b / MND promoter and the details are shown in FIG. The performance such as these three types of introduction efficiency is compared and the optimum one is used. The inserted foreign gene (FIG. 1 Purpose gene) to be integrated is the gene IDS cDNA that expresses the MPS II deletion enzyme. RRE (rev responsive element) is necessary for Rev to bind and efficiently transport full-length viral genomic RNA from the nucleus to the cytoplasm. During reverse transcription, the reverse transcription begins with the synthesis of plus strand from the PPT (polypurine tract) sequence immediately upstream of the 3 'LTR, while the lentivirus has the same sequence called cPPT (central polypurine tract) in the central part of the genome. There is one more place where the synthesis is also carried out, so the final double stranded cDNA will have a triple stranded structure of about 100 base pairs called DNA flap at the center. The cPPT sequence has been suggested to affect the efficiency of reverse transcription, and incorporation of the cPPT sequence into a vector increases the efficiency of gene transfer. WPRE (woodchuk hepatitis virus posttranscriptional regulatory element) is incorporated to increase expression efficiency. In other words, WPRE plays a role in active transport of mRNA from nucleus to cytoplasm and stability of mRNA in cytoplasm. By incorporating this sequence into the vector, expression efficiency of titer and transgene can be improved. Go up. In addition, deletion of the enhancer / promoter portion in U3 of the 3 'LTR means that both LTRs of 3' and 3 'in the proviral state have no promoter activity, and transcription of the entire genome from the 5' R region takes place It will not be. As a result, a lentiviral vector corresponding to an HIV-1 proliferative strain or the like deficient strain satisfies the requirements of the position paper "3. The provirus does not have LTR promoter activity and the HIV whole genome is not transcribed", SIN (self inactivating ) Is a vector. In addition, substitution of U3 of 5 'LTR with CMV promoter eliminates tat dependency and makes it possible to delete tat from the packaging plasmid. Although the target gene to be incorporated into the vector plasmid is common to IDS as described above, three types are prepared depending on the difference in internal promoter. That is, CMV hybrid 5 'LTR-Ψ-RRE-cPPT-PGK-IDS cDNA-WPREmut9-3' LTR, comprising the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 (one or several bases in the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 Is a vector plasmid containing a substituted, deleted, added, and / or inserted nucleotide sequence), CMV hybrid 5 'LTR-Ψ-RRE-cPPT-CD11b-IDS cDNA-WPREmut9-3' LTR, A vector plasmid comprising a nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 2 (including a nucleotide sequence in which one or several bases have been substituted, deleted, added and / or inserted in the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 2), CMV hybrid 5 'LTR-Ψ-RRE-cPPT-MND-IDS cDNA-WPREmut9-3' LTR, wherein the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3 (one or several bases in the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3 are substituted , Including deletion, addition, and / or inserted base sequences. 2). Among them, the second generation lentivirus vector carrying the same promoter (MND) as the vector plasmid consisting of CMV hybrid 5 'LTR-Ψ-RRE-cPPT-MND-IDS cDNA-WPREmut 9-3' LTR We have succeeded in reducing brain GAG, and it is thought that the vector plasmid described above can efficiently deliver IDS to central nerves and bones.

次に本発明にかかるベクタープラスミドの作製方法について記載する。ベクタープラスミドは、目的のDNA断片(IDS cDNA)を目的のベクタープラスミド(pLGT1 plasmid)に載せるクローニング操作により行われる。   Next, a method for producing a vector plasmid according to the present invention will be described. The vector plasmid is carried out by a cloning procedure in which the DNA fragment of interest (IDS cDNA) is loaded onto the vector plasmid of interest (pLGT1 plasmid).

まずインサートDNAの準備(目的のDNA断片IDS cDNAの調製)では、あらかじめ目的DNA断片の制限酵素切断箇所を確認し、次に使用するベクタープラスミドのクローニングサイトに合わせて、切り出しに使用する制限酵素を選定する。制限酵素サイトは5'-MluI ACGCGT / 3'-BamHI GGATCCである。   First, in preparation of the insert DNA (preparation of the target DNA fragment IDS cDNA), the restriction enzyme cleavage site of the target DNA fragment is confirmed in advance, and the restriction enzyme used for excision is matched with the cloning site of the vector plasmid to be used next. Select The restriction enzyme site is 5'-MluI ACGCGT / 3'-BamHI GGATCC.

次にベクタープラスミドの準備では、目的のベクタープラスミド(pLGT1 plasmid)のクローニングサイトを制限酵素で切断して、ベクターの線状化を行う。そしてインサートDNAと線状化プラスミドとのライゲーションを行い本発明にかかるベクタープラスミドを作製する。   Next, in preparation of the vector plasmid, the cloning site of the target vector plasmid (pLGT1 plasmid) is cleaved with a restriction enzyme to linearize the vector. Then, the insert DNA and the linearized plasmid are ligated to prepare a vector plasmid according to the present invention.

上述の4つの(packaging, rev, envelope, vector) プラスミドシステムは第3世代レンチウイルスベクターと呼ばれており、システム全体でHIV-1ゲノムの1/3以上を削除しており、野生型のHIV-1が産生する可能性はほとんどない。各プラスミド間の相同領域も最小限にしてあるので、相同組み換えによって自立増殖能を持ったウイルスが産生する可能性もほとんどない。   The four (packaging, rev, envelope, vector) plasmid systems described above are called third generation lentiviral vectors and have deleted one-third or more of the HIV-1 genome throughout the system, and wild type HIV There is little possibility of producing -1. Since the homologous regions between each plasmid are also minimized, there is almost no possibility that homologous recombination will produce a virus having the ability to grow on its own.

次にレンチウイルスベクターの使用態様を記載する。   Next, usage modes of lentiviral vectors are described.

構築した3種類のプロモーターの違うベクタープラスミドにそれぞれ、第三世代パッケージングプラスミド、Revプラスミド、VSV-Gエンベローププラスミドを大量培養した293T細胞にco-transfectionし、3日後に上清の培養液を回収する。この時点で培養液はウイルス粒子が含まれており、これを超遠心で精製し、-80℃で分注保存する。保存はウイルス活性が低下しないとされる1年以内とする。保存したベクターウイルスは37℃で瞬時に液体に戻し使用する。   Co-transfection of 293T cells in which the third generation packaging plasmid, Rev plasmid, and VSV-G envelope plasmid were cultured in large amounts on the different vector plasmids of the three types of promoters constructed, and after 3 days, the supernatant culture fluid was recovered Do. At this point, the culture solution contains virus particles, which are purified by ultracentrifugation and stored at -80 ° C in aliquots. Storage shall be within one year when viral activity is not reduced. The stored vector virus is immediately returned to liquid at 37 ° C and used.

また、本発明にかかる細胞は、本発明にかかるレンチウイルスベクターシステムが導入されて形質転換された細胞である。本発明にかかるレンチウイルスベクターシステムが導入される細胞は、特に限定されるものではないが、例えば、T細胞、NK細胞又はその前駆細胞(造血幹細胞、リンパ球系幹細胞等)を用いることができる。なお造血幹細胞はCD34陽性細胞である。   Furthermore, the cell of the present invention is a cell transformed by introducing the lentiviral vector system of the present invention. The cells into which the lentiviral vector system according to the present invention is introduced are not particularly limited. For example, T cells, NK cells or their precursor cells (hematopoietic stem cells, lymphoid stem cells, etc.) can be used. . The hematopoietic stem cells are CD34 positive cells.

また、本発明にかかる細胞製剤は、本発明にかかるレンチウイルスベクターシステムが導入されて形質転換された細胞を治療上有効量含む、細胞製剤である。細胞製剤には、例えば1回の投与用として、104個〜1010個の細胞を含有させることが可能である。また、細胞の保護を目的としてジメチルスルフォキシド(DMSO)や血清アルブミン等、細菌の混入を阻止する目的で抗生物質等、細胞の活性化、増殖又は分化誘導等を目的とした各種の成分(ビタミン類、サイトカイン、成長因子、ステロイド等)等の成分を細胞製剤に含有させてもよい。 In addition, the cell preparation of the present invention is a cell preparation containing a therapeutically effective amount of cells transformed with the lentiviral vector system of the present invention. The cell preparation can contain, for example, 10 4 to 10 10 cells for one administration. In addition, various components such as dimethyl sulfoxide (DMSO) and serum albumin for the purpose of cell protection, antibiotics and the like for the purpose of preventing bacterial contamination, etc. for the purpose of cell activation, proliferation or differentiation induction ( Components such as vitamins, cytokines, growth factors, steroids, etc.) may be contained in the cell preparation.

本発明にかかる細胞製剤は、例えばHunter症候群の予防及び/又は治療のための細胞製剤である。本明細書において「予防」には疾患の発症を抑えること及び遅延させることが含まれ、疾患になる前の予防だけでなく、治療後の疾患の再発に対する予防も含まれる。一方「治療」には、症状を治癒すること、症状を改善すること及び症状の進行を抑えることが含まれる。   The cell preparation of the present invention is, for example, a cell preparation for the prevention and / or treatment of Hunter syndrome. As used herein, "prevention" includes arresting and delaying the onset of the disease, as well as prevention prior to becoming a disease, as well as preventing the recurrence of the disease after treatment. "Treatment", on the other hand, includes curing the condition, ameliorating the condition and suppressing the progression of the condition.

MPSIIモデルマウスは、ヒト造血幹細胞移植可能なNOGマウス(NOD/Shi-scid, IL-2RγKO)のIDSをCRISPR/Cas9でノックアウトしてモデルマウス(NOG/MPS II)とした。またB6マウス(C57BL/6マウス)のIDSをCRISPR/Cas9でノックアウトしてモデルマウス(B6/MPS II)とした。   As MPSII model mice, IDSs of human hematopoietic stem cell-transplantable NOG mice (NOD / Shi-scid, IL-2RγKO) were knocked out with CRISPR / Cas9 to obtain model mice (NOG / MPS II). Moreover, IDS of B6 mouse | mouth (C57BL / 6 mouse) was knocked out by CRISPR / Cas9, and it was set as model mouse | mouth (B6 / MPS II).

MPSIIモデルマウスを遺伝子診断し、8週令のヘミ接合のオスマウスに前処置を施しその大腿骨から骨髄を摘出する。これを培養後、マイクロビーズ法等で分離抽出したマウス造血幹細胞系列に精製したウイルスベクターをMOI=50で感染させ遺伝子導入する。この導入後の骨髄幹細胞を、別のヘミ接合オスマウスに半致死量の放射線照射を加えた後、尾静脈注射により投与する。このあと20週令以上まで経過観察し、循環血中の酵素(IDS)活性、各臓器特に中枢神経、骨、心臓等における酵素活性、基質(GAG)蓄積を分析する。また中枢機能を評価するために行動試験を実施する。これらをプロモーターの違う3種類のウイルスベクターで施行し、各群間で評価を行う。   The MPS II model mice are genetically diagnosed, and 8-week-old hemizygous male mice are pretreated to remove bone marrow from their femurs. After culturing this, a mouse hematopoietic stem cell line which has been separated and extracted by the microbead method etc. is infected with the virus vector purified at MOI = 50, and is transfected. The introduced bone marrow stem cells are administered by tail vein injection after semi-lethal irradiation of another hemizygous male mouse. After that, follow up to 20 weeks of age and analyze enzyme (IDS) activity in circulating blood, enzyme activity in each organ, especially in central nerve, bone, heart, etc., accumulation of substrate (GAG). Conduct behavioral tests to assess central function. These are performed with three types of viral vectors with different promoters, and evaluation is performed between each group.

以下に、B6/MPS IIマウス、NOG/MPS IIマウスへの遺伝子治療の実施を記載する。B6/MPS IIマウスの造血幹細胞に3種類のIDSを発現するレンチウイルスベクターを感染させ致死量放射線を照射もしくは抗c-kit抗体(ACK2)+低線量放射線照射したB6/MPS IIマウスに移植する。抗c-kit抗体を使用する理由は以下の通りである。本遺伝子治療では患者の造血幹細胞を死滅させ、遺伝子導入された造血幹細胞が生着出来るように骨髄ニッチを開ける必要がある。造血幹細胞はc-kit等を介して骨髄のニッチに存在し、このニッチに存在することにより細胞分裂せず幹細胞としての機能、すなわち多分化能、自己複製能を維持している(dormancyと呼ばれる)。細胞分裂をしないため放射線、抗癌剤等に耐性である。そのため患者の造血幹細胞を死滅させるためには大量の抗癌剤/放射線照射が必要である。しかし一旦、造血幹細胞がニッチより離脱すると分裂を開始し放射線、抗癌剤への感受性が増す。つまり低線量の放射線でも造血幹細胞は死滅する。よって抗c-Kit抗体をレシピエントに投与するとレシピエントの造血幹細胞はニッチより離脱、分裂を開始し、放射線感受性になる。これにより低線量の放射線でも前処置として充分な可能性があり、強力な前処置を回避できる。   The following describes the implementation of gene therapy on B6 / MPS II mice, NOG / MPS II mice. Hematopoietic stem cells of B6 / MPS II mice are infected with lentiviral vector expressing 3 kinds of IDS and lethal dose radiation is transferred to irradiated or anti-c-kit antibody (ACK2) + low dose irradiated B6 / MPS II mice . The reason for using the anti-c-kit antibody is as follows. In this gene therapy, it is necessary to kill the patient's hematopoietic stem cells and to open the bone marrow niche so that the transfected hematopoietic stem cells can be engrafted. Hematopoietic stem cells are present in the bone marrow niche via c-kit etc. By existing in this niche, they do not undergo cell division and maintain the function as stem cells, ie pluripotency and self-replication ability (called dormancy) ). It is resistant to radiation, anticancer drugs, etc. because it does not divide cells. Therefore, in order to kill the patient's hematopoietic stem cells, a large amount of anticancer agent / radiation is required. However, once hematopoietic stem cells leave the niche, they start division and become more sensitive to radiation and anticancer drugs. That is, hematopoietic stem cells are killed even with low doses of radiation. Thus, when anti-c-Kit antibody is administered to the recipient, the recipient's hematopoietic stem cells begin to divide and divide from the niche and become radiosensitive. This allows even low doses of radiation to be sufficient as a pretreatment and avoids a strong pretreatment.

ヒトCD34陽性細胞に3種類のIDSを発現するレンチウイルスベクターを感染させ、NOG/MPS IIマウスに移植する。これはヒト造血幹細胞を標的とするため、より臨床に近い治療である。前処置は免疫不全マウスであるため低線量の放射線照射で充分である。   Human CD34 positive cells are infected with lentiviral vector expressing 3 kinds of IDS and transplanted into NOG / MPS II mice. This is a more clinical treatment as it targets human hematopoietic stem cells. Since pretreatment is an immunodeficient mouse, low dose radiation is sufficient.

生化学的評価は、心臓、肝臓、脾臓、中枢神経、骨等の各部位におけるIDS活性ならびにGAGの測定を行なう。GAGの測定は疾患特異的GAG測定法(Shimada Y et al. Mol Genet Metab2016)に改良を加えた液体クロマトグラフィー質量分析法(LC/MS/MS)を用いる方法で行なう。具体的には、組織から抽出・精製したGAGの非還元末端に存在する2-硫酸化イズロン酸を組換えIDSとイズロニダーゼを用いてイズロン酸として切り出し、Multiple Reaction Monitoring (MRM) モードにて定量分析を行う。   Biochemical evaluation measures IDS activity and GAG at each site such as heart, liver, spleen, central nerve, and bone. The measurement of GAG is performed by a method using liquid chromatography mass spectrometry (LC / MS / MS) which is a modification of the disease specific GAG measurement method (Shimada Y et al. MoI Genet Metab 2016). Specifically, 2-sulfated iduronic acid present at the non-reducing end of GAG extracted and purified from tissue is excised as iduronic acid using recombinant IDS and iduronidase, and quantitative analysis in Multiple Reaction Monitoring (MRM) mode I do.

病理学的評価は、神経細胞内等のGAGの蓄積を通常の光学顕微鏡、電子顕微鏡で行なう。脳に関してはで2次性に炎症性変化と伴に現れるLAMP2陽性細胞、GFAP陽性細胞、BSI-B4陽性細胞、GM3陽性細胞の数、面積を免疫組織学的手法を用いて検討する。またオートファジーと関連するといわれるSCMAS陽性細胞も検討する。   In pathological evaluation, accumulation of GAG in nerve cells and the like is performed with a normal light microscope and an electron microscope. With regard to the brain, the number and area of LAMP2-positive cells, GFAP-positive cells, BSI-B4-positive cells, and GM3-positive cells, which appear secondary to inflammatory changes, are examined using immunohistological methods. We also examine SCMAS-positive cells that are said to be associated with autophagy.

(1)ベクタープラスミドの作製
レンチウイルスベクタープラスミドの基本ベクターを以下の手順で作製した。pLV-SIN-CMV Neoベクター(タカラバイオ社製)を元に5’ HIV-1 LTRのU3プロモーター領域をCMVプロモーターと置換したハイブリッドLTRを作製し、パッケージングシグナル下流のGag残存配列を削減、内部プロモーターPCMVIEからネオマイシン耐性遺伝子までを除去し、WPRE配列に含まれるX proteinの発現を抑制させるためにmut9配列(1塩基除去によるX proteinフレームシフト)に変更し、3’ SIN LTR領域にcHS4 core insulator配列(正方向)を搭載したレンチウイルスベクタープラスミドpLGT1を構築した。IDS cDNA断片をベクタープラスミドpLGT1に載せるクローニング操作により、ベクタープラスミドを作製した。
(1) Preparation of Vector Plasmid A basic vector of lentiviral vector plasmid was prepared by the following procedure. Based on pLV-SIN-CMV Neo vector (Takara Bio Inc.), the hybrid LTR is created by replacing the U3 promoter region of 5 'HIV-1 LTR with the CMV promoter, reducing Gag residual sequence downstream of packaging signal, internal Remove the promoter PCMMIE to the neomycin resistance gene, change it to a mut9 sequence (X protein frameshift by removing one base) to suppress the expression of X protein contained in the WPRE sequence, and cHS4 core insulator in the 3 'SIN LTR region A lentiviral vector plasmid pLGT1 carrying a sequence (forward direction) was constructed. A vector plasmid was prepared by the cloning procedure in which the IDS cDNA fragment was loaded onto the vector plasmid pLGT1.

まずインサートDNAの準備(IDS cDNA断片の調製)では、あらかじめ目的DNA断片の制限酵素切断箇所を確認し、次に使用するベクタープラスミドのクローニングサイトに合わせて、切り出しに使用する制限酵素を選定した。制限酵素サイトは5'-MluI ACGCGT / 3'-BamHI GGATCCであった。   First, in preparation of insert DNA (preparation of IDS cDNA fragment), restriction enzyme cleavage sites of the target DNA fragment were confirmed in advance, and restriction enzymes used for excision were selected according to the cloning site of the vector plasmid to be used next. The restriction enzyme site was 5'-MluI ACGCGT / 3'-BamHI GGATCC.

基質DNA(≦1μg)、Hind III(1μl)、BamH I(1μl)、10×K Buffer(2μl)、滅菌蒸留水(20μl)を混合して反応液を調製した。37℃で1時間反応させ、反応液の半分(10 μl程度)にLoading Bufferを加えてアガロースゲル電気泳動を行い、切断を確認した。目的DNA断片のバンドを含むゲルを切り出した。NucleoSpin Gel and PCR Clean-upを用いて、ゲルからDNAを精製し、インサートDNA溶液とした。ベクターとの連結に使用する制限酵素切断部位を5’側に付加したプライマーを用いて、インサートDNAのPCR増幅を行った。   A reaction solution was prepared by mixing substrate DNA (≦ 1 μg), Hind III (1 μl), BamH I (1 μl), 10 × K Buffer (2 μl) and sterile distilled water (20 μl). The reaction was allowed to proceed at 37 ° C. for 1 hour, loading buffer was added to half (about 10 μl) of the reaction solution, agarose gel electrophoresis was performed, and cleavage was confirmed. The gel containing the band of the target DNA fragment was excised. The DNA was purified from the gel using NucleoSpin Gel and PCR Clean-up to make an insert DNA solution. The PCR amplification of insert DNA was performed using the primer which 5 'side added the restriction enzyme cutting site used for ligation with a vector.

次にベクタープラスミドの準備では、目的のベクタープラスミド(pLGT1 plasmid)のクローニングサイトを制限酵素で切断して、ベクターの線状化を行った。ベクタープラスミドDNA(≦1μg)、Hind III(1μl)、BamH I(1μl)、10×K Buffer(2μl)、滅菌蒸留水(20μl)を混合して反応液を調製した。37℃で1時間反応させ、NucleoSpin Gel and PCR Clean-upを用いて、反応液からDNAを精製した。回収した溶液をプラスミドDNA溶液とした。   Next, in preparation of the vector plasmid, the cloning site of the target vector plasmid (pLGT1 plasmid) was digested with a restriction enzyme to linearize the vector. A reaction solution was prepared by mixing vector plasmid DNA (≦ 1 μg), Hind III (1 μl), BamH I (1 μl), 10 × K Buffer (2 μl) and sterile distilled water (20 μl). The reaction was allowed to proceed at 37 ° C. for 1 hour, and DNA was purified from the reaction solution using NucleoSpin Gel and PCR Clean-up. The recovered solution was used as a plasmid DNA solution.

そしてDNA Ligation Kitを使用し、インサートDNA溶液100 fmol、プラスミドDNA溶液50 ng(25 fmol)、Ligation Mix 7.5 μl、滅菌蒸留水 up to 15 μlを混合し、16℃、30分反応させた。これにより、インサートDNAと線状化プラスミドとのライゲーションを行い本発明にかかるベクタープラスミドを作製した。   Then, 100 fmol of insert DNA solution, 50 ng (25 fmol) of plasmid DNA solution, 7.5 μl of Ligation Mix, and 15 μl of sterile distilled water were mixed using DNA Ligation Kit, and reacted at 16 ° C. for 30 minutes. Thereby, the insert DNA and the linearized plasmid were ligated to produce a vector plasmid according to the present invention.

(2)ウイルスのパッケージング
レンチウイルスのパッケージングでは、パッケージングプラスミドpCAG-HIVgp、VSVG/REVプラスミドpCMV-VSV-G-RSV-Revに加え、上記で作製したSINベクタープラスミドpLGT1 plasmidを使用した。
(2) Virus Packaging In lentivirus packaging, in addition to the packaging plasmids pCAG-HIVgp and VSVG / REV plasmids pCMV-VSV-G-RSV-Rev, the SIN vector plasmid pLGT1 plasmid prepared above was used.

直径10cmのPoly-L-Lysine処理したディッシュにサブコンフルエント状態の293T細胞を5×106/10 ml DMEM培地/dish (5-6倍希釈)で細胞を播種した。37℃・5%または10% CO2インキュベーターで約24時間培養し、70-80%コンフルエントにした。 Cells were seeded in 10cm diameter of Poly-L-Lysine treated dishes of subconfluent 293T cells 5 × 10 6/10 ml DMEM medium / dish (5-6-fold dilution). The cells were cultured at 37 ° C., 5% or 10% CO 2 incubator for about 24 hours to reach 70-80% confluence.

1.5 mlエッペンドルフチューブまたは5 mlポリスチレンチューブ(Falcon 2058)にHBSS 500 μl/ディッシュ1枚を用意した。ディッシュ1枚あたり以下のプラスミドDNAを加えボルテックスまたはピペッティングで混合した。   In a 1.5 ml eppendorf tube or a 5 ml polystyrene tube (Falcon 2058), 500 μl of HBSS / one dish was prepared. The following plasmid DNA was added to each dish and mixed by vortexing or pipetting.

パッケージングプラスミド(pCAG-HIVgp) 3 μg
VSV-G, Revプラスミド(pCMV-VSV-G-RSV-Rev) 3 μg
SINベクタープラスミド 6 μg
ディッシュ1枚あたりPEI (1 mg/ml) 24 μlを加えボルテックスまたはピペッティングで混合し、室温で15-20分放置した。ピペットマン(P1000)で数回ピペッティングで混合した後少量ずつ均一にディッシュに播き、37℃・5%または10% CO2インキュベーターで12-16時間培養した。
Packaging plasmid (pCAG-HIVgp) 3 μg
VSV-G, Rev plasmid (pCMV-VSV-G-RSV-Rev) 3 μg
SIN vector plasmid 6 μg
24 μl of PEI (1 mg / ml) was added to each dish, mixed by vortexing or pipetting, and left at room temperature for 15 to 20 minutes. The mixture was mixed by pipetting several times with a pipetman (P1000), and then little by little was uniformly spread on a dish, and cultured for 12-16 hours at 37 ° C., 5% or 10% CO 2 incubator.

培養上清を吸引除去しDMEM培地(+10 μM Forskolin) 7.5 ml (37℃)と置換した。37℃・5%または10% CO2インキュベーターで約48時間培養した。 The culture supernatant was aspirated and replaced with 7.5 ml (37 ° C.) of DMEM medium (+10 μM Forskolin). The cells were cultured at 37 ° C., 5% or 10% CO 2 incubator for about 48 hours.

ウイルス含有培養上清を回収し0.45 μmフィルターを通して浮遊細胞等を除去した。濃縮しない場合にはフィルターろ過液をこのまま分注して-80℃で保存した。濃縮する際は0.45 μmフィルターを通したウイルス含有培養上清をAmicon Ultra-0.5 (100K)に移しフィルターカップの容量(〜500 μl)までHBSSでメスアップし14,000×g (アングル)4℃で10-30分遠心を行い、下のチューブ内のろ過液を廃棄した。   The virus-containing culture supernatant was recovered, and suspended cells and the like were removed through a 0.45 μm filter. When not concentrated, the filter filtrate was dispensed as it is and stored at -80 ° C. When concentrating, transfer the virus-containing culture supernatant through a 0.45 μm filter to Amicon Ultra-0.5 (100 K), and add up to the volume (500 μl) of the filter cup with HBSS to obtain 14,000 x g (angle) 10 ° C at 4 ° C. -Centrifuge for 30 minutes and discard the filtrate in the lower tube.

新しいチューブにフィルターカップを逆向きにセットし1,000×g, 4℃で2分遠心を行い下の新しいチューブにウイルス液を回収した。フィルターカップにHBSS〜100 μl (<4 μl/dish)を添加してメンブレンを数回ピペッティングで洗った後下のチューブに回収した。   The filter cup was placed in a new tube in the reverse direction, and centrifuged at 1,000 × g, 4 ° C. for 2 minutes, and the virus solution was collected in the new tube below. After adding 100 μl of HBSS (<4 μl / dish) to the filter cup and washing the membrane with pipetting several times, it was collected in the lower tube.

フィルターカップに残ったウイルス液を回収するため再びフィルターカップを逆向きにセットし1,000×g, 4℃で2分遠心を行いすべてのウイルス液を下のチューブに回収した。回収したウイルス液をPBS(-)で10mlまでメスアップし、50,000×g (BECKMAN SW28だと19,400 rpm)4℃で2時間超遠心を行った。上清をデカントまたは吸引除去しピペットマン(P200)を使用して1mlのPBSに懸濁させた。50mlの遠心管に移して3時間Vortexした。   In order to recover the virus solution remaining in the filter cup, the filter cup was again set in the reverse direction and centrifuged at 1,000 × g, 4 ° C. for 2 minutes to recover all virus solutions in the lower tube. The recovered virus solution was made up to 10 ml with PBS (−), and ultracentrifuged at 50,000 × g (19,400 rpm for BECKMAN SW28) at 4 ° C. for 2 hours. The supernatant was decanted or aspirated and suspended in 1 ml PBS using a pipetman (P200). Transfer to a 50 ml centrifuge tube and vortex for 3 hours.

Vortex懸濁液を1.5mlのエッペンドルフチューブに移し、デブリをペレットとして除去するため、5000rpmで1分間遠心し上清をピペットでスクリューキャップのついたチューブに分注し-80℃で保存し、1年以内に使用することとした。   Transfer Vortex suspension to 1.5 ml eppendorf tube, centrifuge at 5000 rpm for 1 min to remove debris as pellet, pipet the supernatant into screw capped tube and store at -80 ° C, 1 It was decided to use it within the year.

(3)ex vivo 遺伝子治療
上記3種類のレンチウイルスベクターを用いて以下の方法でex vivo Gene Therapy を施行した。まずMPSIIモデルマウスを遺伝子診断し、8週令のヘミ接合のオスマウスに前処置を施しその大腿骨から骨髄を摘出した。これを培養後、マイクロビーズ法等で分離抽出したマウス造血幹細胞系列に精製したウイルスベクターをMOI=50で感染させ遺伝子導入した。この導入後の骨髄幹細胞を、別のヘミ接合オスマウスに半致死量の放射線照射を加えた後、尾静脈注射により投与した。このあと20週令以上まで経過観察し、循環血中の酵素(IDS)活性、各臓器特に中枢神経、骨、心臓等における酵素活性、基質(GAG)蓄積を分析した。これらをプロモーターの違う3種類のウイルスベクターで施行し、各群間で評価を行った。
(3) Ex Vivo Gene Therapy Ex vivo Gene Therapy was performed by the following method using the three types of lentiviral vectors described above. First, MPSII model mice were genetically diagnosed, and 8-week-old hemizygous male mice were pretreated to remove bone marrow from their femurs. After culturing this, a mouse hematopoietic stem cell line isolated and extracted by the microbead method or the like was infected with the virus vector purified at MOI = 50, and was transfected. The introduced bone marrow stem cells were administered by tail vein injection after semi-lethal irradiation was applied to another hemizygous male mouse. After that, they were followed up to 20 weeks of age and analyzed for enzyme (IDS) activity in circulating blood, enzyme activity in each organ, especially in central nerve, bone, heart, etc., accumulation of substrate (GAG). These were performed with three types of viral vectors different in promoter, and evaluation was performed between each group.

図3に示されるように、遺伝子治療6か月後のIDS酵素活性は、血清、小脳、大脳、心臓、肝臓、脾臓において3種類のうちMNDプロモーターを搭載したベクターで治療した群が、有意差をもって高い酵素活性を示した。またこの治療群では6か月後血清、肝臓、脾臓、心臓で正常群の10倍以上と著しく高い酵素活性を示した。   As shown in FIG. 3, IDS enzyme activity after 6 months of gene therapy was significantly different in the group treated with the vector carrying the MND promoter in serum, cerebellum, cerebrum, cerebrum, heart, liver and spleen. Showed a high enzyme activity. In addition, after 6 months in this treatment group, serum, liver, spleen and heart showed 10 times or more higher enzyme activity than the normal group.

図4に示されるように、遺伝子治療6か月後の基質(GAG)蓄積量は3種類のうちMNDプロモーターを搭載したベクターで治療した群が、小脳、大脳、心臓、肝臓、脾臓において正常群と有意差なく改善していた。PGKプロモーター、CD11bプロモーターを搭載したベクターで治療した群では大脳、小脳において正常群と有意差が見られた。   As shown in FIG. 4, the substrate (GAG) accumulation amount after 6 months of gene therapy is the normal group in cerebellum, cerebrum, heart, liver, spleen among the three groups treated with the vector carrying the MND promoter And it improved without a significant difference. In the group treated with the vector carrying PGK promoter and CD11b promoter, significant difference was observed in the cerebrum and cerebellum from the normal group.

以上の結果から、MNDプロモーターを搭載したベクターが中枢神経系を含めて最も導入効率が良いと判明した。   From the above results, it was found that the vector carrying the MND promoter has the highest transduction efficiency including the central nervous system.

Hunter症候群の遺伝子治療に利用できる。   It can be used for gene therapy of Hunter syndrome.

配列番号1〜3:ベクター   Sequence number 1-3: vector

Claims (7)

CMV hybrid 5’LTR-Ψ-RRE-cPPT-PGK-IDS cDNA-WPREmut9-3’LTRからなるベクタープラスミドであって、配列番号1に記載の塩基配列を含むベクタープラスミド。   CMV hybrid 5'LTR-Ψ-RRE-cPPT-PGK-IDS cDNA-WPREmut9-3'LTR A vector plasmid comprising the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 1. CMV hybrid 5’LTR-Ψ-RRE-cPPT-CD11b-IDS cDNA-WPREmut9-3’LTRからなるベクタープラスミドであって、配列番号2に記載の塩基配列を含むベクタープラスミド。   CMV hybrid 5'LTR-Ψ-RRE-cPPT-CD11b-IDS cDNA-WPREmut9-3'LTR A vector plasmid comprising the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 2. CMV hybrid 5’LTR-Ψ-RRE-cPPT-MND-IDS cDNA-WPREmut9-3’LTRからなるベクタープラスミドであって、配列番号3に記載の塩基配列を含むベクタープラスミド。   CMV hybrid 5'LTR-Ψ-RRE-cPPT-MND-IDS cDNA-WPREmut9-3'LTR A vector plasmid comprising the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 3. 請求項1,2又は3記載のベクタープラスミドを備えるレンチウイルスベクターシステム。   A lentiviral vector system comprising the vector plasmid according to claim 1, 2 or 3. 請求項4記載のレンチウイルスベクターシステムが導入されて形質転換された細胞。   A cell transformed with the lentiviral vector system according to claim 4 introduced. 請求項5記載の細胞を治療上有効量含む、細胞製剤。   A cell preparation comprising a therapeutically effective amount of the cell according to claim 5. 請求項5記載の細胞を治療上有効量含む、Hunter症候群の予防及び/又は治療のための細胞製剤。   A cell preparation for preventing and / or treating Hunter syndrome, which comprises a therapeutically effective amount of the cell according to claim 5.
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