JP2021514666A - B型肝炎ワクチンおよびその使用 - Google Patents

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Abstract

本明細書では、操作B型肝炎ウイルス(HBV)による、分子ワクチン構築物が提示される。ワクチン構築物はまた、宿主細胞内のサイトカインなど、異種遺伝子の発現をモジュレートするための、リガンド誘導性操作遺伝子スイッチ系も含みうる。

Description

配列表への参照
電子的に提出され、本出願により出願された配列表(名称:2584_161PC01_SeqListing_ST25;サイズ:372,514バイト;作成日:2019年3月5日)の内容は、参照によりその全体において本明細書に組み込まれる。
本開示の分野
本開示は、バイオインフォマティクスおよびタンパク質操作における、発展的原理の使用を介してデザインされた、改善型広域スペクトルHBV分子ワクチンに関する。
慢性B型肝炎は、複数のウイルス(HepBまたはHBV)遺伝子型を伴う疾患である。HBVの遺伝子型/遺伝子亜型は、肝疾患の重症度および抗ウイルス治療に対する応答など、臨床的特徴およびウイルス学的特徴の差違との関連が、ますます大きくなっている。HBVの感染は、肝硬変、肝不全、および肝細胞癌(HCC)を結果としてもたらしうる肝炎を引き起こす。HBVの診断は、血清学的所見に基づく。慢性HBV感染には、治癒が存在しない。現在利用可能な処置選択肢は、肝硬変の進行およびウイルスの複製を緩徐化し、HCCおよび肝不全の発生率を低減することを目的とする。
本開示は、バイオインフォマティクスおよびタンパク質操作における発展的原理の使用を介してデザインされた改善型広域スペクトルHBV分子ワクチンに関する。これらの新規のHBVワクチンは、HBV関連疾患に対する治療用ワクチンとして使用することができる。
参照による組込み
本明細書で言及される、全ての刊行物、特許、および特許出願は、各個別の刊行物、特許、または特許出願が、参照により具体的かつ個別に組み込まれることが指し示された場合と同じ程度に、参照により本明細書に組み込まれる。
本明細書では、少なくとも1または複数の免疫応答誘導性B型肝炎ウイルス(HBV)ポリペプチドを含むポリペプチドをコードする、天然に存在しない(non-naturally occurring)ポリヌクレオチドが提示される。
一部の実施形態では、前記天然に存在しないポリヌクレオチドは、前記1または複数のHBVポリペプチドを含むポリペプチドをコードする。一部の実施形態では、前記1または複数のHBVポリペプチドは、HBVコアペプチドを含む。一部の実施形態では、前記HBVコアペプチドは、表3に示されるコアペプチド配列のうちのいずれか1つを有する。一部の実施形態では、前記1または複数のHBVペプチドは、HBV表面ペプチドを含む。一部の実施形態では、前記HBV表面ペプチドは、表3に示される表面ペプチド配列のうちのいずれか1つを有する。一部の実施形態では、前記1または複数のHBVペプチドは、HBV Polペプチドを含む。一部の実施形態では、前記HBV Polペプチドは、表3に示されるPolペプチド配列のうちのいずれか1つを有する。一部の実施形態では、前記1または複数のHBVペプチドは、HBV HBSP/HBxペプチドを含む。一部の実施形態では、前記HBV HBSP/HBxペプチドは、表3に示されるHBSP/HBxペプチド配列のうちのいずれか1つを有する。一部の実施形態では、前記1または複数のHBVペプチドは、KKリンカーを含む。一部の実施形態では、前記KKリンカーは、表3に示されるペプチド配列のうちのいずれか1つを、表3に示される他の任意(any other)のペプチド配列へと接続する。
本明細書では、本明細書で提示されるポリヌクレオチドのうちのいずれかを含み、異種遺伝子発現の誘導性制御のための遺伝子スイッチ系をコードする、1または複数のポリヌクレオチドをさらに含むポリヌクレオチドであって、異種遺伝子発現が、前記遺伝子スイッチ系により調節され;前記異種遺伝子が、本明細書で記載されるポリヌクレオチドのうちのいずれかを含む、ポリヌクレオチドが提示される。一部の実施形態では、前記遺伝子スイッチ系は、エクジソン受容体ベースの(EcRベースの)遺伝子スイッチ系である。一部の実施形態では、前記1または複数のHBVポリペプチドは、ワクチンにおける使用のためのHBVポリペプチドである。
本明細書では、本明細書で提示されるポリヌクレオチドのうちのいずれかを含むベクターが提示される。一部の実施形態では、前記ベクターは、アデノウイルスベクターである。一部の実施形態では、前記アデノウイルスベクターは、ゴリラアデノウイルスベクターである。
本明細書では、細胞内の異種遺伝子の発現を調節する方法であって、前記細胞へと、(i)抑制性遺伝子スイッチまたは誘導性遺伝子スイッチ、および(ii)発現が、前記遺伝子スイッチにより調節される異種免疫応答誘導性遺伝子であって、1または複数のHBVポリペプチドのうちの少なくとも1つをコードする異種免疫応答誘導性遺伝子を含む、1または複数のポリヌクレオチドを導入するステップと;前記細胞を、前記異種免疫応答誘導性遺伝子の発現を抑制または誘導するのに十分な量の化合物へと曝露するステップとを含む方法が提示される。
一部の実施形態では、前記標的細胞は、本明細書で記載される、細胞内の異種遺伝子の発現を調節する方法における哺乳動物細胞である。一部の実施形態では、前記遺伝子スイッチは、エクジソン受容体(EcR)、ユビキタス受容体、オーファン受容体1、NER−1、ステロイドホルモン核内受容体1、レチノイドX受容体相互作用性タンパク質15、肝臓X受容体β、ステロイドホルモン受容体様タンパク質、肝臓X受容体、肝臓X受容体α、ファルネソイドX受容体、受容体相互作用性タンパク質14、およびファルネソール(famesol)受容体のうちの少なくとも1つに由来する、リガンド結合性ドメインを含む。
本明細書では、本明細書で記載されるポリペプチド構築物のうちのいずれかをコードするポリヌクレオチドが提示される。本明細書ではまた、前記ポリヌクレオチドを含むベクターも提示される。一部の実施形態では、前記ベクターは、アデノウイルスベクターである。一部の実施形態では、前記アデノウイルスベクターは、ゴリラアデノウイルスベクターである。
本明細書では、少なくとも1つのHBVペプチドをコードするポリヌクレオチドを含むベクターであって、アデノウイルスベクターであるベクターが提示される。
本明細書では、少なくとも1つのHBVペプチドをコードするポリヌクレオチドを含むベクターであって、前記ベクターが、アデノウイルスベクターであり、前記アデノウイルスベクターが、ゴリラアデノウイルスベクターである、ベクターが提示される。
本明細書では、HBV HBxドメイン、およびHBV Polドメイン、HBVコアドメイン、HBVプレコアドメイン、またはHBV表面ドメインのうちの少なくとも1つを含むポリペプチド構築物が提示される。本明細書ではまた、プレコアドメイン、およびHBV Polドメイン、HBV HBxドメイン、またはHBV表面ドメインのうちの少なくとも1つを含むポリペプチド構築物も提示される。一部の実施形態では、前記HBV HBxドメインは、配列番号98に示される配列を有する。一部の実施形態では、前記HBV Polドメインは、野生型HBV Polドメインと比較した、少なくとも1つのアミノ酸の欠失を含む。一部の実施形態では、前記欠失は、前記野生型HBV Polドメインの欠失部分を含み、前記欠失部分は、アミノ酸538〜544またはアミノ酸710〜742のうちの少なくとも1つを含む。一部の実施形態では、前記欠失部分は、アミノ酸538〜544およびアミノ酸710〜742の両方を含む。一部の実施形態では、前記HBV Polドメインは、配列番号99に示される配列を有する。一部の実施形態では、前記HBV表面ドメインは、プレS1ドメイン、プレS2ドメイン、およびSドメインのうちの少なくとも1つを含む。一部の実施形態では、前記HBV表面ドメインは、HBV Sドメインを含む。一部の実施形態では、前記表面ドメインは、配列番号100に示される配列を有する。一部の実施形態では、前記ポリペプチド構築物は、HBVコアドメインをさらに含む。一部の実施形態では、前記ポリペプチド構築物は、コア部分を含み、前記コア部分は、前記HBVコアドメインと、前記HBVプレコアドメインとを含む。一部の実施形態では、前記コア部分は、配列番号101に示される配列を有する。一部の実施形態では、前記ポリペプチド構築物は、SHB(Env)ドメイン、HBeAgドメイン、HBxドメイン、およびPolドメインの各々を含む。一部の実施形態では、前記ポリペプチド構築物は、N末端から、C末端へと、前記SHB(Env)ドメイン、HBeAgドメイン、HBxドメイン、およびPolドメインの構造を含む。一部の実施形態では、前記SHB(Env)ドメインは、配列番号102に示される配列を有する。一部の実施形態では、前記HBeAgドメインは、配列番号103に示される配列を有する。一部の実施形態では、前記HBxドメインは、配列番号104に示される配列を有する。一部の実施形態では、前記Polドメインは、配列番号105に示される配列を有する。一部の実施形態では、前記ポリペプチド構築物は、配列番号106に示される配列を有する。
本明細書では、1または複数のHBV HBxリンカー、ならびにコアドメイン、表面ドメイン、およびPolドメインのうちの少なくとも1つを含み、前記コアドメイン、前記表面ドメイン、および前記Polドメインのうちの1つのドメインが、前記1または複数のHBxリンカーにより、前記コアドメイン、前記表面ドメイン、および前記Polドメインのうちの別のドメインへと接続された、ポリペプチド構築物が提示される。一部の実施形態では、前記表面ドメインは、HBVプレS1ドメイン、HBVプレS2ドメイン、およびHBV Sドメインのうちの少なくとも1つを含む。一部の実施形態では、前記1または複数のHBV HBxリンカーは、複数のHBV HBxリンカーを含む。一部の実施形態では、前記複数のHBV HBxリンカーのうちの、少なくとも2つは、アミノ酸配列が異なる。一部の実施形態では、前記HBV HBxリンカーは、表3のHBx−1、HBx−2、HBx−3、HBx−4、HBx−5、またはHBx−6のうちのいずれか1つに示される配列を有する。一部の実施形態では、前記コアドメインは、前記表面ドメインと隣接する。一部の実施形態では、前記表面ドメインは、プレS1ドメインを含む。一部の実施形態では、前記表面ドメインは、前記1または複数のHBxリンカーのうちの1つにより、前記コアドメインへと接続される。一部の実施形態では、前記Polドメインは、表面ドメインと隣接する。一部の実施形態では、前記表面ドメインは、プレS1ドメイン、プレS2ドメイン、およびSドメインのうちの少なくとも1つを含む。一部の実施形態では、前記表面ドメインは、前記プレS1ドメインを含み、前記PolドメインのN末端部分は、前記プレS1ドメインと隣接する。一部の実施形態では、前記Polドメインの、前記N末端部分は、前記1または複数のHBxリンカーのうちの1つにより、前記プレS1ドメインへと接続される。一部の実施形態では、前記表面ドメインは、前記プレS2ドメインを含み、前記PolドメインのN末端部分は、前記プレS2ドメインと隣接する。一部の実施形態では、前記Polドメインの、前記N末端部分は、前記1または複数のHBxリンカーのうちの1つにより、前記プレS2ドメインへと接続される。一部の実施形態では、前記表面ドメインは、前記プレS2ドメインを含み、前記PolドメインのC末端部分は、前記プレS2ドメインと隣接する。一部の実施形態では、前記Polドメインの、前記C末端部分は、前記1または複数のHBxリンカーのうちの1つにより、前記プレS2ドメインへと接続される。一部の実施形態では、前記表面ドメインは、前記Sドメインを含み、前記PolドメインのC末端部分は、前記Sドメインと隣接する。一部の実施形態では、前記Polドメインの、前記C末端部分は、前記1または複数のHBxリンカーのうちの1つにより、前記Sドメインへと接続される。一部の実施形態では、前記ポリペプチド構築物は、配列番号107に示される配列を有する。
本明細書では、アンキリン様リピートドメイン、および1または複数のHBVペプチドを含むポリペプチド構築物が提示される。一部の実施形態では、前記アンキリン様リピートタンパク質は、ヒトアンキリン様リピートタンパク質である。一部の実施形態では、前記1または複数のHBVペプチドは、表3のアミノ酸配列のうちのいずれか1つに示される配列を有する。一部の実施形態では、前記1または複数のHBVペプチドは、コアペプチド、表面ペプチド、Polペプチド、およびHBSP/HBxペプチドのうちの1または複数を含む。一部の実施形態では、前記1または複数のHBVペプチドは、コアペプチドを含み、前記コアペプチドは、表3のコアアミノ酸配列のうちのいずれか1つに示される配列を有する。一部の実施形態では、前記1または複数のHBVペプチドは、表面ペプチドを含み、前記表面ペプチドは、表3の表面アミノ酸配列のうちのいずれか1つに示される配列を有する。一部の実施形態では、前記1または複数のHBVペプチドは、Polペプチドを含み、前記Polペプチドは、表3のPolアミノ酸配列のうちのいずれか1つに示される配列を有する。一部の実施形態では、前記1または複数のHBVペプチドは、HBSP/HBxペプチドを含み、前記HBSP/HBxペプチドは、表3のHBSP/HBxアミノ酸配列のうちのいずれか1つに示される配列を有する。一部の実施形態では、前記ポリペプチド構築物は、配列番号108に示される配列を有する。
本明細書では、表3に示される少なくとも2つのHBVアミノ酸配列を含み、前記少なくとも2つのHBVアミノ酸配列が、ペプチドリンカーにより接続され、前記ペプチドリンカーが、KKリンカーである、ポリペプチド構築物が提示される。一部の実施形態では、前記少なくとも2つのHBVアミノ酸配列は、表3に示されるコアペプチド、表面ペプチド、Polペプチド、およびHBSP/HBxペプチドのうちの少なくとも1つを含む。一部の実施形態では、前記少なくとも2つのHBVアミノ酸配列は、表3に示されるアミノ酸配列の各々を含む。一部の実施形態では、アミノ酸配列の前記各々は、前記KKリンカーにより、アミノ酸配列の前記各々のうちの、別のアミノ酸配列へと接続される。一部の実施形態では、前記ポリペプチド構築物は、配列番号109に示される配列を有する。一部の実施形態では、本明細書で記載されるポリペプチド構築物のうちのいずれかは、ワクチンにおける使用のためのポリペプチド構築物である。本明細書ではまた、本明細書で記載されるポリペプチド構築物のうちのいずれかをコードするポリヌクレオチドも提示される。本明細書ではまた、前記ポリヌクレオチドを含むベクターも提示される。一部の実施形態では、前記ベクターは、アデノウイルスベクターである。一部の実施形態では、前記アデノウイルスベクターは、ゴリラアデノウイルスベクターである。
図面の簡単な説明
本開示の特徴は、特に、付属の特許請求の範囲において明示されている。本開示の特徴および利点についてのよりよい理解は、本開示の原理が用いられる、例示的な実施形態を明示する、以下の詳細な記載および付属の図面を参照することにより得られるであろう。
慢性HBV感染についての概略図である。 慢性HBV感染の過程を示す概略図である。 図3Aは、B型肝炎ウイルスについての概略図である。HBV DNAは、3.2kbの、環状、エンベロープ型で、部分的に二本鎖のDNAゲノムである。HBVは、4つの遺伝子(S、C、P、およびX)を有する。S遺伝子は、小型表面タンパク質(S)、中型表面タンパク質(S+プレS2)、および大型表面タンパク質(S+プレS2+プレS1)からなる、エンベロープ(脂質二重層)表面タンパク質(HBsAg)をコードする。C遺伝子は、カプシドタンパク質またはコアタンパク質をコードする。C遺伝子は、プレコア領域およびコア領域を有する。翻訳が、プレコア領域で開始される場合、タンパク質は、HBeAgである。翻訳が、コア領域で開始される場合、タンパク質は、HBcAgである。P遺伝子は、DNAポリメラーゼ(Pol)をコードする。X遺伝子は、xタンパク質(HBxAg)をコードする。図3Bは、B型肝炎ウイルスゲノムについての概観である。HBVゲノムは、TP、SP、RT、およびRHを含むPol(832アミノ酸);プレS1(108アミノ酸);プレS2(55アミノ酸);S(226アミノ酸);プレC(29アミノ酸);C(183アミノ酸);ならびにHBx(154アミノ酸)を含む。図3Cは、ポリメラーゼコア、コアエンベロープ(プレS1、S2、S)、HBe、およびHBxタンパク質を含む、いくつかの重複ウイルスタンパク質をコードする、HBVについての概略図を示す。図3Dは、ポリメラーゼコア、コアエンベロープ(プレS1、S2、S)、HBe、およびHBxタンパク質を含む、いくつかの重複ウイルスタンパク質をコードする、HBVゲノムについての概略図を示す。 同上。 同上。 同上。 HBV感染機構についての概観を示す図である。 HBVワクチン抗原をデザインするために実施される、全体の概略的ワークフローを示す図である。 HBVデザイン1〜5についての構造概略図である。HBVデザイン1および2は、クレードDコンセンサスに基づきデザインした。HBVデザイン3のために、ヒトアンキリン様リピート(ALR)タンパク質足場(PDBコード:1QYM)ペプチドを、ヘリックス/ループ領域に、タンデムにグラフトした。2つのALR足場を使用し、切断可能リンカー(VSQTSKLTR)により接続した。HBVデザイン4エピトープは、KKリンカーにより隔てた。HBVデザイン5では、異なるリンカーを使用して、ペプチドを接続した。 NK細胞およびT細胞を活性化させることにより、免疫応答を促進する、IL−12についての概観を示す図である。 多様なIL−12リガンド誘導性遺伝子スイッチベクター系の、多様な構造的構成要素を示す図である。 図9Aは、NetMHC 4.0による、HBeについての抗原性予測を示す図である。予測される強い結合ペプチドおよび弱い結合ペプチドの結合指数を、ペプチドの位置に対してプロットした。図9Bは、NetMHC 4.0による、HBeについての抗原性予測を示す。ピークを同定するために、一階微分および二階微分を、密度プロット上で利用した。図9Cは、HBV亜型にわたるカバレッジを決定するために、コンセンサス配列に対してアライメントされたアミノ酸配列を示す。 同上。 同上。 異なるHBVタンパク質の融合ドメインを強調する、TG1050およびHBVデザイン1についての概略表示である。相同性モデルを使用して、デザインをさらに評価した。 HBxペプチドと連結された、3つの主要タンパク質(コアタンパク質、表面スプライス変異体タンパク質、およびポリメラーゼタンパク質)全てからなる、HBVデザイン2についての概略図表示である。 図12Aは、コアHBVタンパク質ドメインの構造を示す図である。図12Bは、HBVプレS1ペプチドおよびHBVプレS2ペプチドの構造を示す。図12Cは、HBV HBxの構造を示す。図12Dは、4つのコアペプチド−MHC複合体の構造を示す。 同上。 同上。 同上。 多重エピトープ抗原に基づく、HBVデザイン4についての相同性モデルを示す図である。 RNA qPCR相対発現アッセイのために作出された、短鎖プライマーおよび長鎖プライマーならびにプローブのセットを示す、例示的概略図である。特異的プライマーは、各HBV抗原デザインについてデザインした。 図15Aは、HBVデザイン1と、TG1050対照との、コア配列の比較を示す図である。図15Bは、HBVデザイン1と、TG1050対照との配列比較を示す。図15Cは、HBVデザイン1と、TG1050対照との配列比較を示す。 同上。 同上。 HBVデザイン5についての概略表示である。
発明の詳細な説明
以下の記載および例は、本開示の実施形態について、詳細に例示する。
本開示は、本明細書で記載される特定の実施形態に限定されず、そのようなものとして、変動しうることを理解されたい。当業者は、本開示には、変動および改変がなされ、これらは、その範囲内に包含されることを認識するであろう。
全ての用語は、それらが、当業者により理解される通りに理解されることを意図する。そうでないことが規定されない限りにおいて、本明細書で使用される技術用語および科学用語は、本開示が関連する技術分野の当業者により一般に理解される意味と同じ意味を有する。
本明細書で使用される節の小見出しは、構成上の目的だけのものであり、記載される主題を限定するものとみなすべきではない。
本開示の多様な特色は、単一の実施形態の文脈で記載しうるが、特色はまた、個別に提示される場合もあり、任意の適切な組合せで提示される場合もある。逆に、本明細書では、明確さのために、本開示を、個別の実施形態の文脈で記載しうるが、本開示はまた、単一の実施形態でも、実施することができる。
以下の定義は、当技術分野における定義を補完し、本出願へと方向付けられ、いかなる関連または非関連の案件、例えば、共同所有される、いかなる特許または出願にも帰属しない。本明細書で記載される方法および材料と、同様または同等である、任意の方法および材料を、本開示の試験の実施において使用しうるが、本明細書では、好ましい材料および方法について記載する。したがって、本明細書で使用される用語法は、特定の実施形態について記載することだけを目的とするものであり、限定的であることを意図するものではない。
定義
本出願では、そうでないことが別段に言明されない限りにおいて、単数形の使用は、複数形を含む。本明細書で使用される通り、そうでないことが文脈により明確に指示されない限りにおいて、単数形の「ある(a)」、「ある(an)」、および「その」は、複数の指示対象を含むことに注意しなければならない。
本出願では、そうでないことが言明されない限りにおいて、「または」の使用は、「および/または」を意味する。本明細書で使用される、「および/または」および「これらの任意の組合せ」という用語、ならびにそれらの文法的同等物は、互換的に使用することができる。これらの用語は、任意の組合せが、具体的に想定されることを伝達しうる。例示だけを目的として述べると、以下の、「A、B、および/またはC」または「A、B、C、またはこれらの任意の組合せ」という語句は、「個別のA;個別のB;個別のC;AおよびB;BおよびC;AおよびC;ならびにA、B、およびC」を意味しうる。文脈により、選言的使用が言及されない限りにおいて、「または」という用語は、接続的に使用することもでき、選言的に使用することもできる。
さらに、「〜を含むこと」という用語のほか、「〜を含む」、「〜を含む」、および「含まれた」など、他の形態の使用も、非限定的である。
本明細書における、「一部の実施形態」、「ある実施形態」、「一実施形態」、または「他の実施形態」への言及は、実施形態との関連で記載される、特定の特色、構造、または特徴が、本開示の、少なくとも一部の実施形態には含まれるが、全ての実施形態には、必ずしも含まれないことを意味する。
本明細書および特許請求の範囲で使用される「〜を含むこと(comprising)」(「〜を含む(comprise)」および「〜を含む(comprises)」など、「〜を含むこと(comprising)」の任意の形態)、「〜を有すること」(「〜を有する(have)」および「〜を有する(has)」など、「〜を有すること」の任意の形態)、「〜を含むこと(including)」(「〜を含む(include)」および「〜を含む(includes)」など、「〜を含むこと(including)」の任意の形態)、または「〜を含有すること」(「〜を含有する(contain)」および「〜を含有する(contains)」など、「〜を含有すること」の任意の形態)という語は、包含的またはオープンエンドであり、さらなる、列挙されていない要素または方法ステップを除外しない。本明細書で論じられる任意の実施形態は、本開示の任意の方法または組成物に関して実施することが可能であり、この逆も成り立つことが想定される。さらに、本開示の組成物を使用して、本開示の方法を達成することができる。
基準数値に関して、本明細書で使用される、「約」という用語、およびその文法的同等物は、数値自体、およびこの数値から±10%の範囲の値を含みうる。
「約」または「およそ」という用語は、当業者により決定される、特定の値についての、許容可能な誤差範囲内であって、部分的に、値がどのようにして測定または決定されるのか、すなわち、測定系の限界に依存する誤差範囲内を意味する。例えば、「約」は、当技術分野における慣行に従い、1標準偏差または1標準偏差を超える範囲内を意味しうる。代替的に、「約」は、所与の値の、最大で20%、例えば、最大で10%、最大で5%、または最大で1%の範囲も意味しうる。別の例では、「約10」の量は、10および9〜11の任意の量を含む。さらに別の例では、基準数値との関係における「約」という用語はまた、値±この値から10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、または1%の範囲も含む。代替的に、特に、生物学的系または生物学的過程に関して、「約」という用語は、値の桁数内、好ましくは、5倍以内、より好ましくは2倍以内も意味しうる。特定の値を、本出願および特許請求の範囲において記載する場合、そうでないことが言明されない限りにおいて、特定の値について、許容可能な誤差範囲内を意味する「約」という用語を仮定すべきである。
本明細書で使用される「単離」という用語およびその文法的同等物は、その天然環境からの核酸の摘出を意味する。本明細書で使用される「精製」という用語およびその文法的同等物は、分子または組成物が、天然から摘出されたもの(ゲノムDNAおよびmRNAを含む)であれ、合成されたもの(cDNAを含む)であれ、かつ/または検査室条件下で増幅されたのであれ、純度が増大しており、この場合、「純度」とは、相対的用語であり、「絶対純度」ではないことを意味する。一方、核酸およびタンパク質は、希釈剤またはアジュバントと共に製剤化される場合があるが、実際的な目的では、単離されているものとしうることを理解されたい。例えば、核酸は、細胞への導入のために使用する場合、許容可能な担体または希釈剤と混合することが典型的である。本明細書で使用される「実質的に精製された」という用語およびその文法的同等物は、核酸、ポリペプチド、タンパク質、または他の化合物が、天然では会合する、ポリヌクレオチド、タンパク質、ポリペプチド、および他の分子を本質的に含まない、すなわち、約50%を超えて含まない、約70%を超えて含まない、約90%を超えて含まない、核酸配列、ポリペプチド、タンパク質または他の化合物を指す。
本明細書で使用される「ポリヌクレオチド」、「オリゴヌクレオチド」、「ポリヌクレオチド構築物」、「遺伝子」、「遺伝子構築物」、「異種遺伝子」、およびこれらの文法的同等物は、リボヌクレオチドまたはデオキシリボヌクレオチドである、任意の長さのヌクレオチドまたは核酸のポリマー形態を指す。この用語は、分子の一次構造だけを指す。したがって、この用語は、二本鎖DNAおよび一本鎖DNA、三重鎖DNAのほか、二本鎖RNAおよび一本鎖RNAも含む。この用語はまた、例えば、ポリヌクレオチドのメチル化および/またはキャッピングによる修飾形態、ならびにポリヌクレオチドの非修飾形態も含みうる。用語はまた、天然のものではないヌクレオチドまたは合成ヌクレオチドのほか、ヌクレオチド類似体を含む分子を含むことも意図する。本明細書で開示または想定される核酸配列およびベクターは、細胞へと、トランスフェクション、形質転換、または形質導入により導入することができる。
本明細書で使用される、「トランスフェクション」、「形質転換」、または「形質導入」とは、物理的方法または化学的方法を使用することによる、1または複数の外因性ポリヌクレオチドの、宿主細胞への導入を指す。当技術分野では、多くのトランスフェクション法が公知であり、例えば、リン酸カルシウムDNA共沈殿法(例えば、Murray E. J. (ed.), Methods in Molecular Biology, Vol. 7, Gene Transfer and Expression Protocols, Humana Press (1991)を参照されたい);DEAE−デキストラン法;電気穿孔法;カチオン性リポソーム媒介性トランスフェクション法;タングステン粒子促進型遺伝子銃法(Johnston, Nature, 346: 776-777 (1990));およびリン酸ストロンチウムDNA共沈殿法(Brash et al., Mol. Cell Biol., 7: 2031-2034 (1987))を含む。ファージベクターまたはウイルスベクターは、それらの多くが市販されている、適切なパッケージング細胞内で、感染性粒子を増殖させた後で、宿主細胞へと導入することができる。
本明細書で使用される、「ポリペプチド」、「ペプチド」、「ポリペプチド構築物」、「ペプチド構築物」、およびこれらの文法的同等物は、アミノ酸残基のポリマーを指す。「成熟タンパク質」とは、全長タンパク質であり、任意選択で、グリコシル化または所与の細胞内環境内のタンパク質に典型的な他の修飾を含むタンパク質である。本明細書で開示されるポリペプチドおよびタンパク質(これらの機能的部分および機能的変異体を含む)は、1または複数の、天然に存在するアミノ酸の代わりに、合成アミノ酸を含みうる。当技術分野では、このような合成アミノ酸が公知であり、例えば、アミノシクロヘキサンカルボン酸、ノルロイシン、α−アミノ−n−デカン酸、ホモセリン、S−アセチルアミノメチルシステイン、trans−3−ヒドロキシプロリンおよびtrans−4−ヒドロキシプロリン、4−アミノフェニルアラニン、4−ニトロフェニルアラニン、4−クロロフェニルアラニン、4−カルボキシフェニルアラニン、β−フェニルセリン、β−ヒドロキシフェニルアラニン、フェニルグリシン、α−ナフチルアラニン、シクロヘキシルアラニン、シクロヘキシルグリシン、インドリン−2−カルボン酸、1,2,3,4−テトラヒドロイソキノリン−3−カルボン酸、アミノマロン酸、アミノマロン酸モノアミド、N’−ベンジル−N’−メチルリシン、N’,N’−ジベンジルリシン、6−ヒドロキシリシン、オルニチン、α−アミノシクロペンタンカルボン酸、α−アミノシクロヘキサンカルボン酸、α−アミノシクロヘプタンカルボン酸、α−(2−アミノ−2−ノルボルナン)カルボン酸、α,γ−ジアミノ酪酸、α,β−ジアミノプロピオン酸、ホモフェニルアラニン、およびα−tert−ブチルグリシンを含む。本開示は、操作細胞内の、本明細書で記載されるポリペプチドの発現が、ポリペプチド構築物の、1または複数のアミノ酸の翻訳後修飾と関連しうることをさらに想定する。翻訳後修飾の非限定例は、リン酸化、アセチル化およびホルミル化を含むアシル化、グリコシル化(N連結型およびO連結型を含む)、アミド化、ヒドロキシル化、メチル化およびエチル化を含むアルキル化、ユビキチン化、ピロリドンカルボン酸の付加、ジスルフィド架橋の形成、硫酸化、ミリストイル化、パルミトイル化、イソプレニル化、ファルネシル化、ゲラニル化、グリピオン化、リポイル化、およびヨード化を含む。
核酸および/または核酸配列は、天然または人工で、共通の先祖核酸または先祖核酸配列に由来する場合、「相同」である。タンパク質および/またはタンパク質配列は、それらのコードDNAが、天然または人工で、共通の先祖核酸または先祖核酸配列に由来する場合、「相同」である。相同な分子は、相同体と称する場合がある。例えば、本明細書で記載される、任意の天然タンパク質は、任意の利用可能な突然変異誘発法により修飾することができる。発現させると、この突然変異核酸は、元の核酸によりコードされるタンパク質と相同なポリペプチドをコードする。相同性は一般に、2つまたはこれを超える核酸またはタンパク質(またはこれらの配列)の間の配列同一性から推定される。相同性を確立するのに有用な配列の間の同一性の、正確な百分率は、問題の核酸およびタンパク質と共に変動するが、少なくとも25%の配列同一性を使用して、相同性を確立する。高レベルの配列同一性、例えば、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、もしくは99%、またはこれを超える配列同一性もまた、相同性を確立するのに使用することができる。本明細書では、配列同一性百分率を決定するための方法(例えば、デフォルトパラメータを使用する、BLASTPおよびBLASTN)について記載するが、これらは、一般に利用可能である。
ポリペプチドの、2つの核酸配列またはアミノ酸配列の文脈において、本明細書で使用される、「同一」または「配列同一性」という用語およびその文法的同等物は、指定された比較域にわたり、最大の照応関係についてアライメントされた場合に同じである、2つの配列内の残基を指す。本明細書で使用される「比較域」とは、少なくとも約20、通例、約50〜約200、より通例では、約100〜約150の連続する位置によるセグメントであって、2つの配列を、最適にアライメントした後で、その中の配列を、同じ数の、連続する位置による基準配列と比較しうるセグメントを指す。当技術分野では、比較のための配列アライメント法が周知である。比較のための最適な配列アライメントは、Smith and Waterman, Adv. Appl. Math., 2:482 (1981)の局所相同性アルゴリズム;Needleman and Wunsch, J. Mol. Biol., 48:443 (1970)のアライメントアルゴリズム;Pearson and Lipman, Proc. Nat. Acad. Sci U.S.A., 85:2444 (1988)の類似性検索法;これらのアルゴリズムのコンピュータ化された実装(Intelligentics、Mountain View Calif.によるPC/Geneプログラム内のCLUSTAL、Wisconsin Genetics Software Package、Genetics Computer Group(GCG)、575 Science Dr.、Madison、Wis.、U.S.A.における、GAP、BESTFIT、BLAST、FASTA、およびTFASTAを含むがこれらに限定されない)により行うことができ、CLUSTALプログラムについては、Higgins and Sharp, Gene, 73:237-244 (1988)およびHiggins and Sharp, CABIOS, 5:151-153 (1989)、Corpet et al., Nucleic Acids Res., 16:10881-10890 (1988)、Huang et al., Computer Applications in the Biosciences, 8:155-165 (1992)、およびPearson et al., Methods in Molecular Biology, 24:307-331 (1994)により十分に記載されている。アライメントはまた、目視および手作業のアライメントにより実施されることも多い。実施形態の1つのクラスでは、本明細書のポリペプチドは、例えば、デフォルトパラメータを使用する、BLASTP(もしくはCLUSTAL、または他の任意の利用可能なアライメントソフトウェア)により測定される通り、基準ポリペプチドまたはこの断片と少なくとも80%、85%、90%、98%の99%、または100%同一である。同様に、核酸はまた、出発核酸に照らして記載することもでき、例えば、それらは、例えば、デフォルトパラメータを使用する、BLASTN(もしくはCLUSTAL、または他の任意の利用可能なアライメントソフトウェア)により測定される通り、基準核酸またはこの断片と50%、60%、70%、75%、80%、85%、90%、98%、99%、または100%同一でありうる。1つの分子が、大型の分子に対して、ある特定の百分率の配列同一性を有するという場合、これは、2つの分子が最適にアライメントされれば、小型の分子内の、前記百分率の残基は、2つの分子が最適にアライメントされた順序に従い、大型の分子内にマッチ残基を見出すことを意味する。
核酸配列またはアミノ酸配列に対して適用される「実質的に同一な」という用語およびその文法的同等物は、核酸配列またはアミノ酸配列が、上記で記載したプログラム、例えば、標準的なパラメータを使用するBLASTを使用する基準配列と比較して、少なくとも90%の配列同一性、またはこれを超える配列同一性、少なくとも95%、少なくとも98%、および少なくとも99%の配列同一性を有する配列を含むことを意味する。例えば、BLASTNプログラム(ヌクレオチド配列のための)は、デフォルトとして、11のワード長(W)、10の期待値(E)、M=5、N=−4、および両方の鎖の比較を使用する。アミノ酸配列のために、BLASTPプログラムは、デフォルトとして、3のワード長(W)、10の期待値(E)、およびBLOSUM62スコアリングマトリックスを使用する(Henikoff & Henikoff, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89:10915 (1992)を参照されたい)。配列同一性百分率は、2つの最適にアライメントされた配列を、比較域にわたり比較することにより決定し、比較域内のポリヌクレオチド配列の部分は、2つの配列の最適なアライメントのために、基準配列(付加または欠失を含まない)と比較して、付加または欠失(すなわち、ギャップ)を含みうる。百分率は、同一な核酸塩基またはアミノ酸残基が、両方の配列内で生じる位置の数を決定して、マッチさせた位置の数を求め、マッチさせた位置の数を、比較域内の位置の総数で除し、結果に、100を乗じて、配列同一性百分率を求めることにより計算する。複数の実施形態では、実質的な同一性は、少なくとも約50残基の長さの配列の領域にわたり、少なくとも約100残基の領域にわたり存在し、複数の実施形態では、配列は、少なくとも約150残基にわたり、実質的に同一である。複数の実施形態では、配列は、コード領域の全長にわたり、実質的に同一である。
「発現ベクター」または「ベクター」とは、細胞内のポリヌクレオチドの複製の自律的単位として挙動する(すなわち、それ自身の制御下における複製が可能である)か、または宿主細胞の染色体への挿入により複製が可能となる、任意の遺伝子エレメント、例えば、プラスミド、染色体、ウイルス、トランスポゾンであって、接合させたセグメントの複製および/または発現をもたらすように、それへと、別のポリヌクレオチドセグメントを接合させた遺伝子エレメントである。適切なベクターは、プラスミド、トランスポゾン、バクテリオファージ、およびコスミドを含むがこれらに限定されない。ベクターは、所望の宿主細胞中へのベクターのライゲーションまたは挿入を実施し、接合させたセグメントの発現を実施するのに必要なポリヌクレオチド配列を含有しうる。このような配列は、宿主生物に応じて異なり、転写を実施するプロモーター配列、転写を増加させるエンハンサー配列、リボソーム結合性部位の配列、および転写翻訳終結配列を含む。代替的に、発現ベクターは、ベクターの、宿主細胞のDNA配列へのライゲーションまたは組込みを伴わずに、その中でコードされる核酸配列の産物を、直接発現させることが可能でありうる。一部の実施形態では、ベクターは、宿主細胞内で複製することが可能であり、適切な選択的圧の存在下で、宿主細胞内のDNAの染色体外セグメントとして存続する、「エピソーム発現ベクター」または「エピソーム」である(例えば、Conese et al., Gene Therapy, 11:1735-1742 (2004)を参照されたい)。代表的な、市販のエピソーム発現ベクターは、エプスタイン−バー核抗原1(EBNA1)およびエプスタイン−バーウイルス(EBV)複製起点(oriP)を用いるエピソームプラスミドを含むがこれらに限定されない。ベクターである、pREP4、pCEP4、pREP7、ならびにInvitrogen(Carlsbad、Calif.)製のpcDNA3.1およびStratagene(LaJolla、Calif.)製のpBK−CMVは、EBNA1およびoriPの代わりに、T抗原およびSV40の複製起点を使用する、エピソームベクターの非限定的な例を表す。ベクターはまた、選択用マーカー遺伝子も含みうる。
本明細書で使用される、「アデノウイルス」という用語は、アデノウイルスの生活環に参与する能力を保持し、例えば、破壊(例えば、超音波処理)、変性(例えば、熱または溶媒の使用)、または架橋(例えば、ホルマリン架橋を介する)により、物理的に不活化されていない、アデノウイルスを指す。「アデノウイルスの生活環」は、(1)ウイルスの、細胞への結合および侵入、(2)アデノウイルスゲノムへの転写およびアデノウイルスタンパク質への翻訳、(3)アデノウイルスゲノムの複製、ならびに(4)ウイルス粒子のアセンブリーを含む(例えば、Fields Virology, 5th ed., Knipe et al. (eds.), Lippincott Williams & Wilkins, Philadelphia, PA (2006)を参照されたい)。本明細書で使用される、「アデノウイルスベクター」という用語は、アデノウイルスゲノムが、アデノウイルスゲノムに照らして非天然である核酸配列に適合するように操作されたアデノウイルスを指す。典型的に、アデノウイルスベクターは、例えば、アデノウイルスへの遺伝子導入のための、非天然の核酸配列の挿入に適合するように、アデノウイルスのアデノウイルスゲノムへと、1または複数の突然変異(例えば、欠失、挿入、または置換)を導入することにより作出される。
本明細書で使用される「選択用マーカー遺伝子」という用語は、核酸配列を発現させる細胞を、対応する選択用薬剤の存在下で、これと順方向または逆方向に、特異的に選択することを可能とする核酸配列を指す。当技術分野では、適切な選択用マーカー遺伝子が公知であり、例えば、国際特許出願公開第1992/08796号パンフレットおよび同第1994/28143号パンフレット、Wigler et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 77: 3567 (1980)、O’Hare et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 78: 1527 (1981)、Mulligan & Berg, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 78: 2072 (1981)、Colberre-Garapin et al., J. Mol. Biol., 150:1 (1981)、Santerre et al., Gene, 30: 147 (1984)、Kent et al., Science, 237: 901-903 (1987)、Wigler et al., Cell, 11: 223 (1977)、Szybalska & Szybalski, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 48: 2026 (1962)、Lowy et al., Cell, 22: 817 (1980)、ならびに米国特許第5,122,464号明細書および同第5,770,359号明細書において記載されている。
本明細書で使用される「コード配列」とは、タンパク質をコードするポリヌクレオチドのセグメントを指す。領域または配列には、5’末端の近傍では、開始コドンが結合し、3’末端の近傍では、終止コドンが結合する。コード配列はまた、オープンリーディングフレームと称することもできる。
本明細書で使用される「作動可能に連結された」とは、DNAセグメントの、別のDNAセグメントへの、物理的な連結および/または機能的な連結であって、セグメントが、それらの意図される方式で機能することを可能とするような連結を指す。遺伝子産物をコードするDNA配列は、それが、例えば、プロモーター、エンハンサー、および/またはサイレンサーなどの調節配列に、DNA配列の転写のモジュレーションを、直接的または間接的に可能とする方式で連結されている場合に、調節配列に作動可能に連結されている。例えば、DNA配列は、それが、プロモーターの転写開始部位に対して、下流において、転写開始部位に対して、適正なリーディングフレーム内で、プロモーターへとライゲーションされており、DNA配列を通して、転写の伸長が進行することを可能とする場合に、プロモーターに作動可能に連結されている。エンハンサーまたはサイレンサーは、それが、それぞれ、DNA配列の転写を増加または減少させるように、DNA配列へとライゲーションされている場合に、遺伝子産物をコードするDNA配列に作動可能に連結されている。エンハンサーおよびサイレンサーは、DNA配列のコード領域の上流に位置する場合もあり、この下流に位置する場合もあり、この中に埋め込まれている場合もある。シグナル配列が、ポリペプチドの分泌に参与するプレタンパク質として発現する場合、シグナル配列のDNAは、ポリペプチドをコードするDNAに作動可能に連結されている。DNA配列の、調節配列への連結は、典型的に、適切な制限部位におけるライゲーションにより、または当業者に公知の制限エンドヌクレアーゼを使用して、配列内に挿入された、アダプターまたはリンカーを介して達せられる。
本明細書で使用される「〜を誘導する」、「誘導」という用語、およびその文法的同等物は、転写調節因子によりもたらされる、核酸配列の転写、プロモーターの活性、および/またはプロモーターの発現の、何らかの基礎転写レベルと比べた上昇を指す。
「転写調節因子」という用語は、ある特定の環境条件下で、プロモーター駆動性DNA配列の転写を防止もしくは阻害するように作用する生化学的エレメント(例えば、リプレッサータンパク質または核阻害性タンパク質)、または、ある特定の環境条件下で、プロモーター駆動性DNA配列の転写を可能とするか、もしくは刺激するように作用する生化学的エレメント(例えば、インデューサーまたはエンハンサー)を指す。
本明細書で使用される「エンハンサー」という用語は、例えば、それが作動可能に連結された核酸配列の転写を増大させるDNA配列を指す。エンハンサーは、核酸配列のコード領域から、何キロベースも離れて位置することが可能であり、調節因子の結合、DNAのメチル化パターン、またはDNA構造の変化を媒介しうる。当技術分野では、様々な異なる供給源に由来する、多数のエンハンサーが周知であり、クローニングされたポリヌクレオチドとして、またはクローニングされたポリヌクレオチド内で利用可能である(例えば、ATCCなどの寄託先のほか、他の商業的供給源または個人的供給源から)。プロモーター(一般に使用されるCMVプロモーターなど)を含む、多数のポリヌクレオチドはまた、エンハンサー配列も含む。エンハンサーは、コード配列の上流に位置する場合もあり、この中に位置する場合もあり、この下流に位置する場合もある。「Igエンハンサー」という用語は、免疫グロブリン(Ig)遺伝子座内にマップされるエンハンサー領域に由来するエンハンサーエレメント(このようなエンハンサーは、例えば、重鎖(ミュー)5’側エンハンサー、軽鎖(カッパ)5’側エンハンサー、カッパイントロンエンハンサーおよびミューイントロンエンハンサー、ならびに3’側エンハンサーを含む)を指す(一般に、Paul W. E. (ed), Fundamental Immunology, 3rd Edition, Raven Press, New York (1993), pages 353-363、および米国特許第5,885,827号明細書を参照されたい)。
「プロモーター」とは、コード配列の転写を誘発する、ポリヌクレオチドの領域を指す。プロモーターは、DNAの、同じ鎖上の、遺伝子の転写開始部位の近傍であり、かつ、上流に(センス鎖の5’側領域に向かって)位置する。あるプロモーターが、細胞内の全ての状況において活性であるので、構成的であるのに対し、他のプロモーター、例えば、誘導性プロモーターは、特異的刺激に応答して調節され、活性となる。本明細書で使用される「プロモーター活性」という用語およびその文法的同等物は、その活性が測定されるプロモーターに作動可能に連結されたヌクレオチド配列の発現の程度を指す。プロモーター活性は、例えば、ノーザンブロット解析により、産生されるRNA転写物の量を決定することにより、直接的に測定することもでき、プロモーターに連結されたレポーター核酸配列など、連結された核酸配列によりコードされる産物の量を決定することにより、間接的に測定することもできる。
本明細書で使用される「誘導性プロモーター」とは、転写調節因子、例えば、生物因子または非生物因子の存在または非存在により、活性へと誘導されるプロモーターを指す。誘導性プロモーターは、それらに作動可能に連結した遺伝子の発現が、生物または特に、組織の発生の、ある特定の段階において、オンまたはオフにされうるため、有用である。誘導性プロモーターの非限定例は、アルコール調節性プロモーター、テトラサイクリン調節性プロモーター、ステロイド調節性プロモーター、金属調節性プロモーター、発症機序調節性プロモーター、温度調節性プロモーター、および光調節性プロモーターを含む。誘導性プロモーターは、遺伝子スイッチの一部または遺伝子スイッチでありうる。誘導性プロモーターは、遺伝子スイッチのリガンド誘導性プロモーターでありうる。場合によって、誘導性プロモーターは、低分子リガンド誘導性の、2つのポリペプチドによる、エクジソン受容体ベースの遺伝子スイッチでありうる。場合によって、遺伝子スイッチは、それらの各々が、参照によりその全体において組み込まれる、国際特許出願第2001/070816号パンフレット;同第2002/029075号パンフレット;同第2002/066613号パンフレット;同第2002/066614号パンフレット;同第2002/066612号パンフレット;同第2002/066615号パンフレット;同第2003/027266号パンフレット;同第2003/027289号パンフレット;同第2005/108617号パンフレット;同第2009/045370号パンフレット;同第2009/048560号パンフレット;同第2010/042189号パンフレット;同第2010/042189号パンフレット;同第2011/119773号パンフレット号パンフレット;および同第2012/122025号パンフレット;ならびに米国特許第7,091,038号明細書;同第7,776,587号明細書;同第7,807,417号明細書;同第8,202,718号明細書;同第8,105,825号明細書;同第8,168,426号明細書;同第7,531,326号明細書;同第8,236,556号明細書;同第8,598,409号明細書;同第8,715,959号明細書;同第7,601,508号明細書;同第7,829,676号明細書;同第7,919,269号明細書;同第8,030,067号明細書;同第7,563,879号明細書;同第8,021,878号明細書;同第8,497,093号明細書;同第7,935,510号明細書;同第8,076,454号明細書;同第9,402,919号明細書;同第9,493,540号明細書;同第9,249,207号明細書;および同第9,492,482号明細書において記載されている系のうちのいずれかの、エクジソンベースの受容体による構成要素から選択しうるが、これらに限定されない。
「遺伝子スイッチ(gene switch)」または「遺伝子スイッチ(genetic switch)」という用語は、プロモーターと関連する応答エレメントの組合せを指し、例えば、1または複数のリガンドの存在下で、応答エレメントおよびプロモーターを組み込んだ遺伝子の発現をモジュレートする、EcRベースの系を指す。緊密に調節された誘導性遺伝子発現系または遺伝子スイッチは、遺伝子治療、細胞内の、大スケールのタンパク質の作製、細胞ベースのハイスループットのスクリーニングアッセイ、機能的なゲノミクス、ならびにトランスジェニック植物およびトランスジェニック動物における形質の調節など、多様な適用に有用である。このような誘導性遺伝子発現系は、リガンド誘導性異種遺伝子発現系を含みうる。
「Sleeping Beauty(SB)トランスポゾン系」とは、DNA配列を、脊椎動物の染色体へと導入するための合成DNAトランスポゾン系を指す。系についての、一部の例示的な実施形態については、例えば、米国特許第6,489,458号明細書、同第8,227,432号明細書、同第9,228,180号明細書、および国際公開第2016/145146号パンフレットにおいて記載されている。Sleeping Beautyトランスポゾン系は、Sleeping Beauty(SB)トランスポザーゼおよびSBトランスポゾンから構成される。複数の実施形態では、Sleeping Beautyトランスポゾン系は、SB11トランスポゾン系、SB100Xトランスポゾン系、またはSB110トランスポゾン系を含みうる。
「トランスポゾン」または「転移性エレメント」(TE)とは、ゲノム内のその位置を変化させ、場合によって、突然変異を創出するか、または復帰させ、細胞のゲノムサイズを変更するベクターDNA配列である。転移は、TEの重複を結果としてもたらすことが多い。クラスIのTEは、2段階でコピーされる:まず、クラスIのTEは、DNAからRNAへと転写され、次いで、産生されたRNAは、DNAへと逆転写される。次いで、この、コピーされたDNAは、ゲノム内の新たな位置に挿入される。逆転写ステップは、TE自身によりコードされうる逆転写酵素により触媒される。レトロトランスポゾンの特徴は、HIVなどのレトロウイルスと同様である。クラスIIのTEによるカットアンドペースト転移機構は、RNA中間体を伴わない。転移は、いくつかのトランスポザーゼ酵素により触媒される。あるトランスポザーゼは、DNA内の任意の標的部位に非特異的に結合するのに対し、他のトランスポザーゼは、特異的DNA配列標的に結合する。トランスポザーゼは、標的部位において、互い違いの(staggered)切断をもたらす結果として、5’側または3’側における、一本鎖のDNA突出(粘着(sticky)末端)をもたらす。このステップは、DNAトランスポゾンを切り出し、次いで、DNAトランスポゾンは、新たな標的部位へとライゲーションされるが、この過程は、ギャップを埋めるDNAポリメラーゼの活性と、糖リン酸骨格をつなぎ合わせるDNAリガーゼの活性とを伴う。これは、標的部位の重複を結果としてもたらす。DNAトランスポゾンの挿入部位は、標的DNA内が互い違いに切断され、DNAポリメラーゼにより埋められることにより創出されうる短い直接リピート、およびそれに後続する、トランスポザーゼによるTEの切出しに重要な一連の逆位リピートにより同定されうる。カットアンドペーストTEは、ドナー部位は既に複製されているが、標的部位はまだ複製されていない、細胞周期のS期において、転移が生じる場合に重複しうる。転移は、クラスI TEおよびクラスII TEのいずれにおいても、自律型転移または非自律型転移として分類することができる。自律型TEが、それ自身で移動しうるのに対し、非自律型TEは、移動するのに、別のTEの存在を必要とする。これは、非自律型TEが、トランスポザーゼ(クラスIIの場合)または逆転写酵素(クラスIの場合)を欠くためであることが多い。
「トランスポザーゼ」とは、トランスポゾンの末端に結合し、カットアンドペースト機構または複製性転移機構による、トランスポゾンの、ゲノムの別の部分への移動を触媒する酵素を指す。
本明細書で使用される「T細胞」または「Tリンパ球」とは、細胞媒介性免疫において、中心的な役割を果たす、リンパ球の種類である。「T細胞」または「Tリンパ球」は、細胞表面上のT細胞受容体(TCR)の存在により、B細胞およびナチュラルキラー細胞(NK細胞)など、他のリンパ球と区別されうる。
「ヘルパーT細胞」(T細胞)は、B細胞の、血漿細胞およびメモリーB細胞への成熟、ならびに細胞傷害性T細胞およびマクロファージの活性化を含む免疫過程において、他の白血球を支援する。これらの細胞はまた、細胞表面上において、CD4糖タンパク質を発現するために、CD4+ T細胞としても公知である。ヘルパーT細胞は、抗原提示細胞(APC)の表面上で発現する、MHCクラスII分子により、ペプチド抗原を提示されると、活性化する。活性化すると、ヘルパーT細胞は、急速に分裂し、活性の免疫応答を調節するか、またはこれらを支援する、サイトカインと呼ばれる、小型のタンパク質を分泌する。これらの細胞は、T1、T2、T3、T9、T17、T22、またはTFH(濾胞性ヘルパーT細胞)を含む、いくつかの亜型であって、異なるサイトカインを分泌して、異なる種類の免疫応答を容易とする、いくつかの亜型のうちの1つへと分化しうる。APCからのシグナル伝達は、T細胞を、特定の亜型へと方向付ける。
「細胞傷害性T細胞」(TC細胞またはCTL)または「細胞傷害性Tリンパ球」は、ウイルス感染細胞および腫瘍細胞を破壊し、また、移植拒絶にも関与している。これらの細胞はまた、それらの表面において、CD8糖タンパク質を発現するので、CD8+ T細胞としても公知である。これらの細胞は、全ての有核細胞の表面上に存在する、MHCクラスI分子と会合する抗原に結合することにより、それらの標的を認識する。調節性T細胞により分泌される、IL−10、アデノシン、および他の分子を介して、CD8+細胞は、アネルギー状態へと不活化される場合があり、これにより、自己免疫疾患を防止する。
「メモリーT細胞」は、感染が消失した後で、長期にわたり存続する、抗原特異的T細胞のサブセットである。メモリーT細胞は、それらのコグネイト抗原へと再曝露されると、多数のエフェクターT細胞へと急速に拡大増殖し、これにより、免疫系に、過去の感染に対する「メモリー」をもたらす。メモリーT細胞は、3つの亜型:セントラルメモリーT細胞(TCM細胞)および2種類のエフェクターメモリーT細胞(TEM細胞およびTEMRA細胞)を含む。メモリー細胞は、CD4+細胞の場合もあり、CD8+細胞の場合もある。メモリーT細胞は、典型的には細胞表面タンパク質である、CD45RO、CD45RA、および/またはCCR7を発現する。
かつては、サプレッサーT細胞として公知であった、「調節性T細胞」(Treg細胞)は、免疫寛容の維持において役割を果たす。調節性T細胞の主要な役割は、T細胞媒介性免疫を遮断して、免疫反応を終了させ、胸腺内の陰性選択過程を回避した自己反応性T細胞を抑制することである。
「ナチュラルキラーT細胞」(NKT細胞(自然免疫系のナチュラルキラー細胞と混同しないこと))は、獲得免疫系を、自然免疫系と橋渡しする。主要組織適合性複合体(MHC)分子により提示されるペプチド抗原を認識する従来のT細胞と異なり、NKT細胞は、CD1dと呼ばれる分子により提示される糖脂質抗原を認識する。活性化すると、これらの細胞は、Tヘルパー(T)細胞および細胞傷害性T(TC)細胞の両方に帰せられた機能(すなわち、サイトカインの産生および細胞溶解性/細胞殺滅分子の放出)を果たしうる。NKT細胞はまた、一部の腫瘍細胞およびヘルペスウイルスに感染した細胞を認識し、これらを消失させることも可能である。
「養子T細胞移入」とは、腫瘍特異的T細胞の単離およびex vivoにおける拡大増殖であって、ワクチン接種単独または患者の天然の腫瘍応答により得られうる数の細胞より大きな数のT細胞を達成する、単離および拡大増殖を指す。次いで、それらの免疫系に、がんに攻撃し、これらを死滅させうるT細胞を介して、残りの腫瘍を圧倒する能力をもたらそうとする試みにおいて、がんを伴う患者へと、腫瘍特異的T細胞を輸注する。がん処置のための、養子T細胞療法の多くの形態であって、腫瘍浸潤リンパ球またはTILを培養する形態と、1つの特定のT細胞またはクローンを単離および拡大増殖させる形態とが使用されており、なお、腫瘍を強力に認識し、これらに攻撃するように操作されたT細胞を使用する形態も使用されている。
本明細書で使用される「抗体」とは、モノクローナル抗体またはポリクローナル抗体を指す。本明細書で使用される「モノクローナル抗体」という用語は、B細胞の単一のクローンにより産生され、同じエピトープに結合する抗体を指す。これに対し、「ポリクローナル抗体」とは、異なるB細胞により産生され、同じ抗原の異なるエピトープに結合する抗体の集団を指す。全抗体は、典型的に、4つのポリペプチド:重(H)鎖ポリペプチドの2つの同一なコピー、および軽(L)鎖ポリペプチドの2つの同一なコピーからなる。重鎖の各々は、1つのN末端の可変(VH)領域と、3つのC末端の定常(CH1、CH2、およびCH3)領域とを含有し、各軽鎖は、1つのN末端の可変(VL)領域と、1つのC末端の定常(CL)領域とを含有する。軽鎖および重鎖の各対の可変領域は、抗体の抗原結合性部位を形成する。VH領域と、VL領域とは、各領域が、それらの配列が比較的保存されている、4つのフレームワーク領域を含む、共通の一般的な構造を有する。フレームワーク領域は、3つの相補性決定領域(CDR)により接続されている。CDR1、CDR2、およびCDR3として公知である、3つのCDRは、抗原への結合の一因となる、抗体の「超可変領域」を形成する。
「抗体様分子」は、例えば、パートナーに選択的に結合することが可能な、Igスーパーファミリーのメンバーであるタンパク質でありうる。MHC分子およびT細胞受容体は、このような分子である。一実施形態では、抗体様分子は、TCRである。一実施形態では、TCRは、そのMHCへの結合アフィニティーを増大させるように改変されている。
本明細書では、「抗体の断片」、「抗体断片」、「抗体の機能的断片」、「抗原結合性部分」という用語、またはこれらの文法的同等物を、抗原に特異的に結合する能力を保持する抗体の、1または複数の断片または部分を意味するように、互換的に使用する(一般に、Holliger et al., Nat. Biotech., 23(9):1126-1129 (2005)を参照されたい)。抗体断片は、例えば、1もしくは複数のCDR、可変領域(またはこの部分)、定常領域(またはこの部分)、またはこれらの組合せを含むことが所望される。抗体断片の非限定例は、(i)VLドメイン、VHドメイン、CLドメイン、およびCH1ドメインからなる一価断片である、Fab断片;(ii)ストーク領域におけるジスルフィド架橋により連結された2つのFab断片を含む二価断片である、F(ab’)2断片;(iii)抗体の単一のアームのVLドメインおよびVHドメインからなる、Fv断片;(iv)2つのドメインを、単一のポリペプチド鎖として合成することを可能とする合成リンカーにより接合された、Fv断片の2つのドメイン(すなわち、VLおよびVH)からなる一価分子である、単鎖Fv(scFv)(例えば、Bird et al., Science, 242: 423-426 (1988); Huston et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 85: 5879-5883 (1988); and Osbourn et al., Nat. Biotechnol., 16: 778 (1998)を参照されたい);ならびに(v)各ポリペプチド鎖が、同じポリペプチド鎖上のVHとVLとの間の対合を可能とするには短すぎるペプチドリンカーにより、VLへと接続されたVHを含み、これにより、2つの機能的な抗原結合性部位を有する二量体分子を作出するように、異なるVH−VLポリペプチド鎖上の相補的ドメインの間の対合を駆動する、ポリペプチド鎖の二量体である、ダイアボディーを含む。当技術分野では、抗体断片が公知であり、例えば、米国特許第8,603,950号明細書において、より詳細に記載されている。
「抗原認識部分」または「抗原認識ドメイン」とは、抗原に特異的に結合する分子または分子の部分を指す。一実施形態では、抗原認識部分は、抗体、抗体様分子、またはこれらの断片であり、抗原は、腫瘍抗原である。
「保存的アミノ酸置換」または「保存的突然変異」という用語は、1つのアミノ酸の、共通の特性を伴う、別のアミノ酸による置き換えを指す。個別のアミノ酸の間の共通の特性を規定する、機能的な方式は、相同な生物の、対応するタンパク質の間の、アミノ酸変化の標準化頻度を解析することである(Schulz, G. E. and Schirmer, R. H., Principles of Protein Structure, Springer-Verlag, New York (1979))。このような解析に従い、群内のアミノ酸が、互いと優先的に交換され、したがって、全体的なタンパク質構造に対するそれらの影響において、最も互いと相似する、アミノ酸群を規定することができる(Schulz, G. E. and Schirmer, R. H.、前出)。保存的突然変異の例は、上記の亜群内のアミノ酸のアミノ酸置換、例えば、正の電荷を維持しうるような、リシンによる、アルギニンの置換、およびこの逆の置換;負の電荷を維持しうるような、グルタミン酸による、アスパラギン酸の置換、およびこの逆の置換;遊離−OHを維持しうるような、セリンによる、トレオニンの置換;ならびに遊離−NHを維持しうるような、グルタミンによる、アスパラギンの置換を含む。代替的に、または加えて、機能的変異体は、少なくとも1つの非保存的アミノ酸置換を伴う、基準タンパク質のアミノ酸配列を含みうる。
「非保存的突然変異」という用語は、異なる群の間のアミノ酸置換、例えば、リシンによるトリプトファンの置換、またはフェニルアラニンによるセリンの置換などを伴う。この場合、非保存的アミノ酸置換は、機能的変異体の生物学的活性に干渉したり、これを阻害したりしないことが好ましい。非保存的アミノ酸置換は、機能的変異体の生物学的活性が、親タンパク質と比較して増大するように、機能的変異体の生物学的活性を増強しうる。
「アンキリン」という用語は、内在性膜タンパク質の、スペクトリン−アクチンベースの膜細胞骨格への接合を媒介する、アダプタータンパク質のファミリーを指す。アンキリンは、スペクトリンのベータサブユニット、および内在性膜タンパク質の、少なくとも12のファミリーに対する結合性部位を有する。この連結は、細胞膜の完全性を維持し、細胞膜内の、特異的なイオンチャネル、イオン交換体、およびイオン輸送体にアンカリングするのに必要とされる。アンキリンは、4つの機能的ドメイン:24のタンデムアンキリンリピートを含有するN末端ドメイン、スペクトリンに結合する中央ドメイン、アポトーシスに関与するタンパク質に結合する死ドメイン、異なるアンキリンタンパク質の間で高度に可変的な、C末端調節ドメインを含有する。24のタンデムアンキリンリピートは、広範にわたる膜タンパク質の認識の一因となる。これらの24のリピートは、1〜14リピートの範囲の、3つの、構造的に顕著に異なる結合性部位を含有する。これらの結合性部位は、互いに対して半独立性であり、組み合わせて使用することができる。部位が、膜タンパク質に結合するのに使用する相互作用は、非特異性であり、水素結合、疎水性相互作用、および静電相互作用からなる。配列は、アミノ酸の特性を保存しなくてもよいので、これらの非特異性相互作用は、アンキリンに、広範にわたるタンパク質を認識する特性を与える。半独立性とは、結合性部位が使用されない場合、結合の全体に対して、大きな影響を及ぼさないことを意味する。これらの2つの特性の組合せは、アンキリンが認識しうるタンパク質の、大きなレパートリーをもたらす。哺乳動物では、アンキリンは、3つの遺伝子(ANK1、ANK2、およびANK3)によりコードされる。各遺伝子は、代替的スプライシングを介して、複数のタンパク質をもたらす。
本明細書で言及される「増殖性疾患」とは、細胞の過剰な増殖および/または細胞マトリックスの過剰な代謝回転が、がんを含む疾患の発症機序に著明に寄与する、という統一的概念を指す。
本明細書で使用される「患者」または「対象」とは、がんなどの増殖性障害を伴うと診断されるか、またはこれを有するかもしくは発症することが疑われる哺乳動物対象を指す。一部の実施形態では、「患者」という用語は、がんなどの増殖性障害を発症する可能性が平均より高い哺乳動物対象を指す。例示的な患者は、ヒト、類人猿、イヌ、ブタ、ウシ、ネコ、ウマ、ヤギ、ヒツジ、齧歯動物、および本明細書で開示される療法から利益を得うる、他の哺乳動物でありうる。例示的なヒト患者は、男性および/または女性でありうる。本明細書では、「それを必要とする患者」または「それを必要とする対象」を、例えば慢性B型肝炎ウイルス感染であるが、これに限定されない疾患または障害を伴うと診断されているか、またはこれを有することか疑われる患者とみなす。
本明細書では、「〜を投与すること」は、本明細書で記載される、1または複数の組成物を、患者または対象に施すこととみなす。例を目的として、限定せずに述べると、組成物の投与、例えば、注射は、静脈内(i.v.)注射、皮下(s.c.)注射、皮内(i.d.)注射、腹腔内(i.p.)注射、または筋内(i.m.)注射により実施することができる。1または複数のこのような経路を利用することができる。非経口投与は、例えば、ボーラス注射による場合もあり、時間経過にわたる、漸次的な灌流による場合もある。代替的に、または共時的に、投与は、経口経路による投与でありうる。加えて、投与はまた、ボーラスまたは細胞ペレットのデポ手術による場合もあり、医療用デバイスの設置による場合もある。ある実施形態では、本開示の組成物は、本明細書で記載される核酸配列を発現する操作細胞もしくは宿主細胞、または本明細書で記載される、少なくとも1つの核酸配列を含むベクターを、増殖性障害を処置または防止するのに有効な量で含みうる。医薬組成物は、本明細書で記載される標的細胞集団を、1または複数の、薬学的または生理学的に許容される担体、希釈剤、または賦形剤と組み合わせて含みうる。このような組成物は、中性緩衝生理食塩液、リン酸緩衝生理食塩液などの緩衝液;グルコース、マンノース、スクロースまたはデキストラン、マンニトールなどの炭水化物;タンパク質;ポリペプチドまたはグリシンなどのアミノ酸;抗酸化剤;EDTAまたはグルタチオンなどのキレート剤;アジュバント(例えば、水酸化アルミニウム);および保存剤を含みうる。
本明細書で使用される「処置」、「〜を処置すること」という用語、またはそれらの文法的同等物は、所望の薬理学的効果および/または生理学的効果を得ることを指す。複数の実施形態では、効果は、治療的である、すなわち、効果は、疾患および/または疾患に帰せられうる有害症状を、部分的または完全に治癒させる。この目的で、本発明の方法は、本発明の核酸配列を発現する宿主細胞、または本発明の核酸配列を含むベクターを含む、治療有効量の組成物を投与するステップを含む。
「治療有効量」、「治療的量」、「免疫学的有効量」、「抗腫瘍有効量」、「腫瘍阻害有効量」という用語、またはそれらの文法的同等物は、所望の治療結果を達成するのに必要な投与量において、必要な期間にわたり有効な量を指す。治療有効量は、個体の疾患状態、年齢、性別、および体重、ならびに1つまたは複数の対象において所望の応答を誘発する、本明細書で記載される組成物の能力などの因子に従い変動しうる。投与される、本開示の組成物の正確な量は、患者(対象)の年齢、体重、腫瘍サイズ、感染または転移の程度、および状態の個別差を考慮して、医師により決定されうる。
代替的に、本明細書で記載される、1または複数の組成物の、患者または対象への投与の、薬理学的効果および/または生理学的効果は、「予防的」な場合もある、すなわち、効果は、疾患またはその症状を、完全に、または部分的に予防する場合もある。「予防有効量」とは、所望の予防結果(例えば、疾患の発症の防止)を達成するのに必要な投与量において、必要な期間にわたり有効な量を指す。
HBV分子ワクチン
B型肝炎(HepB)とは、B型肝炎ウイルス(HBV)により引き起こされる、潜在的に致死性の肝感染である。HBVは、慢性感染を引き起こす場合があり、人々を、肝硬変および肝がんによる死の危険性に陥れる。HBVの進化は、遺伝子型の地理的分布により顕示される。HBVの遺伝子型/遺伝子亜型は、肝疾患の重症度および抗ウイルス治療に対する応答など、臨床的特徴およびウイルス学的特徴の差違との関連が、ますます大きくなっている。配列を比較すると、HBVは、各々の地理的分布が、顕著に異なる、8つの遺伝子型(A〜H)へと分類される。研究者らは、異なるHBV遺伝子型とHBV疾患の重症度および転帰との関連を相関させている。
HBVは、肝臓指向性の大きな、二本鎖DNAウイルスである。HBV DNAは、3.2kbの、環状、エンベロープ型で、部分的に二本鎖のDNAゲノム(図3A〜3D)である。HBVは、4つの遺伝子(S、C、P、およびX)を有する。S遺伝子は、小型表面タンパク質(S)、中型表面タンパク質(S+プレS2)、および大型表面タンパク質(S+プレS2+プレS1)からなる、エンベロープ(脂質二重層)表面タンパク質(HBsAg)をコードする。C遺伝子は、カプシドタンパク質またはコアタンパク質をコードする。C遺伝子は、プレコア領域およびコア領域を有する。翻訳が、プレコア領域で開始される場合、タンパク質は、HBeAgである。翻訳が、コア領域で開始される場合、タンパク質は、HBcAgである。P遺伝子は、DNAポリメラーゼ(Pol)をコードする。X遺伝子は、xタンパク質(HBxAg)(図3A〜3D)をコードする。HBVゲノムは、TP、SP、RT、およびRHを含むPol(832アミノ酸);プレS1(108アミノ酸);プレS2(55アミノ酸);S(226アミノ酸);プレC(29アミノ酸);C(183アミノ酸);ならびにHBx(154アミノ酸)(図3A〜3D)を含む。
急性HBV感染は、B型肝炎表面抗原(HBsAg)、およびコア抗原である、HBcAgに対する、免疫グロブリンM(IgM)抗体の存在により特徴づけられる。感染の初期において、患者はまた、B型肝炎e抗原(HBeAg)についても血清陽性である。HBeAgは、通例、高レベルのウイルス複製のマーカーである。HBeAgの存在は、感染個体の血液および体液が、高度に感染性であることを指し示す。慢性感染は、HBsAgの、少なくとも6カ月間にわたる存続(HBeAgの併存を伴うか、または伴わない)により特徴づけられる。HBsAgの存続は、老齢において、慢性肝疾患および肝がん(肝細胞癌)を発症する危険性についての、主要なマーカーである。
B型肝炎ウイルスは、体外で、少なくとも7日間にわたり生存しうる。この期間中、ウイルスは、それが、ワクチンにより防御されていない人の体内に侵入する場合、やはり、感染を引き起こしうる。B型肝炎ウイルスのインキュベーション期間は、平均で75日間であるが、30〜180日間で変動しうる。ウイルスは、感染後30〜60日間以内に検出される場合があり、存続し、慢性B型肝炎へと発症しうる。高度の流行地域では、B型肝炎は、母体から、出生時の小児へと拡散する(周産期伝染)か、または、とりわけ、生後最初の5年間において、感染小児から、非感染小児へと、水平伝染(感染血液への曝露)を介して拡散することが、最も一般的である。慢性感染の発症は、それらの母体から、または5歳以前に感染した乳児において、極めて一般的である。B型肝炎はまた、感染血および多様な体液への経皮曝露または粘膜曝露によるほか、唾液、月経液、膣液、および精液を介しても拡散する。また、B型肝炎の性伝染も、一般に生じうる。成人における感染は、症例の5%未満において、慢性肝炎をもたらす。ウイルスの伝染はまた、医療状況における、または薬物を注射する者の間の、注射針およびシリンジの再使用を介しても生じうる。加えて、感染は、医療手順、手術手順、および歯科手順において生じる場合もあり、タトゥーの彫込みを介して生じる場合もあり、感染血で汚染されたカミソリおよび類似の対象物の使用を介して生じる場合もある。
大半の人々は、急性感染期に、症状を経ない。しかし、一部の人々は、皮膚および眼の黄染(黄疸)、暗色尿、極度の疲労、悪心、嘔吐、ならびに腹痛を含む、数週間続く症状を伴う、急性疾病を呈する。急性肝炎を伴う人のうちの、小さなサブセットは、急性肝不全を発症する場合があり、これは、死をもたらしうる。一部の人々では、B型肝炎ウイルスはまた、慢性肝感染も引き起こす場合があり、これは、その後、肝硬変(肝臓の瘢痕化)または肝がんへと増悪しうる。感染が、慢性となる可能性は、感染する年齢に依存する。B型肝炎ウイルスに感染する、6歳未満の小児は、慢性感染を発症する可能性が最も高い。1歳時に感染した乳児のうちの80〜90%が、慢性感染を発症し;6歳以前に感染した小児のうちの30〜50%が、慢性感染を発症する。成人では、成人になって感染したが、他の点では健常な者のうちの5%未満が、慢性感染を発症し;慢性感染した成人のうちの20〜30%が、肝硬変および/または肝がんを発症する(図1および図2)。
急性B型肝炎のための特別な処置は存在しない。したがって、ケアは、嘔吐および下痢により失われた体液の置き換えを含む、快適さおよび十分な栄養バランスの維持を目的とする。慢性B型肝炎感染は、経口抗ウイルス剤を含む薬により処置されうる。処置(例えば、肝臓移植またはIFN−αヌクレオチド類似体)は、肝硬変の進行を緩徐化し、肝がんの発生率を低減し、長期にわたる生存を改善する。近年のより発展的な治療用ワクチン(すなわち、GS−4777、Gilead;ABX203、Abivax)は、臨床試験の2/3相で不奏効であった。しかし、大半の人々では、処置は、B型肝炎感染を治癒させず、ウイルスの複製を抑制するにとどまる。したがって、B型肝炎の処置を始めた人々は、それを、一生続けなければならない。多くの資源制約的状況下では、B型肝炎の診断および処置へのアクセスは、依然として限定されている。
推定2億5,700万人が、慢性B型肝炎ウイルス(HBV)感染(表面抗原の検出を介する陽性の確認)と共に生活している。2015年に、B型肝炎感染は、最多の死亡原因を、肝不全または肝がんとする、88万7,000人の死者を結果としてもたらした。現在、HBVワクチンは、症例のうちの95%において、感染を防止し、これにより、B型肝炎ウイルスに起因する感染、肝がん、および慢性疾患を防止する。しかし、複数のHBV亜型に対する広域カバレッジ、および肝がんに対する機能性を伴う、HBVワクチンを開発することが、依然として強く必要とされている。本開示は、バイオインフォマティクス法およびタンパク質操作法に基づく、新規のHBVワクチン抗原に関する。これらの新規のHBVワクチン候補物質は、HBVおよびHBV関連疾患に対する治療用ワクチンとして使用することができる。
処置選択肢
慢性B型肝炎ウイルス感染の標準治療(SOC)は、PEG−IFNおよび/またはヌクレオチド類似体を含む。しかし、cccDNAならびに免疫寛容および免疫疲弊は、遷延しうる(図4)。HBVの感染は、肝硬変、肝不全、および肝細胞癌(HCC)を結果としてもたらしうる、肝炎を引き起こす。HBVの診断は、血清学的所見に基づく。実際、ウイルスDNA、ウイルス抗原、およびこれらのそれぞれの抗体は、血清中に見出すことができる。HBVは、HBsAg上に見出される、共通の抗原決定基(a)と、2つの相互に排他的な決定基対(d/yおよびw/r)とに基づき、4つの主要な血清型(adr、adw、ayr、ayw)へと細分される。ゲノムの全ヌクレオチド配列変動に従い、10の公知の遺伝子型(A〜J)と、40の公知の遺伝子亜型が存在する。遺伝子型は、顕著に異なる地理的分布を有し、異なる遺伝子型は、異なる疾患重症度、合併症の異なる経過および可能性、ならびに処置、および、おそらくは、ワクチン接種に対する異なる応答を示す。血清型と、遺伝子型とは、必ずしも、対応しない(例えば、遺伝子型Dは、10の遺伝子亜型を有する)。
現在、慢性HBV感染には、治癒が存在しない。処置選択肢は、肝硬変の進行およびウイルスの複製を緩徐化し、HCCおよび肝不全の発生率を低減することを目的とする。現行の処置は、2つの主要な類型:(1)免疫調節剤薬物、すなわち、主に、免疫系をブーストし、ウイルス感染細胞と戦うようにデザインされた、I型インターフェロン(インターフェロンアルファおよびPEG化インターフェロンアルファ);ならびに(2)ヌクレオシド類似体(ラミブジン、エンテカビル、およびテルビブジン)、およびヌクレオチド類似体(アデフォビル、ジピボキシル、およびテノフォビル)を含む抗ウイルス薬へと分けられ、ウイルス複製に対する干渉を目的とする。HBV感染による死者数は、現在のところ、毎年ほぼ70万人であり、HIVおよび結核と同等である。新たなHBV感染率は、低下しつつあるが、肝炎による総死亡者数の増大は、新たな処置選択肢の開発を、火急に必要とする。
治療法
表面タンパク質(S)、コアタンパク質(C)、およびポリメラーゼタンパク質(Pol)に由来するHBVエピトープは、感染時に、T細胞によりターゲティングされ、これは、HBVに対する細胞性免疫応答を媒介する。MHC−IエピトープおよびMHC−IIエピトープを含む、HBV Xタンパク質(HBx)は、ウイルス性の発症機序および癌発症に関与する、多機能性の調節タンパク質である。本明細書で記載されるHBVワクチンデザインは、潜在的なT細胞エピトープを有する、全ての主要構成要素を含む。具体的に、本明細書では、Pol、コア、Env、およびHBxにおいて、遺伝子改変(点突然変異の情報)およびトランケーションを伴う、2つの、異なる、固有のデザインを含むHBVワクチンが提示される。本明細書ではまた、固有にデザインされた多重エピトープ構築物(すなわち、細胞傷害性Tリンパ球)であって、特異性ペプチドを、ヒトタンパク質足場へとグラフトされ、HBV感染を制御し、除去するために必要とされる、細胞性免疫応答を刺激しうる、帯電ジペプチドにより連結された、多重エピトープ構築物も提示される。
本明細書では、HBV感染を処置する、多様な遺伝子治療法が提示される。例えば、表1には、HBVの、免疫系媒介型制御を改善するのに使用される、戦略の一部が記載される。本明細書ではまた、HBV治療用ワクチン、プライム/ブースト型DNAベースワクチンの高度デザインであって、プライミングのための、HBVの主要構成要素(HBsAg、HBcAg、HBxAg、HBeAg、およびHB PolAg)による、免疫原性領域の組合せと、ブースティングのための、アゴニストCD8 T細胞エピトープの組合せとを包含する高度デザインも提示される。
本明細書では、HBV組換えワクチンの組成物、キット、およびこれを含むシステム、ならびにこれを作る方法が提示される。本開示におけるHBV組換えワクチン(例えば、HBVデザイン1〜5)は、HBe、HBx、LHBs、Pol、およびHBSPに対するタンパク質操作を介して操作される。各HBVワクチンの抗原デザインは、バイオインフォマティクス解析およびコンピュータによるタンパク質操作法を使用して、本発明者により選択されたコンビナトリアルガイダンス(例えば、コンセンサス配列に、より緊密にマッチする抗原配列の選択、抗原性の予測、ならびにMHC−Iへの結合、およびT細胞活性化後におけるサイトカインの産生をもたらしうるT細胞エピトープマッピング)を介してその着想を得た。本明細書で提示される、HBVワクチンデザインについての、全体的なワークフローを、図5に示し、実施例1で、さらに詳述する。本開示は、多重欠失ゴリラアデノベクター(GC46)内に構築された、5つのHBV抗原デザイン(HBVデザイン1〜5)を提示する。
4つの抗原デザイン(HBVデザイン1〜4)および対照抗原を合成し、アデノベクター構築のための発現プラスミド(pAdShuttle)へとクローニングした(図6)。HBVデザインを解析して、異なるリンカーが、異なるエピトープの予測をもたらすのかどうかについて評価した。初期抗原スクリーニングは、一過性のトランスフェクションにおける、in vitroの抗原発現、単球由来の樹状細胞についての、一過性のトランスフェクション研究における、in vitroの抗原プロセシングおよび抗原提示について査定した。図6に示される通り、HBVデザイン1および2は、クレードDコンセンサスに基づきデザインした。コアペプチド(8)、表面ペプチド(8)、ポリメラーゼペプチド(8)、HBxペプチド(6)、およびHBPSペプチド(2)に由来する、32のHBVペプチドは、免疫原性データ、質量分析などなどの、実験データおよび機能データを有する文献からキュレートした(表4)。HBVデザイン3のために、ヒトアンキリン様リピート(ALR)タンパク質足場(PDBコード:1QYM)ペプチドを、ヘリックス/ループ領域に、タンデムにグラフトした。2つのALR足場を使用し、切断可能リンカーである、VSQTSKLTR(配列番号111)により接続した。ALRタンパク質は、一般に、発現が高度であり、高安定性を有する。したがって、ALRタンパク質を、HBVペプチドのための足場として使用して、新規のCTLを創出した。HBVデザイン4エピトープは、KKリンカーにより隔てた(図6)。RNA qPCR相対発現アッセイのために、5’−TGCCAAGAGTGACGTGTCCA−3’(配列番号110)を、スプライスプライマーとして使用し、5’−CCCAGGTCCAACTGCAGCCGG−3’(配列番号128)を、スプライスプローブとして使用した。各抗原についてデザインされた、特異的プライマーを、リバースプライマーとして使用した(図14)。
Figure 2021514666
送達系
ゴリラアデノウイルスによるシャトルベクター
本開示の、ある特定の態様は、1または複数の免疫応答誘導性HBVポリペプチドを含むポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含むベクターを対象とする。ある特定の実施形態では、ベクターは、ウイルスベクターである。特定の実施形態では、ベクターは、アデノウイルスベクターである。アデノウイルスは、一般に、ヒトにおいて、良性の病態と関連し、ヒトを含む様々な種から単離されているアデノウイルスのゲノムについては、広範に研究されている。アデノウイルスは、中程度のサイズ(90〜100nm)で、エンベロープを伴わず、約36kbの二本鎖DNAを含有する、二十面体ウイルスである。アデノウイルスのカプシドは、ウイルスによる細胞への感染の早期段階の、鍵となる相互作用を媒介し、アデノウイルスの生活環の終端において、アデノウイルスゲノムをパッケージングするために必要とされる。カプシドは、240のヘキソン、12のペントンベースタンパク質、および12の線維を含む、252カプソマーを含む(Ginsberg et al., Virology, 28: 782-83 (1966))。ヘキソンは、3つの同一なタンパク質、すなわち、ポリペプチドIIを含む(Roberts et al., Science, 232: 1148-51 (1986))。ペントンベースは、5つの同一なタンパク質を含み、線維は、3つの同一なタンパク質を含む。タンパク質IIIa、VI、およびIXは、アデノウイルスのコート内に存在し、ウイルスカプシドを安定化させると考えられる(Stewart et al., Cell, 67: 145-54 (1991);およびStewart et al., EMBO J., 12(7): 2589-99 (1993))。カプシドタンパク質の発現は、pIXを例外として、アデノウイルスポリメラーゼタンパク質に依存する。したがって、アデノウイルス粒子の主要構成要素は、ポリメラーゼタンパク質遺伝子が存在し、発現する場合に限り、ゲノムから発現する。
アデノウイルスの、いくつかの特徴は、それらを、治療適用(すなわち、「遺伝子治療」)のために、またはワクチン適用のための、抗原送達系としての使用のために、遺伝子素材を、細胞へと導入するための理想的な媒体とする。例えば、アデノウイルスは、高力価(例えば、約1013粒子単位(pu))で作製することができ、遺伝子素材を、非複製用細胞および複製用細胞へと導入することができる。アデノウイルスゲノムは、大量の外因性DNA(最大で、約8kb)を運ぶように操作することができ、アデノウイルスカプシドは、さらに長い配列の導入を強化しうる(Curiel et al., Hum. Gene Ther., 3: 147-154 (1992))。加えて、アデノウイルスは、一般に、宿主細胞の染色体へと組み込まれず、直鎖状エピソームとして維持され、これにより、組換えアデノウイルスが、正常な細胞機能に干渉する可能性を最小化する。
一部の実施形態では、本明細書で記載されるアデノウイルスは、ゴリラから単離される。2つの種である、ヒガシゴリラ(Gorilla beringei)およびニシゴリラ(Gorilla gorilla)の中には、広く認知された、4つのゴリラ亜種が存在する。ニシゴリラ種は、亜種である、ニシローランドゴリラ(Gorilla gorilla gorilla)およびクロスリバーゴリラ(Gorilla gorilla diehli)を含む。ヒガシゴリラ種は、亜種である、マウンテンゴリラ(Gorilla beringei beringei)およびヒガシローランドゴリラ(Gorilla beringei graueri)を含む(例えば、Wilson and Reeder, eds., Mammalian Species of the World, 3rd ed., Johns Hopkins University Press, Baltimore, Maryland (2005)を参照されたい)。一部の実施形態では、本開示のアデノウイルスは、マウンテンゴリラ(Gorilla beringei beringei)から単離される。
多様なゴリラアデノウイルスまたはゴリラアデノウイルスベクターについては、それらの各々が、参照によりその全体において本明細書に組み込まれる、国際特許出願公開第2013/052832号パンフレット;同第2013/052811号パンフレット;および同第2013/052799号パンフレットにおいて記載されている。
いくつかのこのようなアデノウイルスのゲノムが解析されており、アデノウイルスは、それらの各々が、アデノウイルスを固有に規定するのに用いられる、多数の部分配列、すなわち、核酸配列である、配列番号1〜10、およびアミノ酸配列である、配列番号11〜20を含む、例えば、配列番号21、配列番号22、配列番号23、配列番号24、または配列番号25の核酸配列を有しうることが決定されている。配列番号6〜10は、それぞれ、配列番号16〜20のアミノ酸配列をコードする。配列番号1〜5は、それぞれ、配列番号6〜10の核酸配列のサブセットである。配列番号11〜15は、それぞれ、配列番号16〜20のアミノ酸配列のサブセットである。
アデノウイルスは、アデノウイルスベクター、例えば、遺伝子送達媒体として使用されるように、既に公知のアデノウイルスと同じ方式で改変されうる。アデノウイルスおよびアデノウイルスベクターは、複製コンピテント型の場合もあり、条件付き複製コンピテント型の場合もあり、複製欠損型の場合もある。
複製コンピテント型のアデノウイルスまたはアデノウイルスベクターは、典型的な宿主細胞内、すなわち、典型的に、アデノウイルスが感染することが可能な細胞内で複製されうる。複製コンピテント型のアデノウイルスまたはアデノウイルスベクターは、宿主細胞内のウイルス複製を阻害しないアデノウイルスゲノム内に、野生型アデノウイルスと比較した、1または複数の突然変異(例えば、1または複数の欠失、挿入、および/または置換)を有しうる。例えば、アデノウイルスまたはアデノウイルスベクターは、アデノウイルスまたはアデノウイルスゲノムの繁殖に必須ではない、E3領域として公知の、アデノウイルス早期領域の、部分的欠失または完全な欠失を有しうる。
条件付き複製型のアデノウイルスまたはアデノウイルスベクターは、所定の条件下で、複製されるように操作された、アデノウイルスまたはアデノウイルスベクターである。例えば、複製に必須の遺伝子機能、例えば、アデノウイルス早期領域によりコードされる遺伝子機能は、誘導性転写制御配列、抑制性転写制御配列、または組織特異性転写制御配列、例えば、プロモーターに作動可能に連結することができる。このような実施形態では、複製は、転写制御配列と相互作用する、特異性因子の存在または非存在を必要とする。条件付き複製型アデノウイルスベクターについては、米国特許第5,998,205号明細書において、さらに記載されている。
複製欠損型のアデノウイルスまたはアデノウイルスベクターは、例えば、典型的な宿主細胞、とりわけ、アデノウイルスまたはアデノウイルスベクターに感染させるヒトにおける宿主細胞内でアデノウイルスまたはアデノウイルスベクターが複製されないような、1または複数の、複製に必須の遺伝子機能または遺伝子領域の欠損の結果として、複製に必要とされる、アデノウイルスゲノムの、1または複数の遺伝子機能または遺伝子領域の補完を必要とするアデノウイルスまたはアデノウイルスベクターである。
本明細書で使用される、遺伝子機能またはゲノム領域の欠損は、その核酸配列の一部または全部が破壊された(例えば、欠失させた)遺伝子の機能(例えば、遺伝子産物の機能が、少なくとも約2分の1、5分の1、10分の1、20分の1、30分の1、または50分の1に低減されるように)を消失させるか、または損なうのに十分な、アデノウイルスゲノムの遺伝子的素材の破壊(例えば、欠失)として規定される。完全な遺伝子領域の欠失は、複製に必須の遺伝子機能の破壊に必要とされない。しかし、1または複数のトランス遺伝子のために、アデノウイルスゲノム内に、十分なスペースをもたらす目的で、1または複数の遺伝子領域の大部分の除去が所望される場合がある。遺伝子素材の欠失が好ましいが、付加または置換による遺伝子素材の突然変異もまた、遺伝子機能を破壊するために適切である。複製に必須の遺伝子機能は、アデノウイルスの複製(例えば、繁殖)に必要とされる遺伝子機能であり、例えば、アデノウイルス早期領域(例えば、E1領域、E2領域、およびE4領域)、後期領域(例えば、L1領域、L2領域、L3領域、L4領域、およびL5領域)、ウイルスのパッケージングに関与する遺伝子(例えば、IVa2遺伝子)、およびウイルス関連RNA(例えば、VA−RNA−1および/またはVA−RNA−2)によりコードされる。
アデノウイルスまたはアデノウイルスベクターが、複製コンピテントであれ、複製欠損であれ、アデノウイルスまたはアデノウイルスベクターは、アデノウイルスゲノムの少なくとも一部を保持する。アデノウイルスまたはアデノウイルスベクターは、タンパク質コード領域およびタンパク質非コード領域を含む、アデノウイルスゲノムの任意の部分を含みうる。アデノウイルスまたはアデノウイルスベクターは、アデノウイルスタンパク質をコードする、少なくとも1つの核酸配列を含むことが所望される。アデノウイルスまたはアデノウイルスベクターは、例えば、早期領域遺伝子(すなわち、E1A、E1B、E2A、E2B、E3、および/またはE4領域)のうちのいずれか1つによりコードされるタンパク質、またはウイルス構造タンパク質をコードする、後期領域遺伝子(すなわち、L1、L2、L3、L4、およびL5領域)のうちのいずれか1つによりコードされるタンパク質など、任意の適するアデノウイルスタンパク質をコードする核酸配列を含みうる。
アデノウイルスまたはアデノウイルスベクターは、pIXタンパク質、DNAポリメラーゼタンパク質、ペントンタンパク質、ヘキソンタンパク質、および/または線維タンパク質をコードする、1または複数の核酸配列を含むことが所望される。アデノウイルスまたはアデノウイルスベクターは、アデノウイルスタンパク質の、全長アミノ酸配列をコードする、全長核酸配列を含みうる。代替的に、アデノウイルスまたはアデノウイルスベクターは、アデノウイルスタンパク質の、全長アミノ酸配列の部分をコードする、全長核酸配列の部分を含みうる。
核酸配列の「部分」は、少なくとも10ヌクレオチド(例えば、約10〜約5000ヌクレオチド)を含む。好ましくは、核酸配列の「部分」は、10またはこれを超える(例えば、15もしくはこれを超える、20もしくはこれを超える、25もしくはこれを超える、30もしくはこれを超える、35もしくはこれを超える、40もしくはこれを超える、45もしくはこれを超える、50もしくはこれを超える、または100またはこれを超える)ヌクレオチドを含むが、5,000未満の(例えば、4900もしくはこれ未満、4000もしくはこれ未満、3000もしくはこれ未満、2000もしくはこれ未満、1000もしくはこれ未満、800もしくはこれ未満、500もしくはこれ未満、300もしくはこれ未満、または100もしくはこれ未満の)ヌクレオチドを含む。好ましくは、核酸配列の部分は、約10〜約3500ヌクレオチド(例えば、約10、20、30、50、100、300、500、700、1000、1500、2000、2500、または3000ヌクレオチド)、約10〜約1000ヌクレオチド(例えば、約25、55、125、325、525、725、または925ヌクレオチド)、もしくは約10〜約500ヌクレオチド(例えば、約15、30、40、50、60、70、80、90、150、175、250、275、350、375、450、475、480、490、495、または499ヌクレオチド)、または前出の値のうちの、任意の2つにより規定される範囲である。より好ましくは、核酸配列の「部分」は、約3200ヌクレオチド以下(例えば、約10〜約3200ヌクレオチド、約10〜約3000ヌクレオチド、もしくは約30〜約500ヌクレオチド、または前出の値のうちの、任意の2つにより規定される範囲)を含む。
アミノ酸配列の「部分」は、少なくとも3アミノ酸(例えば、約3〜約1,200アミノ酸)を含む。好ましくは、アミノ酸配列の「部分」は、3またはこれを超える(例えば、5もしくはこれを超える、10もしくはこれを超える、15もしくはこれを超える、20もしくはこれを超える、25もしくはこれを超える、30もしくはこれを超える、40もしくはこれを超える、または50またはこれを超える)アミノ酸を含むが、1,200未満の(例えば、1,000もしくはこれ未満、800もしくはこれ未満、700もしくはこれ未満、600もしくはこれ未満、500もしくはこれ未満、400もしくはこれ未満、300もしくはこれ未満、200もしくはこれ未満、または100もしくはこれ未満の)アミノ酸を含む。好ましくは、アミノ酸配列の部分は、約3〜約500アミノ酸(例えば、約10、100、200、300、400、または500アミノ酸)、約3〜約300アミノ酸(例えば、約20、50、75、95、150、175、または200アミノ酸)、もしくは約3〜約100アミノ酸(例えば、約15、25、35、40、45、60、65、70、80、85、90、95、または99アミノ酸)、または前出の値のうちの、任意の2つにより規定される範囲である。より好ましくは、アミノ酸配列の「部分」は、約500アミノ酸以下(例えば、約3〜約400アミノ酸、約10〜約250アミノ酸、もしくは約50〜約100アミノ酸、または前出の値のうちの、任意の2つにより規定される範囲)を含む。
アデノウイルスpIXタンパク質は、アデノウイルスカプシド内に存在し、ヘキソン九量体相互作用を強化することが示されており、全長ゲノムをパッケージングするために必須である(例えば、Boulanger et al., J. Gen. Virol., 44: 783-800 (1979); Horwitz M.S., “Adenoviridae and their replication” in Virology, 2nd ed., B.N. Fields et al. (eds.), Raven Press, Ltd., New York, pp. 1679-1721 (1990), Ghosh-Choudhury et al., EMBO J., 6: 1733-1739 (1987)および van Oostrum et al, J. Virol., 56: 439-448 (1985)を参照されたい)。その、アデノウイルス構造への寄与に加えて、pIXはまた、アデノウイルス主要後期プロモーター(MLP)活性の刺激などの転写特性を呈することも示されている(例えば、Lutz et al., J. Virol., 71(7): 5102-5109 (1997)を参照されたい)。アデノウイルスpIXタンパク質の全部または一部をコードする核酸配列は、例えば、配列番号6および配列番号1を含む。全長pIXタンパク質またはその一部を含むアミノ酸配列は、例えば、配列番号16および配列番号11を含む。
アデノウイルスDNAポリメラーゼタンパク質は、in vitroおよびin vivoのいずれにおいても、ウイルスのDNA複製に必須である。ポリメラーゼは、アデノウイルスDNAの5’末端へと共有結合的に接合した末端タンパク質(TP)の前駆体(pTP)との複合体として共精製される(Field et al., J. Biol. Chem., 259: 9487-9495 (1984))。アデノウイルスDNAポリメラーゼおよびpTPのいずれも、E2領域によりコードされる。ポリメラーゼタンパク質は、pIXを除く、全ての構造タンパク質の発現に必要とされる。ポリメラーゼタンパク質の遺伝子配列を伴わなければ、ポリメラーゼタンパク質は、産生されない。結果として、ウイルスゲノムは、複製されず、主要後期プロモーターは、活性化せず、カプシドタンパク質も発現しない。アデノウイルスDNAポリメラーゼタンパク質の全部または一部をコードする核酸配列は、例えば、配列番号7および配列番号2を含む。全長アデノウイルスDNAポリメラーゼまたはその一部を含むアミノ酸配列は、例えば、配列番号17および配列番号12を含む。
アデノウイルスヘキソンタンパク質は、アデノウイルスのカプシド内で、最も大型、かつ、最も豊富なタンパク質である。ヘキソンタンパク質は、ウイルスカプシドのアセンブリー、カプシドの二十面体の対称性(これが、カプシド容量およびDNAパッケージングサイズを規定する)の決定、およびカプシドの完全性に必須である。加えて、ヘキソンは、アデノウイルスベクターの中和を低減するための改変のための、第1の標的である(例えば、Gall et al., J. Virol., 72: 10260-264 (1998)およびRux et al., J. Virol., 77(17): 9553-9566 (2003)を参照されたい)。ヘキソンタンパク質の、主要な構造特徴は、血清型にわたり、アデノウイルスにより共有されているが、ヘキソンタンパク質は、血清型間で、サイズおよび免疫学的特性が異なる(Jornvall et al., J. Biol. Chem., 256(12): 6181-6186 (1981))。15のアデノウイルスヘキソンタンパク質の比較は、ヘキソンの、主要な抗原領域および血清型特異性領域が、ループ1および2(すなわち、それぞれ、LIまたはl1、およびLIIまたはl2)であり、この中には、アデノウイルス血清型の間で、長さおよび配列が変動する、7つの、個別の超可変領域(HVR1〜HVR7)が存在することを明らかにした(Crawford-Miksza et al., J. Virol., 70(3): 1836-1844 (1996))。アデノウイルスヘキソンタンパク質の全部または一部をコードする核酸配列は、例えば、配列番号9および配列番号4を含む。全長アデノウイルスヘキソンタンパク質、またはその一部を含むアミノ酸配列は、例えば、配列番号19および配列番号14を含む。
アデノウイルス線維タンパク質は、3つのドメイン:テール、シャフト、およびノブを有する、アデノウイルスIV型ポリペプチドのホモ三量体である(Devaux et al., J. Molec. Biol., 215: 567-88 (1990), Yeh et al., Virus Res., 33: 179-98 (1991))。線維タンパク質は、ノブドメインおよびシャフトドメインを介して、細胞表面上の受容体への、一次ウイルス結合を媒介する(Henry et al., J. Virol., 68(8): 5239-46 (1994))。三量体化のためのアミノ酸配列は、線維のアミノ末端(テール)が、ペントンベースと、適正に会合するのに必要であると考えられる、ノブ内に位置する(Novelli et al., Virology, 185: 365-76 (1991))。細胞受容体を認識し、ペントンベースに結合することに加えて、線維は、血清型の識別にも寄与する。異なるアデノウイルス血清型に由来する線維タンパク質は、大幅に異なる(例えば、Green et al., EMBO J., 2: 1357-65 (1983), Chroboczek et al., Virology, 186: 280-85 (1992);およびSignas et al., J. Virol., 53: 672-78 (1985)を参照されたい)。したがって、線維タンパク質は、アデノウイルスの生活環に重要な、複数の機能を有する。アデノウイルス線維タンパク質の全部または一部をコードする核酸配列は、例えば、配列番号10および配列番号5を含む。全長アデノウイルス線維タンパク質、またはその一部を含むアミノ酸配列は、例えば、配列番号20および配列番号15を含む。
アデノウイルスペントンベースタンパク質は、二十面体カプシドの頂点に位置し、5つの、同一な単量体を含む。ペントンベースタンパク質は、二十面体カプシドの、複数のファセット上で、ヘキソンタンパク質を架橋する構造をもたらし、線維タンパク質が、カプシド内に組み込まれるために必須のインターフェースをもたらす。ペントンベースの各単量体は、RGDトリペプチドモチーフを含有する(Neumann et al., Gene, 69: 153-157 (1988))。RGDトリペプチドは、αvインテグリンへの結合を媒介し、ペントンベースのRGD配列内に点突然変異を有するアデノウイルスは、細胞に感染する、それらの能力が制限される(Bai et al., J. Virol., 67: 5198-5205 (1993))。したがって、ペントンベースタンパク質は、カプシドのアーキテクチャーおよびウイルス−細胞間相互作用の最大限の効率に必須である。アデノウイルスペントンベースタンパク質の全部または一部をコードする核酸配列は、例えば、配列番号8および配列番号3を含む。全長アデノウイルスペントンベースタンパク質、またはその一部を含むアミノ酸配列は、例えば、配列番号18および配列番号13を含む。
本明細書で記載される、核酸配列またはアミノ酸配列の「同一性」は、目的の核酸配列またはアミノ酸配列を、基準の核酸配列またはアミノ酸配列と比較することにより決定しうる。結果として目的の配列をもたらすように、基準配列内で、変化させられ、かつ/または修飾される(例えば、点突然変異、挿入、または欠失などにより)、ヌクレオチドまたはアミノ酸残基の数をカウントする。このような変化の総数を、目的の配列の全長から減じ、差を、目的の配列の長さで除し、百分率として表す。最適のアライメントを得、2つまたはこれを超える配列の間の同一性を計算するための、多数の数学的アルゴリズムが公知であり、多数の、利用可能なソフトプログラムへと組み込まれている。このようなプログラムの例は、CLUSTAL−W、T−Coffee、およびALIGN(核酸配列およびアミノ酸配列のアライメントのための)、BLASTプログラム(例えば、BLAST 2.1、BL2SEQ、およびこれらの最新バージョン)、およびFASTAプログラム(例えば、FASTA3x、FASTM、およびSSEARCH)(配列アライメントおよび配列類似性の検索のための)を含む。配列アライメントアルゴリズムはまた、例えば、Altschul et al., J. Molecular Biol., 215(3): 403-410 (1990), Beigert et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 106(10): 3770-3775 (2009), Durbin et al., eds., Biological Sequence Analysis: Probabilistic Models of Proteins and Nucleic Acids, Cambridge University Press, Cambridge, UK (2009), Soding, Bioinformatics, 21(7): 951-960 (2005), Altschul et al., Nucleic Acids Res., 25(17): 3389-3402 (1997)およびGusfield, Algorithms on Strings, Trees and Sequences, Cambridge University Press, Cambridge UK (1997)においても開示されている。
アデノウイルスまたはアデノウイルスベクターは、前述の配列のうちの、1つ、2つ、3つ、4つ、または5つ全てを、単独で、または任意の組合せで含みうる。この点で、アデノウイルスまたはアデノウイルスベクターは、前述の配列のうちの、任意の2つの、任意の組合せ、前述の配列のうちの、任意の3つの、任意の組合せ、前述の配列のうちの、任意の4つの、任意の組合せ、または前述の配列の5つ全てを含みうる。
本明細書で論じられる通り、アデノウイルスまたはアデノウイルスベクターは、複製コンピテント型の場合もあり、条件付き複製型の場合もあり、複製欠損型の場合もある。好ましくは、アデノウイルスまたはアデノウイルスベクターは、複製欠損型のアデノウイルスまたはアデノウイルスベクターが、繁殖のために(例えば、アデノウイルスベクター粒子を形成するために)、アデノウイルスゲノムの、1または複数の領域の、少なくとも1つの、複製に必須の遺伝子機能の補完を必要とするように、複製欠損型である。
複製欠損型のアデノウイルスまたはアデノウイルスベクターは、繁殖のための、アデノウイルスゲノムの、1または複数の領域内の、1または複数の、複製に必須の遺伝子機能の欠損を引き起こすのに適する、任意の方式で改変することができる。アデノウイルスゲノムの、1または複数の領域の、1または複数の、複製に必須の遺伝子機能の欠損の補完とは、欠損させた、複製に必須の遺伝子機能をもたらす、外因性手段の使用を指す。このような補完は、例えば、細胞、および/または、破壊された、複製に必須の遺伝子機能をコードする、外因性DNA(例えば、ヘルパーアデノウイルス)の補完を使用することにより、任意の適切な方式でなされうる。
アデノウイルスまたはアデノウイルスベクターは、アデノウイルスゲノムの、早期領域(すなわち、E1〜E4領域)だけ、アデノウイルスゲノムの、後期領域(すなわち、L1〜L5領域)だけ、アデノウイルスゲノムの、早期領域および後期領域の両方、または全てのアデノウイルス遺伝子(すなわち、高容量アデノベクター(HC−Ad))のうちの、1または複数の、複製に必須の遺伝子機能を欠損させることができる。Morsy et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 95: 965-976 (1998); Chen et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 94: 1645-1650 (1997);およびKochanek et al., Hum. Gene Ther., 10: 2451-2459 (1999)を参照されたい。複製欠損型アデノウイルスベクターの例は、米国特許第5,837,511号明細書;同第5,851,806号明細書;同第5,994,106号明細書;同第6,127,175号明細書;同第6,482,616号明細書;および同第7,195,896号明細書、ならびに国際特許出願公開第1994/028152号パンフレット、同第1995/002697号パンフレット、同第1995/016772号パンフレット、同第1995/034671号パンフレット、同第1996/022378号パンフレット、同第1997/012986号パンフレット、同第1997/021826号パンフレット、および同第2003/022311号パンフレットにおいて開示されている。
アデノウイルスゲノムの早期領域は、E1領域、E2領域、E3領域、およびE4領域を含む。E1領域は、E1A亜領域およびE1B亜領域を含み、E1領域内の、複製に必須の遺伝子機能の、1または複数の欠損は、E1A亜領域およびE1B亜領域の一方または両方における、複製に必須の遺伝子機能の、1または複数の欠損、これにより、アデノウイルスまたはアデノウイルスベクターが、繁殖するために(例えば、アデノウイルスベクター粒子を形成するために)、アデノウイルスゲノムの、E1A亜領域および/またはE1B亜領域の補完を必要とする。E2領域は、E2A亜領域およびE2B亜領域を含み、E2領域内の、複製に必須の遺伝子機能の、1または複数の欠損は、E2A亜領域およびE2B亜領域の一方または両方における、複製に必須の遺伝子機能の、1または複数の欠損を含むことが可能であり、これにより、アデノウイルスまたはアデノウイルスベクターが、繁殖するために(例えば、アデノウイルスベクター粒子を形成するために)、アデノウイルスゲノムの、E2A亜領域および/またはE2B亜領域の補完を必要とする。
E3領域は、E3領域の、一部または全部の欠失が、アデノウイルスまたはアデノウイルスベクターが、繁殖するために(例えば、アデノウイルスベクター粒子を形成するために)、E3領域内の、任意の遺伝子機能の補完を必要としないように、複製に必須の遺伝子機能を含まない。本開示の文脈では、E3領域は、ヒトアデノウイルス5のE3領域に由来する、12.5Kのタンパク質(NCBI基準配列:AP_000218)に対する、高度の相同性を伴うタンパク質をコードするオープンリーディングフレームで始まり、ヒトアデノウイルス5のE3領域に由来する、14.7Kのタンパク質(NCBI基準配列:AP_000224.1)に対する、高度の相同性を伴うタンパク質をコードするオープンリーディングフレームで終わる領域として規定される。E3領域は、一部または全部を欠失させることもでき、一部または全部を保持することもできる。欠失のサイズは、そのゲノムが、最適のゲノムパッケージングサイズに、緊密にマッチする、アデノウイルスまたはアデノウイルスベクターを保持するように、微調整することができる。大型の欠失は、アデノウイルス内またはアデノウイルスゲノム内の、大型の異種核酸配列の挿入に適合するであろう。本開示の一実施形態では、E3領域内に存在する、L4ポリアデニル化シグナル配列は、保持される。
E4領域は、複数のオープンリーディングフレーム(ORF)を含む。ORF6を除き、場合によって、ORF3を除く、E4領域のオープンリーディングフレームの全てを欠失させた、アデノウイルスまたはアデノウイルスベクターは、アデノウイルスまたはアデノウイルスベクターが、繁殖するために(例えば、アデノウイルスベクター粒子を形成するために)、E4領域内の、任意の遺伝子機能の補完を必要としない。逆に、E4領域の、ORF6の破壊または欠失であり、場合によって、ORF3の破壊または欠失を伴い(例えば、E4領域の、ORF6および/またはORF3に基づく、複製に必須の遺伝子機能を欠損させ)、E4領域、または天然のE4プロモーター、ポリアデニル化配列、および/もしくは右側のITR(inverted terminal repeat)の、他のオープンリーディングフレームのうちのいずれかの、破壊または欠失を伴うか、または伴わない、アデノウイルスまたはアデノウイルスベクターは、アデノウイルスまたはアデノウイルスベクターが、繁殖するために(例えば、アデノウイルスベクター粒子を形成するために)、E4領域の補完(具体的には、E4領域のうちの、ORF6および/またはORF3の補完)を必要とする。アデノウイルスゲノムの後期領域は、L1領域、L2領域、L3領域、L4領域、およびL5領域を含む。アデノウイルスまたはアデノウイルスベクターはまた、主要後期プロモーター(MLP)内の突然変異であって、国際特許出願公開第2000/000628号パンフレットにおいて論じられている通り、所望の場合、アデノウイルスまたはアデノウイルスベクターを、複製欠損型としうる突然変異も有しうる。
複製に必須の遺伝子機能の、1または複数の欠損を含有する、アデノウイルスゲノムの、1または複数の領域は、1または複数のアデノウイルスゲノムの早期領域、すなわち、任意選択で、E3領域の一部または全部における欠失を伴う、E1領域、E2領域、および/またはE4領域であることが所望される。
複製欠損型のアデノウイルスまたはアデノウイルスベクターはまた、宿主細胞内のウイルス複製を阻害しないアデノウイルスゲノム内に、野生型アデノウイルスと比較した、1または複数の突然変異(例えば、1または複数の欠失、挿入、および/または置換)も有しうる。したがって、複製に必須の遺伝子機能の、1または複数の欠損に加えて、アデノウイルスまたはアデノウイルスベクターは、複製に必須ではない、他の点でも欠損させることができる。例えば、アデノウイルスまたはアデノウイルスベクターは、アデノウイルスまたはアデノウイルスゲノムの繁殖に必須ではない、E3領域として公知の、アデノウイルス早期領域の、部分的欠失または完全な欠失を有しうる。
一実施形態では、アデノウイルスまたはアデノウイルスベクターは、複製欠損型であり、繁殖のために(例えば、アデノウイルスベクター粒子を形成するために)、最大で、アデノウイルスゲノムのE1領域またはE4領域の補完を必要とする。したがって、複製欠損型のアデノウイルスまたはアデノウイルスベクターは、繁殖のために(例えば、アデノウイルスベクター粒子を形成するために)、少なくとも1つの、アデノウイルスゲノム(E1欠損アデノウイルスベクターを表示した)のE1A亜領域および/またはE1B領域、またはアデノウイルスゲノム(E4欠損アデノウイルスベクターを表示した)のE4領域の、複製に必須の遺伝子機能の補完を必要とする。アデノウイルスまたはアデノウイルスベクターは、アデノウイルスゲノムのE1領域の、少なくとも1つの、複製に必須の遺伝子機能(複製に必須の、全ての遺伝子機能であることが所望される)と、アデノウイルスゲノム(E1/E3欠損アデノウイルスベクターを表示した)の、非必須E3領域の、少なくとも1つの遺伝子機能とを欠損させることができる。アデノウイルスまたはアデノウイルスベクターは、アデノウイルスゲノムのE4領域の、少なくとも1つの、複製に必須の遺伝子機能(複製に必須の、全ての遺伝子機能であることが所望される)、およびアデノウイルスゲノム(E3/E4欠損アデノウイルスベクターを表示した)の、非必須E3領域の、少なくとも1つの遺伝子機能を欠損させることができる。
一実施形態では、アデノウイルスまたはアデノウイルスベクターは、複製欠損型であり、繁殖のために(例えば、アデノウイルスベクター粒子を形成するために)、最大で、アデノウイルスゲノムのE2領域、好ましくはE2A亜領域の補完を必要とする。したがって、複製欠損型のアデノウイルスまたはアデノウイルスベクターは、繁殖のために(例えば、アデノウイルスベクター粒子を形成するために)、少なくとも1つの、アデノウイルスゲノム(E2A欠損アデノウイルスベクターを表示した)のE2A亜領域の、複製に必須の遺伝子機能の補完を必要とする。アデノウイルスまたはアデノウイルスベクターは、アデノウイルスゲノムのE2A領域の、少なくとも1つの、複製に必須の遺伝子機能(複製に必須の、全ての遺伝子機能であることが所望される)、およびアデノウイルスゲノム(E2A/E3欠損アデノウイルスベクターを表示した)の、非必須E3領域の、少なくとも1つの遺伝子機能を欠損させることができる。
一実施形態では、アデノウイルスまたはアデノウイルスベクターは、複製欠損型であり、繁殖のために(例えば、アデノウイルスベクター粒子を形成するために)、アデノウイルスゲノムのE1領域およびE4領域の補完を必要とする。したがって、複製欠損型のアデノウイルスまたはアデノウイルスベクターは、繁殖のために(例えば、アデノウイルスベクター粒子を形成するために)、アデノウイルスゲノム(E1/E4欠損アデノウイルスベクターを表示した)のE1領域およびE4領域の両方の、少なくとも1つの、複製に必須の遺伝子機能の補完を必要とする。アデノウイルスまたはアデノウイルスベクターは、アデノウイルスゲノムのE1領域の、少なくとも1つの、複製に必須の遺伝子機能(複製に必須の、全ての遺伝子機能であることが所望される)、アデノウイルスゲノムのE4領域の、少なくとも1つの、複製に必須の遺伝子機能、およびアデノウイルスゲノム(E1/E3/E4欠損アデノウイルスベクターを表示した)の、非必須E3領域の、少なくとも1つの遺伝子機能を欠損させることができる。アデノウイルスまたはアデノウイルスベクターは、好ましくは、最大で、繁殖のために、アデノウイルスゲノムのE1領域の補完を必要とするが、繁殖のために、アデノウイルスゲノムの、他の任意の欠損の補完を必要としない。より好ましくは、アデノウイルスまたはアデノウイルスベクターは、最大で、繁殖のために、アデノウイルスゲノムのE1領域およびE4領域の補完を必要とするが、繁殖のために、アデノウイルスゲノムの、他の任意の欠損の補完を必要としない。
アデノウイルスまたはアデノウイルスベクターは、アデノウイルスゲノムの、複数の、複製に必須の遺伝子機能を欠損させた場合(例えば、E1/E4欠損アデノウイルスベクター)は、単一の、複製に必須の遺伝子機能を欠損させた、アデノウイルスまたはアデノウイルスベクター(例えば、E1欠損アデノウイルスベクター)により達成されるウイルス増殖と同様の、補完細胞系内のウイルス増殖をもたらす、スペーサー配列を含みうる。スペーサー配列は、少なくとも約15塩基対(例えば、約15ヌクレオチド〜約12,000ヌクレオチドの間)、好ましくは、約100ヌクレオチド〜約10,000ヌクレオチド、より好ましくは、約500ヌクレオチド〜約8,000ヌクレオチド、なおより好ましくは、約1,500ヌクレオチド〜約6,000ヌクレオチドであり、最も好ましくは、約2,000〜約3,000ヌクレオチドの長さ、または前出の値のうちの、任意の2つにより規定される範囲の配列など、所望の長さである、任意の、1または複数のヌクレオチド配列を含有しうる。スペーサー配列は、アデノウイルスゲノムに照らして、コード配列の場合もあり、非コード配列の場合もあり、天然配列の場合もあり非天然配列の場合もあるが、複製に必須の機能を、欠損させた領域へと復帰させない。スペーサーはまた、発現カセットも含有しうる。より好ましくは、スペーサーは、アデノウイルスまたはアデノウイルスベクターに照らして非天然である、ポリアデニル化配列および/またはポリアデニル化遺伝子を含む。アデノウイルスベクター内の、スペーサーの使用については、例えば、米国特許第5,851,806号明細書、および国際特許出願公開第1997/021826号パンフレットにおいて、さらに記載されている。
アデノウイルスゲノムの全部または一部、例えば、アデノウイルスゲノムのE1領域、E3領域、およびE4領域を除去することにより、結果として得られるアデノウイルスまたはアデノウイルスベクターは、アデノウイルスカプシドへとパッケージングされる能力を保持しながら、外因性核酸配列のインサートを許容することが可能である。外因性核酸配列は、位置への挿入が、アデノウイルス粒子またはアデノウイルスベクター粒子の形成を可能とする限りにおいて、アデノウイルスゲノム内の、任意の位置に挿入されうる。外因性核酸配列は、アデノウイルスゲノムのE1領域内、E3領域内、またはE4領域内に位置させることが好ましい。
本開示の、複製欠損型のアデノウイルスまたはアデノウイルスベクターは、複製欠損型のアデノウイルス内またはアデノウイルスベクター内に存在しない遺伝子機能をもたらす、補完細胞系内で産生されうるが、高力価のウイルスベクター株を発生させるための、適切なレベルにおける、ウイルスの繁殖のために必要とされる。このような補完細胞系は、公知であり、293細胞(例えば、Graham et al., J. Gen. Virol., 36: 59-72 (1977)に記載されている)、PER.C6細胞(例えば、国際特許出願公開第1997/000326号パンフレット、ならびに米国特許第5,994,128号明細書および同第6,033,908号明細書に記載されている)、および293−ORF6細胞(例えば、国際特許出願公開第95/34671号パンフレットおよびBrough et al., J. Virol., 71: 9206-9213 (1997)に記載されている)を含むがこれらに限定されない。本開示の、複製欠損型のアデノウイルスまたはアデノウイルスベクターを作製するのに適する、他の補完細胞系は、その発現が、宿主細胞内のウイルス増殖を阻害するトランス遺伝子をコードする、アデノウイルスベクターを繁殖させるように作出された補完細胞(例えば、米国特許出願公開第2008/0233650号明細書を参照されたい)を含む。さらなる、適切な補完細胞については、例えば、米国特許第6,677,156号明細書および同第6,682,929号明細書、および国際特許出願公開第2003/020879号パンフレットにおいて記載されている。場合によって、細胞内ゲノムは、その遺伝子産物が、複製欠損型アデノウイルスベクターの欠損の全てを補完する、核酸配列を含む必要がない。複製欠損型アデノウイルスベクター内で欠如する、1または複数の、複製に必須の遺伝子機能は、ヘルパーウイルス、例えば、複製欠損型のアデノウイルスまたはアデノウイルスベクターの複製に必要とされる、1または複数の必須遺伝子機能を、トランスで供給する、アデノウイルスベクターにより供給されうる。代替的に、本発明のアデノウイルスまたはアデノウイルスベクターは、本発明の、複製欠損型のアデノウイルスまたはアデノウイルスベクター内で欠如する、1または複数の、複製に必須の遺伝子機能を補完する、非天然の、複製に必須の遺伝子を含みうる。例えば、E1/E4欠損アデノウイルスベクターは、異なるアデノウイルス(例えば、本発明のアデノウイルスもしくはアデノウイルスベクターと異なる血清型のアデノウイルス、または本発明のアデノウイルスもしくはアデノウイルスベクターと異なる種のアデノウイルス)から得られるか、またはこれらに由来する、E4 ORF 6をコードする核酸配列を含有するように操作することができる。
アデノウイルスまたはアデノウイルスベクターは、トランス遺伝子をさらに含みうる。本明細書では、「トランス遺伝子」という用語は、非天然の核酸配列を発現させて、タンパク質(例えば、ペプチドまたはポリペプチド)を産生するように、適切な調節エレメント(例えば、プロモーター)に作動可能に連結された、非天然の核酸配列として規定される。調節エレメント(例えば、プロモーター)は、アデノウイルスまたはアデノウイルスベクターに対して、天然の場合もあり、非天然の場合もある。
「非天然の」核酸配列とは、天然に存在する位置における、アデノウイルスの天然に存在する核酸配列ではない、任意の核酸配列(例えば、DNA配列、RNA配列、またはcDNA配列)である。したがって、非天然の核酸配列は、アデノウイルス内で、天然で見出されうるが、アデノウイルスゲノム内の、非天然の位置に位置し、かつ/または非天然のプロモーターに作動可能に連結されうる。本開示の文脈では、「非天然の核酸配列」、「異種核酸配列」、および「外因性核酸配列」という用語は、同義であり、互換的に使用することができる。非天然の核酸配列は、好ましくは、DNAであり、好ましくは、タンパク質をコードする(すなわち、1または複数のタンパク質をコードする、1または複数の核酸配列である)。
非天然の核酸配列は、哺乳動物を、疾患について、予防的に、または治療的に処置するのに使用されうる、治療用タンパク質をコードしうる。適切な治療用タンパク質の例は、サイトカイン、毒素、腫瘍抑制性タンパク質、増殖因子、ホルモン、受容体、マイトジェン、免疫グロブリン、神経ペプチド、神経伝達物質、および酵素を含む。代替的に、非天然の核酸配列は、病原体(例えば、細菌またはウイルス)の抗原をコードすることが可能であり、アデノウイルスまたはアデノウイルスベクターは、ワクチンとして使用することができる。
ウイルスベースの送達系
本開示はまた、本明細書で記載される核酸を挿入したウイルスのベースの系などの送達系も提供する。代表的なウイルス発現ベクターは、アデノ随伴ウイルスベクター、アデノウイルスベースのベクター、レンチウイルスベースのベクター、レトロウイルスベクター、およびヘルペスウイルスベースのベクターを含むがこれらに限定されない。ある実施形態では、ウイルスベクターは、レンチウイルスベクターである。レンチウイルスなどのレトロウイルスに由来するベクターは、トランス遺伝子の、娘細胞における、長期にわたる、安定的な組込みおよびその繁殖を可能とするので、長期にわたる遺伝子導入を達成するのに適するツールである。レンチウイルスベクターは、肝細胞などの非増殖性細胞に形質導入しうるという点で、マウス白血病ウイルスなど、がんレトロウイルスに由来するベクターに優る追加の利点を有する。レンチウイルスベクターはまた、低免疫原性という追加の利点も有する。さらなる実施形態では、ウイルスベクターは、アデノ随伴ウイルスベクターである。さらなる実施形態では、ウイルスベクターは、レトロウイルスベクターである。一般に、かつ、複数の実施形態では、適切なベクターは、少なくとも1つの生物において機能的な複製起点、プロモーター配列、好都合な制限エンドヌクレアーゼ部位、および1または複数の選択用マーカーを含有する。
さらなる、適切なベクターは、宿主細胞のDNAへと、ランダムに組み込まれる場合もあり、発現ベクターと、宿主細胞の染色体との特異的組換えを可能とする組換え部位を含む場合もある、組込み用発現ベクターを含む。このような組込み用発現ベクターは、宿主細胞の染色体の内因性発現制御配列を用いて、所望のタンパク質の発現をもたらしうる。部位特異的に組み込むベクターの例は、例えば、Invitrogen(Carlsbad、Calif.)(例えば、pcDNA(商標)5/FRT)製のflp−in系、またはStratagene(LaJolla、Calif.)製のpExchange−6 Core Vectorsにおいて見出されうるcre−lox系などのcre−lox系の構成要素を含む。宿主細胞染色体へとランダムに組み込まれるベクターの例は、例えば、Invitrogen(Carlsbad、Calif.)製のpcDNA3.1(T抗原の非存在下で導入される場合)、およびPromega(Madison、Wis.)製のpCIまたはpFN10A(ACT)FLEXI(商標)を含む。さらなるプロモーターエレメント、例えば、エンハンサーは、転写開始の頻度を調節する。典型的に、プロモーターエレメントは、開始部位の30〜110bp上流の領域内に位置するが、多数のプロモーターは、開始部位の下流にも、機能的なエレメントを含有することが近年示されている。エレメントが、互いに対して逆位であるか、または移動している場合にも、プロモーター機能が保存されるように、プロモーターエレメントの間のスペーシングは、柔軟であることが多い。チミジンキナーゼ(tk)プロモーターでは、活性が減衰し始める前に、プロモーターエレメントの間のスペーシングが、50bpの距離まで増大する場合がある。個別のエレメントは、転写を活性化させるように、プロモーターに応じて、共作動的に機能する場合もあり、独立に機能する場合もあると考えられる。
適切なプロモーターの1つの例は、サイトメガロウイルス(CMV)即初期プロモーター配列である。このプロモーター配列は、それへと作動的に連結された、任意のポリヌクレオチド配列の、高レベルの発現を駆動することが可能である、強力な構成的プロモーター配列である。
しかし、サルウイルス40(SV40)初期プロモーター、マウス乳腺腫瘍ウイルス(MMTV)、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)LTR(long terminal repeat)プロモーター、MoMuLVプロモーター、トリ白血病ウイルスプロモーター、エプスタイン−バーウイルス即初期プロモーター、ラウス肉腫ウイルスプロモーターのほか、アクチンプロモーター、ミオシンプロモーター、ヘモグロビンプロモーター、およびクレアチンキナーゼプロモーターなどであるがこれらに限定されない、ヒト遺伝子プロモーターを含むがこれらに限定されない、他の構成的プロモーター配列もまた、使用することができる。さらに、本開示は、構成的プロモーターの使用に限定されないものとする。誘導性プロモーターもまた、本開示の一部として想定される。誘導性プロモーターの使用は、このような発現が所望される場合に、それが作動的に連結されたポリヌクレオチド配列の発現をオンにするか、または発現が所望されない場合に、発現をオフにすることが可能な分子スイッチをもたらす。誘導性プロモーターの例は、メタロチオネインプロモーター、グルココルチコイドプロモーター、プロゲステロンプロモーター、およびテトラサイクリンプロモーターを含むがこれらに限定されない。
レポーター遺伝子を、トランスフェクトされた可能性がある細胞を同定し、調節配列の機能性について査定するために使用することができる。一般に、レポーター遺伝子は、レシピエントの生物または組織において存在しないか、またはこれらにより発現せず、その発現が、何らかの、容易に検出可能な特性、例えば、酵素活性により顕在化されるポリペプチドをコードする遺伝子である。DNAを、レシピエント細胞へと導入した後の適切な時点において、レポーター遺伝子の発現についてアッセイする。適切なレポーター遺伝子は、ルシフェラーゼ、ベータ−ガラクトシダーゼ、クロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ、分泌型アルカリホスファターゼをコードする遺伝子、または緑色蛍光タンパク質遺伝子(例えば、Ui-Tei et al., FEBS Letters 479: 79-82 (2000))を含みうる。適切な発現系が周知であり、公知の技法を使用して調製することもでき、市販品を購入することもできる。一般に、最高レベルのレポーター遺伝子の発現を示す、最小限の5’側フランキング領域を伴う構築物は、プロモーターとして同定される。このようなプロモーター領域は、レポーター遺伝子へと連結し、薬剤を、プロモーター駆動型転写をモジュレートする能力について査定するのに使用することができる。
当技術分野では、遺伝子を細胞へと導入し発現させる方法が公知である。発現ベクターの文脈では、ベクターを、当技術分野における任意の方法により、宿主細胞、例えば、哺乳動物細胞、細菌細胞、酵母細胞、または昆虫細胞へと、たやすく導入することができる。例えば、発現ベクターは、宿主細胞へと、物理的手段により導入することもでき、化学的手段により導入することもでき、生物学的手段により導入することもできる。
ポリヌクレオチドを、宿主細胞へと導入するための物理的方法は、リン酸カルシウム沈殿法、リポフェクション法、遺伝子銃法、マイクロインジェクション法、電気穿孔法などを含む。当技術分野では、ベクターおよび/または外因性核酸を含む細胞を作製するための方法が周知である。例えば、Sambrook et al. (Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory, New York (2001))を参照されたい。複数の実施形態では、ポリヌクレオチドを、宿主細胞へと導入するための方法は、リン酸カルシウムトランスフェクションまたはポリエチレンイミン(PEI)トランスフェクションである。
目的のポリヌクレオチドを、宿主細胞へと導入するための生物学的方法は、DNAベクターおよびRNAベクターの使用を含む。ウイルスベクターと、とりわけ、レトロウイルスベクターとは、遺伝子を、哺乳動物細胞、例えば、ヒト細胞へと挿入するための、最も広く使用される方法となっている。他のウイルスベクターは、レンチウイルス、ポックスウイルス、単純ヘルペスウイルスI、アデノウイルス、およびアデノ随伴ウイルスなどに由来しうる。例えば、米国特許第5,350,674号明細書および同第5,585,362号明細書を参照されたい。
非ウイルスベースの送達系
ポリヌクレオチドを、宿主細胞へと導入するための化学的手段は、高分子複合体、ナノカプセル、マイクロスフェア、ビーズ、ならびに水中油エマルジョン、ミセル、混合型ミセル、およびリポソームを含む脂質ベースの系などのコロイド分散系を含む。in vitroおよびin vivoにおける、送達媒体としての使用のための、例示的なコロイド状系は、リポソーム(例えば、人工膜小胞)である。
核酸の、宿主細胞への導入(in vitro、ex vivo、またはin vivoにおける)のために、脂質製剤の使用が想定される。別の態様では、核酸は、脂質と会合させることができる。脂質と会合させた核酸は、リポソームの脂質二重層内に散在する、水性のリポソーム内部に封入することもでき、リポソームおよびオリゴヌクレオチドのいずれとも会合する連結分子を介して、リポソームへと接合させることもでき、リポソーム内に取り込むこともでき、リポソームと複合体化させることもでき、脂質を含有する溶液中に分散させることもでき、脂質と混合することもでき、脂質と組み合わせることもでき、脂質中の懸濁液として含有することもでき、ミセルと共に含有するかもしくは複合体化させることもでき、または他の形で脂質と会合させることもできる。脂質、脂質/DNA、または脂質/発現ベクターに関連する組成物は、溶液中の、任意の特定の構造に限定されない。例えば、組成物は、ミセルとしての二重層構造内に存在する場合もあり、「コラプシング」構造を伴う二重層構造内に存在する場合もある。組成物はまた、単に、溶液中に散在させ、おそらく、サイズまたは形状が均質ではない凝集物を形成する場合もある。脂質とは、天然脂質の場合もあり、合成脂質の場合もある、脂肪性物質である。例えば、脂質は、天然では、細胞質内で発生する脂肪性液滴のほか、長鎖脂肪族炭化水素、ならびに脂肪酸、アルコール、アミン、アミノアルコール、およびアルデヒドなど、それらの誘導体を含有する化合物のクラスを含む。
使用に適する脂質は、市販元から購入することができる。例えば、ジミリスチルホスファチジルコリン(「DMPC」)は、Sigma、St.Louis、Mo.から購入することができ、ジセチルリン酸(「DCP」)は、K & K Laboratories(Plainview、N.Y.)から購入することができ、コレステロール(「Choi」)は、Calbiochem−Behringから購入することができ、ジミリスチルホスファチジルグリセロール(「DMPG」)および他の脂質は、Avanti Polar Lipids,Inc.(Birmingham、Ala.)から購入することができる。クロロホルムまたはクロロホルム/メタノール中の脂質原液は、約−20℃で保存することができる。クロロホルムは、メタノールよりたやすく蒸発するので、唯一の溶媒として使用される。「リポソーム」とは、封入された脂質の二重層または脂凝集物の作出により形成される、様々な単一の脂質媒体および多層性脂質媒体を包含する、一般的な用語である。リポソームは、リン脂質二重層膜および内部の水性媒質を伴う小胞構造を有するものとして特徴づけることができる。多層性リポソームは、水性媒質により分離された複数の脂質層を有する。多層性リポソームは、リン脂質を、過剰量の水溶液中に懸濁させると、自発的に形成される。脂質成分は、閉止構造を形成する前に、自己転移を経、脂質二重層の間に、水および溶解させた溶質を取り込む(Ghosh et al., Glycobiology 5: 505-10 (1991))。しかし、溶液中に通常の小胞構造と異なる構造を有する組成物もまた、包含される。例えば、脂質は、ミセル構造を取る場合もあり、脂質分子による不均質の凝集物として存在する場合もある。また、リポフェクタミン−核酸複合体も想定される。
場合によって、ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドはまた、DNA配列を、脊椎動物の染色体へと導入するための、合成DNAトランスポゾン系を指す、「Sleeping Beauty(SB)トランスポゾン系」など、非ウイルスベースの送達系を使用して、細胞へと導入することもできる。系の、一部の例示的な実施形態については、例えば、米国特許第6,489,458号明細書、同第8,227,432号明細書において記載されている。Sleeping Beautyトランスポゾン系は、Sleeping Beauty(SB)トランスポザーゼおよびSBトランスポゾンから構成される。複数の実施形態では、Sleeping Beautyトランスポゾン系は、SB11トランスポゾン系、SB100Rトランスポゾン系、またはSB110トランスポゾン系を含みうる。
DNAトランスポゾンは、1つのDNA部位から、別のDNA部位へと、単純なカットアンドペースト方式で転座する。転移は、規定されたDNAセグメントを、1つのDNA分子から切り出し、同じDNA分子内もしくはゲノム内、または異なるDNA分子内もしくはゲノム内の別の部位へと移動させる、正確な過程である。他のTc1/mariner型トランスポザーゼと同様、SBトランスポザーゼも、トランスポゾンを、レシピエントDNA配列内の、TAジヌクレオチド塩基対へと挿入する。挿入部位は、同じDNA分子内の別の部位の場合もあり、別のDNA分子(または染色体)内の場合もある。ヒトゲノムを含む哺乳動物ゲノムには、約2億カ所のTA部位が存在する。TA挿入部位は、トランスポゾン組込みの過程において、重複される。このTA配列の重複は、転移の顕著な特徴であり、一部の実験では、機構を確認するのに使用される。トランスポザーゼは、トランスポゾン内でコードされる場合もあり、トランスポザーゼは、別の供給源、例えば、DNA供給源またはmRNA供給源により供給される場合もあり、この場合、トランスポゾンは、非自律型エレメントとなる。非自律型トランスポゾンは、挿入の後、独立では切出しおよび再挿入を行いえないため、遺伝子ツールとして最も有用である。SBトランスポゾンは、脊椎動物のゲノムへの遺伝子の導入および遺伝子治療のための非ウイルスベクターとして使用することが想定されている。
外因性核酸を、宿主細胞へと導入するか、または細胞を、本開示の阻害剤へと、他の形で曝露するのに使用される方法にかかわらず、宿主細胞内の組換えDNA配列の存在を確認するために、様々なアッセイを実施することができる。このようなアッセイは、例えば、サザンブロット法およびノーザンブロット法、RT−PCRおよびPCRなど、当業者に周知の分子アッセイ;例えば、免疫学的手段(ELISAおよびウェスタンブロット)、または薬剤を同定するための、本明細書で記載されるアッセイであって、本開示の範囲内に収まるアッセイにより、特定のペプチドの有無を検出するアッセイなどの「生化学的」アッセイを含む。
複数の実施形態では、SB11トランスポゾン系、SB100Xトランスポゾン系、SB110トランスポゾン系、piggyBacトランスポゾン系(例えば、参照によりその全体において本明細書に組み込まれる、Wilson et al, “PiggyBac Transposon-mediated Gene Transfer in Human Cells,” Molecular Therapy 15:139-145 (2007)を参照されたい)、および/またはpiggyBatトランスポゾン系(例えば、Mitra et al., “Functional characterization of piggyBat from the bat Myotis lucifugus unveils an active mammalian DNA transposon,” Proc. Natl. Acad. Sci USA 110:234-239 (2013)を参照されたい)を使用して、本明細書で説明される改変エフェクター細胞および他の遺伝子エレメントを、細胞へと送達する。さらなるトランスポザーゼおよびトランスポゾン系については、それらの各々が、参照によりその全体において本明細書に組み込まれる、米国特許第6,489,458号明細書、同第6,613,752号明細書、同第7,148,203号明細書、同第7,985,739号明細書、同第8,227,432号明細書、同第9,228,180号明細書、米国特許公開第2011/0117072号明細書、Mates et al., Nat Genet, 41(6):753-61 (2009). doi: 10.1038/ng.343. Epub 2009 May 3, Gene Ther., 18(9):849-56 (2011). doi: 10.1038/gt.2011.40. Epub 2011 Mar 31 およびIvics et al., Cell. 91(4):501-10, (1997)において提示されている。
さらなる、適切な非ウイルス系は、宿主細胞のDNAへと、ランダムに組み込まれる場合もあり、発現ベクターと、宿主細胞の染色体との特異的組換えを可能とする組換え部位を含む場合もある、組込み用発現ベクターを含みうる。トランス遺伝子の、所定の遺伝子座への組込みのターゲティングが、多くの適用に所望される目標である。まず、部位特異的リコンビナーゼの第1の組換え部位を、ゲノム部位に、ランダムに、または所定の位置に挿入する。続いて、細胞に、目的の遺伝子またはDNA、ならびに第2の組換え部位およびリコンビナーゼの供給源(リコンビナーゼを発現させる、発現プラスミド、RNA、タンパク質、またはウイルス)を保有するプラスミドをトランスフェクトする。第1の組換え部位と第2の組換え部位との組換えは、プラスミドDNAの組込みをもたらす。
このような組込み用発現ベクターは、宿主細胞の染色体の内因性発現制御配列を用いて、所望のタンパク質の発現をもたらしうる。一部の実施形態では、ドナーポリヌクレオチド上の配列であって、組込み部位を挟む配列と相同な配列の存在により、組込みのターゲティングを促進する。例えば、本明細書で記載されるドナーポリヌクレオチドを使用する、組込みのターゲティングは、従来のトランスフェクション法、例えば、相同組換えにより、遺伝子のノックアウトまたはノックインを創出するのに使用される技法に従い達成することができる。他の実施形態では、ドナーポリヌクレオチド上の配列であって、組込み部位を挟む配列と相同な配列の存在、および部位特異的リコンビナーゼの存在下で、細胞を、ドナーポリヌクレオチドと接触させることの両方により、組込みのターゲティングを促進する。部位特異的リコンビナーゼ、または、単に、リコンビナーゼとは、その適合性の組換え部位の間の、保存的な部位特異的組換えを触媒するポリペプチドを意味する。本明細書で使用される部位特異的リコンビナーゼは、天然ポリペプチドのほか、活性を保持する誘導体、変異体、および/または断片、ならびに天然ポリヌクレオチド、活性を保持するリコンビナーゼをコードする誘導体、変異体、および/または断片を含む。
本明細書ではまた、宿主細胞内において異種遺伝子を組み込むための系であって、1または複数の遺伝子発現カセットを含む系も提示される。場合によって、系は、第1のポリペプチド構築物をコードする、第1のポリヌクレオチドを含む、第1の遺伝子発現カセットを含む。他の場合には、系は、第2のポリペプチド構築物をコードする、第2のポリヌクレオチドを含む、第2の遺伝子発現カセットを含みうる。さらに他の場合には、系は、第3の遺伝子発現カセットを含みうる。一実施形態では、遺伝子発現カセットのうちの1つは、(i)トランス活性化ドメイン;(ii)核内受容体リガンド結合性ドメイン;(iii)DNA結合性ドメイン;、および(iv)エクジソン受容体結合性ドメインのうちの1または複数をコードする、遺伝子スイッチポリヌクレオチドを含みうる。別の実施形態では、系は、前記宿主細胞を、セリンリコンビナーゼの存在下で、少なくとも前記第1の遺伝子発現カセットと接触させると、前記異種遺伝子が、前記宿主細胞へと組み込まれるように、組換え接合部位およびセリンリコンビナーゼをさらに含む。
場合によって、系は、前記宿主細胞を、前記リガンドの存在下で接触させると、前記異種遺伝子が、前記宿主細胞内で発現するように、リガンドをさらに含む。1つの場合には、系はまた、組換え接合部位も含む。場合によって、1つの組換え接合部位は、ファージゲノム組換え接合部位(attP)または細菌ゲノム組換え接合部位(attB)である。1つの場合には、宿主細胞は、真核細胞である。別の場合には、宿主細胞は、ヒト細胞である。さらなる場合には、宿主細胞は、T細胞またはNK細胞である。
プロモーター
「プロモーター」とは、コード配列の転写を誘発する、ポリヌクレオチドの領域を指す。プロモーターは、DNAの、同じ鎖上の、遺伝子の転写開始部位の近傍であり、かつ、上流に(センス鎖の5’側領域に向かって)位置する。あるプロモーターが、細胞内の全ての状況において活性であるので、構成的であるのに対し、他のプロモーター、例えば、誘導性プロモーターは、特異的刺激に応答して調節され、活性となる。さらに他のプロモーターは、T細胞特異的プロモーターを含むがこれらに限定されない、組織特異的プロモーターまたは活性化プロモーターである。
本明細書で使用される「プロモーター活性」という用語およびその文法的同等物は、その活性が測定されるプロモーターに作動可能に連結されたヌクレオチド配列の発現の程度を指す。プロモーター活性は、例えば、ノーザンブロット解析により、産生されるRNA転写物の量を決定することにより、直接的に測定することもでき、プロモーターに連結されたレポーター核酸配列など、連結された核酸配列によりコードされる産物の量を決定することにより、間接的に測定することもできる。
本明細書で使用される「誘導性プロモーター」とは、転写調節因子、例えば、生物因子または非生物因子の存在または非存在により、活性へと誘導されるプロモーターを指す。誘導性プロモーターは、それらに作動可能に連結された遺伝子の発現が、生物、または、特に、組織の発生の、ある特定の段階において、オンまたはオフにされうるため、有用である。誘導性プロモーターの例は、アルコール調節性プロモーター、テトラサイクリン調節性プロモーター、ステロイド調節性プロモーター、金属調節性プロモーター、発症機序調節性プロモーター、温度調節性プロモーター、および光調節性プロモーターである。一実施形態では、誘導性プロモーターは、遺伝子スイッチの一部である。誘導性プロモーターは、遺伝子スイッチのリガンド誘導性プロモーターでありうる。場合によって、誘導性プロモーターは、RHEOSWITCH(登録商標)遺伝子スイッチなど、低分子リガンド誘導性の、2つのポリペプチドによる、エクジソン受容体ベースの遺伝子スイッチでありうる。場合によって、遺伝子スイッチは、それらの各々が、参照によりその全体において組み込まれる、PCT/米国出願第2001/009050号明細書(国際公開第2001/070816号パンフレット);米国特許第7,091,038号明細書;同第7,776,587号明細書;同第7,807,417号明細書;同第8,202,718号明細書;PCT/米国出願第2001/030608号明細書(国際公開第2002/029075号パンフレット);米国特許第8,105,825号明細書;同第8,168,426号明細書;PCT/米国出願第2002/005235号明細書(国際公開第2002/066613号パンフレット);米国特許出願公開第10/468,200号明細書(米国公開第20120167239号明細書);PCT/米国出願第2002/005706号明細書(国際公開第2002/066614号パンフレット);米国特許第7,531,326号明細書;同第8,236,556号明細書;同第8,598,409号明細書;PCT/米国出願第2002/005090号明細書(国際公開第2002/066612号パンフレット);米国特許第8,715,959号明細書(米国公開第20060100416号明細書);PCT/米国出願第2002/005234号明細書(国際公開第2003/027266号パンフレット);米国特許第7,601,508号明細書;同第7,829,676号明細書;同第7,919,269号明細書;同第8,030,067号明細書;PCT/米国出願第2002/005708号明細書(国際公開第2002/066615号パンフレット);米国特許出願公開第10/468,192号明細書(米国公開第20110212528号明細書);PCT/米国出願第2002/005026号明細書(国際公開第2003/027289号パンフレット);米国特許第7,563,879号明細書;同第8,021,878号明細書;同第8,497,093号明細書;PCT/米国出願第2005/015089号明細書(国際公開第2005/108617号パンフレット);米国特許第7,935,510号明細書;同第8,076,454号明細書;PCT/米国出願第52008/011270号明細書(国際公開第2009/045370号パンフレット);米国特許出願公開第12/241,018号明細書(米国公開第20090136465号明細書);PCT/米国出願第2008/011563号明細書(国際公開第2009/048560号パンフレット);米国特許出願公開第12/247,738号明細書(米国公開第20090123441号明細書);PCT/米国出願第2009/005510号明細書(国際公開第2010/042189号パンフレット);米国特許出願公開第13/123,129号明細書(米国公開第20110268766号明細書);PCT/米国出願第2011/029682号明細書(国際公開第2011/119773号パンフレット);米国特許出願公開第13/636,473号明細書(米国公開第20130195800号明細書);PCT/米国出願第2012/027515号明細書(国際公開第2012/122025号パンフレット);および米国特許第9,402,919号明細書において記載されている系のうちのいずれかの、エクジソンベースの受容体による構成要素から選択しうるが、これらに限定されない。
本明細書では、対象へと、少なくとも2つの機能的タンパク質またはこれらの部分;少なくとも1つのプロモーター;および少なくとも1つの操作組換え部位を含む、本明細書で記載されるポリペプチド配列をコードする、ポリヌクレオチドを含む、少なくとも1つの非ウイルスベクターを投与するステップを含み;前記少なくとも1つのプロモーターが、前記少なくとも2つの機能的タンパク質の発現を駆動する、方法が提示される。場合によって、少なくとも1つのプロモーターは、構成的プロモーターでありうる。場合によって、少なくとも1つのプロモーターは、組織特異的プロモーターでありうる。場合によって、少なくとも1つのプロモーターは、誘導性プロモーターでありうる。場合によって、誘導性プロモーターは、低分子リガンド誘導性の、2つのポリペプチドによる、エクジソン受容体ベースの遺伝子スイッチである。他の場合には、少なくとも1つのプロモーターが、誘導性であることが可能であり、少なくとも1つのプロモーターが、活性化特異的でありうる、プロモーターの組合せを用いることができる。
誘導性プロモーターは、前記少なくとも2つの遺伝子の発現の、用量調節性制御のために、リガンドを用いる。場合によって、リガンドは、ecdyステロイド、9−cis−レチノイン酸、レチノイン酸の合成類似体、N,N’−ジアシルヒドラジン、オキサゾリン、ジベンゾイルアルキルシアノヒドラジン、N−アルキル−N,N’−ジアロイルヒドラジン、N−アシル−N−アルキルカルボニルヒドラジン、N−アロイル−N−アルキル−N’−アロイルヒドラジン、アルニドケトン、3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−N−イソブチル−ベンズアミド、8−O−アセチルハルパジド、オキシステロール、22(R)ヒドロキシコレステロール、24(S)ヒドロキシコレステロール、25−エポキシコレステロール、T0901317、5−アルファ−6−アルファ−エポキシコレステロール−3−スルフェート(sulfate)(ECHS)、7−ケトコレステロール−3−スルフェート(sulfate)、フラメゾール、胆汁酸、1,1−ビホスホネート(biphosphonate)エステル、若年性ホルモンIII、RG−115819(3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−エチル−2,2−ジメチル−プロピル)−N’−(2−メチル−3−メトキシ−ベンゾイル)−ヒドラジド−)、RG−115932((R)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(2−エチル−3−メトキシ−ベンゾイル)−ヒドラジド)、およびRG−115830(3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(2−エチル−3−メトキシ−ベンゾイル)−ヒドラジド)、ならびにこれらの任意の組合せからなる群から選択することができる。
一部の実施形態では、プロモーターは、誘導性プロモーターである。一部の実施形態では、プロモーターは、非誘導性プロモーターである。場合によって、プロモーターは、組織特異的プロモーターでありうる。本明細書では、「組織特異的」とは、組織または細胞型のサブセット内の、遺伝子発現の調節を指す。場合によって、組織特異的プロモーターは、プロモーターが、生物の、ある特定の組織または細胞型における発現だけを駆動するように、空間的に調節することができる。他の場合には、組織特異的プロモーターは、プロモーターが、生物の発生時を含む時間にわたり、細胞型または組織における発現を、示差的に駆動するように、時間的に調節することができる。場合によって、組織特異的プロモーターは、空間的に、かつ、時間的に調節される。ある特定の実施形態では、組織特異的プロモーターは、ある特定の細胞型内で、構成的に、または特定の時点または細胞型の特定の段階において、間欠的に活性化する。例えば、組織特異的プロモーターは、T細胞またはNK細胞など、特異的細胞が活性化する場合に活性化するプロモーターでありうる。T細胞は、様々な形で、例えば、MHCクラスII分子により、ペプチド抗原と共に提示される場合に活性化しうる。
1つの場合には、少なくとも1つのプロモーターは、操作プロモーターまたはこの変異体である。本明細書で記載される通り、プロモーターは、IL−2に由来する最小プロモーター配列と、以下:活性化T細胞核内因子(NFAT)応答エレメント;NFIL2D応答エレメント、NFkB/TCF応答エレメント、NF_AT/NFIL2B応答エレメント、またはNFIL2A/OCT応答エレメントのうちの1または複数とを組み込みうる。応答エレメントの例については、その全体において本明細書に組み込まれる、Mattila et al., EMBO J. 9(13):4425-33 (1990)において記載されている。
一部の実施形態では、少なくとも1つのプロモーターは、IL−2コアプロモーター(配列番号26)を含む。一実施形態では、少なくとも1つのプロモーターは、IL−2最小プロモーター(配列番号27)を含む。別の実施形態では、少なくとも1つのプロモーターは、IL−2エンハンサー/プロモーター変異体(配列番号26〜28)を含む。さらに別の実施形態では、少なくとも1つのプロモーターは、NF−κB結合部位(配列番号30〜32)を含む。一部の実施形態では、少なくとも1つのプロモーターは、(NF−κB)−IL2プロモーター変異体(配列番号30)を含む。一部の実施形態では、少なくとも1つのプロモーターは、(NF−κB)−IL2プロモーター変異体(配列番号31)を含む。一部の実施形態では、少なくとも1つのプロモーターは、(NF−κB)−IL2プロモーター変異体(配列番号32)を含む。一実施形態では、少なくとも1つのプロモーターは、1×活性化T細胞核内因子(NFAT)応答エレメント−IL2プロモーター変異体(配列番号33)を含む。別の実施形態では、少なくとも1つのプロモーターは、3×NFAT応答エレメント(配列番号34〜35)を含む。さらに別の実施形態では、少なくとも1つのプロモーターは、6×NFAT応答エレメント−IL2プロモーター変異体(配列番号36〜39)を含む。一部の実施形態では、少なくとも1つのプロモーターは、ヒトEF1A1プロモーター変異体(配列番号40〜41)を含む。一部の実施形態では、少なくとも1つのプロモーターは、ヒトEF1A1プロモーター/エンハンサー(配列番号42)を含む。一部の実施形態では、少なくとも1つのプロモーターは、ヒトUBCプロモーター(配列番号43)を含む。一部の実施形態では、少なくとも1つのプロモーターは、6部位GAL4誘導性近位因子結合エレメント(PFB)を含む。一部の実施形態では、少なくとも1つのプロモーターは、合成最小プロモーター1(誘導性プロモーター)(配列番号44)を含む。
本明細書で記載される、IL−12発現のリガンド誘導性制御のための、遺伝子スイッチの使用は、例えば、発現の調節および治療指数の改善を可能とすることにより、IL−12の安全性プロファイルを改善しうる。しかし、遺伝子スイッチを使用する、リガンド用量依存性のIL−12の発現のための条件は、活性化リガンド(例えば、ベレジメクス)の存在または非存在である。ある特定の実施形態では、誘導IL−12発現に対する、さらなる条件付け制御も想定される。T細胞活性化特異的プロモーターの制御下にある遺伝子スイッチ構成要素が提供される。これは、遺伝子スイッチの制御下にある、トランス遺伝子の、ベレジメクス制御型発現に必要な遺伝子スイッチ構成要素の条件付け(例えば、T細胞の活性化)発現を結果としてもたらす。一部の実施形態では、これは、ベレジメクスが、存在し、T細胞が、活性化している場合における、腫瘍特異的T細胞による、IL−12またはIL−15などのサイトカインの優先的な発現を結果としてもたらす。これは、遺伝子スイッチに制御される、トランス遺伝子発現の局在化レベルの上昇をもたらしうる。
例えば、遺伝子スイッチ構成要素の、T細胞活性化特異的発現は、活性化T細胞核内因子(NFAT)応答エレメントを含むプロモーターにより制御することができる。NFAT転写因子は、エフェクターT細胞状態の、鍵となるモジュレーターである。NFATは、疲弊を漸進的に駆動する、早期転写チェックポイントである。NFATは、TCRの刺激後に、T細胞内で迅速に活性化し、適切な共刺激シグナル伝達により誘導されて、AP−1と共に、タンパク質複合体を形成し、エフェクター遺伝子およびT細胞機能を調節する。NFAT応答エレメントは、他の最小プロモーター配列(例えば、IL2最小プロモーター)と融合させて、T細胞の活性化に応答した、トランス遺伝子の発現を駆動することができる。
活性化特異的プロモーターの他の例は、インターロイキン2(IL2)プロモーターおよびプログラム細胞死(PD)1(CD279)プロモーターを含むがこれらに限定されない。遺伝子スイッチ構成要素はまた、炎症促進性シグナル伝達経路のNF−κBなど、他の核内因子に対する結合性部位を、最小プロモーター配列(例えば、IL2)へと融合させることにより、免疫細胞の活性化時にも、条件付けで発現させることができる。
ある特定の実施形態では、プロモーターは、IL−2コアプロモーター、IL−2最小プロモーター、IL−2エンハンサー/プロモーター変異体、(NF−κB)−IL2プロモーター変異体、(NF−κB)−IL2プロモーター変異体、(NF−κB)−IL2プロモーター変異体、1×NFAT応答エレメント−IL2プロモーター変異体、3×NFAT応答エレメント−IL2プロモーター変異体、6×NFAT応答エレメント−IL2プロモーター変異体、ヒトEEF1A1プロモーター変異体、ヒトEEF1A1プロモーター/エンハンサー、ヒトUBCプロモーター、および合成最小プロモーター1のうちの、任意の1または複数でありうる。ある特定の実施形態では、プロモーターヌクレオチドは、配列番号26〜44を含みうる。
遺伝子スイッチ
本明細書では、遺伝子スイッチポリペプチド、リガンド誘導性遺伝子スイッチポリペプチドをコードするポリヌクレオチド、ならびにこれらのポリペプチドおよび/またはポリヌクレオチドを組み込む方法およびシステムが提示される。ある特定の態様では、本開示は、異種遺伝子発現の誘導性制御のための遺伝子スイッチ系をコードする、1または複数のポリヌクレオチドを含むポリヌクレオチドであって、異種遺伝子発現が、前記遺伝子スイッチ系により調節され;前記異種遺伝子が、本明細書で開示される、1または複数の免疫応答誘導性B型肝炎ウイルス(HBV)ポリペプチドを含むポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含む、ポリヌクレオチドを対象とする。
「遺伝子スイッチ」という用語は、プロモーターと関連する応答エレメントの組合せを指し、例えば、1または複数のリガンドの存在下で、応答エレメントおよびプロモーターを組み込んだ遺伝子の発現をモジュレートする、EcRベースの系を指す。緊密に調節された誘導性遺伝子発現系または遺伝子スイッチは、遺伝子治療、細胞内の、大スケールのタンパク質の作製、細胞ベースのハイスループットのスクリーニングアッセイ、機能的なゲノミクス、ならびにトランスジェニック植物およびトランスジェニック動物における形質の調節など、多様な適用に有用である。このような誘導性遺伝子発現系は、リガンド誘導性異種遺伝子発現系を含みうる。
EcRベースの遺伝子スイッチの初期形は、キイロショウジョウバエ(Drosophila melanogaster)EcR(DmEcR)ポリペプチドおよびマウス(Mus musculus)RXR(MmRXR)ポリペプチドを使用し、これらの受容体が、ステロイドであるポナステロンAの存在下で、哺乳動物細胞系およびトランスジェニックマウスにおいて、レポーター遺伝子をトランス活性化させることを示した(Christopherson et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89(14):6314-18 (1992); No et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 93(8):3346-51 (1996))。その後、Suhr et al.(Proc. Natl. Acad. Sci. USA 95(14):7999-8004 (1998))は、非ステロイド系のエクジソンアゴニストであるテブフェノジドが、外因性ヘテロ二量体パートナーの非存在下で、カイコ(Bombyx mori)EcR(BmEcR)を介して、哺乳動物細胞内のレポーター遺伝子の、高レベルのトランス活性化を誘導することを示した。
PCT国際特許出願/米国出願第97/05330号明細書(国際公開第97/38117号パンフレット)およびPCT国際特許出願/米国出願第99/08381号明細書(国際公開第99/58155号パンフレット)は、外因性遺伝子の発現をモジュレートするための方法であって、外因性遺伝子およびエクジソン応答エレメントを含むDNA構築物が、それに対するリガンドの存在下で、かつ、任意選択で、サイレントパートナーとして作用することが可能な受容体の存在下で、エクジソン応答エレメントに結合して、遺伝子発現を誘導するエクジソン受容体を含む、第2のDNA構築物により活性化する方法について開示している。この例では、エクジソン受容体を、キイロショウジョウバエ(Drosophila melanogaster)から単離した。典型的に、このような系は、最適の活性化をもたらすために、サイレントパートナー、好ましくはレチノイドX受容体(RXR)の存在を必要とする。哺乳動物細胞内では、昆虫エクジソン受容体(EcR)は、哺乳動物レチノイドX受容体(RXR)と、ヘテロ二量体化し、これにより、標的遺伝子または異種遺伝子の発現を、リガンド依存的に調節するのに使用することが可能である。PCT国際特許出願/米国出願第98/14215号明細書(国際公開第99/02683号パンフレット)は、カイコガであるカイコ(Bombyx mori)から単離されたエクジソン受容体が、外因性の二量体パートナーを必要とせずに、哺乳動物系内で機能的であることについて開示している。
米国特許第6,265,173号明細書は、受容体のステロイド/甲状腺スーパーファミリーの多様なメンバーを、遺伝子発現系における使用のための、USPの、少なくとも二量体化ドメインを含むキイロショウジョウバエ(Drosophila melanogaster)ウルトラスピラクル受容体(USP)またはこの断片と組み合わせうることについて開示している。米国特許第5,880,333号明細書は、植物において使用された、キイロショウジョウバエ(Drosophila melanogaster)のEcRおよびウルトラスピラクル(USP)によるヘテロ二量体系であって、トランス活性化ドメインおよびDNA結合性ドメインが、2つの異なるハイブリッドタンパク質上に位置する、ヘテロ二量体系について開示している。これらの場合の各々では、トランス活性化ドメインおよびDNA結合性ドメイン(PCT国際特許出願/米国出願第98/14215号明細書における通りに、天然のEcRとして、またはPCT国際特許出願/米国出願第97/05330号明細書における通りに、修飾EcRとして)を、単一の分子へと組み込み、USPまたはRXRである、他のヘテロ二量体パートナーを、それらの天然状態において使用した。
PCT国際特許出願/米国出願第01/0905号明細書は、トランス活性化ドメインと、DNA結合ドメインとを2つの異なるタンパク質上に置くことにより互いから隔てた、エクジソン受容体ベースの誘導性遺伝子発現系が、リガンドの非存在下で、バックグラウンド活性の大幅な低減を結果としてもたらし、リガンドの存在下で、バックグラウンドを上回る活性の著明な増大を結果としてもたらすことについて開示している。この2ハイブリッド系は、PCT/米国出願第97/05330号明細書およびPCT/米国出願第98/14215号明細書において開示されている、2つの系と比較して、著明に改善された誘導性遺伝子発現モジュレーション系である。2ハイブリッド系は、DNA結合性ドメインが、遺伝子上のDNA結合性部位に結合すると、トランス活性化ドメインが、プロモーターを、より効果的に活性化させるように、相互作用タンパク質の対が、転写活性化ドメインを、DNA結合性ドメインに対して、より好適な位置に置く能力を利用すると考えられる(例えば、米国特許第5,283,173号明細書を参照されたい)。2ハイブリッド遺伝子発現系は、核内受容体ポリペプチドへと融合させたDNA結合性ドメインをコードする、第1の遺伝子発現カセット、および異なる核内受容体ポリペプチドへと融合させたトランス活性化ドメインをコードする、第2の遺伝子発現カセットである、2つの遺伝子発現カセットを含む。リガンドの存在下では、第1のポリペプチドの、第2のポリペプチドとの相互作用を促進するコンフォメーション変化が誘導され、これにより、DNA結合性ドメインと、トランス活性化ドメインとの二量体化が結果としてもたらされると考えられる。DNA結合性ドメインおよびトランス活性化ドメインは、2つの異なる分子上に存在するので、リガンドの非存在下では、バックグラウンド活性が、大幅に低減される。
別の驚くべき発見は、2ハイブリッド系のある特定の改変がまた、ステロイド性リガンド、例えば、ポナステロンA(「PonA」)またはムリステロンA(「MurA」)と比較した場合に、非ステロイド性リガンド、例えば、ジアシルヒドラジンに対する感受性の改善ももたらすことであった。すなわち、ステロイドと比較した場合、非ステロイド性リガンドは、低リガンド濃度で、より大きな遺伝子転写活性をもたらした。さらに、2ハイブリッド系は、非修飾RXRを切り替えパートナーとして使用する場合に生じうる、RXRの過剰発現に起因する一部の副作用も回避する。好ましい2ハイブリッド系では、EcRまたはRXRの、天然のDNA結合性ドメインおよびトランス活性化ドメインは除去され、結果として、これらのハイブリッド分子は、細胞内に存在する、他のステロイドホルモン受容体との相互作用の可能性を低下させ、これにより、副作用の低減を結果としてもたらす。
エクジソン受容体(EcR)とは、核内受容体スーパーファミリーのメンバーであり、サブファミリー1、群H(本明細書では、「群H核内受容体」と称する)へと分類される。各群のメンバーは、E(リガンド結合)ドメイン内で、40〜60%のアミノ酸同一性を共有する(Laudet et al., A Unified Nomenclature System for the Nuclear Receptor Subfamily, 1999; Cell 97: 161-163)。エクジソン受容体に加えて、この核内受容体サブファミリー1、群Hの他のメンバーは、ユビキタス受容体(UR)、オーファン受容体1(OR−1)、ステロイドホルモン核内受容体1(NER−1)、RXR相互作用性タンパク質15(RIP−15)、肝臓x受容体β(LXRβ)、ステロイドホルモン受容体様タンパク質(RLD−1)、肝臓x受容体(LXR)、肝臓x受容体α(LXRα)、ファルネソイドx受容体(FXR)、受容体相互作用性タンパク質14(RIP−14)、およびファルネソール受容体(HRR−1)を含む。
場合によって、誘導性プロモーターは、Intrexon Corporation製のRHEOSWITCH(登録商標)遺伝子スイッチなど、低分子リガンド誘導性の、2つのポリペプチドによる、エクジソン受容体ベースの遺伝子スイッチでありうる。場合によって、遺伝子スイッチは、それらの各々が、参照によりその全体において組み込まれる、PCT/米国出願第2001/009050号明細書(国際公開第2001/070816号パンフレット);米国特許第7,091,038号明細書;同第7,776,587号明細書;同第7,807,417号明細書;同第8,202,718号明細書;PCT/米国出願第2001/030608号明細書(国際公開第2002/029075号パンフレット);米国特許第8,105,825号明細書;同第8,168,426号明細書;PCT/米国出願第2002/005235号明細書(国際公開第2002/066613号パンフレット);米国特許出願公開第10/468,200号明細書(米国公開第20120167239号明細書);PCT/米国出願第2002/005706号明細書(国際公開第2002/066614号パンフレット);米国特許第7,531,326号明細書;同第8,236,556号明細書;同第8,598,409号明細書;PCT/米国出願第2002/005090号明細書(国際公開第2002/066612号パンフレット);米国特許第8,715,959号明細書(米国公開第20060100416号明細書);PCT/米国出願第2002/005234号明細書(国際公開第2003/027266号パンフレット);米国特許第7,601,508号明細書;同第7,829,676号明細書;同第7,919,269号明細書;同第8,030,067号明細書;PCT/米国出願第2002/005708号明細書(国際公開第2002/066615号パンフレット);米国特許出願公開第10/468,192号明細書(米国公開第20110212528号明細書);PCT/米国出願第2002/005026号明細書(国際公開第2003/027289号パンフレット);米国特許第7,563,879号明細書;同第8,021,878号明細書;同第8,497,093号明細書;PCT/米国出願第2005/015089号明細書(国際公開第2005/108617号パンフレット);米国特許第7,935,510号明細書;同第8,076,454号明細書;PCT/米国出願第2008/011270号明細書(国際公開第2009/045370号パンフレット);米国特許出願公開第12/241,018号明細書(米国公開第20090136465号明細書);PCT/米国出願第2008/011563号明細書(国際公開第2009/048560号パンフレット);米国特許出願公開第12/247,738号明細書(米国公開第20090123441号明細書);PCT/米国出願第2009/005510号明細書(国際公開第2010/042189号パンフレット);米国特許出願公開第13/123,129号明細書(米国公開第20110268766号明細書);PCT/米国出願第2011/029682号明細書(国際公開第2011/119773号パンフレット);米国特許出願公開第13/636,473号明細書(米国公開第20130195800号明細書);PCT/米国出願第2012/027515号明細書(国際公開第2012/122025号パンフレット);および米国特許第9,402,919号明細書において記載されている系のうちのいずれかの、エクジソンベースの受容体による構成要素から選択しうるが、これらに限定されない。
宿主細胞内の、異種遺伝子およびインターロイキンの発現をモジュレートするための系であって、本明細書で開示される遺伝子スイッチポリペプチドを発現させるポリヌクレオチドを含む系が提供される。
一部の実施形態では、宿主細胞内の、異種遺伝子およびサイトカインの発現をモジュレートするための系であって、第1のポリペプチドをコードする、第1のポリヌクレオチドを含む、第1の遺伝子発現カセット;第2のポリペプチドをコードする、第2のポリヌクレオチドを含む、第2の遺伝子発現カセット;およびリガンドを含み、前記宿主細胞を、前記リガンドの存在下で、前記第1の遺伝子発現カセットおよび前記第2の遺伝子発現カセットと接触させると、前記異種遺伝子および前記サイトカインが、前記宿主細胞内で発現するように、前記第1のポリペプチドおよび第2のポリペプチドが、(i)トランス活性化ドメイン;(ii)DNA結合性ドメイン;および(iii)リガンド結合性ドメイン;(iv)前記異種遺伝子;ならびに(vi)前記サイトカインのうちの1または複数を含む系である。場合によって、異種遺伝子は、本明細書で記載される抗原結合性ポリペプチドを含む。場合によって、サイトカインは、少なくとも1つの、ケモカイン、インターフェロン、インターロイキン、リンホカイン、腫瘍壊死因子、またはこれらの変異体もしくは組合せを含む。場合によって、サイトカインは、インターロイキンである。場合によって、インターロイキンは、IL12、IL2、IL15、IL21、ならびにこれらの機能的な変異体および断片のうちの少なくとも1つである。一部の実施形態では、サイトカインは、膜結合型の場合もあり、分泌型の場合もある。他の実施形態では、サイトカインは、細胞内サイトカインでありうる。インターロイキンは、膜結合型IL−15(mbIL−15)、IL−15とIL−15Rαとの融合体を含みうる。一部の実施形態では、mbIL−15は、本明細書で記載される改変エフェクター細胞を用いて共発現させうる膜結合型キメラIL−15である。一部の実施形態では、mbIL−15は、全長IL−15Rα、またはこの機能的な断片もしくは変異体とインフレームで融合させた全長IL−15(例えば、天然IL−15ポリペプチド)またはこの断片もしくは変異体を含む。場合によって、IL−15は、リンカーを介して、IL−15Rαへと間接的に連結される。場合によって、mbIL−15は、Hurton et al., “Tethered IL-15 augments antitumor activity and promotes a stem-cell memory subset in tumor-specific T cells,” Proc. Natl. Acad. Sci. USA 113(48):E7788-E7797 (2016)において記載されている通りである。別の態様では、インターロイキンは、IL−12を含みうる。一部の実施形態では、IL−12は、単鎖IL−12(scIL−12)、プロテアーゼ感受性IL−12、不安定化IL−12、膜結合型IL−12、または挿入IL−12である。一部の実施形態では、IL−12は、マウスIL−12サブユニットベータ(p40)(配列番号206)である。一部の実施形態では、IL−12は、マウスのIL−12サブユニットアルファ(p35)(配列番号207)である。場合によって、IL−12変異体は、それらの全てが、参照によりそれらの全体において組み込まれる、国際公開第2015/095249号パンフレット、国際公開第2016/048903号パンフレット、および国際公開第2017/062953号パンフレットにおいて記載されている通りである。
本明細書では、遺伝子スイッチポリペプチドをコードするポリヌクレオチドであって、前記遺伝子スイッチポリペプチドが、a)核内受容体リガンド結合性ドメインへと融合させたDNA結合性ドメインを含む、第1の遺伝子スイッチポリペプチド、およびb)核内受容体リガンド結合性ドメインへと融合させたトランス活性化ドメインを含む、第2の遺伝子スイッチポリペプチドを含み、第1の遺伝子スイッチポリペプチドと、第2の遺伝子スイッチポリペプチドとが、リンカーにより接続されている、ポリヌクレオチドが提示される。場合によって、リンカーは、本明細書で記載されるリンカー、例えば、GSGリンカー、フューリンリンク(furinlink)、F/T2A、T2A、p2A、GSG−p2Aなどの2Aリンカー、ならびにこれらの変異体および誘導体でありうる。他の場合には、リンカーは、IRESでありうる。
場合によって、DNA結合性ドメイン(DBD)は、本明細書で記載されるDBD、例えば、GAL4(GAL4 DBD)、LexADBD、転写因子DBD、ステロイド/甲状腺ホルモン核内受容体スーパーファミリーメンバーDBD、細菌LacZ DBD、および酵母DBDのうちの少なくとも1つを含む。トランス活性化ドメインは、本明細書で記載されるトランス活性化ドメイン、例えば、VP16トランス活性化ドメイン、p53トランス活性化ドメイン、およびB42酸性活性化因子トランス活性化ドメインのうちの1つを含みうる。核内受容体リガンド結合性ドメインは、エクジソン受容体(EcR)、ユビキタス受容体、オーファン受容体1、NER−1、ステロイドホルモン核内受容体1、レチノイドX受容体相互作用性タンパク質15、肝臓X受容体β、ステロイドホルモン受容体様タンパク質、肝臓X受容体、肝臓X受容体α、ファルネソイドX受容体、受容体相互作用性タンパク質14、およびファルネソール受容体のうちの少なくとも1つを含みうる。
場合によって、ポリペプチドリンカーまたはリボソームスキッピング配列により接続された遺伝子スイッチポリペプチドは、遺伝子発現に対する、用量依存性のリガンド誘導性制御の、リガンド誘導性遺伝子スイッチと比較した改善を呈するが、この場合、遺伝子スイッチポリペプチドは、IRESなど、非コード配列により接続されている。場合によって、2Aリンカーにより接続された遺伝子スイッチポリペプチドは、異種遺伝子発現に対する、用量依存性のリガンド誘導性制御の、遺伝子スイッチと比較した改善を呈するが、この場合、前記遺伝子スイッチポリペプチドは、IRESにより隔てられている。
一部の実施形態では、遺伝子スイッチは、VP16トランス活性化ドメインを含む。一実施形態では、遺伝子スイッチは、エクジソン受容体(EcR)、ユビキタス受容体、オーファン受容体1、NER−1、ステロイドホルモン核内受容体1、レチノイドX受容体相互作用性タンパク質15、肝臓X受容体β、ステロイドホルモン受容体様タンパク質、肝臓X受容体、肝臓X受容体α、ファルネソイドX受容体、受容体相互作用性タンパク質14、およびファルネソール受容体のうちの少なくとも1つを含む。別の実施形態では、遺伝子スイッチのDNA結合性ドメインは、GAL4(GAL4 DBD)、LexADBD、転写因子DBD、ステロイド/甲状腺ホルモン核内受容体スーパーファミリーメンバーDBD、細菌LacZ DBD、および酵母DBDのうちの少なくとも1つを含む。さらに別の場合には、遺伝子スイッチは、ウルトラスピラクルタンパク質(USP)、レチノイド受容体X(RXR)、これらの機能的な断片および変異体のうちの少なくとも1つをさらに含み、この場合、前記これらの機能的な断片および変異体は、EcRの少なくとも1つに結合することが可能である。
本明細書で記載されるポリペプチドおよびポリヌクレオチドは、操作細胞内で発現させることができる。本明細書では、操作細胞とは、その天然状態または内因性状態から改変された細胞である。操作細胞の例は、例えば、遺伝子スイッチポリペプチド、目的の遺伝子(GOI)、細胞タグ、異種遺伝子、ならびに本明細書で記載される、他の任意のポリペプチドおよびポリヌクレオチドをコードするように改変された(例えば、ポリヌクレオチドの、細胞へのトランスフェクションにより)、本明細書で記載される細胞である。
リガンド
一部の実施形態では、誘導性遺伝子スイッチの調節のために使用されるリガンドは、以下:
N−[(1R)−1−(1,1−ジメチルエチル)ブチル]−N’−(2−エチル−3−メトキシベンゾイル)−3,5−ジメチルベンゾヒドラジド(ベレジメクスともまた称する)、(2S,3R,5R,9R,10R,13R,14S,17R)−17−[(2S,3R)−3,6−ジヒドロキシ−6−メチルヘプタン−2−イル]−2,3,14−トリヒドロキシ−10,13−ジメチル−2,3,4,5,9,11,12,15,16,17−デカヒドロ−1H−シクロペンタ[a]フェナントレン−6−オン;N’−(3,5−ジメチルベンゾイル)−N’−[(3R)−2,2−ジメチル−3−ヘキサニル]−2−エチル−3−メトキシベンゾヒドラジド;5−メチル−2,3−ジヒドロ−ベンゾ[1,4]ジオキシン−6−カルボン酸N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−N’−(1−エチル−2,2−ジメチル−プロピル)−ヒドラジド;5−メチル−2,3−ジヒドロ−ベンゾ[1,4]ジオキシン−6−カルボン酸N’−(3,5−ジメトキシ−4−メチル−ベンゾイル)−N’−(1−エチル−2,2−ジメチル−プロピル)−ヒドラジド;5−メチル−2,3−ジヒドロ−ベンゾ[1,4]ジオキシン−6−カルボン酸N’−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジド;5−メチル−2,3−ジヒドロ−ベンゾ[1,4]ジオキシン−6−カルボン酸N’−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3,5−ジメトキシ−4−メチル−ベンゾイル)−ヒドラジド;5−エチル−2,3−ジヒドロ−ベンゾ[1,4]ジオキシン−6−カルボン酸N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−N’−(1−エチル−2,2−ジメチル−プロピル)−ヒドラジド;5−エチル−2,3−ジヒドロ−ベンゾ[1,4]ジオキシン−6−カルボン酸N’−(3,5−ジメトキシ−4−メチル−ベンゾイル)−N’−(1−エチル−2,2−ジメチル−プロピル)−ヒドラジド;5−エチル−2,3−ジヒドロ−ベンゾ[1,4]ジオキシン−6−カルボン酸N’−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3,5−ジメチル−ベンゾイル)−ヒドラジド;5−エチル−2,3−ジヒドロ−ベンゾ[1,4]ジオキシン−6−カルボン酸N’−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3,5−ジメトキシ−4−メチル−ベンゾイル)−ヒドラジド;3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−エチル−2,2−ジメチル−プロピル)−N’−(3−メトキシ−2−メチル−ベンゾイル)−ヒドラジド;3,5−ジメトキシ−4−メチル−安息香酸N−(1−エチル−2,2−ジメチル−プロピル)−N’−(3−メトキシ−2−メチル−ベンゾイル)−ヒドラジド;3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3−メトキシ−2−メチル−ベンゾイル)−ヒドラジド;3,5−ジメトキシ−4−メチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(3−メトキシ−2−メチル−ベンゾイル)−ヒドラジド;3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−エチル−2,2−ジメチル−プロピル)−N’−(2−エチル−3−メトキシ−ベンゾイル)−ヒドラジド;3,5−ジメトキシ−4−メチル−安息香酸N−(1−エチル−2,2−ジメチル−プロピル)−N’−(2−エチル−3−メトキシ−ベンゾイル)−ヒドラジド;3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(2−エチル−3−メトキシ−ベンゾイル)−ヒドラジド;3,5−ジメトキシ−4−メチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(2−エチル−3−メトキシ−ベンゾイル)−ヒドラジド;2−メトキシ−ニコチン酸N−(1−tert−ブチル−ペンチル)−N’−(4−エチル−ベンゾイル)−ヒドラジド;3,5−ジメチル−安息香酸N−(2,2−ジメチル−1−フェニル−プロピル)−N’−(4−エチル−ベンゾイル)−ヒドラジド;3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ペンチル)−N’−(3−メトキシ−2−メチル−ベンゾイル)−ヒドラジド;および3,5−ジメトキシ−4−メチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ペンチル)−N’−(3−メトキシ−2−メチル−ベンゾイル)−ヒドラジドのうちのいずれかから選択しうるがこれらに限定されない。
場合によって、エクジソン受容体ベースの誘導性遺伝子スイッチの、用量調節性制御のために使用されるリガンドは、エクジソン、20−ヒドロキシエクジソン、ポナステロンA、ムリステロンAなどのecdyステロイド、9−cis−レチノイン酸、レチノイン酸の合成類似体、それらの各々が参照により本明細書に組み込まれる、米国特許第6,013,836号明細書;同第5,117,057号明細書;同第5,530,028号明細書;および同第5,378,726号明細書、ならびに米国出願公開第2005/0209283号明細書および同第2006/0020146号明細書において開示されているN,N’−ジアシルヒドラジンなどのN,N’−ジアシルヒドラジン;米国出願公開第2004/0171651号明細書において記載されているオキサゾリン;欧州出願第461,809号明細書において開示されているジベンゾイルアルキルシアノヒドラジンなどのジベンゾイルアルキルシアノヒドラジン;米国特許第5,225,443号明細書において開示されているN−アルキル−N,N’−ジアロイルヒドラジンなどのN−アルキル−N,N’−ジアロイルヒドラジン;欧州出願第234,994号明細書において開示されているN−アシル−N−アルキルカルボニルヒドラジンなどのN−アシル−N−アルキルカルボニルヒドラジン;米国特許第4,985,461号明細書において記載されているN−アロイル−N−アルキル−N’−アロイルヒドラジンなどのN−アロイル−N−アルキル−N’−アロイルヒドラジン;米国出願公開第2004/0049037号明細書において記載されているアルニドケトンなどのアルニドケトン;3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−N−イソブチル−ベンズアミド、8−O−アセチルハルパジド、オキシステロール、22(R)ヒドロキシコレステロール、24(S)ヒドロキシコレステロール、25−エポキシコレステロール、T0901317、5−アルファ−6−アルファ−エポキシコレステロール−3−スルフェート(sulfate)(ECHS)、7−ケトコレステロール−3−スルフェート(sulfate)、フラメゾール、胆汁酸、1,1−ビホスホネート(biphosphonate)エステル、若年性ホルモンIIIなどを含む、他の類似の材料のうちのいずれかから選択しうるがこれらに限定されない。本開示において有用なジアシルヒドラジンリガンドの例は、RG−115819(3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−エチル−2,2−ジメチル−プロピル)−N’−(2−メチル−3−メトキシ−ベンゾイル)−ヒドラジド)、RG−115932((R)−3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(2−エチル−3−メトキシ−ベンゾイル)−ヒドラジド)、およびRG−115830(3,5−ジメチル−安息香酸N−(1−tert−ブチル−ブチル)−N’−(2−エチル−3−メトキシ−ベンゾイル)−ヒドラジド)を含む。例えば、それらのいずれもが参照によりそれらの全体において本明細書に組み込まれる、米国特許出願第12/155,111号明細書およびPCT出願/米国出願第2008/006757号明細書を参照されたい。
サイトカイン
ある特定の実施形態では、本明細書で提示されるHBVワクチン抗原は、他のサイトカインと共に、共送達され、かつ/または共発現しうる(例えば、同じHBV抗原送達ベクターの一部として、または別個のベクターを介して)。本明細書では、遺伝子スイッチポリペプチドおよびサイトカイン、またはこれらの変異体もしくは誘導体をコードするポリヌクレオチド、ならびにこれらを組み込む方法および系が提示される。サイトカインとは、細胞のシグナル伝達に関与する、約5〜20kDaの間の、小型タンパク質の類別である。一部の場合には、サイトカインは、ケモカイン、インターフェロン、インターロイキン、コロニー刺激因子、または腫瘍壊死因子を含む。一部の実施形態では、ケモカインは、細胞の遊走を導く、化学誘引物質としての役割を果たし、4つのサブファミリー:CXC、CC、CX3C、およびXCへと分類される。例示的なケモカインは、CCサブファミリー:CCL1、CCL2(MCP−1)、CCL3、CCL4、CCL5(RANTES)、CCL6、CCL7、CCL8、CCL9(またはCCL10)、CCL11、CCL12、CCL13、CCL14、CCL15、CCL16、CCL17、CCL18、CCL19、CCL20、CCL21、CCL22、CCL23、CCL24、CCL25、CCL26、CCL27、およびCCL28;CXCサブファミリー:CXCL1、CXCL2、CXCL3、CXCL4、CXCL5、CXCL6、CXCL7、CXCL8、CXCL9、CXCL10、CXCL11、CXCL12、CXCL13、CXCL14、CXCL15、CXCL16、およびCXCL17;XCサブファミリー:XCL1およびXCL2;ならびにCX3CサブファミリーであるCX3CL1に由来するケモカインを含む。
ある特定の実施形態では、本明細書で提示されるHBVワクチン抗原は、他のインターフェロンと共に、共送達され、かつ/または共発現しうる(例えば、同じHBV抗原送達ベクターの一部として、または別個のベクターを介して)。インターフェロン(IFN)は、I型インターフェロン(例えば、IFN−α、IFN−β、IFN−ε、IFN−κ、およびIFN−ω)、II型インターフェロン(例えば、IFN−γ)、およびIII型インターフェロンを含む。一部の実施形態では、IFN−αは、IFNA1、IFNA2、IFNA4、IFNA5、IFNA6、IFNA7、IFNA8、IFNA10、IFNA13、IFNA14、IFNA16、IFNA17、およびIFNA21を含む、約13の亜型へとさらに分類される。
ある特定の実施形態では、本明細書で提示されるHBVワクチン抗原は、他のインターロイキンと共に、共送達され、かつ/または共発現しうる(例えば、同じHBV抗原送達ベクターの一部として、または別個のベクターを介して)。インターロイキンは、白血球(leukocyte)または白血球(white blood cell)により発現され、Tリンパ球およびBリンパ球ならびに造血細胞の発生および分化を促進する。例示的なインターロイキンは、IL−1、IL−2、IL−3、IL−4、IL−5、IL−6、IL−7、IL−8(CXCL8)、IL−9、IL−10、IL−11、IL−12、IL−13、IL−14、IL−15、IL−16、IL−17、IL−18、IL−19、IL−20、IL−21、IL−22、IL−23、IL−24、IL−25、IL−26、IL−27、IL−28、IL−29、IL−30、IL−31、IL−32、IL−33、IL−35、およびIL−36を含む。一部の実施形態では、インターロイキンは、IL−2、IL−12、IL−15、IL−21、またはIL−15とIL−15Rαとの融合体である。
一部の態様では、インターロイキンは、IL−12を含みうる。一部の実施形態では、IL−12は、単鎖IL−12(scIL−12)、プロテアーゼ感受性IL−12、不安定化IL−12、膜結合型IL−12、または挿入IL−12である。一部の実施形態では、IL−12は、マウスIL−12サブユニットベータ(p40)(配列番号206)である。場合によって、IL−12変異体は、それらの全てが、参照によりそれらの全体において組み込まれる、国際公開第2015/095249号パンフレット、国際公開第2016/048903号パンフレット、国際公開第2017/062953号パンフレットにおいて記載されている通りである。
一部の実施形態では、インターロイキンは、mbIL−15を含む。一部の実施形態では、mbIL−15は、本明細書で記載される改変エフェクター細胞を用いて共発現させうる、膜結合型キメラIL−15である。一部の実施形態では、mbIL−15は、全長IL−15Rα、またはこれらの機能的な断片もしくは変異体とインフレームで融合させた、全長IL−15(例えば、天然IL−15ポリペプチド)、またはこれらの断片もしくは変異体を含む。場合によって、IL−15を、IL−15Rαへと、リンカーを介して、間接的に連結する。場合によって、IL−15は、IL−15Rαへと、リンカーを介して、間接的に連結される。場合によって、mbIL−15は、Hurton et al., 2016において記載されている通りである。
ある特定の実施形態では、本明細書で提示されるHBVワクチン抗原は、他の腫瘍壊死因子と共に、共送達され、かつ/または共発現しうる(例えば、同じHBV抗原送達ベクターの一部として、または別個のベクターを介して)。腫瘍壊死因子(TNF)とは、アポトーシスをモジュレートするサイトカインの群である。一部の場合には、TNFファミリー内には、TNFα、リンホトキシンアルファ(LT−アルファ)、リンホトキシンベータ(LT−ベータ)、T細胞抗原であるgp39(CD40L)、CD27L、CD30L、FASL、4−1BBL、OX40L、およびTNF放出型アポトーシス誘導リガンド(TRAIL)を含むがこれらに限定されない、約19のメンバーが存在する。
ある特定の実施形態では、本明細書で提示されるHBVワクチン抗原は、他のコロニー刺激因子と共に、共送達され、かつ/または共発現しうる(例えば、同じHBV抗原送達ベクターの一部として、または別個のベクターを介して)。コロニー刺激因子(CSF)とは、造血幹細胞の表面上の受容体タンパク質と相互作用する、分泌糖タンパク質であって、その後、細胞の増殖および特異的種類の血液細胞への分化をモジュレートする分泌糖タンパク質である。一部の場合には、CSFは、マクロファージコロニー刺激因子、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子(GM−CSF)、顆粒球コロニー刺激因子(G−CSF)、またはプロメガポエチンを含む。
一部の実施形態では、サイトカインは、本明細書で記載されるキメラ抗原受容体と共に共発現する膜結合型サイトカインである。一部の実施形態では、1または複数の、本明細書で記載される方法は、サイトカインの投与をさらに含む。一部の場合には、サイトカインは、ケモカイン、インターフェロン、インターロイキン、コロニー刺激因子、または腫瘍壊死因子を含む。一部の場合には、1または複数の本明細書で記載される方法は、ケモカイン、インターフェロン、インターロイキン、コロニー刺激因子、または腫瘍壊死因子から選択されるサイトカインの投与をさらに含む。一部の場合には、1または複数の、本明細書で記載される方法は、IL2、IL7、IL12、IL−15、IL−15とIL−15Rαとの融合体、IL−21、IFNγ、またはTNF−αから選択されるサイトカインの投与をさらに含む。
インターロイキン12
特定の実施形態では、本明細書で提示されるHBVワクチン抗原は、インターロイキン12と共に、共送達され、かつ/または共発現しうる(例えば、同じHBV抗原送達ベクターの一部として、または別個のベクターを介して)。インターロイキン12(IL−12)とは、抗原の刺激に応答して、樹状細胞、マクロファージ、好中球、およびヒトBリンパ芽球様細胞(NC−37)により、天然で産生されるインターロイキンである。IL−12は、4つのアルファヘリックスによるバンドルから構成される。IL−12は、2つの別個の遺伝子である、IL−12A(p35)およびIL−12B(p40)によりコードされる、ヘテロ二量体のサイトカインである。活性のヘテロ二量体(p70と称する)およびp40のホモ二量体は、タンパク質の合成後に形成される。IL−12は、免疫系の、最強の調節因子である。IL−12は、NK細胞およびT細胞を活性化させることにより、免疫応答を促進する(図18)。
本明細書では、HBV組換えワクチンの組成物、キット、およびこれを含むシステム、ならびにこれを作る方法が提示される。本開示は、多重欠失ゴリラアデノベクター(GC46)(配列番号61〜63)内に構築された、HBV抗原デザイン(HBVデザイン1〜5)を提示する。本明細書ではまた、遺伝子スイッチポリペプチドおよびIL−12、またはこれらの変異体もしくは誘導体をコードするポリヌクレオチド、ならびにこれを組み込む方法およびシステム(図8)も提示される。
リンカー
また、本明細書で記載されるポリヌクレオチドおよびポリペプチドの発現および機能性を促進するリンカーを含む構築物も開示される。一部の実施形態では、ポリヌクレオチドリンカーは、本明細書で記載されるポリヌクレオチド内で用いることができる。ポリヌクレオチドリンカーは、本明細書で記載されるポリヌクレオチドを含むベクターと適合性である末端構造を創出するように付加されうる、所望の制限部位を含有する、DNAの二本鎖セグメントでありうる。場合によって、ポリヌクレオチドリンカーは、本明細書で記載されるポリヌクレオチドを含むベクターを修飾するために有用でありうる。例えば、ポリヌクレオチドリンカーを含む、ベクターの修飾は、複数のクローニング部位の変化、またはポリヒスチジンテールの付加でありうる。ポリヌクレオチドリンカーはまた、平滑末端インサートDNAの末端を、制限酵素により切断され、粘着末端を伴うベクターへのクローニングに適応させるのに使用することもできる。ポリヌクレオチドリンカーの使用は、ベクターへの平滑末端ライゲーションより効率的な場合があり、後段の適用において、インサートを、ベクターから放出する方法をもたらしうる。場合によって、インサートは、治療適用に有用なポリペプチドをコードするポリヌクレオチド配列でありうる。場合によって、リンカーは、切断可能リンカーでありうる。
ポリヌクレオチドリンカーは、オリゴマーでありうる。ポリヌクレオチドリンカーは、DNA二本鎖、DNA一本鎖、またはこれらの組合せでありうる。場合によって、リンカーは、RNAでありうる。場合によって、ポリヌクレオチドリンカーは、T4リガーゼにより、本明細書で記載されるポリヌクレオチドを含むベクターへとライゲーションすることができる。ライゲーションを容易とするために、過剰量のポリヌクレオチドリンカーを、インサートおよびベクターを含む組成物へと添加することができる。場合によって、リンカーを導入する前に、インサートおよびベクターを前処理する。例えば、メチラーゼによる前処理により、インサートDNAの望ましくない切断を防止することができる。
ある特定の実施形態では、本明細書で記載されるポリヌクレオチドによりコードされる、2つまたはこれを超えるポリペプチドは、介在リンカーポリペプチドをコードする介在配列により隔てることができる。本明細書では、ポリヌクレオチドによりコードされる、2つまたはこれを超えるポリペプチドを隔てるアミノ酸配列を指す、「介在リンカーポリペプチド」という用語は、膜貫通ドメインを、細胞表面ポリペプチド(例えば、天然ポリペプチドのトランケート型変異体を含む)へと接続するように、本明細書で開示されるポリペプチド構築物内に、任意選択で組み入れられる、アミノ酸の配列を指す、「ペプチドリンカー」という用語と区別される。ある特定の場合には、介在リンカーは、易切断性介在リンカーポリペプチドである。一部の実施形態では、リンカーは、切断可能リンカーまたはリボソームスキッピングリンカーである。一部の実施形態では、切断可能リンカーまたはリボソームスキッピングリンカー配列は、2A、GSG−2A、GSGリンカー、SGSGリンカー、フューリンリンク、ならびにこれらの変異体および誘導体からなる群から選択される。一部の実施形態では、2Aリンカーは、p2Aリンカー、T2Aリンカー、F2Aリンカー、またはE2Aリンカーである。一部の実施形態では、目的のポリペプチドは、易切断性介在リンカーポリペプチドにより連結された、融合タンパク質として発現する。ある特定の実施形態では、易切断性介在リンカーポリペプチドは、F/T2A、T2A、p2A、2A、GSG−p2A、GSGリンカー、およびフューリンリンク変異体のうちの、任意の1または複数でありうる。2017年5月18日に公表された、PCT/米国出願第2016/061668号明細書(国際公開第2017083750号パンフレット)において開示されるリンカー(ポリヌクレオチド配列およびポリペプチド配列)は、参照により本明細書に組み込まれる。ある特定の実施形態では、リンカーポリペプチドは、下記の表に開示されたリンカーポリペプチドを含む。
Figure 2021514666
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一部の実施形態では、介在リンカーポリペプチドは、ホイットローリンカー(配列番号64)、GSGリンカー(配列番号66)、SGSGリンカー(配列番号67)、(G4S)3リンカー(配列番号68)、フューリン切断部位/フューリンク(Furlink)1(配列番号69)、Fmdvリンカー(配列番号70)、トセア・アシグナ(Thosea asigna)ウイルス2A領域(T2A)(配列番号71)、フューリン−GSG−T2A(配列番号72)、フューリン−SGSG−T2A(配列番号73)、ブタテッショウウイルス1 2A領域(P2A)(配列番号74)、GSG−P2A(配列番号75)、A型ウマ鼻炎ウイルス2A領域(E2A)(配列番号76)、または口蹄疫ウイルス2A領域(F2A)(配列番号78)のアミノ酸配列との、少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、95%、99%、99.5%、または100%の同一性を有するアミノ酸配列を含む(表2)。場合によって、介在リンカーポリペプチドは、リンカー(配列番号65、79〜80)のアミノ酸配列との、少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、95%、99%、99.5%、または100%の同一性を有するアミノ酸配列を含む。場合によって、ウイルス2A配列を使用することができる。2Aエレメントは、5〜100塩基対を有するIRESより短くなりうる。場合によって、2A配列は、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、または100ヌクレオチドの長さを有しうる。2Aを連結された遺伝子は、単一のオープンリーディングフレーム内で発現させることができ、「自己切断」は、2AポリペプチドC末端の、最後の2つのアミノ酸であるG−P間で、共翻訳的に生じることが可能であり、等量の共発現タンパク質をもたらす。
ウイルス2A配列は、約20アミノ酸でありうる。場合によって、ウイルス2A配列は、コンセンサスモチーフである、Asp−Val/Ile−Glu−X−Asn−Pro−Gly−Proを含有しうる。コンセンサスモチーフ配列は、共翻訳的に作用しうる。例えば、グリシン残基とプロリン残基との、正常なペプチド結合の形成を防止することができ、これは、リボソームスキッピングおよび新生ポリペプチドの切断を結果としてもたらしうる。この効果は、等モルレベルで、複数の遺伝子をもたらしうる。
2Aペプチドは、単一のオープンリーディングフレーム内の、複数のタンパク質の、その後、リボソームスキッピング機構を介して、個別のポリペプチドへと切断されうる、ポリペプチドへの翻訳を可能としうる(Funston et al., J. Gen. Virol. 89(Pt 2):389-96 (2008))。一部の実施形態では、2A配列は、F/T2A、T2A、p2A、2A、T2A、E2A、F2A、およびBmCPV2A、BmIFV2A、ならびにこれらの任意の組合せを含みうる。
場合によって、ベクターは、IRES配列および2Aリンカー配列を含みうる。他の場合には、2Aペプチドと連結された、複数の遺伝子の発現は、2Aペプチドに前置されたスペーサー配列(GSG)により容易とすることができる。場合によって、構築物は、スペーサー、リンカー、アダプター、プロモーター、またはこれらの組合せを組み合わせうる。例えば、リンカーは、異なる2Aペプチドと共に、スペーサー(SGSGリンカーまたはGSGリンカーまたはホイットローリンカー)およびフューリンリンカー(R−A−K−R)切断部位を有しうる。スペーサーは、I−Ceuiでありうる。場合によって、リンカーは、操作することができる。例えば、リンカーは、疎水性などの化学的特徴を含むようにデザインすることができる。場合によって、少なくとも2つのリンカー配列は、同じタンパク質をもたらしうる。他の場合には、複数のリンカーを、ベクター内で使用することができる。例えば、目的の遺伝子は、少なくとも2つのリンカーにより隔てることができる。
ある特定の実施形態では、本明細書で記載されるポリヌクレオチドによりコードされる、2つまたはこれを超えるポリペプチドは、リンカーポリペプチドをコードする介在配列により隔てることができる。ある特定の場合には、リンカーは、易切断性リンカーである。一部の実施形態では、目的のポリペプチドは、易切断性介在リンカーポリペプチドにより連結された、融合タンパク質として発現する。ある特定の実施形態では、易切断性リンカーポリペプチドは、下記で記載されるフューリンリンク、fmdv、p2a、GSG−p2a、および/またはfp2aのうちの、任意の1つまたは2つでありうる。場合によって、リンカーは、APVKQGSG(配列番号96)である。
ある特定の場合には、リンカーポリペプチドは、アミノ酸配列「RAKR」(配列番号86)を含みうる。ある特定の場合には、フューリンリンカーポリペプチドは、「CGTGCAAAGCGT」(配列番号69)または「AGAGCTAAGAGG」(配列番号130)を含むポリヌクレオチド配列によりコードされうる。
一部の実施形態では、リンカーは、本明細書で記載されるポリヌクレオチド内で用いることができる。リンカーは、可動性(flexible)リンカー、剛直性(rigid)リンカー、in vivo切断可能リンカー、またはこれらの任意の組合せでありうる。場合によって、リンカーは、機能的ドメインを、併せて連結する(可動性リンカーおよび剛直性リンカーの場合のように)場合もあり、in vivo切断可能リンカーの場合のように、機能的ドメインを、in vivoにおいて放出する場合もある。
リンカーは、生物学的活性を改善し、発現収率を増大させ、所望の薬物動態プロファイルを達成しうる。リンカーはまた、ヒドラゾン、ペプチド、ジスルフィド、またはチオエーテル(thioesther)も含みうる。
場合によって、本明細書で記載されるリンカー配列は、可動性リンカーを含みうる。可動性リンカーは、接合されるドメインが、ある程度の移動または相互作用を必要とする場合に適用することができる。可動性リンカーは、小型、非極性(例えば、Gly)、または極性(例えば、SerまたはThr)のアミノ酸から構成されうる。可動性リンカーは、Gly残基およびSer残基の連なりから主になる配列(「GS」リンカー)を有しうる。可動性リンカーの例は、(Gly−Gly−Gly−Gly−Ser)nの配列(配列番号150)を有しうる。コピー数である「n」を調整することにより、この例示的GSリンカーの長さを最適化して、機能的ドメインの適切な分離を達成することもでき、必要なドメイン間相互作用を維持することもできる。GSリンカーのほかに、他の可動性リンカーも、組換え融合タンパク質に用いることができる。場合によって、可動性リンカーはまた、GlyおよびSerなど、小型アミノ酸または極性アミノ酸に富む場合もあるが、可動性を維持するように、ThrおよびAlaなど、さらなるアミノ酸を含有する場合もある。他の場合には、LysおよびGluなどの極性アミノ酸を使用して、可溶性を改善することができる。
本明細書で記載されるリンカー配列内に組み入れられる可動性リンカーは、良好な可動性および可溶性をもたらすように、GlyおよびSerなど、小型アミノ酸または極性アミノ酸に富む場合がある。可動性リンカーは、ある特定の移動または相互作用が、融合タンパク質ドメインに所望される場合に適切でありうる。加えて、可動性リンカーは、非可動性構造を有さない場合もあるが、機能的ドメイン間の距離を保持する、受動的リンカーとして用いられる場合もある。可動性リンカーの長さを調整して、適正なフォールディングを可能とすることもでき、融合タンパク質の最適な生物学的活性を可能とすることもできる。
本明細書で記載されるリンカーは、場合によって、剛直性リンカーをさらに含みうる。剛直性リンカーを用いて、ポリペプチドのドメイン間で、一定の距離を維持することができる。剛直性リンカーの例は、少数を挙げれば、アルファヘリックス形成リンカー、Proに富む配列、(XP)n、X−Pro骨格、A(EAAAK)nA(n=2〜5)でありうる。剛直性リンカーは、場合によって、αヘリックス構造を取ることにより、または複数のPro残基を含有することにより、比較的剛直な構造を呈しうる。
本明細書で記載されるリンカーは、場合によって、切断可能でありうる。他の場合に、リンカーは、切断可能でない。切断可能でないリンカーは、in vivo過程またはex vivo過程を通して、1つの分子として作用するように、機能的ドメインを、共有結合的に、一体に接合しうる。リンカーはまた、in vivoにおいても切断可能でありうる。切断可能リンカーは、in vivoにおいて、遊離の機能的ドメインを放出させるように導入することができる。切断可能リンカーは、少数を挙げれば、還元試薬、プロテアーゼの存在により切断することができる。例えば、ジスルフィド結合の還元を用いて、切断可能リンカーを作製することができる。ジスルフィドリンカーの場合、グルタチオンなど、チオールとのジスルフィド交換を介する切断イベントが、切断をもたらしうるであろう。他の場合には、in vivoにおける、組換え融合タンパク質内のリンカーの切断はまた、in vivoの、病理学的状態(例えば、がんまたは炎症)下、特異的な細胞内または組織内で発現する場合もあり、ある特定の細胞区画内に拘束される場合もある、プロテアーゼによっても実行されうる。場合によって、切断可能リンカーは、切断のターゲティングを可能としうる。例えば、多くのプロテアーゼの特異性は、拘束区画内のリンカーの緩徐な切断をもたらしうる。切断可能リンカーはまた、ヒドラゾン、ペプチド、ジスルフィド、またはチオエーテルも含みうる。例えば、ヒドラゾンは、血清中の安定性を付与しうる。他の場合には、ヒドラゾンは、酸性区画内の切断を可能としうる。酸性区画は、最大で7のpHを有しうる。リンカーはまた、チオエーテルも含みうる。チオエーテルは、非還元性でありうる。チオエーテルは、細胞内タンパク質分解のためにデザインすることができる。
ある特定の実施形態では、fmdvリンカーポリペプチドは、配列番号87と、少なくとも約45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、97%、98%、99%、または100%同一でありうる配列を含む。ある特定の実施形態では、fmdvリンカーポリペプチドは、2つまたはこれを超える融合タンパク質を連結する、単一のベクター内でコードされるリンカーのうちの1または複数である。ある特定の場合には、fmdvリンカーポリペプチドは、ポリヌクレオチドのオープンリーディングフレーム(ORF)の核酸配列によりコードされうる。場合によって、fmdvをコードするORFは、配列番号70)の配列を含むか、またはこれからなる。ある特定の実施形態では、fmdvをコードするポリヌクレオチドは、配列番号70と、少なくとも45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、97%、98%、99%、または100%同一である。
ある特定の場合には、リンカーポリペプチドは、「p2a」リンカーでありうる。ある特定の実施形態では、p2aポリペプチドは、配列番号91と、少なくとも約45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、97%、98%、99%、または100%同一でありうる配列を含みうる。ある特定の実施形態では、p2aリンカーポリペプチドは、2つまたはこれを超える融合タンパク質を連結する、単一のベクター内でコードされるリンカーのうちの1または複数でありうる。場合によって、p2aリンカーポリペプチドは、ポリヌクレオチドのオープンリーディングフレーム(ORF)の核酸配列によりコードされうる。ある特定の実施形態では、p2aをコードするORFは、配列番号74の配列を含むか、またはこれからなる。ある特定の場合には、p2aをコードするポリヌクレオチドは、配列番号74の場合もあり、これと、少なくとも約45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、97%、98%、99%、または100%同一な場合もある。
場合によって、リンカーポリペプチドは、「GSG−p2a」リンカーでありうる。ある特定の実施形態では、GSG−p2aリンカーポリペプチドは、配列番号92と、少なくとも約45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、97%、98%、99%、または100%同一でありうる配列を含みうる。ある特定の実施形態では、GSG−p2aリンカーポリペプチドは、2つまたはこれを超える融合タンパク質を連結する、単一のベクター内でコードされるリンカーのうちの1または複数でありうる。場合によって、GSG−p2aリンカーポリペプチドは、ポリヌクレオチドのオープンリーディングフレーム(ORF)の核酸配列によりコードされうる。GSG p2aをコードするORFは、配列番号75の配列を含みうる。場合によって、GSG−p2aをコードするポリヌクレオチドは、配列番号75の場合もあり、これと、少なくとも約45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、97%、98%、99%、または100%同一な場合もある。
リンカーポリペプチドは、本明細書で提示される「fp2a」リンカーでありうる。ある特定の実施形態では、fp2aリンカーポリペプチドは、配列番号95と、少なくとも約45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、97%、98%、99%、または100%同一でありうる配列を含みうる。ある特定の場合には、fp2aリンカーポリペプチドは、2つまたはこれを超える融合タンパク質を連結する、単一のベクター内でコードされるリンカーのうちの1または複数でありうる。場合によって、fp2aリンカーポリペプチドは、ポリヌクレオチドのオープンリーディングフレーム(ORF)の核酸配列によりコードされうる。ある特定の実施形態では、fp2aリンカーをコードするポリヌクレオチドは、配列番号78の場合もあり、これと、少なくとも約45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、97%、98%、99%、または100%同一な場合もある。
場合によって、リンカーは、操作することができる。例えば、リンカーは、疎水性などの化学的特徴を含むようにデザインすることができる。場合によって、少なくとも2つのリンカー配列は、同じタンパク質をもたらしうる。配列は、配列番号82、96、または97のポリペプチド配列と、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一でありうるか、またはほぼこれらの比率で同一でありうる。他の場合には、複数のリンカーを、ベクター内で使用することができる。例えば、本明細書で記載される、目的の遺伝子と、1または複数の遺伝子スイッチポリペプチド配列とは、少なくとも2つのリンカーにより隔てることができる。場合によって、遺伝子は、2つ、3つ、4つ、5つ、6つ、7つ、8つ、9つ、または最大で10のリンカーにより隔てることができる。
リンカーは、操作リンカーでありうる。リンカーをデザインする方法は、コンピュータ計算による方法でありうる。場合によって、コンピュータ計算による方法は、グラフ法を含みうる。コンピュータ計算法を使用して、データベースから導出された三次元ペプチド構造のライブラリーから、適切なペプチドを検索することができる。例えば、Brookhaven Protein Data Bank(PDB)を使用して、リンカーの選択されたアミノ酸の間の間隔の距離を測ることができる。
一部の実施形態では、フューリンポリペプチドおよび2Aポリペプチドを含むポリペプチド構築物をコードするポリヌクレオチドが提供されるが、この場合、フューリンポリペプチドおよび2Aポリペプチドは、少なくとも3つの疎水性アミノ酸を含むポリペプチドリンカーにより接続されている。場合によって、少なくとも3つの疎水性アミノ酸は、グリシン(Gly)(G)、アラニン(Ala)(A)、バリン(Val)(V)、ロイシン(Leu)(L)、イソロイシン(Ile)(I)、プロリン(Pro)(P)、フェニルアラニン(Phe)(F)、メチオニン(Met)(M)、トリプトファン(Trp)(W)からなるリストから選択される。場合によって、ポリペプチドリンカーはまた、1または複数のGSリンカー配列、例えば、(GS)n、(SG)n、(GSG)n、および(SGSG)n[配列中、nは、0〜15の任意の数でありうる]も含みうる。
ポリペプチド構築物の発現の改善を得る方法であって、第1の機能的ポリペプチドおよび第2の機能的ポリペプチドを含む前記ポリペプチド構築物をコードするポリヌクレオチドを用意するステップであって、前記第1の機能的ポリペプチドと、第2の機能的ポリペプチドとが、配列APVKQとの、少なくとも60%の同一性を伴う配列を含むリンカーポリペプチドにより接続されている、ステップと;宿主細胞内で、前記ポリヌクレオチドを発現させるステップであって、ポリペプチド構築物の発現の、配列APVKQとの、少なくとも60%の同一性を伴う配列を含むリンカーポリペプチドを有さない、対応するポリペプチド構築物と比較した改善を結果としてもたらすステップとを含む方法が提供される。
IRESエレメント
本明細書ではまた、本明細書で記載されるポリヌクレオチドおよびポリペプチドの発現および機能性を容易とする、IRESエレメントを含む構築物も開示される。本明細書で使用される「内部リボソーム進入部位(IRES)」という用語は、内部リボソーム進入部位を意味することが意図されうる。IRES配列を含むベクター内では、第1の遺伝子が、その独自の5’−UTRを伴う機構である、キャップ依存性のリボソーム走査により翻訳されうるのに対し、後続の遺伝子の翻訳は、リボソームの、IRESへの直接的な動員により、キャップ非依存的に達せられうる。IRES配列は、真核リボソームが結合し、5’キャップ末端に結合せずに、翻訳を開始することを可能としうる。IRES配列は、1つの転写物からの、複数の遺伝子の発現を可能としうる(Mountford and Smith 1995)。
本明細書で使用される「キャップ(CAP)」または「キャップ(cap)」という用語は、一般に、真核生物mRNAの5’末端へと、3’−5’連結された、7−メチルグアノシン(7meG−ppp−G)である修飾ヌクレオチドであって、このmRNAからのタンパク質の発現時に、正常な翻訳開始経路内で必要とされるエレメントとして用いられる修飾ヌクレオチドを指す。
ある特定の場合には、IRES領域は、ピコルナウイルス、脳心筋炎ウイルス、C型肝炎ウイルスのIRES配列など、ウイルスに由来しうる。他の場合には、IRES領域は、脳心筋炎ウイルスに由来しうる。本明細書で使用される「EMCV」または「脳心筋炎ウイルス」という用語は、ピコルナウイルス科(Picornaviridae)の属の、脳心筋炎ウイルス種の、任意のメンバーである単離株または株を指す。例は、EMCV−R(リュッカート)株ウイルス、コロンビアSKウイルスである。場合によって、真核開始因子4G、免疫グロブリン重鎖結合性タンパク質、c−mycがん原遺伝子、血管内皮増殖因子、線維芽細胞増殖因子1のIRES、またはこれらの任意の組合せまたは修飾など、細胞性IRESエレメントを使用することができる。場合によって、細胞性IRESは、ウイルスIRESと比較した場合の、遺伝子発現の増大を有しうる。
ウイルスのIRES配列、細胞性IRES配列、またはこれらの組合せを、ベクター内で用いることができる。IRESは、脳心筋炎ウイルス(EMCV)またはポリオウイルス(PV)に由来しうる。場合によって、IRESエレメントは、ポリオウイルス(PV)、脳心筋炎ウイルス(EMCV)、口蹄疫ウイルス(FMDV)、ブタテッショウウイルス1(PTV−1)、愛知ウイルス(AiV)、セネカバレーウイルス(SVV)、C型肝炎ウイルス(HCV)、豚コレラウイルス(CSFV)、ヒト免疫不全ウイルス2(HIV−2)、ヒト免疫不全ウイルス1(HIV−1)、モロニーマウス白血病ウイルス(MoMLV)、ネコ免疫不全ウイルス(FIV)、マウス乳がんウイルス(MMTV)、潜伏期ヒトサイトメガロウイルス(pUL138)、エプスタイン−バーウイルス(EBNA−1)、ヘルペスウイルスマレック病(MDVRLORF9)、SV40ポリシストロニック19S(SV4019S)、ムギクビレアブラムシ(Rhopalosiphum padi)ウイルス(RhPV)、クリケット麻痺ウイルス(CrPV)、ウスジロエダシャク(Ectropis obliqua)ピコルナ様ウイルス(EoPV)、チャバネアオカメムシ(Plautia stali)腸ウイルス(PSIV)、サシガメ属(Triatoma)ウイルス(TrV)、ミツバチ麻痺病シシストウイルス(IAPV、KBV)、ブラックカラン復帰ウイルス(BRV)、テンジクアオイ属(Pelargonium)斑入りウイルス(PFBV)、ハイビスカス退緑斑ウイルス(HCRSV)、アブラナ科感染トバモウイルス(CrTMV)、ジャガイモ葉巻ウイルス(PLRV)、タバコエッチウイルス(TEV)、ジアルジアウイルス(GLV)、リーシュマニア属(Leishmania)RNAウイルス1(LRV−1)、およびこれらの組合せまたは修飾からなる群から選択される。場合によって、IRESは、Apaf−1、XIAP、HIAP2/c−IAP1、DAP5、Bcl−2、c−myc、CAT−1、INR、分化LEF−1、PDGF2、HIF−1a、VEGF、FGF2、BiP、BAG−1、CIRP、p53、SHMT1、PITSLREp58、CDK1、Rpr、hid、hsp70、grim、skl、Antennapedia、dFoxO、dInR、Adh−Adhr、HSP101、ADH、URE−2,GPR1、NCE102、YMR181a、MSN1、BOI1、FLO8、GIC1、およびこれらの任意の組合せまたは修飾からなる群から選択される。IRESエレメントを、2つのオープンリーディングフレーム(ORF)の間に組み入れる場合、翻訳の開始は、第1のORF内の、カノニカルの5’−m7GpppNキャップ依存性機構、およびIRESエレメントの下流における、第2のORF内の、キャップ非依存性の機構により生じうる。
場合によって、遺伝子を、内部リボソーム進入部位(IRES)により連結することができる。IRESは、複数の遺伝子の、同時的な発現を可能としうる。例えば、IRES配列は、単一のmRNA転写物からの、複数のタンパク質の産生を許容しうる。リボソームは、IRESに、5’キャップ非依存的に結合し、翻訳を開始することが可能である。
場合によって、IRES配列は、500塩基対でありうるか、またはほぼこの長さでありうる。IRES配列は、300塩基対〜1000塩基対でありうる。例えば、IRESは、300、350、400、450、500、550、600、650、700、750、800、850、900、950、または1000塩基対の長さでありうる。
場合によって、IRES配列を含む、ベクター内の下流遺伝子の発現を、低減することができる。例えば、IRES配列に後続する遺伝子は、IRES配列に先行する遺伝子に対して、発現が低減されうる。発現の低減は、先行する遺伝子に対する、1%〜99%の低減でありうる。
発現を調節する方法
一実施形態では、操作細胞内の異種遺伝子の発現を調節する方法が提供される。異種遺伝子発現のリガンド誘導性制御のための遺伝子スイッチポリペプチドをコードするポリヌクレオチド、抗原結合性ポリペプチド、および異種遺伝子が提供される。場合によって、ポリヌクレオチドは、図1〜16のうちのいずれか1つにおいて描示されている、1または複数の遺伝子発現カセット内にある。別の場合には、ポリヌクレオチドは、ウイルスベクターまたは非ウイルスベクターを介して、操作細胞へと組み込まれる。ウイルスベクターは、レンチウイルスベクター、レトロウイルスベクター、またはアデノウイルスベクターを含みうる。非ウイルスベクターは、Sleeping Beautyトランスポゾンを含みうる。他の場合には、ポリヌクレオチドは、リコンビナーゼまたは遺伝子編集法を介して、操作細胞へと組み込まれる。リコンビナーゼの例は、本明細書で記載されるセリンリコンビナーゼである。遺伝子編集法の例は、CRISPR系またはArgnonaute系を含みうる。本明細書における「CRISPR遺伝子編集系」または「CRISPR系」とは、DNA配列の変化を、ゲノムの特異的領域へとターゲティングするための、任意のRNA誘導型のCasタンパク質媒介性過程を指す。本明細書における「Argonaute遺伝子編集系」とは、DNA配列の変化を、ゲノムの特異的領域へとターゲティングするための、任意の一本鎖DNA誘導型のArgonauteエンドヌクレアーゼ媒介性過程を指す。
医薬組成物および投与量
本開示は、本明細書で記載される、アデノウイルスまたはアデノウイルスベクターと、このための担体(例えば、薬学的に許容される担体)とを含む組成物を提示する。組成物は、担体、好ましくは、生理学的に(例えば、薬学的に)許容可能な担体と、アデノウイルスまたはアデノウイルスベクターとを含む、生理学的に許容される(例えば、薬学的に許容される)組成物であることが所望される。本開示の文脈内では、任意の適切な担体の使用が可能であり、当技術分野では、このような担体が周知である。担体の選出しは、部分的に、組成物の特定の使用(例えば、動物への投与)、および組成物を投与するのに使用される、特定の方法により決定されるであろう。理想的には、複製欠損型アデノウイルスベクターの文脈では、医薬組成物は、好ましくは、複製コンピテント型のアデノウイルスを含まない。医薬組成物は、任意選択で、滅菌でありうる。
適切な組成物は、抗酸化剤、緩衝剤、および静菌剤を含有しうる、水性および非水性の、等張性滅菌溶液、ならびに懸濁剤、可溶化剤、増粘剤、安定化剤、および保存剤を含みうる、水性および非水性の滅菌懸濁液を含む。組成物は、アンプルおよびバイアルなど、単位用量または複数回投与用量の密封容器により提示しうるが、使用の直前における、滅菌液体担体、例えば、水の添加だけを必要とする、凍結乾燥(freeze-dried(lyophilized))状態で保管することもできる。即席溶液および即席懸濁液は、滅菌粉末、滅菌顆粒、および滅菌錠剤から調製することができる。好ましくは、担体は、緩衝生理食塩液である。より好ましくは、アデノウイルスまたはアデノウイルスベクターは、アデノウイルスまたはアデノウイルスベクターを、投与の前の損傷から保護するように製剤化された、組成物の部分である。例えば、組成物は、ガラス容器、シリンジ、または注射針など、アデノウイルスまたはアデノウイルスベクターを、調製、保管、または投与するのに使用されるデバイス上における、アデノウイルスまたはアデノウイルスベクターの喪失を低減するように製剤化することができる。組成物は、アデノウイルスまたはアデノウイルスベクターの、光感受性および/または温度感受性を低下させるように製剤化することができる。この目的で、組成物は、好ましくは、例えば、上記で記載した液体担体など、薬学的に許容される液体担体、ならびにポリソルベート80、L−アルギニン、ポリ(ビニルピロリドン)、トレハロース、およびこれらの組合せからなる群から選択される安定化剤を含む。このような組成物の使用は、アデノウイルスまたはアデノウイルスベクターの保管寿命を延長し、その投与を容易とするであろう。アデノウイルスまたはアデノウイルスベクターを含有する組成物については、例えば、米国特許第6,225,289号明細書、米国特許第6,514,943号明細書、および国際特許出願公開第2000/034444号パンフレットにおいて、さらに記載されている。
組成物はまた、形質導入効率を増強するようにも製剤化することができる。加えて、当業者は、アデノウイルスまたはアデノウイルスベクターが、他の治療剤または生物学的活性薬剤と共に、組成物中に存在しうることも理解するであろう。例えば、アデノウイルスまたはアデノウイルスベクターの、in vivoにおける投与と関連する、腫脹および炎症を低減するように、イブプロフェンまたはステロイドなど、炎症を制御する因子も、組成物の一部でありうる。アデノウイルスまたはアデノウイルスベクターを使用して、抗原をコードする核酸配列を、宿主へと送達する場合、免疫系刺激因子またはアジュバント、例えば、インターロイキン、リポ多糖、または二本鎖RNAを投与して、抗原に対する、任意の免疫応答を増強または修飾することができる。既存の感染を処置し、かつ/または遺伝子導入手順と関連する感染など、将来の感染の危険性を低減するように、抗生剤、すなわち、殺微生物剤および殺真菌剤も存在しうる。
本明細書の一部の実施形態では、対象における投与のための、本明細書で開示される、ポリヌクレオチドまたはポリペプチドを含む組成物が開示される。場合によって、本明細書で開示される、ポリヌクレオチドまたはポリペプチドをコードし、任意選択で、サイトカインおよび/またはさらなる治療剤を含有する、改変エフェクター細胞組成物が開示される。場合によって、本明細書にはまた、エフェクター細胞を改変するための、キメラ抗原受容体の発現を調節するための、遺伝子スイッチポリペプチドをコードするベクターも含まれる。
一部の場合には、改変エフェクター細胞または遺伝子スイッチポリペプチドおよびキメラ抗原受容体をコードするベクターによる医薬組成物を、活性化合物の、薬学的に使用されうる調製物への加工を容易とする、賦形剤および補助剤を含む、1または複数の生理学的に許容される担体を使用する、常套的な形で製剤化する。適正な製剤は、選択される投与経路に依存する。本明細書で記載される医薬組成物の概要については、例えば、Remington: The Science and Practice ofPharmacy, Nineteenth Ed (Easton, Pa.: Mack Publishing Company, 1995); Hoover, John E., Remington’s Pharmaceutical Sciences, Mack Publishing Co., Easton, Pennsylvania 1975; Liberman, H.A. and Lachman, L., Eds., Pharmaceutical Dosage Forms, Marcel Decker, New York, N.Y., 1980; and Pharmaceutical Dosage Forms and Drug Delivery Systems, Seventh Ed. (Lippincott Williams & Wilkins 1999)において見出される。
医薬組成物は、任意選択で、例だけを目的として述べると、従来の混合工程、溶解工程、顆粒化工程、糖衣錠化工程、研和工程、乳化工程、カプセル化工程、封入工程、または圧縮工程など、従来の方式で製造される。
ある特定の実施形態では、組成物はまた、酢酸、ホウ酸、クエン酸、乳酸、リン酸、および塩酸などの酸;水酸化ナトリウム、リン酸ナトリウム、ホウ酸ナトリウム、クエン酸ナトリウム、酢酸ナトリウム、乳酸ナトリウム、およびトリス−ヒドロキシメチルアミノメタンなどの塩基を含む、1または複数のpH調整剤または緩衝剤;ならびにクエン酸塩/デキストロース、炭酸水素ナトリウム、および塩化アンモニウムなどの緩衝液も含みうる。このような酸、塩基、および緩衝剤は、組成物のpHを、許容可能な範囲で維持するのに必要とされる量で組み入れられる。
他の実施形態では、組成物はまた、組成物のオスモル濃度を、許容可能な範囲に収めるのに必要とされる量の、1または複数の塩も含みうる。このような塩は、ナトリウムカチオン、カリウムカチオン、またはアンモニウムカチオンと、塩化物アニオン、クエン酸アニオン、アスコルビン酸アニオン、ホウ酸アニオン、リン酸アニオン、重炭酸アニオン、硫酸アニオン、チオ硫酸アニオン、または亜硫酸水素アニオンとを有する塩を含み、適切な塩は、塩化ナトリウム塩、塩化カリウム塩、チオ硫酸ナトリウム塩、亜硫酸水素ナトリウム塩、および硫酸アンモニウム塩を含む。
本明細書で記載される医薬組成物は、経口投与経路、非経口(例えば、静脈内、皮下、筋内、脳内、脳室内、関節内、腹腔内、または頭蓋内)投与経路、鼻腔内投与経路、口腔内投与経路、舌下投与経路、または直腸内投与経路を含むがこれらに限定されない、任意の適切な投与経路により投与される。一部の場合には、医薬組成物を、非経口(例えば、静脈内、皮下、筋内、脳内、脳室内、関節内、腹腔内、または頭蓋内)投与のために製剤化する。
本明細書で記載される医薬組成物を、処置される個体による経口の服用のための、水性経口分散液、液体、ゲル、シロップ、エリキシル、スラリー、懸濁液など、固体経口剤形、エアゾール剤、制御放出製剤、即時融解製剤、発泡製剤、凍結乾燥製剤、錠剤、粉剤、丸剤、糖衣錠剤、カプセル剤、遅延放出製剤、持続放出製剤、パルス放出製剤、多粒子製剤、即時放出製剤と制御放出製剤との混合剤を含むがこれらに限定されない、任意の適切な剤形へと製剤化する。一部の実施形態では、医薬組成物を、カプセル剤へと製剤化する。一部の実施形態では、医薬組成物を、溶液(例えば、静脈内投与のための)へと製剤化する。場合によって、医薬組成物を、輸注液として製剤化する。場合によって、医薬組成物を、注射液として製剤化する。
本明細書で記載される、固体の医薬剤形は、任意選択で、本明細書で記載される化合物と、適合性の担体、結合剤、充填剤、懸濁剤、芳香剤、甘味剤、崩壊剤、分散剤、界面活性剤、滑沢剤、着色剤、希釈剤、可溶化剤、保湿剤、可塑化剤、安定化剤、浸透増強剤、湿潤剤、消泡剤、抗酸化剤、保存剤、またはこれらの1もしくは複数の組合せなど、1または複数の薬学的に許容される添加剤とを含む。
さらなる他の態様では、Remington's Pharmaceutical Sciences, 20th Edition (2000)において記載されている手順など、標準的なコーティング手順を使用して、組成物の周囲に、薄膜コーティングを施す。一部の実施形態では、組成物を、粒子(例えば、カプセルによる投与のための)へと製剤化し、粒子の一部または全部をコーティングする。一部の実施形態では、組成物を、粒子(例えば、カプセルによる投与のための)へと製剤化し、粒子の一部または全部をマイクロカプセル化する。一部の実施形態では、組成物を、粒子(例えば、カプセルによる投与のための)へと製剤化し、粒子の一部または全部をマイクロカプセル化せず、アンコーティングする。
ある特定の実施形態では、本明細書で提示される組成物はまた、微生物活性を阻害する、1または複数の保存剤も含みうる。適切な保存剤は、メルフェンおよびチオメルサールなどの水銀含有物質;安定化二酸化塩素;ならびに塩化ベンザルコニウム、臭化セチルトリメチルアンモニウム、および塩化セチルピリジニウムなどの四級アンモニウム化合物を含む。
「消泡剤」は、加工時における発泡であって、水性分散液の凝固、薄膜完成品中の気泡を結果としてもたらすか、または、一般に、加工を損なう発泡を低減する。例示的な抗発泡剤は、シリコンエマルジョン(silicon emulsion)またはセスキオレイン酸(sesquoleate)ソルビタンを含む。
「抗酸化剤」は、例えば、ブチル化ヒドロキシトルエン(BHT)、アスコルビン酸ナトリウム、アスコルビン酸、メタ重亜硫酸ナトリウム、およびトコフェロールを含む。ある特定の実施形態では、抗酸化剤は、必要とされる場合、化学的安定性を増強する。
本明細書で記載される製剤は、抗酸化剤、金属キレート化剤、チオールを含有する化合物、および他の一般的な安定化剤から利益を得る場合がある。このような安定化剤の例は、(a)約0.5%〜約2%w/vのグリセロール、(b)約0.1%〜約1%w/vのメチオニン、(c)約0.1%〜約2%w/vのモノチオグリセロール、(d)約1mM〜約10mMのEDTA、(e)約0.01%〜約2%w/vのアスコルビン酸、(f)0.003%〜約0.02%w/vのポリソルベート80、(g)0.001%〜約0.05%w/vのポリソルベート20、(h)アルギニン、(i)ヘパリン、(j)硫酸デキストラン、(k)シクロデキストリン、(l)ポリ硫酸ペントサン、および他のヘパリノイド、(m)マグネシウムおよび亜鉛などの二価カチオン、または(n)これらの組合せを含むがこれらに限定されない。
「結合剤」は、凝集性の性質を付与し、例えば、アルギン酸およびその塩;カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース(例えば、Methocel(登録商標))、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース(例えば、Klucel(登録商標))、エチルセルロース(例えば、Ethocel(登録商標))、および結晶セルロース(例えば、Avicel(登録商標))などのセルロース誘導体;微晶質デキストロース;アミロース;ケイ酸マグネシウムアルミニウム;多糖酸;ベントナイト;ゼラチン;ポリビニルピロリドン/酢酸ビニルコポリマー;クロスポビドン;ポビドン;デンプン;アルファデンプン;トラガント、デキストリン、スクロース(例えば、Dipac(登録商標))、グルコース、デキストロース、糖蜜、マンニトール、ソルビトール、キシリトール(例えば、Xylitab(登録商標))、およびラクトースなどの糖;アカシア、トラガント、ガッティガム、イサポールハスクの粘液、ポリビニルピロリドン(例えば、Polyvidone(登録商標)CL、Kollidon(登録商標)CL、Polyplasdone(登録商標)XL−10)、カラマツ由来のアラビノガラクタン(arabogalactan)、Veegum(登録商標)、ポリエチレングリコール、蝋、アルギン酸ナトリウムなどの天然ガムまたは合成ガムを含む。
「担体」または「担体材料」は、医薬中で一般に使用される任意の賦形剤を含み、イブルチニブおよび抗がん剤の化合物など、本明細書で開示される化合物との適合性、ならびに所望の剤形の放出プロファイル特性に基づき選択されるものとする。例示的な担体材料は、例えば、結合剤、懸濁剤、崩壊剤、充填剤、界面活性剤、可溶化剤、安定化剤、滑沢剤、保湿剤、希釈剤などを含む。「薬学的に適合性の担体材料」は、アカシア、ゼラチン、コロイド状二酸化ケイ素、グリセロリン酸カルシウム、カルシウム乳酸、マルトデキストリン、グリセリン、ケイ酸マグネシウム、ポリビニルピロリドン(PVP)、コレステロール、コレステロールエステル、カゼイン酸ナトリウム、ダイズレシチン、タウロコール酸、ホスファチジルコリン、塩化ナトリウム、リン酸三カルシウム、リン酸二カリウム、セルロースおよびセルロースコンジュゲート、糖、ステアロイル乳酸ナトリウム、カラギーナン、モノグリセリド、ジグリセリド、アルファデンプンなどを含みうるがこれらに限定されない。例えば、Remington: The Science and Practice of Pharmacy, Nineteenth Ed (Easton, Pa.: Mack Publishing Company, 1995)、Hoover, John E., Remington’s Pharmaceutical Sciences, Mack Publishing Co., Easton, Pennsylvania 1975、Liberman, H.A. and Lachman, L., Eds., Pharmaceutical Dosage Forms, Marcel Decker, New York, N.Y., 1980、およびPharmaceutical Dosage Forms and Drug Delivery Systems, Seventh Ed. (Lippincott Williams & Wilkins1999)を参照されたい。
「分散剤」および/または「粘性モジュレーティング剤」は、液体培地または顆粒化法またブレンド法を介して、薬物の拡散および均質性を制御する材料を含む。一部の実施形態では、これらの薬剤はまた、コーティングマトリックスまたはエローディングマトリックスの有効性も促進する。例示的な拡散促進剤/分散剤は、例えば、親水性ポリマー、電解質、Tween(登録商標)60またはTween(登録商標)80、PEG、ポリビニルピロリドン(PVP;市販品では、Plasdone(登録商標)として公知である)、and例えば、ヒドロキシプロピルセルロース(例えば、HPC、HPC−SL、およびHPC−L)、ヒドロキシプロピルメチルセルロース(例えば、HPMC K100、HPMC K4M、HPMC K15M、およびHPMC K100M)、カルボキシメチルセルロースナトリウム(carboxymethylcellulose sodium)、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、フタル酸ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ステアリン酸酢酸ヒドロキシプロピルメチルセルロース(HPMCAS)、非晶質セルロースなど、炭水化物ベースの分散剤、ケイ酸マグネシウムアルミニウム、トリエタノールアミン、ポリビニルアルコール(PVA)、ビニルピロリドン/酢酸ビニルコポリマー(S630)、酸化エチレンおよびホルムアルデヒドを伴う、4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)−フェノールポリマー(チロキサポールとしてもまた公知である)、ポロキサマー(例えば、酸化エチレンと、酸化プロピレンとのブロックコポリマーである、Pluronics F68(登録商標)、Pluronics F88(登録商標)、およびPluronics F108(登録商標));およびポロキサミン(例えば、酸化プロピレンおよび酸化エチレンの、エチレンジアミンへの逐次的付加から導出される四官能性ブロックコポリマーである、Poloxamine 908(登録商標)(BASF Corporation、Parsippany、N.J.)としてもまた公知のTetronic 908(登録商標))、ポリビニルピロリドンK12、ポリビニルピロリドンK17、ポリビニルピロリドンK25、またはポリビニルピロリドンK30、ポリビニルピロリドン/酢酸ビニルコポリマー(S−630)、ポリエチレングリコール(例えば、ポリエチレングリコールは、約300〜約6000、または約3350〜約4000、または約7000〜約5400の分子量を有しうる)、カルボキシメチルセルロースナトリウム、メチルセルロース、ポリソルベート80、アルギン酸ナトリウム、例えば、トラガントガムおよびアカシアガム、グアルガムなどのガム、キサンタンガムを含むキサンタン、糖、例えば、カルボキシメチルセルロースナトリウム、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロースナトリウムなどのセルロース誘導体、ポリソルベート80、アルギン酸ナトリウム、モノラウリン酸ポリエトキシル化ソルビタン、モノラウリン酸ポリエトキシル化ソルビタン、ポビドン、カルボマー、ポリビニルアルコール(PVA)、アルギン酸塩、キトサン、およびこれらの組合せを含む。セルロースまたはトリエチルセルロースなどの可塑化剤もまた、分散剤として使用することができる。特に、リポソーム分散液中および自己乳化分散液中で有用な分散剤は、ジミリストイルホスファチジルコリン、鶏卵に由来する天然ホスファチジルコリン、鶏卵に由来する天然ホスファチジルグリセロール、コレステロール、およびイソプロピルミリスチン酸である。
1または複数のエロージョン促進剤の、1または複数の拡散促進剤との組合せもまた、本組成物中で使用することができる。
「希釈剤」という用語は、送達の前に、目的の化合物を希釈するのに使用される化合物を指す。希釈剤はまた、より安定的な環境をもたらしうるため、化合物を安定化させるのにも使用することができる。当技術分野では、緩衝液中に溶解させた塩(これはまた、pHの制御または維持ももたらしうる)を、リン酸緩衝生理食塩液溶液を含むがこれらに限定されない希釈剤として用いる。ある特定の実施形態では、希釈剤は、組成物のバルクを増大させて、圧縮を容易とするか、またはカプセルの充填のための均質なブレンドに十分なバルクを創出する。このような化合物は、例えば、ラクトース、デンプン、マンニトール、ソルビトール、デキストロース、Avicel(登録商標)などの結晶セルロース;二塩基性リン酸カルシウム、リン酸二カルシウム二水和物;リン酸三カルシウム、リン酸カルシウム;無水ラクトース、噴霧乾燥ラクトース;アルファデンプン、Di−Pac(登録商標)(Amstar)などの圧縮糖;マンニトール、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ステアリン酸酢酸ヒドロキシプロピルメチルセルロース、スクロースベースの希釈剤、粉砂糖;一塩基性硫酸カルシウム一水和物、硫酸カルシウム二水和物;乳酸カルシウム三水和物、デキストレート(dextrate);加水分解シリアル固形、アミロース;粉末セルロース、炭酸カルシウム;グリシン、カオリン;マンニトール、塩化ナトリウム;イノシトール、ベントナイトなどを含む。
「充填剤」は、ラクトース、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム、二塩基性リン酸カルシウム、硫酸カルシウム、結晶セルロース、セルロース 粉末、デキストロース、デキストレート(dextrate)、デキストラン、デンプン、アルファデンプン、スクロース、キシリトール、ラクチトール、マンニトール、ソルビトール、塩化ナトリウム、ポリエチレングリコールなどの化合物を含む。
「滑沢剤」および「流動促進剤」とは、材料の接着または摩擦を防止、低減、または阻害する化合物である。例示的な滑沢剤は、例えば、ステアリン酸、水酸化カルシウム、滑石、フマル酸ステアリルナトリウム、鉱物油などの炭化水素、または水素化ダイズ油(Sterotex(登録商標))などの水素化植物油、高脂肪酸、ならびにアルミニウム、カルシウム、マグネシウム、亜鉛など、それらのアルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩、ステアリン酸、ステアリン酸ナトリウム、グリセロール、滑石、蝋、Stearowet(登録商標)、ホウ酸、安息香酸ナトリウム、ナトリウム酢酸、塩化ナトリウム、ロイシン、ポリエチレングリコール(例えば、PEG−4000)、またはCarbowax(商標)などのメトキシポリエチレングリコール、ナトリウムオレイン酸、安息香酸ナトリウム、ベヘン酸グリセリル、ポリエチレングリコール、ラウリル硫酸マグネシウムまたはラウリル硫酸ナトリウム、Syloid(商標)、Cab−O−Sil(登録商標)などのコロイド状シリカ、トウモロコシデンプンなどのデンプン、シリコーン油、界面活性剤などを含む。
「可塑化剤」とは、マイクロカプセル化材料を軟化させるのに使用される化合物、またはマイクロカプセル化材料の脆性を低下させるフィルムコーティングである。適切な可塑化剤は、例えば、PEG 300、PEG 400、PEG 600、PEG 1450、PEG 3350、およびPEG 800などのポリエチレングリコール、ステアリン酸、プロピレングリコール、オレイン酸、トリエチルセルロース、およびトリアセチンを含む。一部の実施形態では、可塑化剤はまた、分散剤または保湿剤としても機能しうる。
「可溶化剤」は、トリアセチン、クエン酸トリエチル、オレイン酸エチル、カプリル酸エチル、ラウリル硫酸ナトリウム、ナトリウムドクセート(doccusate)、ビタミンE TPGS、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン、N−ヒドロキシエチルピロリドン、ポリビニルピロリドン、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルシクロデキストリン、エタノール、n−ブタノール、イソプロピルアルコール、コレステロール、胆汁塩、ポリエチレングリコール200〜600、グリコフロール、トランスクトール、プロピレングリコール、およびジメチルイソソルビドなどの化合物を含む。
「安定化剤」は、任意の抗酸化薬剤、緩衝液、酸、保存剤などの化合物を含む。
「懸濁剤」は、ポリビニルピロリドン、例えば、ポリビニルピロリドンK12、ポリビニルピロリドンK17、ポリビニルピロリドンK25、またはポリビニルピロリドンK30、ビニルピロリドン/酢酸ビニルコポリマー(S630)、ポリエチレングリコール(例えば、ポリエチレングリコールは、約300〜約6000、または約3350〜約4000、または約7000〜約5400の分子量を有しうる)、カルボキシメチルセルロースナトリウム、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ステアリン酸酢酸ヒドロキシメチルセルロース、ポリソルベート80、ヒドロキシエチルセルロース、アルギン酸ナトリウム、例えば、トラガントガムおよびアカシアガム、グアルガムなどのガム、キサンタンガムを含むキサンタン、糖、例えば、カルボキシメチルセルロースナトリウム、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロースナトリウム、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロースなどのセルロース誘導体、ポリソルベート80、アルギン酸ナトリウム、モノラウリン酸ポリエトキシル化ソルビタン、モノラウリン酸ポリエトキシル化ソルビタン、ポビドンなどの化合物を含む。
「界面活性剤」は、ラウリル硫酸ナトリウム、ナトリウムドクセート(docusate)、Tween 60またはTween 80、トリアセチン、ビタミンE TPGS、モノオレイン酸ソルビタン、モノオレイン酸ポリオキシエチレンソルビタン、ポリソルベート(polysorbate)、ポロキサマー、胆汁塩、モノステアリン酸グリセリン、酸化エチレンと酸化プロピレンとのコポリマー、例えば、Pluronic(登録商標)(BASF)などの化合物を含む。他の一部の界面活性剤は、ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステルおよび植物油、例えば、ポリオキシエチレン(60)水素化ヒマシ油;ならびにポリオキシエチレンアルキルエーテルおよびアルキルフェニルエーテル、例えば、オクトキシノール10、オクトキシノール40を含む。一部の実施形態では、界面活性剤は、物理的安定性を増強するか、または他の目的で、組み入れることができる。
「粘性増強剤」は、例えば、メチルセルロース、キサンタンガム、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ステアリン酸酢酸ヒドロキシプロピルメチルセルロース、フタル酸ヒドロキシプロピルメチルセルロース、カルボマー、ポリビニルアルコール、アルギン酸塩、アカシア、キトサン、およびこれらの組合せを含む。
「保湿剤」は、オレイン酸、モノステアリン酸グリセリン、ソルビタンモノオレイン酸、モノラウリン酸ソルビタン、オレイン酸トリエタノールアミン、モノオレイン酸ポリオキシエチレンソルビタン、モノラウリン酸ポリオキシエチレンソルビタン、ナトリウムドクセート(docusate)、オレイン酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム、ナトリウムドクセート(doccusate)、トリアセチン、Tween 80、ビタミンE TPGS、アンモニウム塩などの化合物を含む。
キット/製品
本明細書の、ある特定の実施形態では、本明細書で記載される、1または複数の方法による使用のためのキットおよび製品が開示される。このようなキットは、バイアル、試験管など、1または複数の容器であって、容器の各々が、本明細書で記載される方法において使用される個別のエレメントのうち1つを含む容器を受容するように区画化されたキャリングケース、パッケージ、または容器を含む。適切な容器は、例えば、ボトル、バイアル、シリンジ、および試験管を含む。一実施形態では、容器は、ガラスまたはプラスチックなど、様々な材料から形成されている。
本明細書で提示される製品は、パッケージング材料を含有する。医薬パッケージング材料の例は、ブリスターパック、ボトル、試験管、バッグ、容器、ボトル、ならびに選択される製剤と、意図される投与方式および処置方式とに適する、任意のパッケージング材料を含むがこれらに限定されない。
キットは、典型的に、内容物を列挙する表示、および/または使用のための指示書、ならびに使用のための指示書を伴う添付文書を含む。典型的に、指示書のセットもまた、組み入れられると予想される。
一部の実施形態では、表示は、容器上に貼付されているか、または容器に付随する。一実施形態では、表示を形成する文字、数、または他の記号が、容器自体へと接着されているか、鋳造されているか、またはエッチングされている場合、表示は容器上に貼付されており、表示はまた、容器を保持する、レセプタクルまたはキャリングケース内に、例えば、パッケージ添付文書として存在する場合、容器に付随する。一実施形態では、表示は、内容物が、具体的な治療適用に使用されるものであることを指し示すのに使用される。表示はまた、内容物の、本明細書で記載される方法などにおける使用のための指示も指し示す。
これらの例は、例示的な目的だけで提示されるものであり、本明細書で提示される特許請求の範囲を限定しようとするものではない。
[実施例1]
HBVワクチンデザインのための、抗原バイオインフォマティクスワークフロー
本明細書で提示される、HBVワクチンの抗原デザインは、バイオインフォマティクス解析およびコンピュータによるタンパク質操作法の使用を介してもたらされる、本発明者により選択されたコンビナトリアルガイダンスを介してその着想を得た。HBV抗原の配列は、遺伝子型Dのタンパク質配列、抗原性の予測、ならびにMHC−Iへの結合、およびT細胞活性化後におけるサイトカインの産生をもたらしうる広域カバレッジを伴うT細胞エピトープマッピングに基づき選択した。本明細書で提示される、HBVワクチンデザインについての、全体的なワークフローを、図5に示し、下記で、さらに詳述する。
コンセンサス配列の取得
HBVゲノムは、ポリメラーゼタンパク質、コアタンパク質、エンベロープ(プレS1、S2、S)タンパク質、HBeタンパク質、およびHBxタンパク質を含む、いくつかの重複ウイルスタンパク質(図3A〜3D)をコードする。コンセンサスアミノ酸配列は、A亜型、C亜型、およびD亜型について、B型肝炎ウイルスデータベース(HBVdb)から得た。
結合アフィニティーの予測
NetMHC 4.0を、各コンセンサス配列へと適用して、全ての、主要なMHC−I対立遺伝子(HLA−A0101、HLA−A0201、HLA−A0301、HLA−A2402、HLA−A2601、HLA−B0702、HLA−B0801、HLA−B2705、HLA−B3901、HLA−B4001、HLA−B5801、およびHLA−B1501)に対する結合アフィニティーを予測した。NetMHC 4.0は、人工ニューラルネットワークを使用して、ペプチド配列の結合アフィニティーを予測する。この解析は、HBV遺伝子型A、C、およびDにわたり実施した。ランクの0.5%(強い結合剤)および2%(弱い結合剤)において、任意の閾値を設定した。予測結合アフィニティーが、99.5%を超えるペプチドを、強い結合剤として分類し、予測結合アフィニティーが、98%を超えるペプチドを、弱い結合剤として分類した。ペプチド配列内の、各アミノ酸の位置を抽出し、密度曲線(図9A)を作成するのに使用した。これらの密度曲線を使用して、強い結合剤および弱い結合剤に対するピーク(図9B)を決定するために、一階微分および二階微分を計算した。最後に、これらの位置の和集合を使用して、応答を誘発する可能性が高いアミノ酸配列を抽出した(図9C)。
[実施例2]
HBV分子ワクチンのデザイン
本明細書で記載されるHBVワクチンは、以下のHBVデザイン1〜5操作タンパク質(遺伝子改変を伴うペプチド)を含む。デザインが完成したら、各デザインについての完全な配列を、NetMHC予測にかけて、A遺伝子型、C遺伝子型、およびD遺伝子型(実施例1)に対して、抗原性およびカバレッジを評価した。本明細書で記載されるワクチンを、現在、臨床試験下にある、アデノウイルスベースの免疫療法用のHBVワクチンであって、(a)トランケート型コア、(b)改変ポリメラーゼ、および(c)2つのエンベロープドメインから構成される、固有の大型融合タンパク質をコードするHBVワクチンであるTG1050に対して比較した。TG1050のコア領域から、プレコアを除き、そのポリメラーゼを、4つの点突然変異と共に、3つのセグメントへと分割して、ワクチン構築物の安定性を改善した(Pol1、Pol2、およびPol3;Δアミノ酸538〜544およびΔアミノ酸710〜742;ならびに突然変異D689H、V769Y、T776Y、D777H)。2つの、選択されたエンベロープドメインを、図5に示される通り、これらのポリメラーゼセグメントの間に挿入した。TG1050ポリメラーゼの、Env1配列およびEnv2配列は、Genbank(Y07587.1)から得、TG1050のコア配列は、HBV DB(AB048701)から得た。
5つの抗原デザイン(HBVデザイン1〜5)および対照抗原を合成し、アデノベクター構築のための発現プラスミド(pAdShuttle)へとクローニングした(図6)。初期抗原スクリーニングは、一過性のトランスフェクションにおける、in vitroの抗原発現、単球由来の樹状細胞についての、一過性のトランスフェクション研究における、in vitroの抗原プロセシングおよび抗原提示について査定した。図17に示される通り、HBVデザイン1および2は、クレードDコンセンサスに基づきデザインした。コア(8)、表面(8)、ポリメラーゼ(8)、HBx(6)、およびHBPS(2)に由来する、32のHBVペプチドは、免疫原性データ、質量分析などなどの、実験データおよび機能データを有する文献からキュレートした(表3)。HBVデザイン3のために、ヒトアンキリン様リピート(ALR)タンパク質足場(PDBコード:1QYM)ペプチドを、ヘリックス/ループ領域に、タンデムにグラフトした。2つのALR足場を使用し、切断可能リンカー(VSQTSKLTR;配列番号111)により接続した。ALRタンパク質は、一般に、発現が高度であり、高安定性を有する。したがって、ALRタンパク質を、HBVペプチドのための足場として使用して、新規のCTLを創出した。HBVデザイン4エピトープは、KKリンカーにより隔てた(図6)。
HBVデザイン1
このデザインでは、HBV D遺伝子型タンパク質配列(HBV DB:AB048701)を使用した。HBVタンパク質についての抗原性予測解析(実施例1)および相同性モデルが、このデザインを導いた。HBVデザイン1と、TG1050との比較を、タンパク質抗原についての相同性モデルと共に、図10に示し、配列比較を、図15A〜15Cに示す。このデザインは、4つ天然HBV抗原:(1)165〜382アミノ酸の拡張Env2/S領域;(2)アミノ酸1〜151のコア領域、およびプレコア領域;(3)アミノ酸1〜154のHBx領域;ならびに(4)ポリメラーゼ(アミノ酸339〜832);アミノ酸538〜544、710〜742のdelを含有した。TG1050比較配列は、2つのHBV抗原を、ポリメラーゼと融合させた、第3のエンベロープペプチドと共に有した。
このデザインは、エンベロープ、コア、HBx、およびポリメラーゼの逆転写酵素ドメインに由来する、完全なタンパク質ドメインを包含した。TG1050比較配列は、改変ポリメラーゼドメインへと融合させた、トランケート型コアおよびエンベロープペプチドを有したが、HBx配列はコードしなかった。
異なるHBVドメインを、1つの長いオープンリーディングフレームとして、継目なしに、一体に融合させた。TG1050比較配列は、トランケーションならびに欠失を伴い、2つだけのドメイン(コアおよびポリメラーゼ)を有した。TG1050比較配列は、エンベロープペプチドの、ポリメラーゼドメイン内の、ランダムな挿入を有した。
エンベロープタンパク質ドメインおよびポリメラーゼドメインにトランケーションを施した。このデザインでは、エンベロープタンパク質の、C末端領域だけを使用した。逆転写酵素の、C末端領域だけを組み入れた。完全なRNアーゼHドメインを組み入れた。逆転写酵素機能を不活化させるようにΔRT活性モチーフ(538〜544:6アミノ酸)、およびΔRNアーゼHモチーフ(710〜742:32アミノ酸)にトランケーションを施した。
HBVデザイン1の新規性:総じて、HBVデザイン1は、TG1050と比較して、プレコア領域およびコア領域の両方と共に、拡張Env2/S領域を有した。TG1050と異なり、HBVデザイン1はまた、HBxドメインも含有した。N末端トランケート型ポリメラーゼもまた、TG1050と同様の欠失と共に使用した。
HBVデザイン2
このデザインは、図11に描示される通り、HBxペプチドと連結された、コアタンパク質、表面スプライス変異体タンパク質、およびポリメラーゼタンパク質を含む、3つの主要タンパク質全てからなった。選択されたタンパク質構成要素は、1つの長いオープンリーディングフレームを作るように、一体に融合させた。このデザインは、以下:(a)機能的ゲノミクスデータ(HBVdb:AB 048701);(b)T細胞エピトープの予測(実施例1);および(c)図12A〜12Dに例示される、入手可能なHBVタンパク質構造についての解析に基づいた。TG1050比較配列およびHBVデザインデザイン1と比較すると、このデザインは、以下の通りに、さらなるタンパク質ドメインおよび/または改変タンパク質ドメイン:(a)トランケート型C末端;(b)表面タンパク質のスプライス変異体(プレS1およびプレS2、S);(c)分割型のPol N末端断片およびPol C末端断片;ならびに(d)6つのHBxペプチドを有する。タンパク質ドメインは、HBVの感染性を回避するようにシャッフルし、HBVデザイン2は、TG1050比較配列およびHBVデザイン1と異なる順序づけスキームを使用した。
HBVデザイン3
このデザインは、合計32のCTL特異性エピトープ(表3)を含有する多重エピトープに基づき、以下:(1)複数の免疫学的アッセイおよびイムノプロテオミクスに基づく文献の精査;ならびに(2)IEDB;(3)NetMHC 4.0によるエピトープ予測から選択された。ヒトアンキリン様リピートタンパク質(PDBコード:1QYM)を、32のペプチドをグラフトしリピート領域を置き換える足場として選択した。このデザインについての相同性モデル(図13)を作成したが、これは、ペプチドをグラフトされたアンキリン足場が、全体的な三次構造を保持しうることを示唆した。32の、グラフトされたCTLエピトープを接続する、足場骨格のアミノ酸は、十分なリンカーとして用いられうる。
HBVデザイン4
このデザインは、デザイン3と同じ、コア、表面、Pol、HBx、およびHBSPに由来する、32のCTLエピトープ(表3)から構成された。ペプチドは、足場へとグラフトする代わりに、帯電したジペプチドKK残基リンカーによりアセンブルした。
Figure 2021514666
HBVデザイン5
このデザインは、デザイン1と同様であり、融合体の構成要素(配列番号112および113;表6;図16)の間に、剛直性リンカー(EAAAK)2(配列番号129)を有する。
RNA qPCR相対発現アッセイのために、5’−TGCCAAGAGTGACGTGTCCA−3’(配列番号110)を、スプライスプライマーとして使用し、5’−CCCAGGTCCAACTGCAGCCGG−3’(配列番号128)を、スプライスプローブとして使用した。各抗原についてデザインされた、特異的プライマーを、リバースプライマーとして使用した(図14)。A549細胞に、リポトランスフェクトし(表4)、HT1080細胞に、ヌクレオフェクトした(表5)。
Figure 2021514666
Figure 2021514666
[実施例3]
HBVワクチンについての免疫原性試験
抗原の全ては、多重欠失型ゴリラアデノベクター内で構築および作製して、実験のほか、臨床研究のためのGMP製造へと移行しうるプレGMP株のための、調査研究用材料を作出した(図6)。
樹状細胞へのトランスフェクションに最適のプラスミド濃度を決定する。慢性PHBV患者に由来するT細胞を活性化させる、異なる抗原デザインの能力を評価する。HBV感染した患者の試料に対する、抗原デザインの免疫原性を評価する。in vivoにおける試験計画は、マウスのin vivoにおいて免疫原性研究(例えば、「自家ブースト」の実行可能性の証拠、投与経路(IM対SC)を含む、単回投与研究、反復投与研究)を行い、慢性HBV感染のマウスモデル、および、最終的には、HCCのマウスモデルにおいて、免疫原性研究を行うことである。
単球由来の樹状細胞は、標準的プロトコールに従い、GM−CSFおよびIL−4により作出する。単球由来の樹状細胞に、異なるHBV抗原構築物を感染させ、37℃で、24時間にわたり、ベクターと共にインキュベートする。細胞を洗浄し、10ng/mlのrhuTNF−αにより、一晩にわたり成熟させた。細胞の成熟は、フローサイトメトリー(CD40、CD80、CD83、CD86、HLA−DR)により評価する。サイトカインの産生は、IL−1β、TNF−α、IL−6、IL−12p40、およびMCP1について評価する。単球由来の樹状細胞を、自家T細胞と共に、1:10の比で、10日間にわたり共培養する。外因性rhuIL−2(200U/ml)、rhuIL−7、およびrHuIL−15(10ng/ml)を、3、5、および7日目に添加する。IFN−γ、TNF−α、CXCL−10、CXCL−9、IL−10、IL−6、IL−4、IL−5、IL−12p70、およびMCP1について、サイトカインの分泌を評価する。T細胞についての活性化マーカーは、CD25、CD69、CD45RA、CD45RO、PD1、CTLA−4、TIGIT、およびLAG3である。樹状細胞およびT細胞の活性化に基づき、免疫原性が最も大きな抗原デザインを選択し、HBV感染した患者の試料に対する、抗原デザインの免疫原性を評価する。
具体的実施形態についての、前出の記載は、本発明の一般的な性格を、完全に明らかにするので、当技術分野の技術の範囲内にある知見を適用することにより、他の実施者も、本発明の一般的な概念から逸脱しない限りにおいて、不要な実験を伴わずに、このような具体的実施形態を、たやすく改変し、かつ/または多様な適用に適応させることができる。したがって、このような適応および改変は、本明細書において提示される教示および指針に基づき、開示される実施形態の均等物の意義および範囲の中にあることが意図される。本明細書の用語法または表現法が、教示および指針に照らして、当業者により解釈されるように、本明細書における表現法または用語法は、説明を目的とするものであり、限定を目的とするものではないことが理解されるものとする。
当業者には、本発明の他の実施形態も、本明細書の検討、および本明細書で開示される本発明の実施から明らかであろう。本明細書および例は、例示的なものであるに過ぎず、本発明の、真の範囲および精神は、後続の特許請求の範囲により指し示されることが意図される。
本出願は、参照によりその全体において本明細書に組み込まれる、2018年3月6日に出願された、米国仮出願第62/639,354号に対する優先権を主張する。
実施形態
E1.少なくとも1または複数の免疫応答誘導性B型肝炎ウイルス(HBV)ポリペプチドを含むポリペプチドをコードする、天然に存在しないポリヌクレオチド。
E2.前記1または複数のHBVポリペプチドが、HBVコアペプチドを含む、E1に記載のポリヌクレオチド。
E3.前記HBVコアペプチドが、表3に示されるコアペプチド配列のうちのいずれか1つを有する、E2に記載のポリヌクレオチド。
E4.前記1または複数のHBVポリペプチドが、HBV表面ペプチドを含む、E1からE3のいずれか一項に記載のポリヌクレオチド。
E5.前記HBV表面ペプチドが、表3に示される表面ペプチド配列のうちのいずれか1つを有する、E4に記載のポリヌクレオチド。
E6.前記1または複数のHBVポリペプチドが、HBV Polペプチドを含む、E1からE5のいずれか一項に記載のポリヌクレオチド。
E7.前記HBV Polペプチドが、表3に示されるPolペプチド配列のうちのいずれか1つを有する、E6に記載のポリヌクレオチド。
E8.前記1または複数のHBVポリペプチドが、HBV HBSP/HBxペプチドを含む、E1からE7のいずれか一項に記載のポリヌクレオチド。
E9.前記HBV HBSP/HBxペプチドが、表3に示されるHBSP/HBxペプチド配列のうちのいずれか1つを有する、E8に記載のポリヌクレオチド。
E10.前記1または複数のHBVポリペプチドが、KKリンカーを含む、E1からE9のいずれか一項に記載のポリヌクレオチド。
E11.前記KKリンカーが、表3に示されるペプチド配列のうちのいずれか1つを、表3に示される他の任意のペプチド配列へと接続する、E10に記載のポリヌクレオチド。
E12.E1からE11のいずれか一項に記載のポリヌクレオチドを含み、異種遺伝子発現の誘導性制御のための遺伝子スイッチ系をコードする、1または複数のポリヌクレオチドをさらに含むポリヌクレオチドであって、異種遺伝子発現が、前記遺伝子スイッチ系により調節され;前記異種遺伝子が、E1からE11のいずれか一項に記載のポリヌクレオチドを含む、ポリヌクレオチド。
E13.前記遺伝子スイッチ系が、エクジソン受容体ベースの(EcRベースの)遺伝子スイッチ系である、E1からE12のいずれか一項に記載のポリヌクレオチド。
E14.前記1または複数のHBVポリペプチドが、ワクチンにおける使用のためのHBVポリペプチドである、E1からE13のいずれか一項に記載のポリヌクレオチド。
E15.E1からE14のいずれか一項に記載のポリヌクレオチドを含むベクター。
E16.アデノウイルスベクターである、E15に記載のベクター。
E17.前記アデノウイルスベクターが、ゴリラアデノウイルスベクターである、E16に記載のベクター。
E18.細胞内の異種遺伝子の発現を調節する方法であって、前記細胞へと、(i)抑制性遺伝子スイッチまたは誘導性遺伝子スイッチ、および(ii)発現が、前記遺伝子スイッチにより調節される異種免疫応答誘導性遺伝子であって、1または複数のHBVポリペプチドのうちの少なくとも1つをコードする異種免疫応答誘導性遺伝子を含む、1または複数のポリヌクレオチドを導入するステップと;前記細胞を、前記異種免疫応答誘導性遺伝子の発現を抑制または誘導するのに十分な量の化合物へと曝露するステップとを含む方法。
E19.前記標的細胞が、哺乳動物細胞である、E18に記載の方法。
E20.前記遺伝子スイッチが、エクジソン受容体(EcR)、ユビキタス受容体、オーファン受容体1、NER−1、ステロイドホルモン核内受容体1、レチノイドX受容体相互作用性タンパク質15、肝臓X受容体β、ステロイドホルモン受容体様タンパク質、肝臓X受容体、肝臓X受容体α、ファルネソイドX受容体、受容体相互作用性タンパク質14、およびファルネソール受容体のうちの少なくとも1つに由来する、リガンド結合性ドメインを含む、E18またはE19に記載の方法。
E21.少なくとも1つのHBVペプチドをコードするポリヌクレオチドを含むベクターであって、アデノウイルスベクターであるベクター。
E22.少なくとも1つのHBVペプチドをコードするポリヌクレオチドを含むベクターであって、前記ベクターが、アデノウイルスベクターであり、前記アデノウイルスベクターが、ゴリラアデノウイルスベクターである、ベクター。
E23.HBV HBxドメイン、およびHBV Polドメイン、HBVコアドメイン、HBVプレコアドメイン、またはHBV表面ドメインのうちの少なくとも1つを含むポリペプチド構築物。
E24.プレコアドメイン、およびHBV Polドメイン、HBV HBxドメイン、またはHBV表面ドメインのうちの少なくとも1つを含むポリペプチド構築物。
E25.前記HBV HBxドメインが、配列番号98に示される配列を有する、E23またはE24に記載のポリペプチド構築物。
E26.前記HBV Polドメインが、野生型HBV Polドメインと比較した、少なくとも1つのアミノ酸の欠失を含む、E23からE25のいずれか一項に記載のポリペプチド構築物。
E27.前記欠失が、前記野生型HBV Polドメインの欠失部分を含み、前記欠失部分が、アミノ酸538〜544またはアミノ酸710〜742のうちの少なくとも1つを含む、E26に記載のポリペプチド構築物。
E28.前記欠失部分が、アミノ酸538〜544およびアミノ酸710〜742の両方を含む、E27に記載のポリペプチド構築物。
E29.前記HBV Polドメインが、配列番号99に示される配列を有する、E28に記載のポリペプチド構築物。
E30.前記HBV表面ドメインが、プレS1ドメイン、プレS2ドメイン、およびSドメインのうちの少なくとも1つを含む、E23からE29のいずれか一項に記載のポリペプチド構築物。
E31.前記HBV表面ドメインが、HBV Sドメインを含む、E30に記載のポリペプチド構築物。
E32.前記HBV表面ドメインが、配列番号100に示される配列を有する、E30またはE31に記載のポリペプチド構築物。
E33.HBVコアドメインをさらに含む、E24からE32のいずれか一項に記載のポリペプチド構築物。
E34.コア部分を含み、前記コア部分が、前記HBVコアドメインと、前記HBVプレコアドメインとを含む、E23またはE33に記載のポリペプチド。
E35.前記コア部分が、配列番号101に示される配列を有する、E34に記載のポリペプチド構築物。
E36.SHB(Env)ドメイン、HBeAgドメイン、HBxドメイン、およびPolドメインの各々を含む、E23またはE33に記載のポリペプチド構築物。
E37.N末端から、C末端へと、前記SHB(Env)ドメイン、HBeAgドメイン、HBxドメイン、およびPolドメインの構造を含む、E36に記載のポリペプチド構築物。
E38.前記SHB(Env)ドメインが、配列番号102に示される配列を有する、E36またはE37に記載のポリペプチド構築物。
E39.前記HBeAgドメインが、配列番号103に示される配列を有する、E36またはE37に記載のポリペプチド構築物。
E40.前記HBxドメインが、配列番号104に示される配列を有する、E36またはE37に記載のポリペプチド構築物。
E41.前記Polドメインが、配列番号105に示される配列を有する、E36またはE37に記載のポリペプチド構築物。
E42.配列番号106に示される配列を有する、E36またはE37に記載のポリペプチド構築物。
E43.剛直性リンカーをさらに含む、E36またはE37に記載のポリペプチド構築物。
E44.前記ポリペプチドが、配列番号112に示される配列を有する、E36またはE37に記載のポリペプチド構築物。
E45.1または複数のHBV HBxリンカー、ならびにコアドメイン、表面ドメイン、およびPolドメインのうちの少なくとも1つを含み、前記コアドメイン、前記表面ドメイン、および前記Polドメインのうちの1つのドメインが、前記1または複数のHBxリンカーにより、前記コアドメイン、前記表面ドメイン、および前記Polドメインのうちの別のドメインへと接続された、ポリペプチド構築物。
E46.前記表面ドメインが、HBVプレS1ドメイン、HBVプレS2ドメイン、およびHBV Sドメインのうちの少なくとも1つを含む、E45に記載のポリペプチド構築物。
E47.前記1または複数のHBV HBxリンカーが、複数のHBV HBxリンカーを含む、E45またはE46に記載のポリペプチド構築物。
E48.前記複数のHBV HBxリンカーのうちの、少なくとも2つが、アミノ酸配列が異なる、E47に記載のポリペプチド構築物。
E49.前記HBV HBxリンカーが、表3のHBx−1、HBx−2、HBx−3、HBx−4、HBx−5、またはHBx−6のうちのいずれか1つに示される配列を有する、E45からE48のいずれか一項に記載のポリペプチド構築物。
E50.前記コアドメインが、前記表面ドメインと隣接する、E45からE49のいずれか一項に記載のポリペプチド構築物。
E51.前記表面ドメインが、プレS1ドメインを含む、E50に記載のポリペプチド構築物。
E52.前記表面ドメインが、前記1または複数のHBxリンカーのうちの1つにより、前記コアドメインへと接続された、E50またはE51に記載のポリペプチド構築物。
E53.前記Polドメインが、表面ドメインと隣接する、E45からE52のいずれか一項に記載のポリペプチド構築物。
E54.前記表面ドメインが、プレS1ドメイン、プレS2ドメイン、およびSドメインのうちの少なくとも1つを含む、E53に記載のポリペプチド構築物。
E55.前記表面ドメインが、前記プレS1ドメインを含み、前記PolドメインのN末端部分が、前記プレS1ドメインと隣接する、E54に記載のポリペプチド構築物。
E56.前記Polドメインの、前記N末端部分が、前記1または複数のHBxリンカーのうちの1つにより、前記プレS1ドメインへと接続された、E55に記載のポリペプチド構築物。
E57.前記表面ドメインが、前記プレS2ドメインを含み、前記PolドメインのN末端部分が、前記プレS2ドメインと隣接する、E56に記載のポリペプチド構築物。
E58.前記Polドメインの、前記N末端部分が、前記1または複数のHBxリンカーのうちの1つにより、前記プレS2ドメインへと接続された、E57に記載のポリペプチド構築物。
E59.前記表面ドメインが、前記プレS2ドメインを含み、前記PolドメインのC末端部分が、前記プレS2ドメインと隣接する、E58に記載のポリペプチド構築物。
E60.前記Polドメインの、前記C末端部分が、前記1または複数のHBxリンカーのうちの1つにより、前記プレS2ドメインへと接続された、E59に記載のポリペプチド構築物。
E61.前記表面ドメインが、前記Sドメインを含み、前記PolドメインのC末端部分が、前記Sドメインと隣接する、E60に記載のポリペプチド構築物。
E62.前記Polドメインの、前記C末端部分が、前記1または複数のHBxリンカーのうちの1つにより、前記Sドメインへと接続された、E61に記載のポリペプチド構築物。
E63.配列番号107に示される配列を有する、E45からE62のいずれか一項に記載のポリペプチド構築物。
E64.アンキリン様リピートドメイン、および1または複数のHBVペプチドを含むポリペプチド構築物。
E65.前記アンキリン様リピートタンパク質が、ヒトアンキリン様リピートタンパク質である、E64に記載のポリペプチド構築物。
E66.前記1または複数のHBVペプチドが、表3のアミノ酸配列のうちのいずれか1つに示される配列を有する、E64またはE65に記載のポリペプチド構築物。
E67.前記1または複数のHBVペプチドが、コアペプチド、表面ペプチド、Polペプチド、およびHBSP/HBxペプチドのうちの1または複数を含む、E64からE66のいずれか一項に記載のポリペプチド構築物。
E68.前記1または複数のHBVペプチドが、コアペプチドを含み、前記コアペプチドが、表3のコアアミノ酸配列のうちのいずれか1つに示される配列を有する、E67に記載のポリペプチド構築物。
E69.前記1または複数のHBVペプチドが、表面ペプチドを含み、前記表面ペプチドが、表3の表面アミノ酸配列のうちのいずれか1つに示される配列を有する、E67に記載のポリペプチド構築物。
E70.前記1または複数のHBVペプチドが、Polペプチドを含み、前記Polペプチドが、表3のPolアミノ酸配列のうちのいずれか1つに示される配列を有する、E67に記載のポリペプチド構築物。
E71.前記1または複数のHBVペプチドが、HBSP/HBxペプチドを含み、前記HBSP/HBxペプチドが、表3のHBSP/HBxアミノ酸配列のうちのいずれか1つに示される配列を有する、E67に記載のポリペプチド構築物。
E72.配列番号108に示される配列を有する、E65からE71のいずれか一項に記載のポリペプチド構築物。
E73.表3に示される少なくとも2つのHBVアミノ酸配列を含み、前記少なくとも2つのHBVアミノ酸配列が、ペプチドリンカーにより接続され、前記ペプチドリンカーが、KKリンカーである、ポリペプチド構築物。
E74.前記少なくとも2つのHBVアミノ酸配列が、表3に示されるコアペプチド、表面ペプチド、Polペプチド、およびHBSP/HBxペプチドのうちの少なくとも1つを含む、E73に記載のポリペプチド構築物。
E75.前記少なくとも2つのHBVアミノ酸配列が、表3に示されるアミノ酸配列の各々を含む、E73またはE74に記載のポリペプチド構築物。
E76.アミノ酸配列の前記各々が、前記KKリンカーにより、アミノ酸配列の前記各々のうちの、別のアミノ酸配列へと接続された、E75に記載のポリペプチド構築物。
E77.配列番号109に示される配列を有する、E73からE75のいずれか一項に記載のポリペプチド構築物。
E78.ワクチンにおける使用のための、E23からE77のいずれか一項に記載のポリペプチド構築物。
E79.E25からE78のいずれか一項に記載のポリペプチド構築物をコードするポリヌクレオチド。
E80.E79に記載のポリヌクレオチドを含むベクター。
E81.アデノウイルスベクターである、E80に記載のベクター。
E82.前記アデノウイルスベクターが、ゴリラアデノウイルスベクターである、E81に記載のベクター。
配列
本明細書では、本明細書で提示される実施形態に含まれる、ある特定の配列の代表的リストが提示される(表6)。
Figure 2021514666
Figure 2021514666

Claims (34)

  1. 1または複数の免疫応答誘導性B型肝炎ウイルス(HBV)ポリペプチドを含むポリペプチドをコードする、天然に存在しないポリヌクレオチド。
  2. 前記1または複数のHBVポリペプチドが、HBVコアペプチド、HBV表面ペプチド、HBV Polペプチド、HBV HBSP/HBxペプチド、KKリンカー、またはこれらの任意の組合せを含む、請求項1に記載のポリヌクレオチド。
  3. (i)前記HBVコアペプチドが、表3に示されるコアペプチド配列のうちのいずれか1つを有するか、
    (ii)前記HBV表面ペプチドが、表3に示される表面ペプチド配列のうちのいずれか1つを有するか、
    (iii)前記HBV Polペプチドが、表3に示されるPolペプチド配列のうちのいずれか1つを有するか、
    (iv)前記HBV HBSP/HBxペプチドが、表3に示されるHBSP/HBxペプチド配列のうちのいずれか1つを有するか、
    (v)前記KKリンカーが、表3に示されるペプチド配列のうちのいずれか1つを、表3に示される他の任意のペプチド配列へと接続するか、または
    (vi)(i)〜(v)の任意の組合せである、
    請求項2に記載のポリヌクレオチド。
  4. 請求項1から3のいずれか一項に記載のポリヌクレオチドを含み、異種遺伝子発現の誘導性制御のための遺伝子スイッチ系をコードする、1または複数のポリヌクレオチドをさらに含むポリヌクレオチドであって、異種遺伝子発現が、前記遺伝子スイッチ系により調節され;前記異種遺伝子が、請求項1から3のいずれか一項に記載のポリヌクレオチドを含む、ポリヌクレオチド。
  5. 前記遺伝子スイッチ系が、エクジソン受容体ベースの(EcRベースの)遺伝子スイッチ系である、請求項4に記載のポリヌクレオチド。
  6. 細胞内の異種遺伝子の発現を調節する方法であって、
    (a)前記細胞へと、
    (i)抑制性遺伝子スイッチまたは誘導性遺伝子スイッチ、および
    (ii)発現が、前記遺伝子スイッチにより調節される異種免疫応答誘導性遺伝子であって、1または複数のHBVポリペプチドのうちの少なくとも1つをコードする異種免疫応答誘導性遺伝子
    を含む、1または複数のポリヌクレオチドを導入するステップと;
    (b)前記細胞を、前記異種免疫応答誘導性遺伝子の発現を抑制または誘導するのに十分な量の化合物へと曝露するステップと
    を含む方法。
  7. 前記遺伝子スイッチが、エクジソン受容体(EcR)、ユビキタス受容体、オーファン受容体1、NER−1、ステロイドホルモン核内受容体1、レチノイドX受容体相互作用性タンパク質15、肝臓X受容体β、ステロイドホルモン受容体様タンパク質、肝臓X受容体、肝臓X受容体α、ファルネソイドX受容体、受容体相互作用性タンパク質14、およびファルネソール受容体のうちの少なくとも1つに由来する、リガンド結合性ドメインを含む、請求項6に記載の方法。
  8. (a)HBV HBxドメイン、およびHBV Polドメイン、HBVコアドメイン、HBVプレコアドメイン、もしくはHBV表面ドメインのうちの少なくとも1つ;または
    (b)プレコアドメイン、およびHBV Polドメイン、HBV HBxドメイン、もしくはHBV表面ドメインのうちの少なくとも1つ
    を含むポリペプチド構築物。
  9. (i)前記HBV HBxドメインが、配列番号98に示される配列を有するか;
    (ii)前記HBV Polドメインが、野生型HBV Polドメインと比較した、少なくとも1つのアミノ酸の欠失を含むか;
    (iii)前記HBV表面ドメインが、プレS1ドメイン、プレS2ドメイン、およびSドメインのうちの少なくとも1つを含むか;または
    (iv)これらの任意の組合せである、
    請求項8に記載のポリペプチド構築物。
  10. (i)前記HBV Polドメインが、配列番号99に示される配列を有するか、
    (ii)前記HBV表面ドメインが、配列番号100に示される配列を有するか、
    (iii)前記HBVコアドメインおよび前記HBVプレコアドメイン(「コア部分」)が、配列番号101に示される配列を有するか、または
    (iv)これらの任意の組合せである、請求項8または9に記載のポリペプチド構築物。
  11. SHB(Env)ドメイン、HBeAgドメイン、HBxドメイン、およびPolドメインの各々を含む、請求項8から10のいずれか一項に記載のポリペプチド構築物。
  12. (i)前記SHB(Env)ドメインが、配列番号102に示される配列を有し、
    (ii)前記HBeAgドメインが、配列番号103に示される配列を有し、
    (iii)前記HBxドメインが、配列番号104に示される配列を有し、
    (iv)前記Polドメインが、配列番号105に示される配列を有する、
    請求項11に記載のポリペプチド構築物。
  13. 配列番号106に示される配列を有する、請求項8から12のいずれか一項に記載のポリペプチド構築物。
  14. 剛直性リンカーをさらに含む、請求項8から13のいずれか一項に記載のポリペプチド構築物。
  15. 前記ポリペプチドが、配列番号112に示される配列を有する、請求項8から14のいずれか一項に記載のポリペプチド構築物。
  16. 1または複数のHBV HBxリンカー、ならびにコアドメイン、表面ドメイン、およびPolドメインのうちの少なくとも1つを含み、前記コアドメイン、前記表面ドメイン、および前記Polドメインのうちの1つのドメインが、前記1または複数のHBxリンカーにより、前記コアドメイン、前記表面ドメイン、および前記Polドメインのうちの別のドメインへと接続された、ポリペプチド構築物。
  17. (i)前記表面ドメインが、HBVプレS1ドメイン、HBVプレS2ドメイン、およびHBV Sドメインのうちの少なくとも1つを含むか;
    (ii)前記1または複数のHBV HBxリンカーが、表3のHBx−1、HBx−2、HBx−3、HBx−4、HBx−5、もしくはHBx−6のうちのいずれか1つに示される配列を含むか;または
    (iii)(i)および(ii)の両方である、
    請求項16に記載のポリペプチド構築物。
  18. 前記コアドメインが、前記表面ドメインと隣接する、請求項16または17に記載のポリペプチド構築物。
  19. 前記表面ドメインが、プレS1ドメイン、プレS2ドメイン、Sドメイン、またはこれらの任意の組合せを含む、請求項16から18のいずれか一項に記載のポリペプチド構築物。
  20. 配列番号107に示される配列を有する、請求項16から19のいずれか一項に記載のポリペプチド構築物。
  21. アンキリン様リピートドメイン、および1または複数のHBVペプチドを含むポリペプチド構築物。
  22. (i)前記アンキリン様リピートタンパク質が、ヒトアンキリン様リピートタンパク質であり、
    (ii)前記1または複数のHBVペプチドが、表3のアミノ酸配列のうちのいずれか1つに示される配列を有する、
    請求項21に記載のポリペプチド構築物。
  23. 前記1または複数のHBVペプチドが、コアペプチド、表面ペプチド、Polペプチド、およびHBSP/HBxペプチドのうちの1または複数を含む、請求項21または22に記載のポリペプチド構築物。
  24. (i)前記コアペプチドが、表3のコアアミノ酸配列のうちのいずれか1つに示される配列を有するか;
    (ii)前記表面ペプチドが、表3の表面アミノ酸配列のうちのいずれか1つに示される配列を有するか;
    (iii)前記Polペプチドが、表3のPolアミノ酸配列のうちのいずれか1つに示される配列を有するか;
    (iv)前記HBSP/HBxペプチドが、表3のHBSP/HBxアミノ酸配列のうちのいずれか1つに示される配列を有するか;または
    (v)これらの任意の組合せである
    請求項23に記載のポリペプチド構築物。
  25. 配列番号108に示される配列を有する、請求項21から24のいずれか一項に記載のポリペプチド構築物。
  26. 表3に示される少なくとも2つのHBVアミノ酸配列を含み、前記少なくとも2つのHBVアミノ酸配列が、ペプチドリンカーにより接続され、前記ペプチドリンカーが、KKリンカーである、ポリペプチド構築物。
  27. 前記少なくとも2つのHBVアミノ酸配列が、表3に示されるコアペプチド、表面ペプチド、Polペプチド、およびHBSP/HBxペプチドのうちの少なくとも1つを含む、請求項26に記載のポリペプチド構築物。
  28. 前記少なくとも2つのHBVアミノ酸配列が、表3に示されるアミノ酸配列の各々を含む、請求項26または27に記載のポリペプチド構築物。
  29. 配列番号109に示される配列を有する、請求項26から28のいずれか一項に記載のポリペプチド構築物。
  30. 請求項8から29のいずれか一項に記載のポリペプチド構築物をコードするポリヌクレオチド。
  31. 請求項1から5および30のいずれか一項に記載のポリヌクレオチドを含むベクター。
  32. アデノウイルスベクターである、請求項31に記載のベクター。
  33. 前記アデノウイルスベクターが、ゴリラアデノウイルスベクターである、請求項32に記載のベクター。
  34. ワクチンにおける使用のための、請求項1から5および30のいずれか一項に記載のポリヌクレオチド、請求項8から29のいずれか一項に記載のポリペプチド構築物、または請求項31から33のいずれか一項に記載のベクター。
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