JP2022535169A - 脂質代謝を調節する複製腫瘍溶解性アデノウイルス及びその応用 - Google Patents
脂質代謝を調節する複製腫瘍溶解性アデノウイルス及びその応用 Download PDFInfo
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Abstract
Description
1)複製腫瘍溶解性アデノウイルスAD5 ApoA1の構築方案を提供する。細胞はAD5 ApoA1に感染した後、アポリポタンパク質ApoA1を発現して分泌することができる。
2)対照ウイルスに比べて、複製AD5 ApoA1は、腫瘍細胞においてより強い複製及び腫瘍溶解能力を有する。
3)アポリポタンパク質ApoA1は、乳癌細胞の浸潤と移動を顕著に抑制する。
4)動物実験では、複製AD5 ApoA1は、マウス乳癌皮下腫瘍の成長を顕著に抑制する。
5)動物実験では、複製AD5 ApoA1は、マウス上皮内乳癌の浸潤と転移を顕著に抑制し、マウスの生存期間を顕著に延長する。
6)動物実験では、複製AD5 ApoA1は、マウス肺癌の成長を顕著に抑制する。
7)動物実験では、複製AD5 ApoA1は、マウス結腸癌の成長を顕著に抑制し、マウス悪液質の進行を顕著に緩和することができる。
8)動物実験では、複製AD5 ApoA1は、マウス肝臓癌の成長を顕著に抑制し、マウスの生存期間を顕著に延長する。
9)ヒト化マウスモデルでは、複製AD5 ApoA1は、肝臓癌の成長を顕著に抑制し、マウスの生存期間を顕著に延長する。
10)乳癌細胞では、複製ApoA1は、腫瘍の浸潤を促進するキータンパク質K14を顕著に抑制する。
11)癌細胞では、複製AD5 ApoA1は、APOA1特異的受容体ABCA1を顕著にアップレギュレートする(APOA1のコレステロール輸送能力を向上させる)。
12)マクロファージ及び肝臓癌細胞では、アポリポタンパク質ApoA1は、腫瘍の炎症を促進するキー分子STAT3の活性化を顕著に抑制する。
13)マクロファージ及び肝臓癌細胞では、アポリポタンパク質ApoA1は、抗腫瘍免疫を抑制するキー酵素IDO-1を大幅に減少させる。
(1)実験細胞系
ヒト胚性腎臓細胞株293T、ヒト肝臓癌細胞株HCC-LM3、SMMC-7721、ヒト腎明細胞癌細胞株786-O、ヒト肝臓癌細胞株HuH-7、HepG2、ヒト膀胱癌細胞株T24、ヒト肺癌細胞株H1299、マウス肝臓癌細胞株H22、マウス乳癌細胞株4T1に対し、10%ウシ胎児血清、100U/Iペニシリン及び1mg/mlストレプトマイシンを含む高グルコースDMEM培地を用いて37℃、5%CO2のインキュベーターで培養した。
(2)実験器具
生物学的安全キャビネット(SteriGARD(登録商標)III advance、Class II Biological Safety Cabinet、The Baker Company)、二酸化炭素インキュベーター(FORMA SERIES II WATER JACKET CO2 incubator、Thermo)、低温遠心分離機(HERAEUS MEGAFUGE 1.0R、Thermo)、垂直電気泳動セル(BIO-RAD)、電気泳動装置(BIO-RAD)、セミドライ電気泳動転写セル装置(BIO-RAD)、免疫ブロット露光システム(Alpha Innotech)、PCR装置(PCR Thermal Cycler Dice、TaKaRa)、リアルタイム定量的PCR装置及び分析ソフトウェア(ABI384、Sequence Detection Software、Version 1.3.1)、マイクロプレートリーダー(VERSA max microplate reader)、ピペットキット(eppendorf及びRAININ)、細胞カウンター(Countstar Automated cell counter、Inno-Alliance Biotech Inc.、Wilmington、USA)、フローサイトメーター(FACSCalibur、Becton、Dickinson and Company、USA)、FlowJoソフトウェア(Version 7.6.5、Tree Star Inc、Ashland、Oregon)、マイクロプレートシェーカー(QiLinBeiEr)、核酸純度濃度検出器(Biophotometer plus、eppendorf)、デジタル恒温水浴(国華電器)。
(3)主な実験試薬及び消耗品
プライマーはいずれもGenScript社により合成された。腫瘍細胞の培養に必要なDMEM高グルコース培地、二重抗体、血清は、いずれもInvitrogen(上海)社から購入された。定量的RT-PCR試薬はFaststart Universal SYBR Green Master(Roche、04913914001)であった。ウェスタンブロッティングに必要な試薬及び消耗品は、プロテアーゼ阻害剤(Roche、11873580001)、細胞溶解液(Beyotime:P0013)、PVDF膜(Roche、03010040001)、WB Immobilon ECL発光液(Millipore、WBKLS0500)、一次抗体希釈液(Beyotime、P0023A)、HRP標識二次抗体(Multisciences、GAR007及びGAM007、1:5000で希釈)であった。他の必要な試薬はいずれも国産分析用試薬であり、南京大学化学工学部から購入された。トリパンブルー(Beyotime、C0011)、Opti-MEMはInvitrogen(上海)社から購入された。ウェスタンブロッティング用抗体は抗His(GenScript、MB001、1:5000で希釈)であった。
(1)AD5-ApoA1完全長プラスミドの構築:
構築されたシャトルベクターAD5-pShuttle-ApoA1をPmeIで線形化し、コンピテントpAdEasy-BJ5183に移し、50μg/mlカナマイシンを含むLBプレートを用いてスクリーニングした。陽性クローンを選択して培養同定を行い、正しいと同定されたクローンプラスミドをDH5aコンピテント細胞に再形質転換し、二次スクリーニング及び同定を行い、正しいと同定された後、プラスミドを抽出し、AD5 ApoA1完全長プラスミドを得た。
(2)AD5-ApoA1ウイルスのレスキュー:
AD5-ApoA1完全長プラスミドをPadIで線形化し、精製後、6ウェルプレートに1μg/ウェルで293T細胞にトランスフェクションし、5%CO2、37℃で培養し、2日後に細胞を消化し、10cmプレートに移し、80%の細胞に変性が起こるまで2~3日で培地を交換し、10ml培地を使用して細胞を吹き落とし、15ml遠心チューブに回収し、2回繰り返して凍結融解し、3000rpm/minで15min遠心分離し、ウイルス上清を回収し、ウイルスシードとして-80℃で保存した。
(3)ウイルスの増幅:
ウイルスシード液50μlを取り、10cmプレートで60%293T細胞に加え、5%CO2、37℃で細胞密度が90%以上になるまで培養し、80%の細胞、即ち約10枚のプレートの細胞に変性が起こるまで1:3の割合で継代し、上記方法でウイルスを回収し、塩化セシウム密度勾配遠心分離によりウイルスを精製し、TCID50方法を用いて力価を測定した。
(1)293T細胞を1ウェルあたり約1×103細胞で96ウェルプレートに接種し、細胞が壁に付着した後に力価を測定した。
(2)ウイルス勾配の希釈:EPチューブを準備し、ウシ胎児血清を含む1170μlのDMEMを各EPチューブに加えた。1番目のEPチューブに130μlのウイルス溶液を加え、均一に混合し、10-1とした。1番目のEPチューブから2番目のEPチューブに50μlをピペットで移し、均一に混合し、10-2とした。以下同様に、所望の勾配に達するまで希釈した。
(3)各ウェルに対応する勾配のウイルス希釈液100μlを加え、勾配ごとに10個のウェルでこの操作を繰り返し、37℃で一晩培養した。
(4)5日後、96ウェルプレートを顕微鏡でGFPを観察し、各勾配でGFPがあるウェル数を記録し、ウイルス力価を計算した。
(5)ウイルス力価TCID50の計算式は以下のとおりである。
Log10(TCID50)=L+d(s-0.5)+log10(1/v)
L=Log10 最高希釈度(最高希釈度が10倍希釈であると、L=1である)
V=1ウェルあたりの細胞培養液の初期体積(ml/well)
d=Log10 希釈度(10倍希釈であると、d=1である)
s=各勾配でのGFP比の合計
(1)ApoA1の発現と分泌機能:
AD5 ApoA1ウイルスが腫瘍細胞に感染してから72時間後に、細胞と上清を回収し、ドットブロットによりApoA1の発現と分泌機能を検出した。
(2)ウイルス複製能力:
AD5 ApoA1及びAD5 CONウイルスに同じMOIで腫瘍細胞を感染させ、異なる時点で細胞を回収し、凍結融解と遠心分離を繰り返した後、等量のウイルス懸濁液を得、293T細胞を用いてウイルス力価測定を行い、ウイルス複製能力の変化を分析した。
(3)腫瘍溶解機能:
AD5 ApoA1及びAD5 CONウイルスにMOIが1~100のウイルスレベルで腫瘍細胞を感染させた。72時間後にMTTを用いて細胞活性を検出し、AD5 ApoA1の腫瘍細胞毒性作用を評価した。
(1)レンチウイルストランスフェクション前の18~24時間に、付着細胞を1×105(細胞の大きさにより決定され、通常、トランスフェクション前に細胞が40~60%に成長することが好ましい)で24ウェルプレートに広げた。レンチウイルストランスフェクション時の細胞数を2×105/ウェルとした。
(2)6μg/mlのポリブレンを加え、同時にCMVをプロモーターとするApoA1を加えてレンチウイルスを過剰発現した。48h培養し続けた。
(3)2μg/mlのピューロマイシンを加え、細胞をスクリーニングした。ネガティブコントロールウェルの細胞が完全に死ぬまで毎日培地を交換した。
(1)細胞クローンの取得
1)細胞密度を100細胞/30マイクロリットルに調整した。
2)10cm培養プレートの底部に滅菌PBSを適量加え、30マイクロリットルの細胞懸濁液を蓋に滴下した。
3)2~3日間培養し、細胞球状化状態を顕微鏡で観察した。
4)細胞クローンが形成された後、I型コラーゲンでコーティングされた96ウェルプレートに細胞クローンを接種し、細胞クローンの形態をリアルタイムで監視した。
(2)Transwell実験
1)Matrixを30倍希釈し、各チャンバーに40マイクロリットル加え、使用するために凝固させた(前日にウェルプレートに広げた)。
2)細胞に対して消化と遠心分離を行い、無血清培地(又は2%血清)に交換してカウントした。
3)5~10万細胞/200マイクロリットルで各チャンバーに加え、下部チャンバーに700マイクロリットルの完全培地を加えた。
4)約24hに固定と染色を行い、綿球でマトリゲルを拭き取り、顕微鏡で写真を撮った。
6~8週齢のBalb/cマウスを選択し、右腋窩又は皮下に皮下腫瘍モデルを確立し、4~6日後、腫瘍の大きさは200mm3と測定された。マウスを未処理グループ、対照AD5 CONウイルス治療グループ、AD5 ApoA1ウイルス治療グループの3つのグループにランダムに分けた。グループ別に対応するウイルスを腫瘍内注射し、各マウスへのウイルス注射量が2.5×108pfuであり、腫瘍の体積及びマウスの体重を追跡して測定した。マウスが自然死した後、マウスの生存期間を記録した。
6ウェルプレートを例として、細胞培養上清を捨て、PBSで2回洗浄し、PBSを捨て、各ウェルに200μlのトリプシンを加え、細胞を消化してピペッティングし、細胞をEPチューブに回収し、1500rpmで5min遠心分離した。
ゲルの配合及び電気泳動:異なる要求に応じて、異なる濃度のSDS-PAGE分離ゲル及び濃縮ゲルを配合した。タンパク質定量の計算結果に応じて、各サンプルのローディング量を30μgに調整した。電気泳動条件:バンドが出ることなく分離されることを前提に、濃縮ゲルの場合に80V、30minであり、分離ゲルの場合に120V、約80minであった。
転写:濾紙及びPVDF膜を準備し、まずPVDF膜をメタノールに浸漬し、次に、使用するために濾紙とともに転写バッファーに浸漬した。ガラス板からゲルを注意深く取り除き、転写バッファーに浸漬し、負極-濾紙-PVDF膜-ゲル-濾紙-正極というサンドイッチの順に配置し、気泡を除去し、必要なバンドの大きさに応じて、定電流110mAで60~70min転写した。
ブロッキング:転写が終了した後、すぐにPVDF膜を取り出し、5%脱脂粉乳に入れ、室温で1hブロッキングした。
一次抗体のインキュベーション:一次抗体を4℃で一晩インキュベートした。
二次抗体のインキュベーション:バンドを洗浄緩衝液で1回に10min、合計3回洗浄した。次に、対応するHPR標識二次抗体を室温で1hインキュベートした。
露光:バンドを洗浄緩衝液で1回に10min、合計3回洗浄した。化学発光液を用いてWB露光装置で露光し、バンド像を取得した。
6ウェルプレートを例として、細胞上清を捨て、PBSで2回洗浄し、PBSを捨て、各ウェルに200μlのトリプシンを加えて消化を行い、細胞を軽くピペッティングして清潔なEPチューブに回収し、1500rpmで5min遠心分離した。上清を捨て、PBSを加えて細胞を再懸濁し、1500rpmで5min遠心分離した。PBSを捨て、細胞数に応じて一定量のPBSを加えて細胞を再懸濁し、そこから10μlの細胞再懸濁液を取り出し、10μlの0.2%トリパンブルー溶液を加えて混合し、細胞カウントプレートに20μlの混合液を取り、細胞カウンターでカウントした。
リアルタイム定量的PCRの10μl系は、2.6μlのPCR用水、フォワードプライマー0.2μl、リバースプライマー0.2μl、テンプレート2μl及びSYBR Green蛍光染料5μlで構成される。サンプルを混合した後、ABI 384 PCR装置で増幅した。
図1の結果から、複製腫瘍溶解性アデノウイルスAD5 ApoA1の構築に成功したことが示される。設計されたApoA1タンパク質は、それ自体のシグナルペプチドとヒスチジンタグを同時含む。実験によると、設計されたApoA1のシグナルペプチドがApoA1を細胞外に分泌できたことが証明される。
以下に、本願の出願時の特許請求の範囲を実施の態様として付記する。
[1] 順次接続される外来遺伝子である第1のプロモーター、E1A初期活性化複製エレメント、絶縁配列、第2のプロモーター、標的遺伝子配列、PA配列を含有又は挿入する、脂質代謝を調節する複製腫瘍溶解性アデノウイルスベクターであって、
前記標的遺伝子は腫瘍溶解性アデノウイルスのE1B領域に挿入されており、
前記標的遺伝子配列はApoA1遺伝子又はその縮重配列であり、
前記標的遺伝子配列の前端部にシグナルペプチド認識配列を有することを特徴とする複製腫瘍溶解性アデノウイルスベクター。
[2] 以下の(1)~(3)のいずれか一つ又は複数の組み合わせを特徴とする[1]に記載の複製腫瘍溶解性アデノウイルスベクター。
(1)前記ApoA1標的遺伝子の核酸は配列番号1である。
(2)前記第1のプロモーターは構成的プロモーター、特異的プロモーター又は誘導的プロモーターのうちの一つであり、第2のプロモーターは構成的プロモーターである。
(3)前記アデノウイルスはサブタイプCである。
[3] 構成的プロモーターはCMV、SV40又はEF1aプロモーターを含むことを特徴とする[1]又は[2]に記載の複製腫瘍溶解性アデノウイルスベクター。
[4] 前記構成的増強プロモーターはCMVであり、その核酸配列は配列番号2であることを特徴とする[3]に記載の複製腫瘍溶解性アデノウイルスベクター。
[5] [1]~[4]のいずれか一つに記載の複製腫瘍溶解性アデノウイルスベクターを含む、脂質代謝を調節する複製腫瘍溶解性アデノウイルス。
[6] 宿主細胞内で複製する能力を有する、脂質代謝を調節する複製腫瘍溶解性アデノウイルスであって、当該複製腫瘍溶解性アデノウイルスは、宿主細胞内で可溶性ApoA1タンパク質を発現して分泌し、腫瘍の増殖、浸潤及び転移を抑制する効果を達成することができることを特徴とする[5]に記載の脂質代謝を調節する複製腫瘍溶解性アデノウイルス。
[7] 前記可溶性ApoA1タンパク質のアミノ酸の配列は配列番号3であることを特徴とする[6]に記載の脂質代謝を調節する複製腫瘍溶解性アデノウイルス。
[8] [1]~[4]のいずれか一つに記載の組換え腫瘍溶解性アデノウイルスベクターにより293T細胞において組換えることにより得られることを特徴とする[5]~[7]に記載の脂質代謝を調節する複製腫瘍溶解性アデノウイルス。
[9] [1]~[4]のいずれか一つに記載の複製腫瘍溶解性アデノウイルスベクター及び[5]~[7]のいずれか一つに記載の複製腫瘍溶解性アデノウイルスの、腫瘍の予防及び/又は治療のための薬物の調製における使用。
[10] 前記治療は単一治療、補助治療又は併用治療であることを特徴とする[9]に記載の使用。
[11] 前記腫瘍は、肝臓癌、乳癌、肺癌、結腸癌、胃癌、膵臓癌、子宮頸癌、黒色腫、前立腺癌、卵巣癌、リンパ腫、胆嚢癌、食道癌、腎癌、鼻咽頭癌、喉頭癌、甲状腺腫瘍、縦隔腫瘍又は神経膠腫であることを特徴とする[9]又は[10]に記載の使用。
[12] 前記腫瘍の予防及び/又は治療のための薬物における使用は、腫瘍の浸潤と転移に抵抗する薬物の調製における使用を含むことを特徴とする[9]又は[10]に記載の使用。
[13] 前記腫瘍の予防及び/又は治療のための薬物における使用は、腫瘍促進性炎症経路及びIDO-1を抑制して抗腫瘍免疫監視を回復させる薬物の調製における使用を含むことを特徴とする[9]又は[10]に記載の使用。
[14] 前記腫瘍の予防及び/又は治療のための薬物における使用は、悪性腫瘍悪液質の進行を遅らせる薬物の調製における使用を含むことを特徴とする[9]又は[10]に記載の使用。
[15] 前記腫瘍の予防及び/又は治療のための薬物における使用は、感染された腫瘍細胞におけるApoA1特異的受容体ABCA1の発現をアップレギュレートする薬物の調製における使用を含むことを特徴とする[9]又は[10]に記載の使用。
Claims (15)
- 順次接続される外来遺伝子である第1のプロモーター、E1A初期活性化複製エレメント、絶縁配列、第2のプロモーター、標的遺伝子配列、PA配列を含有又は挿入する、脂質代謝を調節する複製腫瘍溶解性アデノウイルスベクターであって、
前記標的遺伝子は腫瘍溶解性アデノウイルスのE1B領域に挿入されており、
前記標的遺伝子配列はApoA1遺伝子又はその縮重配列であり、
前記標的遺伝子配列の前端部にシグナルペプチド認識配列を有することを特徴とする複製腫瘍溶解性アデノウイルスベクター。 - 以下の(1)~(3)のいずれか一つ又は複数の組み合わせを特徴とする請求項1に記載の複製腫瘍溶解性アデノウイルスベクター。
(1)前記ApoA1標的遺伝子の核酸は配列番号1である。
(2)前記第1のプロモーターは構成的プロモーター、特異的プロモーター又は誘導的プロモーターのうちの一つであり、第2のプロモーターは構成的プロモーターである。
(3)前記アデノウイルスはサブタイプCである。 - 構成的プロモーターはCMV、SV40又はEF1aプロモーターを含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の複製腫瘍溶解性アデノウイルスベクター。
- 前記構成的増強プロモーターはCMVであり、その核酸配列は配列番号2であることを特徴とする請求項3に記載の複製腫瘍溶解性アデノウイルスベクター。
- 請求項1~4のいずれか一項に記載の複製腫瘍溶解性アデノウイルスベクターを含む、脂質代謝を調節する複製腫瘍溶解性アデノウイルス。
- 宿主細胞内で複製する能力を有する、脂質代謝を調節する複製腫瘍溶解性アデノウイルスであって、当該複製腫瘍溶解性アデノウイルスは、宿主細胞内で可溶性ApoA1タンパク質を発現して分泌し、腫瘍の増殖、浸潤及び転移を抑制する効果を達成することができることを特徴とする請求項5に記載の脂質代謝を調節する複製腫瘍溶解性アデノウイルス。
- 前記可溶性ApoA1タンパク質のアミノ酸の配列は配列番号3であることを特徴とする請求項6に記載の脂質代謝を調節する複製腫瘍溶解性アデノウイルス。
- 請求項1~4のいずれか一項に記載の組換え腫瘍溶解性アデノウイルスベクターにより293T細胞において組換えることにより得られることを特徴とする請求項5~7に記載の脂質代謝を調節する複製腫瘍溶解性アデノウイルス。
- 請求項1~4のいずれか一項に記載の複製腫瘍溶解性アデノウイルスベクター及び請求項5~7のいずれか一項に記載の複製腫瘍溶解性アデノウイルスの、腫瘍の予防及び/又は治療のための薬物の調製における使用。
- 前記治療は単一治療、補助治療又は併用治療であることを特徴とする請求項9に記載の使用。
- 前記腫瘍は、肝臓癌、乳癌、肺癌、結腸癌、胃癌、膵臓癌、子宮頸癌、黒色腫、前立腺癌、卵巣癌、リンパ腫、胆嚢癌、食道癌、腎癌、鼻咽頭癌、喉頭癌、甲状腺腫瘍、縦隔腫瘍又は神経膠腫であることを特徴とする請求項9又は10に記載の使用。
- 前記腫瘍の予防及び/又は治療のための薬物における使用は、腫瘍の浸潤と転移に抵抗する薬物の調製における使用を含むことを特徴とする請求項9又は10に記載の使用。
- 前記腫瘍の予防及び/又は治療のための薬物における使用は、腫瘍促進性炎症経路及びIDO-1を抑制して抗腫瘍免疫監視を回復させる薬物の調製における使用を含むことを特徴とする請求項9又は10に記載の使用。
- 前記腫瘍の予防及び/又は治療のための薬物における使用は、悪性腫瘍悪液質の進行を遅らせる薬物の調製における使用を含むことを特徴とする請求項9又は10に記載の使用。
- 前記腫瘍の予防及び/又は治療のための薬物における使用は、感染された腫瘍細胞におけるApoA1特異的受容体ABCA1の発現をアップレギュレートする薬物の調製における使用を含むことを特徴とする請求項9又は10に記載の使用。
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