JP2022537670A - Ｃａ２の組成物および調整可能な制御方法 - Google Patents

Abstract

本開示は、調節可能な生体回路システムを提供する。このようなシステムは、治療法の発見と開発を支援するために、モジュラーおよび調整可能なタンパク質発現システムを提供する。

Description

関連出願への相互参照

本出願は、2019年6月12日に出願された米国仮出願第62/860,383号の優先権の利益を主張する。前述の出願の全内容は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれている。

シーケンスリストの参照
本出願には、ASCII形式で電子的に提出されたシーケンスリストが含まれており、その全体が参照により本明細書に組み込まれている。2020年6月11日に作成された前記ASCIIファイルは、268052_469001_SL.txtと名付けられ、サイズは10,046,525バイトである。

本開示は、少なくとも1つのペイロードのためにタンパク質の安定性を調整することができるヒト炭酸脱水酵素2（CA2）由来の不安定化ドメイン（DD）、ならびにその使用の組成物および方法に関するものである。本開示には、CA2生体回路システムのポリペプチド、CA2エフェクターモジュール、刺激応答要素（SRE）、それらをコードするポリヌクレオチド、がん免疫療法に使用するためのポリペプチドおよび／またはポリヌクレオチドを含むベクターおよび細胞が含まれる。

遺伝子治療や細胞治療は医療に革命をもたらし、これまで難しかった疾患の治療に新たな可能性をもたらしている。しかし、現在の技術では、標的タンパク質を誘導するタイミングやレベルを調整することができない。そのため、遺伝子治療や細胞治療を安全かつ効果的に実施することは困難であり、不可能である。

多くの遺伝子治療や細胞治療の現場では、外因性および内因性の遺伝子制御が不十分であることが重要な問題となっている。また、このような調整能力の欠如は、治療効果の範囲が狭い、あるいは不確実なタンパク質や、より段階的、一時的な発現を必要とするタンパク質を安全に発現させることを困難にしている。

タンパク質の発現や機能を制御する方法の一つとして、Destabilizing Domains（DD）を用いる方法がある。Destabilizing Domainは、対象となるタンパク質に付加することができる小さなタンパク質ドメインである。DDは、DDに結合するリガンドが存在しない場合、結合したタンパク質を不安定にし、細胞内のユビキチン-プロテアソームシステムによってタンパク質が速やかに分解される。しかし、特定の低分子のDD結合リガンドがDDに結合すると、結合した目的のタンパク質が安定化し、タンパク質の機能が発揮される。

DD技術は、遺伝子の発現や機能を調整可能かつ一時的に制御することができる新しいクラスの細胞・遺伝子治療の基盤となるもので、細胞・遺伝子治療に安全かつ効果的に組み込むことができるタンパク質治療薬の世界を広げる。

本開示は、低分子依存的な安定性を示す、ヒトの炭酸脱水酵素2（CA2）に由来する新規なタンパク質ドメインを提供する。このようなタンパク質ドメインは、不安定化ドメイン（DD）と呼ばれる。その結合リガンドがない場合、DDは不安定化し、DDに融合したペイロード（例えば、関心のあるタンパク質（POI））の分解を引き起こすが、その結合リガンドの存在下では、融合したDDおよびペイロードは安定化することができ、その安定性は用量依存性である。
本明細書では、少なくとも1つのエフェクターモジュールを含む生体回路システムを提供する。エフェクターモジュールは、（a）刺激応答要素（SRE）であって、全体または一部に、（CA2；SEQ ID NO.5810）などのヒト炭酸脱水酵素2を含んでもよいものと、（b）少なくとも1つのペイロードであって、前記SREに取り付けられ、添付され、または関連付けられている前記少なくとも1つのペイロードとを含んでもよい。ペイロードは、CD40L全体またはCD40Lの一部分であってもよい。
いくつかの実施形態では、本開示は、ヒト炭酸脱水酵素2（CA2；SEQ ID NO.5810）に由来する不安定化ドメイン（DD）の全体または一部を含んでいてもよい刺激応答要素（SRE）を提供する。一実施形態では、DDは、CA2（SEQ ID NO.5810）全体を含んでいてもよい。別の実施形態では、DDは、CA2のアミノ酸2～260、例えば、SEQ ID NO.5810のアミノ酸2～260を含んでもよいが、これらに限定されない。

一態様では、本開示は、エフェクターモジュールを含むポリペプチドを提供し、前記エフェクターモジュールは、i）刺激応答要素（SRE）であって、前記SREが薬物応答ドメイン（DRD）を含み、前記DRDがヒト炭酸脱水酵素2（CA2；SEQ ID NO.5810）またはその領域を含み、さらにSEQ ID NO.5810のアミノ酸配列に対する1つまたは複数の変異を含む、刺激応答要素、およびii）前記SREに動作可能に連結される少なくとも1つのペイロードであって(a）ペイロードは、CD40L（SEQ ID NO.6）またはその一部分からなる、または（b）ペイロードは、SEQ ID NO.6のアミノ酸配列に対して1つ以上の変異を含むCD40L（SEQ ID NO.6）またはその一部分からなる。
一実施形態では、DRDは、SEQ ID NO.5810の122位のアミノ酸（H122）におけるH122Y変異を含んでいる。別の実施形態では、DRDは、(i）SEQ ID NO.5810の27位（R27）のアミノ酸におけるR27L変異；（ii）SEQ ID NO.5810の87位（T87）のアミノ酸におけるT87I変異；（iii）SEQ ID NO.5810の252位（N252）のアミノ酸におけるN252D変異；または（iv）（i）、（ii）および／または（iii）の組み合わせをさらに含む。

一実施形態では、DRDは、SEQ ID NO.5810の106位（E106）のアミノ酸にE106D変異を含んでいる。一実施形態では、DRDは、SEQ ID NO.5810の208位（W208）のアミノ酸にW208S変異を含んでいる。一実施形態では、DRDは、E106D変異またはW208S変異からなり、SEQ ID NO.5810の205位（C205）のアミノ酸にC205S変異をさらに含む。
一実施形態では、DRDは、SEQ ID NO.5810の59位（I59）のアミノ酸にI59N変異を含んでいる。別の実施形態では、DRDは、SEQ ID NO.5810の102位（G102）のアミノ酸にG102R変異をさらに含む。
一実施形態では、DRDは、SEQ ID NO.5810の156位のアミノ酸（L156）におけるL156H変異を含んでいる。別の実施形態では、DRDは、 (i）SEQ ID NO.5810の4位（W4）のアミノ酸におけるW4Y変異；（ii）SEQ ID NO.5810の225位（F225）のアミノ酸におけるF225L変異；（iii）SEQ ID NO.5810；（iii）SEQ ID NO.5810の257～260位のアミノ酸の欠失；（iv）SEQ ID NO.5810の1～5位のアミノ酸の欠失；または（v）SEQ ID NO.5810のアミノ酸G234、E235およびP236の欠失をさらに含む。別の実施形態では、DRDは、SEQ ID NO.5810に対して4つの変異を含み、前記変異は(i）L156H、S172C、F178Y、およびE186D；または（ii）D70N、D74N、D100N、およびL156Hに対応する。
一実施形態では、DRDは、SEQ ID NO.5810に対する第1の変異および第2の変異を含み、ここで(i）第1の変異は、SEQ ID NO.5810の73位（S73）のアミノ酸におけるS73N変異であり、（ii）第2の変異は、SEQ ID NO.5810のアミノ酸の89位（R89）におけるFまたはYの置換である。
一実施形態では、DRDは、SEQ ID NO.5810のアミノ酸位置56（S56）におけるNまたはFの置換を含んでいる。一実施形態では、DRDは、SEQ ID NO.5810に対して、S56FおよびD71Sに対応する2つの置換を含んでいる。

一実施形態では、DRDは、SEQ ID NO.5810の56位（S56）のアミノ酸にS56Nの変異がある。
一実施形態では、DRDは、SEQ ID NO.5810に対する1つ以上の置換を含み、ここで、少なくとも1つの置換は、SEQ ID NO.5810のアミノ酸位置63（G63）におけるDまたはNの置換であり、ここで、1つ以上の置換は、G63D；G63DおよびM240L；G63D、E69VおよびN231I；またはT55K、G63NおよびQ248Nに対応する。
一実施形態では、DRDは、SEQ ID NO.5810に対する2つ以上の置換を含み、2つ以上の置換のうちの1つは、SEQ ID NO.5810のアミノ酸位置71（D71）におけるLまたはKの置換であり、前記2つ以上の置換は、D71LおよびT87N；D71LおよびL250R；D71L、T87NおよびL250R；またはD71KおよびT192Fに対応する。

一実施形態では、DRDは、SEQ ID NO.5810に対する2つ以上の置換を含み、2つ以上の置換のうちの少なくとも1つは、以下の通り(i）SEQ ID NO.5810のアミノ酸位置241（V241）におけるFの置換；または（ii）SEQ ID NO.5810のアミノ酸位置249（P249）におけるFまたはLの置換；であり、2つ以上の置換が以下に対応し、D72FおよびV241F；D72FおよびP249L；D72FおよびP249F；D72F、V241FおよびP249L；A77IおよびP249F；またはV241FおよびP249Lである。
一実施形態では、DRDは、SEQ ID NO.5810に対して、Y51T、L183S、Y193I、L197P、およびV134FとL228Fの組み合わせから選択される1つまたは複数の置換を含んでいる。
いくつかの実施形態では、DRDは、SEQ ID NO.5810のアミノ酸2から260に対応するヒトCA2の領域を含んでいる。
いくつかの実施形態では、DRDは、SEQ ID NO.5810のアミノ酸1～260からなる完全長のCA2に対応するヒトCA2の領域を含んでいる。

いくつかの実施形態では、SREは、1つ以上の刺激に反応する。いくつかの実施形態では、刺激は小分子であり、小分子は、アセタゾラミド、セレコキシブ、バルデコキシブ、ロフェコキシブ、メタゾラミド、ドルゾラミド、ブリンゾラミド、ジクロフェナミド、エトキシゾラミド、ゾニサミド、ダンシルアミド、またはジクロルフェナミドから選択される。いくつかの実施形態では、小分子はアセタゾラミドである。
いくつかの実施形態では、ペイロードは、少なくとも1つの変異を含むCD40L（SEQ ID NO.6）またはその一部である。
いくつかの実施形態では、ペイロードは、少なくとも2つの変異を含むCD40L（SEQ ID NO.6）または少なくとも2つの変異を含むその一部であり、少なくとも2つの変異は、（i）H224GおよびG226F；（ii）H224GおよびG226H；（iii）Y172GおよびG226F；（iv）H125およびG227；（v）Y120G、H224GおよびG226W；ならびに（vi）S110G、F111G、E112S、M113G、Q114G、およびK115Sから選択される。
いくつかの実施形態では、ペイロードはCD40L（SEQ ID NO：6）である。

いくつかの実施形態では、DRDはペイロードのN末端に位置している。
いくつかの実施形態では、DRDはリンカーによってペイロードから分離されている。
いくつかの実施形態では、エフェクターモジュールは、シグナルペプチド、ターゲティングペプチドおよび／または浸透ペプチド、リンカー、タンパク質タグ、および／またはタンパク質切断部位をさらに含む。
いくつかの実施形態では、本開示は、本明細書に記載のポリペプチドを含む組成物を提供する。

いくつかの実施形態では、本開示は、本明細書に記載のエフェクターモジュールを含む組成物を提供する。
いくつかの実施形態では、本開示は、本明細書に記載のエフェクターモジュールをコードするポリヌクレオチドを提供し、ここで、ポリヌクレオチドは、DNA分子またはRNA分子である。いくつかの実施形態では、ポリヌクレオチドは、モノシストロン、バイシストロン、またはマルチシストロンである。
一実施形態では、ポリヌクレオチドは、バイシストロニックであり、第2のポリペプチドをコードし、前記第2のポリペプチドは、抗体およびそのフラグメントおよびバリアント、T細胞受容体（TCR）およびそのバリアント、キメラ抗原受容体（CAR）から選択される免疫療法剤を含む。キメラスイッチ受容体、共抑制性受容体またはリガンドの阻害剤、共刺激性受容体およびリガンドのアゴニスト、サイトカイン、ケモカイン、サイトカイン受容体、ケモカイン受容体、サイトカイン-サイトカイン受容体融合体、可溶性成長因子、代謝因子、自殺遺伝子、またはホーミング受容体から選択される免疫療法剤である。一実施形態では、ポリヌクレオチドはマルチストロニックであり、少なくとも2つの追加のポリペプチドをコードし、前記少なくとも2つの追加のポリペプチドは、抗体およびそのフラグメントおよびバリアント、T細胞受容体（TCR）およびそのバリアント、キメラ抗原受容体（CAR）、キメラスイッチ受容体、共抑制性受容体またはリガンドの阻害剤、共刺激性受容体およびリガンドのアゴニスト、サイトカイン、ケモカイン、サイトカイン受容体、ケモカイン受容体、サイトカイン-サイトカイン受容体融合体、可溶性成長因子、代謝因子、自殺遺伝子、またはホーミング受容体から選択される免疫療法剤である。いくつかの実施形態では、第2のポリペプチドは、または少なくとも2つの追加のポリペプチドは、第2のSREに動作可能に連結されている。いくつかの実施形態では、第2のポリペプチドは、任意のSREに動作可能に連結されていないか、または少なくとも2つの追加のポリペプチドは、任意のSREに動作可能に連結されていない。

いくつかの実施形態では、本開示は、本明細書に記載のポリヌクレオチドのいずれかを含むベクターを提供する。いくつかの実施形態では、ベクターは、ウイルスベクターまたはプラスミドである。いくつかの実施形態では、ベクターは、ウイルスベクターであり、ウイルスベクターは、レトロウイルスベクター、レンチウイルスベクター、ガンマレトロウイルスベクター、組換えAAVベクター、アデノウイルスベクター、またはオンコロイドウイルスベクターである。
いくつかの実施形態では、本開示は、本明細書に記載のベクターで形質転換またはトランスフェクションされた細胞を提供する。
いくつかの実施形態では、本開示は、本明細書に記載のエフェクターモジュール、ポリヌクレオチド、またはベクターのうちの少なくとも1つを含む細胞を提供する。

いくつかの実施形態では、本開示の細胞は、養子細胞移植（ACT）のための免疫細胞である。または、CD8+T細胞、CD4+T細胞、ヘルパーT細胞、ナチュラルキラー（NK）細胞、NKT細胞、細胞傷害性Tリンパ球（CTL）、腫瘍浸潤リンパ球（TIL）、記憶T細胞、制御性T（Treg）細胞、サイトカイン誘導型キラー（CIK）細胞、樹状細胞、リンパカイン活性化キラー（LAK）細胞、ヒト胚性幹細胞、間葉系幹細胞、造血系幹細胞、またはそれらの混合物である。いくつかの実施形態では、前記細胞は、キメラ抗原受容体（CAR）または抗原特異的T細胞受容体（TCR）を発現するように改変されている。一実施形態では、前記細胞は、T細胞またはNK細胞である。
いくつかの実施形態では、本開示は、エフェクターモジュールを発現する、および／またはポリヌクレオチドを含む、および／または本明細書に記載のベクターで感染またはトランスフェクションされた細胞を提供し、ここで、前記細胞は、抗原特異的T細胞受容体（TCR）または抗原特異的キメラ抗原受容体（CAR）を発現するように改変されたT細胞であることを特徴とする。
いくつかの実施形態では、本開示は、本明細書に記載のポリペプチド、ポリヌクレオチド、ベクター、または細胞と、薬学的に許容される賦形剤とを含む医薬組成物を提供する。

いくつかの実施形態では、本開示は、改変された細胞を製造する方法を提供し、前記方法は、本明細書に記載のポリヌクレオチドを含む核酸分子を細胞に導入することを含む。
いくつかの実施形態では、本開示は、本明細書に記載の細胞内のペイロードの発現、機能、および／またはレベルを調節する方法を提供し、前記方法は、細胞に刺激を投与することを含み、SREが刺激に応答し、少なくとも1つのペイロードの発現、機能、および／またはレベルが刺激に応答して調節されることを特徴とする。
いくつかの実施形態では、本開示は、疾患を治療する方法、および／またはそれを必要とする対象における免疫応答を誘導する方法を提供し、前記方法は(a）本明細書に記載の組成物、ポリペプチド、ポリヌクレオチド、ベクター、または細胞のいずれかの治療有効量を対象者に投与すること、および治療有効量の刺激を対象者に投与することであって、SREが刺激に応答し、少なくとも1つのペイロードの発現が刺激に応答して調節され、それによって疾患を治療し、および／または免疫応答を誘導することを含む。一実施形態では、疾患は癌である。いくつかの実施形態では、刺激は、アセタゾラミド、セレコキシブ、バルデコキシブ、ロフェコキシブ、メタゾラミド、ドルゾラミド、ブリンゾラミド、ジクロフェナミド、エトキシゾラミド、ゾニスアミド、ダンシルアミド、またはジクロルフェナミドから選択される。

本開示の別の態様では、以下を含む人工細胞が提供される。(i）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であって、前記第1のポリペプチドは、 (a）第1の刺激応答要素（SRE）であって、前記第1のSREは、薬物応答ドメイン（DRD）を含み、前記DRDは、ヒト炭酸脱水酵素2（CA2；SEQ ID NO.5810）またはその領域を含み、SEQ ID NO.5810のアミノ酸配列に対する1つ以上の変異をさらに含む、第1の刺激応答要素（SRE）；および（b）前記第1のSREに動作可能に連結される第1のペイロードであって(I）第1のペイロードは、CD40L（SEQ ID NO.6）またはその一部からなる；または（II）第1のペイロードは、SEQ ID NO.6のアミノ酸配列に対して1つまたは複数の変異を含むCD40L（SEQ ID NO.6）またはその一部からなり、および（ii）1つまたは複数の追加のポリペプチドをコードする第2のポリヌクレオチドであって、前記1つまたは複数の追加のポリペプチドは、T細胞受容体（TCR）およびその変異体、またはキメラ抗原受容体（CAR）からなる群から選択される免疫療法剤を含み、ここで、DRDおよび第1のペイロードは、第1の刺激の非存在下で不安定化し、DRDおよび第1のペイロードは、第1の刺激の存在下で安定化し、1つまたは複数の追加のポリペプチドは、第1のペイロードとは独立して発現するものである。

いくつかの実施形態では、第1のペイロードは、（a）少なくとも1つの変異を含むCD40L（SEQ ID NO.6）またはその一部；または（b）少なくとも2つの変異を含むCD40L（SEQ ID NO.6）または少なくとも2つの変異を含むその一部であり、任意に、少なくとも2つの変異が（i）H224GおよびG226F；（ii）H224GおよびG226H；（iii）Y172GおよびG226F；（iv）H125およびG227；（v）Y120G、H224GおよびG226W；ならびに（vi）S110G、F111G、E112S、M113G、Q114G、およびK115Sから選択される。
いくつかの実施形態では、1つまたは複数の追加のポリペプチドは、第2のDRDを含む第2のSREに連結されており、第2のDRDは、第1のSREのDRDと同じまたは異なり、第2のDRDおよび1つまたは複数の追加のポリペプチドは、第1または第2の刺激の非存在下で不安定化し、第2のDRDおよび1つまたは複数の追加のポリペプチドは、第1または第2の刺激の存在下で安定化している。
いくつかの実施形態では、本開示は、ヒト炭酸脱水酵素2（CA2；SEQ ID NO.5810）の領域または全体を含むDDを提供し、さらにA115L、A116Q、A116V、A133L、A133T、A141P、A152D、A152L、A152R、A173C、A173G、A173L、A173T,A23P、A247L、A247S、A257L、A257S、A38P、A38V、A54Q、A54V、A54X、A65L、A65N、A65V、A77I、A77P、A77Q、C205M、C205R,c205v, c205w, c205y, d101g, d101m, d110i, d129i, d138g, d138m, d138n, d161*, d161m, d161v, d164g, d164i, d174*,d174t，d179e，d179i，d179r，d189g，d189i，d19t，d19v，d242g，d242t，d32t，d34t，d41t，d52i，d52l，d71f，d71g．D71K、D71M、D71S、D71Y、D72I、D72S、D72T、D72X、D75T、D75V、D85M、E106D、E106G、E106S、E117*、E117N、E14N、E186*,E186N、E204A、E204D、E204G、E204N、E213*、E213G、E213N、E220K、E220R、E220S、E233D、E233G、E233R、E235*、E235G,e235n、e237k、e237r、e238*、e238n、e238r、e26s、e69d、e69k、e69s、f130l、f146v、f175i、f175l、f175s、f178l,F178S、F20L、F20S、F225I、F225L、F225S、F225Y、F230I、F230L、F230S、F259L、F259S、F66S、F70I、F70L、F95Y、G102D,G104R、G104V、G128R、G12D、G12E、G131E、G131R、G131W、G139D、G144D、G144V、G150A、G150S、G150W、G155A、G155C,G155d，G155s，G170a，G170d，G182a，G182w，G195a，G195r，G232r，G232w，G234l，G234v，G25e，G63d，G63v，G81e，G81v．G82D、G86A、G86D、G98V、H107I、H107Q、H119T、H119Y、H122T、H122Y、H15L、H15T、H15Y、H17D、H17I、H36I、H36Q、H64M,h94t、h96t、i145f、i145m、i166h、i166l、i209d、i209l、i215h、i215s、i22l、i255n、i255s、i33s、i59f、i59n、i59s。i91f、k111e、k111n、k112r、k113i、k113n、k126n、k132e、k132r、k148e、k148r、k153*、k153n、k158e、k158n、k167*,k169n、k169r、k171q、k171r、k18r、k212n、k212q、k212r、k212w、k224e、k224n、k227*、k227n、k24r、k251e、k251r,K256Q、K260F、K260L、K260Q、K39S、K45N、K45S、K80M、K80R、L118F、L120W、L140V、L140W、L143*、L147*、L147F、L156F,L156H、L156P、L156Q、L163A、L163W、L183P、L183S、L184F、L184P、L188P、L188W、L197*、L197M、L197P、L197R、L197T,l202f、l202h、l202i、l202p、l202r、l202s、l203p、l203s、l203w、l211*、l211a、l211s、l223*、l223i、l223v、l228f,l228h, l228t, l239*, l239f, l239t, l250*, l250p, l250t, l44*, l44m, l47c, l47v, l57*, l57x, l60s, l79f, l79s,L84W、L90*、L90V、M240D、M240L、M240R、M240W、N11D、N11K、N124T、N177*、N177T、N229*、N229T、N231D、N231F、N231K。N231L、N231M、N231Q、N231T、N243Q、N243T、N252E、N252T、N61R、N61T、N61Y、N62K、N62M、N67D、N67T、P137L、P13A,p13h、p13l、p13s、p154l、p154r、p154t、p180l、p180s、p185l、p185s、p185v、p194q、p200a、p200l、p200s、p200t、p201a,p201l, p201r, p201s, p214t, p236l, p236t, p246l, p246q, p249a, p249f, p249h, p249i, p249x, p30l, p30s, p42l,p83a, q103k, q135s, q136n, q157r, q157s, q221a, q221r, q248f, q248l, q248s, q254a, q254k, q28s, q53h, q53k, q53n,q74r, q92h, q92s, r181h, r181s, r181v, r226h, r226p, r226v, r245a, r253g, r253q, r27a, r58g, r89d, r89f, r89i,R89X、R89Y、S105L、S105Q、S151A、S151I、S151Q、S165F、S165P、S172E、S172V、S187I、S187P、S196H、S196L、S216A,S216Q、S218A、S218Q、S219A、S219Q、S258F、S258P、S29C、S29P、S43P、S43T、S48L、S50P、S56F、S56N、S56P、S56X、S73L,S73N、S73X、S99H、T108L、T125I、T125P、T168K、T168N、T168Q、T176H、T176L、T192D、T192F、T192I、T192N、T192P,T192X、T198D、T198I、T198P、T199A、T199H、T199P、T207D、T207I、T207P、T207S、T35I、T35L、T37Q、T55L、T87L、V109M,v109w, v121f, v134c, v134f, v142f, v149g, v149l, v159l, v159s, v160c, v160l, v162a, v162c, v206*, v206c, v206m,v210c, v217l, v217r, v217s, v222a, v222c, v222g, v241g, v241w, v241x, v31l, v49f, v68l, v68w, v78c, w123g, w123r,w16g, w191*, w191g, w191l, w208g, w208l, w208s, w244*, w244g, w244l, w97c, w97g, y114h, y114m, y127m, y190*,Y190L、Y190T、Y193C、Y193F、Y193I、Y193L、Y193T、Y193V、Y193X、Y40M、Y51F、Y51M、Y51T、Y51X、Y88T、K9N、およびS29Aから選択される、SEQ ID NO.5810に対する変異を含むDDを提供する。本明細書では、「*」は停止コドンの翻訳を示し、「X」は任意のアミノ酸を示す。

いくつかの実施形態では、本開示は、ヒト炭酸脱水酵素2（CA2；SEQ ID NO.5810）の領域または全体を含むDDであって、E106D、G63D、H122Y、I59N、L156H、L183S、L197P、S56F、S56N、W208S、Y193I、およびY51Tから選択されるSEQ ID NO.5810に対する変異をさらに含むDDを提供する。
いくつかの実施形態では、本開示は、ヒト炭酸脱水酵素2（CA2；SEQ ID NO.5810）の領域または全体を含むDDであって、SEQ ID NO.5810に対する2つ以上の変異をさらに含むDDを提供する。いくつかの実施形態において、DDは、CA2（WT、R27L、H122Yのaa 2-260）、CA2（WT、T87I、H122Yのaa 2-260）、CA2（WT、H122Y、N252Dのaa 2-260）、CA2（WT、D72F、V241Fのaa 2-260）、CA2（WT、V241Fのaa 2-260、P249L）、CA2（WT, D72F, P249Lのaa 2-260）、CA2（WT, D71L, L250Rのaa 2-260）、CA2（WT, D72F, P249Fのaa 2-260）、CA2（WT, T55K, G63N, Q248Nのaa 2-260）、CA2（WT, L156H, A257del, S258del, F259del,K260del）、CA2（WT、L156H、S2del、H3del、H4del、W5delのata 2-260）、CA2（WT、W4Y、L156Hのata 2-260）、CA2（WT、L156H、G234del、E235del、P236delのata 2-260）、CA2（WT、L156H、F225Lのata 2-260）、CA2（WTのata 2-260、D70N、D74N、D100N、L156H）、（CA2（WT、I59N、G102Rのaa 2-260）、CA2（WT、G63D、E69V、N231Iのaa 2-260）、CA2（WT、R27L、T87I、H122Y、N252Dのaa 2-260）、CA2（WT、D72F、V241F、P249Lのaa 2-260）、CA2（WT、D71L、T87N、L250Rのaa 2-260）、CA2（WT、L156H、S172C、F178Y、E186Dのaa 2-260）、CA2（WTのaa 2-260。D71F, N231F）、CA2（WT, A77I, P249Fのaa 2-260）、CA2（WT, D71K, P249Hのaa 2-260）、CA2（WTのaa 2-260。D72F, P249H)、CA2(WTのaa 2-260, Q53N, N61Y)、CA2(WTのaa 2-260, E106D, C205S)、CA2(WTのaa 2-260、C205S, W208S）、CA2（WTのaa 2-260, S73N, R89Y）、CA2（WTのaa 2-260, D71K, T192F）、CA2（WTのaa 2-260、Y193L, K260L）、CA2（WT, D71F, V241F, P249Lのata 2-260）、CA2（WT, L147F, Q248Fのata 2-260）、CA2（WT, D52I, S258Pのata 2-260）、CA2（WT, D72S, T192Nのata 2-260）、CA2（WT, D179E, T192Iのata 2-260）、CA2（WTのaa 2-260、S56N、Q103K）、CA2（WTのaa 2-260、D71Y、Q248L）、CA2（WTのaa 2-260、S73N、R89F）、CA2（WTのaa 2-260、D71K、N231L、E235G、L239F）、CA2（WTのaa 2-260、D72F、P249I）、CA2（WTのaa 2-260、D72X, V241X, P249X）、CA2（WTのaa 2-260, A54X, S56X, L57X, T192X）、CA2（WTのaa 2-260, Y193V, K260F）、CA2（WTのaa 2-260, G63D, M240L）、CA2（WTのaa 2-260, V134F, L228F）、CA2（WTのaa 2-260, D71G,N231K）、CA2（WT、S56F、D71Sのata 2-260）、CA2（WT、D52L、G128R、Q248Fのata 2-260）、CA2（WT、S73X、R89Xのata 2-260）、CA2（WT、Y51X、D72X、V241X、P249Xのata 2-260）、CA2（WT、D72I、W97Cのata 2-260）、CA2（WT、D71K、T192F、N231Fのaa 2-260）、CA2（WT、H36Q、S43T、Y51F、N67D、G131W、R226Hのaa 2-260）、CA2（WT、F70I、F146Vのaa 2-260）、CA2（WT、K45N、V68L、H119Y、K169R、D179Eのaa 2-260）、CA2（WTのaa 2-260、H15L, A54V, K111E, E220K, F225I）、CA2（WT, P13S, P83A, D101G, K111N, F230I）、CA2（WT, G63D, W123R, E220Kのata 2-260）、CA2（WT, N11D, E69K, G86D, V109M, K113I, T125I, D138G, G155Sのata 2-260）、CA2（WTのata 2-260）、CA2（WT、I59N、G102R、A173Tのaa 2-260）、CA2（WT、L79F、P180Sのaa 2-260）、CA2（WT、A77P、G102R、D138Nのaa 2-260）、CA2（WT、F20L、K45N、G63D、E69V、N231Iのaa 2-260）、CA2（WT、T199N、L202Pのaa 2-260。L228F）、CA2（WT、K9N、H122Y、T168Kのaa 2-260）、CA2（WT、Q53H、L90V、Q92H、G131Eのaa 2-260）、CA2（WT、L44M、L47V、N62K、E69Dのaa 2-260）、CA2（WT、D75V、K169N、F259Lのaa 2-260）、CA2（WT、T207Sのaa 2-260。V222A, N231D）、CA2（WT, I59F, V206M, G232Rのata 2-260）、CA2（WT, P13A, A133Tのata 2-260）、CA2（WT, I59N, R89Iのata 2-260）、CA2（WT, A65N, G86D, G131R, G155D, K158N, V162A, G170D, P236Lのata 2-260）、CA2（WT、G12R、H15Y、D19Vのaa 2-260）、CA2（WT、A65V、F95Y、E106G、H107Q、I145M、F175Iのaa 2-260）、CA2（WT、G63D、E69V、N231Iのaa 2-260）、CA2（WT、S29A、C205Sのaa 2-260）および／またはCA2（WT、S29C、C205Sのaa 2-260）である。本明細書では、「X」は任意のアミノ酸を示す。

いくつかの実施形態において、DDは、CA2（WT、R27L、H122Yのaa 2-260）、CA2（WT、T87I、H122Yのaa 2-260）、CA2（WT、H122Y、N252Dのaa 2-260）、 CA2（WT、D72F、V241Fのaa 2-260）、CA2（WT、V241F、P249Lのaa 2-260）、CA2（WT、D72F、P249Lのaa 2-260）、CA2（WT、D71L、L250Rのaa 2-260）、CA2（WTのaa 2-260、D72F, P249F）、CA2（WT, T55K, G63N, Q248Nのaa 2-260）、CA2（WT, L156H, A257del, S258del, F259del, K260delのaa 2-260）、CA2（WT, L156Hのaa 2-260、WT, L156H, S2del, H3del, H4del, W5del）、CA2（WT, W4Y, L156Hのaa 2-260）、CA2（WT, L156H, G234del, E235del, P236delのaa 2-260）、CA2（WT, L156H, F225Lのaa 2-260）、CA2（WT, L156Hのaa 2-260）、CA2（WTのaa 2-260、D70N、D74N、D100N、L156H）、（CA2（WTのaa 2-260、I59N、G102R）、CA2（WTのaa 2-260、G63D、E69V、N231I）、CA2（WTのaa 2-260、R27L,T87I, H122Y, N252D）、CA2（WT, D72F, V241F, P249Lのaa 2-260）、CA2（WT, D71L, T87N, L250Rのaa 2-260）、CA2（WT, L156H, S172C, F178Y, E186Dのaa 2-260）、CA2（WT、A77I、P249Fのaa 2-260）、CA2（WT、E106D、C205Sのaa 2-260）、CA2（WT、C205S、W208Sのaa 2-260）、CA2（WT、S73N、R89Yのaa 2-260）、CA2（WTのaa 2-260。D71K、T192F）、CA2（WT、S73N、R89Fのaa 2-260）、CA2（WT、G63D、M240Lのaa 2-260）、CA2（WT、V134F、L228Fのaa 2-260）、および／またはCA2（WT、S56F、D71Sのaa 2-260）を含んでもよい。
本明細書に記載されている生体回路システムは、1つ以上の刺激に反応してもよい。そのような刺激は、アセタゾラミド、セレコキシブ、バルデコキシブ、ロフェコキシブ、メタゾラミド、ドルゾラミド、ブリンゾラミド、ジクロフェナミド、エトキシゾラミド、ゾニサミド、ダンシルアミド、およびジクロルフェナミドなどの小分子であってもよいが、これらに限定されない。一実施形態では、小分子は、アセタゾラミドであってもよい。一実施形態では、刺激物はセレコキシブであってもよい。

いくつかの実施形態では、ペイロードは、CD40Lの全体または一部であってもよい。一実施形態では、ペイロードは、CD40L（SEQ ID NO.6）の全体であってもよい。いくつかの実施形態では、ペイロードは、(i）sCD40L（WTの113-261）（SEQ ID NO.5800）；（ii）CD40L（WTのaa14-261）（SEQ ID NO.5802）；または（iii）CD40L（WTのaa14-261、（S110-G116）del）（SEQ ID NO.5804）を含むCD40Lの一部であってもよい。
いくつかの実施形態では、ペイロードは、（i）sCD40L（WTの113-261）（SEQ ID NO.5800）；（ii）CD40L（WTのaa14-261）（SEQ ID NO.5802）；または（iii）CD40L（WTのaa14-261、（S110-G116）del）（SEQ ID NO.5804）と比較して、1つまたは複数の変異を有するCD40Lであってもよい。
いくつかの実施形態では、ペイロードは、野生型CD40L（SEQ ID NO.6として提供されるアミノ酸配列）と比較して、1つまたは複数の変異を有するCD40Lであってもよい。 いくつかの態様では、CD40Lは、S110G、F111G、E112S、M113G、Q114G、K115S、Y120G、H125G、Y172G、H224G、G226F、G226H、G226W、およびG227Fなどの少なくとも1つの変異を含んでいるが、これらに限定されるものではない。CD40Lペイロードは、2つの変異を含んでいてもよく、その変異は、H224GおよびG226F、H224GおよびG226H、Y172GおよびG226F、またはH125およびG227であってもよいが、これらに限定されない。CD40Lペイロードは、3つの変異を含んでいてもよく、その変異は、Y120G、H224GおよびG226Wであってもよいが、これらに限定されない。CD40Lペイロードは、4つの変異を含んでいてもよい。CD40Lペイロードは、5つの変異を含んでいてもよい。CD40Lペイロードは、6つの変異を含んでいてもよく、その変異は、S110G、F111G、E112S、M113G、Q114G、およびK115Sであってもよいが、これらに限定されない。

また、本明細書では、本明細書に記載のSRE、バイオサーキットシステム、ポリペプチドおよび／または組成物をコードするポリヌクレオチド、ならびに該ポリヌクレオチドを含むベクターおよび該ポリヌクレオチドを含む細胞が提供される。また、本開示は、CA2バイオサーキットシステムおよび／または本明細書に記載の組成物の成分と、薬学的に許容される賦形剤とを含む医薬組成物を記載している。
本開示は、それを必要とする人の疾患を治療するための、様々な組成物、生体回路システム、およびその構成要素の使用を説明する好適な例および実施形態を提供する。例えば、疾患の治療および／またはそれを必要としている対象者の免疫応答を誘導する方法は、（a）治療有効量の組成物がエフェクターモジュールであって、該エフェクターモジュールが、i）刺激応答要素（SRE）であって、該SREが薬物応答ドメイン（DRD）を含み、該DRDが、ヒト炭酸脱水酵素2（CA2；SEQ ID NO.5810）またはその領域からなり、SEQ ID NO.5810のアミノ酸配列に対する1つまたは複数の変異をさらに含むSRE；およびii）SREに動作可能に連結された少なくとも1つのペイロードであって、（a）ペイロードがCD40L（SEQ ID NO.6）またはその一部からなる、または（b）ペイロードがCD40L（SEQ ID NO.6）またはその一部からなり、または組成物の成分をコードするポリヌクレオチド、または組成物の成分をコードするそのようなポリヌクレオチドを含むベクター、および（b）治療有効量の刺激物、例えば、アセタゾラミド、セレコキシブ、バルデコキシブ、ロフェコキシブ、メタゾラミド、ドルゾラミド、ブリンゾラミド、ジクロフェナミド、エトキシゾラミド、ゾニサミドを対象者に投与する。SREが刺激に応答し、少なくとも1つのペイロードの発現が刺激に応答して調節され、それによって疾患を治療し、および／または免疫応答を誘導することを特徴とする、ジクロルフェナミド、またはそのようなベクターを含む細胞であって、本明細書に記載の組成物の成分を合成することができるものである。
本明細書のバイオキュートシステムおよび人工細胞を用いて治療および／または予防することができる例示的な疾患には、免疫疾患、自己免疫疾患、感染症疾患、および増殖亢進性疾患、例えば、癌が含まれ得る。

本開示の1つまたは複数の実施形態の詳細は、以下の添付の説明に記載されている。本明細書に記載されているものと同様または同等の任意の材料および方法を、本開示の実施または試験に使用することができるが、好ましい材料および方法をここに記載する。本開示の他の特徴、目的および利点は、説明から明らかになるであろう。本明細書では、文脈から明らかにそうでないと判断されない限り、単数形は複数形も含む。他に定義されていない限り、本明細書で使用されるすべての技術的および科学的用語は、本開示が属する技術分野の通常の技術者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。矛盾が生じた場合は、本明細書が優先される。

I.組成物
バイオサーキットまたはバイオサーキットシステム
本開示によれば、少なくとも1つのエフェクターモジュールを核として構成される生体回路システムが提供される。このようなエフェクターモジュールは、独立して、1つまたは複数の刺激応答要素（SRE）が関連付けられているか、またはそれと一体化している。一般的に、刺激応答要素（SRE）は、任意の関心のあるタンパク質（POI）（例えば、免疫療法剤）であるペイロードに動作可能に連結されて、エフェクターモジュールを形成することができる。SREは、小分子などの特定の刺激によって活性化されると、シグナルまたは結果を生成し、安定化シグナルまたは不安定化シグナルを持続させることによって、連結されたペイロードの転写および／またはタンパク質レベルを上下に調節することができる。バイオサーキットシステムの多くの詳細な説明は、2016年4月11日に出願された共同所有の米国仮特許出願第62/320,864号、2017年3月3日に出願された第62/466,596号、および国際公開WO2017/180587号（それぞれの内容は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる）に教示されている。本開示に従って、免疫療法に使用される任意の薬剤の発現レベルおよび活性を調整するバイオサーキットシステム、エフェクターモジュール、SREおよびコンポーネントが提供される。

本明細書では、「生体回路」または「生体回路システム」を、刺激と、刺激に反応する少なくとも1つのエフェクターモジュールとを含む、生体システム内の、または生体システムに有用な回路と定義し、刺激に対する反応が、生体システム内で、生体システム間で、生体システムの指標として、または生体システム上で、少なくとも1つの信号または結果を生成する。生物学的システムとは、一般的に、動物、植物、真菌、細菌、ウイルスなど、あらゆる細胞、組織、器官、器官系、生物であると理解されている。また、生体回路は、本開示によって教示された刺激またはエフェクターモジュールを採用し、診断、レポーターシステム、デバイス、アッセイまたはキットなどの無細胞環境において信号または結果をもたらす人工回路であってもよいことが理解される。人工回路は、1つ以上の電子的、磁気的、または放射性のコンポーネントまたは部品と関連していてもよい。

エフェクターモジュール
本開示のバイオサーキットは、少なくとも1つのエフェクターモジュールを含む。本明細書で使用される「エフェクターモジュール」とは、少なくとも（a）1つ以上の刺激応答要素（SRE）および（b）1つ以上のペイロード（例えば、関心のあるタンパク質（POI））を含む、単一または複数コンポーネントの構築物または複合体である。
エフェクターモジュールは、1つまたは複数のペイロード、1つまたは複数のSRE、1つまたは複数の切断部位、1つまたは複数のシグナル配列、および1つまたは複数のリンカーの存在または非存在を含む1つまたは複数の追加の特徴を含むように設計されてもよい。本開示の代表的なエフェクターモジュールの実施形態は、国際公開第WO2017／180587号の図2～6に示されており、その内容は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。そのようなエフェクター分子を利用する生体回路およびコンポーネントは、国際公開第WO2017／180587号の図7～12に示されており、その内容は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

国際公開第WO2017/180587号の図2に示すように、1つのペイロード、すなわち1つの免疫療法剤からなる代表的なエフェクターモジュールの実施形態が図示されている。エフェクターモジュールの各構成要素は、開裂部位を有しない（A～F）、または有する（G～Z、およびAA～DD）様々な配置で配置されていてもよい。また、エフェクターモジュールの各構成要素の間には、任意のリンカーが挿入されていてもよい。
国際公開第WO2017／180587号の図3～図6は、2つのペイロード、すなわち2つの免疫療法剤を含む代表的なエフェクターモジュールの実施形態を示している。いくつかの態様では、2つ以上の免疫療法剤（ペイロード）が、同じSRE（例えば、同じDD）の制御下でエフェクターモジュールに含まれてもよい。2つ以上の薬剤は、互いに直接連結されていても、分離されていてもよい。SREは、構築物のN末端、構築物のC末端、または内部に配置されていてもよい。
T調節細胞、骨髄由来抑制細胞（MDSC）、および腫瘍微小環境（TME）内の広範な間質ネットワークの組み合わせは、現在の免疫療法によるT細胞の浸潤および／または活性化を妨げることによって、抗腫瘍免疫応答を減衰させることができる（Ma et al. A CD40 agonist and PD-1 antagonist antibody reprogram the microenvironment of non-immunogenic tumors to allow T cell-mediated anticancer activity.Cancer Immunol Res Jan.14, 2019; doi: 10.1158/2326-606.CIR-18-0061; その内容は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる）。現在のCAR T治療薬は、治療薬が免疫抑制、腫瘍抗原の逃避、不十分なCAR Tの拡大、および健常組織の毒性を有するため、有効ではない。本開示では、本明細書に記載されたSREに融合した、免疫療法剤としてのCD40Lを有するエフェクターモジュールを利用することで、これらの問題に対処する。 CD40Lは、エフェクターモジュール内の唯一の免疫療法剤ではないかもしれない。エフェクターモジュールは、CARコンストラクトを含んでいてもよい。免疫治療剤としてのCD40LおよびCAR、ならびにSREの組み合わせは、（1）腫瘍微小環境におけるCD40+マクロファージの炎症促進状態への再分極、（2）CD40+樹状細胞の活性化による、腫瘍抗原の逃避を減少させることができるエピトープ拡散の促進（例えば、CD40+樹状細胞を活性化し、エピトープの拡散を促進することで、腫瘍抗原の逃避を減少させ（例えば、CAR標的抗原の消失を減少させる）、（3）逆シグナルとサイトカインの産生により、抗原依存性T細胞の拡大を促進し、（4）SREから制御可能なタンパク質を産生することで、健康な組織に対する治療薬の毒性を低下させること、のいずれかを単独または組み合わせて引き起こす可能性がある。非限定的な例として、CD40Lに融合したSREとCAR免疫療法剤を含むエフェクターモジュールは、樹状細胞に腫瘍浸潤リンパ球（TIL）をリクルートさせて抗腫瘍特異的T細胞群を拡大させることにより、CAR標的抗原の消失（例えば、抗原エスケープ）を克服するために使用され得る。非限定的な例として、CD40Lに融合したSREを含むエフェクターモジュールおよびCAR免疫療法剤は、腫瘍関連マクロファージ（TAM）を抑制的な表現型から炎症的な表現型へと再分極させることにより、固形腫瘍の腫瘍微小環境（TME）の制約を軽減するために使用され得る。非限定的な例として、CD40Lに融合したSREを含むエフェクターモジュールとCAR免疫療法剤は、抗原依存的なT細胞の拡大を引き起こすことにより、CAR T細胞の拡大を増加させるために使用することができる。

いくつかの実施形態では、本開示のバイオサーキットは、その免疫原性を低減するように修正されてもよい。免疫原性は、異物として認識される物質に対する一連の複雑な反応の結果であり、中和抗体および非中和抗体の産生、免疫複合体の形成、補体活性化、マスト細胞活性化、炎症、過敏性反応、およびアナフィラキシーを含むことができる。タンパク質の免疫原性には、タンパク質の配列、投与経路、投与頻度、患者層など、いくつかの要因があるが、これらに限定されない。好ましい実施形態では、本開示の組成物の免疫原性を低減するために、タンパク質工学を使用することができる。いくつかの実施形態では、免疫原性を低減するための改変は、親配列に由来する処理済みペプチドのMHCタンパク質への結合を低減する改変を含んでもよい。例えば、アミノ酸修飾は、任意の流行しているMHC対立遺伝子に高親和性で結合すると予測される免疫エピトープが存在しないか、または最小限の数になるように設計されてもよい。既知のタンパク質配列のMHC結合エピトープを同定するいくつかの方法が当技術分野で知られており、本開示の組成物中のエピトープをスコアリングするために使用することができる。そのような方法は、米国特許公開第US20020119492号、US20040230380号、およびUS20060148009号に開示されており、それらの各々の内容は参照によりその全体が組み込まれる。
エフェクターモジュールは、そのSREやペイロードを含めて、核酸ベース、タンパク質ベース、またはそれらの組み合わせであってもよい。それらは、DNA、RNA、mRNA、タンパク質、融合タンパク質、またはそれらの組み合わせの形をしている。

刺激応答要素（SRE）
本明細書では、「刺激応答要素」（SRE）は、1つ以上のペイロードに結合、付着、連結、または関連するエフェクターモジュールの構成要素であり、場合によっては、1つ以上の刺激に対するエフェクターモジュールの応答性の原因となる。本明細書で使用されるように、刺激に対するSREの「応答性」の性質は、共有結合または非共有結合の相互作用、直接的または間接的な関連性、または刺激に対する構造的または化学的な反応によって特徴付けられることがある。さらに、刺激に対するSREの応答は、程度や種類の問題であってもよい。反応は、部分的な反応であってもよい。反応は、可逆的な反応であってもよい。応答は、最終的に、調節された信号または出力につながる可能性がある。そのような出力信号は、刺激に対する相対的な性質のものであってもよく、例えば、1％から100％の間の調節効果を生じさせたり、2倍、3倍、4倍、5倍、10倍以上などの因数分解された増加または減少を生じさせたりするものである。いくつかの実施形態では、SREは、ポリペプチドペイロードに融合したポリペプチドである。

いくつかの実施形態では、本開示は、タンパク質の発現、機能またはレベルを調節する方法を提供する。いくつかの態様では、タンパク質の発現、機能またはレベルの調節は、少なくとも約20％、例えば、少なくとも約30％、40％、50％、60％、70％、80％、85％、90％、95％および100％による発現、機能またはレベルの調節、または少なくとも20-30％、20-40％、20-50％、20-60％、20-70％、20-80％、20-90％、20-95％、20-100%, 30-40%, 30-50%, 30-60%, 30-70%, 30-80%, 30-90%, 30-95%, 30-100%, 40-50%, 40-60%, 40-70%, 40-80%, 40-90%, 40-95%, 40-100%, 50-60%, 50-70%, 50-80%,50-100%, 60-70%, 60-80%, 60-90%, 60-95%, 60-100%, 70-80%, 70-90%, 70-95%, 70-100%, 80-90%, 80-95%, 80-100%, 90-95%, 90-100% または 95-100%による発現、機能またはレベルの調節を指す。
SREやペイロードを含むエフェクターモジュールは、個別に、まとめて、または独立して、ペプチド、ポリペプチド、またはタンパク質から構成されている。タンパク質レベルでは、そのようなペイロードは、任意の天然または人工のペプチド、ポリペプチド、またはその断片であってもよい。ペイロードの天然ペプチドまたはポリペプチド成分は、任意の種の任意の既知のタンパク質に由来していてもよい。
エフェクターモジュールは、1つ、2つ、3つ、4つまたはそれ以上のモジュールのグループで動作するように設計することができる。複数のエフェクター・モジュールが生体回路で利用される場合、それはその生体回路のエフェクター・モジュール・システムとして知られている。

ドメインの不安定化
Destabilizing Domain (DD) は、目的のタンパク質に付加することができる小さなタンパク質ドメインである。不安定化ドメイン(DD)という用語は、薬物応答性ドメイン(DRD)という用語と互換性がある。DDは、DDに結合するリガンドが存在しない場合、結合したタンパク質を不安定にし、細胞のユビキチン-プロテアソームシステムによってタンパク質が迅速に分解されるようにする（Stankunas, K., et al.Cell, 2003, 12: 1615-1624; Banaszynski, et al., Cell; 2006, 126(5): 995-1004; Review in Banaszynski, L.A., and Wandless, T.J. Chem.Biol.; 2006, 13:11-21およびRakhit Rら, Chem Biol.2014; 21(9):1238-1252に記載されている）。しかし、特定の小分子リガンドがリガンド結合パートナーとして目的のDDを結合すると、不安定性が逆転し、タンパク質の機能が回復する。DDの安定性の条件付きの性質は、安定なタンパク質から分解のための不安定な基質への迅速かつ不穏な切り替えを可能にする。さらに、リガンドの濃度に依存することで、分解速度を調整することもできる。
一実施形態では、SREは不安定化ドメイン(DD)である。DDに結合する、またはDDと相互作用する低分子リガンドが存在するか、存在しないか、またはその量によって、そのような結合または相互作用の際にペイロードの安定性が変化し、結果としてペイロードの機能が変化する。結合や相互作用の程度に応じて、ペイロードの変化した機能が変化し、ペイロードの機能を「調整」することができる。

いくつかの実施形態において、DDの望ましい特性には、DDのリガンドがない状態での低いタンパク質レベル（例えば、低い基礎安定性）、大きなダイナミックレンジ、堅牢で予測可能な用量反応挙動、および分解の迅速な動態が含まれ得るが、これらに限定されない。所望のリガンドには結合するが、内因性分子には結合しないDDが好ましいかもしれない。
いくつかの実施形態では、本開示のDDは、本明細書で親タンパク質と呼ばれる既知のタンパク質から開発されてもよい。いくつかの実施形態では、本明細書に記載された、または当該技術分野で既知のCA2不安定化ドメインは、本明細書で教示されたペイロード（例えば、関心のあるタンパク質または免疫治療剤）のいずれかと関連して、本開示の生体回路システムにおけるSREとして使用されてもよい。
野生型タンパク質（例えば、CA2）の領域または部分またはドメインは、全体または一部がSRE/DDとして利用されてもよい。また、それらを組み合わせたり、並べ替えたりして、新たなペプチド、タンパク質、領域、ドメインを作成してもよく、そのうちのいずれかをSRE/DDとして使用してもよいし、さらなるSREやDDを設計するための出発点として使用してもよい。

一実施形態では、SREは、親タンパク質（例えば、CA2）の領域、または変異体タンパク質の領域に由来する。親タンパク質の領域は、5～50、25～75、50～100、75～125、100～150、125～175、150～200、175～225、200～250、225～275、250～300、275～325、300～350、325～375、350～400、375～425、または400～450アミノ酸の長さであってもよい。非限定的な例として、親タンパク質の領域は、250～270アミノ酸の長さであってもよい。非限定的な例として、親タンパク質の領域は、225～250アミノ酸の長さであってもよい。非限定的な例として、親タンパク質の領域は、225～260アミノ酸の長さであってもよい。
一実施形態では、SREは、親タンパク質（例えば、CA2）に由来するか、または変異タンパク質に由来するものであり、親タンパク質の領域を含む。SREは、親タンパク質の領域を含んでもよく、その領域は、1％、5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、99％、または100％、5-10％、10-15％。15-20%, 20-25%, 25-30%, 30-35%, 35-40%, 40-45%, 45-50%, 50-55%, 55-60%, 60-65%, 65-70%, 70-75%, 75-80%, 80-85%, 85-90%, 90-95%, 95-100%, 10-20%, 20-30%, 30-40%, 40-50%, 50-60%, 60-70%, 70-80%,80-90%, 90-100%, 10-30%, 20-40%, 30-50%, 40-60%, 50-70%, 60-80%, 70-90%, 80-100%, 10-40%, 20-50%, 30-60%, 40-70%, 50-80%, 60-90%, 70-100%, 10-50%, 20-60%, 30-70%, 40-80%, 50-90%, 60-100%,10-60％、20-70％、30-80％、40-90％、50-100％、10-70％、20-80％、30-90％、40-100％、10-80％、20-90％、30-100％、10-90％、20-100％、25-50％、50-75％、または75-100％の親タンパク質または突然変異タンパク質である。
一実施形態では、SREは、親タンパク質（例えば、CA2）または変異タンパク質に由来するものであり、1％、5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、99％、または100％、5～10％、10～15％、15～20％、25-30%, 30-35%, 35-40%, 40-45%, 45-50%, 50-55%, 55-60%, 60-65%, 65-70%, 70-75%, 75-80%, 80-85%, 85-90%, 90-95%, 95-100%, 10-20%, 20-30%, 30-40%, 40-50%, 50-60%, 60-70%, 70-80%, 80-90%,90-100%, 10-30%, 20-40%, 30-50%, 40-60%, 50-70%, 60-80%, 70-90%, 80-100%, 10-40%, 20-50%, 30-60%, 40-70%, 50-80%, 60-90%, 70-100%, 10-50%, 20-60%, 30-70%, 40-80%, 50-90%, 60-100%, 10-60%,20-70%, 30-80%, 40-90%, 50-100%, 10-70%, 20-80%, 30-90%, 40-100%, 10-80%, 20-90%, 30-100%, 10-90%, 20-100%, 25-50%, 50-75%, または 75-100%の同一性を有する親タンパク質または変異タンパク質を有していてもよい。

鋳型となる親タンパク質のタンパク質ドメインから同定された不安定化ドメイン候補配列を変異させて、鋳型となるドメイン候補配列に基づいた変異体のライブラリを生成することができる。DDライブラリを生成するために使用される変異誘発戦略には、構造ガイド情報を使用するなどの部位特異的変異誘発、エラー・プローンPCRを使用するなどのランダム変異誘発、またはその両方の組み合わせが含まれる。いくつかの実施形態では、ランダム変異誘発を用いて同定された不安定化ドメインを用いて、不安定化に必要とされる可能性のある候補DDの構造的特性を同定し、これを部位特異的変異誘発を用いてさらに変異ライブラリを生成するために使用することができる。
いくつかの実施形態では、DD変異体ライブラリは、野生型タンパク質と比較して、リガンドに対する結合親和性が変化した、好ましくはより高い変異をスクリーニングしてもよい。また、2つ以上のリガンドを用いてDDライブラリをスクリーニングし、あるリガンドでは安定化するが他のリガンドでは安定化しないDD変異を優先的に選択してもよい。また、天然に存在するタンパク質と比較して、リガンドに優先的に結合するDD変異を選択してもよい。このような方法は、DDのリガンド選択およびリガンド結合親和性を最適化するために使用することができる。さらに、このような方法は、オフターゲットのリガンド結合に起因する有害な効果を最小化するために使用することができる。
いくつかの実施形態では、バーコードを用いて変異体ライブラリをスクリーニングすることにより、適切なDDを同定することができる。そのような方法は、異種変異体ライブラリ内の個々の変異体クローンを検出、識別、および定量化するために使用されてもよい。ライブラリー内の各DD変異体は、（互いに）異なるバーコード配列を有していてもよい。他の例では、ポリヌクレオチドは、2、3、4、5、6、7、8、9、10またはそれ以上の核酸塩基に関して、異なるバーコード配列を有することもできる。また、ライブラリ内の各DD変異体は、複数のバーコード配列を含んでいてもよい。複数で使用する場合は、各バーコードが他のバーコードに対してユニークであるように使用してもよい。あるいは、使用される各バーコードはユニークでなくても、使用されるバーコードの組み合わせによって、個別に追跡できるユニークな配列を作成してもよい。バーコード配列は、SREの上流に配置してもよいし、SREの下流に配置してもよいし、場合によってはSREの中に配置してもよい。DD変異体は、サンガーシークエンシング、次世代シークエンシングなどのシークエンシングアプローチだけでなく、ポリメラーゼ連鎖反応や定量的ポリメラーゼ連鎖反応を用いて、バーコードによって同定されてもよい。いくつかの実施形態では、アガロースゲル上の各バーコードを識別するために、各バーコードに対して異なるサイズの産物を増幅するポリメラーゼ連鎖反応プライマーを使用してもよい。他の例では、各バーコードは、各バーコードの標的増幅を可能にする固有の定量的ポリメラーゼ連鎖反応プローブ配列を有していてもよい。

一実施形態では、本開示のエフェクターモジュールおよび／またはSREは、少なくとも1つの不安定化ドメイン（DD）を含んでいてもよい。エフェクターモジュールおよび／またはSREは、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、または10以上のDDを含んでもよい。複数のDDが存在する場合、DDの各々は、同じ親タンパク質に由来するものであっても、異なる親タンパク質に由来するものであっても、2つの異なる親タンパク質の融合体であっても、人工的なものであってもよい。
一実施形態では、本開示のエフェクターモジュールおよび／またはSREは、2つのDDを含んでもよい。一実施形態では、本開示のエフェクターモジュールおよび／またはSREは、3つのDDを含んでもよい。一実施形態では、本開示のエフェクターモジュールおよび／またはSREは、4つのDDを含んでもよい。一実施形態では、本開示のエフェクターモジュールおよび／またはSREは、5つのDDを含んでもよい。一実施形態では、本開示のエフェクターモジュールおよび／またはSREは、6つのDDを含んでもよい。一実施形態では、本開示のエフェクターモジュールおよび／またはSREは、7個のDDを含んでもよい。一実施形態では、本開示のエフェクターモジュールおよび／またはSREは、8個のDDを含んでもよい。一実施形態では、本開示のエフェクターモジュールおよび／またはSREは、9個のDDを含んでもよい。一実施形態では、本開示のエフェクターモジュールおよび／またはSREは、10個のDDを含んでもよい。DDは、当技術分野で知られているおよび／または本明細書に記載されている任意の親タンパク質に由来してもよい。いくつかの実施形態では、DDは、同じ親タンパク質に由来する。いくつかの実施形態では、DDは、同じ親タンパク質の異なる領域に由来する。いくつかの実施形態では、DDは、異なる親タンパク質に由来する。

CA2の不安定なドメイン
いくつかの実施形態では、本開示のDDは、すべての生命王国に存在する金属酵素のスーパーファミリーである炭酸脱水酵素（CAs, EC 4.2.1.1）のメンバーである、ヒトの炭酸脱水酵素2 CA2に由来してもよい。CAは、3つの化学種間の反応を平衡化させる。CAは、CO2、重炭酸、プロトンという3つの化学種の反応を平衡化する。CAは収束的に進化してきており、Bacteria、Archaea、Eukaryaで独立して進化した7つの遺伝的に異なるCAファミリー、α-、β-、γ-、δ-、ζ-、η-、θ-CAが存在する。いくつかの実施形態では、本明細書に記載のDDは、以下に限定されないが、炭酸脱水酵素2（CA2）、炭酸脱水酵素1（CA1）、炭酸脱水酵素3（CA3）、炭酸脱水酵素4（CA4）、炭酸脱水酵素5A（CA5A）、炭酸脱水酵素5B（CA5B）、炭酸脱水酵素6（CA6）、炭酸脱水酵素7（CA7）、炭酸脱水酵素8（CA8）、炭酸脱水酵素9（CA9）、炭酸脱水酵素10（CA10）、炭酸脱水酵素11（CA11）、炭酸脱水酵素12（CA12）、炭酸脱水酵素13（CA13）、および炭酸脱水酵素14（CA14）。から選択される少なくとも1つの親タンパク質に由来してもよい。
一実施形態では、DDは、炭酸脱水酵素2（CA2）、炭酸脱水酵素1（CA1）、炭酸脱水酵素3（CA3）、炭酸脱水酵素7（CA7）、および炭酸脱水酵素13（CA13）などの細胞質CAに由来するものであってもよい。一実施形態では、DDは、炭酸脱水酵素5A（CA5A）、および炭酸脱水酵素5B（CA5B）などのミトコンドリアCAに由来してもよいが、これらに限定されない。一実施形態では、DDは、炭酸脱水酵素6（CA6）などの分泌型CAに由来するが、これに限定されない。一実施形態では、DDは、炭酸脱水酵素4（CA4）、炭酸脱水酵素9（CA9）、炭酸脱水酵素12（CA12）、および炭酸脱水酵素14（CA14）などの膜関連CAに由来してもよいが、これらに限定されない。一実施形態では、DDはCA2に由来する。別の態様では、DDはCA9に由来するものであってもよい。

いくつかの実施形態では、本開示のDDは、CA2の小分子阻害剤などのリガンドによって安定化され得るCA2（SEQ ID NO.5810；Uniprot ID：P00918）に由来するものであってもよい。本明細書で使用される用語「CA2 WT」は、SEQ ID NO.5810として定義されるヒト野生型CA2タンパク質配列を意味し、GenBankアクセスNO.P00918である、アミノ酸配列を有する。
Mshhwgygkhngpehhkdfpiakgerqspvdidthtakydpslkplsvsydqatslrilnnghafnvefddsqdkavlkggpldgtyrliqfhfhwgsldgqgsehtvdkkkyaaelhlvhwntkygdfgkavqqpdglavlgiflkvgsakpglqkvvdvldsiktkgksadftnfdprgllpesldywtypgslttppllecvtwivlkepisvsseqvlkfrklnfngegepeelmvdnwrpaqplknrqikasfk.
いくつかの実施形態では、本開示のDDは、CA2阻害剤のカクテルを利用して同定してもよい。他の例では、適切なDDは、まず1つのCA2阻害剤でスクリーニングし、続いて2つ目のCA2阻害剤でスクリーニングすることによって同定されてもよい。
本開示に包含される不安定化ドメインのアミノ酸配列は、そこに記載されているアミノ酸配列に対して、少なくとも約40％、50％または60％の同一性、さらに少なくとも約70％の同一性、好ましくは少なくとも約75％または80％の同一性、より好ましくは少なくとも約85％、86％、87％、88％、89％または90％の同一性、さらに好ましくは少なくとも約91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％または99％の同一性を有する。同一性の割合は、例えば、米国国立衛生研究所から入手可能なバージョンMagic-BLAST 1.2.0を含む、高度なBLASTコンピュータプログラムを使用して配列情報を比較することによって決定することができる。BLASTプログラムは、Karl and Altschul (1990) Proc.Natl. Acad.Sci USA, 87:2264-68（その内容は参照により全体として組み込まれる）に記載されているアライメント法に基づいている。

いくつかの実施形態では、CA2に由来するDDは、親CA2配列のアミノ酸2～260を含んでいてもよい。これは、本明細書において、M1del変異と呼ばれる。ある実施形態では、CA2に由来するDDは、親CA2配列のアミノ酸2～237を含んでいてもよい。
表1、表2、表3、表4、表6には、ヌクレオチドアナログ変異誘発法とエラープローンPCR法を組み合わせたランダム変異誘発法で変異体のライブラリを生成したり、飽和変異誘発法などの変異誘発法によって同定されたCA2変異体が記載されている。CA2を不安定にする変異体は、構造誘導型変異誘発法によっても同定することができ、表1に示した。表1、表2、表3、表4、表5、および表6に記載されている変異アミノ酸の位置は、SEQ ID NO.5810の全長CA2に対するものである。

[表１]

その他のCA2の不安定化ドメインを表2に示す。

[表2]

いくつかの実施形態では、本明細書に記載のCA2 DDは、表3に提供される配列のいずれかを含んでもよい。表3において「*」は、停止コドンの翻訳を表す。表3のアミノ酸配列が1つまたは複数の停止コドンを含む場合、「AA SEQ ID NO."の欄には、停止コドンの前後にある個々の成分のSEQ ID NO.が、アミノ酸配列中に出現する順序で記載されている。

[表3]

追加のCA2不安定化ドメインは、表4に記載されている。表4に記載されているCA2不安定化変異体は、上述のように、構造誘導突然変異誘発または単一の変異体を組み合わせることによって同定される。

[表4]

いくつかの実施形態では、CA2 DDを生成するためのテンプレートとして、CA2 WTの領域または一部分を使用してもよい。いくつかの実施形態では、CA2 DDは、SEQ ID NO.5810の260位のリジンを除外してもよい。いくつかの態様では、CA2領域は、表5に記載されたものを含んでもよいが、これらに限定されない。

[表5]

本明細書に記載されているCA2領域のいずれも、CA2 DDを生成するために利用することができる。表6は、CA2領域に由来するCA2 DDを提供する。

[表6]

いくつかの実施形態では、CA2に由来するDDは、前の表に記載された変異のうち、1つ、2つ、3つ、4つ、5つ、またはそれ以上の変異を含んでいてもよい。
いくつかの実施形態では、CA2由来のDDは、野生型CA2のアミノ酸配列に対する少なくとも1つの変異を含み、この変異は、刺激がない場合、DDおよびDDに動作可能に連結された少なくとも1つのペイロード、またはDDを構成するSREを不安定にする。刺激がある場合には、DDおよび少なくとも1つのペイロードは安定化する。いくつかの実施形態では、CA2由来のDDは、刺激がない場合、DDおよび作動可能に連結された少なくとも1つのペイロードを不安定にする1つ、2つ、3つ、4つまたはそれ以上の突然変異を含む。いくつかの実施形態では、少なくとも1つの変異を含むCA2に由来するDDの不安定化比は、野生型CA2の不安定化比よりも低い。いくつかの実施形態では、少なくとも1つの変異を含むCA2に由来するDDの安定化比は、野生型CA2の安定化比よりも高い。いくつかの実施形態では、DDは、不安定化比および安定化比に有意な影響を与えない1つまたは複数の追加の変異を含んでいてもよい。
いくつかの実施形態では、変異は、保存された（変異部位のアミノ酸と同様の物理化学的特性を有する）、半保存された（例えば、負電荷から正電荷のアミノ酸）、または非保存された（変異部位のアミノ酸と異なる物理化学的特性を有する）アミノ酸であってもよい。いくつかの実施形態では、アミノ酸リジンがグルタミン酸またはアルギニンに変異していてもよく、アミノ酸フェニルアラニンがロイシンに変異していてもよく、アミノ酸ロイシンがフェニルアラニンに変異していてもよく、またはアミノ酸アスパラギンがセリンに変異していてもよい。SRE/DDとして、野生型タンパク質の領域や部分、ドメインの全部または一部を利用してもよい。また、それらを組み合わせたり、並べ替えたりして、新たなペプチドやタンパク質、領域やドメインを作成してもよく、そのうちのいずれかをSRE/DDとして使用してもよいし、さらなるSREやDDを設計するための出発点として使用してもよい。

また、本明細書に記載の不安定化ドメインは、保存的置換、非保存的置換、または多型を含む、安定性に影響を与えないアミノ酸およびヌクレオチド置換を含んでもよい。いくつかの実施形態では、本明細書に記載のCA2 DDはまた、変種のアミノ酸配列を含む断片を含む、上記の不安定化ドメインの断片であってもよい。好ましい断片は、刺激の非存在下では不安定であり、刺激を加えると安定化する。好ましい断片は、本明細書に記載のDDと同様の効率で刺激物と相互作用する能力を保持している。
一実施形態では、SREは、CA2タンパク質の領域からなる。CA2タンパク質の領域は、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38,39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77,78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109, 110, 111, 112, 113,114, 115, 116, 117, 118, 119, 120, 121, 122, 123, 124, 125, 126, 127, 128, 129, 130, 131, 132, 133, 134, 135, 136, 137, 138, 139, 140, 141, 142, 143, 144,145, 146, 147, 148, 149, 150, 151, 152, 153, 154, 155, 156, 157, 158, 159, 160, 161, 162, 163, 164, 165, 166, 167, 168, 169, 170, 171, 172, 173, 174, 175, 176, 177, 178, 179, 180, 181, 182, 183, 184, 185, 186, 187, 188, 189, 190, 191, 192, 193, 194, 195, 196, 197, 198, 199, 200, 201, 202, 203, 204, 205, 206,207, 208, 209, 210, 211, 212, 213, 214, 215, 216, 217, 218, 219, 220, 221, 222, 223, 224, 225, 226, 227, 228, 229, 230, 231, 232, 233, 234, 235, 236, 237,238, 239, 240, 241, 242, 243, 244, 245, 246, 247, 248, 249, 250, 251, 252, 253, 254, 255, 256, 257, 258, 259, 260以上の長さのアミノ酸が含まれている。親タンパク質の領域は、5～50、25～75、50～100、75～125、100～150、125～175、150～200、175～225、200～250、225～260アミノ酸の長さであってもよい。

いくつかの実施形態では、本開示は、ヒト炭酸脱水酵素2（CA2；SEQ ID NO.5810）の領域または全体を含むDDを提供し、さらにA115L、A116Q、A116V、A133L、A133T、A141P、A152D、A152L、A152R、A173C、A173G、A173L、A173T,A23P、A247L、A247S、A257L、A257S、A38P、A38V、A54Q、A54V、A54X、A65L、A65N、A65V、A77I、A77P、A77Q、C205M、C205R,c205v, c205w, c205y, d101g, d101m, d110i, d129i, d138g, d138m, d138n, d161*, d161m, d161v, d164g, d164i, d174*,d174t，d179e，d179i，d179r，d189g，d189i，d19t，d19v，d242g，d242t，d32t，d34t，d41t，d52i，d52l，d71f，d71g．D71K、D71M、D71S、D71Y、D72I、D72S、D72T、D72X、D75T、D75V、D85M、E106D、E106G、E106S、E117*、E117N、E14N、E186*,E186N、E204A、E204D、E204G、E204N、E213*、E213G、E213N、E220K、E220R、E220S、E233D、E233G、E233R、E235*、E235G,e235n、e237k、e237r、e238*、e238n、e238r、e26s、e69d、e69k、e69s、f130l、f146v、f175i、f175l、f175s、f178l,F178S、F20L、F20S、F225I、F225L、F225S、F225Y、F230I、F230L、F230S、F259L、F259S、F66S、F70I、F70L、F95Y、G102D,G104R、G104V、G128R、G12D、G12E、G131E、G131R、G131W、G139D、G144D、G144V、G150A、G150S、G150W、G155A、G155C,G155d，G155s，G170a，G170d，G182a，G182w，G195a，G195r，G232r，G232w，G234l，G234v，G25e，G63d，G63v，G81e，G81v．G82D、G86A、G86D、G98V、H107I、H107Q、H119T、H119Y、H122T、H122Y、H15L、H15T、H15Y、H17D、H17I、H36I、H36Q、H64M,h94t、h96t、i145f、i145m、i166h、i166l、i209d、i209l、i215h、i215s、i22l、i255n、i255s、i33s、i59f、i59n、i59s。i91f、k111e、k111n、k112r、k113i、k113n、k126n、k132e、k132r、k148e、k148r、k153*、k153n、k158e、k158n、k167*,k169n、k169r、k171q、k171r、k18r、k212n、k212q、k212r、k212w、k224e、k224n、k227*、k227n、k24r、k251e、k251r,K256Q、K260F、K260L、K260Q、K39S、K45N、K45S、K80M、K80R、L118F、L120W、L140V、L140W、L143*、L147*、L147F、L156F,L156H、L156P、L156Q、L163A、L163W、L183P、L183S、L184F、L184P、L188P、L188W、L197*、L197M、L197P、L197R、L197T,l202f、l202h、l202i、l202p、l202r、l202s、l203p、l203s、l203w、l211*、l211a、l211s、l223*、l223i、l223v、l228f,l228h, l228t, l239*, l239f, l239t, l250*, l250p, l250t, l44*, l44m, l47c, l47v, l57*, l57x, l60s, l79f, l79s,L84W、L90*、L90V、M240D、M240L、M240R、M240W、N11D、N11K、N124T、N177*、N177T、N229*、N229T、N231D、N231F、N231K。N231L、N231M、N231Q、N231T、N243Q、N243T、N252E、N252T、N61R、N61T、N61Y、N62K、N62M、N67D、N67T、P137L、P13A,p13h、p13l、p13s、p154l、p154r、p154t、p180l、p180s、p185l、p185s、p185v、p194q、p200a、p200l、p200s、p200t、p201a,p201l, p201r, p201s, p214t, p236l, p236t, p246l, p246q, p249a, p249f, p249h, p249i, p249x, p30l, p30s, p42l,p83a, q103k, q135s, q136n, q157r, q157s, q221a, q221r, q248f, q248l, q248s, q254a, q254k, q28s, q53h, q53k, q53n,q74r, q92h, q92s, r181h, r181s, r181v, r226h, r226p, r226v, r245a, r253g, r253q, r27a, r58g, r89d, r89f, r89i,R89X、R89Y、S105L、S105Q、S151A、S151I、S151Q、S165F、S165P、S172E、S172V、S187I、S187P、S196H、S196L、S216A,S216Q、S218A、S218Q、S219A、S219Q、S258F、S258P、S29C、S29P、S43P、S43T、S48L、S50P、S56F、S56N、S56P、S56X、S73L,S73N、S73X、S99H、T108L、T125I、T125P、T168K、T168N、T168Q、T176H、T176L、T192D、T192F、T192I、T192N、T192P,T192X、T198D、T198I、T198P、T199A、T199H、T199P、T207D、T207I、T207P、T207S、T35I、T35L、T37Q、T55L、T87L、V109M,v109w, v121f, v134c, v134f, v142f, v149g, v149l, v159l, v159s, v160c, v160l, v162a, v162c, v206*, v206c, v206m,v210c, v217l, v217r, v217s, v222a, v222c, v222g, v241g, v241w, v241x, v31l, v49f, v68l, v68w, v78c, w123g, w123r,W16G, W191*, W191G, W191L, W208G, W208L, W208S, W244*, W244G, W244L, W97C, W97G, Y114H, Y114M, Y127M, Y190*,Y190L、Y190T、Y193C、Y193F、Y193I、Y193L、Y193T、Y193V、Y193X、Y40M、Y51F、Y51M、Y51T、Y51X、Y88T、K9N、およびS29Aから選択される、SEQ ID NO.5810に対する変異を含むDDを提供する。本明細書では、「*」は停止コドンの翻訳を示し、「X」は任意のアミノ酸を示す。

いくつかの実施形態では、本開示は、ヒト炭酸脱水酵素2（CA2；SEQ ID NO.5810）の領域または全体を含み、E106D、G63D、H122Y、I59N、L156H、L183S、L197P、S56F、S56N、W208S、Y193I、およびY51Tから選択されるSEQ ID NO.5810に対する変異をさらに含むDDを提供する。
いくつかの実施形態では、本開示は、ヒト炭酸脱水酵素2（CA2；SEQ ID NO.5810）の領域または全体を含むDDであって、SEQ ID NO.5810に対する2つ以上の変異をさらに含むDDを提供する。いくつかの実施形態において、DDは、CA2（WT、R27L、H122Yのaa 2-260）、CA2（WT、T87I、H122Yのaa 2-260）、CA2（WT、H122Y、N252Dのaa 2-260）、CA2（WT、D72F、V241Fのaa 2-260）、CA2（WT、V241Fのaa 2-260、P249L）、CA2（WT, D72F, P249Lのaa 2-260）、CA2（WT, D71L, L250Rのaa 2-260）、CA2（WT, D72F, P249Fのaa 2-260）、CA2（WT, T55K, G63N, Q248Nのaa 2-260）、CA2（WT, L156H, A257del, S258del, F259del,K260del）、CA2（WT、L156H、S2del、H3del、H4del、W5delのata 2-260）、CA2（WT、W4Y、L156Hのata 2-260）、CA2（WT、L156H、G234del、E235del、P236delのata 2-260）、CA2（WT、L156H、F225Lのata 2-260）、CA2（WTのata 2-260、D70N、D74N、D100N、L156H）、（CA2（WT、I59N、G102Rのaa 2-260）、CA2（WT、G63D、E69V、N231Iのaa 2-260）、CA2（WT、R27L、T87I、H122Y、N252Dのaa 2-260）、CA2（WT、D72F、V241F、P249Lのaa 2-260）、CA2（WT、D71L、T87N、L250Rのaa 2-260）、CA2（WT、L156H、S172C、F178Y、E186Dのaa 2-260）、CA2（WTのaa 2-260、D71F, N231F）、CA2（WT, A77I, P249Fのaa 2-260）、CA2（WT, D71K, P249Hのaa 2-260）、CA2（WTのaa 2-260、D72F, P249H)、CA2(WTのaa 2-260, Q53N, N61Y)、CA2(WTのaa 2-260, E106D, C205S)、CA2(WTのaa 2-260、C205S, W208S）、CA2（WTのaa 2-260, S73N, R89Y）、CA2（WTのaa 2-260, D71K, T192F）、CA2（WTのaa 2-260、Y193L, K260L）、CA2（WT, D71F, V241F, P249Lのata 2-260）、CA2（WT, L147F, Q248Fのata 2-260）、CA2（WT, D52I, S258Pのata 2-260）、CA2（WT, D72S, T192Nのata 2-260）、CA2（WT, D179E, T192Iのata 2-260）、CA2（WTのaa 2-260、S56N、Q103K）、CA2（WTのaa 2-260、D71Y、Q248L）、CA2（WTのaa 2-260、S73N、R89F）、CA2（WTのaa 2-260、D71K、N231L、E235G、L239F）、CA2（WTのaa 2-260、D72F、P249I）、CA2（WTのaa 2-260、D72X, V241X, P249X）、CA2（WTのaa 2-260, A54X, S56X, L57X, T192X）、CA2（WTのaa 2-260, Y193V, K260F）、CA2（WTのaa 2-260, G63D, M240L）、CA2（WTのaa 2-260, V134F, L228F）、CA2（WTのaa 2-260, D71G,N231K）、CA2（WT、S56F、D71Sのata 2-260）、CA2（WT、D52L、G128R、Q248Fのata 2-260）、CA2（WT、S73X、R89Xのata 2-260）、CA2（WT、Y51X、D72X、V241X、P249Xのata 2-260）、CA2（WT、D72I、W97Cのata 2-260）,CA2（WT、D71K、T192F、N231Fのaa 2-260）、CA2（WT、H36Q、S43T、Y51F、N67D、G131W、R226Hのaa 2-260）、CA2（WT、F70I、F146Vのaa 2-260）、CA2（WT、K45N、V68L、H119Y、K169R、D179Eのaa 2-260）、CA2（WTのaa 2-260、H15L, A54V, K111E, E220K, F225I）、CA2（WT, P13S, P83A, D101G, K111N, F230I）、CA2（WT, G63D, W123R, E220Kのata 2-260）、CA2（WT, N11D, E69K, G86D, V109M, K113I, T125I, D138G, G155Sのata 2-260）、CA2（WTのata 2-260）、CA2（WT、I59N、G102R、A173Tのaa 2-260）、CA2（WT、L79F、P180Sのaa 2-260）、CA2（WT、A77P、G102R、D138Nのaa 2-260）、CA2（WT、F20L、K45N、G63D、E69V、N231Iのaa 2-260）、CA2（WT、T199N、L202Pのaa 2-260、L228F）、CA2（WT、K9N、H122Y、T168Kのaa 2-260）、CA2（WT、Q53H、L90V、Q92H、G131Eのaa 2-260）、CA2（WT、L44M、L47V、N62K、E69Dのaa 2-260）、CA2（WT、D75V、K169N、F259Lのaa 2-260）、CA2（WT、T207Sのaa 2-260、V222A, N231D）、CA2（WT, I59F, V206M, G232Rのata 2-260）、CA2（WT, P13A, A133Tのata 2-260）、CA2（WT, I59N, R89Iのata 2-260）、CA2（WT, A65N, G86D, G131R, G155D, K158N, V162A, G170D, P236Lのata 2-260）、CA2（WT、G12R、H15Y、D19Vのaa 2-260）、CA2（WT、A65V、F95Y、E106G、H107Q、I145M、F175Iのaa 2-260）、CA2（WT、G63D、E69V、N231Iのaa 2-260）、CA2（WT、S29A、C205Sのaa 2-260）および／またはCA2（WT、S29C、C205Sのaa 2-260）を含んでもよい。本明細書では、「X」は任意のアミノ酸を示す。

いくつかの実施形態において、DDは、CA2（WT、R27L、H122Yのaa 2-260）、CA2（WT、T87I、H122Yのaa 2-260）、CA2（WT、H122Y、N252Dのaa 2-260）、 CA2（WT、D72F、V241Fのaa 2-260）、CA2（WT、V241F、P249Lのaa 2-260）、CA2（WT、D72F、P249Lのaa 2-260）、CA2（WT、D71L、L250Rのaa 2-260）、CA2（WTのaa 2-260、D72F, P249F）、CA2（WT, T55K, G63N, Q248Nのaa 2-260）、CA2（WT, L156H, A257del, S258del, F259del, K260delのaa 2-260）、CA2（WT, L156Hのaa 2-260、WT, L156H, S2del, H3del, H4del, W5del）、CA2（WT, W4Y, L156Hのaa 2-260）、CA2（WT, L156H, G234del, E235del, P236delのaa 2-260）、CA2（WT, L156H, F225Lのaa 2-260）、CA2（WT, L156Hのaa 2-260）、CA2（WTのaa 2-260、D70N、D74N、D100N、L156H）、（CA2（WTのaa 2-260、I59N、G102R）、CA2（WTのaa 2-260、G63D、E69V、N231I）、CA2（WTのaa 2-260、R27L,T87I, H122Y, N252D）、CA2（WT, D72F, V241F, P249Lのaa 2-260）、CA2（WT, D71L, T87N, L250Rのaa 2-260）、CA2（WT, L156H, S172C, F178Y, E186Dのaa 2-260）、CA2（WT、A77I、P249Fのaa 2-260）、CA2（WT、E106D、C205Sのaa 2-260）、CA2（WT、C205S、W208Sのaa 2-260）、CA2（WT、S73N、R89Yのaa 2-260）、CA2（WTのaa 2-260。D71K、T192F）、CA2（WT、S73N、R89Fのaa 2-260）、CA2（WT、G63D、M240Lのaa 2-260）、CA2（WT、V134F、L228Fのaa 2-260）、および／またはCA2（WT、S56F、D71Sのaa 2-260）を含んでもよい。

いくつかの実施形態では、CA2は、ホモ・サピエンスの炭酸脱水酵素に由来してもよい。いくつかの実施形態では、本明細書に記載のCA2 DDは、本明細書に記載され、当業者に知られている配列アライメントプログラムおよびパラメータによって決定される特定の参照ポリヌクレオチドまたはポリペプチドに対して、少なくとも40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％の配列同一性を有するが、100％未満であってもよい。いくつかの実施形態では、参照ポリペプチドは、SEQ ID NO.5810であってもよい。アラインメントのためのツールは、BLASTスイートのものを含んでもよい（Stephen F. Altschul, et al. (1997), "Gapped BLAST and PSI-BLAST: a new generation of protein database search programs", Nucleic Acids Res. 25:3389-3402）。
いくつかの実施形態では、CA2 DDは、ホモ・サピエンス以外の種の炭酸脱水酵素に由来してもよい。いくつかの実施形態では、CA2 DDは、Acinonyx jubatus、Ailuropoda melanoleuca、Balaenoptera acutorostrata scammoni、Callithrix jacchus、Callorhinus ursinus、Camelus bactrianus、Camelus dromedarius、Camelus ferus、Canis lupus dingo、Canis lupus familiaris、Carlito syrichta、Castor canadensis、Cebus capucinus imitator、Ceratotherium simum simum、Cercocebus atys,Chinchilla lanigera、Chlorocebus sabaeus、Colobus angolensis palliatus、Delphinapterus leucas、Dipodomys ordii、Enhydra lutris kenyoni、Equus asinus、Equus caballus、Equus przewalskii、Erinaceus europaeus、Eumetopias jubatus、Felis catus、Galeopterus variegatus、Gorilla gorilla、Homo sapiens、Ictidomys tridecemlineatus、Jaculus jaculus、Lagenorhynchus obliquidens、Lemur catta、Leptonychotes weddellii、Lipotes vexillifer、Loxodonta africana。Macaca fascicularis、Macaca mulatta、Macaca nemestrina、Mandrillus leucophaeus、Manis javanica、Marmota flaviventris、Marmota marmota、Microcebus murinus、Mus caroli、Mus musculus、Mus pahari、Mustela putorius furo,Nannospalax galili、Neomonachus schauinslandi、Neophocaena asiaeorientalis asiaeorientalis、Nomascus leucogenys、Odobenus rosmarus divergens、Orcinus orca、Oryctolagus cuniculus、Otolemur garnettii、Pan paniscus、Pan troodygltes,Panthera pardus, Panthera tigris altaica, Papio anubis, Physeter catodon, Piliocolobus tephrosceles, Pongo abelii, Propithecus coquereli, Puma concolor, Rhinopithecus bieti, Rhinopithecus roxellana, Saimiri boliviensis boliviensis,Sus scrofa、Theropithecus gelada、Trichechus manatus latirostris、Tupaia chinensis、Tursiops truncatus、Urocitellus parryii、Ursus arctos horribilis、Ursus maritimus、Vulpes vulpes、および/またはZalophus californianusなどの種の炭酸脱水酵素に由来してもよいが、これらに限定されるものではない。

SREの安定化と不安定化の比率
いくつかの実施形態では、本開示は、安定化比および不安定化比を測定することによって、タンパク質の発現、機能またはレベルを調節する方法を提供するものである。本明細書で使用される場合、安定化比は、刺激に応答した目的のタンパク質の発現、機能またはレベルの、SREに特異的な刺激がない場合の目的のタンパク質の発現、機能またはレベルに対する比として定義され得る。いくつかの態様では、安定化比は、少なくとも1であり、例えば、少なくとも1-10、1-20、1-30、1-40、1-50、1-60、1-70、1-80、1-90、1-100、20-30、20-40、20-50、20-60、20-70、20-80、20-90、20-95、20-100、30-40、30-50、30-60、30-70,30-80、30-90、30-95、30-100、40-50、40-60、40-70、40-80、40-90、40-95、40-100、50-60、50-70、50-80、50-90、50-95、50-100、60-70、60-80、60-90、60-95、60-100、70-80、70-90、70-95、70-100、80-90、80-95、90-95、90-100または95-100である。本明細書で使用される場合、不安定化比率は、SREに特異的な刺激の非存在下での目的のタンパク質の発現、機能またはレベルと、構成的に発現され、SREに特異的な刺激の非存在下での目的のタンパク質の発現、機能またはレベルとの比率として定義され得る。本明細書で使用される「構成的に」とは、SREに連結しておらず、したがって刺激の存在下および非存在下の両方で発現している目的のタンパク質の発現、機能またはレベルを意味する。いくつかの側面では、不安定化比率は少なくとも0、例えば、少なくとも0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、または少なくとも、0-0.1、0-0.2、0-0.3、0-0.4、0-0.5、0-0.6、0-0.7、0-0.8、0-0.9、0.1-0.2、0.1-0.3、0.1-0.4、0.1-0.5、0.1-0.6、0.1-0.7、0.1-0.8、0.1-0.9。8, 0.1-0.9, 0.2-0.3, 0.2-0.4, 0.2-0.5, 0.2-0.6, 0.2-0.7, 0.2-0.8, 0.2-0.9, 0.3-0.4, 0.3-0.5, 0.3-0.6, 0.3-0.7, 0.3-0.8, 0.3-0.9, 0.4-0.5、0.4-0.6、0.4-0.7、0.4-0.8、0.4-0.9、0.5-0.6、0.5-0.7、0.5-0.8、0.5-0.9、0.6-0.7、0.6-0.8、0.6-0.9、0.7-0.8、0.7-0.9、または0.8-0.9である。

いくつかの実施形態では、エフェクターモジュールのSREは、1以上の安定化比によって関心のあるペイロードを安定化させてもよく、安定化比は、刺激がない場合の関心のあるペイロードの発現、機能またはレベルに対する、刺激がある場合の関心のあるペイロードの発現、機能またはレベルの比を含んでもよい。
いくつかの実施形態では、SREは、0から0.09の間の不安定化比でペイロードを不安定化してもよく、不安定化比は、構成的に発現しているペイロードの発現、機能またはレベルに対する、SREに特異的な刺激がない場合のペイロードの発現、機能またはレベルの比を含んでもよい。

ペイロード
本明細書では、「ペイロード」、「ターゲットペイロード」、「ペイロードオブインタレスト（POI）」とは、その機能が変更されるべきタンパク質または核酸と定義される。

ペイロードには、コード化された遺伝子、非コード化された遺伝子、あるいはタンパク質やその断片が含まれる。
ペイロードは、多くの場合、1つ以上のSREと関連しており、本開示のポリヌクレオチドにおいて、単独でまたは1つ以上のSREと組み合わせてコードされてもよい。ペイロード自体は、（タンパク質または核酸レベルで）変更されてもよく、それによってエフェクターモジュールの耐久性の追加層が提供される。例えば、ペイロードは、ペイロードの安定性や、ペイロードの分解、切断、トラフィッキングに対する感受性に影響を与える単一または複数の変異を含むように設計またはエンジニアリングされてもよい。刺激に対する応答のスペクトルを持つSREと、様々な応答または出力信号（例えば、発現レベル）のグラデーションを示すように変更されたペイロードを組み合わせることで、当技術分野において優れた生体回路を作り出すことができる。SREとペイロードの両方を独立して調整できることで、本開示のエフェクターモジュールの使用範囲が大きく広がる。

本明細書では、エフェクターモジュール、SRE、ペイロードに関連する「由来」という表現は、エフェクターモジュール、SRE、ペイロードの少なくとも一部が、記載された親分子または配列に由来することを意味する。例えば、SREを設計する場合、そのようなSREは、天然に存在するタンパク質のエピトープまたは領域に由来するが、その後、SREの機能を最適化するために、本明細書で教示されている方法のいずれかで改変されている可能性がある。
一実施形態では、ペイロードは、親タンパク質の領域または変異体タンパク質に由来する。親タンパク質の領域は、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68,69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109, 110, 111, 112, 113, 114, 115, 116, 117, 118, 119, 120, 121, 122, 123, 124, 125, 126, 127, 128, 129,130, 131, 132, 133, 134, 135, 136, 137, 138, 139, 140, 141, 142, 143, 144, 145, 146, 147, 148, 149, 150, 151, 152, 153, 154, 155, 156, 157, 158, 159, 160, 161, 162, 163, 164, 165, 166, 167, 168, 169, 170, 171, 172, 173, 174, 175, 176, 177, 178, 179, 180, 181, 182, 183, 184,185, 186, 187, 188, 189, 190, 191, 192, 193, 194, 195, 196, 197, 198, 199, 200, 201, 202, 203, 204, 205, 206, 207, 208, 209, 210, 211, 212, 213, 214, 215, 216, 217, 218, 219, 220, 221, 222, 223, 224, 225, 226, 227, 228, 229, 230, 231, 232, 233, 234, 235, 236, 237, 238, 239,240, 241, 242, 243, 244, 245, 246, 247, 248, 249, 250, 251, 252, 253, 254, 255, 256, 257, 258, 259, 260, 261, 262, 263, 264, 265, 266, 267,268, 269, 270, 271, 272, 273, 274, 275, 276, 277, 278, 279, 280, 281, 282, 283, 284, 285, 286, 287, 288, 289, 290, 291, 292, 293, 294,295, 296, 297, 298, 299, 300, 301, 302, 303, 304, 305, 306, 307, 308, 309, 310, 311, 312, 313, 314, 315, 316, 317, 318, 319, 320, 321, 322,323, 324, 325, 326, 327, 328, 329, 330, 331, 332, 333, 334, 335, 336, 337, 338, 339, 340, 341, 342, 343, 344, 345, 346, 347, 348, 349,350, 351, 352, 353, 354, 355, 356, 357, 358, 359, 360, 361, 362, 363, 364, 365, 366, 367, 368, 369, 370, 371, 372, 373, 374, 375, 376, 377,378, 379, 380, 381, 382, 383, 384, 385, 386, 387, 388, 389, 390, 391, 392, 393, 394, 395, 396, 397, 398, 399, 400, 401, 402, 403, 404,405, 406, 407, 408, 409, 410, 411, 412, 413, 414, 415, 416, 417, 418, 419, 420, 421, 422, 423, 424, 425, 426, 427, 428, 429, 430, 431,432、433、434、435、436、437、438、439、440、441、442、443、444、445、446、447、448、449、450、または450以上の長さのアミノ酸である。親タンパク質の領域は、5～50、25～75、50～100、75～125、100～150、125～175、150～200、175～225、200～250、225～275、250～300、275～325、300～350、325～375、350～400、375～425、または400～450のアミノ酸の長さであってもよい。

一実施形態では、ペイロードは、親タンパク質の領域に由来するか、または変異タンパク質に由来するものであり、親タンパク質の領域を含む。ペイロードは、親タンパク質の領域を含んでもよく、その領域は、1％、5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、99％、または100％、5～10％、10～15％。15-20%, 20-25%, 25-30%, 30-35%, 35-40%, 40-45%, 45-50%, 50-55%, 55-60%, 60-65%, 65-70%, 70-75%, 75-80%, 80-85%, 85-90%, 90-95%, 95-100%, 10-20%, 20-30%, 30-40%, 40-50%, 50-60%, 60-70%,70-80%, 80-90%, 90-100%, 10-30%, 20-40%, 30-50%, 40-60%, 50-70%, 60-80%, 70-90%, 80-100%, 10-40%, 20-50%, 30-60%, 40-70%, 50-80%, 60-90%, 70-100%, 10-50%, 20-60%, 30-70%, 40-80%, 50-90%,60-100%, 10-60%, 20-70%, 30-80%, 40-90%, 50-100%, 10-70%, 20-80%, 30-90%, 40-100%, 10-80%, 20-90%, 30-100%, 10-90%, 20-100%, 25-50%, 50-75%, または75-100%の親タンパク質または突然変異タンパク質である。
一実施形態では、ペイロードは親タンパク質または変異タンパク質に由来し、1％、5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、99%, または、 100%, 5-10%, 10-15%, 15-20%, 20-25%, 25-30%, 30-35%, 35-40%, 40-45%, 45-50%, 50-55%, 55-60%, 60-65%, 65-70%, 70-75%, 75-80%, 80-85%, 85-90%, 90-95%, 95-100%, 10-20%, 20-30%, 30-40%, 40-50%,50-60%, 60-70%, 70-80%, 80-90%, 90-100%, 10-30%, 20-40%, 30-50%, 40-60%, 50-70%, 60-80%, 70-90%, 80-100%, 10-40%, 20-50%, 30-60%, 40-70%, 50-80%, 60-90%, 70-100%, 10-50%, 20-60%, 30-70%, 40-80%, 50-90%,60-100%, 10-60%, 20-70%, 30-80%, 40-90%, 50-100%, 10-70%, 20-80%, 30-90%, 40-100%, 10-80%, 20-90%, 30-100%, 10-90%, 20-100%, 25-50%, 50-75%, または75-100%の同一性を有する親タンパク質または変異タンパク質を有していてもよい。
一実施形態では、第1のペイロードの膜貫通ドメイン領域は、第2の親タンパク質からの膜貫通ドメイン、そのバリアントまたはフラグメントで置き換えられてもよい。

ペイロードとしてのポリペプタイドとポリペプタイド
本開示の刺激、生体回路構成要素、エフェクターモジュール、それらのSREを含むペイロードは、全体のポリペプチド、複数のポリペプチドまたはポリペプチドの断片として存在してもよく、これらは独立して、1つ以上の核酸、複数の核酸、核酸の断片または前述のいずれかの変種によってコード化されてもよい。

本明細書では、「ポリペプチド」という用語は、多くの場合、ペプチド結合によって結合したアミノ酸残基（天然または非天然）のポリマーを指す。この用語は、本明細書で使用される場合、任意のサイズ、構造、または機能のタンパク質、ポリペプチド、およびペプチドを指す。いくつかの例では、コード化されたポリペプチドは約50アミノ酸よりも小さく、その場合、ポリペプチドはペプチドと称される。ポリペプチドがペプチドである場合、それは少なくとも約2、3、4、または少なくとも5つのアミノ酸残基の長さを持つことになる。したがって、ポリペプチドには、遺伝子産物、天然に存在するポリペプチド、合成ポリペプチド、ホモログ、オルソログ、パラログ、フラグメントなどの前記の等価物、変種、アナログが含まれる。ポリペプチドは、単一の分子であってもよいし、二量体、三量体、四量体などの多分子複合体であってもよい。また、単鎖または多鎖のポリペプチドから構成されていてもよく、関連付けられていても、連結されていてもよい。ポリペプチドという用語は、1つまたは複数のアミノ酸残基が、対応する天然由来のアミノ酸の人工的な化学的アナログであるアミノ酸ポリマーにも適用できる。
本明細書では、「ポリペプチドバリアント」という用語は、ネイティブ配列または参照配列とアミノ酸配列が異なる分子を指す。アミノ酸配列のバリアントは、ネイティブ配列または参照配列と比較して、アミノ酸配列内の特定の位置に置換、欠失、および／または挿入を有している。通常、バリアントはネイティブ配列や参照配列に対して少なくとも約50％の同一性（相同性）を有しており、好ましくはネイティブ配列や参照配列に対して少なくとも約80％、より好ましくは少なくとも約90％の同一性（相同性）を有している。
いくつかの実施形態では「バリアント模倣体」が提供される。本明細書で使用される用語「バリアント模倣体」とは、活性化配列を模倣するであろう1つ以上のアミノ酸を含むバリアントを指す。例えば、グルタミン酸は、ホスホ・スレオニンおよび／またはホスホ・セリンの模倣体として機能する可能性がある。例えば、フェニルアラニンはチロシンの不活性化置換として機能し、アラニンはセリンの不活性化置換として機能することがある。本開示の医薬組成物、生体回路、生体回路構成要素、そのSREを含むエフェクターモジュール、またはペイロードのアミノ酸配列は、天然に存在するアミノ酸から構成されていてもよく、そのようなものとして、タンパク質、ペプチド、ポリペプチド、またはそれらの断片であると考えられてもよい。あるいは、医薬組成物、バイオサーキット、バイオサーキットコンポーネント、それらのSREを含むエフェクターモジュール、またはペイロードは、天然および非天然に由来するアミノ酸の両方を含んでいてもよい。

本明細書では、「アミノ酸配列バリアント」という用語は、ネイティブ配列または出発配列と比較して、そのアミノ酸配列に何らかの違いがある分子を意味する。アミノ酸配列変異体は、アミノ酸配列内の特定の位置に置換、欠失、および／または挿入を有していてもよい。本明細書では、配列を指す「ネイティブ」または「開始」という用語は、比較の対象となる元の分子を指す相対的な用語です。ネイティブ配列や開始配列は、野生型配列と混同してはならない。ネイティブ配列または分子は、野生型（自然界に存在する配列）を表しているかもしれないが、野生型配列と同一である必要はない。
通常、亜種はネイティブな配列に対して少なくとも約70％の相同性を有し、好ましくは少なくとも約80％、より好ましくは少なくとも約90％の相同性を有する。
本明細書では、アミノ酸配列に適用される「相同性」という用語は、最大パーセントの相同性を達成するために、配列をアラインメントし、必要に応じてギャップを導入した後に、第2の配列のアミノ酸配列の残基と同一である候補アミノ酸配列の残基のパーセントとして定義される。アライメントのための方法およびコンピュータプログラムは、当技術分野でよく知られている。相同性はパーセント同一性の計算に依存するが、計算に導入されたギャップやペナルティのために値が異なる場合があることが理解されている。

本明細書では、アミノ酸配列に適用される用語「ホモログ」は、第2の種の配列と実質的な同一性を有する他の種の対応する配列を意味する。
本明細書では、「アナログ」という用語は、1つ以上のアミノ酸の変化、例えば、親ポリペプチドの特性を維持したままのアミノ酸残基の置換、追加、欠失によって異なるポリペプチドバリアントを含むことを意味する。
本明細書では、「誘導体」という用語は、「バリアント」という用語と同義で使用され、参照分子または出発分子に対して何らかの形で修正または変更された分子を意味する。

本開示では、いくつかのタイプの医薬組成物、バイオサーキット、バイオサーキットコンポーネント、SREを含むエフェクターモジュール、またはペイロードであって、アミノ酸をベースとするもの（バリアントおよび誘導体を含む）を想定している。これらには、置換型、挿入型、削除型、共有結合型の変異体および誘導体が含まれる。このように、本開示の範囲内に含まれるのは、置換、挿入、追加、削除および／または共有結合修飾を含む、医薬組成物、バイオサーキット、バイオサーキットコンポーネント、SREまたはペイロードを含むエフェクターモジュールである。例えば、配列タグまたは1つまたは複数のリジンなどのアミノ酸を、本開示のペプチド配列に（例えば、N-末端またはC-末端で）付加することができる。配列タグは、ペプチドの精製または局在化に使用することができる。リジンは、ペプチドの溶解性を高めるため、またはビオチン化を可能にするために使用することができる。また、ペプチドやタンパク質のアミノ酸配列のカルボキシ末端やアミノ末端に位置するアミノ酸残基を任意に欠失させることで、切断された配列を得ることができる。例えば、可溶性または固体支持体に連結された大きな配列の一部として配列を発現させるなど、配列の用途に応じて、特定のアミノ酸（例えば、C末端またはN末端残基）を代替的に欠失させることができる。
タンパク質に関する「置換バリアント」とは、ネイティブ配列または出発配列の少なくとも1つのアミノ酸残基が除去され、その代わりに同じ位置に異なるアミノ酸が挿入されたものである。置換は、分子内の1つのアミノ酸のみが置換されている単一の場合と、同一分子内で2つ以上のアミノ酸が置換されている複数の場合がある。
本明細書では、「保存的アミノ酸置換」とは、配列中に通常存在するアミノ酸を、サイズ、電荷、または極性が類似した別のアミノ酸で置換することを意味する。保守的な置換の例としては、イソロイシン、バリン、ロイシンなどの非極性（疎水性）残基を別の非極性残基に置換することが挙げられる。同様に、アルギニンとリジン、グルタミンとアスパラギン、グリシンとセリンのような極性（親水性）のある残基を別の極性のある残基に置換することも保守的な置換の例である。さらに、リジン、アルギニン、ヒスチジンなどの塩基性残基を別の残基に置換したり、アスパラギン酸やグルタミン酸などの酸性残基を別の酸性残基に置換したりすることも、保存的な置換の追加例である。非保存的置換の例としては、イソロイシン、バリン、ロイシン、アラニン、メチオニンなどの非極性（疎水性）アミノ酸残基を、システイン、グルタミン、グルタミン酸、リジンなどの極性（親水性）残基に置換することや、極性残基を非極性残基に置換することなどが挙げられる。

本明細書では、タンパク質に言及する際の「挿入型バリアント」という用語は、ネイティブ配列または出発配列の特定の位置にあるアミノ酸のすぐ隣に1つ以上のアミノ酸が挿入されているものを指す。本明細書では、「すぐに隣接する」という用語は、出発アミノ酸または参照アミノ酸のα-カルボキシ官能基またはα-アミノ官能基のいずれかに接続されている隣接アミノ酸を意味する。
本明細書では、タンパク質の「欠失型変種」とは、本来のアミノ酸配列または出発アミノ酸配列の1つ以上のアミノ酸が削除されたものを指す。通常、欠失型バリアントは、分子の特定の領域で1つ以上のアミノ酸が欠失している。
本明細書で言及されている「誘導体」という用語には、タンパク質性または非タンパク質性の有機誘導体化剤による1つ以上の修飾、および翻訳後修飾からなる、天然または出発タンパク質の変種が含まれる。共有結合修飾は、従来、タンパク質の標的アミノ酸残基を、選択された側鎖または末端残基と反応することができる有機誘導体化剤と反応させることによって、または選択された組換え宿主細胞で機能する翻訳後修飾のメカニズムを利用することによって導入される。結果として得られる共有結合誘導体は、生物学的活性に重要な残基を同定するためのプログラム、免疫測定法、または組換え糖タンパク質の免疫アフィニティー精製のための抗タンパク質抗体の調製に有用である。このような変更は、当技術分野における通常の技術の範囲内であり、過度の実験を行うことなく実施される。

本明細書では、アミノ酸ベースの実施形態に関連する「部位」という用語は、「アミノ酸残基」および「アミノ酸側鎖」と同義的に使用される。サイトは、本開示のポリペプチドベースの分子内で修正、操作、変更、誘導体化、または変化させることができるペプチドまたはポリペプチド内の位置を表す。
本明細書では、タンパク質に言及する際の用語「ターミニ」または「ターミナス」は、ペプチドまたはポリペプチドの末端を意味する。そのような末端は、ペプチドまたはポリペプチドの最初の部位または最終部位のみに限定されず、末端領域の追加のアミノ酸を含んでもよい。本開示のポリペプチドベースの分子は、N末端（遊離のアミノ基（NH2）を有するアミノ酸によって終結する）とC末端（遊離のカルボキシル基（COOH）を有するアミノ酸によって終結する）の両方を有することを特徴とすることができる。
本開示のポリペプチドまたはタンパク質は、場合によっては、ジスルフィド結合または非共有結合によって一緒になった複数のポリペプチド鎖で構成されている（マルチマー、オリゴマー）。このような種類のタンパク質は、複数のN-末端およびC-末端を有する。また、ポリペプチドの末端は、有機コンジュゲートのような非ポリペプチドベースの部分で開始または終了するように修飾されている場合もある。

特徴のいずれかが、本開示の生体回路システム構成要素、刺激、SREを含むエフェクターモジュール、またはペイロードの構成要素として特定または定義されると、これらの特徴のいくつかの操作および／または修正のいずれかが、移動、スワップ、反転、削除、ランダム化、または複製によって実行されてもよい。さらに、特徴の操作は、本開示の組成物の修正と同じ結果になることがあることを理解されたい。例えば、ドメインを削除する操作は、核酸を改変して完全長未満の分子をコード化するのと同様に、分子の長さを変更することになる。
修飾や操作は、部位特異的変異誘発法など、当技術分野で知られている方法で行うことができる。結果として得られた修飾分子は、本明細書に記載されているようなin vitroまたはin vivoのアッセイ、または当技術分野で知られている他の適切なスクリーニングアッセイを用いて活性をテストすることができる。
いくつかの実施形態では、本開示の組成物は、同位体である1つまたは複数の原子を含んでいてもよい。本明細書では、「同位体」という用語は、1つ以上の追加の中性子を有する化学元素を指す。いくつかの実施形態では、本開示の化合物は重水素化されていてもよい。本明細書で使用する場合、「重水素化」という用語は、物質中の1つ以上の水素原子を重水素同位体で置き換えるプロセスを指す。重水素同位体は、水素の同位体である。水素の原子核は1つの陽子を含むのに対し、重水素の原子核は陽子と中性子の両方を含む。本開示の医薬組成物、生体回路、生体回路構成要素、それらのSREを含むエフェクターモジュール、またはペイロードは、安定性などの1つ以上の物理的特性を変化させるために、または医薬組成物、生体回路、生体回路構成要素、それらのSREを含むエフェクターモジュール、またはペイロードを診断および／または実験用途で使用できるようにするために、重水素化されてもよい。

タンパク質レベルでは、いずれの生体回路構成要素も1つ以上の翻訳後修飾（PTM）を含んでいてもよい。そのようなPTMは、タンパク質ベースの生体回路構成要素の投与後に、または前記生体回路構成要素をコードする核酸として投与された生体回路構成要素の翻訳時または翻訳後に、細胞内で発生する可能性がある。
本開示の翻訳後修飾（PTM）には、アセチル化、リン酸化、ユビキチン化、カルボキシル化、脱アミド化、脱アセチル化、ジヒドロキシル化、脱リン酸化、ホルミル化、γ-カルボキシグルタミン化、グルタチオン化、グリケーション、ヒドロキシル化、メチル化、ニトロ化、スモイル化、N-or-O-トランスグルタミン化、グリコシル化、ファルネシル化などが含まれるが、これらに限定されるものではない。
エフェクターモジュールは、そのSREやペイロードを含め、独立して1、2、3、4、5、6、7、8、9、10個以上のPTMを持つことができる。

エフェクターモジュールは、タンパク質ファミリーの1つ以上の構造的または機能的なドメイン、リピート、またはモチーフを含むように設計されている。このようなドメイン、リピート、モチーフは、タンパク質ファミリーごとに分類されており、代表的なファミリーは、EMBL-EBIデータベース（http://www.ebi.ac.uk/）に記載されている。
いくつかの実施形態では、グリコシル化およびPEG化などの抗原処理およびペプチド装填を妨害するために、本開示の組成物の構造にエンジニアリングされたタンパク質修飾も、本開示において有用であり得る。また、本開示の組成物は、より免疫原性の低い組成物を設計するために、非古典的なアミノ酸側鎖を含むように設計されてもよい。免疫原性を低下させるための国際特許公開第WO2005051975号で議論されている方法のいずれも、本開示において有用であると考えられる（その内容は参照により全体として組み込まれる）。
SREは、ペプチド、ペプチド複合体、ペプチド-タンパク質複合体、タンパク質、融合タンパク質、タンパク質-タンパク質複合体であってもよいが、これらに限定されない。SREは、任意の天然または変異したタンパク質、または抗体に由来する1つ以上の領域を含んでもよい。SREは、刺激に反応して、細胞内での局在化、分子内での活性化、ペイロードの分解などを調整することができる要素である。

いくつかの実施形態では、本開示のエフェクターモジュールは、1つまたは複数のシグナル配列（SS）、1つまたは複数の切断および／または処理部位、1つまたは複数のターゲティングおよび／または貫通ペプチド、1つまたは複数のタグ、および／または1つまたは複数のリンカーなど、エフェクターモジュールの発現および制御を容易にする追加の特徴を含んでもよい。さらに、本開示のエフェクターモジュールは、誘導性プロモーター、エンハンサー配列、マイクロRNA部位、および／またはマイクロRNAターゲティング部位などの他の調節部位をさらに含んでいてもよい。各アスペクトまたは調整されたモダリティは、エフェクターモジュールまたは生体回路に、差動的に調整された特徴をもたらす可能性がある。例えば、SREは不安定化ドメインを表し、一方、タンパク質ペイロードの変異は、その切断部位、二量体化特性または半減期を変化させ、1つ以上のマイクロRNAまたはマイクロRNA結合部位を含むことは、細胞のデターゲッティングまたはトラフィッキング機能を付与する可能性がある。その結果、本開示は、多因子性を有するバイオサーキットを包含する。このようなバイオ回路は、1つ、2つ、3つ、4つまたはそれ以上の調整された特徴を含むように設計されてもよい。
いくつかの実施形態では、本開示のエフェクターモジュールは、発現を調整するために1つまたは複数のデグロンを含むことができる。本明細書では、「デグロン」とは、タンパク質分解システムによる認識および分解に十分な、タンパク質内の最小の配列を意味する。デグロンの重要な特性は、デグロンが転写可能であること、すなわち、デグロンを配列に付加することで、その配列に分解を与えることである。ある実施形態では、デグロンは、不安定化ドメイン、ペイロード、またはその両方に付加される。本開示のエフェクターモジュール内にデグロンを組み込むと、エフェクターモジュールにさらなるタンパク質の不安定性が付与され、基礎的な発現を最小化するために使用することができる。いくつかの実施形態では、デグロンは、Nデグロン、ホスホデグロン、熱誘導性デグロン、光感受性デグロン、酸素依存性デグロンであってもよい。非限定的な例として、デグロンは、Takeuchiらに記載されたオルニチンデカルボキシラーゼデグロンであってもよい（Takeuchi J et al.（2008）.Biochem J. 2008 Mar 1;410(2):401-7、その内容は参照により全体として組み込まれる）。本開示で有用なデグロンの他の例としては、国際特許公開第WO2017004022号、WO2016210343号、およびWO2011062962号に記載されているデグロンが挙げられ、これらの各々の内容は、その全体が参照により組み込まれる。

免疫療法剤
いくつかの実施形態では、本開示のペイロードは、生物に免疫応答を誘導する免疫治療剤であってもよい。免疫治療剤は、CD40Lならびにそのフラグメントおよびバリアントなどの共刺激分子であってもよい。一実施形態では、免疫治療剤は、細胞において、または被験体において、抗癌免疫応答を誘導する。
いくつかの実施形態では、本開示のペイロードは、ヒトCD40L WT（SEQ ID NO.6；Uniprot ID：P29965）の全体または一部を含んでいてもよい。本明細書で使用される用語「CD40L WT」は、アミノ酸配列を有する、SEQ ID NO.6、アクセッション番号P29965として定義される、ヒト野生型CD40Lタンパク質配列を指す。
METYNQTSPRSAATGLPISMKIFMYLTVFLITQMIGSALFAVILHRRLDKIERNLHedfvfmktiqrcntgerslsllnceeiksqfegfvkdimlnkeetkkensfemqdqnpqiaahviseasskttsvlqwaekgyytmsnnlvtlengkqltvkrqglyyiyaqvtfcsnreassqapfiaslclkspgrferillraanthssakpcgqqsihlggvelqpgasvfvn vtdpsqvshgtgftsfgllkl.

サイトカインと共刺激分子
いくつかの実施形態では、本開示のペイロードは、インターロイキン、腫瘍壊死因子（TNF）、インターフェロン（IFN）、TGFβ、およびケモカインを含むがこれらに限定されないサイトカイン、ならびにそのフラグメント、バリアント、アナログおよび誘導体であってもよい。同一の遺伝子またはタンパク質に対する特定の遺伝子および／またはタンパク質の命名法は、ダッシュ「-」などの句読点やギリシャ文字などの記号を含む場合も含まない場合もあることが当業者には理解されている。これらが本明細書に含まれているか除外されているかにかかわらず、その意味は当業者が理解できるように変更されることを意味しない。例えば、CD40L、CD40 LおよびCD40LGは、同じタンパク質を意味する。
いくつかの実施形態では、本開示のサイトカインは、免疫療法に使用されるCD8+TEM、ナチュラルキラー細胞、および腫瘍浸潤リンパ球（TIL）細胞などの免疫細胞の拡大、生存、持続、および効力を改善するために利用することができる。他の実施形態では、2つ以上のDD制御サイトカインでエンジニアリングされたT細胞は、T細胞の活性化および腫瘍微小環境のリモデリングの速度制御を提供するために利用される。一態様では、本開示は、サイトカイン療法に関連する毒性を最小化するバイオ回路および組成物を提供する。腫瘍の負担を軽減することに成功したにもかかわらず、全身性サイトカイン療法は、しばしば重篤な用量制限性の副作用の発生をもたらす。サイトカインの毒性には2つの要因がある。（a）サイトカインが異なる細胞タイプに影響を与え、状況に応じて同じ細胞に相反する効果をもたらすことがあるプレオトロピック現象（b）サイトカインは血清半減期が短いため、治療効果を得るためには高用量で投与する必要があり、プレオトロピック現象を悪化させることがある。一態様では、本開示のサイトカインは、副作用が発生した場合にサイトカインの発現を調節するために利用され得る。いくつかの実施形態では、本開示のサイトカインは、毒性を最小化するために、寿命を延長したり、特異性を高めたりするように設計されてもよい。

いくつかの実施形態では、免疫療法剤は、CD40L（CD154およびTNFSF5とも呼ばれる）であってもよい。CD40Lは、TNFスーパーファミリーに属し、主にT細胞に発現している。CD40Lは、多くの免疫細胞に発現しているCD40に結合し、細胞の種類に応じて細胞応答のカスケードを開始する。CD40Lは、α5β1インテグリンおよびαIIbβ3インテグリンにも結合することがある。いくつかの実施形態では、本開示のCD40Lは、その結合パートナーの1つのみ、例えばCD40に結合するように設計されてもよい。いくつかの態様では、本明細書に記載のCD40Lは、その同族の結合パートナーのすべてに結合することが可能であってもよい。
CD40Lは、抗原提示細胞（APC）、B細胞、単球、マクロファージ、血小板、好中球、樹状細胞、内皮細胞、αSMC（平滑筋細胞）などに発現するCD40と結合する可能性がある。CD40Lは、樹状細胞に発現しているCD40と結合することで、樹状細胞（DC）のライセンスを促進すると考えられる。DCは、抗原特異的なTヘルパー細胞によって、細胞傷害性CD8+T細胞を活性化するために機能的な状態に変換されることがあり、このプロセスはDCライセンシングと呼ばれる。DCにCD40が結合すると、DCが刺激され、コストイミュラー分子やMHC分子の表面発現、炎症性サイトカインの産生（IL12やTNFなど）、エピトープの拡がりなどが見られる。

いくつかの実施形態では、本明細書に記載の生体回路システムによって制御されるCD40Lは、固形の免疫原性腫瘍の治療に利用され得る。CD40Lは、in situで適応免疫応答および自然免疫応答を活性化することにより、免疫原性腫瘍における固形腫瘍標的T細胞の有効性を改善することができる。T細胞における内因性CD40Lの発現は一過性であるため、本明細書に記載されている調節可能なCD40Lベースのバイオサーキットシステムが望ましいと思われる。さらに、腫瘍微小環境には、T細胞が発現する内因性CD40Lを切断する可能性のあるシェダーゼが豊富に存在する。外因性に発現した構成的CD40Lは、肝毒性や過剰なB細胞の増殖によるリンパ腫を引き起こす可能性がある（Schmitzら（2006）Hepatology 44(2):430-9, Vonderheideら（2007）J Clin Oncol.1;25(7):876-83、Saccoら(2000) Cancer Gene Ther.;7(10):1299-306)、それぞれの内容は参照によりその全体が組み込まれる）。構成的な（制御されていない）発現は、CRS、血栓塞栓症候群、自己免疫反応、過免疫刺激によるAICD、および腫瘍の血管新生を引き起こす可能性があり、それによって本開示のバイオサーキットの必要性が生じると考えられる。
いくつかの実施形態では、免疫療法剤は、二量体、三量体、四量体、五量体、六量体、七量体、または七量体などのCD40L分子の多量体であってもよいが、これらに限定されない。一実施形態では、CD40Lは三量体を形成してもよい。CD40Lの多量体化は、CD40L／CD40軸を介したシグナル伝達を強化する可能性がある。また、三量体のCD40LがCD40に結合することで、CD40のクラスター化やTRAFの活性化が始まり、最終的にNF-κBの活性化につながる可能性がある。
本明細書に記載されているCD40Lは、腫瘍微小環境で見られるようなプロテイナーゼおよびシェダーゼ、例えばADAM10、またはADAM17に対して耐性を有していてもよい。腫瘍微小環境におけるADAM17の活性の高まりは、CD40/CD40L軸を介したシグナル伝達の減少と関連している（Lowe and Corvaia (2016), Int J Cancer Clin Res,3:058;その内容は参照により全体に組み込まれる）。

CD40Lは、樹状細胞の抗原提示、IL12の産生、およびCD8+T細胞免疫の生成に関与する。CD40Lを用いたCARの抗腫瘍効果を高めるためにCurrenらが記載した方法のいずれも、本開示において有用であると考えられる（Curren et al. Mol Ther.2015 Apr; 23(4): 769-778; その内容は参照によりその全体が組み込まれる）。一実施形態では、アゴニストCD40抗体が本開示において有用であり得る。CD40モノクローナル抗体は、無効な毒性がない状態で臨床活性を示している。
一実施形態では、CD40L免疫療法剤は、UniProt ID:P29965（本明細書では「WT」とも呼ばれる）に由来する。本開示のペイロードは、CD40Lの領域または部分であってもよい。CD40Lの領域の非限定的な例には、UniProt IDのアミノ酸113～261が含まれるが、これらに限定されない。P29965のアミノ酸113～261であって、細胞質ドメイン、膜貫通ドメインおよび細胞外ドメインの一部がUniProt IDから除去されている。P29965から細胞外ドメイン、膜貫通ドメイン、および細胞外ドメインの一部が除去され、細胞外ドメインおよび受容体結合ドメインの一部がそのまま残されている。一実施形態では、ペイロードは、UniProt IDのアミノ酸14～261であってもよい。これは、CD40Lの細胞質尾部を除外し、それによって潜在的に内在化を減少させることができる。一態様では、ペイロードは、UniProt IDのアミノ酸14～261であってもよい。P29965のアミノ酸S110-G116を欠失させたものであり、これによりCD40Lはタンパク質分解酵素による切断に耐性を持つ。
いくつかの実施形態では、変異は、本明細書に記載された細胞によって内因性に発現されたCD40Lに結合しないか、または親和性を低下させて結合するように、CD40Lペイロード内に設計されてもよい。CD40Lは、細胞表面で三量体を形成するII型膜貫通タンパク質である。いくつかの実施形態では、三量体化は、SEQ ID NO.6のアミノ酸残基47～261の相互作用によって起こる。いくつかの実施形態では、SEQ ID NO.6の47 - 261内の残基は、三量体化を防ぐためにCD40Lペイロード内で変異してもよい（本明細書では、「三量体化変異体」と呼ぶ。いくつかの実施形態では、SEQ ID NO.6の116～261内の残基が変異していてもよい。いくつかの態様において、変異は、CD40L三量体化変異体が別のCD40L三量体化変異体タンパク質に結合できるが、変異を欠くCD40Lタンパク質には結合できないような選択的三量体化を可能にしてもよい。三量体化変異部位は、CD40L三量体の結晶構造によって決定された三量体化に関与するCD40Lタンパク質内の部位であってもよい。変異している可能性のあるCD40L内の位置には、SEQ ID NO.6の125、170、172、224、226および／または227位のアミノ酸が含まれるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、内因性CD40Lとの三量体化を防ぐためのCD40Lペイロードへの変異は、Y170G、Y172G、H224G、G226F、G226H、G226W、および／またはG227Fを含んでもよいが、これらに限定されない。

腫瘍微小環境に存在するADAM10/17などのシェダーゼがCD40Lを切断することで、CD40LによるCD40の活性化がうまくいかなくなる。CD40Lの配列を分析すると、ADAM10/17のタンパク質分解切断部位が明らかになる。いくつかの実施形態では、CD40Lのアミノ酸1～13の欠失は、内在化を減少させるように設計され得る。また、CD40Lのアミノ酸110～116の欠失は、ADAM10/17部位を除去するように設計されてもよい。CD40Lのアミノ酸位置113のメチオニン残基の欠失または変異も、ADAM10/17酵素による切断を減らすために利用されてもよい。一実施形態では、ヒトCD40Lタンパク質の領域または部分をマウスCD40Lタンパク質配列で置換して、ADAM10/17による切断に抵抗性のあるCD40Lタンパク質を生成してもよい。米国特許公開US20180085451A1および／または米国特許US7,495,090B2に記載されているような、そのシェディングを低減することを目的としたCD40L配列のいずれかを、本明細書に記載されているエフェクターモジュールおよびバイオサーキットに使用してもよい（それぞれの内容は、参照によりその全体が組み込まれる）。CD40Lは、膜貫通ドメインを用いて膜にテザーリングされてもよい。一実施形態では、CD40Lは、CD8膜貫通ドメイン、CD8ヒンジドメインおよび／またはCD8細胞質尾部など（ただしこれらに限定されない）、CD8由来のドメインを使用して膜に繋がれてもよい。
いくつかの実施形態では、ペイロードは、CD40L（SEQ ID NO.5-6）およびそれらのコード化配列、すなわちSEQ ID NO.11-12にそれぞれ限定されない。

キメラ抗原受容体(CAR)
いくつかの実施形態では、本開示のバイオサーキットは、免疫細胞（例えば、T細胞およびNK細胞）に導入されると、CARの細胞外標的部分によって認識される分子を発現する標的（例えば、腫瘍細胞）に対して免疫細胞を再誘導することができるキメラ抗原受容体（CAR）を含むことができる。
本明細書では、「キメラ抗原受容体（CAR）」とは、T細胞の表面にあるTCRを模倣した合成受容体を意味する。一般的に、CARは、細胞外ターゲティングドメイン、膜貫通ドメイン/領域、および細胞内シグナル/活性化ドメインから構成されている。標準的なCAR受容体では、細胞外ターゲティングドメイン、膜貫通ドメイン、細胞内シグナル/活性化ドメインの各構成要素は、単一の融合タンパク質として直線的に構築されている。細胞外領域は、特定の腫瘍抗原または他の腫瘍細胞表面分子を認識するターゲティングドメイン/分子（例えば、scFv）を含んでいる。細胞内領域は、TCR複合体のシグナルドメイン（例えば、CD3ζのシグナル領域）、および／または、CD28、4-1BB（CD137）およびOX-40（CD134）からのものなどの1つ以上のコスティミュレーショナルシグナルドメインを含むことができる。例えば、「第一世代CAR」は、CD3ζシグナルドメインのみを有している。T細胞の持続性および増殖を増強するために、コスティミュレーショナル細胞内ドメインが追加され、CD3ζシグナルドメインに加えて1つのコスティミュレーショナルシグナルドメインを有する第2世代CAR、およびCD3ζシグナルドメインに加えて2つ以上のコスティミュレーショナルシグナルドメインを有する第3世代CARが生じている。CARは、T細胞が発現すると、CARの細胞外ターゲティング部位によって決定される抗原特異性をT細胞に付与する。最近では、ホーミング遺伝子や自殺遺伝子などの要素を追加して、より有能で安全なCARを開発することも望まれており、いわゆる第4世代のCARと呼ばれている。

いくつかの実施形態では、エフェクターモジュールの免疫療法剤は、キメラ抗原受容体（CAR）である。キメラ抗原は、細胞外標的部位、膜貫通ドメイン、細胞内シグナル伝達ドメイン、および任意に1つ以上の共刺激性ドメインを含んでいてもよい。
いくつかの実施形態では、細胞外ターゲティングドメインは、ヒンジ（スペースドメインまたはスペーサーとも呼ばれる）および膜貫通領域を介して、細胞内シグナリングドメインに結合している。ヒンジは、細胞外ターゲティングドメインを、細胞膜を横断して細胞内シグナリングドメインに接続する膜貫通ドメインに接続する。ヒンジは、ターゲティング部位が結合する標的タンパク質の大きさや、ターゲティングドメイン自体の大きさや親和性によって、CARを発現する細胞の癌細胞に対する効力を最適化するために変化させる必要があるかもしれない。ターゲティング部位が標的細胞に認識され結合すると、細胞内シグナル伝達ドメインがCAR T細胞の活性化シグナルをもたらし、このシグナルは1つ以上の細胞内コスティミュラー・ドメインからの「セカンド・シグナル」によってさらに増幅される。CAR T細胞は、いったん活性化されると、標的細胞を破壊することができる。
いくつかの実施形態では、本開示のCARは、2つの部分に分割されていてもよく、各部分は二量化ドメインに連結されており、二量化を誘発する入力が無傷の機能的受容体の組み立てを促進するようになっている。WuとLimは最近、細胞外のCD19結合ドメインと細胞内のシグナル伝達要素が分離され、ラパマイシンアナログAP21967の存在下でヘテロ二量化するFKBPドメインとFRB*（FKBP-ラパマイシン結合のT2089L変異体）ドメインに連結されたスプリットCARを報告した。AP21967の存在下で分裂した受容体が集合し、特異的な抗原結合とともにT細胞を活性化する（Wu et al., Science, 2015, 625(6258): aab4077）。

いくつかの実施形態では、本開示のCARは、誘導可能なCARとして設計されてもよい。Sakemuraらは最近、CD19 CAR構築物へのTet-On誘導性システムの組み込みを報告した。CD19 CARは、ドキシサイクリン（Dox）の存在下でのみ活性化される。Sakemuraは、Doxの存在下でのTet-CD19CAR T細胞は、従来のCD19CAR T細胞と比較して、CD19+細胞株に対して同等の細胞毒性を有し、CD19刺激時に同等のサイトカイン産生および増殖を有することを報告した（Sakemura et al., Cancer Immuno. Res., 2016, Jun 21, Epub ahead of print）。一例では、バイオサーキットは、Tet-CARを含んでもよい。別の例では、Tet-CARは、本明細書に記載のSRE（例えば、CA2 DD）の制御下にあるCA2エフェクターモジュールのペイロードであってもよい。二重システムは、導入されたT細胞におけるCARの発現をオンおよびオフにするためのより柔軟性を提供する。
本開示によれば、CARは、第1世代のCAR、または第2世代のCAR、または第3世代のCAR、または第4世代のCARであってもよい。いくつかの実施形態では、本開示のペイロードは、細胞外ドメイン、ヒンジおよび膜貫通ドメイン、ならびに細胞内シグナル領域で構成されるフルCAR構築物であってもよい。他の実施形態では、細胞外ターゲティング部分、ヒンジ領域、膜貫通ドメイン、細胞内シグナリングドメイン、1つ以上の共刺激ドメイン、およびリーダー配列、ホーミング要素および安全スイッチを含むがこれらに限定されないCARアーキテクチャおよび機能性を向上させる他の追加要素を含むフルCARコンストラクトの構成要素、またはそのような構成要素の組み合わせが、バイオサーキットに含まれてもよい。

細胞外ターゲティングドメイン/モイティ
本開示によれば、CARの細胞外標的部位は、所定の標的分子、例えば、腫瘍細胞上のネオアンチゲンを認識し、高い特異性と親和性で結合する任意の薬剤であってよい。標的部位は、腫瘍細胞上の標的分子に特異的に結合する抗体およびその変異体、腫瘍細胞上の標的分子に結合する能力に基づいてランダム配列プールから選択されたペプチドアプタマー、腫瘍細胞上の標的分子に結合することができるその変異体またはフラグメント、ネイティブのT細胞受容体（TCR）の抗原認識ドメイン（例えば、CD4細胞外膜）であってもよい。あるいは、サイトカイン受容体を有する標的細胞の認識につながる連結サイトカインなどの外来認識成分、あるいは受容体の天然リガンドなどが挙げられる。
いくつかの実施形態では、CARのターゲティングドメインは、Ig NAR、Fabフラグメント、Fab'フラグメント、F(ab)'2フラグメント、F(ab)'3フラグメント、Fv、一本鎖可変フラグメント（scFv）、bis-scFv、(scFv)2、ミニボディ、ダイアボディ、トリボディ、テトラボディ、ジスルフィド安定化Fvタンパク質（dsFv）、ユニボディ、または標的を特異的に認識する抗体に由来する抗原結合領域である可能性がある。トリボディ、テトラボディ、ジスルフィド安定化Fvタンパク質（dsFv）、ユニボディ、ナノボディ、または標的分子、例えば腫瘍特異的抗原（TSA）を特異的に認識する抗体に由来する抗原結合領域などがある。一実施形態では、ターゲティング部位はscFvである。scFvドメインは、CAR T細胞の表面に発現され、その後、がん細胞上の標的タンパク質に結合すると、CAR T細胞をがん細胞に近接して維持し、T細胞の活性化を引き起こすことができる。scFvは、通常の組換えDNA技術を用いて生成することができ、本開示で説明している。

一実施形態では、CARのターゲティング部位は、CD19を認識してもよい。CD19は、よく知られたB細胞表面分子であり、B細胞受容体が活性化されると、B細胞抗原受容体によるシグナル伝達およびB細胞集団の拡大を促進する。CD19は、正常なB細胞と腫瘍性のB細胞の両方に広く発現している。慢性リンパ性白血病、急性リンパ性白血病、多くの非ホジキンリンパ腫などのB細胞由来の悪性腫瘍では、CD19の発現が頻繁に見られる。このように、CD19はほぼ全世界で発現し、単一の細胞系統に特異的であることから、免疫療法の魅力的な標的となっている。ヒトのCD19は14個のエクソンを持ち、エクソン1～4はCD19の細胞外部分をコードし、エクソン5はCD19の膜貫通部分をコードし、エクソン6～14は細胞質の尾部をコードする。一実施形態では、ターゲティング部位は、FMC63抗体の可変領域に由来するscFvsを含んでいてもよい。FMC63は、CD19抗原に特異的なIgG2aマウスモノクローナル抗体クローンであり、B系統の細胞上のCD19抗原と反応する。FMC63抗体によって認識されるCD19のエピトープは、エクソン2にある（Sotillo et al (2015) Cancer Discov ;5(12):1282-95；その内容は参照によりその全体が組み込まれる）。いくつかの実施形態では、CARの標的部分は、4G7、SJ25C1、CVID3/429、CVID3/155、HIB19、およびJ3-119を含むがこれらに限定されない他のCD19モノクローナル抗体クローンの可変領域に由来してもよい。
一態様では、細胞外標的部位は、抗体に由来するscFvであってもよい。一態様では、scFvは、CD19抗原に特異的に結合してもよい。

細胞内シグナル伝達ドメイン
CAR融合ポリペプチドの細胞内ドメインは、標的分子に結合した後、エフェクター免疫細胞にシグナルを伝達し、細胞溶解活性（例えば、サイトカインの分泌）やヘルパー活性など、エフェクター免疫細胞の通常のエフェクター機能の少なくとも1つを活性化する。したがって、細胞内ドメインは、T細胞受容体（TCR）の「細胞内シグナル伝達ドメイン」を構成する。
いくつかの側面では、細胞内シグナル伝達ドメインの全体を採用することができる。他の局面では、エフェクター機能のシグナルを伝達する限り、細胞内シグナル伝達ドメインの切断された部分を、無傷の鎖の代わりに使用することができる。

いくつかの実施形態では、本開示の細胞内シグナル伝達ドメインは、免疫受容体チロシンベースの活性化モチーフ（ITAM）として知られているシグナル伝達モチーフを含むことができる。ITAMを含む細胞質シグナル配列の例としては、TCR CD3zeta、FcR gamma、FcR beta、CD3 gamma、CD3 delta、CD3 epsilon、CD5、CD22、CD79a、CD79b、およびCD66dに由来するものが挙げられる。一例では、細胞内シグナリングドメインは、CD3ゼータ（CD3ζ）シグナリングドメインである。
いくつかの実施形態では、本開示の細胞内領域は、エフェクター免疫細胞に追加のシグナルを提供する1つまたは複数のコスティミュラーシグナルドメインをさらに含む。これらのコスティミュラー・シグナリング・ドメインは、シグナリング・ドメインと組み合わせて、CAR人工免疫細胞（例えば、CAR T細胞）の拡大、活性化、記憶、持続性、および腫瘍撲滅効率をさらに向上させることができる。いくつかの態様において、コスティミュラーシグナル領域は、1つ以上の細胞内シグナル伝達および／またはコスティミュラー分子の1、2、3、または4つの細胞質ドメインを含む。コスティミュレーショナルシグナリングドメインは、CD2、CD7、CD27、CD28、4-1BB（CD137）、OX40（CD134）、CD30、CD40、ICOS（CD278）、GITR（グルココルチコイド誘発性腫瘍壊死因子受容体）、LFA-1（リンパ球機能関連抗原-1）、LIGHT、NKG2C、B7-H3を含むがこれらに限定されない、コスティミュレーショナル分子の細胞内／細胞質ドメインであってもよい。一例では、コスティミュラーシグナルドメインは、CD28の細胞質ドメインに由来する。別の例では、コスティミュラーシグナルドメインは、4-1BB（CD137）の細胞質ドメインに由来する。別の例では、共刺激性シグナル伝達ドメインは、米国特許文献1 NO．9, 175, 308に教示されているようなGITRの細胞内ドメインであってもよく、その内容は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

膜貫通部とヒンジ領域
いくつかの実施形態では、本開示のCARは、膜貫通ドメインを含んでいてもよい。本明細書で使用される「膜貫通ドメイン（TM）」という用語は、広義には、細胞膜にまたがる約15残基の長さのアミノ酸配列を指す。より好ましくは、膜貫通ドメインは、少なくとも20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、または45個のアミノ酸残基を含み、細胞膜にまたがっている。いくつかの実施形態では、本開示の膜貫通ドメインは、天然または合成ソースのいずれかに由来してもよい。CARの膜貫通ドメインは、任意の天然の膜結合または膜貫通タンパク質に由来してもよい。例えば、膜貫通領域は、T細胞受容体、CD3ε、CD4、CD5、CD8、CD8α、CD9、CD16、CD22、CD33、CD28、CD37、CD45、CD64、CD80、CD86、CD134、CD137、CD152、またはCD154のアルファ鎖、ベータ鎖、またはゼータ鎖に由来してもよい（すなわち、少なくとも膜貫通領域（複数可）を含む）。いくつかの実施形態では、本開示の膜貫通ドメインは、CD8α膜貫通ドメイン、CD4膜貫通ドメイン、CD28膜貫通ドメイン、CTLA-4膜貫通ドメイン、PD-1膜貫通ドメイン、およびヒトIgG4 Fc領域からなる群から選択されてもよい。

あるいは、本開示の膜貫通ドメインは合成であってもよい。いくつかの態様において、合成配列は、ロイシンおよびバリンなどの主に疎水性の残基から構成されていてもよい。
いくつかの実施形態では、本開示の膜貫通ドメインは、CD8α膜貫通ドメイン、CD4膜貫通ドメイン、CD28膜貫通ドメイン、CTLA-4膜貫通ドメイン、PD-1膜貫通ドメイン、およびヒトIgG4 Fc領域からなる群から選択されてもよい。非限定的な例として、膜貫通ドメインは、SEQ ID NO. 1～5の国際特許公開NO.WO2014/100385のアミノ酸配列からなるCTLA-4膜貫通ドメイン、およびSEQ ID NO.6-8のアミノ酸配列からなるPD-1膜貫通ドメインであってもよく、これらの各々の内容は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
ヒンジ配列は、適切な細胞／細胞接触、標的結合およびエフェクター細胞の活性化を可能にするために、標的結合ドメインをエフェクター細胞表面から遠ざける細胞外ターゲティングドメインの柔軟性を促進するアミノ酸の短い配列である（Patelら、Gene Therapy, 1999; 6: 412-419）。ヒンジ配列は、ターゲティング部分と膜貫通ドメインの間に配置されていてもよい。

いくつかの実施形態では、本開示のCARは、CARのドメインのいずれかの間に1つまたは複数のリンカーを含んでいてもよい。リンカーは、1～30個のアミノ酸長であってもよい。
いくつかの実施形態では、本発明のターゲティング部分、膜貫通ドメインおよび細胞内シグナル伝達ドメインを含む構成要素は、単一の融合ポリペプチドで構築されてもよい。
一実施形態では、CAR構築物は、CD19 scFv（例えば、CAT13.1E10またはFMC63）、CD8αスペーサーまたは膜貫通ドメイン、および4-1BBおよびCD3ζエンドドメインからなる。CAT13.1E10を用いたこれらのコンストラクトは、FMC63を用いたコンストラクトと比較して、in vitroでの刺激後の増殖、CD19+ターゲットに対する細胞毒性の増加、およびエフェクターとターゲットの相互作用の増加をもたらす可能性がある。

いくつかの実施形態では、本開示のペイロードは、本明細書に記載された共刺激性分子および／または細胞内ドメインのいずれかであってもよい。いくつかの実施形態では、それぞれが異なるSREの制御下にある1つまたは複数の共刺激分子が、本開示で使用されてもよい。また、SRE制御された共刺激分子は、第1世代CAR、第2世代CAR、第3世代CAR、第4世代、または本明細書に記載された任意の他のCARデザインと組み合わせて発現させてもよい。

タンデムCAR（TanCAR）
いくつかの実施形態では、本開示のCARは、2つ、3つ、4つ、またはそれ以上の腫瘍特異的抗原を標的とすることができるタンデムキメラ抗原受容体（TanCAR）であってもよい。いくつかの態様では、CARは、腫瘍細胞上の2つの異なるTSAを認識する2つのターゲティングドメインを含むビスペシフィックTanCARである。ビスペシフィックCARは、第1の腫瘍抗原に特異的なターゲティングドメイン（例えば、抗原認識ドメイン）および第2の腫瘍抗原に特異的なターゲティングドメイン（例えば、抗原認識ドメイン）を含む細胞外領域を含むものとしてさらに定義され得る。他の局面では、CARは、タンデム配置で構成された3つ以上のターゲティングドメインを含むマルチスペシフィックTanCARである。TanCARにおけるターゲティングドメイン間のスペースは、約5～約30アミノ酸の長さ、例えば、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30アミノ酸であってもよい。

スプリットCAR
いくつかの実施形態では、本開示のターゲティング部分、膜貫通ドメインおよび細胞内シグナリングドメインを含む構成要素は、無傷の機能的受容体の組み立てを促進する複数の入力に依存するように、2つ以上の部分に分割することができる。一実施形態では、活性化されたCAR受容体の組み立てが、リガンドのSREへの結合（例えば、小分子）および特異的抗原のターゲティング部分への結合に依存する、分割合成CARシステムを構築することができる。非限定的な例として、スプリットCARは、小分子依存的に組み上がる2つの部分から構成され、受容体の一方の部分は、細胞外抗原結合ドメイン（例えばscFv）を特徴とし、他方の部分は、CD3ζ細胞内ドメインのような細胞内シグナル伝達ドメインを有する。

他の局面では、CARシステムの分割された部分をさらに修正してシグナルを増加させることができる。一例では、細胞質フラグメントの第2部分は、膜貫通ドメイン（例えば、CD8α膜貫通ドメイン）を構築物に組み込むことによって、細胞膜に固定されてもよい。また、CARシステムの第2部分に追加の細胞外ドメイン、例えばホモ二量化を媒介する細胞外ドメインを加えてもよい。これらの修飾は、受容体出力活性、すなわちT細胞の活性化を増加させる可能性がある。
いくつかの側面では、分割されたCARシステムの2つの部分は、ヘテロ二量化する小分子の結合時に条件付きで相互作用するヘテロ二量化ドメインを含んでいる。このようにして、低分子の存在下で受容体コンポーネントが組み合わされ、無傷のシステムが形成され、これが抗原の結合によって活性化されることになる。スプリットCARシステムには、既知のヘテロ二量化成分を組み込むことができる。また、ジベレリン誘導二量化系（GID1-GAI）、トリメトプリム-SLF誘導ecDHFRおよびFKBP二量化他の小分子依存性ヘテロ二量化ドメインを使用することができる（Czlapinski et al,J Am Chem Soc., 2008, 130(40): 13186-13187）、ABA（アブシジン酸）によるPP2CとPYLドメインの二量化（Cutler et al., Annu Rev Plant Biol. 2010, 61: 651-679）を含むがこれらに限定されない。スプリットCARシステムは、リガンド依存的な二量体化や不安定化ドメインによるCARの分解など、二重の制御を行うことで、CAR修飾T細胞の活性をより柔軟に制御できる可能性がある。

切り替え可能なCAR
いくつかの実施形態では、本開示のCARは、切替可能なCARであってもよい。Juilleratら（Juilerat et al., Sci. Rep., 2016, 6: 18950; その内容は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる）は、刺激（例えば、小分子）に応答して一過性にスイッチオンできる制御可能なCARを最近報告した。このCARデザインでは、CARのscFvドメインと細胞膜ドメインを分離するヒンジドメインにシステムが直接組み込まれている。このようなシステムは，TCRのネイティブな構造の複雑さを模倣して，受容体複合体の異なる鎖の中で活性化やコスト刺激などのCARの異なる重要な機能を分割または結合することが可能である。この統合されたシステムは、刺激の有無に応じて、scFvと抗原の相互作用をオン／オフの状態に切り替えることができる。

リバーシブルCAR
他の実施形態では、本開示のCARは、可逆的なCARシステムであってもよい。このCARアーキテクチャでは、LIDドメイン（リガンド誘導性分解）がCARシステムに組み込まれている。CARは、LIDドメインのリガンドを追加することで、一時的にダウンレギュレートすることができる。LIDとDDによる制御を組み合わせることで、継続的に活性化しているCAR T細胞を調整可能にし、CARによる組織毒性を軽減することができる。

アクティベーション-コンディショナルCAR
いくつかの実施形態では、本明細書に記載のバイオサーキットは、活性化された免疫細胞でのみ発現する活性化条件付きキメラ抗原受容体を含んでいてもよい。CARの発現は、その制御下にある配列例えばCARの転写および／または発現を誘導する1つまたは複数の核酸配列を指す活性化条件制御領域に結合されてもよい。このような活性化条件付き制御領域は、エフェクター免疫細胞の活性化中にアップレギュレートされる遺伝子のプロモーター、例えば、IL2プロモーターまたはNFAT結合部位であってもよい。いくつかの実施形態では、免疫細胞の活性化は、構成的に発現されたCARである（国際公開NO.WO2016126608；その内容は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる）。

ポリヌクレオチド
エフェクターモジュール、そのSRE、ペイロードを含むバイオサーキットコンポーネントは、核酸ベースであってもよい。最も広い意味での「核酸」という用語は、ヌクレオチドのポリマー、例えば連結したヌクレオシドを構成するあらゆる化合物および／または物質を含む。これらのポリマーは、しばしばポリヌクレオチドと呼ばれる。本開示の例示的な核酸またはポリヌクレオチドには、リボ核酸（RNA）、デオキシリボ核酸（DNA）、スレオース核酸（TNA）、グリコール核酸（GNA）、ペプチド核酸（PNA）、ロックド核酸（LNA。β-D-リボ配置を有するLNA、α-L-リボ配置を有するα-LNA（LNAのジアステレオマー）、2′-アミノ官能基を有する2′-アミノ-LNA、および2′-アミノ官能基を有する2′-アミノ-α-LNAを含む）またはそれらのハイブリッドが挙げられる。

いくつかの実施形態では、核酸分子は、メッセンジャーRNA（mRNA）である。本明細書で使用する場合、「メッセンジャーRNA」（mRNA）という用語は、目的のポリペプチドをコードし、インビトロ、インビボ、in situまたはex vivoで目的のコードされたポリペプチドを産生するために翻訳されることが可能な任意のポリヌクレオチドを指す。本明細書に記載のポリヌクレオチドは、mRNAまたは任意の核酸分子であり、化学的に修飾されていてもいなくてもよい。
従来、mRNA分子の基本的な構成要素には、少なくともコーディング領域、5′UTR、3′UTR、5′キャップ、ポリAテールが含まれていた。 本開示は、この野生型モジュール構造を基に、モジュール構造を維持しつつ、ポリヌクレオチドに有用な特性、例えば機能の持続性を付与する1つ以上の構造的および／または化学的修飾または改変を含むペイロード構築物を提供することにより、従来のmRNA分子の機能の範囲を拡大するものである。本明細書において、「構造的な」特徴または改変とは、ヌクレオシド自体に大きな化学的改変を加えることなく、ポリヌクレオチドに2つ以上の連結されたヌクレオシドが挿入、欠失、複製、反転、またはランダム化されているものである。構造変更を行うためには、化学結合の切断と再形成が必ず行われるため、構造変更は化学的性質を持つものであり、したがって化学的変更である。しかし、構造的な修飾を行うと、ヌクレオチドの配列が変わってしまう。例えば、ポリヌクレオチド「ATCG」を「AT-5meC-G」に化学修飾してもよい。同じポリヌクレオチドが、「ATCG」から「ATCCCG」に構造的に修飾されてもよい。ここでは、ジヌクレオチド「CC」が挿入されており、その結果、ポリヌクレオチドが構造的に改変されている。
いくつかの実施形態では、本開示のポリヌクレオチドは、翻訳開始の役割を果たす5'UTR配列を保持してもよい。5'UTR配列は、リボソームが遺伝子の翻訳を開始するプロセスに関与することが一般的に知られているKozak配列などの特徴を含んでもよく、Kozak配列はコンセンサスXCCR(A/G) CCAUGを有し、ここで、Rは開始コドン（AUG）の3塩基上流のプリン（アデニンまたはグアニン）であり、Xは任意のヌクレオチドである。ある実施形態では、コザック配列はACCGCCである。標的細胞または組織の豊富に発現する遺伝子に典型的に見られる特徴を工学的に利用することにより、本開示のポリヌクレオチドの安定性およびタンパク質産生を高めることができる。

さらに、ポリヌクレオチドには、内部リボソームエントリーサイト（IRES）が含まれており、5'キャップ構造がない場合でも、タンパク質合成を開始するのに重要な役割を果たしていると考えられる。IRESは、唯一のリボソーム結合部位として機能してもよいし、複数の結合部位の1つとして機能してもよい。複数の機能的なリボソーム結合部位を含む本開示のポリヌクレオチドは、リボソームによって独立して翻訳され、バイシストロンおよび／またはマルチシストロンの核酸分子を生じさせるいくつかのペプチドまたはポリペプチドをコードすることができる。
一実施形態では、本開示のポリヌクレオチドは、基準ポリペプチド配列と一定の同一性を有するバリアントポリペプチドをコードしてもよい。本明細書で使用する場合、「参照ポリペプチド配列」とは、出発ポリペプチド配列を指す。参照配列は、野生型配列または別の配列を設計する際に参照される任意の配列であってよい。
当技術分野で知られている「同一性」という用語は、2つ以上の配列を比較することによって決定される、2つ以上の配列間の関係を意味している。当技術分野では、同一性は、2つ以上の残基（アミノ酸または核酸）の文字列間の一致数によって決定される、配列間の配列関連性の度合いも意味する。アイデンティティは、特定の数学的モデルまたはコンピュータプログラム（すなわち、「アルゴリズム」）によって対処されたギャップアラインメント（もしあれば）を有する2つ以上の配列間の同一のマッチの割合を測定する。関連する配列の同一性は、既知の方法で容易に計算することができる。このような方法には、限定されるものではないが、Computational Molecular Biology, Lesk, A. M., ed., Oxford University Press, New York, 1988; Biocomputing:Informatics and Genome Projects, Smith, D. W., ed., Academic Press, New York, 1993; Computer Analysis of Sequence Data, Part 1, Griffin, A. M., and Griffin, H. G., eds,Humana Press, New Jersey, 1994; Sequence Analysis in Molecular Biology, von Heinje, G., Academic Press, 1987; Sequence Analysis Primer, Gribskov, M. and Devereux, J., eds., M. Stockton Press, New York, 1991; and Carillo et al., SIAM J. Applied Math.48, 1073 (1988)に記載のものが含まれる。」

いくつかの実施形態では、バリアント配列は、参照配列と同じまたは類似の活性を有していてもよい。あるいは、バリアントは、参照配列と比較して変化した活性（例えば、増加または減少）を有していてもよい。一般に、本開示の特定のポリヌクレオチドまたはポリペプチドの変異体は、本明細書に記載され、当業者に知られている配列アラインメントプログラムおよびパラメータによって決定されるように、その特定の参照ポリヌクレオチドまたはポリペプチドに対して、少なくとも約40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％の配列同一性を有するが、100％未満の配列同一性を有する。アラインメントのためのそのようなツールには、BLASTスイートのものが含まれる(Stephen F. Altschul, Thomas L. Madden, Alejandro A. Schaffer, Jinghui Zhang, Zheng Zhang, Webb Miller, and David J. Lipman (1997), "Gapped BLAST and PSI-BLAST: a new generation of protein database search programs", Nucleic Acids Res. 25:3389-3402.)。

ポリヌクレオチドの化学修飾
本開示によれば、「修飾」または必要に応じて「修飾」ポリヌクレオチドという用語は、A、G、U（DNAではT）またはCヌクレオチドに関する修飾を意味する。

本開示のポリヌクレオチドの修飾は、ポリヌクレオチドを構成するヌクレオシドの塩基および／または糖部分にあってもよい。いくつかの実施形態では、複数の修飾が、修飾された核酸、または1つ以上の個々のヌクレオシドもしくはヌクレオチドに含まれる。例えば、ヌクレオシドに対する修飾は、核酸塩基および糖に対する1つまたは複数の修飾を含むことができる。本開示のポリヌクレオチドへの修飾は、例えば、国際公開WO2013052523（その内容は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる）で教示されているもののいずれかを含むことができる。
本明細書では、「ヌクレオシド」は、糖分子（例えば、ペントースまたはリボース）またはその誘導体と、有機塩基（例えば、プリンまたはピリミジン）またはその誘導体とを組み合わせて含む化合物（本明細書では「核酸塩基」とも呼ばれる）と定義される。本明細書では、「ヌクレオチド」は、リン酸基を含むヌクレオシドと定義される。
ポリヌクレオチドに組み込まれ得る修飾ヌクレオチドは、インターヌクレオシド結合（例えば、リン酸エステル骨格）上で修飾され得る。ここで、ポリヌクレオチドのバックボーンの文脈では、「ホスフェート」および「ホスホジエステル」という表現が互換的に使用される。バックボーンのリン酸基は、1つまたは複数の酸素原子を異なる置換基で置き換えることにより修飾することができる。さらに、修飾されたヌクレオシドおよびヌクレオチドは、修飾されていないリン酸部分を別のインターヌクレオシド連結に卸して置き換えることを含むことができる。修飾されたリン酸基の例としては、ホスホロチオエート、ホスホロセレナート、ボラノホスフェート、ボラノホスフェートエステル、水素ホスホナート、ホスホロアミデート、ホスホロジアミデート、アルキルまたはアリールホスホナート、およびホスホトリエステルが挙げられるが、これらに限定されない。ホスホロジチオエートは、両方の非連結オキシゲンが硫黄に置き換えられている。リン酸塩リンカーは、連結酸素を窒素（架橋ホスホロアミデート）、硫黄（架橋ホスホロチオエート）、炭素（架橋メチレンホスホネート）に置換することでも修飾できる。使用できる他の修飾は、例えば、国際出願WO2013052523に記載されており、その内容は参照により全体が本明細書に組み込まれる。

ポリヌクレオチドの様々な位置に、異なる糖修飾、ヌクレオチド修飾、および／またはヌクレオシド間結合（例えば、バックボーン構造）が存在してもよい。当業者であれば、ポリヌクレオチドの機能が実質的に低下しないようなポリヌクレオチドの任意の位置に、ヌクレオチドアナログまたは他の修飾（複数可）が存在してもよいことを理解するであろう。また、修飾は、5′または3′末端の修飾であってもよい。ポリヌクレオチドは、約1％から約100％の修飾されたヌクレオチド（全体のヌクレオチド含量に関連して、または1つ以上のタイプのヌクレオチド、すなわちA、G、U、またはCのいずれか1つ以上に関連して）、または任意の介在する割合（例えば、1%から20%まで、1%から25%まで、1%から50%まで、1%から60%まで、1%から70%まで、1%から80%まで、1%から90%まで、1%から95%まで、10%から20%まで、10%から25%まで、10%から50%まで、10%から60%まで、10%から70%まで、10%から80%まで、10%から90%まで、10%から95%まで、10%から100%まで、20%から25%まで、20%から50%まで、20%から60%まで、20%から70%まで。20%から80%まで、20%から90%まで、20%から95%まで、20%から100%まで、50%から60%まで、50%から70%まで、50%から80%まで、50%から90%まで、50%から95%まで、50%から100%まで、70%から80%まで、70%から90%まで、70%から95%まで、70%から100%まで、80%から90%まで、80%から95%まで、80%から100%まで、90%から95%まで、90%から100%まで、95%から100%まで）を含んでもよい。

いくつかの実施形態では、ポリヌクレオチドは、修飾されたピリミジンまたはプリンを含む。いくつかの実施形態では、ポリヌクレオチド分子中のピリミジンまたはプリンは、約1％から約100％の修飾ウラシルまたは修飾ウリジンで置換されていてもよい（例えば、1%から20%まで、1%から25%まで、1%から50%まで、1%から60%まで、1%から70%まで、1%から80%まで、1%から90%まで、1%から95%まで、10%から20%まで、10%から25%まで、10%から50%まで、10%から60%まで、10%から70%まで、10%から80%まで、10%から90%まで、10%から95%まで、10%から100%まで、20%から25%まで、20%から50%まで、20%から60%まで、20%から70%まで、20%から80%まで。20％から90％、20％から95％、20％から100％、50％から60％、50％から70％、50％から80％、50％から90％、50％から95％、50％から100％、70％から80％、70％から90％、70％から95％、70％から100％、80％から90％、80％から95％、80％から100％、90％から95％、90％から100％、95％から100％の変性ピリミジンまたはプリン。）
いくつかの実施形態では、ポリヌクレオチドは、ABABABまたはAABBAABBAABBまたはABCABCまたはその変種が1回、2回、または3回以上繰り返されるようなパターンである2つ以上のエフェクターモジュールコンポーネント配列を含んでいてもよい。これらのパターンでは、各文字、A、B、またはCが異なるエフェクターモジュールコンポーネントを表している。
さらに別の実施形態では、ポリヌクレオチドは、各コンポーネントが1つ以上の配列を有する2つ以上のエフェクターモジュールコンポーネント配列を含んでいてもよい。非限定的な例として、配列は、各領域で1回、2回、または3回以上繰り返されるABABABまたはAABBAABBAABBまたはABCABCまたはそのバリアントのようなパターンであってもよい。別の非限定的な例として、配列は、ポリヌクレオチド全体で1回、2回、または3回以上繰り返されるABABABまたはAABBABAABBまたはABCABCまたはそのバリアントのようなパターンであってもよい。これらのパターンでは、各文字、A、B、またはCは、異なる配列または成分を表す。

コドンセレクション
いくつかの実施形態では、本開示のポリヌクレオチドの1つ以上のコドンは、コドンセレクションと呼ばれるプロセスを通じて、SREの発現を調整するために、ネイティブなアミノ酸配列をコードする他のコドンと置き換えられてもよい。mRNAコドン、およびtRNAアンチコドンのプールは、生物、細胞の種類、細胞内の場所、および時間の経過とともに変化する傾向があるため、本明細書に記載のコドン選択は、時空間（ST）コドン選択である。

本開示のいくつかの実施形態では、特定のポリヌクレオチドの特徴がコドン最適化されていてもよい。コドン最適化とは、ネイティブなアミノ酸配列を維持しつつ、ネイティブな配列の少なくとも1、2、3、4、5、10、15、20、25、50またはそれ以上のコドンを、その宿主細胞の遺伝子で最も頻繁に使用されるコドンに置き換えることにより、宿主細胞での発現を高めるために核酸配列を改変するプロセスを指す。コドン使用率は、参照遺伝子セットからのコーディングポリヌクレオチド配列の偏差を測定するCAI（Codon Adaptation Index）を用いて測定することができる。コドン使用量の表は、Codon Usage Database（http://www.kazusa.or.jp/codon/）で入手でき、CAIはEMBOSS CAIプログラム（http://emboss.sourceforge.net/）で計算できる。コドン最適化の方法は、当技術分野で知られており、いくつかの目標のうちの1つ以上を達成するための努力において有用である。これらの目的には、標的生物と宿主生物のコドン頻度を一致させて適切なフォールディングを確保する、ヌクレオチド含有量に偏りを持たせて安定性を変化させたり二次構造を減らしたりする、遺伝子の構築や発現を損なう可能性のあるタンデムリピートコドンや塩基配列を最小化する、転写および翻訳制御領域をカスタマイズする、タンパク質シグナル伝達配列を挿入または削除する、コード化されたタンパク質の翻訳後修飾部位（例えば、グリコシル化部位）を削除または追加する、などが含まれる。また、タンパク質の様々なドメインが適切に折り畳まれるように翻訳速度を調整したり、ポリヌクレオチド内の問題となる二次構造を減少または除去したりする。一実施形態では、最適化アルゴリズムを用いてポリヌクレオチド配列またはその一部をコドン最適化する。各アミノ酸のコドンオプションは、その特定の種での発現を最適化するための様々な種の表と同様に、当技術分野でよく知られている。
本開示のいくつかの実施形態では、特定のポリヌクレオチドの特徴がコドン最適化されてもよい。例えば、コドン最適化に好ましい領域は、ポリペプチドをコードする領域の上流（5'）または下流（3'）であってもよい。これらの領域は、ペイロードコード化領域またはオープンリーディングフレーム（ORF）のコドン最適化の前および／または後に、ポリヌクレオチドに組み込まれてもよい。
最適化後（必要に応じて）、ポリヌクレオチド成分を再構成して、プラスミド、ウイルス、コスミド、人工染色体などのベクターに形質転換する。

本開示のポリヌクレオチドの停止コドンは、本開示のSRE、ペイロードおよびエフェクターモジュールの発現レベルを変化させるための配列およびモチーフを含むように変更されてもよい。このような配列は、停止コドンのリードスルーを誘導するために組み込まれてもよく、停止コドンは、例えば、セレノシステインまたはピロリジンなどのアミノ酸を指定してもよい。他の例では、停止コドンを完全にスキップして、別のオープンリーディングフレームを通して翻訳を再開することができる。停止コドンは、エフェクターモジュールの構成要素の発現を特定の比率で調整するために利用することができる（例えば、停止コドンの文脈によって指示されるように）。好ましい停止コドンモチーフの例としては、UGAN、UAAN、およびUAGNがあり、NはCまたはUのいずれかである。
多くのウイルスのmRNAの翻訳中には、カルボキシ末端が延長された第2のタンパク質を生成する手段として、終結の抑制が行われる。レトロウイルスでは、gagとpolの遺伝子は単一のmRNAにコードされており、アンバー終止コドンUAGで区切られている。アンバーコドンの翻訳抑制により、gagとpolの前駆体が合成される。翻訳抑制は、終止コドンを認識して特定のアミノ酸を挿入することができるサプレッサーtRNAによって行われる。いくつかの実施形態では、本明細書に記載のエフェクターモジュールは、アンバー終止コドンを組み込んでもよい。このようなコドンは、バイシストロニック構築物において、IRESおよびp2A配列の代わりに、またはそれに加えて使用されてもよい。下流の遺伝子の低レベルの発現を得るために、停止コドンのリードスルーをP2Aと組み合わせてもよい。いくつかの実施形態では、アンバー停止コドンは、さらなる制御のために、tRNA発現またはアミノアシルtRNA合成酵素と組み合わせてもよい。

コンジュゲート
本開示では、本発明の組成物が1つ以上の同種または異種の分子と複合化、共役化、または結合してもよいことが意図されている。本明細書では、「相同分子」という用語は、出発分子に対して構造または機能の少なくとも1つが類似している分子を意味し、一方、「異種分子」は、出発分子に対して構造または機能の少なくとも1つが異なる分子を意味する。したがって、構造相同体は、実質的に構造的に類似している可能性のある分子である。いくつかの実施形態では、そのようなホモログは同一であってもよい。機能的ホモログは、実質的に機能的に類似している可能性のある分子である。いくつかの実施形態では、そのようなホモログは同一であってもよい。
本開示の医薬組成物、バイオサーキット、バイオサーキットコンポーネント、それらのSREを含むエフェクターモジュール、またはペイロードは、コンジュゲートを含んでもよい。本開示のそのようなコンジュゲートは、タンパク質（例えば、ヒト血清アルブミン（HSA）、低密度リポタンパク質（LDL）、高密度リポタンパク質（HDL）、またはグロブリン）；炭水化物（例えば、デキストラン、プルラン、キチン、キトサン、イヌリン、シクロデキストリン、またはヒアルロン酸）；または脂質などの、天然に存在する物質またはリガンドを含んでもよい。コンジュゲートはまた、組換えまたは合成分子、例えば合成ポリマー、例えば合成ポリアミノ酸、オリゴヌクレオチド（例えばアプタマー）などであってもよい。ポリアミノ酸の例としては、ポリリジン（PLL）、ポリL-アスパラギン酸、ポリL-グルタミン酸、スチレン-無水マレイン酸共重合体、ポリ（L-ラクチド-co-グリコリド）共重合体、ジビニルエーテル-無水マレイン酸共重合体、N-（2-ヒドロキシプロピル）メタクリルアミド共重合体（HMPA）、ポリエチレングリコール（PEG）、ポリビニルアルコール（PVA）、ポリウレタン、ポリ（2-エチルアクリリック酸）、N-イソプロピルアクリルアミドポリマー、またはポリホスファジンなどを挙げることができる。ポリアミンとしては，ポリエチレニミン，ポリリジン（PLL），スペルミン，スペルミジン，ポリアミン，疑似ペプチドポリアミン，ペプチドミメティックポリアミン，デンドリマーポリアミン，アルギニン，アミジン，プロタミン，カチオン性脂質，カチオン性ポルフィリン，ポリアミンの4級塩，αヘリカルペプチドなどが挙げられる。

いくつかの実施形態では、コンジュゲートはターゲティング基も含むことができる。本明細書では、用語「ターゲティング基」とは、薬剤に結合した官能基または部位であって、所望の領域、組織、細胞および／またはタンパク質への薬剤の局在化を促進するものをいう。このようなターゲティング基には、細胞または組織をターゲティングする薬剤またはグループ（例えば、レクチン、糖タンパク質、脂質、タンパク質、腎臓細胞などの特定の細胞タイプに結合する抗体）が含まれるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、ターゲティンググループは、チロトロピン、メラノトロピン、レクチン、糖タンパク質、界面活性剤タンパク質A、ムチン炭水化物、多価ラクトース、多価ガラクトース、N-アセチルガラクトサミン、N-アセチルグルコサミン、多価マンノース、多価フコース、グリコシル化ポリアミノ酸、多価ガラクトース、トランスフェリン、ビスフォスフォネート、ポリグルタミン酸、ポリアスパラギン酸、脂質、コレステロール、ステロイド、胆汁酸、葉酸、ビタミンB12、ビオチン、RGDペプチド、RGDペプチド模倣体、アプタマーなどを含んでもよい。
いくつかの実施形態では、ターゲティンググループは、タンパク質、例えば糖タンパク質、またはペプチド、例えばコ・リガンドに対して特異的な親和性を有する分子、または抗体、例えば、癌細胞、内皮細胞、または骨細胞などの指定された細胞タイプに結合する抗体であってもよい。ターゲティンググループは、ホルモンおよび／またはホルモン受容体を含んでいてもよい。
いくつかの実施形態では、ターゲティング基は、特定の受容体をターゲティングすることができる任意のリガンドであってもよい。例としては、限定されないが、葉酸、GalNAc、ガラクトース、マンノース、マンノース-6-リン酸、アパタマー、インテグリン受容体リガンド、ケモカイン受容体リガンド、トランスフェリン、ビオチン、セロトニン受容体リガンド、PSMA、エンドセリン、GCPII、ソマトスタチン、LDL、およびHDLリガンドが挙げられる。いくつかの実施形態では、ターゲティング基はアプタマーである。そのようなアプタマーは、未修飾であっても、本明細書に開示されている修飾の任意の組み合わせを含んでいてもよい。

さらに他の実施形態では、本開示の医薬組成物、バイオサーキット、バイオサーキットコンポーネント、それらのSREを含むエフェクターモジュール、またはペイロードは、細胞浸透性ポリペプチドに共有結合してもよい。いくつかの実施形態では、細胞浸透性ペプチドは、シグナル配列も含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、本開示のコンジュゲートは、安定性の増加、細胞トランスフェクションの増加、および／または生体内分布の変化（例えば、特定の組織または細胞タイプに標的化される）を有するように設計されてもよい。
いくつかの実施形態では、検出可能な標識をクリアランスのための標的に取り付けることができるように、本開示の医薬組成物、バイオサーキット、バイオサーキットコンポーネント、そのSREを含むエフェクターモジュール、またはペイロードに共役部位を追加することができる。そのような検出可能な標識としては、ビオチン標識、ユビキチン、蛍光分子、ヒトインフルエンザヘマグルチニン（HA）、c-myc、ヒスチジン（His）、フラグ、グルタチオンS-トランスフェラーゼ（GST）、V5（シミアンウイルス5のエピトープのパラミクソウイルス）、ビオチン、アビジン、ストレプトアビジン、ホースラディッシュペルオキシダーゼ（HRP）、ジゴキシゲニンなどが挙げられるが、これらに限定されない。
いくつかの実施形態では、本開示の医薬組成物、バイオサーキット、バイオサーキットコンポーネント、そのSREを含むエフェクターモジュール、またはペイロードは、疾患および／または状態の治療において、互いにまたは他の分子と組み合わせてもよい。

エフェクターモジュールの追加機能
本開示のエフェクターモジュールは、目的のペイロードの分布を制御するシグナル配列、エフェクターモジュール構築物からのペイロードの切断を促進する切断および／または処理機能、エフェクターモジュールの細胞内局在化を制御できるターゲティングおよび／または浸透シグナル、タグ、および／またはエフェクターモジュールの異なる構成要素を連結する1つまたは複数のリンカー配列をさらに含んでいてもよい。

シグナル配列
SREおよびペイロード領域に加えて、本開示のエフェクターモジュールは、1つまたは複数のシグナル配列などの1つまたは複数の追加機能をさらに含んでいてもよい。
シグナル配列（シグナルペプチド、ターゲティングシグナル、ターゲットペプチド、局在化配列、トランジットペプチド、リーダー配列またはリーダーペプチドと呼ばれることもある）は、タンパク質（例えば、本開示のエフェクターモジュール）をその指定された細胞および／または細胞外の位置に誘導する。タンパク質のシグナル配列は、ほぼすべての分泌タンパク質および多くの一体型膜タンパク質のターゲティングおよびトランスロケーションにおいて中心的な役割を果たしている。

シグナル配列とは、特定の場所に向かって新たに合成されるタンパク質の大部分のN末端に存在する短い（5～30アミノ酸長）ペプチドのことである。シグナル配列は、シグナル認識粒子（SRP）によって認識され、タイプIおよびタイプIIのシグナルペプチドペプチダーゼによって切断される。ヒトのタンパク質に由来するシグナル配列は、エフェクターモジュールの制御モジュールとして組み込まれ、エフェクターモジュールを特定の細胞や細胞外の場所に向かわせることができる。これらのシグナル配列は、実験的に検証されており、切断することができる（Zhang Z. and Henzel W.J.; "Signal peptide prediction based on analysis of experimental verified cleavage sites."; Protein Sci. 2004, 13:2819-2824）。
いくつかの実施形態では、シグナル配列は、必ずしもそうではないが、エフェクターモジュールのN末端またはC末端に位置し、必ずしもそうではないが、所望のエフェクターモジュールから切断されて、「成熟した」ペイロードを得ることができる。
いくつかの実施形態では、本明細書で使用されるシグナル配列は、シグナル配列のアミノ酸配列の1位のメチオニンを除外してもよい。これは、M1del変異と呼ばれることがある。

シグナル配列は、分泌タンパク質などの自然界に存在するシグナル配列の他に、タンパク質の既知のシグナル配列を改変したバリアントであってもよい。例えば、米国特許No.NOs:8,258,102および9,133,265からSleepは、分泌シグナルと、タンパク質の分泌を増加させることができる追加のX1-X2-X3-X4-X5-モチーフを有する改変されたアルブミンシグナル配列を開示し、米国特許No.NO.：9,279,007 から Doは、タンパク質の発現および分泌を高めることができるヒト免疫グロブリン重鎖結合タンパク質（Bip）の改変された断片のシグナル配列を開示し、米国特許.NO.：8,148,494（Leonhartsbergerら）には、組換えタンパク質と融合することができる切断部位を有するシグナルペプチドが開示され、これらの各々の内容は、その全体が参照により組み込まれる。
いくつかの例では、分泌されたシグナル配列は、IL2シグナル配列やp40シグナル配列などのサイトカインシグナル配列であってもよい。
いくつかの例では、目的のペイロードを標的細胞の表面膜に誘導するシグナル配列を使用することができる。ペイロードを標的細胞の表面に発現させることは、ペイロードの非標的in vivo環境への拡散を制限するのに有用であり、それによってペイロードの安全性プロファイルを改善できる可能性がある。さらに、ペイロードの膜提示は、生理学的および定性的なシグナル伝達、ならびにより長い半減期のためのペイロードの安定化およびリサイクルを可能にするかもしれない。膜配列は、目的のペイロードのN末端成分の内因性シグナル配列であってもよい。任意に、この配列を異なるシグナル配列に交換することが望ましい場合がある。シグナル配列は、ペイロードがT細胞の表面に提示されるように、関心のある細胞型の分泌経路との適合性に基づいて選択されてもよい。いくつかの実施形態では、シグナル配列は、IgEシグナル配列、CD8aシグナル配列（CD8aリーダーとも呼ばれる）、またはIL15Raシグナル配列（IL15Raリーダーとも呼ばれる）、またはM1del CD8aシグナル配列（M1del CD8リーダー配列とも呼ばれる）であってもよい。

本発明のエフェクターモジュールに使用できる他のシグナル配列変異体には、米国特許出願公開NO:2007/0141666;PCT特許出願公開NOs:1993/018181で議論されているものが挙げられ、これらの各々の内容は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
変形したシグナル配列の他の例としては、米国特許NOs.8,148,494;8,258,102;9,133,265;9,279,007;および米国特許出願公開NO.20070141666;および国際特許出願公開NO.WO1993018181；で議論されている修正シグナル配列が考えられ、これらの各内容は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
他の例では、シグナル配列は、エフェクターモジュールを核などの特定の細胞部位に向けることができる、ウイルス、酵母および細菌などの他の生物からの異種シグナル配列であってもよい（例えば、EP 1209450）。他の例としては、酵素などの融合タンパク質の分泌を増加させることができるTrichodermaからのアスパラギンプロテアーゼ（NSP24）シグナル配列（例えば、CervinおよびKimに対する米国特許NO.8,093,016）、細菌のリポタンパク質シグナル配列（例えば、LauおよびRiouxに対するPCT出願公開NO.WO199109952）、大腸菌のエンテロトキシンIIシグナルペプチド（例えば、E．Kwonらへの米国特許公開NO.6,605,697）、大腸菌分泌シグナル配列（Malleyらへの米国特許公開NO.US2016090404）、メチロトロフィックな酵母からのリパーゼシグナル配列（例えば、米国特許NO.8,975,041）、Coryneform菌由来のDNaseのシグナルペプチド（例えば、米国特許NO.4,965,197）などがあり、それぞれの内容は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

また、シグナル配列には、核局在化シグナル（NLS）、核輸出シグナル（NES）、偏光細胞管-ベシクル構造局在化シグナル（例えば、米国特許No.NO.8, 993,742; Cour et al., Nucleic Acids Res. 2003, 31(1): 393-396; それぞれの内容は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる）、細胞外局在化シグナル、細胞内の場所（例えば、ライソゾーム、小胞体、ゴルジ体、ミトコンドリア、細胞膜、ペルオキシソームなど）へのシグナル（例えば、米国特許.NO.7,396,811；およびNegiら、Database、2015、1-7；それぞれの内容は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる）が含まれてもよい。

切断部位
いくつかの実施形態では、エフェクターモジュールは、切断および/または処理機能を備えている。
本開示のエフェクターモジュールは、少なくとも1つのタンパク質切断シグナル／サイトを含んでもよい。タンパク質切断シグナル／サイトは、N末端、C末端、N末端とC末端の間の任意の空間、例えば、N末端とC末端の中間、N末端と中間点の間、中間点とC末端の間、およびそれらの組み合わせに位置してもよいが、これらに限定されない。
エフェクターモジュールは、任意のプロテイナーゼの1つ以上の切断シグナル（複数可）／部位（複数可）を含んでもよい。プロテイナーゼは、セリンプロテイナーゼ、システインプロテイナーゼ、エンドペプチダーゼ、ジペプチダーゼ、メタロプロテイナーゼ、グルタミンプロテイナーゼ、スレオニンプロテイナーゼおよびアスパラギンプロテイナーゼであってもよい。いくつかの態様では、切断部位は、フリン、アクチニダイン、カルパイン-1、カルボキシペプチダーゼA、カルボキシペプチダーゼP、カルボキシペプチダーゼY、カスパーゼ-1、カスパーゼ-2、カスパーゼ-3、カスパーゼ-4、カスパーゼ-5、カスパーゼ-6、カスパーゼ-7、カスパーゼ-8、カスパーゼ-9、カスパーゼ-10、カテプシンB、カテプシンC、カテプシンG、カテプシンH、カテプシンK、カテプシンL、カテプシンS、カテプシンV、クロストリパイン、キマーゼ、キモトリプシン、エラスターゼ、エンドプロテアーゼ、エンテロキナーゼ、ファクターXa、ギ酸、グランザイムB、マトリックスメタロペプチダーゼ2、マトリックスメタロペプチダーゼ3、ペプシン、プロテイナーゼK、SUMOプロテアーゼ、スビリシン、TEVプロテアーゼ、サーモライシン、トロンビン、トリプシン、TAGZymeのシグナル配列であってもよい。

タグ
いくつかの実施形態では、エフェクターモジュールは、タンパク質タグを含んでいる。
タンパク質タグは、エフェクターモジュールのプロセスを検出および監視するために使用されてもよい。エフェクターモジュールは、エピトープタグ（例えば、FLAGタグまたはヘマグルチニン（HA）タグ）などの1つまたは複数のタグを含んでもよい。本発明のエフェクターモジュールには、多数のタンパク質タグを使用することができる。それらには、限定されるものではないが、自己標識ポリペプチドタグ（例えば、ハロアルカンデハロゲナーゼ（halotag2またはhalotag7）、ACPタグ、クリップタグ、MCPタグ、スナップタグ）、エピトープタグ（例えば、FLAG、HA、His、およびMyc）、蛍光タグ（例えば、蛍光タグ（例えば、緑色蛍光タンパク質（GFP）、赤色蛍光タンパク質（RFP）、黄色蛍光タンパク質（YFP）およびその変種）、生物発光タグ（例えば、ルシフェラーゼおよびその変種）、アフィニティータグ（例えば、マルトース結合タンパク質（RFP）およびその変種）、マルトース結合タンパク質（MBP）タグ、グルタチオン-S-トランスフェラーゼ（GST）タグ）、免疫原性アフィニティータグ（例えば、プロテインA/G、IRS、AU1、AU5、glu-glu、KT3、S-tag、HSV、VSV-G、Xpress、V5）、その他のタグ（例えば、ビオチン（低分子）、StrepTag（StrepII）、SBP、ビオチンカルボキシルキャリアータンパク質（BCCP）、eXact、CBP、CYD、HPC、CBDインテイン-キチン結合ドメイン、Trx、NorpA、NusAなどを含んでもよい。

他の実施形態では、タグはまた、米国特許庁NOs.8,999,897；8,357,511；7,094,568；5,011,912；4,851,341；および4,703,004；米国特許出願公開NO.US2013115635およびUS2013012687、ならびに国際出願公開NO.WO2013091661；に開示されたものから選択することができ、これらの各内容は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
いくつかの側面では、同じタグまたは異なるタグのいずれかの多種類のタンパク質タグを使用することができ、各タグは同じNまたはC末端に位置していてもよいが、他のケースでは、これらのタグは各末端に位置していてもよい。

リンカーズ
いくつかの実施形態では、エフェクターモジュールはリンカーを含んでいる。
いくつかの実施形態では、本開示のエフェクターモジュールは、リンカー配列をさらに含んでいてもよい。リンカー領域は、主に、エフェクターモジュール内の2つ以上のポリペプチド間のスペーサーとして機能する。本明細書で使用される「リンカー」または「スペーサー」は、2つの分子、または組換えタンパク質の2つのドメインなどの分子の2つの部分を接続する分子または分子群を指す。
いくつかの実施形態では、本明細書で使用される「リンカー」（L）または「リンカードメイン」または「リンカー領域」または「リンカーモジュール」または「ペプチドリンカー」は、エフェクターモジュールのドメイン／領域のいずれかを一緒に連結する、長さが約1～100アミノ酸のオリゴまたはポリペプチド領域を指す（ペプチドリンカーとも呼ばれる）。ペプチドリンカーは、1～40アミノ酸の長さ、2～30アミノ酸の長さ、20～80アミノ酸の長さ、または50～100アミノ酸の長さであってもよい。リンカーの長さは、利用するペイロードの種類に応じて、またペイロードの結晶構造に基づいて最適化することもできる。いくつかの例では、より短いリンカー長が好ましく選択され得る。いくつかの態様では、ペプチドリンカーは、ペプチド結合によって連結されたアミノ酸で構成され、好ましくはペプチド結合によって連結された1～20個のアミノ酸で構成され、ここで、アミノ酸は、20個の天然に存在するアミノ酸から選択され、グリシン(G)、アラニン(A)、バリン(V)、ロイシン(L)、イソロイシン(I)、セリン(S)、システイン(C)、スレオニン(T)、メチオニン(M)、プロリン(P)、フェニルアラニン(F)、チロシン（Y）、トリプトファン（W）、ヒスチジン（H）、リジン（K）、アルギニン（R）、アスパラギン酸（D）、グルタミン酸（E）、アスパラギン（N）、グルタミン（Q）などがある。これらのアミノ酸の1つまたは複数は、当業者に理解されるように、グリコシル化されていてもよい。

リンカー配列は、マルチドメイン蛋白質に由来する天然リンカーであってもよい。天然リンカーとは、タンパク質内の2つの異なるドメインまたはモチーフを分離する短いペプチド配列のことである。
いくつかの局面では、リンカーは柔軟性があっても硬くてもよい。他の局面では、リンカーは開裂可能または非開裂可能であってもよい。本明細書では、「開裂可能なリンカードメインまたは領域」または「開裂可能なペプチドリンカー」という用語は、互換的に使用される。いくつかの実施形態では、リンカー配列は、酵素的および／または化学的に切断されてもよい。
また、本開示のリンカーは、非ペプチドリンカーであってもよい。例えば、-NH-(CH ₂)a-C(O)-などのアルキルリンカーを使用することができ、ここでa=2～20である。これらのアルキルリンカーは、さらに、低級アルキル（例えば、C ₁-C ₆）低級アシル、ハロゲン（例えば、Cl、Br）、CN、NH ₂、フェニルなどの任意の非ステロイド性ヒンダード基で置換されていてもよい。

ターゲティングペプチドまたはペネトレートペプチド
いくつかの実施形態では、エフェクターモジュールは、ターゲティングペプチドおよび／またはペネトレートペプチドで構成されている。
エフェクターモジュールを所望の器官、組織、細胞にターゲティングするために、細胞表面マーカー（例えば、受容体、膜貫通タンパク質、細胞外マトリックス分子）を選択的に認識する低分子ターゲティングペプチドや浸透性ペプチドを採用することができる。エフェクターモジュールを所望の器官、組織、細胞、および／または細胞内のサブセルラーにホーミングするために、インビトロで合成された短いペプチド（5～50アミノ酸残基）や天然由来のペプチド、またはそれらのアナログ、バリアント、誘導体をエフェクターモジュールに組み込んでもよい。
いくつかの実施形態では、エフェクターモジュールを標的器官、組織、または細胞（例えば、がん細胞）に誘導するために、ターゲティング配列および／または貫通ペプチドがエフェクターモジュールに含まれてもよい。他の実施形態では、ターゲティングおよび／またはペネトレートペプチドは、エフェクターモジュールを細胞内の特定のサブセルロケーションに向けることができる。非限定的な例として、そのようなターゲティング配列および／または貫通ペプチドは、エフェクターモジュールを中枢神経系の所望の領域にターゲティングするためのものを含むことができ、（例えば、米国特許NO．NO.：9,259,432；米国出願公開NO.：2015/259392）；または脂肪組織（例えば、米国特許NO.：8,067,377および8,710,017）；または前立腺（例えば、米国特許公開NO.：2016/0046668）、これらの各々の内容は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

他の実施形態では、ターゲティングペプチドおよび／または貫通ペプチドが、エフェクターモジュールを細胞内の特定のサブセルロケーションに誘導してもよい。非限定的な例として、ミトコンドリアターゲティングペプチドおよび／またはミトコンドリア膜貫通ペプチドをエフェクターモジュールに含めて、エフェクターモジュールを細胞のミトコンドリアに誘導してもよい。例えば、米国特許No.NOs:9,260,495；9,173,952および9,132,198；ならびに米国出願公開NO.：2015/361140；これらの各々の内容は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
ターゲティングペプチドは、約6個から約30個までの任意の数のアミノ酸を有する。ペプチドは、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29または30個のアミノ酸を有していてもよい。一般に、ターゲティングペプチドは、25個以下のアミノ酸、例えば、20個以下、例えば、15個以下のアミノ酸を有していてもよい。
特定の組織や細胞を認識する天然由来の低分子ターゲティングペプチドや浸透性ペプチドは、細胞表面の分子（受容体や膜貫通タンパク質など）と高い親和性で結合するため、魅力的なトラフィッキング部位となる。このようなペプチドには、微生物、昆虫（サソリ、ミツバチ、クモなど）、動物（ヘビなど）、植物などのペプチド毒素や、それらのアナログ、バリアント、誘導体、分泌されるペプチドホルモン、リガンド、シグナルペプチドなどがある。

いくつかの局面では、細胞毒性活性を廃した天然毒素からの類似体、変種、誘導体をターゲティングペプチドとして使用することができる。外毒素とは、細菌が分泌する毒素のことである。多くの外毒素は、特定の細胞分子と結合することが示されている。例えば、細菌から分泌されるタンパク質毒素の一群であるエンテロトキシンは、腸壁の粘膜（上皮）細胞に結合する。エンテロトキシンには、大腸菌の熱安定性エンテロトキシン（ST）、コレラ毒素（CT）、大腸菌耐熱性エンテロトキシン（LT）、Bordetella pertussis由来の百日咳毒素（PT）、Pseudomonas aeruginosa exotoxin A（ETA）、Staphylococcus enterotoxins、Corynebacterium diphtheria由来のジフテリア毒素、ロタウイルス由来のエンテロトキシンNSP4などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。その他の外毒素としては、神経系に影響を与える神経毒、心臓に影響を与える心臓毒、シュードモナス外毒素、ボツリヌス神経毒、シガ毒素、シガ様毒素1および2、クロストリジウム・ディフィシル毒素、クロストリジウム・パーフリンゲンス・エプシオロン毒素、炭疽菌毒素などがある。
外毒素に加えて、他の毒素としては、トウモロコシRIP、ゲロニン、ポークウィード抗ウイルスタンパク質、サポリン、トリクサンチン、リシン、アブリンなどの植物から単離されたもの、Charybdotoxinなどのサソリ、PcTx1などのクモ、PcTx1などのコーンカタツムリ、ギガントキシン1などのイソギンチャクなどが挙げられる。ミツバチでは、Apis mellifera（西洋ミツバチ）、Apis florea（小型ミツバチ）、Apis dorsata（巨大ミツバチ）、Apis cerana（東洋ミツバチ）の毒から単離された水溶性、カチオン性、両親媒性の26アミノ酸のα-ヘリカルペプチド群であるメリチンなどがある。蛇毒の毒素であるボンベシンは、もともとヒキガエルの皮膚から分離されたもので、g-proteinカップルガストリン放出ペプチド受容体（BBR-1/2/3など）に結合する。例えば、Suchanek, G., et al., PNAS (1978) 75:701-704; その内容は参照によりその全体が組み込まれる。
ペプチドホルモンやその他のシグナルペプチドは、細胞間コミュニケーションのための重要なメッセージを伝達し、その受容体を発現している細胞に高い親和性で選択的に結合する。いくつかの側面では、ペプチドホルモンがエフェクターモジュールに含まれていてもよい。そのような低分子ペプチドホルモンおよびシグナルペプチドには、アディポネクチン、脂肪由来ホルモン、アグーチシグナルペプチド、アラトスタチン、アミリン、アンギオテンシン、心房性ナトリウム利尿ペプチド、ボンベン様ペプチド、ビッグガストリン、ベータトロフィン、ブラジキニン、カルシトニン、コルチコトロフィン放出ホルモン、コシントロフィン、エンドセリン、エンテログルカゴン、FGF、FNDC5、卵胞刺激ホルモン、ガストリン、グレリン、グルカゴンおよびグルカゴン様ペプチド、ゴナドトロフィン、顆粒球コロニー刺激因子、成長ホルモン、成長ホルモン放出ホルモン、ヘプシジン、ヒト絨毛性ゴナドトロフィン、ヒト胎盤性ラクトーゲン、インクレチン、インスリンおよびインスリンアナログ、インスリン様成長因子、レプチン、リトルガストリン、リラグルチド、黄体形成ホルモン、メラノコルチン、ミニガストリン、α-メラノサイト刺激ホルモン、ニューロペプチドY、神経成長因子（NGF）、ニューロトロフィン-3/4、NPHインスリン、オレキシン、オベスタチン、オステオカルシン膵臓ホルモン、副甲状腺ホルモン、ペプチドホルモン、ペプチドYY、プロラクチン、プレプロホルモン、リレイシ、レニン、サルカトニン、ソマトスタチン（SST）、セクレチン、サブスタンスP、シンカリド、巨人レプチン、テミン、テサモレリン、甲状腺刺激ホルモン、ウロコルチン、血管作動性腸ペプチド（VIP）、VGF、ビテロジェニンが含まれるが、これらに限定されない。

ターゲットペプチドや浸透性ペプチドは、人工的に作られたバイオミメティックペプチドや化学的に修飾された低分子ペプチドであってもよい。特定の細胞や組織を高い親和性と選択性で標的とする、特異的なモチーフや配列を持つペプチドは、正常な状態や病気の状態にかかわらず、数多く確認されている。合成ターゲティングペプチドは、30アミノ酸までの長さであってもよいし、それ以上であってもよい。一般的に、ターゲティングペプチドは、少なくとも約5個のアミノ酸を有しているが、より少ないアミノ酸、例えば、4個のアミノ酸や3個のアミノ酸を有していてもよい。一般に、ターゲティングペプチドは、約6から約30までの任意の数のアミノ酸を有する。一般に、ターゲティングペプチドは、25個以下のアミノ酸、例えば、20個以下、例えば、15個以下のアミノ酸を有していてもよい。
また、天然のタンパク質や人工的なアミノ酸配列から融合したアミノ酸を用いて、キメラペプチドを合成することもできる。

刺激
本開示のバイオサーキットは、1つまたは複数の刺激によってトリガーされる。刺激には、リガンド、外部から添加されたまたは内因性の代謝物、定義されたリガンドの存在または非存在、1つまたは複数のエフェクターモジュールの存在または作用、またはイオンまたは生体分子などの濃度勾配が含まれる。

リガンド
いくつかの実施形態では、刺激物はリガンドである。リガンドは、核酸ベース、タンパク質ベース、脂質ベース、有機物、無機物、または前記の任意の組み合わせであってもよい。
いくつかの実施形態では、リガンドは、タンパク質、ペプチド、核酸、脂質、脂質誘導体、ステロール、ステロイド、代謝物、代謝物誘導体、および低分子であってもよいが、これらに限定されない。
いくつかの実施形態では、刺激物は小分子である。いくつかの実施形態では、小分子は細胞透過性である。いくつかの実施形態では、小分子は、FDAに承認され、安全であり、経口投与される。

いくつかの実施形態では、リガンドは、炭酸脱水酵素に結合する。いくつかの実施形態では、リガンドは、炭酸脱水酵素に結合し、炭酸脱水酵素の機能を阻害し、本明細書では、炭酸脱水酵素阻害剤と呼ばれる。
いくつかの実施形態では、リガンドは、炭酸脱水酵素2に結合する小分子である。一実施形態では、小分子はCA2阻害剤である。CA2阻害剤の例としては、セレコキシブ、バルデコキシブ、ロフェコキシブ、アセタゾラミド、メタゾラミド、ドルゾラミド、ブリンゾラミド、ジクロフェナミド、エトキシゾラミド、ゾニスアミド、ダンシルアミド、およびジクロルフェナミドが挙げられるが、これらに限定されない。
いくつかの実施形態では、リガンドは、CA2への結合を媒介することが知られている小分子の一部を含んでいてもよい。また、リガンドは、CA2以外の炭酸脱水酵素へのオフターゲット結合を減らし、CA2への特異的結合を増やすように修飾してもよい。

リガンドは、構造活性相関（SAR）研究を通じて、既知のCA2リガンドの活性の分子／化学構造への依存性を分析することからも選択することができる。本開示の安定化リガンドを同定するために、当技術分野で知られているSARに関連する方法のいずれを利用してもよい。SARは、特異性、効力、薬物動態、バイオアベイラビリティ、安全性などのリガンドの特性を改善するために利用することができる。また、既知のCA2阻害剤のSAR解析を、リガンドと複合したCA2の高解像度X線構造と組み合わせてもよい。
一実施形態では、本開示の刺激は、特定のDDまたはDD内の標的領域に結合することができるFDA承認のリガンドであってもよい。

いくつかの実施形態では、SREの非存在下で、免疫細胞、および／またはキメラ抗原受容体の活性に影響を与えないリガンドを好ましく選択することができる。
いくつかの実施形態では、2つ以上のリガンドを利用して、同じ刺激応答要素を安定化させることができる。

リガンドコンジュゲート
いくつかの実施形態では、リガンドは、別のリガンド、タンパク質、ペプチド、核酸、脂質、脂質誘導体、ステロール、ステロイド、代謝産物、代謝産物誘導体、または小分子などの別の分子と複合体化または結合していてもよいが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、リガンド刺激物は、1つ以上の他の分子と複合体化しているか、または結合している。いくつかの実施形態では、リガンド刺激剤は、1つ以上の異なる種類および／または数の他の分子に複合体化または結合している。いくつかの実施形態では、リガンド刺激物は、同じ種類のリガンドの多量体である。いくつかの実施形態では、リガンド刺激物の多量体は、2、3、4、5、6、またはそれ以上のモノマーからなる。
候補となるタンパク質に結合することがよく知られている小分子などのリガンドは、タンパク質の応答における制御についてテストすることができる。小分子は、安全であることが臨床的に承認されており、適切な医薬動態と分布を有するものであってもよい。いくつかの実施形態では、刺激は、不安定化ドメイン（DD）のリガンド、例えば、不安定化ドメインに結合し、不安定化ドメインに融合したPOIを安定化させる小分子である。

プロモーター
いくつかの実施形態では、本開示の組成物は、プロモーターを含む。
本明細書では、プロモーターは、本開示のポリヌクレオチド配列の特異的な転写を開始するために必要な、細胞の転写機械によって認識されるDNA配列と定義される。ベクターは、本開示のポリヌクレオチドに動作可能に連結されたネイティブまたは非ネイティブのプロモーターを含むことができる。選択されたプロモーターは、強いもの、弱いもの、構成的なもの、誘導可能なもの、組織特異的なもの、発生段階特異的なもの、および／または生物特異的なものであってもよい。適切なプロモーターの一例は、SEQ ID NO：5635-5637に限定されないような即時初期サイトメガロウイルス（CMV）プロモーターである。このプロモーター配列は、それに作動的に連結されている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できる強力な構成的プロモーター配列である。プロモーターの別の例は、SEQ ID NO：5638-5642のような伸長成長因子-1アルファ（EF-1アルファ）であるが、これらに限定されない。他の構成的なプロモーターも使用することができ、これには、シミアンウイルス40（SV40）、マウス乳腺腫瘍ウイルス（MMTV）、ヒト免疫不全ウイルス（HIV）、長末端反復（LTR）、プロモーター、鳥類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時初期プロモーター、ルーサス肉腫ウイルスプロモーター、およびホスホグリセリン酸キナーゼ（PGK）プロモーター（非限定的な例として、SEQ ID NO.5643-5650が含まれる）を含むがこれらに限定されないヒト遺伝子プロモーター、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、ユビキチンC（Ubc）プロモーター、ヒトU6小核タンパク質プロモーター、クレアチンキナーゼプロモーターなどが含まれるが、これらに限定されない。いくつかの例では、メタロチオニンプロモーター、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などの誘導性プロモーターを使用することができるが、これらに限定されない。

いくつかの実施形態では、最適なプロモーターは、リガンドの非存在下で本開示のSREおよびペイロードの最小の発現を達成し、リガンドの存在下で検出可能な発現を達成する能力に基づいて選択することができる。
転写開始の頻度を調節するために、エンハンサーなどの追加のプロモーター要素を使用してもよい。そのような領域は、開始部位の上流または下流の10-100塩基対に位置してもよい。いくつかの例では、2つ以上のプロモーター要素を使用して、協力的または独立的に転写を活性化することができる。
いくつかの実施形態では、本開示のプロモーターは、Tet-ONプロモーターであってもよい。転写制御TetシステムとDDの組み合わせは、遺伝子発現とタンパク質安定性の同時制御を可能にする。Pedoneら（2018）doi： https://doi.org/10.1101/404699 によって記載されたデュアルTet ON-DDシステムのいずれかが、本開示において有用である可能性がある（その内容は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる）。

その他の規制の特徴
いくつかの実施形態では、本開示の組成物は、任意のプロテアソームアダプターを含むことができる。本明細書では、「プロテアソームアダプター」という用語は、付加されたペイロードを分解の対象とする任意のヌクレオチド／アミノ酸配列を指す。いくつかの局面では、アダプターはペイロードを直接分解の対象とし、それによりユビキチン化反応の必要性を回避する。プロテアソームアダプターは、ペイロードの基礎的な発現を低下させるために、不安定化ドメインと組み合わせて使用することができる。例示的なプロテアソームアダプターとしては、Rad23またはhHR23bのUbLドメイン、HPV E7は、標的タンパク質RbとプロテアソームのS4サブユニットの両方に高親和性で結合し、ユビキチン化装置をバイパスして直接プロテアソームを標的とすることができる。

例示的なエフェクターモジュールの構築
本開示のバイオサーキットは、CA2に由来する少なくとも1つのSRE（「CA2 SRE」と称する）を含むことができる少なくとも1つのエフェクターモジュールを含んでいてもよく、このモジュールは、関心のある少なくとも1つのペイロードに動作可能に連結されていてもよい。これらのタイプのバイオサーキットおよびエフェクターモジュールは、「CA2バイオサーキット」および「CA2エフェクターモジュール」と呼ばれる。さらに、CA2エフェクターモジュールは、シグナル配列、リンカー、スペーサー、タグ、フラグ、開裂部位、およびIRESを含むがこれらに限定されない追加の特徴を含んでいてもよい。本明細書で教示されている、または当技術分野で知られている、例示的なSRE（例えば、DD）、目的のペイロード、シグナル配列、リンカー、スペーサー、タグ、フラグ、開裂部位、およびIRESのいずれかを組み合わせて、本開示のCA2エフェクターモジュールを作成してもよい。

目的のペイロード
一実施形態では、CA2エフェクターモジュールは、目的のペイロードを含む。目的のペイロードは、野生型ポリペプチド、野生型ポリペプチドのフラグメント、および／または野生型ポリペプチドに対する1つ以上の変異を含んでいてもよい。目的のペイロードの非限定的な例を表7に示す。

[表7]

いくつかの実施形態では、本明細書に記載されているペイロードは、キメラ抗原受容体と共発現されてもよい。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載されているペイロードは、抗原特異的T細胞受容体（TCR）と共発現されてもよい。
本開示のCA2バイオサーキットおよび／またはエフェクターモジュールは、1つ（モノシストロン）または2つ以上（マルチシストロン）のメッセージ（例えば、関心のあるペイロード）が生成されることを意味するモノシストロンまたはマルチシストロンであってもよい。2つのメッセージが生成される場合、CA2バイオサーキットまたはエフェクターモジュールは、バイシストロニックであると考えられる。

一実施形態では、本開示の少なくとも1つのCA2エフェクターモジュールはモノシストロンである。
一実施形態では、本開示の少なくとも1つのCA2エフェクターモジュールは、マルチストロンである。
一実施形態では、本開示の少なくとも1つのCA2エフェクターモジュールは、バイシストロニックである。
一実施形態では、本開示のCA2バイオサーキットはモノシストロンである。

一実施形態では、本開示のCA2バイオサーキットはマルチストロンである。
一実施形態では、本開示のCA2バイオサーキットはバイシストロニックである。
いくつかの実施形態では、ペイロードは、記載された免疫療法剤のいずれかとユビキチンとの融合タンパク質であってもよい。融合タンパク質の中で、ユビキチンはN末端に配置され、免疫療法剤はC末端に配置されてもよい。ある態様では、免疫治療剤はそれ自体が融合タンパク質であり、ユビキチンは融合されたタンパク質の間に配置されてもよい。ペイロードは、単一のユビキチンタンパク質またはユビキチンタンパク質の鎖を含んでいてもよい。ユビキチンタンパク質は、単一のアミノ酸を介して免疫療法剤に連結されていてもよい。単一のアミノ酸の選択は、融合タンパク質の所望の半減期に依存してもよい。一実施形態では、免疫療法剤はIL12であってもよい。

いくつかの実施形態では、ペイロードは、CD40Lの全体または一部であってもよい。一実施形態では、ペイロードは、CD40L（SEQ ID NO.6）の全体であってもよい。いくつかの態様では、ペイロードは、(i）sCD40L（WTの113～261）（SEQ ID NO.5800）；（ii）CD40L（WTのaa14～261）（SEQ ID NO.5802）；または（iii）CD40L（WTのaa14～261、（S110～G116）del）（SEQ ID NO.5804）を含むCD40Lの一部であってもよい。
いくつかの実施形態では、ペイロードは、（i）sCD40L（WTの113-261）（SEQ ID NO.5800）；（ii）CD40L（WTのaa14-261）（SEQ ID NO.5802）；または（iii）CD40L（WTのaa14-261、（S110-G116）del）（SEQ ID NO.5804）と比較して、1つまたは複数の変異を有するCD40Lであってもよい。
いくつかの実施形態では、ペイロードは、野生型CD40L（SEQ ID NO.6として提供されるアミノ酸配列）と比較して、1つまたは複数の変異を有するCD40Lであってもよい。 いくつかの態様では、CD40Lは、S110G、F111G、E112S、M113G、Q114G、K115S、Y120G、H125G、Y172G、H224G、G226F、G226H、G226W、およびG227Fなどの少なくとも1つの変異を含んでいるが、これらに限定されるものではない。CD40Lペイロードは、2つの変異を含んでいてもよく、その変異は、H224GおよびG226F、H224GおよびG226H、Y172GおよびG226F、またはH125およびG227であってもよいが、これらに限定されない。CD40Lペイロードは、3つの変異を含んでいてもよく、その変異は、Y120G、H224GおよびG226Wであってもよいが、これらに限定されない。CD40Lペイロードは、4つの変異を含んでいてもよい。CD40Lペイロードは、5つの変異を含んでいてもよい。CD40Lペイロードは、6つの変異を含んでいてもよく、その変異は、S110G、F111G、E112S、M113G、Q114G、およびK115Sであってもよいが、これらに限定されない。

CA2 CD40Lエフェクターモジュール
いくつかの実施形態では、本明細書に記載のCA2 DDは、リンカーを用いてペイロードに付加されてもよい。いくつかの実施形態では、本開示のエフェクターモジュールは、ペイロードとCA2 DDとの間にリンカーを備える。ペイロードは、CD40L（SEQ ID NO.6）もしくはその一部、またはSEQ ID NO.6のアミノ酸配列に対して1つ以上の変異を含むCD40L（SEQ ID NO.6）もしくはその一部を含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、エフェクターモジュールは、CA2（WTのaa 2-260、E106D）-リンカー-CD40L（SEQ ID NO.6）を含む。いくつかの実施形態では、エフェクターモジュールは、CA2（WT、G63Dのaa 2-260）-リンカー-CD40L（SEQ ID NO.6）からなる。いくつかの実施形態では、エフェクターモジュールは、CA2（WT、H122Yのaa 2-260）-リンカー-CD40L（SEQ ID NO.6）からなる。いくつかの実施形態では、エフェクターモジュールは、CA2（WT、I59Nのaa 2-260）-リンカー-CD40L（SEQ ID NO.6）からなる。いくつかの実施形態では、エフェクターモジュールは、CA2（WT、L156Hのaa 2-260）-リンカー-CD40L（SEQ ID NO.6）からなる。いくつかの実施形態では、エフェクターモジュールは、CA2（WT、L183Sのaa 2-260）-リンカー-CD40L（SEQ ID NO.6）からなる。いくつかの実施形態では、エフェクターモジュールは、CA2（WT、L197Pのaa 2-260）-リンカー-CD40L（SEQ ID NO.6）からなる。いくつかの実施形態では、エフェクターモジュールは、CA2（WT、S56Fのaa 2-260）-リンカー-CD40L（SEQ ID NO.6）からなる。いくつかの実施形態では、エフェクターモジュールは、CA2（WT、S56Nのaa 2-260）-リンカー-CD40L（SEQ ID NO.6）からなる。いくつかの実施形態では、エフェクターモジュールは、CA2（WT、W208Sのaa 2-260）-リンカー-CD40L（SEQ ID NO.6）からなる。いくつかの実施形態では、エフェクターモジュールは、CA2（WTのaa 2-260、Y193I）-リンカー-CD40L（SEQ ID NO.6）からなる。いくつかの実施形態では、エフェクターモジュールは、CA2（WTのaa 2-260、Y51T）-リンカー-CD40L（SEQ ID NO.6）からなる。本明細書で使用される場合、「WTのaa 2-260」は、野生型CA2（SEQ ID NO.5810）のアミノ酸位置2-260を指し、CA2 DDにおける変異アミノ酸の位置は、SEQ ID NO.5810に対するものである。 いくつかの実施形態では、エフェクターモジュールは、CA2（WTのaa1～260、E106D）-リンカー-CD40L（SEQ ID NO.6）を含む。いくつかの実施形態では、エフェクターモジュールは、CA2（WT、G63Dのaa1～260）-リンカー-CD40L（SEQ ID NO.6）からなる。いくつかの実施形態では、エフェクターモジュールは、CA2（WT、H122Yのaa1～260）-リンカー-CD40L（SEQ ID NO.6）からなる。いくつかの実施形態では、エフェクターモジュールは、CA2（WT、I59Nのaa1～260）-リンカー-CD40L（SEQ ID NO.6）を含んでいる。いくつかの実施形態では、エフェクターモジュールは、CA2（WT、L156Hのaa1～260）-リンカー-CD40L（SEQ ID NO.6）からなる。いくつかの実施形態では、エフェクターモジュールは、CA2（WT、L183Sのaa1～260）-リンカー-CD40L（SEQ ID NO.6）からなる。いくつかの実施形態では、エフェクターモジュールは、CA2（WT、L197Pのaa1～260）-リンカー-CD40L（SEQ ID NO.6）からなる。いくつかの実施形態では、エフェクターモジュールは、CA2（WTのaa1～260、S56F）-リンカー-CD40L（SEQ ID NO.6）からなる。いくつかの実施形態では、エフェクターモジュールは、CA2（WT、S56Nのaa1～260）-リンカー-CD40L（SEQ ID NO.6）を含んでいる。いくつかの実施形態では、エフェクターモジュールは、CA2（WT、W208Sのaa1～260）-リンカー-CD40L（SEQ ID NO.6）を含む。いくつかの実施形態では、エフェクターモジュールは、CA2（WTのaa1～260、Y193I）-リンカー-CD40L（SEQ ID NO.6）からなる。いくつかの実施形態では、エフェクターモジュールは、CA2（WTのaa1～260、Y51T）-リンカー-CD40L（SEQ ID NO.6）からなる。本明細書で使用される場合、「WTのaa1～260」は、野生型CA2（SEQ ID NO.5810）のアミノ酸位置1～260を指し、CA2 DDにおける変異アミノ酸の位置は、SEQ ID NO.5810に対するものである。

いくつかの実施形態では、本明細書に記載のCA2 DDは、表8に記載のコンポーネントのいずれかを使用してCD40Lに付加されてもよい。表9は、CD40Lのペイロードに付加されたCA2 DDを提供する。CA2 CD40Lエフェクターモジュールは、さらに、本明細書に記載のCARのいずれかに動作可能に連結されてもよい。 CD19 CARとタンデムされたCA2 CD40L構築物を表9に提供する。本明細書に記載のDDのいずれかを表8のコンストラクト構成要素と組み合わせて、表9に記載の規制されたCD40Lコンストラクトを調製してもよい。表9において、「*」は、停止コドンの翻訳を表す。

[表8]

[表9]

いくつかの実施形態では、本明細書に記載されたエフェクターモジュールは、DDとCD40Lの間に1つ以上の開裂部位を含んでいてもよい。切断部位を含むことで、ペイロードからDDのタンパク質分解ターンオーバーが解除され、それにより、DDとは独立したペイロードの発現レベルが変化することがある。いくつかの実施形態では、開裂部位の追加は、ペイロードの発現を増加させる。他の局面では、開裂部位の追加はペイロードの発現を減少させる可能性がある。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載のエフェクターモジュールは、ペイロードの領域がGおよびSからなる配列に置換されたペイロードを含んでいてもよい。非限定的な例として、アミノ酸配列に関して、領域は、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、または15個以上のアミノ酸の長さであってもよい。ペイロードのアミノ酸は、GG、GS、SG、SS、GGG、GGS、GSS、GSG、SGG、SGS、SSG、SSS、またはそれらの組み合わせの繰り返しパターンで置き換えられてもよい。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載のエフェクターモジュールは、ペイロードの領域がGおよびSからなる配列に置換されたペイロードを含んでもよい。非限定的な例として、アミノ酸配列に関しては、領域は6アミノ酸の長さであってもよい。ペイロードのアミノ酸は、1回繰り返されるGGSで置換されていてもよい。

II.医薬組成物および製剤
本教示はさらに、本開示の刺激、CA2生体回路、CA2エフェクターモジュールまたはシステムの1つまたは複数と、任意に少なくとも1つの薬学的に許容される賦形剤または不活性成分とを含む医薬組成物を含む。
本明細書では、「医薬組成物」という用語は、本明細書に記載されているCA2バイオサーキットまたはコンポーネントの1つ以上、またはそれらの薬学的に許容される塩を、任意に生理学的に適切なキャリアや賦形剤などの他の化学成分と一緒に調製したものを意味する。
「賦形剤」または「不活性成分」とは、化合物の投与をさらに容易にするために医薬組成物に添加される不活性または不活性の物質をいう。このような不活性成分の非限定的な例は、本明細書の「製剤」の項に記載されている。

いくつかの実施形態では、組成物は、ヒト、ヒトの患者または被験者に投与される。本開示の目的のために、「有効成分」という語句は、一般に、本明細書に記載されるように送達される任意の1つ以上のCA2生体回路システム構成要素を指す。
本明細書に記載されている医薬組成物の説明は、主にヒトへの投与に適した医薬組成物を対象としているが、そのような組成物は、一般的に他の動物、例えば非ヒト動物、例えば非ヒト哺乳類への投与に適していることが当業者には理解されるであろう。医薬組成物の投与が企図される対象には、牛、馬、鶏、豚などの農業動物、猫、犬などの家畜、またはマウス、ラット、ウサギ、イヌ、非ヒト霊長類などの研究動物を含む非ヒト哺乳類が含まれるが、これらに限定されない。
本開示に従った医薬組成物は、バルクで、単一の単位用量として、および／または複数の単一の単位用量として、調製、包装、および／または販売することができる。本明細書で使用される「単位用量」とは、所定の量の活性成分を含む医薬組成物の離散的な量である。活性成分の量は、一般的に、被験者に投与される活性成分の用量、および／または、例えば、そのような用量の2分の1または3分の1のような、そのような用量の便利な分数に等しい。

本開示に基づく医薬組成物における活性成分、薬学的に許容される賦形剤または不活性成分、および/または任意の追加成分の相対的な量は、治療を受ける対象の身元、サイズ、および/または状態に応じて、さらに組成物が投与される経路に応じて変化する。例として、組成物は、0.1%～100%、例えば、0.5～50%、1～30%、5～80%、少なくとも80%(w/w)の有効成分を含んでいてもよい。
例えば、疾患の進行、寛解、症状の重さ、痛みの軽減、生活の質、治療効果を持続させるために必要な薬剤の投与量、疾患マーカーのレベル、または治療や予防の対象となる疾患に適したその他の測定可能なパラメータを測定することにより、治療や疾患の改善の有効性を評価することができる。このようなパラメータのいずれか1つ、またはパラメータの組み合わせを測定することで、治療または予防の効果をモニターすることは、当業者であれば十分に可能である。本開示の組成物の投与に関連して、例えば癌に対して「有効」とは、臨床的に適切な方法で投与することにより、少なくとも統計的に有意な割合の患者に有益な効果、例えば症状の改善、治癒、疾患負荷の減少、腫瘍量または細胞数の減少、延命、生活の質の改善、または特定の種類の癌の治療に精通した医師が一般的に肯定的と認める他の効果がもたらされることを示す。
治療や予防の効果は、病気の状態を表す1つ以上のパラメータに統計的に有意な改善が見られた場合、または、他の方法では予想されるような症状の悪化や発症が見られなかった場合に明らかになる。一例として、疾患の測定可能なパラメータに少なくとも10％、好ましくは少なくとも20％、30％、40％、50％以上の良好な変化があれば、効果的な治療が可能であることを示す。本開示の所定の組成物または製剤の有効性は、当技術分野で知られているように、所定の疾患の実験動物モデルを用いて判断することもできる。実験動物モデルを用いる場合、統計的に有意な変化が観察されたときに治療の有効性が証明される。

処方
本開示の組成物は、送達に適した任意の方法で製剤化してもよい。製剤は、ナノ粒子、ポリ（乳酸-コ-グリコール酸）（PLGA）ミクロスフェア、リピドイド、リポプレックス、リポソーム、ポリマー、炭水化物（単糖を含む）、カチオン性脂質、およびこれらの組み合わせであってもよいが、これらに限定されない。
一実施形態では、製剤は、少なくとも1つの脂質を含んでいてもよいナノ粒子である。脂質は、DLin-DMA、DLin-K-DMA、98N12-5、C12-200、DLin-MC3-DMA、DLin-KC2-DMA、DODMA、PLGA、PEG、PEG-DMGおよびPEG化された脂質から選択されてもよいが、これらに限定されない。別の態様では、脂質は、DLin-DMA、DLin-D-DMA、DLin-MC3-DMA、DLin-KC2-DMAおよびDODMAなどのカチオン性脂質であってもよいが、これらに限定されるものではない。
本明細書に記載されているポリヌクレオチドの場合、製剤は、例えば、国際出願PCT/US2012/069610（その内容は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる）に教示されているもののいずれかから選択することができる。

活性のない成分
いくつかの実施形態では、医薬製剤またはその他の製剤は、不活性成分である少なくとも1つの賦形剤を含むことができる。本明細書では、「不活性成分」という用語は、製剤に含まれる1つまたは複数の不活性剤を指す。いくつかの実施形態では、本開示の製剤に使用することができる不活性成分のすべて、なし、または一部は、米国食品医薬品局（FDA）によって承認されてもよい。III.投与、送達、および管理
本明細書に記載の組成物は、1つまたは複数の経路および様式を通じて細胞または対象に送達されてもよい。本明細書に記載の1つまたは複数のCA2エフェクターモジュール、SRE、ペイロード、および他のコンポーネントを含むウイルスベクターを使用して、細胞および／または対象に送達してもよい。また、mRNA、プラスミド、および組換えタンパク質などの他の様式を使用してもよい。

デリバリー
ネイキッドデリバリー
本開示の医薬組成物、CA2バイオサーキット、CA2バイオサーキットコンポーネント、それらのSREを含むCA2エフェクターモジュール、またはペイロードは、ネイキッドフォームで細胞、組織、器官および／または生物に送達されてもよい。本明細書で使用する場合、用語「ネイキッド」は、トランスフェクションまたは透過性を促進する薬剤または改変物を含まずに送達される医薬組成物、CA2バイオサーキット、CA2バイオサーキットコンポーネント、それらのSREまたはペイロードを含むCA2エフェクターモジュールを指す。裸の医薬組成物、CA2バイオサーキット、CA2バイオサーキットコンポーネント、それらのSREまたはペイロードを含むCA2エフェクターモジュールは、当技術分野で知られ、本明細書に記載されている投与経路を使用して、細胞、組織、器官および／または生物に送達されてもよい。いくつかの実施形態では、裸での送達は、生理食塩水またはPBSなどの単純な緩衝液中での製剤を含んでもよい。

フォームド・デリバリー
いくつかの実施形態において、本開示の医薬組成物、CA2バイオサーキット、CA2バイオサーキットコンポーネント、それらのSREまたはペイロードを含むCA2エフェクターモジュールは、本明細書に記載の方法を用いて、製剤化されてもよい。製剤は、医薬組成物、CA2バイオサーキット、CA2バイオサーキットコンポーネント、それらのSREまたはペイロードを含むCA2エフェクターモジュールであって、修飾されていてもおよび／または修飾されていなくてもよいものを含んでもよい。製剤は、細胞浸透剤、薬学的に許容される担体、送達剤、生体疎水性または生体適合性ポリマー、溶媒、および／または徐放性送達デポをさらに含んでもよいが、これらに限定されない。本開示の製剤は、当技術分野で知られており、本明細書に記載されている投与経路を用いて細胞に送達することができる。
医薬品組成物、CA2バイオサーキット、CA2バイオサーキットコンポーネント、SREやペイロードを含むCA2エフェクターモジュールは、臓器や組織に直接送達するために製剤化することもできる。その方法としては、直接浸す、入浴する、カテーテルを経由する、ゲル、パウダー、軟膏、クリーム、ゲル、ローション、滴下する、組成物をコーティングまたは含浸させた布や生分解性材料などの基材を使用するなどがあるが、これらに限定されない。

細胞に届ける
本開示の別の態様では、CA2バイオサーキット、CA2エフェクターモジュール、SRE（例えば、CA2 DD）、目的のペイロード（例えば、免疫療法剤）、および本明細書に記載の組成物をコードするポリヌクレオチド、および前記ポリヌクレオチドを含むベクターを細胞に導入してもよい。非限定的な例として、細胞はエフェクター免疫細胞であってもよい。
本開示のいくつかの態様では、CA2バイオサーキット、CA2エフェクターモジュール、SRE（例えば、CA2 DD）、目的のペイロード（例えば、免疫治療剤）、および本開示の組成物をコードするポリヌクレオチドは、ウイルスベクターにパッケージされるか、またはポリヌクレオチドの一過性または安定した発現を可能にするウイルスゲノムに統合されてもよい。好ましいウイルスベクターは、レンチウイルスベクターを含むレトロウイルスベクターである。レトロウイルスベクターを構築するためには、CA2バイオサーキット、CA2エフェクターモジュール、CA2 SRE（例えば、CA2 DD）または目的のペイロード（例えば、免疫療法剤）をコードするポリヌクレオチド分子を、特定のウイルス配列の代わりにウイルスゲノムに挿入して、複製欠陥のあるウイルスを生成する。次に、この組換えウイルスベクターを、gag、pol、env遺伝子を含み、LTRとパッケージング成分を含まないパッケージング細胞株に導入する。組換えレトロウイルス粒子は、培養液中に分泌された後、回収され、任意に濃縮されて、遺伝子導入に使用される。レンチウイルスベクターは、分裂中の細胞にも非分裂中の細胞にも感染できるので、特に好ましい。
また、ベクターは、針、エレクトロポレーション、ソノポレーション、ヒルドイドポレーションなどの物理的方法；無機粒子（例えば、リン酸カルシウム、シリカ、金）などの化学的担体および／または化学的方法により、非ウイルス性の方法で細胞に移されてもよい。いくつかの実施形態では、カチオン性脂質、脂質ナノエマルション、ナノ粒子、ペプチドベースのベクター、またはポリマーベースのベクターなどの送達に、合成または天然の生分解性薬剤を使用することができる。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載のポリペプチドは、細胞に直接送達されてもよい。一実施形態では、本開示のポリペプチドは、細胞貫通ドメイン（CLD）に融合したエンドソームリーケージドメイン（ELD）を含む合成ペプチドを用いて送達されてもよい。本開示のポリペプチドは、ELD-CLD-合成ペプチドとともに細胞内に共導入される。ELDは、エンドソームに捕らえられているタンパク質の細胞質への脱出を促進する。このようなドメインは、微生物やウイルス由来のタンパク質に由来するものであり、当技術分野で記載されている。CPDは、細胞膜を越えてタンパク質を輸送することができる。ELD-CLD融合タンパク質は、いずれかのドメインのみを用いた共トランスダクションと比較して、トランスダクション効率を相乗的に向上させる。いくつかの実施形態では、エンドソームから細胞質へのカーゴの脱出を可能にする追加の方法として、ヒスチジンリッチドメインをシャトル構築物に任意に追加してもよい。また、シャトルは、融合ペプチドの多量体を生成するために、N末端またはC末端にシステイン残基を含んでいてもよい。ペプチドの末端にシステイン残基を付加することによって生成されたELD-CLD融合ペプチドのマルチマーは、単一の融合ペプチド構築物と比較して、さらに大きなトランスダクション効率を示す。また、本発明のポリペプチドには、適切な局在化シグナルを付加することで、カーゴを適切な細胞内の位置（例えば、核）に誘導することができる。いくつかの実施形態では、国際特許公開、WO2016161516およびWO2017175072で教示されているELD、CLD、または融合ELD-CLD合成ペプチドのいずれかが、本発明において有用であり得る（その各々の内容は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる）。

デリバリーモダリティおよびベクター
本開示のCA2バイオサーキットシステム、CA2エフェクターモジュール、SREおよび／またはペイロードは、1つまたは複数のモダリティを用いて送達されてもよい。本開示はまた、CA2バイオサーキット、CA2エフェクターモジュール、SRE（例えば、CA2 DD）およびペイロード、ならびにそれらの組み合わせをコードする本明細書に記載のポリヌクレオチドをパッケージ化するベクターを提供する。本開示のベクターはまた、パッケージ化されたポリヌクレオチドを細胞、局所組織部位、または被験体に送達するために使用されてもよい。これらのベクターは、DNAベクター、RNAベクター、プラスミド、ウイルスベクターおよび粒子を含むあらゆる種類のものであってよい。ウィルスベクター技術はよく知られており、Sambrookら（2001, Molecular Cloning:A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory, New York）に記載されている。ベクターとして有用なウイルスには、レンチウイルスベクター、アデノウイルスベクター、アデノ随伴ウイルス（AAV）ベクター、単純ヘルペスウイルスベクター、レトロウイルスベクター、オンコロイドウイルスなどが含まれるが、これらに限定されるものではない。
一般的にベクターには、少なくとも1つの生物に機能する複製起点、プロモーター配列、便利な制限酵素部位、1つ以上の選択可能なマーカー（例えば、薬剤耐性遺伝子）が含まれている。
いくつかの実施形態では、組換え発現ベクターは、ベクターが導入されるべき宿主細胞の種類に特異的な、転写および翻訳開始コドンおよび終了コドンなどの調節配列を含んでいてもよい。

いくつかの実施形態では、本明細書に記載されたベクトルは、本明細書で教示された1つ以上のペイロードを含んでいてもよく、2つ以上のペイロードは1つのCA2エフェクターモジュールに含まれていてもよい。この場合、2つ以上のペイロードは、同じ刺激によって同時に調整される。他の実施形態では、本発明のベクターは、2つ以上のCA2エフェクターモジュールを含んでいてもよく、各CA2エフェクターモジュールは、異なるペイロードを含んでいる。この場合、2つ以上のCA2エフェクターモジュールおよびペイロードは、異なる刺激によって調整され、2つ以上の構成要素の別々に独立した調節を提供する。

レンチウイルスのビヒクル/パーティクル
いくつかの実施形態では、レンチウイルスビヒクル/粒子を送達手段として使用することができる。レンチウイルスは、レトロウイルス科のウイルスのサブグループであり、宿主のゲノムに統合する前にウイルスのRNAゲノムをDNAに逆転写することが必要であることから名付けられた。そのため、レンチウイルスのビヒクル/粒子の最も重要な特徴は、その遺伝物質が標的/宿主細胞のゲノムに統合されることである。レンチウイルスの例としては、Human Immunodeficiency Viruses:HIV-1およびHIV-2、シミアン免疫不全ウイルス（SIV）、ネコ免疫不全ウイルス（FIV）、ウシ免疫不全ウイルス（BIV）、ジェンブラナ病ウイルス（JDV）、馬伝染性貧血ウイルス（EIAV）、馬伝染性貧血ウイルス、ビスナマディ、カプリニア関節炎脳炎ウイルス（CAEV）などがある。
一般的に、遺伝子導入媒体を構成するレンチウイルス粒子は、それ自体が複製不能である（「自己不活性化」とも呼ばれる）。レンチウイルスは、無傷の宿主の核エンベロープを介した侵入メカニズムにより、分裂している細胞とそうでない細胞の両方に感染することができる（Naldini L et al., Curr. Opin. Biotechnol, 1998, 9: 457-463）。組換えレンチウイルスビヒクル／粒子は、HIVの病原性遺伝子を多重に減衰させることによって生成されており、例えば、遺伝子Env、Vif、Vpr、Vpu、NefおよびTatが削除されているので、生物学的に安全なベクターとなっている。また、HIV-1/HIV-2由来のレンチウイルスは、非分裂細胞への導入遺伝子の効率的な導入、統合、長期的な発現を可能にする。本明細書では、「組換え」という用語は、レンチウイルス配列と非レンチウイルスレトロウイルス配列の両方を含むベクターまたは他の核酸を意味する。
レンチウイルス粒子は、ウイルスパッケージング要素とベクターゲノム自体を、ヒトHEK293T細胞などの生産細胞に共発現させることで生成することができる。これらの要素は、通常、3つまたは4つの別々のプラスミドで提供される。プロデューサー細胞には、ウイルスのコア（構造タンパク質）や酵素成分、エンベロープタンパク質（複数可）を含むレンチウイルスの構成要素をコードするプラスミド（パッケージングシステムと呼ばれる）と、外来の導入遺伝子を含むゲノムをコードするプラスミドが共導入され、標的細胞であるビヒクルそのものに導入される（トランスファーベクターとも呼ばれる）。一般的に、プラスミドまたはベクターは、生産者細胞株に含まれている。プラスミド／ベクターは、トランスフェクション、導入、または感染により、生産者細胞株に導入される。トランスフェクション、トランスダクション、または感染のための方法は、当業者によく知られている。非限定的な例として、パッケージングおよびトランスファーコンストラクトは、リン酸カルシウムトランスフェクション、リポフェクションまたはエレクトロポレーションにより、一般的にneo、DHFR、GlnシンテターゼまたはADAなどの優性選択マーカーとともに生産者細胞株に導入することができ、続いて適切な薬剤の存在下で選択し、クローンを分離することができる。

プロデューサー細胞は、外来遺伝子、例えば、本開示のCA2エフェクターモジュールを含む組換えウイルス粒子を産生する。組換えウイルス粒子は、培養液から回収され、当業者が使用する標準的な方法で滴定される。組換えレンチウイルスビヒクルは、標的細胞に感染させるために使用することができる。
高力価レンチウイルス粒子の製造に使用できる細胞としては、HEK293T細胞、293G細胞、STAR細胞（Relanderら、Mol. Ther., 2005, 11: 452-459）、FreeStyle（商標） 293 Expression System（ThermoFisher, Waltham, MA）、およびその他のHEK293Tベースの生産者細胞株（例えば、Stewartら、Hum Gene Ther.2011, 22(3):357-369; Lee et al., Biotechnol Bioeng, 2012, 10996):1551-1560;Thromら、Blood.2009, 113(21): 5104-5110;それぞれの内容は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる）。
いくつかの局面では、エンベロープタンパク質は、他のウイルスからの異種エンベロープタンパク質であってもよく、例えば、水胞性口内炎ウイルスのGタンパク（VSV G）やバキュロウイルスのgp64エンベロープタンパク質などが挙げられる。VSV-Gの糖タンパク質は、特に、ベシクロウイルス属に分類される種の中から選択することができ、カラジャスウイルス（CJSV）、チャンディプラウイルス（CHPV）、コカルウイルス（COCV）、イスファハンウイルス（ISFV）、マラバウイルス（MARAV）、ピリーウイルス（PIRYV）、小水疱性口内炎アラゴアスウイルス（VSAV）、インディアナ水疱性口内炎ウイルス（VSIV）、ニュージャージー水疱性口内炎ウイルス（VSNJV）、および／または、ベシクロウイルス属に仮分類されている汚れとして、Grass carp rhabdovirus、BeAn 157575 virus（BeAn 157575）、Boteke virus（BTKV）、Calchaqui virus（CQIV）、Eel virus American (EVA)、Gray Lodge virus (GLOV)、Jurona virus (JURY)、Klamath virus (KLAV)、Kwatta virus (KWAV)、La Joya virus (LJV)、Malpais Spring virus (MSPV)、Mount Elgon bat virus (MEBV)、Perinet virus (PERV)。Pike fry rhabdovirus (PFRV), Porton virus (PORV), Radi virus (RADIV), Spring viremia of carp virus (SVCV), Tupaia virus (TUPV), Ulcerative disease rhabdovirus (UDRV), Yug Bogdanovac virus (YBV)などである。gp64または他のバキュロウイルスenvタンパク質は、Autographa californica nucleopolyhedrovirus（AcMNPV）、Anagrapha falcifera nuclear polyhedrosis virus、Bombyx mori nuclear polyhedrosis virus、Choristoneura fumiferana nucleopolyhedrovirus, Orgyia pseudotsugata single capid nuclear polyhedrosis virus, Epiphyas postvittana nucleopolyhedrovirus, Hyphantria cunea nucleopolyhedrovirus, Galleria mellonella nuclear polyhedrosis virus, Dhori virus, Thogoto virus, Antheraea pemyi nucleopolyhedrovirus or Batken virusに由来することができる。

レンチウイルス粒子に含まれる他の要素は、5'または3'末端のレトロウイルスLTR（long-terminal repeat）、レトロウイルス輸出要素、任意にレンチウイルス逆反応要素（RRE）、プロモーターまたはその活性部分、および遺伝子座制御領域（LCR）またはその活性部分を含んでいてもよい。CA2エフェクターモジュールはベクターに連結されている。
組換えレンチウイルス粒子を生成する方法は、当技術分野で議論されており、例えば、米国特許No.8, 846, 385; 7,745, 179; 7,629,153; 7,575,924; 7,179, 903; and 6, 808, 905; これらの各々の内容は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
使用するレンチウイルスベクターは、pLVX、pLenti、pLenti6、pLJM1、FUGW、pWPXL、pWPI、pLenti CMV puro DEST、pLJM1-EGFP、pULTRA、pInducer20、pHIV-EGFP、pCW57.1、pTRPE、pELPS、pRRL、およびpLionIIから選択することができるが、これらに限定されない。

レンチウィルス・ベクターと細胞工学
レンチウイルスベクターは、T細胞（初代ヒトT細胞やJurkat細胞など）に導入遺伝子を導入するために使用され、前臨床研究や、最近では再発/難治性B細胞リンパ腫に対するTisagenlecleucel（KYMRIAH（登録商標））などの承認された製品を含む臨床応用に使用されている。 VSV-Gシュードタイプの第3世代レンチウイルスベクターは、高い力価、高い導入効率と安全性を備えており、T細胞工学のためのベクターとして選ばれている。 理論に縛られるつもりはないが、T細胞工学では通常、CD3/CD28抗体によるT細胞の活性化、続いてレンチウイルスの導入、そして5日から30日（例えば、9日から14日または9日から15日）続く細胞の拡張が行われる。 一般的に、レンチウイルスによる遺伝子導入は、T細胞（例えば、初代ヒトT細胞やJurkat細胞）で完全に安定化するまでに7日以上かかることがある。培養期間が長くなると、細胞数が増える一方で、T細胞の表現型がより分化した状態に変化する可能性がある。 そのため、生体外での培養期間は、CAR T細胞の持続性や有効性に影響を与える。例えば、短い期間で培養した細胞は、分化していない表現型を示す可能性があり、前臨床モデルでは高い有効性を示すことがある。

理論に縛られないが、T細胞の分化状態は、養子縁組後のT細胞の生着や持続性に影響を与える可能性がある。Ghassemi et al（Reducing Ex Vivo Culture Improves the Antileukemic Activity of Chimeric Antigen Receptor (CAR) T Cells.Cancer Immunol Res; 6(9) Sept.2018、その内容は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる）は、経時的な初代ヒトT細胞の分化を記述しており、早期に収穫されたCAR T細胞は、エフェクター機能と増殖が強化され、生体内での効力と持続性も強化されたことを見ている。
T細胞（例えば、初代ヒトT細胞やJurkat細胞）に生体外で導入されたレンチウイルスの導入・統合・発現動態などのレンチウイルスの動態は、生体内での抗腫瘍反応の有効性や持続性に影響を与える可能性がある。T細胞の種類によっては、異なる結果が得られる可能性がある。例えば、Jurkat細胞株は、初代ヒトT細胞のような発現のダイナミックレンジを提供しない可能性がある。これらのレンチウイルスの動態を評価する方法は、当技術分野で知られており、本明細書に記載されている。
いくつかの実施形態では、導入遺伝子の発現動態を決定するために、CD3/CD28活性化初代ヒトT細胞を、導入遺伝子（例えば、CD19 CAR、IL12、蛍光タンパク質、または本明細書に記載の任意の導入遺伝子（例えば、ペイロード）などの制御された導入遺伝子または構成的な導入遺伝子）を有するレンチウイルスで形質導入することができる。細胞は、本明細書に記載された方法および／または当技術分野で既知の方法により、生存率、ウイルスゲノムの統合（例えば、定量的PCRを使用する）、転写レベル（例えば、定量的RT-PCRを使用する）、および適用可能な場合は導入遺伝子の細胞表面発現（例えば、導入遺伝子がCD19 CARであるかまたはCD19 CARを含む場合は、CD19 CARの表面発現を評価することができる）について分析されてもよい。細胞は、導入前および／または導入後（1日、2日、3日、4日、5日、6日、7日、8日、9日、10日、11日、12日、13日、14日、15日、16日、17日、18日、19日、20日、21日、22日、23日、24日、25日、26日、27日、28日、29日、30日または30日以上）に分析することができる。

いくつかの実施形態では、CD3/CD28活性化初代ヒトT細胞は、導入後にCD3/CD28ビーズで再活性化することができる。細胞は、導入後、5日、6日、7日、8日、9日、10日、11日、12日、13日、14日、15日、16日、17日、18日、19日、20日、21日、22日、23日、24日、25日、26日、27日、28日、29日、30日、または30日以上、再活性化されてもよい。細胞は、本明細書に記載されている方法および／または当技術分野で知られている方法によって、生存率、ウイルスゲノムの統合（例えば、定量的PCRを使用する）、転写物レベル（例えば、定量的RT-PCRを使用する）、適用可能な場合には導入遺伝子の細胞表面発現（例えば、導入遺伝子がCD19 CARであるか、またはそれを含む場合には、CD19 CARの表面発現を評価することができる）、コピー数、および／またはmRNAレベルについて分析することができる。
いくつかの実施形態では、導入遺伝子を有するレンチウイルスを導入した活性化された初代ヒトT細胞の細胞生存率は、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、97％、または99％よりも大きい。非限定的な例として、細胞生存率は90％以上であることが挙げられる。非限定的な例として、細胞生存率は85％以上であることが挙げられる。
いくつかの実施形態では、導入遺伝子を有するレンチウイルスを導入したJurkat細胞の細胞生存率は、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、97％、または99％よりも大きい。非限定的な例として、細胞生存率は90％以上である。非限定的な例として、細胞生存率は85％以上であることが挙げられる。

いくつかの実施形態では、細胞のゲノムへの導入遺伝子の統合は、飽和点以上であってもよい。非限定的な例として、飽和点は、細胞あたり3コピーであってもよい。
いくつかの実施形態では、導入遺伝子のゲノムへの統合は、評価された初期のタイムポイントでは高く、その後、低い統合値に低下し、残りの培養期間で安定することがある。非限定的な例として、導入遺伝子のゲノムへの統合は、初期のタイムポイントでは1細胞あたり最大20コピーであるが、その後、1細胞あたり2コピーに減少し、残りの培養期間を通じて安定していることがある。
いくつかの実施形態では、T細胞の導入能力を評価してもよい。少なくとも1人のドナーからのT細胞を、飽和レベルに達すると予測される用量（例えば、ポアソン分布が予想される場合、各細胞がコピーを含むべき十分なウイルス）および飽和を5回超える高用量の導入遺伝子を含むレンチウイルスで導入してもよい。すべての細胞が導入遺伝子を発現しているかどうかを判断するために、細胞あたりのコピー、細胞のパーセンテージおよびMFI（または導入遺伝子の媒体中の濃度）を検出してもよい。非限定的な例として、2人の異なるドナーのT細胞を、導入遺伝子を含むレンチウイルスで形質導入することができる。飽和量と5倍量の2種類の用量で導入し、導入から5～10日後に、すべてのグループが導入遺伝子の予測される飽和レベルに達するか、またはそれを超え、グループ間で同様の発現強度を示すが、すべての細胞が導入遺伝子を発現しているわけではない。同じドナーから得られたT細胞であっても、すべてのT細胞が等しく導入感受性を持つとは限らない。GFPを発現する全細胞の割合（検出閾値以上）は、ドナー、ロット、および／またはウイルス量によって異なる可能性がある。1つのドナーから得られたGFPを発現する細胞の割合は、70%から95%の間になることがある。

いくつかの実施形態では、培養T細胞（例えば、初代ヒトT細胞および／またはJurkat細胞）の割合が導入遺伝子を発現していてもよい。導入遺伝子を発現する培養T細胞の割合は、5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、97％、99％、または99％以上であってもよいが、これらに限定されない。非限定的な例として、その割合は70％以上であってもよい。 非限定的な例として、割合は75％より大きくてもよい。非限定的な例として、パーセンテージは80％より大きくてもよい。非限定的な例として、割合は85％よりも大きくてもよい。非限定的な例として、割合は90％よりも大きくてもよい。非限定的な例として、パーセンテージは95％より大きくてもよい。
いくつかの実施形態では、培養物からのmRNAレベルは、研究の期間中に低下してもよい。この低下は、特定の導入遺伝子に限定されるものではなく、発現した複数のクラスのタンパク質に見られる傾向であってもよい。mRNAレベルを上昇させるために、mRNAレベルが初期レベルから低下した後に、細胞を再活性化してもよい。細胞は、導入後5日、6日、7日、8日、9日、10日、11日、12日、13日、14日、15日、16日、17日、18日、19日、20日、21日、22日、23日、24日、25日、26日、27日、28日、29日、30日、または30日以上経過してから再活性化してもよい。非限定的な例として、培養物中のmRNAレベルを増加させるために、導入後13日目にCD3/CD28ビーズで細胞を再活性化してもよい。
いくつかの実施形態では、培養物からの表面発現は、研究の期間中に減少してもよい。例えば、表面発現は、導入後3日目から13日目、3日目から14日目、または3日目から15日目の間に低下してもよい。表面発現量を増加させるために、表面発現量が初期レベルから減少した後に、細胞を再活性化してもよい。また、導入後5日目、6日目、7日目、8日目、9日目、10日目、11日目、12日目、13日目、14日目、15日目、16日目、17日目、18日目、19日目、20日目、21日目、22日目、23日目、24日目、25日目、26日目、27日目、28日目、29日目、30日目、または30日目以上に再活性化してもよい。

いくつかの実施形態では、導入遺伝子は、CD19 CARなどのCARであるが、これらに限定されない。非限定的な例として、CARはCD19 CARである。細胞生存率は、CD19 CARでトランスフェクトされた細胞において、90％より大きくてもよい。CD19 CARで形質導入された細胞では、細胞生存率が85％以上であってもよい。細胞がCD19 CARで導入された初代T細胞である場合、生存細胞数は最初のタイムポイントで増加した後、減少する可能性がある。細胞がCD19 CARを導入したJurkat細胞である場合、生存細胞数は少なくとも10日間は増加する可能性がある。CD19 CARを導入した細胞の1細胞あたりのコピー数は、初期のタイムポイントで高くなった後、後のタイムポイントで50％以上減少してもよい。CD19 CARの細胞表面発現は、10日間（例えば、3日目から13日目）の間に、約20000 CAR MFIから5000 CAR MFI未満に減少してもよい。15日目に再刺激した後、MFIは5000CAR MFI以上に増加してもよい。CARを発現している初代ヒトT細胞の割合は、導入後3～13日間は40％～60％であってもよい。CARを発現しているJurkat細胞の割合は、導入後3～13日間で30%～70%であると考えられる。導入後3日目から6日目にかけて、最初に約20％の減少が見られることがある。T細胞を再刺激すると、CARを発現している細胞の割合が初期の割合レベル（例えば、約60％）に戻ることがある。
いくつかの実施形態では、トランスジーンは、細胞質緑色蛍光タンパク質（GFP）、ルシフェラーゼ、およびmCherryなどの蛍光タンパク質をコードするが、これらに限定されない。非限定的な例として、蛍光タンパク質はGFPである。GFPを導入した細胞では、細胞生存率が90％以上になることがある。また、GFPを導入した細胞では、細胞生存率が85％以上であってもよい。細胞がGFPを導入した初代T細胞である場合、生存細胞の数は、最初のタイムポイントで増加した後、減少することがある。GFPを導入したJurkat細胞であれば、少なくとも10日間は生存細胞数が増加する可能性がある。GFPを導入した細胞の1細胞あたりのコピー数は、初期のタイムポイントで高くなった後、後期のタイムポイントで50％以上減少してもよい。また、細胞表面の発現量は、10日目を底にして着実かつ急速に減少し、再刺激を受けるとわずかに増加することがある。Jurkat細胞におけるGFPの細胞表面発現は、10日目に最高レベルとなり（約35000GFP MFI）、その後、研究期間中は減少する。GFPを発現している初代ヒトT細胞の割合は、導入後3～13日目に約80％となる可能性がある。Jurkat細胞がGFPを発現する割合は、導入後3～13日目で90％程度になることがある。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載されたレンチビル人工細胞は、コピー数の初期減少後に安定するゲノムDNAの統合、時間の経過に伴うRNAおよび表面発現レベルの減少、および再刺激後のRNAおよび表面発現の増加を有する。

いくつかの実施形態では、培養中に5回サンプルを採取する、以下の14日間の方法を用いて、レンチビル工学的細胞を評価することができる。1日目に、T細胞（例えば、初代ヒトT細胞またはJurkat細胞）を解凍し、CD3/CD28ビーズを加えてもよい。0日目に各条件のレンチウイルスを添加し（例えば、0.5e6/mLの細胞を4mL）、非形質転換細胞のコントロールを行う。1日目に培地を2倍の8mLにし、2日目に培地を2倍の16mLにする。3日目に4mLを採取し、4日目に培地を2倍の24mLにする。6日目に4mLを採取した後、培地を2倍の40mLにする。8日目に細胞を分割し（例えば、14mL 0.5e6細胞/mL）、6日目に4mLを収穫してから、培地を倍の40mLにすることができる。 10日目に、培地を2倍の20mLにする前に4mLを収穫してもよい。13日目に、培地を2倍の32mLにする前に4mLを収穫する。培養液を半分に分け、半分の培養液を活性化（CD3/CD28活性化ビーズ1:1）し、一晩刺激を与える。14日目に、刺激した細胞と刺激していない細胞をそれぞれ4mLずつ採取し、培養を終了する。細胞を採取してゲノムDNAを抽出し、内在性ゲノムおよび導入遺伝子配列に対する標準曲線qPCRで定量し、検出された量を比率に変換して、細胞あたりの導入遺伝子コピー数を測定する。MFI（Mean Fluorescence Intensity）は、各グループに適切な染色を施したフローサイトメトリーで測定する。 発現率は、閾値以上に蛍光を発している細胞の割合をフローサイトメトリーで定量化することで評価することもできる。 可溶性ペイロードは、マークした各タイムポイントで培養上清を採取し、MesoScale Discoveryプレートアッセイ（MSD）を実行し、細胞密度で正規化することで定量化できる。

アデノ随伴ウイルス粒子
本開示のCA2バイオサーキット、CA2バイオサーキットコンポーネント、CA2エフェクターモジュール、SREまたはペイロードのいずれかの送達は、組換えアデノ随伴ウイルス（rAAV）ベクターを用いて達成されてもよい。そのようなベクターまたはウイルス粒子は、既知の血清型カプシドまたは血清型カプシドの組み合わせのいずれかを利用するように設計されてもよい。
AAVベクターには、一本鎖ベクターだけでなく、自己相補型AAVベクター（scAAV）がある。scAAVベクターは、二本鎖ベクターのゲノムを形成するためにアニールするDNAを含む。scAAVは2本目の鎖の合成を省略することで、細胞内での迅速な発現を可能にしている。
rAAVベクターは、sf9昆虫細胞やHEK293細胞などのヒト細胞の浮遊細胞培養において、トリプルトランスフェクションなどの当技術分野における標準的な方法で製造することができる。

CA2バイオサーキット、CA2バイオサーキットコンポーネント、CA2エフェクターモジュール、SREまたはペイロードは、本明細書で教示するAAVキャプシドにパッケージされるように、1つまたは複数のウイルスゲノムにコード化されてもよい。
そのようなベクターまたはウイルスゲノムは、少なくとも1つまたは2つのITR（inverted terminal repeats）に加えて、ベクターまたはウイルスゲノムからの発現に必要な特定の調節要素も含むことができる。そのような調節要素は当技術分野でよく知られており、例えばプロモーター、イントロン、スペーサー、スタッファー配列などが含まれる。
本明細書に記載のCA2バイオサーキット、CA2バイオサーキットコンポーネント、CA2エフェクターモジュール、SREまたはペイロードは、1つまたは複数のAAV粒子で投与されてもよい。

いくつかの実施形態では、CA2エフェクターモジュールは、1つまたは複数のAAV粒子で投与されてもよい。いくつかの実施形態では、1つ以上のCA2エフェクターモジュールまたはSREが、ウイルスゲノムにコードされていてもよい。

レトロウイルスビークル/粒子（γ-レトロウイルスベクター）
いくつかの実施形態では、レトロウイルスビヒクル／粒子は、本開示のCA2バイオサーキット、CA2バイオサーキットコンポーネント、CA2エフェクターモジュール、SREまたはペイロードを送達するために使用されてもよい。レトロウイルスベクター（RV）は、標的細胞における導入遺伝子の永久的な統合を可能にする。複雑なHIV-1/2をベースにしたレンチウイルスベクターに加えて、単純なガンマレトロウイルスをベースにしたレトロウイルスベクターは、治療用遺伝子を送達するために広く使用されており、幅広い種類の細胞を導入することができる最も効率的で強力な遺伝子送達システムの1つとして臨床的に実証されている。ガンマレトロウイルスの例種としては、マウス白血病ウイルス（MLV）およびネコ白血病ウイルス（FeLV）が挙げられる。
いくつかの実施形態では、マウス白血病ウイルス（MLV）などの哺乳類ガンマレトロウイルスに由来するガンマレトロウイルスベクターは、組換えである。ガンマレトロウイルスのMLVファミリーには、エコトロピックサブファミリー、アンフォトロピックサブファミリー、ゼノトロピックサブファミリー、ポリトロピックサブファミリーがある。エコトロピックウイルスは、mCAT-1受容体を持つネズミの細胞のみに感染することができる。エコトロピックウイルスの例としては、Moloney MLVやAKVが挙げられる。amphotropicウイルスは、Pit-2受容体を用いてネズミやヒトなどに感染する。両性ウイルスの例としては、4070Aウイルスが挙げられる。異方性ウイルスとポリトロピックウイルスは、同じ(Xpr1)受容体を利用するが、その種のトロピズムに違いがある。NZB-9-1のような異方性ウイルスは、ヒトなどの種には感染するが、ネズミの種には感染しない。一方、フォーカスフォーミングウイルス（MCF）のようなポリトロピックウイルスは、ネズミやヒトなどの種に感染する。
ガンマレトロウイルスベクターは、レトロウイルス構造・酵素ポリタンパク質（gag-pol）をコードするプラスミド、エンベロープ（env）タンパク質をコードするプラスミド、および新たに形成されるウイルス粒子にパッケージされる本開示の組成物をコードするポリヌクレオチドからなるベクターmRNAをコードするプラスミドを含む複数のプラスミドを細胞に共導入することにより、パッケージング細胞で製造することができる。

いくつかの側面では、組換えガンマレトロウイルスベクターは、他のウイルスのエンベロープタンパク質でシュードタイプされている。エンベロープ糖タンパク質は、ウイルス粒子の外側の脂質層に組み込まれており、これにより、細胞のトロピズムを増加／変化させることができる。例示的なエンベロープタンパク質には、ギボン猿白血病ウイルスエンベロープタンパク質（GALV）、水胞性口炎ウイルスGタンパク質（VSV-G）、シミアン内因性レトロウイルスエンベロープタンパク質、麻疹ウイルスHおよびFタンパク質、ヒト免疫不全ウイルスgp120エンベロープタンパク質、またはコカルベシクロウイルスエンベロープタンパク質が含まれる（例えば、米国出願公開番号：2012/164118；その内容は参照により全体が本明細書に組み込まれる）。他の態様では、エンベロープ糖タンパク質は、ガンマレトロウイルスベクターにターゲティング／結合リガンドを組み込むために遺伝的に改変されてもよく、結合リガンドには、ペプチドリガンド、一本鎖抗体および成長因子が含まれるが、これらに限定されない（Waehlerら、Nat.Rev. Genet.2007, 8(8):573-587; その内容は参照により全体として本明細書に組み込まれる）。これらの設計された糖タンパク質は、対応する標的部分を発現する細胞にベクターを再標的化することができる。他の局面では、ベクターを特定の細胞に誘導するために「分子ブリッジ」を導入することができる。この分子ブリッジは二重の特異性を有しており、一方の端はウイルスの糖タンパク質を認識し、他方の端は標的細胞上の分子決定基に結合することができる。このような分子ブリッジは、例えば、リガンド-レセプター、アビジン-ビオチン、化学的コンジュゲーション、モノクローナル抗体、人工的に作られたフソゲンタンパク質などで、ウイルスベクターを標的細胞に付着させて、トランスダクションを行うことができる（Yang et al.、Biotechnol.Bioeng., 2008, 101(2): 357-368; and Maetzig et al., Viruses, 2011, 3, 677-713; これらの各々の内容は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる）。
いくつかの実施形態では、組換えガンマレトロウイルスベクターは、自己不活性化（SIN）ガンマレトロウイルスベクターである。このベクターは、複製不能である。SINベクターは、最初にエンハンサー／プロモーター活性を構成する3'U3領域内に欠失を保有していてもよい。さらに、5'U3領域は、サイトメガロウイルスまたはRSVに由来する強力なプロモーター（パッケージング細胞株で必要とされる）、または選択された内部プロモーター、および／またはエンハンサーエレメントで置き換えられてもよい。内部プロモーターの選択は、本開示の特定の目的に必要な遺伝子発現の特定の要件に従って行われてもよい。

いくつかの実施形態では、CA2生体回路、CA2生体回路構成要素、CA2エフェクターモジュール、SREをコードするポリヌクレオチドが、組換えウイルスゲノム内に挿入される。組換えガンマレトロウイルスベクターのウイルスmRNAの他の構成要素は、天然に存在する配列の挿入または除去（例えば、IRESの挿入、目的のポリペプチドまたは阻害性核酸をコードする異種ポリヌクレオチドの挿入、野生型プロモーターの代わりに異なるレトロウイルスまたはウイルスからのより効果的なプロモーターのシャッフルなど）によって変更されてもよい。いくつかの例では、組換えガンマレトロウイルスベクターは、修飾されたパッケージングシグナル、および／またはプライマー結合部位（PBS）、および／または5'-長末端リピート（LTR）のU3領域における5'-エンハンサー／プロモーター要素、および／または3'-LTRのU3領域で修飾された3'-SIN要素を含んでいてもよい。これらの修飾は、力価や感染能力を高める可能性がある。
本開示のCA2生体回路構成要素、CA2エフェクターモジュール、SREまたはペイロードを送達するのに適したガンマレトロウイルスベクターは、米国特許NOs:8,828,718；7,585,676；7,351,585；米国出願公開NO.：2007/048285；PCT出願公開NO:WO2010/113037; WO2014/121005; WO2015/056014; およびEP Pat.NOs:EP1757702；EP1757703に開示されているものから選択することができる。（それぞれの内容は参照により全体が本明細書に組み込まれる）。

オンコロジーウイルスベクター
いくつかの実施形態では、本開示のポリヌクレオチドは、オンコリティックウイルスにパッケージされてもよい。本明細書で使用される場合、用語「解毒性ウイルス」は、ワクチンウイルスなどのがん細胞に優先的に感染して死滅させるウイルスを指す。オンコロイドウイルスは、自然に発生することができ、またはオンコロイドアデノウイルス、およびオンコロイドヘルペスウイルスなどの遺伝子改変ウイルスであることができる。
いくつかの実施形態では、オンコリシスワクチンウイルスは、腫瘍内の細胞のオンコリシスを誘導するのに十分な、チミジンキナーゼ（TK）欠損、顆粒球マクロファージ（GM）-コロニー刺激因子（CSF）発現、複製コンピテントのワクシニアウイルスベクターのウイルス粒子を含むことができ、例えば、米国特許No.NO.：9,226,977；その内容は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

メッセンジャーRNA (mRNA)
いくつかの実施形態では、本明細書に記載のCA2エフェクターモジュールは、メッセンジャーRNA（mRNA）として設計されてもよい。本明細書で使用する場合、「メッセンジャーRNA」（mRNA）という用語は、目的のポリペプチドをコードし、インビトロ、インビボ、in situまたはex vivoで目的のコードされたポリペプチドを産生するように翻訳されることが可能な任意のポリヌクレオチドを指す。そのようなmRNA分子は、国際出願番号PCT/US2013/030062（その内容は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる）で教示されているもののいずれかの構造成分または特徴を有することができる。
いくつかの実施形態では、CA2エフェクターモジュールは、自己複製RNAとして設計されてもよい。本明細書で使用される「自己複製RNA」とは、RNAおよびそのRNAによってコードされるタンパク質の量の増加をもたらす宿主で複製することができるRNA分子を指す。そのような自己複製RNAは、国際特許出願公開第WO2011005799号（その内容は参照により全体が本明細書に組み込まれる）に教示されているもののいずれかの構造的特徴または構成要素を有していてもよい。

投与
本開示は、CA2生体回路システムの任意の1つまたは複数またはコンポーネントを、それを必要とする対象者に投与することを含む方法を提供する。これらは、疾患、障害、および／または状態（例えば、癌または自己免疫疾患に関連する疾患、障害、および／または状態）を予防または治療または画像化するのに有効な任意の量および任意の投与経路を用いて、対象者に投与することができる。必要とされる正確な量は、対象者の種、年齢、および一般的な状態、疾患の重症度、特定の組成物、その投与方法、その活性モードなどに応じて、対象者ごとに異なる。
本開示に従った組成物は、投与を容易にし、投与量を均一にするために、典型的には投与単位の形態で製剤化される。しかしながら、本開示の組成物の1日の総使用量は、健全な医学的判断の範囲内で主治医が決定してもよいことが理解されるであろう。特定の患者に対する特定の治療的に有効な、予防的に有効な、または適切なイメージング用量レベルは、治療される疾患および疾患の重症度、採用される特定の化合物の活性、採用される特定の組成物、患者の年齢、体重、一般的な健康状態、性別、および食事、採用される特定の化合物の投与時間、投与経路、および排泄率、治療期間、採用される特定の化合物と組み合わせてまたは同時に使用される薬剤、および医療技術でよく知られている同様の要因を含む様々な要因に依存するであろう。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載の組成物は、T細胞の消耗を回避し、サイトカイン放出症候群を防ぎ、免疫療法に関連する毒性を最小限に抑えるために、様々な用量で使用されてもよい。例えば、本開示の組成物の低用量を使用して、腫瘍負荷が高い患者を最初に治療してもよく、一方、腫瘍負荷が低い患者は、本明細書に記載の組成物の高用量および反復用量で治療して、最小の腫瘍抗原負荷の認識を確実にしてもよい。別の例では、本発明の組成物をパルス的に送達して、緊張性のT細胞シグナル伝達を減少させ、インビボでの持続性を高めることができる。いくつかの局面では、高用量を投与する前に、最初に低用量の本発明の組成物を使用することによって、毒性を最小化することができる。フェリチン、血清C反応性タンパク質、IL6、IFN-γ、およびTNF-αなどの血清マーカーが上昇した場合には、投与量を変更してもよい。

いくつかの実施形態では、神経毒性は、CARまたはTIL療法に関連していてもよい。そのような神経毒性は、CD19-CARに関連していてもよい。毒性は、脳内への過剰なT細胞の浸潤に起因してもよい。いくつかの実施形態では、神経毒性は、血液脳関門を通過するT細胞の通過を防止することによって緩和され得る。これは、タイサブリ／ナタリズマブなどの内因性α-4インテグリン阻害剤の標的遺伝子削除によって達成できるが、本発明においても有用である。
また、本明細書では、本発明に従ったリガンドを、それを必要とする対象者に投与する方法も提供される。リガンドは、本発明のCA2生体回路のチューニングに有効な任意の量および任意の投与経路を用いて、対象者または細胞に投与することができる。必要とされる正確な量は、対象者の種、年齢、および一般的な状態、疾患の重症度、特定の組成物、その投与方法、その活性モードなどに応じて、対象者ごとに異なる。被験者は、ヒト、哺乳類、または動物であってもよい。本発明に従った組成物は、典型的には、投与の容易さと投与量の均一性のために、単位投与形態で製剤化される。しかしながら、本発明に係る組成物の1日の総使用量は、主治医が健全な医学的判断の範囲内で決定してもよいことが理解されるであろう。特定の実施形態では、本発明に係るリガンドは、約0.0001mg/kgから約100mg/kg、約0.001mg/kgから約0.05mg/kg、約0.005mg/kgから約0.05mg/kg、約0.001mg/kgから約0.005mg/kg、約0.05mg/kgから約0.5mg/kg、約0.01mg/kgから約50mg/kg、約0.mg/kgから約40mg/kg、約0.5mg/kgから約30mg/kg、約0.01mg/kgから約10mg/kg、約0.1mg/kgから約10mg/kg、または約1mg/kgから約25mg/kg、約10mg/kgから約100mg/kg、約50mg/kgから約500mg/kg、約100mg/kgから約1000mg/kgの被験者の体重を、1日1回または複数回投与して、所望の効果を得ることができる。いくつかの実施形態では、所望の効果を得るために、1日あたり被験者の体重の1mg/kg、5mg/kg、10mg/kg、20mg/kg、30mg/kg、40mg/kg、50mg/kg、60mg/kg、70mg/kg、80mg/kg、90mg/kg、100mg/kg、110mg/kg、120mg/kg、130mg/kg,140mg/kg、150mg/kg、160mg/kg、170mg/kg、180mg/kg、190mg/kg、またはmg/kgを1日に1回以上投与してもよい。
本開示は、本明細書に記載されたリガンドのいずれかを細胞または組織に送達する方法であって、細胞または組織を前記リガンドと接触させることを含み、インビトロ、エクスビボ、またはインビボで達成することができる方法を提供する。特定の実施形態において、本発明に係るリガンドは、約1nMから約10nM、約5nMから約50nM、約10nMから約100nM、約50nMから約500nM、約100nMから約1000nM、約1から約10Mから約5Mから約50M、約10Mから約100M、約25Mから約250M、約50Mから約500Mを送達するのに十分な用量レベルで細胞に投与することができる。いくつかの実施形態では、リガンドは、0.00064M、0.0032M、0.016M、0.08M、0.4M、1M 2M、10M、50M、75M、100M、150M、175M、200M、250Mから選択されるが、これらに限定されない用量で細胞に投与されてもよい。

本発明のリガンドの所望の投与量は、1回のみ、1日3回、1日2回、1日1回、1日おき、3日おき、1週間おき、2週間おき、3週間おき、または4週間おきに投与してもよい。特定の実施形態では、複数回の投与（例えば、2回、3回、4回、5回、6回、7回、8回、9回、10回、11回、12回、13回、14回、またはそれ以上の投与）を用いて、所望の投与量を提供することができる。複数回の投与を行う場合は、本明細書に記載されているような分割投与レジメンを使用することができる。本明細書で使用する場合、「分割投与」とは、「単一単位用量」または1日の総投与量を2つ以上の投与量に分割することであり、例えば、「単一単位用量」を2回以上投与することである。本明細書で使用する場合、「単一単位用量」とは、1回の投与／1回の時間／単一の経路／単一の接触点で投与される任意の治療薬の用量、すなわち単一の投与イベントである。本開示のリガンドの所望の投与量は、「パルス用量」として、または「連続フロー」として投与されてもよい。本明細書で使用する場合、「パルス用量」は、一定期間にわたって設定された頻度で投与される一連の任意の治療薬の単一単位用量である。本明細書では、「連続的な流れ」とは、単一の経路／単一の接触点で一定期間連続して投与される治療薬の用量、すなわち連続的な投与イベントのことである。1日の総投与量は、24時間の間に投与または処方される量であり、これらの方法のいずれか、またはこれらの方法の組み合わせ、または医薬投与に適した他の方法によって投与されてもよい。

投与
いくつかの実施形態では、免疫療法用の組成物をex vivoで細胞に投与し、その後、対象者に投与してもよい。免疫細胞は、当技術分野で知られている様々な方法を用いて、ex vivoで分離および拡大することができる。例えば、細胞障害性T細胞を単離する方法は、米国特許No.6,805,861および6,531,451に記載されており、それぞれの内容は参照によりその全体が本明細書に組み込まれている。NK細胞の単離は、米国特許第6,805,861号および同第6,531,451号、7,435,596に記載されており、その内容は全体として参照により本明細書に組み込まれている。
いくつかの実施形態では、細胞の性質に応じて、細胞は、注射、輸液、注入、局所注入、または移植を含む多種多様な方法で、宿主生物例えば哺乳類に導入されてもよい。いくつかの側面では、本明細書に記載された細胞は、腫瘍の部位に導入されてもよい。採用する細胞の数は、多くの状況、導入の目的、細胞の寿命、使用するプロトコル、例えば、投与回数、細胞の増殖能力などに依存する。細胞は、生理学的に許容される媒体中にあってもよい。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載された細胞は、疾患または病態を有する被験者に複数回投与されてもよい。投与は、一般的に、癌または臨床状態の1つ以上の症状の改善をもたらし、および／または癌または臨床状態またはその症状を治療または予防する。

いくつかの実施形態では、免疫療法用組成物は、インビボで投与されてもよい。いくつかの実施形態では、CA2バイオサーキット、CA2エフェクター分子、SRE、目的のペイロード（例えば、免疫療法剤）、および本明細書に記載の組成物を含む本開示のポリペプチドは、対象者にインビボで送達されてもよい。免疫治療剤のインビボ送達は、当技術分野で十分に記載されている。例えば、サイトカインの送達方法は、E.P.P. Pat.NO．EP0930892 A1に記載されており、その内容は参照により本明細書に組み込まれる。

搬入経路
本開示の医薬組成物、CA2バイオサーキット、CA2バイオサーキットコンポーネント、それらのSREを含むCA2エフェクターモジュール（例えば、CA2 DD）、ペイロード（例えば、免疫療法剤）、ベクターおよび細胞は、治療上有効な結果を得るために、任意の経路で投与することができる。
腸管投与、胃腸投与、硬膜外投与、経口投与、経皮投与、硬膜外投与、大脳内投与、脳室内投与、epicutaneous（皮膚への塗布）、intradermal（皮膚への塗布）、subcutaneous（皮下投与）、nasal（鼻からの投与）、intravenous（静脈内投与）、intravenous bolus（静脈内投与）、intravenous drifter（静脈内投与）、intradermal（皮内）、subcutaneous（皮下）、nasal administration（鼻から）、intravenous（静脈内）、intravenous bolus（静脈内ボーラス）、intravenous drip（静脈内点滴）、intraarterial（動脈内）、intraamuscular（筋肉内）、intraacardiac（心臓内）、骨髄内注入、髄腔内注入、腹腔内注入、膀胱内注入、眼球内注入、血管内注入、血管内注入、陰茎内注入膣内投与、子宮内投与、羊膜外投与、経皮投与（無傷の皮膚から拡散して全身に行き渡る）、経粘膜投与（粘膜から拡散する）、経膣投与、気腹投与（鼻で吸う）、舌下、唇下、浣腸、点眼（結膜への滴下）、点耳、耳介（耳の中への滴下）、頬部（頬への滴下）、結膜、皮膚、歯牙（歯への滴下）、電気浸透、頸部内、鼻腔内、気管内、体外、血液透析、浸潤、間質性、腹腔内、羊水内、関節内、胆道内、気管支内、弁膜内、軟骨内（軟骨内）、馬尾内（馬尾内）、小脳内（小脳嚢内）、角膜内（角膜の中）、歯角内、冠動脈内、海綿体内（陰茎の海綿体の拡張可能な空間の中）、ディスク内（ディスクの中）、管内（腺の管の中）、十二指腸内、硬膜内、表皮内、食道内、胃内、歯肉内、腸内、小腸内intralesional（局所的な病巣内、または病巣に直接導入）、intraluminal（管腔内）、intralymphatic（リンパ内）、intramedullary（骨の髄腔内）、intrameningeal（髄膜内）、intramyocardial（心筋内）、intraocular（眼球内）、intraovarian（卵巣内）、intraapericardial（心膜内）、intraapleural（胸膜内）、intraaprostatic（前立腺内）、intraapulmonary（肺内）、intrasinal（鼻腔内、眼窩周囲洞内）、intraspinal（脊椎内）、intrasynovial（関節の滑膜腔内）、intratendinous（腱内）、intratesticular（睾丸内）、intrathecal（脳脊髄軸の任意のレベルの脳脊髄液内）、胸腔内（胸郭内）、管腔内（臓器の管内）、腫瘍内（腫瘍内）、鼓膜内（耳介内）、血管内（血管内）、脳室内（脳室内）、iontophoresis（電流により、可溶性塩類のイオンが体の組織内に移動する）、irrigation（開放された傷や体腔を入浴または洗浄する）、laryngeal（喉頭に直接当てる）、nasogastric（鼻から胃に入れる）、occlusive dressing technique（局所投与後、その部分を塞ぐドレッシングで覆う）、 ophthalmic（外眼部）、oropharyngeal（口や咽頭に直接）、parenteral（非経口）、percutaneous（経皮）、 periarticular（関節周囲）、 peridural（硬膜周囲）、 perineural（硬膜周囲）、periodontal（歯周）、 rectal（直腸）、respiratory（局所的または全身的な効果を得るために、経口または経鼻で吸入して呼吸器管内）、retrobulbar（ポンズの後ろまたは眼球の後ろ）、intramyocardial（心筋に入る）、soft tissue（軟部組織）、subarachnoid（くも膜下）、subconjunctival（結膜下）、submucosal（粘膜下）、topical（局所）、transplacental（胎盤を介して、または胎盤を越えて）、経気管（気管壁を通過）、経鼓膜（鼓膜腔を通過）、尿管（尿管へ）、尿道（尿道へ）、膣、尾側ブロック、診断、神経ブロック、胆道灌流、心臓灌流、フォトフェレーシス、脊髄などがあるが、これらに限定されるものではない。

非経口および注射剤の投与
いくつかの実施形態では、本開示の医薬組成物、CA2バイオサーキット、CA2バイオサーキットコンポーネント、それらのSREを含むCA2エフェクターモジュール、またはペイロードは、非経口的に投与されてもよい。経口および非経口投与のための液体剤形には、薬学的に許容されるエマルション、マイクロエマルション、溶液、懸濁液、シロップ、および／またはエリキシルが含まれるが、これらに限定されない。活性成分に加えて、液体製剤は、例えば、水やその他の溶媒、可溶化剤、乳化剤などの当業界で一般的に使用されている不活性希釈剤を含んでいてもよい。安息香酸ベンジル、プロピレングリコール、1,3-ブチレングリコール、ジメチルホルムアミド、油（特に、綿実油、落花生油、トウモロコシ油、胚芽油、オリーブ油、ヒマシ油、ゴマ油）、グリセロール、テトラヒドロフルフリルアルコール、ポリエチレングリコール、ソルビタンの脂肪酸エステルなどの可溶化剤や乳化剤、およびそれらの混合物が挙げられる。口腔用組成物は、不活性な希釈剤の他に、湿潤剤、乳化剤、懸濁剤、甘味料、香味料、および／または香料などのアジュバントを含むことができる。非経口投与のための特定の実施形態では、組成物は、クレモフール（登録商標）、アルコール、油、変性油、グリコール、ポリソルベート、シクロデキストリン、ポリマー、および／またはこれらの組み合わせなどの可溶化剤と混合される。他の実施形態では、ヒドロキシプロピルセルロースのような界面活性剤が含まれる。
注射剤、例えば、無菌注射剤の水性または油性の懸濁液は、適切な分散剤、湿潤剤、および／または懸濁剤を用いて、公知の技術に従って配合することができる。滅菌注射剤は、例えば、1,3-ブタンジオール中の溶液として、非毒性の非経口的に許容される希釈剤および／または溶媒中の滅菌注射剤溶液、懸濁液、および／またはエマルションであってもよい。水、リンゲル液、U.S.P.、等張塩化ナトリウム溶液などが使用可能である。溶媒や懸濁液には、無菌の固定油を使用するのが一般的である。この目的のためには、合成モノまたはジグリセリドを含む任意のブランドの固定油を使用することができる。オレイン酸などの脂肪酸は、注射剤の調製に使用することができる。
注射剤は、例えば、細菌を保持するフィルターでろ過したり、使用前に無菌水や他の無菌注射剤に溶解または分散させることができる無菌固体組成物の形で滅菌剤を組み込むことによって、滅菌することができる。

活性成分の効果を長持ちさせるためには、皮下注射や筋肉注射による活性成分の吸収を遅らせることが望ましい場合が多い。そのためには、水溶性の低い結晶性物質や非結晶性物質の液体懸濁液を使用することが望ましい。活性成分の吸収率は溶解率に依存し、溶解率は結晶の大きさや結晶の形に依存すると考えられる。また、非経口的に投与された薬剤の吸収を遅らせるために、薬剤を油性ビヒクルに溶解または懸濁させる方法もある。また、ポリ乳酸-ポリグリコリドなどの生分解性ポリマーに薬物をマイクロカプセル化したマトリックスを形成することにより、注射用デポ剤を製造することができる。薬物とポリマーの比率や、採用するポリマーの性質によって、薬物の放出速度をコントロールすることができる。その他の生分解性ポリマーの例としては、ポリ（オルソエステル）やポリ（無水物）などがある。デポ剤は、体内組織に適合するリポソームやマイクロエマルジョンに薬物を封入して調製される。

眼または耳鼻への投与
いくつかの実施形態では、本開示の医薬組成物、CA2バイオサーキット、CA2バイオサーキットコンポーネント、そのSREを含むCA2エフェクターモジュール、またはペイロードは、眼および／または耳鼻の投与に適した製剤で調製、包装、および／または販売することができる。そのような製剤は、例えば、水性および／または油性の液体賦形剤中の活性成分の0.1/1.0％（w/w）溶液および／または懸濁液を含む、点眼剤および／または点耳剤の形態であってもよい。このような点眼薬は、さらに緩衝剤、塩、および/または本明細書に記載された任意の追加成分の1つ以上を含んでいてもよい。その他の眼科投与可能な製剤としては、活性成分を微結晶状および／またはリポソーム状にしたものが有用である。また、網膜下挿入物も投与形態として使用することができる。

検知剤とラベル
刺激、CA2生体回路システムおよびコンポーネント、SREを含むCA2エフェクターモジュール、およびペイロードは、1つまたは複数の放射性薬剤または検出可能な薬剤と関連付けられているか、または結合されていてもよい。
これらの薬剤には、様々な有機小分子、無機化合物、ナノ粒子、酵素または酵素基質、蛍光物質、発光物質（例えば、ルミノール）、生物発光物質（例えば、ルシフェラーゼ、ルシフェリン、アエクオリン）、化学発光物質、放射性物質（例えば、¹⁸F、⁶⁷Ga、^81mKr、⁸²Rb、¹¹¹In、¹²³I、¹³³Xe、²⁰¹Tl、¹²⁵I、³⁵S、¹⁴C、³H、または^99mTc（例えば、,pertechnetate（テクネテート（VII）、TcO₄ ^～）として）、および造影剤（例えば、金（例えば、金ナノ粒子）、ガドリニウム（例えば、キレート化されたGd）、酸化鉄（例えば、超常磁性酸化鉄（SPIO））など）、超常磁性酸化鉄（SPIO）、単結晶酸化鉄ナノ粒子（MIONs）、超小型超常磁性酸化鉄（USPIO）など）、マンガンキレート（Mn-DPDPなど）、硫酸バリウム、ヨウ素化造影剤（イオヘキソール）、マイクロバブル、またはパーフルオロカーボンなど）がある。
いくつかの実施形態では、検出可能な薬剤は、活性化によって検出可能になる非検出可能な前駆体であってもよい（例えば、蛍光性テトラジン-フルオロフォア構築物（例えば、テトラジン-BODIPY FL、テトラジン-Oregon Green 488、またはテトラジン-BODIPY TMR-X）、または酵素活性化可能な蛍光性薬剤（例えば、PROSENSE（登録商標）（VisEn Medical）））。酵素標識組成物が使用できるインビトロアッセイには、酵素結合免疫吸着アッセイ（ELISA）、免疫沈降アッセイ、免疫蛍光、酵素免疫アッセイ（EIA）、ラジオイムノアッセイ（RIA）、およびウェスタンブロット分析が含まれるが、これらに限定されない。

キット
本開示は、本開示の方法を簡便かつ効果的に実施するための様々なキットを含む。典型的には、キットは、ユーザーが被験体の1つまたは複数の治療を行い、1つまたは複数の実験を行うことができるように、十分な量および数の構成要素を含む。
一実施形態では、本開示は、本開示のCA2バイオサーキットまたは本開示のCA2バイオサーキットの組み合わせを、任意に他の適切な活性剤と組み合わせて含む、インビトロまたはインビボで遺伝子を阻害するためのキットを提供する。
キットは、製剤組成物を形成するための包装および説明書および／または送達剤をさらに含んでいてもよい。送達剤は、例えば、生理食塩水、緩衝液などから構成されていてもよい。

追加の実施形態では、アッセイのスクリーニングキットが提供される。キットは、スクリーニングアッセイのための容器を含む。アッセイの使用説明書およびスクリーニング方法に関する情報が、キットに含まれるようになっている。

IV.アプリケーション
本開示のCA2バイオサーキット、CA2エフェクターモジュール、SRE、刺激、組成物または刺激の1つ以上を含むシステムは、治療、診断および予後、バイオエンジニア、バイオプロセシング、バイオファクトリー、研究剤、メタボロミクス、遺伝子発現、酵素置換などを含むがこれらに限定されない多種多様な用途に利用することができる。

治療上の利用
がん免疫療法
がん免疫療法は、がんに対する免疫系の反応性を誘導または回復させることを目的としている。免疫療法の研究が大きく進展したことにより、様々な戦略が開発されており、それらは大きく能動的免疫療法と受動的免疫療法に分類される。一般的に、これらの戦略は、がん細胞を直接殺すため、または免疫抑制性の腫瘍微小環境に対抗するために利用される。積極的免疫療法は、内因性で長期にわたる腫瘍抗原特異的な免疫反応の誘発を目的とする。この反応は、サイトカインなどの免疫反応修飾因子を非特異的に刺激することで、さらに高めることができる。一方、受動的免疫療法は、腫瘍抗原特異的な細胞傷害性T細胞や抗体などのエフェクター免疫分子を宿主に投与するアプローチである。このアプローチは短命であり、複数回の適用が必要である。
現在の免疫療法の有効性は、著しい進歩にもかかわらず、関連する毒性によって制限されている。これは、臨床的に意味のある治療効果を得るためには、致命的な毒性の限界まで治療量を増やす必要があることに起因している。さらに、養子移入によって移された免疫細胞は、患者の体内で予測不能に増殖し続けるため、投与量は生体内で拡大していく。
免疫療法の主なリスクは、腫瘍関連抗原（TAA）の正常組織での発現に反応してT細胞が活性化されることで生じる、オンターゲットでありながら腫瘍外の副作用である。特定のTAAに対してT細胞受容体を発現させたT細胞を用いた臨床試験では、免疫療法に対する皮膚の発疹、大腸炎、難聴などが報告されている。

また、免疫療法では、免疫療法に反応して腫瘍細胞が死滅したときに現れる標的腫瘍上の毒性が生じることがある。この副作用には、腫瘍溶解症候群、サイトカイン放出症候群、関連するマクロファージ活性化症候群などがある。重要なのは、これらの副作用が腫瘍の破壊中に発生する可能性があることであり、したがって、腫瘍上の免疫療法が成功しても、毒性が発生する可能性がある。したがって、免疫療法を制御するアプローチは、毒性を低減し、有効性を最大化する可能性があるため、非常に望ましい。
本開示は、がん免疫療法のためのシステム、組成物、免疫療法剤および方法を提供する。これらの組成物は、免疫療法における遺伝子発現および機能の調整可能な制御を提供する。また、本開示は、CA2生体回路システム、CA2エフェクターモジュール、刺激応答要素（SRE）およびペイロード、ならびに前記のいずれかをコードするポリヌクレオチドを提供する。一態様では、本明細書に記載されているシステム、組成物、免疫療法剤および他の構成要素は、別途追加された刺激によって制御することができ、これにより、がん免疫療法を調節するための大きな柔軟性が得られる。さらに、本開示のシステム、組成物、および方法は、化学療法剤、低分子、遺伝子治療、および抗体などの治療剤と組み合わせることもできる。
本明細書に記載されているシステムおよび組成物の調整可能な性質は、免疫療法の効力および持続時間を向上させる可能性がある。本開示の組成物を用いて養子的に移植された細胞の生物学的活性を可逆的にサイレンシングすることにより、取り返しのつかないほどに殺して治療を終了させることなく、細胞治療の可能性を最大限に高めることができる。

本開示は、患者への投与後に免疫療法を微調整する方法を提供する。これにより、免疫療法の安全性と有効性が向上し、免疫療法から恩恵を受ける可能性のある対象者が増加する。
一実施形態では、CA2生体回路システム、CA2エフェクターモジュール、SRE、および任意の薬剤の発現レベルと活性を調整するコンポーネントを、免疫療法に使用することができる。非限定的な例として、免疫療法剤は、抗体およびその断片・変種、がん特異的T細胞受容体（TCR）およびその変種、抗腫瘍特異的キメラ抗原受容体（CAR）、キメラスイッチ受容体、共阻害性受容体またはリガンドの阻害剤、共刺激性受容体およびリガンドのアゴニスト、サイトカイン、ケモカイン、サイトカイン受容体、ケモカイン受容体、可溶性成長因子、代謝因子、自殺遺伝子、ホーミング受容体など、細胞および被験者に免疫応答を誘導するあらゆる薬剤であってもよい。
いくつかの実施形態では、免疫応答を誘導するための組成物は、CA2エフェクターモジュールを含んでもよい。いくつかの実施形態では、CA2エフェクターモジュールは、少なくとも1つのペイロードに動作可能に連結された刺激応答要素（SRE）を含んでいてもよい。一態様では、ペイロードは、免疫療法剤であってもよい。

いくつかの実施形態では、本開示のCA2バイオサーキットシステム、CA2エフェクターモジュール、および組成物は、免疫療法剤のタンパク質（ペイロード）機能抗腫瘍免疫応答の翻訳後調節に関するものである。

1. 養子細胞移植(養子免疫療法)
いくつかの実施形態では、少なくとも1つのCA2生体回路システム、CA2エフェクターモジュール、SRE、および／または目的のペイロード（例えば、免疫療法剤）を発現するように遺伝子組み換えされた細胞を、養子細胞療法（ACT）に使用することができる。本明細書では、養子細胞移植とは、直接的な抗がん活性を持つ免疫細胞（自己、同種、または遺伝子組み換え宿主から）を投与することを意味する。ACTは、悪性疾患や感染症に対する臨床応用が期待されている。例えば、CD19を認識するように遺伝子操作されたT細胞は、濾胞性B細胞リンパ腫の治療に使用され（Kochenderferら、Blood, 2010, 116:4099-4102；およびKochenderfer and Rosenberg, Nat Rev Clin Oncol,2013, 10(5): 267-276）、抗腫瘍性T細胞受容体を発現するように遺伝子改変された自己リンパ球を用いたACTが転移性メラノーマの治療に用いられている（Rosenberg and Dudley, Curr. Opin. Immunol. 2009, 21: 233-240）。
本開示によれば、CA2バイオ回路およびシステムは、養子移入細胞療法などの細胞療法の開発および実施に使用することができる。細胞療法に有用な特定のエフェクターモジュールは、国際公開第WO2017／180587号の図7～12に示されており、その内容は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。CA2バイオサーキット、CA2エフェクターモジュール、およびそれらのSREとペイロードは、CAR療法を実現するために、TILの操作または調節において、同種細胞療法において、他の治療ライン（例えば、放射線、サイトカイン）との併用T細胞療法において、人工TCR、または改変TCRをコード化するために、あるいはTCR以外のT細胞を強化するために（例えば、サイトカイン遺伝子、チェックポイント阻害剤PD1、CTLA4の遺伝子を導入することによって）、細胞療法において使用され得る。
本明細書では、養子細胞療法に使用するための方法を提供する。本方法は、それを必要とする対象を事前に調整すること、本開示のSRE、CA2バイオサーキットおよび組成物を用いて免疫細胞を調節すること、本明細書に記載の組成物を発現する人工免疫細胞を対象に投与すること、および対象内での人工細胞の生着に成功することを含む。

いくつかの実施形態では、本開示のSRE、CA2バイオサーキットおよび組成物は、養子細胞療法に関連するプレコンディショニングレジメンを最小化するために使用することができる。本明細書で使用される「プレコンディショニング」とは、養子細胞療法の結果を改善するために対象者に投与される任意の治療レジメンを指す。前処理としては、全身照射やリンパ節除去のための化学療法などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。前処理を行わない養子療法の臨床試験では、臨床上の有益性が示されておらず、ACTにおける前処理の重要性が示されている。しかし、プレコンディショニングは重大な毒性を伴い、ACTに適した被験者コホートが限定される。いくつかの例では、ACT用の免疫細胞は、本開示のSREを使用してペイロードとしてIL12およびIL15などのサイトカインを発現するように設計され、プレコンディショニングの必要性を低減することができる（Pengramら（2012）Blood 119（18）：4133-41、その内容は参照により全体として組み込まれる）。
いくつかの実施形態では、ACTのための免疫細胞は、樹状細胞、CD8⁺ T細胞およびCD4 ⁺T細胞などのT細胞、ナチュラルキラー（NK）細胞、NK T細胞、細胞傷害性Tリンパ球（CTL）,腫瘍浸潤リンパ球（TILs）、リンパカイン活性化キラー（LAK）細胞、メモリーT細胞、制御性T細胞（Tregs）、ヘルパーT細胞、サイトカイン誘発性キラー（CIK）細胞、およびこれらの任意の組み合わせであってもよい。他の実施形態では、ACT用の免疫刺激細胞は、胚性幹細胞（ESC）および人工多能性幹細胞（iPSC）から生成されてもよい。いくつかの実施形態では、自己または同種の免疫細胞がACTのために使用される。
いくつかの実施形態では、ACTに使用される細胞は、関心のある腫瘍細胞上の抗原に特異的な抗原結合ドメインを含むCARを発現するように設計されたT細胞であってもよい。他の実施形態では、ACTに使用される細胞は、関心のある腫瘍細胞上の抗原に特異的な抗原結合ドメインを含むCARを発現するように設計されたNK細胞であってもよい。免疫療法のための遺伝子組み換えT細胞（例えば、CAR T細胞）の養子移入に加えて、CARを発現する別の種類の白血球を、単独で、またはCAR T細胞と組み合わせて、養子免疫療法に使用してもよい。一例では、T細胞とNK細胞の混合物をACTに使用してもよい。本開示によれば、T細胞およびNK細胞におけるCARの発現レベルは、CA2エフェクターモジュールのCARに作動可能に連結されたDD（複数可）に結合する小分子によって調整および制御される。

いくつかの実施形態では、本開示のCARは、T細胞の力価を高めつつ、均一なCAR発現を達成するために、T細胞におけるT細胞受容体α定数（TRAC）遺伝子座の転写制御下に置かれてもよい。TRAC遺伝子座は、CRISPR/Cas 9、ジンクフィンガーヌクレアーゼ（ZFN）、TALENを使用して破壊し、その後にCAR構築物を挿入してもよい。TRAC遺伝子座に向けられたCARコンストラクトをエンジニアリングする方法は、Eyquem J. et al (2017) Nature.543(7643):113-117に記載されている（その内容は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる）。
いくつかの実施形態では、本組成物を発現するように設計されたNK細胞をACTに使用することができる。NK細胞の活性化は、標的細胞におけるパーフォリン／グランザイム依存性のアポトーシスを誘導する。また、NK細胞の活性化は、IFNγ、TNF-α、GM-CSFなどのサイトカインの分泌を誘導する。これらのサイトカインは、マクロファージの貪食機能や抗菌活性を高め、樹状細胞（DC）などの抗原提示細胞による抗原提示のアップレギュレーションを介して、適応免疫応答を増強する（Reviewed by Vivier et al.Immunol., 2008, 9(5): 503-510に掲載されている。）
遺伝子組み換えの他の例としては、キメラ抗原受容体（CAR）の導入や、NKG2Aなどの阻害性NK細胞受容体のダウンレギュレーションなどが考えられる。

また、NK細胞は、腫瘍細胞との相互作用時に、NK細胞の阻害シグナルを回避するように遺伝的に再プログラムされてもよい。例えば、CRISPR、ZFN、またはTALENを使用して、NK細胞を遺伝的に改変し、その阻害性受容体を沈黙させることで、NK細胞の抗腫瘍能力を高めることができる。
免疫細胞は、当技術分野で知られている様々な方法を用いてex vivoで分離・拡大することができる。例えば、細胞障害性T細胞を単離および拡大する方法は、米国特許第6,805,861および6,531,451；米国特許公開NO.US20160348072A1および国際特許公開NO．WO2016168595A1に記載され、これらの各々の内容は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。NK細胞の単離および拡大は、米国特許公開NO.US20150152387A1、米国特許7,435,596、およびOyer, J.L. (2016) Cytotherapy.18(5):653-63；に記載され、これらの各々の内容は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。具体的には、ヒト初代NK細胞は、フィーダー細胞例えば、膜結合IL15、IL21、IL12および4-1BBLを発現するように遺伝的に改変されたミエロイド細胞株の存在下で増殖させてもよい。
いくつかの例では、免疫細胞のサブ集団がACTのために濃縮されることがある。免疫細胞を濃縮するための方法は、国際特許公開WO2015039100A1に記載されている。別の例では、BおよびTリンパ球減衰マーカーBTLAに陽性のT細胞は、米国特許出願NO．9,512,401中に記載されているように、抗がん剤反応性を有するT細胞を濃縮するために使用されてもよい（それぞれの内容は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる）。

いくつかの実施形態では、ACT用の免疫細胞は、T細胞の拡大を強化するために選択されたサブ集団を枯渇させてもよい。例えば、免疫細胞は、米国特許公開NO.US 20160298081A1に教示されている方法を用いて、抗腫瘍免疫応答を最小化するためにFoxp3+ Tリンパ球を枯渇させてもよく、その内容は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
いくつかの実施形態では、ACTのためのT細胞の活性化および拡大は、細胞表面上に一過性に発現したキメラ抗原受容体（CAR）の抗原刺激によって達成される。そのような活性化方法は、国際特許NO.WO2017015427に記載されており、その内容は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
いくつかの実施形態では、免疫細胞は、抗原提示細胞（APC）に関連する抗原によって活性化されてもよい。いくつかの実施形態では、APCは、抗原特異的または非特異的な樹状細胞、マクロファージまたはB細胞であってもよい。APCは、その器官において、自己または同種のものであってもよい。いくつかの実施形態では、APCは、細胞ベースのaAPCまたはアセルラーaAPCなどの人工抗原提示細胞（aAPC）であってもよい。細胞ベースのAPCは、ヒト赤白血病細胞などの遺伝的に改変された同種細胞、またはネズミの繊維芽細胞やショウジョウバエの細胞などの異種細胞のいずれかから選択されてもよい。また、APCは、抗原やコスティミュレーションドメインがラテックスビーズ、ポリスチレンビーズ、脂質小胞、エクソソームなどの合成表面に提示された細胞性のものであってもよい。

いくつかの実施形態では、本明細書に記載の細胞、具体的にはT細胞は、人工細胞プラットフォームを使用して拡大されてもよい。一実施形態では、成熟T細胞は、Seet CS et al. 2017. Nat Methods. 14, 521-530に記載した人工胸腺オルガノイド（ATO）を用いて生成されてもよい（その内容は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる）。ATOは、delta like canonical notch ligand（DLL1）を発現するストローマ細胞株に基づいている。この方法では、ストローマ細胞を遠心分離により造血幹細胞および前駆細胞と凝集させ、気液界面の細胞培養インサート上に展開してオルガノイド培養を行う。ATO由来のT細胞は、ナイーブな表現型を持ち、多様なT細胞受容体（TCR）レパートリーとTCR依存性の機能を持っている。
いくつかの実施形態では、養子細胞療法は、治療を必要とする対象者から細胞を得て、その細胞を分離・処理した後に同じ対象者に投与する自己移入によって行われる。他の例では、ACTは、最終的に細胞治療を受けるレシピエント被験者とは別のドナー被験者から細胞を分離および／または調製する同種移植を伴う場合があります。ドナー被験者とレシピエント被験者は、遺伝的に同一または類似していてもよいし、同じHLAクラスまたはサブタイプを発現していてもよい。
いくつかの実施形態では、ACTのために免疫細胞に導入される複数の免疫療法剤（例えば、T細胞およびNK細胞）は、同一のCA2バイオサーキットシステムによって制御されてもよい。他の実施形態では、ACTのために免疫細胞（例えば、T細胞およびNK細胞）に導入される複数の免疫療法剤は、異なるバイオサーキットシステムによって制御されてもよい。別の例では、自殺遺伝子およびCARコンストラクトが、2つの別々のエフェクターモジュールに連結されてもよい。

本明細書に記載されているSRE、CA2バイオサーキット、および組成物を用いた遺伝的調節の後、細胞はそれを必要とする対象に投与される。養子細胞療法のための細胞の投与方法は知られており、提供される方法および組成物に関連して使用することができる。例えば、養子T細胞療法の方法は、例えば、Gruenbergらに対する米国特許出願公開第2003／0170238号；Rosenbergに対する米国特許第4，690，915号；Rosenberg（2011）Nat Rev Clin Oncol．8(10):577-85)、Themeliら（2013）Nat Biotechnol.31(10): 928-933; Tsukahara et al. (2013) Biochem Biophys Res Commun 438(1): 84-9; Davila et al. (2013) PLoS ONE 8(4): e61338;に記載され、これらの各々の内容は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
いくつかの実施形態では、ACT用の免疫細胞は、免疫細胞の活性化、浸潤、拡大、生存、および抗腫瘍機能を促進する1つまたは複数の免疫治療剤を発現するように改変されてもよい。免疫治療剤は、異なる標的分子に特異的な第2のCARまたはTCR、サイトカインまたはサイトカイン受容体、抑制性シグナルを刺激性シグナルに変換するキメラスイッチ受容体、養子移入された細胞を腫瘍組織などの標的部位に誘導するホーミング受容体、免疫細胞の代謝を最適化する薬剤、または移植後に重篤な事象が発生した場合や、移植した免疫細胞が不要になった場合に、活性化したT細胞を死滅させる安全スイッチ遺伝子（例えば、自殺遺伝子）などであってもよい。
いくつかの実施形態では、養子縁組細胞移植に用いる免疫細胞を遺伝子操作して、その持続性、細胞毒性、腫瘍ターゲティング能力、および生体内の疾患部位への帰巣能力を向上させ、がん患者の腫瘍を死滅させる能力をさらに向上させることを目的としている。一例として、γ-サイトカイン（IL2、IL15）などのサイトカインからなる本明細書に記載のCA2エフェクターモジュールを免疫細胞に導入し、免疫細胞の増殖と生存を促進することが挙げられる。サイトカイン遺伝子（γ-サイトカインIL2やIL15など）を細胞に導入することで、外因性サイトカインを添加することなく免疫細胞を増殖させることができ、サイトカインを発現したNK細胞は腫瘍細胞傷害性を高めることができる。

いくつかの実施形態では、CA2バイオサーキット、SREまたはCA2エフェクターモジュールを利用して、T細胞の消耗を防ぐことができる。本明細書で使用される「T細胞消耗」とは、慢性的なT細胞活性化によって引き起こされるT細胞機能の段階的かつ漸進的な喪失を意味する。T細胞の消耗は、抗ウイルス剤や抗腫瘍剤などの免疫療法の効果を制限する主な要因である。消耗したT細胞は、増殖能やサイトカイン産生能が低く、同時にアポトーシス率が高く、複数の抑制性受容体の表面発現が高い。消耗したT細胞の活性化は、抗原の存在下でも非存在下でも起こりうる。
CA2生体回路およびその構成要素は、キメラ抗原受容体-T細胞療法（CAR-T）において、T細胞の消耗を防ぐために利用されることがある。この文脈では、場合によっては、CARのscFvsが細胞表面上でオリゴマー化し、CARの細胞内ドメインの継続的な活性化につながることで、消耗が生じることがある。非限定的な例として、本開示のCARは、オリゴマー化することができないscFvsを含んでもよい。別の非限定的な例として、抗原曝露後に迅速に内包され、再発現するCARも、細胞表面での慢性的なscFvのオリゴマー化を防ぐために選択されてもよい。一実施形態では、構成的なCARシグナリングを防ぐために、scFvsのフレームワーク領域を改変してもよい（Long et al.2014.Cancer Research.74(19) S1、その内容は参照によりその全体が組み込まれる）。また、本開示の調整可能なCA2生体回路システムは、慢性的なT細胞の活性化を防ぐために、T細胞表面上のCARの表面発現を調節するために使用されてもよい。本明細書に記載のCARはまた、消耗を最小限に抑えるように設計されてもよい。非限定的な例として、41-BBシグナリングドメインは、T細胞の消耗を改善するためにCAR設計に組み込まれてもよい。いくつかの実施形態では、Long H Aらによって開示された戦略のいずれかが、消耗を防ぐために利用されてもよい（Long A Hら（2015）Nature Medicine 21，581-590、その内容は参照により全体が本明細書に組み込まれる）。

いくつかの実施形態では、本開示のCA2生体回路の調整可能な性質を利用して、トニックCARシグナリングで観察されるヒトT細胞の消耗を逆転させることができる。本開示の組成物を用いて、養子移入された細胞の生物学的活性を可逆的にサイレンシングすることで、強直性シグナル伝達を逆転させ、それによりT細胞を再活性化させることができる。消耗の反転は、消耗に関連する複数の抑制性受容体のダウンレギュレーションによって測定することができる。
いくつかの実施形態では、T細胞の代謝経路を改変して、T細胞の消耗のしやすさを減少させてもよい。代謝経路には、解糖、尿素サイクル、クエン酸サイクル、β酸化、脂肪酸生合成、ペントースリン酸経路、ヌクレオチド生合成、およびグリコーゲン代謝経路が含まれ得るが、これらに限定されない。非限定的な例として、解糖速度を低下させるペイロードは、T細胞の消耗を制限または防止するために利用することができる（Long et al.Journal for Immunotherapy of Cancer 2013, 1(Suppl 1):P21、その内容は参照によりその全体が組み込まれる）。一実施形態では、本開示のT細胞は、2-デオキシグルコースなどの解糖の阻害剤、およびラパマイシンと組み合わせて使用されてもよい。
いくつかの実施形態では、免疫療法に有用な本開示のCA2エフェクターモジュールは、T細胞内のT細胞受容体α遺伝子座定数（TRAC）遺伝子座の転写制御下に置かれてもよい。Eyquemらは、TRAC遺伝子座からのCARの発現が、T細胞の消耗と、過剰なT細胞の活性化に起因するT細胞の分化促進を防ぐことを示している（Eyquem J. et al (2017) Nature.543(7643):113-117、その内容は参照により全体が本明細書に組み込まれる）。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載のペイロードは、T細胞の消耗に関連するT細胞表面マーカーを標的とする抗体またはフラグメントと組み合わせて使用することができる。使用することができるT細胞消耗に関連するT細胞表面マーカーには、CTLA-1、PD-1、TGIT、LAG-3、2B4、BTLA、TIM3、VISTA、およびCD96が含まれるが、これらに限定されない。

一実施形態では、本明細書に記載のペイロードは、初期T細胞の消耗に関連するマーカーのアップレギュレーションを示さないCD276 CAR（CD28、4-IBB、およびCD3ゼータ細胞内ドメインを有する）であってもよい（国際特許公開第WO2017044699号を参照、その内容は参照により全体として組み込まれる）。
いくつかの実施形態では、本開示の組成物は、対象におけるTIL（腫瘍浸潤リンパ球）集団を変化させるために利用されてもよい。一実施形態では、本明細書に記載のペイロードのいずれかを利用して、CD4陽性細胞とCD8陽性集団との比率を変化させてもよい。ある実施形態では、TILをex vivoで選別し、本明細書に記載のサイトカインのいずれかを発現するように操作してもよい。本明細書に記載のペイロードは、TIL媒介免疫応答を増強するためにTILのCD4および／またはCD8集団を拡大するために利用されてもよい。

2.がんワクチン
いくつかの実施形態では、本開示のCA2バイオサーキット、CA2エフェクターモジュール、目的のペイロード（例えば、免疫療法剤）、ベクター、細胞、および組成物は、がんワクチンと組み合わせて使用することができる。
いくつかの実施形態では、がんワクチンは、腫瘍関連抗原（TAA）に由来するペプチドおよび／またはタンパク質を含んでいる。このような戦略は、対象者に免疫反応を引き起こすために利用されることがあり、これは、いくつかの例では、細胞障害性Tリンパ球（CTL）反応であるかもしれない。また、がんワクチンに使用されるペプチドは、対象者の変異プロファイルに合わせて改変されることがある。例えば、治療を必要とする対象者に見られる変異と一致する変異を有するEGFR由来のペプチドは、肺がん患者に使用することに成功している（Li F et al.（2016）Oncoimmunology.Oct 7;5(12): e1238539;その内容は参照により全体が本明細書に組み込まれる）。
一実施形態では、本開示のがんワクチンは、TAAに由来するスーパーアゴニスト改変ペプチドリガンド（APL）であってもよい。これらは、ネイティブなペプチド配列から1つ以上のアミノ酸が逸脱している変異ペプチドリガンドであり、ネイティブなエピトープよりも効果的に特定のCTLクローンを活性化する。このような変化により、ペプチドが制限を受けるクラスI MHC分子とよりよく結合したり、所定の腫瘍特異的CTLサブセットのTCRとより有利に相互作用したりする可能性がある。APLは、米国特許出願公開NO.US20160317633A1（その内容は参照により全体が本明細書に組み込まれる）に教示されている方法を用いて、APLを選択することができる。

3.コンビネーション・トリートメント
いくつかの実施形態では、対象者への投与のために、本明細書に記載の組成物、ベクター、および細胞を組み合わせることが望ましい。異なる免疫療法剤を含む本明細書に記載の組成物は、免疫療法の強化のために組み合わせて使用することができる。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載されている組成物をアジュバントと組み合わせて、抗原特異的な免疫応答の効力と寿命を高めることが望ましい。併用療法で免疫賦活剤として使用されるアジュバントには、抗原を送達する生物学的分子または送達キャリアが含まれる。非限定的な例として、本開示の組成物は、サイトカイン、Toll Like Receptor、バクテリア毒素、および／またはサポニンなどの生物学的アジュバントと組み合わせてもよい。他の実施形態では、本開示の組成物を送達キャリアと組み合わせてもよい。例示的な送達担体には、ポリマーミクロスフェア、免疫刺激複合体、エマルション（水中油型または油中水型）、アルミニウム塩、リポソームまたはビロソームが含まれる。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載のCA2バイオサーキット、CA2エフェクターモジュール、SREおよびペイロードを発現するように改変されたエフェクター免疫細胞を、本明細書に記載の生物学的アジュバントと組み合わせてもよい。CARとサイトカインおよびリガンドの二重制御により、標的を媒介とする活性化の動態制御を内在性細胞のT細胞拡大から分離する。また、このような二重規制は、患者におけるプレコンディショニングレジメンの必要性を最小化する。

いくつかの実施形態では、1つまたは複数の抗原特異的TCRまたはCARを発現するように改変されたエフェクター免疫細胞を、免疫抑制性の腫瘍微小環境を変換する免疫療法剤を含む本明細書に記載の組成物と組み合わせてもよい。
ある局面では、同一細胞上の異なる標的分子に特異的なCARを発現するように改変されたエフェクター免疫細胞を組み合わせてもよい。例えば、CD19 CARを発現するように改変されたT細胞と、同じCD19 CARを発現するように改変されたNK細胞を組み合わせて、B細胞悪性腫瘍を治療することができる。
他の実施形態では、CARを発現するように改変した免疫細胞をチェックポイントブロック剤と併用することができる。

いくつかの実施形態では、本明細書に記載のCA2バイオサーキット、CA2エフェクターモジュール、SRE、ペイロードを発現するように改変されたエフェクター免疫細胞を、本明細書に記載のがんワクチンと組み合わせることができる。
いくつかの実施形態では、本開示の方法は、本開示の組成物と、がん、感染症、および他の免疫不全障害の治療に有効な他の薬剤、例えば、抗がん剤との組み合わせを含むことができる。本明細書で使用される「抗がん剤」という用語は、例えば、がん細胞を死滅させること、がん細胞にアポトーシスを誘導すること、がん細胞の成長率を低下させること、転移の発生率または数を低下させること、腫瘍サイズを低下させること、腫瘍の成長を阻害すること、腫瘍またはがん細胞への血液供給を低下させること、がん細胞または腫瘍に対する免疫応答を促進すること、がんの進行を防止または抑制すること、またはがんに罹患した対象者の寿命を増加させることによって、対象者のがんに悪影響を及ぼすことができる任意の薬剤を指す。
いくつかの実施形態では、抗がん剤または治療は、化学療法剤、または放射線療法、免疫療法剤、手術、または本開示との組み合わせにより治療効果を向上させる他の治療剤であってもよい。

一実施形態では、CD19 CARを含むCA2エフェクターモジュールは、国際特許出願NO.WO2016164580（その内容は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる）に教示されている方法を用いて、バーキットチロシン受容体キナーゼ（BTK）阻害剤などのアミノピリミジン誘導体と組み合わせて使用することができる。
いくつかの実施形態では、本開示の組成物は、腫瘍細胞の表面上のいくつかの標的分子に特異的な抗体など、本明細書に記載の本発明療法以外の免疫療法と組み合わせて使用することができる。
例示的な化学療法には、限定されるものではないが、アシビシン；アクラルビシン；塩酸アコダゾール；アクロニン；アドゼレシン；アルデスロイキン；アルトレタミン；アンボマイシン；酢酸アメタントロン；アムサクリン；アナストロゾール；アンスラマイシン；アスパラギナーゼ；アスペリン、スリンダック、クルクミン、メクロルエタミン、シクロホスファミド、イホスファミド、メルファラン、クロラムブシルなどのナイトロジェンマスタードを含むアルキル化剤；カルムスチン（BC U）、ロムスチン（CCNU）、セムスチン（メチル-CC U）などのニトロソウレア類、トリエチレンメラミン（TEM）、トリエチレン、チオホスホラミド（チオテパ）、ヘキサメチルメラミン（HMM、アルトレタミン）などのチレンイミン／メチルメラミン、ブスルファンなどのアルキルスルホン酸塩、ダカルバジン（DTIC）などのトリアジン類メトトレキサート、トリメトレキサートなどの葉酸類似物質、5-フルオロウラシル、フルオロデオキシウリジン、ゲムシタビン、シトシンアラビノシド（AraC、シタラビン）、5-アザシチジン、2.2'-ジフルオロデオキシウリジンなどのピロリジン類似物質などの代謝拮抗剤2'-ジフルオロデオキシシチジン、6-メルカプトプリン、6-チオグアニン、アザチオプリンなどのプリンアナログ、2'-デオキシコホルマイシン（ペントスタチン）、エリスロヒドロキシノニルアデニン（EHNA）、フルダラビンリン酸塩、2-クロロデオキシアデノシン（クラドリビン、2-CdA）など、パクリタキセルなどの抗ミトコンドリア薬、ビンブラスチン（VLB）、ビンクリスチン、ビノレルビンなどのビンカアルカロイド、タキソテール、エストラムスチン、エストラムスチンリン酸塩などの天然物、エトポシド、テニポシドなどのエピポドフィロトキシン類；アクチモマイシンD、ダウノマイシン（ルビドマイシン）、ドキソルビシン、ミトキサントロン、イダルビシン、ブレオマイシン、プリカマイシン（ミトラマイシン）、マイトマイシンC、アクチノマイシンなどの抗生物質、L-アスパラギナーゼなどの酵素、インターフェロン(IFN)-ガンマ、腫瘍壊死因子(TNF)-アルファ、TNF-ベータ、GM-CSFなどのサイトカイン、アンジオスタチン、エンドスタチンなどの抗血管新生因子、可溶性VGF/VEGF受容体を含む血管新生因子の受容体の可溶性形態などのFGFまたはVEGFの阻害剤、シスプラチンやカルボプラチンなどの白金錯体、ミトキサントロンなどのアントラセンジオン、ヒドロキシウレアなどの置換尿素、N-メチルヒドラジン（MIFf）やプロカルバジンなどのメチルヒドラジン誘導体、ミトタン（ο,ρ'-DDD）やアミノグルテチミドなどの副腎皮質抑制剤、プレドニゾンおよび同等物、デキサメタゾン、アミノグルテチミドなどの副腎皮質ステロイド拮抗薬、ヒドロキシプロゲステロンカプロエート、メドロキシプロゲステロンアセテート、メゲストロールアセテートなどのプロゲスチンなどのホルモンおよび拮抗薬、ジエチルスチルベストロール、エチニルエストラジオール相当物などのエストロゲン、タモキシフェンなどの抗エストロゲン、プロピオン酸テストステロン、フルオキシメステロン/相当物などのアンドロゲン、フルタミド、ゴナドトロピン放出ホルモンアナログ、ロイプロリドなどの抗アンドロゲン、フルタミドなどの非ステロイド系抗アンドロゲン剤キナーゼ阻害剤、ヒストン・デアセチラーゼ阻害剤、メチル化阻害剤、プロテアソーム阻害剤、モノクローナル抗体、酸化剤、抗酸化剤、テロメラーゼ阻害剤、BH3模倣剤、ユビキチンリガーゼ阻害剤、スタット阻害剤、受容体チロシンキナーゼ阻害剤（メシル酸イマチニブ（GleevacまたはGlivacとして販売されている）およびエルロチニブ（EGF受容体阻害剤）、現在タルベカとして販売されている）などオセルタミビルリン酸塩、アンフォテリシンB、パリビズマブなどの抗ウイルス剤、Sdi 1模倣剤、セムスチン、セネッセンス由来インヒビター1、スパルフォシン酸、スピカマイシンD、スピロムスチン、スプレノペンチン、スポンギスタチン1、スクアラミン、スティピアミド、ストロメライシン阻害剤、スルフィノシン、超活性血管作動性腸ペプチドアンタゴニスト、ベラレゾール、ベラミン、ベルジン、ベルテポルフィン、ビノレルビン、ビンザルチン、ビタクシン、ボロゾール、ザノテロン、ゼニプラチン、ジラスコーブ、ジノスタチンスティマラマー、PI3Kβ低分子阻害剤（GSK2636771）、汎PI3K阻害剤（BKM120）、BRAF阻害剤、ベムラフェニブ（ゼルボラフ）およびダブラフェニブ（タフィンラー）、または前記の任意のアナログまたは誘導体およびバリアントが含まれる。

放射線治療剤および因子には、例えば、γ線、X線、UV線、マイクロ波、電子放射、放射性同位元素などのDNA損傷を誘発する放射線および波動が含まれる。治療は、上述の形態の放射線を局所的な腫瘍部位に照射することによって達成され得る。これらの要因は、DNAの損傷、DNAの前駆体、DNAの複製と修復、染色体の組み立てと維持などに幅広く影響すると考えられる。X線の線量範囲は、1日あたり50～200レントゲンを3～4週間の長期にわたって照射するものから、1回あたり2000～6000レントゲンを照射するものまである。放射性同位元素の投与量は、同位元素の半減期、放出される放射線の強さと種類、腫瘍細胞への取り込みに応じて、大きく異なる。

いくつかの実施形態では、化学療法剤は、レナリドミド（LEN）などの免疫調節剤であってもよい。最近の研究では、レナリドミドがCAR改変T細胞の抗腫瘍機能を高めることが実証されている（Otahal et al.、Oncoimmunology、2015、5（4）：e1115940）。抗腫瘍性抗体の例としては、トシリズマブ、シルトキシマブなどがある。
本開示の組成物と組み合わせて使用することができる他の薬剤には、Fas/Fasリガンド、DR4またはDR5/TRAILおよびGAP接合部などの細胞表面受容体およびそのリガンドのアップレギュレーションに影響を与える薬剤、細胞静菌剤および分化剤、フォーカルアドヒージョンキナーゼ（FAKs）阻害剤およびロバスタチンなどの細胞接着の阻害剤、または抗体C225などのアポトーシス誘導剤に対する高増殖性細胞の感受性を高める薬剤が含まれるが、これらに限定されない。
組み合わせには、本開示の組成物と他の薬剤を同時にまたは別々に投与することが含まれる。あるいは、本発明の免疫療法は、数分、数日、数週間、数ヶ月の範囲の間隔で、他の薬剤／治療法に先行または後続してもよい。

4.疾患
本開示では、必要とする対象における腫瘍体積または負担を低減する方法であって、本明細書に記載の組成物を対象に導入することを含む方法が提供される。
また、本開示は、本明細書に記載の少なくとも1つのCA2エフェクターモジュールを発現するように遺伝的に改変されたエフェクター免疫細胞の有効量を対象者に投与することを含む、対象者の癌を治療する方法を提供する。

癌
様々な癌は、本開示の医薬組成物、CA2バイオサーキット、CA2バイオサーキットコンポーネント、それらのSREを含むCA2エフェクターモジュール、またはペイロードで治療することができる。本明細書で使用する場合、用語「癌」は、周囲の組織に侵入し、新しい身体部位に転移する傾向がある無形成細胞の増殖によって特徴付けられる様々な悪性新生物のいずれかを指し、また、そのような悪性新生物の成長によって特徴付けられる病理学的状態を指す。癌は、腫瘍または血液悪性腫瘍であり、あらゆる種類のリンパ腫／白血病、癌腫および肉腫、肛門、膀胱、胆管、骨、脳、乳房、子宮頸部、子宮内膜、食道、眼、胆嚢、頭頸部、肝臓、腎臓、喉頭、肺、縦隔、口、卵巣、膵臓、陰茎、前立腺、皮膚、小腸、胃、骨髄、尾骨、精巣、甲状腺、子宮に見られる癌や腫瘍などを含むが、これらに限定されない。
本開示の組成物で治療することができる癌腫の種類には、乳頭腫／癌腫、絨毛癌、内胚葉洞腫瘍、奇形腫、腺腫／腺癌、メラノーマ、線維腫、脂肪腫、中皮腫、血管腫、骨腫、軟骨腫、神経膠腫、リンパ腫/白血病、扁平上皮癌、小細胞癌、大細胞未分化癌、基底細胞癌、副鼻腔未分化癌などが含まれる。
本開示の組成物で治療することができる肉腫の種類としては、歯槽軟部肉腫などの軟部組織肉腫、血管肉腫、皮膚線維肉腫、デスモイド腫瘍、デスモプラスティック小円形細胞腫瘍、骨外性軟骨肉腫、骨外性骨肉腫、線維肉腫、血管外皮腫、血管肉腫、カポジ肉腫、平滑筋肉腫、脂肪肉腫、リンパ管肉腫、リンパ肉腫、悪性線維性組織球腫、神経線維肉腫、横紋筋肉腫、滑膜肉腫、アスキン腫瘍、ユーイング肉腫（原始神経外胚葉性腫瘍）、悪性血管内皮腫、悪性神経鞘腫、骨肉腫、軟骨肉腫などが含まれる。

非限定的な例として、治療することができる癌は、急性顆粒球性白血病、急性リンパ球性白血病、急性骨髄性白血病、腺癌、腺肉腫、副腎癌、副腎皮質癌、肛門癌、退形成性星細胞腫、血管肉腫、付録癌、アストロサイトマ、基底細胞癌、B細胞リンパ腫肛門癌、退形成性星細胞腫、血管肉腫、付属癌、星細胞腫、基底細胞癌、B細胞リンパ腫）、胆管癌、膀胱癌、骨癌、腸癌、脳癌、脳幹神経膠腫、脳腫瘍、乳がん、カルチノイド腫瘍、子宮頸がん、胆管がん、軟骨肉腫、慢性リンパ性白血病、慢性骨髄性白血病、大腸がん、結腸直腸がん、頭蓋咽頭腫、皮膚リンパ腫、皮膚黒色腫、びまん性皮膚がん、脳幹神経膠腫、脳腫瘍、膀胱がん、膀胱がん、脳腫瘍、脳幹神経膠腫、乳がん、カルチノイド腫瘍、子宮頸がん、胆管がん、軟骨肉腫、皮膚黒色腫、びまん性星細胞腫、人工膵臓癌、子宮内膜癌、上衣腫、類上皮性肉腫、食道癌、ユーイング肉腫、肝外胆管癌、眼球癌、卵管癌、線維肉腫、胆嚢癌、胃癌、膵臓癌、胆嚢癌、胃癌、消化器癌、消化管カルチノイド癌、消化管間質性腫瘍、一般、胚芽細胞腫、多形性膠芽腫、神経膠腫、毛髪細胞白血病、頭頸部癌。血管内皮腫、ホジキンリンパ腫、ホジキン病、下咽頭癌、浸潤性管状癌、浸潤性小葉癌、炎症性乳癌、腸癌、肝内胆管癌、浸潤性／浸潤性乳癌、膵島細胞癌、顎癌、カポジ肉腫、腎臓癌、喉頭癌、平滑筋肉腫、下肢静脈瘤転移、白血病、口唇癌、脂肪肉腫肝臓がん、人工肺小葉がん、低悪性度星細胞腫、肺がん、リンパ節がん、リンパ腫、男性乳がん、髄様がん、髄芽腫、メラノーマ、髄膜腫、メルケル細胞がん、間葉系軟骨肉腫、中皮腫、転移性乳癌、転移性黒色腫、転移性扁平上皮癌、混合神経膠腫、口腔癌、粘液癌、粘膜黒色腫、多発性骨髄腫、鼻腔癌、鼻咽頭癌頸部癌、神経芽細胞腫、神経内分泌腫瘍、非ホジキンリンパ腫、非小細胞肺癌、麦飯石癌、眼癌、眼黒色腫、乏突起膠腫、口腔癌、口腔内癌、口腔咽頭癌、骨原性肉腫、骨肉腫、卵巣癌、卵巣上皮癌、卵巣胚細胞腫瘍、卵巣原発性腹膜癌、卵巣性索間質性腫瘍、パジェット病、膵臓癌乳頭癌、副鼻腔癌、副甲状腺癌、骨盤癌、陰茎癌、末梢神経癌、腹膜癌、咽頭癌、褐色細胞腫、毛母細胞性星細胞腫、松果体腫瘍、松果体芽細胞腫、下垂体腫瘍松果体細胞腫、下垂体癌、原発性中枢神経系リンパ腫、前立腺癌、直腸癌、腎細胞癌、腎盂癌、横紋筋肉腫、唾液腺癌、肉腫、肉腫、骨肉腫、肉腫、骨肉腫、軟部肉腫、子宮肉腫、副鼻腔癌、皮膚癌、小細胞肺癌、小腸癌、軟部肉腫、脊椎癌、脊柱癌、脊髄癌、脊髄腫瘍、扁平上皮癌、胃癌、滑膜肉腫、T細胞リンパ腫）、精巣癌、咽頭癌、胸腺腫／胸腺癌、甲状腺癌、舌癌、扁桃癌、移行細胞癌、移行期細胞癌移行細胞癌、トリプルネガティブ乳癌、尿細管癌、尿管癌、尿道癌、子宮腺癌、子宮癌、子宮肉腫、膣癌、外陰癌であってもよい。

伝染病
いくつかの実施形態では、本明細書に記載のCA2バイオサーキットは、感染症の治療に使用されてもよい。本開示のCA2バイオサーキットは、マクロファージ、樹状細胞、ナチュラルキラー細胞、およびまたはT細胞などの養子移入細胞移植に適した細胞に導入されてもよい。本開示のCA2バイオサーキットによって治療される感染症は、ウイルス、細菌、真菌、および／または寄生虫によって引き起こされる疾患であってもよい。本開示のIL15-IL15Raペイロードは、感染症の治療に有用な免疫細胞の増殖および／または持続性を高めるために使用されてもよい。
本明細書において「感染症」とは、哺乳類の細胞、好ましくはヒトの細胞に感染し、病状を引き起こす任意の病原体やエージェントによって引き起こされる疾患を指す。その例としては、細菌、酵母、真菌、原生動物、マイコプラズマ、ウイルス、プリオン、寄生虫などが挙げられる。例えば、（a）ウイルス性疾患に関与するものとして、例えば、アデノウイルス、ヘルペスウイルス（例えば、HSV-I、HSV-II、CMV、またはVZV）、ポックスウイルス（例えば、ヴァリオラまたはワクシニア、または伝染性軟属腫などのオルトポックスウイルス）、ピコルナウイルス（例えば、ライノウイルスまたはエンテロウイルス）、オルトミクソウイルス（例えば、インフルエンザウイルス）、パラミクソウイルス（例えばパラミクソウイルス（例えば、パラインフルエンザウイルス、ムンプスウイルス、麻疹ウイルス、呼吸器合胞体ウイルス（RSV））、コロナウイルス（例えば、SARS）、パポバウイルス（例えば、パピローマウイルス（例えば、性器いぼ、尋常性疣贅、足底いぼの原因となるパピローマウイルス）、ヘパドナウイルス（例えば、B型肝炎ウイルス）、フラビウイルス（例えば、C型肝炎ウイルス、デングウイルス）、レトロウイルス（例えば、HIVなどのレンチウイルス）、(b）細菌性疾患としては、例えば、エシェリヒア属、エンテロバクター属、サルモネラ属、スタフィロコッカス属、シゲラ属、リステリア属、アエロバクター属、ヘリコバクター属、クレブシエラ属、プロテウス属、シュードモナス属、ストレプトモナス属、ストレプトコッカス、クラミジア、マイコプラズマ、肺炎球菌、ナイセリア、クロストリジウム、バチルス、コリネバクテリウム、マイコバクテリウム、カンピロバクター、ビブリオ、セラチア、プロビデンシア、クロモバクテリウム、ブルセラ、エルシニア、ヘモフィルス、ボルデテラなど、などの細菌の感染により生じる疾患、(c) その他の感染症：クラミジア、カンジダ症、アスペルギルス症、ヒストプラスマ症、クリプトコッカル髄膜炎などの真菌症、マラリア、ニューモシスティス・カルニ肺炎、リーシュマニア症、クリプトスポリジウム症などの寄生虫症など、クロイツフェルト・ヤコブ病（CJD）、変異型クロイツフェルト・ヤコブ病（vCJD）、ゲルストマン・ストラウスラー・シェインカー症候群、致死性家族性不眠症、クルなどのヒトの病気を引き起こすプリオンが挙げられる。

コンビネーション・トリートメント
本開示はさらに、他の医薬品および／または他の治療方法と組み合わせて、例えば、これらの障害を治療するために現在採用されているものなどの既知の医薬品および／または既知の治療方法と組み合わせて、1つまたは複数の形態の癌を治療するための本開示の医薬組成物、CA2バイオサーキット、CA2バイオサーキットコンポーネント、それらのSREまたはペイロードを含むCA2エフェクターモジュールの使用に関するものである。例えば、本開示の医薬組成物、CA2バイオサーキット、CA2バイオサーキットコンポーネント、それらのSREまたはペイロードを含むCA2エフェクターモジュールは、生物学的療法、化学療法および放射線療法などの1つまたは複数の追加の抗がん治療と組み合わせて投与することもできる。したがって、治療には、例えば、イマチニブ（グリーバック）、オールトランスレチノイン酸、モノクローナル抗体治療（ゲムツズマブ、オゾガマイシン）、化学療法（例えば、クロラムブシル、プレドニン、プレドニゾロン、ビンクリスチン、シタラビン、クロファラビン、ファルネシルトランスフェラーゼ阻害剤、デシタビン、MDR1の阻害剤）、リツキシマブ、インターフェロン-α,アントラサイクリン系薬剤（ダウノルビシン、イダルビシンなど）、L-アスパラギナーゼ、ドキソルビシン、シクロホスファミド、ドキソルビシン、ブレオマイシン、フルダラビン、エトポシド、ペントスタチン、またはクラドリビン）、骨髄移植、幹細胞移植、放射線治療、代謝拮抗薬（メトトレキサート、6-メルカプトプリン）、またはWO2017/180587（その内容は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる）の表5に教示されている抗体のいずれか、またはそれらの組み合わせである。

放射線との組み合わせ
放射線治療（放射線療法、X線療法、または照射とも呼ばれる）は、電離放射線を用いてがん細胞を死滅させ、腫瘍を縮小させる治療法である。放射線治療には、外照射（EBRT）による外部からの治療と、内照射（ブラキセラピー）による内部からの治療がある。放射線治療の効果は、治療部位に限局されている。放射線治療は、脳腫瘍、乳がん、子宮頸がん、喉頭がん、肺がん、膵臓がん、前立腺がん、皮膚がん、胃がん、子宮がん、軟部肉腫など、ほとんどすべての種類の固形がんの治療に用いられる。また、放射線は白血病やリンパ腫の治療にも用いられる。

化学療法との併用
化学療法とは、がん細胞を破壊する薬剤を用いてがんを治療することである。現在、「化学療法」という言葉は、標的療法とは対照的に、急速に分裂している細胞全般に作用する細胞毒性薬剤を指すことが多い。化学療法薬は、DNAの複製や新たに形成された染色体の分離など、様々な方法で細胞分裂を阻害する。ほとんどの化学療法は、急速に分裂しているすべての細胞を対象としており、がん細胞に特異的なものではない。ただし、ある程度の特異性は、多くのがん細胞がDNAの損傷を修復できないのに対し、正常な細胞は通常修復できることに由来する。
ほとんどの化学療法レジメンは、組み合わせて投与される。例示的な化学療法剤としては、限定されるものではないが、5-FUエンハンサー、9-AC、AG2037、AG3340、アグリガナーゼ阻害剤、アミノグルテチミド、アムサクリン（m-AMSA）、アスパラギナーゼ、アザシチジン、バティマスタット（BB94）、BAY12-9566、BCH-4556、ビスナフタルイミド、ブスルファン、カペシタビン、カルボプラチン、Carmustaine+Polifepr Osan, cdk4/cdk2阻害剤, Chlorombucil, CI-994, Cisplatin, Cladribine, CS-682, Cytarabine HCl, D2163, Dactinomycin, Daunorubicin HCl,デポサイト、デキシホサミド、ドセタキセル、ドラステイン、ドキシフルリジン、ドキソルビシン、DX8951f、E 7070、EGFR、エピルビシン、エリスロポエチン、エストラムスチンリン酸エステルナトリウム、エトポシド（VP16-213）、ファルネシルトランスフェラーゼ阻害剤、FK317、フラボピリドール、フロクスリジン、フルダラビン、フルオロウラシル（5-FU）、フルタミド、フラジリン、ゲムシタビン、ヘキサメチルメラミン（HMM）、ヒドロキシウレア（ヒドロキシカルバミド）、イホスファミド、インターフェロンアルファ-2a、インターフェロンアルファ-2b、インターロイキン-2、イリノテカン、ISI641。クレスチン、レモナルDP2202、酢酸リュープロリド（LHRH放出因子アナログ）、レバミゾール、LiGLA（リノレン酸γリチウム）、ロダインシード、ロメテコール、ロムスチン（CCNU）、マリミスタット、塩酸メクロレスタミン（ナイトロジェンマスタード）、酢酸メゲストロール、メグラミンGLA、メルカプトプリン、メスナ、ミトグアゾン（メチルGAG、メチルグリオキサルビスグアニルヒドラゾン；MGBG）、ミトタン（o.p'-DDD）、ミトキサントロン、塩酸ミトキサントロン、MMI 270、MMP、MTA/LY 231514、オクトレオチド、ODN 698、OK-432、経口プラチナ、経口タキソイド、パクリタキセル（TAXOL.RTM.)、PARP阻害剤、PD183805、ペントスタチン（2'デオキシコホルマイシン）、PKC412、プリカマイシン、塩酸プロカルバジン、PSC833、ラリトレキセド、RASファルネシルトランスフェラーゼ阻害剤、RAS癌遺伝子阻害剤、セムスチン（メチル-CCNU）、ストレプトゾシン、スラミン、クエン酸タモキシフェン、タキサンアナログ、テモゾロミド、テニポシド（VM-26）、チオグアニン、チオテパ、トポテカン、チロシンキナーゼ、UFT（テガフール／ウラシル）、バルビシン、硫酸ビンブラスチン、硫酸ビンデシン、VX-710、VX-853、YM 116、ZD 0101、ZD 0473/Annormed、ZD 1839、ZD 9331が挙げられる。

イムノオンコロジーと細胞療法
近年のがん免疫学の進歩により、免疫システムががんを抑制するためのいくつかのアプローチが開発されている。このような免疫療法には、モノクローナル抗体を用いてがん抗原を標的とする方法や、キメラ抗原受容体や人工T細胞受容体を含む人工T細胞を生体外で導入する方法などがある。
いくつかの実施形態では、本開示の医薬組成物、CA2バイオサーキット、CA2バイオサーキットコンポーネント、それらのSREを含むCA2エフェクターモジュール、またはペイロードは、1つ以上の癌を標的とする免疫系の調節または変更または利用において使用されてもよい。このアプローチは、他のそのような生物学的アプローチと一緒に考慮されてもよく、例えば、インターフェロン、インターロイキン、コロニー刺激因子、他のモノクローナル抗体、ワクチン、遺伝子治療、および非特異的免疫調節剤の投与などの免疫応答調節療法も、本開示の医薬組成物、CA2バイオサーキット、CA2バイオサーキットコンポーネント、それらのSREまたはペイロードを含むCA2エフェクターモジュールと組み合わせられる抗癌療法として想定される。
がん免疫療法とは、患者自身の免疫系を誘導してがんと闘うように設計された多様な治療戦略を指す。いくつかの実施形態では、本開示の医薬組成物、CA2バイオサーキット、CA2バイオサーキットコンポーネント、それらのSREを含むCA2エフェクターモジュール、またはペイロードは、免疫腫瘍治療薬として設計されている。

細胞治療
細胞性免疫療法には、腫瘍浸潤リンパ球（TIL）療法、キメラ抗原受容体（CAR）を搭載した遺伝子組み換えT細胞、遺伝子組み換えTCR技術などがある。
本開示によれば、CA2バイオ回路およびシステムは、養子細胞療法などの細胞療法の開発および実施に使用することができる。細胞治療に有用な特定のエフェクターモジュールは、図に示されている。国際公開WO2017/180587号（その各々の内容は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる）の8～13に示されている。CA2バイオサーキット、CA2エフェクターモジュール、およびそれらのSREとペイロードは、TCR除去-TCR遺伝子破壊、TCRエンジニアリング、エピトープタグ付き受容体の調節、T細胞を刺激するためのAPCプラットフォームにおける効果として、細胞治療に使用され得る。T細胞を刺激するためのAPCプラットフォームや、抗原を用いたex vivo刺激、TCRとCARの組み合わせ、TILsの操作や制御、同種細胞療法、T細胞療法と他の治療法（例えば、放射線、サイトカイン）との併用など、様々な場面で使用することができる。また、人工TCRや改変TCRをコード化したり、TCR以外のT細胞を強化するために（サイトカイン遺伝子やチェックポイント阻害剤であるPD1、CTLA4の遺伝子を導入するなど）、様々な方法で開発されている。
いくつかの実施形態では、細胞療法を支持することで改善された奏効率が得られる。

細胞集団の拡大と持続は、ペイロード、例えば、T細胞、NK細胞、またはその他の免疫関連細胞の受容体または経路成分を調節または微調整することによって達成することができる。いくつかの実施形態では、CA2バイオサーキット、その構成要素、SREまたはCA2エフェクターモジュールは、T細胞またはNK細胞の応答を増強するタンパク質の発現を空間的および／または時間的に制御するように設計されている。いくつかの実施形態では、CA2バイオサーキット、SRE、またはCA2エフェクターモジュールは、T細胞またはNK細胞の応答を阻害するタンパク質の発現を空間的および／または時間的に制御するように設計されている。
いくつかの実施形態では、CA2バイオサーキット、SREまたはCA2エフェクターモジュールは、腫瘍の微小環境を再構築するように設計されており、バイオサーキットまたは医薬組成物の有用性を直接的な細胞殺傷を超えて拡張する。
いくつかの実施形態では、CA2バイオサーキット、SREまたはCA2エフェクターモジュールは、CARサイトカインストームを低減、緩和または排除するように設計されている。いくつかの実施形態では、そのような低減、緩和、および／または排除は、固形腫瘍または腫瘍微小環境において生じる。

いくつかの実施形態では、CA2エフェクターモジュールは、1つまたは複数のサイトカインをコードしてもよい。
一態様では、本開示のCA2エフェクターモジュールは、CA2 DD-CD40Lポリペプチドであってもよい。調節可能なDD-CD40Lポリペプチドは、免疫治療剤として直接使用されてもよいし、エフェクター免疫細胞（T細胞およびTIL細胞）に導入されて、養子細胞移植のためのより大きなin vivo拡張および生存能力を有する改変T細胞を生成してもよい。現在の養子細胞療法における過酷なプレコンディショニングレジメンの必要性は、調節されたCA2 DD-CD40Lを用いて腫瘍微小環境を改変し、現在腫瘍抗原標的療法に不応性である固形腫瘍における持続性を高めることで、最小限に抑えることができる。いくつかの実施形態では、CARを発現するT細胞は、DD調節されたCD40Lで装甲され、全身毒性を伴わずに免疫抑制を緩和することができる。
免疫系は、癌以外の疾患の治療にも利用することができる。CA2バイオサーキット、そのコンポーネント、SREまたはCA2エフェクターモジュールは、自己免疫疾患、アレルギー、移植片対宿主病、および後天性免疫不全症候群（AIDS）などの免疫不全を引き起こす可能性のある疾患および障害を含む（ただしこれらに限定されない）疾患の治療のための免疫療法に利用することができる。

いくつかの実施形態では、本開示のペイロードは、キメラ抗原受容体（CAR）であってもよく、この受容体は、免疫細胞（例えば、T細胞およびNK細胞）に導入されると、CARの細胞外標的部分によって認識される分子を発現する標的（例えば、腫瘍細胞）に対して、免疫細胞を再誘導することができる。
本明細書では、「キメラ抗原受容体（CAR）」とは、T細胞の表面にあるTCRを模倣した合成受容体を意味する。一般的に、CARは、細胞外ターゲティングドメイン、膜貫通ドメイン/領域、および細胞内シグナル/活性化ドメインから構成されている。標準的なCAR受容体では、細胞外ターゲティングドメイン、膜貫通ドメイン、細胞内シグナル/活性化ドメインの各構成要素は、単一の融合タンパク質として直線的に構築されている。細胞外領域は、特定の腫瘍抗原または他の腫瘍細胞表面分子を認識するターゲティングドメイン/分子（例えば、scFv）を含んでいる。細胞内領域は、TCR複合体のシグナルドメイン（例えば、CD3ζのシグナル領域）、および／または、CD28、4-1BB（CD137）およびOX-40（CD134）からのものなどの1つ以上のコスティミュレーショナルシグナルドメインを含むことができる。例えば、「第一世代CAR」は、CD3ζシグナルドメインのみを有し、一方、第二世代CARは、CD3ζシグナルドメインに加えて1つのコスティミュレーショナルシグナルドメインを有し、そして第三世代CARは、CD3ζシグナルドメインに加えて2つ以上のコスティミュレーショナルシグナルドメインを有する。CARは、T細胞によって発現されると、CARの細胞外ターゲティング部分によって決定される抗原特異性をT細胞に付与する。さらに、ホーミング遺伝子や自殺遺伝子などの要素を追加して、より有能で安全なCARのアーキテクチャを開発することも望まれており、これにより、いわゆる第4世代のCARが誕生している。
いくつかの実施形態では、細胞外ターゲティングドメインは、ヒンジ（スペースドメインまたはスペーサーとも呼ばれる）および膜貫通領域を介して、細胞内シグナリングドメインに結合している。ヒンジは、ターゲティング部位が結合する標的タンパク質の大きさ、およびターゲティングドメイン自体の大きさと親和性に起因して、CAR発現細胞の癌細胞に対する効力を最適化するために変化させる必要があるかもしれない。ターゲティング部位が標的細胞に認識され結合すると、細胞内シグナル伝達ドメインがCAR T細胞の活性化シグナルをもたらし、このシグナルは1つ以上の細胞内コスティミュラー・ドメインからの「セカンド・シグナル」によってさらに増幅される。CAR T細胞は、いったん活性化されると、標的細胞を破壊することができる。

本開示によれば、本開示のペイロードは、第1世代のCAR、または第2世代のCAR、または第3世代のCAR、または第4世代のCARであってもよい。CAR構築物を構成する代表的なエフェクターモジュールの実施形態は、国際公開第WO2017／180587号（その内容は参照により全体が本明細書に組み込まれる）の図13～18に示されている。
本開示によれば、CARの細胞外標的部位は、所定の標的分子、例えば、腫瘍細胞上のネオアンチゲンを認識し、高い特異性および親和性で結合する任意の薬剤であってよい。標的部位は、腫瘍細胞上の標的分子に特異的に結合する抗体およびその変異体、腫瘍細胞上の標的分子に結合する能力に基づいてランダム配列プールから選択されたペプチドアプタマー、腫瘍細胞上の標的分子に結合することができるその変異体またはフラグメント、ネイティブのT細胞受容体（TCR）の抗原認識ドメイン（例えば、CD4細胞外膜）であってもよい。あるいは、サイトカイン受容体を有する標的細胞の認識につながる連結サイトカインなどの外来認識成分、あるいは受容体の天然リガンドなどが挙げられる。
いくつかの実施形態では、CAR構築物の標的部位は、標的分子の天然リガンド、または標的分子を結合することができるそのバリアントおよび／またはフラグメントであってもよい。いくつかの側面では、CARの標的部位は、標的分子の受容体であってもよい。

いくつかの実施形態では、CARのターゲティング部位は、腫瘍特異的抗原（TSA）、例えば、その発現が腫瘍細胞に限定される癌ネオアンチゲンを認識してもよい。
非限定的な例として、本開示のCARは、5T4、707-AP、A33、AFP-（-フェトプロテイン）、AKAP-4（A kinase anchor protein 4）、ALK、α5β1-integrin、アンドロゲン受容体、アネキシンII、α-アクチニン-4、ART-4、B1、B7H3、B7H4、BAGE（Bメラノーマ抗原）、BCMA、BCR-ABL融合タンパク質、β-カテニン、BKT-抗原、BTAA、CA-I（炭酸脱水酵素I）、CA50（癌抗原50）、CA125、CA15-3、CA195、CA242、カルレチニン、CAIX（炭酸脱水酵素）、CAMEL（cytotoxic T-lymocyte recognized antigen on melanoma）、CAM43、CAP-1、Caspase-8/m、CD4、CD5、CD7、CD19、CD20、CD22、CD23、CD25、CD27、CD27/m、CD28、CD30、CD33,CD34、CD36、CD38、CD40/CD154、CD41、CD44v6、CD44v7/8、CD45,CD49f、CD56、CD68＼KP1、CD74、CD79a/CD79b、CD103、CD123、CD133、CD138、CD171、cdc27/m、CDK4（サイクリン依存性キナーゼ4）、CDKN2A、CDS、CEA（カルチノエンブリオニック抗原）、CEACAM5、CEACAM6、クロモグラニン、c-Met、c-Myc、coa-1、CSAp、CT7、CT10、シクロフィリンB、サイクリンB1、細胞質チロシンキナーゼ、サイトケラチン,DAM-10、DAM-6、dek-can融合タンパク質、デスミン、DEPDC1（DEPドメイン含有1）、E2A-PRL、EBNA、EGF-R（上皮成長因子受容体）、EGP-1（epithelial glycoprotein-1）（TROP-2）、EGP-2、EGP-40、EGFR（上皮成長因子受容体）、EGFRvIII、EF-2、ELF2M、EMMPRIN、EpCAM（上皮細胞接着分子）、EphA2、エプスタイン・バー・ウイルス抗原、Erb（ErbB1;ErbB3；ErbB4）、ETA（上皮性腫瘍抗原）、ETV6-AML1融合タンパク質、FAP（線維芽細胞活性化タンパク質）、FBP（葉酸結合タンパク質）、FGF-5、葉酸受容体- 、FOS関連抗原1、フコシルGM1、G250、GAGE（GAGE-1．GAGE-2）、ガラクチン、GD2（ガングリオシド）、GD3、GFAP（グリア線維酸性タンパク質）、GM2（oncofetal antigen-immunogenic-1、OFA-I-1）、GnT-V、Gp100、H4-RET、HAGE（ヘリカーゼ抗原）、HER-2/neu、HIF（低酸素誘導因子）、HIF-1、HIF-2、HLA-A2、HLA-A*0201-R170I,HLA-Al l、HMWMAA、Hom/Mel-40、HSP70-2M（熱ショックタンパク質70）、HST-2、HTgp-175、hTERT（またはhTRT）、ヒトパピローマウイルス-E6/ヒトパピローマウイルス-E7およびE6、iCE（immune-capture EIA）、IGF-1R、IGH-IGK、IL2R、IL5、ILK（integrin-linked kinase）、IMP3（insulin-like growth factor II mRNA-binding protein 3）、IRF4（interferon regulatory factor 4）、KDR（kinase insert domain receptor）、KIAA0205、KRAB-zinc finger protein（KID）-3、KID31、KSA（17-1A）、K-ras、LAGE、LCK、LDLR/FUT（LDLR-フコシルトランスフェラーゼAS融合タンパク質）、LeY（ルイスY）、MAD-CT-1、MAGE（チロシナーゼ、メラノーマ関連抗原）（MAGE-1;MAGE-3）、MART（melan-A tumor antigen）、MART-2/SKI、MC1R（melanocortin 1 receptor）、MDM2、メソセリン、MPHOSPH1、MSA（muscle-specific actin）、mTOR（mammalian targets of rapamycin）、MUC-1、MUC-2、MUM-1 (melanoma associated antigen (mutated) 1), MUM-2, MUM-3, Myosin/m, MYL-RAR, NA88-A, N-acetylglucosaminyltransferase, neo-PAP, NF-KB (nuclear factor-kappa B), neurofilament, NSE (neuron-specific enolase), Notch receptors, NuMa,N-Ras、NY-BR-1、NY-CO-1、NY-ESO-1、オンコスタチンM、OS-9、OY-TES1、p53変異体、p190マイナーbcr-abl、pl5(58)、pl85erbB2、pl80erbB-3、PAGE（前立腺関連遺伝子）、PAP（前立腺酸ホスファターゼ）、PAX3、PAX5,PDGFR（血小板由来成長因子受容体）、ピペリジン・ピロリジン利用に関与するシトクロムP450（PIPA）、Pml-RARα融合タンパク質、PR-3（プロテアーゼ3）、PSA（前立腺特異抗原）、PSM,PSMA（前立腺幹細胞抗原）、PRAME（メラノーマの優先発現抗原）、PTPRK、RAGE（腎腫瘍抗原）、Raf（A-Raf、B-Raf、C-Raf）、Ras、受容体チロシンキナーゼ、RCAS1、RGSS,ROR1（受容体チロシンキナーゼ様オーファン受容体1）、RU1、RU2、SAGE、SART-1、SART-3、SCP-1、SDCCAG16、SP-17（精子タンパク質17）、src-family、SSX（滑膜肉腫X breakpoint）-1、SSX-2（HOM-MEL-40）、SSX-3、SSX-4、SSX-5、STAT-3、STAT-5、STAT-6、STEAD、STn、サバイビン、SYK-ZAP70、TA-90（Mac-2 binding protein＼cyclophilin C-associated protein）、TAAL6、TACSTD1（tumor associated calcium signal transducer 1）、TACSTD2、TAG-72-4、TAGE、TARP（T cell receptor gamma alternate reading frame protein）、TEL/AML1融合タンパク質、TEM1、TEM8（endosialin or CD248）、TGFβ、TIE2、TLP、TMPRSS2 ETS融合遺伝子、TNF-receptor（TNF-α receptor、TNF-β receptor;またはTNF-γ受容体）、トランスフェリン受容体、TPS、TRP-1（チロシン関連タンパク質1）、TRP-2、TRP-2/INT2、TSP-180、VEGF受容体、WNT、WT-1（ウィルムス腫瘍抗原）、XAGEから選択される腫瘍特異的抗原に結合することができる細胞外ターゲティングドメインを含んでいてもよい。

非限定的な例として、本開示のターゲティング部位は、腫瘍特異的抗原（TSA）を認識するscFv抗体、例えば、ヒトメソセリンを特異的に認識して結合する抗体SS、SS1およびHN1のscFv（米国特許NO：9，359，447）、GD2の抗体のscFv（米国特許NO：9，315，585）、CD19抗原結合ドメイン（米国特許NO：9，328，156）、NKG2Dリガンド結合ドメイン（米国特許NO.：9，273，283；米国特許公開NO.：US20160311906A1）；米国特許のSEQ ID NO.：11および12のアミノ酸配列からなるヒト抗メソセリンscFvs（米国特許NO.9,272,002；抗CS1結合剤（米国特許公開NO.：US20160075784）；抗BCMA結合ドメイン（国際特許公開NO.：WO2016/014565）；米国特許NO.：9,102,761；SEQ ID NO.の抗CD19 scFv抗体、のアミノ酸配列を有するGFRα4抗原結合フラグメント、国際特許公開NO.：2016／025880の59および79；国際特許公開NO. WO2016014535のSEQ ID NO. :47、44、48、49、50、39、40、41、42、43、45、46、51、73、70、74、75、76、65、66、67、68、69、71、72、77、195、86、83、87、88、89、78、79、80、81、82、84、85、90、および196のアミノ酸配列を有する抗CLL-1（C-type lectin-like molecule 1）結合ドメイン、国際特許公開NO. WO2016014576；の39～46のアミノ酸配列を有するCD33結合ドメイン、GPC3（グリピカン-3）結合ドメイン（SEQ ID NO.：2およびSEQ ID NO:4の国際特許公開NO:WO2016036973）；GFRα4（Glycosyl-phosphatidylinositol（GPI）-linked GDNF family α-receptor 4 cell-surface receptor）結合ドメイン（国際特許公開NO.：WO2016025880）；国際特許公開NO. WO20160258896のSEQ ID NO. 480、483、485、478、158、159、160、157、217、218、219、216、276、277、278、および275のアミノ酸配列を有するCD123結合ドメイン、抗ROR1抗体またはそのフラグメント（国際特許公開NO.：WO2016016344）、GPC-3に特異的なscFv（国際特許公開NO.：WO2016049459のSEQ ID NO.：1および24）、CSPG4のscFv（国際特許公開NO.のSEQ ID NO:WO2015080981；葉酸受容体αのscFv（米国特許公開NO.：US20170002072A1）であってもよく、これらの各々の内容は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
CAR融合ポリペプチドの細胞内ドメインは、標的分子に結合した後、エフェクター免疫細胞にシグナルを伝達し、細胞溶解活性（例えば、サイトカインの分泌）やヘルパー活性など、エフェクター免疫細胞の通常のエフェクター機能の少なくとも1つを活性化する。したがって、細胞内ドメインは、T細胞受容体（TCR）の「細胞内シグナリングドメイン」を構成する。いくつかの実施形態では、本開示の細胞内シグナル伝達ドメインは、免疫受容体チロシンベースの活性化モチーフ（ITAM）として知られているシグナル伝達モチーフを含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、本開示の細胞内領域は、エフェクター免疫細胞に追加のシグナルを提供する1つ以上のコスティミュレーショナルシグナルドメインをさらに含む。これらのコスティミュラー・シグナリング・ドメインは、シグナリング・ドメインと組み合わせて、CAR人工免疫細胞（例えば、CAR T細胞）の拡大、活性化、記憶、持続、および腫瘍撲滅効率をさらに改善することができる。いくつかのケースでは、コスティミュレーショナルシグナル領域は、1つまたは複数の細胞内シグナル伝達および／またはコスティミュレーショナル分子の1、2、3、または4つの細胞質ドメインを含む。
本開示の一実施形態では、本開示のCARは、CD19特異的CARである。本開示の文脈では、CA2エフェクターモジュールは、CD19 CAR融合構築物に動作可能に連結されたCA2 DDを含んでもよい。

いくつかの実施形態では、本開示の医薬組成物、CA2バイオサーキット、CA2バイオサーキットコンポーネント、それらのSREまたはペイロードを含むCA2エフェクターモジュールは、自己免疫疾患を減衰させるために、自己抗体および自己反応性免疫細胞などの1つまたは複数の自己反応性免疫成分を標的とするために、免疫系の調節または変更または利用に利用されてもよい。いくつかの実施形態では、本開示のSREは、自己免疫疾患の治療におけるその有用性を最適化するために、キメラ自己抗体受容体（CAAR）ベースのT細胞療法を調節または調整する際に利用されてもよい（Elebrecht C.T.ら、Science.2016.Jul 8;353(6295):179-84；その内容は参照により全体が本明細書に組み込まれる）。いくつかの実施形態では、CA2バイオサーキット、SREまたはCA2エフェクターモジュールは、自己免疫疾患を減衰させるためにTregsを調節するように設計されている。
いくつかの実施形態では、CA2バイオサーキット、SRE、またはCA2エフェクターモジュールは、移植片対宿主病（GVHD）を減弱または緩和するための免疫療法に利用することができる。GVHDとは、幹細胞や骨髄の移植後に、同種のドナーの免疫細胞が宿主の組織に対して反応する状態をいう。いくつかの実施形態では、CA2バイオサーキット、SREまたはCA2エフェクターモジュールは、GVHDの治療のためにTregsを調節するように設計されている。一実施形態では、TNFαをコードするCA2エフェクターモジュールを含むCA2バイオサーキットは、GVHDを最小化するためにTregsを調節するために使用されてもよい（Pierini, A. et al., Blood.2016.Aug 11; 128(6):866-71；その内容は参照により全体が本明細書に組み込まれる）。
いくつかの実施形態では、CA2バイオサーキット、SRE、またはCA2エフェクターモジュールは、当技術分野における他のバイオサーキットまたはスイッチよりも著しく免疫原性が低いように設計されている。

本明細書では、「免疫原性が著しく低い」とは、免疫原性の検出可能な減少を意味する。別の実施形態では、この用語は、免疫原性の倍の減少を指す。別の実施形態では、この用語は、検出可能な免疫応答を誘発することなく投与することができるCA2バイオサーキット、SREまたはCA2エフェクターモジュールの有効量が減少するような減少を指す。別の実施形態では、この用語は、CA2バイオサーキット、SREまたはCA2エフェクターモジュールが、免疫反応を誘発することなく繰り返し投与され得るような減少を指す。別の実施形態では、CA2バイオサーキット、SRE、またはCA2エフェクターモジュールが、免疫反応を誘発することなく繰り返し投与できるような減少を指す。
別の実施形態では、CA2バイオサーキット、SRE、またはCA2エフェクターモジュールは、未修飾の対応物または参照化合物と比較して、免疫原性が2倍減少する。別の実施形態では、免疫原性は3倍に低減される。別の実施形態では、免疫原性は、5倍の因子によって低減される。別の実施形態では、免疫原性が7倍に減少している。別の実施形態では、免疫原性は、10倍の因子によって低減される。別の実施形態では、免疫原性は、15倍の因子によって低減される。別の実施形態では、免疫原性は、1倍の因子によって低減される。別の実施形態では、免疫原性は、50倍の因子によって低減される。別の実施形態では、免疫原性は、100倍の因子によって低減される。別の実施形態では、免疫原性は、200倍の因子によって低減される。別の実施形態では、免疫原性は、500倍の因子によって低減される。別の実施形態では、免疫原性は、1000倍の因子によって低減される。別の実施形態では、免疫原性は、2000倍の因子によって低減される。別の実施形態では、免疫原性は、別の倍数の差で低減される。
免疫原性を判定する方法は、当技術分野ではよく知られており、例えば、サイトカイン（IL12、IFNα、TNFα、RANTES、MIP-1αまたはβ、IL6、IFNβ、またはIL8など）の分泌量の測定、DC活性化マーカー（CD83、HLA-DR、CD80およびCD86など）の発現量の測定、または適応免疫反応のアジュバントとしての能力の測定などが含まれる。

疾患・毒物
様々な感染症は、本開示の医薬組成物、CA2バイオサーキット、CA2バイオサーキットコンポーネント、それらのSREを含むCA2エフェクターモジュール、またはペイロードで治療することができる。本明細書では、「感染症」という用語は、細菌、ウイルス、真菌または寄生虫などの生物によって引き起こされるあらゆる障害を指す。
様々な毒素は、本開示の医薬組成物、CA2バイオサーキット、CA2バイオサーキットコンポーネント、それらのSREを含むCA2エフェクターモジュール、またはペイロードで処理することができる。毒素の非限定的な例としては、リシン、Bacillus anthracis、志賀毒素および志賀様毒素、ボツリヌス毒素が挙げられる。
様々な熱帯病は、本開示の医薬組成物、CA2バイオサーキット、CA2バイオサーキットコンポーネント、そのSREを含むCA2エフェクターモジュール、またはペイロードで治療することができる。熱帯病の非限定的な例としては、チクングニア熱、デング熱、シャーガス病、狂犬病、マラリア、エボラウイルス、マールブルグウイルス、西ナイルウイルス、黄熱病、日本脳炎ウイルス、セントルイス脳炎ウイルスなどが挙げられる。

様々な食中毒や胃腸炎は、本開示の医薬組成物、CA2バイオサーキット、CA2バイオサーキットコンポーネント、そのSREを含むCA2エフェクターモジュール、またはペイロードで治療することができる。食中毒および胃腸炎の非限定的な例としては、ロタウイルス、ノーウォークウイルス（Norovirus）、カンピロバクター・ジェジュニ（Campylobacter jejuni）、クロストリジウム・ディフィシル（Clostridium difficile）、エンタメバ・ヒストリチカ（Entamoeba histolytica）、ヘリコバクター・ピロリ（Helicobacter pylori）、黄色ブドウ球菌のエンテロトキシンB（Enterotoxin B）、A型肝炎ウイルス（HAV）、E型肝炎、リステリア・モノサイトゲネス（Listeria monocytogenes）、サルモネラ（Salmonella）、クロストリジウム・パーフリンゲンス（Clostridium perfringens）、およびサルモネラ（Salmonella）が挙げられる。
様々な感染性因子は、本開示の医薬組成物、CA2バイオサーキット、CA2バイオサーキットコンポーネント、そのSREを含むCA2エフェクターモジュール、またはペイロードで処理することができる。感染体の非限定的な例としては、アデノウイルス、アナプラズマ・ファゴサイトフィリウム、アスカリス・ルンブリコイデス、バシラス・アントラシス、バシラス・セレウス、バクテリオデス・sp、バルマー・フォレスト・ウイルス、バルトネラ・バシリフォルミス、Bartonella henselae、Bartonella quintana、Clostridium perfringensのβ-毒素、Bordetella pertussis、Bordetella parapertussis、Borrelia burgdorferi、Borrelia miyamotoi、Borrelia recurrentis、Borrelia sp.,ボツリヌス毒素、Brucella sp,Burkholderia pseudomallei、カリフォルニア脳炎ウイルス、Campylobacter、Candida albicans、チクングニアウイルス、Chlamydia psittaci、Chlamydia trachomatis、Clonorchis sinensis、Clostridium difficile菌、Clostridium tetani、Colorado tick fever virus,Corynebacterium diphtheriae、Corynebacterium minutissimum、Coxiella burnetii、coxsackie A、coxsackie B、クリミア・コンゴ出血熱ウイルス、サイトメガロウイルス、デングウイルス、東馬尾脳炎ウイルス、エボラウイルス、エコーウイルス、Ehrlichia chaffeensis.,Ehrlichia equi.、Ehrlichia sp.、Entamoeba histolytica、Enterobacter sp,Enterococcus faecalis、Enterovirus 71、Epstein-Barr virus (EBV)、Erysipelothrix rhusiopathiae、Escherichia coli、Flavivirus、Fusobacterium necrophorum、Gardnerella vaginalis。B群溶血性レンサ球菌、ヘモフィラス・エージプティウス、ヘモフィラス・デュクレイ、ヘモフィラス・インフルエンザ、ハンタウイルス、ヘリコバクター・ピロリ、A型肝炎、B型肝炎、C型肝炎、D型肝炎、E型肝炎単純ヘルペスウイルス1および2、ヒトヘルペスウイルス6、ヒトヘルペスウイルス8、ヒト免疫不全ウイルス1および2、ヒトT細胞白血病ウイルスIおよびII、インフルエンザウイルス（A、B、C）、ジェームスタウン・キャニオン・ウイルス、日本脳炎抗原性、日本脳炎ウイルス、ジョン・クニンハムウイルス、ジュニンウイルス、カポジ肉腫関連ヘルペスウイルス（KSHV）、Klebsiella granulomatis、Klebsiella sp.,Kyasanur Forest Disease virus, La Crosse virus, Lassavirus, Legionella pneumophila, Leptospira interrogans, Listeria monocytogenes, lymphocytic choriomeningitis virus, lyssavirus, Machupovirus, Marburg virus, measles virus, MERS coronavirus (MERS-CoV), Micrococcus sedentarius, Mobiluncus sp,軟体動物毒ウイルス、モラクセラ・カタルハリス、モルビリ・ルベオラウイルス、ムンプスウイルス、マイコバクテリウム・レプラ、マイコバクテリウム・ツベルクルス、マイコバクテリウム・ウルセランス、マイコプラズマ・ジェニタリウム、マイコプラズマsp、ナイロウイルス。淋菌、髄膜炎菌、ノカルジア菌、ノーウォークウイルス、ノロウイルス、オムスク出血熱ウイルス、乳頭腫ウイルス、パラインフルエンザウイルス1～3、パラポックスウイルス、パルボウイルスB19、ペプトストレプトコッカス属菌,Plasmodium sp.、ポリオウイルスI型、II型、III型、Proteus sp.、Pseudomonas aeruginosa、Pseudomonas pseudomallei、Pseudomonas sp.、狂犬病ウイルス、呼吸器合胞体ウイルス、リシン毒素、Rickettsia australis、Rickettsia conori、Rickettsia honei、Rickettsia prowazekii、ロスリバーウイルス、ロタウイルス、ルベラウイルス、セントルイス脳炎、サルモネラタイフ、疥癬菌、SARS関連コロナウイルス（SARS-CoV）、セラチア属菌、志賀毒素および志賀様毒素、シゲラ属菌、Sin Nombre Virus、スノーシュー・ウサギ・ウイルス、Staphylococcus aureus、Staphylococcus epidermidis、Streptobacillus moniliformis、Streptococcus pneumoniae、Streptococcus agalactiae、Streptococcus group A-H、Streptococcus pneumoniae、Streptococcus pyogenes、Treponema pallidum subsp.Pallidum、Treponema pallidum var. carateum、Treponema pallidum var. endemicum、Tropheryma whippelii、Ureaplasma urealyticum、水痘-帯状疱疹ウイルス、バリオウイルス、Vibrio cholerae、西ナイルウイルス、黄熱ウイルス、Yersinia enterocolitica、Yersinia pestis、およびZikaウイルスなどがある。

様々な希少疾患は、本開示の医薬組成物、CA2バイオサーキット、CA2バイオサーキットコンポーネント、そのSREを含むCA2エフェクターモジュール、またはペイロードで治療することができる。本明細書で使用する場合、「希少疾患」という用語は、人口のわずかな割合に影響を与えるあらゆる疾患を指す。
様々な自己免疫疾患および自己免疫関連疾患は、本開示の医薬組成物、CA2バイオサーキット、CA2バイオサーキットコンポーネント、それらのSREを含むCA2エフェクターモジュール、またはペイロードで治療することができる。本明細書で使用される場合、用語「自己免疫疾患」は、身体が自身の組織を攻撃する抗体を産生する疾患を指す。非限定的な例として、自己免疫疾患は、急性散在性脳脊髄炎（ADEM）、急性壊死性出血性白質脳炎、アジソン病、アガンマグロブリン血症、円形脱毛症、アミロイドーシス、強直性脊椎炎、抗GBM／抗TBM腎炎、抗リン脂質症候群（APS）、自己免疫性血管性浮腫、自己免疫性再生不良性貧血、自己免疫性自律神経失調症、自己免疫性肝炎、自己免疫性高脂血症、自己免疫不全症、自己免疫性内耳炎、自己免疫性心筋炎、自己免疫性卵巣炎、自己免疫性膵臓炎、自己免疫性網膜症、自己免疫性血小板減少性紫斑病（ATP）、自己免疫性甲状腺疾患、自己免疫性蕁麻疹、軸索及びバロ病、ベーチェット病、水疱性天疱瘡、心筋症、キャッスルマン病、セリアック病、シャーガス病、慢性疲労症候群、慢性炎症性脱髄性多発神経炎（CIDP）、慢性再発性多巣性子宮筋炎（CRMO）、チャーグ・ストラウス症候群、瘢痕性天疱瘡、クローン病、コガンズ症候群、寒冷凝集素病、先天性心ブロック、コクサッキー心筋炎、クレスト病、本態性混合性クリオグロブリン血症、脱髄性神経炎、疱疹状皮膚炎、皮膚筋炎、デビック病（視神経脊髄炎）、円板状狼瘡、ドレスラー症候群、子宮内膜症、好酸球性食道炎、好酸球性筋膜炎、結節性紅斑、実験的アレルギー性脳脊髄炎、エバンス症候群、線維筋痛症、線維性肺胞炎、巨細胞性動脈炎（側頭動脈炎）、巨細胞性心筋炎、糸球体腎炎、グッドパスチャー症候群、血管炎を伴う肉芽腫症（GPA）（旧ウェゲナー肉芽腫症）、バセドウ病、ギラン・バレー症候群、橋本脳炎、橋本甲状腺炎、溶血性貧血、ヘノッホ・ショーンライン紫斑病、妊娠性ヘルペス、低ガンマグロブリン血症、特発性血小板減少性紫斑病（ITP）、IgA腎症、IgG4関連硬化性疾患、免疫制御性リポタンパク質、封入体筋炎、間質性膀胱炎、若年性関節炎、若年性糖尿病（1型糖尿病）、若年性筋炎。川崎症候群、ランベルト・イートン症候群、白血球破砕性血管炎、扁平苔癬、硬化性苔癬、リグネ性結膜炎、線状IgA病、ループス（SLE）、慢性ライム病、メニエール病、顕微鏡的多発血管炎、混合結合組織病（MCTD）、ムーレン潰瘍。ミュシャ・ハーベルマン病、多発性硬化症、重症筋無力症、筋炎、ナルコレプシー、視神経脊髄炎（デビック病）、好中球減少症、眼球瘢痕性天疱瘡、視神経炎、回文性リウマチ、PANDAS（連鎖球菌による小児自己免疫性精神疾患）、腫瘍性小脳変性症、発作性夜間ヘモグロビン尿症（PNH）、パリーロンベルグ症候群、パーソンナージュ・ターナー症候群、錐体面炎（末梢性ぶどう膜炎）、天疱瘡、末梢神経障害、周産期脳脊髄炎、悪性貧血、POEMS症候群、結節性多発動脈炎、I型、II型、III型自己免疫性多発腺炎III型自己免疫性多発性腺症候群、リウマチ性多発筋痛、多発性筋炎、心筋梗塞後症候群、心筋切開後症候群、プロゲステロン皮膚炎、原発性胆汁性肝硬変、原発性硬化性胆管炎、乾癬、乾癬性関節炎、特発性肺線維症、壊疽性膿皮症純赤血球無形成、レイノー現象、反応性関節炎、反射性交感神経ジストロフィー、ライター症候群、再発性多発性軟骨炎、むずむず脚症候群、後腹膜線維症、リューマチ熱、関節リウマチ、サルコイドーシス、シュミット症候群、強膜炎、強皮症、シェーグレン症候群、精子および精巣自己免疫、スティッフパーソン症候群、亜急性細菌性心内膜炎、スザック症候群、交感神経性眼症、高安動脈炎、側頭動脈炎・巨細胞動脈炎、血小板減少性紫斑病、トロサ・ハント症候群、横紋筋炎、潰瘍性大腸炎、潰瘍性大腸炎、横隔膜炎、潰瘍性大腸炎、未分化結合組織病（UCTD）、ぶどう膜炎、血管炎、小水疱性皮膚症、白斑、ウェゲナー肉芽腫症（現在は多発性血管炎を伴う肉芽腫症（GPA）と呼ばれている）であってもよい。

様々な腎臓病は、本開示の医薬組成物、CA2バイオサーキット、CA2バイオサーキットコンポーネント、そのSREを含むCA2エフェクターモジュール、またはペイロードを用いて治療することができる。
様々な心血管疾患は、本開示の医薬組成物、CA2バイオサーキット、CA2バイオサーキットコンポーネント、それらのSREを含むCA2エフェクターモジュール、またはペイロードで治療されてもよい。非限定的な例として、心血管疾患は、冠動脈疾患としても知られる虚血性心疾患、脳血管疾患（Stroke）、末梢血管疾患、心不全、リウマチ性心疾患、および先天性心疾患であってもよい。
様々な抗体欠損症は、本開示の医薬組成物、CA2バイオサーキット、CA2バイオサーキットコンポーネント、それらのSREを含むCA2エフェクターモジュール、またはペイロードを用いて治療することができる。非限定的な例として、抗体欠損症は、X-Linked Agammaglobulinemia（XLA）、常染色体回帰性Agammaglobulinemia（ARA）、Common Variable Immune Deficiency（CVID）、IgG（IgG1、IgG2,サブクラス欠損症、選択的IgA欠損症、特異的抗体欠損症（SAD）、乳児期の一過性低ガンマグロブリン血症、免疫グロブリンが正常または上昇した抗体欠損症。選択的IgM欠損症、胸腺腫を伴う免疫不全症（グッド症候群）、トランスコバラミンII欠損症、いぼ、低ガンマグロブリン血症、感染症、骨髄カテーシス（WHIM）症候群、薬剤誘発性抗体欠損症、カッパ鎖欠損症、重鎖欠損症、減数分裂後の分離（PMS2）障害、特定不能の低ガンマグロブリン血症であってもよい。

様々な眼疾患は、本開示の医薬組成物、CA2バイオサーキット、CA2バイオサーキットコンポーネント、それらのSREを含むCA2エフェクターモジュール、またはペイロードで治療されてもよい。非限定的な例として、眼疾患は、甲状腺眼症（TED）、バセドウ病（GD）および眼窩症、網膜変性症、白内障、視神経萎縮症、黄斑変性症、レーバー先天性甘皮症、網膜変性症、錐体路ジストロフィー、アッシャー症候群、レオパード症候群、光恐怖症、および光浮腫であってもよい。
様々な神経疾患は、本開示の医薬組成物、CA2バイオサーキット、CA2バイオサーキットコンポーネント、それらのSREを含むCA2エフェクターモジュール、またはペイロードを用いて治療することができる。
様々な心理的障害は、本開示の医薬組成物、CA2バイオサーキット、CA2バイオサーキットコンポーネント、それらのSREを含むCA2エフェクターモジュール、またはペイロードを用いて治療することができる。

様々な肺疾患は、本開示の医薬組成物、CA2バイオサーキット、CA2バイオサーキットコンポーネント、それらのSREを含むCA2エフェクターモジュール、またはペイロードで治療されてもよい。非限定的な例として、肺疾患は、アスベスト症、喘息、気管支拡張症、気管支炎、慢性咳嗽、慢性閉塞性肺疾患（COPD）、クループ、嚢胞性線維症、ハンタウイルス、特発性肺線維症、百日咳、胸膜炎、肺炎、肺塞栓症、肺高血圧症、サルコイドーシス、睡眠時無呼吸症候群、スパイロメトリー、乳幼児突然死症候群、結核、アラジル症候群、自己免疫性肝炎、胆汁性逆流症、肝硬変、ERCP（内視鏡的逆行性胆管膵管造影）、ヘモクロマトーシス非アルコール性脂肪性肝炎、ポルフィリン症、原発性胆汁性肝硬変、原発性硬化性胆管炎であってもよい。
様々な骨疾患は、本開示の医薬組成物、CA2バイオサーキット、CA2バイオサーキットコンポーネント、それらのSREを含むCA2エフェクターモジュール、またはペイロードで治療されてもよい。非限定的な例として、骨疾患は、骨粗鬆症、神経線維腫症、骨形成不全（OI）、くる病、骨肉腫、軟骨形成症、骨折、骨髄炎、骨のユーイング腫瘍、骨軟化症、股関節形成不全、骨のパジェット病、大理石性骨疾患、骨軟骨腫、骨癌、骨疾患、骨軟骨症、骨腫、線維性異形成、頭蓋骨裂傷、骨芽細胞腫、骨嚢腫、代謝性骨疾患、メロルヘオストシス、カルス、キャッフィー症候群、下顎顔面異形成などであってもよい。
様々な血液疾患は、本開示の医薬組成物、CA2バイオサーキット、CA2バイオサーキットコンポーネント、それらのSREを含むCA2エフェクターモジュール、またはペイロードで治療されてもよい。非限定的な例として、血液疾患は、貧血およびCKD（医療従事者向け）、再生不良性貧血および骨髄異形成症候群、深部静脈血栓症、ヘモクロマトーシス、ヘモフィリア、ヘノッホ-シェーンライン紫斑病、特発性血小板減少性紫斑病、鉄欠乏性貧血、悪性貧血、肺塞栓症、鎌状赤血球貧血、鎌状赤血球形質およびその他のヘモグロビン血症、サラセミア、血栓性血小板減少性紫斑病、フォンウィルブランド病であってもよい。

中枢神経系（CNS）
いくつかの実施形態では、本開示の医薬組成物、CA2バイオサーキット、CA2バイオサーキットコンポーネント、そのSREを含むCA2エフェクターモジュール、またはペイロードは、脳脊髄（CSF）タンパク質を含む中枢神経系のタンパク質の調節または変更または利用に使用することができる。
いくつかの例では、本開示の医薬組成物、CA2バイオサーキット、CA2バイオサーキットコンポーネント、それらのSREを含むCA2エフェクターモジュール、またはペイロードは、中枢神経系に調整可能なERT（酵素補充療法）製品を提供するために使用することができる。ライソゾーム蓄積性疾患（LSD）の多くは、精神遅滞、発作、重篤な神経変性、行動異常、精神運動障害などのCNS症状を伴う。LSDに対するERTは、現代の分子医学における真のサクセスストーリーの一つである。ERTを成功させるには、制御されたリソソームタンパク質（例えば、酵素）とCNS細胞へのデリバリーが必要である。

代謝ペプチドとホルモン
いくつかの実施形態では、本開示のCA2バイオサーキットおよび／またはその構成要素のいずれかが、天然または合成のペプチドを調節するために使用されてもよい。天然に存在するペプチドは、ペプチドホルモン、ナトリウム利尿ペプチド、食物ペプチド、ならびに誘導体および前駆体を含み得るが、これらに限定されない。
本開示のCA2バイオサーキットおよび／またはその構成要素は、ホルモンや他のペプチド薬剤のパルス的な放出にも利用することができる。

患者の層別化
一実施形態では、患者は、その免疫細胞によって提示された免疫原性ペプチドに応じて層別化され、本開示の組成物が治療上有益である可能性のある適切な患者コホートを決定するパラメータとして利用することもできる。

トランスジェニック・オーガニズム
いくつかの実施形態では、本開示は、本開示のポリペプチドをコードする核酸を発現するトランスジェニック生物を提供する。本明細書で使用される用語「トランスジェニック生物」は、人工的に移された外因性の遺伝物質を含む任意の非ヒト実体を指す。この方法は、定義された細胞、組織、または生物全体の中でペイロードを一時的に制御する能力を提供する。このような方法は、特定の疾患のトランスジェニックモデルを作成したり、胚の発生を研究したりするのに有用である。
本明細書に記載されているトランスジェニック生物には、げっ歯類、魚類、爬虫類のほか、無脊椎動物が含まれることがある。好ましい実施形態では、そのようなトランスジェニック生物は、マウス、およびラットを含むげっ歯類から選択されてもよい。

調整可能な規制
また、本開示のCA2バイオサーキットおよび／またはその構成要素のいずれかは、POIを含む組換え構築物などの別のCA2エフェクターモジュールの発現を調節するために利用されてもよい。いくつかの実施形態では、CA2バイオサーキットおよび／またはCA2エフェクターモジュールは、プロテアーゼ（ペプチダーゼまたはプロテイナーゼとも呼ばれる）を含んでもよい。調整可能なプロテアーゼは、2つの構成要素が細胞、組織、または生物に共導入されたときに、不活性な構築物を活性な構築物に切断し得る。
他の例では、プロテアーゼを含むCA2バイオサーキットおよび／またはCA2エフェクターモジュールは、より小さな活性タンパク質またはペプチドを生成するために最初のタンパク質生成物を切断することを含むタンパク質処理を制御するために利用することもできる。
いくつかの実施形態では、本開示のCA2バイオサーキットおよび／またはその構成要素のいずれかは、タンパク質の処理および修飾において役割を果たす因子のいずれかを含んでもよい。タンパク質の翻訳後修飾には、酵素による疎水性基の付加が含まれ得るが、これらに限定されない（例えば、ミリストイル化、パルミトイル化、イソプレニル化、プレニル化、ファルネシル化、ゲラニルゲラニル化、グリピ化、グリコシルホスファチジルイノシトール（GPI）アンカーなど）、機能向上のための補酵素の結合（リポイル化、フラビン、ホスホパンテテイン化、ヘムCなど）、小さな化学基の付加（例えば、アシル化、ホルミル化、アルキル化、リン酸化、メチル化、アルギニル化、ポリグルタミル化、ポリグリシル化、ブチリル化、グリコシル化、プロピオニル化、S-グルタチオニル化、S-ニトロシル化、S-スルフェニル化、スクシニル化、硫酸化、アセチル化）、ISG化、SUMO化、ユビキチン化、ネディル化、プピル化などの他のタンパク質やペプチドとの結合、アミノ酸の化学修飾、構造変化などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。

バイオファクトリー
本開示のCA2バイオ回路および/またはその構成要素は、バイオファクトリーにおけるタンパク質生産のレベルを調節するために利用することができる。本明細書で使用される「バイオファクトリー」という用語は、治療目的（阻害剤、酵素、抗体、抗原など）または産業上の関心事である一次または二次製品を含む多くの用途を有するタンパク質を生産することができる、遺伝的に改変されたか否かに関わらず、細胞、組織、器官または生物を指す。いくつかの例では、細胞は、原核細胞、真核細胞、哺乳類細胞、植物細胞などであってもよい。
いくつかの実施形態では、本開示のCA2バイオサーキットは、標的組織、例えば、肝臓や腎臓で産生される薬用タンパク質を調節するために使用されてもよい。肝臓は、主要な血漿タンパク質、止血および線溶における因子、キャリアータンパク質、ホルモン、プロホルモンおよびアポリポタンパク質、または通常は厳密に制御されている様々な短命の代謝ペプチドおよび酵素を含む分泌タンパク質、または他の非肝臓タンパク質を生成する器官である。ここでは、肝臓は遺伝子発現工場（バイオファクトリー）の役割を果たしており、代謝性疾患などの疾患の治療に必要なタンパク質を供給している。
他の実施形態では、本開示のCA2バイオサーキットは、工業プロセスのためのタンパク質を調節するために使用することができる。

肝臓ターゲティング
肝臓は、タンパク質を生成し、血液凝固や多くの代謝機能に関わる重要な臓器である。様々な病気が肝臓に影響を及ぼす可能性があり、病気の治療のために肝臓を標的にすることは、特に肝臓を標的とした遺伝子治療の有望なアプローチとなっている。本開示のCA2バイオサーキットおよび／またはその構成要素のいずれかは、肝臓を標的とした遺伝子治療および遺伝子移入を調節するために利用することができる。
肝臓を標的とし、本発明のCA2バイオサーキットに構築して制御することができるタンパク質としては、肝細胞癌（HCC）、フィブロラメラHCC、胆管癌、血管肉腫、二次性肝癌などの肝癌、ヘモクロマトーシス、ウィルソン病、チロシン血症、α1アンチトリプシン欠損症、グリコーゲン貯蔵病などの欠陥遺伝子による遺伝性疾患；ギルバート症候群、リソソーム酸リパーゼ欠損症（LALD）、ゴーシェ病などの酵素欠損による代謝性疾患；自己免疫性肝炎；脂肪性肝疾患；ウイルス性肝炎（A、B、C）などにおけるものが考えられる。いくつかの例では、本CA2バイオサーキットは、肝細胞癌（HCC）に対するIL12、および糖尿病性神経障害に対するIL10を誘導するために使用されてもよい。

マイクロ流体デバイス
いくつかの実施形態では、本開示のCA2バイオサーキットおよび／またはその構成要素のいずれかを含む細胞は、マイクロフルイディクスデバイスに利用することができる。本明細書で使用される「マイクロ流体デバイス」とは、人工的に製造されたマイクロシステム内のピコリットルからナノリットルスケールの体積の流体を操作することを指す。本開示のCA2バイオサーキットを含むマイクロ流体デバイスは、細胞培養モデル、細胞微小環境、細胞分泌物、走化性、アポトーシス、血管機能、ニューロン細胞成長、胚発生、単一細胞メタボロミクス、遺伝子発現、薬物研究、細胞分離、幹細胞生物学、バイオリアクター、3次元細胞培養、および組織工学の研究に利用することができる。

治療薬を作るためのツールとエージェント
本開示では、必要としている対象における腫瘍量または負担を軽減するための免疫治療薬などの治療薬を生成する際に使用できるツールおよび薬剤を提供しているが、これらに限定されない。治療薬の生成には、ペイロードの構造、細胞の種類、遺伝子導入の方法、ex vivo展開の方法および時間、プレコンディショニング、被験者の腫瘍の量および種類など、かなり多くの変数が関与している。このようなパラメータは、本明細書に記載されているツールや薬剤を用いて最適化することができる。

細胞株
本開示は、本開示の組成物で遺伝子改変された哺乳類細胞を提供する。適切な哺乳類細胞には、初代細胞および不死化細胞株が含まれる。適切な哺乳類細胞株には、以下ヒト胚性腎細胞株293、線維芽細胞株NIH 3T3、ヒト大腸癌細胞株HCT116、卵巣癌細胞株SKOV-3、不死化T細胞株（例えば、Jurkat細胞およびSupT-Jurkat細胞およびSupT1細胞など）、リンパ腫細胞株Raji細胞、NALM-6細胞、K562細胞、HeLa細胞、PC12細胞、HL-60細胞、NK細胞株（NKL、NK92、NK962、およびYTSなど）などのものが含まれるが、これらに限定されない。いくつかの例では、細胞は不死化細胞株ではなく、個人から得られた細胞であり、本明細書では初代細胞と呼ばれる。例えば、細胞は、個体から得られたTリンパ球である。他の例としては、個人から得られた細胞傷害性細胞、幹細胞、末梢血単核細胞、前駆細胞などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。

SREの追跡、バイオサーキット、セルライン
いくつかの実施形態では、本開示の組成物または本明細書に記載の組成物によって改変された細胞を追跡することが望ましい場合がある。追跡は、レポーター部位（本明細書で使用される場合、入力に応答して、検出可能な信号を生成することができる任意のタンパク質を指す）などのペイロードを使用することによって達成され得る。例えば、アルカリホスファターゼ、β-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、β-グルクロニダーゼ、ペルオキシダーゼ、β-ラクタマーゼ、触媒抗体、ルシフェラーゼなどの生物発光タンパク質、緑色蛍光タンパク質（GFP）などの蛍光タンパク質などが挙げられる。
レポーター部位は、SREに対応するリガンドを添加した際のSREの反応をモニターするために使用することができる。他の例では、レポーター部位は、in vitro、in vivo、またはex vivoでの細胞の生存、持続、細胞の成長、および/または局在化を追跡するために使用することができる。
いくつかの実施形態では、好ましいレポーター部位は、ルシフェラーゼタンパク質であってもよい。

シャペロン
いくつかの実施形態では、本開示のCA2エフェクターモジュールは、ペイロードの発現を調節するために1つまたは複数のシャペロンを含んでもよい。本開示で有用なシャペロンは、細胞性シャペロンまたは薬理学的シャペロンと呼ばれる小分子であってもよい。細胞シャペロンとは、折りたたまれていないクライアントタンパク質を安定化させたり、クライアントタンパク質を膜を越えて移動させたり分解したりするために折りたたまれていない状態にしたり、正しく折りたたまれたり組み立てられたりすることを役割とする、関連性のないタンパク質ファミリーの大きなグループを指す。また、シャペロンは、プロテアソームシステムやオートファジーなどのプロテオスタシスネットワークの他の構成要素と協力して、タンパク質のクリアランスを促進する。分子シャペロンファミリーの例としては、hsp25などの低分子熱ショックタンパク質、cpn60やGroELなどの熱ショックタンパク質60ファミリータンパク質、DnaKやBiPなどの熱ショックタンパク質70ファミリータンパク質、熱ショックタンパク質90ファミリータンパク質、CIpなどの熱ショックタンパク質100ファミリータンパク質、カルネキシンやカルレティキュリンなどのレクチンシャペロン、プロテインジスルフィドイソメラーゼ（PDI）、ペプチジルプロリル ci-transイソメラーゼ（PPI）、ERp57などのフォールディングシャペロンなどが挙げられる。いくつかの実施形態では、本開示のペイロードは、細胞性シャペロンであってもよい。SREを安定化させる刺激がない場合、細胞性シャペロンはSREに結合する可能性があり、したがって、そのクライアントタンパク質と相互作用することができない。SREに特異的な刺激が存在する場合、SREは安定化し、シャペロンはクライアントタンパク質と相互作用することができる。いくつかの実施形態では、本開示のペイロードは、ペイロードの安定性または不安定性が強化されるように、シャペロンに付加されてもよい。他の実施形態では、本開示のSREは、1つまたは複数の分子シャペロンで構成されていてもよい。

本開示で有用なシャペロンには、細胞性タンパク質の正しい折り畳みと安定化を促進する小分子を利用した薬理学的シャペロンも含まれる。細胞内のタンパク質に変異が生じると、タンパク質のミスフォールドや凝集が起こり、最終的には分解されてしまう。薬理学的シャペロンは、誤って折り畳まれた標的タンパク質に結合して、その正しい折り畳みを促進し、それによって分解を防ぐように設計されている。いくつかの実施形態では、本開示のSREは、1つ以上のミスフォールドしたタンパク質で構成され、SREに特異的な刺激は、CA2エフェクターモジュールが薬理学的シャペロンの存在下でのみ安定化するように、1つ以上の薬理学的シャペロンを含んでいてもよい。

動物モデル
本開示の組成物の有用性および有効性は、インビボの動物モデル、好ましくはマウスモデルで試験されてもよい。使用されるマウスモデルは、マウス細胞が本開示の組成物で改変され、同じ遺伝的背景のマウスで試験されるシンジェニックマウスモデルであってもよい。例としては、pMEL-1および4T1マウスモデルが挙げられる。また、腫瘍細胞や免疫細胞などのヒト細胞を免疫不全マウスに導入した異種移植モデルも、このような研究に利用することができる。免疫不全マウスとしては、CByJ.Cg-Foxn1nu/J、B6;129S7-Rag1tm1Mom/J、B6.129S7-Rag1tm1Mom/J、B6.CB17-Prkdcscid/SzJ、NOD.129S7(B6)-Rag1tm1Mom/J、NOD.Cg-Rag1tm1MomPrf1tm1Sdz/Sz、NOD.CB17-Prkdcscid/SzJ、NOD.Cg-PrkdcscidB2mtm1Unc/J、NOD-scid IL2Rgnull、ヌード(nu)マウス、SCIDマウス、NODマウス、RAG1/RAG2マウス、NOD-Scidマウス、IL2rgnullマウス、b2mnullマウス、NOD-scid IL2rnullマウス、NOD-scid-B2mnullマウス、ベージュマウス、HLAトランスジェニックマウスなどである。

細胞アッセイ
いくつかの実施形態では、免疫療法剤としての本開示の組成物の有効性は、細胞アッセイを用いて評価することができる。本明細書に記載されている組成物の発現レベルおよび／または同一性は、タンパク質を同定し、および／またはタンパク質レベルを定量化するために当技術分野で知られている任意の方法に従って決定されてもよい。いくつかの実施形態では、そのような方法には、ウェスタンブロッティング、フローサイトメトリー、およびイムノアッセイが含まれる。
本明細書では、SREを発現する細胞を機能的に特徴づける方法、CA2バイオサーキットおよび本発明の組成物を提供する。いくつかの実施形態では、機能的特徴付けは、初代免疫細胞または不死化免疫細胞株において実施され、細胞表面マーカーの発現によって決定され得る。T細胞の細胞表面マーカーの例としては、CD3、CD4、CD8、CD14、CD20、CD11b、CD16、CD45およびHLA-DR、CD69、CD28、CD44、IFNγが挙げられるが、これらに限定されない。T細胞の消耗を示すマーカーとしては、PD1、TIM3、BTLA、CD160、2B4、CD39、LAG3などが挙げられる。抗原提示細胞の細胞表面マーカーの例としては、MHCクラスI、MHCクラスII、CD40、CD45、B7-1、B7-2、IFNγ受容体およびIL2受容体、ICAM-1および／またはFcγ受容体などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。樹状細胞の細胞表面マーカーの例としては、MHCクラスI、MHCクラスII、B7-2、CD18、CD29、CD31、CD43、CD44、CD45、CD54、CD58、CD83、CD86、CMRF-44、CMRF-56、DCIRおよび／またはDectin-1などが挙げられるが、これらに限定されるものではなく、場合によっては、CD2、CD3、CD4、CD8、CD14、CD15、CD16、CD19、CD20、CD56、および／またはCD57の不存在も有する。NK細胞の細胞表面マーカーの例としては、CCL3、CCL4、CCL5、CCR4、CXCR4、CXCR3、NKG2D、CD71、CD69、CCR5、Phospho JAK/STAT、Phospho ERK、Phospho p38/ MAPK、Phospho AKT、Phospho STAT3、Granulysin、Granzyme B、Granzyme K、IL10、IL22、IFNg、LAP、Perforin、TNFaなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。

T細胞の消耗
いくつかの実施形態では、CA2バイオサーキット、SREまたはCA2エフェクターモジュールを利用して、T細胞の消耗を防ぐことができる。本明細書で使用される「T細胞消耗」とは、慢性的なT細胞活性化によって引き起こされるT細胞機能の段階的かつ漸進的な喪失を意味する。T細胞の消耗は、抗ウイルス剤や抗腫瘍剤などの免疫療法の効果を制限する主な要因である。消耗したT細胞は、増殖能やサイトカイン産生能が低く、同時にアポトーシス率が高く、複数の抑制性受容体の表面発現が高い。消耗したT細胞の活性化は、抗原の存在下でも非存在下でも起こりうる。

細胞
本開示に従って、本開示の少なくとも1つのCA2バイオサーキット、SRE（例えば、CA2 DD）、CA2エフェクターモジュール、および免疫療法剤を発現するように遺伝子組み換えされた細胞が提供される。本開示の細胞は、限定されないが、免疫細胞、幹細胞および腫瘍細胞を含むことができる。いくつかの実施形態では、免疫細胞はエフェクター免疫細胞であり、これに限定されないが、CD8+ T細胞およびCD4+ T細胞などのT細胞（例えば、Th1、Th2、Th17、Foxp3+細胞）、Tメモリ幹細胞、中心Tメモリ細胞、およびエフェクターメモリT細胞などのメモリT細胞、最終分化したエフェクターT細胞、ナチュラルキラー（NK）細胞、NK T細胞、腫瘍浸潤リンパ球（TIL）、細胞障害性Tリンパ球（CTL）、制御性T細胞（Tregs）、および樹状細胞（DC）などのT細胞、エフェクター機能を引き出すことができる他の免疫細胞、またはそれらの混合物を含むが、これらに限定されない。T細胞は、Tαβ細胞およびTγδ細胞であってもよい。いくつかの実施形態では、幹細胞は、ヒト胚性幹細胞、間葉系幹細胞、および神経系幹細胞からのものであってもよい。いくつかの実施形態では、T細胞は、枯渇した内因性T細胞受容体であってもよい（米国特許NOs.9,273,283；9,181,527；および9,028,812を参照されたく、これらの各々の内容は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる）。
いくつかの実施形態では、本開示の細胞は、特定の個々の対象に関連して、自己由来、同種、シンジニー、または異種であってもよい。
いくつかの実施形態では、本開示の細胞は、哺乳類細胞、特にヒト細胞であってもよい。本明細書に記載の細胞は、初代細胞または不死化細胞株であってもよい。

いくつかの実施形態では、本開示の細胞は、細胞の増殖および拡張を誘発するペイロードとして拡張因子を含むことができる。例示的なペイロードには、RASスーパーファミリーのメンバーが含まれる。
人工免疫細胞は、CA2バイオサーキット、CA2エフェクターモジュール、SREおよび／または目的のペイロード（例えば、免疫療法剤）のポリペプチド、または前記ポリペプチドをコードするポリヌクレオチド、または前記ポリヌクレオチドを含むベクターを細胞組成物に形質導入することによって達成することができる。ベクターは、レンチウイルスベクター、ガンマレトロウイルスベクター、組換えAAV、アデノウイルスベクター、およびオンコロイドウイルスベクターなどのウイルスベクターであってもよい。他の局面では、例えば、ナノ粒子およびリポソームなどの非ウイルスベクターも使用することができる。いくつかの実施形態では、本開示の免疫細胞は、刺激を用いて調整可能な本明細書に記載の少なくとも1つの免疫療法剤を発現するように遺伝的に改変される。いくつかの例では、同じCA2バイオサーキットおよびCA2エフェクターモジュールに構築された2つ、3つまたはそれ以上の免疫療法剤が細胞に導入される。他の例では、それぞれが免疫療法剤を構成する2つ、3つ、またはそれ以上のバイオサーキット、エフェクターモジュールが、細胞に導入されてもよい。
いくつかの実施形態では、本開示の免疫細胞は、抗原特異的T細胞受容体（TCR）、または本明細書で教示される抗原特異的キメラ抗原受容体（CAR）を発現するように改変されたT細胞（CAR T細胞として知られる）であってもよい。したがって、本明細書に記載のCARシステム（またはTCR）をコードする少なくとも1つのポリヌクレオチド、または該ポリヌクレオチドを含むベクターがT細胞に導入される。CARまたはTCRを発現するT細胞は、CARまたはTCRの細胞外ターゲティング部位を介して特定の抗原に結合し、それによって細胞内シグナル伝達ドメイン（複数）を介したシグナルがT細胞に伝達され、その結果、T細胞が活性化される。活性化されたCAR T細胞は、細胞傷害性サイトカイン（例えば、腫瘍壊死因子、リンパトキシンなど）の放出、細胞増殖率の向上、細胞表面分子の変化など、その挙動が変化する。このような変化は、CARまたはTCRによって認識された抗原を発現する標的細胞の破壊を引き起こす。また、サイトカインの放出や細胞表面分子の変化は、他の免疫細胞、例えば、B細胞、樹状細胞、NK細胞、マクロファージなどを刺激する。

いくつかの実施形態では、本開示のCAR T細胞は、別の1つ、2つ、3つまたはそれ以上の免疫療法剤を発現するようにさらに改変されてもよい。免疫治療剤は、異なる標的分子に特異的な別のCARまたはTCR、IL2、IL12、IL15およびIL18などのサイトカイン、またはIL15Raなどのサイトカイン受容体、抑制性シグナルを刺激性シグナルに変換するキメラスイッチ受容体、養子移入された細胞を腫瘍組織などの標的部位に誘導するホーミング受容体、免疫細胞の代謝を最適化する薬剤、または、例えば、養子細胞移植後に重篤な事象が発生した場合や、移植した免疫細胞が不要になった場合に、活性化したT細胞を死滅させる安全スイッチ遺伝子（自殺遺伝子など）であってもよい。これらの分子は、同じエフェクターモジュールに含まれていても、別々のエフェクターモジュールに含まれていてもよい。
上記の関連する実施形態では、本明細書に記載の人工細胞、例えば、免疫細胞は、1つ以上の免疫治療剤を発現するように遺伝的に操作することができ、ここで、1つ以上の免疫治療剤は、本明細書に記載のエフェクターモジュールを用いて制御される。 例示的な実施形態では、人工細胞は、i）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であって、前記第1のポリペプチドは、a. 第1の刺激応答要素（SRE）であって、前記第1のSREは、薬物応答ドメイン（DRD）を含み、前記DRDは、ヒト炭酸脱水酵素2（CA2；SEQ ID NO.5810）またはその領域からなり、さらにSEQ ID NO.5810のアミノ酸配列に対する1つまたは複数の変異を含む、第1のSREと、b. 第1のSREに動作可能に連結された第1のペイロードであって、（I）第1のペイロードがCD40L（SEQ ID NO.6）またはその一部からなる、または（II）第1のペイロードがCD40L（SEQ ID NO.6）またはSEQ ID NO.6のアミノ酸配列に対する1つまたは複数の変異を含むその一部分からなる、第1のペイロードを含み、およびii）1つまたは複数の追加のポリペプチドをコードする第2のポリヌクレオチドであって、前記1つまたは複数の追加のポリペプチドは、T細胞受容体（TCR）およびその変異体、またはキメラ抗原受容体（CAR）であり、ここで、第1のSREのDRDにおける1つ以上の変異のうち、少なくとも1つの変異が、第1の刺激の非存在下でDRDおよび第1のペイロードを不安定にし、第1の刺激の存在下でDRDおよび第1のペイロードが安定化し、第2のポリペプチドが第1のペイロードとは独立して発現される群から選択される免疫療法剤を含む、第2のポリヌクレオチドを含む。
様々な実施形態において、人工細胞のペイロードは、i）少なくとも1つの変異を含むCD40L（SEQ ID NO.6）またはその一部；またはii）少なくとも2つの変異を含むCD40L（SEQ ID NO.6）または少なくとも2つの変異を含むその一部を含むことができ、任意で、少なくとも2つの変異が、（i）H224GおよびG226F；（ii）H224GおよびG226H；（iii）Y172GおよびG226F；（iv）H125およびG227；（v）Y120G、H224GおよびG226W；ならびに（vi）S110G、F111G、E112S、M113G、Q114G、およびK115Sから選択される。規制された第1の免疫療法剤、例えばCD40Lとともに、第2の免疫療法剤を有する上記で提供されたような例示的な人工細胞であって、第2の免疫療法剤を構成する1つ以上のアディチノアルポリペプチドは、第2のDRDを構成する第2のSREに連結されていてもよく、いくつかの例では前記第2のDRDは、前記第1のペイロードに連結された前記第1のSREのDRDと同じまたは異なり、前記第2のDRDおよび前記第2のポリペプチドは、前記第1の刺激または前記第2の刺激の非存在下で共に不安定化し、前記第2のDRDおよび前記第2のポリペプチドは、前記第1の刺激または前記第2の刺激の存在下で安定化する、ことを特徴とする。 いくつかの実施形態では、人工細胞は、第1のペイロード、例えば第2の免疫療法剤、例えば、CARまたはTCRが、第1のペイロードとは独立して発現するように、人工細胞に導入され、第2の免疫療法剤をコードするポリヌクレオチドは、第2の免疫療法剤が構成的に発現するか、または人工細胞において誘導性プロモーターを用いて誘導的に発現するように、人工細胞のゲノムに安定的に統合されてもよい。様々な実施形態において、人工細胞は、CD8+ T細胞、CD4+ T細胞、ヘルパーT細胞、ナチュラルキラー（NK）細胞、NKT細胞、細胞障害性Tリンパ球（CTL）、腫瘍浸潤リンパ球（TIL）、記憶T細胞、制御性T（Treg）細胞、サイトカイン誘導型キラー（CIK）細胞、樹状細胞、リンパカイン活性化キラー（LAK）細胞、ヒト胚性幹細胞、間葉系幹細胞、造血系幹細胞、またはそれらの混合物から選択される。

一実施形態では、本開示のCAR T細胞（TCR T細胞を含む）は、CARを含むCA2エフェクターモジュールおよびサイトカインを含むCA2エフェクターモジュールで形質転換された「アームド」CAR T細胞であってもよい。誘導性または構成的に分泌される活性サイトカインは、CAR T細胞をさらに備え、有効性および持続性を向上させる。本文脈では、そのようなCAR T細胞は、「アームドCAR T細胞」とも呼ばれる。「アームド」分子は、腫瘍微小環境、ならびに自然免疫系および適応免疫系の他の要素に基づいて選択されてもよい。いくつかの実施形態では、分子は、IL2、IL12、IL15、IL18、タイプIFN、CD40Lおよび4-1BBLなどの刺激因子であってもよく、これらは、異なるメカニズムを介して、敵対的な腫瘍微小環境に直面してCAR T細胞の効力および持続性をさらに高めることが示されている（Yeku et al.、Biochem Soc Trans.、2016、44（2）：412-418）。
いくつかの実施形態では、本開示の免疫細胞は、抗原特異的T細胞受容体（TCR）、または本明細書で教示する抗原特異的キメラ抗原受容体（CAR）を発現するように改変されたNK細胞であってもよい。
NK細胞は、末梢血単核細胞（PBMC）から分離してもよいし、ヒト胚性幹細胞（ES）や人工多能性幹細胞（iPSC）から分離してもよい。PBMCから分離した初代NK細胞は、養子免疫療法のためにさらに拡大することができる。NK細胞の拡大に有用な戦略およびプロトコルには、インターロイキン2（IL2）刺激および自家フィーダー細胞の使用、または遺伝的に改変された同種フィーダー細胞の使用が含まれ得る。いくつかの態様において、NK細胞は、IL15、IL21、IL2、41BBL、IL12、IL18、MICA、2B4、LFA-1、およびBCM1／SLAMF2を含む刺激リガンドの組み合わせで選択的に拡張することができる（例えば、米国特許公開NO.US20150190471）。

CARおよび／または他の免疫療法剤を含むCA2エフェクターモジュールを発現する免疫細胞は、がん免疫療法として使用することができる。本発明の免疫療法は、CARを発現する細胞および／または他の免疫療法剤を有効成分とし、さらに適切な賦形剤を含んでいてもよい。賦形剤の例としては、各種細胞培養液を含む前述の薬学的に許容される賦形剤、および等張塩化ナトリウムを挙げることができる。
いくつかの実施形態では、本開示の細胞は、本開示の組成物を発現するように遺伝的に改変された樹状細胞であってもよい。そのような細胞は、がんワクチンとして使用されてもよい。

V.用語の定義
本明細書の様々な場所で、本開示の組成物の特徴または機能が、グループまたは範囲で開示されている。本開示は、そのようなグループおよび範囲のメンバーの個々のすべてのサブコンビネーションを含むことが特に意図されている。以下は、用語の定義の非限定的なリストである。
活性：本明細書では、「活性」という用語は、物事が起こっている、または行われている状態を意味する。本明細書に記載されている組成物は、活性を有していてもよく、この活性は、1つ以上の生物学的事象を含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、生物学的事象は、細胞シグナル伝達事象を含んでもよい。いくつかの実施形態では、生物学的事象は、1つまたは複数の対応するタンパク質、受容体、小分子、または本明細書に記載された生体回路構成要素のいずれかとのタンパク質の相互作用に関連する細胞シグナル伝達事象を含んでもよい。
Adoptive cell therapy (ACT)：ここでいう「Adoptive cell therapy」または「Adoptive cell transfer」とは、細胞を患者に移植することを含む細胞療法のことで、細胞は患者由来のものであっても、別の個体由来のものであってもよく、患者に移植する前に操作（改変）される。治療用の細胞は、エフェクター免疫細胞などの免疫系に由来するものであってもよい。例えば、CD4+T細胞、CD8+T細胞、ナチュラルキラー細胞（NK細胞）、切除された腫瘍から得られたB細胞や腫瘍浸潤リンパ球（TIL）などが挙げられる。最も一般的に移植される細胞は、ex vivoでの拡大または操作後の自己抗腫瘍T細胞である。例えば、自己末梢血リンパ球は、T細胞受容体（TCR）またはキメラ抗原受容体（CAR）を発現させることにより、特定の腫瘍抗原を認識するように遺伝子操作することができる。

エージェント：本明細書では、「薬剤」という用語は、生物学的、薬学的、または化学的な化合物を指す。非限定的な例としては、単純または複雑な有機または無機分子、ペプチド、タンパク質、オリゴヌクレオチド、抗体、抗体誘導体、抗体フラグメント、受容体、可溶性因子などが挙げられる。
アゴニスト：本明細書で使用する「アゴニスト」という用語は、受容体と組み合わせて細胞応答を引き起こすことができる化合物を意味する。アゴニストは、受容体に直接結合するリガンドであってもよい。あるいは、アゴニストは、（a）受容体に直接結合する別の分子と複合体を形成する、（b）別の化合物が受容体に直接結合するように別の化合物を修飾する、などの方法で間接的に受容体と結合することもある。アゴニストは、特定の受容体または受容体ファミリーのアゴニストと呼ばれることがあり、例えば、共刺激性受容体のアゴニストなどが挙げられる。
アンタゴニスト：本明細書で使用する「アンタゴニスト」という用語は、それが結合する標的の生物学的活性を阻害または低減するあらゆる薬剤を意味する。

抗原：ここでいう「抗原」とは、癌の発生自体によって生じる腫瘍抗原のように、対象物に導入されたとき、または対象物によって産生されたときに、免疫反応を引き起こす分子と定義される。この免疫反応には、抗体の産生、細胞障害性Tリンパ球やTヘルパー細胞などの特異的な免疫学的能力を有する細胞の活性化のいずれか、またはその両方が含まれる。抗原は、生物、タンパク質/抗原のサブユニット、殺されたまたは不活性化された全細胞またはライセートに由来することができる。本開示の文脈において、「関心のある抗原」または「所望の抗原」という用語は、本明細書で提供されるタンパク質および／または他の生体分子であって、本開示の抗体および／または本明細書に記載されるその断片、変異体、変種、および／または改変体と免疫特異的に結合する、または相互作用するものを指す。いくつかの実施形態では、関心のある抗原は、本明細書に記載されたポリペプチドまたはペイロードもしくはタンパク質のいずれか、またはその断片もしくは部分から構成されてもよい。
約：本明細書では、1つまたは複数の値に適用される「およそ」または「約」という用語は、記載された基準値に類似した値を意味する。特定の実施形態では、「およそ」または「約」という用語は、別段の記載がない限り、または文脈から明らかでない限り、記載された基準値のいずれかの方向に25、20、19、18、17、16、15、14、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4、3、2、1、またはそれ以下（以上または未満）に収まる値の範囲を指す（ただし、そのような数値が可能な値の100を超える場合を除く）。
関連する：本明細書では、2つ以上の部位に関して「関連する」、「共役する」、「連結する」、「結合する」、「繋ぐ」という用語を使用する場合、部位が直接的に、または連結剤として機能する1つ以上の追加の部位を介して、互いに物理的に関連付けられているか、または接続されていることを意味し、その構造が使用される条件、例えば生理学的条件の下で部位が物理的に関連付けられたままであるように十分に安定した構造を形成することができる。「関連」は、厳密には直接的な共有結合によるものである必要はない。また、イオン結合、水素結合、または「関連する」実体が物理的に関連したままであるように十分に安定したハイブリッドベースの接続性を示唆することもある。

自己由来：本明細書で使用されている「自己由来」という用語は、後に個体に再導入される同一個体に由来する材料を意味している。
バーコード：本明細書で使用される「バーコード」という用語は、あるポリヌクレオチドまたはアミノ酸を別のポリヌクレオチドまたはアミノ酸と区別するポリヌクレオチドまたはアミノ酸の配列を意味する。
癌：ここでいう「癌」とは、体内で異常な細胞が無秩序に増殖することを特徴とする広範な疾患群を指します。制御されていない細胞の分裂と成長により、悪性腫瘍が形成され、隣接する組織に侵入し、最終的にはリンパ系や血流を介して体内の離れた場所に転移する。

共刺激分子：本明細書では、免疫T細胞の活性化における意味に従い、T細胞とAPCの間で結合し、T細胞に刺激的なシグナルを発生させる免疫細胞表面の受容体／リガンドのグループを指す。このシグナルは、T細胞受容体（TCR）がAPC上の抗原／MHC複合体（pMHC）を認識することで生じるT細胞の刺激的なシグナルと結合する。
サイトカイン：本明細書で使用される「サイトカイン」という用語は、免疫系の機能に影響を与え、調節することができる多くの種類の細胞によって産生される、多面的な機能を持つ小さな可溶性因子のファミリーを意味する。
送達：本明細書で使用される「送達」という用語は、化合物、物質、実体、部位、貨物またはペイロードを送達する行為または方法を意味する。「送達剤」とは、1つ以上の物質（本開示の化合物および／または組成物を含むが、これらに限定されない）を細胞、被験体、または他の生物学的システム細胞にインビボで送達することを少なくとも部分的に容易にする任意の剤を指す。

不安定化：本明細書では、「不安定化する」、「不安定化する」、「不安定化する領域」または「不安定化するドメイン」という用語は、同じ領域または分子の出発型、参照型、野生型、またはネイティブ型よりも安定性が低い領域または分子を意味する。
不安定化ドメイン（DD）：本明細書では、「不安定化ドメイン」とは、ペイロードオブインタレスト（POI）に作動可能に連結されたタンパク質またはその領域・ドメインを指す。 DD結合リガンドがない場合、DDは作動可能に連結されたPOIを不安定にし、POIが細胞内で速やかに分解されるようにする。 DD結合リガンドの存在下では、作動可能に連結されたPOIは安定化し、タンパク質の機能が回復する。 本明細書では、「不安定化ドメイン」と「薬物応答性ドメイン（DRD）」という用語は互換性がある。
エンジニアリングされた：本明細書では、本開示の実施形態が、構造的または化学的にかかわらず、出発点、野生型またはネイティブな分子から変化する特徴または特性を持つように設計されている場合、「エンジニアリングされた」としている。

発現：本明細書では、核酸配列の「発現」とは、(1）DNA配列からのRNAテンプレートの生成（例えば、転写による）；（2）RNA転写物の処理（例えば、スプライシング、編集、5′キャップ形成、および／または3′末端処理による）；（3）RNAのポリペプチドまたはタンパク質への翻訳；（4）ポリペプチドまたはタンパク質の折り畳み；および（5）ポリペプチドまたはタンパク質の翻訳後修飾の事象の1つ以上を指す。
特徴：本明細書では、「特徴」とは、特性、性質、または特徴的な要素を指す。
製剤：本明細書で使用される「製剤」は、本開示の化合物および／または組成物と、送達剤とを少なくとも含む。

断片：本明細書で使用される「断片」とは、一部分を指す。例えば、タンパク質の断片は、完全長のタンパク質を消化して得られたポリペプチドからなる場合がある。いくつかの実施形態では、タンパク質の断片は、少なくとも3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、150、200、250またはそれ以上のアミノ酸を含む。いくつかの実施形態では、抗体の断片は、抗体の一部を含む。
機能的：本明細書では、「機能的な」生物学的分子とは、特徴的な特性および／または活性を示す構造および形態を有する生物学的実体である。
免疫細胞：本明細書で使用する「免疫細胞」とは、骨髄の造血幹細胞に由来する免疫系のあらゆる細胞を指す。この造血幹細胞は、単球、マクロファージ、樹状細胞、巨核球、顆粒球などの骨髄系細胞を生み出す骨髄系前駆細胞と、T細胞、B細胞、ナチュラルキラー（NK）細胞などのリンパ系細胞を生み出すリンパ系前駆細胞の2つの主要な系統を生み出す。例示的な免疫系細胞には、CD4+ T細胞、CD8+ T細胞、CD4- CD8- ダブルネガティブT細胞、T γδ細胞、T -β細胞、制御性T細胞、ナチュラルキラー細胞、および樹状細胞が含まれる。マクロファージや樹状細胞は、「抗原提示細胞」または「APC」と呼ばれることもあり、ペプチドと複合化したAPC表面の主要組織適合性複合体（MHC）受容体がT細胞表面のTCRと相互作用することで、T細胞を活性化できる特殊な細胞である。

免疫療法：ここでいう「免疫療法」とは、疾患に対する免疫系の反応性を誘導または回復させることにより、疾患を治療する方法の一種である。
免疫治療剤：ここでいう「免疫治療剤」とは、病気に対する免疫系の反応性を誘導または回復することで病気を治療することができる生物学的、薬学的、または化学的な化合物のことを指す。
in vitro：本明細書では、「in vitro」という用語は、生物（動物、植物、微生物など）の体内ではなく、試験管や反応容器、細胞培養、ペトリ皿などの人工的な環境で発生する事象を意味する。

in vivo：本明細書では、「in vivo」という用語は、生物（例えば、動物、植物、微生物またはその細胞や組織）の中で起こる事象を意味する。

リンカー：本明細書では、リンカーとは、2つ以上のドメイン、部位、または実体を連結する部分を指す。一実施形態では、リンカーは10個以上の原子から構成されていてもよい。さらなる実施形態では、リンカーは、原子のグループ、例えば、10～1,000個の原子から構成されてもよく、炭素、アミノ、アルキルアミノ、酸素、硫黄、スルホキシド、スルホニル、カルボニル、およびイミンなどの原子またはグループから構成され得るが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、リンカーは、1つまたは複数のヌクレオチドを含む1つまたは複数の核酸を含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、リンカーは、アミノ酸、ペプチド、ポリペプチド、またはタンパク質を含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、リンカーによって結合される部位は、原子、化学基、ヌクレオシド、ヌクレオチド、核酸塩基、糖、核酸、アミノ酸、ペプチド、ポリペプチド、タンパク質、タンパク質複合体、ペイロード（例えば、治療薬）またはマーカー（化学、蛍光、放射性または生物発光マーカーを含むが、これらに限定されない）を含んでもよいが、これらに限定されない。リンカーは、本明細書に記載されているように、ペイロードを投与するだけでなく、マルチマーやコンジュゲートを形成するなど、任意の有用な目的に使用することができる。リンカーに組み込むことができる化学基の例としては、アルキル、アルケニル、アルキニル、アミド、アミノ、エーテル、チオエーテル、エステル、アルキレン、ヘテロアルキレン、アリール、またはヘテロシクリルが挙げられるが、これらに限定されるものではなく、本明細書に記載されているように、それぞれが任意に置換されていてもよい。リンカーの例としては、不飽和アルカン、ポリエチレングリコール（例えば、エチレングリコールまたはプロピレングリコールの単量体単位、例えば、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール、テトラエチレングリコール、テトラエチレングリコール）、デキストランポリマーなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。他の例としては、リンカー内の開裂可能な部位、例えば、ジスルフィド結合（-S-S-）やアゾ結合（-N＝N-）などが挙げられ、これらは還元剤や光分解を用いて開裂させることができる。選択的に開裂可能な結合の非限定的な例としては，例えば，トリス（2-カルボキシエチル）ホスフィン（TCEP）などの還元剤や光分解によって開裂するアミド結合や，例えば，酸性または塩基性の加水分解によって開裂するエステル結合がある。
チェックポイント/ファクター：本明細書では、チェックポイント因子とは、その機能がプロセスの分岐点に作用する任意の部分または分子である。例えば、チェックポイント蛋白質、リガンド、受容体は、細胞周期を停止させたり、加速させたりする機能を持っている。

代謝物：代謝物とは、細胞内で自然に起こる、酵素によって触媒される代謝反応の中間生成物である。この用語は通常、低分子、大きな生体分子の断片、または加工された製品を表すのに使われる。
修正：本明細書では、「修飾」という用語は、親分子または参照分子または実体と比較して、分子または実体の状態または構造が変化することを意味する。分子は、化学的、構造的、および機能的を含む多くの方法で修飾することができる。いくつかの実施形態では、本開示の化合物および／または組成物は、非天然アミノ酸の導入によって修飾される。
変異：本明細書では、「突然変異」という用語は、変化および／または変更を意味する。いくつかの実施形態では、突然変異は、タンパク質（ペプチドおよびポリペプチドを含む）および／または核酸（ポリ核酸を含む）に対する変化および／または改変であってよい。いくつかの実施形態では、突然変異は、タンパク質および／または核酸の配列に対する変化および／または改変からなる。そのような変更および／または改変は、1つまたは複数のアミノ酸（タンパク質および／またはペプチドの場合）および／またはヌクレオチド（核酸および／またはポリヌクレオチド例えばポリヌクレオチドの場合）の付加、置換および／または欠失を含んでもよい。いくつかの実施形態では、変異がアミノ酸および／またはヌクレオチドの付加および／または置換を含む場合、そのような付加および／または置換は、1つ以上のアミノ酸および／またはヌクレオチド残基から構成されていてもよく、修飾されたアミノ酸および／またはヌクレオチドを含んでいてもよい。変異、変化または変更の結果として生じる構築物、分子または配列を、本明細書では変異体と呼ぶことがある。

ネオアンチゲン：本明細書で使用する「ネオアンチゲン」という用語は、腫瘍細胞に存在するが正常細胞には存在せず、胸腺の同族抗原特異的T細胞の欠失を誘発しない（すなわち、中枢性寛容）腫瘍抗原を意味する。これらの腫瘍ネオアンチゲンは、がん免疫療法に必要な効果的な免疫反応を誘導するために、病原体と同様の「異物」シグナルを提供する可能性がある。ネオアンチゲンは、特定の腫瘍に限定されていてもよい。ネオアンチゲンは、ミスセンス変異を有するペプチド／タンパク質（ミスセンス・ネオアンチゲン）、または新規オープンリーディングフレーム（neoORF）からの長くて完全に新規なアミノ酸のストレッチを有する新規ペプチドである。ネオORFは、一部の腫瘍において、フレーム外の挿入または欠失（マイクロサテライトの不安定性を引き起こすDNAミスマッチ修復の欠陥による）、遺伝子融合、停止コドンのリードスルー変異、または不適切にスプライスされたRNAの翻訳によって生成される可能性がある（例えば、Saeterdal et al.、Proc Natl Acad Sci USA, 2001, 98: 13255-13260）。
オフターゲット：本明細書では、「オフターゲット」とは、1つ以上の標的、遺伝子、細胞内転写物、細胞、および/または組織に対して意図しない影響を与えることを指す。
操作可能に連結された：本明細書では、「操作可能に連結された」という表現は、2つ以上の分子、構築物、転写物、実体、部位などの間の機能的な接続を意味する。

ペイロードまたはペイロードオブインタレスト（POI）：本明細書で使用される「ペイロード」および「ペイロードオブインタレスト（POI）」という用語は、互換的に使用される。ペイロードオブインタレスト（POI）とは、不安定化ドメイン（DD）に動作可能に連結されている任意のポリペプチドまたはタンパク質を指す。本開示の文脈では、POIは、自然免疫系と適応免疫系の両方を含む免疫系における構成要素である。関心のあるペイロードは、関心のあるタンパク質と呼ばれることがある。
薬剤的に許容される賦形剤：本明細書で使用される「薬剤的に許容される賦形剤」という用語は、医薬組成物中に存在する活性剤（例えば、本明細書に記載されている）以外の任意の成分であって、被験者に対して実質的に非毒性かつ非炎症性であるという特性を有するものを意味する。いくつかの実施形態では、薬学的に許容される賦形剤は、活性剤を懸濁および／または溶解することができるビヒクルである。賦形剤には、例えば、付着防止剤、酸化防止剤、結合剤、コーティング剤、圧縮補助剤、崩壊剤、染料（着色料）、エモリエント剤、乳化剤、充填剤（希釈剤）、フィルム形成剤またはコーティング剤、香料、香り、滑沢剤（フローエンハンサー）、潤滑剤、保存剤、印刷インキ、吸着剤、懸濁剤または分散剤、甘味料、および水和剤が含まれる。例示的な賦形剤としては、ブチル化ヒドロキシトルエン（BHT）、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム（二塩基性）、ステアリン酸カルシウム、クロスカルメロース、架橋ポリビニルピロリドン、クエン酸、クロスポビドン、システイン、エチルセルロース、ゼラチン、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、乳糖、ステアリン酸マグネシウム、マルチトール、マンニトール、メチオニン、メチルセルロース、メチルパラベン、微結晶セルロース、ポリエチレングリコール、ポリビニルピロリドン、ポビドン、プレゼラチン化デンプン、プロピルパラベン、パルミチン酸レチニル、シェラック、二酸化ケイ素、カルボキシメチルセルロースナトリウム、クエン酸ナトリウム、デンプングリコール酸ナトリウム、ソルビトール、デンプン（トウモロコシ）、ステアリン酸、ショ糖、タルク、二酸化チタン、ビタミンA、ビタミンE、ビタミンC、キシリトールが挙げられるが、これらに限定されるものではない。

薬学的に許容される塩本明細書に記載された化合物の薬学的に許容される塩は、酸または塩基部分がその塩形態（例えば、遊離の塩基基を適切な有機酸と反応させることによって生成される）である開示された化合物の形態である。薬学的に許容される塩の例としては、アミンなどの塩基性残基の鉱酸塩または有機酸塩、カルボン酸などの酸性残基のアルカリ塩または有機酸塩などが挙げられるが、これらに限定されない。代表的な酸付加塩としては、酢酸塩、アジピン酸塩、アルギン酸塩、アスコルビン酸塩、アスパラギン酸塩、ベンゼンスルホン酸塩、安息香酸塩、重硫酸塩、ホウ酸塩、酪酸塩、カンフル酸塩、カンファースルホン酸塩、クエン酸塩、シクロペンタンプロピオン酸塩、ジグルコン酸塩、ドデシル硫酸塩、エタンスルホン酸塩、フマル酸塩、グルコヘプトン酸塩、グリセロリン酸塩、ヘミスルファート、ヘプトン酸塩、ヘキサン酸塩、臭化水素酸塩、塩酸塩、ヨウ化水素酸塩、2-ヒドロキシ-エタンスルホン酸塩、ラクトビオン酸塩、乳酸塩、ラウリン酸塩、ラウリル硫酸塩、リンゴ酸塩、マレイン酸塩、マロン酸塩、メタンスルホン酸塩、2-ナフタレンスルホン酸塩、ニコチン酸塩、硝酸塩、オレイン酸塩、シュウ酸塩、パルミチン酸塩、パモ酸塩、ペクチン酸塩、過硫酸塩、3-フェニルプロピオン酸塩、リン酸塩、ピクリン酸塩、ピバル酸塩、プロピオン酸塩、ステアリン酸塩、コハク酸塩、硫酸塩、酒石酸塩、チオシアン酸塩、トルエンスルホン酸塩、ウンデカン酸塩、バレレート塩などがある。代表的なアルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩としては、ナトリウム、リチウム、カリウム、カルシウム、マグネシウムなどのほか、アンモニウム、テトラメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、エチルアミンなどの無毒性のアンモニウム、第4級アンモニウム、アミンカチオンなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。薬学的に許容される塩には、従来の非毒性の塩、例えば、非毒性の無機酸または有機酸からの塩が含まれる。いくつかの実施形態では、薬学的に許容される塩は、塩基性または酸性の部分を含む親化合物から、従来の化学的方法によって調製される。一般的に、このような塩は、これらの化合物の遊離酸または塩基形態を、化学量論量の適切な塩基または酸と、水または有機溶媒、あるいはそれらの混合物中で反応させることによって調製することができる。適切な塩のリストは、Remington's Pharmaceutical Sciences, 17th ed., Mack Publishing Company, Easton, Pa., 1985, p.1418, Pharmaceutical Salts:Properties, Selection, and Use, P.H. Stahl and C.G. Wermuth (eds.), Wiley-VCH, 2008, and Berge et al., Journal of Pharmaceutical Science, 66, 1-19 (1977)に記載されており、これらの各文献は、その全体が参照により本明細書に組み込まれている。薬剤的に許容される溶媒和物：「薬学的に許容される溶媒和物」とは、適切な溶媒の分子が結晶格子に組み込まれた化合物の結晶形態を意味する。例えば、有機溶媒、水、またはそれらの混合物を含む溶液からの結晶化、再結晶化、または沈殿によって、溶媒和物を調製することができる。適切な溶媒の例としては、エタノール、水（例えば、一水和物、二水和物、三水和物）、N-メチルピロリジノン（NMP）、ジメチルスルホキシド（DMSO）、N，N'-ジメチルホルムアミド（DMF）、N，N'-ジメチルアセトアミド（DMAC）が挙げられる。1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン（DMEU）、1,3-ジメチル-3,4,5,6-テトラヒドロ-2-(1H)-ピリミジノン（DMPU）、アセトニトリル（ACN）、プロピレングリコール、酢酸エチル、ベンジルアルコール、2-ピロリドン、安息香酸ベンジルなどが挙げられる。水が溶媒の場合、溶媒和物は「水和物」と呼ばれる。いくつかの実施形態では、溶媒和物に取り込まれる溶媒は、溶媒和物が投与される生物（例えば、医薬組成物の単位投与形態）に対して生理学的に許容される種類またはレベルである。

安定：本明細書では、「安定」とは、反応混合物から有用な程度の純度で単離するのに十分な堅牢性を持ち、好ましくは有効な治療薬に配合できる化合物または実体を意味する。
安定させる：本明細書では、「安定させる」、「安定した」、「安定した領域」という用語は、安定した状態にする、または安定した状態になることを意味する。いくつかの実施形態では、安定性は、絶対値に対して相対的に測定される。いくつかの実施形態では、安定性は、二次的な状態もしくは状態、または参照化合物もしくは実体に対して相対的に測定される。
標準CAR：本明細書では、「標準的なCAR」という用語は、キメラ抗原受容体の標準的なデザインを意味している。細胞外scFvフラグメント、膜貫通ドメイン、1つ以上の細胞内ドメインを含むCAR融合タンパク質の構成要素は、単一の融合タンパク質として直線的に構築される。

刺激応答要素（SRE）：本明細書で使用する「刺激応答要素（SRE）」という用語は、エフェクターモジュールの1つまたは複数のペイロードに結合、付着、連結、または関連するエフェクターモジュールの構成要素であり、場合によっては、1つまたは複数の刺激に対するエフェクターモジュールの応答性を担っている。本明細書で使用されるように、刺激に対するSREの「応答性」の性質は、共有結合または非共有結合の相互作用、直接的または間接的な関連性、または刺激に対する構造的または化学的な反応によって特徴付けられることがある。さらに、刺激に対するSREの反応は、程度や種類の問題であってもよい。反応は、部分的な反応であってもよい。反応は、可逆的な反応であってもよい。応答は、最終的に、調節された信号または出力につながる可能性がある。そのような出力信号は、刺激に対する相対的な性質のものであってもよく、例えば、1から100の間の調節効果をもたらすか、または2倍、3倍、4倍、5倍、10倍以上などの因数分解された増加または減少をもたらすものであってもよい。SREの非限定的な例としては、不安定化ドメイン（DD）がある。
対象：本明細書では、「対象」または「患者」という用語は、本開示に従った組成物を、例えば、実験、診断、予防、および／または治療目的で投与することができる任意の生物を指す。典型的な対象には、動物（例えば、マウス、ラット、ウサギ、非ヒト霊長類、およびヒトなどの哺乳類）および／または植物が含まれる。
T細胞：T細胞とは、T細胞受容体（TCR）を産生する免疫細胞のことである。T細胞には、ナイーブ（抗原にさらされていない、T _CMに比べてCD62L、CCR7、CD28、CD3、CD127、CD45RAの発現が増加し、CD45ROの発現が減少している）、メモリーT細胞（T_M）（抗原にさらされている、寿命が長い）、エフェクター細胞（抗原にさらされている、細胞毒性がある）がある。T _Mは、さらに、中枢性メモリーT細胞（T _CM、ナイーブT細胞と比較して、CD62L、CCR7、CD28、CD127、CD45RO、CD95の発現が増加し、CD54RAの発現が減少している）とエフェクターメモリーT細胞（T _EM、ナイーブT細胞またはT _CMと比較して、CD62L、CCR7、CD28、CD45RAの発現が減少し、CD127の発現が増加している）のサブセットに分けられる。エフェクターT細胞（T _E）とは、抗原経験のあるCD8+細胞傷害性Tリンパ球のことで、T_CMと比較してCD62L、CCR7、CD28の発現が減少し、グランザイムやパーフォリンが陽性である。他の例示的なT細胞には、CD4+ CD25+ (Foxp3+) レギュラトリーT細胞やTreg17細胞などのレギュラトリーT細胞や、Tr1、Th3、CD8+CD28-、Qa-1制限T細胞などがある。

T細胞受容体T細胞受容体（TCR）とは、可変抗原結合ドメイン、定数ドメイン、膜貫通領域、短い細胞質尾部を持つ免疫グロブリンスーパーファミリーの一員で、MHC受容体に結合した抗原ペプチドに特異的に結合する能力を持つ。TCRは、細胞表面または可溶性の形態で存在し、一般的にはα鎖とβ鎖（それぞれTCRα、TCRβとも呼ばれる）、またはγ鎖とδ鎖（それぞれTCRγ、TCRδとも呼ばれる）を有するヘテロ二量体で構成されている。TCR鎖の細胞外部分（例えば、α鎖、β鎖）は、2つの免疫グロブリンドメイン、N末端の可変ドメイン（例えば、α鎖可変ドメインまたはV _α、β鎖可変ドメインまたはV _β）、および細胞膜に隣接する1つの定数ドメイン（例えば、α鎖定数ドメインまたはC _α、β鎖定数ドメインまたはC _β）を含む。免疫グロブリンと同様に、可変ドメインにはフレームワーク領域（FR）で区切られた相補的決定領域（CDR）が存在する。TCRは、通常、CD3複合体と結合してTCR複合体を形成する。本明細書では、「TCR複合体」という用語は、CD3とTCRが結合して形成される複合体を意味する。例えば、TCR複合体は、CD3γ鎖、CD3δ鎖、2つのCD3ε鎖、CD3ζ鎖のホモダイマー、TCRα鎖、およびTCRβ鎖で構成することができる。あるいは、TCR複合体は、CD3γ鎖、CD3δ鎖、2つのCD3ε鎖、CD3ζ鎖のホモダイマー、TCRγ鎖、およびTCRδ鎖から構成され得る。本明細書で使用される「TCR複合体の構成要素」とは、TCR鎖（すなわち、TCRα、TCRβ、TCRγもしくはTCRδ）、CD3鎖（すなわち、CD3γ、CD3δ、CD3εもしくはCD3ζ）、または2つ以上のTCR鎖もしくはCD3鎖によって形成される複合体（例えば、TCRαとTCRβの複合体、TCRγとTCRδの複合体、CD3εとCD3δの複合体、CD3γとCD3εの複合体、またはTCRα、TCRβ、CD3γ、CD3δ、および2つのCD3ε鎖のサブTCR複合体などから構成され得る。
治療有効量：本明細書では、「治療有効量」という用語は、感染症、疾患、障害、および／または状態に罹患している、または罹患しやすい対象者に投与されたときに、感染症、疾患、障害、および／または状態の治療、症状の改善、診断、予防、および／または発症の遅延に十分な量の送達される薬剤（例えば、核酸、薬物、治療剤、診断剤、予防剤など）の量を意味する。いくつかの実施形態では、治療上有効な量が単回投与で提供される。いくつかの実施形態では、治療上有効な量が、複数回の投与からなる用量レジメンで投与される。当業者であれば、いくつかの実施形態では、単位投与形態が、そのような投与法の一部として投与されたときに有効な量を含む場合、特定の薬剤または実体の治療有効量を含むと考えられることを理解するであろう。
処置または治療：本明細書では、「治療」または「処置」という用語は、有益なまたは所望の結果、好ましくは有益なまたは所望の臨床結果を含む、有益なまたは所望の結果を得るためのアプローチを示す。そのような有益なまたは所望の臨床結果には、癌細胞または他の病気の増殖を減少させる（または破壊する）、癌に見られる癌細胞の転移を減少させる、腫瘍のサイズを縮小させる、病気に起因する症状を減少させる、病気に苦しむ人々の生活の質を向上させる、病気を治療するために必要な他の薬物の用量を減少させる、病気の進行を遅延させる、および／または個体の生存を延長させる、1つまたは複数が含まれるが、これらに限定されない。

調整：本明細書で使用される「調整」という用語は、刺激に応じて、または特定の結果に向けて、あるものを調整、バランス、または適応させることを意味する。非限定的な一例では、本開示のSREおよび／またはDDは、特定の刺激および／または環境に応じて、それらが付加され、取り付けられ、または関連付けられた組成物の機能または構造を調整し、バランスをとり、または適応させる。

等価と範囲
当業者であれば、本明細書に記載された本開示に従った特定の実施形態に対する多くの等価物を認識するか、日常的な実験以上のものを用いて確認することができるであろう。本開示の範囲は、上記の説明に限定されることを意図するものではなく、添付の特許請求の範囲に記載されている通りである。
特許請求の範囲において、「a」、「an」、「the」などの冠詞は、反対に示されたり、文脈から明らかでない限り、1つまたは複数を意味する。グループの1つ以上のメンバーの間に「または」を含む請求項または記述は、反対の指示がない限り、または文脈から明らかでない限り、グループメンバーの1つ、2つ以上、またはすべてが所定の製品またはプロセスに存在するか、それらに採用されるか、またはその他の方法で関連する場合に満たされると考えられる。本開示は、グループの正確に1つのメンバーが、所定の製品またはプロセスに存在する、採用される、またはその他の方法で関連する実施形態を含む。本開示には、複数の、またはグループのメンバー全体が、所定の製品またはプロセスに存在する、採用される、またはその他の方法で関連する実施形態が含まれる。
また、「comprising」という用語は、オープンで許可されていることを意図しているが、追加の要素やステップを含めることを必要としないことに留意されたい。本明細書で「comprising 」という用語を使用する場合、「consisting of」という用語も包含され、開示される。

範囲が示されている場合、終点も含まれている。さらに、他に示されていない限り、または文脈や当業者の理解から明らかでない限り、範囲として示されている値は、文脈が明確に指示しない限り、本開示の異なる実施形態において、範囲の下限の単位の10分の1まで、記載された範囲内の任意の特定の値またはサブレンジを想定することができることを理解されたい。
さらに、先行技術に該当する本開示の特定の実施形態は、請求項のいずれか1つ以上から明示的に除外されてもよいことを理解されたい。そのような実施形態は、当業者に知られていると考えられるため、本明細書で除外が明示的に規定されていなくても、除外されてもよい。本開示の組成物の任意の特定の実施形態（例えば、任意の抗生物質、治療薬、または活性成分、任意の製造方法、任意の使用方法など）は、先行技術の存在に関連するか否かに関わらず、任意の理由で、任意の1つ以上の請求項から除外することができる。
使用されている言葉は、限定ではなく説明の言葉であり、本開示の広範な側面における真の範囲と精神から逸脱することなく、添付の請求項の範囲内で変更を加えることができることを理解していただきたい。

本開示は、記載されたいくつかの実施形態に関して、ある程度の長さと特定性をもって説明されてきたが、そのような特定性または実施形態または任意の特定の実施形態に限定されることは意図されておらず、先行技術に鑑みてそのような請求項の可能な限り広範な解釈を提供するように、したがって、本開示の意図された範囲を効果的に包含するように、添付の請求項を参照して解釈されるべきである。本開示は、以下の非限定的な例によってさらに説明される。

（実施例1）T細胞におけるin vitroでのCD40Lの制御
炭酸脱水酵素DDで制御されたCD40Lコンストラクトを作成し、レンチウイルスベクターにクローニングした。精製したT細胞を解凍し、aCD3 aCD28 Dynabeads（T細胞1個に対してビーズ3個の割合で）と一緒に培養した。

翌日、このコンストラクトをT細胞に導入した。ウイルスを添加してから48時間後、50μMのアセタゾラミド、またはビヒクルコントロール（DMSO）を用いて、リガンド依存性制御を試験した。リガンドを添加してから24時間後、T細胞をCD40L発現で染色し、FACSを用いて解析した。アセタゾラミドの存在下で、OT-001990はビヒクルコントロールおよびインサートのない空のベクターを発現させたT細胞と比較して、CD40L発現の増加を示した。CD4+およびCD8+T細胞において、増加する用量のアセタゾラミドに反応したCD40L発現を測定した。細胞をAcetazolamideで24時間処理し、CD40L発現をFACSを用いて測定した。その結果を、表10に蛍光強度の中央値として、表11にCD40L陽性細胞の割合として示した。

[表10]

[表11]

表10および表11に示すように、CD4+ T細胞とCD8+ T細胞の両方でリガンド依存性の調節が観察された。しかし、MFIの絶対値とCD40L陽性細胞の割合は、CD4+細胞の方が高かった。CD40Lの安定化を達成するために必要なアセタゾラミドの量は、ヒトで達成可能なリガンドのレベル内である。

（実施例2）T細胞におけるin vitroでのCD40Lのタイムコース制御
炭酸脱水酵素DDで制御されたCD40Lコンストラクトを作成し、レンチウイルスベクターにクローニングした。精製したT細胞を解凍し、aCD3 aCD28 Dynabeads（T細胞1個に対してビーズ3個の割合で）と一緒に培養した。

このコンストラクトをT細胞に形質導入し、50μMのアセタゾラミドまたはビヒクルコントロール（DMSO）を48時間投与した。 空のベクター（EV）と構成的なCD40L（OT-001661；アミノ酸SEQ ID NO.6067および核酸SEQ ID NO.6068）のコントロールも評価した。2、4、6、8、24、48時間後に細胞を固定した後、T細胞をCD40Lの発現で染色し、FACSを用いて解析した。その結果を、表12に蛍光強度の中央値として、表13にCD40L陽性細胞の割合として示した。

[表12]

[表13]

アセタゾラミドの存在下で、OT-001990は、ビヒクルコントロールおよびインサートを含まない空のベクターを発現するT細胞と比較して、CD40L発現の増加を示した。CD4+およびCD8+T細胞において、増加する用量のアセタゾラミドに反応したCD40L発現を測定した。表12および表13に示すように、CD4+T細胞だけでなく、CD8+T細胞においてもリガンド依存性の制御が観察された。絶対的なMFI値とCD40L陽性細胞の割合は、CD4+細胞で高かった。発現は24時間後にピークに達し、最高用量では構成的なレベルよりも高い発現が見られた。

（実施例3）CA2によるT細胞のCD40Lの制御
制御を調べるために、活性化T細胞にCA2制御CD40L(OT-001990)とCD40Lのコントロール(OT-001661)をレンチビルで導入した。 2日後、表14に記載されているように、細胞をビヒクルまたは50mMのリガンドで24時間処理した後、CD40Lの表面発現について分析した。CD4+細胞、CD8+細胞および全細胞の結果を以下に示す。表中、「Acz」はアセタゾラミドである。

[表14]

不安定化ドメインを用いて発現を制御することで、CD40Lの発現が内因性のレベルを超えて著しく向上した。CA2の不安定化ドメインは、臨床レベルに近いリガンド用量で、構成的な発現に近いレベルを示す。

（実施例4）CA2由来の不安定化ドメインによるCD40Lの制御
複数の炭酸脱水酵素DDによるCD40Lの制御を、以下のコンストラクトを用いて検証した。ot-001990, ot-002072, ot-002073, ot-001968, ot-001969, ot-001970, ot-001971, ot-002074, ot-002075, ot-002076, ot-002077.HEK 293T細胞にこれらのコンストラクトを一過性にトランスフェクトした。細胞を10μMのアセタゾラミドで24時間処理し、CD40Lの細胞表面発現をフローサイトメトリーで測定した。その結果を表15に示すが、SRは安定化率を示す。

[表15]

試験したすべてのコンストラクトはリガンド依存性の安定化を示し，安定化比は1を超えた。OT-001990とOT-001968は最も高い安定化比を示した。OT-002072, OT-002073, OT-001968, OT-001969, OT-001970, および OT-001971のコンストラクトをHEK293T細胞で試験したところ，CD40Lのリガンド依存的な安定化が同様に観察された。
T細胞を用いて用量反応試験を行った。表16に示すコンストラクトで細胞を導入した。導入後4日目および9日目にアセタゾラミドの用量反応研究を行った。実験は重複して行った（本明細書では、「リピート1」および「リピート2」と呼ぶ。結果は、フローサイトメトリーで分析したCD40LのMedian蛍光強度として、表16および表17に記載した。

[表16]

[表17]

表16および表17の結果から、アセタゾラミドで処理した場合、炭酸脱水酵素DDに基づくCD40Lの発現制御が有効であることが示唆された。CD4陽性細胞は、CD8陽性細胞と比較して、より大きなCD40L発現の増加を示したが、これは、CD4細胞における内因性のCD40L発現によるものと思われる。
健康なドナーのヒトT細胞を活性化し、OT-001990のCD40L発現レンチウイルスベクター（LV）で導入し、aCD3 aCD28 Dynabeadsを用いて増殖させた。展開後9日目にT細胞を凍結した。3日目、8日目、解凍後、およびaCD3とaCD28で24時間再刺激した後に、細胞にアセタゾラミドを加えた。リガンドを添加してから24時間後にT細胞をCD40L発現について染色した。その結果を表18に示す。

[表18]

表18に示すように、融解後の再刺激を受けた細胞では制御が見られたが、再刺激を受けていない細胞では制御が見られなかった。これらのデータは、CD40Lの制御がT細胞の活性化状態に敏感であることを示している。
健康なドナーのヒトT細胞を活性化し、CD40Lを発現するレンチウイルスベクター（LV）を導入し、増殖させた後、凍結した。同種のヒト単球を単球由来の樹状細胞（moDC）に分化させ、これも凍結した。解凍したばかりの細胞を用いてin vitroの培養を開始し、48時間培養した。上清を回収し、インターロイキン12（IL12）についてメソスケール・ディスカバリー（MSD）により分析した。その結果を表19に示す。表19では、アセタゾラミドを「ACZ」と表記している。

[表19]

CD40Lによる制御と同様に、CD40Lを発現しているT細胞によるIL12の発現は、T細胞の活性化状態に敏感であった。

（実施例5）CA2 CD40L- CAR T細胞の制御
CARの文脈で本開示のバイオサーキットによって調整されるCD40L発現の効果を測定するために、本明細書に記載されたCA2 CD40L-CAR構築物のいずれかを発現するT細胞を、単球由来の樹状細胞（DC）と共培養した。

1×10⁴個のDCを1×10⁵個のNalm6および1×10⁵個のCAR+ T細胞と一緒に培養することにより、in vitroの培養を設定した。50μMのアセタゾラミドを、培養中の細胞と同時に添加した。24時間後に上清を回収し，MSDアッセイによりIFNgとIL-12を分析した。CD40Lペイロードを構成的に発現するOT-001661（SEQ ID NO.6067；SEQ ID NO.6068によりコードされる）をコントロールとして用いた。その結果を表20に示す。

[表20]

DC + OT-001990を除くすべてのグループの上清でIL12の分泌が増加した。 DC + OT-001407 + Nalm6; DC + OT-001605 + Nalm6; DC + OT-002156 Vehicle + Nalm6; DC + OT-002156 +50μM of Acetazolamide + Nalm6の上清では、検出可能なIFN gammaレベルが観察された。また，OT-002156によるIFNγのリガンド依存的な制御が観察された。これらのデータは、CARによるT細胞の活性化が、in vitroにおいて自己由来のDCによるCD40L依存性のIL-12産生を誘導することを示している。

（実施例6）CD40Lによるシェディングの減少
切断部位をリンカー配列に置換したことによるCD40Lの発現およびシェディングの影響を測定するために、HEK293T細胞にCD40Lコントロール（OT-001661）、CA2制御CD40L（OT-001990）またはCA2制御CD40L-shed（OT-002172）を一過性にトランスフェクトし、ビヒクル（DMSO）または10μMアセタゾラミド（ACZ）で24時間処理した後、細胞培養液をELISAで分析して可溶性CD40Lを調べた。表21に示すように、切断部位をリンカー配列で置き換えた場合、シェディングの減少が見られた。

[表21]

さらに、OT-001990およびOT-02172を安定的にトランスフェクトされたJurkat細胞にトランスフェクトした後、その細胞を用量のアセタゾラミド（ACZ）で24時間処理し、陽性CD40L+細胞の割合とMFIを表22に示した。

[表22]

本開示は、説明されたいくつかの実施形態に関して、ある程度の長さと特定性をもって説明されてきたが、そのような特定性や実施形態、または任意の特定の実施形態に限定されることを意図しているのではなく、先行技術に鑑みてそのような請求項の可能な限り広範な解釈を提供するように、添付の請求項を参照して解釈されるべきであり、したがって、本開示の意図された範囲を効果的に包含する。
本明細書に記載されているすべての出版物、特許出願、特許、およびその他の参考文献は、その全体が参照として組み込まれている。矛盾が生じた場合は、定義を含めて本明細書が優先される。また、セクションの見出し、材料、方法、および実施例は例示に過ぎず、限定を意図したものではない。

関連出願への相互参照

本出願は、2019年6月12日に出願された米国仮出願第62/860,383号の優先権の利益を主張する。前述の出願の全内容は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれている。

シーケンスリストの参照
本出願には、ASCII形式で電子的に提出されたシーケンスリストが含まれており、その全体が参照により本明細書に組み込まれている。2020年6月11日に作成された前記ASCIIファイルは、268052_469001_SL.txtと名付けられ、サイズは10,046,525バイトである。

本開示は、少なくとも1つのペイロードのためにタンパク質の安定性を調整することができるヒト炭酸脱水酵素2（CA2）由来の不安定化ドメイン（DD）、ならびに組成物およびその使用の方法に関するものである。本開示には、CA2バイオサーキットシステムのポリペプチド、CA2エフェクターモジュール、刺激応答要素（SRE）、それらをコードするポリヌクレオチド、がん免疫療法に使用するためのポリペプチドおよび／またはポリヌクレオチドを含むベクターおよび細胞が含まれる。

遺伝子治療や細胞治療は医療に革命をもたらし、これまで難しかった疾患の治療に新たな可能性をもたらしている。しかし、現在の技術では、標的タンパク質を誘導するタイミングやレベルを調整することができない。そのため、遺伝子治療や細胞治療を安全かつ効果的に実施することは困難であり、不可能である。

多くの遺伝子治療や細胞治療の現場では、外因性および／または内因性の遺伝子制御が不十分であることが重要な問題となっている。また、このような調整能力の欠如は、治療効果の範囲が狭い、あるいは不確実なタンパク質や、より段階的、一時的な発現を必要とするタンパク質を安全に発現させることを困難にしている。

タンパク質の発現や機能を制御する方法の一つとして、不安定化ドメイン（DD）を用いる方法がある。不安定化ドメインは、対象となる標的タンパク質に付加することができる小さなタンパク質ドメインである。DDは、DD結合リガンドが存在しない場合、結合した目的のタンパク質を不安定にし、細胞のユビキチンプロテアソームシステムによって目的のタンパク質が速やかに分解される。しかし、特定の小分子のDD結合リガンドがDDに結合すると、結合した目的のタンパク質が安定化し、タンパク質の機能が発揮される。

DD技術は、遺伝子の発現や機能を調整可能かつ一時的に制御することができる新しいクラスの細胞・遺伝子治療の基盤となるもので、細胞・遺伝子治療の様式に安全かつ効果的に組み込むことができるタンパク質治療薬の世界を広げる。

本開示は、小分子依存的な安定性を示す、ヒト炭酸脱水酵素2（CA2）に由来する新規なタンパク質ドメインを提供する。このようなタンパク質ドメインは、不安定化ドメイン（DD）と呼ばれる。その結合リガンドがない場合、DDは不安定化し、DDに融合したペイロード（例えば、目的タンパク質（POI））の分解を引き起こすが、その結合リガンドの存在下では、融合したDDおよびペイロードは安定化することができ、その安定性は用量依存性である。
本明細書では、少なくとも1つのエフェクターモジュールを含むバイオサーキットシステムを提供する。エフェクターモジュールは、（a）刺激応答要素（SRE）であって、全体または一部に、限定されないが、（CA2、配列番号（SEQ ID NO.）5810）などのヒト炭酸脱水酵素2を含んでもよいものと、（b）少なくとも1つのペイロードであって、前記SREに取り付けられ、添付され、または関連付けられている前記少なくとも1つのペイロードとを含んでもよい。ペイロードは、CD40L全体またはCD40Lの一部分であってもよい。
いくつかの実施形態では、本開示は、ヒト炭酸脱水酵素2（CA2、配列番号5810）に由来する不安定化ドメイン（DD）の全体または一部を含んでいてもよい刺激応答要素（SRE）を提供する。一実施形態では、DDは、CA2（配列番号5810）全体を含んでいてもよい。別の実施形態では、DDは、CA2のアミノ酸2-260、例えば、配列番号5810のアミノ酸2-260を含んでもよいが、これらに限定されない。

一態様では、本開示は、エフェクターモジュールを含むポリペプチドを提供し、前記エフェクターモジュールは、i）前記SREが薬物応答ドメイン（DRD）を含み、前記DRDがヒト炭酸脱水酵素2（CA2、配列番号5810）またはその領域を含み、さらに配列番号5810のアミノ酸配列に対する1つまたは複数の変異を含む、刺激応答要素（SRE）、およびii）前記SREに動作可能に連結される少なくとも1つのペイロードであって(a）ペイロードは、CD40L（配列番号6）またはその一部分を含む、または（b）ペイロードは、配列番号6のアミノ酸配列に対して1つまたは複数の変異を含むCD40L（配列番号6）またはその一部分を含む。
一実施形態では、DRDは、配列番号5810の122位（H122）のアミノ酸におけるH122Y変異を含んでいる。別の実施形態では、DRDは、(i）配列番号5810の27位（R27）のアミノ酸におけるR27L変異、（ii）配列番号5810の87位（T87）のアミノ酸におけるT87I変異、（iii）配列番号5810の252位（N252）のアミノ酸におけるN252D変異、または（iv）（i）、（ii）および／または（iii）の組み合わせをさらに含む。

一実施形態では、DRDは、配列番号5810の106位（E106）のアミノ酸にE106D変異を含んでいる。一実施形態では、DRDは、配列番号5810の208位（W208）のアミノ酸にW208S変異を含んでいる。一実施形態では、DRDは、E106D変異またはW208S変異からなり、配列番号5810の205位（C205）のアミノ酸にC205S変異をさらに含む。
一実施形態では、DRDは、配列番号5810の59位（I59）のアミノ酸にI59N変異を含んでいる。別の実施形態では、DRDは、配列番号5810の102位（G102）のアミノ酸にG102R変異をさらに含む。
一実施形態では、DRDは、配列番号5810の156位（L156）のアミノ酸におけるL156H変異を含んでいる。別の実施形態では、DRDは、(i）配列番号5810の4位（W4）のアミノ酸におけるW4Y変異、（ii）配列番号5810の225位（F225）のアミノ酸におけるF225L変異、（iii）配列番号5810の257-260位のアミノ酸の欠失、（iv）配列番号5810の1-5位のアミノ酸の欠失、または（v）配列番号5810のアミノ酸G234、E235およびP236の欠失をさらに含む。別の実施形態では、DRDは、配列番号5810に対して4つの変異を含み、前記変異は(i）L156H、S172C、F178Y、およびE186D、または（ii）D70N、D74N、D100N、およびL156Hに対応する。
一実施形態では、DRDは、配列番号5810に対する第1の変異および第2の変異を含み、ここで(i）第1の変異は、配列番号5810の73位（S73）のアミノ酸におけるS73N変異であり、（ii）第2の変異は、配列番号5810の89位（R89）のアミノ酸におけるFまたはYの置換である。
一実施形態では、DRDは、配列番号5810のアミノ酸位置56（S56）におけるNまたはFの置換を含んでいる。一実施形態では、DRDは、配列番号5810に対して、S56FおよびD71Sに対応する2つの置換を含んでいる。

一実施形態では、DRDは、配列番号5810の56位（S56）のアミノ酸にS56N変異を含む。
一実施形態では、DRDは、配列番号5810に対する1つまたは複数の置換を含み、ここで、少なくとも1つの置換は、配列番号5810のアミノ酸位置63（G63）におけるDまたはNの置換であり、ここで、1つまたは複数の置換は、G63D、G63DおよびM240L、G63D、E69VおよびN231I、またはT55K、G63NおよびQ248Nに対応する。
一実施形態では、DRDは、配列番号5810に対する2つ以上の置換を含み、2つ以上の置換のうちの1つは、配列番号5810のアミノ酸位置71（D71）におけるLまたはKの置換であり、前記2つ以上の置換は、D71LおよびT87N、D71LおよびL250R、D71L、T87NおよびL250R、またはD71KおよびT192Fに対応する。

一実施形態では、DRDは、配列番号5810に対する2つ以上の置換を含み、2つ以上の置換のうちの少なくとも1つは、(i）配列番号5810のアミノ酸位置241（V241）におけるFの置換、または（ii）配列番号5810のアミノ酸位置249（P249）におけるFまたはLの置換であり、2つ以上の置換がD72FおよびV241F、D72FおよびP249L、D72FおよびP249F、D72F、V241FおよびP249L、A77IおよびP249F、またはV241FおよびP249Lに対応する。
一実施形態では、DRDは、配列番号5810に対して、Y51T、L183S、Y193I、L197P、およびV134FとL228Fの組み合わせから選択される1つまたは複数の置換を含んでいる。
いくつかの実施形態では、DRDは、配列番号5810のアミノ酸2-260に対応するヒトCA2の領域を含んでいる。
いくつかの実施形態では、DRDは、配列番号5810のアミノ酸1-260を含む完全長のCA2に対応するヒトCA2の領域を含んでいる。

いくつかの実施形態では、SREは、1つまたは複数の刺激に反応する。いくつかの実施形態では、刺激は小分子であり、小分子は、アセタゾラミド、セレコキシブ、バルデコキシブ、ロフェコキシブ、メタゾラミド、ドルゾラミド、ブリンゾラミド、ジクロフェナミド、エトキシゾラミド、ゾニサミド、ダンシルアミド、またはジクロルフェナミドから選択される。いくつかの実施形態では、小分子はアセタゾラミドである。
いくつかの実施形態では、ペイロードは、少なくとも1つの変異を含むCD40L（配列番号6）またはその一部である。
いくつかの実施形態では、ペイロードは、少なくとも2つの変異を含むCD40L（配列番号6）またはその一部であり、少なくとも2つの変異は、（i）H224GおよびG226F、（ii）H224GおよびG226H、（iii）Y172GおよびG226F、（iv）H125およびG227、（v）Y120G、H224GおよびG226W、ならびに（vi）S110G、F111G、E112S、M113G、Q114G、およびK115Sから選択される。
いくつかの実施形態では、ペイロードはCD40L（配列番号6）である。

いくつかの実施形態では、DRDはペイロードのN末端に位置している。
いくつかの実施形態では、DRDはリンカーによってペイロードから分離されている。
いくつかの実施形態では、エフェクターモジュールは、シグナルペプチド、ターゲティングペプチドおよび／または透過性ペプチド、リンカー、タンパク質タグ、および／またはタンパク質切断部位をさらに含む。
いくつかの実施形態では、本開示は、本明細書に記載のポリペプチドを含む組成物を提供する。

いくつかの実施形態では、本開示は、本明細書に記載のエフェクターモジュールを含む組成物を提供する。
いくつかの実施形態では、本開示は、本明細書に記載のエフェクターモジュールをコードするポリヌクレオチドを提供し、ここで、ポリヌクレオチドは、DNA分子またはRNA分子である。いくつかの実施形態では、ポリヌクレオチドは、モノシストロニック、バイシストロニック、またはマルチシストロニックである。
一実施形態では、ポリヌクレオチドは、バイシストロニックであり、第2のポリペプチドをコードし、前記第2のポリペプチドは、その抗体およびフラグメントおよび変異体、T細胞受容体（TCR）およびその変異体、キメラ抗原受容体（CAR）、キメラスイッチ受容体、共抑制性受容体またはリガンドの阻害剤、共刺激性受容体およびリガンドのアゴニスト、サイトカイン、ケモカイン、サイトカイン受容体、ケモカイン受容体、サイトカイン-サイトカイン受容体融合体、可溶性成長因子、代謝因子、自殺遺伝子、またはホーミング受容体から選択される免疫療法薬を含む。一実施形態では、ポリヌクレオチドはマルチストロニックであり、少なくとも2つの追加のポリペプチドをコードし、前記少なくとも2つの追加のポリペプチドは、抗体およびそのフラグメントおよび変異体、T細胞受容体（TCR）およびその変異体、キメラ抗原受容体（CAR）、キメラスイッチ受容体、共抑制性受容体またはリガンドの阻害剤、共刺激性受容体およびリガンドのアゴニスト、サイトカイン、ケモカイン、サイトカイン受容体、ケモカイン受容体、サイトカイン-サイトカイン受容体融合体、可溶性成長因子、代謝因子、自殺遺伝子、またはホーミング受容体から選択される免疫療法薬を含む。いくつかの実施形態では、第2のポリペプチドは、または少なくとも2つの追加のポリペプチドは、第2のSREに動作可能に連結されている。いくつかの実施形態では、第2のポリペプチドは、任意のSREに動作可能に連結されていないか、または少なくとも2つの追加のポリペプチドは、任意のSREに動作可能に連結されていない。

いくつかの実施形態では、本開示は、本明細書に記載のポリヌクレオチドのいずれかを含むベクターを提供する。いくつかの実施形態では、ベクターは、ウイルスベクターまたはプラスミドである。いくつかの実施形態では、ベクターは、ウイルスベクターであり、ウイルスベクターは、レトロウイルスベクター、レンチウイルスベクター、ガンマレトロウイルスベクター、組換えAAVベクター、アデノウイルスベクター、またはオンコロイドウイルスベクターである。
いくつかの実施形態では、本開示は、本明細書に記載のベクターで形質導入または遺伝子導入された細胞を提供する。
いくつかの実施形態では、本開示は、本明細書に記載のエフェクターモジュール、ポリヌクレオチド、またはベクターのうちの少なくとも1つを含む細胞を提供する。

いくつかの実施形態では、本開示の細胞は、養子細胞移植（ACT）のための免疫細胞、または、CD8+T細胞、CD4+T細胞、ヘルパーT細胞、ナチュラルキラー（NK）細胞、NKT細胞、細胞傷害性Tリンパ球（CTL）、腫瘍浸潤リンパ球（TIL）、メモリT細胞、制御性T（Treg）細胞、サイトカイン誘導キラー（CIK）細胞、樹状細胞、リンホカイン活性化キラー（LAK）細胞、ヒト胚性幹細胞、間葉系幹細胞、造血系幹細胞、またはそれらの混合物である。いくつかの実施形態では、前記細胞は、キメラ抗原受容体（CAR）または抗原特異的T細胞受容体（TCR）を発現するように改変されている。一実施形態では、前記細胞は、T細胞またはNK細胞である。
いくつかの実施形態では、本開示は、エフェクターモジュールを発現する、および／またはポリヌクレオチドを含む、および／または本明細書に記載のベクターで感染または遺伝子導入された細胞を提供し、ここで、前記細胞は、抗原特異的T細胞受容体（TCR）または抗原特異的キメラ抗原受容体（CAR）を発現するように改変されたT細胞である。
いくつかの実施形態では、本開示は、本明細書に記載のポリペプチド、ポリヌクレオチド、ベクター、または細胞と、薬学的に許容される賦形剤とを含む医薬組成物を提供する。

いくつかの実施形態では、本開示は、改変された細胞を製造する方法を提供し、前記方法は、本明細書に記載のポリヌクレオチドを含む核酸分子を細胞に導入することを含む。
いくつかの実施形態では、本開示は、本明細書に記載の細胞内のペイロードの発現、機能、および／またはレベルを調節する方法を提供し、前記方法は、細胞に刺激を投与することを含み、SREが刺激に応答し、少なくとも1つのペイロードの発現、機能、および／またはレベルが刺激に応答して調節されることを特徴とする。
いくつかの実施形態では、本開示は、疾患を治療する方法、および／またはそれを必要とする対象における免疫応答を誘導する方法を提供し、前記方法は(a）本明細書に記載の組成物、ポリペプチド、ポリヌクレオチド、ベクター、または細胞のいずれかの治療有効量を対象に投与すること、および治療有効量の刺激を対象に投与することであって、SREが刺激に応答し、少なくとも1つのペイロードの発現が刺激に応答して調節され、それによって疾患を治療し、および／または免疫応答を誘導することを含む。一実施形態では、疾患はがんである。いくつかの実施形態では、刺激は、アセタゾラミド、セレコキシブ、バルデコキシブ、ロフェコキシブ、メタゾラミド、ドルゾラミド、ブリンゾラミド、ジクロフェナミド、エトキシゾラミド、ゾニスアミド、ダンシルアミド、またはジクロルフェナミドから選択される。

本開示の別の態様では、以下を含む人工細胞が提供される。(i）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であって、前記第1のポリペプチドは、(a）第1の刺激応答要素（SRE）であって、前記第1のSREは、薬物応答ドメイン（DRD）を含み、前記DRDは、ヒト炭酸脱水酵素2（CA2、配列番号5810）またはその領域を含み、配列番号5810のアミノ酸配列に対する1つまたは複数の変異をさらに含む、第1の刺激応答要素（SRE）、および（b）前記第1のSREに動作可能に連結される第1のペイロードであって(I）第1のペイロードは、CD40L（配列番号6）またはその一部からなり、または（II）第1のペイロードは、配列番号6のアミノ酸配列に対して1つまたは複数の変異を含むCD40L（配列番号6）またはその一部からなり、および（ii）1つまたは複数の追加のポリペプチドをコードする第2のポリヌクレオチドであって、前記1つまたは複数の追加のポリペプチドは、T細胞受容体（TCR）およびその変異体、またはキメラ抗原受容体（CAR）からなる群から選択される免疫療法薬を含み、ここで、DRDおよび第1のペイロードは、第1の刺激の非存在下で不安定化し、DRDおよび第1のペイロードは、第1の刺激の存在下で安定化し、1つまたは複数の追加のポリペプチドは、第1のペイロードとは独立して発現するものである。

いくつかの実施形態では、第1のペイロードは、（a）少なくとも1つの変異を含むCD40L（配列番号6）またはその一部、または（b）少なくとも2つの変異を含むCD40L（配列番号6）またはその一部であり、任意に、少なくとも2つの変異が（i）H224GおよびG226F、（ii）H224GおよびG226H、（iii）Y172GおよびG226F、（iv）H125およびG227、（v）Y120G、H224GおよびG226W、ならびに（vi）S110G、F111G、E112S、M113G、Q114G、およびK115Sから選択される。
いくつかの実施形態では、1つまたは複数の追加のポリペプチドは、第2のDRDを含む第2のSREに連結されており、第2のDRDは、第1のSREのDRDと同じまたは異なり、第2のDRDおよび1つまたは複数の追加のポリペプチドは、第1または第2の刺激の非存在下で不安定化し、第2のDRDおよび1つまたは複数の追加のポリペプチドは、第1または第2の刺激の存在下で安定化している。
いくつかの実施形態では、本開示は、ヒト炭酸脱水酵素2（CA2、配列番号5810）の領域または全体を含むDDを提供し、A115L、A116Q、A116V、A133L、A133T、A141P、A152D、A152L、A152R、A173C、A173G、A173L、A173T、A23P、A247L、A247S、A257L、A257S、A38P、A38V、A54Q、A54V、A54X、A65L、A65N、A65V、A77I、A77P、A77Q、C205M、C205R、C205V、C205W、C205Y、D101G、D101M、D110I、D129I、D138G、D138M、D138N、D161*、D161M、D161V、D164G、D164I、D174*、D174T、D179E、D179I、D179R、D189G、D189I、D19T、D19V、D242G、D242T、D32T、D34T、D41T、D52I、D52L、D71F、D71G、D71K、D71M、D71S、D71Y、D72I、D72S、D72T、D72X、D75T、D75V、D85M、E106D、E106G、E106S、E117*、E117N、E14N、E186*、E186N、E204A、E204D、E204G、E204N、E213*、E213G、E213N、E220K、E220R、E220S、E233D、E233G、E233R、E235*、E235G、E235N、E237K、E237R、E238*、E238N、E238R、E26S、E69D、E69K、E69S、F130L、F146V、F175I、F175L、F175S、F178L、F178S、F20L、F20S、F225I、F225L、F225S、F225Y、F230I、F230L、F230S、F259L、F259S、F66S、F70I、F70L、F95Y、G102D、G104R、G104V、G128R、G12D、G12E、G131E、G131R、G131W、G139D、G144D、G144V、G150A、G150S、G150W、G155A、G155C、G155D、G155S、G170A、G170D、G182A、G182W、G195A、G195R、G232R、G232W、G234L、G234V、G25E、G63D、G63V、G81E、G81V、G82D、G86A、G86D、G98V、H107I、H107Q、H119T、H119Y、H122T、H122Y、H15L、H15T、H15Y、H17D、H17I、H36I、H36Q、H64M、H94T、H96T、I145F、I145M、I166H、I166L、I209D、I209L、I215H、I215S、I22L、I255N、I255S、I33S、I59F、I59N、I59S、I91F、K111E、K111N、K112R、K113I、K113N、K126N、K132E、K132R、K148E、K148R、K153*、K153N、K158E、K158N、K167*、K169N、K169R、K171Q、K171R、K18R、K212N、K212Q、K212R、K212W、K224E、K224N、K227*、K227N、K24R、K251E、K251R、K256Q、K260F、K260L、K260Q、K39S、K45N、K45S、K80M、K80R、L118F、L120W、L140V、L140W、L143*、L147*、L147F、L156F、L156H、L156P、L156Q、L163A、L163W、L183P、L183S、L184F、L184P、L188P、L188W、L197*、L197M、L197P、L197R、L197T、L202F、L202H、L202I、L202P、L202R、L202S、L203P、L203S、L203W、L211*、L211A、L211S、L223*、L223I、L223V、L228F、L228H、L228T、L239*、L239F、L239T、L250*、L250P、L250T、L44*、L44M、L47C、L47V、L57*、L57X、L60S、L79F、L79S、L84W、L90*、L90V、M240D、M240L、M240R、M240W、N11D、N11K、N124T、N177*、N177T、N229*、N229T、N231D、N231F、N231K、N231L、N231M、N231Q、N231T、N243Q、N243T、N252E、N252T、N61R、N61T、N61Y、N62K、N62M、N67D、N67T、P137L、P13A、P13H、P13L、P13S、P154L、P154R、P154T、P180L、P180S、P185L、P185S、P185V、P194Q、P200A、P200L、P200S、P200T、P201A、P201L、P201R、P201S、P214T、P236L、P236T、P246L、P246Q、P249A、P249F、P249H、P249I、P249X、P30L、P30S、P42L、P83A、Q103K、Q135S、Q136N、Q157R、Q157S、Q221A、Q221R、Q248F、Q248L、Q248S、Q254A、Q254K、Q28S、Q53H、Q53K、Q53N、Q74R、Q92H、Q92S、R181H、R181S、R181V、R226H、R226P、R226V、R245A、R253G、R253Q、R27A、R58G、R89D、R89F、R89I、R89X、R89Y、S105L、S105Q、S151A、S151I、S151Q、S165F、S165P、S172E、S172V、S187I、S187P、S196H、S196L、S216A、S216Q、S218A、S218Q、S219A、S219Q、S258F、S258P、S29C、S29P、S43P、S43T、S48L、S50P、S56F、S56N、S56P、S56X、S73L、S73N、S73X、S99H、T108L、T125I、T125P、T168K、T168N、T168Q、T176H、T176L、T192D、T192F、T192I、T192N、T192P、T192X、T198D、T198I、T198P、T199A、T199H、T199P、T207D、T207I、T207P、T207S、T35I、T35L、T37Q、T55L、T87L、V109M、V109W、V121F、V134C、V134F、V142F、V149G、V149L、V159L、V159S、V160C、V160L、V162A、V162C、V206*、V206C、V206M、V210C、V217L、V217R、V217S、V222A、V222C、V222G、V241G、V241W、V241X、V31L、V49F、V68L、V68W、V78C、W123G、W123R、W16G、W191*、W191G、W191L、W208G、W208L、W208S、W244*、W244G、W244L、W97C、W97G、Y114H、Y114M、Y127M、Y190*、Y190L、Y190T、Y193C、Y193F、Y193I、Y193L、Y193T、Y193V、Y193X、Y40M、Y51F、Y51M、Y51T、Y51X、Y88T、K9N、およびS29Aから選択される、配列番号5810に対する変異をさらに含むDDを提供する。本明細書では、「*」は停止コドンの翻訳を示し、「X」は任意のアミノ酸を示す。

いくつかの実施形態では、本開示は、ヒト炭酸脱水酵素2（CA2、配列番号5810）の領域または全体を含むDDを提供し、E106D、G63D、H122Y、I59N、L156H、L183S、L197P、S56F、S56N、W208S、Y193I、およびY51Tから選択される配列番号5810に対する変異をさらに含むDDを提供する。
いくつかの実施形態では、本開示は、ヒト炭酸脱水酵素2（CA2；配列番号5810）の領域または全体を含むDDを提供し、配列番号5810に対する2つ以上の変異をさらに含むDDを提供する。いくつかの実施形態において、DDは、CA2（WT、R27L、H122Yのaa 2-260）、CA2（WT、T87I、H122Yのaa 2-260）、CA2（WT、H122Y、N252Dのaa 2-260）、CA2（WT、D72F、V241Fのaa 2-260）、CA2（WT、V241Fのaa 2-260、P249L）、CA2（WT、D72F、P249Lのaa 2-260）、CA2（WT、D71L、L250Rのaa 2-260）、CA2（WT、D72F、P249Fのaa 2-260）、CA2（WT、T55K、G63N、Q248Nのaa 2-260）、CA2（WT、L156H、A257del、S258del、F259del、K260delのata 2-260）、CA2（WT、L156H、S2del、H3del、H4del、W5delのata 2-260）、CA2（WT、W4Y、L156Hのata 2-260）、CA2（WT、L156H、G234del、E235del、P236delのata 2-260）、CA2（WT、L156H、F225Lのata 2-260）、CA2（WTのata 2-260、D70N、D74N、D100N、L156H）、（CA2（WT、I59N、G102Rのaa 2-260）、CA2（WT、G63D、E69V、N231Iのaa 2-260）、CA2（WT、R27L、T87I、H122Y、N252Dのaa 2-260）、CA2（WT、D72F、V241F、P249Lのaa 2-260）、CA2（WT、D71L、T87N、L250Rのaa 2-260）、CA2（WT、L156H、S172C、F178Y、E186Dのaa 2-260）、CA2（WT、D71F、N231Fのaa 2-260）、CA2（WT、A77I、P249Fのaa 2-260）、CA2（WT、D71K、P249Hのaa 2-260）、CA2（WT、D72F、P249Hのaa 2-260)、CA2(WT、Q53N、N61Yのaa 2-260)、CA2(WT、E106D、C205Sのaa 2-260)、CA2(WT、C205S、W208Sのaa 2-260）、CA2（WT、S73N、R89Yのaa 2-260）、CA2（WT、D71K、T192Fのaa 2-260）、CA2（WT、Y193L、K260Lのaa 2-260）、CA2（WT、D71F、V241F、P249Lのata 2-260）、CA2（WT、L147F、Q248Fのata 2-260）、CA2（WT、D52I、S258Pのata 2-260）、CA2（WT、D72S、T192Nのata 2-260）、CA2（WT、D179E、T192Iのata 2-260）、CA2（WT、S56N、Q103Kのaa 2-260）、CA2（WT、D71Y、Q248Lのaa 2-260）、CA2（WT、S73N、R89Fのaa 2-260）、CA2（WT、D71K、N231L、E235G、L239Fのaa 2-260）、CA2（WT、D72F、P249Iのaa 2-260）、CA2（WT、D72X、V241X、P249Xのaa 2-260）、CA2（WT、A54X、S56X、L57X、T192Xのaa 2-260）、CA2（WT、Y193V、K260Fのaa 2-260）、CA2（WT、G63D、M240Lのaa 2-260）、CA2（WT、V134F、L228Fのaa 2-260）、CA2（WT、D71G,N231Kのaa 2-260）、CA2（WT、S56F、D71Sのata 2-260）、CA2（WT、D52L、G128R、Q248Fのata 2-260）、CA2（WT、S73X、R89Xのata 2-260）、CA2（WT、Y51X、D72X、V241X、P249Xのata 2-260）、CA2（WT、D72I、W97Cのata 2-260）、CA2（WT、D71K、T192F、N231Fのaa 2-260）、CA2（WT、H36Q、S43T、Y51F、N67D、G131W、R226Hのaa 2-260）、CA2（WT、F70I、F146Vのaa 2-260）、CA2（WT、K45N、V68L、H119Y、K169R、D179Eのaa 2-260）、CA2（WT、H15L、A54V、K111E、E220K、F225Iのaa 2-260）、CA2（WT、P13S、P83A、D101G、K111N、F230Iのaa 2-260）、CA2（WT、G63D、W123R、E220Kのata 2-260）、CA2（WT、N11D、E69K、G86D、V109M、K113I、T125I、D138G、G155Sのata 2-260）、CA2（WTのata 2-260）、CA2（WT、I59N、G102R、A173Tのaa 2-260）、CA2（WT、L79F、P180Sのaa 2-260）、CA2（WT、A77P、G102R、D138Nのaa 2-260）、CA2（WT、F20L、K45N、G63D、E69V、N231Iのaa 2-260）、CA2（WT、T199N、L202P、L228Fのaa 2-260）、CA2（WT、K9N、H122Y、T168Kのaa 2-260）、CA2（WT、Q53H、L90V、Q92H、G131Eのaa 2-260）、CA2（WT、L44M、L47V、N62K、E69Dのaa 2-260）、CA2（WT、D75V、K169N、F259Lのaa 2-260）、CA2（WT、T207S、V222A、N231Dのaa 2-260）、CA2（WT、I59F、V206M、G232Rのaa 2-260）、CA2（WT、P13A、A133Tのaa 2-260）、CA2（WT、I59N、R89Iのaa 2-260）、CA2（WT、A65N、G86D、G131R、G155D、K158N、V162A、G170D、P236Lのaa 2-260）、CA2（WT、G12R、H15Y、D19Vのaa 2-260）、CA2（WT、A65V、F95Y、E106G、H107Q、I145M、F175Iのaa 2-260）、CA2（WT、G63D、E69V、N231Iのaa 2-260）、CA2（WT、S29A、C205Sのaa 2-260）および／またはCA2（WT、S29C、C205Sのaa 2-260）を含んでもよい。本明細書では、「X」は任意のアミノ酸を示す。

いくつかの実施形態において、DDは、CA2（WT、R27L、H122Yのaa 2-260）、CA2（WT、T87I、H122Yのaa 2-260）、CA2（WT、H122Y、N252Dのaa 2-260）、CA2（WT、D72F、V241Fのaa 2-260）、CA2（WT、V241F、P249Lのaa 2-260）、CA2（WT、D72F、P249Lのaa 2-260）、CA2（WT、D71L、L250Rのaa 2-260）、CA2（WTのaa 2-260、D72F、P249F）、CA2（WT、T55K、G63N、Q248Nのaa 2-260）、CA2（WT、L156H、A257del、S258del、F259del、K260delのaa 2-260）、CA2（WT、L156H、S2del、H3del、H4del、W5delのaa 2-260）、CA2（WT、W4Y、L156Hのaa 2-260）、CA2（WT、L156H、G234del、E235del、P236delのaa 2-260）、CA2（WT、L156H、F225Lのaa 2-260）、CA2（WT、D70N、D74N、D100N、L156Hのaa 2-260）、（CA2（WT、I59N、G102Rのaa 2-260）、CA2（WT、G63D、E69V、N231Iのaa 2-260）、CA2（WT、R27L、T87I、H122Y、N252Dのaa 2-260）、CA2（WT、D72F、V241F、P249Lのaa 2-260）、CA2（WT、D71L、T87N、L250Rのaa 2-260）、CA2（WT、L156H、S172C、F178Y、E186Dのaa 2-260）、CA2（WT、A77I、P249Fのaa 2-260）、CA2（WT、E106D、C205Sのaa 2-260）、CA2（WT、C205S、W208Sのaa 2-260）、CA2（WT、S73N、R89Yのaa 2-260）、CA2（WT、D71K、T192Fのaa 2-260）、CA2（WT、S73N、R89Fのaa 2-260）、CA2（WT、G63D、M240Lのaa 2-260）、CA2（WT、V134F、L228Fのaa 2-260）、および／またはCA2（WT、S56F、D71Sのaa 2-260）を含んでもよい。
本明細書に記載されているバイオサーキットシステムは、1つまたは複数の刺激に反応してもよい。そのような刺激は、アセタゾラミド、セレコキシブ、バルデコキシブ、ロフェコキシブ、メタゾラミド、ドルゾラミド、ブリンゾラミド、ジクロフェナミド、エトキシゾラミド、ゾニサミド、ダンシルアミド、およびジクロルフェナミドなどの小分子であってもよいが、これらに限定されない。一実施形態では、小分子は、アセタゾラミドであってもよい。一実施形態では、刺激物はセレコキシブであってもよい。

いくつかの実施形態では、ペイロードは、CD40Lの全体または一部であってもよい。一実施形態では、ペイロードは、CD40L（配列番号6）の全体であってもよい。いくつかの実施形態では、ペイロードは、(i）sCD40L（WTの113-261）（配列番号5800）、（ii）CD40L（WTのaa14-261）（配列番号5802）、または（iii）CD40L（WTのaa14-261、（S110-G116）del）（配列番号5804）を含むCD40Lの一部であってもよい。
いくつかの実施形態では、ペイロードは、（i）sCD40L（WTの113-261）（配列番号5800）、（ii）CD40L（WTのaa14-261）（配列番号5802）、または（iii）CD40L（WTのaa14-261、（S110-G116）del）（配列番号5804）と比較して、1つまたは複数の変異を有するCD40Lであってもよい。
いくつかの実施形態では、ペイロードは、野生型CD40L（配列番号6として提供されるアミノ酸配列）と比較して、1つまたは複数の変異を有するCD40Lであってもよい。いくつかの態様では、CD40Lは、S110G、F111G、E112S、M113G、Q114G、K115S、Y120G、H125G、Y172G、H224G、G226F、G226H、G226W、およびG227Fなどの少なくとも1つの変異を含んでいるが、これらに限定されない。CD40Lペイロードは、2つの変異を含んでいてもよく、その変異は、H224GおよびG226F、H224GおよびG226H、Y172GおよびG226F、またはH125およびG227であってもよいが、これらに限定されない。CD40Lペイロードは、3つの変異を含んでいてもよく、その変異は、Y120G、H224GおよびG226Wであってもよいが、これらに限定されない。CD40Lペイロードは、4つの変異を含んでいてもよい。CD40Lペイロードは、5つの変異を含んでいてもよい。CD40Lペイロードは、6つの変異を含んでいてもよく、その変異は、S110G、F111G、E112S、M113G、Q114G、およびK115Sであってもよいが、これらに限定されない。

また、本明細書では、本明細書に記載のSRE、バイオサーキットシステム、ポリペプチドおよび／または組成物をコードするポリヌクレオチド、ならびに該ポリヌクレオチドを含むベクターおよび該ポリヌクレオチドを含む細胞が提供される。また、本開示は、本明細書に記載のCA2バイオサーキットシステムおよび／または組成物の成分と、薬学的に許容される賦形剤とを含む医薬組成物を記載している。
本開示は、それを必要とする人の疾患を治療するための、様々な組成物、バイオサーキットシステム、およびその構成要素の使用を説明する好適な例および実施形態を提供する。例えば、疾患の治療および／またはそれを必要としている対象者の免疫応答を誘導する方法は、（a）治療有効量の組成物がエフェクターモジュールを含む組成物であって、該エフェクターモジュールが、i）刺激応答要素（SRE）であって、該SREが薬物応答ドメイン（DRD）を含み、該DRDが、ヒト炭酸脱水酵素2（CA2、配列番号5810）またはその領域からなり、配列番号5810のアミノ酸配列に対する1つまたは複数の変異をさらに含むSRE、およびii）SREに動作可能に連結された少なくとも1つのペイロードであって、（a）ペイロードがCD40L（配列番号6）またはその一部を含む、または（b）ペイロードがCD40L（配列番号6）またはその一部を含み、配列番号5810のアミノ酸配列に対する1つまたは複数の変異を含む、または組成物の成分をコードするポリヌクレオチド、または組成物の成分をコードするそのようなポリヌクレオチドを含むベクター、またはそのようなベクターを含む細胞であって、本明細書に記載される組成物の成分を合成することができる細胞、および（b）治療有効量の刺激、例えば、アセタゾラミド、セレコキシブ、バルデコキシブ、ロフェコキシブ、メタゾラミド、ドルゾラミド、ブリンゾラミド、ジクロフェナミド、エトキシゾラミド、ゾニサミドダンシルアミド、またはジクロルフェナミドを対象者に投与する方法であって、SREが刺激に応答し、少なくとも1つのペイロードの発現が刺激に応答して調節され、それによって疾患を治療し、および／または免疫応答を誘導することを特徴とする。
本明細書のバイオサーキットシステムおよび人工細胞を用いて治療および／または予防することができる例示的な疾患には、免疫疾患、自己免疫疾患、感染症疾患、および増殖亢進性疾患、例えば、がんが含まれ得る。

本開示の1つまたは複数の実施形態の詳細は、以下の添付の説明に記載されている。本明細書に記載されているものと同様または同等の任意の材料および方法を、本開示の実施または試験に使用することができるが、好ましい材料および方法をここに記載する。本開示の他の特徴、目的および利点は、説明から明らかになるであろう。本明細書では、文脈から明らかにそうでないと判断されない限り、単数形は複数形も含む。他に定義されていない限り、本明細書で使用されるすべての技術的および科学的用語は、本開示が属する技術分野の通常の技術者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。矛盾が生じた場合は、本明細書が優先される。

I.組成物
バイオサーキットまたはバイオサーキットシステム
本開示によれば、少なくとも1つのエフェクターモジュールを核として構成されるバイオサーキットシステムが提供される。このようなエフェクターモジュールは、独立して、1つまたは複数の刺激応答要素（SRE）が関連付けられているか、またはそれと一体化している。一般的に、刺激応答要素（SRE）は、任意の目的のタンパク質（POI）（例えば、免疫療法薬）であるペイロードに動作可能に連結されて、エフェクターモジュールを形成することができる。SREは、小分子などの特定の刺激によって活性化されると、シグナルまたは結果を生成し、安定化シグナルまたは不安定化シグナルを持続させることによって、連結されたペイロードの転写および／またはタンパク質レベルを上下に調節することができる。バイオサーキットシステムの多くの詳細な説明は、共同所有の2016年4月11日に出願された米国仮特許出願第62/320,864号、2017年3月3日に出願された第62/466,596号、および国際公開第2017/180587号（それぞれの内容は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる）に教示されている。本開示に従って、免疫療法に使用される任意の薬剤の発現レベルおよび活性を調整するバイオサーキットシステム、エフェクターモジュール、SREおよび成分が提供される。

本明細書では、「バイオサーキット」または「バイオサーキットシステム」を、刺激と、刺激に反応する少なくとも1つのエフェクターモジュールとを含む、生体システム内の、または生体システムに有用な回路と定義し、刺激に対する反応が、生体システム内で、生体システム間で、生体システムの指標として、または生体システム上で、少なくとも1つの信号または結果を生成する。生物学的システムとは、一般的に、動物、植物、真菌、細菌、ウイルスなど、あらゆる細胞、組織、器官、器官系、生物であると理解されている。また、バイオサーキットは、本開示によって教示された刺激またはエフェクターモジュールを採用し、診断、レポーターシステム、デバイス、アッセイまたはキットなどの無細胞環境において信号または結果をもたらす人工回路であってもよいことが理解される。人工回路は、1つまたは複数の電子的、磁気的、または放射性の成分または部品と関連していてもよい。

エフェクターモジュール
本開示のバイオサーキットは、少なくとも1つのエフェクターモジュールを含む。本明細書で使用される「エフェクターモジュール」とは、少なくとも（a）1つまたは複数の刺激応答要素（SRE）および（b）1つまたは複数のペイロード（例えば、目的のタンパク質（POI））を含む、単一または複数成分の構築物または複合体である。
エフェクターモジュールは、1つまたは複数のペイロード、1つまたは複数のSRE、1つまたは複数の切断部位、1つまたは複数のシグナル配列、および1つまたは複数のリンカーの存在または非存在を含む1つまたは複数の追加の特徴を含むように設計されてもよい。本開示の代表的なエフェクターモジュールの実施形態は、国際公開第2017／180587号の図2-6に示されており、その内容は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。そのようなエフェクター分子を利用するバイオサーキットおよび成分は、国際公開第2017／180587号の図7-12に示されており、その内容は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

国際公開第2017/180587号の図2に示すように、1つのペイロード、すなわち1つの免疫療法薬を含む代表的なエフェクターモジュールの実施形態が図示されている。エフェクターモジュールの各構成要素は、切断部位を有しない（A-F）、または有する（G-Z、およびAA-DD）様々な配置で配置されていてもよい。また、エフェクターモジュールの各構成要素の間には、任意のリンカーが挿入されていてもよい。
国際公開第2017／180587号の図3-図6は、2つのペイロード、すなわち2つの免疫療法薬を含む代表的なエフェクターモジュールの実施形態を示している。いくつかの態様では、2つ以上の免疫療法薬（ペイロード）が、同じSRE（例えば、同じDD）の制御下でエフェクターモジュールに含まれてもよい。2つ以上の薬剤は、互いに直接連結されていても、分離されていてもよい。SREは、構築物のN末端、構築物のC末端、または内部に配置されていてもよい。
T調節細胞、骨髄系由来サプレッサー細胞（MDSC）、および腫瘍微小環境（TME）内の広範な間質ネットワークの組み合わせは、現在の免疫療法によるT細胞の浸潤および／または活性化を妨げることによって、抗腫瘍免疫応答を減衰させることができる（Ma et al. A CD40 agonist and PD-1 antagonist antibody reprogram the microenvironment of non-immunogenic tumors to allow T cell-mediated anticancer activity.Cancer Immunol Res Jan.14, 2019; doi: 10.1158/2326-606.CIR-18-0061を参照されたい。その内容は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる）。現在のCAR T治療薬は、治療薬が免疫抑制、腫瘍抗原のエスケープ、不十分なCAR Tの拡大、および健常組織の毒性を有するため、有効ではない。本開示では、本明細書に記載されたSREに融合した、免疫療法薬としてのCD40Lを有するエフェクターモジュールを利用することで、これらの問題に対処する。CD40Lは、エフェクターモジュール内の唯一の免疫療法薬ではないかもしれない。エフェクターモジュールは、CAR構築物を含んでいてもよい。免疫療法薬としてのCD40LおよびCAR、ならびにSREの組み合わせは、（1）腫瘍微小環境におけるCD40+マクロファージの炎症促進状態への再分極、（2）CD40+樹状細胞の活性化による、腫瘍抗原のエスケープを減少させることができるエピトープ拡散の促進（例えば、CAR標的抗原の消失を減少させる）、（3）逆シグナルとサイトカインの産生により、抗原依存性T細胞の拡大を促進させること、（4）SREから制御可能なタンパク質を産生することで、健康な組織に対する治療薬の毒性を低下させること、のいずれかを単独または組み合わせて引き起こす可能性がある。非限定的な例として、CD40Lに融合したSREとCAR免疫療法薬を含むエフェクターモジュールは、樹状細胞に腫瘍浸潤リンパ球（TIL）をリクルートさせて抗腫瘍特異的T細胞群を拡大させることにより、CAR標的抗原の消失（例えば、抗原エスケープ）を克服するために使用され得る。非限定的な例として、CD40Lに融合したSREを含むエフェクターモジュールおよびCAR免疫療法薬は、腫瘍関連マクロファージ（TAM）を抑制的な表現型から炎症的な表現型へと再分極させることにより、固形腫瘍の腫瘍微小環境（TME）の制約を軽減するために使用され得る。非限定的な例として、CD40Lに融合したSREを含むエフェクターモジュールとCAR免疫療法薬は、抗原依存的なT細胞の拡大を引き起こすことにより、CAR T細胞の拡大を増加させるために使用することができる。

いくつかの実施形態では、本開示のバイオサーキットは、その免疫原性を低減するように修飾されてもよい。免疫原性は、異物として認識される物質に対する一連の複雑な反応の結果であり、中和抗体および非中和抗体の産生、免疫複合体の形成、補体活性化、マスト細胞活性化、炎症、過敏性反応、およびアナフィラキシーを含むことができる。タンパク質の免疫原性には、タンパク質の配列、投与経路、投与頻度、患者層など、いくつかの要因があるが、これらに限定されない。好ましい実施形態では、本開示の組成物の免疫原性を低減するために、タンパク質工学を使用することができる。いくつかの実施形態では、免疫原性を低減するための改変は、親配列に由来する処理済みペプチドのMHCタンパク質への結合を低減する改変を含んでもよい。例えば、アミノ酸修飾は、任意の流行しているMHC対立遺伝子に高親和性で結合すると予測される免疫エピトープが存在しないか、または最小限の数になるように設計されてもよい。既知のタンパク質配列のMHC結合エピトープを同定するいくつかの方法が当技術分野で知られており、本開示の組成物中のエピトープをスコアリングするために使用することができる。そのような方法は、米国特許公開第20020119492号、米国特許公開第20040230380号、および米国特許公開第20060148009号に開示されており、それらの各々の内容は参照によりその全体が組み込まれる。
エフェクターモジュールは、そのSREやペイロードを含めて、核酸ベース、タンパク質ベース、またはそれらの組み合わせであってもよい。それらは、DNA、RNA、mRNA、タンパク質、融合タンパク質、またはそれらの組み合わせの形をしている。

刺激応答要素（SRE）
本明細書では、「刺激応答要素」（SRE）は、1つまたは複数のペイロードに結合、付着、連結、または関連するエフェクターモジュールの構成要素であり、場合によっては、1つまたは複数の刺激に対するエフェクターモジュールの応答性の原因となる。本明細書で使用されるように、刺激に対するSREの「応答性」の性質は、共有結合または非共有結合の相互作用、直接的または間接的な関連性、または刺激に対する構造的または化学的な反応によって特徴付けられることがある。さらに、刺激に対するSREの応答は、程度や種類の問題であってもよい。反応は、部分的な反応であってもよい。反応は、可逆的な反応であってもよい。応答は、最終的に、調節された信号または出力につながる可能性がある。そのような出力信号は、刺激に対する相対的な性質のものであってもよく、例えば、1％から100％の間の調節効果を生じさせたり、2倍、3倍、4倍、5倍、10倍以上などの因数分解された増加または減少を生じさせたりするものである。いくつかの実施形態では、SREは、ポリペプチドペイロードに融合したポリペプチドである。

いくつかの実施形態では、本開示は、タンパク質の発現、機能またはレベルを調節する方法を提供する。いくつかの態様では、タンパク質の発現、機能またはレベルの調節は、少なくとも約20％、例えば、少なくとも約30％、40％、50％、60％、70％、80％、85％、90％、95％および100％による発現、機能またはレベルの調節、または少なくとも20-30％、20-40％、20-50％、20-60％、20-70％、20-80％、20-90％、20-95％、20-100%、30-40%、30-50%、30-60%、30-70%、30-80%、30-90%、30-95%、30-100%、40-50%、40-60%、40-70%、40-80%、40-90%、40-95%、40-100%、50-60%、50-70%、50-80%、50-90%、50-95%、50-100%、60-70%、60-80%、60-90%、60-95%、60-100%、70-80%、70-90%、70-95%、70-100%、80-90%、80-95%、80-100%、90-95%、90-100% または95-100%による発現、機能またはレベルの調節を指す。
SREやペイロードを含むエフェクターモジュールは、個別に、まとめて、または独立して、ペプチド、ポリペプチド、またはタンパク質から構成されている。タンパク質レベルでは、そのようなペイロードは、任意の天然または人工のペプチド、ポリペプチド、またはその断片であってもよい。ペイロードの天然ペプチドまたはポリペプチド成分は、任意の種の任意の既知のタンパク質に由来していてもよい。
エフェクターモジュールは、1つ、2つ、3つ、4つまたはそれ以上のモジュールのグループで動作するように設計することができる。複数のエフェクターモジュールがバイオサーキットで利用される場合、それはそのバイオサーキットのエフェクターモジュール・システムとして知られている。

ドメインの不安定化
不安定化ドメイン(DD)は、目的の標的タンパク質に付加することができる小さなタンパク質ドメインである。不安定化ドメイン(DD)という用語は、薬物応答性ドメイン(DRD)という用語と互換性がある。DDは、DD結合リガンドが存在しない場合、目的のタンパク質が不安定になり、細胞のユビキチンプロテアソームシステムによってタンパク質が迅速に分解されるようにする（Stankunas, K., et al.Cell, 2003, 12: 1615-1624; Banaszynski, et al., Cell; 2006, 126(5): 995-1004; Review in Banaszynski, L.A., and Wandless, T.J. Chem.Biol.; 2006, 13:11-21およびRakhit R et al., Chem Biol.2014; 21(9):1238-1252）。しかし、特定の小分子リガンドがリガンド結合パートナーとして目的のDDを結合すると、不安定性が逆転し、タンパク質の機能が回復する。DDの安定性の条件付きの性質は、安定なタンパク質から分解のための不安定な基質への迅速かつ不穏な切り替えを可能にする。さらに、リガンドの濃度に依存することで、分解速度を調整することもできる。
一実施形態では、SREは不安定化ドメイン(DD)である。DDに結合する、またはDDと相互作用する小分子リガンドが存在するか、存在しないか、またはその量によって、そのような結合または相互作用の際にペイロードの安定性が変化し、結果としてペイロードの機能が変化する。結合および／または相互作用の程度に応じて、ペイロードの変化した機能が変化し、ペイロードの機能を「調整」することができる。

いくつかの実施形態において、DDの望ましい特性には、DDのリガンドがない状態での低いタンパク質レベル（例えば、低い基礎安定性）、大きなダイナミックレンジ、堅牢で予測可能な用量反応挙動、および分解の迅速な動態が含まれ得るが、これらに限定されない。所望のリガンドには結合するが、内因性分子には結合しないDDが好ましいかもしれない。
いくつかの実施形態では、本開示のDDは、本明細書で親タンパク質と呼ばれる既知のタンパク質から開発されてもよい。いくつかの実施形態では、本明細書に記載された、または当該技術分野で既知のCA2不安定化ドメインは、本明細書で教示されたペイロード（例えば、目的のタンパク質または免疫療法薬）のいずれかと関連して、本開示のバイオサーキットシステムにおけるSREとして使用されてもよい。
野生型タンパク質（例えば、CA2）の領域または部分またはドメインは、全体または一部がSRE/DDとして利用されてもよい。また、それらを組み合わせたり、並べ替えたりして、新たなペプチド、タンパク質、領域、ドメインを作成してもよく、そのうちのいずれかをSRE/DDとして使用してもよいし、さらなるSREおよび／またはDDを設計するための開始点として使用してもよい。

一実施形態では、SREは、親タンパク質（例えば、CA2）の領域、または変異タンパク質の領域に由来する。親タンパク質の領域は、5-50、25-75、50-100、75-125、100-150、125-175、150-200、175-225、200-250、225-275、250-300、275-325、300-350、325-375、350-400、375-425、または400-450アミノ酸の長さであってもよい。非限定的な例として、親タンパク質の領域は、250-270アミノ酸の長さであってもよい。非限定的な例として、親タンパク質の領域は、225-250アミノ酸の長さであってもよい。非限定的な例として、親タンパク質の領域は、225-260アミノ酸の長さであってもよい。
一実施形態では、SREは、親タンパク質（例えば、CA2）に由来するか、または変異タンパク質に由来するものであり、親タンパク質の領域を含む。SREは、親タンパク質の領域を含んでもよく、その領域は、1％、5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、99％、または100％、5-10％、10-15％、15-20%、20-25%、25-30%、30-35%、35-40%、40-45%、45-50%、50-55%、55-60%、60-65%、65-70%、70-75%、75-80%、80-85%、85-90%、90-95%、95-100%、10-20%、20-30%、30-40%、40-50%、50-60%、60-70%、70-80%、80-90%、90-100%、10-30%、20-40%、30-50%、40-60%、50-70%、60-80%、70-90%、80-100%、10-40%、20-50%、30-60%、40-70%、50-80%、60-90%、70-100%、10-50%、20-60%、30-70%、40-80%、50-90%、60-100%、10-60％、20-70％、30-80％、40-90％、50-100％、10-70％、20-80％、30-90％、40-100％、10-80％、20-90％、30-100％、10-90％、20-100％、25-50％、50-75％、または75-100％の親タンパク質または変異タンパク質である。
一実施形態では、SREは、親タンパク質（例えば、CA2）または変異タンパク質に由来するものであり、1％、5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、99％、または100％、5-10％、10-15％、15-20％、20-25%、25-30%、30-35%、35-40%、40-45%、45-50%、50-55%、55-60%、60-65%、65-70%、70-75%、75-80%、80-85%、85-90%、90-95%、95-100%、10-20%、20-30%、30-40%、40-50%、50-60%、60-70%、70-80%、80-90%、90-100%、10-30%、20-40%、30-50%、40-60%、50-70%、60-80%、70-90%、80-100%、10-40%、20-50%、30-60%、40-70%、50-80%、60-90%、70-100%、10-50%、20-60%、30-70%、40-80%、50-90%、60-100%、10-60%、20-70%、30-80%、40-90%、50-100%、10-70%、20-80%、30-90%、40-100%、10-80%、20-90%、30-100%、10-90%、20-100%、25-50%、50-75%、または75-100%の同一性を有する親タンパク質または変異タンパク質を有していてもよい。

鋳型となる親タンパク質のタンパク質ドメインから同定された不安定化ドメイン候補配列を変異させて、鋳型となるドメイン候補配列に基づいた変異体のライブラリを生成することができる。DDライブラリを生成するために使用される変異誘発戦略には、構造ガイド情報を使用するなどの部位特異的変異誘発、エラー・プローンPCRを使用するなどのランダム変異誘発、またはその両方の組み合わせが含まれる。いくつかの実施形態では、ランダム変異誘発を用いて同定された不安定化ドメインを用いて、不安定化に必要とされる可能性のある候補DDの構造的特性を同定し、これを部位特異的変異誘発を用いてさらに変異ライブラリを生成するために使用することができる。
いくつかの実施形態では、DD変異ライブラリは、野生型タンパク質と比較して、リガンドに対する結合親和性が変化した、好ましくはより高い変異をスクリーニングしてもよい。また、2つ以上のリガンドを用いてDDライブラリをスクリーニングし、あるリガンドでは安定化するが他のリガンドでは安定化しないDD変異を優先的に選択してもよい。また、天然に存在するタンパク質と比較して、リガンドに優先的に結合するDD変異を選択してもよい。このような方法は、DDのリガンド選択およびリガンド結合親和性を最適化するために使用することができる。さらに、このような方法は、オフターゲットのリガンド結合に起因する有害な効果を最小化するために使用することができる。
いくつかの実施形態では、バーコードを用いて変異体ライブラリをスクリーニングすることにより、適切なDDを同定することができる。そのような方法は、異種変異体ライブラリ内の個々の変異体クローンを検出、識別、および定量化するために使用されてもよい。ライブラリ内の各DD変異体は、（互いに）異なるバーコード配列を有していてもよい。他の例では、ポリヌクレオチドは、2、3、4、5、6、7、8、9、10またはそれ以上の核酸塩基に関して、異なるバーコード配列を有することもできる。また、ライブラリ内の各DD変異体は、複数のバーコード配列を含んでいてもよい。複数で使用する場合は、各バーコードが他のバーコードに対してユニークであるように使用してもよい。あるいは、使用される各バーコードはユニークでなくても、使用されるバーコードの組み合わせによって、個別に追跡できるユニークな配列を作成してもよい。バーコード配列は、SREの上流に配置してもよいし、SREの下流に配置してもよいし、場合によってはSREの中に配置してもよい。DD変異体は、サンガーシークエンシング、次世代シークエンシングなどのシークエンシングアプローチだけでなく、ポリメラーゼ連鎖反応や定量的ポリメラーゼ連鎖反応を用いて、バーコードによって同定されてもよい。いくつかの実施形態では、アガロースゲル上の各バーコードを同定するために、各バーコードに対して異なるサイズの産物を増幅するポリメラーゼ連鎖反応プライマーを使用してもよい。他の例では、各バーコードは、各バーコードの標的増幅を可能にする固有の定量的ポリメラーゼ連鎖反応プローブ配列を有していてもよい。

一実施形態では、本開示のエフェクターモジュールおよび／またはSREは、少なくとも1つの不安定化ドメイン（DD）を含んでいてもよい。エフェクターモジュールおよび／またはSREは、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、または10以上のDDを含んでもよい。複数のDDが存在する場合、DDの各々は、同じ親タンパク質に由来するものであっても、異なる親タンパク質に由来するものであっても、2つの異なる親タンパク質の融合体であっても、人工的なものであってもよい。
一実施形態では、本開示のエフェクターモジュールおよび／またはSREは、2つのDDを含んでもよい。一実施形態では、本開示のエフェクターモジュールおよび／またはSREは、3つのDDを含んでもよい。一実施形態では、本開示のエフェクターモジュールおよび／またはSREは、4つのDDを含んでもよい。一実施形態では、本開示のエフェクターモジュールおよび／またはSREは、5つのDDを含んでもよい。一実施形態では、本開示のエフェクターモジュールおよび／またはSREは、6つのDDを含んでもよい。一実施形態では、本開示のエフェクターモジュールおよび／またはSREは、7つのDDを含んでもよい。一実施形態では、本開示のエフェクターモジュールおよび／またはSREは、8つのDDを含んでもよい。一実施形態では、本開示のエフェクターモジュールおよび／またはSREは、9つのDDを含んでもよい。一実施形態では、本開示のエフェクターモジュールおよび／またはSREは、10個のDDを含んでもよい。DDは、当技術分野で知られているおよび／または本明細書に記載されている任意の親タンパク質に由来してもよい。いくつかの実施形態では、DDは、同じ親タンパク質に由来する。いくつかの実施形態では、DDは、同じ親タンパク質の異なる領域に由来する。いくつかの実施形態では、DDは、異なる親タンパク質に由来する。

CA2不安定化ドメイン
いくつかの実施形態では、本開示のDDは、すべての生命界に存在する金属酵素のスーパーファミリーである炭酸脱水酵素（CAs、EC 4.2.1.1）のメンバーである、ヒト炭酸脱水酵素2 CA2に由来してもよい。CAは、CO2、重炭酸、プロトンという3つの化学種の反応を平衡化する。CAは収束的に進化してきており、Bacteria、Archaea、Eukarya、α-、β-、γ-、δ-、ζ-、η-、θ-CAで独立して進化した7つの遺伝的に異なるCAファミリーが存在する。いくつかの実施形態では、本明細書に記載のDDは、炭酸脱水酵素2（CA2）、炭酸脱水酵素1（CA1）、炭酸脱水酵素3（CA3）、炭酸脱水酵素4（CA4）、炭酸脱水酵素5A（CA5A）、炭酸脱水酵素5B（CA5B）、炭酸脱水酵素6（CA6）、炭酸脱水酵素7（CA7）、炭酸脱水酵素8（CA8）、炭酸脱水酵素9（CA9）、炭酸脱水酵素10（CA10）、炭酸脱水酵素11（CA11）、炭酸脱水酵素12（CA12）、炭酸脱水酵素13（CA13）、および炭酸脱水酵素14（CA14）から選択される少なくとも1つの親タンパク質に由来してもよいが、これらに限定されない。
一実施形態では、DDは、炭酸脱水酵素2（CA2）、炭酸脱水酵素1（CA1）、炭酸脱水酵素3（CA3）、炭酸脱水酵素7（CA7）、および炭酸脱水酵素13（CA13）などの細胞質CAに由来するものであってもよいが、これらに限定されない。一実施形態では、DDは、炭酸脱水酵素5A（CA5A）、および炭酸脱水酵素5B（CA5B）などのミトコンドリアCAに由来してもよいが、これらに限定されない。一実施形態では、DDは、炭酸脱水酵素6（CA6）などの分泌型CAに由来してもよいが、これに限定されない。一実施形態では、DDは、炭酸脱水酵素4（CA4）、炭酸脱水酵素9（CA9）、炭酸脱水酵素12（CA12）、および炭酸脱水酵素14（CA14）などの膜関連CAに由来してもよいが、これらに限定されない。一実施形態では、DDはCA2に由来する。別の態様では、DDはCA9に由来するものであってもよい。

いくつかの実施形態では、本開示のDDは、CA2の小分子阻害剤などのリガンドによって安定化され得るCA2（配列番号5810、Uniprot ID：P00918）に由来するものであってもよい。本明細書で使用される用語「CA2 WT」は、配列番号5810として定義されるヒト野生型CA2タンパク質配列を意味し、GenBank Access NO. P00918である、アミノ酸配列を有する。
MSHHWGYGKHNGPEHWHKDFPIAKGERQSPVDIDTHTAKYDPSLKPLSVSYDQATSLRILNNGHAFNVEFDDSQDKAVLKGGPLDGTYRLIQFHFHWGSLDGQGSEHTVDKKKYAAELHLVHWNTKYGDFGKAVQQPDGLAVLGIFLKVGSAKPGLQKVVDVLDSIKTKGKSADFTNFDPRGLLPESLDYWTYPGSLTTPPLLECVTWIVLKEPISVSSEQVLKFRKLNFNGEGEPEELMVDNWRPAQPLKNRQIKASFK
いくつかの実施形態では、本開示のDDは、CA2阻害剤の混合物を利用して同定してもよい。他の例では、適切なDDは、まず1つのCA2阻害剤でスクリーニングし、続いて2つ目のCA2阻害剤でスクリーニングすることによって同定されてもよい。
本開示に包含される不安定化ドメインのアミノ酸配列は、そこに記載されているアミノ酸配列に対して、少なくとも約40％、50％または60％の同一性、さらに少なくとも約70％の同一性、好ましくは少なくとも約75％または80％の同一性、より好ましくは少なくとも約85％、86％、87％、88％、89％または90％の同一性、さらに好ましくは少なくとも約91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％または99％の同一性を有する。同一性の割合は、例えば、米国国立衛生研究所から入手可能なバージョンMagic-BLAST 1.2.0を含む、高度なBLASTコンピュータプログラムを使用して配列情報を比較することによって決定することができる。BLASTプログラムは、Karl and Altschul (1990) Proc.Natl. Acad.Sci USA, 87:2264-68（その内容は参照により全体として組み込まれる）に記載されているアライメント法に基づいている。

いくつかの実施形態では、CA2に由来するDDは、親CA2配列のアミノ酸2-260を含んでいてもよい。これは、本明細書において、M1del変異と呼ばれる。一実施形態では、CA2に由来するDDは、親CA2配列のアミノ酸2-237を含んでいてもよい。
表1、表2、表3、表4、表6には、ヌクレオチド類似体変異誘発とエラープローンPCRを組み合わせたランダム変異誘発で変異体のライブラリを生成したり、飽和変異誘発などの変異誘発によって同定されたCA2変異体が記載されている。CA2を不安定にする変異体は、構造誘導型変異誘発によっても同定することができ、表1に示した。表1、表2、表3、表4、表5、および表6に記載されている変異アミノ酸の位置は、配列番号5810の全長CA2に対するものである。

追加のCA2不安定化ドメインを表2に示す。

いくつかの実施形態では、本明細書に記載のCA2 DDは、表3に提供される配列のいずれかを含んでもよい。表3において「*」は、停止コドンの翻訳を表す。表3のアミノ酸配列が1つまたは複数の停止コドンを含む場合、「AA SEQ ID NO」の欄には、停止コドンの前後にある個々の成分の配列番号が、アミノ酸配列中に出現する順序で記載されている。

追加のCA2不安定化ドメインは、表4に記載されている。表4に記載されているCA2不安定化変異体は、上述のように、構造誘導突然変異誘発または単一の変異体を組み合わせることによって同定される。

いくつかの実施形態では、CA2 DDを生成するためのテンプレートとして、CA2 WTの領域または一部分を使用してもよい。いくつかの実施形態では、CA2 DDは、配列番号5810の260位のリジンを除外してもよい。いくつかの態様では、CA2領域は、表5に記載されたものを含んでもよいが、これらに限定されない。

本明細書に記載されているCA2領域のいずれも、CA2 DDを生成するために利用することができる。表6は、CA2領域に由来するCA2 DDを提供する。

いくつかの実施形態では、CA2に由来するDDは、前の表に記載された変異のうち、1つ、2つ、3つ、4つ、5つ、またはそれ以上の変異を含んでいてもよい。
いくつかの実施形態では、CA2に由来するDDは、野生型CA2のアミノ酸配列に対する少なくとも1つの変異を含み、この変異は、刺激がない場合、DDおよびDDに動作可能に連結された少なくとも1つのペイロード、またはDDを構成するSREを不安定にする。刺激がある場合には、DDおよび少なくとも1つのペイロードは安定化する。いくつかの実施形態では、CA2に由来するDDは、刺激がない場合、DDおよび作動可能に連結された少なくとも1つのペイロードを不安定にする1つ、2つ、3つ、4つまたはそれ以上の突然変異を含む。いくつかの実施形態では、少なくとも1つの変異を含むCA2に由来するDDの不安定化率は、野生型CA2の不安定化率よりも低い。いくつかの実施形態では、少なくとも1つの変異を含むCA2に由来するDDの安定化率は、野生型CA2の安定化率よりも高い。いくつかの実施形態では、DDは、不安定化率および安定化率に有意な影響を与えない1つまたは複数の追加の変異を含んでいてもよい。
いくつかの実施形態では、変異は、保存された（変異部位のアミノ酸と同様の物理化学的特性を有する）、半保存された（例えば、負電荷から正電荷のアミノ酸）、または非保存された（変異部位のアミノ酸と異なる物理化学的特性を有する）アミノ酸であってもよい。いくつかの実施形態では、アミノ酸リジンがグルタミン酸またはアルギニンに変異していてもよく、アミノ酸フェニルアラニンがロイシンに変異していてもよく、アミノ酸ロイシンがフェニルアラニンに変異していてもよく、またはアミノ酸アスパラギンがセリンに変異していてもよい。SRE/DDとして、野生型タンパク質の領域や部分、ドメインの全部または一部を利用してもよい。また、それらを組み合わせたり、並べ替えたりして、新たなペプチドやタンパク質、領域やドメインを作成してもよく、そのうちのいずれかをSRE/DDとして使用してもよいし、さらなるSREおよび／またはDDを設計するための開始点として使用してもよい。

また、本明細書に記載の不安定化ドメインは、保存的置換、非保存的置換、または多型を含む、安定性に影響を与えないアミノ酸およびヌクレオチド置換を含んでもよい。いくつかの実施形態では、本明細書に記載のCA2 DDはまた、変異型アミノ酸配列を含む断片を含む、上記の不安定化ドメインの断片であってもよい。好ましい断片は、刺激の非存在下では不安定であり、刺激を加えると安定化する。好ましい断片は、本明細書に記載のDDと同様の効率で刺激物と相互作用する能力を保持している。
一実施形態では、SREは、CA2タンパク質の領域を含む。CA2タンパク質の領域は、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、102、103、104、105、106、107、108、109、110、111、112、113,114、115、116、117、118、119、120、121、122、123、124、125、126、127、128、129、130、131、132、133、134、135、136、137、138、139、140、141、142、143、144、145、146、147、148、149、150、151、152、153、154、155、156、157、158、159、160、161、162、163、164、165、166、167、168、169、170、171、172、173、174、175、176、177、178、179、180、181、182、183、184、185、186、187、188、189、190、191、192、193、194、195、196、197、198、199、200、201、202、203、204、205、206、207、208、209、210、211、212、213、214、215、216、217、218、219、220、221、222、223、224、225、226、227、228、229、230、231、232、233、234、235、236、237、238、239、240、241、242、243、244、245、246、247、248、249、250、251、252、253、254、255、256、257、258、259、260以上の長さのアミノ酸が含まれている。親タンパク質の領域は、5-50、25-75、50-100、75-125、100-150、125-175、150-200、175-225、200-250、225-260の長さのアミノ酸であってもよい。

いくつかの実施形態では、本開示は、ヒト炭酸脱水酵素2（CA2、配列番号5810）の領域または全体を含むDDを提供し、さらにA115L、A116Q、A116V、A133L、A133T、A141P、A152D、A152L、A152R、A173C、A173G、A173L、A173T、A23P、A247L、A247S、A257L、A257S、A38P、A38V、A54Q、A54V、A54X、A65L、A65N、A65V、A77I、A77P、A77Q、C205M、C205R、C205V、C205W、C205Y、D101G、D101M、D110I、D129I、D138G、D138M、D138N、D161*、D161M、D161V、D164G、D164I、D174*、D174T、D179E、D179I、D179R、D189G、D189I、D19T、D19V、D242G、D242T、D32T、D34T、D41T、D52I、D52L、D71F、D71G、D71K、D71M、D71S、D71Y、D72I、D72S、D72T、D72X、D75T、D75V、D85M、E106D、E106G、E106S、E117*、E117N、E14N、E186*、E186N、E204A、E204D、E204G、E204N、E213*、E213G、E213N、E220K、E220R、E220S、E233D、E233G、E233R、E235*、E235G、E235N、E237K、E237R、E238*、E238N、E238R、E26S、E69D、E69K、E69S、F130L、F146V、F175I、F175L、F175S、F178L、F178S、F20L、F20S、F225I、F225L、F225S、F225Y、F230I、F230L、F230S、F259L、F259S、F66S、F70I、F70L、F95Y、G102D、G104R、G104V、G128R、G12D、G12E、G131E、G131R、G131W、G139D、G144D、G144V、G150A、G150S、G150W、G155A、G155C、G155D、G155S、G170A、G170D、G182A、G182W、G195A、G195R、G232R、G232W、G234L、G234V、G25E、G63D、G63V、G81E、G81V、G82D、G86A、G86D、G98V、H107I、H107Q、H119T、H119Y、H122T、H122Y、H15L、H15T、H15Y、H17D、H17I、H36I、H36Q、H64M、H94T、H96T、I145F、I145M、I166H、I166L、I209D、I209L、I215H、I215S、I22L、I255N、I255S、I33S、I59F、I59N、I59S、I91F、K111E、K111N、K112R、K113I、K113N、K126N、K132E、K132R、K148E、K148R、K153*、K153N、K158E、K158N、K167*、K169N、K169R、K171Q、K171R、K18R、K212N、K212Q、K212R、K212W、K224E、K224N、K227*、K227N、K24R、K251E、K251R、K256Q、K260F、K260L、K260Q、K39S、K45N、K45S、K80M、K80R、L118F、L120W、L140V、L140W、L143*、L147*、L147F、L156F、L156H、L156P、L156Q、L163A、L163W、L183P、L183S、L184F、L184P、L188P、L188W、L197*、L197M、L197P、L197R、L197T、L202F、L202H、L202I、L202P、L202R、L202S、L203P、L203S、L203W、L211*、L211A、L211S、L223*、L223I、L223V、L228F、L228H、L228T、L239*、L239F、L239T、L250*、L250P、L250T、L44*、L44M、L47C、L47V、L57*、L57X、L60S、L79F、L79S、L84W、L90*、L90V、M240D、M240L、M240R、M240W、N11D、N11K、N124T、N177*、N177T、N229*、N229T、N231D、N231F、N231K、N231L、N231M、N231Q、N231T、N243Q、N243T、N252E、N252T、N61R、N61T、N61Y、N62K、N62M、N67D、N67T、P137L、P13A、P13H、P13L、P13S、P154L、P154R、P154T、P180L、P180S、P185L、P185S、P185V、P194Q、P200A、P200L、P200S、P200T、P201A、P201L、P201R、P201S、P214T、P236L、P236T、P246L、P246Q、P249A、P249F、P249H、P249I、P249X、P30L、P30S、P42L、P83A、Q103K、Q135S、Q136N、Q157R、Q157S、Q221A、Q221R、Q248F、Q248L、Q248S、Q254A、Q254K、Q28S、Q53H、Q53K、Q53N、Q74R、Q92H、Q92S、R181H、R181S、R181V、R226H、R226P、R226V、R245A、R253G、R253Q、R27A、R58G、R89D、R89F、R89I、R89X、R89Y、S105L、S105Q、S151A、S151I、S151Q、S165F、S165P、S172E、S172V、S187I、S187P、S196H、S196L、S216A、S216Q、S218A、S218Q、S219A、S219Q、S258F、S258P、S29C、S29P、S43P、S43T、S48L、S50P、S56F、S56N、S56P、S56X、S73L、S73N、S73X、S99H、T108L、T125I、T125P、T168K、T168N、T168Q、T176H、T176L、T192D、T192F、T192I、T192N、T192P、T192X、T198D、T198I、T198P、T199A、T199H、T199P、T207D、T207I、T207P、T207S、T35I、T35L、T37Q、T55L、T87L、V109M、V109W、V121F、V134C、V134F、V142F、V149G、V149L、V159L、V159S、V160C、V160L、V162A、V162C、V206*、V206C、V206M、V210C、V217L、V217R、V217S、V222A、V222C、V222G、V241G、V241W、V241X、V31L、V49F、V68L、V68W、V78C、W123G、W123R、W16G、W191*、W191G、W191L、W208G、W208L、W208S、W244*、W244G、W244L、W97C、W97G、Y114H、Y114M、Y127M、Y190*、Y190L、Y190T、Y193C、Y193F、Y193I、Y193L、Y193T、Y193V、Y193X、Y40M、Y51F、Y51M、Y51T、Y51X、Y88T、K9N、およびS29Aから選択される、配列番号5810に対する変異を含むDDを提供する。本明細書では、「*」は停止コドンの翻訳を示し、「X」は任意のアミノ酸を示す。

いくつかの実施形態では、本開示は、ヒト炭酸脱水酵素2（CA2、配列番号5810）の領域または全体を含み、E106D、G63D、H122Y、I59N、L156H、L183S、L197P、S56F、S56N、W208S、Y193I、およびY51Tから選択される配列番号5810に対する変異をさらに含むDDを提供する。
いくつかの実施形態では、本開示は、ヒト炭酸脱水酵素2（CA2；配列番号5810）の領域または全体を含むDDを提供し、配列番号5810に対する2つ以上の変異をさらに含むDDを提供する。いくつかの実施形態において、DDは、CA2（WT、R27L、H122Yのaa 2-260）、CA2（WT、T87I、H122Yのaa 2-260）、CA2（WT、H122Y、N252Dのaa 2-260）、CA2（WT、D72F、V241Fのaa 2-260）、CA2（WT、V241Fのaa 2-260、P249L）、CA2（WT、D72F、P249Lのaa 2-260）、CA2（WT、D71L、L250Rのaa 2-260）、CA2（WT、D72F、P249Fのaa 2-260）、CA2（WT、T55K、G63N、Q248Nのaa 2-260）、CA2（WT、L156H、A257del、S258del、F259del、K260delのaa 2-260）、CA2（WT、L156H、S2del、H3del、H4del、W5delのata 2-260）、CA2（WT、W4Y、L156Hのata 2-260）、CA2（WT、L156H、G234del、E235del、P236delのata 2-260）、CA2（WT、L156H、F225Lのata 2-260）、CA2（WT、D70N、D74N、D100N、L156Hのata 2-260）、（CA2（WT、I59N、G102Rのaa 2-260）、CA2（WT、G63D、E69V、N231Iのaa 2-260）、CA2（WT、R27L、T87I、H122Y、N252Dのaa 2-260）、CA2（WT、D72F、V241F、P249Lのaa 2-260）、CA2（WT、D71L、T87N、L250Rのaa 2-260）、CA2（WT、L156H、S172C、F178Y、E186Dのaa 2-260）、CA2（WTのaa 2-260、D71F、N231F）、CA2（WT、A77I、P249Fのaa 2-260）、CA2（WT、D71K、P249Hのaa 2-260）、CA2（WT、D72F、P249Hのaa 2-260)、CA2(WT、Q53N、N61Yのaa 2-260)、CA2(WT、E106D、C205Sのaa 2-260)、CA2(WT、C205S、W208Sのaa 2-260）、CA2（WT、S73N、R89Yのaa 2-260）、CA2（WT、D71K、T192Fのaa 2-260）、CA2（WT、Y193L、K260Lのaa 2-260）、CA2（WT、D71F、V241F、P249Lのata 2-260）、CA2（WT、L147F、Q248Fのata 2-260）、CA2（WT、D52I、S258Pのata 2-260）、CA2（WT、D72S、T192Nのata 2-260）、CA2（WT、D179E、T192Iのata 2-260）、CA2（WT、S56N、Q103Kのaa 2-260）、CA2（WT、D71Y、Q248Lのaa 2-260）、CA2（WT、S73N、R89Fのaa 2-260）、CA2（WT、D71K、N231L、E235G、L239Fのaa 2-260）、CA2（WT、D72F、P249Iのaa 2-260）、CA2（WT、D72X、V241X、P249Xのaa 2-260）、CA2（WT、A54X、S56X、L57X、T192Xのaa 2-260）、CA2（WT、Y193V、K260Fのaa 2-260）、CA2（WT、G63D、M240Lのaa 2-260）、CA2（WT、V134F、L228Fのaa 2-260）、CA2（WT、D71G、N231Kのaa 2-260）、CA2（WT、S56F、D71Sのata 2-260）、CA2（WT、D52L、G128R、Q248Fのata 2-260）、CA2（WT、S73X、R89Xのata 2-260）、CA2（WT、Y51X、D72X、V241X、P249Xのata 2-260）、CA2（WT、D72I、W97Cのata 2-260）、CA2（WT、D71K、T192F、N231Fのaa 2-260）、CA2（WT、H36Q、S43T、Y51F、N67D、G131W、R226Hのaa 2-260）、CA2（WT、F70I、F146Vのaa 2-260）、CA2（WT、K45N、V68L、H119Y、K169R、D179Eのaa 2-260）、CA2（WT、H15L、A54V、K111E、E220K、F225Iのaa 2-260）、CA2（WT、P13S、P83A、D101G、K111N、F230Iのaa 2-260）、CA2（WT、G63D、W123R、E220Kのata 2-260）、CA2（WT、N11D、E69K、G86D、V109M、K113I、T125I、D138G、G155Sのata 2-260）、CA2（WT、I59N、G102R、A173Tのaa 2-260）、CA2（WT、L79F、P180Sのaa 2-260）、CA2（WT、A77P、G102R、D138Nのaa 2-260）、CA2（WT、F20L、K45N、G63D、E69V、N231Iのaa 2-260）、CA2（WT、T199N、L202P、L228Fのaa 2-260）、CA2（WT、K9N、H122Y、T168Kのaa 2-260）、CA2（WT、Q53H、L90V、Q92H、G131Eのaa 2-260）、CA2（WT、L44M、L47V、N62K、E69Dのaa 2-260）、CA2（WT、D75V、K169N、F259Lのaa 2-260）、CA2（WT、T207S、V222A、N231Dのaa 2-260）、CA2（WT、I59F、V206M、G232Rのata 2-260）、CA2（WT、P13A、A133Tのata 2-260）、CA2（WT、I59N、R89Iのata 2-260）、CA2（WT、A65N、G86D、G131R、G155D、K158N、V162A、G170D、P236Lのata 2-260）、CA2（WT、G12R、H15Y、D19Vのaa 2-260）、CA2（WT、A65V、F95Y、E106G、H107Q、I145M、F175Iのaa 2-260）、CA2（WT、G63D、E69V、N231Iのaa 2-260）、CA2（WT、S29A、C205Sのaa 2-260）および／またはCA2（WT、S29C、C205Sのaa 2-260）を含んでもよい。本明細書では、「X」は任意のアミノ酸を示す。

いくつかの実施形態において、DDは、CA2（WT、R27L、H122Yのaa 2-260）、CA2（WT、T87I、H122Yのaa 2-260）、CA2（WT、H122Y、N252Dのaa 2-260）、CA2（WT、D72F、V241Fのaa 2-260）、CA2（WT、V241F、P249Lのaa 2-260）、CA2（WT、D72F、P249Lのaa 2-260）、CA2（WT、D71L、L250Rのaa 2-260）、CA2（WT、D72F、P249Fのaa 2-260）、CA2（WT、T55K、G63N、Q248Nのaa 2-260）、CA2（WT、L156H、A257del、S258del、F259del、K260delのaa 2-260）、CA2（WT、L156H、S2del、H3del、H4del、W5delのaa 2-260）、CA2（WT、W4Y、L156Hのaa 2-260）、CA2（WT、L156H、G234del、E235del、P236delのaa 2-260）、CA2（WT、L156H、F225Lのaa 2-260）、CA2（WT、D70N、D74N、D100N、L156Hのaa 2-260）、（CA2（WT、I59N、G102Rのaa 2-260）、CA2（WT、G63D、E69V、N231Iのaa 2-260）、CA2（WT、R27L、T87I、H122Y、N252Dのaa 2-260）、CA2（WT、D72F、V241F、P249Lのaa 2-260）、CA2（WT、D71L、T87N、L250Rのaa 2-260）、CA2（WT、L156H、S172C、F178Y、E186Dのaa 2-260）、CA2（WT、A77I、P249Fのaa 2-260）、CA2（WT、E106D、C205Sのaa 2-260）、CA2（WT、C205S、W208Sのaa 2-260）、CA2（WT、S73N、R89Yのaa 2-260）、CA2（WT、D71K、T192Fのaa 2-260）、CA2（WT、S73N、R89Fのaa 2-260）、CA2（WT、G63D、M240Lのaa 2-260）、CA2（WT、V134F、L228Fのaa 2-260）、および／またはCA2（WT、S56F、D71Sのaa 2-260）を含んでもよい。

いくつかの実施形態では、CA2は、ホモ・サピエンスの炭酸脱水酵素に由来してもよい。いくつかの実施形態では、本明細書に記載のCA2 DDは、本明細書に記載され、当業者に知られている配列アライメントプログラムおよびパラメータによって決定される特定の参照ポリヌクレオチドまたはポリペプチドに対して、少なくとも40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％の配列同一性を有するが、100％未満であってもよい。いくつかの実施形態では、参照ポリペプチドは、配列番号5810であってもよい。アラインメントのためのツールは、BLAST suiteのものを含んでもよい（Stephen F. Altschul, et al. (1997), "Gapped BLAST and PSI-BLAST: a new generation of protein database search programs", Nucleic Acids Res. 25:3389-3402）。
いくつかの実施形態では、CA2 DDは、ホモ・サピエンス以外の種の炭酸脱水酵素に由来してもよい。いくつかの実施形態では、CA2 DDは、Acinonyx jubatus、Ailuropoda melanoleuca、Balaenoptera acutorostrata scammoni、Callithrix jacchus、Callorhinus ursinus、Camelus bactrianus、Camelus dromedarius、Camelus ferus、Canis lupus dingo、Canis lupus familiaris、Carlito syrichta、Castor canadensis、Cebus capucinus imitator、Ceratotherium simum simum、Cercocebus atys、Chinchilla lanigera、Chlorocebus sabaeus、Colobus angolensis palliatus、Delphinapterus leucas、Dipodomys ordii、Enhydra lutris kenyoni、Equus asinus、Equus caballus、Equus przewalskii、Erinaceus europaeus、Eumetopias jubatus、Felis catus、Galeopterus variegatus、Gorilla gorilla gorilla、Homo sapiens、Ictidomys tridecemlineatus、Jaculus jaculus、Lagenorhynchus obliquidens、Lemur catta、Leptonychotes weddellii、Lipotes vexillifer、Loxodonta africana、Macaca fascicularis、Macaca mulatta、Macaca nemestrina、Mandrillus leucophaeus、Manis javanica、Marmota flaviventris、Marmota marmota、Microcebus murinus、Mus caroli、Mus musculus、Mus pahari、Mustela putorius furo、Nannospalax galili、Neomonachus schauinslandi、Neophocaena asiaeorientalis asiaeorientalis、Nomascus leucogenys、Odobenus rosmarus divergens、Orcinus orca、Oryctolagus cuniculus、Otolemur garnettii、Pan paniscus、Pan troodygltes、Panthera pardus、Panthera tigris altaica、Papio anubis、Physeter catodon、Piliocolobus tephrosceles、Pongo abelii、Propithecus coquereli、Puma concolor、Rhinopithecus bieti、Rhinopithecus roxellana、Saimiri boliviensis boliviensis、Sus scrofa、Theropithecus gelada、Trichechus manatus latirostris、Tupaia chinensis、Tursiops truncatus、Urocitellus parryii、Ursus arctos horribilis、Ursus maritimus、Vulpes vulpes、および/またはZalophus californianusなどの種の炭酸脱水酵素に由来してもよいが、これらに限定されるものではない。

SREの安定化と不安定化の比率
いくつかの実施形態では、本開示は、安定化率および不安定化率を測定することによって、タンパク質の発現、機能またはレベルを調節する方法を提供する。本明細書で使用される場合、安定化率は、刺激に応答した目的のタンパク質の発現、機能またはレベルの、SREに特異的な刺激がない場合の目的のタンパク質の発現、機能またはレベルに対する比率として定義され得る。いくつかの態様では、安定化率は、少なくとも1であり、例えば、少なくとも1-10、1-20、1-30、1-40、1-50、1-60、1-70、1-80、1-90、1-100、20-30、20-40、20-50、20-60、20-70、20-80、20-90、20-95、20-100、30-40、30-50、30-60、30-70、30-80、30-90、30-95、30-100、40-50、40-60、40-70、40-80、40-90、40-95、40-100、50-60、50-70、50-80、50-90、50-95、50-100、60-70、60-80、60-90、60-95、60-100、70-80、70-90、70-95、70-100、80-90、80-95、90-95、90-100または95-100である。本明細書で使用される場合、不安定化率は、SREに特異的な刺激の非存在下での目的のタンパク質の発現、機能またはレベルと、構成的に発現され、SREに特異的な刺激の非存在下での目的のタンパク質の発現、機能またはレベルとの比率として定義され得る。本明細書で使用される「構成的に」とは、SREに連結しておらず、したがって刺激の存在下および非存在下の両方で発現している目的のタンパク質の発現、機能またはレベルを意味する。いくつかの側面では、不安定化率は少なくとも0であり、例えば、少なくとも0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、または少なくとも、0-0.1、0-0.2、0-0.3、0-0.4、0-0.5、0-0.6、0-0.7、0-0.8、0-0.9、0.1-0.2、0.1-0.3、0.1-0.4、0.1-0.5、0.1-0.6、0.1-0.7、0.1-0.8、0.1-0.9、0.2-0.3、0.2-0.4、0.2-0.5、0.2-0.6、0.2-0.7、0.2-0.8、0.2-0.9、0.3-0.4、0.3-0.5、0.3-0.6、0.3-0.7、0.3-0.8、0.3-0.9、0.4-0.5、0.4-0.6、0.4-0.7、0.4-0.8、0.4-0.9、0.5-0.6、0.5-0.7、0.5-0.8、0.5-0.9、0.6-0.7、0.6-0.8、0.6-0.9、0.7-0.8、0.7-0.9、または0.8-0.9である。

いくつかの実施形態では、エフェクターモジュールのSREは、1以上の安定化率によってペイロードオブインタレストを安定化させてもよく、安定化率は、刺激がない場合のペイロードオブインタレストの発現、機能またはレベルに対する、刺激がある場合のペイロードオブインタレストの発現、機能またはレベルの比を含んでもよい。
いくつかの実施形態では、SREは、0から0.09の間の不安定化率でペイロードを不安定化してもよく、不安定化率は、構成的に発現しているペイロードの発現、機能またはレベルに対する、SREに特異的な刺激がない場合のペイロードの発現、機能またはレベルの比を含んでもよい。

ペイロード
本明細書では、「ペイロード」、「ターゲットペイロード」、「ペイロードオブインタレスト（POI）」とは、その機能が変更されるべきタンパク質または核酸と定義される。

ペイロードには、コード化された遺伝子、非コード化された遺伝子、あるいはタンパク質やその断片が含まれる。
ペイロードは、多くの場合、1つまたは複数のSREと関連しており、本開示のポリヌクレオチドにおいて、単独でまたは1つまたは複数のSREと組み合わせてコードされてもよい。ペイロード自体は、（タンパク質または核酸レベルで）変更されてもよく、それによってエフェクターモジュールの耐久性の追加層が提供される。例えば、ペイロードは、ペイロードの安定性や、ペイロードの分解、切断、輸送に対する感受性に影響を与える単一または複数の変異を含むように設計または操作されてもよい。刺激に対する応答のスペクトルを持つSREと、様々な応答または出力信号（例えば、発現レベル）のグラデーションを示すように変更されたペイロードを組み合わせることで、当技術分野において優れたバイオサーキットを作り出すことができる。SREとペイロードの両方を独立して調整できることで、本開示のエフェクターモジュールの使用範囲が大きく広がる。

本明細書では、エフェクターモジュール、SRE、ペイロードに関連する「由来」という表現は、エフェクターモジュール、SRE、ペイロードの少なくとも一部が、記載された親分子または配列に由来することを意味する。例えば、SREを設計する場合、そのようなSREは、天然に存在するタンパク質のエピトープまたは領域に由来するが、その後、SREの機能を最適化するために、本明細書で教示されている方法のいずれかで改変されている可能性がある。
一実施形態では、ペイロードは、親タンパク質の領域または変異タンパク質に由来する。親タンパク質の領域は、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、102、103、104、105、106、107、108、109、110、111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、121、122、123、124、125、126、127、128、129、130、131、132、133、134、135、136、137、138、139、140、141、142、143、144、145、146、147、148、149、150、151、152、153、154、155、156、157、158、159、160、161、162、163、164、165、166、167、168、169、170、171、172、173、174、175、176、177、178、179、180、181、182、183、184、185、186、187、188、189、190、191、192、193、194、195、196、197、198、199、200、201、202、203、204、205、206、207、208、209、210、211、212、213、214、215、216、217、218、219、220、221、222、223、224、225、226、227、228、229、230、231、232、233、234、235、236、237、238、239、240、241、242、243、244、245、246、247、248、249、250、251、252、253、254、255、256、257、258、259、260、261、262、263、264、265、266、267、268、269、270、271、272、273、274、275、276、277、278、279、280、281、282、283、284、285、286、287、288、289、290、291、292、293、294、295、296、297、298、299、300、301、302、303、304、305、306、307、308、309、310、311、312、313、314、315、316、317、318、319、320、321、322、323、324、325、326、327、328、329、330、331、332、333、334、335、336、337、338、339、340、341、342、343、344、345、346、347、348、349、350、351、352、353、354、355、356、357、358、359、360、361、362、363、364、365、366、367、368、369、370、371、372、373、374、375、376、377、378、379、380、381、382、383、384、385、386、387、388、389、390、391、392、393、394、395、396、397、398、399、400、401、402、403、404、405、406、407、408、409、410、411、412、413、414、415、416、417、418、419、420、421、422、423、424、425、426、427、428、429、430、431、432、433、434、435、436、437、438、439、440、441、442、443、444、445、446、447、448、449、450、または450以上の長さのアミノ酸である。親タンパク質の領域は、5-50、25-75、50-100、75-125、100-150、125-175、150-200、175-225、200-250、225-275、250-300、275-325、300-350、325-375、350-400、375-425、または400-450のアミノ酸の長さであってもよい。

一実施形態では、ペイロードは、親タンパク質の領域に由来するか、または変異タンパク質に由来し、親タンパク質の領域を含む。ペイロードは、親タンパク質の領域を含んでもよく、その領域は、1％、5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、99％、または100％、5-10％、10-15％、15-20%、20-25%、25-30%、30-35%、35-40%、40-45%、45-50%、50-55%、55-60%、60-65%、65-70%、70-75%、75-80%、80-85%、85-90%、90-95%、95-100%、10-20%、20-30%、30-40%、40-50%、50-60%、60-70%、70-80%、80-90%、90-100%、10-30%、20-40%、30-50%、40-60%、50-70%、60-80%、70-90%、80-100%、10-40%、20-50%、30-60%、40-70%、50-80%、60-90%、70-100%、10-50%、20-60%、30-70%、40-80%、50-90%、60-100%、10-60%、20-70%、30-80%、40-90%、50-100%、10-70%、20-80%、30-90%、40-100%、10-80%、20-90%、30-100%、10-90%、20-100%、25-50%、50-75%、または75-100%の親タンパク質または変異タンパク質である。
一実施形態では、ペイロードは親タンパク質または変異タンパク質に由来し、1％、5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、99%、または、100%、5-10%、10-15%、15-20%、20-25%、25-30%、30-35%、35-40%、40-45%、45-50%、50-55%、55-60%、60-65%、65-70%、70-75%、75-80%、80-85%、85-90%、90-95%、95-100%、10-20%、20-30%、30-40%、40-50%、50-60%、60-70%、70-80%、80-90%、90-100%、10-30%、20-40%、30-50%、40-60%、50-70%、60-80%、70-90%、80-100%、10-40%、20-50%、30-60%、40-70%、50-80%、60-90%、70-100%、10-50%、20-60%、30-70%、40-80%、50-90%、60-100%、10-60%、20-70%、30-80%、40-90%、50-100%、10-70%、20-80%、30-90%、40-100%、10-80%、20-90%、30-100%、10-90%、20-100%、25-50%、50-75%、または75-100%の同一性を有する親タンパク質または変異タンパク質を有していてもよい。
一実施形態では、第1のペイロードの膜貫通領域は、第2の親タンパク質からの膜貫通領域、その変異体またはフラグメントで置き換えられてもよい。

ペイロードとしてのポリペプチドとポリペプチド
本開示の刺激、バイオサーキット構成要素、エフェクターモジュール、それらのSREを含むペイロードは、全体のポリペプチド、複数のポリペプチドまたはポリペプチドの断片として存在してもよく、これらは独立して、1つまたは複数の核酸、複数の核酸、核酸の断片または前述のいずれかの変異体によってコード化されてもよい。

本明細書では、「ポリペプチド」という用語は、多くの場合、ペプチド結合によって連結したアミノ酸残基（天然または非天然）のポリマーを指す。この用語は、本明細書で使用される場合、任意のサイズ、構造、または機能のタンパク質、ポリペプチド、およびペプチドを指す。いくつかの例では、コード化されたポリペプチドは約50アミノ酸よりも小さく、その場合、ポリペプチドはペプチドと称される。ポリペプチドがペプチドである場合、それは少なくとも約2、3、4、または少なくとも5つのアミノ酸残基の長さを持つ。したがって、ポリペプチドには、遺伝子産物、天然に存在するポリペプチド、合成ポリペプチド、ホモログ、オルソログ、パラログ、フラグメントなどの前記の等価物、変異体、類似体が含まれる。ポリペプチドは、単一の分子であってもよいし、二量体、三量体、四量体などの多分子複合体であってもよい。また、単鎖または多鎖のポリペプチドから構成されていてもよく、関連付けられていても、連結されていてもよい。ポリペプチドという用語は、1つまたは複数のアミノ酸残基が、対応する天然由来のアミノ酸の人工的な化学的類似体であるアミノ酸ポリマーにも適用できる。
本明細書では、「ポリペプチド変異体」という用語は、天然配列または参照配列とアミノ酸配列が異なる分子を指す。アミノ酸配列の変異体は、天然配列または参照配列と比較して、アミノ酸配列内の特定の位置に置換、欠失、および／または挿入を有している。通常、変異体は天然配列や参照配列に対して少なくとも約50％の同一性（相同性）を有しており、好ましくは天然配列や参照配列に対して少なくとも約80％、より好ましくは少なくとも約90％の同一性（相同性）を有している。
いくつかの実施形態では「変異体模倣体」が提供される。本明細書で使用される用語「変異体模倣体」とは、活性化配列を模倣するであろう1つまたは複数のアミノ酸を含む変異体を指す。例えば、グルタミン酸は、ホスホスレオニンおよび／またはホスホセリンの模倣体として機能する可能性がある。代替的に、バリアント模倣は、不活性化または模倣を含む不活性化生成物をもたらすかもしれない。例えば、フェニルアラニンはチロシンの不活性化置換として機能し、アラニンはセリンの不活性化置換として機能することがある。本開示の医薬組成物、バイオサーキット、バイオサーキット構成要素、そのSREを含むエフェクターモジュール、またはペイロードのアミノ酸配列は、天然に存在するアミノ酸から構成されていてもよく、そのようなものとして、タンパク質、ペプチド、ポリペプチド、またはそれらの断片であると考えられてもよい。あるいは、医薬組成物、バイオサーキット、バイオサーキット成分、それらのSREを含むエフェクターモジュール、またはペイロードは、天然および非天然に由来するアミノ酸の両方を含んでいてもよい。

本明細書では、「アミノ酸配列変異体」という用語は、天然配列または開始配列と比較して、そのアミノ酸配列に何らかの違いがある分子を意味する。アミノ酸配列変異体は、アミノ酸配列内の特定の位置に置換、欠失、および／または挿入を有していてもよい。本明細書では、配列を指す「天然」または「開始」という用語は、比較の対象となる元の分子を指す相対的な用語である。天然配列や開始配列は、野生型配列と混同してはならない。天然配列または分子は、野生型（自然界に存在する配列）を表しているかもしれないが、野生型配列と同一である必要はない。
通常、変異体は天然配列に対して少なくとも約70％の相同性を有し、好ましくは少なくとも約80％、より好ましくは少なくとも約90％の相同性を有する。
本明細書では、アミノ酸配列に適用される「相同性」という用語は、最大パーセントの相同性を達成するために、配列をアラインメントし、必要に応じてギャップを導入した後に、第2の配列のアミノ酸配列の残基と同一である候補アミノ酸配列の残基のパーセントとして定義される。アライメントのための方法およびコンピュータプログラムは、当技術分野でよく知られている。相同性はパーセント同一性の計算に依存するが、計算に導入されたギャップやペナルティのために値が異なる場合があることが理解されている。

本明細書では、アミノ酸配列に適用される「ホモログ」という用語は、第2の種の配列と実質的な同一性を有する他の種の対応する配列を意味する。
本明細書では、「類似体」という用語は、1つまたは複数のアミノ酸の変化、例えば、親ポリペプチドの特性を維持したままのアミノ酸残基の置換、追加、欠失によって異なるポリペプチド変異体を含むことを意味する。
本明細書では、「誘導体」という用語は、「変異体」という用語と同義で使用され、参照分子または開始分子に対して何らかの形で修飾または変更された分子を意味する。

本開示では、いくつかのタイプの医薬組成物、バイオサーキット、バイオサーキット成分、SREを含むエフェクターモジュール、またはペイロードであって、変異体および誘導体を含むアミノ酸をベースとするものを想定している。これらには、置換型、挿入型、削除型、共有結合型の変異体および誘導体が含まれる。このように、本開示の範囲内に含まれるのは、置換、挿入、追加、削除および／または共有結合修飾を含む、医薬組成物、バイオサーキット、バイオサーキット成分、SREまたはペイロードを含むエフェクターモジュールである。例えば、配列タグまたは1つまたは複数のリジンなどのアミノ酸を、本開示のペプチド配列に（例えば、N-末端またはC-末端で）付加することができる。配列タグは、ペプチドの精製または局在化に使用することができる。リジンは、ペプチドの溶解性を高めるため、またはビオチン化を可能にするために使用することができる。また、ペプチドやタンパク質のアミノ酸配列のカルボキシ末端やアミノ末端領域に位置するアミノ酸残基を任意に欠失させることで、切断された配列を得ることができる。例えば、可溶性または固体支持体に連結された大きな配列の一部として配列を発現させるなど、配列の用途に応じて、特定のアミノ酸（例えば、C末端またはN末端残基）を代替的に欠失させることができる。
タンパク質に関する「置換変異体」とは、天然配列または開始配列の少なくとも1つのアミノ酸残基が除去され、その代わりに同じ位置に異なるアミノ酸が挿入されたものである。置換は、分子内の1つのアミノ酸のみが置換されている単一の場合と、同一分子内で2つ以上のアミノ酸が置換されている複数の場合がある。
本明細書では、「保存的アミノ酸置換」とは、配列中に通常存在するアミノ酸を、サイズ、電荷、または極性が類似した別のアミノ酸で置換することを意味する。保存的置換の例としては、イソロイシン、バリン、ロイシンなどの非極性（疎水性）残基を別の非極性残基に置換することが挙げられる。同様に、アルギニンとリジン、グルタミンとアスパラギン、グリシンとセリンのような極性（親水性）のある残基を別の極性のある残基に置換することも保存的置換の例である。さらに、リジン、アルギニン、ヒスチジンなどの塩基性残基を別の残基に置換したり、アスパラギン酸やグルタミン酸などの酸性残基を別の酸性残基に置換したりすることも、保存的な置換の追加例である。非保存的置換の例としては、イソロイシン、バリン、ロイシン、アラニン、メチオニンなどの非極性（疎水性）アミノ酸残基を、システイン、グルタミン、グルタミン酸、リジンなどの極性（親水性）残基に置換することや、極性残基を非極性残基に置換することなどが挙げられる。

本明細書では、タンパク質に言及する際の「挿入型変異体」という用語は、天然配列または開始配列の特定の位置にあるアミノ酸のすぐ隣に1つまたは複数のアミノ酸が挿入されているものを指す。本明細書では、「直接隣接する」という用語は、開始アミノ酸または参照アミノ酸のα-カルボキシ官能基またはα-アミノ官能基のいずれかに接続されている隣接アミノ酸を意味する。
本明細書では、タンパク質の「欠失型変異体」とは、本来のアミノ酸配列または開始アミノ酸配列の1つまたは複数のアミノ酸が削除されたものを指す。通常、欠失型変異体は、分子の特定の領域で1つまたは複数のアミノ酸が欠失している。
本明細書で言及されている「誘導体」という用語には、タンパク質性または非タンパク質性の有機誘導体化剤による1つまたは複数の修飾、および翻訳後修飾を含む、天然または開始タンパク質の変異体が含まれる。共有結合修飾は、従来、タンパク質の標的アミノ酸残基を、選択された側鎖または末端残基と反応することができる有機誘導体化剤と反応させることによって、または選択された組換え宿主細胞で機能する翻訳後修飾のメカニズムを利用することによって導入される。結果として得られる共有結合誘導体は、生物学的活性に重要な残基を同定するためのプログラム、免疫測定法、または組換え糖タンパク質の免疫親和性精製のための抗タンパク質抗体の調製に有用である。このような変更は、当技術分野における通常の技術の範囲内であり、過度の実験を行うことなく実施される。

本明細書では、アミノ酸ベースの実施形態に関連する「部位」という用語は、「アミノ酸残基」および「アミノ酸側鎖」と同義的に使用される。部位は、本開示のポリペプチドベースの分子内で修飾、操作、変更、誘導体化、または変化させることができるペプチドまたはポリペプチド内の位置を表す。
本明細書では、タンパク質に言及する際の用語「末端」または「終端」は、ペプチドまたはポリペプチドの末端を意味する。そのような末端は、ペプチドまたはポリペプチドの最初の部位または最終部位のみに限定されず、末端領域の追加のアミノ酸を含んでもよい。本開示のポリペプチドベースの分子は、N末端（遊離のアミノ基（NH2）を有するアミノ酸によって終結する）とC末端（遊離のカルボキシル基（COOH）を有するアミノ酸によって終結する）の両方を有することを特徴とすることができる。
本開示のポリペプチドまたはタンパク質は、場合によっては、ジスルフィド結合または非共有結合によって一緒になった複数のポリペプチド鎖で構成されている（多量体、オリゴマー）。このような種類のタンパク質は、複数のN-末端およびC-末端を有する。また、ポリペプチドの末端は、有機コンジュゲートのような非ポリペプチドベースの部分で開始または終了するように修飾されている場合もある。

特徴のいずれかが、本開示のバイオサーキットシステム構成要素、刺激、SREを含むエフェクターモジュール、またはペイロードの構成要素として特定または定義されると、これらの特徴のいくつかの操作および／または修飾のいずれかが、移動、スワップ、反転、削除、ランダム化、または複製によって実行されてもよい。さらに、特徴の操作は、本開示の組成物の修飾と同じ結果になることがあることを理解されたい。例えば、ドメインを削除する操作は、核酸を改変して完全長未満の分子をコード化するのと同様に、分子の長さを変更することになる。
修飾や操作は、部位特異的変異誘発など、当技術分野で知られている方法で行うことができる。結果として得られた修飾分子は、本明細書に記載されているようなin vitroまたはin vivoのアッセイ、または当技術分野で知られている他の適切なスクリーニング検定を用いて活性をテストすることができる。
いくつかの実施形態では、本開示の組成物は、同位体である1つまたは複数の原子を含んでいてもよい。本明細書では、「同位体」という用語は、1つまたは複数の追加の中性子を有する化学元素を指す。いくつかの実施形態では、本開示の化合物は重水素化されていてもよい。本明細書で使用する場合、「重水素化」という用語は、物質中の1つまたは複数の水素原子を重水素同位体で置き換えるプロセスを指す。重水素同位体は、水素の同位体である。水素の原子核は1つの陽子を含むのに対し、重水素の原子核は陽子と中性子の両方を含む。本開示の医薬組成物、バイオサーキット、バイオサーキット構成要素、それらのSREを含むエフェクターモジュール、またはペイロードは、安定性などの1つまたは複数の物理的特性を変化させるために、または医薬組成物、バイオサーキット、バイオサーキット構成要素、それらのSREを含むエフェクターモジュール、またはペイロードを診断および／または実験用途で使用できるようにするために、重水素化されてもよい。

タンパク質レベルでは、いずれのバイオサーキット構成要素も1つまたは複数の翻訳後修飾（PTM）を含んでいてもよい。そのようなPTMは、タンパク質ベースのバイオサーキット構成要素の投与後に、または前記バイオサーキット構成要素をコードする核酸として投与されたバイオサーキット構成要素の翻訳時または翻訳後に、細胞内で発生する可能性がある。
本開示の翻訳後修飾（PTM）には、アセチル化、リン酸化、ユビキチン化、カルボキシル化、脱アミド化、脱アセチル化、ジヒドロキシル化、脱リン酸化、ホルミル化、γ-カルボキシグルタミン化、グルタチオン化、グリケーション、ヒドロキシル化、メチル化、ニトロ化、スモイル化、N-or-O-トランスグルタミン化、グリコシル化、およびファルネシル化などが含まれるが、これらに限定されるものではない。
エフェクターモジュールは、そのSREやペイロードを含め、独立して同じまたは異なる1、2、3、4、5、6、7、8、9、10個以上のPTMを持つことができる。

エフェクターモジュールは、タンパク質ファミリーの1つまたは複数の構造的または機能的なドメイン、リピート、またはモチーフを含むように設計されている。このようなドメイン、リピート、モチーフは、タンパク質ファミリーごとに分類されており、代表的なファミリーは、EMBL-EBIデータベース（http://www.ebi.ac.uk/）に記載されている。
いくつかの実施形態では、グリコシル化およびPEG化などの抗原処理およびペプチド負荷を妨害するために、本開示の組成物の構造に操作されたタンパク質修飾も、本開示において有用であり得る。また、本開示の組成物は、より免疫原性の低い組成物を設計するために、非古典的なアミノ酸側鎖を含むように設計されてもよい。免疫原性を低下させるための国際特許公開第2005051975号で議論されている方法のいずれも、本開示において有用であると考えられる（その内容は参照により全体として組み込まれる）。
SREは、ペプチド、ペプチド複合体、ペプチド-タンパク質複合体、タンパク質、融合タンパク質、タンパク質複合体、タンパク質-タンパク質複合体であってもよいが、これらに限定されない。SREは、任意の天然または変異したタンパク質、または抗体に由来する1つまたは複数の領域を含んでもよい。この態様では、SREは、刺激に反応して、細胞内での局在化、分子内での活性化、および／またはペイロードの分解などを調整することができる要素である。

いくつかの実施形態では、本開示のエフェクターモジュールは、1つまたは複数のシグナル配列（SS）、1つまたは複数の切断および／またはプロセシング部位、1つまたは複数のターゲティングおよび／または透過性ペプチド、1つまたは複数のタグ、および／または1つまたは複数のリンカーなど、エフェクターモジュールの発現および制御を容易にする追加の特徴を含んでもよい。さらに、本開示のエフェクターモジュールは、誘導性プロモーター、エンハンサー配列、マイクロRNA部位、および／またはマイクロRNA標的部位などの他の調節部分をさらに含んでいてもよい。各アスペクトまたは調整されたモダリティは、エフェクターモジュールまたはバイオサーキットに、差動的に調整された特徴をもたらす可能性がある。例えば、SREは不安定化ドメインを表し、一方、タンパク質ペイロードの変異は、その切断部位、二量体化特性または半減期を変化させ、1つまたは複数のマイクロRNAまたはマイクロRNA結合部位を含むことは、細胞のデターゲッティングまたは輸送機能を付与する可能性がある。その結果、本開示は、テニビリティにおいて多因子性を有するバイオサーキットを包含する。このようなバイオサーキットは、1つ、2つ、3つ、4つまたはそれ以上の調整された特徴を含むように設計されてもよい。
いくつかの実施形態では、本開示のエフェクターモジュールは、発現を調整するために1つまたは複数のデグロンを含むことができる。本明細書では、「デグロン」とは、タンパク質分解システムによる認識および分解に十分な、タンパク質内の最小の配列を意味する。デグロンの重要な特性は、デグロンが転写可能であること、すなわち、デグロンを配列に付加することで、その配列に分解を与えることである。ある実施形態では、デグロンは、不安定化ドメイン、ペイロード、またはその両方に付加される。本開示のエフェクターモジュール内にデグロンを組み込むと、エフェクターモジュールにさらなるタンパク質の不安定性が付与され、基礎的な発現を最小化するために使用することができる。いくつかの実施形態では、デグロンは、Nデグロン、ホスホデグロン、熱誘導性デグロン、光感受性デグロン、酸素依存性デグロンであってもよい。非限定的な例として、デグロンは、Takeuchiらに記載されたオルニチンデカルボキシラーゼデグロンであってもよい（Takeuchi J et al.（2008）.Biochem J. 2008 Mar 1;410(2):401-7、その内容は参照により全体として組み込まれる）。本開示で有用なデグロンの他の例としては、国際特許公開第2017004022号、国際特許公開第2016210343号、および国際特許公開第2011062962号に記載されているデグロンが挙げられ、これらの各々の内容は、その全体が参照により組み込まれる。

免疫療法薬
いくつかの実施形態では、本開示のペイロードは、生物に免疫応答を誘導する免疫療法薬であってもよい。免疫療法薬は、CD40Lならびにそのフラグメントおよび変異体などの共刺激分子であってもよい。一実施形態では、免疫療法薬は、細胞において、または被験体において、抗がん免疫応答を誘導する。
いくつかの実施形態では、本開示のペイロードは、ヒトCD40L WT（配列番号6、Uniprot ID：P29965）の全体または一部を含んでいてもよい。本明細書で使用される用語「CD40L WT」は、アミノ酸配列MIETYNQTSPRSAATGLPISMKIFMYLLTVFLITQMIGSALFAVYLHRRLDKIEDERNLH EDFVFMKTIQRCNTGERSLSLLNCEEIKSQFEGFVKDIMLNKEETKKENSFEMQKGDQNPQIAAHVISEASSKTTSVLQWAEKGYYTMSNNLVTLENGKQLTVKRQGLYYIYAQVTFCSNREASSQAPFIASLCLKSPGRFERILLRAANTHSSAKPCGQQSIHLGGVFELQPGASVFVN VTDPSQVSHGTGFTSFGLLKLを有する、配列番号6、アクセッション番号P29965として定義される、ヒト野生型CD40Lタンパク質配列を指す。

サイトカインと共刺激分子
いくつかの実施形態では、本開示のペイロードは、インターロイキン、腫瘍壊死因子（TNF）、インターフェロン（IFN）、TGFβ、およびケモカインを含むがこれらに限定されないサイトカイン、ならびにそのフラグメント、変異体、類似体および誘導体であってもよい。同一の遺伝子またはタンパク質に対する特定の遺伝子および／またはタンパク質の命名法は、ダッシュ「-」などの句読点やギリシャ文字などの記号を含む場合も含まない場合もあることが当業者には理解されている。これらが本明細書に含まれているか除外されているかにかかわらず、その意味は当業者が理解できるように変更されることを意味しない。例えば、CD40L、CD40 LおよびCD40LGは、同じタンパク質を意味する。
いくつかの実施形態では、本開示のサイトカインは、免疫療法に使用されるCD8+TEM、ナチュラルキラー細胞、および腫瘍浸潤リンパ球（TIL）細胞などの免疫細胞の拡大、生存、持続、および効力を改善するために利用することができる。他の実施形態では、2つ以上のDD制御サイトカインで操作されたT細胞は、T細胞の活性化および腫瘍微小環境のリモデリングの速度制御を提供するために利用される。一態様では、本開示は、サイトカイン療法に関連する毒性を最小化するバイオサーキットおよび組成物を提供する。腫瘍の負担を軽減することに成功したにもかかわらず、全身性サイトカイン療法は、しばしば重篤な用量制限性の副作用の発生をもたらす。サイトカインの毒性には2つの要因があり、（a）サイトカインが異なる細胞タイプに影響を与え、状況に応じて同じ細胞に相反する効果をもたらすことがある多面発現（b）サイトカインは血清半減期が短いため、治療効果を得るためには高用量で投与する必要があり、多面発現効果を悪化させることがある。一態様では、本開示のサイトカインは、副作用が発生した場合にサイトカインの発現を調節するために利用され得る。いくつかの実施形態では、本開示のサイトカインは、毒性を最小化するために、寿命を延長したり、特異性を高めたりするように設計されてもよい。

いくつかの実施形態では、免疫療法薬は、CD40L（CD154およびTNFSF5とも呼ばれる）であってもよい。CD40Lは、TNFスーパーファミリーに属し、主にT細胞に発現している。CD40Lは、多くの免疫細胞に発現しているCD40に結合し、細胞の種類に応じて細胞応答のカスケードを開始する。CD40Lは、α5β1インテグリンおよびαIIbβ3インテグリンにも結合することがある。いくつかの実施形態では、本開示のCD40Lは、その結合パートナーの1つのみ、例えばCD40に結合するように設計されてもよい。いくつかの態様では、本明細書に記載のCD40Lは、その同族の結合パートナーのすべてに結合することが可能であってもよい。
CD40Lは、抗原提示細胞（APC）、B細胞、単球、マクロファージ、血小板、好中球、樹状細胞、内皮細胞、αSMC（平滑筋細胞）などに発現するがこれらに限定されないCD40と結合する可能性がある。CD40Lは、樹状細胞に発現しているCD40と結合することで、樹状細胞（DC）のライセンスを促進すると考えられる。DCは、抗原特異的なTヘルパー細胞によって、細胞傷害性CD8+T細胞を活性化するために機能的な状態に変換されることがあり、このプロセスはDCライセンスと呼ばれる。DCにCD40が結合すると、DCが刺激され、副刺激分子やMHC分子の表面発現、炎症性サイトカインの産生（IL12やTNFなど）、エピトープの拡がりなどが見られる。

いくつかの実施形態では、本明細書に記載のバイオサーキットシステムによって制御されるCD40Lは、固形の免疫原性腫瘍の治療に利用され得る。CD40Lは、組織内で適応免疫応答および自然免疫応答を活性化することにより、免疫原性腫瘍における固形腫瘍標的T細胞の有効性を改善することができる。T細胞における内因性CD40Lの発現は一過性であるため、本明細書に記載されている調節可能なCD40Lベースのバイオサーキットシステムが望ましいと思われる。さらに、腫瘍微小環境には、T細胞が発現する内因性CD40Lを切断する可能性のあるシェダーゼが豊富に存在する。外因性に発現した構成的CD40Lは、肝毒性や過剰なB細胞の増殖によるリンパ腫を引き起こす可能性がある（Schmitz et al (2006) Hepatology 44(2):430-9、Vonderheide et al. (2007) J Clin Oncol. 1;25(7):876-83、Sacco et al (2000) Cancer Gene Ther.;7(10):1299-306、それぞれの内容は参照によりその全体が組み込まれる）。構成的な（制御されていない）発現は、CRS、血栓塞栓症候群、自己免疫反応、過免疫刺激によるAICD、および腫瘍の血管新生を引き起こす可能性があり、それによって本開示のバイオサーキットの必要性が生じると考えられる。
いくつかの実施形態では、免疫療法薬は、二量体、三量体、四量体、五量体、六量体、または七量体などのCD40L分子の多量体であってもよいが、これらに限定されない。一実施形態では、CD40Lは三量体を形成してもよい。CD40Lの多量体化は、CD40L／CD40軸を介したシグナル伝達を強化する可能性がある。また、三量体のCD40LがCD40に結合することで、CD40のクラスター化やTRAFの活性化が始まり、最終的にNF-κBの活性化につながる可能性がある。
本明細書に記載されているCD40Lは、腫瘍微小環境で見られるようなプロテイナーゼおよびシェダーゼ、例えばADAM10、またはADAM17に対して耐性を有していてもよい。腫瘍微小環境におけるADAM17の活性の高まりは、CD40/CD40L軸を介したシグナル伝達の減少と関連している（Lowe and Corvaia (2016), Int J Cancer Clin Res,3:058を参照されたい、その内容は参照により全体に組み込まれる）。

CD40Lは、樹状細胞の抗原提示、IL12の産生、およびCD8+T細胞免疫の生成に関与する。CD40Lを用いたCARの抗腫瘍効果を高めるためにCurrenらが記載した方法のいずれも、本開示において有用であると考えられる（Curren et al. Mol Ther.2015 Apr; 23(4): 769-778、その内容は参照によりその全体が組み込まれる）。一実施形態では、アゴニストCD40抗体が本開示において有用であり得る。CD40モノクローナル抗体は、無効な毒性がない状態で臨床活性を示している。
一実施形態では、CD40L免疫療法薬は、UniProt ID:P29965（本明細書では「WT」とも呼ばれる）に由来する。本開示のペイロードは、CD40Lの領域または部分であってもよい。CD40Lの領域の非限定的な例には、UniProt ID：P29965のアミノ酸113-261が含まれるが、これらに限定されず、P29965から細胞外ドメイン、膜貫通領域、および細胞外ドメインの一部が除去され、細胞外ドメインおよび受容体結合ドメインの一部がそのまま残されている。一実施形態では、ペイロードは、UniProt ID:P29965のアミノ酸14-261であってもよく、CD40Lの細胞質尾部を除外し、それによって潜在的に内在化を減少させることができる。一態様では、ペイロードは、UniProt ID：P29965のアミノ酸14-261であってもよく、アミノ酸S110-G116を欠失させたものであり、これによりCD40Lはタンパク質分解酵素による切断に耐性を持つ。
いくつかの実施形態では、変異は、本明細書に記載された細胞によって内因性に発現されたCD40Lに結合しないか、または親和性を低下させて結合するように、CD40Lペイロード内に設計されてもよい。CD40Lは、細胞表面で三量体を形成するII型膜貫通タンパク質である。いくつかの実施形態では、三量体化は、配列番号6のアミノ酸残基47-261の相互作用によって起こる。いくつかの実施形態では、配列番号6の47-261内の残基は、三量体化を防ぐためにCD40Lペイロード内で変異してもよい（本明細書では、「三量体化変異体」と呼ぶ。いくつかの実施形態では、配列番号6の116-261内の残基が変異していてもよい。いくつかの態様において、変異は、CD40L三量体化変異体が別のCD40L三量体化変異タンパク質に結合できるが、変異を欠くCD40Lタンパク質には結合できないような選択的三量体化を可能にしてもよい。三量体化変異部位は、CD40L三量体の結晶構造によって決定された三量体化に関与するCD40Lタンパク質内の部位であってもよい。変異している可能性のあるCD40L内の位置には、配列番号6の125、170、172、224、226および／または227位のアミノ酸が含まれるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、内因性CD40Lとの三量体化を防ぐためのCD40Lペイロードへの変異は、Y170G、Y172G、H224G、G226F、G226H、G226W、および／またはG227Fを含んでもよいが、これらに限定されない。

腫瘍微小環境に存在するADAM10/17などのシェダーゼがCD40Lを切断することで、CD40LによるCD40の活性化がうまくいかなくなる。CD40Lの配列を分析すると、ADAM10/17のタンパク質分解切断部位が明らかになる。いくつかの実施形態では、CD40Lのアミノ酸1-13の欠失は、内在化を減少させるように設計され得る。また、CD40Lのアミノ酸110-116の欠失は、ADAM10/17部位を除去するように設計されてもよい。CD40Lのアミノ酸位置113のメチオニン残基の欠失または変異も、ADAM10/17酵素による切断を減らすために利用されてもよい。一実施形態では、ヒトCD40Lタンパク質の領域または部分をマウスCD40Lタンパク質配列で置換して、ADAM10/17による切断に抵抗性のあるCD40Lタンパク質を生成してもよい。米国特許公開第20180085451A1号および／または米国特許第7,495,090B2号に記載されているような、そのシェディングを低減することを目的としたCD40L配列のいずれかを、本明細書に記載されているエフェクターモジュールおよびバイオサーキットに使用してもよい（それぞれの内容は、参照によりその全体が組み込まれる）。CD40Lは、膜貫通領域を用いて膜に繋がれてもよい。一実施形態では、CD40Lは、CD8膜貫通領域、CD8ヒンジドメインおよび／またはCD8細胞質尾部などに限定されないが、CD8由来のドメインを使用して膜に繋がれてもよい。
いくつかの実施形態では、ペイロードは、CD40L（配列番号5-6）およびそれらのコード化配列、すなわち配列番号11-12にそれぞれ限定されない。

キメラ抗原受容体(CAR)
いくつかの実施形態では、本開示のバイオサーキットは、免疫細胞（例えば、T細胞およびNK細胞）に導入されると、CARの細胞外標的部分によって認識される分子を発現する標的（例えば、腫瘍細胞）に対して免疫細胞を再誘導することができるキメラ抗原受容体（CAR）を含むことができる。
本明細書では、「キメラ抗原受容体（CAR）」とは、T細胞の表面にあるTCRを模倣した合成受容体を意味する。一般的に、CARは、細胞外ターゲティングドメイン、膜貫通領域/領域、および細胞内シグナル/活性化ドメインから構成されている。標準的なCAR受容体では、細胞外ターゲティングドメイン、膜貫通領域、細胞内シグナル/活性化ドメインの各構成要素は、単一の融合タンパク質として直線的に構築されている。細胞外領域は、特定の腫瘍抗原または他の腫瘍細胞表面分子を認識するターゲティングドメイン/部分（例えば、scFv）を含んでいる。細胞内領域は、TCR複合体のシグナル伝達ドメイン（例えば、CD3ζのシグナル領域）、および／または、CD28、4-1BB（CD137）およびOX-40（CD134）からのものなどの1つまたは複数の共刺激シグナル伝達ドメインを含むことができる。例えば、「第一世代CAR」は、CD3ζシグナル伝達ドメインのみを有している。T細胞の持続性および増殖を増強するために、共刺激細胞内ドメインが追加され、CD3ζシグナル伝達ドメインに加えて1つの共刺激シグナル伝達ドメインを有する第二世代CAR、およびCD3ζシグナル伝達ドメインに加えて2つ以上の共刺激シグナル伝達ドメインを有する第三世代CARが生じている。CARは、T細胞が発現すると、CARの細胞外標的部分によって決定される抗原特異性をT細胞に付与する。最近では、ホーミング遺伝子や自殺遺伝子などの要素を追加して、より有能で安全なCARを開発することも望まれており、いわゆる第四世代CARと呼ばれている。

いくつかの実施形態では、エフェクターモジュールの免疫療法薬は、キメラ抗原受容体（CAR）である。キメラ抗原は、細胞外標的部分、膜貫通領域、細胞内シグナル伝達ドメイン、および任意に1つまたは複数の共刺激性ドメインを含んでいてもよい。
いくつかの実施形態では、細胞外ターゲティングドメインは、ヒンジ（スペースドメインまたはスペーサーとも呼ばれる）および膜貫通領域を介して、細胞内シグナル伝達ドメインに結合している。ヒンジは、細胞外ターゲティングドメインを、細胞膜を横断して細胞内シグナル伝達ドメインに接続する膜貫通領域に接続する。ヒンジは、標的部位が結合する標的タンパク質の大きさや、ターゲティングドメイン自体の大きさや親和性によって、CARを発現する細胞のがん細胞に対する効力を最適化するために変化させる必要があるかもしれない。標的部位が標的細胞に認識され結合すると、細胞内シグナル伝達ドメインがCAR T細胞の活性化シグナルをもたらし、このシグナルは1つまたは複数の細胞内共刺激・ドメインからの「セカンド・シグナル」によってさらに増幅される。CAR T細胞は、いったん活性化されると、標的細胞を破壊することができる。
いくつかの実施形態では、本開示のCARは、2つの部分に分割されていてもよく、各部分は二量化ドメインに連結されており、二量化を誘発する入力が無傷の機能的受容体の組み立てを促進するようになっている。WuとLimは最近、細胞外のCD19結合ドメインと細胞内のシグナル伝達要素が分離され、ラパマイシン類似体AP21967の存在下でヘテロ二量化するFKBPドメインとFRB*（FKBP-ラパマイシン結合のT2089L変異体）ドメインに連結されたスプリットCARを報告した。AP21967の存在下で分裂した受容体が集合し、特異的な抗原結合とともにT細胞を活性化する（Wu et al., Science, 2015, 625(6258): aab4077）。

いくつかの実施形態では、本開示のCARは、誘導可能なCARとして設計されてもよい。Sakemuraらは最近、CD19 CAR構築物へのTet-On誘導性システムの組み込みを報告した。CD19 CARは、ドキシサイクリン（Dox）の存在下でのみ活性化される。Sakemuraは、Doxの存在下でのTet-CD19CAR T細胞は、従来のCD19CAR T細胞と比較して、CD19+細胞株に対して同等の細胞毒性を有し、CD19刺激時に同等のサイトカイン産生および増殖を有することを報告した（Sakemura et al., Cancer Immuno. Res., 2016, Jun 21, Epub ahead of print）。一例では、バイオサーキットは、Tet-CARを含んでもよい。別の例では、Tet-CARは、本明細書に記載のSRE（例えば、CA2 DD）の制御下にあるCA2エフェクターモジュールのペイロードであってもよい。二重システムは、導入されたT細胞におけるCARの発現をオンおよびオフにするためのより柔軟性を提供する。
本開示によれば、CARは、第一世代のCAR、または第二世代のCAR、または第三世代のCAR、または第四世代のCARであってもよい。いくつかの実施形態では、本開示のペイロードは、細胞外ドメイン、ヒンジおよび膜貫通領域、ならびに細胞内シグナル領域で構成されるフルCAR構築物であってもよい。他の実施形態では、細胞外ターゲティング部分、ヒンジ領域、膜貫通領域、細胞内シグナル伝達ドメイン、1つまたは複数の共刺激ドメイン、およびリーダー配列、ホーミング要素および安全スイッチを含むがこれらに限定されないCARアーキテクチャおよび機能性を向上させる他の追加要素を含むフルCAR構築物の構成要素、またはそのような構成要素の組み合わせが、バイオサーキットに含まれてもよい。

細胞外ターゲティングドメイン/部分
本開示によれば、CARの細胞外標的部位は、所定の標的分子、例えば、腫瘍細胞上のネオアンチゲンを認識し、高い特異性と親和性で結合する任意の薬剤であってよい。標的部位は、腫瘍細胞上の標的分子に特異的に結合する抗体およびその変異体、腫瘍細胞上の標的分子に結合する能力に基づいてランダム配列プールから選択されたペプチドアプタマー、腫瘍細胞上の標的分子に結合することができるその変異体またはフラグメント、ネイティブのT細胞受容体（TCR）の抗原認識ドメイン（例えば、CD4細胞外膜）であってもよい。あるいは、サイトカイン受容体を有する標的細胞の認識につながる連結サイトカインなどの外来認識成分、あるいは受容体の天然リガンドなどが挙げられる。
いくつかの実施形態では、CARのターゲティングドメインは、Ig NAR、Fabフラグメント、Fab'フラグメント、F(ab)'2フラグメント、F(ab)'3フラグメント、Fv、一本鎖可変フラグメント（scFv）、bis-scFv、(scFv)2、ミニボディ、ダイアボディ、トリボディ、テトラボディ、ジスルフィド安定化Fvタンパク質（dsFv）、ユニボディ、ナノボディ、または標的分子、例えば腫瘍特異的抗原（TSA）を特異的に認識する抗体に由来する抗原結合領域などがある。一実施形態では、標的部位はscFvである。scFvドメインは、CAR T細胞の表面に発現され、その後、がん細胞上の標的タンパク質に結合すると、CAR T細胞をがん細胞に近接して維持し、T細胞の活性化を引き起こすことができる。scFvは、通常の組換えDNA技術を用いて生成することができ、本開示で説明している。

一実施形態では、CARの標的部位は、CD19を認識してもよい。CD19は、よく知られたB細胞表面分子であり、B細胞受容体が活性化されると、B細胞抗原受容体によるシグナル伝達およびB細胞集団の拡大を促進する。CD19は、正常なB細胞と腫瘍性のB細胞の両方に広く発現している。慢性リンパ性白血病、急性リンパ性白血病、多くの非ホジキンリンパ腫などのB細胞由来の悪性腫瘍では、CD19の発現が頻繁に見られる。このように、CD19はほぼ全世界で発現し、単一の細胞系統に特異的であることから、免疫療法の魅力的な標的となっている。ヒトのCD19は14個のエクソンを持ち、エクソン1-4はCD19の細胞外部分をコードし、エクソン5はCD19の膜貫通部分をコードし、エクソン6-14は細胞質の尾部をコードする。一実施形態では、標的部位は、FMC63抗体の可変領域に由来するscFvsを含んでいてもよい。FMC63は、CD19抗原に特異的なIgG2aマウスモノクローナル抗体クローンであり、B系統の細胞上のCD19抗原と反応する。FMC63抗体によって認識されるCD19のエピトープは、エクソン2にある（Sotillo et al (2015) Cancer Discov ;5(12):1282-95、その内容は参照によりその全体が組み込まれる）。いくつかの実施形態では、CARの標的部分は、4G7、SJ25C1、CVID3/429、CVID3/155、HIB19、およびJ3-119を含むがこれらに限定されない他のCD19モノクローナル抗体クローンの可変領域に由来してもよい。
一態様では、細胞外標的部位は、抗体に由来するscFvであってもよい。一態様では、scFvは、CD19抗原に特異的に結合してもよい。

細胞内シグナル伝達ドメイン
CAR融合ポリペプチドの細胞内ドメインは、標的分子に結合した後、エフェクター免疫細胞にシグナルを伝達し、細胞溶解活性（例えば、サイトカインの分泌）やヘルパー活性など、エフェクター免疫細胞の通常のエフェクター機能の少なくとも1つを活性化する。したがって、細胞内ドメインは、T細胞受容体（TCR）の「細胞内シグナル伝達ドメイン」を構成する。
いくつかの態様では、細胞内シグナル伝達ドメインの全体を採用することができる。他の態様では、エフェクター機能のシグナルを伝達する限り、細胞内シグナル伝達ドメインの切断された部分を、無傷の鎖の代わりに使用することができる。

いくつかの実施形態では、本開示の細胞内シグナル伝達ドメインは、免疫受容活性化チロシンモチーフ（ITAM）として知られているシグナル伝達モチーフを含むことができる。ITAMを含む細胞質シグナル配列の例としては、TCR CD3zeta、FcR gamma、FcR beta、CD3 gamma、CD3 delta、CD3 epsilon、CD5、CD22、CD79a、CD79b、およびCD66dに由来するものが挙げられる。一例では、細胞内シグナル伝達ドメインは、CD3ゼータ（CD3ζ）シグナル伝達ドメインである。
いくつかの実施形態では、本開示の細胞内領域は、エフェクター免疫細胞に追加のシグナルを提供する1つまたは複数の共刺激シグナル伝達ドメインをさらに含む。これらの共刺激シグナル伝達ドメインは、シグナル伝達ドメインと組み合わせて、CAR人工免疫細胞（例えば、CAR T細胞）の拡大、活性化、記憶、持続性、および腫瘍撲滅効率をさらに向上させることができる。いくつかの態様において、共刺激シグナル領域は、1つまたは複数の細胞内シグナル伝達および／または共刺激分子の1、2、3、または4つの細胞質ドメインを含む。共刺激シグナル伝達ドメインは、CD2、CD7、CD27、CD28、4-1BB（CD137）、OX40（CD134）、CD30、CD40、ICOS（CD278）、GITR（グルココルチコイド誘発性腫瘍壊死因子受容体）、LFA-1（リンパ球機能関連抗原-1）、LIGHT、NKG2C、B7-H3を含むがこれらに限定されない、共刺激分子の細胞内／細胞質ドメインであってもよい。一例では、共刺激シグナル伝達ドメインは、CD28の細胞質ドメインに由来する。別の例では、共刺激シグナル伝達ドメインは、4-1BB（CD137）の細胞質ドメインに由来する。別の例では、共刺激性シグナル伝達ドメインは、米国特許文献1 第9, 175, 308号に教示されているようなGITRの細胞内ドメインであってもよく、その内容は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

膜貫通領域とヒンジ領域
いくつかの実施形態では、本開示のCARは、膜貫通領域を含んでいてもよい。本明細書で使用される「膜貫通領域（TM）」という用語は、広義には、細胞膜にまたがる約15残基の長さのアミノ酸配列を指す。より好ましくは、膜貫通領域は、少なくとも20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、または45個のアミノ酸残基を含み、細胞膜にまたがっている。いくつかの実施形態では、本開示の膜貫通領域は、天然または合成ソースのいずれかに由来してもよい。CARの膜貫通領域は、任意の天然の膜結合または膜貫通タンパク質に由来してもよい。例えば、膜貫通領域は、T細胞受容体、CD3ε、CD4、CD5、CD8、CD8α、CD9、CD16、CD22、CD33、CD28、CD37、CD45、CD64、CD80、CD86、CD134、CD137、CD152、またはCD154のアルファ鎖、ベータ鎖、またはゼータ鎖に由来してもよい（すなわち、少なくとも膜貫通領域（複数可）を含む）。いくつかの実施形態では、本開示の膜貫通領域は、CD8α膜貫通領域、CD4膜貫通領域、CD28膜貫通領域、CTLA-4膜貫通領域、PD-1膜貫通領域、およびヒトIgG4 Fc領域からなる群から選択されてもよい。

あるいは、本開示の膜貫通領域は合成であってもよい。いくつかの態様において、合成配列は、ロイシンおよびバリンなどの主に疎水性の残基から構成されていてもよい。
いくつかの実施形態では、本開示の膜貫通領域は、CD8α膜貫通領域、CD4膜貫通領域、CD28膜貫通領域、CTLA-4膜貫通領域、PD-1膜貫通領域、およびヒトIgG4 Fc領域からなる群から選択されてもよい。非限定的な例として、膜貫通領域は、配列番号 1-5の国際特許公開第2014/100385号のアミノ酸配列を含むCTLA-4膜貫通領域、および配列番号6-8のアミノ酸配列を含むPD-1膜貫通領域であってもよく、これらの各々の内容は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
ヒンジ配列は、適切な細胞／細胞接触、標的結合およびエフェクター細胞の活性化を可能にするために、標的結合ドメインをエフェクター細胞表面から遠ざける細胞外ターゲティングドメインの柔軟性を促進するアミノ酸の短い配列である（Patelら、Gene Therapy, 1999; 6: 412-419）。ヒンジ配列は、ターゲティング部分と膜貫通領域の間に配置されていてもよい。

いくつかの実施形態では、本開示のCARは、CARのドメインのいずれかの間に1つまたは複数のリンカーを含んでいてもよい。リンカーは、1-30個のアミノ酸長であってもよい。
いくつかの実施形態では、本発明のターゲティング部分、膜貫通領域および細胞内シグナル伝達ドメインを含む構成要素は、単一の融合ポリペプチドで構築されてもよい。
一実施形態では、CAR構築物は、CD19 scFv（例えば、CAT13.1E10またはFMC63）、CD8αスペーサーまたは膜貫通領域、および4-1BBおよびCD3ζエンドドメインを含む。CAT13.1E10を用いたこれらの構築物は、FMC63を用いた構築物と比較して、in vitroでの刺激後の増殖、CD19+ターゲットに対する細胞毒性の増加、およびエフェクターとターゲットの相互作用の増加をもたらす可能性がある。

いくつかの実施形態では、本開示のペイロードは、本明細書に記載された共刺激性分子および／または細胞内ドメインのいずれかであってもよい。いくつかの実施形態では、それぞれが異なるSREの制御下にある1つまたは複数の共刺激分子が、本開示で使用されてもよい。また、SRE制御された共刺激分子は、第一世代CAR、第二世代CAR、第三世代CAR、第四世代、または本明細書に記載された任意の他のCARデザインと組み合わせて発現させてもよい。

タンデムCAR（TanCAR）
いくつかの実施形態では、本開示のCARは、2つ、3つ、4つ、またはそれ以上の腫瘍特異的抗原を標的とすることができるタンデムキメラ抗原受容体（TanCAR）であってもよい。いくつかの態様では、CARは、腫瘍細胞上の2つの異なるTSAを認識する2つのターゲティングドメインを含む二重特異性TanCARである。二重特異性CARは、第1の腫瘍抗原に特異的なターゲティングドメイン（例えば、抗原認識ドメイン）および第2の腫瘍抗原に特異的なターゲティングドメイン（例えば、抗原認識ドメイン）を含む細胞外領域を含むものとしてさらに定義され得る。他の局面では、CARは、タンデム配置で構成された3つ以上のターゲティングドメインを含む多特異性TanCARである。TanCARにおけるターゲティングドメイン間のスペースは、約5-約30アミノ酸の長さ、例えば、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30アミノ酸であってもよい。

スプリットCAR
いくつかの実施形態では、本開示のターゲティング部分、膜貫通領域および細胞内シグナル伝達ドメインを含む構成要素は、無傷の機能的受容体の組み立てを促進する複数の入力に依存するように、2つ以上の部分に分割することができる。一実施形態では、活性化されたCAR受容体の組み立てが、リガンドのSREへの結合（例えば、小分子）および特異的抗原のターゲティング部分への結合に依存する、分割合成CARシステムを構築することができる。非限定的な例として、スプリットCARは、小分子依存的に組み上がる2つの部分から構成され、受容体の一方の部分は、細胞外抗原結合ドメイン（例えばscFv）を特徴とし、他方の部分は、CD3ζ細胞内ドメインのような細胞内シグナル伝達ドメインを有する。

他の局面では、CARシステムの分割された部分をさらに修飾してシグナルを増加させることができる。一例では、細胞質フラグメントの第2部分は、膜貫通領域（例えば、CD8α膜貫通領域）を構築物に組み込むことによって、細胞膜に固定されてもよい。また、CARシステムの第2部分に追加の細胞外ドメイン、例えばホモ二量化を媒介する細胞外ドメインを加えてもよい。これらの修飾は、受容体出力活性、すなわちT細胞の活性化を増加させる可能性がある。
いくつかの側面では、分割されたCARシステムの2つの部分は、ヘテロ二量化する小分子の結合時に条件付きで相互作用するヘテロ二量化ドメインを含んでいる。このようにして、小分子の存在下で受容体成分が組み合わされ、無傷のシステムが形成され、これが抗原の結合によって活性化されることになる。スプリットCARシステムには、既知のヘテロ二量化成分を組み込むことができる。また、ジベレリン誘導二量化系（GID1-GAI）、トリメトプリム-SLF誘導ecDHFRおよびFKBP二量化他の小分子依存性ヘテロ二量化ドメインを使用することができる（Czlapinski et al,J Am Chem Soc., 2008, 130(40): 13186-13187）、ABA（アブシジン酸）によるPP2CとPYLドメインの二量化（Cutler et al., Annu Rev Plant Biol. 2010, 61: 651-679）を含むがこれらに限定されない。スプリットCARシステムは、リガンド依存的な二量体化や不安定化ドメインによるCARの分解など、二重の制御を行うことで、CAR修飾T細胞の活性をより柔軟に制御できる可能性がある。

切り替え可能なCAR
いくつかの実施形態では、本開示のCARは、切替可能なCARであってもよい。Juilleratら（Juilerat et al., Sci. Rep., 2016, 6: 18950、その内容は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる）は、刺激（例えば、小分子）に応答して一過性にスイッチオンできる制御可能なCARを最近報告した。このCARデザインでは、CARのscFvドメインと細胞膜ドメインを分離するヒンジドメインにシステムが直接組み込まれている。このようなシステムは、TCRのネイティブな構造の複雑さを模倣して、受容体複合体の異なる鎖の中で活性化や同時刺激などのCARの異なる重要な機能を分割または結合することが可能である。この統合されたシステムは、刺激の有無に応じて、scFvと抗原の相互作用をオン／オフの状態に切り替えることができる。

リバーシブルCAR
他の実施形態では、本開示のCARは、可逆的なCARシステムであってもよい。このCARアーキテクチャでは、LIDドメイン（リガンド誘導性分解）がCARシステムに組み込まれている。CARは、LIDドメインのリガンドを追加することで、一時的にダウンレギュレートすることができる。LIDとDDによる制御を組み合わせることで、継続的に活性化しているCAR T細胞を調整可能にし、CARによる組織毒性を軽減することができる。

アクティベーション-コンディショナルCAR
いくつかの実施形態では、本明細書に記載のバイオサーキットは、活性化された免疫細胞でのみ発現する活性化条件付きキメラ抗原受容体を含んでいてもよい。CARの発現は、その制御下にある配列例えばCARの転写および／または発現を誘導する1つまたは複数の核酸配列を指す活性化条件制御領域に結合されてもよい。このような活性化条件付き制御領域は、エフェクター免疫細胞の活性化中にアップレギュレートされる遺伝子のプロモーター、例えば、IL2プロモーターまたはNFAT結合部位であってもよい。いくつかの実施形態では、免疫細胞の活性化は、構成的に発現されたCARである（国際公開第2016126608号、その内容は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる）。

ポリヌクレオチド
エフェクターモジュール、そのSRE、ペイロードを含むバイオサーキット成分は、核酸ベースであってもよい。最も広い意味での「核酸」という用語は、ヌクレオチドのポリマー、例えば連結したヌクレオシドを構成するあらゆる化合物および／または物質を含む。これらのポリマーは、しばしばポリヌクレオチドと呼ばれる。本開示の例示的な核酸またはポリヌクレオチドには、リボ核酸（RNA）、デオキシリボ核酸（DNA）、スレオース核酸（TNA）、グリコール核酸（GNA）、ペプチド核酸（PNA）、ロックド核酸（LNA、β-D-リボ配置を有するLNA、α-L-リボ配置を有するα-LNA（LNAのジアステレオマー）、2′-アミノ官能基を有する2′-アミノ-LNA、および2′-アミノ官能基を有する2′-アミノ-α-LNAを含む）またはそれらのハイブリッドが挙げられる。

いくつかの実施形態では、核酸分子は、メッセンジャーRNA（mRNA）である。本明細書で使用する場合、「メッセンジャーRNA」（mRNA）という用語は、目的のポリペプチドをコードし、in vitro、in vivo、in situまたはex vivoで目的のコードされたポリペプチドを産生するために翻訳されることが可能な任意のポリヌクレオチドを指す。本明細書に記載のポリヌクレオチドは、mRNAまたは任意の核酸分子であり、化学的に修飾されていてもいなくてもよい。
従来、mRNA分子の基本的な構成要素には、少なくともコーディング領域、5′UTR、3′UTR、5′キャップ、ポリAテールが含まれていた。本開示は、この野生型モジュール構造を基に、モジュール構造を維持しつつ、ポリヌクレオチドに有用な特性、例えば機能の持続性を付与する1つまたは複数の構造的および／または化学的修飾または改変を含むペイロード構築物を提供することにより、従来のmRNA分子の機能の範囲を拡大するものである。本明細書において、「構造的な」特徴または改変とは、ヌクレオシド自体に大きな化学的改変を加えることなく、ポリヌクレオチドに2つ以上の連結されたヌクレオシドが挿入、欠失、複製、反転、またはランダム化されているものである。構造変更を行うためには、化学結合の切断と再形成が必ず行われるため、構造変更は化学的性質を持つものであり、したがって化学的変更である。しかし、構造的な修飾を行うと、ヌクレオチドの配列が変わってしまう。例えば、ポリヌクレオチド「ATCG」を「AT-5meC-G」に化学修飾してもよい。同じポリヌクレオチドが、「ATCG」から「ATCCCG」に構造的に修飾されてもよい。ここでは、ジヌクレオチド「CC」が挿入されており、その結果、ポリヌクレオチドが構造的に改変されている。
いくつかの実施形態では、本開示のポリヌクレオチドは、翻訳開始の役割を果たす5'UTR配列を保持してもよい。5'UTR配列は、リボソームが遺伝子の翻訳を開始するプロセスに関与することが一般的に知られているKozak配列などの特徴を含んでもよく、Kozak配列はコンセンサスXCCR(A/G) CCAUGを有し、ここで、Rは開始コドン（AUG）の3塩基上流のプリン（アデニンまたはグアニン）であり、Xは任意のヌクレオチドである。ある実施形態では、Kozak配列はACCGCCである。標的細胞または組織の豊富に発現する遺伝子に典型的に見られる特徴を工学的に利用することにより、本開示のポリヌクレオチドの安定性およびタンパク質産生を高めることができる。

さらに、ポリヌクレオチドには、配列内リボソーム進入部位（IRES）が含まれており、5'キャップ構造がない場合でも、タンパク質合成を開始するのに重要な役割を果たしていると考えられる。IRESは、唯一のリボソーム結合部位として機能してもよいし、複数の結合部位の1つとして機能してもよい。複数の機能的なリボソーム結合部位を含む本開示のポリヌクレオチドは、リボソームによって独立して翻訳され、バイシストロンおよび／またはマルチシストロニックの核酸分子を生じさせるいくつかのペプチドまたはポリペプチドをコードすることができる。
一実施形態では、本開示のポリヌクレオチドは、参照ポリペプチド配列と一定の同一性を有する変異体ポリペプチドをコードしてもよい。本明細書で使用する場合、「参照ポリペプチド配列」とは、開始ポリペプチド配列を指す。参照配列は、野生型配列または別の配列を設計する際に参照される任意の配列であってよい。
当技術分野で知られている「同一性」という用語は、2つ以上の配列を比較することによって決定される、2つ以上の配列間の関係を意味している。当技術分野では、同一性は、2つ以上の残基（アミノ酸または核酸）の文字列間の一致数によって決定される、配列間の配列関連性の度合いも意味する。同一性は、特定の数学的モデルまたはコンピュータプログラム（すなわち、「アルゴリズム」）によって対処されたギャップアラインメント（もしあれば）を有する2つ以上の配列間の同一のマッチの割合を測定する。関連する配列の同一性は、既知の方法で容易に計算することができる。このような方法には、限定されるものではないが、Computational Molecular Biology, Lesk, A. M., ed., Oxford University Press, New York, 1988、Biocomputing:Informatics and Genome Projects, Smith, D. W., ed., Academic Press, New York, 1993、Computer Analysis of Sequence Data, Part 1, Griffin, A. M., and Griffin, H. G., eds,Humana Press, New Jersey, 1994、Sequence Analysis in Molecular Biology, von Heinje, G., Academic Press, 1987、Sequence Analysis Primer, Gribskov, M. and Devereux, J., eds., M. Stockton Press, New York, 1991、およびCarillo et al., SIAM J. Applied Math.48, 1073 (1988)に記載のものが含まれる。

いくつかの実施形態では、変異体配列は、参照配列と同じまたは類似の活性を有していてもよい。あるいは、変異体は、参照配列と比較して変化した活性（例えば、増加または減少）を有していてもよい。一般に、本開示の特定のポリヌクレオチドまたはポリペプチドの変異体は、本明細書に記載され、当業者に知られている配列アラインメントプログラムおよびパラメータによって決定されるように、その特定の参照ポリヌクレオチドまたはポリペプチドに対して、少なくとも約40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％の配列同一性を有するが、100％未満の配列同一性を有する。アラインメントのためのそのようなツールには、BLASTスイートのものが含まれる(Stephen F. Altschul, Thomas L. Madden, Alejandro A. Schaffer, Jinghui Zhang, Zheng Zhang, Webb Miller, and David J. Lipman (1997), "Gapped BLAST and PSI-BLAST: a new generation of protein database search programs", Nucleic Acids Res. 25:3389-3402)。

ポリヌクレオチドの化学修飾
本開示によれば、「修飾」または必要に応じて「修飾」ポリヌクレオチドという用語は、A、G、U（DNAではT）またはCヌクレオチドに関する修飾を意味する。

本開示のポリヌクレオチドの修飾は、ポリヌクレオチドを構成するヌクレオシドの塩基および／または糖部分にあってもよい。いくつかの実施形態では、複数の修飾が、修飾された核酸、または1つまたは複数の個々のヌクレオシドもしくはヌクレオチドに含まれる。例えば、ヌクレオシドに対する修飾は、核酸塩基および糖に対する1つまたは複数の修飾を含むことができる。本開示のポリヌクレオチドへの修飾は、例えば、国際公開第2013052523号（その内容は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる）で教示されているもののいずれかを含むことができる。
本明細書では、「ヌクレオシド」は、糖分子（例えば、ペントースまたはリボース）またはその誘導体と、有機塩基（例えば、プリンまたはピリミジン）またはその誘導体とを組み合わせて含む化合物（本明細書では「核酸塩基」とも呼ばれる）と定義される。本明細書では、「ヌクレオチド」は、リン酸基を含むヌクレオシドと定義される。
ポリヌクレオチドに組み込まれ得る修飾ヌクレオチドは、ヌクレオシド間結合（例えば、リン酸エステル骨格）上で修飾され得る。ここで、ポリヌクレオチドの骨格の文脈では、「ホスフェート」および「ホスホジエステル」という表現が互換的に使用される。骨格のリン酸基は、1つまたは複数の酸素原子を異なる置換基で置き換えることにより修飾することができる。さらに、修飾されたヌクレオシドおよびヌクレオチドは、修飾されていないリン酸部分を別のヌクレオシド間結合に卸して置き換えることを含むことができる。修飾されたリン酸基の例としては、ホスホロチオエート、ホスホロセレナート、ボラノホスフェート、ボラノホスフェートエステル、水素ホスホネート、ホスホロアミデート、ホスホロジアミデート、アルキルまたはアリールホスホネート、およびホスホトリエステルが挙げられるが、これらに限定されない。ホスホロジチオエートは、両方の非連結オキシゲンが硫黄に置き換えられている。リン酸塩リンカーは、連結酸素を窒素（架橋ホスホロアミデート）、硫黄（架橋ホスホロチオエート）、炭素（架橋メチレンホスホネート）に置換することでも修飾できる。使用できる他の修飾は、例えば、国際出願第2013052523号に記載されており、その内容は参照により全体が本明細書に組み込まれる。

ポリヌクレオチドの様々な位置に、異なる糖修飾、ヌクレオチド修飾、および／またはヌクレオシド間結合（例えば、骨格構造）が存在してもよい。当業者であれば、ポリヌクレオチドの機能が実質的に低下しないようなポリヌクレオチドの任意の位置に、ヌクレオチド類似体または他の修飾（複数可）が存在してもよいことを理解するであろう。また、修飾は、5′または3′末端の修飾であってもよい。ポリヌクレオチドは、約1％から約100％の修飾されたヌクレオチド（全体のヌクレオチド含量に関連して、または1つまたは複数のタイプのヌクレオチド、すなわちA、G、U、またはCのいずれか1つまたは複数に関連して）、または任意の介在する割合（例えば、1%から20%まで、1%から25%まで、1%から50%まで、1%から60%まで、1%から70%まで、1%から80%まで、1%から90%まで、1%から95%まで、10%から20%まで、10%から25%まで、10%から50%まで、10%から60%まで、10%から70%まで、10%から80%まで、10%から90%まで、10%から95%まで、10%から100%まで、20%から25%まで、20%から50%まで、20%から60%まで、20%から70%まで、20%から80%まで、20%から90%まで、20%から95%まで、20%から100%まで、50%から60%まで、50%から70%まで、50%から80%まで、50%から90%まで、50%から95%まで、50%から100%まで、70%から80%まで、70%から90%まで、70%から95%まで、70%から100%まで、80%から90%まで、80%から95%まで、80%から100%まで、90%から95%まで、90%から100%まで、95%から100%まで）を含んでもよい。

いくつかの実施形態では、ポリヌクレオチドは、修飾されたピリミジンまたはプリンを含む。いくつかの実施形態では、ポリヌクレオチド分子中のピリミジンまたはプリンは、約1％から約100％の修飾ウラシルまたは修飾ウリジンで置換されていてもよい（例えば、1%から20%まで、1%から25%まで、1%から50%まで、1%から60%まで、1%から70%まで、1%から80%まで、1%から90%まで、1%から95%まで、10%から20%まで、10%から25%まで、10%から50%まで、10%から60%まで、10%から70%まで、10%から80%まで、10%から90%まで、10%から95%まで、10%から100%まで、20%から25%まで、20%から50%まで、20%から60%まで、20%から70%まで、20%から80%まで、20％から90％、20％から95％、20％から100％、50％から60％、50％から70％、50％から80％、50％から90％、50％から95％、50％から100％、70％から80％、70％から90％、70％から95％、70％から100％、80％から90％、80％から95％、80％から100％、90％から95％、90％から100％、95％から100％の変性ピリミジンまたはプリン）。
いくつかの実施形態では、ポリヌクレオチドは、ABABABまたはAABBAABBAABBまたはABCABCABCまたはその変異体が1回、2回、または3回以上繰り返されるようなパターンである2つ以上のエフェクターモジュール成分配列を含んでいてもよい。これらのパターンでは、各文字、A、B、またはCが異なるエフェクターモジュール成分を表している。
さらに別の実施形態では、ポリヌクレオチドは、各成分が1つまたは複数の配列を有する2つ以上のエフェクターモジュール成分配列を含んでいてもよい。非限定的な例として、配列は、各領域で1回、2回、または3回以上繰り返されるABABABまたはAABBAABBAABBまたはABCABCABCまたはその変異体のようなパターンであってもよい。別の非限定的な例として、配列は、ポリヌクレオチド全体で1回、2回、または3回以上繰り返されるABABABまたはAABBAABBAABBまたはABCABCABCまたはその変異体のようなパターンであってもよい。これらのパターンでは、各文字、A、B、またはCは、異なる配列または成分を表す。

コドンセレクション
いくつかの実施形態では、本開示のポリヌクレオチドの1つまたは複数のコドンは、コドンセレクションと呼ばれるプロセスを通じて、SREの発現を調整するために、ネイティブなアミノ酸配列をコードする他のコドンと置き換えられてもよい。mRNAコドン、およびtRNAアンチコドンのプールは、生物、細胞の種類、細胞内の場所、および時間の経過とともに変化する傾向があるため、本明細書に記載のコドン選択は、時空間（ST）コドン選択である。

本開示のいくつかの実施形態では、特定のポリヌクレオチドの特徴がコドン最適化されていてもよい。コドン最適化とは、ネイティブなアミノ酸配列を維持しつつ、ネイティブな配列の少なくとも1、2、3、4、5、10、15、20、25、50またはそれ以上のコドンを、その宿主細胞の遺伝子で最も頻繁に使用されるコドンに置き換えることにより、宿主細胞での発現を高めるために核酸配列を改変するプロセスを指す。コドン使用頻度は、参照遺伝子セットからのコーディングポリヌクレオチド配列の偏差を測定するコドン最適化指数（CAI）を用いて測定することができる。コドン使用頻度の表は、Codon Usage Database（http://www.kazusa.or.jp/codon/）で入手でき、CAIはEMBOSS CAIプログラム（http://emboss.sourceforge.net/）で計算できる。コドン最適化の方法は、当技術分野で知られており、いくつかの目標のうちの1つまたは複数を達成するための努力において有用である。これらの目的には、標的生物と宿主生物のコドン頻度を一致させて適切なフォールディングを確保する、ヌクレオチド含有量に偏りを持たせて安定性を変化させたり二次構造を減らしたりする、遺伝子の構築や発現を損なう可能性のあるタンデムリピートコドンや塩基配列を最小化する、転写および翻訳制御領域をカスタマイズする、タンパク質シグナル伝達配列を挿入または削除する、コード化されたタンパク質の翻訳後修飾部位（例えば、グリコシル化部位）を削除/追加する、タンパク質のドメインを追加、削除、シャッフルし、制限部位を挿入、削除し、リボソーム結合部位や分解部位を変更し、タンパク質の様々なドメインが適切に折り畳まれるように翻訳速度を調整したり、ポリヌクレオチド内の問題となる二次構造を減少または除去したりする。一実施形態では、最適化アルゴリズムを用いてポリヌクレオチド配列またはその一部をコドン最適化する。各アミノ酸のコドンオプションは、その特定の種での発現を最適化するための様々な種の表と同様に、当技術分野でよく知られている。
本開示のいくつかの実施形態では、特定のポリヌクレオチドの特徴がコドン最適化されてもよい。例えば、コドン最適化に好ましい領域は、ポリペプチドをコードする領域の上流（5'）または下流（3'）であってもよい。これらの領域は、ペイロードコード化領域またはオープンリーディングフレーム（ORF）のコドン最適化の前および／または後に、ポリヌクレオチドに組み込まれてもよい。
最適化後（必要に応じて）、ポリヌクレオチド成分を再構成して、プラスミド、ウイルス、コスミド、人工染色体などのベクターに形質転換する。

本開示のポリヌクレオチドの停止コドンは、本開示のSRE、ペイロードおよびエフェクターモジュールの発現レベルを変化させるための配列およびモチーフを含むように変更されてもよい。このような配列は、停止コドンのリードスルーを誘導するために組み込まれてもよく、停止コドンは、例えば、セレノシステインまたはピロリジンなどのアミノ酸を指定してもよい。他の例では、停止コドンを完全にスキップして、別のオープンリーディングフレームを通して翻訳を再開することができる。停止コドンは、エフェクターモジュールの構成要素の発現を特定の比率で調整するために利用することができる（例えば、停止コドンの文脈によって指示されるように）。好ましい停止コドンモチーフの例としては、UGAN、UAAN、およびUAGNがあり、NはCまたはUのいずれかである。
多くのウイルスのmRNAの翻訳中には、カルボキシ末端が延長された第2のタンパク質を生成する手段として、終結の抑制が行われる。レトロウイルスでは、gagとpolの遺伝子は単一のmRNAにコードされており、アンバー終止コドンUAGで区切られている。アンバーコドンの翻訳抑制により、gagとpolの前駆体が合成される。翻訳抑制は、終止コドンを認識して特定のアミノ酸を挿入することができるサプレッサーtRNAによって行われる。いくつかの実施形態では、本明細書に記載のエフェクターモジュールは、アンバー終止コドンを組み込んでもよい。このようなコドンは、バイシストロニック構築物において、IRESおよびp2A配列の代わりに、またはそれに加えて使用されてもよい。下流遺伝子の低レベルの発現を得るために、停止コドンのリードスルーをP2Aと組み合わせてもよい。いくつかの実施形態では、アンバー停止コドンは、さらなる制御のために、tRNA発現またはアミノアシルtRNA合成酵素と組み合わせてもよい。

コンジュゲート
本開示では、本発明の組成物が1つまたは複数の同種または異種の分子と複合化、共役化、または結合してもよいことが意図されている。本明細書では、「相同分子」という用語は、開始分子に対して構造または機能の少なくとも1つが類似している分子を意味し、一方、「異種分子」は、開始分子に対して構造または機能の少なくとも1つが異なる分子を意味する。したがって、構造相同体は、実質的に構造的に類似している可能性のある分子である。いくつかの実施形態では、そのようなホモログは同一であってもよい。機能的ホモログは、実質的に機能的に類似している可能性のある分子である。いくつかの実施形態では、そのようなホモログは同一であってもよい。
本開示の医薬組成物、バイオサーキット、バイオサーキット成分、それらのSREを含むエフェクターモジュール、またはペイロードは、コンジュゲートを含んでもよい。本開示のそのようなコンジュゲートは、タンパク質（例えば、ヒト血清アルブミン（HSA）、低密度リポタンパク質（LDL）、高密度リポタンパク質（HDL）、またはグロブリン）、炭水化物（例えば、デキストラン、プルラン、キチン、キトサン、イヌリン、シクロデキストリン、またはヒアルロン酸）、または脂質などの、天然に存在する物質またはリガンドを含んでもよい。コンジュゲートはまた、組換えまたは合成分子、例えば合成ポリアミノ酸、オリゴヌクレオチド（例えばアプタマー）などの合成ポリマー、であってもよい。ポリアミノ酸の例としては、ポリリジン（PLL）、ポリL-アスパラギン酸、ポリL-グルタミン酸、スチレン-無水マレイン酸共重合体、ポリ（L-ラクチド-co-グリコリド）共重合体、ジビニルエーテル-無水マレイン酸共重合体、N-（2-ヒドロキシプロピル）メタクリルアミド共重合体（HMPA）、ポリエチレングリコール（PEG）、ポリビニルアルコール（PVA）、ポリウレタン、ポリ（2-エチルアクリリック酸）、N-イソプロピルアクリルアミドポリマー、またはポリホスファジンなどを挙げることができる。ポリアミンとしては、ポリエチレニミン、ポリリジン（PLL）、スペルミン、スペルミジン、ポリアミン、疑似ペプチドポリアミン、ペプチドミメティックポリアミン、デンドリマーポリアミン、アルギニン、アミジン、プロタミン、カチオン性脂質、カチオン性ポルフィリン、ポリアミンの4級塩、またはαヘリカルペプチドなどが挙げられる。

いくつかの実施形態では、コンジュゲートは標的化基も含むことができる。本明細書では、用語「標的化基」とは、薬剤に結合した官能基または部位であって、所望の領域、組織、細胞および／またはタンパク質への薬剤の局在化を促進するものをいう。このような標的化基には、細胞または組織をターゲティングする薬剤またはグループ（例えば、レクチン、糖タンパク質、脂質、タンパク質、腎臓細胞または他の細胞タイプなどの特定の細胞タイプに結合する抗体）が含まれるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、標的化基は、チロトロピン、メラノトロピン、レクチン、糖タンパク質、界面活性剤タンパク質A、ムチン炭水化物、多価ラクトース、多価ガラクトース、N-アセチルガラクトサミン、N-アセチルグルコサミン、多価マンノース、多価フコース、グリコシル化ポリアミノ酸、多価ガラクトース、トランスフェリン、ビスフォスフォネート、ポリグルタミン酸、ポリアスパラギン酸、脂質、コレステロール、ステロイド、胆汁酸、葉酸、ビタミンB12、ビオチン、RGDペプチド、RGDペプチド模倣体、またはアプタマーなどを含んでもよい。
いくつかの実施形態では、標的化基は、タンパク質、例えば糖タンパク質、またはペプチド、例えばコ・リガンドに対して特異的な親和性を有する分子、または抗体、例えば、がん細胞、内皮細胞、または骨細胞などの指定された細胞タイプに結合する抗体であってもよい。標的化基は、ホルモンおよび／またはホルモン受容体を含んでいてもよい。
いくつかの実施形態では、標的化基は、特定の受容体をターゲティングすることができる任意のリガンドであってもよい。例としては、限定されないが、葉酸、GalNAc、ガラクトース、マンノース、マンノース-6-リン酸、アパタマー、インテグリン受容体リガンド、ケモカイン受容体リガンド、トランスフェリン、ビオチン、セロトニン受容体リガンド、PSMA、エンドセリン、GCPII、ソマトスタチン、LDL、およびHDLリガンドが挙げられる。いくつかの実施形態では、標的化基はアプタマーである。そのようなアプタマーは、未修飾であっても、本明細書に開示されている修飾の任意の組み合わせを含んでいてもよい。

さらに他の実施形態では、本開示の医薬組成物、バイオサーキット、バイオサーキット成分、それらのSREを含むエフェクターモジュール、またはペイロードは、細胞透過性ポリペプチドに共有結合してもよい。いくつかの実施形態では、細胞透過性ペプチドは、シグナル配列も含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、本開示のコンジュゲートは、安定性の増加、細胞トランスフェクションの増加、および／または生体内分布の変化（例えば、特定の組織または細胞タイプに標的化される）を有するように設計されてもよい。
いくつかの実施形態では、検出可能な標識をクリアランスのための標的に取り付けることができるように、本開示の医薬組成物、バイオサーキット、バイオサーキット成分、そのSREを含むエフェクターモジュール、またはペイロードに共役部位を追加することができる。そのような検出可能な標識としては、ビオチン標識、ユビキチン、蛍光分子、ヒトインフルエンザヘマグルチニン（HA）、c-myc、ヒスチジン（His）、フラグ、グルタチオンS-トランスフェラーゼ（GST）、V5（サルウイルス5エピトープのパラミクソウイルス）、ビオチン、アビジン、ストレプトアビジン、西洋わさびペルオキシダーゼ（HRP）、ジゴキシゲニンなどが挙げられるが、これらに限定されない。
いくつかの実施形態では、本開示の医薬組成物、バイオサーキット、バイオサーキット成分、そのSREを含むエフェクターモジュール、またはペイロードは、疾患および／または状態の治療において、互いにまたは他の分子と組み合わせてもよい。

エフェクターモジュールの追加機能
本開示のエフェクターモジュールは、ペイロードオブインタレストの分布を制御するシグナル配列、エフェクターモジュール構築物からのペイロードの切断を促進する切断および／または処理機能、エフェクターモジュールの細胞内局在化を制御できるターゲティングおよび／または浸透シグナル、タグ、および／またはエフェクターモジュールの異なる構成要素を連結する1つまたは複数のリンカー配列をさらに含んでいてもよい。

シグナル配列
SREおよびペイロード領域に加えて、本開示のエフェクターモジュールは、1つまたは複数のシグナル配列などの1つまたは複数の追加機能をさらに含んでいてもよい。
シグナル配列（シグナルペプチド、ターゲティングシグナル、ターゲットペプチド、局在化配列、トランジットペプチド、リーダー配列またはリーダーペプチドと呼ばれることもある）は、タンパク質（例えば、本開示のエフェクターモジュール）をその指定された細胞および／または細胞外の位置に誘導する。タンパク質のシグナル配列は、ほぼすべての分泌タンパク質および多くの一体型膜タンパク質のターゲティングおよびトランスロケーションにおいて中心的な役割を果たしている。

シグナル配列とは、特定の場所に向かって新たに合成されるタンパク質の大部分のN末端に存在する短い（5-30アミノ酸長）ペプチドのことである。シグナル配列は、シグナル識別粒子（SRP）によって認識され、タイプIおよびタイプIIのシグナルペプチドペプチダーゼによって切断される。ヒトのタンパク質に由来するシグナル配列は、エフェクターモジュールの制御モジュールとして組み込まれ、エフェクターモジュールを特定の細胞や細胞外の場所に向かわせることができる。これらのシグナル配列は、実験的に検証されており、切断することができる（Zhang Z. and Henzel W.J.; "Signal peptide prediction based on analysis of experimental verified cleavage sites."; Protein Sci. 2004, 13:2819-2824）。
いくつかの実施形態では、シグナル配列は、必ずしもそうではないが、エフェクターモジュールのN末端またはC末端に位置し、必ずしもそうではないが、所望のエフェクターモジュールから切断されて、「成熟した」ペイロードを得ることができる。
いくつかの実施形態では、本明細書で使用されるシグナル配列は、シグナル配列のアミノ酸配列の1位のメチオニンを除外してもよい。これは、M1del変異と呼ばれることがある。

シグナル配列は、分泌タンパク質などの自然界に存在するシグナル配列の他に、タンパク質の既知のシグナル配列を改変した変異体であってもよい。例えば、米国特許第8,258,102号および第9,133,265号からSleepは、分泌シグナルと、タンパク質の分泌を増加させることができる追加のX1-X2-X3-X4-X5-モチーフを有する改変されたアルブミンシグナル配列を開示し、米国特許第9,279,007号からDoは、タンパク質の発現および分泌を高めることができるヒト免疫グロブリン重鎖結合タンパク質（Bip）の改変された断片のシグナル配列を開示し、米国特許第8,148,494号からLeonhartsbergerらは、組換えタンパク質と融合することができる切断部位を有するシグナルペプチドが開示し、これらの各々の内容は、その全体が参照により組み込まれる。
いくつかの例では、分泌されたシグナル配列は、IL2シグナル配列やp40シグナル配列などのサイトカインシグナル配列であってもよいが、これらに限定されるものではない。
いくつかの例では、ペイロードオブインタレストを標的細胞の表面膜に誘導するシグナル配列を使用することができる。ペイロードを標的細胞の表面に発現させることは、ペイロードの非標的in vivo環境への拡散を制限するのに有用であり、それによってペイロードの安全性プロフィールを改善できる可能性がある。さらに、ペイロードの膜提示は、生理学的および定性的なシグナル伝達、ならびにより長い半減期のためのペイロードの安定化およびリサイクルを可能にするかもしれない。膜配列は、ペイロードオブインタレストのN末端成分の内因性シグナル配列であってもよい。任意に、この配列を異なるシグナル配列に交換することが望ましい場合がある。シグナル配列は、ペイロードがT細胞の表面に提示されるように、目的の細胞型の分泌経路との適合性に基づいて選択されてもよい。いくつかの実施形態では、シグナル配列は、IgEシグナル配列、CD8aシグナル配列（CD8aリーダーとも呼ばれる）、またはIL15Raシグナル配列（IL15Raリーダーとも呼ばれる）、またはM1del CD8aシグナル配列（M1del CD8リーダー配列とも呼ばれる）であってもよい。

本発明のエフェクターモジュールに使用できる他のシグナル配列変異体には、米国特許出願公開第2007/0141666号、PCT特許出願公開第1993/018181号で議論されているものが挙げられ、これらの各々の内容は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
シグナル配列変異体の他の例としては、米国特許第8,148,494号、第8,258,102号、第9,133,265号、第9,279,007号、および米国特許出願公開第2007014166号、および国際特許出願公開第1993018181号で議論されている修飾シグナル配列が考えられ、これらの各内容は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
他の例では、シグナル配列は、エフェクターモジュールを核などの特定の細胞部位に向けることができる、ウイルス、酵母および細菌などの他の生物からの異種シグナル配列であってもよい（例えば、EP 1209450）。他の例としては、酵素などの融合タンパク質の分泌を増加させることができるTrichodermaからのアスパラギンプロテアーゼ（NSP24）シグナル配列（例えば、CervinおよびKimからの米国特許第8,093,016号）、細菌のリポタンパク質シグナル配列（例えば、LauおよびRiouからのPCT出願公開第199109952号）、大腸菌のエンテロトキシンIIシグナルペプチド（例えば、E．Kwonらからの米国特許公開第6,605,697号）、大腸菌分泌シグナル配列（Malleyらからの米国特許公開第2016090404号）、メチロトロフィックな酵母からのリパーゼシグナル配列（例えば、米国特許第8,975,041号）、Coryneform菌由来のDNaseのシグナルペプチド（例えば、米国特許第4,965,197号）などがあり、それぞれの内容は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

また、シグナル配列には、核局在化シグナル（NLS）、核輸出シグナル（NES）、偏光細胞管-ベシクル構造局在化シグナル（例えば、米国特許第8, 993,742号、Cour et al., Nucleic Acids Res. 2003, 31(1): 393-396を参照されたく、それぞれの内容は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる）、細胞外局在化シグナル、細胞内の場所（例えば、ライソゾーム、小胞体、ゴルジ体、ミトコンドリア、細胞膜、ペルオキシソームなど）へのシグナル（例えば、米国特許第7,396,811号
およびNegiら、Database、2015、1-7を参照されたく、それぞれの内容は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる）が含まれてもよい。

切断部位
いくつかの実施形態では、エフェクターモジュールは、切断および/または処理機能を備えている。
本開示のエフェクターモジュールは、少なくとも1つのタンパク質切断シグナル／部位を含んでもよい。タンパク質切断シグナル／部位は、N末端、C末端、N末端とC末端の間の任意の空間、例えば、N末端とC末端の中間、N末端と中間点の間、中間点とC末端の間、およびそれらの組み合わせに位置してもよいが、これらに限定されない。
エフェクターモジュールは、任意のプロテイナーゼの1つまたは複数の切断シグナル（複数可）／部位（複数可）を含んでもよい。プロテイナーゼは、セリンプロテイナーゼ、システインプロテイナーゼ、エンドペプチダーゼ、ジペプチダーゼ、メタロプロテイナーゼ、グルタミンプロテイナーゼ、スレオニンプロテイナーゼおよびアスパラギンプロテイナーゼであってもよい。いくつかの態様では、切断部位は、フリン、アクチニダイン、カルパイン-1、カルボキシペプチダーゼA、カルボキシペプチダーゼP、カルボキシペプチダーゼY、カスパーゼ-1、カスパーゼ-2、カスパーゼ-3、カスパーゼ-4、カスパーゼ-5、カスパーゼ-6、カスパーゼ-7、カスパーゼ-8、カスパーゼ-9、カスパーゼ-10、カテプシンB、カテプシンC、カテプシンG、カテプシンH、カテプシンK、カテプシンL、カテプシンS、カテプシンV、クロストリパイン、キマーゼ、キモトリプシン、エラスターゼ、エンドプロテアーゼ、エンテロキナーゼ、ファクターXa、ギ酸、グランザイムB、マトリックスメタロペプチダーゼ2、マトリックスメタロペプチダーゼ3、ペプシン、プロテイナーゼK、SUMOプロテアーゼ、スビリシン、TEVプロテアーゼ、サーモライシン、トロンビン、トリプシン、TAGZymeのシグナル配列であってもよい。

タグ
いくつかの実施形態では、エフェクターモジュールは、タンパク質タグを含んでいる。
タンパク質タグは、エフェクターモジュールのプロセスを検出および監視するために使用されてもよい。エフェクターモジュールは、エピトープタグ（例えば、FLAGタグまたはヘマグルチニン（HA）タグ）などの1つまたは複数のタグを含んでもよい。本発明のエフェクターモジュールには、多数のタンパク質タグを使用することができる。それらには、限定されるものではないが、自己標識ポリペプチドタグ（例えば、ハロアルカンデハロゲナーゼ（halotag2またはhalotag7）、ACPタグ、クリップタグ、MCPタグ、スナップタグ）、エピトープタグ（例えば、FLAG、HA、His、およびMyc）、蛍光タグ（例えば、蛍光タグ（例えば、緑色蛍光タンパク質（GFP）、赤色蛍光タンパク質（RFP）、黄色蛍光タンパク質（YFP）およびその変異体）、生物発光タグ（例えば、ルシフェラーゼおよびその変異体）、親和性タグ（例えば、マルトース結合タンパク質（MBP）タグ、グルタチオン-S-トランスフェラーゼ（GST）タグ）、免疫原性親和性タグ（例えば、プロテインA/G、IRS、AU1、AU5、glu-glu、KT3、S-tag、HSV、VSV-G、Xpress、V5）、その他のタグ（例えば、ビオチン（小分子）、StrepTag（StrepII）、SBP、ビオチンカルボキシルキャリアータンパク質（BCCP）、eXact、CBP、CYD、HPC、CBDインテイン-キチン結合ドメイン、Trx、NorpA、NusAなどを含んでもよい。

他の実施形態では、タグはまた、米国特許第8,999,897号、第8,357,511号、第7,094,568号、第5,011,912号、第4,851,341号、および第4,703,004号、米国特許出願公開第2013115635号および第2013012687号、ならびに国際出願公開第2013091661号に開示されたものから選択することができ、これらの各内容は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
いくつかの側面では、同じタグまたは異なるタグのいずれかの多種類のタンパク質タグを使用することができ、各タグは同じNまたはC末端に位置していてもよいが、他のケースでは、これらのタグは各末端に位置していてもよい。

リンカー
いくつかの実施形態では、エフェクターモジュールはリンカーを含んでいる。
いくつかの実施形態では、本開示のエフェクターモジュールは、リンカー配列をさらに含んでいてもよい。リンカー領域は、主に、エフェクターモジュール内の2つ以上のポリペプチド間のスペーサーとして機能する。本明細書で使用される「リンカー」または「スペーサー」は、2つの分子、または組換えタンパク質の2つのドメインなどの分子の2つの部分を接続する分子または分子群を指す。
いくつかの実施形態では、本明細書で使用される「リンカー」（L）または「リンカードメイン」または「リンカー領域」または「リンカーモジュール」または「ペプチドリンカー」は、エフェクターモジュールのドメイン／領域のいずれかを一緒に連結する、長さが約1-100アミノ酸のオリゴまたはポリペプチド領域を指す（ペプチドリンカーとも呼ばれる）。ペプチドリンカーは、1-40アミノ酸の長さ、2-30アミノ酸の長さ、20-80アミノ酸の長さ、または50-100アミノ酸の長さであってもよい。リンカーの長さは、利用するペイロードの種類に応じて、またペイロードの結晶構造に基づいて最適化することもできる。いくつかの例では、より短いリンカー長が好ましく選択され得る。いくつかの態様では、ペプチドリンカーは、ペプチド結合によって連結されたアミノ酸で構成され、好ましくはペプチド結合によって連結された1-20個のアミノ酸で構成され、ここで、アミノ酸は、20個の天然に存在するアミノ酸から選択され、グリシン(G)、アラニン(A)、バリン(V)、ロイシン(L)、イソロイシン(I)、セリン(S)、システイン(C)、スレオニン(T)、メチオニン(M)、プロリン(P)、フェニルアラニン(F)、チロシン（Y）、トリプトファン（W）、ヒスチジン（H）、リジン（K）、アルギニン（R）、アスパラギン酸（D）、グルタミン酸（E）、アスパラギン（N）、グルタミン（Q）などがある。これらのアミノ酸の1つまたは複数は、当業者に理解されるように、グリコシル化されていてもよい。

リンカー配列は、マルチドメインタンパク質に由来する天然リンカーであってもよい。天然リンカーとは、タンパク質内の2つの異なるドメインまたはモチーフを分離する短いペプチド配列のことである。
いくつかの局面では、リンカーは柔軟性があっても硬くてもよい。他の局面では、リンカーは切断可能または非切断可能であってもよい。本明細書では、「切断可能なリンカードメインまたは領域」または「切断可能なペプチドリンカー」という用語は、互換的に使用される。いくつかの実施形態では、リンカー配列は、酵素的および／または化学的に切断されてもよい。
また、本開示のリンカーは、非ペプチドリンカーであってもよい。例えば、-NH-(CH₂)a-C(O)-などのアルキルリンカーを使用することができ、ここでa=2-20である。これらのアルキルリンカーは、さらに、低級アルキル（例えば、C₁-C₆）低級アシル、ハロゲン（例えば、Cl、Br）、CN、NH₂、フェニルなどの任意の非ステロイド性ヒンダード基で置換されていてもよい。

ターゲティングペプチドまたは透過性ペプチド
いくつかの実施形態では、エフェクターモジュールは、ターゲティングペプチドおよび／または透過性ペプチドで構成されている。
エフェクターモジュールを所望の器官、組織、細胞にターゲティングするために、細胞表面マーカー（例えば、受容体、膜貫通タンパク質、細胞外マトリックス分子）を選択的に認識する小分子ターゲティングペプチドや透過性ペプチドを採用することができる。エフェクターモジュールを所望の器官、組織、細胞、および／または細胞内の細胞内位置にホーミングするために、in vitroで合成された短いペプチド（5-50アミノ酸残基）や天然由来のペプチド、またはそれらの類似体、変異体、誘導体をエフェクターモジュールに組み込んでもよい。
いくつかの実施形態では、エフェクターモジュールを標的器官、組織、または細胞（例えば、がん細胞）に誘導するために、ターゲティング配列および／または透過性ペプチドがエフェクターモジュールに含まれてもよい。他の実施形態では、ターゲティングおよび／または透過性ペプチドは、エフェクターモジュールを細胞内の特定の細胞内位置に向けることができる。非限定的な例として、そのようなターゲティング配列および／または透過性ペプチドは、エフェクターモジュールを中枢神経系の所望の領域にターゲティングするためのものを含むことができ、（例えば、米国特許第9,259,432号、米国出願公開第2015/259392号）、または脂肪組織（例えば、米国特許第8,067,377号および第8,710,017号）、または前立腺（例えば、米国特許公開第2016/0046668号）、これらの各々の内容は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

他の実施形態では、ターゲティングペプチドおよび／または透過性ペプチドが、エフェクターモジュールを細胞内の特定の細胞内位置に誘導してもよい。非限定的な例として、ミトコンドリアターゲティングペプチドおよび／またはミトコンドリア膜透過性ペプチドをエフェクターモジュールに含めて、エフェクターモジュールを細胞のミトコンドリアに誘導してもよい。例えば、米国特許第9,260,495号、第9,173,952号および第9,132,198号、ならびに米国出願公開第2015/361140号、これらの各々の内容は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
ターゲティングペプチドは、約6個から約30個までの任意の数のアミノ酸を有する。ペプチドは、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29または30個のアミノ酸を有していてもよい。一般に、ターゲティングペプチドは、25個以下のアミノ酸、例えば、20個以下、例えば、15個以下のアミノ酸を有していてもよい。
特定の組織や細胞を認識する天然由来の小分子ターゲティングペプチドや透過性ペプチドは、細胞表面の分子（受容体や膜貫通タンパク質など）と高い親和性で結合するため、魅力的な輸送部位となる。このようなペプチドには、微生物、昆虫（サソリ、ミツバチ、クモなど）、動物（ヘビなど）、植物などのペプチド毒素や、それらの類似体、変異体、誘導体、分泌されるペプチドホルモン、リガンド、シグナルペプチドなどがある。

いくつかの局面では、細胞毒性活性を廃した天然毒素からの類似体、変異体、誘導体をターゲティングペプチドとして使用することができる。外毒素とは、細菌が分泌する毒素のことである。多くの外毒素は、特定の細胞分子と結合することが示されている。例えば、細菌から分泌されるタンパク質毒素の一群であるエンテロトキシンは、腸壁の粘膜（上皮）細胞に結合する。エンテロトキシンには、大腸菌の熱安定性エンテロトキシン（ST）、コレラ毒素（CT）、大腸菌耐熱性エンテロトキシン（LT）、Bordetella pertussis由来の百日咳毒素（PT）、Pseudomonas aeruginosa exotoxin A（ETA）、Staphylococcus エンテロトキシン、Corynebacterium diphtheria由来のジフテリア毒素、ロタウイルス由来のエンテロトキシンNSP4などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。その他の外毒素としては、神経系に影響を与える神経毒、心臓に影響を与える心臓毒、シュードモナス外毒素、ボツリヌス神経毒、シガ毒素、シガ様毒素1および2、クロストリジウム・ディフィシル毒素、クロストリジウム・パーフリンゲンス・エプシオロン毒素、炭疽菌毒素などがある。
外毒素に加えて、他の毒素としては、トウモロコシRIP、ゲロニン、ポークウィード抗ウイルスタンパク質、サポリン、トリクサンチン、リシン、アブリンなどの植物から単離されたもの、Charybdotoxinなどのサソリ、PcTx1などのクモ、PcTx1などのコーンカタツムリ、ギガントキシン1などのイソギンチャクApis mellifera（西洋ミツバチ）、Apis florea（小型またはドワーフミツバチ）、Apis dorsata（巨大ミツバチ）、Apis cerana（東洋ミツバチ）の毒から単離された水溶性、カチオン性、両親媒性の26アミノ酸のα-ヘリカルペプチド群であるメリチンなどのミツバチ、蛇毒の毒素であるボンベシンは、もともとヒキガエルの皮膚から分離されたもので、胃腸や脳でg-proteinカップルガストリン放出ペプチド受容体（BBR-1/2/3など）に結合するものなどが挙げられる。例えば、Suchanek, G., et al., PNAS (1978) 75:701-704を参照されたく、その内容は参照によりその全体が組み込まれる。
ペプチドホルモンやその他のシグナルペプチドは、細胞間情報伝達のための重要なメッセージを伝達し、その受容体を発現している細胞に高い親和性で選択的に結合する。いくつかの側面では、ペプチドホルモンがエフェクターモジュールに含まれていてもよい。そのような小分子ペプチドホルモンおよびシグナルペプチドには、アディポネクチン、脂肪由来ホルモン、アグーチシグナルペプチド、アラトスタチン、アミリン、アンギオテンシン、心房性ナトリウム利尿ペプチド、ボンベン様ペプチド、ビッグガストリン、ベータトロフィン、ブラジキニン、カルシトニン、コルチコトロフィン放出ホルモン、コシントロフィン、エンドセリン、エンテログルカゴン、FGF、FNDC5、卵胞刺激ホルモン、ガストリン、グレリン、グルカゴンおよびグルカゴン様ペプチド、ゴナドトロフィン、顆粒球コロニー刺激因子、成長ホルモン、成長ホルモン放出ホルモン、ヘプシジン、ヒト絨毛性ゴナドトロフィン、ヒト胎盤性ラクトーゲン、インクレチン、インスリンおよびインスリン類似体、インスリン様成長因子、レプチン、リトルガストリン、リラグルチド、黄体形成ホルモン、メラノコルチン、ミニガストリン、α-メラノサイト刺激ホルモン、ニューロペプチドY、神経成長因子（NGF）、ニューロトロフィン-3/4、NPHインスリン、オレキシン、オベスタチン、オステオカルシン、膵臓ホルモン、副甲状腺ホルモン、ペプチドホルモン、ペプチドYY、プロラクチン、プレプロホルモン、リレイシ、レニン、サルカトニン、ソマトスタチン（SST）、セクレチン、サブスタンスP、シンカリド、巨人レプチン、テンポリン、テサモレリン、甲状腺刺激ホルモン、ウロコルチン、血管作動性小腸ペプチド（VIP）、VGF、ビテロジェニンが含まれるが、これらに限定されない。

ターゲットペプチドや透過性ペプチドは、人工的に作られた生体模倣のペプチドおよび／または化学的に修飾された小分子ペプチドであってもよい。特定の細胞や組織を高い親和性と選択性で標的とする、特異的なモチーフや配列を持つペプチドは、正常な状態や病気の状態にかかわらず、数多く確認されている。合成ターゲティングペプチドは、30アミノ酸までの長さであってもよいし、それ以上であってもよい。一般的に、ターゲティングペプチドは、少なくとも約5個のアミノ酸を有しているが、より少ないアミノ酸、例えば、4個のアミノ酸や3個のアミノ酸を有していてもよい。一般に、ターゲティングペプチドは、約6から約30までの任意の数のアミノ酸を有する。一般に、ターゲティングペプチドは、25個以下のアミノ酸、例えば、20個以下、例えば、15個以下のアミノ酸を有していてもよい。
また、天然に発生するタンパク質や人工的なアミノ酸配列から融合したアミノ酸を用いて、キメラペプチドを合成することもできる。

刺激
本開示のバイオサーキットは、1つまたは複数の刺激によってトリガーされる。刺激には、リガンド、外部から添加されたまたは内因性の代謝物、定義されたリガンドの存在または非存在、1つまたは複数のエフェクターモジュールの存在または作用、またはイオンまたは生体分子などの濃度勾配が含まれる。

リガンド
いくつかの実施形態では、刺激物はリガンドである。リガンドは、核酸ベース、タンパク質ベース、脂質ベース、有機物、無機物、または前記の任意の組み合わせであってもよい。
いくつかの実施形態では、リガンドは、タンパク質、ペプチド、核酸、脂質、脂質誘導体、ステロール、ステロイド、代謝物、代謝物誘導体、および小分子であってもよいが、これらに限定されない。
いくつかの実施形態では、刺激物は小分子である。いくつかの実施形態では、小分子は細胞透過性である。いくつかの実施形態では、小分子は、FDAに承認され、安全であり、経口投与される。

いくつかの実施形態では、リガンドは、炭酸脱水酵素に結合する。いくつかの実施形態では、リガンドは、炭酸脱水酵素に結合し、炭酸脱水酵素の機能を阻害し、本明細書では、炭酸脱水酵素阻害剤と呼ばれる。
いくつかの実施形態では、リガンドは、炭酸脱水酵素2に結合する小分子である。一実施形態では、小分子はCA2阻害剤である。CA2阻害剤の例としては、セレコキシブ、バルデコキシブ、ロフェコキシブ、アセタゾラミド、メタゾラミド、ドルゾラミド、ブリンゾラミド、ジクロフェナミド、エトキシゾラミド、ゾニスアミド、ダンシルアミド、およびジクロルフェナミドが挙げられるが、これらに限定されない。
いくつかの実施形態では、リガンドは、CA2への結合を媒介することが知られている小分子の一部を含んでいてもよい。また、リガンドは、CA2以外の炭酸脱水酵素へのオフターゲット結合を減らし、CA2への特異的結合を増やすように修飾してもよい。

リガンドは、構造活性相関（SAR）研究を通じて、既知のCA2リガンドの活性の分子／化学構造への依存性を分析することからも選択することができる。本開示の安定化リガンドを同定するために、当技術分野で知られているSARに関連する方法のいずれを利用してもよい。SARは、特異性、効力、薬物動態、バイオアベイラビリティ、安全性などのリガンドの特性を改善するために利用することができる。また、既知のCA2阻害剤のSAR解析を、リガンドと複合したCA2の高解像度X線構造と組み合わせてもよい。
一実施形態では、本開示の刺激は、特定のDDまたはDD内の標的領域に結合することができるFDA承認のリガンドであってもよい。

いくつかの実施形態では、SREの非存在下で、免疫細胞、および／またはキメラ抗原受容体の活性に影響を与えないリガンドを好ましく選択することができる。
いくつかの実施形態では、2つ以上のリガンドを利用して、同じ刺激応答要素を安定化させることができる。

リガンドコンジュゲート
いくつかの実施形態では、リガンドは、別のリガンド、タンパク質、ペプチド、核酸、脂質、脂質誘導体、ステロール、ステロイド、代謝産物、代謝産物誘導体、または小分子などの別の分子と複合体化または結合していてもよいが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、リガンド刺激物は、1つまたは複数の他の分子と複合体化しているか、または結合している。いくつかの実施形態では、リガンド刺激物は、1つまたは複数の異なる種類および／または数の他の分子に複合体化または結合している。いくつかの実施形態では、リガンド刺激物は、同じ種類のリガンドの多量体である。いくつかの実施形態では、リガンド刺激物の多量体は、2、3、4、5、6、またはそれ以上のモノマーを含む。
候補となるタンパク質に結合することがよく知られている小分子などのリガンドは、タンパク質の応答における制御についてテストすることができる。小分子は、安全であることが臨床的に承認されており、適切な医薬動態と分布を有するものであってもよい。いくつかの実施形態では、刺激は、不安定化ドメイン（DD）のリガンド、例えば、不安定化ドメインに結合し、不安定化ドメインに融合したPOIを安定化させる小分子である。

プロモーター
いくつかの実施形態では、本開示の組成物は、プロモーターを含む。
本明細書では、プロモーターは、本開示のポリヌクレオチド配列の特異的な転写を開始するために必要な、細胞の転写装置によって認識されるDNA配列と定義される。ベクターは、本開示のポリヌクレオチドに動作可能に連結されたネイティブまたは非ネイティブのプロモーターを含むことができる。選択されたプロモーターは、強いもの、弱いもの、構成的なもの、誘導可能なもの、組織特異的なもの、発生段階特異的なもの、および／または生物特異的なものであってもよい。適切なプロモーターの一例は、配列番号5635-5637に限定されないような前初期サイトメガロウイルス（CMV）プロモーターである。このプロモーター配列は、それに作動的に連結されている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できる強力な構成的プロモーター配列である。プロモーターの別の例は、配列番号5638-5642のような伸長成長因子-1アルファ（EF-1アルファ）であるが、これらに限定されない。他の構成的なプロモーターも使用することができ、これには、サルウイルス40（SV40）、マウス乳腺腫瘍ウイルス（MMTV）、ヒト免疫不全ウイルス（HIV）、長末端反復（LTR）、プロモーター、鳥類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前初期プロモーター、ルーサス肉腫ウイルスプロモーター、およびホスホグリセリン酸キナーゼ（PGK）プロモーター（非限定的な例として、配列番号5643-5650が含まれる）を含むがこれらに限定されないヒト遺伝子プロモーター、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、ユビキチンC（Ubc）プロモーター、ヒトU6小核タンパク質プロモーター、クレアチンキナーゼプロモーターなどが含まれるが、これらに限定されない。いくつかの例では、メタロチオニンプロモーター、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などの誘導性プロモーターを使用することができるが、これらに限定されない。

いくつかの実施形態では、最適なプロモーターは、リガンドの非存在下で本開示のSREおよびペイロードの最小の発現を達成し、リガンドの存在下で検出可能な発現を達成する能力に基づいて選択することができる。
転写開始の頻度を調節するために、エンハンサーなどの追加のプロモーター要素を使用してもよい。そのような領域は、開始部位の上流または下流の10-100塩基対に位置してもよい。いくつかの例では、2つ以上のプロモーター要素を使用して、協力的または独立的に転写を活性化することができる。
いくつかの実施形態では、本開示のプロモーターは、Tet-ONプロモーターであってもよい。転写制御TetシステムとDDの組み合わせは、遺伝子発現とタンパク質安定性の同時制御を可能にする。Pedoneら（2018）doi： https://doi.org/10.1101/404699 によって記載されたデュアルTet ON-DDシステムのいずれかが、本開示において有用である可能性がある（その内容は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる）。

その他の規制の特徴
いくつかの実施形態では、本開示の組成物は、任意のプロテアソームアダプターを含むことができる。本明細書では、「プロテアソームアダプター」という用語は、付加されたペイロードを分解の対象とする任意のヌクレオチド／アミノ酸配列を指す。いくつかの局面では、アダプターはペイロードを直接分解の対象とし、それによりユビキチン化反応の必要性を回避する。プロテアソームアダプターは、ペイロードの基礎的な発現を低下させるために、不安定化ドメインと組み合わせて使用することができる。例示的なプロテアソームアダプターとしては、Rad23またはhHR23bのUbLドメイン、HPV E7が挙げられ、標的タンパク質RbとプロテアソームのS4サブユニットの両方に高親和性で結合し、ユビキチン化装置をバイパスして直接プロテアソームを標的とすることができ、ガンキリンタンパク質はRbとプロテアソームのサブユニットS6とに結合する。

例示的なエフェクターモジュールの構築
本開示のバイオサーキットは、CA2に由来する少なくとも1つのSRE（「CA2 SRE」と称する）を含むことができる少なくとも1つのエフェクターモジュールを含んでいてもよく、このモジュールは、目的の少なくとも1つのペイロードに動作可能に連結されていてもよい。これらのタイプのバイオサーキットおよびエフェクターモジュールは、「CA2バイオサーキット」および「CA2エフェクターモジュール」と呼ばれる。さらに、CA2エフェクターモジュールは、シグナル配列、リンカー、スペーサー、タグ、フラグ、切断部位、およびIRESを含むがこれらに限定されない追加の特徴を含んでいてもよい。本明細書で教示されている、または当技術分野で知られている、例示的なSRE（例えば、DD）、ペイロードオブインタレスト、シグナル配列、リンカー、スペーサー、タグ、フラグ、切断部位、およびIRESのいずれかを組み合わせて、本開示のCA2エフェクターモジュールを作成してもよい。

ペイロードオブインタレスト
一実施形態では、CA2エフェクターモジュールは、ペイロードオブインタレストを含む。ペイロードオブインタレストは、野生型ポリペプチド、野生型ポリペプチドのフラグメント、および／または野生型ポリペプチドに対する1つまたは複数の変異を含んでいてもよい。ペイロードオブインタレストの非限定的な例を表7に示す。

いくつかの実施形態では、本明細書に記載されているペイロードは、キメラ抗原受容体と共発現されてもよい。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載されているペイロードは、抗原特異的T細胞受容体（TCR）と共発現されてもよい。
本開示のCA2バイオサーキットおよび／またはエフェクターモジュールは、1つ（モノシストロニック）または2つ以上（マルチシストロニック）のメッセージ（例えば、ペイロードオブインタレスト）が生成されることを意味するモノシストロニックまたはマルチシストロニックであってもよい。2つのメッセージが生成される場合、CA2バイオサーキットまたはエフェクターモジュールは、バイシストロニックであると考えられる。

一実施形態では、本開示の少なくとも1つのCA2エフェクターモジュールはモノシストロニックである。
一実施形態では、本開示の少なくとも1つのCA2エフェクターモジュールは、マルチシストロニックである。
一実施形態では、本開示の少なくとも1つのCA2エフェクターモジュールは、バイシストロニックである。
一実施形態では、本開示のCA2バイオサーキットはモノシストロニックである。

一実施形態では、本開示のCA2バイオサーキットはマルチシストロニックである。
一実施形態では、本開示のCA2バイオサーキットはバイシストロニックである。
いくつかの実施形態では、ペイロードは、記載された免疫療法薬のいずれかとユビキチンとの融合タンパク質であってもよい。融合タンパク質の中で、ユビキチンはN末端に配置され、免疫療法薬はC末端に配置されてもよい。ある態様では、免疫療法薬はそれ自体が融合タンパク質であり、ユビキチンは融合されたタンパク質の間に配置されてもよい。ペイロードは、単一のユビキチンタンパク質またはユビキチンタンパク質の鎖を含んでいてもよい。ユビキチンタンパク質は、単一のアミノ酸を介して免疫療法薬に連結されていてもよい。単一のアミノ酸の選択は、融合タンパク質の所望の半減期に依存してもよい。一実施形態では、免疫療法薬はIL12であってもよい。

いくつかの実施形態では、ペイロードは、CD40Lの全体または一部であってもよい。一実施形態では、ペイロードは、CD40L（配列番号6）の全体であってもよい。いくつかの態様では、ペイロードは、(i）sCD40L（WTの113-261）（配列番号5800）、（ii）CD40L（WTのaa14-261）（配列番号5802）、または（iii）CD40L（WTのaa14-261、（S110-G116）del）（配列番号5804）を含むCD40Lの一部であってもよい。
いくつかの実施形態では、ペイロードは、（i）sCD40L（WTの113-261）（配列番号5800）、（ii）CD40L（WTのaa14-261）（配列番号5802）、または（iii）CD40L（WTのaa14-261、（S110-G116）del）（配列番号5804）と比較して、1つまたは複数の変異を有するCD40Lであってもよい。
いくつかの実施形態では、ペイロードは、野生型CD40L（配列番号6として提供されるアミノ酸配列）と比較して、1つまたは複数の変異を有するCD40Lであってもよい。いくつかの態様では、CD40Lは、S110G、F111G、E112S、M113G、Q114G、K115S、Y120G、H125G、Y172G、H224G、G226F、G226H、G226W、およびG227Fなどの少なくとも1つの変異を含んでいるが、これらに限定されるものではない。CD40Lペイロードは、2つの変異を含んでいてもよく、その変異は、H224GおよびG226F、H224GおよびG226H、Y172GおよびG226F、またはH125およびG227であってもよいが、これらに限定されない。CD40Lペイロードは、3つの変異を含んでいてもよく、その変異は、Y120G、H224GおよびG226Wであってもよいが、これらに限定されない。CD40Lペイロードは、4つの変異を含んでいてもよい。CD40Lペイロードは、5つの変異を含んでいてもよい。CD40Lペイロードは、6つの変異を含んでいてもよく、その変異は、S110G、F111G、E112S、M113G、Q114G、およびK115Sであってもよいが、これらに限定されない。

CA2 CD40Lエフェクターモジュール
いくつかの実施形態では、本明細書に記載のCA2 DDは、リンカーを用いてペイロードに付加されてもよい。いくつかの実施形態では、本開示のエフェクターモジュールは、ペイロードとCA2 DDとの間にリンカーを備える。ペイロードは、CD40L（配列番号6）もしくはその一部、または配列番号6のアミノ酸配列に対して1つまたは複数の変異を含むCD40L（配列番号6）もしくはその一部を含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、エフェクターモジュールは、CA2（WTのaa 2-260、E106D）-リンカー-CD40L（配列番号6）を含む。いくつかの実施形態では、エフェクターモジュールは、CA2（WTのaa 2-260、G63D）-リンカー-CD40L（配列番号6）を含む。いくつかの実施形態では、エフェクターモジュールは、CA2（WTのaa 2-260、H122Y）-リンカー-CD40L（配列番号6）を含む。いくつかの実施形態では、エフェクターモジュールは、CA2（WTのaa 2-260、I59N）-リンカー-CD40L（配列番号6）を含む。いくつかの実施形態では、エフェクターモジュールは、CA2（WTのaa 2-260、L156H）-リンカー-CD40L（配列番号6）を含む。いくつかの実施形態では、エフェクターモジュールは、CA2（WTのaa 2-260、L183S）-リンカー-CD40L（配列番号6）を含む。いくつかの実施形態では、エフェクターモジュールは、CA2（WTのaa 2-260、L197P）-リンカー-CD40L（配列番号6）を含む。いくつかの実施形態では、エフェクターモジュールは、CA2（WTのaa 2-260、S56F）-リンカー-CD40L（配列番号6）を含む。いくつかの実施形態では、エフェクターモジュールは、CA2（WTのaa 2-260、S56N）-リンカー-CD40L（配列番号6）を含む。いくつかの実施形態では、エフェクターモジュールは、CA2（WTのaa 2-260、W208S）-リンカー-CD40L（配列番号6）を含む。いくつかの実施形態では、エフェクターモジュールは、CA2（WTのaa 2-260、Y193I）-リンカー-CD40L（配列番号6）を含む。いくつかの実施形態では、エフェクターモジュールは、CA2（WTのaa 2-260、Y51T）-リンカー-CD40L（配列番号6）を含む。本明細書で使用される場合、「WTのaa 2-260」は、野生型CA2（配列番号5810）のアミノ酸位置2-260を指し、CA2 DDにおける変異アミノ酸の位置は、配列番号5810に対するものである。いくつかの実施形態では、エフェクターモジュールは、CA2（WTのaa1-260、E106D）-リンカー-CD40L（配列番号6）を含む。いくつかの実施形態では、エフェクターモジュールは、CA2（WTのaa1-260、G63D）-リンカー-CD40L（配列番号6）を含む。いくつかの実施形態では、エフェクターモジュールは、CA2（WTのaa1-260、H122Y）-リンカー-CD40L（配列番号6）を含む。いくつかの実施形態では、エフェクターモジュールは、CA2（WTのaa1-260、I59N）-リンカー-CD40L（配列番号6）を含んでいる。いくつかの実施形態では、エフェクターモジュールは、CA2（WTのaa1-260、L156H）-リンカー-CD40L（配列番号6）を含む。いくつかの実施形態では、エフェクターモジュールは、CA2（WTのaa1-260、L183S）-リンカー-CD40L（配列番号6）を含む。いくつかの実施形態では、エフェクターモジュールは、CA2（WTのaa1-260、L197P）-リンカー-CD40L（配列番号6）を含む。いくつかの実施形態では、エフェクターモジュールは、CA2（WTのaa1-260、S56F）-リンカー-CD40L（配列番号6）を含む。いくつかの実施形態では、エフェクターモジュールは、CA2（WTのaa1-260、S56N）-リンカー-CD40L（配列番号6）を含む。いくつかの実施形態では、エフェクターモジュールは、CA2（WTのaa1-260、W208S）-リンカー-CD40L（配列番号6）を含む。いくつかの実施形態では、エフェクターモジュールは、CA2（WTのaa1-260、Y193I）-リンカー-CD40L（配列番号6）を含む。いくつかの実施形態では、エフェクターモジュールは、CA2（WTのaa1-260、Y51T）-リンカー-CD40L（配列番号6）を含む。本明細書で使用される場合、「WTのaa1-260」は、野生型CA2（配列番号5810）のアミノ酸位置1-260を指し、CA2 DDにおける変異アミノ酸の位置は、配列番号5810に対するものである。

いくつかの実施形態では、本明細書に記載のCA2 DDは、表8に記載の成分のいずれかを使用してCD40Lに付加されてもよい。表9は、CD40Lのペイロードに付加されたCA2 DDを提供する。CA2 CD40Lエフェクターモジュールは、さらに、本明細書に記載のCARのいずれかに動作可能に連結されてもよい。CD19 CARとタンデムされたCA2 CD40L構築物を表9に提供する。本明細書に記載のDDのいずれかを表8の構築物構成要素と組み合わせて、表9に記載の規制されたCD40L構築物を調製してもよい。表9において、「*」は、停止コドンの翻訳を表す。

いくつかの実施形態では、本明細書に記載されたエフェクターモジュールは、DDとCD40Lの間に1つまたは複数の切断部位を含んでいてもよい。切断部位を含むことで、ペイロードからDDのタンパク質分解ターンオーバーが解除され、それにより、DDとは独立したペイロードの発現レベルが変化することがある。いくつかの実施形態では、切断部位の追加は、ペイロードの発現を増加させる。他の局面では、切断部位の追加はペイロードの発現を減少させる可能性がある。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載のエフェクターモジュールは、ペイロードの領域がGおよびSを含む配列に置換されたペイロードを含んでいてもよい。非限定的な例として、アミノ酸配列に関して、領域は、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、または15個以上のアミノ酸の長さであってもよい。ペイロードのアミノ酸は、GG、GS、SG、SS、GGG、GGS、GSS、GSG、SGG、SGS、SSG、SSS、またはそれらの組み合わせの繰り返しパターンで置き換えられてもよい。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載のエフェクターモジュールは、ペイロードの領域がGおよびSを含む配列に置換されたペイロードを含んでもよい。非限定的な例として、アミノ酸配列に関しては、領域は6アミノ酸の長さであってもよい。ペイロードのアミノ酸は、1回繰り返されるGGSで置換されていてもよい。

II.医薬組成物および製剤
本教示はさらに、本開示の刺激、CA2バイオサーキット、CA2エフェクターモジュールまたはシステムの1つまたは複数と、任意に少なくとも1つの薬学的に許容される賦形剤または不活性成分とを含む医薬組成物を含む。
本明細書では、「医薬組成物」という用語は、本明細書に記載されているCA2バイオサーキットまたは成分の1つまたは複数、またはそれらの薬学的に許容される塩を、任意に生理学的に適切なキャリアや賦形剤などの他の化学成分と一緒に調製したものを意味する。
「賦形剤」または「不活性成分」とは、化合物の投与をさらに容易にするために医薬組成物に添加される不活性または不活性の物質をいう。このような不活性成分の非限定的な例は、本明細書の「製剤」の項に記載されている。

いくつかの実施形態では、組成物は、ヒト、ヒトの患者または被験者に投与される。本開示の目的のために、「有効成分」という語句は、一般に、本明細書に記載されるようにデリバリーされる任意の1つまたは複数のCA2バイオサーキットシステム構成要素を指す。
本明細書に記載されている医薬組成物の説明は、主にヒトへの投与に適した医薬組成物を対象としているが、そのような組成物は、一般的に他の動物、例えば非ヒト動物、例えば非ヒト哺乳類への投与に適していることが当業者には理解されるであろう。医薬組成物の投与が企図される対象には、牛、馬、鶏、豚などの農業動物、猫、犬などの家畜、またはマウス、ラット、ウサギ、イヌ、非ヒト霊長類などの研究動物を含む非ヒト哺乳類が含まれるが、これらに限定されない。
本開示に従った医薬組成物は、バルクで、単一の単位用量として、および／または複数の単一の単位用量として、調製、包装、および／または販売することができる。本明細書で使用される「単位用量」とは、所定の量の活性成分を含む医薬組成物の離散的な量である。活性成分の量は、一般的に、被験者に投与される活性成分の用量、および／または、例えば、そのような用量の2分の1または3分の1のような、そのような用量の便利な分数に等しい。

本開示に基づく医薬組成物における活性成分、薬学的に許容される賦形剤または不活性成分、および/または任意の追加成分の相対的な量は、治療を受ける対象の身元、サイズ、および/または状態に応じて、さらに組成物が投与される経路に応じて変化する。例として、組成物は、0.1%-100%、例えば、0.5-50%、1-30%、5-80%、少なくとも80%(w/w)の活性成分を含んでいてもよい。
例えば、疾患の進行、寛解、症状の重さ、痛みの軽減、生活の質、治療効果を持続させるために必要な薬剤の投与量、疾患マーカーのレベル、または治療や予防の対象となる疾患に適したその他の測定可能なパラメータを測定することにより、治療や疾患の改善の有効性を評価することができる。このようなパラメータのいずれか1つ、またはパラメータの組み合わせを測定することで、治療または予防の効果をモニターすることは、当業者であれば十分に可能である。本開示の組成物の投与に関連して、例えばがんに対して「有効」とは、臨床的に適切な方法で投与することにより、少なくとも統計的に有意な割合の患者に有益な効果、例えば症状の改善、治癒、疾患負荷の減少、腫瘍量または細胞数の減少、延命、生活の質の改善、または特定の種類のがんの治療に精通した医師が一般的に肯定的と認める他の効果がもたらされることを示す。
治療や予防の効果は、病気の状態を表す1つまたは複数のパラメータに統計的に有意な改善が見られた場合、または、他の方法では予想されるような症状の悪化や発症が見られなかった場合に明らかになる。一例として、疾患の測定可能なパラメータに少なくとも10％、好ましくは少なくとも20％、30％、40％、50％以上の良好な変化があれば、効果的な治療が可能であることを示す。本開示の所定の組成物または製剤の有効性は、当技術分野で知られているように、所定の疾患の実験動物モデルを用いて判断することもできる。実験動物モデルを用いる場合、統計的に有意な変化が観察されたときに治療の有効性が証明される。

製剤
本開示の組成物は、デリバリーに適した任意の方法で製剤化してもよい。製剤は、ナノ粒子、ポリ（乳酸-コ-グリコール酸）（PLGA）ミクロスフェア、リピドイド、リポプレックス、リポソーム、ポリマー、炭水化物（単糖を含む）、カチオン性脂質、およびこれらの組み合わせであってもよいが、これらに限定されない。
一実施形態では、製剤は、少なくとも1つの脂質を含んでいてもよいナノ粒子である。脂質は、DLin-DMA、DLin-K-DMA、98N12-5、C12-200、DLin-MC3-DMA、DLin-KC2-DMA、DODMA、PLGA、PEG、PEG-DMGおよびPEG化された脂質から選択されてもよいが、これらに限定されない。別の態様では、脂質は、DLin-DMA、DLin-D-DMA、DLin-MC3-DMA、DLin-KC2-DMAおよびDODMAなどのカチオン性脂質であってもよいが、これらに限定されるものではない。
本明細書に記載されているポリヌクレオチドの場合、製剤は、例えば、国際出願PCT/US2012/069610（その内容は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる）に教示されているもののいずれかから選択することができる。

不活性成分
いくつかの実施形態では、医薬製剤またはその他の製剤は、不活性成分である少なくとも1つの賦形剤を含むことができる。本明細書では、「不活性成分」という用語は、製剤に含まれる1つまたは複数の不活性剤を指す。いくつかの実施形態では、本開示の製剤に使用することができる不活性成分のすべて、なし、または一部は、米国食品医薬品局（FDA）によって承認されてもよい。III.投与、デリバリー、および投与
本明細書に記載の組成物は、1つまたは複数の経路および様式を通じて細胞または対象にデリバリーされてもよい。本明細書に記載の1つまたは複数のCA2エフェクターモジュール、SRE、ペイロード、および他の成分を含むウイルスベクターを使用して、細胞および／または対象にデリバリーしてもよい。また、mRNA、プラスミド、および組換えタンパク質などの他の様式を使用してもよい。

デリバリー
ネイキッドデリバリー
本開示の医薬組成物、CA2バイオサーキット、CA2バイオサーキット成分、それらのSREを含むCA2エフェクターモジュール、またはペイロードは、ネイキッドフォームで細胞、組織、器官および／または生物にデリバリーされてもよい。本明細書で使用する場合、用語「ネイキッド」は、トランスフェクションまたは透過性を促進する薬剤または改変物を含まずにデリバリーされる医薬組成物、CA2バイオサーキット、CA2バイオサーキット成分、それらのSREまたはペイロードを含むCA2エフェクターモジュールを指す。裸の医薬組成物、CA2バイオサーキット、CA2バイオサーキット成分、それらのSREまたはペイロードを含むCA2エフェクターモジュールは、当技術分野で知られ、本明細書に記載されている投与経路を使用して、細胞、組織、器官および／または生物にデリバリーされてもよい。いくつかの実施形態では、ネイキッドデリバリーは、生理食塩水またはPBSなどの単純な緩衝液中での製剤を含んでもよい。

処方デリバリー
いくつかの実施形態において、本開示の医薬組成物、CA2バイオサーキット、CA2バイオサーキット成分、それらのSREまたはペイロードを含むCA2エフェクターモジュールは、本明細書に記載の方法を用いて、製剤化されてもよい。製剤は、医薬組成物、CA2バイオサーキット、CA2バイオサーキット成分、それらのSREまたはペイロードを含むCA2エフェクターモジュールであって、修飾されていてもおよび／または修飾されていなくてもよいものを含んでもよい。製剤は、細胞浸透剤、薬学的に許容される担体、デリバリー剤、生体疎水性または生体適合性ポリマー、溶媒、および／または徐放性デリバリーデポをさらに含んでもよいが、これらに限定されない。本開示の製剤は、当技術分野で知られており、本明細書に記載されている投与経路を用いて細胞にデリバリーすることができる。
医薬品組成物、CA2バイオサーキット、CA2バイオサーキット成分、SREやペイロードを含むCA2エフェクターモジュールは、臓器や組織に直接デリバリーするために製剤化することもできる。その方法としては、直接浸す、入浴する、カテーテルを経由する、ゲル、パウダー、軟膏、クリーム、ゲル、ローション、滴下する、組成物をコーティングまたは含浸させた布や生分解性材料などの基材を使用するなどがあるが、これらに限定されない。

細胞へのデリバリー
本開示の別の態様では、CA2バイオサーキット、CA2エフェクターモジュール、SRE（例えば、CA2 DD）、ペイロードオブインタレスト（例えば、免疫療法薬）、および本明細書に記載の組成物をコードするポリヌクレオチド、および前記ポリヌクレオチドを含むベクターを細胞に導入してもよい。非限定的な例として、細胞はエフェクター免疫細胞であってもよい。
本開示のいくつかの態様では、CA2バイオサーキット、CA2エフェクターモジュール、SRE（例えば、CA2 DD）、ペイロードオブインタレスト（例えば、免疫療法薬）、および本開示の組成物をコードするポリヌクレオチドは、ウイルスベクターにパッケージされるか、またはポリヌクレオチドの一過性または安定した発現を可能にするウイルスゲノムに統合されてもよい。好ましいウイルスベクターは、レンチウイルスベクターを含むレトロウイルスベクターである。レトロウイルスベクターを構築するためには、CA2バイオサーキット、CA2エフェクターモジュール、CA2 SRE（例えば、CA2 DD）またはペイロードオブインタレスト（例えば、免疫療法薬）をコードするポリヌクレオチド分子を、特定のウイルス配列の代わりにウイルスゲノムに挿入して、複製欠陥のあるウイルスを生成する。次に、この組換えウイルスベクターを、gag、pol、およびenv遺伝子を含み、LTRとパッケージング成分を含まないパッケージング細胞株に導入する。組換えレトロウイルス粒子は、培養液中に分泌された後、回収され、任意に濃縮されて、遺伝子導入に使用される。レンチウイルスベクターは、分裂中の細胞にも非分裂中の細胞にも感染できるので、特に好ましい。
また、ベクターは、針、エレクトロポレーション、ソノポレーション、ヒルドイドポレーションなどの物理的方法、無機粒子（例えば、リン酸カルシウム、シリカ、金）などの化学的担体および／または化学的方法により、非ウイルス性の方法で細胞に移されてもよい。いくつかの実施形態では、カチオン性脂質、脂質ナノエマルション、ナノ粒子、ペプチドベースのベクター、またはポリマーベースのベクターなどのデリバリーに、合成または天然の生分解性薬剤を使用することができる。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載のポリペプチドは、細胞に直接デリバリーされてもよい。一実施形態では、本開示のポリペプチドは、細胞貫通ドメイン（CLD）に融合したエンドソームリーケージドメイン（ELD）を含む合成ペプチドを用いてデリバリーされてもよい。本開示のポリペプチドは、ELD-CLD-合成ペプチドとともに細胞内に共導入される。ELDは、エンドソームに捕らえられているタンパク質の細胞質への脱出を促進する。このようなドメインは、微生物やウイルス由来のタンパク質に由来するものであり、当技術分野で記載されている。CPDは、細胞膜を越えてタンパク質を輸送することができる。ELD-CLD融合タンパク質は、いずれかのドメインのみを用いた共トランスダクションと比較して、トランスダクション効率を相乗的に向上させる。いくつかの実施形態では、エンドソームから細胞質へのカーゴの脱出を可能にする追加の方法として、ヒスチジンリッチドメインをシャトル構築物に任意に追加してもよい。また、シャトルは、融合ペプチドの多量体を生成するために、N末端またはC末端にシステイン残基を含んでいてもよい。ペプチドの末端にシステイン残基を付加することによって生成されたELD-CLD融合ペプチドの多量体は、単一の融合ペプチド構築物と比較して、さらに大きなトランスダクション効率を示す。また、本発明のポリペプチドには、適切な局在化シグナルを付加することで、カーゴを適切な細胞内の位置（例えば、核）に誘導することができる。いくつかの実施形態では、国際特許公開第2016161516号および第2017175072号で教示されているELD、CLD、または融合ELD-CLD合成ペプチドのいずれかが、本発明において有用であり得る（その各々の内容は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる）。

デリバリーモダリティおよび／またベクター
本開示のCA2バイオサーキットシステム、CA2エフェクターモジュール、SREおよび／またはペイロードは、1つまたは複数のモダリティを用いてデリバリーされてもよい。本開示はまた、CA2バイオサーキット、CA2エフェクターモジュール、SRE（例えば、CA2 DD）およびペイロード、ならびにそれらの組み合わせをコードする本明細書に記載のポリヌクレオチドをパッケージ化するベクターを提供する。本開示のベクターはまた、パッケージ化されたポリヌクレオチドを細胞、局所組織部位、または被験体にデリバリーするために使用されてもよい。これらのベクターは、DNAベクター、RNAベクター、プラスミド、ウイルスベクターおよび粒子を含むあらゆる種類のものであってよい。ウィルスベクター技術はよく知られており、Sambrookら（2001、Molecular Cloning:A Laboratory Manual、Cold Spring Harbor Laboratory、New York）に記載されている。ベクターとして有用なウイルスには、レンチウイルスベクター、アデノウイルスベクター、アデノ随伴ウイルス（AAV）ベクター、単純ヘルペスウイルスベクター、レトロウイルスベクター、オンコロイドウイルスなどが含まれるが、これらに限定されるものではない。
一般的にベクターには、少なくとも1つの生物に機能する複製起点、プロモーター配列、便利な制限酵素部位、1つまたは複数の選択可能なマーカー（例えば、薬剤耐性遺伝子）が含まれている。
いくつかの実施形態では、組換え発現ベクターは、ベクターが導入されるべき宿主細胞の種類に特異的な、転写および翻訳開始コドンおよび終了コドンなどの調節配列を含んでいてもよい。

いくつかの実施形態では、本明細書に記載されたベクトルは、本明細書で教示された1つまたは複数のペイロードを含んでいてもよく、2つ以上のペイロードは1つのCA2エフェクターモジュールに含まれていてもよい。この場合、2つ以上のペイロードは、同じ刺激によって同時に調整される。他の実施形態では、本発明のベクターは、2つ以上のCA2エフェクターモジュールを含んでいてもよく、各CA2エフェクターモジュールは、異なるペイロードを含んでいる。この場合、2つ以上のCA2エフェクターモジュールおよびペイロードは、異なる刺激によって調整され、2つ以上の構成要素の別々に独立した調節を提供する。

レンチウイルスのビヒクル/粒子
いくつかの実施形態では、レンチウイルスビヒクル/粒子をデリバリーモダリティとして使用することができる。レンチウイルスは、レトロウイルス科のウイルスのサブグループであり、宿主ゲノムに統合する前にウイルスのRNAゲノムをDNAに逆転写することが必要であることから名付けられた。そのため、レンチウイルスのビヒクル/粒子の最も重要な特徴は、その遺伝物質が標的/宿主細胞のゲノムに統合されることである。レンチウイルスの例としては、ヒト免疫不全ウイルス:HIV-1およびHIV-2、サル免疫不全ウイルス（SIV）、ネコ免疫不全ウイルス（FIV）、ウシ免疫不全ウイルス（BIV）、ジェンブラナ病ウイルス（JDV）、ウマ伝染性貧血ウイルス（EIAV）、ウマ伝染性貧血ウイルス、ビスナ・マエディウイルス、ヤギ関節炎脳炎ウイルス（CAEV）などがある。
一般的に、遺伝子送達媒体を構成するレンチウイルス粒子は、それ自体が複製不能である（「自己不活性化」とも呼ばれる）。レンチウイルスは、無傷の宿主の核エンベロープを介した侵入メカニズムにより、分裂している細胞とそうでない細胞の両方に感染することができる（Naldini L et al.、Curr. Opin. Biotechnol、1998、9: 457-463）。組換えレンチウイルスビヒクル／粒子は、HIVの病原性遺伝子を多重に減衰させることによって生成されており、例えば、遺伝子Env、Vif、Vpr、Vpu、NefおよびTatが削除されているので、生物学的に安全なベクターとなっている。また、例えば、HIV-1/HIV-2由来のレンチウイルスは、非分裂細胞への導入遺伝子の効率的なデリバリー、統合、長期的な発現を可能にする。本明細書では、「組換え」という用語は、レンチウイルス配列と非レンチウイルスレトロウイルス配列の両方を含むベクターまたは他の核酸を意味する。
レンチウイルス粒子は、ウイルスパッケージング要素とベクターゲノム自体を、ヒトHEK293T細胞などの生成細胞に共発現させることで生成することができる。これらの要素は、通常、3つまたは4つの別々のプラスミドで提供される。生成細胞には、ウイルスのコア（構造タンパク質）や酵素成分、エンベロープタンパク質（複数可）を含むレンチウイルスの構成要素をコードするプラスミド（パッケージングシステムと呼ばれる）と、外来の導入遺伝子を含むゲノムをコードするプラスミドが共導入され、標的細胞であるビヒクルそのものに導入される（トランスファーベクターとも呼ばれる）。一般的に、プラスミドまたはベクターは、産生細胞株に含まれている。プラスミド／ベクターは、トランスフェクション、導入、または感染により、産生細胞株に導入される。トランスフェクション、トランスダクション、または感染のための方法は、当業者によく知られている。非限定的な例として、パッケージングおよびトランスファー構築物は、リン酸カルシウムトランスフェクション、リポフェクションまたはエレクトロポレーションにより、一般的にneo、DHFR、GlnシンテターゼまたはADAなどの優性選択マーカーとともに産生細胞株に導入することができ、続いて適切な薬剤の存在下で選択し、クローンを分離することができる。

生成細胞は、外来遺伝子、例えば、本開示のCA2エフェクターモジュールを含む組換えウイルス粒子を産生する。組換えウイルス粒子は、培養液から回収され、当業者が使用する標準的な方法で滴定される。組換えレンチウイルスビヒクルは、標的細胞に感染させるために使用することができる。
高力価レンチウイルス粒子の製造に使用できる細胞としては、HEK293T細胞、293G細胞、STAR細胞（Relanderら、Mol. Ther., 2005, 11: 452-459）、FreeStyle（商標） 293 Expression System（ThermoFisher, Waltham, MA）、およびその他のHEK293Tベースの生産者細胞株（例えば、Stewartら、Hum Gene Ther.2011, 22(3):357-369; Lee et al., Biotechnol Bioeng, 2012, 10996):1551-1560;Thromら、Blood.2009, 113(21): 5104-5110;それぞれの内容は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる）。
いくつかの局面では、エンベロープタンパク質は、他のウイルスからの異種エンベロープタンパク質であってもよく、例えば、水胞性口内炎ウイルスのGタンパク（VSV G）またはバキュロウイルスのgp64エンベロープタンパク質などが挙げられる。VSV-Gの糖タンパク質は、特に、ベシクロウイルス属に分類される種の中から選択することができ、カラジャスウイルス（CJSV）、チャンディプラウイルス（CHPV）、コカルウイルス（COCV）、イスファハンウイルス（ISFV）、マラバウイルス（MARAV）、ピリーウイルス（PIRYV）、小水疱性口内炎アラゴアスウイルス（VSAV）、インディアナ水疱性口内炎ウイルス（VSIV）、ニュージャージー水疱性口内炎ウイルス（VSNJV）、および／または、ベシクロウイルス属に仮分類されている汚れとして、Grass carp rhabdovirus、BeAn 157575 virus（BeAn 157575）、Boteke virus（BTKV）、Calchaqui virus（CQIV）、Eel virus American (EVA)、Gray Lodge virus (GLOV)、Jurona virus (JURY)、Klamath virus (KLAV)、Kwatta virus (KWAV)、La Joya virus (LJV)、Malpais Spring virus (MSPV)、Mount Elgon bat virus (MEBV)、Perinet virus (PERV)、Pike fry rhabdovirus (PFRV)、Porton virus (PORV)、Radi virus (RADIV)、Spring viremia of carp virus (SVCV)、Tupaia virus (TUPV)、Ulcerative disease rhabdovirus (UDRV)、およびYug Bogdanovac virus (YBV)などである。gp64または他のバキュロウイルスenvタンパク質は、Autographa californica nucleopolyhedrovirus（AcMNPV）、Anagrapha falcifera nuclear polyhedrosis virus、Bombyx mori nuclear polyhedrosis virus、Choristoneura fumiferana nucleopolyhedrovirus、Orgyia pseudotsugata single capid nuclear polyhedrosis virus、Epiphyas postvittana nucleopolyhedrovirus、Hyphantria cunea nucleopolyhedrovirus、Galleria mellonella nuclear polyhedrosis virus、Dhori virus、Thogoto virus、Antheraea pemyi nucleopolyhedrovirusまたはBatken virusに由来することができる。

レンチウイルス粒子に含まれる他の要素は、5'または3'末端のレトロウイルスLTR（末端反復配列）、レトロウイルス輸出要素、任意にレンチウイルスRev応答配列（RRE）、プロモーターまたはその活性部分、および遺伝子座調節領域（LCR）またはその活性部分を含んでいてもよい。CA2エフェクターモジュールはベクターに連結されている。
組換えレンチウイルス粒子を生成する方法は、当技術分野で議論されており、例えば、米国特許第8,846,385号、第7,745,179号、第7,629,153号、第7,575,924号、第7,179,903号、第6,808,905号であり、これらの各々の内容は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
使用するレンチウイルスベクターは、pLVX、pLenti、pLenti6、pLJM1、FUGW、pWPXL、pWPI、pLenti CMV puro DEST、pLJM1-EGFP、pULTRA、pInducer20、pHIV-EGFP、pCW57.1、pTRPE、pELPS、pRRL、およびpLionIIから選択することができるが、これらに限定されない。

レンチウィルス・ベクターと細胞工学
レンチウイルスベクターは、T細胞（初代ヒトT細胞またはJurkat細胞など）に導入遺伝子を導入するために使用され、前臨床研究や、最近では再発/難治性B細胞リンパ腫に対するチサゲンレクルユーセル（KYMRIAH（登録商標））などの承認された製品を含む臨床応用に使用されている。VSV-Gシュードタイプの第三世代レンチウイルスベクターは、高い力価、高い導入効率と安全性を備えており、T細胞工学のためのベクターとして選ばれている。理論に縛られるつもりはないが、T細胞工学では通常、CD3/CD28抗体によるT細胞の活性化、続いてレンチウイルスの導入、そして5日から30日（例えば、9日から14日または9日から15日）続く細胞の拡張が行われる。一般的に、レンチウイルスによる遺伝子導入は、T細胞（例えば、初代ヒトT細胞やJurkat細胞）で完全に安定化するまでに7日以上かかることがある。培養期間が長くなると、細胞数が増える一方で、T細胞の表現型がより分化した状態に変化する可能性がある。そのため、生体外での培養期間は、CAR T細胞の持続性や有効性に影響を与える。例えば、短い期間で培養した細胞は、分化していない表現型を示す可能性があり、前臨床モデルでは高い有効性を示すことがある。

理論に縛られないが、T細胞の分化状態は、養子移入後のT細胞の生着や持続性に影響を与える可能性がある。Ghassemi et al（Reducing Ex Vivo Culture Improves the Antileukemic Activity of Chimeric Antigen Receptor (CAR) T Cells.Cancer Immunol Res; 6(9) Sept.2018、その内容は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる）は、経時的な初代ヒトT細胞の分化を記述しており、早期に採取されたCAR T細胞は、エフェクター機能と増殖が強化され、生体内での効力と持続性も強化されたことを見ている。
T細胞（例えば、初代ヒトT細胞またはJurkat細胞）に生体外で導入されたレンチウイルスの導入・統合および／または発現動態などのレンチウイルスの動態は、生体内での抗腫瘍反応の有効性や持続性に影響を与える可能性がある。T細胞の種類によっては、異なる結果が得られる可能性がある。例えば、Jurkat細胞株は、初代ヒトT細胞のような発現のダイナミックレンジを提供しない可能性がある。これらのレンチウイルスの動態を評価する方法は、当技術分野で知られており、本明細書に記載されている。
いくつかの実施形態では、導入遺伝子の発現動態を決定するために、CD3/CD28活性化初代ヒトT細胞を、導入遺伝子（例えば、CD19 CAR、IL12、蛍光タンパク質、または本明細書に記載の任意の導入遺伝子（例えば、ペイロード）などの制御された導入遺伝子または構成的な導入遺伝子）を有するレンチウイルスで形質導入することができる。細胞は、本明細書に記載された方法および／または当技術分野で既知の方法により、生存率、ウイルスゲノムの統合（例えば、定量的PCRを使用する）、転写レベル（例えば、定量的RT-PCRを使用する）、および適用可能な場合は導入遺伝子の細胞表面発現（例えば、導入遺伝子がCD19 CARであるかまたはCD19 CARを含む場合は、CD19 CARの表面発現を評価することができる）について分析されてもよい。細胞は、導入前および／または導入後（1日、2日、3日、4日、5日、6日、7日、8日、9日、10日、11日、12日、13日、14日、15日、16日、17日、18日、19日、20日、21日、22日、23日、24日、25日、26日、27日、28日、29日、30日または30日以上）に分析することができる。

いくつかの実施形態では、CD3/CD28活性化初代ヒトT細胞は、導入後にCD3/CD28ビーズで再活性化することができる。細胞は、導入後、5日、6日、7日、8日、9日、10日、11日、12日、13日、14日、15日、16日、17日、18日、19日、20日、21日、22日、23日、24日、25日、26日、27日、28日、29日、30日、または30日以上、再活性化されてもよい。細胞は、本明細書に記載されている方法および／または当技術分野で知られている方法によって、生存率、ウイルスゲノムの統合（例えば、定量的PCRを使用する）、転写物レベル（例えば、定量的RT-PCRを使用する）、適用可能な場合には導入遺伝子の細胞表面発現（例えば、導入遺伝子がCD19 CARであるか、またはそれを含む場合には、CD19 CARの表面発現を評価することができる）、コピー数、および／またはmRNAレベルについて分析することができる。
いくつかの実施形態では、導入遺伝子を有するレンチウイルスを導入した活性化された初代ヒトT細胞の細胞生存率は、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、97％、または99％よりも大きい。非限定的な例として、細胞生存率は90％以上である。非限定的な例として、細胞生存率は85％以上である。
いくつかの実施形態では、導入遺伝子を有するレンチウイルスを導入したJurkat細胞の細胞生存率は、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、97％、または99％よりも大きい。非限定的な例として、細胞生存率は90％以上である。非限定的な例として、細胞生存率は85％以上である。

いくつかの実施形態では、細胞のゲノムへの導入遺伝子の統合は、飽和点以上であってもよい。非限定的な例として、飽和点は、細胞あたり3コピーであってもよい。
いくつかの実施形態では、導入遺伝子のゲノムへの統合は、評価された初期のタイムポイントでは高く、その後、低い統合値に低下し、残りの培養期間で安定することがある。非限定的な例として、導入遺伝子のゲノムへの統合は、初期のタイムポイントでは1細胞あたり最大20コピーであるが、その後、1細胞あたり2コピーに減少し、残りの培養期間を通じて安定していることがある。
いくつかの実施形態では、T細胞の導入能力を評価してもよい。少なくとも1人のドナーからのT細胞を、飽和レベルに達すると予測される用量（例えば、ポアソン分布が予想される場合、各細胞がコピーを含むべき十分なウイルス）および飽和を5回超える高用量の導入遺伝子を含むレンチウイルスで導入してもよい。すべての細胞が導入遺伝子を発現しているかどうかを判断するために、細胞あたりのコピー、細胞のパーセンテージおよびMFI（または導入遺伝子の媒体中の濃度）を検出してもよい。非限定的な例として、2人の異なるドナーのT細胞を、導入遺伝子を含むレンチウイルスで形質導入することができる。飽和量と5倍量の2種類の用量で導入し、導入から5-10日後に、すべてのグループが導入遺伝子の予測される飽和レベルに達するか、またはそれを超え、グループ間で同様の発現強度を示すが、すべての細胞が導入遺伝子を発現しているわけではない。同じドナーから得られたT細胞であっても、すべてのT細胞が等しく導入感受性を持つとは限らない。GFPを発現する全細胞の割合（検出閾値以上）は、ドナー、ロット、および／またはウイルス量によって異なる可能性がある。1つのドナーから得られたGFPを発現する細胞の割合は、70%から95%の間になることがある。

いくつかの実施形態では、培養T細胞（例えば、初代ヒトT細胞および／またはJurkat細胞）の割合が導入遺伝子を発現していてもよい。導入遺伝子を発現する培養T細胞の割合は、5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、97％、99％、または99％以上であってもよいが、これらに限定されない。非限定的な例として、その割合は70％以上であってもよい。非限定的な例として、割合は75％より大きくてもよい。非限定的な例として、パーセンテージは80％より大きくてもよい。非限定的な例として、割合は85％よりも大きくてもよい。非限定的な例として、割合は90％よりも大きくてもよい。非限定的な例として、パーセンテージは95％より大きくてもよい。
いくつかの実施形態では、培養物からのmRNAレベルは、研究の期間中に低下してもよい。この低下は、特定の導入遺伝子に限定されるものではなく、発現した複数のクラスのタンパク質に見られる傾向であってもよい。mRNAレベルを上昇させるために、mRNAレベルが初期レベルから低下した後に、細胞を再活性化してもよい。細胞は、導入後5日、6日、7日、8日、9日、10日、11日、12日、13日、14日、15日、16日、17日、18日、19日、20日、21日、22日、23日、24日、25日、26日、27日、28日、29日、30日、または30日以上経過してから再活性化してもよい。非限定的な例として、培養物中のmRNAレベルを増加させるために、導入後13日目にCD3/CD28ビーズで細胞を再活性化してもよい。
いくつかの実施形態では、培養物からの表面発現は、研究の期間中に減少してもよい。例えば、表面発現は、導入後3日目から13日目、3日目から14日目、または3日目から15日目の間に低下してもよい。表面発現量を増加させるために、表面発現量が初期レベルから減少した後に、細胞を再活性化してもよい。また、導入後5日目、6日目、7日目、8日目、9日目、10日目、11日目、12日目、13日目、14日目、15日目、16日目、17日目、18日目、19日目、20日目、21日目、22日目、23日目、24日目、25日目、26日目、27日目、28日目、29日目、30日目、または30日目以上に再活性化してもよい。

いくつかの実施形態では、導入遺伝子は、CD19 CARなどのCARであるが、これらに限定されない。非限定的な例として、CARはCD19 CARである。細胞生存率は、CD19 CARでトランスフェクトされた細胞において、90％より大きくてもよい。CD19 CARで形質導入された細胞では、細胞生存率が85％以上であってもよい。細胞がCD19 CARで導入された初代T細胞である場合、生存細胞数は最初のタイムポイントで増加した後、減少する可能性がある。細胞がCD19 CARを導入したJurkat細胞である場合、生存細胞数は少なくとも10日間は増加する可能性がある。CD19 CARを導入した細胞の1細胞あたりのコピー数は、初期のタイムポイントで高くなった後、後のタイムポイントで50％以上減少してもよい。CD19 CARの細胞表面発現は、10日間（例えば、3日目から13日目）の間に、約20000 CAR MFIから5000 CAR MFI未満に減少してもよい。15日目に再刺激した後、MFIは5000CAR MFI以上に増加してもよい。CARを発現している初代ヒトT細胞の割合は、導入後3-13日間は40％-60％であってもよい。CARを発現しているJurkat細胞の割合は、導入後3-13日間で30%-70%であると考えられる。導入後3日目から6日目にかけて、最初に約20％の減少が見られることがある。T細胞を再刺激すると、CARを発現している細胞の割合が初期の割合レベル（例えば、約60％）に戻ることがある。
いくつかの実施形態では、導入遺伝子は、細胞質緑色蛍光タンパク質（GFP）、ルシフェラーゼ、およびmCherryなどの蛍光タンパク質をコードするが、これらに限定されない。非限定的な例として、蛍光タンパク質はGFPである。GFPを導入した細胞では、細胞生存率が90％以上になることがある。また、GFPを導入した細胞では、細胞生存率が85％以上であってもよい。細胞がGFPを導入した初代T細胞である場合、生存細胞の数は、最初のタイムポイントで増加した後、減少することがある。GFPを導入したJurkat細胞であれば、少なくとも10日間は生存細胞数が増加する可能性がある。GFPを導入した細胞の1細胞あたりのコピー数は、初期のタイムポイントで高くなった後、後期のタイムポイントで50％以上減少してもよい。また、細胞表面の発現量は、10日目を底にして着実かつ急速に減少し、再刺激を受けるとわずかに増加することがある。Jurkat細胞におけるGFPの細胞表面発現は、10日目に最高レベルとなり（約35000GFP MFI）、その後、研究期間中は減少する。GFPを発現している初代ヒトT細胞の割合は、導入後3-13日目に約80％となる可能性がある。Jurkat細胞がGFPを発現する割合は、導入後3-13日目で90％程度になることがある。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載されたレンチウイルス人工細胞は、コピー数の初期減少後に安定するゲノムDNAの統合、時間の経過に伴うRNAおよび表面発現レベルの減少、および再刺激後のRNAおよび表面発現の増加を有する。

いくつかの実施形態では、培養中に5回サンプルを採取する、以下の14日間の方法を用いて、レンチウイルス工学的細胞を評価することができる。1日目に、T細胞（例えば、初代ヒトT細胞またはJurkat細胞）を解凍し、CD3/CD28ビーズを加えてもよい。0日目に各条件のレンチウイルスを添加し（例えば、0.5e6/mLの細胞を4mL）、非形質導入細胞のコントロールを行う。1日目に培地を2倍の8mLにし、2日目に培地を2倍の16mLにする。3日目に4mLを採取し、4日目に培地を2倍の24mLにする。6日目に4mLを採取した後、培地を2倍の40mLにする。8日目に細胞を分割し（例えば、14mL 0.5e6細胞/mL）、6日目に4mLを採取してから、培地を倍の40mLにすることができる。10日目に、培地を2倍の20mLにする前に4mLを採取してもよい。13日目に、培地を2倍の32mLにする前に4mLを採取する。培養液を半分に分け、半分の培養液を活性化（CD3/CD28活性化ビーズ1:1）し、一晩刺激を与える。14日目に、刺激した細胞と刺激していない細胞をそれぞれ4mLずつ採取し、培養を終了する。細胞を採取してゲノムDNAを抽出し、内在性ゲノムおよび導入遺伝子配列に対する標準曲線qPCRで定量し、検出された量を比率に変換して、細胞あたりの導入遺伝子コピー数を測定する。平均蛍光強度（MFI）は、各グループに適切な染色を施したフローサイトメトリーで測定する。 発現率は、閾値以上に蛍光を発している細胞の割合をフローサイトメトリーで定量化することで評価することもできる。可溶性ペイロードは、マークした各タイムポイントで培養上清を採取し、MesoScale Discoveryプレートアッセイ（MSD）を実行し、細胞密度で正規化することで定量化できる。

アデノ随伴ウイルス粒子
本開示のCA2バイオサーキット、CA2バイオサーキット成分、CA2エフェクターモジュール、SREまたはペイロードのいずれかのデリバリーは、組換えアデノ随伴ウイルス（rAAV）ベクターを用いて達成されてもよい。そのようなベクターまたはウイルス粒子は、既知の血清型カプシドまたは血清型カプシドの組み合わせのいずれかを利用するように設計されてもよい。
AAVベクターには、一本鎖ベクターだけでなく、自己相補型AAVベクター（scAAV）がある。scAAVベクターは、二本鎖ベクターのゲノムを形成するためにアニールするDNAを含む。scAAVは2本目の鎖の合成を省略することで、細胞内での迅速な発現を可能にしている。
rAAVベクターは、sf9昆虫細胞やHEK293細胞などのヒト細胞の浮遊細胞培養において、トリプルトランスフェクションなどの当技術分野における標準的な方法で製造することができる。

CA2バイオサーキット、CA2バイオサーキット成分、CA2エフェクターモジュール、SREまたはペイロードは、本明細書で教示するAAVカプシドにパッケージされるように、1つまたは複数のウイルスゲノムにコード化されてもよい。
そのようなベクターまたはウイルスゲノムは、少なくとも1つまたは2つのITR（末端逆位配列）に加えて、ベクターまたはウイルスゲノムからの発現に必要な特定の調節要素も含むことができる。そのような調節要素は当技術分野でよく知られており、例えばプロモーター、イントロン、スペーサー、スタッファー配列などが含まれる。
本明細書に記載のCA2バイオサーキット、CA2バイオサーキット成分、CA2エフェクターモジュール、SREまたはペイロードは、1つまたは複数のAAV粒子で投与されてもよい。

いくつかの実施形態では、CA2エフェクターモジュールは、1つまたは複数のAAV粒子で投与されてもよい。いくつかの実施形態では、1つまたは複数のCA2エフェクターモジュールまたはSREが、ウイルスゲノムにコードされていてもよい。

レトロウイルスビヒクル/粒子（γ-レトロウイルスベクター）
いくつかの実施形態では、レトロウイルスビヒクル／粒子は、本開示のCA2バイオサーキット、CA2バイオサーキット成分、CA2エフェクターモジュール、SREまたはペイロードをデリバリーするために使用されてもよい。レトロウイルスベクター（RV）は、標的細胞における導入遺伝子の永久的な統合を可能にする。複雑なHIV-1/2をベースにしたレンチウイルスベクターに加えて、単純なガンマレトロウイルスをベースにしたレトロウイルスベクターは、治療用遺伝子をデリバリーするために広く使用されており、幅広い種類の細胞を導入することができる最も効率的で強力な遺伝子デリバリーシステムの1つとして臨床的に実証されている。ガンマレトロウイルスの例種としては、マウス白血病ウイルス（MLV）およびネコ白血病ウイルス（FeLV）が挙げられる。
いくつかの実施形態では、マウス白血病ウイルス（MLV）などの哺乳類ガンマレトロウイルスに由来するガンマレトロウイルスベクターは、組換えである。ガンマレトロウイルスのMLVファミリーには、エコトロピックサブファミリー、アンフォトロピックサブファミリー、ゼノトロピックサブファミリー、ポリトロピックサブファミリーがある。エコトロピックウイルスは、mCAT-1受容体を持つネズミの細胞のみに感染することができる。エコトロピックウイルスの例としては、Moloney MLVやAKVが挙げられる。アンフォトロピックウイルスは、Pit-2受容体を用いてネズミ、ヒトおよびほかの種などに感染する。アンフォトロピックウイルスの例としては、4070Aウイルスが挙げられる。異種指向性ウイルスとポリトロピックウイルスは、同じ(Xpr1)受容体を利用するが、その種のトロピズムに違いがある。NZB-9-1のような異方性ウイルスは、ヒトなどの種には感染するが、ネズミの種には感染しない。一方、フォーカスフォーミングウイルス（MCF）のようなポリトロピックウイルスは、ネズミやヒトなどの種に感染する。
ガンマレトロウイルスベクターは、レトロウイルス構造・酵素ポリタンパク質（gag-pol）をコードするプラスミド、エンベロープ（env）タンパク質をコードするプラスミド、および新たに形成されるウイルス粒子にパッケージされる本開示の組成物をコードするポリヌクレオチドを含むベクターmRNAをコードするプラスミドを含む複数のプラスミドを細胞に共導入することにより、パッケージング細胞で製造することができる。

いくつかの側面では、組換えガンマレトロウイルスベクターは、他のウイルスのエンベロープタンパク質でシュードタイプされている。エンベロープ糖タンパク質は、ウイルス粒子の外側の脂質層に組み込まれており、これにより、細胞のトロピズムを増加／変化させることができる。例示的なエンベロープタンパク質には、テナガザル白血病ウイルスエンベロープタンパク質（GALV）、または水胞性口内炎ウイルスGタンパク質（VSV-G）、サル内因性レトロウイルスエンベロープタンパク質、麻疹ウイルスHおよびFタンパク質、ヒト免疫不全ウイルスgp120エンベロープタンパク質、またはcocalベシクロウイルスエンベロープタンパク質が含まれる（例えば、米国出願公開番号：2012/164118；その内容は参照により全体が本明細書に組み込まれる）。他の態様では、エンベロープ糖タンパク質は、ガンマレトロウイルスベクターにターゲティング／結合リガンドを組み込むために遺伝的に改変されてもよく、結合リガンドには、ペプチドリガンド、一本鎖抗体および成長因子が含まれるが、これらに限定されない（Waehler et al., Nat. Rev. Genet. 2007, 8(8):573－587、その内容は参照により全体として本明細書に組み込まれる）。これらの設計された糖タンパク質は、対応する標的部分を発現する細胞にベクターを再標的化することができる。他の局面では、ベクターを特定の細胞に誘導するために「分子ブリッジ」を導入することができる。この分子ブリッジは二重の特異性を有しており、一方の端はウイルスの糖タンパク質を認識し、他方の端は標的細胞上の分子決定基に結合することができる。このような分子ブリッジは、例えば、リガンド受容体、アビジン-ビオチン、化学的結合、モノクローナル抗体、人工的に作られたフソゲンタンパク質などで、ウイルスベクターを標的細胞に付着させて、トランスダクションを行うことができる（Yang et al.、Biotechnol.Bioeng., 2008, 101(2): 357-368; and Maetzig et al., Viruses, 2011, 3, 677-713; これらの各々の内容は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる）。
いくつかの実施形態では、組換えガンマレトロウイルスベクターは、自己不活性化（SIN）ガンマレトロウイルスベクターである。このベクターは、複製不能である。SINベクターは、最初にエンハンサー／プロモーター活性を構成する3'U3領域内に欠失を保有していてもよい。さらに、5'U3領域は、サイトメガロウイルスまたはRSVに由来する強力なプロモーター（パッケージング細胞株で必要とされる）、または選択された内部プロモーター、および／またはエンハンサーエレメントで置き換えられてもよい。内部プロモーターの選択は、本開示の特定の目的に必要な遺伝子発現の特定の要件に従って行われてもよい。

いくつかの実施形態では、CA2バイオサーキット、CA2バイオサーキット構成要素、CA2エフェクターモジュール、SREをコードするポリヌクレオチドが、組換えウイルスゲノム内に挿入される。組換えガンマレトロウイルスベクターのウイルスmRNAの他の構成要素は、天然に存在する配列の挿入または除去（例えば、IRESの挿入、目的のポリペプチドまたは阻害性核酸をコードする異種ポリヌクレオチドの挿入、野生型プロモーターの代わりに異なるレトロウイルスまたはウイルスからのより効果的なプロモーターのシャッフルなど）によって変更されてもよい。いくつかの例では、組換えガンマレトロウイルスベクターは、修飾されたパッケージングシグナル、および／またはプライマー結合部位（PBS）、および／または5'-長末端リピート（LTR）のU3領域における5'-エンハンサー／プロモーター要素、および／または3'-LTRのU3領域で修飾された3'-SIN要素を含んでいてもよい。これらの修飾は、力価や感染能力を高める可能性がある。
本開示のCA2バイオサーキット構成要素、CA2エフェクターモジュール、SREまたはペイロードをデリバリーするのに適したガンマレトロウイルスベクターは、米国特許第8,828,718号、第7,585,676号、第7,351,585号、米国出願公開第2007/048285号、PCT出願公開第2010/113037号、第2014/121005号、第2015/056014号、およびEP Pat.NOs:EP1757702；EP1757703に開示されているものから選択することができる。（それぞれの内容は参照により全体が本明細書に組み込まれる）。

オンコロジーウイルスベクター
いくつかの実施形態では、本開示のポリヌクレオチドは、腫瘍溶解性ウイルスにパッケージされてもよい。本明細書で使用される場合、用語「オンコロイドウイルス」は、ワクチンウイルスなどのがん細胞に優先的に感染して死滅させるウイルスを指す。オンコロイドウイルスは、自然に発生することができ、またはオンコロイドアデノウイルス、およびオンコロイドヘルペスウイルスなどの遺伝子改変ウイルスであることができる。
いくつかの実施形態では、オンコロイドワクチンウイルスは、腫瘍内の細胞の腫瘍退縮を誘導するのに十分な、チミジンキナーゼ（TK）欠損、顆粒球マクロファージ（GM）-コロニー刺激因子（CSF）発現、複製コンピテントのワクシニアウイルスベクターのウイルス粒子を含むことができ、例えば、米国特許第9,226,977号、その内容は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

メッセンジャーRNA (mRNA)
いくつかの実施形態では、本明細書に記載のCA2エフェクターモジュールは、メッセンジャーRNA（mRNA）として設計されてもよい。本明細書で使用する場合、「メッセンジャーRNA」（mRNA）という用語は、目的のポリペプチドをコードし、in vitro、in vivo、in situまたはex vivoで目的のコードされたポリペプチドを産生するように翻訳されることが可能な任意のポリヌクレオチドを指す。そのようなmRNA分子は、国際出願番号PCT/US2013/030062（その内容は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる）で教示されているもののいずれかの構造成分または特徴を有することができる。
いくつかの実施形態では、CA2エフェクターモジュールは、自己複製RNAとして設計されてもよい。本明細書で使用される「自己複製RNA」とは、RNAおよびそのRNAによってコードされるタンパク質の量の増加をもたらす宿主で複製することができるRNA分子を指す。そのような自己複製RNAは、国際特許出願公開第2011005799号（その内容は参照により全体が本明細書に組み込まれる）に教示されているもののいずれかの構造的特徴または構成要素を有していてもよい。

投薬
本開示は、CA2バイオサーキットシステムの任意の1つまたは複数または成分を、それを必要とする対象者に投与することを含む方法を提供する。これらは、疾患、障害、および／または状態（例えば、がんまたは自己免疫疾患に関連する疾患、障害、および／または状態）を予防または治療または画像化するのに有効な任意の量および任意の投与経路を用いて、対象者に投与することができる。必要とされる正確な量は、対象者の種、年齢、および一般的な状態、疾患の重症度、特定の組成物、その投与方法、その活性モードなどに応じて、対象者ごとに異なる。
本開示に従った組成物は、投与を容易にし、投与量を均一にするために、典型的には投与単位の形態で製剤化される。しかしながら、本開示の組成物の1日の総使用量は、健全な医学的判断の範囲内で主治医が決定してもよいことが理解されるであろう。特定の患者に対する特定の治療的に有効な、予防的に有効な、または適切なイメージング用量レベルは、治療される疾患および疾患の重症度、採用される特定の化合物の活性、採用される特定の組成物、患者の年齢、体重、一般的な健康状態、性別、および食事、採用される特定の化合物の投与時間、投与経路、および排泄率、治療期間、採用される特定の化合物と組み合わせてまたは同時に使用される薬剤、および医療技術でよく知られている同様の要因を含む様々な要因に依存するであろう。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載の組成物は、T細胞の消耗を回避し、サイトカイン放出症候群を防ぎ、免疫療法に関連する毒性を最小限に抑えるために、様々な用量で使用されてもよい。例えば、本開示の組成物の低用量を使用して、腫瘍負荷が高い患者を最初に治療してもよく、一方、腫瘍負荷が低い患者は、本明細書に記載の組成物の高用量および反復用量で治療して、最小の腫瘍抗原負荷の認識を確実にしてもよい。別の例では、本発明の組成物をパルス的にデリバリーして、緊張性のT細胞シグナル伝達を減少させ、in vivoでの持続性を高めることができる。いくつかの局面では、高用量を投与する前に、最初に低用量の本発明の組成物を使用することによって、毒性を最小化することができる。フェリチン、血清C反応性タンパク質、IL6、IFN-γ、およびTNF-αなどの血清マーカーが上昇した場合には、投与量を変更してもよい。

いくつかの実施形態では、神経毒性は、CARまたはTIL療法に関連していてもよい。そのような神経毒性は、CD19-CARに関連していてもよい。毒性は、脳内への過剰なT細胞の浸潤に起因してもよい。いくつかの実施形態では、神経毒性は、血液脳関門を通過するT細胞の通過を防止することによって緩和され得る。これは、タイサブリ／ナタリズマブなどの内因性α-4インテグリン阻害剤の標的遺伝子欠失によって達成できるが、本発明においても有用である。
また、本明細書では、本発明に従ったリガンドを、それを必要とする対象者に投与する方法も提供される。リガンドは、本発明のCA2バイオサーキットのチューニングに有効な任意の量および任意の投与経路を用いて、対象者または細胞に投与することができる。必要とされる正確な量は、対象者の種、年齢、および一般的な状態、疾患の重症度、特定の組成物、その投与方法、その活性モードなどに応じて、対象者ごとに異なる。被験者は、ヒト、哺乳類、または動物であってもよい。本発明に従った組成物は、典型的には、投与の容易さと投与量の均一性のために、単位投与形態で製剤化される。しかしながら、本発明に係る組成物の1日の総使用量は、主治医が健全な医学的判断の範囲内で決定してもよいことが理解されるであろう。特定の実施形態では、本発明に係るリガンドは、約0.0001mg/kgから約100mg/kg、約0.001mg/kgから約0.05mg/kg、約0.005mg/kgから約0.05mg/kg、約0.001mg/kgから約0.005mg/kg、約0.05mg/kgから約0.5mg/kg、約0.01mg/kgから約50mg/kg、約0.1mg/kgから約40mg/kg、約0.5mg/kgから約30mg/kg、約0.01mg/kgから約10mg/kg、約0.1mg/kgから約10mg/kg、または約1mg/kgから約25mg/kg、約10mg/kgから約100mg/kg、約50mg/kgから約500mg/kg、約100mg/kgから約1000mg/kgの被験者の体重を、1日1回または複数回投与して、所望の効果を得ることができる。いくつかの実施形態では、所望の効果を得るために、1日あたり被験者の体重の1mg/kg、5mg/kg、10mg/kg、20mg/kg、30mg/kg、40mg/kg、50mg/kg、60mg/kg、70mg/kg、80mg/kg、90mg/kg、100mg/kg、100mg/kg、110mg/kg、120mg/kg、130mg/kg、140mg/kg、150mg/kg、160mg/kg、170mg/kg、180mg/kg、190mg/kg、またはmg/kgを1日に1回以上投与してもよい。
本開示は、本明細書に記載されたリガンドのいずれかを細胞または組織にデリバリーする方法であって、細胞または組織を前記リガンドと接触させることを含み、in vitro、エクスビボ、またはin vivoで達成することができる方法を提供する。特定の実施形態において、本発明に係るリガンドは、約1nMから約10nM、約5nMから約50nM、約10nMから約100nM、約50nMから約500nM、約100nMから約1000nM、約1μMから約10μM、約5μMから約50μM、約10μMから約100μM、約25μMから約250μM、約50μMから約500μMをデリバリーするのに十分な用量レベルで細胞に投与することができる。いくつかの実施形態では、リガンドは、0.00064μM、0.0032μM、0.016μM、0.08μM、0.4μM、1μM、2μM、10μM、50μM、75μM、100μM、150μM、175μM、200μM、250μMから選択されるが、これらに限定されない用量で細胞に投与されてもよい。

本発明のリガンドの所望の投与量は、1回のみ、1日3回、1日2回、1日1回、1日おき、3日おき、1週間おき、2週間おき、3週間おき、または4週間おきに投与してもよい。特定の実施形態では、複数回の投与（例えば、2回、3回、4回、5回、6回、7回、8回、9回、10回、11回、12回、13回、14回、またはそれ以上の投与）を用いて、所望の投与量を提供することができる。複数回の投与を行う場合は、本明細書に記載されているような分割投与レジメンを使用することができる。本明細書で使用する場合、「分割線量」とは、「単一単位用量」または1日の総投与量を2つ以上の投与量に分割することであり、例えば、「単一単位用量」を2回以上投与することである。本明細書で使用する場合、「単一単位用量」とは、1回の投与／1回の時間／単一の経路／単一の接触点で投与される任意の治療薬の用量、すなわち単一の投与イベントである。本開示のリガンドの所望の投与量は、「パルス用量」として、または「連続流」として投与されてもよい。本明細書で使用する場合、「パルス用量」は、一定期間にわたって設定された頻度で投与される一連の任意の治療薬の単一単位用量である。本明細書で使用する場合、「連続流」とは、単一の経路／単一の接触点で一定期間連続して投与される治療薬の用量、すなわち連続的な投与イベントのことである。1日の総投与量は、24時間の間に投与または処方される量であり、これらの方法のいずれか、またはこれらの方法の組み合わせ、または医薬投与に適した他の方法によって投与されてもよい。

投与
いくつかの実施形態では、免疫療法用の組成物をex vivoで細胞に投与し、その後、対象者に投与してもよい。免疫細胞は、当技術分野で知られている様々な方法を用いて、ex vivoで分離および拡大することができる。例えば、細胞障害性T細胞を単離する方法は、米国特許第6,805,861号および第6,531,451号に記載されており、それぞれの内容は参照によりその全体が本明細書に組み込まれている。NK細胞の単離は、米国特許第7,435,596号に記載されており、その内容は全体として参照により本明細書に組み込まれている。
いくつかの実施形態では、細胞の性質に応じて、細胞は、注射、輸液、注入、局所注入、または移植を含む多種多様な方法で、宿主生物例えば哺乳類に導入されてもよい。いくつかの側面では、本明細書に記載された細胞は、腫瘍の部位に導入されてもよい。採用する細胞の数は、多くの状況、導入の目的、細胞の寿命、使用するプロトコル、例えば、投与回数、細胞の増殖能力などに依存する。細胞は、生理学的に許容される媒体中にあってもよい。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載された細胞は、疾患または病態を有する被験者に複数回投与されてもよい。投与は、一般的に、がんまたは臨床状態の1つまたは複数の症状の改善をもたらし、および／またはがんまたは臨床状態またはその症状を治療または予防する。

いくつかの実施形態では、免疫療法用組成物は、in vivoで投与されてもよい。いくつかの実施形態では、CA2バイオサーキット、CA2エフェクター分子、SRE、ペイロードオブインタレスト（例えば、免疫療法薬）、および本明細書に記載の組成物を含む本開示のポリペプチドは、対象者にin vivoでデリバリーされてもよい。免疫療法薬のin vivoデリバリーは、当技術分野で十分に記載されている。例えば、サイトカインのデリバリー方法は、E.P.Pat.NO．EP0930892 A1に記載されており、その内容は参照により本明細書に組み込まれる。

搬入経路
本開示の医薬組成物、CA2バイオサーキット、CA2バイオサーキット成分、それらのSREを含むCA2エフェクターモジュール（例えば、CA2 DD）、ペイロード（例えば、免疫療法薬）、ベクターおよび細胞は、治療上有効な結果を得るために、任意の経路で投与することができる。
腸管（腸内へ）、胃腸、硬膜外(硬膜へ)、経口（口を経由して）、経皮、硬膜外、大脳内（大脳へ）、脳室内（脳室へ）、皮膚上（皮膚への塗布）、皮内、（皮膚自体への塗布）、皮下（皮下）、鼻腔（鼻からの）、静脈内（静脈内）、急速静注（静脈内）、点滴、動脈内（動脈へ）、筋肉内（筋肉へ）、心臓内（心臓へ）、骨髄内注入（骨髄へ）、髄腔内注入（脊柱管へ）、腹腔内注入、（腹腔内注射）、膀胱内注入、眼球内注入、（眼球を通して）、血管内注入（病的腔へ）、腔内（陰茎内へ）、膣内、子宮内、羊膜外、経皮（無傷の皮膚から拡散して全身に行き渡る）、経粘膜（粘膜から拡散する）、経膣、気腹（鼻で吸う）、舌下、唇下、浣腸、点眼（結膜への滴下）、点耳、耳介（耳の中への滴下）、頬部（頬への滴下）、結膜、皮膚、歯牙（歯への滴下）、電気浸透、頸部内、鼻腔内、気管内、体外、血液透析、浸潤、間質性、腹腔内、羊水内、関節内、胆道内、気管支内、弁膜内、軟骨内（軟骨内）、馬尾内（馬尾内）、小脳内（小脳嚢内）、角膜内（角膜内）、歯角内、冠動脈内（冠動脈へ）、海綿体内（陰茎の海綿体の拡張可能な空間の中）、ディスク内（ディスクの中）、管内（腺の管の中）、十二指腸内（十二指腸の中）、硬膜内（硬膜の中）、表皮内（表皮へ）、食道内（食道へ）、胃内（胃の中）、歯肉内（歯肉の中）、腸内（小腸内）、病巣内（局所的な病巣内、または病巣に直接導入）、腔内（管腔内）、リンパ内（リンパへ）、髄内（骨の髄腔内）、髄膜内（髄膜へ）、心筋内（心筋へ）、眼球内（眼球へ）、卵巣内（卵巣内）、心膜内（心膜内）、胸膜内（胸膜内）、前立腺内（前立腺内）、肺内（肺内）、副鼻腔内（鼻腔内または眼窩周囲洞内）、脊髄内（脊椎内）、関節滑液嚢内（関節の滑膜腔内）、腱内（腱内）、精巣内（睾丸内）、くも膜下腔内（脳脊髄軸の任意のレベルの脳脊髄液内）、胸腔内（胸郭内）、管腔内（臓器の管内）、腫瘍内（腫瘍内）、鼓膜内（耳介内）、血管内（血管内）、脳室内（脳室内）、イオン泳動（電流により、可溶性塩類のイオンが体の組織内に移動する）、洗浄（開放された傷や体腔を入浴または洗浄する）、喉頭（喉頭に直接当てる）、鼻腔胃（鼻から胃に入れる）、密封包帯法（局所後、その部分を塞ぐドレッシングで覆う）、眼の（外眼部）、中咽頭（口や咽頭に直接）、非経口、経皮、関節周囲、硬膜外、神経周囲、歯周、直腸、呼吸の（局所的または全身的な効果を得るために、経口または経鼻で吸入して呼吸器管内）、眼球後（ポンズの後ろまたは眼球の後ろ）、心筋内（心筋に入る）、軟部組織、くも膜下、結膜下、粘膜下、局所、経胎盤性（胎盤を介して、または胎盤を越えて）、経気管（気管壁を通過）、経鼓膜（鼓膜腔を通過）、尿管（尿管へ）、尿道（尿道へ）、膣、尾側ブロック、診断、神経ブロック、胆道灌流、心臓灌流、フォトフェレーシス、または脊髄などがあるが、これらに限定されるものではない。

非経口および注射剤の投与
いくつかの実施形態では、本開示の医薬組成物、CA2バイオサーキット、CA2バイオサーキット成分、それらのSREを含むCA2エフェクターモジュール、またはペイロードは、非経口的に投与されてもよい。経口および非経口投与のための液体剤形には、薬学的に許容されるエマルション、マイクロエマルション、溶液、懸濁液、シロップ、および／またはエリキシルが含まれるが、これらに限定されない。活性成分に加えて、液体製剤は、例えば、水やその他の溶媒、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、炭酸エチル、酢酸エチル、ベンジルアルコール、安息香酸ベンジル、プロピレングリコール、1，3-ブチレングリコール、ジメチルホルムアミド、油類（特に、綿実油、落花生油、トウモロコシ油、胚芽油、オリーブ油、ヒマシ油、およびゴマ油）、グリセロール、テトラヒドロフルフリルアルコール、ポリエチレングリコールおよびソルビタンの脂肪酸エステルなどの可溶化剤、乳化剤などの当業界で一般的に使用されている不活性希釈剤を含んでいてもよい。口腔用組成物は、不活性な希釈剤の他に、湿潤剤、乳化剤、懸濁剤、甘味料、香味料、および／または香料などのアジュバントを含むことができる。非経口投与のための特定の実施形態では、組成物は、CREMOPHOR（登録商標）、アルコール、油、変性油、グリコール、ポリソルベート、シクロデキストリン、ポリマー、および／またはこれらの組み合わせなどの可溶化剤と混合される。他の実施形態では、ヒドロキシプロピルセルロースのような界面活性剤が含まれる。
注射剤、例えば、無菌注射剤の水性または油性の懸濁液は、適切な分散剤、湿潤剤、および／または懸濁剤を用いて、公知の技術に従って配合することができる。滅菌注射剤は、例えば、1,3-ブタンジオール中の溶液として、非毒性の非経口的に許容される希釈剤および／または溶媒中の滅菌注射剤溶液、懸濁液、および／またはエマルションであってもよい。使用可能なビヒクルおよび溶媒としては、水、リンゲル液、U.S.P.、等張塩化ナトリウム水溶液などが挙げられる。溶媒や懸濁液には、無菌の固定油を使用するのが一般的である。この目的のためには、合成モノまたはジグリセリドを含む任意のブランドの固定油を使用することができる。オレイン酸などの脂肪酸は、注射剤の調製に使用することができる。
注射剤は、例えば、細菌を保持するフィルターでろ過したり、使用前に無菌水や他の無菌注射剤に溶解または分散させることができる無菌固体組成物の形で滅菌剤を組み込むことによって、滅菌することができる。

活性成分の効果を長持ちさせるためには、皮下注射や筋肉注射による活性成分の吸収を遅らせることが望ましい場合が多い。そのためには、水溶性の低い結晶性物質や非結晶性物質の液体懸濁液を使用することが望ましい。活性成分の吸収率は溶解率に依存し、溶解率は結晶の大きさや結晶の形に依存すると考えられる。また、非経口的に投与された薬剤の吸収を遅らせるために、薬剤を油性ビヒクルに溶解または懸濁させる方法もある。また、ポリ乳酸-ポリグリコリドなどの生分解性ポリマーに薬物をマイクロカプセル化したマトリックスを形成することにより、注射用デポ剤を製造することができる。薬物とポリマーの比率や、採用するポリマーの性質によって、薬物の放出速度をコントロールすることができる。その他の生分解性ポリマーの例としては、ポリ（オルソエステル）やポリ（無水物）などがある。デポ剤は、体内組織に適合するリポソームやマイクロエマルジョンに薬物を封入して調製される。

眼または耳鼻への投与
いくつかの実施形態では、本開示の医薬組成物、CA2バイオサーキット、CA2バイオサーキット成分、そのSREを含むCA2エフェクターモジュール、またはペイロードは、眼および／または耳鼻の投与に適した製剤で調製、包装、および／または販売することができる。そのような製剤は、例えば、水性および／または油性の液体賦形剤中の活性成分の0.1/1.0％（w/w）溶液および／または懸濁液を含む、点眼剤および／または点耳剤の形態であってもよい。このような点眼薬は、さらに緩衝剤、塩、および/または本明細書に記載された任意の追加成分の1つまたは複数を含んでいてもよい。その他の眼への投与可能な製剤としては、活性成分を微結晶状および／またはリポソーム状にしたものが有用である。また、網膜下挿入物も投与形態として使用することができる。

検知剤とラベル
刺激、CA2バイオサーキットシステムおよび成分、SREを含むCA2エフェクターモジュール、およびペイロードは、1つまたは複数の放射性薬剤または検出可能な薬剤と関連付けられているか、または結合されていてもよい。
これらの薬剤には、様々な有機小分子、無機化合物、ナノ粒子、酵素または酵素基質、蛍光物質、発光物質（例えば、ルミノール）、生物発光物質（例えば、ルシフェラーゼ、ルシフェリン、およびエクオリン）、化学発光物質、放射性物質（例えば、¹⁸F、⁶⁷Ga、^81mKr、⁸²Rb、¹¹¹In、¹²³I、¹³³Xe、²⁰¹Tl、¹²⁵I、³⁵S、¹⁴C、³H、または^99mTc（例えば、過テクネチウム酸（テクネテート（VII）、TcO₄ ^-）として）、および造影剤（例えば、金（例えば、金ナノ粒子）、ガドリニウム（例えば、キレート化されたGd）、酸化鉄（例えば、超常磁性酸化鉄（SPIO））、単結晶酸化鉄ナノ粒子（MIONs）、超小型超常磁性酸化鉄（USPIO））、マンガンキレート（例えば、Mn-DPDP）、硫酸バリウム、ヨウ素化造影剤（イオヘキソール）、マイクロバブル、またはパーフルオロカーボンなど）がある。
いくつかの実施形態では、検出可能な薬剤は、活性化によって検出可能になる非検出可能な前駆体であってもよい（例えば、蛍光性テトラジン-フルオロフォア構築物（例えば、テトラジン-BODIPY FL、テトラジン-Oregon Green 488、またはテトラジン-BODIPY TMR-X）、または酵素活性化可能な蛍光性薬剤（例えば、PROSENSE（登録商標）（VisEn Medical）））。酵素標識組成物が使用できるin vitroアッセイには、酵素結合免疫吸着アッセイ（ELISA）、免疫沈降アッセイ、免疫蛍光、酵素免疫アッセイ（EIA）、ラジオイムノアッセイ（RIA）、およびウェスタンブロット分析が含まれるが、これらに限定されない。

キット
本開示は、本開示の方法を簡便かつ効果的に実施するための様々なキットを含む。典型的には、キットは、ユーザーが被験体の1つまたは複数の治療を行い、1つまたは複数の実験を行うことができるように、十分な量および数の構成要素を含む。
一実施形態では、本開示は、本開示のCA2バイオサーキットまたは本開示のCA2バイオサーキットの組み合わせを、任意に他の適切な活性剤と組み合わせて含む、in vitroまたはin vivoで遺伝子を阻害するためのキットを提供する。
キットは、製剤組成物を形成するための包装および説明書および／またはデリバリー剤をさらに含んでいてもよい。デリバリー剤は、例えば、生理食塩水、緩衝液などから構成されていてもよい。

追加の実施形態では、アッセイのスクリーニングキットが提供される。キットは、スクリーニング検定のための容器を含む。アッセイの使用説明書およびスクリーニング方法に関する情報が、キットに含まれるようになっている。

IV.用途
本開示のCA2バイオサーキット、CA2エフェクターモジュール、SRE、刺激、組成物または刺激の1つまたは複数を含むシステムは、治療、診断および予後、バイオエンジニア、バイオプロセシング、バイオファクトリー、研究剤、メタボロミクス、遺伝子発現、酵素置換などを含むがこれらに限定されない多種多様な用途に利用することができる。

治療上の利用
がん免疫療法
がん免疫療法は、がんに対する免疫系の反応性を誘導または回復させることを目的としている。免疫療法の研究が大きく進展したことにより、様々な戦略が開発されており、それらは大きく能動的免疫療法と受動的免疫療法に分類される。一般的に、これらの戦略は、がん細胞を直接殺すため、または免疫抑制性の腫瘍微小環境に対抗するために利用される。能動的免疫療法は、内因性で長期にわたる腫瘍抗原特異的な免疫反応の誘発を目的とする。この反応は、サイトカインなどの免疫反応修飾因子を非特異的に刺激することで、さらに高めることができる。一方、受動的免疫療法は、腫瘍抗原特異的な細胞傷害性T細胞や抗体などのエフェクター免疫分子を宿主に投与するアプローチである。このアプローチは短命であり、複数回の適用が必要である。
現在の免疫療法の有効性は、著しい進歩にもかかわらず、関連する毒性によって制限されている。これは、臨床的に意味のある治療効果を得るためには、致命的な毒性の限界まで治療量を増やす必要があることに起因している。さらに、養子移入によって移された免疫細胞は、患者の体内で予測不能に増殖し続けるため、投与量は生体内で拡大していく。
免疫療法の主なリスクは、腫瘍関連抗原（TAA）の正常組織での発現に反応してT細胞が活性化されることで生じる、オンターゲットでありながら腫瘍外の副作用である。特定のTAAに対してT細胞受容体を発現させたT細胞を用いた臨床試験では、免疫療法に対する皮膚の発疹、大腸炎、難聴などが報告されている。

また、免疫療法では、免疫療法に反応して腫瘍細胞が死滅したときに現れる標的腫瘍上の毒性が生じることがある。この副作用には、腫瘍溶解症候群、サイトカイン放出症候群、関連するマクロファージ活性化症候群などがある。重要なのは、これらの副作用が腫瘍の破壊中に発生する可能性があることであり、したがって、腫瘍上の免疫療法が成功しても、毒性が発生する可能性がある。したがって、免疫療法を制御するアプローチは、毒性を低減し、有効性を最大化する可能性があるため、非常に望ましい。
本開示は、がん免疫療法のためのシステム、組成物、免疫療法薬および方法を提供する。これらの組成物は、免疫療法における遺伝子発現および機能の調整可能な制御を提供する。また、本開示は、CA2バイオサーキットシステム、CA2エフェクターモジュール、刺激応答要素（SRE）およびペイロード、ならびに前記のいずれかをコードするポリヌクレオチドを提供する。一態様では、本明細書に記載されているシステム、組成物、免疫療法薬および他の構成要素は、別途追加された刺激によって制御することができ、これにより、がん免疫療法を調節するための大きな柔軟性が得られる。さらに、本開示のシステム、組成物、および方法は、化学療法剤、小分子、遺伝子治療、および抗体などの治療剤と組み合わせることもできる。
本明細書に記載されているシステムおよび組成物の調整可能な性質は、免疫療法の効力および持続時間を向上させる可能性がある。本開示の組成物を用いて養子的に移植された細胞の生物学的活性を可逆的にサイレンシングすることにより、取り返しのつかないほどに殺して治療を終了させることなく、細胞治療の可能性を最大限に高めることができる。

本開示は、患者への投与後に免疫療法を微調整する方法を提供する。これにより、免疫療法の安全性と有効性が向上し、免疫療法から恩恵を受ける可能性のある対象者が増加する。
一実施形態では、CA2バイオサーキットシステム、CA2エフェクターモジュール、SRE、および任意の薬剤の発現レベルと活性を調整する成分を、免疫療法に使用することができる。非限定的な例として、免疫療法薬は、その抗体および断片および変異体、がん特異的T細胞受容体（TCR）およびその変異体、抗腫瘍特異的キメラ抗原受容体（CAR）、キメラスイッチ受容体、共阻害性受容体またはリガンドの阻害剤、共刺激性受容体およびリガンドのアゴニスト、サイトカイン、ケモカイン、サイトカイン受容体、ケモカイン受容体、可溶性成長因子、代謝因子、自殺遺伝子、ホーミング受容体など、細胞および被験者に免疫応答を誘導するあらゆる薬剤であってもよい。
いくつかの実施形態では、免疫応答を誘導するための組成物は、CA2エフェクターモジュールを含んでもよい。いくつかの実施形態では、CA2エフェクターモジュールは、少なくとも1つのペイロードに動作可能に連結された刺激応答要素（SRE）を含んでいてもよい。一態様では、ペイロードは、免疫療法薬であってもよい。

いくつかの実施形態では、本開示のCA2バイオサーキットシステム、CA2エフェクターモジュール、および組成物は、免疫療法薬のタンパク質（ペイロード）機能抗腫瘍免疫応答の翻訳後調節に関するものである。

1.養子細胞移植(養子免疫療法)
いくつかの実施形態では、少なくとも1つのCA2バイオサーキットシステム、CA2エフェクターモジュール、SRE、および／またはペイロードオブインタレスト（例えば、免疫療法薬）を発現するように遺伝子組み換えされた細胞を、養子細胞治療（ACT）に使用することができる。本明細書では、養子細胞移植とは、直接的な抗がん活性を持つ（自己、同種、または遺伝子組み換え宿主から）免疫細胞を投与することを意味する。ACTは、悪性疾患や感染症に対する臨床応用が期待されている。例えば、CD19を認識するように遺伝子操作されたT細胞は、濾胞性B細胞リンパ腫の治療に使用され（Kochenderferら、Blood, 2010, 116:4099-4102；およびKochenderfer and Rosenberg, Nat Rev Clin Oncol,2013, 10(5): 267-276）、抗腫瘍性T細胞受容体を発現するように遺伝子改変された自己リンパ球を用いたACTが転移性メラノーマの治療に用いられている（Rosenberg and Dudley, Curr. Opin. Immunol. 2009, 21: 233-240）。
本開示によれば、CA2バイオサーキットおよびシステムは、養子細胞療法などの細胞療法の開発および実施に使用することができる。細胞療法に有用な特定のエフェクターモジュールは、国際公開第2017／180587号の図7-12に示されており、その内容は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。CA2バイオサーキット、CA2エフェクターモジュール、およびそれらのSREとペイロードは、CAR療法を実現するために、TILの操作または調節において、同種細胞療法において、他の治療ライン（例えば、放射線、サイトカイン）との併用T細胞療法において、人工TCR、または改変TCRをコード化するために、あるいはTCR以外のT細胞を強化するために（例えば、サイトカイン遺伝子、チェックポイント阻害剤PD1、CTLA4の遺伝子を導入することによって）、細胞療法において使用され得る。
本明細書では、養子細胞治療に使用するための方法を提供する。本方法は、それを必要とする対象をプレコンディショニングすること、本開示のSRE、CA2バイオサーキットおよび組成物を用いて免疫細胞を調節すること、本明細書に記載の組成物を発現する人工免疫細胞を対象に投与すること、および対象内での人工細胞の生着に成功することを含む。

いくつかの実施形態では、本開示のSRE、CA2バイオサーキットおよび組成物は、養子細胞治療に関連するプレコンディショニングレジメンを最小化するために使用することができる。本明細書で使用される「プレコンディショニング」とは、養子細胞治療の結果を改善するために対象者に投与される任意の治療レジメンを指す。プレコンディショニングとしては、全身照射やリンパ節除去のための化学療法などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。プレコンディショニングを行わない養子療法の臨床試験では、臨床上の有益性が示されておらず、ACTにおけるプレコンディショニングの重要性が示されている。しかし、プレコンディショニングは重大な毒性を伴い、ACTに適した被験者コホートが限定される。いくつかの例では、ACT用の免疫細胞は、本開示のSREを使用してペイロードとしてIL12およびIL15などのサイトカインを発現するように設計され、プレコンディショニングの必要性を低減することができる（Pengramら（2012）Blood 119（18）：4133-41、その内容は参照により全体として組み込まれる）。
いくつかの実施形態では、ACTのための免疫細胞は、樹状細胞、CD8⁺ T細胞およびCD4 ⁺T細胞などのT細胞、ナチュラルキラー（NK）細胞、NK T細胞、細胞傷害性Tリンパ球（CTL）、腫瘍浸潤リンパ球（TILs）、リンパカイン活性化キラー（LAK）細胞、メモリーT細胞、制御性T細胞（Tregs）、ヘルパーT細胞、サイトカイン誘発性キラー（CIK）細胞、およびこれらの任意の組み合わせであってもよい。他の実施形態では、ACT用の免疫刺激細胞は、胚性幹細胞（ESC）および人工多能性幹細胞（iPSC）から生成されてもよい。いくつかの実施形態では、自己または同種の免疫細胞がACTのために使用される。
いくつかの実施形態では、ACTに使用される細胞は、目的の腫瘍細胞上の抗原に特異的な抗原結合ドメインを含むCARを発現するように設計されたT細胞であってもよい。他の実施形態では、ACTに使用される細胞は、目的の腫瘍細胞上の抗原に特異的な抗原結合ドメインを含むCARを発現するように設計されたNK細胞であってもよい。免疫療法のための遺伝子組み換えT細胞（例えば、CAR T細胞）の養子移入に加えて、CARを発現する別の種類の白血球を、単独で、またはCAR T細胞と組み合わせて、養子免疫療法に使用してもよい。一例では、T細胞とNK細胞の混合物をACTに使用してもよい。本開示によれば、T細胞およびNK細胞におけるCARの発現レベルは、CA2エフェクターモジュールのCARに作動可能に連結されたDD（複数可）に結合する小分子によって調整および制御される。

いくつかの実施形態では、本開示のCARは、T細胞の力価を高めつつ、均一なCAR発現を達成するために、T細胞におけるT細胞受容体α定数（TRAC）遺伝子座の転写制御下に置かれてもよい。TRAC遺伝子座は、CRISPR/Cas 9、Znフィンガーヌクレアーゼ（ZFN）、TALENを使用して破壊し、その後にCAR構築物を挿入してもよい。TRAC遺伝子座に向けられたCAR構築物を操作する方法は、Eyquem J. et al (2017) Nature.543(7643):113-117に記載されている（その内容は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる）。
いくつかの実施形態では、本組成物を発現するように設計されたNK細胞をACTに使用することができる。NK細胞の活性化は、標的細胞におけるパーフォリン／グランザイム依存性のアポトーシスを誘導する。また、NK細胞の活性化は、IFNγ、TNF-α、GM-CSFなどのサイトカインの分泌を誘導する。これらのサイトカインは、マクロファージの貪食機能や抗菌活性を高め、樹状細胞（DC）などの抗原提示細胞による抗原提示のアップレギュレーションを介して、適応免疫応答を増強する（Reviewed by Vivier et al.Immunol., 2008, 9(5): 503-510に掲載されている。）
遺伝子組み換えの他の例としては、キメラ抗原受容体（CAR）の導入や、NKG2Aなどの阻害性NK細胞受容体のダウンレギュレーションなどが考えられる。

また、NK細胞は、腫瘍細胞との相互作用時に、NK細胞の阻害シグナルを回避するように遺伝的に再プログラムされてもよい。例えば、CRISPR、ZFN、またはTALENを使用して、NK細胞を遺伝的に改変し、その阻害性受容体を発現抑制させることで、NK細胞の抗腫瘍能力を高めることができる。
免疫細胞は、当技術分野で知られている様々な方法を用いてex vivoで分離・拡大することができる。例えば、細胞障害性T細胞を単離および拡大する方法は、米国特許第6,805,861号および第6,531,451号米国特許公開US20160348072A1および国際特許公開WO2016168595A1に記載され、これらの各々の内容は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。NK細胞の単離および拡大は、米国特許公開US20150152387A1、米国特許第7,435,596号、およびOyer, J.L. (2016) Cytotherapy.18(5):653-63；に記載され、これらの各々の内容は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。具体的には、ヒト初代NK細胞は、フィーダー細胞例えば、膜結合IL15、IL21、IL12および4-1BBLを発現するように遺伝的に改変されたミエロイド細胞株の存在下で増殖させてもよい。
いくつかの例では、免疫細胞のサブ集団がACTのために濃縮されることがある。免疫細胞を濃縮するための方法は、国際特許公開WO2015039100A1に記載されている。別の例では、BおよびTリンパ球減衰マーカーBTLAに陽性のT細胞は、米国特許出願第9,512,401号中に記載されているように、抗がん剤反応性を有するT細胞を濃縮するために使用されてもよい（それぞれの内容は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる）。

いくつかの実施形態では、ACT用の免疫細胞は、T細胞の拡大を強化するために選択されたサブ集団を枯渇させてもよい。例えば、免疫細胞は、米国特許公開US20160298081A1に教示されている方法を用いて、抗腫瘍免疫応答を最小化するためにFoxp3+ Tリンパ球を枯渇させてもよく、その内容は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
いくつかの実施形態では、ACTのためのT細胞の活性化および拡大は、細胞表面上に一過性に発現したキメラ抗原受容体（CAR）の抗原刺激によって達成される。そのような活性化方法は、国際特許WO2017015427に記載されており、その内容は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
いくつかの実施形態では、免疫細胞は、抗原提示細胞（APC）に関連する抗原によって活性化されてもよい。いくつかの実施形態では、APCは、抗原特異的または非特異的な樹状細胞、マクロファージまたはB細胞であってもよい。APCは、その器官において、自己または同種のものであってもよい。いくつかの実施形態では、APCは、細胞ベースのaAPCまたは無細胞aAPCなどの人工抗原提示細胞（aAPC）であってもよい。細胞ベースのaAPCは、ヒト赤白血病細胞などの遺伝的に改変された同種細胞、またはネズミの繊維芽細胞やショウジョウバエの細胞などの異種細胞のいずれかから選択されてもよい。また、APCは、抗原や共同刺激ドメインがラテックスビーズ、ポリスチレンビーズ、脂質小胞、エクソソームなどの合成表面に提示された無細胞性のものであってもよい。

いくつかの実施形態では、本明細書に記載の細胞、具体的にはT細胞は、人工細胞プラットフォームを使用して拡大されてもよい。一実施形態では、成熟T細胞は、Seet CS et al. 2017. Nat Methods. 14, 521－530に記載した人工胸腺オルガノイド（ATO）を用いて生成されてもよい（その内容は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる）。ATOは、delta like canonical notch ligand（DLL1）を発現するストローマ細胞株に基づいている。この方法では、ストローマ細胞を遠心分離により造血幹細胞および前駆細胞と凝集させ、気液界面の細胞培養インサート上に展開してオルガノイド培養を行う。ATO由来のT細胞は、ナイーブな表現型を持ち、多様なT細胞受容体（TCR）レパートリーとTCR依存性の機能を持っている。
いくつかの実施形態では、養子細胞治療は、治療を必要とする対象者から細胞を得て、その細胞を分離・処理した後に同じ対象者に投与する自己移入によって行われる。他の例では、ACTは、最終的に細胞治療を受けるレシピエント被験者とは別のドナー被験者から細胞を分離および／または調製する同種移植を伴う場合がある。ドナー被験者とレシピエント被験者は、遺伝的に同一または類似していてもよいし、同じHLAクラスまたはサブタイプを発現していてもよい。
いくつかの実施形態では、ACTのために免疫細胞に導入される複数の免疫療法薬（例えば、T細胞およびNK細胞）は、同一のCA2バイオサーキットシステムによって制御されてもよい。他の実施形態では、ACTのために免疫細胞（例えば、T細胞およびNK細胞）に導入される複数の免疫療法薬は、異なるバイオサーキットシステムによって制御されてもよい。別の例では、自殺遺伝子およびCAR構築物が、2つの別々のエフェクターモジュールに連結されてもよい。

本明細書に記載されているSRE、CA2バイオサーキット、および組成物を用いた遺伝的調節の後、細胞はそれを必要とする対象に投与される。養子細胞治療のための細胞の投与方法は知られており、提供される方法および組成物に関連して使用することができる。例えば、養子T細胞療法の方法は、例えば、Gruenbergらに対する米国特許出願公開第2003／0170238号；Rosenbergに対する米国特許第4，690，915号；Themeli et al. (2013) Nat Biotechnol. 31(10): 928-933; Tsukahara et al. (2013) Biochem Biophys Res Commun 438(1): 84-9; Davila et al. (2013) PLoS ONE 8(4): e61338に記載され、これらの各々の内容は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
いくつかの実施形態では、ACT用の免疫細胞は、免疫細胞の活性化、浸潤、拡大、生存、および抗腫瘍機能を促進する1つまたは複数の免疫療法薬を発現するように改変されてもよい。免疫療法薬は、異なる標的分子に特異的な第2のCARまたはTCR、サイトカインまたはサイトカイン受容体、抑制性シグナルを刺激性シグナルに変換するキメラスイッチ受容体、養子移入された細胞を腫瘍組織などの標的部位に誘導するホーミング受容体、免疫細胞の代謝を最適化する薬剤、または移植後に重篤な事象が発生した場合や、移植した免疫細胞が不要になった場合に、活性化したT細胞を死滅させる安全スイッチ遺伝子（例えば、自殺遺伝子）などであってもよい。
いくつかの実施形態では、養子移入細胞移植に用いる免疫細胞を遺伝子操作して、その持続性、細胞毒性、腫瘍ターゲティング能力、および生体内の疾患部位への帰巣能力を向上させ、がん患者の腫瘍を死滅させる能力をさらに向上させることを目的としている。一例として、ガンマ-サイトカイン（IL2、IL15）などのサイトカインを含む本明細書に記載のCA2エフェクターモジュールを免疫細胞に導入し、免疫細胞の増殖と生存を促進することが挙げられる。サイトカイン遺伝子（ガンマ-サイトカインIL2やIL15など）を細胞に導入することで、外因性サイトカインを添加することなく免疫細胞を増殖させることができ、サイトカインを発現したNK細胞は腫瘍細胞傷害性を高めることができる。

いくつかの実施形態では、CA2バイオサーキット、SREまたはCA2エフェクターモジュールを利用して、T細胞の消耗を防ぐことができる。本明細書で使用される「T細胞消耗」とは、慢性的なT細胞活性化によって引き起こされるT細胞機能の段階的かつ漸進的な喪失を意味する。T細胞の消耗は、抗ウイルス剤や抗腫瘍剤などの免疫療法の効果を制限する主な要因である。消耗したT細胞は、増殖能やサイトカイン産生能が低く、同時にアポトーシス率が高く、複数の抑制性受容体の表面発現が高い。T細胞の活性化は、抗原の存在下でも非存在下でも起こりうる。
いくつかの実施形態では、CA2バイオサーキットおよびその構成要素は、キメラ抗原受容体-T細胞療法（CAR-T）において、T細胞の消耗を防ぐために利用されることがある。この文脈では、場合によっては、CARのscFvsが細胞表面上でオリゴマー化し、CARの細胞内ドメインの継続的な活性化につながることで、消耗が生じることがある。非限定的な例として、本開示のCARは、オリゴマー化することができないscFvsを含んでもよい。別の非限定的な例として、抗原曝露後に迅速に内包され、再発現するCARも、細胞表面での慢性的なscFvのオリゴマー化を防ぐために選択されてもよい。一実施形態では、構成的なCARシグナリングを防ぐために、scFvsのフレームワーク領域を改変してもよい（Long et al.2014.Cancer Research.74(19) S1、その内容は参照によりその全体が組み込まれる）。また、本開示の調整可能なCA2バイオサーキットシステムは、慢性的なT細胞の活性化を防ぐために、T細胞表面上のCARの表面発現を調節するために使用されてもよい。本明細書に記載のCARはまた、消耗を最小限に抑えるように設計されてもよい。非限定的な例として、41-BBシグナル伝達ドメインは、T細胞の消耗を改善するためにCAR設計に組み込まれてもよい。いくつかの実施形態では、Long H Aらによって開示された戦略のいずれかが、消耗を防ぐために利用されてもよい（Long A H et al.（2015）Nature Medicine 21，581-590、その内容は参照により全体が本明細書に組み込まれる）。

いくつかの実施形態では、本開示のCA2バイオサーキットの調整可能な性質を利用して、トニックCARシグナリングで観察されるヒトT細胞の消耗を逆転させることができる。本開示の組成物を用いて、養子移入された細胞の生物学的活性を可逆的にサイレンシングすることで、強直性シグナル伝達を逆転させ、それによりT細胞を再活性化させることができる。消耗の反転は、消耗に関連する複数の抑制性受容体のダウンレギュレーションによって測定することができる。
いくつかの実施形態では、T細胞の代謝経路を改変して、T細胞の消耗のしやすさを減少させてもよい。代謝経路には、解糖、尿素サイクル、クエン酸サイクル、β酸化、脂肪酸生合成、ペントースリン酸経路、ヌクレオチド生合成、およびグリコーゲン代謝経路が含まれ得るが、これらに限定されない。非限定的な例として、解糖速度を低下させるペイロードは、T細胞の消耗を制限または防止するために利用することができる（Long et al.Journal for Immunotherapy of Cancer 2013, 1(Suppl 1):P21、その内容は参照によりその全体が組み込まれる）。一実施形態では、本開示のT細胞は、2-デオキシグルコースなどの解糖の阻害剤、およびラパマイシンと組み合わせて使用されてもよい。
いくつかの実施形態では、免疫療法に有用な本開示のCA2エフェクターモジュールは、T細胞内の遺伝子座からのCARの発現が、T細胞の消耗と、過剰なT細胞の活性化に起因するT細胞の分化促進を防ぐことを示している（Eyquem J. et al (2017) Nature.543(7643):113-117、その内容は参照により全体が本明細書に組み込まれる）。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載のペイロードは、T細胞の消耗に関連するT細胞表面マーカーを標的とする抗体またはフラグメントと組み合わせて使用することができる。使用することができるT細胞消耗に関連するT細胞表面マーカーには、CTLA-1、PD-1、TGIT、LAG-3、2B4、BTLA、TIM3、VISTA、およびCD96が含まれるが、これらに限定されない。

一実施形態では、本明細書に記載のペイロードは、初期T細胞の消耗に関連するマーカーのアップレギュレーションを示さないCD276 CAR（CD28、4-IBB、およびCD3ゼータ細胞内ドメインを有する）であってもよい（国際特許公開第WO2017044699号を参照、その内容は参照により全体として組み込まれる）。
いくつかの実施形態では、本開示の組成物は、対象におけるTIL（腫瘍浸潤リンパ球）集団を変化させるために利用されてもよい。一実施形態では、本明細書に記載のペイロードのいずれかを利用して、CD4陽性細胞とCD8陽性集団との比率を変化させてもよい。ある実施形態では、TILをex vivoで選別し、本明細書に記載のサイトカインのいずれかを発現するように操作してもよい。本明細書に記載のペイロードは、TIL媒介免疫応答を増強するためにTILのCD4および／またはCD8集団を拡大するために利用されてもよい。

2.がんワクチン
いくつかの実施形態では、本開示のCA2バイオサーキット、CA2エフェクターモジュール、ペイロードオブインタレスト（例えば、免疫療法薬）、ベクター、細胞、および組成物は、がんワクチンと組み合わせて使用することができる。
いくつかの実施形態では、がんワクチンは、腫瘍関連抗原（TAA）に由来するペプチドおよび／またはタンパク質を含んでいる。このような戦略は、対象者に免疫反応を引き起こすために利用されることがあり、これは、いくつかの例では、細胞障害性Tリンパ球（CTL）反応であるかもしれない。また、がんワクチンに使用されるペプチドは、対象者の変異プロフィールに合わせて改変されることがある。例えば、治療を必要とする対象者に見られる変異と一致する変異を有するEGFR由来のペプチドは、肺がん患者に使用することに成功している（Li F et al.（2016）Oncoimmunology.Oct 7;5(12): e1238539、その内容は参照により全体が本明細書に組み込まれる）。
一実施形態では、本開示のがんワクチンは、TAAに由来するスーパーアゴニスト改変ペプチドリガンド（APL）であってもよい。これらは、ネイティブなペプチド配列から1つまたは複数のアミノ酸が逸脱している変異ペプチドリガンドであり、ネイティブなエピトープよりも効果的に特定のCTLクローンを活性化する。このような変化により、ペプチドが制限を受けるクラスI MHC分子とよりよく結合したり、所定の腫瘍特異的CTLサブセットのTCRとより有利に相互作用したりする可能性がある。APLは、米国特許出願公開第US20160317633A1号（その内容は参照により全体が本明細書に組み込まれる）に教示されている方法を用いて、APLを選択することができる。

3.併用療法
いくつかの実施形態では、対象者への投与のために、本明細書に記載の組成物、ベクター、および細胞を組み合わせることが望ましい。異なる免疫療法薬を含む本明細書に記載の組成物は、免疫療法の強化のために組み合わせて使用することができる。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載されている組成物をアジュバントと組み合わせて、抗原特異的な免疫応答の効力と寿命を高めることが望ましい。併用療法で免疫賦活薬として使用されるアジュバントには、抗原をデリバリーする生物学的分子またはデリバリーキャリアが含まれる。非限定的な例として、本開示の組成物は、サイトカイン、Toll Like Receptor、バクテリア毒素、および／またはサポニンなどの生物学的アジュバントと組み合わせてもよい。他の実施形態では、本開示の組成物をデリバリーキャリアと組み合わせてもよい。例示的なデリバリーキャリアには、ポリマーミクロスフェア、免疫刺激複合体、エマルション（水中油型または油中水型）、アルミニウム塩、リポソームまたはビロソームが含まれる。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載のCA2バイオサーキット、CA2エフェクターモジュール、SREおよびペイロードを発現するように改変されたエフェクター免疫細胞を、本明細書に記載の生物学的アジュバントと組み合わせてもよい。CARとサイトカインおよびリガンドの二重制御により、標的を媒介とする活性化の動態制御を内在性細胞のT細胞拡大から分離する。また、このような二重規制は、患者におけるプレコンディショニングレジメンの必要性を最小化する。

いくつかの実施形態では、1つまたは複数の抗原特異的TCRまたはCARを発現するように改変されたエフェクター免疫細胞を、免疫抑制性の腫瘍微小環境を変換する免疫療法薬を含む本明細書に記載の組成物と組み合わせてもよい。
ある局面では、同一細胞上の異なる標的分子に特異的なCARを発現するように改変されたエフェクター免疫細胞を組み合わせてもよい。例えば、CD19 CARを発現するように改変されたT細胞と、同じCD19 CARを発現するように改変されたNK細胞を組み合わせて、B細胞悪性腫瘍を治療することができる。
他の実施形態では、CARを発現するように改変した免疫細胞をチェックポイントブロック剤と併用することができる。

いくつかの実施形態では、本明細書に記載のCA2バイオサーキット、CA2エフェクターモジュール、SRE、ペイロードを発現するように改変されたエフェクター免疫細胞を、本明細書に記載のがんワクチンと組み合わせることができる。
いくつかの実施形態では、本開示の方法は、本開示の組成物と、がん、感染症、および他の免疫不全障害の治療に有効な他の薬剤、例えば、抗がん剤との組み合わせを含むことができる。本明細書で使用される「抗がん剤」という用語は、例えば、がん細胞を死滅させること、がん細胞にアポトーシスを誘導すること、がん細胞の成長率を低下させること、転移の発生率または数を低下させること、腫瘍サイズを低下させること、腫瘍の成長を阻害すること、腫瘍またはがん細胞への血液供給を低下させること、がん細胞または腫瘍に対する免疫応答を促進すること、がんの進行を防止または抑制すること、またはがんに罹患した対象者の寿命を増加させることによって、対象者のがんに悪影響を及ぼすことができる任意の薬剤を指す。
いくつかの実施形態では、抗がん剤または治療は、化学療法剤、または放射線療法、免疫療法薬、手術、または本開示との組み合わせにより治療効果を向上させる他の治療剤であってもよい。

一実施形態では、CD19 CARを含むCA2エフェクターモジュールは、国際特許出願第2016164580号（その内容は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる）に教示されている方法を用いて、バーキットチロシン受容体キナーゼ（BTK）阻害剤などのアミノピリミジン誘導体と組み合わせて使用することができる。
いくつかの実施形態では、本開示の組成物は、腫瘍細胞の表面上のいくつかの標的分子に特異的な抗体など、本明細書に記載の本発明療法以外の免疫療法と組み合わせて使用することができる。
例示的な化学療法には、限定されるものではないが、アシビシン；アクラルビシン；塩酸アコダゾール；アクロニン；アドゼレシン；アルデスロイキン；アルトレタミン；アンボマイシン；酢酸アメタントロン；アムサクリン；アナストロゾール；アンスラマイシン；アスパラギナーゼ；アスペリン、スリンダック、クルクミン、メクロルエタミン、シクロホスファミド、イホスファミド、メルファラン、クロラムブシルなどのナイトロジェンマスタードを含むアルキル化剤；カルムスチン（BC U）、ロムスチン（CCNU）、セムスチン（メチル-CC U）などのニトロソウレア類、トリエチレンメラミン（TEM）、トリエチレン、チオホスホラミド（チオテパ）、ヘキサメチルメラミン（HMM、アルトレタミン）などのチレンイミン／メチルメラミン、ブスルファンなどのアルキルスルホン酸塩、ダカルバジン（DTIC）などのトリアジン類メトトレキサート、トリメトレキサートなどの葉酸類似物質、5-フルオロウラシル、フルオロデオキシウリジン、ゲムシタビン、シトシンアラビノシド（AraC、シタラビン）、5-アザシチジン、2.2'-ジフルオロデオキシウリジンなどのピロリジン類似物質などの代謝拮抗剤2'-ジフルオロデオキシシチジン、6-メルカプトプリン、6-チオグアニン、アザチオプリンなどのプリン類似体、2'-デオキシコホルマイシン（ペントスタチン）、エリスロヒドロキシノニルアデニン（EHNA）、フルダラビンリン酸塩、2-クロロデオキシアデノシン（クラドリビン、2-CdA）など、パクリタキセルなどの抗ミトコンドリア薬、ビンブラスチン（VLB）、ビンクリスチン、ビノレルビンなどのビンカアルカロイド、タキソテール、エストラムスチン、エストラムスチンリン酸塩などの天然物、エトポシド、テニポシドなどのエピポドフィロトキシン類；アクチモマイシンD、ダウノマイシン（ルビドマイシン）、ドキソルビシン、ミトキサントロン、イダルビシン、ブレオマイシン、プリカマイシン（ミトラマイシン）、マイトマイシンC、アクチノマイシンなどの抗生物質、L-アスパラギナーゼなどの酵素、インターフェロン(IFN)-ガンマ、腫瘍壊死因子(TNF)-アルファ、TNF-ベータ、GM-CSFなどのサイトカイン、アンジオスタチン、エンドスタチンなどの抗血管新生因子、可溶性VGF/VEGF受容体を含む血管新生因子の受容体の可溶性形態などのFGFまたはVEGFの阻害剤、シスプラチンやカルボプラチンなどの白金錯体、ミトキサントロンなどのアントラセンジオン、ヒドロキシウレアなどの置換尿素、N-メチルヒドラジン（MIFf）やプロカルバジンなどのメチルヒドラジン誘導体、ミトタン（ο,ρ'-DDD）やアミノグルテチミドなどの副腎皮質抑制剤、プレドニゾンおよび同等物、デキサメタゾン、アミノグルテチミドなどの副腎皮質ステロイド拮抗薬、ヒドロキシプロゲステロンカプロエート、メドロキシプロゲステロンアセテート、メゲストロールアセテートなどのプロゲスチンなどのホルモンおよび拮抗薬、ジエチルスチルベストロール、エチニルエストラジオール相当物などのエストロゲン、タモキシフェンなどの抗エストロゲン、プロピオン酸テストステロン、フルオキシメステロン/相当物などのアンドロゲン、フルタミド、ゴナドトロピン放出ホルモン類似体、ロイプロリドなどの抗アンドロゲン、フルタミドなどの非ステロイド系抗アンドロゲン剤キナーゼ阻害剤、ヒストン・デアセチラーゼ阻害剤、メチル化阻害剤、プロテアソーム阻害剤、モノクローナル抗体、酸化剤、抗酸化剤、テロメラーゼ阻害剤、BH3模倣剤、ユビキチンリガーゼ阻害剤、スタット阻害剤、受容体チロシンキナーゼ阻害剤（メシル酸イマチニブ（GleevacまたはGlivacとして販売されている）およびエルロチニブ（EGF受容体阻害剤）、現在タルベカとして販売されている）などオセルタミビルリン酸塩、アンフォテリシンB、パリビズマブなどの抗ウイルス剤、Sdi 1模倣剤、セムスチン、セネッセンス由来インヒビター1、スパルフォシン酸、スピカマイシンD、スピロムスチン、スプレノペンチン、スポンギスタチン1、スクアラミン、スティピアミド、ストロメライシン阻害剤、スルフィノシン、超活性血管作動性腸ペプチドアンタゴニスト、ベラレゾール、ベラミン、ベルジン、ベルテポルフィン、ビノレルビン、ビンザルチン、ビタクシン、ボロゾール、ザノテロン、ゼニプラチン、ジラスコーブ、ジノスタチンスティマラマー、PI3Kβ小分子阻害剤（GSK2636771）、汎PI3K阻害剤（BKM120）、BRAF阻害剤、ベムラフェニブ（ゼルボラフ）およびダブラフェニブ（タフィンラー）、または前記の任意の類似体または誘導体および変異体が含まれる。

放射線治療剤および因子には、例えば、γ線、X線、UV線、マイクロ波、電子放射、放射性同位元素などのDNA損傷を誘発する放射線および波動が含まれる。治療は、上述の形態の放射線を局所的な腫瘍部位に照射することによって達成され得る。これらの要因は、DNAの損傷、DNAの前駆体、DNAの複製と修復、染色体の組み立てと維持などに幅広く影響すると考えられる。X線の線量範囲は、1日あたり50-200レントゲンを3-4週間の長期にわたって照射するものから、1回あたり2000-6000レントゲンを照射するものまである。放射性同位元素の投与量は、同位元素の半減期、放出される放射線の強さと種類、腫瘍細胞への取り込みに応じて、大きく異なる。

いくつかの実施形態では、化学療法剤は、レナリドミド（LEN）などの免疫調節剤であってもよい。最近の研究では、レナリドミドがCAR改変T細胞の抗腫瘍機能を高めることが実証されている（Otahal et al.、Oncoimmunology、2015、5（4）：e1115940）。抗腫瘍性抗体の例としては、トシリズマブ、シルトキシマブなどがある。
本開示の組成物と組み合わせて使用することができる他の薬剤には、Fas/Fasリガンド、DR4またはDR5/TRAILおよびGAP接合部などの細胞表面受容体およびそのリガンドのアップレギュレーションに影響を与える薬剤、細胞静菌剤および分化剤、フォーカルアドヒージョンキナーゼ（FAKs）阻害剤およびロバスタチンなどの細胞接着の阻害剤、または抗体C225などのアポトーシス誘導剤に対する高増殖性細胞の感受性を高める薬剤が含まれるが、これらに限定されない。
組み合わせには、本開示の組成物と他の薬剤を同時にまたは別々に投与することが含まれる。あるいは、本発明の免疫療法は、数分、数日、数週間、数ヶ月の範囲の間隔で、他の薬剤／治療法に先行または後続してもよい。

4.疾患
本開示では、必要とする対象における腫瘍体積または負担を低減する方法であって、本明細書に記載の組成物を対象に導入することを含む方法が提供される。
また、本開示は、本明細書に記載の少なくとも1つのCA2エフェクターモジュールを発現するように遺伝的に改変されたエフェクター免疫細胞の有効量を対象者に投与することを含む、対象者のがんを治療する方法を提供する。

がん
様々ながんは、本開示の医薬組成物、CA2バイオサーキット、CA2バイオサーキット成分、それらのSREを含むCA2エフェクターモジュール、またはペイロードで治療することができる。本明細書で使用する場合、用語「がん」は、周囲の組織に侵入し、新しい身体部位に転移する傾向がある無形成細胞の増殖によって特徴付けられる様々な悪性新生物のいずれかを指し、また、そのような悪性新生物の成長によって特徴付けられる病理学的状態を指す。がんは、腫瘍または血液悪性腫瘍であり、あらゆる種類のリンパ腫／白血病、がん腫および肉腫、肛門、膀胱、胆管、骨、脳、乳房、子宮頸部、結腸／直腸、子宮内膜、食道、眼、胆嚢、頭頸部、肝臓、腎臓、喉頭、肺、縦隔、口、卵巣、膵臓、陰茎、前立腺、皮膚、小腸、胃、骨髄、尾骨、精巣、甲状腺、子宮に見られるがんや腫瘍などを含むが、これらに限定されない。
本開示の組成物で治療することができるがん腫の種類には、乳頭腫／がん腫、絨毛がん、内胚葉洞腫瘍、奇形腫、腺腫／腺がん、メラノーマ、線維腫、脂肪腫、平滑筋腫、横紋筋腫、中皮腫、血管腫、骨腫、軟骨腫、神経膠腫、リンパ腫/白血病、扁平上皮がん、小細胞がん、大細胞未分化がん、基底細胞がん、副鼻腔未分化がんなどが含まれる。
本開示の組成物で治療することができる肉腫の種類としては、歯槽軟部肉腫などの軟部組織肉腫、血管肉腫、皮膚線維肉腫、デスモイド腫瘍、デスモプラスティック小円形細胞腫瘍、骨外性軟骨肉腫、骨外性骨肉腫、線維肉腫、血管外皮腫、血管肉腫、カポジ肉腫、平滑筋肉腫、脂肪肉腫、リンパ管肉腫、リンパ肉腫、悪性線維性組織球腫、神経線維肉腫、横紋筋肉腫、滑膜肉腫、アスキン腫瘍、ユーイング肉腫（原始神経外胚葉性腫瘍）、悪性血管内皮腫、悪性神経鞘腫、骨肉腫、および軟骨肉腫などが含まれる。

非限定的な例として、治療することができるがん腫は、急性顆粒球性白血病、急性リンパ球性白血病、急性骨髄性白血病、腺がん、腺肉腫、副腎がん、副腎皮質がん、肛門がん、退形成性星細胞腫、血管肉腫、虫垂癌、アストロサイトマ、基底細胞がん、B細胞リンパ腫）、胆管がん、膀胱がん、骨がん、腸がん、脳がん、脳幹神経膠腫、脳腫瘍、乳がん、カルチノイド腫瘍、子宮頸がん、胆管がん、軟骨肉腫、慢性リンパ性白血病、慢性骨髄性白血病、大腸がん、結腸直腸がん、頭蓋咽頭腫、皮膚リンパ腫、皮膚黒色腫、びまん性星細胞腫、乳管内上皮内癌、子宮内膜がん、上衣腫、類上皮性肉腫、食道がん、ユーイング肉腫、肝外胆管がん、眼球がん、卵管がん、線維肉腫、胆嚢がん、胃腸がん、消化器がん、消化管カルチノイドがん、消化管間質性腫瘍、全身がん、胚芽細胞腫、多形性膠芽腫、神経膠腫、毛髪細胞白血病、頭頸部がん、血管内皮腫、ホジキンリンパ腫、ホジキン病、ホジキンリンパ腫、下咽頭がん、浸潤性管状がん、浸潤性小葉がん、炎症性乳がん、腸がん、肝内胆管がん、浸潤性／浸潤性乳がん、膵島細胞がん、顎がん、カポジ肉腫、腎臓がん、喉頭がん、平滑筋肉腫、下肢静脈瘤転移、白血病、口唇がん、脂肪肉腫、肝臓がん、人工肺小葉がん、低悪性度星細胞腫、肺がん、リンパ節がん、リンパ腫、男性乳がん、髄様がん、髄芽腫、メラノーマ、髄膜腫、メルケル細胞がん、間葉系軟骨肉腫、間充織、中皮腫、転移性乳がん、転移性黒色腫、転移性扁平上皮がん、混合神経膠腫、口腔がん、粘液がん、粘膜黒色腫、多発性骨髄腫、鼻腔がん、鼻咽頭がん、頸部がん、神経芽細胞腫、神経内分泌腫瘍、非ホジキンリンパ腫、非ホジキンリンパ腫、非小細胞肺がん、燕麦細胞がん、眼がん、眼黒色腫、乏突起膠腫、口腔がん、口腔内がん、口腔咽頭がん、骨原性肉腫、骨肉腫、卵巣がん、卵巣上皮がん、卵巣胚細胞腫瘍、卵巣原発性腹膜がん、卵巣性索間質性腫瘍、パジェット病、膵臓がん、乳頭がん、副鼻腔がん、副甲状腺がん、骨盤がん、陰茎がん、末梢神経がん、腹膜がん、咽頭がん、褐色細胞腫、毛様細胞性星状細胞腫、松果体腫瘍、松果体芽細胞腫、下垂体がん、原発性中枢神経系リンパ腫、前立腺がん、直腸がん、腎細胞がん、腎盂がん、横紋筋肉腫、唾液腺がん、肉腫、肉腫、骨がん、肉腫、軟部肉腫、子宮肉腫、副鼻腔がん、皮膚がん、小細胞肺がん、小腸がん、軟部肉腫、脊椎がん、脊柱がん、脊髄がん、脊髄腫瘍、扁平上皮がん、胃がん、滑膜肉腫、T細胞リンパ腫）、精巣がん、咽頭がん、胸腺腫／胸腺がん、甲状腺がん、舌がん、扁桃がん、移行細胞がん、移行期細胞がん、移行細胞がん、トリプルネガティブ乳がん、卵管がん、尿細管がん、尿管がん、尿管がん、尿道がん、子宮腺がん、子宮がん、子宮肉腫、膣がん、および外陰がんであってもよい。

感染症
いくつかの実施形態では、本明細書に記載のCA2バイオサーキットは、感染症の治療に使用されてもよい。本開示のCA2バイオサーキットは、マクロファージ、樹状細胞、ナチュラルキラー細胞、およびまたはT細胞などの養子移入細胞移植に適した細胞に導入されてもよい。本開示のCA2バイオサーキットによって治療される感染症は、ウイルス、細菌、真菌、および／または寄生虫によって引き起こされる疾患であってもよい。本開示のIL15-IL15Raペイロードは、感染症の治療に有用な免疫細胞の増殖および／または持続性を高めるために使用されてもよい。
本明細書において「感染症」とは、哺乳類の細胞、好ましくはヒトの細胞に感染し、病状を引き起こす任意の病原体や薬剤によって引き起こされる疾患を指す。その例としては、細菌、酵母、真菌、原生動物、マイコプラズマ、ウイルス、プリオン、および寄生虫などが挙げられる。例えば、（a）ウイルス性疾患に関与するものとして、例えば、アデノウイルス、ヘルペスウイルス（例えば、HSV-I、HSV-II、CMV、またはVZV）、ポックスウイルス（例えば、ヴァリオラまたはワクシニア、または伝染性軟属腫などのオルトポックスウイルス）、ピコルナウイルス（例えば、ライノウイルスまたはエンテロウイルス）、オルトミクソウイルス（例えば、インフルエンザウイルス）、パラミクソウイルス（例えば、パラインフルエンザウイルス、ムンプスウイルス、麻疹ウイルス、および呼吸器合胞体ウイルス（RSV））、コロナウイルス（例えば、SARS）、パポバウイルス（例えば、性器いぼ、尋常性疣贅、足底いぼの原因となるパピローマウイルス）、ヘパドナウイルス（例えば、B型肝炎ウイルス）、フラビウイルス（例えば、C型肝炎ウイルス、デングウイルス）、またはレトロウイルス（例えば、HIVなどのレンチウイルス）、(b）細菌性疾患としては、例えば、エシェリヒア属、エンテロバクター属、サルモネラ属、スタフィロコッカス属、シゲラ属、リステリア属、アエロバクター属、ヘリコバクター属、クレブシエラ属、プロテウス属、シュードモナス属、ストレプトコッカス、クラミジア、マイコプラズマ、肺炎球菌、ナイセリア、クロストリジウム、バチルス、コリネバクテリウム、マイコバクテリウム、カンピロバクター、ビブリオ、セラチア、プロビデンシア、クロモバクテリウム、ブルセラ、エルシニア、ヘモフィルス、またはボルデテラ、などの細菌の感染により生じる疾患、(c)その他の感染症としては、クラミジア、カンジダ症、アスペルギルス症、ヒストプラスマ症、クリプトコッカル髄膜炎などの真菌症、マラリア、ニューモシスティス・カルニ肺炎、リーシュマニア症、クリプトスポリジウム症などの寄生虫症など、クロイツフェルト・ヤコブ病（CJD）、変異型クロイツフェルト・ヤコブ病（vCJD）、ゲルストマン・ストラウスラー・シェインカー症候群、致死性家族性不眠症、クルなどのヒトの病気を引き起こすプリオンが挙げられる。

併用療法
本開示はさらに、他の医薬品および／または他の治療方法と組み合わせて、例えば、これらの障害を治療するために現在採用されているものなどの既知の医薬品および／または既知の治療方法と組み合わせて、1つまたは複数の形態のがんを治療するための本開示の医薬組成物、CA2バイオサーキット、CA2バイオサーキット成分、それらのSREまたはペイロードを含むCA2エフェクターモジュールの使用に関するものである。例えば、本開示の医薬組成物、CA2バイオサーキット、CA2バイオサーキット成分、それらのSREまたはペイロードを含むCA2エフェクターモジュールは、生物学的療法、化学療法および放射線療法などの1つまたは複数の追加の抗がん治療と組み合わせて投与することもできる。したがって、治療には、例えば、イマチニブ（グリーバック）、オールトランスレチノイン酸、モノクローナル抗体治療（ゲムツズマブ、オゾガマイシン）、化学療法（例えば、クロラムブシル、プレドニン、プレドニゾロン、ビンクリスチン、シタラビン、クロファラビン、ファルネシルトランスフェラーゼ阻害剤、デシタビン、MDR1の阻害剤）、リツキシマブ、インターフェロン-α、アントラサイクリン系薬剤（ダウノルビシン、イダルビシンなど）、L-アスパラギナーゼ、ドキソルビシン、シクロホスファミド、ドキソルビシン、ブレオマイシン、フルダラビン、エトポシド、ペントスタチン、またはクラドリビン）、骨髄移植、幹細胞移植、放射線治療、代謝拮抗薬（メトトレキサート、および6-メルカプトプリン）、または国際公開第2017/180587号（その内容は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる）の表5に教示されている抗体のいずれか、またはそれらの組み合わせである。

放射線との組み合わせ
放射線治療（放射線療法、X線療法、または照射とも呼ばれる）は、電離放射線を用いてがん細胞を死滅させ、腫瘍を縮小させる治療法である。放射線治療には、外照射療法（EBRT）による外部からの治療と、内照射による内部からの治療がある。放射線治療の効果は、治療部位に限局されている。放射線治療は、脳腫瘍、乳がん、子宮頸がん、喉頭がん、肺がん、膵臓がん、前立腺がん、皮膚がん、胃がん、子宮がん、または軟部肉腫など、ほとんどすべての種類の固形がんの治療に用いられる。また、放射線は白血病やリンパ腫の治療にも用いられる。

化学療法との併用
化学療法とは、がん細胞を破壊する薬剤を用いてがんを治療することである。現在、「化学療法」という言葉は、標的療法とは対照的に、急速に分裂している細胞全般に作用する細胞毒性薬剤を指すことが多い。化学療法薬は、DNAの複製や新たに形成された染色体の分離など、様々な方法で細胞分裂を阻害する。ほとんどの化学療法は、急速に分裂しているすべての細胞を対象としており、がん細胞に特異的なものではない。ただし、ある程度の特異性は、多くのがん細胞がDNAの損傷を修復できないのに対し、正常な細胞は通常修復できることに由来する。
ほとんどの化学療法レジメンは、組み合わせて投与される。例示的な化学療法剤としては、限定されるものではないが、5-FUエンハンサー、9-AC、AG2037、AG3340、アグリガナーゼ阻害剤、アミノグルテチミド、アムサクリン（m-AMSA）、アスパラギナーゼ、アザシチジン、バティマスタット（BB94）、BAY12-9566、BCH-4556、ビスナフタルイミド、ブスルファン、カペシタビン、カルボプラチン、カルムスタイン+ポリフェプルオサン、cdk4/cdk2阻害剤、クロラムブシル、CI-994、シスプラチン、クラドリビン、CS-682、シタラビンHCl、D2163、ダクチノマイシン、ダクチノマイシンHCl、デポサイト、デキシホサミド、ドセタキセル、ドラステイン、ドキシフルリジン、ドキソルビシン、DX8951f、E 7070、EGFR、エピルビシン、エリスロポエチン、エストラムスチンリン酸エステルナトリウム、エトポシド（VP16-213）、ファルネシルトランスフェラーゼ阻害剤、FK317、フラボピリドール、フロクスリジン、フルダラビン、フルオロウラシル（5-FU）、フルタミド、フラジリン、ゲムシタビン、ヘキサメチルメラミン（HMM）、ヒドロキシウレア（ヒドロキシカルバミド）、イホスファミド、インターフェロンアルファ-2a、インターフェロンアルファ-2b、インターロイキン-2、イリノテカン、ISI641、クレスチン、レモナルDP2202、酢酸リュープロリド（LHRH放出因子類似体）、レバミゾール、LiGLA（リチウム－ガンマ－リノレート）、ロジンシーズ、ロメテクソール、ロムスチン（CCNU）、マリミスタット、塩酸メクロレスタミン（窒素マスタード）、酢酸メゲステロール、メグラミンGLA、メルカプトプリン、メスナ、ミトグアゾン（メチルGAG、メチルグリオキサルビスグアニルヒドラゾン、MGBG）、ミトタン（o.p'-DDD）、ミトキサントロン、ミトキサントロンHCl、MMI 270、MMP、MTA/LY 231514、オクトレオチド、ODN 698、OK-432、オーラルプラチナム、オーラルトキソイド、パクリタキセル（TAXOL.RTM.)、PARP阻害剤、PD183805、ペントスタチン（2'デオキシコホルミシン）、PKC412、プリカミシン、プロカルバジンHCl、PSC833、ラリトレキセド、RASファルネシルトランスフェラーゼ阻害剤、RASがん遺伝子阻害剤、セムスチン（メチル-CCNU）、ストレプトゾシン、スラミン、クエン酸タモキシフェン、タキサン類似体、テモゾロミド、テニポシド（VM-26）、チオグアニン、チオテパ、トポテカン、チロシンキナーゼ、UFT（テガフル／ウラシル）、バルルビシン、硫酸ビンブラスチン、硫酸ビンデシン、VX-710、VX-853、YM 116、ZD 0101、ZD 0473/アノルムド、ZD 1839、ZD 9331が挙げられる。

イムノオンコロジーと細胞療法
近年のがん免疫学の進歩により、免疫システムががんを抑制するためのいくつかのアプローチが開発されている。このような免疫療法には、モノクローナル抗体を用いてがん抗原を標的とする方法や、（例えば、キメラ抗原受容体や人工T細胞受容体を含む）人工T細胞を生体外で導入する方法などがある。
いくつかの実施形態では、本開示の医薬組成物、CA2バイオサーキット、CA2バイオサーキット成分、それらのSREを含むCA2エフェクターモジュール、またはペイロードは、1つまたは複数のがんを標的とする免疫系の調節または変更または利用において使用されてもよい。このアプローチは、他のそのような生物学的アプローチと一緒に考慮されてもよく、例えば、インターフェロン、インターロイキン、コロニー刺激因子、他のモノクローナル抗体、ワクチン、遺伝子治療、および非特異的免疫調節剤の投与などの免疫応答調節療法も、本開示の医薬組成物、CA2バイオサーキット、CA2バイオサーキット成分、それらのSREまたはペイロードを含むCA2エフェクターモジュールと組み合わせられる抗がん療法として想定される。
がん免疫療法とは、患者自身の免疫系を誘導してがんと闘うように設計された多様な治療戦略を指す。いくつかの実施形態では、本開示の医薬組成物、CA2バイオサーキット、CA2バイオサーキット成分、それらのSREを含むCA2エフェクターモジュール、またはペイロードは、免疫腫瘍治療薬として設計されている。

細胞治療
細胞性免疫療法には、腫瘍浸潤リンパ球（TIL）療法、キメラ抗原受容体（CAR）を搭載した遺伝子組み換えT細胞、遺伝子組み換えTCR技術などがある。
本開示によれば、CA2バイオサーキットおよびシステムは、養子細胞治療などの細胞療法の開発および実施に使用することができる。細胞治療に有用な特定のエフェクターモジュールは、図に示されている。国際公開第2017/180587号（その各々の内容は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる）の8-13に示されている。CA2バイオサーキット、CA2エフェクターモジュール、およびそれらのSREとペイロードは、TCR除去-TCR遺伝子破壊、TCR操作、エピトープタグ付き受容体の調節、T細胞を刺激するためのAPCプラットフォームにおける効果として、細胞治療に使用され得る。T細胞を刺激するためのAPCプラットフォームや、抗原を用いたex vivo刺激、TCRとCARの組み合わせ、TILsの操作や制御、同種細胞療法、T細胞療法と他の治療法（例えば、放射線、サイトカイン）との併用など、様々な場面で使用することができる。また、人工TCRや改変TCRをコード化したり、TCR以外のT細胞を強化するために（サイトカイン遺伝子やチェックポイント阻害剤であるPD1、CTLA4の遺伝子を導入するなど）、様々な方法で開発されている。
いくつかの実施形態では、細胞療法を支持することで改善された奏効率が得られる。

細胞集団の拡大と持続は、ペイロード、例えば、T細胞、NK細胞、またはその他の免疫関連細胞の受容体または経路成分を調節または微調整することによって達成することができる。いくつかの実施形態では、CA2バイオサーキット、その構成要素、SREまたはCA2エフェクターモジュールは、T細胞またはNK細胞の応答を増強するタンパク質の発現を空間的および／または時間的に制御するように設計されている。いくつかの実施形態では、CA2バイオサーキット、SRE、またはCA2エフェクターモジュールは、T細胞またはNK細胞の応答を阻害するタンパク質の発現を空間的および／または時間的に制御するように設計されている。
いくつかの実施形態では、CA2バイオサーキット、SREまたはCA2エフェクターモジュールは、腫瘍の微小環境を再構築するように設計されており、バイオサーキットまたは医薬組成物の有用性を直接的な細胞殺傷を超えて拡張する。
いくつかの実施形態では、CA2バイオサーキット、SREまたはCA2エフェクターモジュールは、CARサイトカインストームを低減、緩和または排除するように設計されている。いくつかの実施形態では、そのような低減、緩和、および／または排除は、固形腫瘍または腫瘍微小環境において生じる。

いくつかの実施形態では、CA2エフェクターモジュールは、1つまたは複数のサイトカインをコードしてもよい。
一態様では、本開示のCA2エフェクターモジュールは、CA2 DD-CD40Lポリペプチドであってもよい。調節可能なDD-CD40Lポリペプチドは、免疫療法薬として直接使用されてもよいし、エフェクター免疫細胞（T細胞およびTIL細胞）に導入されて、養子細胞移植のためのより大きなin vivo拡張および生存能力を有する改変T細胞を生成してもよい。現在の養子細胞治療における過酷なプレコンディショニングレジメンの必要性は、調節されたCA2 DD-CD40Lを用いて腫瘍微小環境を改変し、現在腫瘍抗原標的療法に不応性である固形腫瘍における持続性を高めることで、最小限に抑えることができる。いくつかの実施形態では、CARを発現するT細胞は、DD調節されたCD40Lで装甲され、全身毒性を伴わずに免疫抑制を緩和することができる。
免疫系は、がん以外の疾患の治療にも利用することができる。CA2バイオサーキット、その成分、SREまたはCA2エフェクターモジュールは、自己免疫疾患、アレルギー、移植片対宿主病、および後天性免疫不全症候群（AIDS）などの免疫不全を引き起こす可能性のある疾患および障害を含む（ただしこれらに限定されない）疾患の治療のための免疫療法に利用することができる。

いくつかの実施形態では、本開示のペイロードは、キメラ抗原受容体（CAR）であってもよく、この受容体は、免疫細胞（例えば、T細胞およびNK細胞）に導入されると、CARの細胞外標的部分によって認識される分子を発現する標的（例えば、腫瘍細胞）に対して、免疫細胞を再誘導することができる。
本明細書では、「キメラ抗原受容体（CAR）」とは、T細胞の表面にあるTCRを模倣した合成受容体を意味する。一般的に、CARは、細胞外ターゲティングドメイン、膜貫通領域/領域、および細胞内シグナル/活性化ドメインから構成されている。標準的なCAR受容体では、細胞外ターゲティングドメイン、膜貫通領域、細胞内シグナル/活性化ドメインの各構成要素は、単一の融合タンパク質として直線的に構築されている。細胞外領域は、特定の腫瘍抗原または他の腫瘍細胞表面分子を認識するターゲティングドメイン/分子（例えば、scFv）を含んでいる。細胞内領域は、TCR複合体のシグナル伝達ドメイン（例えば、CD3ζのシグナル領域）、および／または、CD28、4-1BB（CD137）およびOX-40（CD134）からのものなどの1つまたは複数の共刺激シグナル伝達ドメインを含むことができる。例えば、「第一世代CAR」は、CD3ζシグナル伝達ドメインのみを有し、一方、第二世代CARは、CD3ζシグナル伝達ドメインに加えて1つの共刺激シグナル伝達ドメインを有し、そして第三世代CARは、CD3ζシグナル伝達ドメインに加えて2つ以上の共刺激シグナル伝達ドメインを有する。CARは、T細胞によって発現されると、CARの細胞外ターゲティング部分によって決定される抗原特異性をT細胞に付与する。さらに、ホーミング遺伝子や自殺遺伝子などの要素を追加して、より有能で安全なCARのアーキテクチャを開発することも望まれており、これにより、いわゆる第四世代のCARが誕生している。
いくつかの実施形態では、細胞外ターゲティングドメインは、ヒンジ（スペースドメインまたはスペーサーとも呼ばれる）および膜貫通領域を介して、細胞内シグナル伝達ドメインに結合している。ヒンジは、標的部位が結合する標的タンパク質の大きさ、およびターゲティングドメイン自体の大きさと親和性に起因して、CAR発現細胞のがん細胞に対する効力を最適化するために変化させる必要があるかもしれない。標的部位が標的細胞に認識され結合すると、細胞内シグナル伝達ドメインがCAR T細胞の活性化シグナルをもたらし、このシグナルは1つまたは複数の細胞内共刺激・ドメインからの「セカンド・シグナル」によってさらに増幅される。CAR T細胞は、いったん活性化されると、標的細胞を破壊することができる。

本開示によれば、本開示のペイロードは、第一世代のCAR、または第二世代のCAR、または第三世代のCAR、または第四世代のCARであってもよい。CAR構築物を構成する代表的なエフェクターモジュールの実施形態は、国際公開第2017／180587号（その内容は参照により全体が本明細書に組み込まれる）の図13-18に示されている。
本開示によれば、CARの細胞外標的部位は、所定の標的分子、例えば、腫瘍細胞上のネオアンチゲンを認識し、高い特異性および親和性で結合する任意の薬剤であってよい。標的部位は、腫瘍細胞上の標的分子に特異的に結合する抗体およびその変異体、腫瘍細胞上の標的分子に結合する能力に基づいてランダム配列プールから選択されたペプチドアプタマー、腫瘍細胞上の標的分子に結合することができるその変異体またはフラグメント、ネイティブのT細胞受容体（TCR）の抗原認識ドメイン（例えば、CD4細胞外膜）であってもよい。あるいは、サイトカイン受容体を有する標的細胞の認識につながる連結サイトカインなどの外来認識成分、あるいは受容体の天然リガンドなどが挙げられる。
いくつかの実施形態では、CAR構築物の標的部位は、標的分子の天然リガンド、または標的分子を結合することができるその変異体および／またはフラグメントであってもよい。いくつかの側面では、CARの標的部位は、標的分子の受容体であってもよい。

いくつかの実施形態では、CARの標的部位は、腫瘍特異的抗原（TSA）、例えば、その発現が腫瘍細胞に限定されるがんネオアンチゲンを認識してもよい。
非限定的な例として、本開示のCARは、5T4、707-AP、A33、AFP（α-フェトプロテイン）、AKAP-4（A kinase anchor protein 4）、ALK、α5β1-integrin、アンドロゲン受容体、アネキシンII、α-アクチニン-4、ART-4、B1、B7H3、B7H4、BAGE（Bメラノーマ抗原）、BCMA、BCR-ABL融合タンパク質、β-カテニン、BKT-抗原、BTAA、CA-I（炭酸脱水酵素I）、CA50（がん抗原50）、CA125、CA15-3、CA195、CA242、カルレチニン、CAIX（炭酸脱水酵素）、CAMEL（黒色腫上の細胞傷害性Tリンパ球認識抗原）、CAM43、CAP-1、Caspase-8/m、CD4、CD5、CD7、CD19、CD20、CD22、CD23、CD25、CD27、CD27/m、CD28、CD30、CD33、CD34、CD36、CD38、CD40/CD154、CD41、CD44v6、CD44v7/8、CD45、CD49f、CD56、CD68＼KP1、CD74、CD79a/CD79b、CD103、CD123、CD133、CD138、CD171、cdc27/m、CDK4（サイクリン依存性キナーゼ4）、CDKN2A、CDS、CEA（がん胎児抗原）、CEACAM5、CEACAM6、クロモグラニン、c-Met、c-Myc、coa-1、CSAp、CT7、CT10、シクロフィリンB、サイクリンB1、細胞質チロシンキナーゼ、サイトケラチン、DAM-10、DAM-6、dek-can融合タンパク質、デスミン、DEPDC1（DEP domain containing 1）、E2A-PRL、EBNA、EGF-R（上皮成長因子受容体）、EGP-1（epithelial glycoprotein-1）（TROP-2）、EGP-2、EGP-40、EGFR（上皮成長因子受容体）、EGFRvIII、EF-2、ELF2M、EMMPRIN、EpCAM（上皮細胞接着分子）、EphA2、EBV抗原、Erb（ErbB1;ErbB3；ErbB4）、ETA（上皮性腫瘍抗原）、ETV6-AML1融合タンパク質、FAP（線維芽細胞活性化タンパク質）、FBP（葉酸結合タンパク質）、FGF-5、葉酸受容体α、FOS関連抗原1、フコシルGM1、G250、GAGE（GAGE-1、GAGE-2）、ガラクチン、GD2（ガングリオシド）、GD3、GFAP（グリア線維酸性タンパク質）、GM2（がん胎児性抗原-免疫原性-1、OFA-I-1）、GnT-V、Gp100、H4-RET、HAGE（ヘリカーゼ抗原）、HER-2/neu、HIF（低酸素誘導因子）、HIF-1α、HIF-2α、HLA-A2、HLA-A*0201-R170I、HLA-Al l、HMWMAA、Hom/Mel-40、HSP70-2M（熱ショックタンパク質70）、HST-2、HTgp-175、hTERT（またはhTRT）、ヒトパピローマウイルス-E6/ヒトパピローマウイルス-E7およびE6、iCE（immune-capture EIA）、IGF-1R、IGH-IGK、IL2R、IL5、ILK（インテグリン結合キナーゼ）、IMP3（insulin-like growth factor II mRNA-binding protein 3）、IRF4（インターフェロン制御因子 4）、KDR（キナーゼ挿入ドメイン受容体）、KIAA0205、KRAB-Znフィンガータンパク質（KID）-3、KID31、KSA（17-1A）、K-ras、LAGE、LCK、LDLR/FUT（LDLR-フコシルトランスフェラーゼAS融合タンパク質）、LeY（ルイスY）、MAD-CT-1、MAGE（チロシナーゼ、メラノーマ関連抗原）（MAGE-1;MAGE-3）、melan-A tumor antigen（MART）、MART-2/Ski、MC1R（メラノコルチン1受容体）、MDM2、メソセリン、MPHOSPH1、MSA（muscle-specific actin）、mTOR（ラパマイシンの哺乳類標的）、MUC-1、MUC-2、MUM-1(melanoma associated antigen (mutated) 1)、MUM-2、MUM-3、Myosin/m、MYL-RAR、NA88-A、N-acetylglucosaminyltransferase、neo-PAP、NF-KB (核内因子κB)、神経フィラメント、NSE(神経特異的エノラーゼ)、Notchレセプター、NuMa、N-Ras、NY-BR-1、NY-CO-1、NY-ESO-1、オンコスタチンM、OS-9、OY-TES1、p53変異体、p190マイナーbcr-abl、pl5(58)、pl85erbB2、pl80erbB-3、PAGE（前立腺関連遺伝子）、PAP（前立腺酸ホスファターゼ）、PAX3、PAX5、PDGFR（血小板由来成長因子受容体）、ピペリジン・ピロリジン利用に関与するシトクロムP450（PIPA）、Pml-RARα融合タンパク質、PR-3（プロテイナーゼ3）、PSA（前立腺特異抗原）、PSM、PSMA（前立腺幹細胞抗原）、PRAME（メラノーマの優先発現抗原）、PTPRK、RAGE（腎腫瘍抗原）、Raf（A-Raf、B-Raf、C-Raf）、Ras、受容体チロシンキナーゼ、RCAS1、RGSS、ROR1（受容体チロシンキナーゼ様オーファン受容体1）、RU1、RU2、SAGE、SART-1、SART-3、SCP-1、SDCCAG16、SP-17（精子タンパク質17）、src-family、SSX（滑膜肉腫X 限界点）-1、SSX-2（HOM-MEL-40）、SSX-3、SSX-4、SSX-5、STAT-3、STAT-5、STAT-6、STEAD、STn、サバイビン、syk-ZAP70、TA-90（Mac-2 結合タンパク質＼cyclophilin C-associated protein）、TAAL6、TACSTD1（tumor associated calcium signal transducer 1）、TACSTD2、TAG-72-4、TAGE、TARP（T cell receptor gamma alternate reading frame protein）、TEL/AML1融合タンパク質、TEM1、TEM8（endosialin or CD248）、TGFβ、TIE2、TLP、TMPRSS2 ETS融合遺伝子、TNF-receptor（TNF-α receptor、TNF-β receptor;またはTNF-γ受容体）、トランスフェリン受容体、TPS、TRP-1（チロシン関連タンパク質1）、TRP-2、TRP-2/INT2、TSP-180、VEGF受容体、WNT、WT-1（ウィルムス腫瘍抗原）、XAGEから選択される腫瘍特異的抗原に結合することができる細胞外ターゲティングドメインを含んでいてもよい。

非限定的な例として、本開示の標的部位は、腫瘍特異的抗原（TSA）を認識するscFv抗体、例えば、ヒトメソセリンを特異的に認識して結合する抗体SS、SS1およびHN1のscFv（米国特許第9，359，447号）、GD2の抗体のscFv（米国特許第9，315，585号）、CD19抗原結合ドメイン（米国特許第9，328，156号）、NKG2Dリガンド結合ドメイン（米国特許第9，273，283号；米国特許公開第US20160311906A1号）；米国特許第9,272,002号の配列番号11および12のアミノ酸配列を含むヒト抗メソセリンscFvs、抗CS1結合剤（米国特許公開第US20160075784号）、抗BCMA結合ドメイン（国際特許公開第WO2016/014565号）；米国特許第9,102,761号配列番号20の抗CD19 scFv抗体；国際特許公開第2016／025880の配列番号59および79のアミノ酸配列を有するGFRα4抗原結合フラグメント、国際特許公開第WO2016014535号の配列番号47、44、48、49、50、39、40、41、42、43、45、46、51、73、70、74、75、76、65、66、67、68、69、71、72、77、195、86、83、87、88、89、78、79、80、81、82、84、85、90、および196のアミノ酸配列を有する抗CLL-1（C-type lectin-like molecule 1）結合ドメイン、国際特許公開第WO2016014576号の配列番号39-46のアミノ酸配列を有するCD33結合ドメイン、GPC3（グリピカン-3）結合ドメイン（国際特許公開第WO2016036973号の配列番号2およびSEQ ID NO:4）；GFRα4（Glycosyl-phosphatidylinositol（GPI）-linked GDNF family α-receptor 4 cell-surface receptor）結合ドメイン（国際特許公開第WO2016025880号）；国際特許公開第WO20160258896号の配列番号480、483、485、478、158、159、160、157、217、218、219、216、276、277、278、および275のアミノ酸配列を有するCD123結合ドメイン、抗ROR1抗体またはそのフラグメント（国際特許公開第WO2016016344号）、GPC-3に特異的なscFv（国際特許公開第WO2016049459号の配列番号1および24）、CSPG4のscFv（国際特許公開第WO2015080981号のSEQ ID NO:2；葉酸受容体αのscFv（米国特許公開第US20170002072A1号）であってもよく、これらの各々の内容は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
CAR融合ポリペプチドの細胞内ドメインは、標的分子に結合した後、エフェクター免疫細胞にシグナルを伝達し、細胞溶解活性（例えば、サイトカインの分泌）やヘルパー活性など、エフェクター免疫細胞の通常のエフェクター機能の少なくとも1つを活性化する。したがって、細胞内ドメインは、T細胞受容体（TCR）の「細胞内シグナル伝達ドメイン」を構成する。いくつかの実施形態では、本開示の細胞内シグナル伝達ドメインは、免疫受容体チロシンベースの活性化モチーフ（ITAM）として知られているシグナル伝達モチーフを含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、本開示の細胞内領域は、エフェクター免疫細胞に追加のシグナルを提供する1つまたは複数の共刺激シグナル伝達ドメインをさらに含む。これらの共刺激・シグナル伝達ドメインは、シグナル伝達ドメインと組み合わせて、CAR人工免疫細胞（例えば、CAR T細胞）の拡大、活性化、記憶、持続、および腫瘍撲滅効率をさらに改善することができる。いくつかのケースでは、共刺激シグナル領域は、1つまたは複数の細胞内シグナル伝達および／または共刺激分子の1、2、3、または4つの細胞質ドメインを含む。
本開示の一実施形態では、本開示のCARは、CD19特異的CARである。本開示の文脈では、CA2エフェクターモジュールは、CD19 CAR融合構築物に動作可能に連結されたCA2 DDを含んでもよい。

いくつかの実施形態では、本開示の医薬組成物、CA2バイオサーキット、CA2バイオサーキット成分、それらのSREまたはペイロードを含むCA2エフェクターモジュールは、自己免疫疾患を減衰させるために、自己抗体および自己反応性免疫細胞などの1つまたは複数の自己反応性免疫成分を標的とするために、免疫系の調節または変更または利用に利用されてもよい。いくつかの実施形態では、本開示のSREは、自己免疫疾患の治療におけるその有用性を最適化するために、キメラ自己抗体受容体（CAAR）ベースのT細胞療法を調節または調整する際に利用されてもよい（Elebrecht C.T.ら、Science.2016.Jul 8;353(6295):179-84；その内容は参照により全体が本明細書に組み込まれる）。いくつかの実施形態では、CA2バイオサーキット、SREまたはCA2エフェクターモジュールは、自己免疫疾患を減衰させるためにTregsを調節するように設計されている。
いくつかの実施形態では、CA2バイオサーキット、SRE、またはCA2エフェクターモジュールは、移植片対宿主病（GVHD）を減弱または緩和するための免疫療法に利用することができる。GVHDとは、幹細胞や骨髄の移植後に、同種のドナーの免疫細胞が宿主の組織に対して反応する状態をいう。いくつかの実施形態では、CA2バイオサーキット、SREまたはCA2エフェクターモジュールは、GVHDの治療のためにTregsを調節するように設計されている。一実施形態では、TNFαをコードするCA2エフェクターモジュールを含むCA2バイオサーキットは、GVHDを最小化するためにTregsを調節するために使用されてもよい（Pierini, A. et al., Blood.2016.Aug 11; 128(6):866-71；その内容は参照により全体が本明細書に組み込まれる）。
いくつかの実施形態では、CA2バイオサーキット、SRE、またはCA2エフェクターモジュールは、当技術分野における他のバイオサーキットまたはスイッチよりも著しく免疫原性が低いように設計されている。

本明細書では、「免疫原性が著しく低い」とは、免疫原性の検出可能な減少を意味する。別の実施形態では、この用語は、免疫原性の倍の減少を指す。別の実施形態では、この用語は、検出可能な免疫応答を誘発することなく投与することができるCA2バイオサーキット、SREまたはCA2エフェクターモジュールの有効量が減少するような減少を指す。別の実施形態では、この用語は、CA2バイオサーキット、SREまたはCA2エフェクターモジュールが、免疫反応を誘発することなく繰り返し投与され得るような減少を指す。別の実施形態では、CA2バイオサーキット、SRE、またはCA2エフェクターモジュールが、免疫反応を誘発することなく繰り返し投与できるような減少を指す。
別の実施形態では、CA2バイオサーキット、SRE、またはCA2エフェクターモジュールは、未修飾の対応物または参照化合物と比較して、免疫原性が2倍減少する。別の実施形態では、免疫原性は3倍に低減される。別の実施形態では、免疫原性は、5倍の因子によって低減される。別の実施形態では、免疫原性が7倍に減少している。別の実施形態では、免疫原性は、10倍の因子によって低減される。別の実施形態では、免疫原性は、15倍の因子によって低減される。別の実施形態では、免疫原性は、1倍の因子によって低減される。別の実施形態では、免疫原性は、50倍の因子によって低減される。別の実施形態では、免疫原性は、100倍の因子によって低減される。別の実施形態では、免疫原性は、200倍の因子によって低減される。別の実施形態では、免疫原性は、500倍の因子によって低減される。別の実施形態では、免疫原性は、1000倍の因子によって低減される。別の実施形態では、免疫原性は、2000倍の因子によって低減される。別の実施形態では、免疫原性は、別の倍数の差で低減される。
免疫原性を判定する方法は、当技術分野ではよく知られており、例えば、サイトカイン（IL12、IFNα、TNFα、RANTES、MIP-1αまたはβ、IL6、IFNβ、またはIL8など）の分泌量の測定、DC活性化マーカー（CD83、HLA-DR、CD80およびCD86など）の発現量の測定、または適応免疫反応のアジュバントとしての能力の測定などが含まれる。

疾患・毒物
様々な感染症は、本開示の医薬組成物、CA2バイオサーキット、CA2バイオサーキット成分、それらのSREを含むCA2エフェクターモジュール、またはペイロードで治療することができる。本明細書では、「感染症」という用語は、細菌、ウイルス、真菌または寄生虫などの生物によって引き起こされるあらゆる障害を指す。
様々な毒素は、本開示の医薬組成物、CA2バイオサーキット、CA2バイオサーキット成分、それらのSREを含むCA2エフェクターモジュール、またはペイロードで治療することができる。毒素の非限定的な例としては、リシン、炭疽菌、志賀毒素および志賀様毒素、ボツリヌス毒素が挙げられる。
様々な熱帯病は、本開示の医薬組成物、CA2バイオサーキット、CA2バイオサーキット成分、そのSREを含むCA2エフェクターモジュール、またはペイロードで治療することができる。熱帯病の非限定的な例としては、チクングニア熱、デング熱、シャーガス病、狂犬病、マラリア、エボラウイルス、マールブルグウイルス、西ナイルウイルス、黄熱病、日本脳炎ウイルス、セントルイス脳炎ウイルスなどが挙げられる。

様々な食中毒や胃腸炎は、本開示の医薬組成物、CA2バイオサーキット、CA2バイオサーキット成分、そのSREを含むCA2エフェクターモジュール、またはペイロードで治療することができる。食中毒および胃腸炎の非限定的な例としては、ロタウイルス、ノーウォークウイルス（ノロウイルス）、カンピロバクター・ジェジュニ、クロストリジウム・ディフィシル、エンタメバ・ヒストリチカ）、ヘリコバクター・ピロリ、黄色ブドウ球菌のエンテロトキシンB、A型肝炎ウイルス（HAV）、E型肝炎、リステリア・モノサイトゲネス、サルモネラ、クロストリジウム・パーフリンゲンス、およびサルモネラが挙げられる。
様々な感染病原体は、本開示の医薬組成物、CA2バイオサーキット、CA2バイオサーキット成分、そのSREを含むCA2エフェクターモジュール、またはペイロードで処理することができる。感染病原体の非限定的な例としては、アデノウイルス、アナプラズマ・ファゴサイトフィリウム、アスカリス・ルンブリコイデス、バシラス・アントラシス、バシラス・セレウス、バクテリオデス種、バルマー・フォレスト・ウイルス、バルトネラ・バシリフォルミス、ヘンセラ菌、塹壕熱菌、ウェルシュ菌のβ-毒素、百日咳菌、パラ百日咳菌、ライム病ボレリア、ボレリア宮本井、ボレリア・リカレンチス、ボレリア種、ボツリヌス毒素、ブルセラ種、類鼻疽菌、カリフォルニア脳炎ウイルス、カンピロバクター、カンジダ・アルビカンス、チクングニアウイルス、オウム病クラミジア、トラコーマクラミジア、肝吸虫、クロストリジウム・ディフィシル菌、破傷風菌、コロラドダニ熱ウイルス、ジフテリア菌、腋臭菌、Q熱コクシエラ、コクサッキー A、コクサッキー B、クリミア・コンゴ出血熱ウイルス、サイトメガロウイルス、デングウイルス、東馬尾脳炎ウイルス、エボラウイルス、エコーウイルス、エーリキア・シャフェンシス、エーリキア・エクイ、エーリキア種、赤痢アメーバ、エンテロバクター種、フェカリス菌、エンテロウイルス71、エプスタイン・バーウイルス(EBV)、ブタ丹毒菌、大腸菌、フラビウイルス、フソバクテリウム・ネクロホラム、ガードネレラ菌、B群溶血性レンサ球菌、ヘモフィラス・エージプティウス、ヘモフィラス・デュクレイ、ヘモフィラス・インフルエンザ、ハンタウイルス、ヘリコバクター・ピロリ、A型肝炎、B型肝炎、C型肝炎、D型肝炎、E型肝炎、単純ヘルペスウイルス1および2、ヒトヘルペスウイルス6、ヒトヘルペスウイルス8、ヒト免疫不全ウイルス1および2、ヒトT細胞白血病ウイルスIおよびII、インフルエンザウイルス（A、B、C）、ジェームスタウン・キャニオン・ウイルス、日本脳炎抗原性、日本脳炎ウイルス、ジョン・クニンハムウイルス、ジュニンウイルス、カポジ肉腫関連ヘルペスウイルス（KSHV）、クレブシエラ・グラニュロマティス、クレブシエラ種、 キャサヌール森林病ウイルス、ラクロスウイルス、ラッサウイルス、在郷軍人病菌、レプトスピラ・インターロガンス、リステリア菌、リンパ球性脈絡髄膜炎ウイルス、リッサウイルス、マチュポウイルス、マールブルグウイルス、麻疹ウイルス、 MERSコロナウイルス(MERS-CoV)、Micrococcus sedentarius、モビルンカス種、軟体動物毒ウイルス、モラクセラ・カタルハリス、モルビリ・ルベオラウイルス、ムンプスウイルス、マイコバクテリウム・レプラ、マイコバクテリウム・ツベルクルス、マイコバクテリウム・ウルセランス、マイコプラズマ・ジェニタリウム、マイコプラズマ種、ナイロウイルス、淋菌、髄膜炎菌、ノカルジア菌、ノーウォークウイルス、ノロウイルス、オムスク出血熱ウイルス、乳頭腫ウイルス、パラインフルエンザウイルス1-3、パラポックスウイルス、パルボウイルスB19、ペプトストレプトコッカス種、プラスモジウム種、ポリオウイルスI型、II型、III型、プロテウス種、緑膿菌、類鼻疽菌、シュードモナス種、狂犬病ウイルス、呼吸器合胞体ウイルス、リシン毒素、リケッチア・オーストラリス、リケッチア・コノリイ、リケッチア・ホネイ、発疹チフスリケッチア、ロスリバーウイルス、ロタウイルス、ルベラウイルス、セントルイス脳炎、サルモネラ・タイフ、疥癬菌、SARS関連コロナウイルス（SARS-CoV）、セラチア種、志賀毒素および志賀様毒素、シゲラ種、シンノンブルウイルス、スノーシュー・ウサギ・ウイルス、黄色ブドウ球菌、表皮ブドウ球菌、ストレプトバシラス・モニリフォルミス、肺炎球菌、ストレプトコッカス・アガラクチア、ストレプトコッカス・アガラクチア、連鎖球菌属A-H、肺炎球菌、化膿性連鎖球菌、トレポネーマ・パリダム亜種パリダム、トレポネーマ・パリズム変種カラテウム、トレポネーマ・パリズム変種エンデミカム、トロフェリマ・ホウィッペリ、ウレアプラズマ・ウレアリチカム、水痘-帯状疱疹ウイルス、バリオウイルス、コレラ菌、西ナイルウイルス、黄熱ウイルス、エンテロコリチカ菌、ペスト菌、およびジカウイルスなどがある。

様々な希少疾患は、本開示の医薬組成物、CA2バイオサーキット、CA2バイオサーキット成分、そのSREを含むCA2エフェクターモジュール、またはペイロードで治療することができる。本明細書で使用する場合、「希少疾患」という用語は、人口のわずかな割合に影響を与えるあらゆる疾患を指す。
様々な自己免疫疾患および自己免疫関連疾患は、本開示の医薬組成物、CA2バイオサーキット、CA2バイオサーキット成分、それらのSREを含むCA2エフェクターモジュール、またはペイロードで治療することができる。本明細書で使用される場合、用語「自己免疫疾患」は、身体が自身の組織を攻撃する抗体を産生する疾患を指す。非限定的な例として、自己免疫疾患は、急性散在性脳脊髄炎（ADEM）、急性壊死性出血性白質脳炎、アジソン病、アガンマグロブリン血症、円形脱毛症、アミロイドーシス、強直性脊椎炎、抗GBM／抗TBM腎炎、抗リン脂質症候群（APS）、自己免疫性血管性浮腫、自己免疫性再生不良性貧血、自己免疫性自律神経失調症、自己免疫性肝炎、自己免疫性高脂血症、自己免疫不全症、自己免疫性内耳炎（AIED）、自己免疫性心筋炎、自己免疫性卵巣炎、自己免疫性膵臓炎、自己免疫性網膜症、自己免疫性血小板減少性紫斑病（ATP）、自己免疫性甲状腺疾患、自己免疫性蕁麻疹、軸索及び神経性ニューロパチー、バロ病、ベーチェット病、水疱性天疱瘡、心筋症、キャッスルマン病、セリアック病、シャーガス病、慢性疲労症候群、慢性炎症性脱髄性多発神経炎（CIDP）、慢性再発性多巣性子宮筋炎（CRMO）、チャーグ・ストラウス症候群、瘢痕性天疱瘡、クローン病、コガンズ症候群、寒冷凝集素病、先天性心ブロック、コクサッキー心筋炎、クレスト病、本態性混合性クリオグロブリン血症、脱髄性神経炎、疱疹状皮膚炎、皮膚筋炎、デビック病（視神経脊髄炎）、円板状狼瘡、ドレスラー症候群、子宮内膜症、好酸球性食道炎、好酸球性筋膜炎、結節性紅斑、実験的アレルギー性脳脊髄炎、エバンス症候群、線維筋痛症、線維性肺胞炎、巨細胞性動脈炎（側頭動脈炎）、巨細胞性心筋炎、糸球体腎炎、グッドパスチャー症候群、血管炎を伴う肉芽腫症（GPA）（旧ウェゲナー肉芽腫症）、バセドウ病、ギラン・バレー症候群、橋本脳炎、橋本甲状腺炎、溶血性貧血、ヘノッホ・ショーンライン紫斑病、妊娠性ヘルペス、低ガンマグロブリン血症、特発性血小板減少性紫斑病（ITP）、IgA腎症、IgG4関連硬化性疾患、免疫制御性リポタンパク質、封入体筋炎、間質性膀胱炎、若年性関節炎、若年性糖尿病（1型糖尿病）、若年性筋炎、川崎症候群、ランベルト・イートン症候群、白血球破砕性血管炎、扁平苔癬、硬化性苔癬、リグネ性結膜炎、線状IgA病（LAD）、ループス（SLE）、ライム病、慢性メニエール病、顕微鏡的多発血管炎、混合結合組織病（MCTD）、ムーレン潰瘍、ミュシャ・ハーベルマン病、多発性硬化症、重症筋無力症、筋炎、ナルコレプシー、視神経脊髄炎（デビック病）、好中球減少症、眼球瘢痕性天疱瘡、視神経炎、回文性リウマチ、PANDAS（連鎖球菌による小児自己免疫性精神疾患）、腫瘍性小脳変性症、発作性夜間ヘモグロビン尿症（PNH）、パリーロンベルグ症候群、パーソンナージュ・ターナー症候群、錐体面炎（末梢性ぶどう膜炎）、天疱瘡、末梢神経障害、周産期脳脊髄炎、悪性貧血、POEMS症候群、結節性多発動脈炎、I型、II型、III型自己免疫性多発性腺症候群、リウマチ性多発筋痛、多発性筋炎、心筋梗塞後症候群、心筋切開後症候群、プロゲステロン皮膚炎、原発性胆汁性肝硬変、原発性硬化性胆管炎、乾癬、乾癬性関節炎、特発性肺線維症、壊疽性膿皮症、純赤血球無形成、レイノー現象、反応性関節炎、反射性交感神経ジストロフィー、ライター症候群、再発性多発性軟骨炎、むずむず脚症候群、後腹膜線維症、リューマチ熱、関節リウマチ、サルコイドーシス、シュミット症候群、強膜炎、強皮症、シェーグレン症候群、精子および精巣自己免疫、スティッフパーソン症候群、亜急性細菌性心内膜炎（SBE）、スザック症候群、交感神経性眼症、高安動脈炎、側頭動脈炎/巨細胞動脈炎、血小板減少性紫斑病（TTP）、トロサ・ハント症候群、横紋筋炎、潰瘍性大腸炎、未分化結合組織病（UCTD）、ぶどう膜炎、血管炎、小水疱性皮膚症、白斑、ウェゲナー肉芽腫症（現在は多発性血管炎を伴う肉芽腫症（GPA）と呼ばれている）であってもよい。

様々な腎臓病は、本開示の医薬組成物、CA2バイオサーキット、CA2バイオサーキット成分、そのSREを含むCA2エフェクターモジュール、またはペイロードを用いて治療することができる。
様々な心血管疾患は、本開示の医薬組成物、CA2バイオサーキット、CA2バイオサーキット成分、それらのSREを含むCA2エフェクターモジュール、またはペイロードで治療されてもよい。非限定的な例として、心血管疾患は、冠動脈疾患としても知られる虚血性心疾患、脳血管疾患（Stroke）、末梢血管疾患、心不全、リウマチ性心疾患、および先天性心疾患であってもよい。
様々な抗体欠損症は、本開示の医薬組成物、CA2バイオサーキット、CA2バイオサーキット成分、それらのSREを含むCA2エフェクターモジュール、またはペイロードを用いて治療することができる。非限定的な例として、抗体欠損症は、X連鎖無ガンマグロブリン血症（XLA）、常染色体回帰性無ガンマグロブリン血症（ARA）、分類不能型免疫不全症（CVID）、IgG（IgG1、IgG2、IgG3、IgG4）サブクラス欠損症、選択的IgA欠損症、特異的抗体欠損症（SAD）、乳児期の一過性低ガンマグロブリン血症、免疫グロブリンが正常または上昇した抗体欠損症、選択的IgM欠損症、胸腺腫を伴う免疫不全症（グッド症候群）、トランスコバラミンII欠損症、いぼ、低ガンマグロブリン血症、感染症、骨髄カテーシス（WHIM）症候群、薬剤誘発性抗体欠損症、カッパ鎖欠損症、重鎖欠損症、減数分裂後の分離（PMS2）障害、特定不能の低ガンマグロブリン血症であってもよい。

様々な眼疾患は、本開示の医薬組成物、CA2バイオサーキット、CA2バイオサーキット成分、それらのSREを含むCA2エフェクターモジュール、またはペイロードで治療されてもよい。非限定的な例として、眼疾患は、甲状腺眼症（TED）、バセドウ病（GD）および眼窩症、網膜変性症、白内障、視神経萎縮症、黄斑変性症、レーバー先天性甘皮症、網膜変性症、錐体路ジストロフィー、アッシャー症候群、レオパード症候群、光恐怖症、および光浮腫であってもよい。
様々な神経疾患は、本開示の医薬組成物、CA2バイオサーキット、CA2バイオサーキット成分、それらのSREを含むCA2エフェクターモジュール、またはペイロードを用いて治療することができる。
様々な心理的障害は、本開示の医薬組成物、CA2バイオサーキット、CA2バイオサーキット成分、それらのSREを含むCA2エフェクターモジュール、またはペイロードを用いて治療することができる。

様々な肺疾患は、本開示の医薬組成物、CA2バイオサーキット、CA2バイオサーキット成分、それらのSREを含むCA2エフェクターモジュール、またはペイロードで治療されてもよい。非限定的な例として、肺疾患は、アスベスト症、喘息、気管支拡張症、気管支炎、慢性咳嗽、慢性閉塞性肺疾患（COPD）、クループ、嚢胞性線維症、ハンタウイルス、特発性肺線維症、百日咳、胸膜炎、肺炎、肺塞栓症、肺高血圧症、サルコイドーシス、睡眠時無呼吸症候群、スパイロメトリー、乳幼児突然死症候群（SIDS）、結核、アラジル症候群、自己免疫性肝炎、胆汁性逆流症、肝硬変、ERCP（内視鏡的逆行性胆管膵管造影）、ヘモクロマトーシス非アルコール性脂肪性肝炎、ポルフィリン症、原発性胆汁性肝硬変、原発性硬化性胆管炎であってもよい。
様々な骨疾患は、本開示の医薬組成物、CA2バイオサーキット、CA2バイオサーキット成分、それらのSREを含むCA2エフェクターモジュール、またはペイロードで治療されてもよい。非限定的な例として、骨疾患は、骨粗鬆症、神経線維腫症、骨形成不全（OI）、くる病、骨肉腫、軟骨形成症、骨折、骨髄炎、骨のユーイング腫瘍、骨軟化症、股関節形成不全、骨のパジェット病、大理石性骨疾患、骨軟骨腫、骨がん、骨疾患、骨軟骨症、骨腫、線維性異形成、頭蓋骨裂傷、骨芽細胞腫、骨嚢腫、代謝性骨疾患、メロルヘオストシス、カルス、キャッフィー症候群、下顎顔面異形成などであってもよい。
様々な血液疾患は、本開示の医薬組成物、CA2バイオサーキット、CA2バイオサーキット成分、それらのSREを含むCA2エフェクターモジュール、またはペイロードで治療されてもよい。非限定的な例として、血液疾患は、貧血およびCKD（医療従事者向け）、再生不良性貧血および骨髄異形成症候群、深部静脈血栓症、ヘモクロマトーシス、ヘモフィリア、ヘノッホ-シェーンライン紫斑病、特発性血小板減少性紫斑病、鉄欠乏性貧血、悪性貧血、肺塞栓症、鎌状赤血球貧血、鎌状赤血球形質およびその他のヘモグロビン血症、サラセミア、血栓性血小板減少性紫斑病、フォンウィルブランド病であってもよい。

中枢神経系（CNS）
いくつかの実施形態では、本開示の医薬組成物、CA2バイオサーキット、CA2バイオサーキット成分、そのSREを含むCA2エフェクターモジュール、またはペイロードは、脳脊髄（CSF）タンパク質を含む中枢神経系のタンパク質の調節または変更または利用に使用することができる。
いくつかの例では、本開示の医薬組成物、CA2バイオサーキット、CA2バイオサーキット成分、それらのSREを含むCA2エフェクターモジュール、またはペイロードは、中枢神経系に調整可能な酵素補充療法（ERT）製品を提供するために使用することができる。ライソゾーム蓄積性疾患（LSD）の多くは、精神遅滞、発作、重篤な神経変性、行動異常、精神運動障害などのCNS症状を伴う。LSDに対するERTは、現代の分子医学における真のサクセスストーリーの一つである。ERTを成功させるには、制御されたリソソームタンパク質（例えば、酵素）とCNS細胞へのデリバリーが必要である。

代謝ペプチドとホルモン
いくつかの実施形態では、本開示のCA2バイオサーキットおよび／またはその構成要素のいずれかが、天然または合成のペプチドを調節するために使用されてもよい。天然に存在するペプチドは、ペプチドホルモン、ナトリウム利尿ペプチド、食物ペプチド、ならびに誘導体および前駆体を含み得るが、これらに限定されない。
本開示のCA2バイオサーキットおよび／またはその構成要素は、ホルモンや他のペプチド薬剤のパルス的な放出にも利用することができる。

患者の層別化
一実施形態では、患者は、その免疫細胞によって提示された免疫原性ペプチドに応じて層別化され、本開示の組成物が治療上有益である可能性のある適切な患者コホートを決定するパラメータとして利用することもできる。

トランスジェニック生物
いくつかの実施形態では、本開示は、本開示のポリペプチドをコードする核酸を発現するトランスジェニック生物を提供する。本明細書で使用される用語「トランスジェニック生物」は、人工的に移された外因性の遺伝物質を含む任意の非ヒト実体を指す。この方法は、定義された細胞、組織、または生物全体の中でペイロードを一時的に制御する能力を提供する。このような方法は、特定の疾患のトランスジェニックモデルを作成したり、胚の発生を研究したりするのに有用である。
本明細書に記載されているトランスジェニック生物には、げっ歯類、魚類、爬虫類のほか、無脊椎動物が含まれることがある。好ましい実施形態では、そのようなトランスジェニック生物は、マウス、およびラットを含むげっ歯類から選択されてもよい。

調整可能な規制
また、本開示のCA2バイオサーキットおよび／またはその構成要素のいずれかは、POIを含む組換え構築物などの別のCA2エフェクターモジュールの発現を調節するために利用されてもよい。いくつかの実施形態では、CA2バイオサーキットおよび／またはCA2エフェクターモジュールは、プロテアーゼ（ペプチダーゼまたはプロテイナーゼとも呼ばれる）を含んでもよい。調整可能なプロテアーゼは、2つの構成要素が細胞、組織、または生物に共導入されたときに、不活性な構築物を活性な構築物に切断し得る。
他の例では、プロテアーゼを含むCA2バイオサーキットおよび／またはCA2エフェクターモジュールは、より小さな活性タンパク質またはペプチドを生成するために最初のタンパク質生成物を切断することを含むタンパク質処理を制御するために利用することもできる。
いくつかの実施形態では、本開示のCA2バイオサーキットおよび／またはその構成要素のいずれかは、タンパク質の処理および修飾において役割を果たす因子のいずれかを含んでもよい。タンパク質の翻訳後修飾には、酵素による疎水性基の付加が含まれ得るが、これらに限定されない（例えば、ミリストイル化、パルミトイル化、イソプレニル化、プレニル化、ファルネシル化、ゲラニルゲラニル化、グリピ化、グリコシルホスファチジルイノシトール（GPI）アンカーなど）、機能向上のための補酵素の結合（リポイル化、フラビン、ホスホパンテテイン化、ヘムCなど）、小さな化学基の付加（例えば、アシル化、ホルミル化、アルキル化、リン酸化、メチル化、アルギニル化、ポリグルタミル化、ポリグリシル化、ブチリル化、グリコシル化、プロピオニル化、S-グルタチオニル化、S-ニトロシル化、S-スルフェニル化、スクシニル化、硫酸化、アセチル化）、ISG化、SUMO化、ユビキチン化、ネディル化、プピル化などの他のタンパク質および／またはペプチドとの結合、アミノ酸の化学修飾、および構造変化などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。

バイオファクトリー
本開示のCA2バイオサーキットおよび/またはその構成要素は、バイオファクトリーにおけるタンパク質生産のレベルを調節するために利用することができる。本明細書で使用される「バイオファクトリー」という用語は、治療目的（阻害剤、酵素、抗体、抗原など）または産業上の関心事である一次または二次製品を含む多くの用途を有するタンパク質を生産することができる、遺伝的に改変されたか否かに関わらず、細胞、組織、器官または生物を指す。いくつかの例では、細胞は、原核細胞、真核細胞、哺乳類細胞、植物細胞などであってもよい。
いくつかの実施形態では、本開示のCA2バイオサーキットは、標的組織、例えば、肝臓や腎臓で産生される薬用タンパク質を調節するために使用されてもよい。肝臓は、主要な血漿タンパク質、止血および線溶における因子、キャリアータンパク質、ホルモン、プロホルモンおよびアポリポタンパク質、または通常は厳密に制御されている様々な短命の代謝ペプチドおよび酵素を含む分泌タンパク質、または他の非肝臓タンパク質を生成する器官である。ここでは、肝臓は遺伝子発現工場（バイオファクトリー）の役割を果たしており、代謝性疾患などの疾患の治療に必要なタンパク質を供給している。
他の実施形態では、本開示のCA2バイオサーキットは、工業プロセスのためのタンパク質を調節するために使用することができる。

肝臓ターゲティング
肝臓は、タンパク質を生成し、血液凝固や多くの代謝機能に関わる重要な臓器である。様々な病気が肝臓に影響を及ぼす可能性があり、病気の治療のために肝臓を標的にすることは、特に肝臓を標的とした遺伝子治療の有望なアプローチとなっている。本開示のCA2バイオサーキットおよび／またはその構成要素のいずれかは、肝臓を標的とした遺伝子治療および遺伝子移入を調節するために利用することができる。
肝臓を標的とし、本発明のCA2バイオサーキットに構築して制御することができるタンパク質としては、肝細胞がん（HCC）、フィブロラメラHCC、胆管がん、血管肉腫や二次性肝がんなどの肝がん、ヘモクロマトーシス、ウィルソン病、チロシン血症、α1アンチトリプシン欠損症、グリコーゲン貯蔵病などの欠陥遺伝子による遺伝性疾患；ギルバート症候群、リソソーム酸リパーゼ欠損症（LALD）、ゴーシェ病などの酵素欠損による代謝性疾患；自己免疫性肝炎；脂肪性肝疾患；ウイルス性肝炎（A、B、C）などにおけるものが考えられる。いくつかの例では、本CA2バイオサーキットは、肝細胞がん（HCC）に対するIL12、および糖尿病性神経障害に対するIL10を誘導するために使用されてもよい。

マイクロフルイディクス
いくつかの実施形態では、本開示のCA2バイオサーキットおよび／またはその構成要素のいずれかを含む細胞は、マイクロフルイディクスデバイスに利用することができる。本明細書で使用される「マイクロフルイディクスデバイス」とは、人工的に製造されたマイクロシステム内のピコリットルからナノリットルスケールの体積の流体を操作することを指す。本開示のCA2バイオサーキットを含むマイクロフルイディクスデバイスは、細胞培養モデル、細胞微小環境、細胞分泌物、走化性、アポトーシス、血管機能、ニューロン細胞成長、胚発生、単一細胞メタボロミクス、遺伝子発現、薬物研究、細胞分離、幹細胞生物学、バイオリアクター、3次元細胞培養、および組織工学の研究に利用することができる。

治療薬を作るためのツールと薬剤
本開示では、必要としている対象における腫瘍量または負担を軽減するための免疫治療薬などの治療薬を生成する際に使用できるツールおよび薬剤を提供しているが、これらに限定されない。治療薬の生成には、ペイロードの構造、細胞の種類、遺伝子導入の方法、ex vivo展開の方法および時間、プレコンディショニング、被験者の腫瘍の量および種類など、かなり多くの変数が関与している。このようなパラメータは、本明細書に記載されているツールや薬剤を用いて最適化することができる。

細胞株
本開示は、本開示の組成物で遺伝子改変された哺乳類細胞を提供する。適切な哺乳類細胞には、初代細胞および不死化細胞株が含まれる。適切な哺乳類細胞株には、ヒト胚性腎細胞株293、線維芽細胞株NIH 3T3、ヒト大腸がん細胞株HCT116、卵巣がん細胞株SKOV-3、不死化T細胞株（例えば、Jurkat細胞およびSupT1細胞など）、リンパ腫細胞株Raji細胞、NALM-6細胞、K562細胞、HeLa細胞、PC12細胞、HL-60細胞、NK細胞株（NKL、NK92、NK962、およびYTSなど）のものが含まれるが、これらに限定されない。いくつかの例では、細胞は不死化細胞株ではなく、個人から得られた細胞であり、本明細書では初代細胞と呼ばれる。例えば、細胞は、個体から得られたTリンパ球である。他の例としては、個人から得られた細胞傷害性細胞、幹細胞、末梢血単核細胞または前駆細胞などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。

SREの追跡、バイオサーキット、細胞株
いくつかの実施形態では、本開示の組成物または本明細書に記載の組成物によって改変された細胞を追跡することが望ましい場合がある。追跡は、レポーター部位（本明細書で使用される場合、入力に応答して、検出可能な信号を生成することができる任意のタンパク質を指す）などのペイロードを使用することによって達成され得る。例えば、アルカリホスファターゼ、β-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、β-グルクロニダーゼ、ペルオキシダーゼ、β-ラクタマーゼ、触媒抗体、ルシフェラーゼなどの生物発光タンパク質、緑色蛍光タンパク質（GFP）などの蛍光タンパク質などが挙げられる。
レポーター部位は、SREに対応するリガンドを添加した際のSREの反応をモニターするために使用することができる。他の例では、レポーター部位は、in vitro、in vivo、またはex vivoでの細胞の生存、持続、細胞の成長、および/または局在化を追跡するために使用することができる。
いくつかの実施形態では、好ましいレポーター部位は、ルシフェラーゼタンパク質であってもよい。

シャペロン
いくつかの実施形態では、本開示のCA2エフェクターモジュールは、ペイロードの発現を調節するために1つまたは複数のシャペロンを含んでもよい。本開示で有用なシャペロンは、細胞性シャペロンまたは薬理学的シャペロンと呼ばれる小分子であってもよい。細胞性シャペロンとは、折りたたまれていないファミリータンパク質を安定化させたり、ファミリータンパク質を膜を越えて移動させたり分解したりするために折りたたまれていない状態にしたり、および／または正しく折りたたまれたり組み立てられたりすることを役割とする、関連性のないタンパク質ファミリーの大きなグループを指す。また、シャペロンは、プロテアソームシステムやオートファジーなどのプロテオスタシスネットワークの他の構成要素と協力して、タンパク質のクリアランスを促進する。分子シャペロンファミリーの例としては、hsp25などの小分子熱ショックタンパク質、cpn60やGroELなどの熱ショックタンパク質60ファミリータンパク質、DnaKやBiPなどの熱ショックタンパク質70ファミリータンパク質、熱ショックタンパク質90ファミリータンパク質、CIpなどの熱ショックタンパク質100ファミリータンパク質、カルネキシンやカルレティキュリンなどのレクチンシャペロン、プロテインジスルフィドイソメラーゼ（PDI）、ペプチジル－プロリルシス－トランスイソメラーゼ（PPI）、ERp57などのフォールディングシャペロンなどが挙げられる。いくつかの実施形態では、本開示のペイロードは、細胞性シャペロンであってもよい。SREを安定化させる刺激がない場合、細胞性シャペロンはSREに結合する可能性があり、したがって、そのファミリータンパク質と相互作用することができない。SREに特異的な刺激が存在する場合、SREは安定化し、シャペロンはファミリータンパク質と相互作用することができる。いくつかの実施形態では、本開示のペイロードは、ペイロードの安定性または不安定性が強化されるように、シャペロンに付加されてもよい。他の実施形態では、本開示のSREは、1つまたは複数の分子シャペロンで構成されていてもよい。

本開示で有用なシャペロンには、細胞性タンパク質の正しい折り畳みと安定化を促進する小分子を利用した薬理学的シャペロンも含まれる。細胞内のタンパク質に変異が生じると、タンパク質のミスフォールドや凝集が起こり、最終的には分解されてしまう。薬理学的シャペロンは、誤って折り畳まれた標的タンパク質に結合して、その正しい折り畳みを促進し、それによって分解を防ぐように設計されている。いくつかの実施形態では、本開示のSREは、1つまたは複数のミスフォールドしたタンパク質で構成され、SREに特異的な刺激は、CA2エフェクターモジュールが薬理学的シャペロンの存在下でのみ安定化するように、1つまたは複数の薬理学的シャペロンを含んでいてもよい。

動物モデル
本開示の組成物の有用性および有効性は、in vivoの動物モデル、好ましくはマウスモデルで試験されてもよい。使用されるマウスモデルは、マウス細胞が本開示の組成物で改変され、同じ遺伝的背景のマウスで試験されるシンジェニックマウスモデルであってもよい。例としては、pMEL-1および4T1マウスモデルが挙げられる。また、腫瘍細胞や免疫細胞などのヒト細胞を免疫不全マウスに導入した異種移植モデルも、このような研究に利用することができる。免疫不全マウスとしては、CByJ.Cg-Foxn1nu/J、B6;129S7-Rag1tm1Mom/J、B6.129S7-Rag1tm1Mom/J、B6.CB17-Prkdcscid/SzJ、NOD.129S7(B6)-Rag1tm1Mom/J、NOD.Cg-Rag1tm1MomPrf1tm1Sdz/Sz、NOD.CB17-Prkdcscid/SzJ、NOD.Cg-PrkdcscidB2mtm1Unc/J、NOD-scid IL2Rgnull、ヌード(nu)マウス、SCIDマウス、NODマウス、RAG1/RAG2マウス、NOD-Scidマウス、IL2rgnullマウス、b2mnullマウス、NOD-scid IL2rnullマウス、NOD-scid-B2mnullマウス、ベージュマウス、HLAトランスジェニックマウスなどである。

細胞アッセイ
いくつかの実施形態では、免疫療法薬としての本開示の組成物の有効性は、細胞アッセイを用いて評価することができる。本明細書に記載されている組成物の発現レベルおよび／または同一性は、タンパク質を同定し、および／またはタンパク質レベルを定量化するために当技術分野で知られている任意の方法に従って決定されてもよい。いくつかの実施形態では、そのような方法には、ウェスタンブロッティング、フローサイトメトリー、およびイムノアッセイが含まれる。
本明細書では、SREを発現する細胞を機能的に特徴づける方法、CA2バイオサーキットおよび本発明の組成物を提供する。いくつかの実施形態では、機能的特徴付けは、初代免疫細胞または不死化免疫細胞株において実施され、細胞表面マーカーの発現によって決定され得る。T細胞の細胞表面マーカーの例としては、CD3、CD4、CD8、CD14、CD20、CD11b、CD16、CD45およびHLA-DR、CD69、CD28、CD44、IFNγが挙げられるが、これらに限定されない。T細胞の消耗を示すマーカーとしては、PD1、TIM3、BTLA、CD160、2B4、CD39、LAG3などが挙げられる。抗原提示細胞の細胞表面マーカーの例としては、MHCクラスI、MHCクラスII、CD40、CD45、B7-1、B7-2、IFNγ受容体およびIL2受容体、ICAM-1および／またはFcγ受容体などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。樹状細胞の細胞表面マーカーの例としては、MHCクラスI、MHCクラスII、B7-2、CD18、CD29、CD31、CD43、CD44、CD45、CD54、CD58、CD83、CD86、CMRF-44、CMRF-56、DCIRおよび／またはDectin-1などが挙げられるが、これらに限定されるものではなく、場合によっては、CD2、CD3、CD4、CD8、CD14、CD15、CD16、CD19、CD20、CD56、および／またはCD57の不存在も有する。NK細胞の細胞表面マーカーの例としては、CCL3、CCL4、CCL5、CCR4、CXCR4、CXCR3、NKG2D、CD71、CD69、CCR5、Phospho JAK/STAT、Phospho ERK、Phospho p38/ MAPK、Phospho AKT、Phospho STAT3、グラニュライシン、Granzyme B、Granzyme K、IL10、IL22、IFNg、LAP、パーフォリン、TNFaなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。

T細胞消耗
いくつかの実施形態では、CA2バイオサーキット、SREまたはCA2エフェクターモジュールを利用して、T細胞の消耗を防ぐことができる。本明細書で使用される「T細胞消耗」とは、慢性的なT細胞活性化によって引き起こされるT細胞機能の段階的かつ漸進的な喪失を意味する。T細胞消耗は、抗ウイルス剤や抗腫瘍剤などの免疫療法の効果を制限する主な要因である。消耗したT細胞は、増殖能やサイトカイン産生能が低く、同時にアポトーシス率が高く、複数の抑制性受容体の表面発現が高い。消耗したT細胞の活性化は、抗原の存在下でも非存在下でも起こりうる。

細胞
本開示に従って、本開示の少なくとも1つのCA2バイオサーキット、SRE（例えば、CA2 DD）、CA2エフェクターモジュール、および免疫療法薬を発現するように遺伝子組み換えされた細胞が提供される。本開示の細胞は、限定されないが、免疫細胞、幹細胞および腫瘍細胞を含むことができる。いくつかの実施形態では、免疫細胞はエフェクター免疫細胞であり、これに限定されないが、CD8+ T細胞およびCD4+ T細胞などのT細胞（例えば、Th1、Th2、Th17、Foxp3+細胞）、Tメモリ幹細胞、中心Tメモリ細胞、およびエフェクターメモリT細胞などのメモリT細胞、最終分化したエフェクターT細胞、ナチュラルキラー（NK）細胞、NK T細胞、腫瘍浸潤リンパ球（TIL）、細胞障害性Tリンパ球（CTL）、制御性T細胞（Tregs）、および樹状細胞（DC）などのT細胞、エフェクター機能を引き出すことができる他の免疫細胞、またはそれらの混合物を含むが、これらに限定されない。T細胞は、Tαβ細胞およびTγδ細胞であってもよい。いくつかの実施形態では、幹細胞は、ヒト胚性幹細胞、間葉系幹細胞、および神経系幹細胞からのものであってもよい。いくつかの実施形態では、T細胞は、枯渇した内因性T細胞受容体であってもよい（米国特許第9,273,283号、同第9,181,527号、および同第9,028,812号を参照されたく、これらの各々の内容は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる）。
いくつかの実施形態では、本開示の細胞は、特定の個々の対象に関連して、自己由来、同種、同一遺伝子、または異種であってもよい。
いくつかの実施形態では、本開示の細胞は、哺乳類細胞、特にヒト細胞であってもよい。本明細書に記載の細胞は、初代細胞または不死化細胞株であってもよい。

いくつかの実施形態では、本開示の細胞は、細胞の増殖および拡張を誘発するペイロードとして拡張因子を含むことができる。例示的なペイロードには、RASスーパーファミリーのメンバーが含まれる。
人工免疫細胞は、CA2バイオサーキット、CA2エフェクターモジュール、SREおよび／またはペイロードオブインタレスト（例えば、免疫療法薬）のポリペプチド、または前記ポリペプチドをコードするポリヌクレオチド、または前記ポリヌクレオチドを含むベクターを細胞組成物に形質導入することによって達成することができる。ベクターは、レンチウイルスベクター、ガンマレトロウイルスベクター、組換えAAV、アデノウイルスベクター、およびオンコロイドウイルスベクターなどのウイルスベクターであってもよい。他の局面では、例えば、ナノ粒子およびリポソームなどの非ウイルスベクターも使用することができる。いくつかの実施形態では、本開示の免疫細胞は、刺激を用いて調整可能な本明細書に記載の少なくとも1つの免疫療法薬を発現するように遺伝的に改変される。いくつかの例では、同じCA2バイオサーキットおよびCA2エフェクターモジュールに構築された2つ、3つまたはそれ以上の免疫療法薬が細胞に導入される。他の例では、それぞれが免疫療法薬を構成する2つ、3つ、またはそれ以上のバイオサーキット、エフェクターモジュールが、細胞に導入されてもよい。
いくつかの実施形態では、本開示の免疫細胞は、抗原特異的T細胞受容体（TCR）、または本明細書で教示される抗原特異的キメラ抗原受容体（CAR）を発現するように改変されたT細胞（CAR T細胞として知られる）であってもよい。したがって、本明細書に記載のCARシステム（またはTCR）をコードする少なくとも1つのポリヌクレオチド、または該ポリヌクレオチドを含むベクターがT細胞に導入される。CARまたはTCRを発現するT細胞は、CARまたはTCRの細胞外標的部位を介して特定の抗原に結合し、それによって細胞内シグナル伝達ドメイン（複数）を介したシグナルがT細胞に伝達され、その結果、T細胞が活性化される。活性化されたCAR T細胞は、細胞傷害性サイトカイン（例えば、腫瘍壊死因子、リンパトキシンなど）の放出、細胞増殖率の向上、細胞表面分子の変化など、その挙動が変化する。このような変化は、CARまたはTCRによって認識された抗原を発現する標的細胞の破壊を引き起こす。また、サイトカインの放出や細胞表面分子の変化は、他の免疫細胞、例えば、B細胞、樹状細胞、NK細胞、マクロファージなどを刺激する。

いくつかの実施形態では、本開示のCAR T細胞は、別の1つ、2つ、3つまたはそれ以上の免疫療法薬を発現するようにさらに改変されてもよい。免疫療法薬は、異なる標的分子に特異的な別のCARまたはTCR、IL2、IL12、IL15およびIL18などのサイトカイン、またはIL15Raなどのサイトカイン受容体、抑制性シグナルを刺激性シグナルに変換するキメラスイッチ受容体、養子移入された細胞を腫瘍組織などの標的部位に誘導するホーミング受容体、免疫細胞の代謝を最適化する薬剤、または、例えば、養子細胞移植後に重篤な事象が発生した場合や、移植した免疫細胞が不要になった場合に、活性化したT細胞を死滅させる安全スイッチ遺伝子（自殺遺伝子など）であってもよい。これらの分子は、同じエフェクターモジュールに含まれていても、別々のエフェクターモジュールに含まれていてもよい。
上記の関連する実施形態では、本明細書に記載の人工細胞、例えば、免疫細胞は、1つまたは複数の免疫療法薬を発現するように遺伝的に操作することができ、ここで、1つまたは複数の免疫療法薬は、本明細書に記載のエフェクターモジュールを用いて制御される。例示的な実施形態では、人工細胞は、i）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であって、前記第1のポリペプチドは、a.第1の刺激応答要素（SRE）であって、前記第1のSREは、薬物応答ドメイン（DRD）を含み、前記DRDは、ヒト炭酸脱水酵素2（CA2；配列番号5810）またはその領域からなり、さらに配列番号5810のアミノ酸配列に対する1つまたは複数の変異を含む、第1のSREと、b. 第1のSREに動作可能に連結された第1のペイロードであって、（I）第1のペイロードがCD40L（配列番号6）またはその一部を含む、または（II）第1のペイロードがCD40L（配列番号6）または配列番号6のアミノ酸配列に対する1つまたは複数の変異を含むその一部分を含む、第1のペイロードを含み、およびii）1つまたは複数の追加のポリペプチドをコードする第2のポリヌクレオチドであって、前記1つまたは複数の追加のポリペプチドは、T細胞受容体（TCR）およびその変異体、またはキメラ抗原受容体（CAR）であり、ここで、第1のSREのDRDにおける1つまたは複数の変異のうち、少なくとも1つの変異が、第1の刺激の非存在下でDRDおよび第1のペイロードを不安定にし、第1の刺激の存在下でDRDおよび第1のペイロードが安定化し、第2のポリペプチドが第1のペイロードとは独立して発現される群から選択される免疫療法薬を含む、第2のポリヌクレオチドを含む。
様々な実施形態において、人工細胞のペイロードは、i）少なくとも1つの変異を含むCD40L（配列番号6）またはその一部；またはii）少なくとも2つの変異を含むCD40L（配列番号6）または少なくとも2つの変異を含むその一部を含むことができ、任意で、少なくとも2つの変異が、（i）H224GおよびG226F、（ii）H224GおよびG226H、（iii）Y172GおよびG226F、（iv）H125およびG227、（v）Y120G、H224GおよびG226W、ならびに（vi）S110G、F111G、E112S、M113G、Q114G、およびK115Sから選択される。規制された第1の免疫療法薬、例えばCD40Lとともに、第2の免疫療法薬を有する上記で提供されたような例示的な人工細胞であって、第2の免疫療法薬を構成する1つまたは複数のアディチノアルポリペプチドは、第2のDRDを構成する第2のSREに連結されていてもよく、いくつかの例では前記第2のDRDは、前記第1のペイロードに連結された前記第1のSREのDRDと同じまたは異なり、前記第2のDRDおよび前記第2のポリペプチドは、前記第1の刺激または前記第2の刺激の非存在下で共に不安定化し、前記第2のDRDおよび前記第2のポリペプチドは、前記第1の刺激または前記第2の刺激の存在下で安定化する、ことを特徴とする。いくつかの実施形態では、人工細胞は、第1のペイロード、例えば第2の免疫療法薬、例えば、CARまたはTCRが、第1のペイロードとは独立して発現するように、人工細胞に導入され、第2の免疫療法薬をコードするポリヌクレオチドは、第2の免疫療法薬が構成的に発現するか、または人工細胞において誘導性プロモーターを用いて誘導的に発現するように、人工細胞のゲノムに安定的に統合されてもよい。様々な実施形態において、人工細胞は、CD8+ T細胞、CD4+ T細胞、ヘルパーT細胞、ナチュラルキラー（NK）細胞、NKT細胞、細胞障害性Tリンパ球（CTL）、腫瘍浸潤リンパ球（TIL）、メモリT細胞、制御性T（Treg）細胞、サイトカイン誘導型キラー（CIK）細胞、樹状細胞、リンパカイン活性化キラー（LAK）細胞、ヒト胚性幹細胞、間葉系幹細胞、造血系幹細胞、またはそれらの混合物から選択される。

一実施形態では、本開示のCAR T細胞（TCR T細胞を含む）は、CARを含むCA2エフェクターモジュールおよびサイトカインを含むCA2エフェクターモジュールで形質転換された「武装化」CAR T細胞であってもよい。誘導性または構成的に分泌される活性サイトカインは、CAR T細胞をさらに備え、有効性および持続性を向上させる。本文脈では、そのようなCAR T細胞は、「武装化CAR T細胞」とも呼ばれる。「武装化」分子は、腫瘍微小環境、ならびに自然免疫系および適応免疫系の他の要素に基づいて選択されてもよい。いくつかの実施形態では、分子は、IL2、IL12、IL15、IL18、タイプIFN、CD40Lおよび4-1BBLなどの刺激因子であってもよく、これらは、異なるメカニズムを介して、敵対的な腫瘍微小環境に直面してCAR T細胞の効力および持続性をさらに高めることが示されている（Yeku et al.、Biochem Soc Trans.、2016、44（2）：412-418）。
いくつかの実施形態では、本開示の免疫細胞は、抗原特異的T細胞受容体（TCR）、または本明細書で教示する抗原特異的キメラ抗原受容体（CAR）を発現するように改変されたNK細胞であってもよい。
NK細胞は、末梢血単核細胞（PBMC）から分離してもよいし、ヒト胚性幹細胞（ES）や人工多能性幹細胞（iPSC）から分離してもよい。PBMCから分離した初代NK細胞は、養子免疫療法のためにさらに拡大することができる。NK細胞の拡大に有用な戦略およびプロトコルには、インターロイキン2（IL2）刺激および自家フィーダー細胞の使用、または遺伝的に改変された同種フィーダー細胞の使用が含まれ得る。いくつかの態様において、NK細胞は、IL15、IL21、IL2、41BBL、IL12、IL18、MICA、2B4、LFA-1、およびBCM1／SLAMF2を含む刺激リガンドの組み合わせで選択的に拡張することができる（例えば、米国特許公開第US20150190471号）。

CARおよび／または他の免疫療法薬を含むCA2エフェクターモジュールを発現する免疫細胞は、がん免疫療法として使用することができる。本発明の免疫療法は、CARを発現する細胞および／または他の免疫療法薬を有効成分とし、さらに適切な賦形剤を含んでいてもよい。賦形剤の例としては、各種細胞培養液を含む前述の薬学的に許容される賦形剤、および等張塩化ナトリウムを挙げることができる。
いくつかの実施形態では、本開示の細胞は、本開示の組成物を発現するように遺伝的に改変された樹状細胞であってもよい。そのような細胞は、がんワクチンとして使用されてもよい。

V.用語の定義
本明細書の様々な場所で、本開示の組成物の特徴または機能が、グループまたは範囲で開示されている。本開示は、そのようなグループおよび範囲のメンバーの個々のすべてのサブコンビネーションを含むことが特に意図されている。以下は、用語の定義の非限定的なリストである。
活性：本明細書では、「活性」という用語は、物事が起こっている、または行われている状態を意味する。本明細書に記載されている組成物は、活性を有していてもよく、この活性は、1つまたは複数の生物学的事象を含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、生物学的事象は、細胞シグナル伝達事象を含んでもよい。いくつかの実施形態では、生物学的事象は、1つまたは複数の対応するタンパク質、受容体、小分子、または本明細書に記載されたバイオサーキット構成要素のいずれかとのタンパク質の相互作用に関連する細胞シグナル伝達事象を含んでもよい。
養子細胞治療(ACT)：ここでいう「養子細胞治療」または「養子細胞転移」とは、細胞を患者に移植することを含む細胞療法のことで、細胞は患者由来のものであっても、別の個体由来のものであってもよく、患者に移植する前に操作（改変）される。治療用の細胞は、エフェクター免疫細胞などの免疫系に由来するものであってもよい。例えば、CD4+T細胞、CD8+T細胞、ナチュラルキラー細胞（NK細胞）、切除された腫瘍から得られたB細胞や腫瘍浸潤リンパ球（TIL）などが挙げられる。最も一般的に移植される細胞は、ex vivoでの拡大または操作後の自己抗腫瘍T細胞である。例えば、自己末梢血リンパ球は、T細胞受容体（TCR）またはキメラ抗原受容体（CAR）を発現させることにより、特定の腫瘍抗原を認識するように遺伝子操作することができる。

薬剤：本明細書では、「薬剤」という用語は、生物学的、薬学的、または化学的な化合物を指す。非限定的な例としては、単純または複雑な有機または無機分子、ペプチド、タンパク質、オリゴヌクレオチド、抗体、抗体誘導体、抗体フラグメント、受容体、可溶性因子などが挙げられる。
アゴニスト：本明細書で使用する「アゴニスト」という用語は、受容体と組み合わせて細胞応答を引き起こすことができる化合物を意味する。アゴニストは、受容体に直接結合するリガンドであってもよい。あるいは、アゴニストは、（a）受容体に直接結合する別の分子と複合体を形成する、（b）別の化合物が受容体に直接結合するように別の化合物を修飾する、などの方法で間接的に受容体と結合することもある。アゴニストは、特定の受容体または受容体ファミリーのアゴニストと呼ばれることがあり、例えば、共刺激性受容体のアゴニストなどが挙げられる。
アンタゴニスト：本明細書で使用する「アンタゴニスト」という用語は、それが結合する標的の生物学的活性を阻害または低減するあらゆる薬剤を意味する。

抗原：ここでいう「抗原」という用語は、がんの発生自体によって生じる腫瘍抗原のように、対象物に導入されたとき、または対象物によって産生されたときに、免疫反応を引き起こす分子と定義される。この免疫反応には、抗体の産生、細胞障害性Tリンパ球やTヘルパー細胞などの特異的な免疫学的能力を有する細胞の活性化のいずれか、またはその両方が含まれる。抗原は、生物、タンパク質/抗原のサブユニット、殺されたまたは不活性化された全細胞またはライセートに由来することができる。本開示の文脈において、「目的の抗原」または「所望の抗原」という用語は、本明細書で提供されるタンパク質および／または他の生体分子であって、本開示の抗体および／または本明細書に記載されるその断片、変異体、変異体、および／または改変体と免疫特異的に結合する、または相互作用するものを指す。いくつかの実施形態では、目的の抗原は、本明細書に記載されたポリペプチドまたはペイロードもしくはタンパク質のいずれか、またはその断片もしくは部分から構成されてもよい。
およそ：本明細書では、1つまたは複数の値に適用される「およそ」または「約」という用語は、記載された基準値に類似した値を意味する。特定の実施形態では、「およそ」または「約」という用語は、別段の記載がない限り、または文脈から明らかでない限り、記載された基準値のいずれかの方向に25、20、19、18、17、16、15、14、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4、3、2、1、またはそれ以下（以上または未満）に収まる値の範囲を指す（ただし、そのような数値が可能な値の100を超える場合を除く）。
関連する：本明細書では、2つ以上の部位に関して「関連する」、「共役する」、「連結する」、「結合する」、「繋ぐ」という用語を使用する場合、部位が直接的に、または連結剤として機能する1つまたは複数の追加の部位を介して、互いに物理的に関連付けられているか、または接続されていることを意味し、その構造が使用される条件、例えば生理学的条件の下で部位が物理的に関連付けられたままであるように十分に安定した構造を形成することができる。「関連」は、厳密には直接的な共有結合によるものである必要はない。また、イオン結合、水素結合、または「関連する」実体が物理的に関連したままであるように十分に安定したハイブリッドベースの接続性を示唆することもある。

自己由来：本明細書で使用されている「自己由来」という用語は、後に個体に再導入される同一個体に由来する任意の材料を意味している。
バーコード：本明細書で使用される「バーコード」という用語は、あるポリヌクレオチドまたはアミノ酸を別のポリヌクレオチドまたはアミノ酸と区別するポリヌクレオチドまたはアミノ酸の配列を意味する。
がん：本明細書で使用されている「がん」という用語は、体内で異常な細胞が無秩序に増殖することを特徴とする広範な疾患群を指す。制御されていない細胞の分裂と成長により、悪性腫瘍が形成され、隣接する組織に侵入し、最終的にはリンパ系や血流を介して体内の離れた場所に転移する。

共刺激分子：本明細書では、免疫T細胞の活性化における意味に従い、T細胞とAPCの間で結合し、T細胞に刺激的なシグナルを発生させる免疫細胞表面の受容体／リガンドのグループを指す。このシグナルは、T細胞受容体（TCR）がAPC上の抗原／MHC複合体（pMHC）を認識することで生じるT細胞の刺激的なシグナルと結合する。
サイトカイン：本明細書で使用される「サイトカイン」という用語は、免疫系の機能に影響を与え、調節することができる多くの種類の細胞によって産生される、多面的な機能を持つ小さな可溶性因子のファミリーを意味する。
デリバリー：本明細書で使用される「デリバリー」という用語は、化合物、物質、実体、部位、貨物またはペイロードをデリバリーする行為または方法を意味する。「デリバリー剤」とは、1つまたは複数の物質（本開示の化合物および／または組成物を含むが、これらに限定されない）を細胞、被験体、または他の生物学的システム細胞にin vivoでデリバリーすることを少なくとも部分的に容易にする任意の薬剤を指す。

不安定化：本明細書では、「不安定化する」、「不安定化する」、「不安定化する領域」または「不安定化するドメイン」という用語は、同じ領域または分子の開始型、参照型、野生型、またはネイティブ型よりも安定性が低い領域または分子を意味する。
不安定化ドメイン（DD）：本明細書では、「不安定化ドメイン」とは、ペイロードオブインタレスト（POI）に作動可能に連結されたタンパク質またはその領域・ドメインを指す。DD結合リガンドがない場合、DDは作動可能に連結されたPOIを不安定にし、POIが細胞内で速やかに分解されるようにする。DD結合リガンドの存在下では、作動可能に連結されたPOIは安定化し、タンパク質の機能が回復する。本明細書では、「不安定化ドメイン」と「薬物応答性ドメイン」（DRD）という用語は互換性がある。
操作された：本明細書では、本開示の実施形態が、構造的または化学的にかかわらず、開始点、野生型またはネイティブな分子から変化する特徴または特性を持つように設計されている場合、「操作された」としている。

発現：本明細書では、核酸配列の「発現」とは、(1）DNA配列からのRNAテンプレートの生成（例えば、転写による）、（2）RNA転写物の処理（例えば、スプライシング、編集、5′キャップ形成、および／または3′末端処理による）、（3）RNAのポリペプチドまたはタンパク質への翻訳、（4）ポリペプチドまたはタンパク質の折り畳み、および（5）ポリペプチドまたはタンパク質の翻訳後修飾の事象の1つまたは複数を指す。
特徴：本明細書では、「特徴」とは、特性、性質、または特徴的な要素を指す。
製剤：本明細書では、「製剤」とは、本開示の化合物および／または組成物と、デリバリー剤とを少なくとも含む。

断片：本明細書で使用される「断片」とは、一部分を指す。例えば、タンパク質の断片は、完全長のタンパク質を消化して得られたポリペプチドを含む場合がある。いくつかの実施形態では、タンパク質の断片は、少なくとも3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、150、200、250またはそれ以上のアミノ酸を含む。いくつかの実施形態では、抗体の断片は、抗体の一部を含む。
機能的：本明細書では、「機能的な」生物学的分子とは、特徴的な特性および／または活性を示す構造および形態を有する生物学的実体である。
免疫細胞：本明細書で使用する「免疫細胞」とは、骨髄の造血幹細胞に由来する免疫系のあらゆる細胞を指す。この造血幹細胞は、（単球、マクロファージ、樹状細胞、巨核球、顆粒球などの骨髄系細胞を生み出す）骨髄系前駆細胞と、T細胞、B細胞、ナチュラルキラー（NK）細胞などのリンパ系細胞を生み出す）リンパ系前駆細胞の2つの主要な系統を生み出す。例示的な免疫系細胞には、CD4+ T細胞、CD8+ T細胞、CD4- CD8- ダブルネガティブT細胞、T γδ細胞、T αβ細胞、制御性T細胞、ナチュラルキラー細胞、および樹状細胞が含まれる。マクロファージや樹状細胞は、「抗原提示細胞」または「APC」と呼ばれることもあり、ペプチドと複合化したAPC表面の主要組織適合複合体（MHC）受容体がT細胞表面のTCRと相互作用することで、T細胞を活性化できる特殊な細胞である。

免疫療法：本明細書で使用する「免疫療法」とは、疾患に対する免疫系の反応性を誘導または回復させることにより、疾患を治療する方法の一種である。
免疫療法薬：本明細書で使用する「免疫療法薬」とは、病気に対する免疫系の反応性を誘導または回復することで病気を治療することができる生物学的、薬学的、または化学的な化合物のことを指す。
in vitro：本明細書では、「in vitro」という用語は、生物（動物、植物、微生物など）の体内ではなく、試験管または反応容器、細胞培養、ペトリ皿などの人工的な環境で発生する事象を意味する。

in vivo：本明細書では、「in vivo」という用語は、生物（例えば、動物、植物、微生物またはその細胞や組織）の中で起こる事象を意味する。

リンカー：本明細書では、リンカーとは、2つ以上のドメイン、部位、または実体を連結する部分を指す。一実施形態では、リンカーは10個以上の原子から構成されていてもよい。さらなる実施形態では、リンカーは、原子のグループ、例えば、10-1,000個の原子から構成されてもよく、炭素、アミノ、アルキルアミノ、酸素、硫黄、スルホキシド、スルホニル、カルボニル、およびイミンなどの原子またはグループから構成され得るが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、リンカーは、1つまたは複数のヌクレオチドを含む1つまたは複数の核酸を含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、リンカーは、アミノ酸、ペプチド、ポリペプチド、またはタンパク質を含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、リンカーによって結合される部位は、原子、化学基、ヌクレオシド、ヌクレオチド、核酸塩基、糖、核酸、アミノ酸、ペプチド、ポリペプチド、タンパク質、タンパク質複合体、ペイロード（例えば、治療薬）またはマーカー（化学、蛍光、放射性または生物発光マーカーを含むが、これらに限定されない）を含んでもよいが、これらに限定されない。リンカーは、本明細書に記載されているように、ペイロードを投与するだけでなく、多量体やコンジュゲートを形成するなど、任意の有用な目的に使用することができる。リンカーに組み込むことができる化学基の例としては、アルキル、アルケニル、アルキニル、アミド、アミノ、エーテル、チオエーテル、エステル、アルキレン、ヘテロアルキレン、アリール、またはヘテロシクリルが挙げられるが、これらに限定されるものではなく、本明細書に記載されているように、それぞれが任意に置換されていてもよい。リンカーの例としては、不飽和アルカン、ポリエチレングリコール（例えば、エチレングリコールまたはプロピレングリコールの単量体単位、例えば、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール、テトラエチレングリコール、テトラエチレングリコール、またはテトラエチレングリコール）、デキストランポリマーなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。他の例としては、リンカー内の切断可能な部位、例えば、ジスルフィド結合（-S-S-）やアゾ結合（-N＝N-）などが挙げられ、これらは還元剤や光分解を用いて切断させることができる。選択的に切断可能な結合の非限定的な例としては、例えば、トリス（2-カルボキシエチル）ホスフィン（TCEP）などの還元剤および／または光分解によって切断するアミド結合や、例えば、酸性または塩基性の加水分解によって切断するエステル結合がある。
チェックポイント/ファクター：本明細書では、チェックポイント因子とは、その機能がプロセスの分岐点に作用する任意の部分または分子である。例えば、チェックポイントタンパク質、リガンド、受容体は、細胞周期を停止させたり、加速させたりする機能を持っている。

代謝物：代謝物とは、細胞内で自然に起こる、酵素によって触媒される代謝反応の中間生成物である。この用語は通常、小分子、大きな生体分子の断片、または加工された製品を表すのに使われる。
修飾：本明細書では、「修飾」という用語は、親分子または参照分子または実体と比較して、分子または実体の状態または構造が変化することを意味する。分子は、化学的、構造的、および機能的を含む多くの方法で修飾することができる。いくつかの実施形態では、本開示の化合物および／または組成物は、非天然アミノ酸の導入によって修飾される。
突然変異：本明細書では、「突然変異」という用語は、変化および／または改変を意味する。いくつかの実施形態では、突然変異は、タンパク質（ペプチドおよびポリペプチドを含む）および／または核酸（ポリ核酸を含む）に対する変化および／または改変であってよい。いくつかの実施形態では、突然変異は、タンパク質および／または核酸の配列に対する変化および／または改変を含む。そのような変化および／または改変は、1つまたは複数のアミノ酸（タンパク質および／またはペプチドの場合）および／またはヌクレオチド（核酸および／またはポリヌクレオチド核酸、例えばポリヌクレオチドの場合）の付加、置換および／または欠失を含んでもよい。いくつかの実施形態では、突然変異がアミノ酸および／またはヌクレオチドの付加および／または置換を含む場合、そのような付加および／または置換は、1つまたは複数のアミノ酸および／またはヌクレオチド残基から構成されていてもよく、修飾されたアミノ酸および／またはヌクレオチドを含んでいてもよい。突然変異、変化または変更の結果として生じる構築物、分子または配列を、本明細書では変異体と呼ぶことがある。

ネオアンチゲン：本明細書で使用する「ネオアンチゲン」という用語は、腫瘍細胞に存在するが正常細胞には存在せず、胸腺の同族抗原特異的T細胞の欠失を誘発しない（すなわち、中枢性寛容）腫瘍抗原を意味する。これらの腫瘍ネオアンチゲンは、がん免疫療法に必要な効果的な免疫反応を誘導するために、病原体と同様の「異物」シグナルを提供する可能性がある。ネオアンチゲンは、特定の腫瘍に限定されていてもよい。ネオアンチゲンは、ミスセンス変異を有するペプチド／タンパク質（ミスセンス・ネオアンチゲン）、または新規オープンリーディングフレーム（neoORF）からの長くて完全に新規なアミノ酸のストレッチを有する新規ペプチドである。neoORFは、一部の腫瘍において、（マイクロサテライトの不安定性を引き起こすDNAミスマッチ修復の欠陥による）フレーム外の挿入または欠失、遺伝子融合、停止コドンのリードスルー変異、または不適切にスプライスされたRNAの翻訳によって生成される可能性がある（例えば、Saeterdal et al.、Proc Natl Acad Sci USA、2001、98: 13255-13260）。
オフターゲット：本明細書では、「オフターゲット」とは、1つまたは複数の標的、遺伝子、細胞内転写物、細胞、および/または組織に対して意図しない影響を与えることを指す。
操作可能に連結された：本明細書では、「操作可能に連結された」という表現は、2つ以上の分子、構築物、転写物、実体、部位などの間の機能的な接続を意味する。

ペイロードまたはペイロードオブインタレスト（POI）：本明細書で使用される「ペイロード」および「ペイロードオブインタレスト（POI）」という用語は、互換的に使用される。ペイロードオブインタレスト（POI）とは、不安定化ドメイン（DD）に動作可能に連結されている任意のポリペプチドまたはタンパク質を指す。本開示の文脈では、POIは、自然免疫系と適応免疫系の両方を含む免疫系における構成要素である。ペイロードオブインタレストは、目的のタンパク質と呼ばれることがある。
薬剤的に許容される賦形剤：本明細書で使用される「薬剤的に許容される賦形剤」という用語は、医薬組成物中に存在する活性剤（例えば、本明細書に記載されている）以外の任意の成分であって、被験者に対して実質的に非毒性かつ非炎症性であるという特性を有するものを意味する。いくつかの実施形態では、薬学的に許容される賦形剤は、活性剤を懸濁および／または溶解することができるビヒクルである。賦形剤には、例えば、付着防止剤、酸化防止剤、結合剤、コーティング剤、圧縮補助剤、崩壊剤、染料（着色料）、エモリエント剤、乳化剤、充填剤（希釈剤）、フィルム形成剤またはコーティング剤、香料、香り、滑沢剤（フローエンハンサー）、潤滑剤、保存剤、印刷インキ、吸着剤、懸濁剤または分散剤、甘味料、および水和剤が含まれる。例示的な賦形剤としては、ブチルヒドロキシトルエン（BHT）、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム（二塩基性）、ステアリン酸カルシウム、クロスカルメロース、架橋ポリビニルピロリドン、クエン酸、クロスポビドン、システイン、エチルセルロース、ゼラチン、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、乳糖、ステアリン酸マグネシウム、マルチトール、マンニトール、メチオニン、メチルセルロース、メチルパラベン、微結晶セルロース、ポリエチレングリコール、ポリビニルピロリドン、ポビドン、プレゼラチン化デンプン、プロピルパラベン、パルミチン酸レチニル、シェラック、二酸化ケイ素、カルボキシメチルセルロースナトリウム、クエン酸ナトリウム、デンプングリコール酸ナトリウム、ソルビトール、デンプン（トウモロコシ）、ステアリン酸、ショ糖、タルク、二酸化チタン、ビタミンA、ビタミンE、ビタミンC、キシリトールが挙げられるが、これらに限定されるものではない。

薬学的に許容される塩：本明細書に記載された化合物の薬学的に許容される塩は、酸または塩基部分がその塩形態（例えば、遊離の塩基基を適切な有機酸と反応させることによって生成される）である開示された化合物の形態である。薬学的に許容される塩の例としては、アミンなどの塩基性残基の鉱酸塩または有機酸塩、カルボン酸などの酸性残基のアルカリ塩または有機酸塩などが挙げられるが、これらに限定されない。代表的な酸付加塩としては、酢酸塩、アジピン酸塩、アルギン酸塩、アスコルビン酸塩、アスパラギン酸塩、ベンゼンスルホン酸塩、安息香酸塩、重硫酸塩、ホウ酸塩、酪酸塩、ショウノウ酸塩、カンファースルホン酸塩、クエン酸塩、シクロペンタンプロピオン酸塩、ジグルコン酸塩、ドデシル硫酸塩、エタンスルホン酸塩、フマル酸塩、グルコヘプトン酸塩、グリセロリン酸塩、ヘミ硫酸塩、ヘプトン酸塩、ヘキサン酸塩、臭化水素酸塩、塩酸塩、ヨウ化水素酸塩、2-ヒドロキシ-エタンスルホン酸塩、ラクトビオン酸塩、乳酸塩、ラウリン酸塩、ラウリル硫酸塩、リンゴ酸塩、マレイン酸塩、マロン酸塩、メタンスルホン酸塩、2-ナフタレンスルホン酸塩、ニコチン酸塩、硝酸塩、オレイン酸塩、シュウ酸塩、パルミチン酸塩、パモ酸塩、ペクチン酸塩、過硫酸塩、3-フェニルプロピオン酸塩、リン酸塩、ピクリン酸塩、ピバル酸塩、プロピオン酸塩、ステアリン酸塩、コハク酸塩、硫酸塩、酒石酸塩、チオシアン酸塩、トルエンスルホン酸塩、ウンデカン酸塩、吉草酸塩などがある。代表的なアルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩としては、ナトリウム、リチウム、カリウム、カルシウム、マグネシウムなどのほか、無毒性のアンモニウム、第4級アンモニウム、アミンカチオンなどが挙げられ、アンモニウム、テトラメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、エチルアミンなどが含まれるが、これらに限定されるものではない。薬学的に許容される塩には、従来の非毒性の塩、例えば、非毒性の無機酸または有機酸からの塩が含まれる。いくつかの実施形態では、薬学的に許容される塩は、塩基性または酸性の部分を含む親化合物から、従来の化学的方法によって調製される。一般的に、このような塩は、これらの化合物の遊離酸または塩基形態を、化学量論量の適切な塩基または酸と、水または有機溶媒、あるいはそれらの混合物中で反応させることによって調製することができ、一般に、エーテル、酢酸エチル、エタノール、イソプロパノール、アセトニトリルのような非水系媒体が好ましい。適切な塩のリストは、Remington's Pharmaceutical Sciences, 17th ed., Mack Publishing Company, Easton, Pa., 1985, p.1418, Pharmaceutical Salts:Properties, Selection, and Use, P.H. Stahl and C.G. Wermuth (eds.), Wiley-VCH, 2008, and Berge et al., Journal of Pharmaceutical Science, 66, 1-19 (1977)に記載されており、これらの各文献は、その全体が参照により本明細書に組み込まれている。薬剤的に許容される溶媒和物：「薬学的に許容される溶媒和物」という用語は、適切な溶媒の分子が結晶格子に組み込まれた化合物の結晶形態を意味する。例えば、有機溶媒、水、またはそれらの混合物を含む溶液からの結晶化、再結晶化、または沈殿によって、溶媒和物を調製することができる。適切な溶媒の例としては、エタノール、水（例えば、一水和物、二水和物、三水和物）、N-メチルピロリジノン（NMP）、ジメチルスルホキシド（DMSO）、N，N'-ジメチルホルムアミド（DMF）、N，N'-ジメチルアセトアミド（DMAC）、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン（DMEU）、1,3-ジメチル-3,4,5,6-テトラヒドロ-2-(1H)-ピリミジノン（DMPU）、アセトニトリル（ACN）、プロピレングリコール、酢酸エチル、ベンジルアルコール、2-ピロリドン、安息香酸ベンジルなどが挙げられる。水が溶媒の場合、溶媒和物は「水和物」と呼ばれる。いくつかの実施形態では、溶媒和物に取り込まれる溶媒は、溶媒和物が投与される生物（例えば、医薬組成物の単位投与形態）に対して生理学的に許容される種類またはレベルである。

安定：本明細書では、「安定」とは、反応混合物から有用な程度の純度で単離するのに十分な堅牢性を持ち、好ましくは有効な治療薬に配合できる化合物または実体を意味する。
安定させる：本明細書では、「安定させる」、「安定した」、「安定した領域」という用語は、安定した状態にする、または安定した状態になることを意味する。いくつかの実施形態では、安定性は、絶対値に対して相対的に測定される。いくつかの実施形態では、安定性は、二次的な状態もしくは状態、または参照化合物もしくは実体に対して相対的に測定される。
標準CAR：本明細書では、「標準CAR」という用語は、キメラ抗原受容体の標準的なデザインを意味している。細胞外scFvフラグメント、膜貫通領域、1つまたは複数の細胞内ドメインを含むCAR融合タンパク質の構成要素は、単一の融合タンパク質として直線的に構築される。

刺激応答要素（SRE）：本明細書で使用する「刺激応答要素（SRE）」という用語は、エフェクターモジュールの1つまたは複数のペイロードに結合、付着、連結、または関連するエフェクターモジュールの構成要素であり、場合によっては、1つまたは複数の刺激に対するエフェクターモジュールの応答性を担っている。本明細書で使用されるように、刺激に対するSREの「応答性」の性質は、共有結合または非共有結合の相互作用、直接的または間接的な関連性、または刺激に対する構造的または化学的な反応によって特徴付けられることがある。さらに、刺激に対するSREの反応は、程度や種類の問題であってもよい。反応は、部分的な反応であってもよい。反応は、可逆的な反応であってもよい。応答は、最終的に、調節された信号または出力につながる可能性がある。そのような出力信号は、刺激に対する相対的な性質のものであってもよく、例えば、1から100の間の調節効果をもたらすか、または2倍、3倍、4倍、5倍、10倍以上などの因数分解された増加または減少をもたらすものであってもよい。SREの非限定的な例としては、不安定化ドメイン（DD）がある。
対象：本明細書では、「対象」または「患者」という用語は、本開示に従った組成物を、例えば、実験、診断、予防、および／または治療目的で投与することができる任意の生物を指す。典型的な対象には、動物（例えば、マウス、ラット、ウサギ、非ヒト霊長類、およびヒトなどの哺乳類）および／または植物が含まれる。
T細胞：T細胞とは、T細胞受容体（TCR）を産生する免疫細胞のことである。T細胞には、ナイーブ（抗原にさらされていない、T_CMに比べてCD62L、CCR7、CD28、CD3、CD127、CD45RAの発現が増加し、CD45ROの発現が減少している）、メモリーT細胞（T_M）（抗原を経験した、寿命が長い）、エフェクター細胞（抗原を経験した、細胞毒性がある）がある。T_Mは、さらに、中枢性メモリーT細胞（T_CM、ナイーブT細胞と比較して、CD62L、CCR7、CD28、CD127、CD45RO、CD95の発現が増加し、CD54RAの発現が減少している）とエフェクターメモリーT細胞（T_EM、ナイーブT細胞またはT_CMと比較して、CD62L、CCR7、CD28、CD45RAの発現が減少し、CD127の発現が増加している）のサブセットに分けられる。エフェクターT細胞（T_E）とは、抗原経験のあるCD8+細胞傷害性Tリンパ球のことで、T_CMと比較してCD62L、CCR7、CD28の発現が減少し、グランザイムやパーフォリンが陽性である。他の例示的なT細胞には、CD4+ CD25+ (Foxp3+) 制御性T細胞やTreg17細胞などの制御性T細胞や、Tr1、Th3、CD8+CD28-、Qa-1制限T細胞などがある。

T細胞受容体：T細胞受容体（TCR）とは、可変抗原結合ドメイン、定常部ドメイン、膜貫通領域、短い細胞質尾部を持つ免疫グロブリンスーパーファミリーの一員で、MHC受容体に結合した抗原ペプチドに特異的に結合する能力を持つ。TCRは、細胞表面または可溶性の形態で存在し、一般的にはα鎖とβ鎖（それぞれTCRα、TCRβとも知られている）、またはγ鎖とδ鎖（それぞれTCRγ、TCRδとも知られている）を有するヘテロ二量体で構成されている。TCR鎖の細胞外部分（例えば、α鎖、β鎖）は、2つの免疫グロブリンドメイン、N末端の可変ドメイン（例えば、α鎖可変ドメインまたはV_α、β鎖可変ドメインまたはV_β）、および細胞膜に隣接する1つの定常部ドメイン（例えば、α鎖定常部ドメインまたはC_α、β鎖定常部ドメインまたはC_β）を含む。免疫グロブリンと同様に、可変ドメインにはフレームワーク領域（FR）で区切られた相補性決定領域（CDR）が存在する。TCRは、通常、CD3複合体と結合してTCR複合体を形成する。本明細書では、「TCR複合体」という用語は、CD3とTCRが結合して形成される複合体を意味する。例えば、TCR複合体は、CD3γ鎖、CD3δ鎖、2つのCD3ε鎖、CD3ζ鎖のホモダイマー、TCRα鎖、およびTCRβ鎖で構成することができる。あるいは、TCR複合体は、CD3γ鎖、CD3δ鎖、2つのCD3ε鎖、CD3ζ鎖のホモダイマー、TCRγ鎖、およびTCRδ鎖から構成され得る。本明細書で使用される「TCR複合体の構成要素」とは、TCR鎖（すなわち、TCRα、TCRβ、TCRγもしくはTCRδ）、CD3鎖（すなわち、CD3γ、CD3δ、CD3εもしくはCD3ζ）、または2つ以上のTCR鎖もしくはCD3鎖によって形成される複合体（例えば、TCRαとTCRβの複合体、TCRγとTCRδの複合体、CD3εとCD3δの複合体、CD3γとCD3εの複合体、またはTCRα、TCRβ、CD3γ、CD3δ、および2つのCD3ε鎖のサブTCR複合体）などから構成され得る。
治療有効量：本明細書では、「治療有効量」という用語は、感染症、疾患、障害、および／または状態に罹患している、または罹患しやすい対象者に投与されたときに、感染症、疾患、障害、および／または状態の治療、症状の改善、診断、予防、および／または発症の遅延に十分な量のデリバリーされる薬剤（例えば、核酸、薬物、治療剤、診断剤、予防剤など）の量を意味する。いくつかの実施形態では、治療有効量が単回投与で提供される。いくつかの実施形態では、治療有効量が、複数回の投与を含む用量レジメンで投与される。当業者であれば、いくつかの実施形態では、単位投与形態が、そのような投与法の一部として投与されたときに有効な量を含む場合、特定の薬剤または実体の治療有効量を含むと考えられることを理解するであろう。
処置または治療：本明細書では、「処置」または「治療」という用語は、有益なまたは所望の結果、好ましくは有益なまたは所望の臨床結果を含む、有益なまたは所望の結果を得るためのアプローチを示す。そのような有益なまたは所望の臨床結果には、がん細胞または他の病気の増殖を減少させる（または破壊する）、がんに見られるがん細胞の転移を減少させる、腫瘍のサイズを縮小させる、病気に起因する症状を減少させる、病気に苦しむ人々の生活の質を向上させる、病気を治療するために必要な他の薬物の用量を減少させる、病気の進行を遅延させる、および／または個体の生存を延長させる、1つまたは複数が含まれるが、これらに限定されない。

調整：本明細書で使用される「調整」という用語は、刺激に応じて、または特定の結果に向けて、あるものを調整、バランス、または適応させることを意味する。非限定的な一例では、本開示のSREおよび／またはDDは、特定の刺激および／または環境に応じて、それらが付加され、取り付けられ、または関連付けられた組成物の機能または構造を調整し、バランスをとり、または適応させる。

等価と範囲
当業者であれば、本明細書に記載された本開示に従った特定の実施形態に対する多くの等価物を認識するか、日常的な実験以上のものを用いて確認することができるであろう。本開示の範囲は、上記の説明に限定されることを意図するものではなく、添付の特許請求の範囲に記載されている通りである。
特許請求の範囲において、「a」、「an」、「the」などの冠詞は、反対に示されたり、文脈から明らかでない限り、1つまたは複数を意味する。グループの1つまたは複数のメンバーの間に「または」を含む請求項または記述は、反対の指示がない限り、または文脈から明らかでない限り、グループメンバーの1つ、2つ以上、またはすべてが所定の製品またはプロセスに存在するか、それらに採用されるか、またはその他の方法で関連する場合に満たされると考えられる。本開示は、グループの正確に1つのメンバーが、所定の製品またはプロセスに存在する、採用される、またはその他の方法で関連する実施形態を含む。本開示には、複数の、またはグループのメンバー全体が、所定の製品またはプロセスに存在する、採用される、またはその他の方法で関連する実施形態が含まれる。
また、「comprising」という用語は、オープンで許可されていることを意図しているが、追加の要素やステップを含めることを必要としないことに留意されたい。本明細書で「comprising」という用語を使用する場合、「consisting of」という用語も包含され、開示される。

範囲が示されている場合、終点も含まれている。さらに、他に示されていない限り、または文脈や当業者の理解から明らかでない限り、範囲として示されている値は、文脈が明確に指示しない限り、本開示の異なる実施形態において、範囲の下限の単位の10分の1まで、記載された範囲内の任意の特定の値または部分的な範囲を想定することができることを理解されたい。
さらに、先行技術に該当する本開示の特定の実施形態は、請求項のいずれか1つまたは複数から明示的に除外されてもよいことを理解されたい。そのような実施形態は、当業者に知られていると考えられるため、本明細書で除外が明示的に規定されていなくても、除外されてもよい。本開示の組成物の任意の特定の実施形態（例えば、任意の抗生物質、治療薬、または活性成分、任意の製造方法、任意の使用方法など）は、先行技術の存在に関連するか否かに関わらず、任意の理由で、任意の1つまたは複数の請求項から除外することができる。
使用されている言葉は、限定ではなく説明の言葉であり、本開示の広範な側面における真の範囲と精神から逸脱することなく、添付の請求項の範囲内で変更を加えることができることを理解されたい。

本開示は、記載されたいくつかの実施形態に関して、ある程度の長さと特定性をもって説明されてきたが、そのような特定性または実施形態または任意の特定の実施形態に限定されることは意図されておらず、先行技術に鑑みてそのような請求項の可能な限り広範な解釈を提供するように、したがって、本開示の意図された範囲を効果的に包含するように、添付の請求項を参照して解釈されるべきである。本開示は、以下の非限定的な例によってさらに説明される。

（実施例1）T細胞におけるin vitroでのCD40Lの制御
炭酸脱水酵素DDで制御されたCD40L構築物を作成し、レンチウイルスベクターにクローニングした。精製したT細胞を解凍し、aCD3 aCD28ダイナビーズ（T細胞1個に対してビーズ3個の割合で）と一緒に培養した。

翌日、この構築物をT細胞に導入した。ウイルスを添加してから48時間後、50μMのアセタゾラミド、またはビヒクルコントロール（DMSO）を用いて、リガンド依存性制御を試験した。リガンドを添加してから24時間後、T細胞をCD40L発現で染色し、FACSを用いて解析した。アセタゾラミドの存在下で、OT-001990はビヒクルコントロールおよびインサートのない空のベクターを発現させたT細胞と比較して、CD40L発現の増加を示した。CD4+およびCD8+T細胞において、増加する用量のアセタゾラミドに反応したCD40L発現を測定した。細胞をアセタゾラミドで24時間処理し、CD40L発現をFACSを用いて測定した。その結果を、表10に蛍光強度の中央値として、表11にCD40L陽性細胞の割合として示した。

表10および表11に示すように、CD4+ T細胞とCD8+ T細胞の両方でリガンド依存性の調節が観察された。しかし、MFIの絶対値とCD40L陽性細胞の割合は、CD4+細胞の方が高かった。CD40Lの安定化を達成するために必要なアセタゾラミドの量は、ヒトで達成可能なリガンドのレベル内である。

（実施例2）T細胞におけるin vitroでのCD40Lのタイムコース制御
炭酸脱水酵素DDで制御されたCD40L構築物を作成し、レンチウイルスベクターにクローニングした。精製したT細胞を解凍し、aCD3 aCD28ダイナビーズ（T細胞1個に対してビーズ3個の割合で）と一緒に培養した。

この構築物をT細胞に形質導入し、50μMのアセタゾラミドまたはビヒクルコントロール（DMSO）を48時間投与した。空のベクター（EV）と構成的なCD40L（OT-001661；アミノ酸配列番号6067および核酸配列番号6068）のコントロールも評価した。2、4、6、8、24、48時間後に細胞を固定した後、T細胞をCD40Lの発現で染色し、FACSを用いて解析した。その結果を、表12に蛍光強度の中央値として、表13にCD40L陽性細胞の割合として示した。

アセタゾラミドの存在下で、OT-001990は、ビヒクルコントロールおよびインサートを含まない空のベクターを発現するT細胞と比較して、CD40L発現の増加を示した。CD4+およびCD8+T細胞において、増加する用量のアセタゾラミドに反応したCD40L発現を測定した。表12および表13に示すように、CD4+T細胞だけでなく、CD8+T細胞においてもリガンド依存性の制御が観察された。絶対的なMFI値とCD40L陽性細胞の割合は、CD4+細胞で高かった。発現は24時間後にピークに達し、最高用量では構成的なレベルよりも高い発現が見られた。

（実施例3）CA2によるT細胞のCD40Lの制御
制御を調べるために、活性化T細胞にCA2制御CD40L(OT-001990)とCD40Lのコントロール(OT-001661)をレンチウイルスで導入した。2日後、表14に記載されているように、細胞をビヒクルまたは50mMのリガンドで24時間処理した後、CD40Lの表面発現について分析した。CD4+細胞、CD8+細胞および全細胞の結果を以下に示す。表中、「Acz」はアセタゾラミドである。

不安定化ドメインを用いて発現を制御することで、CD40Lの発現が内因性のレベルを超えて著しく向上した。CA2の不安定化ドメインは、臨床応用レベルに近いリガンド用量で、構成的な発現に近いレベルを示す。

（実施例4）CA2由来の不安定化ドメインによるCD40Lの制御
複数の炭酸脱水酵素DDによるCD40Lの制御を、ot-001990、ot-002072、ot-002073、ot-001968、ot-001969、ot-001970、ot-001971、ot-002074、ot-002075、ot-002076、ot-002077の構築物を用いて検証した。HEK 293T細胞にこれらの構築物を一過性にトランスフェクトした。細胞を10μMのアセタゾラミドで24時間処理し、CD40Lの細胞表面発現をフローサイトメトリーで測定した。その結果を表15に示すが、SRは安定化率を示す。

試験したすべての構築物はリガンド依存性の安定化を示し，安定化率は1を超えた。OT-001990とOT-001968は最も高い安定化率を示した。OT-002072、OT-002073、OT-001968、OT-001969、OT-001970、およびOT-001971の構築物をHEK293T細胞で試験したところ、CD40Lのリガンド依存的な安定化が同様に観察された。
T細胞を用いて用量反応試験を行った。表16に示す構築物で細胞を導入した。導入後4日目および9日目にアセタゾラミドの用量反応試験を行った。実験は重複して行った（本明細書では、「リピート1」および「リピート2」と呼ぶ）。結果は、フローサイトメトリーで分析したCD40Lの蛍光強度の中央値として、表16および表17に記載した。

表16および表17の結果から、アセタゾラミドで処理した場合、炭酸脱水酵素DDに基づくCD40Lの発現制御が有効であることが示唆された。CD4陽性細胞は、CD8陽性細胞と比較して、より大きなCD40L発現の増加を示したが、これは、CD4細胞における内因性のCD40L発現によるものと思われる。
健康なドナーのヒトT細胞を活性化し、OT-001990のCD40L発現レンチウイルスベクター（LV）で導入し、aCD3 aCD28ダイナビーズを用いて増殖させた。展開後9日目にT細胞を凍結した。3日目、8日目、解凍後、およびaCD3とaCD28で24時間再刺激した後に、細胞にアセタゾラミドを加えた。リガンドを添加してから24時間後にT細胞をCD40L発現について染色した。その結果を表18に示す。

表18に示すように、融解後の再刺激を受けた細胞では制御が見られたが、再刺激を受けていない細胞では制御が見られなかった。これらのデータは、CD40Lの制御がT細胞の活性化状態に敏感であることを示している。
健康なドナーのヒトT細胞を活性化し、CD40Lを発現するレンチウイルスベクター（LV）を導入し、増殖させた後、凍結した。同種のヒト単球を単球由来樹状細胞（moDC）に分化させ、これも凍結した。解凍したばかりの細胞を用いてin vitroの培養を開始し、48時間培養した。上清を回収し、インターロイキン12（IL12）についてメソスケールディスカバリー（MSD）により分析した。その結果を表19に示す。表19では、アセタゾラミドを「ACZ」と表記している。

CD40Lによる制御と同様に、CD40Lを発現しているT細胞によるIL12の発現は、T細胞の活性化状態に敏感であった。

（実施例5）CA2 CD40L- CAR T細胞の制御
CARの文脈で本開示のバイオサーキットによって調整されるCD40L発現の効果を測定するために、本明細書に記載されたCA2 CD40L-CAR構築物のいずれかを発現するT細胞を、単球由来の樹状細胞（DC）と共培養した。

1×10⁴個のDCを1×10⁵個のNalm6および1×10⁵個のCAR+ T細胞と一緒に培養することにより、in vitroの培養を設定した。50μMのアセタゾラミドを、培養中の細胞と同時に添加した。24時間後に上清を回収し、MSDアッセイによりIFNgとIL-12を分析した。CD40Lペイロードを構成的に発現するOT-001661（配列番号6067；配列番号6068によりコードされる）をコントロールとして用いた。その結果を表20に示す。

DC + OT-001990を除くすべてのグループの上清でIL12の分泌が増加した。DC + OT-001407 + Nalm6、DC + OT-001605 + Nalm6、DC + OT-002156 Vehicle + Nalm6、DC + OT-002156 +50μM アセタゾラミド+ Nalm6の上清では、検出可能なIFNγレベルが観察された。また、OT-002156によるIFNγのリガンド依存的な制御が観察された。これらのデータは、CARによるT細胞の活性化が、in vitroにおいて自己由来のDCによるCD40L依存性のIL-12産生を誘導することを示している。

（実施例6）CD40Lによるシェディングの減少
切断部位をリンカー配列に置換したことによるCD40Lの発現およびシェディングの影響を測定するために、HEK293T細胞にCD40Lコントロール（OT-001661）、CA2制御CD40L（OT-001990）またはCA2制御CD40L-shed（OT-002172）を一過性にトランスフェクトし、ビヒクル（DMSO）または10μMアセタゾラミド（ACZ）で24時間処理した後、細胞培養液をELISAで分析して可溶性CD40Lを調べた。表21に示すように、切断部位をリンカー配列で置き換えた場合、シェディングの減少が見られた。

さらに、OT-001990およびOT-02172を安定的にトランスフェクトされたJurkat細胞にトランスフェクトした後、その細胞を用量のアセタゾラミド（ACZ）で24時間処理し、陽性CD40L+細胞の割合とMFIを表22に示した。

本開示は、説明されたいくつかの実施形態に関して、ある程度の長さと特定性をもって説明されてきたが、そのような特定性や実施形態、または任意の特定の実施形態に限定されることを意図しているのではなく、先行技術に鑑みてそのような請求項の可能な限り広範な解釈を提供するように、添付の請求項を参照して解釈されるべきであり、したがって、本開示の意図された範囲を効果的に包含する。
本明細書に記載されているすべての出版物、特許出願、特許、およびその他の参考文献は、その全体が参照として組み込まれている。矛盾が生じた場合は、定義を含めて本明細書が優先される。また、セクションの見出し、材料、方法、および実施例は例示に過ぎず、限定を意図したものではない。

Claims (54)

1. i) 刺激応答要素（SRE）であって、前記SREが薬物応答ドメイン（DRD）を含み、前記DRDがヒト炭酸脱水酵素2（CA2；SEQ ID NO.5810）またはその領域からなり、さらにSEQ ID NO.5810のアミノ酸配列に対する1つまたは複数の変異を含む、刺激応答要素、および
   ii）SREに動作可能に連結された少なくとも1つのペイロードであって、
   (a）ペイロードが、CD40L（SEQ ID NO.6）またはその一部からなること、または
   (b）ペイロードが、SEQ ID NO.6のアミノ酸配列に対して1つ以上の変異を有するCD40L（SEQ ID NO.6）またはその一部からなることを含む、エフェクターモジュールを含むポリペプチド。
2. DRDが、SEQ ID NO.5810の122位（H122）のアミノ酸にH122Yの変異を有することを特徴とする請求項1に記載のポリペプチド。
3. DRDが
   (i）SEQ ID NO.5810の27位のアミノ酸（R27）におけるR27L変異、
   (ii）SEQ ID NO.5810の87位のアミノ酸（T87）におけるT87I変異、
   (iii）SEQ ID NO.5810の252位（N252）のアミノ酸におけるN252D変異、または
   (iv) (i)、(ii)および/または(iii)の組み合わせでさらに構成されている、請求項2に記載のポリペプチド。
4. DRDが、SEQ ID NO.5810の106位（E106）のアミノ酸にE106Dの変異を有することを特徴とする請求項1に記載のポリペプチド。
5. DRDが、SEQ ID NO.5810の208位（W208）のアミノ酸にW208S変異を有することを特徴とする請求項1に記載のポリペプチド。
6. 前記DRDが、SEQ ID NO.5810の205位（C205）のアミノ酸にC205Sの変異をさらに有する、請求項4または5に記載のポリペプチド。
7. DRDが、SEQ ID NO.5810の59位（I59）のアミノ酸にI59Nの変異を有することを特徴とする請求項1に記載のポリペプチド。
8. DRDが、SEQ ID NO.5810の102位のアミノ酸（G102）にG102Rの変異をさらに含む、請求項7に記載のポリペプチド。
9. DRDが、SEQ ID NO.5810の156位（L156）のアミノ酸にL156Hの変異を有することを特徴とする請求項1に記載のポリペプチド。
10. DRDが、
    (i）SEQ ID NO.5810の4位のアミノ酸（W4）におけるW4Yの変異、
    (ii）SEQ ID NO.5810の225位のアミノ酸（F225）におけるF225Lの変異、
    (iii）SEQ ID NO.5810の257～260位におけるアミノ酸を欠失させたもの、
    (iv）SEQ ID NO.5810の1～5位のアミノ酸を欠失させたもの、または
    (v）SEQ ID NO.5810のアミノ酸G234、E235およびP236の欠失をさらに含む、請求項9に記載のポリペプチド。
11. DRDがSEQ ID NO.5810に対する4つの変異を含み、前記変異は
    (i）L156H、S172C、F178Y、およびE186D、または
    (ii) D70N、D74N、D100N、L156Hに対応する、請求項9に記載のポリペプチド。
12. DRDがSEQ ID NO.5810に対する第1の変異および第2の変異を含み、
    (i）第1の変異が、SEQ ID NO.5810の73位（S73）のアミノ酸におけるS73N変異であること、および
    (ii）第2の変異は、SEQ ID NO.5810のアミノ酸位置89（R89）におけるFまたはYの置換である、請求項1に記載のポリペプチド。
13. DRDがSEQ ID NO.5810のアミノ酸位置56（S56）でNまたはFの置換を含んでいる、請求項1に記載のポリペプチド。
14. DRDが、SEQ ID NO.5810の56位（S56）のアミノ酸にS56Nの変異があることを特徴とする請求項13に記載のポリペプチド。
15. DRDが、SEQ ID NO.5810に対して、S56FおよびD71Sに相当する2つの置換を含んでいる、請求項13に記載のポリペプチド。
16. DRDがSEQ ID NO.5810に対する1つ以上の置換を含み、少なくとも1つの置換がSEQ ID NO.5810のアミノ酸位置63（G63）におけるDまたはNの置換であり、1つ以上の置換が
    G63D、
    G63DとM240L、
    G63D、E69V、N231I、または
    T55K、G63N、Q248Nに対応するものであることを特徴とする、請求項1に記載のポリペプチド。
17. DRDがSEQ ID NO.5810に対する2つ以上の置換を含み、2つ以上の置換のうちの1つがSEQ ID NO.5810のアミノ酸位置71（D71）におけるLまたはKの置換であり、前記2つ以上の置換が、
    D71LとT87N、
    D71LとL250R、
    D71L、T87N、L250R、または
    D71KとT192Fに対応している、請求項1に記載のポリペプチド。
18. DRDがSEQ ID NO.5810に対して2つ以上の置換を含み、2つ以上の置換のうち少なくとも1つが
    (i）SEQ ID NO.5810のアミノ酸位置241（V241）におけるFの置換、または
    (ii）SEQ ID NO.5810のアミノ酸位置249（P249）においてFまたはLが置換されていること、および
    ここで、2つ以上の置換が、
    D72FとV241F、
    D72FとP249L、
    D72FとP249F、
    D72F、V241F、P249L、
    A77IとP249F、または
    V241FとP249Lに対応している、請求項1に記載のポリペプチド。
19. DRDが、SEQ ID NO.5810に対して、Y51T、L183S、Y193I、L197P、およびV134FとL228Fの組み合わせから選択される1つまたは複数の置換を含む、請求項1に記載のポリペプチド。
20. DRDが、SEQ ID NO.5810のアミノ酸2～260に対応するヒトCA2の領域を含む、請求項1～19のいずれか1項に記載のポリペプチド。
21. DRDが、SEQ ID NO 5810のアミノ酸1～260からなる完全長のCA2に対応するヒトCA2の領域を含む、請求項1～19のいずれか1項に記載のポリペプチド。
22. SREが1つ以上の刺激に反応する、請求項1～21のいずれか1項に記載のポリペプチド。
23. 刺激物が小分子であり、小分子がアセタゾラミド、セレコキシブ、バルデコキシブ、ロフェコキシブ、メタゾラミド、ドルゾラミド、ブリンゾラミド、ジクロフェナミド、エトキシゾラミド、ゾニサミド、ダンシルアミド、またはジクロルフェナミドから選択される、請求項22に記載のポリペプチド。
24. 小分子がアセタゾラミドである、請求項23のポリペプチド。
25. ペイロードがCD40L（SEQ ID NO.6）または少なくとも1つの変異を含むその一部である、請求項1～24のいずれか1項に記載のポリペプチド。
26. ペイロードが、少なくとも2つの変異を含むCD40L（SEQ ID NO.6）またはその一部であり、少なくとも2つの変異が
    (i) H224GとG226F、
    (ii) H224GとG226H、
    (iii) Y172GおよびG226F、
    (iv) H125とG227、
    (v) Y120G、H224G、G226W、および
    (vi) S110G、F111G、E112S、M113G、Q114G、およびK115Sから選択される、請求項1～24のいずれか1項に記載のポリペプチド。
27. ペイロードがCD40L（SEQ ID NO：6）である、請求項1～24のいずれか1項に記載のポリペプチド。
28. DRDがペイロードのN末端に位置している、請求項1～27のいずれか1項に記載のポリペプチド。
29. DRDがリンカーによってペイロードから分離されている、請求項1～28のいずれか1項に記載のポリペプチド。
30. エフェクターモジュールが、シグナルペプチド、ターゲティングペプチドおよび／または貫通ペプチド、リンカー、タンパク質タグ、および／またはタンパク質切断部位をさらに含む、請求項1～29のいずれか1項に記載のポリペプチド。
31. 請求項1～30のいずれか1項に記載のポリペプチドを含む組成物。
32. ポリヌクレオチドがDNA分子またはRNA分子であることを特徴とする、請求項1～30のいずれか1項に記載のポリペプチドをコードするポリヌクレオチド。
33. ポリヌクレオチドがモノシストロン、バイシストロンまたはマルチシストロンである、請求項32に記載のポリヌクレオチド。
34. ポリヌクレオチドがバイシストロニックであり、第2のポリペプチドをコードし、前記第2のポリペプチドが、抗体およびそのフラグメントおよびバリアント、T細胞受容体（TCR）およびそのバリアント、キメラ抗原受容体（CAR）キメラスイッチ受容体、共抑制性受容体またはリガンドの阻害剤、共刺激性受容体およびリガンドのアゴニスト、サイトカイン、ケモカイン、サイトカイン受容体、ケモカイン受容体、サイトカイン-サイトカイン受容体融合体、可溶性成長因子、代謝因子、自殺遺伝子、ホーミング受容体から選択される免疫療法剤を含む、請求項33に記載のポリヌクレオチド。
35. ポリヌクレオチドがマルチストロニックであり、少なくとも2つの追加のポリペプチドをコードし、少なくとも2つの追加のポリペプチドが、抗体ならびにその断片および変種、T細胞受容体（TCR）およびその変種、キメラ抗原受容体（CAR）、キメラスイッチ受容体、共抑制性受容体またはリガンドの阻害剤、共刺激性受容体およびリガンドのアゴニスト、サイトカイン、ケモカイン、サイトカイン受容体、ケモカイン受容体、サイトカイン-サイトカイン受容体融合体、可溶性成長因子、代謝因子、自殺遺伝子、またはホーミング受容体から選択される免疫治療剤を含む、請求項33に記載のポリヌクレオチド。
36. 第2のポリペプチドが、または少なくとも2つの追加のポリペプチドが、第2のSREに動作可能に連結されている、請求項34または35に記載のポリヌクレオチド。
37. 第2のポリペプチドが、任意のSREに動作可能に連結されていないか、または少なくとも2つの追加のポリペプチドが、任意のSREに動作可能に連結されていない、請求項34または35に記載のポリヌクレオチド。
38. 任意に、ベクターがウイルスベクターまたはプラスミドである、請求項32～37のいずれか1項に記載のポリヌクレオチドを含むベクター。
39. ウイルスベクターであり、ウイルスベクターがレトロウイルスベクター、レンチウイルスベクター、ガンマレトロウイルスベクター、組換えAAVベクター、アデノウイルスベクター、またはオンコロイドウイルスベクターである、請求項38に記載のベクター。
40. 請求項1～30のいずれか1項に記載のエフェクターモジュール、請求項32～37のいずれか1項に記載のポリヌクレオチド、または請求項38もしくは39に記載のベクターのうち、少なくとも1つを含む細胞。
41. 請求項38または39に記載のベクターでトランスジェニックまたはトランスフェクションされた細胞。
42. (i）前記細胞が、養子縁組細胞移植（ACT）のための免疫細胞である、または
    (ii）前記細胞が、CD8+ T細胞、CD4+ T細胞、ヘルパーT細胞、ナチュラルキラー（NK）細胞、NKT細胞、細胞障害性Tリンパ球（CTL）、腫瘍浸潤リンパ球（TIL）、メモリーT細胞、レギュラトリーT（Treg）細胞サイトカイン誘導型キラー（CIK）細胞、樹状細胞、リンパカイン活性化キラー（LAK）細胞、ヒト胚性幹細胞、間葉系幹細胞、造血系幹細胞、またはそれらの混合物である、請求項40または41に記載の細胞。
43. 前記細胞が、キメラ抗原受容体（CAR）または抗原特異的T細胞受容体（TCR）を発現するように改変されている、請求項42に記載の細胞。
44. 前記細胞がT細胞またはNK細胞である、請求項43に記載の細胞。
45. 請求項1～30のいずれか1項に記載のエフェクターモジュールを発現 する細胞、および／または請求項32～37のいずれか1項に記載のポリヌクレオチドを含む細胞、および／または請求項38または39に記載のベクターで感染またはトランスフェクトされた細胞であって、前記細胞が、抗原特異的T細胞受容体（TCR）または抗原特異的キメラ抗原受容体（CAR）を発現するように改変されたT細胞であることを特徴とする細胞。
46. (i）請求項1～30のいずれか1項に記載のポリペプチド、
    (ii）請求項32～37のいずれか1項に記載のポリヌクレオチド、
    (iii) 請求項38または39に記載のベクター、または
    (iv）請求項40～45のいずれか1項に記載の細胞、および
    薬剤的に許容される賦形剤を含む医薬組成物。
47. 改変細胞を製造する方法であって、請求項32～37のいずれか1項に記載のポリヌクレオチドを含む核酸分子を細胞に導入することを含む、方法。
48. 請求項40～45のいずれか1項に記載の細胞におけるペイロードの発現、機能、および／またはレベルを調節する方法であって、細胞に刺激を投与することを含み、SREが刺激に応答し、少なくとも1つのペイロードの発現、機能、および／またはレベルが刺激に応答して調節される、方法。
49. 疾患の治療および／またはそれを必要とする対象における免疫応答の誘導方法であって、
    (a）請求項1～30のいずれかのポリペプチド、請求項32～37のいずれかのポリヌクレオチド、請求項38もしくは39のベクター、または請求項40～45のいずれかの細胞の治療上有効な量を対象者に投与し、および
    (b）治療上有効な量の刺激物を対象者に投与し、ここで、SREが刺激に応答し、少なくとも1つのペイロードの発現が刺激に応答して調節され、それによって疾患を治療し、および／または免疫応答を誘導することを含む方法。
50. 疾患が癌である、請求項49に記載の方法。
51. 刺激が、アセタゾラミド、セレコキシブ、バルデコキシブ、ロフェコキシブ、メタゾラミド、ドルゾラミド、ブリンゾラミド、ジクロフェナミド、エトキシゾラミド、ゾニサミド、ダンシルアミド、またはジクロルフェナミドから選択される、請求項49または50に記載の方法。
52. i) 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であって、
    a. 第1の刺激応答要素（SRE）であって、前記第1のSREが薬物応答ドメイン（DRD）を含み、前記DRDがヒト炭酸脱水酵素2（CA2；SEQ ID NO.5810）またはその領域からなり、さらにSEQ ID NO.5810のアミノ酸配列に対する1つまたは複数の変異を含む、第1の刺激応答要素（SRE）、および
    b. 前記第1のSREに動作可能に連結された第1のペイロードであって(I）第1のペイロードが、CD40L（SEQ ID NO.6）またはその一部からなる；または（II）第1のペイロードが、SEQ ID NO.6のアミノ酸配列に対して1つまたは複数の変異を含むCD40L（SEQ ID NO.6）またはその一部からなる；前記第1のポリペプチドおよび
    ii)1つ以上の追加のポリペプチドをコードする第2のポリヌクレオチドであって、前記1つ以上の追加のポリペプチドは、T細胞受容体（TCR）およびその変異体、またはキメラ抗原受容体（CAR）からなる群から選択される免疫療法剤を含み、
    ここで、DRDおよび第1のペイロードが第1の刺激の非存在下で不安定化し、DRDおよび第1のペイロードが第1の刺激の存在下で安定化し、1つまたは複数の追加のポリペプチドが第1のペイロードとは独立して発現することを含む人工細胞。
53. 前記第1のペイロードが
    a)少なくとも1つの変異を含むCD40L(SEQ ID NO.6)またはその一部、または
    b)CD40L（SEQ ID NO.6）または少なくとも2つの変異を含むその一部であり、任意に、少なくとも2つの変異が
    (i) H224GとG226F、
    (ii) H224GとG226H、
    (iii) Y172GおよびG226F、
    (iv) H125とG227、
    (v) Y120G、H224G、G226W、および
    (vi) S110G、F111G、E112S、M113G、Q114G、およびK115Sから選択される、請求項52に記載の人工細胞。
54. 1つまたは複数の追加のポリペプチドが、第2のDRDを含む第2のSREに連結されており、第2のDRDが第1のSREのDRDと同じまたは異なり、第2のDRDおよび1つまたは複数の追加のポリペプチドが、第1の刺激または第2の刺激の非存在下で不安定化し、第2のDRDおよび1つまたは複数の追加のポリペプチドが、第1の刺激または第2の刺激の存在下で安定化する、請求項52または53に記載の人工細胞。