JP2023068051A - フェニルケトン尿症を処置するための組成物および方法 - Google Patents

フェニルケトン尿症を処置するための組成物および方法 Download PDF

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Abstract

【課題】フェニルケトン尿症の処置のための代替的な方法を開発する。【解決手段】一態様では、ウイルスベクターが開示される。ウイルスベクターは、フェニルアラニンヒドロキシラーゼ(PAH)またはそのバリアントのうちの少なくとも1つを発現するためのPAH配列を含み、PAH配列は切断されている。実施形態では、PAH配列は、配列の3’非翻訳領域(UTR)で切断されている。実施形態では、PAH配列は、配列番号2、配列番号3、または配列番号4のうちの少なくとも1つとの80%、85%、90%、95%、または100%の同一性のうちの少なくとも1つを含む。【選択図】図12

Description

関連出願への相互参照
本出願は、2017年4月3日に出願された“COMPOSITIONS AND METHODS FOR TREATING PHENYLKETONURIA”と題する米国仮特許出願番号第62/480,962号、および2017年4月27日に出願された“COMPOSITIONS AND METHODS FOR TREATING PHENYLKETONURIA,”と題する米国仮特許出願番号第62/491,118号に基づく優先権を主張しており、これら仮特許出願の開示は、参考として本明細書中に援用される。
分野
本発明の態様は、フェニルケトン尿症(PKU)を処置するための遺伝子医学に関する。より具体的には、本発明の態様は、PAH含有レンチウイルスベクターなどのレンチウイルスベクターを使用して、PKUを処置することに関する。
背景
フェニルケトン尿症(PKU)は、血液中のフェニルアラニンの濃度の増加、または高フェニルアラニン血症に繋がり得る異種の障害の群を指す。高フェニルアラニン血症は、処置されないままであると、罹患した子供において知的障害、発作、行動の問題、ならびに成長および発育不全を惹起し得る。高フェニルアラニン血症が知的障害を生じさせる機序は、高用量フェニルアラニンの驚くべき毒性を反映し、白質形成不全または神経系組織の脱髄に関与する。PKUは、北米において12,000人に1人の平均発生率が報告されており、男性および女性に等しく影響する。障害は、欧州またはネイティブアメリカンの家系の人々において最も一般的であり、東地中海地域においてはるかにより高いレベルに達する。
PKU患者における神経学的変化が生後1ヶ月以内において実証されており、成人PKU患者における磁気共鳴イメージング(MRI)は脳において白質病変を示している。これらの病変のサイズおよび数は、血中フェニルアラニン濃度に直接的に関係する。対照の被験体と比較したPKUを有する青少年および成人の認知プロファイルとしては、有意に低下したIQ、処理速度、運動制御および抑制能力、ならびに注意力の試験における成績の低下を挙げることができる。
PKUの大部分は、肝臓フェニルアラニンヒドロキシラーゼ(PAH)の欠乏により惹起される。PAHは、分子状酸素およびその非タンパク質性補因子である触媒量のテトラヒドロビオプテリン(BH)の存在下でフェニルアラニン(Phe)のチロシン(Tyr)へのヒドロキシル化を触媒するマルチマーの肝臓酵素である。PAHの充分な発現の非存在下で、血液中のフェニルアラニンレベルは増加し、PKU患者における高フェニルアラニン血症および有害な副作用に繋がる。PAH活性の減少または非存在は、チロシンおよびその下流の生成物、例えば、メラニン、l-チロキシンおよびドーパミンなどのカテコールアミン神経伝達物質などの欠乏に繋がり得る。
PKUは、PAHにおける変異および/またはPAH補因子(すなわち、BH)の合成もしくは再生の欠陥により惹起され得る。顕著なことに、いくつものPAH変異が、小胞体におけるタンパク質フォールディングに影響して、酵素触媒活性を減弱または概ね棄損させるタンパク質構造におけるミスセンス変異(63%)および小さい欠失(13%)に起因して分解および/または凝集の加速を生じさせることが示されている。
一般に、血漿Pheレベル、Pheの摂取許容性および治療への潜在的な応答性に基づいてPKUを分類するために3つの主な表現型の群が使用される。これらの群は、古典的PKU(Phe>1200μΜ)非定型または軽度PKU(Pheは600~1200μΜ)、および永久的な軽度の高フェニルアラニン血症(HPA、Phe 120~600μΜ)を含む。
PKUの検出は、ユニバーサル新生児スクリーニング(NBS)に依拠する。ヒールスティックから回収された血液滴が、米国の全50州において義務とされているスクリーニングにおいてフェニルアラニンレベルについて試験される。
現在、Pheの生涯にわたる摂取制限およびBH補給がPKUのただ2つの利用可能な処置オプションであり、罹患した乳児における最適な臨床アウトカムを確実にするために早期の治療的介入が不可欠である。しかしながら、高価な医薬および特別な低タンパク質の食事は患者に大きな負担を課し、特に、これらの製品が民間健康保険により充分にカバーされない場合、栄養不良、社会心理または神経認知の複雑な問題に繋がり得る。さらに、BH治療は主に、BH生合成の欠陥に関する軽度の高フェニルアラニン血症の処置に効果的である一方、軽度または古典的PKUを有する20~30%の患者のみが応答性である。したがって、負担の大きいPhe制限食の代替としてのPKUのための新たな処置モダリティーの必要性が緊急に存在する。したがって、フェニルケトン尿症の処置のための代替的な方法を開発することが望ましい。遺伝子医学は、PKUを効果的に処置する潜在能力を有する。
発明の要旨
一態様では、ウイルスベクターが開示される。ウイルスベクターは、フェニルアラニンヒドロキシラーゼ(PAH)またはそのバリアントのうちの少なくとも1つを発現するためのPAH配列を含み、PAH配列は切断されている。実施形態では、PAH配列は、配列の3’非翻訳領域(UTR)で切断されている。実施形態では、PAH配列は、配列番号2、配列番号3、または配列番号4のうちの少なくとも1つとの80%、85%、90%、95%、または100%の同一性のうちの少なくとも1つを含む。
実施形態では、ウイルスベクターは、少なくとも1つの予め定められた相補的mRNA配列に結合できる少なくとも1つのスモールRNA配列をさらに含む。実施形態では、少なくとも1つの予め定められた相補的mRNA配列は、全長3’非翻訳領域(UTR)を含む。実施形態では、少なくとも1つの予め定められた相補的mRNA配列は、PAH mRNA配列である。実施形態では、少なくとも1つのスモールRNA配列は、shRNAを含む。実施形態では、少なくとも1つのスモールRNA配列は、配列番号5または配列番号6のうちの少なくとも1つとの80%、85%、90%、95%、または100%の同一性のうちの少なくとも1つを有する配列を含む。実施形態では、少なくとも1つのスモールRNA配列は、第1のプロモーターの制御下にあり、PAH配列は、第2のプロモーターの制御下にある。実施形態では、第1のプロモーターは、H1プロモーターを含む。実施形態では、第2のプロモーターは、肝臓特異的プロモーターを含む。実施形態では、肝臓特異的プロモーターは、hAATプロモーターを含む。
別の態様では、ウイルスベクターが開示される。ウイルスベクターは、フェニルアラニンヒドロキシラーゼ(PAH)またはそのバリアントのうちの少なくとも1つを発現するためのPAH配列、および少なくとも1つの予め定められた相補的mRNA配列に結合できる少なくとも1つのスモールRNA配列を含む。実施形態では、PAH配列は、配列番号1との80%、85%、90%、95%、または100%の同一性のうちの少なくとも1つを含む。
別の態様では、パッケージング細胞により産生され標的細胞に感染できるレンチウイルス粒子が開示される。レンチウイルス粒子は、標的細胞に感染できるエンベロープタンパク質を含み、ウイルスベクターは、フェニルアラニンヒドロキシラーゼ(PAH)またはそのバリアントのうちの少なくとも1つを発現するためのPAH配列、および少なくとも1つの予め定められた相補的mRNA配列に結合できる少なくとも1つのスモールRNA配列を含む。実施形態では、標的細胞は、肝細胞、筋肉細胞、上皮細胞、内皮細胞、神経細胞、神経内分泌細胞、内分泌細胞、リンパ球、骨髄細胞、実質臓器内に存在する細胞、または造血系列の細胞、造血幹細胞、もしくは前駆造血幹細胞のうちの少なくとも1つである。
別の態様では、被験体においてフェニルケトン尿症(PKU)を処置する方法が開示される。方法は、被験体に治療有効量のパッケージング細胞により産生され標的細胞に感染できるレンチウイルス粒子を投与することを含み、レンチウイルス粒子は、標的細胞に感染できるエンベロープタンパク質、ならびに、フェニルアラニンヒドロキシラーゼ(PAH)またはそのバリアントのうちの少なくとも1つを発現するためのPAH配列、および少なくとも1つの予め定められた相補的mRNA配列に結合できる少なくとも1つのスモールRNA配列を含むウイルスベクターを含む。
実施形態では、治療有効量のレンチウイルス粒子は、複数の単回用量のレンチウイルス粒子を含む。実施形態では、治療有効量のレンチウイルス粒子は、単回用量のレンチウイルス粒子を含む。実施形態では、被験体は子宮内にある。実施形態では、方法は、PKU表現型と相関する被験体におけるPKU遺伝子型を診断することをさらに含む。実施形態では、診断は、被験体の出生前スクリーニングの間に行われる。実施形態では、診断は、投与の前に行われる。
別の態様では、被験体におけるフェニルケトン尿症(PKU)の処置のための治療有効量のレンチウイルス粒子の使用が開示される。レンチウイルス粒子は、パッケージング細胞により産生され、標的細胞に感染することができ、標的細胞に感染できるエンベロープタンパク質、およびウイルスベクターを含む。実施形態では、ウイルスベクターは、フェニルアラニンヒドロキシラーゼ(PAH)またはそのバリアントのうちの少なくとも1つを発現するためのPAH配列を含み、PAH配列は切断されている。実施形態では、ウイルスベクターは、フェニルアラニンヒドロキシラーゼ(PAH)またはそのバリアントのうちの少なくとも1つを発現するためのPAH配列、および少なくとも1つの予め定められた相補的mRNA配列に結合できる少なくとも1つのスモールRNA配列を含む。
本明細書中に記載する発明のその他の態様および利点は、本発明の態様を例により説明する添付の図面と合わせて、以下の詳細な説明から明らかとなるであろう。
特定の実施形態では、例えば、以下が提供される:
(項目1)
フェニルアラニンヒドロキシラーゼ(PAH)またはそのバリアントのうちの少なくとも1つを発現するためのPAH配列
を含むウイルスベクターであって、前記PAH配列が切断されている、ウイルスベクター。
(項目2)
前記PAH配列が、前記配列の3’非翻訳領域(UTR)で切断されている、項目1に記載のウイルスベクター。
(項目3)
前記PAH配列が、配列番号2、配列番号3、または配列番号4のうちの少なくとも1つとの80%、85%、90%、95%、または100%の同一性のうちの少なくとも1つを含む、項目1に記載のウイルスベクター。
(項目4)
少なくとも1つの予め定められた相補的mRNA配列に結合できる少なくとも1つのスモールRNA配列をさらに含む、項目1に記載のウイルスベクター。
(項目5)
前記少なくとも1つの予め定められた相補的mRNA配列が、全長3’非翻訳領域(UTR)を含む、項目4に記載のウイルスベクター。
(項目6)
前記少なくとも1つの予め定められた相補的mRNA配列が、PAH mRNA配列である、項目4に記載のウイルスベクター。
(項目7)
前記少なくとも1つのスモールRNA配列が、shRNAを含む、項目4に記載のウイルスベクター。
(項目8)
前記少なくとも1つのスモールRNA配列が、配列番号5または配列番号6のうちの少なくとも1つとの80%、85%、90%、95%、または100%の同一性のうちの少なくとも1つを有する配列を含む、項目4に記載のウイルスベクター。
(項目9)
前記少なくとも1つのスモールRNA配列が、第1のプロモーターの制御下にあり、前記PAH配列が、第2のプロモーターの制御下にある、項目4に記載のウイルスベクター。
(項目10)
前記第1のプロモーターが、H1プロモーターを含む、項目9に記載のウイルスベクター。
(項目11)
前記第2のプロモーターが、肝臓特異的プロモーターを含む、項目9に記載のウイルスベクター。
(項目12)
前記肝臓特異的プロモーターが、hAATプロモーターを含む、項目11に記載のウイルスベクター。
(項目13)
フェニルアラニンヒドロキシラーゼ(PAH)またはそのバリアントのうちの少なくとも1つを発現するためのPAH配列、および
少なくとも1つの予め定められた相補的mRNA配列に結合できる少なくとも1つのスモールRNA配列
を含む、ウイルスベクター。
(項目14)
前記PAH配列が、配列番号1との80%、85%、90%、95%、または100%の同一性のうちの少なくとも1つを含む、項目13に記載のウイルスベクター。
(項目15)
パッケージング細胞により産生され標的細胞に感染できるレンチウイルス粒子であって、
標的細胞に感染できるエンベロープタンパク質、および
項目4に記載のウイルスベクター
を含む、レンチウイルス粒子。
(項目16)
前記標的細胞が、肝細胞、筋肉細胞、上皮細胞、内皮細胞、神経細胞、神経内分泌細胞、内分泌細胞、リンパ球、骨髄細胞、実質臓器内に存在する細胞、または造血系列の細胞、造血幹細胞、もしくは前駆造血幹細胞のうちの少なくとも1つである、項目15に記載のレンチウイルス粒子。
(項目17)
被験体においてフェニルケトン尿症(PKU)を処置する方法であって、前記被験体に治療有効量の項目15に記載のレンチウイルス粒子を投与することを含む、方法。
(項目18)
前記治療有効量の前記レンチウイルス粒子が、複数の単回用量の前記レンチウイルス粒子を含む、項目17に記載の方法。
(項目19)
前記治療有効量の前記レンチウイルス粒子が、単回用量の前記レンチウイルス粒子を含む、項目17に記載の方法。
(項目20)
前記被験体が子宮内にある、項目17に記載の方法。
(項目21)
PKU表現型と相関する前記被験体におけるPKU遺伝子型を診断することをさらに含む、項目17に記載の方法。
(項目22)
前記診断することが、前記被験体の出生前スクリーニングの間に行われる、項目21に記載の方法。
図1は、例示的な環状の3ベクターレンチウイルスベクター系を示す。
図2は、例示的な環状の4ベクターレンチウイルスベクター系を示す。
図3は、例示的な環状の3ベクターアデノ随伴ウイルスベクター系を示す。
図4は、(A)PAHを発現するレンチウイルスベクターの直線状マップ、ならびに(B)PAH shRNA配列およびPAH配列を発現するレンチウイルスベクターの直線状マップを示す。
図5は、全長5’および3’UTRを含むフェニルアラニンヒドロキシラーゼオープンリーディングフレームを示す。
図6は、全長5’UTRおよび切断型3’UTRを含むフェニルアラニンヒドロキシラーゼオープンリーディングフレームを示す。
図7は、ヒトおよびマウスのPAH遺伝子について発現のレベルを比較するイムノブロットデータを示す。
図8は、Hepa1-6細胞における3’UTR領域を有するまたは有しないhPAHのレンチウイルスで送達された発現を実証するデータを示す。
図9は、Hepa1-6細胞における切断型3’UTRを有するhPAHを発現するレンチウイルスベクターの結果を示す。
図10は、マウスHepa1-6細胞におけるWPREを有するまたは有しないコドン最適化hPAHの発現を実証するデータを示す。
図11は、shPAH-1およびshPAH-2がヒトHep3B細胞においてhPAHの発現を低減させることを実証するデータを示す。
図12は、Hep3B細胞における内因性hPAHおよびhAAT-hPAH-3’UTR289のshPAH-1抑制を実証するデータを示す。
図13は、shPAH-2がHepG2細胞において内因性hPAHを抑制するがhAAT-hPAH-3’UTR289を抑制しないことを実証するデータを示す。
図14は、hAAT-PAH-UTRを用いてPah(enu2)マウスを処置した結果を実証するデータを示す。図14Aは、そこに示した群についての8週にわたる体重の変化を示す。図14Bは、そこに示した群についての8週にわたる体重の変化を示す。図14Cは、そこに示した群についての8週にわたる体重の変化を示す。図14Dは、処置の1ヶ月後のフェニルアラニンのレベルを示す。
図15は、Hepa1-6マウスヘパトーマ細胞におけるhAATおよびCMVプロモーターを使用したヒトPAH遺伝子のレンチウイルスで送達された発現を実証するデータを示す。
図16は、マウスHepa1-6細胞におけるhAATプロモーターおよび肝臓特異的エンハンサーエレメントApoE(1)、ApoE(2)、またはプロトロンビンを有する発現構築物を使用したhPAHのレンチウイルスで送達された発現を実証するものを示す。
開示の概要
本開示は、治療ベクター、および細胞へのその送達に関する。実施形態では、治療ベクターは、PAH配列またはそのバリアントを含む。実施形態では、治療ベクターはまた、宿主(内因性)PAHの発現を標的化するスモールRNAを含む。
定義および解釈
本明細書中で別様に定義しない限り、本開示との関連で使用する科学技術用語は、当業者によって一般に理解される意味を有する。さらに、文脈上別様に要求されない限り、単数の語は複数を包含し、複数の語は単数を包含する。一般に、本明細書中に記載する細胞および組織の培養、分子生物学、免疫学、微生物学、遺伝学、ならびにタンパク質および核酸の化学およびハイブリダイゼーションとの関連で使用する学術用語およびそれらの技術は周知であり、当該技術分野において一般に使用されている。本開示の方法および技術は、別段の記載がなければ、当該技術分野において周知の、本明細書全体で引用し議論する様々な一般的およびより具体的な参考文献に記載される従来の方法にしたがって一般に行われる。例えば、Sambrook J.およびRussell D.、Molecular Cloning: A Laboratory Manual、第3版、Cold Spring Harbor Laboratory Press、Cold Spring Harbor、N.Y.(2000年);Ausubelら、Short Protocols in Molecular Biology: A Compendium of Methods from Current Protocols in Molecular Biology、Wiley, John&Sons, Inc.(2002年);HarlowおよびLane、Using Antibodies: A Laboratory Manual;Cold Spring Harbor Laboratory Press、Cold Spring Harbor、N.Y.(1998年);およびColiganら、Short Protocols in Protein Science、Wiley, John&Sons, Inc.(2003年)を参照。あらゆる酵素反応または精製技術は、当該技術分野において一般に遂行されるように、または本明細書中に記載するように、製造業者の仕様にしたがって行われる。本明細書中に記載する分析化学、合成有機化学、医薬品化学、および製薬化学との関連で使用する学術用語、ならびに実験の手順および技術は、当該技術分野において周知であり一般に使用されるものである。
本明細書および添付の特許請求の範囲において使用する場合、単数形「1つの(a)」、「1つの(an)」、および「その(the)」は交換可能に使用し、文脈が明確にそうでないと示さない限り、複数形も包含すること、およびそれぞれの意味の範囲内に包含されることを意図する。また、本明細書中で使用する場合、「および/または」は、挙げた項目の1つまたは複数のあらゆる全ての可能な組み合わせ、ならびに、選択肢(「または」)として解釈する場合には組み合わせないことを指し、およびこれらを包含する。
例えば、pH、温度、時間、濃度、および分子量といった、範囲などの数値による全ての指定は、0.1の増分で(+)または(-)に変動する近似値である。必ずしも明示的には述べないが、数値による全ての指定には「約」という用語が先行することを理解するべきである。必ずしも明示的には述べないが、本明細書中に記載する試薬は単に例示的なものであり、そのようなものの同等物が当該技術分野で公知であることも理解するべきである。
本明細書中で使用する場合、「約」という用語は、当業者によって理解され、また、それが使用される文脈に応じてある程度変動する。使用されている文脈を考慮すると当業者に明確でない用語が使用されている場合、「約」は、特定の用語のプラスまたはマイナス10%までを意味する。
活性剤の「投与」または活性剤を「投与する」という用語は、処置を必要とする被験体に対して活性剤を、治療的に有用な形態かつ治療有効量でその個体の体内に導入できる形態で与えることを意味すると理解するべきである。
本明細書中で使用する場合、「含む」という用語は、組成物および方法が、記載した要素を含むが、他のものを除外しない意味であることを意図する。組成物および方法を定義するために使用する場合、「から本質的になる」は、組成物または方法に対して何らかの本質的な重要性を持つその他の要素を除外することを意味する。「からなる」は、特許請求される組成物および実体的な方法ステップにとって軽微ではないその他の成分の要素を除外することを意味する。これらの移行句のそれぞれによって定義される実施形態は、本開示の範囲内にある。したがって、方法および組成物は、追加のステップおよび成分を含み得るか(含む)、あるいは重要でないステップおよび組成物を含むか(から本質的になる)、あるいは記載した方法ステップまたは組成物のみを意図する(からなる)ことが意図される。
本明細書中で使用する場合、「発現」、「発現される」、または「コードする」という用語は、ポリヌクレオチドがmRNAに転写される過程、および/または、転写されたmRNAがその後にペプチド、ポリペプチド、またはタンパク質に翻訳される過程をいう。発現は、真核細胞中でのmRNAのスプライシング、または転写後修飾もしくは翻訳後修飾というその他の形態を包含し得る。
本明細書で使用する場合、「フェニルケトン尿症」という用語は、本明細書において「PKU」と称されることもあり、フェニルアラニンヒドロキシラーゼの慢性的欠乏の他に、疾患の軽度および古典的な形態などのそれに関連する全ての症状を指す。したがって、「フェニルケトン尿症」の処置は、PKUと関連付けられる症状の全てまたは一部の処置に関し得る。
本明細書で使用する場合、「フェニルアラニンヒドロキシラーゼ」という用語はまた、本明細書においてPAHと称されることもある。ヒトPAHはまた、本明細書においてhPAHと称されることもある。マウスPAHはまた、本明細書においてmPAHと称されることもある。
本明細書で使用する場合、「shPAH」という用語は、PAHを標的化するスモールヘアピンRNAを指す。
本明細書で使用する場合、「hAAT-hPAH-3’UTR289」という用語はまた、本明細書においてU289、または一般に導入遺伝子発現性切断型hPAH 3’UTR、または一般に切断型3’UTRと称されることもある。
本明細書で使用する場合、「hAAT-hPAH-3’UTR238」という用語はまた、本明細書においてU238、または一般に導入遺伝子発現性切断型hPAH 3’UTR、または一般に切断型3’UTRと称されることもある。
本明細書で使用する場合、「野生型hPAH」という用語はまた、本明細書において「内因性PAH」または「全長PAH」と称されることもある。
本明細書で使用する場合、切断型(または切断された)という用語は、本明細書において「短鎖型」または「有しない」と称されることもある。
本明細書で使用する場合、バリアントという用語は、本明細書においてアナログまたはバリエーションと称されることもある。バリアントは、ヌクレオチド配列に対する任意の置換、欠失、または付加を指す。
本明細書で使用する場合、「遺伝子医学」(genetic medicine)または「遺伝子医学」(genetic medicines)という用語は、一般に、臨床疾患または外徴を処置するために遺伝子標的に焦点を当てた治療法および治療戦略に関する。「遺伝子医学」という用語は、遺伝子療法などを包含する。
本明細書で使用する場合、「個体」、「被験体」、および「患者」という用語は本明細書中では交換可能に使用され、任意の個体である哺乳動物被験体(例えば、ウシ、イヌ、ネコ、ウマ、またはヒト)を指す。
本明細書で使用する場合、「LV」という用語は一般に「レンチウイルス」を指す。一例として、「LV-shPAH」への言及は、PAHを標的化するshRNAを発現するレンチウイルスへの言及である。
本明細書で使用する場合、「パッケージング細胞株」という用語は、レンチウイルス粒子を発現するために使用できる任意の細胞株を指す。
本明細書で使用する場合、2つまたはそれより多くの核酸配列またはポリペプチド配列の文脈における「同一性パーセント」という用語は、下記する配列比較アルゴリズム(例えば、BLASTPおよびBLASTN、または当業者に利用可能なその他のアルゴリズム)の1つを使用して、または目視検査によって測定されるように、最大の一致のために比較およびアラインメントした時に同一となるヌクレオチドまたはアミノ酸残基を特定のパーセンテージで有する2つまたはそれより多くの配列または部分配列を指す。適用に応じて、「同一性パーセント」は、比較されている配列の一領域にわたり(例えば、機能ドメインにわたり)存在し得るか、あるいは比較される2つの配列の全長にわたり存在し得る。配列比較のために、通常は1つの配列が、試験配列がそれに対して比較される参照配列の役目を持つ。配列比較アルゴリズムを使用する場合、試験配列および参照配列をコンピューターに入力し、部分配列座標を指定し、必要であれば配列アルゴリズムプログラムのパラメーターを指定する。次いで、配列比較アルゴリズムは、指定されたプログラムパラメーターに基づいて、参照配列に対する試験配列の配列同一性パーセントを計算する。
比較のための配列の最適なアラインメントは、例えば、SmithおよびWaterman、Adv. Appl. Math.2巻:482頁(1981年)の局所相同性アルゴリズム、NeedlemanおよびWunsch、J. Mol. Biol.48巻:443頁(1970年)の相同性アラインメントアルゴリズム、PearsonおよびLipman、Proc. Nat’l. Acad. Sci. USA 85巻:2444頁(1988年)の類似性検索法、これらのアルゴリズムのコンピューターによる実行(GAP、BESTFIT、FASTA、およびTFASTA;Wisconsin Genetics Software Package、Genetics Computer Group、575 Science Dr.、Madison、Wis.)、または目視検査(一般には後述のAusubelらを参照)によって実行することができる。
配列同一性パーセントおよび配列類似性パーセントを決定するために好適なアルゴリズムの一例は、Altschulら、J. Mol. Biol.215巻:403~410頁(1990年)に記載されるBLASTアルゴリズムである。BLAST解析を行うためのソフトウェアは、National Center for Biotechnology Informationのウェブサイトを通じて公開されている。
2つのヌクレオチド配列間の同一性パーセントは、GCGソフトウェアパッケージ(http://www.gcg.comにおいて利用可能)中のGAPプログラムを使用し、NWSgapdna.CMPマトリックス、ならびに40、50、60、70、または80のギャップ重み付け、および1、2、3、4、5、または6の長さ重み付けを使用して決定することができる。また、2つのヌクレオチド配列間またはアミノ酸配列間の同一性パーセントは、ALIGNプログラム(バージョン2.0)に組み込まれたE. MeyersおよびW. Miller(CABIOS、4巻:11~17頁、(1989年))のアルゴリズムを使用し、PAM120重み付け残基表、ギャップ長さペナルティーとして12、およびギャップペナルティーとして4を使用して決定することもできる。加えて、2つのアミノ酸配列間の同一性パーセントは、GCGソフトウェアパッケージ(http://www.gcg.comにおいて利用可能)中のGAPプログラムに組み込まれたNeedlemanおよびWunsch(J. Mol. Biol.(48巻):444~453頁(1970年))のアルゴリズムを使用し、Blossum 62マトリックスまたはPAM250マトリックスのいずれか、ならびに16、14、12、10、8、6、または4のギャップ重み付け、および1、2、3、4、5、または6の長さ重み付けを使用して決定することができる。
本開示の核酸配列およびタンパク質配列は、例えば関連配列を同定するために、公共データベースに対して検索を行うための「クエリ配列」としてさらに使用することができる。そのような検索は、Altschulら(1990年)、J. Mol. Biol.215巻:403~10頁のNBLASTおよびXBLASTプログラム(バージョン2.0)を使用して行うことができる。BLASTヌクレオチド検索は、本開示中に提供される核酸分子に相同的なヌクレオチド配列を得るために、NBLASTプログラムをスコア=100、ワード長=12で用いて行うことができる。BLASTタンパク質検索は、本開示のタンパク質分子に相同的なアミノ酸配列を得るために、XBLASTプログラムをスコア=50、ワード長=3で用いて行うことができる。比較目的のギャップ付きアラインメントを得るために、Altschulら(1997年)Nucleic Acids Res.25巻(17号):3389~3402頁に記載されるようにGapped BLASTを利用することができる。BLASTプログラムおよびGapped BLASTプログラムを利用する場合、各プログラム(例えば、XBLASTおよびNBLAST)のデフォルトのパラメーターを使用することができる。http://www.ncbi.nlm.nih.gov.を参照。
本明細書中で使用する場合、「薬学的に許容される」という用語は、妥当な医学的判断の範囲内で、合理的な利益/リスク比に見合うように、過度の毒性、刺激、アレルギー反応、またはその他の問題もしくは合併症を起こすことなくヒトおよび動物の組織、臓器、および/または体液との接触に使用するために好適な化合物、材料、組成物、および/または剤形を指す。
本明細書中で使用する場合、「薬学的に許容される担体」という用語は、生理学的に適合性の、あらゆる全ての溶媒、分散媒、コーティング、抗菌剤および抗真菌剤、等張剤、および吸収遅延剤などを指す、およびそれらを包含する。組成物は、薬学的に許容される塩、例えば酸付加塩または塩基付加塩を含み得る(例えば、Bergeら、(1977年)J Pharm Sci 66巻:1~19頁を参照)。
本明細書中で使用する場合、「配列番号(SEQ ID NO)」という用語は、「配列ID番号(Sequence ID No.)」という用語と同義である。
本明細書中で使用する場合、「スモールRNA」とは、一般に約200ヌクレオチドまたはそれ未満の長さの、サイレンシング機能または干渉機能を持つノンコーディングRNAをいう。その他の実施形態では、スモールRNAは、約175ヌクレオチドまたはそれ未満、約150ヌクレオチドまたはそれ未満、約125ヌクレオチドまたはそれ未満、約100ヌクレオチドまたはそれ未満、あるいは約75ヌクレオチドまたはそれ未満の長さである。そのようなRNAとしては、マイクロRNA(miRNA)、低分子干渉RNA(siRNA)、二本鎖RNA(dsRNA)、および短鎖ヘアピンRNA(shRNA)が挙げられる。本開示の「スモールRNA」は、一般に、標的遺伝子のmRNAの破壊を生じさせる経路を通じて、標的遺伝子の遺伝子発現を阻害することまたはノックダウンすることができるべきである。
本明細書で使用する場合、「治療有効量」という用語は、所与の病気、傷害、疾患、または状態に罹患した患者に見られる症状、進行、または合併症の発症を処置し、または防止するために好適な組成物中および好適な剤形中の本開示の活性剤の十分な量を指す。治療有効量は、患者の状態の状況またはその重篤度、および処置される被験体の年齢、体重などに応じて変化する。治療有効量は、例えば、投与経路、被験体の状態などのいくつかの要因、ならびに当業者によって理解されるその他の要因のいずれかに応じて変化し得る。
本明細書中で使用する場合、「治療ベクター」という用語には、レンチウイルスベクターまたはアデノ随伴ウイルス(AAV)ベクターへの言及が非限定的に包含される。さらに、レンチウイルスベクター系に関して本明細書中で使用する場合、「ベクター」という用語は、「プラスミド」という用語と同義である。例えば、2ベクターおよび3ベクターのパッケージング系を含む3ベクター系および4ベクター系は、3プラスミド系および4プラスミド系とも称され得る。
本明細書で使用する場合、「処置」または「処置すること」という用語は、一般に、処置されている被験体の自然経過を変えようとする介入を指し、予防のため、または臨床病理の経過の間に行われ得る。望ましい効果としては、疾患の発生または再発の予防、症状の軽減、疾患の任意の直接的または間接的な病理学的帰結の抑制、減少、または阻害、疾患状態の改善または緩和、および寛解または予後改善の惹起が挙げられるが、これらに限定されない。よって、本明細書で使用する場合、特定の処置は、標的化される疾患状態、ならびに医薬療法および治療アプローチの現在または将来の状況に依存する。処置は、関連する毒性を有し得る。
本開示の態様および実施形態の説明
本開示の一態様では、ウイルスベクターが開示される。ウイルスベクターは治療カーゴ部分を含み、治療カーゴ部分は、PAH配列またはそのバリアントを含む。実施形態では、PAH配列またはそのバリアントは切断されている。実施形態では、切断されたPAH配列またはそのバリアントの部分は、PAH配列またはそのバリアントの3’非翻訳領域(UTR)である。実施形態では、PAH配列またはそのバリアントは、
Figure 2023068051000002
Figure 2023068051000003
Figure 2023068051000004
Figure 2023068051000005
と少なくとも80%、または少なくとも81%、少なくとも82%、少なくとも83%、少なくとも84%、少なくとも85%、少なくとも86%、少なくとも87%、少なくとも88%、少なくとも89%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%またはより高いパーセントの同一性を有する配列を含む。実施形態では、バリアントは、上記の配列のいずれかに対して作製され得る。実施形態では、PAH配列またはそのバリアントは、(配列番号1)、(配列番号2)、(配列番号3)、または(配列番号4)を含む。
実施形態では、治療カーゴ部分は、少なくとも1つの予め定められた相補的mRNA配列に結合できる少なくとも1つのスモールRNA配列を含む。実施形態では、少なくとも1つのスモールRNA配列は、全長UTRを含有する相補的mRNA配列を標的化する。実施形態では、少なくとも1つのスモールRNA配列は、切断型UTRを含有する相補的mRNA配列を標的化しない。実施形態では、切断型UTRは、本明細書において特定される切断型配列のいずれかまたはその任意のバリアントを含み得る。実施形態では、少なくとも1つの予め定められた相補的mRNA配列は、PAH mRNA配列である。実施形態では、少なくとも1つのスモールRNA配列は、shRNAを含む。実施形態では、少なくとも1つのスモールRNA配列は、第1のプロモーターの制御下にあり、PAH配列またはそのバリアントは、第2のプロモーターの制御下にある。実施形態では、第1のプロモーターは、H1プロモーターを含む。実施形態では、第2のプロモーターは、肝臓特異的プロモーターを含む。実施形態では、肝臓特異的プロモーターは、hAATプロモーターを含む。実施形態では、少なくとも1つのスモールRNA配列は、
Figure 2023068051000006
と少なくとも80%、少なくとも81%、少なくとも82%、少なくとも83%、少なくとも84%、少なくとも85%、少なくとも86%、少なくとも87%、少なくとも88%、少なくとも89%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%またはより高いパーセントの同一性を有する配列を含む。実施形態では、バリアントは、上記の配列から作製され得る。実施形態では、少なくとも1つのスモールRNA配列は、(配列番号5)、または(配列番号6)を含む。実施形態では、ウイルスベクターは、レンチウイルスベクターまたはアデノ随伴ウイルスベクターである。
別の態様では、標的細胞に感染できるレンチウイルス粒子が開示される。レンチウイルス粒子は、標的細胞に感染するために最適化されたエンベロープタンパク質を含み、本明細書に詳述されるようなウイルスベクターをさらに含む。実施形態では、標的細胞は肝細胞である。
別の態様では、被験体においてPKUを処置する方法が開示される。方法は、被験体に治療有効量の本明細書に詳述されるようなレンチウイルス(lentirviral)粒子を投与することを含む。
別の態様では、被験体においてPKUを予防する方法が開示される。方法は、被験体に治療有効量の本明細書に詳述されるようなレンチウイルス粒子を投与することを含む。実施形態では、治療有効量のレンチウイルス粒子は、複数の単回用量のレンチウイルス粒子を含む。実施形態では、治療有効量のレンチウイルス粒子は、単回用量のレンチウイルス粒子を含む。実施形態では、方法は、被験体にウイルスベクターを含む治療有効量の第1のレンチウイルス粒子および第2のレンチウイルス粒子を投与することを含む。実施形態では、第1のレンチウイルス粒子はPAH配列またはそのバリアントを含み、第2のレンチウイルス(lentival)粒子は、少なくとも1つの予め定められた相補的mRNA配列に結合できる少なくとも1つのスモールRNA配列を含む。
別の態様では、被験体においてPKUを処置または予防する方法が開示される。実施形態では、被験体は子宮内にある。実施形態では、PKUを処置または予防する方法は、PKU表現型と相関する被験体におけるPKU遺伝子型を診断することをさらに含む。実施形態では、PKUを処置または予防する方法は、被験体の出生前スクリーニングの間の診断を含む。しかしながら、実施形態では、被験体は、処置の前または後の任意の時点において診断され得る。
本明細書中に記載する発明のその他の態様および利点は、本発明の態様を例により説明する添付の図面と合わせて、以下の詳細な説明から明らかとなるであろう。
フェニルケトン尿症
PKUは、PAHの変異および/またはPAH補因子(すなわち、BH)の合成もしくは再生の欠陥により惹起されると考えられている。顕著なことに、いくつものPAH変異が、小胞体におけるタンパク質フォールディングに影響して、酵素触媒活性を減弱または概ね棄損させるタンパク質構造におけるミスセンス変異(63%)および小さい欠失(13%)に起因して分解および/または凝集の加速を生じさせることが示されている。PAHの機能性に影響し得る多数の変異が存在するので、PKUを処置するための効果的な治療アプローチは、異常なPAHおよび/または置換PAHが投与され得る様式に対処し得る。
一般に、PKUにおいて3つの主な表現型の群は、診断時に測定されるPheレベル、Pheの摂取許容性および治療への潜在的な応答性に基づいて分類される。これらの群は、古典的PKU(Phe>1200μΜ)非定型または軽度PKU(Pheは600~1200μΜ)、および永久的な軽度の高フェニルアラニン血症(HPA、Phe 120~600μΜ)を含む。
PKUの検出は、典型的に、ユニバーサル新生児スクリーニング(NBS)の間に行われる。ヒールスティックから回収された血液滴が、フェニルアラニンレベルについて試験される。NBSは、米国の全50州において義務とされている。
遺伝子医学
遺伝子医学は、疾患の治療または予防の目的で遺伝子構築物を宿主細胞に送達するために使用されるウイルスベクターへの言及を含む。
遺伝子構築物としては、既存の欠陥を訂正または補完するための機能的な遺伝子または遺伝子の部分、調節タンパク質をコードするDNA配列、アンチセンスなどの調節RNA分子をコードするDNA配列、短鎖相同RNA、長鎖ノンコーディングRNA、短鎖干渉RNAまたはその他のもの、および病態を変化させるために不可欠な細胞因子について競合するように設計されたRNAまたはタンパク質のいずれかをコードするデコイ配列を挙げることができるがこれらに限定されない。遺伝子医学は、これらの治療遺伝子構築物を標的細胞に送達して、特定の疾患の処置または軽減を提供することに関与する。
機能的なPAH遺伝子を肝臓にin vivoで送達することにより、その活性を再構成させることができ、それにより、血液中のPheの正常なクリアランスに繋がり、したがって、食事制限または頻繁な酵素置換療法の必要性を除去する。この治療アプローチの効果は、内因性PAHに対するshRNAの標的化により向上され得る。本開示の一態様では、胎児がPKU遺伝子型を有するリスクがあると同定された場合、特に、親の遺伝子型がわかっている場合に、機能的なPAH遺伝子またはそのバリアントが子宮内に送達され得る。処置は、in vivoまたは子宮内において行われ得る。実施形態では、胎児がPKU表現型についてリスクがあるかどうかを判定するために診断ステップが実行され得る。診断ステップにより胎児がPKU表現型についてリスクがあると判定された場合、胎児は、本明細書に詳述される遺伝子医学を用いて処置され得る。
治療ベクター
本明細書における様々な態様および実施形態によるレンチウイルスのビリオン(粒子)は、ビリオン(ウイルス粒子)を産生するために必要なウイルスタンパク質をコードするベクター系により発現される。様々な実施形態では、プロモーターに作動可能に連結された、レンチウイルスのpolタンパク質をコードする核酸配列を含有する1つのベクターが、逆転写および組込みのために提供される。別の実施形態では、polタンパク質は、複数のベクターによって発現される。その他の実施形態では、プロモーターに作動可能に連結された、ウイルスカプシドを形成するためのレンチウイルスのGagタンパク質をコードする核酸配列を含有するベクターが提供される。実施形態では、このgagの核酸配列は、polの核酸配列の少なくとも一部とは別のベクター上にある。その他の実施形態では、gagの核酸は、polタンパク質をコードする全てのpolの核酸配列とは別のベクター上にある。
野生型復帰変異体を得る機会をさらに最小化するための粒子の作製に使用される多数の改変を、本明細書中のベクターに対して行うことができる。これらとしては、LTRのU3領域の欠失、tatの欠失、およびマトリックス(MA)の欠失が挙げられるが、これらに限定されない。一実施形態では、gag、pol、およびenvのベクターは、レンチウイルスパッケージング配列と称される、レンチウイルスRNAをパッケージングするレンチウイルスゲノム由来のヌクレオチドを含有しない。
粒子を形成するベクターは、好ましくは、エンベロープタンパク質を発現するレンチウイルスゲノム由来の核酸配列を含有しない。好ましくは、プロモーターに作動可能に連結されたエンベロープタンパク質をコードする核酸配列を含有する別のベクターが使用される。このenvベクターもまた、レンチウイルスパッケージング配列を含有しない。一実施形態では、envの核酸配列は、レンチウイルスのエンベロープタンパク質をコードする。
別の実施形態では、エンベロープタンパク質は、レンチウイルス由来のものではなく、異なるウイルスに由来する。生じる粒子は、シュードタイプ化粒子と称される。エンベロープの適切な選択により、実質的にあらゆる細胞に「感染」することができる。例えば、エンドサイトーシス区画を標的化するエンベロープタンパク質をコードするenv遺伝子を使用することができ、これらは、インフルエンザウイルス、VSV-G、アルファウイルス(セムリキ森林ウイルス、シンドビスウイルス)、アレナウイルス(リンパ球性脈絡髄膜炎ウイルス)、フラビウイルス(ダニ媒介性脳炎ウイルス、デングウイルス、C型肝炎ウイルス、GBウイルス)、ラブドウイルス(水疱性口内炎ウイルス、狂犬病ウイルス)、パラミクソウイルス(流行性耳下腺炎または麻疹)、およびオルトミクソウイルス(インフルエンザウイルス)などのものである。好ましく使用され得るその他のエンベロープとしては、MLV-E、MLV-A、およびGALVなどのモロニー白血病ウイルス由来のものが挙げられる。これら後者のエンベロープは、宿主細胞が初代細胞である場合に特に好ましい。その他のエンベロープタンパク質は、所望の宿主細胞に応じて選択され得る。
本明細書中に提供されるとおりのレンチウイルスベクター系は、通常、gag遺伝子、pol遺伝子、またはrev遺伝子のうちの少なくとも1つを含む少なくとも1つのヘルパープラスミドを含む。gag遺伝子、pol遺伝子、およびrev遺伝子のそれぞれが個々のプラスミド上に提供されてもよいし、あるいは1つまたは複数の遺伝子が一緒に同一のプラスミド上に提供されてもよい。一実施形態では、gag遺伝子、pol遺伝子、およびrev遺伝子は、同一のプラスミド上に提供される(例えば、図1)。別の実施形態では、gag遺伝子およびpol遺伝子は第1のプラスミド上に提供され、rev遺伝子は第2のプラスミド上に提供される(例えば、図2)。したがって、3ベクター系および4ベクター系の両方が、本明細書に記載するとおりのレンチウイルスを製造するために使用され得る。一実施形態では、治療ベクター、少なくとも1つのエンベローププラスミド、および少なくとも1つのヘルパープラスミドは、パッケージング細胞、例えば、パッケージング細胞株中にトランスフェクトされる。パッケージング細胞株の非限定的な例は、293T/17 HEK細胞株である。治療ベクター、エンベローププラスミド、および少なくとも1つのヘルパープラスミドがパッケージング細胞株中にトランスフェクトされた時に、レンチウイルス粒子が最終的に生産される。
別の態様では、レンチウイルス粒子を発現するためのレンチウイルスベクター系が開示される。系は、本明細書に記載するレンチウイルスベクター、細胞に感染するために最適化されたエンベロープタンパク質を発現するためのエンベローププラスミド、ならびにgag遺伝子、pol遺伝子、およびrev遺伝子を発現するための少なくとも1つのヘルパープラスミドを含み、レンチウイルスベクター、エンベローププラスミド、および少なくとも1つのヘルパープラスミドがパッケージング細胞株中にトランスフェクトされた時に、レンチウイルス粒子がパッケージング細胞株によって生産され、レンチウイルス粒子は、PAHの産生を阻害することおよび/または内因性PAHの発現を阻害することができる。
別の態様では、本明細書において治療ベクターと称されることもあるレンチウイルスベクターは、以下のエレメントを含む:ハイブリッド5’長鎖末端反復(RSV/5’LTR)(配列番号7~8)、プサイ配列(RNAパッケージング部位)(配列番号9)、RRE(Rev応答エレメント)(配列番号10)、cPPT(ポリプリントラクト)(配列番号11)、アンチアルファトリプシンプロモーター(hAAT)(配列番号12)、フェニルアラニンヒドロキシラーゼ(PAH)(配列番号1~4)、ウッドチャック転写後調節エレメント(WPRE)(配列番号13)、およびΔU3 3’LTR(配列番号14)。実施形態では、置換、欠失、別の態様による配列変化、本明細書において治療ベクターと称されることもあるレンチウイルスベクターは、以下のエレメントを含む:ハイブリッド5’長鎖末端反復(RSV/5’LTR)(配列番号7~8)、プサイ配列(RNAパッケージング部位)(配列番号9)、RRE(Rev応答エレメント)(配列番号10)、cPPT(ポリプリントラクト)(配列番号11)、H1プロモーター(配列番号15)、PAH shRNA(配列番号1~4)、アンチアルファトリプシンプロモーター(hAAT)(配列番号12)、PAH shRNA(配列番号1~4)、ウッドチャック転写後調節エレメント(WPRE)(配列番号13)、およびΔU3 3’LTR(配列番号14)。実施形態では、置換、欠失、付加、または変異による配列変化が、本明細書中で言及する配列を改変するために使用され得る。
別の態様では、ヘルパープラスミドは、以下のエレメントを含む:CAGプロモーター(配列番号16)、HIV構成成分gag(配列番号17)、HIV構成成分pol(配列番号18)、HIVのInt(配列番号19)、HIVのRRE(配列番号20)、およびHIVのRev(配列番号21)。別の態様では、ヘルパープラスミドは、gag遺伝子およびpol遺伝子を発現するための第1のヘルパープラスミド、ならびにrev遺伝子を発現するための第2の別のプラスミドを含むように改変され得る。別の実施形態では、置換、欠失、付加、または変異による配列変化が、本明細書中で言及する配列を改変するために使用され得る。
別の態様では、エンベローププラスミドは、左から右に以下のエレメントを含む:RNAポリメラーゼIIプロモーター(CMV)(配列番号22)および水疱性口内炎ウイルスG糖タンパク質(VSV-G)(配列番号23)。別の実施形態では、置換、欠失、付加、または変異による配列変化が、本明細書中で言及する配列を改変するために使用され得る。
様々な態様では、レンチウイルスのパッケージングのために使用されるプラスミドは、ベクター機能を失うことなく様々なエレメントの置換、付加、除去または変異によって改変される。例えば、限定されないが、以下のエレメントは、パッケージング系を構成するプラスミド中の類似のエレメントの代わりとなり得る:伸長因子-1(EF-1)、ホスホグリセリン酸キナーゼ(PGK)、およびユビキチンC(UbC)プロモーターは、CMVプロモーターまたはCAGプロモーターの代わりとなり得る。SV40ポリAおよびbGHポリAは、ウサギベータグロビンポリAの代わりとなり得る。ヘルパープラスミド中のHIV配列は、異なるHIVの株またはクレードから構築され得る。VSV-G糖タンパク質は、ネコ内因性ウイルス(RD114)、テナガザル白血病ウイルス(GALV)、狂犬病(FUG)、リンパ球性脈絡髄膜炎ウイルス(LCMV)、A型インフルエンザ家禽ペストウイルス(influenza A fowl plague virus)(FPV)、ロスリバーアルファウイルス(RRV)、マウス白血病ウイルス10A1(MLV)、またはエボラウイルス(EboV)由来の膜糖タンパク質で置換することができる。
種々のレンチウイルスパッケージング系は市販のものを入手でき(例えば、Lenti-vpak packaging kit、OriGene Technologies,Inc.、Rockville、MD)、また本明細書中に記載するように設計することもできる。さらに、レンチウイルスパッケージング系の態様を置換または改変して、レンチウイルス粒子の生産効率などのいくつもの関連因子を向上させることは当業者の技術的範囲内である。
別の態様では、アデノ随伴ウイルス(AAV)ベクターを使用することができる。
AAVベクターの構築。PAH shRNA配列#1(配列番号5)またはPAH shRNA配列#2(配列番号6)をpAAVプラスミド(Cell Biolabs)に挿入することができる。BamHIおよびEcoRI制限部位を含有するPAHオリゴヌクレオチド配列をEurofins MWG Operonによって合成することができる。重なり合うセンスおよびアンチセンスオリゴヌクレオチド配列を混合し、70℃から室温へと冷却しながらアニーリングさせることができる。制限酵素BamHIおよびEcoRIを37℃で1時間用いてpAAVを消化することができる。消化したpAAVプラスミドをアガロースゲル電気泳動によって精製し、Thermo ScientificのDNAゲル抽出キットを使用してゲルから抽出することができる。DNA濃度を決定し、ベクターをオリゴに(3:1の比)混合し、アニールさせ、ライゲートさせることができる。ライゲーション反応は、室温で30分間、T4 DNAリガーゼを用いて行うことができる。2.5マイクロリットルのライゲーション混合物を25マイクロリットルのSTBL3コンピテント細菌細胞に加えることができる。42℃での熱ショック後に形質転換を達成することができる。アンピシリンを含有する寒天プレート上に細菌細胞を広げ、薬物抵抗性コロニー(アンピシリン抵抗性プラスミドの存在を指し示す)を回収し、LBブロス中で増殖させることができる。オリゴ配列の挿入を確認するために、Thermo ScientificのDNAミニプレップキットを用いて、回収した細菌培養物からプラスミドDNAを抽出することができる。pAAVプラスミド中へのshRNA配列の挿入は、shRNAの発現を調節するために使用されるプロモーター用の特異的プライマーを使用してDNAシークエンシングによって検証することができる。
PAH(配列番号1)を発現するための例示的なAAVプラスミド系を図3に示す。簡潔に述べれば、一番左のAAVヘルパープラスミドは、左ITR(配列番号47)、プロトロンビンエンハンサー(配列番号48)、ヒトアンチアルファトリプシンプロモーター(配列番号12)、PAHエレメント(配列番号1)、ポリAエレメント(配列番号49)、および右ITR(配列番号50)を含有する。図3の中央に示すAAVプラスミドは、好適なプロモーターエレメント(配列番号16;配列番号22)、およびE2Aエレメント(配列番号51)、E4エレメント(配列番号52)、VA RNAエレメント(配列番号53)、およびポリAエレメント(配列番号49)を含有するAAVプラスミドを示す。一番右のプラスミドは、好適なプロモーターエレメント、Repエレメント(配列番号54)、Capエレメント(配列番号55)、およびポリAエレメント(配列番号49)を含有するAAV Rep/Capプラスミドを示す。
AAV粒子の製造。AAV-PAH shRNAプラスミドをプラスミドpAAV-RC2(Cell Biolabs)およびpHelper(Cell Biolabs)と組み合わせることができる。pAAV-RC2プラスミドは、RepおよびAAV2カプシド遺伝子を含有することができ、pHelperは、アデノウイルスのE2A、E4、およびVA遺伝子を含有することができる。AAV粒子を製造するために、これらのプラスミドを1:1:1(pAAV-shPAH:pAAV-RC2:pHelper)の比で293T細胞にトランスフェクトすることができる。150mmディッシュ(BD Falcon)中での細胞のトランスフェクションのために、10マイクログラムの各プラスミドを一緒に1mlのDMEMに加えることができる。別のチューブ中、60マイクロリットルのトランスフェクション試薬PEI(1マイクログラム/ml)(Polysciences)を1mlのDMEMに加えることができる。2つのチューブを合わせ、15分間インキュベートすることができる。次いで、トランスフェクション混合物を細胞に加えることができ、細胞を3日後に回収することができる。細胞をドライアイス/イソプロパノール中での凍結/解凍溶解により溶解させることができる。ベンゾナーゼヌクレアーゼ(Sigma)を細胞溶解液に37℃で30分間加えることができる。次いで、細胞破片を4℃、12,000rpmでの15分間の遠心分離によりペレット化することができる。上清を回収した後、標的細胞に加えることができる。
投与および剤形
本開示のベクター組成物は、目的の遺伝子または配列の短期、中期、または長期の発現、ならびに本開示のベクターのエピソームの維持を可能とする。したがって、投薬レジメンは、処置されている状態および投与方法に基づいて変化し得る。
実施形態では、ベクター組成物は、必要とする被験体に様々な用量で投与され得る。具体的には、被験体は、約10以上の感染用量(1標的細胞への形質導入に平均で1用量が必要)を投与され得る。より具体的には、被験体は、約10以上、約10以上、約10以上、または約1010以上の感染用量、あるいはこれらの値の間の任意の数の用量を投与され得る。投薬の上限は、特定のがん種などの各疾患適応症について決定され、各個々の製品および製品ロットの毒性/安全性プロファイルに依存する。
さらに、本開示のベクター組成物は、1日に1回または2回、あるいは任意のその他の好適な期間で定期的に投与され得る。例えば、ベクター組成物は、週に1回、2週間に1回、3週間に1回、1カ月に1回、2カ月毎、3カ月毎、6カ月毎、9カ月毎、1年に1回、18カ月毎、2年毎、30カ月毎、または3年毎に、必要とする被験体に投与され得る。
実施形態では、本開示のベクター組成物は、医薬組成物として投与される。実施形態では、医薬組成物は、多様な剤形に製剤化され得、これらの剤形としては、臨床適用のための経鼻、経肺、経口、局所、または非経口の剤形が挙げられるが、これらに限定されない。各剤形は、様々な可溶化剤、崩壊剤、界面活性剤、充填剤、増粘剤、結合剤、湿潤剤などの希釈剤、またはその他の薬学的に許容される賦形剤を含み得る。医薬組成物は、注射、ガス注入(insufflation)、注入、または皮内曝露用にも製剤化され得る。例えば、注射製剤は、好適なpHおよび張度の水性または非水性の溶液中に本開示のベクターを含み得る。
本開示のベクター組成物は、腫瘍部位中へのまたは感染部位における直接の注射を介して被験体に投与され得る。一部の実施形態では、ベクターは、全身投与され得る。一部の実施形態では、ベクター組成物は、腫瘍または感染の部位のすぐ周囲の組織へのガイドされたカニューレ挿入を介して投与され得る。
本開示のベクター組成物は、例えば、鼻腔内投与、口腔内投与、舌下投与、経口投与、直腸投与、眼投与、非経口(静脈内、皮内、筋肉内、皮下、腹腔内)投与、経肺投与、腟内投与、局所投与、局部投与、乱切後の局部投与、粘膜投与、エアロゾルを介して、アガロースまたはゼラチンなどの半固体媒体中で、あるいは口腔内または経鼻噴霧製剤を介してなど、任意の薬学的に許容される方法を使用して投与され得る。
さらに、本開示のベクター組成物は、例えば、固体剤形、錠剤、丸剤、ロゼンジ、カプセル剤、液体分散物、ゲル剤、エアロゾル剤、肺エアロゾル剤、鼻エアロゾル剤、軟膏剤、クリーム剤、半固体剤形、液剤、乳剤、および懸濁剤などの任意の薬学的に許容される剤形に製剤化され得る。さらに、医薬組成物は、制御放出製剤、徐放製剤、即時放出性製剤、またはこれらの任意の組み合わせであり得る。さらに、医薬組成物は、経皮送達システムであり得る。
実施形態では、医薬組成物は、経口投与用の固体剤形として製剤化され得、固体剤形は、散剤、顆粒剤、カプセル剤、錠剤、または丸剤であり得る。実施形態では、固体剤形は、例えば、炭酸カルシウム、デンプン、スクロース、ラクトース、微結晶性セルロース、またはゼラチンなどの1つまたは複数の賦形剤を含み得る。加えて、固体剤形は、賦形剤に加えて、タルクまたはステアリン酸マグネシウムなどの滑沢剤を含み得る。一部の実施形態では、経口剤形は、即時放出形態または調節放出形態であり得る。調節放出剤形としては、制御放出または持続放出、腸管での放出などが挙げられる。調節放出剤形において使用される賦形剤は、当業者に一般に公知である。
実施形態では、医薬組成物は、舌下剤形または口腔内剤形として製剤化され得る。そのような剤形は、舌下に投与される舌下錠または舌下溶液組成物、および頬と歯茎との間に置かれる口腔錠を含む。
実施形態では、医薬組成物は、経鼻剤形として製剤化され得る。そのような本発明の剤形としては、経鼻送達用の溶液組成物、懸濁物組成物、およびゲル組成物が挙げられる。
実施形態では、医薬組成物は、懸濁剤、乳剤、またはシロップ剤などの経口投与用の液体剤形として製剤化され得る。実施形態では、液体剤形は、水および液体パラフィンなどの一般に使用される単純な希釈剤に加えて、保湿剤、甘味剤、芳香剤、または防腐剤などの様々な賦形剤を含み得る。実施形態では、組成物は、小児患者への投与のために好適となるように製剤化され得る。
実施形態では、医薬組成物は、滅菌水性液剤、懸濁剤、乳剤、非水性液剤、または坐剤などの非経口投与用剤形として製剤化され得る。実施形態では、液剤または懸濁剤は、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、オリーブ油などの植物油、オレイン酸エチルなどの注射用エステルを含み得る。
医薬組成物の投与量は、患者の体重、年齢、性別、投与の時間および様式、排泄速度、ならびに疾患の重篤度に応じて変化し得る。
実施形態では、ベクター組成物は、静脈もしくは動脈へのカニューレ挿入または注射、皮内送達、筋肉内送達、または疾患部位近くの排液臓器(draining organ)中への注射によって、脳脊髄液、血液、またはリンパ循環中に投与される。
以下の実施例は、本発明の態様の実例を挙げるために与えたものである。しかしながら、本発明は、これらの実施例に記載する特定の条件または詳細に限定されないことを理解するべきである。本明細書中で参照する全ての出版物は、参照することにより具体的に組み込まれる。
(実施例1:レンチウイルスベクター系の開発)
図1に要約するように、レンチウイルスベクター系を開発した(環状形態)。治療ベクター、エンベローププラスミド、およびヘルパープラスミドのトランスフェクション後に、293T/17 HEK細胞(American Type Culture Collection、Manassas、VAより購入)中でレンチウイルス粒子を生産した。293T/17 HEK細胞のトランスフェクションにより、機能的なウイルス粒子が生産された。このトランスフェクションには、プラスミドDNAの取込み効率を増加させるために試薬ポリ(エチレンイミン)(PEI)を用いた。最初に、血清を含まない培養培地中にプラスミドおよびDNAを3:1の比(DNAに対するPEIの質量比)で別々に加えた。2~3日後、細胞培地を回収し、高速遠心分離および/または濾過とその後の陰イオン交換クロマトグラフィーによってレンチウイルス粒子を精製した。レンチウイルス粒子の濃度は、形質導入単位/ml(TU/ml)で表すことができる。TUの決定は、培養液中のHIV p24レベルの測定(p24タンパク質はレンチウイルス粒子中に組み込まれる)、定量PCRによる形質導入された細胞あたりのウイルスDNAコピー数の測定、または細胞の感染および光の使用(ベクターがルシフェラーゼまたは蛍光タンパク質マーカーをコードする場合)によって達成した。
上記の通り、3ベクター系(すなわち、2ベクターのレンチウイルスパッケージング系を含む)をレンチウイルス粒子の生産用に設計した。3ベクター系の概略図を図1に示す。図1に関して簡潔に述べれば、一番上のベクターはヘルパープラスミドであり、これはこの場合、Revを含む。図1の中央に見られるベクターはエンベローププラスミドである。一番下のベクターは、本明細書中に記載する治療ベクターである。
図1に関して、ヘルパープラスRevプラスミドは、CAGエンハンサー(配列番号24)、CAGプロモーター(配列番号16)、ニワトリベータアクチンイントロン(配列番号25)、HIV gag(配列番号17)、HIV Pol(配列番号18)、HIV Int(配列番号19)、HIV RRE(配列番号20)、HIV Rev(配列番号21)、およびウサギベータグロビンポリA(配列番号26)を含む。
エンベローププラスミドは、CMVプロモーター(配列番号22)、ベータグロビンイントロン(配列番号27)、VSV-Gエンベロープ糖タンパク質(配列番号23)、およびウサギベータグロビンポリA(配列番号26)を含む。
ヘルパー(プラスRev)プラスミドおよびエンベローププラスミドからなる2ベクターレンチウイルスパッケージング系を含む3ベクター系の合成が開示される。
材料および方法:
ヘルパープラスミドの構築:Gag、Pol、およびインテグラーゼ遺伝子を含有するpNL4-3 HIVプラスミド(NIH Aids Reagent Program)由来のDNA断片の初期PCR増幅によってヘルパープラスミドを構築した。pCDNA3プラスミド(Invitrogen)中の同じ部位に挿入するために使用され得るEcoRIおよびNotI制限部位を有する断片を増幅するためのプライマーを設計した。フォワードプライマーは(5’-TAAGCAGAATTCATGAATTTGCCAGGAAGAT-3’)(配列番号28)であり、リバースプライマーは(5’-CCATACAATGAATGGACACTAGGCGGCCGCACGAAT-3’)(配列番号29)であった。
Gag、Pol、インテグラーゼの断片の配列は以下の通りであった:
Figure 2023068051000007
Figure 2023068051000008
次に、XbaIおよびXmaI隣接制限部位と共にRev、RRE、およびウサギベータグロビンポリAの配列を含有するDNA断片は、Eurofins Genomicsによって合成された。次いで、XbaIおよびXmaI制限部位においてDNA断片をプラスミドに挿入した。DNA配列は以下の通りであった:
Figure 2023068051000009
最後に、pCDNA3.1のCMVプロモーターをCAGエンハンサー/プロモータープラスニワトリベータアクチンイントロン配列で置換した。MluIおよびEcoRI隣接制限部位と共にCAGエンハンサー/プロモーター/イントロン配列を含有するDNA断片は、Eurofins Genomicsによって合成された。次いで、MluIおよびEcoRI制限部位においてDNA断片をプラスミドに挿入した。DNA配列は以下の通りであった:
Figure 2023068051000010
VSV-Gエンベローププラスミドの構築:
水疱性口内炎インディアナウイルス糖タンパク質(VSV-G)配列は、隣接EcoRI制限部位を用いてEurofins Genomicsによって合成された。次いで、EcoRI制限部位においてDNA断片をpCDNA3.1プラスミド(Invitrogen)に挿入し、CMV特異的プライマーを使用するシークエンシングによって正しい配向であることを決定した。
DNA配列は以下の通りであった:
Figure 2023068051000011
本明細書中に記載する方法および材料を使用して、3ベクターレンチウイルスパッケージング系を含む4ベクター系も設計し、生産した。4ベクター系の概略図を図2に示す。図2に関して簡潔に述べれば、一番上のベクターはヘルパープラスミドであり、これはこの場合、Revを含まない。上から2つ目のベクターは別個のRevプラスミドである。下から2つ目のベクターはエンベローププラスミドである。一番下のベクターは、本明細書中に記載する治療ベクターである。
図2に関して、ヘルパープラスミドは、CAGエンハンサー(配列番号24)、CAGプロモーター(配列番号16)、ニワトリベータアクチンイントロン(配列番号25)、HIV gag(配列番号17)、HIV Pol(配列番号18)、HIV Int(配列番号19)、HIV RRE(配列番号20)、およびウサギベータグロビンポリA(配列番号26)を含む。
Revプラスミドは、RSVプロモーター(配列番号7)、HIV Rev(配列番号21)、およびウサギベータグロビンポリA(配列番号26)を含む。
エンベローププラスミドは、CMVプロモーター(配列番号22)、ベータグロビンイントロン(配列番号27)、VSV-G(配列番号23)、およびウサギベータグロビンポリA(配列番号26)を含む。
一態様では、治療用PAHレンチウイルスプラスミドは、図4Aに示すエレメントの全てを含む。別の態様では、治療用PAHレンチウイルスプラスミドは、図4Bに示すエレメントの全てを含む。
ヘルパープラスミド、Revプラスミド、およびエンベローププラスミドからなる3ベクターレンチウイルスパッケージング系を含む4ベクター系の合成が開示される。
材料および方法:
Revを含まないヘルパープラスミドの構築:
RREおよびウサギベータグロビンポリA配列を含有するDNA断片を挿入することによって、Revを含まないヘルパープラスミドを構築した。この配列は、隣接XbaIおよびXmaI制限部位を用いてEurofins Genomicsによって合成された。次いで、XbaIおよびXmaI制限部位においてRRE/ウサギポリAベータグロビン配列をヘルパープラスミドに挿入した。
DNA配列は以下の通りである:
Figure 2023068051000012
Figure 2023068051000013
Revプラスミドの構築:
RSVプロモーターおよびHIV Rev配列は、隣接MfeIおよびXbaI制限部位を用いて、Eurofins Genomicsによって単一のDNA断片として合成された。次いで、CMVプロモーターがRSVプロモーターで置換されたMfeIおよびXbaI制限部位において、DNA断片をpCDNA3.1プラスミド(Invitrogen)に挿入した。DNA配列は以下の通りであった:
Figure 2023068051000014
パッケージング系において使用されるプラスミドは、類似のエレメントを用いて改変することができ、また、イントロン配列は、ベクター機能を失うことなく取り除くことが可能であり得る。例えば、以下のエレメントは、パッケージング系中の類似のエレメントの代わりとなり得る:
プロモーター:伸長因子-1(EF-1)(配列番号34)、ホスホグリセリン酸キナーゼ(PGK)(配列番号35)、およびユビキチンC(UbC)(配列番号36)は、CMVプロモーター(配列番号22)またはCAGプロモーター(配列番号16)の代わりとなり得る。これらの配列を、付加、置換、欠失、または変異によってさらに変化させることもできる。
ポリA配列:SV40ポリA(配列番号37)およびbGHポリA(配列番号38)は、ウサギベータグロビンポリA(配列番号26)の代わりとなり得る。これらの配列を、付加、置換、欠失、または変異によってさらに変化させることもできる。
HIV Gag、Pol、およびインテグラーゼ配列:ヘルパープラスミド中のHIV配列は、異なるHIVの株またはクレードから構築することができる。例えば、Bal株由来のHIV Gag(配列番号17)、HIV Pol(配列番号18)、およびHIV Int(配列番号19)を、本明細書中に概説したように、ヘルパー/ヘルパープラスRevプラスミド中に含有されるgag、pol、およびint配列と交換することができる。これらの配列を、付加、置換、欠失、または変異によってさらに変化させることもできる。
エンベロープ:VSV-G糖タンパク質は、ネコ内因性ウイルス(RD114)(配列番号39)、テナガザル白血病ウイルス(GALV)(配列番号40)、狂犬病(FUG)(配列番号41)、リンパ球性脈絡髄膜炎ウイルス(LCMV)(配列番号42)、A型インフルエンザ家禽ペストウイルス(FPV)(配列番号43)、ロスリバーアルファウイルス(RRV)(配列番号44)、マウス白血病ウイルス10A1(MLV)(配列番号45)、またはエボラウイルス(EboV)(配列番号46)由来の膜糖タンパク質と置換することができる。これらのエンベロープの配列は、本明細書中の配列部分として特定される。さらに、これらの配列を、付加、置換、欠失、または変異によってさらに変化させることもできる。
要約すると、3ベクター系と4ベクター系とを以下の通りに比較および対比することができる。3ベクターレンチウイルスベクター系は以下を含有する:1.ヘルパープラスミド:HIV Gag、Pol、インテグラーゼ、およびRev/Tat;2.エンベローププラスミド:VSV-G/FUGエンベロープ;および3.治療ベクター:RSV 5’LTR、プサイパッケージングシグナル、RRE、cPPT、ApoEエンハンサー、アンチアルファトリプシンプロモーター、フェニルアラニンヒドロキシラーゼ、3’UTR、WPRE、および3’デルタLTR。4ベクターレンチウイルスベクター系は以下を含有する:1.ヘルパープラスミド:HIV Gag、Pol、およびインテグラーゼ;2.Revプラスミド:Rev;3.エンベローププラスミド:VSV-G/FUGエンベロープ;および4.治療ベクター:RSV 5’LTR、プサイパッケージングシグナル、RRE、cPPT、ApoEエンハンサー、アンチアルファトリプシンプロモーター、フェニルアラニンヒドロキシラーゼ、WPRE、および3’デルタLTR。上記エレメントと対応する配列は、本明細書中の配列表の部分として特定される。
(実施例2.治療ベクター)
例えば図4に示すように、例示的な治療ベクターを設計し、開発した。
最初に図4Aに関して、左から右に、鍵となる遺伝子エレメントは以下の通りである:ハイブリッド5’長鎖末端反復(RSV/LTR)、プサイ配列(RNAパッケージング部位)、RRE(Rev応答エレメント)、cPPT(ポリプリントラクト)、hAATプロモーター、本明細書に詳述するPAHまたはそのバリアント、ウッドチャック転写後調節エレメント(WPRE)、およびU3領域に欠失を有するLTR。
次に図4Bに関して、左から右に、鍵となる遺伝子エレメントは以下の通りである:ハイブリッド5’長鎖末端反復(RSV/LTR)、プサイ配列(RNAパッケージング部位)、RRE(Rev応答エレメント)、cPPT(ポリプリントラクト)、H1プロモーター、本明細書に詳述するPAH shRNA配列またはそのバリアント、hAATプロモーター、本明細書に詳述するPAH配列およびそのバリアントを含むPAH配列、ウッドチャック転写後調節エレメント(WPRE)、およびU3領域に欠失を有するLTR。
図4Aおよび図4Bに概説するベクターを生産するために、以下の方法および材料を用いた。
阻害性RNAの設計:ホモサピエンスフェニルアラニンヒドロキシラーゼ(PAH)mRNAの配列(NM_000277.1)を使用して、ヒト細胞においてPAHレベルをノックダウンするための潜在的なshRNA候補を検索した。Broad Instituteが主催するGPP Web Portal(http://portals.broadinstitute.org/gpp/public/)またはThermo ScientificのBLOCK-iT RNAi Designer(https://rnaidesigner.thermofisher.com/rnaiexpress/)などのsiRNAまたはshRNA設計プログラムによって選択された候補から潜在的なRNA shRNA配列を選択した。shRNA発現を調節するために、RNAポリメラーゼIIIプロモーターH1(配列番号15)のすぐ3’側において、個々の選択したshRNA配列をレンチウイルスベクターに挿入した。これらのレンチウイルスshRNA構築物を使用して細胞への形質導入を行い、特定のmRNAレベルの変化を測定した。
ベクターの構築:PAH shRNAのため、BamHIおよびEcoRI制限部位を含有するオリゴヌクレオチド配列は、Eurofins MWG Operonによって合成された。重複するセンスおよびアンチセンスオリゴヌクレオチド配列を混合し、70℃から室温へと冷却しながらアニーリングさせた。37℃で1時間、制限酵素BamHIおよびEcoRIを用いてレンチウイルスベクターを消化した。消化したレンチウイルスベクターをアガロースゲル電気泳動により精製し、Thermo ScientificのDNAゲル抽出キットを使用してゲルから抽出した。DNA濃度を決定し、ベクターをオリゴに混合し(3:1の比)、アニーリングおよびライゲートさせた。ライゲーション反応は、室温で30分間、T4 DNAリガーゼを用いて行った。2.5マイクロリットルのライゲーション混合物を25マイクロリットルのSTBL3コンピテント細菌細胞に加えた。42℃での熱ショック後に形質転換を達成した。アンピシリンを含有する寒天プレート上に細菌細胞を広げ、薬物抵抗性コロニー(アンピシリン抵抗性プラスミドの存在を指し示す)を回収し、LB培地中で増殖させた。オリゴ配列の挿入を確認するために、Thermo ScientificのDNAミニプレップキットを用いて、回収した細菌培養物からプラスミドDNAを抽出した。レンチウイルスベクター中へのshRNA配列の挿入は、shRNAの発現を調節するために使用されるプロモーター用の特異的プライマーを使用してDNAシークエンシングによって検証した。以下の標的配列を使用して、PAHをノックダウンするための例示的なshRNA配列を決定した。
Figure 2023068051000015
(実施例3)
全長5’および3’UTRを含むフェニルアラニンヒドロキシラーゼオープンリーディングフレーム
Hepa1-6マウスヘパトーマ細胞を、図5に示すように、その全長5プライム非翻訳領域およびその全長3プライム非翻訳領域(配列番号3)を含むPAH遺伝子(配列番号1)を含有するレンチウイルスベクターに感染させた。図5は、ヒトPAHのcDNA発現構築物の全長DNA配列(配列番号57)を提供する。このバージョンは、インタクトな5’UTR領域(太字で示す)、hPAHのコーディング領域、および全長3’UTR(太字で示す)を含む。これらの感染の結果を本明細書におけるさらなる実施例において詳述する。
(実施例4)
全長5’UTRおよび切断型3’UTRを含むフェニルアラニンヒドロキシラーゼオープンリーディングフレーム
Hepa1-6マウスヘパトーマ細胞を、図6に示すように、その全長5プライム非翻訳領域および切断型3プライム非翻訳領域(配列番号4)を含むPAH遺伝子(配列番号1)を含有するレンチウイルスベクターに感染させた。図6は、5’UTR(897ヌクレオチド)(太字で示す)、hPAHのコーディング領域、および切断型3’UTR(289ヌクレオチド)(太字で示す)(配列番号58)を含むヒトPAHのcDNA配列を提供する。
(実施例5)
PAHの材料および方法
ホモサピエンスフェニルアラニンヒドロキシラーゼ(hPAH)mRNAの配列(Gen Bank:NM_000277.1)を遺伝子の遠位末端および近位末端に位置するEcoRIおよびSalI制限酵素部位と共に化学合成した。EcoRIおよびSalI制限酵素を用いて処理してhPAHを切断し、ApoE(NM_000001.11、U35114.1)およびhAAT(HG98385.1)遺伝子座制御領域の部分を含むハイブリッドプロモーターの制御下でpCDHプラスミドにライゲートした。同様に、マウスPAH遺伝子(mPAH)(NM_008777.3)を合成し、同じハイブリッドプロモーターの制御下でpCDHに挿入した。さらに、3’非翻訳領域(UTR)を含むようにヒトPAHを合成した。
さらなる改変では、天然に存在するUTRを切断して、肝臓特異的プロモーターhAATによって制御された時のhPAH遺伝子の発現を向上させた。BamHIおよびEcoRI制限部位を有する、hPAH、全長UTRを有するhPAH、切断型UTRを有するhPAHまたはmPAHのみを含有するオリゴヌクレオチド配列はEurofins Genomicsによって合成された。オリゴヌクレオチド配列を70℃でのインキュベーションおよび室温への冷却によってアニールさせた。37℃で1時間、制限酵素BamHIおよびEcoRIを用いてレンチウイルスベクターを消化した。消化したレンチウイルスベクターをアガロースゲル電気泳動により精製し、InvitrogenのDNAゲル抽出キットを使用してゲルから抽出した。DNA濃度を決定した後、ベクターをオリゴ配列に3:1の挿入物対ベクター比で使用して合成オリゴヌクレオチド(hPAHまたはmPAH)と混合した。混合物は、室温で30分間、T4 DNAリガーゼでライゲートした。2.5マイクロリットルのライゲーション混合物を25マイクロリットルのSTBL3コンピテント細菌細胞に加えた。42℃での熱ショックによって形質転換を実行した。アンピシリンを含有する寒天プレート上に細菌細胞を塗り付けた後、コロニーをLBブロス中で増殖させた。オリゴ配列の挿入を確認するために、InvitrogenのDNAミニプレップキットを用いて、回収した細菌培養物からプラスミドDNAを抽出した。レンチウイルスベクター(LV)中へのshRNA配列の挿入は、shRNAの発現のために使用されるプロモーターに相補的なプライマーを使用して、DNAシークエンシングによって検証した。次いで、検証したhPAHまたはmPAH配列を含有するレンチウイルスベクターを使用してレンチウイルス粒子をパッケージングして、PAHを発現するそれらの能力について試験した。哺乳動物細胞にレンチウイルス粒子を形質導入した。2~4日後に細胞を回収し、PAHの発現についてウエスタンブロットによってタンパク質を分析した。
hPAH配列の改変:
hPAH配列のいくつもの改変を組み込んで、細胞発現レベルを向上させた。最初に、通常のhPAH 3’非翻訳領域(UTR)をPAHコーディング領域の後ろおよびmRNAの末端の前に挿入した。これはLV-hAAT-hPAH-UTRを生成させた。3’UTRを加えることによってhPAHの発現レベルは増加したが、類似のベクター中で発現されるmPAHのレベルに達しなかった。
次に、hPAH UTR領域を改変して、肝臓特異的プロモーターの制御下での発現レベルを向上させた。配列の遠位の半分におおよそ等しい非翻訳領域の部分を除去した。この改変は、LV-hAAT-hPAH-UTRの発現を、mPAHの発現について達成されたものと類似のレベルまで増加させた。驚くべきことに、UTRの切断は、肝臓特異的なhAATプロモーターを使用した時に高レベルの発現のために必要とされるのみであった。CMV最初期プロモーターの制御下のhPAH発現構築物の生成は、UTRの存在または非存在にかかわらず、さらにUTRが切断されているか否かにかかわらず、高レベルの発現を与えた。hPAH遺伝子座の構造機能の理解におけるこの重要な進歩は、hPAHの高レベルの産生を依然として達成しつつ肝臓組織における特異的な発現のための構築物を生成することを可能とする。導入遺伝子の発現を肝細胞に制限することは、フェニルケトン尿症のための遺伝子医学におけるベクターの安全性および標的特異性のための重要な検討事項である。
(実施例6)
ヒトおよびマウスのPAH遺伝子について発現のレベルを比較するイムノブロット解析
ヒトおよびマウスのPAH遺伝子について発現のレベルを比較するイムノブロット解析を図7に要約するように実行した。この実施例は、Hepa1-6マウス肝臓がん細胞(Hepa1-6)におけるマウスPAHの発現は、Hepa1-6におけるヒトPAHのほぼ検出不可能な発現と比較してより高いことを説明する。
ヒトおよびマウスPAHを合成し、レンチウイルスベクターに挿入した。次いで、配列の挿入をDNAシークエンシングによって検証した。次いで、正しいhPAHまたはmPAH配列を含有するレンチウイルスベクターを使用して、Hepa1-6マウス肝臓がん細胞(American Type Culture Collection、Manassas、VAから購入した)への形質導入を行った。2~4日後に細胞を回収し、PAHの発現についてウエスタンブロットによってタンパク質を分析した。形質導入効率のためのマーカーとして緑色蛍光タンパク質(GFP)を含有するレンチウイルス粒子をHepa1-6細胞に感染させた。ヒトまたはマウスPAHの相対発現を、抗PAH抗体(Abcam)を使用してイムノブロットによって検出した。
(実施例7)
Hepa1-6細胞における3’UTR領域を有するまたは有しないhPAHのレンチウイルスで送達された発現
この実施例は、図8に示すように、レンチウイルスベクターが5’UTRおよび3’UTRの両方を含むhPAHを発現する時にPAHの発現がHepa1-6癌腫細胞において実質的に増加することを説明する。この実施例はまた、hPAHのコーディング領域のみを発現するレンチウイルスベクターはHepa1-6細胞においてPAHタンパク質のレベルを増加させないことを説明する。
ヒトPAHを合成し、レンチウイルスベクターに挿入した。配列の挿入をDNAシークエンシングによって検証した。次いで、検証したhPAH配列を含有するレンチウイルスベクターを使用して、Hepa1-6マウス肝臓がん細胞(American Type Culture Collection、Manassas、VAから購入した)への形質導入を行った。レンチウイルスベクターは、その3’UTRを有するまたは有しないヒトPAH遺伝子を組み込んでいた。加えて、これらの構築物中のhPAHの発現をhAATプロモーターによって推進させた。細胞にレンチウイルス粒子を形質導入し、2~4日後にPAHの発現についてウエスタンブロットによってタンパク質を分析した。形質導入効率のためのマーカーとして緑色蛍光タンパク質(GFP)を含有するレンチウイルス粒子をHepa1-6細胞に感染させた。ヒトPAHの相対発現を、抗PAH抗体(Abcam)を使用してイムノブロットによって検出した。
図8に示すように、3つの群を比較する:Hepa1-6細胞のみを含む対照(レーン1)、hPAHのコーディング領域のみを発現するレンチウイルスベクターを表す群(レーン2)、およびhPAHを発現し、5’および3’UTR領域の両方を含むレンチウイルスベクター(レーン3)。顕著なことに、Hepa1-6癌腫細胞はマウス肝臓組織に由来し、したがって、レーン1においてPAHの天然のバックグラウンド発現が観察される(標識されたhAAT)。図8は、PAH shRNAを発現するレンチウイルス(LV)が5’UTRおよび3’UTRの両方を含む時にPAHの発現がHepa1-6癌腫細胞において実質的に増加することを実証する。
(実施例8)
Hepa1-6細胞において切断型3’UTRを有するhPAHを発現するレンチウイルスベクター
この実施例は、図9に示すように、切断型3’UTRを有するhPAH(hPAH-3’UTR)を発現するレンチウイルスベクターが、全長3’UTR配列を含有する構築物と比較してhPAHの実質的に増加した発現を実証することを説明する。
ヒトPAHを合成し、レンチウイルスベクターに挿入した。配列の挿入をDNAシークエンシングによって検証した。次いで、検証したhPAH配列を含有するレンチウイルスベクターを使用して、Hepa1-6肝臓がん細胞(American Type Culture Collection、Manassas、VAから購入した)への形質導入を行った。レンチウイルスベクターは、その3’UTRを有するまたは有しないヒトPAH遺伝子を組み込んでいた。加えて、これらの構築物中のhPAHの発現をhAATプロモーターによって推進させた。細胞にレンチウイルス粒子を形質導入し、2~4日後にPAHの発現についてウエスタンブロットによってタンパク質を分析した。形質導入効率のためのマーカーとして緑色蛍光タンパク質(GFP)を含有するレンチウイルス粒子をHepa1-6細胞に感染させた。ヒトPAHの相対発現を、抗PAH抗体(Abcam)およびローディングコントロールのベータアクチンを使用してイムノブロットによって検出した。
図9は、Hepa1-6癌腫細胞におけるhPAH構築物の発現を示す。図9に示すように、3つの群を比較する:hPAHのコーディング領域のみを発現する対照レンチウイルスベクター(レーン1)、hPAH-3’UTRを含有する構築物(レーン2)、および全長hPAH 3’UTR配列(レーン3)。顕著なことに、Hepa1-6癌腫細胞はヒト肝臓組織に由来し、したがって、レーン1においてPAHの天然のバックグラウンド発現が観察される(標識されたhAAT)。この実施例は、hPAH-3’UTRがHepa1-6細胞において野生型3’UTR配列と比べてhPAHの発現を増加させることを説明する。
(実施例9)
マウスHepa1-6細胞におけるWPREを有するまたは有しないコドン最適化hPAHの発現
この実施例は、図10に示すように、hAAT-hPAH-3’UTR289を含有するレンチウイルスベクターからのWPREエレメントの除去はhPAHの発現を有意に低減させ、WPREは最適なタンパク質発現のために必要とされることを説明する。この実施例はまた、好ましいヒトコドンバイアスに基づくコドン選択の最適化(PAH-OPT)はhPAHの発現レベルを増加させなかったことを説明する。
ヒトPAHを合成し、レンチウイルスベクターに挿入した。配列の挿入をDNAシークエンシングによって検証した。次いで、検証したhPAH配列を含有するレンチウイルスベクターを使用して、マウスHepa1-6細胞(American Type Culture Collection、Manassas、VAから購入した)への形質導入を行った。加えて、これらの構築物中のhPAHの発現をhAATプロモーターによって推進させた。細胞にレンチウイルス粒子を形質導入し、2~4日後にPAHの発現についてウエスタンブロットによってタンパク質を分析した。ヒトPAHの相対発現を、抗PAH抗体(Abcam)およびローディングコントロールのベータアクチンを使用してイムノブロットによって検出した。
この実施例は、1)hPAHコーディング領域のコドン最適化および2)WPRE遺伝子成分の欠失の、Hepa1-6細胞におけるhPAHの発現に対する効果を示す。マウスHepa1-6細胞における様々なhPAH構築物の発現を比較することによりこの疑問に取り組んだ。図10に示すように、5つの群を比較する:ベータアクチンローディングコントロール(レーン1)、最適化コドン対照構築物(レーン2)、切断型hPAH 3’UTR配列を含有する最適化コドン構築物(レーン3)、切断型hPAH 3’UTR配列を含有する対照構築物(レーン4)、およびWPRE配列を欠失し、切断型hPAH 3’UTRを含有する構築物(レーン5)。Hepa1-6癌腫細胞はマウス肝臓組織に由来し、したがって、レーン1においてPAHの天然のバックグラウンド発現が観察される(標識されたhAAT)。この実施例は、好ましいヒトコドンバイアスに基づくコドン選択の最適化(PAH-OPT)はhPAHの発現レベルを増加させなかったことを説明する。野生型hPAH遺伝子を用いて観察されたように、切断型3’UTR(UTR289)を含めることは、hPAHの発現を増加させるが、UTR289に連結した野生型(非最適化)配列を用いて観察されたものより実質的に低いレベルに過ぎない。hAAT-hPAH-3’UTR289を含有するレンチウイルスベクターからのWPREエレメントの除去もまたhPAHの発現を低減させ、WPREは最適なタンパク質発現のために必要とされることを指し示す。
(実施例10)
shPAH-1およびshPAH-2はヒトHep3B細胞においてhPAHの発現を低減させる
この実施例は、図11に示すように、レンチウイルスで送達されたPAH shRNAはヒトHep3B細胞においてhPAHの発現を低減させることを実証する。
ヒトPAHを合成し、レンチウイルスベクターに挿入した。配列の挿入をDNAシークエンシングによって検証した。次いで、hPAH配列を含有するレンチウイルスベクターを使用して、ヒトHep3B細胞(American Type Culture Collection、Manassas、VAから購入した)への形質導入を行った。加えて、これらの構築物中のhPAHの発現をhAATプロモーターによって推進させた。細胞にレンチウイルス粒子を形質導入し、2~4日後にPAHの発現についてウエスタンブロットによってタンパク質を分析した。レンチウイルスベクター(LV)中のshRNA配列の挿入を、shRNAの発現を調節するために使用したプロモーターに相補的なプライマーを使用してDNAシークエンシングによって検証した。ヒトPAHの相対発現を、抗PAH抗体(Abcam)およびローディングコントロールのベータアクチンを使用してイムノブロットによって検出した。
図11は、Hep3B細胞においてhPAHの発現を低減させる2つの異なるshRNA構築物、すなわちPAH shRNA配列#1(shPAH-1)およびPAH shRNA配列#2(shPAH-2)の能力を比較する。図11に示すように、3つの構築物を比較する:Hep3B細胞のみを有する対照(レーン1)、構築物含有Hep3B細胞+shPAH-1(レーン2)、および構築物含有Hep3B細胞+shPAH-2(レーン3)。顕著なことに、Hep3B細胞は、有意なレベルで内因性PAHを発現する。この実施例は、shPAH-1およびshPAH-2の両方は、内因性hPAHの発現レベルの低減において効果的であったことを説明する。
(実施例11)
Hep3B細胞における内因性hPAHおよびhAAT-hPAH-3’UTR289のshPAH-1抑制
この実施例は、図12に示すように、shPAH-1がHep3B細胞において内因性PAHおよび切断型hPAH 3’UTR(hAAT-hPAH-3’UTR289)の発現を抑制することを実証する。
ヒトPAHを合成し、レンチウイルスベクターに挿入した。配列の挿入をDNAシークエンシングによって検証した。次いで、hPAH配列を含有するレンチウイルスベクターを使用して、ヒトHep3B細胞(American Type Culture Collection、Manassas、VAから購入した)への形質導入を行った。細胞にレンチウイルス粒子を形質導入し、2~4日後にPAHの発現についてウエスタンブロットによってタンパク質を分析した。ヒトPAHの相対発現を、抗PAH抗体(Abcam)およびローディングコントロールのベータアクチンを用いてイムノブロットによって検出した。全長および3’UTR切断型の両方の構築物におけるhPAHの発現をhAATプロモーターによって推進させた。レンチウイルスベクターは、様々な事例において、その3’UTRを有するヒトPAH遺伝子、切断型3’UTRを有するヒトPAH遺伝子、および/またはshPAH-1を組み込んでいた。レンチウイルスベクター(LV)中のshRNA配列の挿入を、shRNAの発現を調節するために使用したプロモーターに相補的なプライマーを使用してDNAシークエンシングによって検証した。shPAH-1の標的配列は、全長および短鎖型の両方のバージョンにおいて保存された3’UTRの部分にある。
図12は、ヒトHep3B細胞におけるhPAHおよびPAH shRNAの発現を示す。図12に示すように、4つの群を比較する:Hep3B細胞のみを含む対照(レーン1)、Hep3B細胞+shPAH-1を発現するレンチウイルスベクターを含む群(レーン2)、hAAT-hPAH-3’UTR289のみを含む対照(レーン3)、およびhAAT-hPAH-3’UTR289およびshPAH-1を発現するレンチウイルスベクターの両方を含有する群。顕著なことに、Hep3B細胞は単独で、有意なレベルの内因性PAHを発現する。この実施例は、shPAH-1は内因性PAHの発現およびhAAT-hPAH-3’UTR289の発現の両方を抑制することを説明する。さらに、これは、Hep3B細胞における内因性およびhAAT-hPAH-3’UTR289に対するshPAH-1の有意な効力を裏付ける。
(実施例12)
shPAH-2はHepG2細胞において内因性hPAHを抑制するがhAAT-hPAH-3’UTR289を抑制しない
この実施例は、図13に示すように、shPAH-2はHepG2細胞において内因性PAHの発現を抑制するが、hAAT-hPAH-3’UTR289の発現を抑制しないことを説明する。
ヒトPAHを合成し、レンチウイルスベクターに挿入した。配列の挿入をDNAシークエンシングによって検証した。次いで、hPAH配列を含有するレンチウイルスベクターを使用して、ヒトHep3B細胞(American Type Culture Collection、Manassas、VAから購入した)への形質導入を行った。細胞にレンチウイルス粒子を形質導入し、2~4日後にPAHの発現についてウエスタンブロットによってタンパク質を分析した。ヒトPAHの相対発現を、抗PAH抗体(Abcam)およびローディングコントロールのベータアクチンを使用してイムノブロットによって検出した。全長および3’UTR切断型の両方の構築物におけるhPAHの発現をhAATプロモーターによって推進させた。レンチウイルスベクターは、様々な事例において、その3’UTRを有するヒトPAH遺伝子、切断型3’UTRを有するヒトPAH遺伝子、および/またはshPAH-2を組み込んでいた。レンチウイルスベクター(LV)中のshRNA配列の挿入を、shPAH-2の発現を調節するために使用したプロモーターに相補的なプライマーを使用してDNAシークエンシングによって検証した。shPAH-2の標的配列は、hPAH 3’UTRの遠位部分にあり、これは全長hPAH構築物中に存在するが、切断型hPAH構築物(hAAT-hPAH-3’UTR289)中には存在しない。
図13は、ヒトHep3B細胞におけるhPAHおよびPAH shRNAの発現を示す。図13に示すように、4つの群を比較する:HepG2細胞のみを有する対照(レーン1)、HepG2細胞+shPAH-2を発現するレンチウイルスベクター(レーン2)、切断型hPAH 3’UTRを発現するレンチウイルスベクターを有する対照(レーン3)、ならびに切断型hPAH 3’UTR(hPAH-3’UTR)を発現するレンチウイルスベクターおよびshPAH-2を発現するレンチウイルスベクターの両方を含有するレーン。この実施例は、shPAH-2配列は内因性PAHの発現を抑制するが、hAAT-hPAH-3’UTR289の発現に対して認識し得る効果を有しないことを説明する。
(実施例13)
Pah(enu2)マウスにおけるhAAT-PAH-UTRの予備試験
図14は、PKUに関する実験研究のための標準モデルであるPah(enu2)マウス(Shedlovsky, McDonaldら、1993年、Fang, Eisensmithら、1994年、Mochizuki、Mizukamiら、2004年、Oh, Parkら、2004年)におけるhAAT-PAH-UTRの予備試験からの結果を要約する。パネルAは、新生Pah(enu2)マウスの肝臓に直接的に注射したレンチウイルスベクターhAAT-PAHは、PAHを発現しない対照レンチウイルスベクターのみを与えたマウスにおいて見られる成長異常を実質的に矯正することを示す。パネルBは、パネルAにおけるデータのクラスタープロット表示を提供し、これは、正常マウスとLV-hAAT-PAHを用いて処置したPah(enu2)との間での体重増加曲線の明確な重なりを示す。パネルCは、LV-hAAT-PAHは雌マウスにおいて効果的であったことを示す。雌におけるPAHの欠陥は雄マウスと比較して矯正がより困難であるため、これは重要である。パネルDは、対照(正常)マウス、LV-hAAT-PAHを用いて処置したPah(enu2)マウスおよびPAHを発現しない対照レンチウイルスベクターを用いて処置したPah(enu2)マウスについての血漿フェニルアラニンレベルをプロットしたものである。
実験の方法論:
1~2日齢の新生マウスを各4匹の新生マウスの3つの群に分けた。新生マウスの第1の群は、正常なPAH発現活性を有する対照群を含む。新生マウスの第2および第3の群は、変異PAH(enu2)を含有し、これは、PAHの酵素活性を阻害するPAH遺伝子における化学的に誘導された変異である。
新生マウスの第1の群に、hAATプロモーター、ヒトPAH、伸長因子(EF1)、および緑色蛍光タンパク質(GFP)を含むレンチウイルスベクターを注射した。新生マウスの第2の群に、ヒトPAHを欠くが、hAATプロモーター、伸長因子(EF1)、および緑色蛍光タンパク質(GFP)を含むレンチウイルスベクターを注射した。新生マウスの第3の群に、hAATプロモーター、ヒトPAH、伸長因子(EF1)、および緑色蛍光タンパク質(GFP)を含むレンチウイルスベクターを注射した。
通常の生理食塩水または血漿代替物1mL当たり1×10~1×1010個の形質導入単位を含有する10μLのレンチウイルス粒子懸濁液を新生マウスの肝臓に直接的に注射した。注射の前に、新生マウスをクロドロネートリポソームを用いて処置して、肝臓クッパー細胞を枯渇させた。
毛色の変化などの血液中のフェニルアラニンレベルの低減と関連付けられる表現型の変化、PAHおよびフェニルアラニンレベル、ならびに挙動について新生マウスをモニターした。注射の0、4、および8週後に、血中フェニルアラニンレベルを測定した。注射の0、2、4、および8週後に、新生マウスの体重を測定した。群3における新生マウスの成長が群2における新生マウスの成長に対して向上した場合、T迷路自発的交替試験およびウィン-ステイ(Win-Stay)8アーム放射状迷路課題などの行動試験を行う。注射の8週後に、各群から2匹のマウスを屠殺し、肝臓におけるヒトPAHの発現を測定する。メチローム評価ならびに長骨および脊髄骨評価を屠殺したマウスに対して行う。残りのマウスを維持し、血中フェニルアラニンを注射の6ヶ月後に測定する。
(実施例14)
Hepa1-6マウスヘパトーマ細胞におけるhAATおよびCMVプロモーターを使用したヒトPAH遺伝子のレンチウイルスで送達された発現
この実施例は、図15に示すように、CMV最初期プロモーターの制御下のhPAH発現構築物の利用は、3’UTRの存在または非存在にかかわらず、3’UTRが切断されているか否かにかかわらず、高レベルの発現を提供することを説明する。
ヒトPAHを合成し、レンチウイルスベクターに挿入した。配列の挿入をDNAシークエンシングによって検証した。次いで、hPAH配列を含有するレンチウイルスベクターを使用して、ヒトHep3B細胞(American Type Culture Collection、Manassas、VAから購入した)への形質導入を行った。細胞にレンチウイルス粒子を形質導入し、2~4日後にPAHの発現についてウエスタンブロットによってタンパク質を分析した。ヒトPAHの相対発現を、抗PAH抗体(Abcam)またはローディングコントロールとしての抗チューブリン抗体(Sigma)を使用してイムノブロットによって検出した。全長および3’UTR切断型の両方の構築物におけるhPAHの発現をそれぞれhAATプロモーターまたはCMVプロモーターによって推進させた。レンチウイルスベクターは、様々な事例において、hAATプロモーターまたはCMVプロモーターの非存在下または存在下において、その3’UTRを有するヒトPAH遺伝子、切断型3’UTRを有するヒトPAH遺伝子を組み込んでいた。
図15に示すように、4つの群を比較する:Hepa1-6細胞およびhAATプロモーターのみを有する対照(レーン1)、hAATプロモーターの制御下の全長3’UTR
hPAHを発現するレンチウイルスベクター(レーン2)、hAATプロモーターの制御下の切断型3’UTR hPAHを発現するレンチウイルスベクター(レーン3)、およびCMVプロモーターの制御下の切断型3’UTR hPAHを発現するレンチウイルスベクターを有する群。この実施例は、CMV最初期プロモーターの制御下のhPAHの発現は、UTRの存在または非存在にかかわらず、UTRが切断されているか否かにかかわらず、高レベルの発現を生じさせることを説明する。これは、hPAHの高レベル産生を依然として達成しつつ肝臓組織における特異的な発現のための構築物の生成を可能とする。顕著なことに、導入遺伝子の発現の肝細胞への制限は、フェニルケトン尿症のための遺伝子医学におけるベクターの安全性および標的特異性のための重要な検討事項である。
(実施例15)
マウスHepa1-6細胞におけるhAATプロモーターおよび肝臓特異的エンハンサーエレメントApoE(1)、ApoE(2)、またはプロトロンビンを有する発現構築物を使用したhPAHのレンチウイルスで送達された発現
この実施例は、マウスHepa1-6細胞におけるPAHの発現を増加させるためにApoE(1)、ApoE(2)、およびプロトロンビンエンハンサーを利用し得ることを説明する。
ヒトPAHを合成し、レンチウイルスベクターに挿入した。配列の挿入をDNAシークエンシングによって検証した。次いで、hPAH配列を含有するレンチウイルスベクターを使用して、ヒトHep3B細胞(American Type Culture Collection、Manassas、VAから購入した)への形質導入を行った。細胞にレンチウイルス粒子を形質導入し、2~4日後にPAHの発現についてウエスタンブロットによってタンパク質を分析した。抗PAH抗体およびローディングコントロール用の抗ベータアクチン抗体を使用してイムノブロットによってPAHを検出した。
図16に示すように、4つの群を比較する:Hepa1-6細胞のみを有する対照(レーン1)、hAATプロモーターの制御下の全長3’UTR hPAHを有するApoE(1)エンハンサーを発現するレンチウイルスベクター(レーン2)、hAATプロモーターの制御下の全長3’UTR hPAHを有するApoE(2)エンハンサーを発現するレンチウイルスベクター(レーン3)、およびhAATプロモーターの制御下の全長3’UTR hPAHを有するプロトロンビンエンハンサーを発現するレンチウイルスベクター(レーン3)。この実施例は、hAATプロモーターの制御下でマウスHepa1-6細胞においてPAHの発現を増加させるためにApoE(1)、ApoE(2)、およびプロトロンビンエンハンサーをそれぞれ利用し得ることを説明する。
上記実施例の実施形態の開示は、例示的であることを意図し、以下の特許請求の範囲およびその均等物により示される本発明の範囲を限定するものではない。明確な理解を与える目的で一部の詳細において本発明の実施例の実施形態を記載したが、以下の特許請求の範囲内で、ある特定の変更および改良が行われ得ることは明らかであろう。以下の特許請求の範囲において、特許請求の範囲に明示的に記載されているか、または本開示により暗黙的に要求されない限り、要素および/またはステップは、いかなる特定の操作順序も暗示するものではない。
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