JP2023174589A - polynucleotide - Google Patents
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Abstract
Description
新規性喪失の例外適用申請有り There is an application for exception to loss of novelty.
本発明は、キメラ抗原受容体を発現する細胞の製造に有用なポリヌクレオチド等に関する。 The present invention relates to polynucleotides and the like useful for producing cells expressing chimeric antigen receptors.
キメラ抗原受容体(Chimeric Antigen Receptor。以下、「CAR」とも呼ぶ)は、抗体の特異性に従って抗原に結合し、これにより標的細胞の傷害・サイトカイン放出・刺激後のT細胞分裂を起こすことができる。遺伝子導入によってT細胞に特異性を与えることが可能であり、細胞の調製は内在性の腫瘍特異的T細胞レセプター(TCR)陽性T細胞を培養増幅する場合に比べて総じて容易である。また、CARを利用した治療法(CAR-T療法)は、抗体療法と比べて高い細胞傷害活性を示すこと、1回の輸注で抗原刺激によって自律的に増幅するために複数回の治療が必要ない点において優れている。TCR遺伝子導入では、HLAとその上に提示されるペプチドの複合体を標的としているために、患者が特定のHLAを持つ場合にのみ治療可能であるが(HLA拘束性)、CARにはHLA拘束性がない点においてより有利である。即ち、腫瘍細胞に標的抗原が陽性であれば、標的抗原陽性の全ての患者を対象として治療が可能である。 Chimeric Antigen Receptor (hereinafter also referred to as "CAR") binds to antigen according to the specificity of the antibody, and can thereby cause target cell damage, cytokine release, and T cell division after stimulation. . It is possible to impart specificity to T cells by gene transfer, and the preparation of cells is generally easier than when culturing and expanding endogenous tumor-specific T cell receptor (TCR)-positive T cells. In addition, treatment using CAR (CAR-T therapy) shows higher cytotoxic activity than antibody therapy, and requires multiple treatments because it is autonomously amplified by antigen stimulation with a single infusion. It is excellent in that it is not. TCR gene transfer targets the complex of HLA and the peptide presented on it, so it can only be treated if the patient has a specific HLA (HLA-restricted), but CAR has HLA-restricted It is more advantageous in that it has no characteristics. That is, if the tumor cells are positive for the target antigen, it is possible to treat all patients who are positive for the target antigen.
キメラ抗原受容体遺伝子導入T細胞(CAR-T細胞)療法はCD19CAR-Tにおいて、世界各国で薬品として承認されるに至っている。その臨床効果は高く、種々の悪性腫瘍に対して臨床的有用性が期待されている(例えば、特許文献1)。 Chimeric antigen receptor gene-transferred T cell (CAR-T cell) therapy has been approved as a drug in many countries around the world for CD19CAR-T. It has high clinical efficacy and is expected to be clinically useful for various malignant tumors (for example, Patent Document 1).
CAR-T療法後の再発・治療抵抗性はCAR-T細胞が患者体内で生存・活躍する時間が短いことが問題であると考えられる。この問題を解消するためには、CAR-T細胞の増殖能(特に、標的抗原に接触後の増殖能)を高めることが望ましい。また、効率的にCAR-T細胞を得ることも重要である。 Recurrence and treatment resistance after CAR-T therapy are thought to be due to the short time that CAR-T cells remain viable and active within the patient's body. In order to solve this problem, it is desirable to increase the proliferation ability of CAR-T cells (particularly the proliferation ability after contact with a target antigen). It is also important to efficiently obtain CAR-T cells.
そこで、本発明は、CAR発現細胞の増殖能を高める技術を提供することを課題とする。また、本発明は、CAR発現細胞を効率的に得る技術を提供することも課題とすることができる。 Therefore, an object of the present invention is to provide a technique for increasing the proliferation ability of CAR-expressing cells. Another objective of the present invention is to provide a technique for efficiently obtaining CAR-expressing cells.
本発明者は上記課題に鑑みて鋭意研究を進めた結果、CUL5遺伝子の発現を低下させることによりCAR発現細胞の増殖能が高まることを見出した。本発明者はこの知見に基づいてさらに研究を進めた結果、本発明を完成させた。即ち、本発明は、下記の態様を包含する。 In view of the above-mentioned problems, the present inventors conducted intensive research and found that the proliferation ability of CAR-expressing cells was increased by lowering the expression of the CUL5 gene. The present inventor conducted further research based on this knowledge and completed the present invention. That is, the present invention includes the following aspects.
項1. CUL5遺伝子発現抑制ポリヌクレオチドの発現カセット、及びキメラ抗原受容体の発現カセットを含む、ポリヌクレオチド。 Item 1. A polynucleotide comprising an expression cassette for a CUL5 gene expression suppressing polynucleotide and an expression cassette for a chimeric antigen receptor.
項2. 前記CUL5遺伝子発現抑制ポリヌクレオチドが、CUL5特異的siRNA、CUL5特異的miRNA、及びCUL5特異的アンチセンスポリヌクレオチドからなる群より選択される少なくとも1種である、項1に記載のポリヌクレオチド。
項3. 前記CUL5遺伝子発現抑制ポリヌクレオチドが、CUL5特異的siRNAである、項1に記載のポリヌクレオチド。
Item 3.
項4. ベクターである、項1に記載のポリヌクレオチド。
項5. ウイルスベクター又はウイルスゲノムである、項1に記載のポリヌクレオチド。
Item 5.
項6. 前記キメラ抗原受容体の標的抗原ががん抗原である、項1に記載のポリヌクレオチド。
項7. 項1~6のいずれかに記載のポリヌクレオチドを含む、細胞。
項8. 前記CUL5遺伝子発現抑制ポリヌクレオチドによりCUL5遺伝子の発現が低下しており、且つキメラ抗原受容体を発現する、項7に記載の細胞。
項9. リンパ球細胞である、項8に記載の細胞。
Item 9. The cell according to
項10. 項7に記載の細胞を含有する、医薬組成物。
項11. がんの治療、予防、又は改善用である、項10に記載の医薬組成物。
Item 11. Item 11. The pharmaceutical composition according to
項12. CUL5遺伝子の発現が低下するように改変されており、且つキメラ抗原受容体を発現する、細胞。 Item 12. A cell that has been modified to reduce expression of the CUL5 gene and expresses a chimeric antigen receptor.
項13. リンパ球細胞である、項12に記載の細胞。 Item 13. 13. The cell according to item 12, which is a lymphocyte cell.
項14. 項12又は13に記載の細胞を含有する、医薬組成物。
項15. がんの治療、予防、又は改善用である、項14に記載の医薬組成物。
Item 15. Item 15. The pharmaceutical composition according to
本発明によれば、CAR発現細胞の増殖能を高める技術を提供することができる。さらに、本発明の好ましい一態様によれば、CAR発現細胞を効率的に得る技術を提供することができる。 According to the present invention, a technique for increasing the proliferation ability of CAR-expressing cells can be provided. Furthermore, according to a preferred embodiment of the present invention, a technique for efficiently obtaining CAR-expressing cells can be provided.
本明細書中において、「含有」及び「含む」なる表現については、「含有」、「含む」、「実質的にからなる」及び「のみからなる」という概念を含む。 In this specification, the expressions "contain" and "including" include the concepts of "containing", "comprising", "consisting essentially" and "consisting only".
1.定義
本明細書中において、「含有」及び「含む」なる表現については、「含有」、「含む」、「実質的にからなる」及び「のみからなる」という概念を含む。
1. Definitions In this specification, the expressions "contain" and "including" include the concepts of "containing,""including,""consisting essentially of," and "consisting only of."
アミノ酸配列の「同一性」とは、2以上の対比可能なアミノ酸配列の、お互いに対するアミノ酸配列の一致の程度をいう。従って、ある2つのアミノ酸配列の一致性が高いほど、それらの配列の同一性又は類似性は高い。アミノ酸配列の同一性のレベルは、例えば、配列分析用ツールであるFASTAを用い、デフォルトパラメータを用いて決定される。若しくは、Karlin及びAltschulによるアルゴリズムBLAST(KarlinS,Altschul SF.“Methods for assessing the statistical significance of molecular sequence features by using general scoringschemes”Proc Natl Acad Sci USA.87:2264-2268(1990)、KarlinS,Altschul SF.“Applications and statistics for multiple high-scoring segments in molecular sequences.”Proc Natl Acad Sci USA.90:5873-7(1993))を用いて決定できる。このようなBLASTのアルゴリズムに基づいたBLASTXと呼ばれるプログラムが開発されている。これらの解析方法の具体的な手法は公知であり、National Center of Biotechnology Information(NCBI)のウェエブサイト(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/)を参照すればよい。また、塩基配列の『同一性』も上記に準じて定義される。 "Identity" of amino acid sequences refers to the extent to which two or more comparable amino acid sequences match each other. Therefore, the higher the similarity between two certain amino acid sequences, the higher the identity or similarity of those sequences. The level of amino acid sequence identity is determined, for example, using the sequence analysis tool FASTA using default parameters. Alternatively, the algorithm BLAST by Karlin and Altschul (Karlin S, Altschul SF. “Methods for assessing the statistical significance of molecular sequence features by using general scoring schemes” Proc Natl Acad Sci USA. 87:2264-2268 (1990), Karlin S, Altschul SF. It can be determined using “Applications and statistics for multiple high-scoring segments in molecular sequences.” Proc Natl Acad Sci USA. 90:5873-7 (1993)). A program called BLASTX has been developed based on the BLAST algorithm. Specific techniques for these analysis methods are publicly known, and the website of the National Center of Biotechnology Information (NCBI) (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/) may be referred to. Furthermore, "identity" of base sequences is also defined according to the above.
本明細書中において、「保存的置換」とは、アミノ酸残基が類似の側鎖を有するアミノ酸残基に置換されることを意味する。例えば、リジン、アルギニン、ヒスチジンといった塩基性側鎖を有するアミノ酸残基同士で置換されることが、保存的な置換にあたる。その他、アスパラギン酸、グルタミン酸といった酸性側鎖を有するアミノ酸残基;グリシン、アスパラギン、グルタミン、セリン、スレオニン、チロシン、システインといった非帯電性極性側鎖を有するアミノ酸残基;アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、プロリン、フェニルアラニン、メチオニン、トリプトファンといった非極性側鎖を有するアミノ酸残基;スレオニン、バリン、イソロイシンといったβ-分枝側鎖を有するアミノ酸残基;チロシン、フェニルアラニン、トリプトファン、ヒスチジンといった芳香族側鎖を有するアミノ酸残基同士での置換も同様に、保存的な置換にあたる。 As used herein, "conservative substitution" means that an amino acid residue is replaced with an amino acid residue having a similar side chain. For example, conservative substitutions include substitutions between amino acid residues having basic side chains such as lysine, arginine, and histidine. In addition, amino acid residues with acidic side chains such as aspartic acid and glutamic acid; amino acid residues with uncharged polar side chains such as glycine, asparagine, glutamine, serine, threonine, tyrosine, and cysteine; alanine, valine, leucine, isoleucine, Amino acid residues with nonpolar side chains such as proline, phenylalanine, methionine, and tryptophan; amino acid residues with β-branched side chains such as threonine, valine, and isoleucine; and aromatic side chains such as tyrosine, phenylalanine, tryptophan, and histidine. Substitutions between amino acid residues are also considered conservative substitutions.
本明細書において、「核酸」及び「ポリヌクレオチド」は、特に制限されず、天然、人工のいずれのものも包含する。具体的には、DNA、RNA等の他にも、次に例示するように、公知の化学修飾が施されたものであってもよい。ヌクレアーゼなどの加水分解酵素による分解を防ぐために、各ヌクレオチドのリン酸残基(ホスフェート)を、例えば、ホスホロチオエート(PS)、メチルホスホネート、ホスホロジチオネート等の化学修飾リン酸残基に置換することができる。また、各リボヌクレオチドの糖(リボース)の2位の水酸基を、-OR(Rは、例えばCH3(2´-O-Me)、CH2CH2OCH3(2´-O-MOE)、CH2CH2NHC(NH)NH2、CH2CONHCH3、CH2CH2CN等を示す)に置換してもよい。さらに、塩基部分(ピリミジン、プリン)に化学修飾を施してもよく、例えば、ピリミジン塩基の5位へのメチル基やカチオン性官能基の導入、あるいは2位のカルボニル基のチオカルボニルへの置換などが挙げられる。さらには、リン酸部分やヒドロキシル部分が、例えば、ビオチン、アミノ基、低級アルキルアミン基、アセチル基等で修飾されたものなどを挙げることができるが、これに限定されない。また、ヌクレオチドの糖部の2´酸素と4´炭素を架橋することにより、糖部のコンフォーメーションをN型に固定したものであるBNA(LNA)等もまた、用いられ得る。 In this specification, "nucleic acid" and "polynucleotide" are not particularly limited, and include both natural and artificial ones. Specifically, in addition to DNA, RNA, etc., materials that have been subjected to known chemical modifications may be used, as exemplified below. To prevent degradation by hydrolytic enzymes such as nucleases, the phosphate residues of each nucleotide are replaced with chemically modified phosphate residues such as phosphorothioate (PS), methylphosphonate, phosphorodithionate, etc. I can do it. In addition, the hydroxyl group at the 2-position of the sugar (ribose) of each ribonucleotide is replaced by -OR (R is, for example, CH3 (2´-O-Me), CH2CH2OCH3 (2´-O-MOE), CH2CH2NHC(NH)NH2, CH2CONHCH3, CH2CH2CN, etc.) may be substituted. Furthermore, the base moiety (pyrimidine, purine) may be chemically modified, such as introducing a methyl group or cationic functional group to the 5-position of the pyrimidine base, or replacing the carbonyl group at the 2-position with thiocarbonyl. can be mentioned. Further examples include, but are not limited to, those in which the phosphoric acid moiety or hydroxyl moiety is modified with biotin, an amino group, a lower alkylamine group, an acetyl group, or the like. Furthermore, BNA (LNA), etc., in which the conformation of the sugar part of the nucleotide is fixed to N-type by cross-linking the 2' oxygen and 4' carbon of the sugar part of the nucleotide, can also be used.
本明細書中において、「CDR」とは、Complementarity Determining Regionの略であり、相補性決定領域とも称される。CDRとは、イムノグロブリン又はT細胞受容体の可変領域に存在する領域であり、抗体又はT細胞受容体の抗原への特異的な結合に深く関与する領域である。なお、「軽鎖CDR」とはイムノグロブリンの軽鎖可変領域に存在するCDRであり、「重鎖CDR」とはイムノグロブリンの重鎖可変領域に存在するCDRのことを意味する。T細胞受容体においても、α鎖、β鎖、γ鎖、δ鎖等があり、これらのCDRについても同様である。 As used herein, "CDR" is an abbreviation for complementarity determining region , and is also referred to as a complementarity determining region. CDRs are regions present in the variable regions of immunoglobulins or T cell receptors, and are deeply involved in specific binding of antibodies or T cell receptors to antigens. Note that "light chain CDR" refers to a CDR present in the light chain variable region of an immunoglobulin, and "heavy chain CDR" refers to a CDR present in the heavy chain variable region of an immunoglobulin. T cell receptors also have α chains, β chains, γ chains, δ chains, etc., and the same applies to CDRs of these chains.
本明細書中において、「可変領域」とは、CDR1~CDR3(以下、単に「CDRs1-3」という)を含む領域のことを意味する。これらのCDRs1-3の配置順序は特に限定はされないが、好ましくは、N末端側からC末端側の方向に、CDR1、CDR2、及びCDR3の順か、若しくはこの逆の順に、連続又は後述するフレームワーク領域(FR)と称される他のアミノ酸配列を介して、配置された領域を意味する。なお、「重鎖可変領域」とは、イムノグロブリンにおいて、上述の重鎖CDRs1-3が配置された領域であり、「軽鎖可変領域」とは、イムノグロブリンにおいて、上述の軽鎖CDRs1-3が配置された領域である。T細胞受容体においても、α鎖、β鎖、γ鎖、δ鎖等があり、これらのCDRについても同様である。 As used herein, the term "variable region" refers to a region containing CDR1 to CDR3 (hereinafter simply referred to as "CDRs1-3"). The arrangement order of these CDRs1-3 is not particularly limited, but preferably CDR1, CDR2, and CDR3 are arranged in the order from the N-terminal side to the C-terminal side, or in the reverse order, consecutively or in the frames described below. It refers to a region located through another amino acid sequence called a working region (FR). In addition, "heavy chain variable region" is a region in which the above-mentioned heavy chain CDRs 1-3 are arranged in an immunoglobulin, and "light chain variable region" is a region in which the above-mentioned light chain CDRs 1-3 are arranged in an immunoglobulin. This is the area where . T cell receptors also have α chains, β chains, γ chains, δ chains, etc., and the same applies to CDRs of these chains.
各可変領域の上記CDR1-3以外の領域は、上述するようにフレームワーク領域(FR)と称される。特に可変領域のN末端と上記CDR1との間の領域をFR1、CDR1とCDR2との間の領域をFR2、CDR2とCDR3との間の領域をFR3、CDR3と可変領域のC末端との間をFR4とそれぞれ定義される。 The regions other than CDR1-3 in each variable region are referred to as framework regions (FR), as described above. In particular, the region between the N-terminus of the variable region and CDR1 above is FR1, the region between CDR1 and CDR2 is FR2, the region between CDR2 and CDR3 is FR3, and the region between CDR3 and the C-terminus of the variable region is Each is defined as FR4.
2.ポリヌクレオチド
本発明は、その一態様において、CUL5遺伝子発現抑制ポリヌクレオチドの発現カセット、及びキメラ抗原受容体の発現カセットを含む、ポリヌクレオチド(本明細書において、「本発明のポリヌクレオチド」と示すこともある。)に関する。以下に、これについて説明する。
2. Polynucleotide In one aspect, the present invention provides polynucleotides (herein referred to as "polynucleotides of the present invention") comprising an expression cassette for a CUL5 gene expression suppressing polynucleotide and an expression cassette for a chimeric antigen receptor. ). This will be explained below.
本発明のポリヌクレオチドは、CUL5遺伝子発現抑制ポリヌクレオチドの発現カセットを含む。CUL5遺伝子発現抑制ポリヌクレオチドの発現カセットを含む本発明のポリヌクレオチドを用いてCAR発現細胞を調製することにより、CAR発現細胞の増殖能を高めることができる。 CUL5遺伝子は、Cullin-5 mRNA/タンパク質を発現する遺伝子である。Cullin-5タンパク質は複数のSCF様ECS (Elongin-Cullin 2/5-SOCS-box protein) E3ユビキチン-プロテインリガーゼ複合体のコアコンポーネントであり、標的タンパク質のユビキチン化とその後のプロテアソーム分解を媒介する。CUL5遺伝子発現抑制とは、Cullin-5 mRNA/タンパク質の発現量を抑制することである。CUL5遺伝子の由来生物種としては、特に制限されず、例えばヒト、サル、マウス、ラット、イヌ、ネコ、ウサギ、ブタ、ウマ、ウシ、ヒツジ、ヤギ、シカなどの種々の哺乳類動物が挙げられる。ヒトCUL5遺伝子は、NCBI gene ID:8065の遺伝子である。
The polynucleotide of the present invention includes an expression cassette of a polynucleotide that suppresses CUL5 gene expression. By preparing CAR-expressing cells using the polynucleotide of the present invention containing an expression cassette of a polynucleotide that suppresses CUL5 gene expression, the proliferation ability of CAR-expressing cells can be increased. The CUL5 gene is a gene that expresses Cullin-5 mRNA/protein. Cullin-5 protein is a core component of multiple SCF-like ECS (Elongin-
種々の生物種由来Cullin-5タンパク質のアミノ酸配列及びCullin-5 mRNAの塩基配列は公知である。具体的には、例えば、ヒトCullin-5タンパク質としては配列番号30に示されるアミノ酸配列からなるタンパク質(NCBI Reference Sequence:NP_003469.2)が挙げられ、ヒトCullin-5 mRNAとしては配列番号31に示される塩基配列からなるmRNA(NCBI Reference Sequence:NM_003478.6)が挙げられる。また、Cullin-5タンパク質及びCullin-5 mRNAとしては、上記のスプライシングバリアントも包含され得る。 The amino acid sequences of Cullin-5 proteins derived from various biological species and the base sequences of Cullin-5 mRNA are known. Specifically, for example, human Cullin-5 protein includes a protein consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 30 (NCBI Reference Sequence: NP_003469.2), and human Cullin-5 mRNA includes a protein consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 31. An example of this is mRNA (NCBI Reference Sequence: NM_003478.6), which consists of the base sequence of In addition, the Cullin-5 protein and Cullin-5 mRNA may also include the above-mentioned splicing variants.
発現抑制対象であるCUL5遺伝子から発現するCullin-5タンパク質は、その本来の活性、すなわちユビキチンE3リガーゼ活性を有するE3ユビキチン-プロテインリガーゼ複合体を形成する限りにおいて、置換、欠失、付加、挿入などのアミノ酸変異を有していてもよい。変異としては、活性がより損なわれ難いという観点から、好ましくは置換、より好ましくは保存的置換が挙げられる。 The Cullin-5 protein expressed from the CUL5 gene, whose expression is to be suppressed, is susceptible to substitutions, deletions, additions, insertions, etc. as long as it forms an E3 ubiquitin-protein ligase complex that has its original activity, that is, ubiquitin E3 ligase activity. may have an amino acid mutation. Preferably, the mutation is a substitution, and more preferably a conservative substitution, from the viewpoint that the activity is less likely to be impaired.
発現抑制対象であるCUL5遺伝子から発現するCullin-5 mRNAも、該mRNAから翻訳されるタンパク質が、その本来の活性、すなわちユビキチンE3リガーゼ活性を有するE3ユビキチン-プロテインリガーゼ複合体を形成する限りにおいて、置換、欠失、付加、挿入などの塩基変異を有していてもよい。変異としては、該mRNAから翻訳されるタンパク質においてアミノ酸置換が生じない変異やアミノ酸の保存的置換が生じる変異が好ましい。 As long as the Cullin-5 mRNA expressed from the CUL5 gene, which is the target of expression suppression, the protein translated from the mRNA forms an E3 ubiquitin-protein ligase complex that has its original activity, that is, ubiquitin E3 ligase activity. It may have base mutations such as substitutions, deletions, additions, and insertions. Preferable mutations include mutations that do not result in amino acid substitutions or mutations that result in conservative amino acid substitutions in the protein translated from the mRNA.
発現抑制対象であるCUL5遺伝子から発現するCullin-5タンパク質の好ましい具体例としては、下記(A)に記載するタンパク質及び下記(B)に記載するタンパク質:
(A)配列番号30のいずれかに示されるアミノ酸配列からなるタンパク質、及び
(B)配列番号30のいずれかに示されるアミノ酸配列と85%以上の同一性を有するアミノ酸配列からなり、且つユビキチンE3リガーゼ活性を有するE3ユビキチン-プロテインリガーゼ複合体を形成するタンパク質
からなる群より選択される少なくとも1種が挙げられる。
Preferred specific examples of the Cullin-5 protein expressed from the CUL5 gene whose expression is to be suppressed include the protein described in (A) below and the protein described in (B) below:
(A) A protein consisting of an amino acid sequence shown in any of SEQ ID NO: 30, and (B) A protein consisting of an amino acid sequence having 85% or more identity with any of the amino acid sequences shown in SEQ ID NO: 30, and ubiquitin E3 At least one type selected from the group consisting of proteins that form an E3 ubiquitin-protein ligase complex having ligase activity is included.
上記(B)において、同一性は、より好ましくは90%以上、さらに好ましくは95%以上、よりさらに好ましくは98%以上である。 In (B) above, the identity is more preferably 90% or more, still more preferably 95% or more, even more preferably 98% or more.
上記(B)に記載するタンパク質の一例としては、例えば
(B’)配列番号30のいずれかに示されるアミノ酸配列に対して1若しくは複数個のアミノ酸が置換、欠失、付加、又は挿入されたアミノ酸配列からなり、且つユビキチンE3リガーゼ活性を有するE3ユビキチン-プロテインリガーゼ複合体を形成するタンパク質
が挙げられる。
An example of the protein described in (B) above is, for example, one or more amino acids have been substituted, deleted, added, or inserted into the amino acid sequence shown in (B') SEQ ID NO: 30. Examples include proteins that form an E3 ubiquitin-protein ligase complex consisting of an amino acid sequence and having ubiquitin E3 ligase activity.
上記(B’)において、複数個とは、例えば2~50個であり、好ましくは2~20個であり、より好ましくは2~10個であり、よりさらに好ましくは2又は3個である。 In the above (B'), the plural number is, for example, 2 to 50, preferably 2 to 20, more preferably 2 to 10, and even more preferably 2 or 3.
発現抑制対象であるCUL5遺伝子から発現するCullin-5 mRNAの好ましい具体例としては、下記(C)に記載するmRNA及び下記(D)に記載するmRNA:
(C)配列番号31のいずれかに示される塩基配列からなるmRNA、及び
(D)配列番号31のいずれかに示される塩基配列と85%以上の同一性を有する塩基配列からなり、且つユビキチンE3リガーゼ活性を有するE3ユビキチン-プロテインリガーゼ複合体を形成するタンパク質をコードするmRNA
からなる群より選択される少なくとも1種が挙げられる。
Preferred specific examples of Cullin-5 mRNA expressed from the CUL5 gene whose expression is to be suppressed include the mRNA described in (C) below and the mRNA described in (D) below:
(C) mRNA consisting of a base sequence shown in any of SEQ ID NO: 31, and (D) mRNA consisting of a base sequence having 85% or more identity with any of SEQ ID NO: 31, and ubiquitin E3 mRNA encoding a protein that forms an E3 ubiquitin-protein ligase complex with ligase activity
At least one selected from the group consisting of:
上記(D)において、同一性は、より好ましくは90%以上、さらに好ましくは95%以上、よりさらに好ましくは98%以上である。 In the above (D), the identity is more preferably 90% or more, still more preferably 95% or more, even more preferably 98% or more.
上記(D)に記載するmRNAの一例としては、例えば
(D’)配列番号31のいずれかに示される塩基配列に対して1若しくは複数個の塩基が置換、欠失、付加、又は挿入された塩基配列からなり、且つユビキチンE3リガーゼ活性を有するE3ユビキチン-プロテインリガーゼ複合体を形成するタンパク質をコードするmRNAが挙げられる。
As an example of the mRNA described in (D) above, for example, one or more bases have been substituted, deleted, added, or inserted to the base sequence shown in (D') SEQ ID NO: 31. Examples include mRNA that encodes a protein that consists of a base sequence and forms an E3 ubiquitin-protein ligase complex that has ubiquitin E3 ligase activity.
上記(D’)において、複数個とは、例えば2~200個であり、好ましくは2~100個であり、より好ましくは2~50個であり、よりさらに好ましくは2~10個である。 In the above (D'), the plural number is, for example, 2 to 200, preferably 2 to 100, more preferably 2 to 50, and even more preferably 2 to 10.
CUL5遺伝子発現抑制ポリヌクレオチドとしては、CUL5タンパク質、CUL5 mRNAなどの発現量を抑制し得るポリヌクレオチドである限り特に制限されず、例えばCUL5特異的small interfering RNA(siRNA)、CUL5特異的microRNA(miRNA)、CUL5特異的アンチセンスポリヌクレオチドなどが挙げられる。 The CUL5 gene expression suppressing polynucleotide is not particularly limited as long as it is a polynucleotide that can suppress the expression level of CUL5 protein, CUL5 mRNA, etc., such as CUL5-specific small interfering RNA (siRNA), CUL5-specific microRNA (miRNA) , CUL5-specific antisense polynucleotides, and the like.
なお、発現抑制とは、Cullin-5タンパク質の発現量を、例えば70%以下、60%以下、50%以下、40%以下、30%以下、20%以下、又は10%以下に抑制することを意味し、その発現量を0とすることをも包含する。 Note that expression suppression refers to suppressing the expression level of Cullin-5 protein to, for example, 70% or less, 60% or less, 50% or less, 40% or less, 30% or less, 20% or less, or 10% or less. It also includes setting the expression level to 0.
CUL5特異的siRNAは、CUL5遺伝子の発現を特異的に抑制する二本鎖RNA分子である限り特に制限されない。一実施形態において、siRNAは、例えば、18塩基以上、19塩基以上、20塩基以上、又は21塩基以上の長さであることが好ましい。また、siRNAは、例えば、25塩基以下、24塩基以下、23塩基以下、又は22塩基以下の長さであることが好ましい。ここに記載するsiRNAの長さの上限値及び下限値は任意に組み合わせることが想定される。例えば、下限が18塩基であり、上限が25塩基、24塩基、23塩基、又は22塩基である長さ;下限が19塩基であり、上限が25塩基、24塩基、23塩基、又は22塩基である長さ;下限が20塩基であり、上限が25塩基、24塩基、23塩基、又は22塩基である長さ;下限が21塩基であり、上限が25塩基、24塩基、23塩基、又は22塩基である長さの組み合わせが想定される。 CUL5-specific siRNA is not particularly limited as long as it is a double-stranded RNA molecule that specifically suppresses the expression of CUL5 gene. In one embodiment, the siRNA preferably has a length of, for example, 18 bases or more, 19 bases or more, 20 bases or more, or 21 bases or more. Further, the siRNA preferably has a length of, for example, 25 bases or less, 24 bases or less, 23 bases or less, or 22 bases or less. It is envisaged that the upper and lower limits of the length of siRNA described herein may be combined arbitrarily. For example, lengths where the lower limit is 18 bases and the upper limit is 25 bases, 24 bases, 23 bases, or 22 bases; the lower limit is 19 bases and the upper limit is 25 bases, 24 bases, 23 bases, or 22 bases. A length; a lower limit of 20 bases and an upper limit of 25 bases, 24 bases, 23 bases, or 22 bases; a lower limit of 21 bases and an upper limit of 25 bases, 24 bases, 23 bases, or 22 bases; A combination of lengths that are bases is envisaged.
siRNAは、shRNA(small hairpin RNA)であっても良い。shRNAは、その一部がステムループ構造を形成するように設計することができる。例えば、shRNAは、ある領域の配列を配列aとし、配列aに対する相補鎖を配列bとすると、配列a、スペーサー、配列bの順になるようにこれらの配列が一本のRNA鎖に存在するようにし、全体で45~60塩基の長さとなるように設計することができる。配列aは、標的となるCUL5をコードする塩基配列の一部の領域の配列であり、標的領域は特に限定されず、任意の領域を候補にすることが可能である。そして配列aの長さは19~25塩基、好ましくは19~21塩基である。 siRNA may be shRNA (small hairpin RNA). shRNA can be designed so that a portion thereof forms a stem-loop structure. For example, in shRNA, if the sequence of a certain region is sequence a, and the complementary strand to sequence a is sequence b, then these sequences exist in one RNA strand in the order of sequence a, spacer, and sequence b. It can be designed to have a total length of 45 to 60 bases. Sequence a is a partial region of a base sequence encoding target CUL5, and the target region is not particularly limited, and any region can be used as a candidate. The length of sequence a is 19 to 25 bases, preferably 19 to 21 bases.
CUL5特異的siRNAは、5’又は3’末端に、付加的な塩基を有していてもよい。該付加的塩基の長さは、通常2~4塩基程度である。該付加的塩基は、DNAでもRNAでもよいが、DNAを用いると核酸の安定性を向上させることができる場合がある。このような付加的塩基の配列としては、例えばug-3’、uu-3’、tg-3’、tt-3’、ggg-3’、guuu-3’、gttt-3’、ttttt-3’、uuuuu-3’などの配列が挙げられるが、これらに限定されるものではない。 CUL5-specific siRNA may have additional bases at the 5' or 3' end. The length of the additional base is usually about 2 to 4 bases. The additional base may be DNA or RNA, but the use of DNA may improve the stability of the nucleic acid. Sequences of such additional bases include, for example, ug-3', uu-3', tg-3', tt-3', ggg-3', guuu-3', gttt-3', ttttt-3. Examples include, but are not limited to, sequences such as ', uuuuu-3'.
siRNAは、3'末端に突出部配列(オーバーハング)を有していてもよく、具体的には、dTdT(dTはデオキシチミジンを表わす)を付加したものが挙げられる。また、末端付加がない平滑末端(ブラントエンド)であってもよい。siRNAは、センス鎖とアンチセンス鎖が異なる塩基数であってもよく、例えば、アンチセンス鎖が3'末端及び5'末端に突出部配列(オーバーハング)を有している「asymmetrical interfering RNA(aiRNA)」を挙げることができる。典型的なaiRNAは、アンチセンス鎖が21塩基からなり、センス鎖が15塩基からなり、アンチセンス鎖の両端で各々3塩基のオーバーハング構造をとる。 The siRNA may have a protrusion sequence (overhang) at the 3' end, and specific examples include those to which dTdT (dT represents deoxythymidine) is added. Alternatively, it may have a blunt end without any terminal addition. The sense strand and the antisense strand of siRNA may have different numbers of bases. For example, siRNA is an asymmetrical interfering RNA (asymmetrical interfering RNA) in which the antisense strand has overhangs at the 3' and 5' ends. aiRNA). A typical aiRNA has an antisense strand consisting of 21 bases, a sense strand consisting of 15 bases, and an overhang structure of 3 bases at each end of the antisense strand.
CUL5特異的siRNAの標的配列の位置は特に制限されるわけではないが、一実施形態において、5’-UTR及び開始コドンから約50塩基まで、並びに3’-UTR以外の領域から標的配列を選択することが望ましい。選択された標的配列の候補群について、標的以外のmRNAにおいて16-17塩基の連続した配列に相同性がないかどうかを、BLAST(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/BLAST/)などのホモロジー検索ソフトを用いて調べ、選択した標的配列の特異性を確認することが好ましい。特異性が確認された標的配列について、AA(もしくはNA)以降の19-21塩基にTTもしくはUUの3’末端オーバーハングを有するセンス鎖と、該19-21塩基に相補的な配列及びTTもしくはUUの3’末端オーバーハングを有するアンチセンス鎖とからなる2本鎖RNAをsiRNAとして設計してもよい。また、siRNAの前駆体であるshRNAは、ループ構造を形成しうる任意のリンカー配列(例えば、5-25塩基程度)を適宜選択し、上記センス鎖とアンチセンス鎖とを該リンカー配列を介して連結することにより設計することができる。 Although the location of the target sequence of CUL5-specific siRNA is not particularly limited, in one embodiment, the target sequence is selected from the 5'-UTR and up to about 50 bases from the start codon, and from a region other than the 3'-UTR. It is desirable to do so. For the selected target sequence candidate group, BLAST (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/BLAST/ ) to confirm the specificity of the selected target sequence. For the target sequence for which specificity has been confirmed, a sense strand with a 3'-terminal overhang of TT or UU at bases 19-21 after AA (or NA), a sequence complementary to the 19-21 bases, and a sequence of TT or A double-stranded RNA consisting of a UU strand and an antisense strand having a 3'-terminal overhang may be designed as siRNA. In addition, for shRNA, which is a precursor of siRNA, an arbitrary linker sequence (for example, about 5 to 25 bases) that can form a loop structure is appropriately selected, and the sense strand and antisense strand are connected via the linker sequence. It can be designed by connecting them.
siRNA及び/又はshRNAの配列は、種々のwebサイト上に無料で提供される検索ソフトを用いて検索が可能である。このようなサイトとしては、例えば、以下を挙げることができる。
Ambionが提供するsiRNA Target Finder(http://www.ambion.com/jp/techlib/misc/siRNA_finder.html)pSilencer(登録商標)Expression Vector用インサートデザインツール(http://www.ambion.com/jp/techlib/misc/psilencer_converter.html)RNAi Codexが提供するGeneSeer(http://codex.cshl.edu/scripts/newsearchhairpin.cgi)。
The sequences of siRNA and/or shRNA can be searched using search software provided free of charge on various websites. Examples of such sites include the following:
siRNA Target Finder provided by Ambion (http://www.ambion.com/jp/techlib/misc/siRNA_finder.html) Insert Design Tool for pSilencer® Expression Vector (http://www.ambion.com/ jp/techlib/misc/psilencer_converter.html) GeneSeer provided by RNAi Codex (http://codex.cshl.edu/scripts/newsearchhairpin.cgi).
siRNAは、mRNA上の標的配列のセンス鎖及びアンチセンス鎖をDNA/RNA自動合成機でそれぞれ合成し、適当なアニーリング緩衝液中、約90~約95℃で約1分程度変性させた後、約30~約70℃で約1~約8時間アニーリングさせることにより調製することができる。また、siRNAの前駆体となるshRNAを合成し、これを、RNA切断タンパク質ダイサー(dicer)を用いて切断することにより調製することもできる。 siRNA is produced by synthesizing the sense and antisense strands of the target sequence on mRNA using an automatic DNA/RNA synthesizer, denaturing them in an appropriate annealing buffer at about 90 to about 95°C for about 1 minute, and then It can be prepared by annealing at about 30 to about 70°C for about 1 to about 8 hours. Alternatively, it can also be prepared by synthesizing shRNA, which is a precursor of siRNA, and cleaving this using the RNA cutting protein dicer.
CUL5特異的miRNAは、CUL5遺伝子の翻訳を阻害する限り任意である。例えば、miRNAは、siRNAのように標的mRNAを切断するのではなく、標的の3’非翻訳領域(UTR)に対合してその翻訳を阻害してもよい。miRNAは、pri-miRNA(primary miRNA)、pre-miRNA(precursor miRNA)、及び成熟miRNAのいずれでもよい。miRNAの長さは特に制限されず、pri-miRNAの長さは通常数百~数千塩基であり、pre-miRNAの長さは通常50~80塩基であり、成熟miRNAの長さは通常18~30塩基である。一実施形態において、CUL5特異的miRNAは、好ましくはpre-miRNA又は成熟miRNAであり、より好ましくは成熟miRNAである。このようなCUL5特異的miRNAは、公知の手法で合成してもよく、合成RNAを提供する会社から購入してもよい。 CUL5-specific miRNA is optional as long as it inhibits translation of the CUL5 gene. For example, miRNAs may pair with the 3' untranslated region (UTR) of a target and inhibit its translation, rather than cleaving the target mRNA as siRNAs do. miRNA may be any of pri-miRNA (primary miRNA), pre-miRNA (precursor miRNA), and mature miRNA. The length of miRNA is not particularly limited; pri-miRNA length is usually several hundred to several thousand bases, pre-miRNA length is usually 50-80 bases, and mature miRNA length is usually 18 ~30 bases. In one embodiment, the CUL5-specific miRNA is preferably a pre-miRNA or a mature miRNA, more preferably a mature miRNA. Such CUL5-specific miRNA may be synthesized by a known method or purchased from a company that provides synthetic RNA.
CUL5特異的アンチセンスポリヌクレオチドとは、CUL5遺伝子のmRNAの塩基配列と相補的もしくは実質的に相補的な塩基配列又はその一部を含む核酸であって、該mRNAと特異的かつ安定した二重鎖を形成して結合することにより、CUL5タンパク質合成を抑制する機能を有する核酸である。アンチセンスポリヌクレオチドは、例えば、DNA、RNA、又はDNA/RNAキメラであることができる。アンチセンスポリヌクレオチドがDNAの場合、標的RNAとアンチセンスDNAとによって形成されるRNA:DNAハイブリッドは、内在性リボヌクレアーゼH(RNase H)に認識されて標的RNAの選択的な分解を引き起こす。したがって、RNase Hによる分解を指向するアンチセンスDNAの場合、標的配列は、mRNA中の配列だけでなく、CUL5遺伝子の初期翻訳産物におけるイントロン領域の配列であってもよい。イントロン配列は、ゲノム配列と、CUL5遺伝子のcDNA塩基配列とをBLAST、FASTAなどのホモロジー検索プログラムを用いて比較することにより、決定することができる。 A CUL5-specific antisense polynucleotide is a nucleic acid that contains a base sequence that is complementary or substantially complementary to the base sequence of the mRNA of the CUL5 gene, or a part thereof, and that has a specific and stable double base sequence with the mRNA. It is a nucleic acid that has the function of suppressing CUL5 protein synthesis by forming chains and binding together. Antisense polynucleotides can be, for example, DNA, RNA, or DNA/RNA chimeras. When the antisense polynucleotide is DNA, the RNA:DNA hybrid formed by the target RNA and antisense DNA is recognized by endogenous ribonuclease H (RNase H) and causes selective degradation of the target RNA. Therefore, in the case of antisense DNA directed to degradation by RNase H, the target sequence may be not only a sequence in mRNA but also a sequence in the intron region of the early translation product of the CUL5 gene. The intron sequence can be determined by comparing the genome sequence and the cDNA base sequence of the CUL5 gene using a homology search program such as BLAST or FASTA.
CUL5特異的アンチセンスポリヌクレオチドの標的領域は、該アンチセンスポリヌクレオチドがハイブリダイズすることにより、結果としてCUL5タンパク質への翻訳が阻害されるものであればその長さは制限されない。CUL5特異的アンチセンスポリヌクレオチドは、CUL5をコードするmRNAの全配列であっても部分配列であってもよい。合成の容易さや抗原性、細胞内移行性の問題などを考慮すれば、約10~約40塩基、特に約15~約30塩基からなるオリゴヌクレオチドが好ましいが、これらに限定されるものではない。より具体的には、CUL5遺伝子の5’端ヘアピンループ、5’端非翻訳領域、翻訳開始コドン、タンパク質コード領域、ORF翻訳終止コドン、3’端非翻訳領域、3’端パリンドローム領域又は3’端ヘアピンループなどをアンチセンスポリヌクレオチドの好ましい標的領域として選択しうるが、それらに限定されるものではない。 The length of the target region of the CUL5-specific antisense polynucleotide is not limited as long as hybridization of the antisense polynucleotide results in inhibition of translation into CUL5 protein. The CUL5-specific antisense polynucleotide may be the entire sequence or a partial sequence of mRNA encoding CUL5. In consideration of ease of synthesis, antigenicity, intracellular distribution, etc., oligonucleotides consisting of about 10 to about 40 bases, particularly about 15 to about 30 bases, are preferred, but are not limited thereto. More specifically, the 5' end hairpin loop, 5' untranslated region, translation start codon, protein coding region, ORF translation stop codon, 3' untranslated region, 3' palindromic region, or 3' end of the CUL5 gene. ' terminal hairpin loops and the like may be selected as preferred target regions for antisense polynucleotides, but are not limited thereto.
CUL5特異的アンチセンスポリヌクレオチドは、CUL5遺伝子のmRNAや初期転写産物とハイブリダイズしてタンパク質への翻訳を阻害するだけでなく、二本鎖DNAであるこれらの遺伝子と結合して三重鎖(トリプレックス)を形成し、RNAへの転写を阻害し得るもの(アンチジーン(antigene))であってもよい。 CUL5-specific antisense polynucleotides not only hybridize with CUL5 gene mRNA and early transcripts to inhibit protein translation, but also bind to these genes, which are double-stranded DNA, to form triple-stranded (triplex) genes. It may also be a substance (antigene) that can form a complex (antigene) and inhibit transcription into RNA.
CUL5特異的siRNA、CUL5特異的miRNA、及びCUL5特異的アンチセンスポリヌクレオチドなどは、CUL5遺伝子のcDNA配列もしくはゲノミックDNA配列に基づいてmRNAもしくは初期転写産物の標的配列を決定し、市販のDNA/RNA自動合成機を用いて、これに相補的な配列を合成することにより調製することができる。また、各種修飾を含むアンチセンスポリヌクレオチドも、いずれも公知の手法により、化学的に合成することができる。 CUL5-specific siRNA, CUL5-specific miRNA, CUL5-specific antisense polynucleotide, etc. are produced by determining the target sequence of mRNA or initial transcript based on the cDNA sequence or genomic DNA sequence of the CUL5 gene, and then using commercially available DNA/RNA. It can be prepared by synthesizing a complementary sequence to this using an automatic synthesizer. Furthermore, antisense polynucleotides containing various modifications can also be chemically synthesized by known techniques.
CUL5遺伝子発現抑制ポリヌクレオチドの発現カセット(発現カセット1)は、プロモーターと、当該プロモーターの制御下にあるCUL5遺伝子発現抑制ポリヌクレオチドコード配列を含む。プロモーターの制御下となるように、通常、プロモーターの下流にコード配列を配置する。利用可能なプロモーターとしては、例えばCMVプロモーター、EF1プロモーター、SV40プロモーター、MSCVプロモーター、hTERTプロモーター、βアクチンプロモーター、CAGプロモーターなどのRNA polymerase II(poII)系プロモーター; マウス及びヒトのU6-snRNAプロモーター、ヒトH1-RNase P RNAプロモーター、ヒトバリン-tRNAプロモーターなどのRNA polymerase III(polIII)系プロモーターなどが挙げられ、これらの中でも、短いRNAの転写を正確に行うことができるという観点から、polIII系プロモーターが好ましい。プロモーターはコード配列に作動可能に連結される。ここで、「プロモーターがコード配列に作動可能に連結している」とは、「プロモーターの制御下にコード配列が配置されている」ことと同義であり、通常、プロモーターの3'末端側に直接又は他の配列を介してコード配列が連結されることになる。コード配列の下流にはポリA付加シグナル配列を配置する。ポリA付加シグナル配列の使用によって転写を終了させる。ポリA付加シグナル配列としてはSV40のポリA付加配列、ウシ由来成長ホルモン遺伝子のポリA付加配列等を用いることができる。 The expression cassette for the CUL5 gene expression suppressing polynucleotide (expression cassette 1) includes a promoter and a CUL5 gene expression suppressing polynucleotide coding sequence under the control of the promoter. The coding sequence is usually placed downstream of the promoter so that it is under the control of the promoter. Examples of promoters that can be used include RNA polymerase II (poII) promoters such as CMV promoter, EF1 promoter, SV40 promoter, MSCV promoter, hTERT promoter, β-actin promoter, and CAG promoter; mouse and human U6-snRNA promoters, and human Examples include RNA polymerase III (polIII) promoters such as H1-RNase P RNA promoter and human valine-tRNA promoter. Among these, polIII promoters are preferred from the viewpoint of being able to accurately transcribe short RNAs. . A promoter is operably linked to a coding sequence. Here, "the promoter is operably linked to the coding sequence" is synonymous with "the coding sequence is placed under the control of the promoter," and is usually directly attached to the 3' end of the promoter. Or the coding sequences will be linked via other sequences. A polyA addition signal sequence is placed downstream of the coding sequence. Transcription is terminated by the use of a polyA addition signal sequence. As the poly A addition signal sequence, the poly A addition sequence of SV40, the poly A addition sequence of the bovine growth hormone gene, etc. can be used.
本発明のポリヌクレオチドは、キメラ抗原受容体の発現カセットを含む。キメラ抗原受容体の発現カセットを含む本発明のポリヌクレオチドを用いてCAR発現細胞を調製することにより、CAR発現細胞を効率的に得ることができる。 The polynucleotide of the invention comprises a chimeric antigen receptor expression cassette. CAR-expressing cells can be efficiently obtained by preparing CAR-expressing cells using the polynucleotide of the present invention containing an expression cassette for a chimeric antigen receptor.
キメラ抗原受容体は、標的抗原に結合することができ、且つ標的抗原の結合により、免疫細胞の活性化に必要なシグナルを細胞内に伝達することができるものである限り、特に制限されない。キメラ抗原受容体は、典型的には、抗原結合性ドメイン、膜貫通ドメイン、及び細胞内シグナルドメインを含む。 The chimeric antigen receptor is not particularly limited as long as it can bind to the target antigen and, upon binding to the target antigen, can transmit signals necessary for activation of immune cells into the cells. Chimeric antigen receptors typically include an antigen binding domain, a transmembrane domain, and an intracellular signaling domain.
抗原結合性ドメインは、キメラ抗原受容体が細胞膜上に配置された際に細胞外に配置されるドメインであり、抗原を認識して、当該抗原に結合することができるドメインである限り、特に制限されない。抗原として、具体的には、例えばCD19、GD2、GD3、CD20、CD37、CEA、HER2、EGFR、type III mutant EGFR、CD38、BCMA、MUC-1、PSMA、WT1、cancer testis antigen(例えばNY-ESO-1、MAGE-A4等)、mutation peptide(例えばk-ras、h-ras、p53等)、hTERT、PRAM、TYRP1、メソテリン、PMEL、ムチン等、さらにはこれらの断片とMHCとの複合体(pMHC)等が挙げられる。これらの中でも、本発明の一態様において、好ましくはCD19が挙げられる。抗原結合性ドメインは、通常、抗原に対する抗体又はT細胞受容体のCDR(例えば、抗体のCDRであれば、重鎖CDR1、重鎖CDR2、重鎖CDR3、軽鎖CDR1、軽鎖CDR2、及び軽鎖CDR3)の内の1つ以上、好ましくは2つ、3つ、4つ、5つ以上、より好ましくは6つ全てを有する。抗原結合性領域は、より好ましくは抗原に対する抗体又はT細胞受容体の可変領域(抗体の場合であれば、例えば重鎖可変領域及び/又は軽鎖可変領域)を含む。 The antigen-binding domain is a domain that is placed outside the cell when the chimeric antigen receptor is placed on the cell membrane, and there are no particular restrictions as long as it is a domain that can recognize and bind to the antigen. Not done. Specifically, the antigen includes, for example, CD19, GD2, GD3, CD20, CD37, CEA, HER2, EGFR, type III mutant EGFR, CD38, BCMA, MUC-1, PSMA, WT1, cancer testis antigen (for example, NY-ESO -1, MAGE-A4, etc.), mutation peptides (e.g. k-ras, h-ras, p53, etc.), hTERT, PRAM, TYRP1, mesothelin, PMEL, mucin, etc., and complexes of these fragments with MHC ( pMHC), etc. Among these, in one embodiment of the present invention, preferred is CD19. The antigen-binding domain usually includes the CDRs of an antibody or T cell receptor for an antigen (for example, for antibody CDRs, heavy chain CDR1, heavy chain CDR2, heavy chain CDR3, light chain CDR1, light chain CDR2, and light chain CDR). chain CDR3), preferably two, three, four, five or more, more preferably all six. The antigen-binding region more preferably includes the variable region of an antibody or T cell receptor against the antigen (in the case of an antibody, for example, a heavy chain variable region and/or a light chain variable region).
抗原結合性ドメインは、単鎖抗体構造を採ることが好ましく、scFv構造を採ることがより好ましい。scFv構造のように重鎖可変領域と軽鎖可変領域を含む場合、重鎖可変領域と軽鎖可変領域とは、通常、リンカーを介して連結されている。リンカーは、抗原結合性が著しく損なわれない限り特に制限されず、任意である。リンカーとしては、好ましくはグリシン或いはグリシンとセリンから構成されるリンカー(GGSリンカー、GSリンカー、GGGリンカー等)である。リンカーの長さは特に限定されない。リンカーのアミノ酸残基数は、例えば5~30、好ましくは10~25である。重鎖可変領域と軽鎖可変領域との配置関係は特に制限されず、N末端側が軽鎖可変領域である態様と、N末端側が重鎖可変領域である場合のいずれでも採用可能である。該配置関係は、好ましくは前者である。 The antigen-binding domain preferably has a single-chain antibody structure, more preferably an scFv structure. When a scFv structure includes a heavy chain variable region and a light chain variable region, the heavy chain variable region and light chain variable region are usually connected via a linker. The linker is not particularly limited and is optional as long as it does not significantly impair antigen binding. The linker is preferably glycine or a linker composed of glycine and serine (GGS linker, GS linker, GGG linker, etc.). The length of the linker is not particularly limited. The number of amino acid residues in the linker is, for example, 5 to 30, preferably 10 to 25. The positional relationship between the heavy chain variable region and the light chain variable region is not particularly limited, and either an embodiment where the N-terminal side is the light chain variable region or a case where the N-terminal side is the heavy chain variable region can be adopted. The arrangement relationship is preferably the former.
膜貫通ドメインは、本発明のキメラ抗原受容体が細胞膜上に配置された際に細胞膜内に配置されるドメインであり、キメラ抗原受容体を構成し得るものである限りにおいて、特に制限されない。膜貫通ドメインとしては、例えば、CD28、CD3ε、CD8α、CD3、CD4、4-1BB等の膜貫通領域を用いることができる。各因子の膜貫通領域は、公知であるか、或いは公知の配列情報から(例えば膜貫通領域の予測プログラム等を利用して)容易に決定することができる。また、人工的に構築したポリペプチドからなる膜貫通ドメインを用いることにしてもよい。これらの膜貫通ドメインは、キメラ抗原受容体の機能を著しく阻害しない限り、適宜変異が導入されていてもよい。 The transmembrane domain is a domain that is placed within the cell membrane when the chimeric antigen receptor of the present invention is placed on the cell membrane, and is not particularly limited as long as it can constitute the chimeric antigen receptor. As the transmembrane domain, for example, transmembrane regions such as CD28, CD3ε, CD8α, CD3, CD4, and 4-1BB can be used. The transmembrane region of each factor is known or can be easily determined from known sequence information (for example, using a transmembrane region prediction program, etc.). Alternatively, a transmembrane domain consisting of an artificially constructed polypeptide may be used. Suitable mutations may be introduced into these transmembrane domains as long as they do not significantly inhibit the function of the chimeric antigen receptor.
膜貫通ドメインとしては、好ましくはCD28の膜貫通領域を採用することができる。CD28の膜貫通領域の具体例としては、下記(a)に記載するアミノ酸配列又は下記(b)に記載するアミノ酸配列:
(a)配列番号3に示されるアミノ酸配列、又は
(b)配列番号3に示されるアミノ酸配列と85%以上の同一性を有し、且つ本発明のキメラ抗原受容体が細胞膜上に配置された際に細胞膜内に配置され得るアミノ酸配列
が挙げられる。
As the transmembrane domain, preferably the transmembrane region of CD28 can be employed. Specific examples of the transmembrane region of CD28 include the amino acid sequence described in (a) below or the amino acid sequence described in (b) below:
(a) the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 3, or (b) has 85% or more identity with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 3, and the chimeric antigen receptor of the present invention is arranged on the cell membrane. Examples include amino acid sequences that can sometimes be located within cell membranes.
上記(b)において、同一性は、好ましくは90%以上、より好ましくは95%以上、さらに好ましくは98%以上、特に好ましくは99%以上である。 In (b) above, the identity is preferably 90% or more, more preferably 95% or more, even more preferably 98% or more, particularly preferably 99% or more.
上記(b)に記載するアミノ酸配列の一例としては、例えば
(b’)配列番号3に示されるアミノ酸配列に対して1若しくは複数個のアミノ酸が置換、欠失、付加、又は挿入されたアミノ酸配列であって、且つ本発明のキメラ抗原受容体が細胞膜上に配置された際に細胞膜内に配置され得るアミノ酸配列
が挙げられる。
An example of the amino acid sequence described in (b) above is, for example, (b') an amino acid sequence in which one or more amino acids are substituted, deleted, added, or inserted with respect to the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 3. and which can be located within the cell membrane when the chimeric antigen receptor of the present invention is located on the cell membrane.
上記(b’)において、複数個とは、例えば2~5個であり、好ましくは2~3個であり、より好ましくは2個である。 In (b') above, the plural number is, for example, 2 to 5, preferably 2 to 3, and more preferably 2.
本発明の一態様において、抗原結合性ドメインと膜貫通ドメインとは、直接又は比較的短いスペーサーを介して連結されることが好ましい。本発明のキメラ抗原受容体において、抗原結合性ドメインと膜貫通ドメインとの間の構成アミノ酸残基数は、例えば400以下、300以下、又は250以下であることができ、100以下であることが特に好ましい。当該構成アミノ酸残基数は、好ましくは0~60、より好ましくは0~40、さらに好ましくは0~30である。本発明の特に好ましい態様において、当該アミノ酸残基数は、1以上、4以上、又は8以上であり、また25以下、20以下、又は15以下であり、また1~25、4~20、又は8~15である。スペーサーの配列は特に限定されないが、例えばIgG、好ましくはヒトIgG(例えばサブタイプIgG1やIgG4)のヒンジ部又はその一部、ヒンジ部とCH2の一部、或いは膜貫通ドメインに利用する因子(例えばCD28)の一部等の配列をスペーサーに用いることができる。なお、ヒンジ部又はその一部の配列を利用することにより、柔軟性に富むスペーサーが構成されることを期待できる。 In one aspect of the present invention, the antigen-binding domain and the transmembrane domain are preferably linked directly or via a relatively short spacer. In the chimeric antigen receptor of the present invention, the number of constituent amino acid residues between the antigen-binding domain and the transmembrane domain can be, for example, 400 or less, 300 or less, or 250 or less, and preferably 100 or less. Particularly preferred. The number of constituent amino acid residues is preferably 0 to 60, more preferably 0 to 40, and still more preferably 0 to 30. In particularly preferred embodiments of the invention, the number of amino acid residues is 1 or more, 4 or more, or 8 or more, and 25 or less, 20 or less, or 15 or less, and 1-25, 4-20, or 8 to 15. The sequence of the spacer is not particularly limited, but includes, for example, the hinge region of IgG, preferably human IgG (e.g., subtypes IgG1 and IgG4) or a part thereof, the hinge region and a part of CH2, or a factor used in the transmembrane domain (e.g. A sequence such as a part of CD28) can be used as a spacer. Note that by utilizing the arrangement of the hinge portion or a portion thereof, it can be expected that a highly flexible spacer will be constructed.
細胞内シグナルドメインは、本発明のキメラ抗原受容体が細胞膜上に配置された際に細胞内に配置されるドメインであり、免疫細胞のエフェクター機能の発揮に必要なシグナルを伝達すること、即ち、抗原結合性ドメインが抗原と結合した際、免疫細胞の活性化に必要なシグナルを伝達することが可能なドメインである。 細胞内シグナルドメインは、好ましくは細胞内活性化ドメインを含む。細胞内活性化ドメインとしては、例えば、CD3ζの他、FcεRIγ等の細胞内ドメインを用いることができる。好ましくは、CD3ζが用いられる。CD3は、抗原受容体の機能を阻害しない限り、適宜変異が導入されていてもよい。CD3に変異を導入する場合は、ITAM(immunoreceptor tyrosine-based activation motif)が含まれるよう行うことが好ましい。 The intracellular signal domain is a domain that is placed inside the cell when the chimeric antigen receptor of the present invention is placed on the cell membrane, and is used to transmit signals necessary for the effector function of immune cells to be exerted. When the antigen-binding domain binds to an antigen, it is a domain that can transmit signals necessary for activation of immune cells. The intracellular signaling domain preferably includes an intracellular activation domain. As the intracellular activation domain, for example, in addition to CD3ζ, intracellular domains such as FcεRIγ can be used. Preferably, CD3ζ is used. CD3 may be appropriately mutated as long as it does not inhibit the function of the antigen receptor. When introducing mutations into CD3, it is preferable to include ITAM (immunoreceptor tyrosine-based activation motif).
細胞内活性化ドメインの具体例としては、下記(c)に記載するアミノ酸配列又は下記(d)に記載するアミノ酸配列:
(c)配列番号5に示されるアミノ酸配列、又は
(d)配列番号5に示されるアミノ酸配列と85%以上の同一性を有し、且つ免疫細胞の活性化作用を有するアミノ酸配列
が挙げられる。
Specific examples of the intracellular activation domain include the amino acid sequence described in (c) below or the amino acid sequence described in (d) below:
(c) the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 5, or (d) an amino acid sequence that has 85% or more identity with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 5 and has an activation effect on immune cells.
上記(d)において、同一性は、好ましくは90%以上、より好ましくは95%以上、さらに好ましくは98%以上、特に好ましくは99%以上である。 In (d) above, the identity is preferably 90% or more, more preferably 95% or more, even more preferably 98% or more, particularly preferably 99% or more.
上記(d)に記載するアミノ酸配列の一例としては、例えば
(d’)配列番号5に示されるアミノ酸配列に対して1若しくは複数個のアミノ酸が置換、欠失、付加、又は挿入されたアミノ酸配列であって、且つ免疫細胞の活性化作用を有するアミノ酸配列
が挙げられる。
An example of the amino acid sequence described in (d) above is, for example, (d') an amino acid sequence in which one or more amino acids are substituted, deleted, added, or inserted to the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 5. Examples include amino acid sequences that have the effect of activating immune cells.
上記(d’)において、複数個とは、例えば2~15個であり、好ましくは2~10個であり、より好ましくは2~5個、さらに好ましくは2~3個である。 In the above (d'), the plural number is, for example, 2 to 15, preferably 2 to 10, more preferably 2 to 5, and even more preferably 2 to 3.
細胞内シグナルドメインは、好ましくは共刺激因子の細胞内ドメインを含む。共刺激因子の細胞内ドメインは、T細胞などが有する共刺激因子に由来する細胞内ドメインであればよく特に限定はされない。例えば、OX40、4-1BB、GITR、CD79a、CD40、CD27、CD278及びCD28等からなる群より選択される1種以上の細胞内ドメインを適宜選択して使用することができる。本発明の一態様において、CD79a細胞内ドメインとCD40細胞内ドメインがタンデムに連結されたドメインを採用することができる。 The intracellular signaling domain preferably comprises an intracellular domain of a co-stimulatory factor. The intracellular domain of the costimulatory factor is not particularly limited as long as it is an intracellular domain derived from a costimulatory factor possessed by T cells and the like. For example, one or more intracellular domains selected from the group consisting of OX40, 4-1BB, GITR, CD79a, CD40, CD27, CD278, CD28, etc. can be appropriately selected and used. In one embodiment of the present invention, a domain in which a CD79a intracellular domain and a CD40 intracellular domain are linked in tandem can be employed.
細胞内ドメインの具体例としては、下記(e)に記載するアミノ酸配列又は下記(f)に記載するアミノ酸配列:
(e)配列番号4及び30~32のいずれかに示されるアミノ酸配列、又は
(f)配列番号4及び30~32のいずれかに示されるアミノ酸配列と85%以上の同一性を有し、且つ免疫細胞の活性化作用を有するアミノ酸配列
が挙げられる。
Specific examples of the intracellular domain include the amino acid sequence described in (e) below or the amino acid sequence described in (f) below:
(e) has an amino acid sequence shown in any of SEQ ID NOs: 4 and 30-32, or (f) has 85% or more identity with the amino acid sequence shown in any one of SEQ ID NOs: 4 and 30-32, and Examples include amino acid sequences that have an activation effect on immune cells.
上記(f)において、同一性は、好ましくは90%以上、より好ましくは95%以上、さらに好ましくは98%以上、特に好ましくは99%以上である。 In (f) above, the identity is preferably 90% or more, more preferably 95% or more, even more preferably 98% or more, particularly preferably 99% or more.
上記(f)に記載するアミノ酸配列の一例としては、例えば
(f’)配列番号4に示されるアミノ酸配列に対して1若しくは複数個のアミノ酸が置換、欠失、付加、又は挿入されたアミノ酸配列であって、且つ免疫細胞の活性化作用を有するアミノ酸配列
が挙げられる。
An example of the amino acid sequence described in (f) above is, for example, (f') an amino acid sequence in which one or more amino acids are substituted, deleted, added, or inserted to the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4. Examples include amino acid sequences that have the effect of activating immune cells.
上記(f’)において、複数個とは、例えば2~15個であり、好ましくは2~10個であり、より好ましくは2~5個、さらに好ましくは2~3個である。 In the above (f'), the plural number is, for example, 2 to 15, preferably 2 to 10, more preferably 2 to 5, and even more preferably 2 to 3.
本発明のキメラ抗原受容体は、上記以外の他の領域を含むことができる。他の領域としては、例えばCARの細胞膜上への輸送を促すためにリーダー配列(シグナルペプチド)(例えば、GM-CSFレセプターのリーダー配列)、スペーサー/リンカー(例えば膜貫通領域と細胞内シグナルドメインの間、細胞内シグナルドメイン内の各ドメイン間)等が挙げられる。 The chimeric antigen receptor of the present invention can contain other regions than those described above. Other regions include leader sequences (signal peptides) (e.g. GM-CSF receptor leader sequences), spacers/linkers (e.g. transmembrane regions and intracellular signal domains) to facilitate transport of CAR onto the cell membrane. (between each domain within the intracellular signal domain), etc.
尚、これまでにCARを利用した実験、臨床研究などの報告がいくつかあり(例えばRossig C, et al. Mol Ther 10:5-18, 2004; Dotti G, et al. Hum Gene Ther 20:1229-1239, 2009; Ngo MC, et al. Hum Mol Genet 20 (R1):R93-99, 2011; Ahmed N, et al. Mol Ther 17:1779-1787, 2009; Pule MA, et al. Nat Med 14:1264-1270, 2008; Louis CU, et al. Blood 118:6050-6056, 2011; Kochenderfer JN, et al. Blood 116:4099-4102, 2010; Kochenderfer JN, et al. Blood 119 :2709-2720, 2012; Porter DL, et al. N Engl J Med 365:725-733, 2011; Kalos M, et al. Sci Transl Med 3:95ra73,2011; Brentjens RJ, et al. Blood 118:4817-4828, 2011; Brentjens RJ, et al. Sci Transl Med 5:177 ra38, 2013)、これらの報告を参考にして本発明のキメラ抗原受容体を構築することができる。 There have been several reports of experiments and clinical studies using CAR (for example, Rossig C, et al. Mol Ther 10:5-18, 2004; Dotti G, et al. Hum Gene Ther 20:1229). -1239, 2009; Ngo MC, et al. Hum Mol Genet 20 (R1):R93-99, 2011; Ahmed N, et al. Mol Ther 17:1779-1787, 2009; Pule MA, et al. Nat Med 14 :1264-1270, 2008; Louis CU, et al. Blood 118:6050-6056, 2011; Kochenderfer JN, et al. Blood 116:4099-4102, 2010; Kochenderfer JN, et al. Blood 119 :2709-2720, 2012; Porter DL, et al. N Engl J Med 365:725-733, 2011; Kalos M, et al. Sci Transl Med 3:95ra73,2011; Brentjens RJ, et al. Blood 118:4817-4828, 2011; Brentjens RJ, et al. Sci Transl Med 5:177 ra38, 2013), and the chimeric antigen receptor of the present invention can be constructed with reference to these reports.
本発明のキメラ抗原受容体の特に好ましい一態様としては、抗原結合性ドメイン、膜貫通ドメイン、及び細胞内シグナルドメインがこの順に配置されてなるコア領域を含むキメラ抗原受容体が挙げられる。各ドメインは、直接又はスペーサー/リンカーを介して連結されている。 A particularly preferred embodiment of the chimeric antigen receptor of the present invention includes a core region in which an antigen-binding domain, a transmembrane domain, and an intracellular signal domain are arranged in this order. Each domain is linked directly or via a spacer/linker.
本発明のキメラ抗原受容体は、公知のタンパク質タグ、シグナル配列等のタンパク質又はペプチドが付加されたものであってもよい。タンパク質タグとしては、例えばビオチン、Hisタグ、FLAGタグ、Haloタグ、MBPタグ、HAタグ、Mycタグ、V5タグ、PAタグ、蛍光タンパク質タグ等が挙げられる。 The chimeric antigen receptor of the present invention may be one to which a protein or peptide such as a known protein tag or signal sequence is added. Examples of protein tags include biotin, His tag, FLAG tag, Halo tag, MBP tag, HA tag, Myc tag, V5 tag, PA tag, fluorescent protein tag, and the like.
キメラ抗原受容体の発現カセット(発現カセット2)は、プロモーターと、当該プロモーターの制御下にあるキメラ抗原受容体コード配列を含む。プロモーターの制御下となるように、通常、プロモーターの下流にコード配列を配置する。利用可能なプロモーターとしては、例えばCMVプロモーター、EF1プロモーター、SV40プロモーター、MSCVプロモーター、hTERTプロモーター、βアクチンプロモーター、CAGプロモーターなどのRNA polymerase II(poII)系プロモーターなどが挙げられる。プロモーターはコード配列に作動可能に連結される。ここで、「プロモーターがコード配列に作動可能に連結している」とは、「プロモーターの制御下にコード配列が配置されている」ことと同義であり、通常、プロモーターの3'末端側に直接又は他の配列を介してコード配列が連結されることになる。コード配列の下流にはポリA付加シグナル配列を配置する。ポリA付加シグナル配列の使用によって転写を終了させる。ポリA付加シグナル配列としてはSV40のポリA付加配列、ウシ由来成長ホルモン遺伝子のポリA付加配列等を用いることができる。 The expression cassette for the chimeric antigen receptor (expression cassette 2) comprises a promoter and the chimeric antigen receptor coding sequence under the control of the promoter. The coding sequence is usually placed downstream of the promoter so that it is under the control of the promoter. Examples of promoters that can be used include RNA polymerase II (poII) promoters such as CMV promoter, EF1 promoter, SV40 promoter, MSCV promoter, hTERT promoter, β-actin promoter, and CAG promoter. A promoter is operably linked to a coding sequence. Here, "the promoter is operably linked to the coding sequence" is synonymous with "the coding sequence is placed under the control of the promoter," and is usually directly attached to the 3' end of the promoter. Or the coding sequences will be linked via other sequences. A polyA addition signal sequence is placed downstream of the coding sequence. Transcription is terminated by the use of a polyA addition signal sequence. As the poly A addition signal sequence, the poly A addition sequence of SV40, the poly A addition sequence of the bovine growth hormone gene, etc. can be used.
本発明のポリヌクレオチドは、発現カセット1、発現カセット2、以外に、他の配列を含んでいてもよい。他の配列としては、エンハンサー配列、リプレッサー配列、インスレーター配列、複製基点、レポータータンパク質(例えば、蛍光タンパク質等)コード配列、薬剤耐性遺伝子コード配列などが挙げられる。
The polynucleotide of the present invention may contain other sequences in addition to expression cassette 1 and
発現カセット内に検出用遺伝子(レポーター遺伝子、細胞又は組織特異的な遺伝子、選択マーカー遺伝子など)、エンハンサー配列、WRPE配列等を含めることにしてもよい。検出用遺伝子は、発現カセットの導入の成否や効率の判定、CAR遺伝子の発現の検出又は発現効率の判定、CAR遺伝子が発現した細胞の選択や分取等に利用される。一方、エンハンサー配列の使用によって発現効率の向上が図られる。検出用遺伝子としては、ネオマイシンに対する耐性を付与するneo遺伝子、カナマイシン等に対する耐性を付与するnpt遺伝子(Herrera Estrella、EMBO J. 2(1983)、987-995)やnptII遺伝子(Messing & Vierra.Gene 1 9:259-268(1982))、ハイグロマイシンに対する耐性を付与するhph遺伝子(Blochinger & Diggl mann,Mol Cell Bio 4:2929-2931)、メタトレキセートに対する耐性を付与するdhfr遺伝子(Bourouis et al.,EMBO J.2(7))等(以上、マーカー遺伝子)、ルシフェラーゼ遺伝子(Giacomin、P1. Sci. 116(1996)、59~72;Scikantha、J. Bact. 178(1996)、121)、β-グルクロニダーゼ(GUS)遺伝子、GFP(Gerdes、FEBS Lett. 389(1996)、44-47)やその改変体(EGFPやd2EGFPなど)等の蛍光タンパク質の遺伝子(以上、レポーター遺伝子)、細胞内ドメインを欠く上皮成長因子受容体(EGFR)遺伝子等の遺伝子を用いることができる。検出用遺伝子は、例えば、バイシストロニック性制御配列(例えば、リボソーム内部認識配列(IRES))や自己開裂ペプチドをコードする配列を介してCAR遺伝子に連結している。自己開裂ペプチドの例はThosea asigna virus由来の2Aペプチド(T2A)であるが、これに限定されるものではない。自己開裂ペプチドとして蹄疫ウイルス(FMDV)由来の2Aペプチド(F2A)、ウマ鼻炎Aウイルス(ERAV)由来の2Aペプチド(E2A)、porcine teschovirus(PTV-1)由来の2Aペプチド(P2A)等が知られている。 The expression cassette may include a detection gene (reporter gene, cell- or tissue-specific gene, selection marker gene, etc.), an enhancer sequence, a WRPE sequence, and the like. The detection gene is used for determining the success or failure and efficiency of introduction of the expression cassette, detecting the expression of the CAR gene or determining the expression efficiency, and selecting and sorting cells in which the CAR gene is expressed. On the other hand, expression efficiency can be improved by using an enhancer sequence. Genes for detection include the neo gene that confers resistance to neomycin, the npt gene that confers resistance to kanamycin, etc. (Herrera Estrella, EMBO J. 2 (1983), 987-995), and nptII gene (Messing & Vierra. Gene 1). 9:259-268 (1982)), the hph gene that confers resistance to hygromycin (Blochinger & Diggl mann, Mol Cell Bio 4:2929-2931), and the dhfr gene that confers resistance to metrexate (Bourouis et al. , EMBO J. 2(7)) etc. (marker genes), luciferase gene (Giacomin, P1. Sci. 116 (1996), 59-72; Scikantha, J. Bact. 178 (1996), 121), β - Glucuronidase (GUS) gene, fluorescent protein genes (reporter genes) such as GFP (Gerdes, FEBS Lett. 389 (1996), 44-47) and its variants (EGFP, d2EGFP, etc.), and intracellular domains. A gene lacking such as the epidermal growth factor receptor (EGFR) gene can be used. The detection gene is linked to the CAR gene via, for example, a bicistronic control sequence (eg, internal ribosomal recognition sequence (IRES)) or a sequence encoding a self-cleavable peptide. An example of a self-cleavable peptide is, but is not limited to, the 2A peptide (T2A) from Thosea asigna virus. Known self-cleavable peptides include 2A peptide (F2A) derived from foot disease virus (FMDV), 2A peptide (E2A) derived from equine rhinitis A virus (ERAV), and 2A peptide (P2A) derived from porcine teschovirus (PTV-1). It is being
本発明のポリヌクレオチドは、直鎖状のポリヌクレオチドであってもよいし、環状のポリヌクレオチド(ベクターなど)であってもよい。ベクターは、プラスミドベクター、又はウイルスベクターであり得る。また、ベクターは、例えば、クローニング用ベクター又は発現用ベクターであり得る。発現用ベクターとしては、大腸菌、又は放線菌等の原核細胞用のベクター、或いは、酵母細胞、昆虫細胞、又は哺乳類細胞等の真核細胞用のベクターを挙げることができる。より具体的には、ウイルスベクターとしてレトロウイルスベクター、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ベクター、ヘルペスウイルスベクター、センダイウイルスベクター等が挙げられ、非ウイルスベクターの例としては、各種プラスミドベクター、リポソームベクター、正電荷型リポソームベクター(Felgner, P.L., Gadek, T.R., Holm, M. et al., Proc. Natl. Acad. Sci., 84:7413-7417, 1987)、YACベクター、BACベクターを挙げることができる。 The polynucleotide of the present invention may be a linear polynucleotide or a circular polynucleotide (such as a vector). The vector can be a plasmid vector or a viral vector. The vector can also be, for example, a cloning vector or an expression vector. Expression vectors include vectors for prokaryotic cells such as Escherichia coli and actinomycetes, and vectors for eukaryotic cells such as yeast cells, insect cells, and mammalian cells. More specifically, viral vectors include retrovirus vectors, lentivirus vectors, adenovirus vectors, adeno-associated virus vectors, herpesvirus vectors, Sendai virus vectors, etc., and examples of non-viral vectors include various plasmid vectors, Liposome vectors, positively charged liposome vectors (Felgner, P.L., Gadek, T.R., Holm, M. et al., Proc. Natl. Acad. Sci., 84:7413-7417, 1987), YAC vectors, and BAC vectors. be able to.
本発明のポリヌクレオチドは、後述の本発明の細胞を得る際に細胞に与えるダメージを低減できるという観点から、好ましくは、ウイルスベクター、又はウイルスゲノムである。本発明のポリヌクレオチドは、より好ましくは、レトロウイルスベクター、又はレトロウイルスゲノム、或いはレンチウイルスベクター、又はレンチウイルスゲノムである。本発明のポリヌクレオチドは、特に好ましくは、レンチウイルスベクター、又はレンチウイルスゲノムである。 The polynucleotide of the present invention is preferably a viral vector or a viral genome from the viewpoint of reducing damage to cells when obtaining the cells of the present invention described below. The polynucleotide of the present invention is more preferably a retroviral vector, a retroviral genome, a lentiviral vector, or a lentiviral genome. The polynucleotide of the invention is particularly preferably a lentiviral vector or a lentiviral genome.
3.細胞
本発明は、その一態様において、本発明のポリヌクレオチドを含む、細胞(本明細書において、「本発明の細胞1」と示すこともある。)に関する。また、本発明は、その一態様において、CUL5遺伝子の発現が低下するように改変されており、且つキメラ抗原受容体を発現する、細胞(本明細書において、「本発明の細胞2」と示すこともある。)に関する。本明細書においては、本発明の細胞1と本発明の細胞2をまとめて、「本発明の細胞」と示すこともある。以下に、これらについて説明する。
3. Cell In one aspect, the present invention relates to a cell (herein sometimes referred to as "cell 1 of the present invention") containing the polynucleotide of the present invention. In one embodiment, the present invention also provides cells (herein referred to as "cells of the
3-1.本発明の細胞1
本発明のポリヌクレオチドを細胞に導入することを含む方法により本発明の細胞1を得ることができる。当該細胞の一態様においては、CUL5遺伝子発現抑制ポリヌクレオチドによりCUL5遺伝子の発現が低下しており、且つキメラ抗原受容体を発現する。本発明の細胞1におけるCullin-5タンパク質の発現量は、対照細胞(本発明のポリヌクレオチドを導入しない以外は同条件で処理した細胞)におけるCullin-5タンパク質の発現量に対して、例えば70%以下、60%以下、50%以下、40%以下、30%以下、20%以下、又は10%以下であることができる。
3-1. Cells of the invention 1
Cell 1 of the present invention can be obtained by a method that includes introducing the polynucleotide of the present invention into the cell. In one embodiment of the cell, the expression of the CUL5 gene is reduced by the CUL5 gene expression suppressing polynucleotide, and the cell expresses a chimeric antigen receptor. The expression level of Cullin-5 protein in cell 1 of the present invention is, for example, 70% of the expression level of Cullin-5 protein in control cells (cells treated under the same conditions except that the polynucleotide of the present invention was not introduced). It can be less than or equal to 60%, less than 50%, less than 40%, less than 30%, less than 20%, or less than 10%.
本発明のポリヌクレオチドを細胞に導入する方法は、特に制限されないが、細胞へのダメージを低減しCAR発現細胞の作製効率及び増殖能をより高めるという観点から、本発明のポリヌクレオチドを含むウイルスを導入する方法であることが好ましい。これにより、エレクトロポレーション法やリポフェクション法等の細胞へのダメージが懸念される方法を使用せずに、導入することができる。 The method of introducing the polynucleotide of the present invention into cells is not particularly limited, but from the viewpoint of reducing damage to cells and further increasing the production efficiency and proliferation ability of CAR-expressing cells, a virus containing the polynucleotide of the present invention can be introduced into cells. It is preferable to use a method of introduction. This makes it possible to introduce cells without using methods such as electroporation or lipofection that may cause damage to cells.
本発明のポリヌクレオチドが導入される細胞(CAR発現用細胞)として、CD4陽性CD8陰性T細胞、CD4陰性CD8陽性T細胞、iPS細胞から調製されたT細胞、αβ-T細胞、γδ-T細胞、NK細胞、NKT細胞等を挙げることができる。上記の如きリンパ球又は前駆細胞を含むものであれば、様々な細胞集団を用いることができる。末梢血から採取されるPBMC(末梢血単核細胞)は好ましい標的細胞の一つである。即ち、好ましい一態様では、PBMCに対して遺伝子導入操作を行う。PBMCは常法に従って又は準じて調製することができる。 Cells into which the polynucleotide of the present invention is introduced (CAR-expressing cells) include CD4-positive CD8-negative T cells, CD4-negative CD8-positive T cells, T cells prepared from iPS cells, αβ-T cells, γδ-T cells. , NK cells, NKT cells, etc. Various cell populations can be used as long as they contain lymphocytes or progenitor cells as described above. PBMC (peripheral blood mononuclear cells) collected from peripheral blood are one of the preferred target cells. That is, in one preferred embodiment, gene introduction operation is performed on PBMC. PBMC can be prepared according to or analogously to a conventional method.
本発明のポリヌクレオチドの導入の前にCAR発現用細胞を活性化させておくことが好ましい。例えば、抗CD3抗体及び抗CD28抗体で刺激し、CAR発現用細胞を活性化させることができる。例えば、抗CD3抗体と抗CD28抗体で培養面をコートした培養容器(例えば培養皿)で培養することによって、抗CD3抗体及び抗CD28抗体による刺激を加えることができる。抗CD3抗体と抗CD28抗体がコートされた磁気ビーズ(例えば、VERITAS社が提供するDynabeads T-Activator CD3/CD28)を利用して当該刺激を行うことも可能である。 It is preferable to activate CAR-expressing cells before introducing the polynucleotide of the present invention. For example, CAR-expressing cells can be activated by stimulation with anti-CD3 antibodies and anti-CD28 antibodies. For example, stimulation by anti-CD3 antibodies and anti-CD28 antibodies can be applied by culturing in a culture container (eg, a culture dish) whose culture surface is coated with anti-CD3 antibodies and anti-CD28 antibodies. The stimulation can also be performed using magnetic beads coated with anti-CD3 antibodies and anti-CD28 antibodies (for example, Dynabeads T-Activator CD3/CD28 provided by VERITAS).
細胞の生存率/増殖率を高めるために、活性化処理の際、T細胞増殖因子が添加された培養液を使用することが好ましい。T細胞増殖因子としてはIL-2、IL-15、IL-7等を用いることができる。IL-2、IL-15、IL-7等のT細胞増殖因子は常法に従って調製することができる。また、市販品を利用することもできる。ヒト以外の動物種のT細胞増殖因子の使用を排除するものではないが、通常、T細胞増殖因子はヒト由来のもの(組換え体であってもよい)を用いる。 In order to increase the survival rate/proliferation rate of cells, it is preferable to use a culture medium to which T cell growth factors are added during the activation treatment. IL-2, IL-15, IL-7, etc. can be used as T cell growth factors. T cell growth factors such as IL-2, IL-15, and IL-7 can be prepared according to conventional methods. Moreover, commercially available products can also be used. Although this does not exclude the use of T cell growth factors from animal species other than humans, human-derived T cell growth factors (which may be recombinant) are usually used.
典型的には、その適用(患者への投与)のため、本発明のポリヌクレオチド導入後の細胞(本発明のポリヌクレオチド導入リンパ球)を増殖させる。例えば、T細胞増殖因子が添加された培養液を用いて本発明のポリヌクレオチド導入リンパ球を培養する(必要に応じて継代培養する)。この培養に加え、CAR発現用細胞の活性化の場合と同様の処理(再活性化)を行うことにしてもよい。 Typically, for its application (administration to a patient), cells (lymphocytes introduced with the polynucleotide of the invention) after introduction of the polynucleotide of the invention are expanded. For example, the polynucleotide-introduced lymphocytes of the present invention are cultured using a culture medium supplemented with T cell growth factors (subcultured if necessary). In addition to this culture, the same treatment (reactivation) as in the case of activation of CAR-expressing cells may be performed.
尚、CAR発現用細胞及び本発明のポリヌクレオチド導入リンパ球の培養には、血清(ヒト血清、ウシ胎仔血清など)を添加した培地を用いてもよいが、無血清培地を採用することにより、臨床応用する際の安全性が高く、且つ血清ロット間の差による培養効率の違いが出にくいという利点を有する細胞を調製することが可能になる。血清を用いる場合には、自己血清、即ち、CAR遺伝子導入リンパ球の投与を受ける患者から採取した血清を用いることが好ましい。 Note that a medium supplemented with serum (human serum, fetal bovine serum, etc.) may be used to culture the CAR-expressing cells and the polynucleotide-introduced lymphocytes of the present invention, but by employing a serum-free medium, It becomes possible to prepare cells that are highly safe for clinical application and have the advantage that differences in culture efficiency due to differences between serum lots are less likely to occur. When using serum, it is preferable to use autologous serum, ie, serum collected from a patient receiving CAR gene-transduced lymphocytes.
3-2.本発明の細胞2
細胞を、CUL5遺伝子の発現が低下するように改変し、さらにキメラ抗原受容体を発現させることにより、本発明の細胞2を得ることができる。本発明の細胞2におけるCullin-5タンパク質の発現量は、対照細胞(CUL5遺伝子の発現が低下するように改変しない以外は同条件で処理した細胞)におけるCullin-5タンパク質の発現量に対して、例えば70%以下、60%以下、50%以下、40%以下、30%以下、20%以下、又は10%以下であることができる。CUL5遺伝子の発現を低下させることにより、CAR発現細胞の増殖能を高めることができる。 CUL5遺伝子の発現を低下させる改変としては、例えば遺伝子欠損(遺伝子破壊)、タンパク質コード領域における変異、スプライシング調節領域における変異、発現制御領域(例えば、プロモーター、アクチベーター、エンハンサー等)における変異等が挙げられる。当該改変は、例えばCRSPR/Casシステムなどの遺伝子編集システムを利用して行うことができる。
3-2. Cells of the
キメラ抗原受容体を発現させる方法は、特に制限されない。例えば、キメラ抗原受容体の発現カセットを含むポリヌクレオチドを細胞に導入することにより、キメラ抗原受容体を発現させることができる。 The method for expressing the chimeric antigen receptor is not particularly limited. For example, a chimeric antigen receptor can be expressed by introducing into cells a polynucleotide containing an expression cassette for the chimeric antigen receptor.
上記で説明していない事項については、「3-1.本発明の細胞1」の説明を援用する。 Regarding matters not explained above, the explanation in "3-1. Cells of the present invention 1" is cited.
3-3.本発明の細胞
本発明の細胞の由来細胞は、特に制限されない。本発明の細胞を、本発明のキメラ抗原受容体の精製において使用する目的であれば、由来細胞としては、タンパク質発現に使用できる細胞(例えば、昆虫細胞、真核細胞、哺乳類細胞等)等が挙げられる。
3-3. Cells of the Invention The cells from which the cells of the invention are derived are not particularly limited. If the purpose of using the cells of the present invention is to purify the chimeric antigen receptor of the present invention, the derived cells may include cells that can be used for protein expression (e.g., insect cells, eukaryotic cells, mammalian cells, etc.). Can be mentioned.
本発明の細胞は好ましくはリンパ球細胞(例えば、T細胞(例えばCD4陽性CD8陰性T細胞、CD4陰性CD8陽性T細胞、iPS細胞から調製されたT細胞、αβ-T細胞、γδ-T細胞等)、NK細胞、NKT細胞等)である。これらの細胞は、好ましくは本発明のキメラ抗原受容体を発現する細胞であり、より具体的な態様においては、これらの細胞は、本発明のキメラ抗原受容体が細胞膜上に発現しており、好ましくは本発明のキメラ抗原受容体が抗原結合性ドメインを細胞膜外に露出した状態で発現している。 The cells of the present invention are preferably lymphoid cells (e.g., T cells (e.g., CD4-positive CD8-negative T cells, CD4-negative CD8-positive T cells, T cells prepared from iPS cells, αβ-T cells, γδ-T cells, etc.). ), NK cells, NKT cells, etc.). These cells are preferably cells expressing the chimeric antigen receptor of the present invention, and in a more specific embodiment, these cells have the chimeric antigen receptor of the present invention expressed on the cell membrane, Preferably, the chimeric antigen receptor of the present invention is expressed with the antigen-binding domain exposed outside the cell membrane.
キメラ抗原受容体を発現するT細胞等は抗原結合性領域で抗原を認識した後、その認識シグナルをT細胞等の内部に伝達し、細胞傷害活性を惹起させるシグナルを作動させ、これに連動して該細胞が抗原を発現する他の細胞または組織に対して攻撃または細胞傷害活性を発揮することができる。 After T cells expressing chimeric antigen receptors recognize antigens with their antigen-binding regions, they transmit the recognition signal to the inside of the T cells, activate signals that induce cytotoxic activity, and act in conjunction with this. The cells can then exert attacking or cytotoxic activity against other cells or tissues expressing the antigen.
このような機能を発揮する細胞がCTLである場合、キメラ抗原受容体T細胞(CAR-T細胞)と呼ばれる。NK細胞などの細胞傷害活性を発揮する可能性を有する細胞もキメラ抗原受容体T細胞と同様に、抗原結合性領域が抗原と結合することにより、細胞傷害活性を発揮できる。従って、本発明のキメラ抗原受容体をコードするポリヌクレオチドを含む宿主細胞(特に、細胞傷害活性を有する宿主細胞)は、医薬組成物の有効成分として有用である。 When cells that exert such functions are CTLs, they are called chimeric antigen receptor T cells (CAR-T cells). Cells that have the potential to exhibit cytotoxic activity, such as NK cells, can also exhibit cytotoxic activity when their antigen-binding regions bind to antigens, similar to chimeric antigen receptor T cells. Therefore, a host cell (particularly a host cell having cytotoxic activity) containing a polynucleotide encoding the chimeric antigen receptor of the present invention is useful as an active ingredient of a pharmaceutical composition.
4.医薬組成物
本発明は、その一態様において、本発明の細胞を含有する、医薬組成物(本明細書において、「本発明の医薬組成物」と示すこともある。)に関する。以下、これについて説明する。
Four. Pharmaceutical Composition In one aspect, the present invention relates to a pharmaceutical composition (sometimes referred to herein as "the pharmaceutical composition of the present invention") containing the cells of the present invention. This will be explained below.
本発明の医薬組成物は、細胞製剤として、抗原結合性ドメインの標的抗原を発現する腫瘍/がん(標的疾患)の治療、予防、又は改善に広く利用することができる。標的疾患は固形がん及び血液がんを含む。標的疾患としては、例えば各種B細胞性悪性リンパ腫(B細胞性急性リンパ性白血病、濾胞性リンパ腫、びまん性リンパ腫、マントル細胞リンパ腫、MALTリンパ腫、血管内B細胞性リンパ腫、CD20陽性ホジキンリンパ腫など)、骨髄増殖性疾患、骨髄異形成/骨髄増殖性腫瘍(CMML,JMML,CML,MDS/MPN-UC)、骨髄異形成症候群、急性骨髄性白血病、多発性骨髄腫、肺がん、大腸がん、卵巣がん、乳がん、脳腫瘍、胃がん、肝がん、舌がん、甲状腺がん、腎臓がん、前立腺がん、子宮がん、骨肉腫、軟骨肉腫、横紋筋肉腫等が挙げられる。「治療」とは、標的疾患に特徴的な症状又は随伴症状を緩和すること(軽症化)、症状の悪化を阻止ないし遅延すること等が含まれる。「予防」とは、疾病(障害)又はその症状の発症/発現を防止又は遅延すること、或いは発症/発現の危険性を低下させることをいう。一方、「改善」とは、疾病(障害)又はその症状が緩和(軽症化)、好転、寛解、又は治癒(部分的な治癒を含む)することをいう。 The pharmaceutical composition of the present invention can be widely used as a cell preparation for the treatment, prevention, or improvement of tumors/cancers (target diseases) that express the target antigen of the antigen-binding domain. Target diseases include solid cancers and blood cancers. Target diseases include various B-cell malignant lymphomas (B-cell acute lymphoblastic leukemia, follicular lymphoma, diffuse lymphoma, mantle cell lymphoma, MALT lymphoma, intravascular B-cell lymphoma, CD20-positive Hodgkin lymphoma, etc.), Myeloproliferative diseases, myelodysplasia/myeloproliferative neoplasms (CMML, JMML, CML, MDS/MPN-UC), myelodysplastic syndromes, acute myeloid leukemia, multiple myeloma, lung cancer, colorectal cancer, ovarian cancer Examples include breast cancer, brain tumor, stomach cancer, liver cancer, tongue cancer, thyroid cancer, kidney cancer, prostate cancer, uterine cancer, osteosarcoma, chondrosarcoma, and rhabdomyosarcoma. "Treatment" includes alleviating symptoms characteristic of the target disease or accompanying symptoms (alleviation), preventing or delaying the worsening of symptoms, and the like. "Prevention" refers to preventing or delaying the onset/expression of a disease (disorder) or its symptoms, or reducing the risk of onset/expression. On the other hand, "improvement" refers to alleviation (alleviation), improvement, remission, or cure (including partial cure) of a disease (disorder) or its symptoms.
本発明の医薬組成物には、本発明の細胞が治療上有効量含有される。例えば1回の投与用として、1×10 4個~1×10 10個の細胞を含有させることができる。細胞の保護を目的としてジメチルスルフォキシド(DMSO)や血清アルブミン等、細菌の混入を阻止する目的で抗生物質等、細胞の活性化、増殖又は分化誘導などを目的とした各種の成分(ビタミン類、サイトカイン、成長因子、ステロイド等)等の成分を細胞製剤に含有させることができる。 The pharmaceutical composition of the present invention contains a therapeutically effective amount of the cells of the present invention. For example, a single administration can contain 1×10 4 to 1×10 10 cells. Dimethyl sulfoxide (DMSO) and serum albumin are used to protect cells; antibiotics are used to prevent bacterial contamination; various ingredients (vitamins, , cytokines, growth factors, steroids, etc.) can be included in the cell preparation.
本発明のCAR遺伝子導入リンパ球又は細胞製剤の投与経路は特に限定されない。例えば、静脈内注射、動脈内注射、門脈内注射、皮内注射、皮下注射、筋肉内注射、又は腹腔内注射によって投与する。全身投与によらず、局所投与することにしてもよい。局所投与として、目的の組織・臓器・器官への直接注入を例示することができる。投与スケジュールは、対象(患者)の性別、年齢、体重、病態などを考慮して作成すればよい。単回投与の他、連続的又は定期的に複数回投与することにしてもよい。 The route of administration of the CAR gene-transduced lymphocytes or cell preparations of the present invention is not particularly limited. For example, it is administered by intravenous, intraarterial, intraportal, intradermal, subcutaneous, intramuscular, or intraperitoneal injection. Instead of systemic administration, local administration may also be used. An example of local administration is direct injection into the target tissue, organ, or organ. The administration schedule may be created taking into consideration the gender, age, weight, pathological condition, etc. of the subject (patient). In addition to single administration, it may be administered continuously or periodically multiple times.
以下に、実施例に基づいて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。 The present invention will be described in detail below based on Examples, but the present invention is not limited to these Examples.
試験例1.CARコンストラクトのデザイン及び作製
N末端側から、
抗CD19 scFvドメイン(アミノ酸配列:配列番号1、塩基配列:配列番号9)、IgG4ヒンジ部(アミノ酸配列:配列番号2、塩基配列:配列番号10)、
CD28膜貫通ドメイン(アミノ酸配列:配列番号3、塩基配列:配列番号11)、
CD28細胞内ドメイン(アミノ酸配列:配列番号4、塩基配列:配列番号12)、
CD3ζ細胞内ドメイン(アミノ酸配列:配列番号5、塩基配列:配列番号13)、
5アミノ酸スペーサー、
T2A配列(アミノ酸配列:配列番号6、塩基配列:配列番号14)、Truncated EGFRドメイン(アミノ酸配列:配列番号7、塩基配列:配列番号15)の順に配置されてなるCARコンストラクト(図1、アミノ酸配列:配列番号8、塩基配列:配列番号16)をデザインし、当該CARのコード配列(塩基配列:配列番号16)を、その両末端側に付加した制限酵素認識配列を利用して、レトロウイルスベクター(ベクター名:pLZRS-BMN-Z)に組込んだ。
Test example 1. Design and production of CAR construct
From the N-terminal side,
Anti-CD19 scFv domain (amino acid sequence: SEQ ID NO: 1, nucleotide sequence: SEQ ID NO: 9), IgG4 hinge region (amino acid sequence: SEQ ID NO: 2, nucleotide sequence: SEQ ID NO: 10),
CD28 transmembrane domain (amino acid sequence: SEQ ID NO: 3, nucleotide sequence: SEQ ID NO: 11),
CD28 intracellular domain (amino acid sequence: SEQ ID NO: 4, nucleotide sequence: SEQ ID NO: 12),
CD3ζ intracellular domain (amino acid sequence: SEQ ID NO: 5, nucleotide sequence: SEQ ID NO: 13),
5 amino acid spacer,
A CAR construct (Figure 1, amino acid sequence) consisting of a T2A sequence (amino acid sequence: SEQ ID NO: 6, nucleotide sequence: SEQ ID NO: 14) and a Truncated EGFR domain (amino acid sequence: SEQ ID NO: 7, nucleotide sequence: SEQ ID NO: 15) : SEQ ID NO: 8, nucleotide sequence: SEQ ID NO: 16), and the coding sequence of the CAR (nucleotide sequence: SEQ ID NO: 16) was added to both ends of the restriction enzyme recognition sequence to create a retrovirus vector. (vector name: pLZRS-BMN-Z).
なお、抗CD19 scFvドメイン及びTruncated EGFRドメインの配列には、N末端に付加されたGM-CSFレセプターリーダー配列を含む。 Note that the sequences of the anti-CD19 scFv domain and Truncated EGFR domain include a GM-CSF receptor leader sequence added to the N-terminus.
試験例2.CAR-T細胞増殖因子のスクリーニング
GW(Genome Wide)-CRISPR screeningにより、CAR-T細胞増殖因子のスクリーニングを行った。概要を図2に示す。具体的には以下のようにして行った。
Test example 2. CAR-T cell growth factor screening
CAR-T cell growth factors were screened by GW (Genome Wide)-CRISPR screening. An overview is shown in Figure 2. Specifically, it was performed as follows.
3名の健常ドナーから採血を行い、CD8陽性リンパ球を免疫磁気ビーズ(Myltenii)を用いて分取、そのCD8陽性細胞をCD3/CD28ビーズで刺激し増殖を開始した(Day0)。 Day1にGW-gRNAを発現するレンチウイルスを遺伝子導入し、Day2にCas9タンパクを電気穿孔法で導入した。Day3にCD19CARと遺伝子導入マーカーとして細胞内ドメインを欠くEGFR (truncated EGFR, tEGFR)からなるCARコンストラクト(試験例1)をパッケージしたレトロウイルスを遺伝子導入した。Day7にtEGFR を遺伝子導入マーカーとして陽性細胞をbiotin化EGFR抗体およびanti-biotin microbeadsを用いてtEGFR陽性細胞(CD19CAR陽性細胞)を純化した。Day10まで培養継続し、その後は10日ごとに100Gy放射線照射処理したRaji細胞株(CD19+, バーキットリンパ腫由来細胞株)を用いて繰り返し刺激を3回行い、Day40に残った細胞を採取した。Day10のCAR-T細胞とDay40のCAR-T細胞から採取したDNAを用いてgRNA配列を決定・定量を行った。ドナーごとのノックアウトされた遺伝子の順位をGFOLD解析を用いて行った。GFOLD解析を統合し上位10位以内でT細胞に発現が見られることが報告される遺伝子として6個の遺伝子を抽出した。
Blood was collected from three healthy donors, CD8-positive lymphocytes were sorted using immunomagnetic beads (Myltenii), and the CD8-positive cells were stimulated with CD3/CD28 beads to start proliferation (Day 0). On Day 1, a lentivirus expressing GW-gRNA was introduced, and on
続いて、2次スクリーニングを行った。GW-gRNA Libraryに代えて、上記で抽出された6つの遺伝子それぞれを標的とする2種のgRNAのいずれかの発現カセットを含むレンチウイルスベクター(ベクター名:pLV-EGFP-U6)を使用する以外は、図2のスキームに従って、CAR-T細胞を調製した。gRNAの標的配列は以下の通りである。
SMCO2遺伝子(NCBI gene ID:341346)
gRNA1:配列番号17
gRNA2:配列番号18
TSR2遺伝子(NCBI gene ID:90121)
gRNA1:配列番号19
gRNA2:配列番号20
PKM遺伝子(NCBI gene ID:5315)
gRNA1:配列番号21
gRNA2:配列番号22
CUL5遺伝子(NCBI gene ID:8065)
gRNA1(#4690):配列番号23
gRNA2(#8377):配列番号24
KLRC1遺伝子(NCBI gene ID:3821)
gRNA1:配列番号25
gRNA2:配列番号26
ING3遺伝子(NCBI gene ID:54556)
gRNA1:配列番号27
gRNA2:配列番号28
Next, a secondary screening was conducted. In place of the GW-gRNA Library, use a lentiviral vector (vector name: pLV-EGFP-U6) containing an expression cassette of one of the two gRNAs targeting each of the six genes extracted above. prepared CAR-T cells according to the scheme in Figure 2. The gRNA target sequence is as follows.
SMCO2 gene (NCBI gene ID: 341346)
gRNA1: SEQ ID NO: 17
gRNA2: SEQ ID NO: 18
TSR2 gene (NCBI gene ID: 90121)
gRNA1: SEQ ID NO: 19
gRNA2: SEQ ID NO: 20
PKM gene (NCBI gene ID: 5315)
gRNA1: SEQ ID NO: 21
gRNA2: SEQ ID NO: 22
CUL5 gene (NCBI gene ID: 8065)
gRNA1 (#4690): SEQ ID NO: 23
gRNA2 (#8377): SEQ ID NO: 24
KLRC1 gene (NCBI gene ID: 3821)
gRNA1: SEQ ID NO: 25
gRNA2: SEQ ID NO: 26
ING3 gene (NCBI gene ID: 54556)
gRNA1: SEQ ID NO: 27
gRNA2: SEQ ID NO: 28
結果を図3及び図4に示す。CUL5を抑制した場合のみ、GFP陽性割合が高まった。なお、Day7におけるCUL5発現量をウェスタンブロッティングで測定した結果を図5に示す。
The results are shown in FIGS. 3 and 4. Only when CUL5 was suppressed, the GFP-positive rate increased. The results of measuring the CUL5 expression level on
試験例3.CUL5ノックアウトの効果の解析1
5名のドナー由来のそれぞれの細胞を用い、GW-gRNA Libraryに代えてCUL5を標的とする2種のgRNA(試験例2)のいずれかの発現カセットを含むレンチウイルスベクターを使用する以外は、図2のスキームに従って、CAR-T細胞を調製した。
Test example 3. Analysis of the effect of CUL5 knockout 1
Except for using cells derived from each of the five donors and using a lentiviral vector containing an expression cassette for one of two types of gRNA (Test Example 2) targeting CUL5 instead of the GW-gRNA Library. CAR-T cells were prepared according to the scheme in Figure 2.
Day10に放射線照射したRaji細胞で刺激した後4日目(通算14日目)のCAR-T細胞をCellTrace Violetで染色し、72時間後(通算17日目)の細胞分裂の程度をフローサイトメトリーを用いてCellTrace Violetの希釈により測定した。結果を図6に示す。CUL5ノックアウトにより細胞分裂が亢進することが分かった。
After stimulation with Raji cells irradiated on
刺激後の細胞内サイトカイン産生を、細胞内サイトカイン染色によるフローサイトメトリーにより測定した。Control sgRNA導入CAR-TとCUL5KO CAR-TをそれぞれK562(CD19陰性)およびRaji (CD19陽性)で刺激し、4時間後の細胞内サイトカイン(IFN-γ)を染色した。結果を図7に示す。CUL5ノックアウトによりサイトカイン産生が亢進することが分かった。 Intracellular cytokine production after stimulation was measured by flow cytometry with intracellular cytokine staining. Control sgRNA-introduced CAR-T and CUL5KO CAR-T were stimulated with K562 (CD19 negative) and Raji (CD19 positive), respectively, and intracellular cytokine (IFN-γ) was stained 4 hours later. The results are shown in FIG. It was found that cytokine production was enhanced by CUL5 knockout.
試験例4.CUL5ノックアウトの効果の解析2
4名のドナー由来のそれぞれの細胞を用い、GW-gRNA Libraryに代えてCUL5を標的とする2種のgRNA(試験例2)のいずれかの発現カセットを含むレンチウイルスベクターを使用する以外は、図2のスキームに従って、CAR-T細胞を調製した。
Test example 4. Analysis of the effect of
Except for using cells from each of the four donors and using a lentiviral vector containing an expression cassette for one of two types of gRNA (Test Example 2) targeting CUL5 instead of the GW-gRNA Library. CAR-T cells were prepared according to the scheme in Figure 2.
Day10のCAR-T細胞をCD3/28 beadsおよびRaji細胞で初回刺激後、4日目の表面形質をフローサイトメトリーにより測定し、エフェクターメモリーT細胞(TEM:CD45RA(-)CCR7(-))及びセントラルメモリーT細胞(TCM:CD45RA(-)CCR7(+))の割合を算出した。結果を図8に示す。CUL5ノックアウトによりエフェクターメモリーT細胞が増加することが分かった。
After priming CAR-T cells on
試験例5.CUL5ノックアウトの効果の解析3
GW-gRNA Libraryに代えてCUL5を標的とする2種のgRNA(試験例2)のいずれかの発現カセットを含むレンチウイルスベクターを使用する以外は、図2のスキームに従って、CAR-T細胞を調製した。
Test example 5. Analysis of the effect of CUL5 knockout 3
CAR-T cells were prepared according to the scheme in Figure 2, except that instead of the GW-gRNA Library, a lentiviral vector containing an expression cassette for one of the two gRNAs targeting CUL5 (Test Example 2) was used. did.
NOD-Scid shi common gamma chain knock out mouse (NOG mouse)にホタル・ルシフェラーゼとGFPを恒常的に発現させたRaji細胞 (Raji/Luc細胞)をDay0に5.0x10e5静脈内注射し、Day7に各種T細胞(コントロールgRNAを発現させたCAR-T細胞、CUL5 gRNAを発現させたCAR-T細胞、tEGFRを発現させたT細胞)を1.0x10e6静脈内投与した。その後1週間ごとにルシフェリンを投与して腫瘍細胞の発するluminescenceを撮影した。
Raji cells (Raji/Luc cells) that constitutively express firefly luciferase and GFP were intravenously injected into NOD-Scid shi common gamma chain knock out mice (NOG mice) on
結果を図9及び10に示す。CUL5ノックアウトによりCAR-T細胞ではbioluminescent が経時的に低値を示し、生存も有意に良好であった。なお、tEGFR-T, n=6; control CAR-TとCUL5KO CAR-T, n=10, 3人の異なるドナーから作成したT細胞を用いて実験をおこなった。 The results are shown in Figures 9 and 10. With CUL5 knockout, CAR-T cells showed lower bioluminescent levels over time and survival was significantly better. The experiment was conducted using T cells generated from 3 different donors: tEGFR-T, n=6; control CAR-T and CUL5KO CAR-T, n=10.
試験例6.Two-in-one vectorのデザイン及び作製1
N末端側から、
抗CD19 scFvドメイン(アミノ酸配列:配列番号1、塩基配列:配列番号9)、IgG4ヒンジ部(アミノ酸配列:配列番号2、塩基配列:配列番号10)、
CD28膜貫通ドメイン(アミノ酸配列:配列番号3、塩基配列:配列番号11)、
CD28細胞内ドメイン(アミノ酸配列:配列番号4、塩基配列:配列番号12)、
CD3ζ細胞内ドメイン(アミノ酸配列:配列番号5、塩基配列:配列番号13)、
5アミノ酸スペーサー、
T2A配列(アミノ酸配列:配列番号6、塩基配列:配列番号14)、
Truncated EGFRドメイン(アミノ酸配列:配列番号7、塩基配列:配列番号15)の順に配置されてなるCAR発現カセット、並びに
CUL5に対するshRNA(塩基配列:配列番号29)の発現カセット
それぞれを、その両末端側に付加した制限酵素認識配列を利用して、レンチウイルスベクター(ベクター名:pGreenPuro_shRNA(EF1))に組込んだ。CAR発現カセットのプロモーターはEF-1αプロモーターであり、shRNA発現カセットのプロモーターはH1プロモーターである。得られたCARコンストラクトの模式図を図11に示す。 なお、抗CD19 scFvドメイン及びTruncated EGFRドメインの配列には、N末端に付加されたGM-CSFレセプターリーダー配列を含む。
Test example 6. Two-in-one vector design and production 1
From the N-terminal side,
Anti-CD19 scFv domain (amino acid sequence: SEQ ID NO: 1, nucleotide sequence: SEQ ID NO: 9), IgG4 hinge region (amino acid sequence: SEQ ID NO: 2, nucleotide sequence: SEQ ID NO: 10),
CD28 transmembrane domain (amino acid sequence: SEQ ID NO: 3, nucleotide sequence: SEQ ID NO: 11),
CD28 intracellular domain (amino acid sequence: SEQ ID NO: 4, nucleotide sequence: SEQ ID NO: 12),
CD3ζ intracellular domain (amino acid sequence: SEQ ID NO: 5, nucleotide sequence: SEQ ID NO: 13),
5 amino acid spacer,
T2A sequence (amino acid sequence: SEQ ID NO: 6, base sequence: SEQ ID NO: 14),
A CAR expression cassette consisting of Truncated EGFR domains (amino acid sequence: SEQ ID NO: 7, base sequence: SEQ ID NO: 15), and
Each of the expression cassettes for shRNA (nucleotide sequence: SEQ ID NO: 29) against CUL5 was incorporated into a lentiviral vector (vector name: pGreenPuro_shRNA(EF1)) using restriction enzyme recognition sequences added to both ends. The promoter of the CAR expression cassette is the EF-1α promoter, and the promoter of the shRNA expression cassette is the H1 promoter. A schematic diagram of the obtained CAR construct is shown in FIG. 11. Note that the sequences of the anti-CD19 scFv domain and Truncated EGFR domain include a GM-CSF receptor leader sequence added to the N-terminus.
試験例7.Two-in-one vectorの効果の解析
方法1
3名のドナー由来のそれぞれの細胞を用い、GW-gRNA Libraryに代えてCUL5を標的とする2種のgRNA(試験例2)のいずれかの発現カセットを含むレンチウイルスベクターを使用する以外は、図2のスキームに従って、CAR-T細胞を調製した。
Test example 7. Analysis of the effect of two-in-one vector
Method 1
Except for using cells derived from three donors and using a lentiviral vector containing an expression cassette of one of two gRNAs targeting CUL5 (Test Example 2) instead of the GW-gRNA Library. CAR-T cells were prepared according to the scheme in Figure 2.
方法2
一方で、図2のスキームの一部(刺激開始前のスキーム)を図12のスキームに変更して、CAR-T細胞を調製した。具体的には、3名の健常ドナーから採血を行い、CD8陽性リンパ球を免疫磁気ビーズ(Myltenii)を用いて分取、そのCD8陽性細胞をCD3/CD28ビーズで刺激し増殖を開始した(Day0)。 Day1にTwo-in-one vector(試験例6)から得たレンチウイルスを遺伝子導入した。Day5にtEGFR を遺伝子導入マーカーとして陽性細胞をbiotin化EGFR抗体およびanti-biotin microbeadsを用いてtEGFR陽性細胞(CD19CAR陽性細胞)を純化した。Day10まで培養継続し、その後は10日ごとに100Gy放射線照射処理したRaji細胞株(CD19+, バーキットリンパ腫由来細胞株)を用いて繰り返し刺激を3回行い、Day40に残った細胞を採取した。
On the other hand, CAR-T cells were prepared by changing part of the scheme in FIG. 2 (scheme before the start of stimulation) to the scheme in FIG. 12. Specifically, blood was collected from three healthy donors, CD8-positive lymphocytes were sorted using immunomagnetic beads (Myltenii), and the CD8-positive cells were stimulated with CD3/CD28 beads to begin proliferation (Day 0). ). On Day 1, the lentivirus obtained from the Two-in-one vector (Test Example 6) was introduced. On Day 5, tEGFR-positive cells (CD19CAR-positive cells) were purified using a biotinylated EGFR antibody and anti-biotin microbeads using tEGFR as a gene transfer marker. Culture was continued until
方法3
また、方法2のコントロールとして、CUL5に対するshRNAの発現カセットに代えてGFPに対するshRNAの発現カセットを含むベクターを用いる以外は、方法2と同様にしてCAR-T細胞を調製した。
Method 3
Furthermore, as a control for
上記方法のいずれについても、1x10e6個のCD8陽性細胞からCAR-T細胞の作製を開始した。 For all of the above methods, CAR-T cell production was started from 1x10e6 CD8 positive cells.
CAR-T細胞の数をトリパンブルー染色により測定した。Day7におけるCAR-T細胞の数を図13に示す。なお、Day 10におけるCUL5発現量をウェスタンブロッティングで測定した結果を図14に示す。また、CAR-T細胞の増殖を図15に示す。方法2のようにCUL5遺伝子発現抑制ポリヌクレオチドの発現カセット及びキメラ抗原受容体の発現カセットを含むポリヌクレオチドを用いてCUL5ノックダウンCAR-T細胞を作製することにより、CAR-T細胞の作製効率、増殖を大きく向上させることができることが分かった。
The number of CAR-T cells was determined by trypan blue staining. Figure 13 shows the number of CAR-T cells on
試験例8.Two-in-one vectorの効果の解析2
試験例7の方法2及び方法3に従ってCAR-T細胞を調製した。
Test example 8. Analysis of the effect of two-in-one
CAR-T cells were prepared according to
NOD-Scid shi common gamma chain knock out mouse (NOG mouse、n=8~10)にホタル・ルシフェラーゼとGFPを恒常的に発現させたRaji細胞 (Raji/Luc細胞)をDay0に2.0x10e6静脈内注射し、Day7に各種T細胞を1.0x10e6静脈内投与した。その後1週間ごとにルシフェリンを投与して腫瘍細胞の発するluminescenceを撮影した。
NOD-Scid shi common gamma chain knock out mice (NOG mice, n = 8 to 10) were intravenously injected with 2.0x10e6 Raji cells (Raji/Luc cells) that constitutively expressed firefly luciferase and GFP on
結果を図16に示す。Two-in-one vectorによりCUL5ノックダウンさせたCAR-T細胞ではbioluminescent が経時的に低値を示した。 The results are shown in FIG. In CAR-T cells in which CUL5 was knocked down using a two-in-one vector, bioluminescent levels decreased over time.
試験例9.Two-in-one vectorの効果の解析3
試験例7の方法2及び方法3に従ってCAR-T細胞を調製した。
Test example 9. Analysis of the effect of two-in-one vector 3
CAR-T cells were prepared according to
NOD-Scid shi common gamma chain knock out mouse (NOG mouse)にホタル・ルシフェラーゼとGFPを恒常的に発現させたRaji細胞 (Raji/Luc細胞)をDay0に2.0x10e6静脈内注射し、Day10に各種T細胞を1.0x10e6静脈内投与した。その後1週間ごとにルシフェリンを投与して腫瘍細胞の発するluminescenceを撮影し、腫瘍体積を測定した。なお、腫瘍体積が1500mm3を超えた場合には安楽死処置した。
Raji cells (Raji/Luc cells) that constitutively express firefly luciferase and GFP were intravenously injected into NOD-Scid shi common gamma chain knock out mice (NOG mice) on
腫瘍体積の測定結果を図17に示し、生存率を図18に示す。Two-in-one vectorによりCUL5ノックダウンさせたCAR-T細胞では、腫瘍増大が顕著に抑制され、さらに生存率も大きく向上した。 The measurement results of tumor volume are shown in FIG. 17, and the survival rates are shown in FIG. 18. In CAR-T cells in which CUL5 was knocked down using a two-in-one vector, tumor growth was significantly suppressed and survival rate was also greatly improved.
試験例10.Two-in-one vectorのデザイン及び作製2
抗CD19 scFvドメインに代えて抗Eva1 scFvドメインを採用し、且つ細胞内ドメインとしてCD28細胞内ドメインに代えて4-1BB細胞内ドメイン(アミノ酸配列:配列番号30、塩基配列:配列番号33)或いはCD79a細胞内ドメイン(アミノ酸配列:配列番号31、塩基配列:配列番号34)-CD40細胞内ドメイン(アミノ酸配列:配列番号32、塩基配列:配列番号35)のタンデム連結ドメインを採用する以外は、試験例6と同様にしてレンチウイルスベクターを得た。
Test example 10. Two-in-one vector design and
An anti-Eva1 scFv domain is used instead of the anti-CD19 scFv domain, and a 4-1BB intracellular domain (amino acid sequence: SEQ ID NO: 30, nucleotide sequence: SEQ ID NO: 33) or CD79a is used instead of the CD28 intracellular domain. Test examples except for adopting the tandem linking domain of intracellular domain (amino acid sequence: SEQ ID NO: 31, nucleotide sequence: SEQ ID NO: 34) and CD40 intracellular domain (amino acid sequence: SEQ ID NO: 32, nucleotide sequence: SEQ ID NO: 35). A lentiviral vector was obtained in the same manner as in 6.
試験例11.Two-in-one vectorの効果の解析4
試験例10のTwo-in-one vectorを用いる以外は試験例7の方法2及び方法3と同様にして、CAR-T細胞を調製した。
Test example 11. Analysis of the effect of two-in-one
CAR-T cells were prepared in the same manner as
NCI-H1975(NCI-H1975-firefly luciferase-GFP、ホタルルシフェレースとGFPを恒常的に発現する細胞)1x10e6をマウスの皮下に注射した。その14日後に0.5x10e5/マウスの各種T細胞(shCUL5-4-1BB-Eva1CAR-T, shGFP-4-1BB-Eva1CAR-T, shCUL5-CD79A/40-Eva1CAR-T, shGFP-CD79A/40-Eva1CAR-T)を静脈内投与した。その後一定期間毎にルシフェリンを投与して腫瘍細胞の発するluminescenceを撮影し、腫瘍体積を測定した。なお、腫瘍体積が2000mm3を超えた場合には安楽死処置した。 NCI-H1975 (NCI-H1975-firefly luciferase-GFP, cells that constitutively express firefly luciferase and GFP) 1x10e6 were injected subcutaneously into mice. 14 days later, 0.5x10e5/mouse of various T cells (shCUL5-4-1BB-Eva1CAR-T, shGFP-4-1BB-Eva1CAR-T, shCUL5-CD79A/40-Eva1CAR-T, shGFP-CD79A/40-Eva1CAR -T) was administered intravenously. Thereafter, luciferin was administered at regular intervals, and the luminescence emitted by tumor cells was photographed to measure tumor volume. In addition, when the tumor volume exceeded 2000 mm3, euthanasia was performed.
luminescenceの撮影像を図19に示し、腫瘍体積の測定結果を図20に示す。 The luminescence image is shown in FIG. 19, and the measurement results of the tumor volume are shown in FIG. 20.
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