JP4159620B2 - 組換えアデノウイルスの製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、サイトメガロウイルスエンハンサー、ニワトリβ−アクチンプロモーター、及びウサギβグロビンのスプライシングアクセプターからなるハイブリッドプロモーター（ＣＡＧプロモーター）、ポリＡ配列、並びに所定のポリペプチドをコードするＤＮＡ配列を含む組換えアデノウイルス、その製造方法並びにこれらの使用、特に遺伝子治療への使用に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アデノウイルスベクターは、種々の動物培養細胞で１００％近い導入効率を示すことから、外来遺伝子導入実験のベクターとして研究されてきた。また導入細胞を死滅させずに外来遺伝子の機能を調べることができることや、利用できる動物種がマウス・ラットを含む広い範囲にわたっていることからもその有用性が認められていた。
しかし、真にアデノウイルスベクターの価値が認められるようになったのは、１９９２年に嚢胞性繊維症の遺伝子治療の方法として米国で患者への治療が始められたことや（Nature Genetics,VOL.3.1-2, 1993)、１９９３年に、神経系への発現法として有用であることが示されるなどの報告が相次ぎ（Science,VOL.259, 988-990, 1993, Nature Genet.VOL.3, 219-223, 1993, ibid,VOL.3, 224-228, 1993, ibid,VOL.3, 229-234, 1993,) 、遺伝子治療への応用の可能性が示されてからである。こうして今日では、アデノウイルス発現ベクターは、神経系を含む多くの分化、未分化細胞に１００％近い導入効率を示すだけでなく、動物個体への直接注入・投与による遺伝子発現が可能であることが示され、遺伝子治療への応用が期待されるに至っている。
【０００３】
これまで、遺伝子導入のためのウイルスベクターとしては、レトロウイルスがよく用いられてきたが、このウイルスは分裂している細胞にしか導入できないことや宿主細胞の染色体に組み込まれてしまうことから、特に遺伝子治療においてはその安全性の観点で問題があると考えられ、その応用範囲は狭いと考えられている。
アデノウイルスはレトロウイルスと異なって、積極的な染色体組み込みの機構を持たず、休止期の細胞でも遺伝子導入できるという利点もあり、応用範囲は極めて広く、近い将来は遺伝子治療の主要技術として確立するであろうと思われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
アデノウイルスはもともとヒトでカゼ症状を引き起こすことが知られている。そのため大量の投与はそれに起因する炎症等を引き起こすことが懸念される。実際、Ｃｒｙｓｔａｌらのグループは、患者への治療の最初の段階で、高濃度で肺へ投与した患者で肺の炎症が起こり、計画が一時中断したと伝えられている。培養細胞を用いた実験でも高濃度のウイルスを感染させると、細胞が丸くなり浮き出すなどの、ウイルス粒子による直接の副反応が観察される。従って実際の遺伝子治療では高濃度ウイルス液の投与による副作用が懸念されるので、低濃度のウイルス液で十分な発現量を確保できるような高発現プロモーターとの組み合わせが是非とも必要であり、これが遺伝子治療にアデノウイルスを適用する際の問題解決につながると考えられる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
遺伝子組換え技術の進歩に伴って、遺伝子組換えを利用した有用物質の生産は近年急速に進歩してきている。遺伝子組換え技術を利用して外来遺伝子を発現させる場合には、適当な宿主細胞と、これに応じた外来遺伝子発現用プロモーターを有する発現ベクターが用いられる。これまで知られている動物細胞を宿主とした発現系としては、多くの動物ウイルス遺伝子プロモーターおよび動物細胞遺伝子プロモーターを用いた系が報告されている。前者として、ＳＶ４０初期遺伝子プロモーター、アデノウイルス主要後期遺伝子プロモーター等があり、また、後者の例としては、チミジンキナーゼ遺伝子プロモーター、メタロチオネイン遺伝子プロモーター、免疫グロブリン遺伝子プロモーター等がある。しかしこれらのプロモーター活性の測定は、分裂の盛んな株化細胞であって、かつリン酸カルシウム法、DEAE-dextran法、electroporation 法等による遺伝子導入率の高い細胞、例えばマウス由来Ｌ細胞、ハムスター由来ＣＨＯ細胞やアフリカミドリザル由来ＣＯＳ細胞に限って行われてきた。そのため分化した細胞ではこのような検討はされていない。遺伝子治療への応用を考えるとき、分化した細胞、例えば神経細胞や筋肉細胞、肝臓細胞、血液細胞での発現が重要である。
【０００６】
本発明者等は、従来、遺伝子導入にほとんど利用されてこなかったアデノウイルスが広く休止期の細胞に感染しうることに着目し、アデノウイルスゲノムに強力なプロモーターを組み込むことにより広範な動物細胞において遺伝子発現をさせることが可能となるのではないかと考え、各種の強力なプロモーターを組み込んだ組み換えアデノウイルスを調製し、幅広い宿主細胞を用いて検討したところ、ほとんど全ての細胞において強力なプロモーター活性を示すアデノウイルスを取得することに成功した。本発明は、かかる事実に基づき更に研究を進めて完成するに至ったものである。
本発明の目的は、広範な動物細胞において強力な活性を示すプロモーターを組み込んだ組換えアデノウイルス、特にかかる組換えアデノウイルスに外来の目的ポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を組み込んだ組換えアデノウイルス、中でもヒト欠損遺伝子を組み込んだ遺伝子治療用の組換えアデノウイルスを提供することにある。本発明の他の目的は、かかる組換えアデノウイルスの簡易な製造方法を提供することにある。
【０００７】
即ち、本発明の要旨は、
（１）以下の（ａ）〜（ｃ）の工程：
（ａ） アデノウイルスゲノムの１．３％〜９．３％である、Ｅ１Ａ遺伝子領域を含む断片をＥ１遺伝子領域から少なくとも欠失させ、欠失部にＳｗａＩ部位を組み込んだ発現コスミドをＳｗａＩで消化した後に、当該ＳｗａＩ部位に発現ユニットを組み込んだ発現コスミドを製造する工程、
（ｂ） アデノウイルス粒子を塩酸グアニジン処理後、塩化セシウム平衡遠心で濃縮、精製して得られたアデノウイルスＤＮＡ−末端蛋白複合体を透析により塩酸グアニジンを除いた後、アデノウイルスゲノムのＥ１遺伝子領域側をＥｃｏＴ２２１で切断し、ゲル濾過により制限酵素バッファーを除去してアデノウイルスＤＮＡ−末端蛋白複合体を製造する工程、並びに
（ｃ） 前記（ａ）で製造された発現コスミド、および前記（ｂ）で製造されたアデノウイルスＤＮＡ−末端蛋白複合体を混合して、Ｅ１Ａ遺伝子を発現している細胞株へリン酸カルシウム法によりトランスフェクションを行う工程、
を行うことを特徴とする、発現ユニットをゲノム中に組み込んだ組換えアデノウイルスの製造方法、
（２）Ｅ１Ａ遺伝子を発現している細胞株がヒト胎児腎由来細胞株である（１）記載の方法、
（３）発現ユニットが、サイトメガロウイルスエンハンサー、ニワトリβ−アクチンプロモーター、及びウサギβグロビンのスプライシングアクセプターからなるハイブリッドプロモーター（ＣＡＧプロモーター）、ポリＡ配列、並びに細胞系内で発現させようとする外来の目的ポリペプチド配列をコードしているヌクレオチド配列からなり、該ヌクレオチド配列を該プロモーターの制御下に発現できる状態で含有しているものである（１）記載の方法、
（４）発現ユニットがゲノム中に左向きに組み込まれた（１）記載の方法、
（５）発現コスミド中のアデノウイルスゲノムおよびアデノウイルスＤＮＡ−末端蛋白複合体中のアデノウイルスゲノムが、アデノウイルスゲノムの７９．６％〜８４．８％断片をＥ３遺伝子領域から少なくとも欠失している（１）記載の方法、に関する。
【０００８】
以下に本発明について詳細に説明する。
本発明に使用されるヒトアデノウイルスは、ヒトを自然宿主とするウイルスである。アデノウイルスゲノムは、約３６ｋｂｐの２本鎖線状ＤＮＡであって、ＤＮＡ鎖両端にはおよそ１００ｂｐからなる逆方向反復塩基配列があり、そのＤＮＡ鎖両端の５’末端にはＥ２Ｂ遺伝子産物が切断加工された５５ｋのタンパク質が共有結合しているという特異な構造をしている。この特異なゲノム構造がアデノウイルスをベクターとして使用する場合に大きな障害となってきたことについては以下に述べるとおりであり、本発明の核心は、かかる障害を克服して完成された新規かつ有用な組換えアデノウイルス並びにその製造方法を提供する点にある。
【０００９】
本発明の組換えアデノウイルスは、アデノウイルスに感染し得る真核生物細胞系、特にヒトまたは動物の細胞系の形質転換用に好適な一種の組換えベクターであって、Ｅ１遺伝子領域、特に細胞ガン化に関与するＥ１Ａ遺伝子領域を欠失しており、したがってＥ１Ａ、さらにはＥ１Ｂ遺伝子を持続的に発現している細胞、たとえばヒト胎児腎由来細胞株（２９３細胞）を除き、宿主細胞内で増殖することができないという特徴を有する。
【００１０】
本発明の組換えアデノウイルス粒子は、上記の２９３細胞に接種すると野性株同様に１０8 〜１０9 ｐｆｕ（プラーク形成単位）／ｍｌの高力価になるまで増殖する。しかし、他の細胞や動物組織に接種すると、このウイルス粒子は細胞内へ高率に侵入し、ウイルスゲノムが核内へ注入されるものの、Ｅ１Ａ遺伝子領域が欠失しているため、この遺伝子産物により転写活性化される他のすべてのアデノウイルスプロモーターは働くことができない。一方、このアデノウイルスゲノム中の目的遺伝子は、ゲノムに組み込まれた外来のプロモーターから転写され発現することができる。従って、本発明の組換えアデノウイルス粒子を使用すれば、ベクターとしてのアデノウイルスゲノムの影響を最小限に抑えて、広範な動物細胞中で目的遺伝子を発現させることができる。
【００１１】
野性株のヒトアデノウイルスが感染後増殖できる細胞はほとんどヒト細胞に限られているにもかかわらず、本発明の組換えアデノウイルスで発現可能な細胞種・組織は、はるかに広い範囲にわたる。これは、本来のアデノウイルスが増殖できない細胞でも、本発明の組換えアデノウイルスの場合はウイルス粒子が感染・侵入さえできれば発現ベクターとして充分に機能し得るからである。
なお、本発明の組換えアデノウイルスのゲノムは、染色体外の状態では複製しないにもかかわらず、２週間〜２ヶ月にもわたって核内に存在し、目的遺伝子の発現がかなり持続する点もベクターとして有利である。
【００１２】
本発明の組換えアデノウイルスのゲノムは、その中にサイトメガロウイルスエンハンサー、ニワトリβ−アクチンプロモーター、及びウサギβグロビンのスプライシングアクセプターからなるハイブリッドプロモーター（ＣＡＧプロモーター）、並びにウサギβグロビン由来のポリＡ配列が組み込まれているという特徴を有する。
このハイブリッドプロモーター（ＣＡＧプロモーター）は、高発現ベクターとして特開平３−１６８０８７号公報に開示されており、その調製は同公報に記載されているｐＣＡＧＧＳ（特開平３−１６８０８７、１３頁２０行〜２０頁１４行および２２頁１行〜２５頁６行）から制限酵素ＳａｌＩ，ＨｉｎｄIII で切り出すことにより行うことができ、本発明に利用することができる。本発明者等は、高発現プロモーターといわれている幾つかのプロモーターを組換えアデノウイルス上で用い、ｌａｃＺ遺伝子の発現量を比較したところ上記のハイブリッドプロモーターが優れていることを認め（比較例）、これを本発明のアデノウイルスに組み込むことにしたものである。
このハイブリッドプロモーターの組み込みにより、組換えアデノウイルスを用いる治療において高濃度ウイルス液を使用した際にみられる感染ヒト細胞に対する副作用を軽減することが可能となる。発現量が大きいため、低濃度のウイルス液の使用で充分だからである。
【００１３】
本発明のアデノウイルスのゲノムに組み込まれる外来の目的ポリペプチド配列をコードしているヌクレオチド配列としては、上記のハイブリッドプロモーター（ＣＡＧプロモーター）により発現することができるヌクレオチド配列であれば、特に限定されるものではないが、有用性の観点から、ヒトの欠損遺伝子に対応する正常遺伝子の配列、インターロイキン類やインターフェロン類等のサイトカイン類をコードするＤＮＡ配列、ガン抑制遺伝子の配列、ガン遺伝子のアンチセンス配列等が特に好ましい。
またＬａｃＺ遺伝子もβーガラクトシダーゼを発現するので、ラクトース非消化性疾患に有用である。このように、本発明の組換えアデノウイルスに組み込まれた、外来の目的ポリペプチド配列をコードしているヌクレオチド配列は、天然の宿主細胞内でのＣＡＧプロモーターの制御下に発現され、該宿主細胞の培地中にそれがコードしているポリペプチドを分泌することを特徴とする。
【００１４】
本発明のアデノウイルスのゲノムは、Ｅ１遺伝子領域特にＥ１Ａ遺伝子領域を欠失している。これは、アデノウイルスの細胞ガン化活性に関与するＥ１Ａ遺伝子領域を欠失させることにより、アデノウイルスを無毒化し、ゲノム中に組み込んだ外来のヌクレオチド配列のみを発現させるためである。必ずしもＥ１遺伝子領域の全てを欠失させる必要はなく、Ｅ１Ａ遺伝子領域を含む１．３〜９．３％の断片を除去すれば、目的は達成される。
また、本発明のアデノウイルスのゲノムは、Ｅ３遺伝子領域も欠失されていてもよい。特に、アデノウイルスゲノムから７９．６〜８４．８％断片を欠失させたものが好ましい。外来ヌクレオチド配列の複製には不要であるからである。
【００１５】
本発明のアデノウイルスのゲノムに組み込まれるニワトリβーアクチンプロモーターは、それ自体強力なプロモーター活性を発揮するが、そのイントロン領域の途中から下流のスプライシングアクセプター配列を除去し、その代わりにウサギβグロビン構造遺伝子に含まれるスプライシングアクセプター配列を組み込むと、その活性が顕著に増大する。
【００１６】
本発明のアデノウイルスのゲノムに組み込まれるポリＡ配列としては、ＳＶ４０由来の遺伝子も使用し得るが、ウサギβグロビン構造遺伝子由来の遺伝子が好ましい。
【００１７】
本発明のアデノウイルスのゲノムには、ニワトリβーアクチンプロモーターのプロモーター活性を増強するために、サイトメガロウイルスエンハンサー配列が組み込まれているという特徴がある。
【００１８】
このような本発明の組換えアデノウイルスは、動物細胞に感染させると、アデノウイルスゲノムが細胞内に注入され、非増殖細胞内であっても染色体外で半月から２ヶ月もの長期間安定に存続し、ゲノム中に組み込まれた外来ヌクレオチド配列のコードするポリペプチドを発現し続けることができる。その際、ゲノム自体がコードする蛋白はＥ１遺伝子欠失のため生産されず、アデノウイルスそれ自体による副作用は最低限に抑えられる。したがって、本発明の組換えアデノウイルスは、遺伝子治療に極めて有用性が高いと考えられる。
このような動物細胞の例としては、ヒトまたは哺乳動物の肺上皮細胞、胃腸管上皮細胞、神経系細胞、肝臓、および筋肉（骨格筋、心筋等）等が挙げられる。
【００１９】
次に、本発明の組換えアデノウイルスの製造方法について説明する。
本発明の組換えアデノウイルスの作成は、前述のとおりウイルスゲノムの両端にタンパク質が共有結合しているため、一般に極めて困難である。
【００２０】
そこで本発明においては、以下の方法を用いる。
▲１▼ まず、アデノウイルスゲノム（３６ｋｂ）の全長のうち、複製に不要なＥ３遺伝子領域（１．９ｋｂ）とＥ１Ａ・Ｅ１Ｂ遺伝子領域（２．９ｋｂ）を欠失させた約３１ｋｂのゲノムＤＮＡをもつコスミドを作成し、そのＥ１Ａ・Ｅ１Ｂ欠失部位に外来プロモーター、細胞系内で発現させようとする外来の目的ポリペプチド配列をコードしているヌクレオチド配列及びポリＡ配列を含む目的遺伝子の発現ユニットを組み込む。発現ユニットは好ましくは左向きに組み込まれる。ここで左向きとは、本来のＥ１Ａ、Ｅ１Ｂの転写の向きと逆向きをいう。
なお、コスミドは、ラムダ・インビトロ・パッケージングキットＧｉｇａｐａｃｋＸＬ（Ｓｔｒａｔａｇｅｎｅ社）を用いて作成する。
細胞系内で発現させようとする外来の目的ポリペプチド配列をコードしているヌクレオチド配列としては、例えばインターロイキン−１〜１２、インターフェロン−α、βもしくはγ、腫瘍壊死因子−α、もしくはβ、顆粒球コロニー刺激因子、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子、エリスロポエチン、成長ホルモン、インシュリンおよびインシュリン様成長因子のようなサイトカイン類、遺伝性疾患原因遺伝子であるアデノシンデアミナーゼ、ジストロフィン、脳由来神経栄養因子、チミジンキナーゼ、低密度リポ蛋白レセプター、α−１アンチトリプシン、血液凝固第８因子、血液凝固第９因子、ガラクトシダーゼ等、非自己抗原遺伝子であるアロＨＬＡ（ＨＬＡ−Ｂ７）、ウイルス抗原等をコードするヌクレオチド配列、ガン抑制遺伝子であるｐ５３、ＲＢ、ＷＴ−１、ＮＭ２３、ＮＦ−１等、ガン遺伝子であるＲａｓアンチセンス配列等が挙げられる。
【００２１】
▲２▼ 一方、アデノウイルスゲノムは、その両端にウイルスがコードする末端蛋白がついた形で複製するので、この末端蛋白のついたゲノムＤＮＡ（ＤＮＡ−末端蛋白複合体、ＤＮＡ−ＴＰＣ）を調製し、ゲノムのＥ１遺伝子領域のみを頻回に切断する制限酵素例えばＥｃｏＴ２２Ｉ（宝酒造社製）またはこれと認識配列が同一なＮｓｉＩ、ＡｖａIII で切断しておき、これを親ウイルスゲノムとして用いる。
▲３▼ 次いで、目的の発現ユニットを含んだコスミドと切断した親ウイルスＤＮＡ−ＴＰＣを混合し、２９３細胞（ＡＴＣＣ Ｎｏ．ＣＲＬ−１５７３）へリン酸カルシウム法によりトランスフェクションを行う。
２９３細胞内では、両分子間で２１ｋｂにわたる共通配列の中でまず相同的な組換えが起こり、次に右端（Ｅ１領域の反対側）から複製を開始した分子が右端の配列を用いて左端のプラスミド由来の配列を切り離して修復を行う。これは、前述のように、アデノウイルスゲノムの両端１０２塩基対が完全に同じ配列（末端逆配列）であることによる。この機構により、アデノウイルスは、片側の末端がエクソヌクレアーゼにより攻撃されても、反対側の配列で自らを修復すると考えられる。
【００２２】
▲４▼ 以上の操作により、２９３細胞中で増殖したアデノウイルスの中から、目的の組換えアデノウイルスを得ることができる。本発明の方法では、組換えアデノウイルスの出現頻度が高いため、選択マーカーを使用する必要もなく、以下に述べるような簡易な方法で精製することができる。
上記のようにして、目的の発現ユニットを含んだコスミドと切断した親ウイルスＤＮＡ−ＴＰＣとで同時トランスフェクションさせた２９３細胞を３７℃で約１日間培養し、９６穴ディッシュ３枚を用い、原液、１０倍希釈液、１００倍希釈液にまきなおす。この方法で、単一ウイルスを含むウエルから得た増殖ウイルスの中から、目的の組換えアデノウイルスを選択する。
【００２３】
選択方法は、各ウイルス液を２９３細胞に感染させ、ウイルスの増殖により死滅した細胞を含む培養液からＤＮＡを抽出し、制限酵素ＸｈｏＩによる切断により得られる断片を電気泳動にかけ、パターンを調べる。発現ユニット内の切断点からアデノウイルスゲノムの左端までのバンドが正確に出現しているものを選択する。この溶液は、目的の組換えアデノウイルス溶液として使用することができる。
なお、この溶液中に欠失ウイルスまたは親ウイルスが混在していないことを確認するため、この溶液の一部を２９３細胞に感染させ、増殖したウイルスからＤＮＡを抽出し、制限酵素ＸｈｏＩによる切断パターンを調べる。欠失ウイルスまたは親ウイルスの混在が疑われた場合はこの溶液を廃棄する。
【００２４】
本発明の特徴を明確にするために、従来の方法（Melissa A. Rosenfeld et al., Cell, vol.68,143-155(1992) ）と比較すると以下のようになる。
本発明の方法では、アデノウイルスＤＮＡのほぼ全長を含むコスミドを使用するが、従来の方法ではＥ１Ａ・Ｅ１Ｂ遺伝子領域の近辺の５ｋｂ程度のカセットが使用されていた。従って本発明の方法では相同組換えの効率が著しく向上した。
また、本発明の方法では、親ウイルスＤＮＡとして末端蛋白の結合したゲノムＤＮＡ（ＤＮＡ−ＴＰＣ）を使用するが、従来の方法では末端蛋白を除去したＤＮＡを使用していた。このため、本発明の方法では数十倍の効率化が達成された。
さらに、従来の方法では得られるウイルス株のほとんどが親ウイルスであったが、本発明の方法では、ＤＮＡ−ＴＰＣのＥ１遺伝子領域（左側）を頻回に（３〜１０か所で）切断する制限酵素を使用することにより、得られるウイルス株の約半数が目的の組換えウイルスとなり、選択マーカーを用いる必要もなくなった。このような制限酵素としては、例えばＥｃｏＴ２２Ｉまたはこれと認識配列が同一なＮｓｉＩ、ＡｖａIII が好適に使用できる。
【００２５】
本発明の方法により上記のようにして得られる高力価ウイルス溶液は、適宜希釈して局所注入（中枢神経系・門脈など）、経口（腸溶剤を用いる）投与、経気道投与、経皮投与等の投与方法により、遺伝病を含む各種疾患の治療に用いることができる。
本発明の方法で得られた組換えアデノウイルスは、種々の細胞培養系を用いた外来遺伝子の発現やヒトや動物へのワクチン化の手段としてもまた有効に使用される。
【００２６】
【実施例】
以下、実施例、参考例、実験例、および比較例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例等によりなんら限定されるものではない。
なお、実施例中のファージ、プラスミド、ＤＮＡ、各種酵素、大腸菌、培養細胞などを取り扱う諸操作は、特に断らない限り、「Molecular Cloning, A Laboratory Manual. T. Maniatis ら編、第２版（１９８9 ）、Cold Spring Harbor Laboratory 」に記載の方法に準じて行った。
【００２７】
実施例１
＜組換えアデノウイルスの作製＞
組換えアデノウイルスの作製は、大別して３つのステップに別れる。即ち、コスミドへの発現ユニットの挿入のステップ、親ウイルスＤＮＡ−ＴＰＣの作成のステップ、そしてコスミドとＤＮＡ−ＴＰＣによる２９３細胞への同時トランスフェクション・分離精製のステップである。以下に各ステップについて説明する。
【００２８】
（１）コスミドへの発現ユニットの挿入
(1) まず、両端を平滑化した発現ユニット断片の０．２μｇとＳｗａＩで切断したｐＡｄｅｘ１ｗ ＤＮＡの１μｇを混合した。
この際、発現ユニットとしては、サイトメガロウイルスエンハンサー、ニワトリβ−アクチンプロモーター、及びウサギβグロビンのスプライシングアクセプターからなるハイブリッドプロモーター（ＣＡＧプロモーター）、ポリＡ配列、並びにＬａｃＺ遺伝子のセットを用いた。平滑化にはＫｌｅｎｏｗ酵素を用い、処理後、フェノール抽出１回、クロロホルム抽出２回を行い、その後エタノールで沈澱させ、完全に純化した。発現ユニットをコスミド（４４ｋｂ）の２〜３倍のモル比で加えた。一般に発現ユニット内にＳｗａＩ部位があるとクローン化できないがＳｗａＩは８塩基認識なので発現ユニットに存在することはまれである。この発現ユニットについては、問題はなかった。
アデノウイルスゲノム断片としては、ｐＡｄｅｘ１ｗを用いた。その１０μｇをＳｗａＩで切断し、フェノール抽出１回、後述の遠心ゲル濾過後１μｇずつ用いた。なおコスミドとしてはクローン化部位が、ここに挙げたＳｗａＩのもの（ｐＡｄｅｘ１ｗ）以外に、ＣｌａＩのもの（ｐＡｄｅｘ１ｃ）があり、いずれも対応する制限酵素を用いることにより使用できる。
【００２９】
▲２▼ 次に、混合液にエタノールを加えてコスミドを沈澱させる。沈澱物を遠心分離により取得し、１０ｍＭトリス−塩酸（ｐＨ７．５）に１ｍＭのＥＤＴＡを添加した溶液（ＴＥ）の５倍希釈液に溶解した。
▲３▼ 得られたコスミドをリガーゼ反応ｂｕｆｆｅｒ中でＡＴＰ，Ｔ４ ＤＮＡｌｉｇａｓｅを加え、最終容量７μｌで一晩結合させた。ついで滅菌水、Ｓｗａｌ反応ｂｕｆｆｅｒを加えて４８μｌとしてから７０℃１０分でリガーゼを熱失活させた。
この際、プラズミドと異なり、コスミドでは、環状ではなく直鎖状タンデムに結合した巨大分子が効率よくパッケージされる。
【００３０】
▲４▼ ２μｌのＳｗａＩ（Ｂｏｅｈｒｉｎｇｅｒ社製）を加え、２５℃で１時間切断した。
ＳｗａＩ切断を行う意味は、コスミドが発現ユニットをくわえ込むことなく再結合するとＳｗａＩ認識配列が再生されるため、このステップで発現ユニットの組み込まれていないコスミドを再切断し、コロニーをつくらなくするためである。この方法はインサートをもつコスミドだけを選択する強力な方法である。
▲５▼ 常法（Molecular Cloning vol.3 E.34）に従い、コスミドのフェノール抽出、遠心分離、ついでゲル濾過を行った。
▲６▼ 再度、ＳｗａＩ切断を行った。即ち、ＳｗａＩ反応ｂｕｆｆｅｒ中、５μｌのＳｗａＩを加え、２５℃で２時間切断した。その理由は上記の通りである。
【００３１】
▲７▼ 得られたコスミドの１μｌについてイン・ビトロ・パッケージングを行った。
即ち、ラムダ・イン・ビトロ・パッケージングキットであるギガバックＸＬ（Ｓｔｒａｔａｇｅｎｅ社製）を１／４スケールで用い、残りは−８０℃に凍結した。ギガバックＸＬは４２ｋｂ以下のコスミドのパッケージ効率が低いのでインサートが入って大きくなったコスミドをある程度選択することができる。本実験では、１０個のコロニーを拾えば大半はインサートを含んでおり、目的の向き（左向き）のクローンを容易に得ることができた。
コスミドの扱い方については、常法（斎藤 泉他、実験医学 : 7: 183-187, 1989 ）に従って行った。
【００３２】
▲８▼ パッケージングされたコスミドをＤＨ１（ＡＴＣＣ３３８４９）に感染させた。
即ち、３枚のＡｐ+ （アンピシリン添加）寒天プレートと５ｍｌのＡｐ+ ＬＢ（ｐｏｏｌ）にそれぞれ１／２００量、１／２０量、１／２量、残り全量を接種し、一晩培養した。
ｐｏｏｌのｍｉｎｉｐｒｅｐＤＮＡを抽出・調製し、全酵素切断によりインサートが入ったものの割合を調べた。コロニーを丸ごと取り１．５ｍｌのＡｐ+ ＬＢで、一晩培養し、ｍｉｎｉｐｒｅｐＤＮＡを調製した。
▲９▼ 次に、制限酵素切断により、発現ユニットの向きと構造を確認した。
なお、ＮｒｕＩとリガーゼを用いて、発現単位を含むが大部分のアデノウイルスＤＮＡを欠失したプラスミドを作製し、ＤＮＡを調製して、ｃＤＮＡクローン化の最終確認を行うとともに、ＣＯＳ細胞での一時的発現により、目的遺伝子であるＬａｃＺ遺伝子の発現を確認した。（組換えウイルスの作製にはこのプラスミドではなく、コスミドの方を用いる。）
【００３３】
（２）アデノウイルスＤＮＡ−蛋白複合体（Ａｄ５ ｄｌＸ ＤＮＡ−ＴＰＣ）の調製
▲１▼ アデノウイルスＤＮＡとしては、Ａｄ５ ｄｌＸ（I. Saito et al., J. of Virology, vol.54, 711-719 (1985) ）を用いた。Ａｄ５ ｄｌＸをＨｅＬａ細胞（Ｒｏｕｘ １０本分）に感染させ、培養を行った。
即ち、Ａｄ５−ｄｌＸのウイルス液（〜１０9 ＰＦＵ／ｍｌ）を０．２ｍｌ／Ｒｏｕｘ感染させ、３日後に、はがれた細胞を１５００ｒｐｍ、５分にて遠心分離して集めた。アデノウイルス粒子のほとんどはメディウム中ではなく細胞の核内にいるので感染細胞からウイルスを精製できる利点がある。（以下の操作は非無菌的に行った。）
【００３４】
▲２▼ 得られた細胞を１０ｍＭのＴｒｉｓ−ＨＣｌ（ｐＨ８．０）の２０ｍｌに懸濁し、密封型ソニケーターを用い、２００Ｗ、２分（３０秒×４）で細胞を破砕し、ウイルスを細胞内から放出させた。
ウイルスを細胞内から放出させるには５ｍｌ以下なら凍結融解５回でもよいが、それ以上の容量ではソニケーターが便利である。ただし、必ず密封型（専用カップのあるもの）を用いる。通常の投げ込み型は、たとえ安全キャビネットの中でも危険性がある。
【００３５】
▲３▼ 得られた破砕物を遠心分離（１０ｋｒｐｍ、１０分）により沈澱を除いた後、超遠心機 ＳＷ２８チューブに１５ｍｌの塩化セシウム溶液（比重１．４３）を入れ、その上に上清を重層し、クッション遠心（２５ｋｒｐｍ、１時間、４℃）による濃縮を行った。
▲４▼ 界面直下のウイルス層をＳＷ５０．１チューブに移した。界面直下のウイルス層は通常目視でき、ウイルス層とその下層の塩化セシウムを５ｍｌ採取した。同時にもう一本に塩化セシウム溶液（比重１．３４）を満たした。
これらを、３５ｋｒｐｍ、４℃で一晩超遠心にかけた。次いで、白いウイルスのバンドを分取し、既に勾配ができたチューブに乗せ替えた。さらに、３５ｋｒｐｍ、４℃４時間以上超遠心にかけた。
【００３６】
▲５▼ 白いウイルスのバンドを分取し、等量の８Ｍ塩酸グアニジンと室温で混合し、４Ｍ塩酸グアニジン飽和塩化セシウムを加えてＶＴｉ６５チューブに満たした。４Ｍ塩酸グアニジンにより、粒子蛋白は変性を受けて解離し、ＤＮＡ−ＴＰＣが放出された。エチジウムプロミドは後で除く方法が確立されていないため利用できなかった。
【００３７】
▲６▼ 上記のチューブを、５５ｋｒｐｍ、１５℃で一晩超遠心にかけ、０．２ｍｌずつ分画し、その１μｌずつを１μｇ／ｍｌのエチジウムブロミド水溶液２０μｌと混合し、蛍光染色することによりＤＮＡの有無を確認した。ＤＮＡを含む２〜３フラクションを集めた。
▲７▼ ５００ｍｌのＴＥに一晩透析（２回）し、−８０℃に保存した。こうして得られたＡｄ５ｄｌＸ ＤＮＡ−ＴＰＣの量をＯＤ260 から通常のＤＮＡと同様に算出した。
▲８▼ 得られたＡｄ５ｄｌＸ ＤＮＡ−ＴＰＣを、第３ステップの組換えアデノウイルス作成のため、充分量のＥｃｏＴ２２１で２時間切断した後、−８０℃に保存した。
なお、ＤＮＡ−ＴＰＣは制限酵素による切断、透析、ゲル濾過はできるが電気泳動・フェノール処理・エタノール沈澱はできなかった。濃縮法は塩化セシウム平衡遠心しかないのでなるべく濃厚状態に保った。１０Ｒｏｕｘの感染細胞から約３００μｇ程度のＤＮＡ−ＴＰＣを得ることができた。
▲９▼ 一部を分取し、泳動用ＢＰＢ ｂｕｆｆｅｒを１０μｌ加えた後に、１μｌのプロテイナーゼＫ（１０ｍｇ／ｍｌ）を加えて３７℃で１０分間反応させて末端蛋白を消化した。フェノール抽出し、上清をアガロースゲル電気泳動で分離し、完全切断を確認した。
ＥｃｏＴ２２１切断ＤＮＡ−ＴＰＣ中の制限酵素ｂｕｆｆｅｒを、遠心ゲル濾過によって除いた後、分注し−８０℃に保存した。
【００３８】
（３）組換えウイルスの分離と高力価ウイルス液の作製
▲１▼ １０％ＦＣＳ添加ＤＭＥで培養した２９３細胞の６ｃｍ、１０ｃｍシャーレ各１枚用意した。
▲２▼ 発現ユニットを組み込んだｐＡｄｅｘ１ｗ ＤＮＡの８μｇ（３〜９μｇが適当である）とＥｃｏＴ２２Ｉで切断したＡｄ５ｄｌＸ ＤＮＡ−ＴＰＣの１μｇを混合し、セルフェクト（ファルマシア社製）キットを用いて、６ｃｍシャーレ１枚にリン酸カルシウム法でトランスフェクションを行った。６ｃｍシャーレのメディウムの上から混合液を滴下し、培養を続けた。
一晩培養（約１６時間）し、午前中に培養液を交換し、夕方、コラーゲンコート９６穴３枚（原液・１０倍希釈・１００倍希釈）に、５％ＦＣＳ添加ＤＭＥを用い、各ウエル当たり０．１ｍｌでまき直した。細胞数が各プレートで大きく違わないように、希釈２枚分には１０ｃｍシャーレの２９３細胞を１／３ずつ混ぜて播いた。
【００３９】
▲３▼ ３〜４日後と８〜１０日後に、各ウエルに５０μｌの１０％ＦＣＳ添加ＤＭＥを加えた。２９３細胞がやせてきたら早めに加えた。
ウイルスが増殖し細胞が死滅したウエルが７〜１５日の間に現れた。ウエルの細胞が完全に死滅するごとに滅菌パスツールピペットで培養液（死細胞ごと）を滅菌した１．５ｍｌチューブに無菌的に移して、ドライアイスで急凍して−８０℃に保存した。
▲４▼ １５〜１８日で判定は終了した。比較的遅く細胞が死んだウエルから回収した培養液チューブを約１０個選び、凍結融解６回後、５ｋｒｐｍ１０分遠心して得られた上清を１次ウイルス液（first seed）として−８０℃に保存した。
早めにウイルス増殖が起こったウエルは複数のウイルス株の混合感染の可能性が高いからである。
【００４０】
▲５▼ ２４穴プレートに２９３細胞を用意し、５％ＦＣＳ−ＤＭＥ（０．４ｍｌ／ウエル）と１次ウイルス液１０μｌをそれぞれ２ウエルずつ添加した。
▲６▼ 約３日で細胞が完全に死滅したら、１ウエルは１次ウイルス液作製と同様に６回の凍結融解と遠心で上清を得、これを２次ウイルス液(second seed) として−８０℃に保存した。２次ウイルス液の力価は１０7 〜１０8 ＰＦＵ／ｍｌ程度であった。他の１ウエルの死滅した細胞を５ｋｒｐｍで５分間遠心し、上清を捨てて細胞塊だけを−８０℃に保存した。１０種類のウイルス株の細胞塊が集まったら以下の方法で感染細胞の全ＤＮＡを抽出した。細胞塊には、４００μｌのcell DNA用TNE (50mM Tris-HCl pH7.5, 100mM NaCl, 10mM EDTA)、４μｌのproteinaseK (10mg/ml) および４μｌの10%SDSを加えた。
【００４１】
▲７▼ ５０℃で１時間処理した後、フェノール・クロロホルム抽出２回、クロロホルム抽出２回、ついでエタノール沈澱により得られた核酸を５０μｌのＴＥ（２０μｇＲＮａｓｅ／ｍｌを含む）に溶かした。
その１５μｌを発現ユニットを切断する酵素の中で認識配列にＣＧを含む酵素であるＸｈｏＩで切断し、発現コスミドのＸｈｏＩ切断と共に、１５ｃｍ位の長さのアガロースゲルで一晩電気泳動を行い、パターンを比較した。発現ユニット内の切断点からアデノウイルスゲノムの左端までのバンドが正確に出現しているものを選択した。また、説明できないバンドが薄く見えるクローンは、欠失のあるウイルスとの混合の可能性があるので廃棄した。
アデノウイルスＤＮＡは細胞あたり１０，０００コピーに増殖するので、細胞ＤＮＡと一緒に全ＤＮＡを抽出し制限酵素切断によりウイルスＤＮＡのバンドをみることができる。Ｘｈｏｌなどのように認識配列にＣＧを含む酵素は、細胞ＤＮＡを切断しないので、パターンが見やすい。これ以外の酵素を用いるときは、非感染２９３細胞ＤＮＡをコントロールにおくことが必要であった。（ヒト細胞の反復配列由来のバンドが出現した）。
【００４２】
▲８▼ Ｘｈｏｌ切断で同定された目的のウイルス株の２次ウイルス液の０．１ｍｌを、コラーゲンコートした１５０ｃｍ2 ボトル（培地は２５ｍｌ）の２９３細胞へ感染させた。
３日後に細胞が死滅したら、死細胞ごと２５ｍｌの培地を無菌的に密閉型ソニケーター２００ｗ最高出力２分（３０秒×４回）で破砕してウイルスを遊離させた。
３ｋｒｐｍ、４℃で１０分間遠心して沈澱を除去し、５ｍｌ凍結用チューブに２ｍｌずつ１３本に分注し、ドライアイスで急凍して−８０℃に保存し、３次ウイルス液を調製した。３次ウイルス液は本発明の組換えアデノウイルスを含む液であり、１０9 ＰＦＵ／ｍｌ程度の高力価のものであった。
なお、３次ウイルス液５μｌを２４穴プレートの２９３細胞１ウエルに感染し、増殖したウイルスＤＮＡの酵素切断パターンを上記の方法で確認した。もし、欠失ウイルスあるいは親ウイルスとの混合物であることが疑われたら、２次ウイルス液の段階で既にわずかに混在していた欠失ウイルスが増殖が早いため見えてきた可能性があるので、全ての３次シードを廃棄して、別の２次ウイルス液から改めてやり直すか、その１次ウイルス液から限界希釈法により、目的のウイルスを純化した。
【００４３】
参考例１
＜本発明の組換えアデノウイルスの簡便力価測定法＞
本発明の組換えアデノウイルスは、以下の方法により、簡便に測定することができる。
▲１▼ ２９３細胞を１０ｃｍシャーレ各１枚用意する。
組換えアデノウイルス液（３次ウイルス液）を５％ＦＣＳ添加ＤＭＥを用いて１０-1〜１０-4まで段階希釈する。例えば０．９ｍｌＤＭＥ＋０．１ｍｌウイルス液。チップをすべて替える。
▲２▼ コラーゲンコート９６穴各１枚のすべてのウエルに５０μｌずつ５％ＦＣＳ添加ＤＭＥを入れる。
第１列目に、１０-4に希釈した組換えウイルスを２５μｌずつ加える。
８ウエル用マルチチャンネルピペットを用いて２５μｌを２列目のウエルに移す。以下同じ操作を１１列目まで繰り返し最後の２５μｌを捨てる。結果として３n の段階希釈列を３11×１０-4まで作製することができる。１２列目は非感染細胞のコントロールとする。
この時用いるチップはその度に替える。
【００４４】
▲３▼ １０ｃｍシャーレの２９３細胞をＰＢＳ−ＥＤＴＡではがし、５％ＦＣＳ添加ＤＭＥ溶液６ｍｌに再懸濁する。この細胞溶液を５０μｌずつ９６ウエルに加える。
３〜４日後と６〜７日後に各ウエルに５０μｌの（１０％ＦＣＳ添加ＤＭＥ）をセルセイバー用滅菌チップを用いてそっと加える。
１２日後に細胞変性の終末点を顕微鏡で判定する。１４日まで細胞が維持できれば判定は誰の目にも明らかであるが、細胞が痛むと判定が難しくなる。
下記ケルバーの式（１）を用いて統計学的に５０％細胞変性終末点（ＴＣＩＤ50）を計算する。
ケルバーの式：求めるＴＣＩＤ50を１０X とすると、
Ｘ＝ｌｏｇ ａ−（各希釈段階における変性ウエル数／各希釈段階における検体数の総和−０．５）×ｌｏｇ（希釈率）
但しａ：１列目の希釈度（このプロトコールでは１０-4×３-1）
【００４５】
実験例
１２日後に細胞変性の終末点を顕微鏡で判定して表１の結果が得られた。この場合の力価は次のようになる。
希釈ウイルス液量は５０μｌであるから、この濃度５０μｌで１ＰＦＵと考えるとウイルス原液の力価は、１ｍｌ÷５０μｌ÷１０-7.817＝２０×１０7.817 ＝１０9.118 ＝１．３×１０ 9（ＰＦＵ／ｍｌ）となる。つまり８列目が半分変性したら１．３×１０ 9ＰＦＵ／ｍｌであり、７列目の半分までならその１／３の４．４×１０8 ＰＦＵ／ｍｌとなる。
【００４６】
【表１】
【００４７】
参考例２
＜ｐＡｄｅｘ１ｃとｐＡｄｅｘ１ｗの構築＞
（１）Ｅ１遺伝子領域を欠失したアデノウイルスゲノム左側末端の１７％を含むプラスミド（ｐＵＡＦ０−１７Ｄ）の調製
５型アデノウイルスＤＮＡをＳ１処理して平滑末端とし、フェノール抽出、エタノール沈殿で回収した。平滑末端にＢａｍＨリンカーを結合させ、その後ＨｉｎｄIII 消化し、アガロースゲル電気泳動で分離した。目的のフラグメント（２．８ｋｂ、アデノウイルスゲノムの左側末端の８％に当たる）はゲルから電気的に抽出、回収し、ＢａｍＨＩ／ＨｉｎｄIII 消化したｐＵＣ１９のＢａｍＨＩ／ＨｉｎｄIII 部位へ挿入した。得られた目的のプラスミドをｐＵＡＦ０−８と名づけた。
【００４８】
アデノウイルスＤＮＡをＨｉｎｄIII 消化し、アガロースゲル電気泳動で分離した。目的の３．４ｋｂのフラグメント（アデノウイルスゲノムの左側末端の８−１７％に当たる）はゲルから回収し、ｐＵＣ１９のＨｉｎｄIII 部位へ挿入した（ｐＵＡＦ８−１７と命名）。
ｐＵＡＦ０−８の塩基番号（ここでいう塩基番号はアデノウイルスＤＮＡ由来）４５４番目のＰｖｕII部位をＣｌａＩリンカーを用いてＣｌａＩ部位に変換した。そして、このプラスミドをＢａｍＨＩ／ＣｌａＩ消化し、４５４ｂｐのＢａｍＨＩ−ＣｌａＩフラグメントをアガロースゲル電気泳動で回収した。
ｐＵＡＦ８−１７の塩基番号３３２８番目のＢｇｌII部位をＣｌａＩリンカーを用いてＣｌａＩ部位に変換した。そしてこのプラスミドをＨｉｎｄIII ／ＣｌａＩ消化し、２．９ｋｂのＨｉｎｄIII −ＣｌａＩフラグメントをアガロースゲル電気泳動で回収した。
ｐＵＡＦ０−８由来の４５４ｂｐのＢａｍＨＩ−ＣｌａＩフラグメントと、ｐＵＡＦ８−１７由来の２．９ｋｂのＨｉｎｄIII −ＣｌａＩフラグメントをつなぎ、ｐＵＣ１９のＢａｍＨＩ／ＨｉｎｄIII 部位へ挿入した。得られたプラスミドはｐＵＡＦ０−１７Ｄと命名した。このプラスミドはＥ１遺伝子領域を欠失したアデノウイルスゲノム左側末端の１７％を含む。
【００４９】
（２）アデノウイルスゲノムのＢｓｔ１１０７−ＥｃｏＲＩフラグメント（２１．６ｋｂ）の調製
５型アデノウイルスＤＮＡをＢｓｔ１１０７とＥｃｏＲＩで消化し、アガロースゲル電気泳動で分離した後、目的の２１．６ｋｂのフラグメントを回収した。
【００５０】
（３）アデノウイルスゲノムのＥｃｏＲＩ−ＳａｌＩフラグメント（６．５ｋｂ）の調製
ｐＸ２Ｓ（I. Saito et. al., J. of Virology, vol. 54, p711-719, 1985)のＳａｌＩ部位をＳｗａＩリンカーを用いてＳｗａＩ部位へ変換しｐＸ２Ｗを得た。ｐＸ２ＷをＥｃｏＲＩとＳｗａＩで消化し、アガロースゲル電気泳動で分離した後、目的の６．５ｋｂのフラグメントを回収した。
【００５１】
（４）シャロミド（ｃｈｄＲＢＲ７−１１）の調製
charomid９−１１(I. Saito & G. Stark, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., vol. 83, p8664-8668, 1986) のＫｐｎＩ、ＳｍａＩ、ＢａｍＨＩを除くため、charomid９−１１をＡｓｐ７１８とＢａｍＨＩで消化し、Klenowフラグメントで平滑化後、セルフライゲーションした。これを用いて形質転換し、目的のシャロミドを単離し、charomid６−１１と名づけた。charomid６−１１のＥｃｏＲＩ部位へＢａｍＨＩリンカーを挿入し、得られたシャロミドをｃｈｄＲＢＲ７−１１と名づけた。
【００５２】
（５）ｐＡｄｅｘ１ｃの調製
ｐＵＡＦ０−１７ＤのＢａｍＨＩ−Ｂｓｔ１１０７フラグメント（２．９ｋｂ）とアデノウイルスゲノムのＢｓｔ１１０７−ＥｃｏＲＩフラグメント（２１．６ｋｂ）とｐＸ２ＷのＥｃｏＲＩ−ＳｗａＩフラグメント（６．５ｋｂ）をＥｃｏＲＩとＥｃｌ３６Ｉで消化したｃｈｄＲＢＲ７−１１とライゲーションした。その後、in vitroパッケージングし、ＤＨ５αへ感染させた。形質転換株から目的のフラグメントをもつものを単離し、ｐＡｄｅｘ１ｃと名づけた。
【００５３】
（６）ｐＡｄｅｘ１ｗの調製
ｐＡｄｅｘ１ｃのＣｌａＩ部位をＳｗａＩリンカーを用いてＳｗａＩ部位へ変換し、ｐＡｄｅｘ１ｗを得た。
【００５４】
比較例１
＜組換えアデノウイルスによる各種株化細胞に対するＬａｃＺ遺伝子の発現に及ぼす各種プロモーターの影響＞
本発明の組換えアデノウイルスのプロモーター（ＣＡＧプロモーター）をＳＲαプロモーター（ＳＶ４０初期プロモーター＋ＨＴＬＶ−Ｉ ＬＴＲ）、ＥＦ−１αプロモーター（ヒト・ポリペプチド伸長因子遺伝子由来）に代えた組換えアデノウイルスを調製し、本発明の組換えアデノウイルスとＬａｃＺ遺伝子の発現に対する活性を調べた。
【００５５】
ＳＲαプロモーターは、Ｔａｋｅｂｅらにより開示されている（Molecular and Cellular Biology, vol.8,466-472,1991）。また、ＥＦ−１αプロモーターはＫｉｍらにより開示されている（Gene, vol.91, 217-223, 1990)。
組換えアデノウイルスゲノムへの発現ユニットの導入は、以下のようにして行った。
【００５６】
▲１▼ アデノウイルスゲノムへのＣＡＧプロモーターおよびＬａｃＺ遺伝子の組み込みのために、まず、ｐＣＡＧＧＳにＬａｃＺ遺伝子を導入した。即ち、ｐＣＡＧＧＳをＥｃｏＲＩで消化し、クレノウ断片で平滑化し、この部分にＳｗａＩリンカーを挿入した。一方、ＬａｃＺ遺伝子の材料としてｐＭＣ１８７１（Shapiro et al., Gene, vol.25, 71-82,1983) を用いた。ｐＭＣ１８７１のＬａｃＺは、酵素活性に不要なＮ末７アミノ酸の塩基配列がポリリンカー配列となっている。このＮ末部でＳｍａＩで切断し、ＮｏｔＩリンカーを結合した後、開始コドンを含む合成ＤＮＡ、すなわち（ＰｓｔＩ端）−ＣＡＧＡＣＣＧＴＧＣＡＴＣＡＴＧＡ−（ＮｏｔＩ端）と結合した。終始コドン後のＰｓｔＩで切断し、平滑化して上記のＳｗａＩ部位へ導入した。これでＣＡＧプロモーターの下流にＬａｃＺ遺伝子の導入されたプラスミドが得られた。ついで、このプラスミドをＳａｌＩとＨｉｎｄIII で切り出し、両端を平滑化した。
これを、ＳｗａＩで切断したｐＡｄｅｘ１ｗと結合させて発現コスミドを作成した。
【００５７】
▲２▼ アデノウイルスゲノムへのＳＲαプロモーターおよびＬａｃＺ遺伝子の組み込みには、ＣＡＧプロモーターの場合と同様に、まずＬａｃＺ遺伝子の材料としてｐＭＣ１８７１を用いた。このＮ末部でＳｍａＩで切断し、ＮｏｔＩリンカーを結合した後、終始コドン後のＰｓｔＩで切断し、平滑化してＫｐｎＩリンカーを結合した。このＬａｃＺ断片を、開始コドンを含む上記の合成ＤＮＡと結合し、ＳＲαプロモーターをもつ発現ベクターｐＣＤ−ＳＲα−２９６のＰｓｔＩ部位とＫｐｎＩ部位の間にクローン化した（ｐＳＲＬａｃＺ）。
ＳＲαプロモーターからＬａｃＺを発現する組換えアデノウイルス（Ａｄｅｘ１ＳＲＬａｃＺ）を作成するには、ｐＳＲＬａｃＺからＨｉｎｄIII とＴｔｈ１１１Ｉを用いてＳＲα−ＬａｃＺ−ｐｏｌｙＡの発現ユニットを切り出して平滑端とし、Ａｄｅｘ作成カセットｐＡｄｅｘ１ｗのＳｗａＩ部位に挿入し、組換えウイルスの作成に用いた。
【００５８】
▲３▼ ＥＦ１αプロモーターからＬａｃＺを発現する組換えウイルスは、発現ベクターｐＥＦ３２１−Ｔ（kim et al., Gene, vol.91, 217-223, 1990 ）のＳＶ４０Ｔ抗原部分をＨｉｎｄIII とＨｐａＩによって抜き出し、ＳｗａＩ合成リンカーにて結合したｐＥＦ３２１ｗを先ず作成し、そのＳｗａＩ部位にｐＳＲＬａｃＺの開始コドンを含むコード領域をＰｓｔＩとＫｐｎＩで切り出し、平滑端にした後、ｐＥＦ３２１ｗのＳｗａＩ部位に挿入し、ｐＥＦＬａｃＺを作成した。ここからＥＦ１α−ＬａｃＺ−ｐｏｌｙＡの発現ユニットを、ＮｈｅＩとＫｐｎＩにより切り出し、ｐＡｄｅｘ１ｗのＳｗａＩ部位に挿入し、組換えウイルス作成に用いた。
【００５９】
組換えアデノウイルスを感染させた株化細胞は、ＨｅＬａ細胞、ＨｅｐＧ２細胞、ＩＭＲ−３２細胞、ＥＢ形質転換Ｂｃｅｌｌ−クローン１、ＥＢ形質転換Ｂｃｅｌｌ−クローン２、Ｊｕｒｋａｔ細胞、ＣＶ−１細胞、ＣＲＦＫ細胞、ＭＹＡ−１細胞、ＳＨＯＫ細胞、ＮＩＨ３Ｔ３細胞、ＬＴＫ- 細胞、Ｂａ／Ｆ３細胞である。
発現したβガラクトシダーゼの活性は、次のようにして測定した。
３×１０5 細胞を２４穴プレートの各ウエルに培養し、これに、作成した組換えアデノウイルスをｍ．ｏ. ｉ. （感染多重度）１０で感染させ、２日間インキュベートした。その後、細胞をエッペンチューブに集め、ＰＢＳで２回洗浄した。これに、抽出緩衝液０．５ｍｌを加え、３０秒間隔で計９０秒超音波破砕した後、８０％グリセロールを０．５ｍｌ加え、１５０００ｒｐｍで１０分間遠心分離し、得られた上清を細胞抽出液とした。
０．５Ｍリン酸ナトリウム緩衝液（ｐＨ７．８）１．０ｍｌ、０．５Ｍβ−メルカプタノール１．０ｍｌ、１０ｍＭのＭｇＣｌ2 １．０ｍｌおよび蒸留水５．５ｍｌからなる反応混合液の８５０μｌに、細胞抽出液、抽出緩衝液（ブランク測定用）またはβガラクトシダーゼ溶液（コントロール用）５０μｌを加え、５分間プリインキュベーションし、その後に基質溶液を加えた。基質としては、ｏ−ニトロフェニールβガラクトシドを用いた。
３０分間インキュベートした後反応停止液４００μｌを加え、４２０ｎｍにおける吸光度を測定し、下記の計算式より活性を算出した。その結果を図１に示す。この結果から、本発明のＣＡＧプロモーターがＳＲαプロモーターおよびＥＦ−１αプロモーターに比べて、試験された全ての細胞において、はるかに強い発現活性を示すことが分かる。
【００６０】
１ユニットは、上記の条件下で１分間に１μｍｏｌのο−ニトロフェニールβガラクトシドをο−ニトロフェノールとＤ−ガラクトースに加水分解する触媒量と定義する。
吸光度が１を越える時はｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｂｕｆｆｅｒを用いて細胞抽出液を希釈し再度測定することが望ましい。
Units/ml=(sampleの吸光度-blankの吸光度)/4.51a)x1.4mlb)x1/30minc)x1.0ml/0.05ml d)
ここで、ａ）、ｂ）、ｃ）、ｄ）はそれぞれ次の意味を表わす。
ａ）ｏ−Nitrophenol の吸光係数、すなわち１ｍＭ水溶液の吸光度で割ることで酵素反応生成物の濃度μｍｏｌ／ｍｌを求める。
ｂ）反応停止後のｖｏｌ．をかけることで反応生成物の量μｍｏｌを求める。
ｃ）反応時間で割ることにより１分間当たりの反応量を求める。
ｄ）反応に供した酵素液のｖｏｌ．は０．０５ｍｌ、１ｍｌ当たりの反応量に換算するため。
【００６１】
比較例２
＜ＬａｃＺ遺伝子又はＣ型肝炎ウイルス（ＨＣＶ）遺伝子発現ユニットの挿入方向とウイルス産生量の比較＞
異なるプロモーターと遺伝子を用いて、その挿入方向が逆になる組換えアデノウイルスを調製し、そのウイルス産生量を比較検討した。
【００６２】
（１）ＨＣＶ発現組換えアデノウイルスの構築
ＨＣＶの３０７〜２５５４塩基番号にあたる２．２ｋｂのフラグメントをＰＣＲ法で調製し、ＬａｃＺの場合と同様にｐｃＤＬ−ＳＲαのＰｓｔＩ−ＫｐｎＩ部位へ挿入した。組換えアデノウイルスは比較例１と同様に調製した。
【００６３】
（２）ＬａｃＺ発現組換えアデノウイルスの構築
比較例１と同様に調製した。
２９３細胞での組換えウイルスの産生量を表２に示した。
表２より、４例中３例では左向きの方が右向きに比べ、約１０倍前後高いウイルス産生量を示し、１例では同程度であった。この傾向はプロモーター、遺伝子によらないことも判った。この結果より本組換えアデノウイルスでは、その挿入方向が左向きの方がはるかに高いウイルス産生を示すことが分かった。
【００６４】
【表２】
【００６５】
【発明の効果】
本発明により、広範な動物細胞において遺伝子発現の可能な組換えアデノウイルスを提供することができる。また、本発明はこの組換えアデノウイルスの簡易な製造方法を提供する。さらに本発明の組換えアデノウイルスは遺伝子病の治療に有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、各種のプロモーターを組み込んだ組換えアデノウイルスによる各種株化細胞におけるＬａｃＺ遺伝子の発現に対し、これらプロモーターが及ぼす効果を示す図である。
【図２】図２は、ｐＡｄｅｘ１ｗの構造を示す図である。
【産業上の利用分野】
本発明は、サイトメガロウイルスエンハンサー、ニワトリβ−アクチンプロモーター、及びウサギβグロビンのスプライシングアクセプターからなるハイブリッドプロモーター（ＣＡＧプロモーター）、ポリＡ配列、並びに所定のポリペプチドをコードするＤＮＡ配列を含む組換えアデノウイルス、その製造方法並びにこれらの使用、特に遺伝子治療への使用に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アデノウイルスベクターは、種々の動物培養細胞で１００％近い導入効率を示すことから、外来遺伝子導入実験のベクターとして研究されてきた。また導入細胞を死滅させずに外来遺伝子の機能を調べることができることや、利用できる動物種がマウス・ラットを含む広い範囲にわたっていることからもその有用性が認められていた。
しかし、真にアデノウイルスベクターの価値が認められるようになったのは、１９９２年に嚢胞性繊維症の遺伝子治療の方法として米国で患者への治療が始められたことや（Nature Genetics,VOL.3.1-2, 1993)、１９９３年に、神経系への発現法として有用であることが示されるなどの報告が相次ぎ（Science,VOL.259, 988-990, 1993, Nature Genet.VOL.3, 219-223, 1993, ibid,VOL.3, 224-228, 1993, ibid,VOL.3, 229-234, 1993,) 、遺伝子治療への応用の可能性が示されてからである。こうして今日では、アデノウイルス発現ベクターは、神経系を含む多くの分化、未分化細胞に１００％近い導入効率を示すだけでなく、動物個体への直接注入・投与による遺伝子発現が可能であることが示され、遺伝子治療への応用が期待されるに至っている。
【０００３】
これまで、遺伝子導入のためのウイルスベクターとしては、レトロウイルスがよく用いられてきたが、このウイルスは分裂している細胞にしか導入できないことや宿主細胞の染色体に組み込まれてしまうことから、特に遺伝子治療においてはその安全性の観点で問題があると考えられ、その応用範囲は狭いと考えられている。
アデノウイルスはレトロウイルスと異なって、積極的な染色体組み込みの機構を持たず、休止期の細胞でも遺伝子導入できるという利点もあり、応用範囲は極めて広く、近い将来は遺伝子治療の主要技術として確立するであろうと思われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
アデノウイルスはもともとヒトでカゼ症状を引き起こすことが知られている。そのため大量の投与はそれに起因する炎症等を引き起こすことが懸念される。実際、Ｃｒｙｓｔａｌらのグループは、患者への治療の最初の段階で、高濃度で肺へ投与した患者で肺の炎症が起こり、計画が一時中断したと伝えられている。培養細胞を用いた実験でも高濃度のウイルスを感染させると、細胞が丸くなり浮き出すなどの、ウイルス粒子による直接の副反応が観察される。従って実際の遺伝子治療では高濃度ウイルス液の投与による副作用が懸念されるので、低濃度のウイルス液で十分な発現量を確保できるような高発現プロモーターとの組み合わせが是非とも必要であり、これが遺伝子治療にアデノウイルスを適用する際の問題解決につながると考えられる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
遺伝子組換え技術の進歩に伴って、遺伝子組換えを利用した有用物質の生産は近年急速に進歩してきている。遺伝子組換え技術を利用して外来遺伝子を発現させる場合には、適当な宿主細胞と、これに応じた外来遺伝子発現用プロモーターを有する発現ベクターが用いられる。これまで知られている動物細胞を宿主とした発現系としては、多くの動物ウイルス遺伝子プロモーターおよび動物細胞遺伝子プロモーターを用いた系が報告されている。前者として、ＳＶ４０初期遺伝子プロモーター、アデノウイルス主要後期遺伝子プロモーター等があり、また、後者の例としては、チミジンキナーゼ遺伝子プロモーター、メタロチオネイン遺伝子プロモーター、免疫グロブリン遺伝子プロモーター等がある。しかしこれらのプロモーター活性の測定は、分裂の盛んな株化細胞であって、かつリン酸カルシウム法、DEAE-dextran法、electroporation 法等による遺伝子導入率の高い細胞、例えばマウス由来Ｌ細胞、ハムスター由来ＣＨＯ細胞やアフリカミドリザル由来ＣＯＳ細胞に限って行われてきた。そのため分化した細胞ではこのような検討はされていない。遺伝子治療への応用を考えるとき、分化した細胞、例えば神経細胞や筋肉細胞、肝臓細胞、血液細胞での発現が重要である。
【０００６】
本発明者等は、従来、遺伝子導入にほとんど利用されてこなかったアデノウイルスが広く休止期の細胞に感染しうることに着目し、アデノウイルスゲノムに強力なプロモーターを組み込むことにより広範な動物細胞において遺伝子発現をさせることが可能となるのではないかと考え、各種の強力なプロモーターを組み込んだ組み換えアデノウイルスを調製し、幅広い宿主細胞を用いて検討したところ、ほとんど全ての細胞において強力なプロモーター活性を示すアデノウイルスを取得することに成功した。本発明は、かかる事実に基づき更に研究を進めて完成するに至ったものである。
本発明の目的は、広範な動物細胞において強力な活性を示すプロモーターを組み込んだ組換えアデノウイルス、特にかかる組換えアデノウイルスに外来の目的ポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を組み込んだ組換えアデノウイルス、中でもヒト欠損遺伝子を組み込んだ遺伝子治療用の組換えアデノウイルスを提供することにある。本発明の他の目的は、かかる組換えアデノウイルスの簡易な製造方法を提供することにある。
【０００７】
即ち、本発明の要旨は、
（１）以下の（ａ）〜（ｃ）の工程：
（ａ） アデノウイルスゲノムの１．３％〜９．３％である、Ｅ１Ａ遺伝子領域を含む断片をＥ１遺伝子領域から少なくとも欠失させ、欠失部にＳｗａＩ部位を組み込んだ発現コスミドをＳｗａＩで消化した後に、当該ＳｗａＩ部位に発現ユニットを組み込んだ発現コスミドを製造する工程、
（ｂ） アデノウイルス粒子を塩酸グアニジン処理後、塩化セシウム平衡遠心で濃縮、精製して得られたアデノウイルスＤＮＡ−末端蛋白複合体を透析により塩酸グアニジンを除いた後、アデノウイルスゲノムのＥ１遺伝子領域側をＥｃｏＴ２２１で切断し、ゲル濾過により制限酵素バッファーを除去してアデノウイルスＤＮＡ−末端蛋白複合体を製造する工程、並びに
（ｃ） 前記（ａ）で製造された発現コスミド、および前記（ｂ）で製造されたアデノウイルスＤＮＡ−末端蛋白複合体を混合して、Ｅ１Ａ遺伝子を発現している細胞株へリン酸カルシウム法によりトランスフェクションを行う工程、
を行うことを特徴とする、発現ユニットをゲノム中に組み込んだ組換えアデノウイルスの製造方法、
（２）Ｅ１Ａ遺伝子を発現している細胞株がヒト胎児腎由来細胞株である（１）記載の方法、
（３）発現ユニットが、サイトメガロウイルスエンハンサー、ニワトリβ−アクチンプロモーター、及びウサギβグロビンのスプライシングアクセプターからなるハイブリッドプロモーター（ＣＡＧプロモーター）、ポリＡ配列、並びに細胞系内で発現させようとする外来の目的ポリペプチド配列をコードしているヌクレオチド配列からなり、該ヌクレオチド配列を該プロモーターの制御下に発現できる状態で含有しているものである（１）記載の方法、
（４）発現ユニットがゲノム中に左向きに組み込まれた（１）記載の方法、
（５）発現コスミド中のアデノウイルスゲノムおよびアデノウイルスＤＮＡ−末端蛋白複合体中のアデノウイルスゲノムが、アデノウイルスゲノムの７９．６％〜８４．８％断片をＥ３遺伝子領域から少なくとも欠失している（１）記載の方法、に関する。
【０００８】
以下に本発明について詳細に説明する。
本発明に使用されるヒトアデノウイルスは、ヒトを自然宿主とするウイルスである。アデノウイルスゲノムは、約３６ｋｂｐの２本鎖線状ＤＮＡであって、ＤＮＡ鎖両端にはおよそ１００ｂｐからなる逆方向反復塩基配列があり、そのＤＮＡ鎖両端の５’末端にはＥ２Ｂ遺伝子産物が切断加工された５５ｋのタンパク質が共有結合しているという特異な構造をしている。この特異なゲノム構造がアデノウイルスをベクターとして使用する場合に大きな障害となってきたことについては以下に述べるとおりであり、本発明の核心は、かかる障害を克服して完成された新規かつ有用な組換えアデノウイルス並びにその製造方法を提供する点にある。
【０００９】
本発明の組換えアデノウイルスは、アデノウイルスに感染し得る真核生物細胞系、特にヒトまたは動物の細胞系の形質転換用に好適な一種の組換えベクターであって、Ｅ１遺伝子領域、特に細胞ガン化に関与するＥ１Ａ遺伝子領域を欠失しており、したがってＥ１Ａ、さらにはＥ１Ｂ遺伝子を持続的に発現している細胞、たとえばヒト胎児腎由来細胞株（２９３細胞）を除き、宿主細胞内で増殖することができないという特徴を有する。
【００１０】
本発明の組換えアデノウイルス粒子は、上記の２９３細胞に接種すると野性株同様に１０8 〜１０9 ｐｆｕ（プラーク形成単位）／ｍｌの高力価になるまで増殖する。しかし、他の細胞や動物組織に接種すると、このウイルス粒子は細胞内へ高率に侵入し、ウイルスゲノムが核内へ注入されるものの、Ｅ１Ａ遺伝子領域が欠失しているため、この遺伝子産物により転写活性化される他のすべてのアデノウイルスプロモーターは働くことができない。一方、このアデノウイルスゲノム中の目的遺伝子は、ゲノムに組み込まれた外来のプロモーターから転写され発現することができる。従って、本発明の組換えアデノウイルス粒子を使用すれば、ベクターとしてのアデノウイルスゲノムの影響を最小限に抑えて、広範な動物細胞中で目的遺伝子を発現させることができる。
【００１１】
野性株のヒトアデノウイルスが感染後増殖できる細胞はほとんどヒト細胞に限られているにもかかわらず、本発明の組換えアデノウイルスで発現可能な細胞種・組織は、はるかに広い範囲にわたる。これは、本来のアデノウイルスが増殖できない細胞でも、本発明の組換えアデノウイルスの場合はウイルス粒子が感染・侵入さえできれば発現ベクターとして充分に機能し得るからである。
なお、本発明の組換えアデノウイルスのゲノムは、染色体外の状態では複製しないにもかかわらず、２週間〜２ヶ月にもわたって核内に存在し、目的遺伝子の発現がかなり持続する点もベクターとして有利である。
【００１２】
本発明の組換えアデノウイルスのゲノムは、その中にサイトメガロウイルスエンハンサー、ニワトリβ−アクチンプロモーター、及びウサギβグロビンのスプライシングアクセプターからなるハイブリッドプロモーター（ＣＡＧプロモーター）、並びにウサギβグロビン由来のポリＡ配列が組み込まれているという特徴を有する。
このハイブリッドプロモーター（ＣＡＧプロモーター）は、高発現ベクターとして特開平３−１６８０８７号公報に開示されており、その調製は同公報に記載されているｐＣＡＧＧＳ（特開平３−１６８０８７、１３頁２０行〜２０頁１４行および２２頁１行〜２５頁６行）から制限酵素ＳａｌＩ，ＨｉｎｄIII で切り出すことにより行うことができ、本発明に利用することができる。本発明者等は、高発現プロモーターといわれている幾つかのプロモーターを組換えアデノウイルス上で用い、ｌａｃＺ遺伝子の発現量を比較したところ上記のハイブリッドプロモーターが優れていることを認め（比較例）、これを本発明のアデノウイルスに組み込むことにしたものである。
このハイブリッドプロモーターの組み込みにより、組換えアデノウイルスを用いる治療において高濃度ウイルス液を使用した際にみられる感染ヒト細胞に対する副作用を軽減することが可能となる。発現量が大きいため、低濃度のウイルス液の使用で充分だからである。
【００１３】
本発明のアデノウイルスのゲノムに組み込まれる外来の目的ポリペプチド配列をコードしているヌクレオチド配列としては、上記のハイブリッドプロモーター（ＣＡＧプロモーター）により発現することができるヌクレオチド配列であれば、特に限定されるものではないが、有用性の観点から、ヒトの欠損遺伝子に対応する正常遺伝子の配列、インターロイキン類やインターフェロン類等のサイトカイン類をコードするＤＮＡ配列、ガン抑制遺伝子の配列、ガン遺伝子のアンチセンス配列等が特に好ましい。
またＬａｃＺ遺伝子もβーガラクトシダーゼを発現するので、ラクトース非消化性疾患に有用である。このように、本発明の組換えアデノウイルスに組み込まれた、外来の目的ポリペプチド配列をコードしているヌクレオチド配列は、天然の宿主細胞内でのＣＡＧプロモーターの制御下に発現され、該宿主細胞の培地中にそれがコードしているポリペプチドを分泌することを特徴とする。
【００１４】
本発明のアデノウイルスのゲノムは、Ｅ１遺伝子領域特にＥ１Ａ遺伝子領域を欠失している。これは、アデノウイルスの細胞ガン化活性に関与するＥ１Ａ遺伝子領域を欠失させることにより、アデノウイルスを無毒化し、ゲノム中に組み込んだ外来のヌクレオチド配列のみを発現させるためである。必ずしもＥ１遺伝子領域の全てを欠失させる必要はなく、Ｅ１Ａ遺伝子領域を含む１．３〜９．３％の断片を除去すれば、目的は達成される。
また、本発明のアデノウイルスのゲノムは、Ｅ３遺伝子領域も欠失されていてもよい。特に、アデノウイルスゲノムから７９．６〜８４．８％断片を欠失させたものが好ましい。外来ヌクレオチド配列の複製には不要であるからである。
【００１５】
本発明のアデノウイルスのゲノムに組み込まれるニワトリβーアクチンプロモーターは、それ自体強力なプロモーター活性を発揮するが、そのイントロン領域の途中から下流のスプライシングアクセプター配列を除去し、その代わりにウサギβグロビン構造遺伝子に含まれるスプライシングアクセプター配列を組み込むと、その活性が顕著に増大する。
【００１６】
本発明のアデノウイルスのゲノムに組み込まれるポリＡ配列としては、ＳＶ４０由来の遺伝子も使用し得るが、ウサギβグロビン構造遺伝子由来の遺伝子が好ましい。
【００１７】
本発明のアデノウイルスのゲノムには、ニワトリβーアクチンプロモーターのプロモーター活性を増強するために、サイトメガロウイルスエンハンサー配列が組み込まれているという特徴がある。
【００１８】
このような本発明の組換えアデノウイルスは、動物細胞に感染させると、アデノウイルスゲノムが細胞内に注入され、非増殖細胞内であっても染色体外で半月から２ヶ月もの長期間安定に存続し、ゲノム中に組み込まれた外来ヌクレオチド配列のコードするポリペプチドを発現し続けることができる。その際、ゲノム自体がコードする蛋白はＥ１遺伝子欠失のため生産されず、アデノウイルスそれ自体による副作用は最低限に抑えられる。したがって、本発明の組換えアデノウイルスは、遺伝子治療に極めて有用性が高いと考えられる。
このような動物細胞の例としては、ヒトまたは哺乳動物の肺上皮細胞、胃腸管上皮細胞、神経系細胞、肝臓、および筋肉（骨格筋、心筋等）等が挙げられる。
【００１９】
次に、本発明の組換えアデノウイルスの製造方法について説明する。
本発明の組換えアデノウイルスの作成は、前述のとおりウイルスゲノムの両端にタンパク質が共有結合しているため、一般に極めて困難である。
【００２０】
そこで本発明においては、以下の方法を用いる。
▲１▼ まず、アデノウイルスゲノム（３６ｋｂ）の全長のうち、複製に不要なＥ３遺伝子領域（１．９ｋｂ）とＥ１Ａ・Ｅ１Ｂ遺伝子領域（２．９ｋｂ）を欠失させた約３１ｋｂのゲノムＤＮＡをもつコスミドを作成し、そのＥ１Ａ・Ｅ１Ｂ欠失部位に外来プロモーター、細胞系内で発現させようとする外来の目的ポリペプチド配列をコードしているヌクレオチド配列及びポリＡ配列を含む目的遺伝子の発現ユニットを組み込む。発現ユニットは好ましくは左向きに組み込まれる。ここで左向きとは、本来のＥ１Ａ、Ｅ１Ｂの転写の向きと逆向きをいう。
なお、コスミドは、ラムダ・インビトロ・パッケージングキットＧｉｇａｐａｃｋＸＬ（Ｓｔｒａｔａｇｅｎｅ社）を用いて作成する。
細胞系内で発現させようとする外来の目的ポリペプチド配列をコードしているヌクレオチド配列としては、例えばインターロイキン−１〜１２、インターフェロン−α、βもしくはγ、腫瘍壊死因子−α、もしくはβ、顆粒球コロニー刺激因子、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子、エリスロポエチン、成長ホルモン、インシュリンおよびインシュリン様成長因子のようなサイトカイン類、遺伝性疾患原因遺伝子であるアデノシンデアミナーゼ、ジストロフィン、脳由来神経栄養因子、チミジンキナーゼ、低密度リポ蛋白レセプター、α−１アンチトリプシン、血液凝固第８因子、血液凝固第９因子、ガラクトシダーゼ等、非自己抗原遺伝子であるアロＨＬＡ（ＨＬＡ−Ｂ７）、ウイルス抗原等をコードするヌクレオチド配列、ガン抑制遺伝子であるｐ５３、ＲＢ、ＷＴ−１、ＮＭ２３、ＮＦ−１等、ガン遺伝子であるＲａｓアンチセンス配列等が挙げられる。
【００２１】
▲２▼ 一方、アデノウイルスゲノムは、その両端にウイルスがコードする末端蛋白がついた形で複製するので、この末端蛋白のついたゲノムＤＮＡ（ＤＮＡ−末端蛋白複合体、ＤＮＡ−ＴＰＣ）を調製し、ゲノムのＥ１遺伝子領域のみを頻回に切断する制限酵素例えばＥｃｏＴ２２Ｉ（宝酒造社製）またはこれと認識配列が同一なＮｓｉＩ、ＡｖａIII で切断しておき、これを親ウイルスゲノムとして用いる。
▲３▼ 次いで、目的の発現ユニットを含んだコスミドと切断した親ウイルスＤＮＡ−ＴＰＣを混合し、２９３細胞（ＡＴＣＣ Ｎｏ．ＣＲＬ−１５７３）へリン酸カルシウム法によりトランスフェクションを行う。
２９３細胞内では、両分子間で２１ｋｂにわたる共通配列の中でまず相同的な組換えが起こり、次に右端（Ｅ１領域の反対側）から複製を開始した分子が右端の配列を用いて左端のプラスミド由来の配列を切り離して修復を行う。これは、前述のように、アデノウイルスゲノムの両端１０２塩基対が完全に同じ配列（末端逆配列）であることによる。この機構により、アデノウイルスは、片側の末端がエクソヌクレアーゼにより攻撃されても、反対側の配列で自らを修復すると考えられる。
【００２２】
▲４▼ 以上の操作により、２９３細胞中で増殖したアデノウイルスの中から、目的の組換えアデノウイルスを得ることができる。本発明の方法では、組換えアデノウイルスの出現頻度が高いため、選択マーカーを使用する必要もなく、以下に述べるような簡易な方法で精製することができる。
上記のようにして、目的の発現ユニットを含んだコスミドと切断した親ウイルスＤＮＡ−ＴＰＣとで同時トランスフェクションさせた２９３細胞を３７℃で約１日間培養し、９６穴ディッシュ３枚を用い、原液、１０倍希釈液、１００倍希釈液にまきなおす。この方法で、単一ウイルスを含むウエルから得た増殖ウイルスの中から、目的の組換えアデノウイルスを選択する。
【００２３】
選択方法は、各ウイルス液を２９３細胞に感染させ、ウイルスの増殖により死滅した細胞を含む培養液からＤＮＡを抽出し、制限酵素ＸｈｏＩによる切断により得られる断片を電気泳動にかけ、パターンを調べる。発現ユニット内の切断点からアデノウイルスゲノムの左端までのバンドが正確に出現しているものを選択する。この溶液は、目的の組換えアデノウイルス溶液として使用することができる。
なお、この溶液中に欠失ウイルスまたは親ウイルスが混在していないことを確認するため、この溶液の一部を２９３細胞に感染させ、増殖したウイルスからＤＮＡを抽出し、制限酵素ＸｈｏＩによる切断パターンを調べる。欠失ウイルスまたは親ウイルスの混在が疑われた場合はこの溶液を廃棄する。
【００２４】
本発明の特徴を明確にするために、従来の方法（Melissa A. Rosenfeld et al., Cell, vol.68,143-155(1992) ）と比較すると以下のようになる。
本発明の方法では、アデノウイルスＤＮＡのほぼ全長を含むコスミドを使用するが、従来の方法ではＥ１Ａ・Ｅ１Ｂ遺伝子領域の近辺の５ｋｂ程度のカセットが使用されていた。従って本発明の方法では相同組換えの効率が著しく向上した。
また、本発明の方法では、親ウイルスＤＮＡとして末端蛋白の結合したゲノムＤＮＡ（ＤＮＡ−ＴＰＣ）を使用するが、従来の方法では末端蛋白を除去したＤＮＡを使用していた。このため、本発明の方法では数十倍の効率化が達成された。
さらに、従来の方法では得られるウイルス株のほとんどが親ウイルスであったが、本発明の方法では、ＤＮＡ−ＴＰＣのＥ１遺伝子領域（左側）を頻回に（３〜１０か所で）切断する制限酵素を使用することにより、得られるウイルス株の約半数が目的の組換えウイルスとなり、選択マーカーを用いる必要もなくなった。このような制限酵素としては、例えばＥｃｏＴ２２Ｉまたはこれと認識配列が同一なＮｓｉＩ、ＡｖａIII が好適に使用できる。
【００２５】
本発明の方法により上記のようにして得られる高力価ウイルス溶液は、適宜希釈して局所注入（中枢神経系・門脈など）、経口（腸溶剤を用いる）投与、経気道投与、経皮投与等の投与方法により、遺伝病を含む各種疾患の治療に用いることができる。
本発明の方法で得られた組換えアデノウイルスは、種々の細胞培養系を用いた外来遺伝子の発現やヒトや動物へのワクチン化の手段としてもまた有効に使用される。
【００２６】
【実施例】
以下、実施例、参考例、実験例、および比較例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例等によりなんら限定されるものではない。
なお、実施例中のファージ、プラスミド、ＤＮＡ、各種酵素、大腸菌、培養細胞などを取り扱う諸操作は、特に断らない限り、「Molecular Cloning, A Laboratory Manual. T. Maniatis ら編、第２版（１９８9 ）、Cold Spring Harbor Laboratory 」に記載の方法に準じて行った。
【００２７】
実施例１
＜組換えアデノウイルスの作製＞
組換えアデノウイルスの作製は、大別して３つのステップに別れる。即ち、コスミドへの発現ユニットの挿入のステップ、親ウイルスＤＮＡ−ＴＰＣの作成のステップ、そしてコスミドとＤＮＡ−ＴＰＣによる２９３細胞への同時トランスフェクション・分離精製のステップである。以下に各ステップについて説明する。
【００２８】
（１）コスミドへの発現ユニットの挿入
(1) まず、両端を平滑化した発現ユニット断片の０．２μｇとＳｗａＩで切断したｐＡｄｅｘ１ｗ ＤＮＡの１μｇを混合した。
この際、発現ユニットとしては、サイトメガロウイルスエンハンサー、ニワトリβ−アクチンプロモーター、及びウサギβグロビンのスプライシングアクセプターからなるハイブリッドプロモーター（ＣＡＧプロモーター）、ポリＡ配列、並びにＬａｃＺ遺伝子のセットを用いた。平滑化にはＫｌｅｎｏｗ酵素を用い、処理後、フェノール抽出１回、クロロホルム抽出２回を行い、その後エタノールで沈澱させ、完全に純化した。発現ユニットをコスミド（４４ｋｂ）の２〜３倍のモル比で加えた。一般に発現ユニット内にＳｗａＩ部位があるとクローン化できないがＳｗａＩは８塩基認識なので発現ユニットに存在することはまれである。この発現ユニットについては、問題はなかった。
アデノウイルスゲノム断片としては、ｐＡｄｅｘ１ｗを用いた。その１０μｇをＳｗａＩで切断し、フェノール抽出１回、後述の遠心ゲル濾過後１μｇずつ用いた。なおコスミドとしてはクローン化部位が、ここに挙げたＳｗａＩのもの（ｐＡｄｅｘ１ｗ）以外に、ＣｌａＩのもの（ｐＡｄｅｘ１ｃ）があり、いずれも対応する制限酵素を用いることにより使用できる。
【００２９】
▲２▼ 次に、混合液にエタノールを加えてコスミドを沈澱させる。沈澱物を遠心分離により取得し、１０ｍＭトリス−塩酸（ｐＨ７．５）に１ｍＭのＥＤＴＡを添加した溶液（ＴＥ）の５倍希釈液に溶解した。
▲３▼ 得られたコスミドをリガーゼ反応ｂｕｆｆｅｒ中でＡＴＰ，Ｔ４ ＤＮＡｌｉｇａｓｅを加え、最終容量７μｌで一晩結合させた。ついで滅菌水、Ｓｗａｌ反応ｂｕｆｆｅｒを加えて４８μｌとしてから７０℃１０分でリガーゼを熱失活させた。
この際、プラズミドと異なり、コスミドでは、環状ではなく直鎖状タンデムに結合した巨大分子が効率よくパッケージされる。
【００３０】
▲４▼ ２μｌのＳｗａＩ（Ｂｏｅｈｒｉｎｇｅｒ社製）を加え、２５℃で１時間切断した。
ＳｗａＩ切断を行う意味は、コスミドが発現ユニットをくわえ込むことなく再結合するとＳｗａＩ認識配列が再生されるため、このステップで発現ユニットの組み込まれていないコスミドを再切断し、コロニーをつくらなくするためである。この方法はインサートをもつコスミドだけを選択する強力な方法である。
▲５▼ 常法（Molecular Cloning vol.3 E.34）に従い、コスミドのフェノール抽出、遠心分離、ついでゲル濾過を行った。
▲６▼ 再度、ＳｗａＩ切断を行った。即ち、ＳｗａＩ反応ｂｕｆｆｅｒ中、５μｌのＳｗａＩを加え、２５℃で２時間切断した。その理由は上記の通りである。
【００３１】
▲７▼ 得られたコスミドの１μｌについてイン・ビトロ・パッケージングを行った。
即ち、ラムダ・イン・ビトロ・パッケージングキットであるギガバックＸＬ（Ｓｔｒａｔａｇｅｎｅ社製）を１／４スケールで用い、残りは−８０℃に凍結した。ギガバックＸＬは４２ｋｂ以下のコスミドのパッケージ効率が低いのでインサートが入って大きくなったコスミドをある程度選択することができる。本実験では、１０個のコロニーを拾えば大半はインサートを含んでおり、目的の向き（左向き）のクローンを容易に得ることができた。
コスミドの扱い方については、常法（斎藤 泉他、実験医学 : 7: 183-187, 1989 ）に従って行った。
【００３２】
▲８▼ パッケージングされたコスミドをＤＨ１（ＡＴＣＣ３３８４９）に感染させた。
即ち、３枚のＡｐ+ （アンピシリン添加）寒天プレートと５ｍｌのＡｐ+ ＬＢ（ｐｏｏｌ）にそれぞれ１／２００量、１／２０量、１／２量、残り全量を接種し、一晩培養した。
ｐｏｏｌのｍｉｎｉｐｒｅｐＤＮＡを抽出・調製し、全酵素切断によりインサートが入ったものの割合を調べた。コロニーを丸ごと取り１．５ｍｌのＡｐ+ ＬＢで、一晩培養し、ｍｉｎｉｐｒｅｐＤＮＡを調製した。
▲９▼ 次に、制限酵素切断により、発現ユニットの向きと構造を確認した。
なお、ＮｒｕＩとリガーゼを用いて、発現単位を含むが大部分のアデノウイルスＤＮＡを欠失したプラスミドを作製し、ＤＮＡを調製して、ｃＤＮＡクローン化の最終確認を行うとともに、ＣＯＳ細胞での一時的発現により、目的遺伝子であるＬａｃＺ遺伝子の発現を確認した。（組換えウイルスの作製にはこのプラスミドではなく、コスミドの方を用いる。）
【００３３】
（２）アデノウイルスＤＮＡ−蛋白複合体（Ａｄ５ ｄｌＸ ＤＮＡ−ＴＰＣ）の調製
▲１▼ アデノウイルスＤＮＡとしては、Ａｄ５ ｄｌＸ（I. Saito et al., J. of Virology, vol.54, 711-719 (1985) ）を用いた。Ａｄ５ ｄｌＸをＨｅＬａ細胞（Ｒｏｕｘ １０本分）に感染させ、培養を行った。
即ち、Ａｄ５−ｄｌＸのウイルス液（〜１０9 ＰＦＵ／ｍｌ）を０．２ｍｌ／Ｒｏｕｘ感染させ、３日後に、はがれた細胞を１５００ｒｐｍ、５分にて遠心分離して集めた。アデノウイルス粒子のほとんどはメディウム中ではなく細胞の核内にいるので感染細胞からウイルスを精製できる利点がある。（以下の操作は非無菌的に行った。）
【００３４】
▲２▼ 得られた細胞を１０ｍＭのＴｒｉｓ−ＨＣｌ（ｐＨ８．０）の２０ｍｌに懸濁し、密封型ソニケーターを用い、２００Ｗ、２分（３０秒×４）で細胞を破砕し、ウイルスを細胞内から放出させた。
ウイルスを細胞内から放出させるには５ｍｌ以下なら凍結融解５回でもよいが、それ以上の容量ではソニケーターが便利である。ただし、必ず密封型（専用カップのあるもの）を用いる。通常の投げ込み型は、たとえ安全キャビネットの中でも危険性がある。
【００３５】
▲３▼ 得られた破砕物を遠心分離（１０ｋｒｐｍ、１０分）により沈澱を除いた後、超遠心機 ＳＷ２８チューブに１５ｍｌの塩化セシウム溶液（比重１．４３）を入れ、その上に上清を重層し、クッション遠心（２５ｋｒｐｍ、１時間、４℃）による濃縮を行った。
▲４▼ 界面直下のウイルス層をＳＷ５０．１チューブに移した。界面直下のウイルス層は通常目視でき、ウイルス層とその下層の塩化セシウムを５ｍｌ採取した。同時にもう一本に塩化セシウム溶液（比重１．３４）を満たした。
これらを、３５ｋｒｐｍ、４℃で一晩超遠心にかけた。次いで、白いウイルスのバンドを分取し、既に勾配ができたチューブに乗せ替えた。さらに、３５ｋｒｐｍ、４℃４時間以上超遠心にかけた。
【００３６】
▲５▼ 白いウイルスのバンドを分取し、等量の８Ｍ塩酸グアニジンと室温で混合し、４Ｍ塩酸グアニジン飽和塩化セシウムを加えてＶＴｉ６５チューブに満たした。４Ｍ塩酸グアニジンにより、粒子蛋白は変性を受けて解離し、ＤＮＡ−ＴＰＣが放出された。エチジウムプロミドは後で除く方法が確立されていないため利用できなかった。
【００３７】
▲６▼ 上記のチューブを、５５ｋｒｐｍ、１５℃で一晩超遠心にかけ、０．２ｍｌずつ分画し、その１μｌずつを１μｇ／ｍｌのエチジウムブロミド水溶液２０μｌと混合し、蛍光染色することによりＤＮＡの有無を確認した。ＤＮＡを含む２〜３フラクションを集めた。
▲７▼ ５００ｍｌのＴＥに一晩透析（２回）し、−８０℃に保存した。こうして得られたＡｄ５ｄｌＸ ＤＮＡ−ＴＰＣの量をＯＤ260 から通常のＤＮＡと同様に算出した。
▲８▼ 得られたＡｄ５ｄｌＸ ＤＮＡ−ＴＰＣを、第３ステップの組換えアデノウイルス作成のため、充分量のＥｃｏＴ２２１で２時間切断した後、−８０℃に保存した。
なお、ＤＮＡ−ＴＰＣは制限酵素による切断、透析、ゲル濾過はできるが電気泳動・フェノール処理・エタノール沈澱はできなかった。濃縮法は塩化セシウム平衡遠心しかないのでなるべく濃厚状態に保った。１０Ｒｏｕｘの感染細胞から約３００μｇ程度のＤＮＡ−ＴＰＣを得ることができた。
▲９▼ 一部を分取し、泳動用ＢＰＢ ｂｕｆｆｅｒを１０μｌ加えた後に、１μｌのプロテイナーゼＫ（１０ｍｇ／ｍｌ）を加えて３７℃で１０分間反応させて末端蛋白を消化した。フェノール抽出し、上清をアガロースゲル電気泳動で分離し、完全切断を確認した。
ＥｃｏＴ２２１切断ＤＮＡ−ＴＰＣ中の制限酵素ｂｕｆｆｅｒを、遠心ゲル濾過によって除いた後、分注し−８０℃に保存した。
【００３８】
（３）組換えウイルスの分離と高力価ウイルス液の作製
▲１▼ １０％ＦＣＳ添加ＤＭＥで培養した２９３細胞の６ｃｍ、１０ｃｍシャーレ各１枚用意した。
▲２▼ 発現ユニットを組み込んだｐＡｄｅｘ１ｗ ＤＮＡの８μｇ（３〜９μｇが適当である）とＥｃｏＴ２２Ｉで切断したＡｄ５ｄｌＸ ＤＮＡ−ＴＰＣの１μｇを混合し、セルフェクト（ファルマシア社製）キットを用いて、６ｃｍシャーレ１枚にリン酸カルシウム法でトランスフェクションを行った。６ｃｍシャーレのメディウムの上から混合液を滴下し、培養を続けた。
一晩培養（約１６時間）し、午前中に培養液を交換し、夕方、コラーゲンコート９６穴３枚（原液・１０倍希釈・１００倍希釈）に、５％ＦＣＳ添加ＤＭＥを用い、各ウエル当たり０．１ｍｌでまき直した。細胞数が各プレートで大きく違わないように、希釈２枚分には１０ｃｍシャーレの２９３細胞を１／３ずつ混ぜて播いた。
【００３９】
▲３▼ ３〜４日後と８〜１０日後に、各ウエルに５０μｌの１０％ＦＣＳ添加ＤＭＥを加えた。２９３細胞がやせてきたら早めに加えた。
ウイルスが増殖し細胞が死滅したウエルが７〜１５日の間に現れた。ウエルの細胞が完全に死滅するごとに滅菌パスツールピペットで培養液（死細胞ごと）を滅菌した１．５ｍｌチューブに無菌的に移して、ドライアイスで急凍して−８０℃に保存した。
▲４▼ １５〜１８日で判定は終了した。比較的遅く細胞が死んだウエルから回収した培養液チューブを約１０個選び、凍結融解６回後、５ｋｒｐｍ１０分遠心して得られた上清を１次ウイルス液（first seed）として−８０℃に保存した。
早めにウイルス増殖が起こったウエルは複数のウイルス株の混合感染の可能性が高いからである。
【００４０】
▲５▼ ２４穴プレートに２９３細胞を用意し、５％ＦＣＳ−ＤＭＥ（０．４ｍｌ／ウエル）と１次ウイルス液１０μｌをそれぞれ２ウエルずつ添加した。
▲６▼ 約３日で細胞が完全に死滅したら、１ウエルは１次ウイルス液作製と同様に６回の凍結融解と遠心で上清を得、これを２次ウイルス液(second seed) として−８０℃に保存した。２次ウイルス液の力価は１０7 〜１０8 ＰＦＵ／ｍｌ程度であった。他の１ウエルの死滅した細胞を５ｋｒｐｍで５分間遠心し、上清を捨てて細胞塊だけを−８０℃に保存した。１０種類のウイルス株の細胞塊が集まったら以下の方法で感染細胞の全ＤＮＡを抽出した。細胞塊には、４００μｌのcell DNA用TNE (50mM Tris-HCl pH7.5, 100mM NaCl, 10mM EDTA)、４μｌのproteinaseK (10mg/ml) および４μｌの10%SDSを加えた。
【００４１】
▲７▼ ５０℃で１時間処理した後、フェノール・クロロホルム抽出２回、クロロホルム抽出２回、ついでエタノール沈澱により得られた核酸を５０μｌのＴＥ（２０μｇＲＮａｓｅ／ｍｌを含む）に溶かした。
その１５μｌを発現ユニットを切断する酵素の中で認識配列にＣＧを含む酵素であるＸｈｏＩで切断し、発現コスミドのＸｈｏＩ切断と共に、１５ｃｍ位の長さのアガロースゲルで一晩電気泳動を行い、パターンを比較した。発現ユニット内の切断点からアデノウイルスゲノムの左端までのバンドが正確に出現しているものを選択した。また、説明できないバンドが薄く見えるクローンは、欠失のあるウイルスとの混合の可能性があるので廃棄した。
アデノウイルスＤＮＡは細胞あたり１０，０００コピーに増殖するので、細胞ＤＮＡと一緒に全ＤＮＡを抽出し制限酵素切断によりウイルスＤＮＡのバンドをみることができる。Ｘｈｏｌなどのように認識配列にＣＧを含む酵素は、細胞ＤＮＡを切断しないので、パターンが見やすい。これ以外の酵素を用いるときは、非感染２９３細胞ＤＮＡをコントロールにおくことが必要であった。（ヒト細胞の反復配列由来のバンドが出現した）。
【００４２】
▲８▼ Ｘｈｏｌ切断で同定された目的のウイルス株の２次ウイルス液の０．１ｍｌを、コラーゲンコートした１５０ｃｍ2 ボトル（培地は２５ｍｌ）の２９３細胞へ感染させた。
３日後に細胞が死滅したら、死細胞ごと２５ｍｌの培地を無菌的に密閉型ソニケーター２００ｗ最高出力２分（３０秒×４回）で破砕してウイルスを遊離させた。
３ｋｒｐｍ、４℃で１０分間遠心して沈澱を除去し、５ｍｌ凍結用チューブに２ｍｌずつ１３本に分注し、ドライアイスで急凍して−８０℃に保存し、３次ウイルス液を調製した。３次ウイルス液は本発明の組換えアデノウイルスを含む液であり、１０9 ＰＦＵ／ｍｌ程度の高力価のものであった。
なお、３次ウイルス液５μｌを２４穴プレートの２９３細胞１ウエルに感染し、増殖したウイルスＤＮＡの酵素切断パターンを上記の方法で確認した。もし、欠失ウイルスあるいは親ウイルスとの混合物であることが疑われたら、２次ウイルス液の段階で既にわずかに混在していた欠失ウイルスが増殖が早いため見えてきた可能性があるので、全ての３次シードを廃棄して、別の２次ウイルス液から改めてやり直すか、その１次ウイルス液から限界希釈法により、目的のウイルスを純化した。
【００４３】
参考例１
＜本発明の組換えアデノウイルスの簡便力価測定法＞
本発明の組換えアデノウイルスは、以下の方法により、簡便に測定することができる。
▲１▼ ２９３細胞を１０ｃｍシャーレ各１枚用意する。
組換えアデノウイルス液（３次ウイルス液）を５％ＦＣＳ添加ＤＭＥを用いて１０-1〜１０-4まで段階希釈する。例えば０．９ｍｌＤＭＥ＋０．１ｍｌウイルス液。チップをすべて替える。
▲２▼ コラーゲンコート９６穴各１枚のすべてのウエルに５０μｌずつ５％ＦＣＳ添加ＤＭＥを入れる。
第１列目に、１０-4に希釈した組換えウイルスを２５μｌずつ加える。
８ウエル用マルチチャンネルピペットを用いて２５μｌを２列目のウエルに移す。以下同じ操作を１１列目まで繰り返し最後の２５μｌを捨てる。結果として３n の段階希釈列を３11×１０-4まで作製することができる。１２列目は非感染細胞のコントロールとする。
この時用いるチップはその度に替える。
【００４４】
▲３▼ １０ｃｍシャーレの２９３細胞をＰＢＳ−ＥＤＴＡではがし、５％ＦＣＳ添加ＤＭＥ溶液６ｍｌに再懸濁する。この細胞溶液を５０μｌずつ９６ウエルに加える。
３〜４日後と６〜７日後に各ウエルに５０μｌの（１０％ＦＣＳ添加ＤＭＥ）をセルセイバー用滅菌チップを用いてそっと加える。
１２日後に細胞変性の終末点を顕微鏡で判定する。１４日まで細胞が維持できれば判定は誰の目にも明らかであるが、細胞が痛むと判定が難しくなる。
下記ケルバーの式（１）を用いて統計学的に５０％細胞変性終末点（ＴＣＩＤ50）を計算する。
ケルバーの式：求めるＴＣＩＤ50を１０X とすると、
Ｘ＝ｌｏｇ ａ−（各希釈段階における変性ウエル数／各希釈段階における検体数の総和−０．５）×ｌｏｇ（希釈率）
但しａ：１列目の希釈度（このプロトコールでは１０-4×３-1）
【００４５】
実験例
１２日後に細胞変性の終末点を顕微鏡で判定して表１の結果が得られた。この場合の力価は次のようになる。
希釈ウイルス液量は５０μｌであるから、この濃度５０μｌで１ＰＦＵと考えるとウイルス原液の力価は、１ｍｌ÷５０μｌ÷１０-7.817＝２０×１０7.817 ＝１０9.118 ＝１．３×１０ 9（ＰＦＵ／ｍｌ）となる。つまり８列目が半分変性したら１．３×１０ 9ＰＦＵ／ｍｌであり、７列目の半分までならその１／３の４．４×１０8 ＰＦＵ／ｍｌとなる。
【００４６】
【表１】
参考例２
＜ｐＡｄｅｘ１ｃとｐＡｄｅｘ１ｗの構築＞
（１）Ｅ１遺伝子領域を欠失したアデノウイルスゲノム左側末端の１７％を含むプラスミド（ｐＵＡＦ０−１７Ｄ）の調製
５型アデノウイルスＤＮＡをＳ１処理して平滑末端とし、フェノール抽出、エタノール沈殿で回収した。平滑末端にＢａｍＨリンカーを結合させ、その後ＨｉｎｄIII 消化し、アガロースゲル電気泳動で分離した。目的のフラグメント（２．８ｋｂ、アデノウイルスゲノムの左側末端の８％に当たる）はゲルから電気的に抽出、回収し、ＢａｍＨＩ／ＨｉｎｄIII 消化したｐＵＣ１９のＢａｍＨＩ／ＨｉｎｄIII 部位へ挿入した。得られた目的のプラスミドをｐＵＡＦ０−８と名づけた。
【００４８】
アデノウイルスＤＮＡをＨｉｎｄIII 消化し、アガロースゲル電気泳動で分離した。目的の３．４ｋｂのフラグメント（アデノウイルスゲノムの左側末端の８−１７％に当たる）はゲルから回収し、ｐＵＣ１９のＨｉｎｄIII 部位へ挿入した（ｐＵＡＦ８−１７と命名）。
ｐＵＡＦ０−８の塩基番号（ここでいう塩基番号はアデノウイルスＤＮＡ由来）４５４番目のＰｖｕII部位をＣｌａＩリンカーを用いてＣｌａＩ部位に変換した。そして、このプラスミドをＢａｍＨＩ／ＣｌａＩ消化し、４５４ｂｐのＢａｍＨＩ−ＣｌａＩフラグメントをアガロースゲル電気泳動で回収した。
ｐＵＡＦ８−１７の塩基番号３３２８番目のＢｇｌII部位をＣｌａＩリンカーを用いてＣｌａＩ部位に変換した。そしてこのプラスミドをＨｉｎｄIII ／ＣｌａＩ消化し、２．９ｋｂのＨｉｎｄIII −ＣｌａＩフラグメントをアガロースゲル電気泳動で回収した。
ｐＵＡＦ０−８由来の４５４ｂｐのＢａｍＨＩ−ＣｌａＩフラグメントと、ｐＵＡＦ８−１７由来の２．９ｋｂのＨｉｎｄIII −ＣｌａＩフラグメントをつなぎ、ｐＵＣ１９のＢａｍＨＩ／ＨｉｎｄIII 部位へ挿入した。得られたプラスミドはｐＵＡＦ０−１７Ｄと命名した。このプラスミドはＥ１遺伝子領域を欠失したアデノウイルスゲノム左側末端の１７％を含む。
【００４９】
（２）アデノウイルスゲノムのＢｓｔ１１０７−ＥｃｏＲＩフラグメント（２１．６ｋｂ）の調製
５型アデノウイルスＤＮＡをＢｓｔ１１０７とＥｃｏＲＩで消化し、アガロースゲル電気泳動で分離した後、目的の２１．６ｋｂのフラグメントを回収した。
【００５０】
（３）アデノウイルスゲノムのＥｃｏＲＩ−ＳａｌＩフラグメント（６．５ｋｂ）の調製
ｐＸ２Ｓ（I. Saito et. al., J. of Virology, vol. 54, p711-719, 1985)のＳａｌＩ部位をＳｗａＩリンカーを用いてＳｗａＩ部位へ変換しｐＸ２Ｗを得た。ｐＸ２ＷをＥｃｏＲＩとＳｗａＩで消化し、アガロースゲル電気泳動で分離した後、目的の６．５ｋｂのフラグメントを回収した。
【００５１】
（４）シャロミド（ｃｈｄＲＢＲ７−１１）の調製
charomid９−１１(I. Saito & G. Stark, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., vol. 83, p8664-8668, 1986) のＫｐｎＩ、ＳｍａＩ、ＢａｍＨＩを除くため、charomid９−１１をＡｓｐ７１８とＢａｍＨＩで消化し、Klenowフラグメントで平滑化後、セルフライゲーションした。これを用いて形質転換し、目的のシャロミドを単離し、charomid６−１１と名づけた。charomid６−１１のＥｃｏＲＩ部位へＢａｍＨＩリンカーを挿入し、得られたシャロミドをｃｈｄＲＢＲ７−１１と名づけた。
【００５２】
（５）ｐＡｄｅｘ１ｃの調製
ｐＵＡＦ０−１７ＤのＢａｍＨＩ−Ｂｓｔ１１０７フラグメント（２．９ｋｂ）とアデノウイルスゲノムのＢｓｔ１１０７−ＥｃｏＲＩフラグメント（２１．６ｋｂ）とｐＸ２ＷのＥｃｏＲＩ−ＳｗａＩフラグメント（６．５ｋｂ）をＥｃｏＲＩとＥｃｌ３６Ｉで消化したｃｈｄＲＢＲ７−１１とライゲーションした。その後、in vitroパッケージングし、ＤＨ５αへ感染させた。形質転換株から目的のフラグメントをもつものを単離し、ｐＡｄｅｘ１ｃと名づけた。
【００５３】
（６）ｐＡｄｅｘ１ｗの調製
ｐＡｄｅｘ１ｃのＣｌａＩ部位をＳｗａＩリンカーを用いてＳｗａＩ部位へ変換し、ｐＡｄｅｘ１ｗを得た。
【００５４】
比較例１
＜組換えアデノウイルスによる各種株化細胞に対するＬａｃＺ遺伝子の発現に及ぼす各種プロモーターの影響＞
本発明の組換えアデノウイルスのプロモーター（ＣＡＧプロモーター）をＳＲαプロモーター（ＳＶ４０初期プロモーター＋ＨＴＬＶ−Ｉ ＬＴＲ）、ＥＦ−１αプロモーター（ヒト・ポリペプチド伸長因子遺伝子由来）に代えた組換えアデノウイルスを調製し、本発明の組換えアデノウイルスとＬａｃＺ遺伝子の発現に対する活性を調べた。
【００５５】
ＳＲαプロモーターは、Ｔａｋｅｂｅらにより開示されている（Molecular and Cellular Biology, vol.8,466-472,1991）。また、ＥＦ−１αプロモーターはＫｉｍらにより開示されている（Gene, vol.91, 217-223, 1990)。
組換えアデノウイルスゲノムへの発現ユニットの導入は、以下のようにして行った。
【００５６】
▲１▼ アデノウイルスゲノムへのＣＡＧプロモーターおよびＬａｃＺ遺伝子の組み込みのために、まず、ｐＣＡＧＧＳにＬａｃＺ遺伝子を導入した。即ち、ｐＣＡＧＧＳをＥｃｏＲＩで消化し、クレノウ断片で平滑化し、この部分にＳｗａＩリンカーを挿入した。一方、ＬａｃＺ遺伝子の材料としてｐＭＣ１８７１（Shapiro et al., Gene, vol.25, 71-82,1983) を用いた。ｐＭＣ１８７１のＬａｃＺは、酵素活性に不要なＮ末７アミノ酸の塩基配列がポリリンカー配列となっている。このＮ末部でＳｍａＩで切断し、ＮｏｔＩリンカーを結合した後、開始コドンを含む合成ＤＮＡ、すなわち（ＰｓｔＩ端）−ＣＡＧＡＣＣＧＴＧＣＡＴＣＡＴＧＡ−（ＮｏｔＩ端）と結合した。終始コドン後のＰｓｔＩで切断し、平滑化して上記のＳｗａＩ部位へ導入した。これでＣＡＧプロモーターの下流にＬａｃＺ遺伝子の導入されたプラスミドが得られた。ついで、このプラスミドをＳａｌＩとＨｉｎｄIII で切り出し、両端を平滑化した。
これを、ＳｗａＩで切断したｐＡｄｅｘ１ｗと結合させて発現コスミドを作成した。
【００５７】
▲２▼ アデノウイルスゲノムへのＳＲαプロモーターおよびＬａｃＺ遺伝子の組み込みには、ＣＡＧプロモーターの場合と同様に、まずＬａｃＺ遺伝子の材料としてｐＭＣ１８７１を用いた。このＮ末部でＳｍａＩで切断し、ＮｏｔＩリンカーを結合した後、終始コドン後のＰｓｔＩで切断し、平滑化してＫｐｎＩリンカーを結合した。このＬａｃＺ断片を、開始コドンを含む上記の合成ＤＮＡと結合し、ＳＲαプロモーターをもつ発現ベクターｐＣＤ−ＳＲα−２９６のＰｓｔＩ部位とＫｐｎＩ部位の間にクローン化した（ｐＳＲＬａｃＺ）。
ＳＲαプロモーターからＬａｃＺを発現する組換えアデノウイルス（Ａｄｅｘ１ＳＲＬａｃＺ）を作成するには、ｐＳＲＬａｃＺからＨｉｎｄIII とＴｔｈ１１１Ｉを用いてＳＲα−ＬａｃＺ−ｐｏｌｙＡの発現ユニットを切り出して平滑端とし、Ａｄｅｘ作成カセットｐＡｄｅｘ１ｗのＳｗａＩ部位に挿入し、組換えウイルスの作成に用いた。
【００５８】
▲３▼ ＥＦ１αプロモーターからＬａｃＺを発現する組換えウイルスは、発現ベクターｐＥＦ３２１−Ｔ（kim et al., Gene, vol.91, 217-223, 1990 ）のＳＶ４０Ｔ抗原部分をＨｉｎｄIII とＨｐａＩによって抜き出し、ＳｗａＩ合成リンカーにて結合したｐＥＦ３２１ｗを先ず作成し、そのＳｗａＩ部位にｐＳＲＬａｃＺの開始コドンを含むコード領域をＰｓｔＩとＫｐｎＩで切り出し、平滑端にした後、ｐＥＦ３２１ｗのＳｗａＩ部位に挿入し、ｐＥＦＬａｃＺを作成した。ここからＥＦ１α−ＬａｃＺ−ｐｏｌｙＡの発現ユニットを、ＮｈｅＩとＫｐｎＩにより切り出し、ｐＡｄｅｘ１ｗのＳｗａＩ部位に挿入し、組換えウイルス作成に用いた。
【００５９】
組換えアデノウイルスを感染させた株化細胞は、ＨｅＬａ細胞、ＨｅｐＧ２細胞、ＩＭＲ−３２細胞、ＥＢ形質転換Ｂｃｅｌｌ−クローン１、ＥＢ形質転換Ｂｃｅｌｌ−クローン２、Ｊｕｒｋａｔ細胞、ＣＶ−１細胞、ＣＲＦＫ細胞、ＭＹＡ−１細胞、ＳＨＯＫ細胞、ＮＩＨ３Ｔ３細胞、ＬＴＫ- 細胞、Ｂａ／Ｆ３細胞である。
発現したβガラクトシダーゼの活性は、次のようにして測定した。
３×１０5 細胞を２４穴プレートの各ウエルに培養し、これに、作成した組換えアデノウイルスをｍ．ｏ. ｉ. （感染多重度）１０で感染させ、２日間インキュベートした。その後、細胞をエッペンチューブに集め、ＰＢＳで２回洗浄した。これに、抽出緩衝液０．５ｍｌを加え、３０秒間隔で計９０秒超音波破砕した後、８０％グリセロールを０．５ｍｌ加え、１５０００ｒｐｍで１０分間遠心分離し、得られた上清を細胞抽出液とした。
０．５Ｍリン酸ナトリウム緩衝液（ｐＨ７．８）１．０ｍｌ、０．５Ｍβ−メルカプタノール１．０ｍｌ、１０ｍＭのＭｇＣｌ2 １．０ｍｌおよび蒸留水５．５ｍｌからなる反応混合液の８５０μｌに、細胞抽出液、抽出緩衝液（ブランク測定用）またはβガラクトシダーゼ溶液（コントロール用）５０μｌを加え、５分間プリインキュベーションし、その後に基質溶液を加えた。基質としては、ｏ−ニトロフェニールβガラクトシドを用いた。
３０分間インキュベートした後反応停止液４００μｌを加え、４２０ｎｍにおける吸光度を測定し、下記の計算式より活性を算出した。その結果を図１に示す。この結果から、本発明のＣＡＧプロモーターがＳＲαプロモーターおよびＥＦ−１αプロモーターに比べて、試験された全ての細胞において、はるかに強い発現活性を示すことが分かる。
【００６０】
１ユニットは、上記の条件下で１分間に１μｍｏｌのο−ニトロフェニールβガラクトシドをο−ニトロフェノールとＤ−ガラクトースに加水分解する触媒量と定義する。
吸光度が１を越える時はｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｂｕｆｆｅｒを用いて細胞抽出液を希釈し再度測定することが望ましい。
Units/ml=(sampleの吸光度-blankの吸光度)/4.51a)x1.4mlb)x1/30minc)x1.0ml/0.05ml d)
ここで、ａ）、ｂ）、ｃ）、ｄ）はそれぞれ次の意味を表わす。
ａ）ｏ−Nitrophenol の吸光係数、すなわち１ｍＭ水溶液の吸光度で割ることで酵素反応生成物の濃度μｍｏｌ／ｍｌを求める。
ｂ）反応停止後のｖｏｌ．をかけることで反応生成物の量μｍｏｌを求める。
ｃ）反応時間で割ることにより１分間当たりの反応量を求める。
ｄ）反応に供した酵素液のｖｏｌ．は０．０５ｍｌ、１ｍｌ当たりの反応量に換算するため。
【００６１】
比較例２
＜ＬａｃＺ遺伝子又はＣ型肝炎ウイルス（ＨＣＶ）遺伝子発現ユニットの挿入方向とウイルス産生量の比較＞
異なるプロモーターと遺伝子を用いて、その挿入方向が逆になる組換えアデノウイルスを調製し、そのウイルス産生量を比較検討した。
【００６２】
（１）ＨＣＶ発現組換えアデノウイルスの構築
ＨＣＶの３０７〜２５５４塩基番号にあたる２．２ｋｂのフラグメントをＰＣＲ法で調製し、ＬａｃＺの場合と同様にｐｃＤＬ−ＳＲαのＰｓｔＩ−ＫｐｎＩ部位へ挿入した。組換えアデノウイルスは比較例１と同様に調製した。
【００６３】
（２）ＬａｃＺ発現組換えアデノウイルスの構築
比較例１と同様に調製した。
２９３細胞での組換えウイルスの産生量を表２に示した。
表２より、４例中３例では左向きの方が右向きに比べ、約１０倍前後高いウイルス産生量を示し、１例では同程度であった。この傾向はプロモーター、遺伝子によらないことも判った。この結果より本組換えアデノウイルスでは、その挿入方向が左向きの方がはるかに高いウイルス産生を示すことが分かった。
【００６４】
【表２】
【発明の効果】
本発明により、広範な動物細胞において遺伝子発現の可能な組換えアデノウイルスを提供することができる。また、本発明はこの組換えアデノウイルスの簡易な製造方法を提供する。さらに本発明の組換えアデノウイルスは遺伝子病の治療に有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、各種のプロモーターを組み込んだ組換えアデノウイルスによる各種株化細胞におけるＬａｃＺ遺伝子の発現に対し、これらプロモーターが及ぼす効果を示す図である。
【図２】図２は、ｐＡｄｅｘ１ｗの構造を示す図である。
Claims (5)
- 以下の（ａ）〜（ｃ）の工程：
（ａ） アデノウイルスゲノムの１．３％〜９．３％である、Ｅ１Ａ遺伝子領域を含む断片をＥ１遺伝子領域から少なくとも欠失させ、欠失部にＳｗａＩ部位を組み込んだ発現コスミドをＳｗａＩで消化した後に、当該ＳｗａＩ部位に発現ユニットを組み込んだ発現コスミドを製造する工程、
（ｂ） アデノウイルス粒子を塩酸グアニジン処理後、塩化セシウム平衡遠心で濃縮、精製して得られたアデノウイルスＤＮＡ−末端蛋白複合体を透析により塩酸グアニジンを除いた後、アデノウイルスゲノムのＥ１遺伝子領域側をＥｃｏＴ２２１で切断し、ゲル濾過により制限酵素バッファーを除去してアデノウイルスＤＮＡ−末端蛋白複合体を製造する工程、並びに
（ｃ） 前記（ａ）で製造された発現コスミド、および前記（ｂ）で製造されたアデノウイルスＤＮＡ−末端蛋白複合体を混合して、Ｅ１Ａ遺伝子を発現している細胞株へリン酸カルシウム法によりトランスフェクションを行う工程、
を行うことを特徴とする、発現ユニットをゲノム中に組み込んだ組換えアデノウイルスの製造方法。 - Ｅ１Ａ遺伝子を発現している細胞株がヒト胎児腎由来細胞株である請求項１記載の方法。
- 発現ユニットが、サイトメガロウイルスエンハンサー、ニワトリβ−アクチンプロモーター、及びウサギβグロビンのスプライシングアクセプターからなるハイブリッドプロモーター（ＣＡＧプロモーター）、ポリＡ配列、並びに細胞系内で発現させようとする外来の目的ポリペプチド配列をコードしているヌクレオチド配列からなり、該ヌクレオチド配列を該プロモーターの制御下に発現できる状態で含有しているものである請求項１記載の方法。
- 発現ユニットがゲノム中に左向きに組み込まれた請求項１記載の方法。
- 発現コスミド中のアデノウイルスゲノムおよびアデノウイルスＤＮＡ−末端蛋白複合体中のアデノウイルスゲノムが、アデノウイルスゲノムの７９．６％〜８４．８％断片をＥ３遺伝子領域から少なくとも欠失している請求項１記載の方法。
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