JP4856694B2 - Auxiliary functions for use in recombinant AAV virion production - Google Patents
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Description
技術分野
本発明は、一般に、アデノ随伴ウイルス(AAV)ビリオン産生における使用のための補助機能(accessory function)に関する。より詳細には、本発明は、適切な宿主細胞における効率的な組換えAAVビリオン産生を補助し得る補助機能を提供するベクター、およびその使用方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates generally to an accessory function for use in adeno-associated virus (AAV) virion production. More particularly, the present invention relates to vectors that provide auxiliary functions that can support efficient recombinant AAV virion production in suitable host cells, and methods of use thereof.
発明の背景
遺伝子送達は、後天性および遺伝性疾患の処置のために有望な方法である。遺伝子導入の目的のためのウイルスに基づく系(例えば、現在、この目的のための最も広く使用されるウイルスベクター系であるレトロウイルス系)が多数記載されてきた。種々のレトロウイルス系の記載については、例えば、米国特許第5,219,740号;MillerおよびRosman(1989) BioTechniques 7:980-990;Miller,A.D. (1990) Human Gene Therapy 1:5-14;Scarpaら(1991)Virology 180:849-852;Burnsら(1993) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90:8033-8037;および、Boris-LawrieおよびTemin(1993)Cur. Opin. Genet. Develop. 3:102-109を参照のこと。
Background of the Invention Gene delivery is a promising method for the treatment of acquired and inherited diseases. A number of virus-based systems for gene transfer purposes (eg, retrovirus systems, which are currently the most widely used viral vector systems for this purpose) have been described. For descriptions of various retroviral systems, see, eg, US Pat. No. 5,219,740; Miller and Rosman (1989) BioTechniques 7 : 980-990; Miller, AD (1990) Human Gene Therapy 1 : 5-14; Scarpa et al. (1991). Virology 180 : 849-852; Burns et al. (1993) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90 : 8033-8037; and Boris-Lawrie and Temin (1993) Cur. Opin. Genet. Develop. 3 : 102- See 109.
アデノ随伴ウイルス(AAV)系もまた、遺伝子送達のために使用されている。AAVは、Dependovirus属に属するヘルパー依存性DNAパルボウイルスである。AAVは、増殖性感染を生じるためには、アデノウイルス、ヘルペスウイルス、またはワクシニアのいずれかの、関連のないヘルパーウイルスの感染を必要とする。ヘルパーウイルスは、AAV複製における多くの段階に必要な補助機能を提供する。このような感染の非存在下では、AAVは、そのゲノムの宿主細胞染色体への挿入によって潜伏状態を確立する。ヘルパーウイルスによる次の感染は、組み込まれたコピーをレスキューし、これは次いで感染性のウイルスの子孫を産生するために複製し得る。AAVは広範な宿主範囲を有し、そしてこのような細胞が適切なヘルパーウイルスで首尾良く感染される限り、任意の種由来の細胞中で複製し得る。従って、例えば、ヒトAAVは、イヌアデノウイルスで同時感染したイヌ細胞中で複製する。AAVは、ヒトまたは動物の疾患のいずれとも関連しておらず、そして組込みの際に宿主細胞の生物学的特性を変更しないようである。AAVの総説については、例えば、BernsおよびBohenzky(1987)Advances in Virus Research (Academic Press, Inc.) 32:243-307を参照のこと。 The adeno-associated virus (AAV) system has also been used for gene delivery. AAV is a helper-dependent DNA parvovirus that belongs to the genus Dependovirus. AAV requires infection with an unrelated helper virus, either adenovirus, herpesvirus, or vaccinia, to produce a productive infection. Helper viruses provide auxiliary functions necessary for many stages in AAV replication. In the absence of such infection, AAV establishes a latent state by insertion of its genome into the host cell chromosome. Subsequent infection with the helper virus rescues the integrated copy, which can then replicate to produce infectious virus progeny. AAV has a broad host range and can replicate in cells from any species so long as such cells are successfully infected with the appropriate helper virus. Thus, for example, human AAV replicates in canine cells co-infected with canine adenovirus. AAV is not associated with either human or animal disease and does not appear to alter the biological properties of the host cell upon integration. For a review of AAV, see, for example, Berns and Bohenzky (1987) Advances in Virus Research (Academic Press, Inc.) 32 : 243-307.
AAVゲノムは、4681塩基を含む直鎖状の一本鎖DNA分子から構成される(BernsおよびBohenzky、前出)。ゲノムは、DNA複製起点としておよびウイルスのパッケージングシグナルとして、cisで機能する逆方向末端反復配列(ITR)を各末端に含む。ITRは約145bpの長さである。ゲノムの内部非反復部分は、それぞれAAVrepおよびcap領域として知られる2つの大きなオープンリーディングフレームを含む。これらの領域は、ビリオンの複製およびパッケージングに関連するウイルス性タンパク質をコードする。特に、少なくとも4つのウイルス性タンパク質のファミリーが、見かけの分子量に従って命名された、AAVrep領域、Rep78、Rep 68、Rep 52、およびRep 40から合成される。AAV cap領域は、少なくとも3つの部分(VP1、VP2、およびVP3)をコードする。AAVゲノムの詳細な記載については、例えば、Muzyczka,N.(1992)Current Topics in Microbiol. and Immunol. 158:97-129を参照のこと。 The AAV genome is composed of a linear single-stranded DNA molecule containing 4681 bases (Berns and Bohenzky, supra). The genome contains an inverted terminal repeat (ITR) that functions in cis at each end as a DNA replication origin and as a viral packaging signal. The ITR is approximately 145 bp long. The internal non-repetitive portion of the genome contains two large open reading frames known as AAVrep and cap regions, respectively. These regions encode viral proteins involved in virion replication and packaging. In particular, at least four families of viral proteins are synthesized from the AAVrep region, Rep78, Rep68, Rep52, and Rep40, which are named according to their apparent molecular weight. The AAV cap region encodes at least three parts (VP1, VP2, and VP3). For a detailed description of the AAV genome, see, for example, Muzyczka, N. (1992) Current Topics in Microbiol. And Immunol. 158 : 97-129.
組換えAAVビリオンの構築が記載されている。例えば、米国特許第5,173,414号および同第5,139,941号;国際公開番号WO92/01070(1992年1月23日公開)およびWO93/03769(1993年3月4日公開);Lebkowskiら (1988) Molec.Cell. Biol. 8:3988-3996;Vincentら(1990) Vaccines 90 (Cold Spring Harbor Laboratory Press);Carter, B.J. (1992)Current Opinion in Biotechnology 3:533-539;Muzyczka,N. (1992) CurrentTopics in Microbiol. and Immunol. 158:97-129;およびKotin,R.M. (1994) HumanGene Therapy 5:793-801を参照のこと。 The construction of recombinant AAV virions has been described. For example, US Pat. Nos. 5,173,414 and 5,139,941; International Publication Nos. WO92 / 01070 (published January 23, 1992) and WO93 / 03769 (published March 4, 1993); Lebkowski et al. (1988) Molec. Cell Biol. 8 : 3988-3996; Vincent et al. (1990) Vaccines 90 (Cold Spring Harbor Laboratory Press); Carter, BJ (1992) Current Opinion in Biotechnology 3 : 533-539; Muzyczka, N. (1992) Current Topics in Microbiol. and Immunol. 158 : 97-129; and Kotin, RM (1994) HumanGene Therapy 5 : 793-801.
現在の組換えAAV(rAAV)ビリオンの産生は、AAVベクタープラスミドおよびAAVベクタープラスミドから失われている機能を相補するAAVヘルパー機能を提供する構築物を用いる宿主細胞への同時トランスフェクションを含む。この様式において、宿主細胞は、AAV複製およびパッケージングに必要なAAVタンパク質を発現し得る。次いで、宿主細胞は、補助機能を提供するヘルパーウイルスに感染させられる。ヘルパーウイルスは、一般に、感染性アデノウイルス(2型もしくは5型)またはヘルペスウイルスである。 Current production of recombinant AAV (rAAV) virions involves co-transfection into host cells with an AAV vector plasmid and a construct that provides an AAV helper function that complements the function lost from the AAV vector plasmid. In this manner, the host cell can express the AAV protein required for AAV replication and packaging. The host cell is then infected with a helper virus that provides accessory functions. The helper virus is generally an infectious adenovirus (type 2 or type 5) or a herpes virus.
AAVヘルパー機能は、AAVrepおよび/またはcapコード領域を含むが、AAV ITRを欠いているAAVヘルパープラスミドを介して提供され得る。従って、ヘルパープラスミドは、それ自身、複製もパッケージングもし得ない。以下に記載されているベクターを含むrepコード領域を含む多くのベクターが公知である:ATCC受託番号第53222号、同第53223号、同第53224号、同第53225号、および同第53226号を有する米国特許第5,139,941。同様に、AAVrepHHV-6のホモログを含むベクターを得る方法は、Thomsonら (1994) Virology 204:304-311に記載されている。米国特許第5,139,941号に記載されるベクターを含むcapコード領域を含む多くのベクターがまた記載されている。 AAV helper function can be provided via an AAV helper plasmid that contains the AAVrep and / or cap coding region but lacks the AAV ITR. Thus, helper plasmids cannot themselves replicate or package. A number of vectors are known that contain the rep coding region, including the vectors described below: ATCC Deposit Numbers 53222, 53223, 53224, 53225, and 53226 US Pat. No. 5,139,941. Similarly, a method for obtaining a vector containing a homologue of AAVrepHHV-6 is described in Thomson et al. (1994) Virology 204: 304-311. A number of vectors containing cap coding regions including those described in US Pat. No. 5,139,941 have also been described.
AAVベクタープラスミドは、AAV複製およびパッケージング機能を提供するAAV ITRによって隣接される、機能的に関連する目的のヌクレオチド配列(例えば、選択された遺伝子、アンチセンス核酸分子、リボザイムなど)を含むように設計され得る。AAVヘルパープラスミドおよびヌクレオチド配列を有するAAVベクタープラスミドが一過性トランスフェクションによって宿主細胞に導入された後、トランスフェクションされた細胞は、AAVrepおよびAAVcap領域の転写および翻訳を指向するヘルパープラスミド上に存在するAAVプロモーターを他の機能の中からトランス活性化するヘルパーウイルス(最も代表的には、アデノウイルス)に感染させられ得る。続く宿主細胞の培養の際に、rAAVビリオン(目的のヌクレオチド配列を有する)およびヘルパーウイルス粒子が産生される。 The AAV vector plasmid includes a functionally related nucleotide sequence of interest (eg, selected genes, antisense nucleic acid molecules, ribozymes, etc.) flanked by AAV ITRs that provide AAV replication and packaging functions. Can be designed. After an AAV helper plasmid and an AAV vector plasmid having a nucleotide sequence are introduced into a host cell by transient transfection, the transfected cell is present on a helper plasmid that directs the transcription and translation of the AAVrep and AAVcap regions It can be infected with a helper virus (most typically an adenovirus) that transactivates the AAV promoter from among other functions. During subsequent host cell culture, rAAV virions (having the nucleotide sequence of interest) and helper virus particles are produced.
宿主細胞が採取され、そして粗製抽出物が産生される場合、得られる調製物は、他の成分の中でも特に、ほぼ等量のrAAVビリオン粒子および感染性ヘルパービリオンを含む。rAAVビリオン粒子は、公知の技術を使用して混入しているヘルパーウイルス、組み立てられていないウイルス性タンパク質(ヘルパーウイルスおよびAAVのカプシド由来)および宿主細胞タンパク質の多くから精製され得る。2型アデノウイルスでの感染を用いて産生された精製されたrAAVビリオン調製物は、高いレベルの混入物を含む。詳細には、そのようなrAAVビリオン調製物において得られた総タンパク質の50%以上は、遊離のアデノウイルス線維タンパク質である。種々の量のいくつかの同定されていないアデノウイルスおよび宿主細胞タンパク質がまた存在する。さらに、有意なレベルの感染性アデノウイルスビリオンが得られ、熱不活性を必要とする。混入感染性アデノウイルスは熱処理(56℃で1時間)によって不活性化され得、そして感度の高いアデノウイルス増殖アッセイによって(例えば、許容細胞株における細胞変性効果(CPE)によって)検出不可能にされ得る。しかし、熱処理はまた、機能的rAAVビリオンの力価において約50%の低下を生じる。 When host cells are harvested and a crude extract is produced, the resulting preparation contains, among other components, approximately equal amounts of rAAV virion particles and infectious helper virions. rAAV virion particles can be purified from many of the contaminating helper viruses, unassembled viral proteins (from helper virus and AAV capsids) and host cell proteins using known techniques. Purified rAAV virion preparations produced using infection with type 2 adenovirus contain high levels of contaminants. Specifically, over 50% of the total protein obtained in such rAAV virion preparations is free adenovirus fiber protein. There are also various amounts of some unidentified adenovirus and host cell proteins. In addition, significant levels of infectious adenovirus virions are obtained and require heat inactivation. Contaminating infectious adenovirus can be inactivated by heat treatment (1 hour at 56 ° C.) and rendered undetectable by a sensitive adenovirus proliferation assay (eg, by cytopathic effect (CPE) in permissive cell lines). obtain. However, heat treatment also results in an approximately 50% decrease in functional rAAV virion titer.
補助機能を提供する感染性ヘルパーウイルス(例えば、2型アデノウイルス、またはヘルペスウイルス)を使用するrAAVビリオンの産生は、いくつかの理由のために望ましくない。ヘルパーウイルスを使用するAAVベクター産生法は、特にヘルペスウイルスの使用に関して、多くの健康および安全の懸念を示す大量の高力価感染性ヘルパーウイルスの使用および操作を必要とする。また、rAAVビリオン産生細胞におけるヘルパーウイルス粒子の付随的な産生は、大量の細胞性の資源をrAAVビリオン産生から流用する。恐らく、このことは、より低いrAAVビリオン収量を生じる。 Production of rAAV virions using infectious helper viruses that provide accessory functions (eg, type 2 adenovirus, or herpes virus) is undesirable for several reasons. AAV vector production methods using helper viruses require the use and manipulation of large amounts of high titer infectious helper viruses that present many health and safety concerns, particularly with respect to the use of herpes viruses. Also, the concomitant production of helper virus particles in rAAV virion producing cells diverts a large amount of cellular resources from rAAV virion production. Perhaps this results in a lower rAAV virion yield.
より詳細には、2型アデノウイルスでの細胞の感染が補助機能を提供するために使用される方法において、精製されたrAAVビリオン調製物において見出される95%を超える混入物はアデノウイルス由来である。主な混入物である、遊離のアデノウイルス線維タンパク質は、そのタンパク質とrAAVビリオン間の非共有結合のために、CsCl密度勾配上でrAAVビリオンと共精製される傾向がある。この結合は、特に2つの分離を非常に困難にするし、このことはrAAVビリオンの精製効率を低下させる。線維タンパク質を含む多くのアデノウイルス性タンパク質が、細胞傷害性であり得(通常、高濃度において)、従って、標的細胞に有害に影響するか、または標的細胞を殺傷し得ることが示されているので、そのような混入物は重要な問題であり得る。従って、必要な補助機能を提供する感染性ヘルパーウイルスの使用なしにrAAVビリオンを産生する方法が有利である。 More particularly, in methods where infection of cells with type 2 adenovirus is used to provide ancillary functions, over 95% of the contaminants found in purified rAAV virion preparations are derived from adenovirus. . The main contaminant, free adenovirus fiber protein, tends to co-purify with rAAV virions on a CsCl density gradient due to non-covalent binding between the protein and rAAV virions. This binding makes it particularly difficult to separate the two, which reduces the purification efficiency of rAAV virions. Many adenoviral proteins, including fiber proteins, can be cytotoxic (usually at high concentrations) and thus have been shown to adversely affect or kill target cells As such, such contaminants can be an important issue. Thus, methods that produce rAAV virions without the use of infectious helper viruses that provide the necessary auxiliary functions are advantageous.
多くの研究者が補助機能の遺伝子的根拠(特にアデノウイルス由来の機能)を研究してきた。一般に、以下の2つのアプローチがAAV複製に関与するアデノウイルス遺伝子を同定する試みのために使用されてきた:補助機能を提供する種々のアデノウイルス変異体の能力の試験;およびアデノウイルス感染非存在下でのAAV複製に対する、トランスフェクトされたアデノウイルス遺伝子、または領域の効果の研究。 Many researchers have studied the genetic basis of auxiliary functions, particularly those derived from adenovirus. In general, the following two approaches have been used to attempt to identify adenoviral genes involved in AAV replication: testing the ability of various adenoviral variants to provide accessory functions; and absence of adenoviral infection Study of the effect of transfected adenoviral genes, or regions, on AAV replication below.
野生型アデノウイルスでの感染によって得られるレベルまたはほぼそのレベルでAAV複製を(例えば、必要な補助機能を提供することによって)補助し得る種々のアデノウイルス変異体を用いる研究は、特定のアデノウイルス遺伝子または遺伝子領域が、AAV複製に関与しないことを示してきた。しかし、アデノウイルス遺伝子および制御領域の多くが重なり合っておよび/または不完全にマップされているので、そのような研究による機能欠失データは、特定の遺伝子領域がAAV複製に関与しているという決定的な情報を提供する
ことはできなかった。
Studies using various adenovirus variants that can assist AAV replication (eg, by providing the necessary accessory functions) at or near the level obtained by infection with wild-type adenoviruses are specific adenoviruses It has been shown that a gene or gene region is not involved in AAV replication. However, because many of the adenoviral genes and control regions overlap and / or are incompletely mapped, loss-of-function data from such studies determines that a particular gene region is involved in AAV replication Information could not be provided.
特に、以下の遺伝子または遺伝子領域における十分に良く特徴付けられた変異体を有するアデノウイルス変異体が、AAVウイルス複製に必要な補助機能を提供するそれらの能力について試験されてきた:E1a(Laughlinら、(1982) J.Virol. 41:868, Janikら、(1981)Proc. Natl. Acad. Sci.USA 78:1925);E1b(Laughlinら、(1982), 前出, Janikら、(1981), 前出, Ostroveら、(1980)Virology 104:502);E2a(Handaら、(1975) J. Gen. Viorl.29:239, Strausら、(1976)J. Virol. 17:140,Myersら、(1980) J. Virol. 35:665, Jayら、(1981)Proc. Natl. Acad. Sci. USA 78:2927,Myersら、(1981) J. Biol. Chem. 256:567);E2b(Carter, B.J. (1990)"Adeno-Associated Virus Helper Functions", in CRCHandbook of Parvoviruses, vol. I (P. Tijssen編);E3 (Carterら、(1983) Virology 126:505);およびE4(Carterら、(1983),前出, Carter, B.J., (1995), 前出)。DNA複製不能および後期遺伝子合成不能である不完全に特徴付けられたアデノウイルス変異体がまた試験された(Itoら、(1970)J.Gen. Virol. 9:243, Ishibashiら、(1971) Virology 45:317)。 In particular, adenoviral mutants with sufficiently well-characterized mutants in the following genes or gene regions have been tested for their ability to provide the accessory functions necessary for AAV viral replication: E1a (Laughlin et al. (1982) J. Virol. 41 : 868, Janik et al. (1981) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 78 : 1925); E1b (Laughlin et al. (1982), supra, Janik et al. (1981). , Supra, Ostrove et al. (1980) Virology 104 : 502); E2a (Handa et al. (1975) J. Gen. Viorl. 29 : 239, Straus et al. (1976) J. Virol. 17 : 140, Myers et al. (1980) J. Virol. 35 : 665, Jay et al. (1981) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 78 : 2927, Myers et al. (1981) J. Biol. Chem. 256 : 567); E2b ( Carter, BJ (1990) "Adeno-Associated Virus Helper Functions", in CRC Handbook of Parvoviruses, vol.I (P. Tijssen); E3 (Carter et al., (1983) Virology 126 : 505); and E4 (Carter et al., (1983), supra, Carter, BJ, (1995), supra), incompletely characterized as incapable of DNA replication and incapable of late gene synthesis. Adenovirus mutants have also been tested (Ito et al. (1970) J. Gen. Virol. 9 : 243, Ishibashi et al. (1971) Virology 45 : 317).
E2bおよびE3領域に欠損を有するアデノウイルス変異体は、AAV複製を補助することを示されてきた。このことは、E2bおよびE3領域が補助的機能を提供することにおそらく関与しないことを示す(Carterら、(1983),前出)。E1a領域を欠損しているか、または欠失されたE4領域を有する変異体アデノウイルスは、直接的または間接的であれいずれにおいてもAAV複製を補助することが出来ず、このことは、E1aおよびE4領域がAAV複製に必要であることを示す(Laughlinら、(1982),前出,Janikら、(1981), 前出, Carterら、(1983), 前出)。E1bおよびE2a変異体を用いる研究は、矛盾する結果を生じている。さらに、DNA複製不能および後期遺伝子合成不能であるアデノウイルス変異体は、AAV複製を許容することが示されている(Itoら、(1970),前出,Ishibashiら、(1971), 前出)。これらの結果は、アデノウイルスのDNA複製およびアデノウイルス後期遺伝子のいずれもAAV複製に必要ではないことを示す。 Adenovirus mutants with defects in the E2b and E3 regions have been shown to assist AAV replication. This indicates that the E2b and E3 regions are probably not involved in providing ancillary functions (Carter et al. (1983), supra). Mutant adenoviruses that lack the E1a region or have a deleted E4 region, either directly or indirectly, cannot support AAV replication, indicating that E1a and E4 We show that the region is required for AAV replication (Laughlin et al., (1982), supra, Janik et al., (1981), supra, Carter et al., (1983), supra). Studies using E1b and E2a mutants have produced conflicting results. Furthermore, adenoviral mutants that are incapable of DNA replication and late gene synthesis have been shown to allow AAV replication (Ito et al., (1970), supra, Ishibashi et al., (1971), supra). . These results indicate that neither adenoviral DNA replication nor adenoviral late genes are required for AAV replication.
選択されたアデノウイルス遺伝子を用いるトランスフェクション研究が、トランフェクトされた1組のアデノウイルス遺伝子が、アデノウイルス感染によって提供されるレベルと同じレベルのAAV複製のための補助機能を提供し得るかどうかを立証するための試みにおいて使用されてきた。詳細には、インビトロのAAV複製が、単一アデノウイルス遺伝子または遺伝子の群をコードするアデノウイルス制限フラグメントの種々の組み合わせで一過性にトランスフェクションされたヒト293細胞を使用して評価されてきた(Janikら、(1981),前出)。上記のトランスフェクション研究は、アデノウイルスE1aおよびE1bを安定に発現する細胞中で行われたので、それら領域の必要性は、試験され得なかった。しかし、三つのアデノウイルス遺伝子領域(VAIRNA、E2aおよびE4)の組み合わせが、実質的にバックグランドを超えるレベルで補助機能(例えば、AAV複製を支持する)を提供し得る
ことが推定された。しかし、それは、アデノウイルスでの感染によって提供されるレベルよりなお約8,000倍低かった。3つの遺伝子の2つの組み合わせの全てが試験された場合
、補助機能レベルは、アデノウイルスでの感染によって提供されるレベルより10,000〜100,000倍低い範囲にあった。
Whether transfection studies using selected adenoviral genes can provide a set of adenoviral genes that have been transfected can provide an auxiliary function for AAV replication at the same level as that provided by adenoviral infection Has been used in an attempt to establish In particular, in vitro AAV replication has been evaluated using human 293 cells transiently transfected with various combinations of adenoviral restriction fragments encoding a single adenoviral gene or group of genes. (Janik et al. (1981), supra). Since the above transfection studies were performed in cells stably expressing adenovirus E1a and E1b, the need for these regions could not be tested. However, it was postulated that the combination of three adenoviral gene regions (VAIRNA, E2a, and E4) could provide accessory functions (eg, supporting AAV replication) at levels substantially above background. However, it was still about 8,000 times lower than the level provided by infection with adenovirus. When all two combinations of the three genes were tested, the level of accessory function ranged from 10,000 to 100,000 times lower than the level provided by infection with adenovirus.
選択された1型単純ヘルペスウイルス(HSV-1)遺伝子を用いたトランフェクション研究がまた、トランフェクトされた1組のHSV-1遺伝子が、HSV-1感染によって提供されるレベルと同じレベルのAAV複製の補助機能を提供し得るかどうかを立証するための試みにおいて行われてきた。Weindlerら、(1991)J.Virol.65:2476-2483。しかし、そのような研究
は、rAAVの産生ではなく、野生型AAV複製を支持するために必要なHSV-1遺伝子のみを同定することに限られていた。さらに、同定されたHSV-1補助機能は、AAVの複製を支持するにおいてアデノウイルス由来の機能より有意に効果的でなかった。
Transfection studies with selected
従って、当該分野において、rAAVビリオン産生のために必要とされる補助機能のみを含むアデノウイルスゲノムのサブセット、またはアデノウイルスゲノムの機能的なホモログを同定する必要性は残存する。従って、サブセットは、適切な宿主細胞に導入された場合に、アデノウイルス感染を使用して産生される量に実質的に等価またはそれより多くの量でrAAVビリオンの産生を支持する、補助機能ベクターまたは補助機能系に含まれ得る。さらに、有意のレベルの感染性アデノウイルスビリオン、または他の混入する副産物をも産生することなく、商業的に有意のレベルのrAAVビリオン粒子を産生し得る補助機能系を提供する必要性は残存する。 Thus, there remains a need in the art to identify a subset of an adenoviral genome that contains only the accessory functions required for rAAV virion production, or a functional homologue of an adenoviral genome. Thus, subsets are accessory function vectors that, when introduced into a suitable host cell, support the production of rAAV virions in an amount substantially equivalent to or greater than the amount produced using adenoviral infection. Or it may be included in the auxiliary function system. Furthermore, there remains a need to provide an accessory function system that can produce commercially significant levels of rAAV virion particles without producing significant levels of infectious adenovirus virions, or other contaminating by-products. .
(項目1)適切な宿主細胞において組換えAAV(rAAV)ビリオン産生を支持するための、1つ以上の補助機能を提供し、少なくとも1つのアデノウイルス後期遺伝子領域を欠失する、核酸分子であって、該分子が、(i)アデノウイルスVARNAを提供する配列、(ii)アデノウイルスE4 ORF6コード領域、(iii)アデノウイルスE2aの72kDコード領域、ならびに(i)、(ii)、および(iii)の任意の組合せ、からなる群より選択されるヌクレオチド配列を含む、核酸分子。
(項目2)適切な宿主細胞において効率的な組換えAAV(rAAV)ビリオン産生を支持するに十分な補助機能を提供し、そして少なくとも1つのアデノウイルス後期遺伝子領域を欠失する核酸分子。
(項目3)項目2に記載の核酸分子であって、該分子がアデノウイルス初期遺伝子領域2bおよび3を欠失することを特徴とする、核酸分子。
(項目4)ヒト293宿主細胞において効率的にrAAVビリオン産生を支持するに十分な補助機能を提供する、項目2または3に記載の核酸分子。
(項目5)項目4に記載の核酸分子であって、以下:
アデノウイルスVA RNAを提供する第1のヌクレオチド配列;
ORF 6を含むアデノウイルスE4コード領域を含む第2のヌクレオチド配列;および
アデノウイルスE2aコード領域を含む第3のヌクレオチド配列
を含む、核酸分子。
(項目6)項目2に記載の核酸分子であって、該分子はアデノウイルスによって感染し得ないか、またはアデノウイルスの複製を支持し得ない適切な宿主細胞において、効率的な組換えAAV(rAAV)ビリオン産生を支持するための補助機能を提供することを特徴とする
、核酸分子。
(項目7)項目6に記載の核酸分子であって、以下:
アデノウイルスVA RNAを提供する第1のヌクレオチド配列;
ORF 6を含むアデノウイルスE4コード領域を含む第2のヌクレオチド配列;
アデノウイルスE2aコード領域を含む第3のヌクレオチド配列;および
アデノウイルスE1aおよびE1bコード領域を含む第4のヌクレオチド配列、
を含む、核酸分子。
(項目8)2型または5型アデノウイルスゲノム由来の1つ以上のヌクレオチド配列を含む、項目4または6に記載の核酸分子。
(項目9)項目1、2、または6のいずれかに記載の核酸分子を含む、補助機能ベクター。
(項目10)前記ベクターがプラスミドであることを特徴とする、項目9に記載の補助機能ベクター。
(項目11)選択遺伝子マーカーをさらに含む、項目10に記載の補助機能ベクター。
(項目12)前記選択遺伝子マーカーが抗生物質耐性遺伝子を含むことを特徴とする、項目11に記載の補助機能ベクター。
(項目13)少なくとも1つの異種プロモーター領域をさらに含む、項目10に記載の補助機能ベクター。
(項目14)前記の少なくとも1つの異種プロモーター領域が、サイトメガロウイルス(CMV)即時初期プロモーター領域に対して実質的に相同であるヌクレオチド配列を含むこ
とを特徴とする、項目13に記載の補助機能ベクター。
(項目15)第1、第2、および第3の補助機能ベクターを含む、組換えAAV(rAAV)ビ
リオン産生のための補助機能系であって、ここで;
(a)該第1補助機能ベクターは、アデノウイルスVA RNAを提供するヌクレオチド配列を含み;
(b)該第2補助機能ベクターは、アデノウイルスE4 ORF6コード領域を含み;そして
(c)該第3補助機能ベクターは、アデノウイルスE2aの72kDコード領域を含む、補助
機能系。
(項目16)前記第1補助機能ベクターが、プラスミドpBSII-VA RNA(ATCC受託番号第98233号)であり、前記第2補助機能ベクターが、p3)3cE4ORF6(ATCC受託番号第98234号)であり、そして前記第3補助機能ベクターが、p3)3cE2A(ATCC受託番号第98235号)であることを特徴とする、項目15に記載の補助機能系。
(項目17)項目9に記載の補助機能ベクターでトランスフェクトされた宿主細胞。
(項目18)AAVベクターでトランスフェクトされた場合、組換えAAV(rAAV)ビリオンを産生し得る細胞であって、該細胞は、該細胞において発現され、AAVヘルパー機能を提供し得るAAVヘルパー構築物で同時トランスフェクトされた、項目17に記載の宿主細胞を含む、細胞。
(項目19)組換えAAV(rAAV)ビリオンを産生する方法であって、以下;
(a)適切な宿主細胞にAAVベクターを導入する工程;
(b)AAVヘルパー構築物を宿主細胞に導入する工程であって、該ヘルパー構築物は、該AAVベクターから欠失したAAVヘルパー機能を補完するために該宿主細胞において発現されるAAVコード領域を含む、工程;
(c)項目15に記載の補助機能系を該宿主細胞に導入する工程であって、該補助機能系は、該宿主細胞において効率的なrAAVビリオン産生を支持するための補助機能を提供する、工程;および
(d)該宿主細胞を培養してrAAVビリオンを産生する工程、
を包含する、方法。
(項目20)組換えAAV(rAAV)ビリオンを産生する方法であって、以下;
(a)適切な宿主細胞にAAVベクターを導入する工程;
(b)AAVヘルパー構築物を該宿主細胞に導入する工程であって、該ヘルパー構築物は
、該AAVベクターから欠失したAAVヘルパー機能を補完するために該宿主細胞において発現されるAAVコード領域を含む、工程;
(c)項目9に記載の補助機能系を該宿主細胞に導入する工程であって、該補助機能系は、該宿主細胞において効率的なrAAVビリオン産生を支持するための該補助機能を提供する、工程;および
(d)該宿主細胞を培養してrAAVビリオンを産生する工程、
を包含する、方法。
(項目21)項目19または20に記載の方法によって産生される、組換えAAVビリオン。
(Item 1) A nucleic acid molecule that provides one or more auxiliary functions to support recombinant AAV (rAAV) virion production in a suitable host cell and lacks at least one adenovirus late gene region. The molecule provides (i) a sequence that provides an adenovirus VARNA, (ii) an adenovirus E4 ORF6 coding region, (iii) a 72 kD coding region of adenovirus E2a, and (i), (ii), and (iii) A nucleic acid molecule comprising a nucleotide sequence selected from the group consisting of:
(Item 2) A nucleic acid molecule that provides sufficient accessory functions to support efficient recombinant AAV (rAAV) virion production in a suitable host cell and lacks at least one adenovirus late gene region.
(Item 3) The nucleic acid molecule according to item 2, wherein the molecule lacks adenovirus early gene regions 2b and 3.
(Item 4) The nucleic acid molecule according to item 2 or 3, which provides an auxiliary function sufficient to efficiently support rAAV virion production in a human 293 host cell.
(Item 5) The nucleic acid molecule according to item 4, wherein:
A first nucleotide sequence providing an adenovirus VA RNA;
A nucleic acid molecule comprising a second nucleotide sequence comprising an adenovirus E4 coding region comprising ORF 6; and a third nucleotide sequence comprising an adenovirus E2a coding region.
(Item 6) A nucleic acid molecule according to item 2, wherein the molecule is infectious by adenovirus or in an appropriate host cell that is not capable of supporting adenovirus replication. rAAV) A nucleic acid molecule characterized in that it provides an auxiliary function to support virion production.
(Item 7) The nucleic acid molecule according to item 6, wherein:
A first nucleotide sequence providing an adenovirus VA RNA;
A second nucleotide sequence comprising an adenovirus E4 coding region comprising ORF 6;
A third nucleotide sequence comprising an adenovirus E2a coding region; and a fourth nucleotide sequence comprising an adenovirus E1a and E1b coding region;
A nucleic acid molecule comprising
(Item 8) The nucleic acid molecule according to item 4 or 6, comprising one or more nucleotide sequences derived from a type 2 or type 5 adenovirus genome.
(Item 9) An auxiliary function vector comprising the nucleic acid molecule according to any one of
(Item 10) The auxiliary function vector according to item 9, wherein the vector is a plasmid.
(Item 11) The auxiliary function vector according to item 10, further comprising a selection gene marker.
(Item 12) The auxiliary function vector according to item 11, wherein the selection gene marker contains an antibiotic resistance gene.
(Item 13) The auxiliary function vector according to item 10, further comprising at least one heterologous promoter region.
(Item 14) The auxiliary function according to item 13, wherein the at least one heterologous promoter region comprises a nucleotide sequence that is substantially homologous to a cytomegalovirus (CMV) immediate early promoter region. vector.
(Item 15) An auxiliary functional system for recombinant AAV (rAAV) virion production comprising first, second, and third auxiliary function vectors, wherein:
(A) the first auxiliary function vector comprises a nucleotide sequence providing an adenovirus VA RNA;
(B) the second auxiliary function vector comprises an adenovirus E4 ORF6 coding region; and (c) the third accessory function vector comprises an adenovirus E2a 72 kD coding region.
(Item 16) The first auxiliary function vector is a plasmid pBSII-VA RNA (ATCC accession number 98233), and the second auxiliary function vector is p3) 3cE4ORF6 (ATCC accession number 98234), Item 16. The auxiliary function system according to Item 15, wherein the third auxiliary function vector is p3) 3cE2A (ATCC accession number 98235).
(Item 17) A host cell transfected with the auxiliary function vector according to item 9.
(Item 18) A cell capable of producing a recombinant AAV (rAAV) virion when transfected with an AAV vector, wherein the cell is expressed in the cell with an AAV helper construct capable of providing an AAV helper function. 18. A cell comprising the host cell of item 17, which is co-transfected.
(Item 19) A method for producing a recombinant AAV (rAAV) virion comprising the following:
(A) introducing an AAV vector into a suitable host cell;
(B) introducing an AAV helper construct into the host cell, the helper construct comprising an AAV coding region expressed in the host cell to complement the AAV helper function deleted from the AAV vector; Process;
(C) introducing the auxiliary function system according to item 15 into the host cell, wherein the auxiliary function system provides an auxiliary function for supporting efficient rAAV virion production in the host cell; And (d) culturing the host cell to produce rAAV virions,
Including the method.
(Item 20) A method for producing a recombinant AAV (rAAV) virion, comprising:
(A) introducing an AAV vector into a suitable host cell;
(B) introducing an AAV helper construct into the host cell, the helper construct comprising an AAV coding region expressed in the host cell to complement the AAV helper function deleted from the AAV vector. Process;
(C) introducing the auxiliary function system according to item 9 into the host cell, wherein the auxiliary function system provides the auxiliary function to support efficient rAAV virion production in the host cell; And (d) culturing the host cell to produce rAAV virions,
Including the method.
(Item 21) A recombinant AAV virion produced by the method according to item 19 or 20.
発明の要旨
本発明は、適切な宿主細胞において効率的なAAV複製を支持するために必要とされる補助機能の同定に基づく。本発明は、このような機能を含み、そしてヘルパーウイルスの使用なしにrAAVビリオンの産生を可能にする系を提供する。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is based on the identification of accessory functions required to support efficient AAV replication in a suitable host cell. The present invention provides a system that includes such functions and that allows the production of rAAV virions without the use of helper viruses.
特定の実施態様において、本発明は、補助機能をコードし、そして少なくとも1つのアデノウイルス後期遺伝子領域を欠失する核酸分子に関する。その分子は、2型もしくは5型ゲノムアデノウイルス、またはその機能的なホモログ由来のヌクレオチド配列を含む1つ以上のベクターにおいて提供され得る。従って、1つの局面において、本発明は、(i)アデノウイルスのVARNAを提供する配列、(ii)アデノウイルスE4 ORF6のコード領域、(iii)アデノウイルスのE2aの72kDコード領域(E2aの72kDのDNA結合タンパク質をコードする)、およびヌクレオチド配列(i)、(ii)、(iii)の任意の組み合わせ、からなる群より選択されるヌクレオチド配列を含むベクターに関する。 In certain embodiments, the present invention relates to nucleic acid molecules that encode accessory functions and lack at least one adenovirus late gene region. The molecule can be provided in one or more vectors comprising a nucleotide sequence derived from a type 2 or type 5 genomic adenovirus, or a functional homologue thereof. Accordingly, in one aspect, the invention provides (i) a sequence that provides an adenoviral VARNA, (ii) a coding region of adenovirus E4 ORF6, (iii) a 72 kD coding region of adenovirus E2a (72 kD of E2a And a vector comprising a nucleotide sequence selected from the group consisting of nucleotide sequences (i), (ii), any combination of (iii).
別の実施態様において、本発明は、適切な宿主細胞において効率的な組換えAAV(rAAV)ビリオン産生を支持し得る補助機能を提供し、そして少なくも1つのアデノウイルスの後期遺伝子領域を欠く核酸分子、ならびにその核酸分子を含むベクターに関する。 In another embodiment, the present invention provides an accessory function that can support efficient recombinant AAV (rAAV) virion production in an appropriate host cell and lacks at least one adenovirus late gene region. Molecules and vectors containing the nucleic acid molecules.
別の局面において、本発明は、多数のヌクレオチド配列(アデノウイルスVA RNAを提供する配列、アデノウイルスE4コード領域を含む配列、およびアデノウイルスのE2aのコード領域を含む配列を含む)を含むベクターに関する。 In another aspect, the invention relates to a vector comprising a number of nucleotide sequences, including sequences that provide adenoviral VA RNA, sequences that include an adenoviral E4 coding region, and sequences that include the coding region of adenoviral E2a. .
本発明のさらに別の局面において、アデノウイルスVA RNAを提供する配列、アデノウイルスE4コード領域を含む配列、アデノウイルスE2aコード領域を含む配列、ならびにアデノウイルスのE1aおよびE1bコード領域を含む配列を含むベクターが提供される。 In yet another aspect of the invention, comprising a sequence that provides an adenoviral VA RNA, a sequence that includes an adenoviral E4 coding region, a sequence that includes an adenoviral E2a coding region, and a sequence that includes an adenoviral E1a and E1b coding region. A vector is provided.
本発明の別の実施態様において、rAAVビリオン産生のための補助機能系が提供され、ここでこの系は適切な宿主細胞において効率的なAAVビリオン産生を支持するために適切な補助機能成分を提供する、多数の補助機能ベクターを含む。 In another embodiment of the invention, an accessory function system for rAAV virion production is provided, wherein the system provides suitable accessory function components to support efficient AAV virion production in a suitable host cell. A number of auxiliary function vectors.
本発明のなお別の実施態様において、rAAVビリオンを産生するための方法が提供される。この方法は、一般に、(1)適切な宿主細胞にAAVベクターを導入する工程;(2)この細胞にAAVヘルパー構築物を導入する工程であって、ここでこのヘルパー構築物が、AAVベクターから欠失しているAAVヘルパー機能を補完するために宿主細胞において発現され
得る工程;(3)宿主細胞に1つ以上の補助機能ベクターを導入する工程であって、ここで1つ以上の補助機能ベクターは宿主細胞において効率的なrAAVビリオン産生を支持し得る補助機能を提供する工程;および(4)rAAVビリオンを産生する細胞を培養する工程、を包含する。
In yet another embodiment of the invention, a method for producing rAAV virions is provided. This method generally involves (1) introducing an AAV vector into an appropriate host cell; (2) introducing an AAV helper construct into the cell, wherein the helper construct is deleted from the AAV vector. A step capable of being expressed in a host cell to complement the AAV helper function being performed; (3) introducing one or more auxiliary function vectors into the host cell, wherein the one or more auxiliary function vectors are Providing an auxiliary function capable of supporting efficient rAAV virion production in the host cell; and (4) culturing the cell producing the rAAV virion.
さらなる実施態様において、本発明の方法によって産生される組換えAAVビリオンもまた提供される。 In a further embodiment, recombinant AAV virions produced by the methods of the invention are also provided.
本発明のこれらの、および他の実施態様は、本明細書中における開示を考慮して当業者に容易に理解される。 These and other embodiments of the invention will be readily apparent to those skilled in the art in view of the disclosure herein.
発明の詳細な説明
本発明の実施は、他に示さない限り、当該分野の技術範囲内のウイルス学、微生物学、分子生物学、および組換えDNA技法の従来の方法を用いる。このような技術は、文献に十
分に説明されている。例えば、Sambrookら Molecular Cloning: A Laboratory Manual (最新版);DNACloning: A Practical Approach, 第I巻および第II巻(D. Glover編);Oligonucleotide Synthesis(N. Gait編、最新版);Nucleic Acid Hybridization (B. HamesおよびS. Higgins編、最新版);Transcriptionand Translation (B.HamesおよびS. Higgins編、最新版);CRC Handbook of Parvoviruses, 第I巻および第II巻(P. Tijessen編);Fundamental Virology、第2版, 第I巻および第II巻 (B.N. FieldsおよびD.M. Knipe編)を参照のこと。
Detailed Description of the Invention The practice of the present invention, unless otherwise indicated, uses conventional methods of virology, microbiology, molecular biology, and recombinant DNA techniques within the skill of the art. Such techniques are explained fully in the literature. For example, Sambrook et al. Molecular Cloning: A Laboratory Manual (latest edition); DNACloning: A Practical Approach, Volumes I and II (Edited by D. Glover); Oligonucleotide Synthesis (Edited by N. Gait, updated edition); Nucleic Acid Hybridization (B. Hames and S. Higgins, latest edition); Transcriptionand Translation (B. Hames and S. Higgins, latest edition); CRC Handbook of Parvoviruses, Volumes I and II (P. Tijessen); Fundamental See Virology, 2nd Edition, Volume I and Volume II (BN Fields and DM Knipe).
本明細書および添付の請求の範囲で使用される場合、単数形の「a」、「an」、および「the」は、その内容が明らかに他を指図しない限り、複数の言及を含む。 As used herein and in the appended claims, the singular forms “a”, “an”, and “the” include plural references unless the content clearly dictates otherwise.
A.定義
本発明の記載において、以下の用語が用いられ、そして以下に示すように定義されることが意図される。
A. Definitions In describing the present invention, the following terms will be used, and are intended to be defined as indicated below.
「遺伝子移入」または「遺伝子送達」は、宿主細胞中に外来DNAを確実に挿入するための方法または系をいう。このような方法は、組み込まれていない移入されたDNAの一過性発現、移入されたレプリコン(例えば、エピソーム)の染色体外複製および発現、または宿主細胞のゲノムDNA中への移入された遺伝物質の組込みを生じ得る。遺伝子移入は、後天性疾患および遺伝性疾患の処置のための独特のアプローチを提供する。多数の系が、哺乳動物細胞中への遺伝子移入のために開発されている。例えば、米国特許第5,399,346号
を参照のこと。
“Gene transfer” or “gene delivery” refers to a method or system for reliably inserting foreign DNA into a host cell. Such methods include transient expression of non-integrated transferred DNA, extrachromosomal replication and expression of transferred replicons (eg, episomes), or transferred genetic material into the genomic DNA of the host cell. Can result in the incorporation of. Introgression provides a unique approach for the treatment of acquired and inherited diseases. A number of systems have been developed for gene transfer into mammalian cells. See, for example, US Pat. No. 5,399,346.
「ベクター」により、プラスミド、ファージ、トランスポゾン、コスミド、染色体、ウイルス、ビリオンなどのような、任意の遺伝子エレメントが意味され、これは、適正な制御エレメントに伴われる場合に複製可能であり、そして細胞間で遺伝子配列を移行させ得る。従って、この用語はクローニングビヒクルおよび発現ビヒクル、ならびにウイルスベクターを包含する。 By “vector” is meant any genetic element, such as a plasmid, phage, transposon, cosmid, chromosome, virus, virion, etc., that is replicable when accompanied by the appropriate control elements, and cell Gene sequences can be transferred between. The term thus encompasses cloning and expression vehicles, as well as viral vectors.
「アデノ随伴ウイルス逆方向末端反復配列」または「AAV ITR」により、AAVゲノムの各末端で見出される当該分野で認識される領域が意味され、これは、一緒にシスで、DNAの複製起点としておよびウイルスのためのパッケージングシグナルとして機能する。AAVITRは、AAV repコード領域と一緒に、哺乳動物細胞ゲノムからの効率的な切り出しおよびレスキュー、ならびに2つの隣接するITR間にはさまれたヌクレオチド配列の哺乳動物細胞ゲノムへの組込みを提供する。 By “adeno-associated virus inverted terminal repeat” or “AAV ITR” is meant an art-recognized region found at each end of the AAV genome, together in cis, as a DNA origin of replication and Serves as a packaging signal for viruses. AAVITR, together with the AAV rep coding region, provides efficient excision and rescue from the mammalian cell genome and integration of the nucleotide sequence between two adjacent ITRs into the mammalian cell genome.
AAV ITR領域のヌクレオチド配列は公知である。例えば、AAV-2配列については、Kotin,R.M. (1994) Human Gene Therapy5:793-801;Berns, K.I.「パルボウイルス科およびその複製」Fundamental Virology、第2版、(B.N.FieldsおよびD.M. Knipe編)を参照のこと。本明細書中で使用される場合、「AAV ITR」は、示される野生型ヌクレオチド配列を有する必要はなく、例えば、ヌクレオチドの挿入、欠失、または置換によって改変され得る。さらに、AAVITRは、AAV-1、AAV-2、AAV-3、AAV-4、AAV-5、AAVX7などを含むがそれらに限定されない、任意のいくつかのAAV血清型に由来し得る。さらに、AAVベクターにおいて、選択されたヌクレオチド配列に隣接する5'および3'ITRは、それらが意図するように、すなわち、宿主細胞ゲノムまたはベクターからの目的の配列の切り出しおよびレスキューを可能にするように、ならびにAAVRep遺伝子産物が細胞中に存在する場合にレシピエント細胞ゲノム中への異種配列の組込みを可能にするように機能する限り、必ずしも同じAAV血清型もしくは単離株と同一であるかまたはそれに由来する必要はない。 The nucleotide sequence of the AAV ITR region is known. For example, for the AAV-2 sequence, see Kotin, RM (1994) Human Gene Therapy 5 : 793-801; Berns, KI "Parvoviridae and its Replication" Fundamental Virology, 2nd Edition, (BNFields and DM Knipe). See As used herein, an “AAV ITR” need not have the wild-type nucleotide sequence shown, but can be modified, for example, by nucleotide insertions, deletions, or substitutions. Furthermore, AAVITR can be derived from any of several AAV serotypes, including but not limited to AAV-1, AAV-2, AAV-3, AAV-4, AAV-5, AAVX7 and the like. In addition, in AAV vectors, the 5 ′ and 3 ′ ITRs adjacent to the selected nucleotide sequence will allow for the excision and rescue of the sequence of interest from the host cell genome or vector as they are intended. As long as it functions to allow integration of heterologous sequences into the recipient cell genome when the AAVRep gene product is present in the cell, or is necessarily identical to the same AAV serotype or isolate, or There is no need to derive from it.
「AAV repコード領域」により、ウイルスゲノムを複製させるために、および潜在的感染の間の宿主ゲノムへのウイルスゲノムの挿入のために集合的に必要とされるウイルスの複製タンパク質をコードする、当該分野で認識される、AAVゲノムの領域、またはその機能的ホモログ(例えば、AAV-2DNA複製を媒介することも知られているヒトヘルペスウイルス6(HHV-6)rep遺伝子(Thomsonら(1994) Virology 204:304-311))が意味される。従って、repコード領域は、AAVRep 78およびRep 68(「長形態のRep」)、ならびにRep52およびRep 40(「短形態のRep」)、またはその機能的ホモログをコードする遺伝子を少なくとも含む。AAVrepコード領域のさらなる記載については、例えば、Muzyczka,N. (1992) Current Topics in Microbiol. and Immunol. 158:97-129;およびKotin,R.M. (1994) Human Gene Therapy 5:793-801を参照のこと。本明細書中で使用する場合、repコード領域は、上記のAAV血清型のような任意のウイルス血清型に由来し得る。この領域は野生型遺伝子のすべてを含む必要はなく、適切なレシピエント細胞中で発現される場合に、存在するrep遺伝子が十分な組み込み機能を提供する限り、例えば、ヌクレオチドの挿入、欠失、または置換によって改変され得る。 "AAV rep coding region" encodes a viral replication protein that is collectively required to replicate the viral genome and for insertion of the viral genome into the host genome during potential infection A recognized region of the AAV genome, or a functional homologue thereof (eg, the human herpesvirus 6 (HHV-6) rep gene that is also known to mediate AAV-2 DNA replication (Thomson et al. (1994) Virology 204 : 304-311)). Thus, the rep coding region includes at least genes encoding AAVRep 78 and Rep 68 (“long form Rep”), and Rep52 and Rep 40 (“short form Rep”), or functional homologues thereof. For further description of the AAVrep coding region, see, eg, Muzyczka, N. (1992) Current Topics in Microbiol. And Immunol. 158 : 97-129; and Kotin, RM (1994) Human Gene Therapy 5 : 793-801. thing. As used herein, the rep coding region can be derived from any viral serotype, such as the AAV serotype described above. This region need not include all of the wild type gene, as long as the rep gene present provides sufficient integration function when expressed in an appropriate recipient cell, for example, nucleotide insertions, deletions, Or it can be modified by substitution.
「AAV capコード領域」により、ウイルスゲノムをパッケージングするために集合的に必要とされる、ウイルスのコートタンパク質をコードする、AAVゲノムの当該分野で認識される領域が意味される。従って、capコード領域は、コートタンパク質VP1、VP2、およびVP3をコードする遺伝子を少なくとも含む。capコード領域のさらなる記載については、例えば、Muzyczka,N.(1992) Current Topics in Microbiol. and Immunol. 158:97-129;およびKotin,R.M.(1994) Human Gene Therapy 5:793-801を参照のこと。本明細書中で使用される場合、AAV capコード領域は、上記のように、任意のAAV血清型に由来し得る。この領域は野生型cap遺伝子のすべてを含む必要はなく、AAVベクターとともに宿主細胞中に存在する場合に遺伝子が十分なパッケージング機能を提供する限り、例えば、ヌクレオチドの挿入、欠失、または置換によって改変され得る。 By “AAV cap coding region” is meant an art-recognized region of the AAV genome that encodes the viral coat protein that is collectively required to package the viral genome. Accordingly, the cap coding region includes at least genes encoding the coat proteins VP1, VP2, and VP3. For further description of the cap coding region, see, eg, Muzyczka, N. (1992) Current Topics in Microbiol. and Immunol. 158 : 97-129; and Kotin, RM (1994) Human Gene Therapy 5 : 793-801. thing. As used herein, the AAV cap coding region can be derived from any AAV serotype, as described above. This region need not include all of the wild-type cap gene, as long as the gene provides sufficient packaging function when present in a host cell with an AAV vector, for example, by nucleotide insertion, deletion, or substitution. Can be modified.
「AAVベクター」により、AAV-1、AAV-2、AAV-3、AAV-4、AAV-5、AAVX7などを含むがそれらに限定されないアデノ随伴ウイルス血清型に由来するベクターが意味される。AAVベクターは、全体または一部が欠失した1つ以上のAAV野生型遺伝子、好ましくはrepおよび/またはcap遺伝子を有し得るが、機能的な隣接するITR配列を保持し得る。機能的ITR配列は、AAVビリオンのレスキュー、複製、およびパッケージングのために必要である。従って、AAVベクターは、ウイルスの複製およびパッケージングのためにシスで必要とされるこれらの配列(例えば、機能的ITR)を少なくとも含むことが、本明細書中で定義される。ITRは、野生型ヌクレオチド配列である必要はなく、そして、配列が機能的なレスキュー、複製、およびパッケージングを提供する限り、例えば、ヌクレオチドの挿入、欠失、または置換によって変更され得る。 By “AAV vector” is meant a vector derived from an adeno-associated virus serotype, including but not limited to AAV-1, AAV-2, AAV-3, AAV-4, AAV-5, AAVX7, and the like. An AAV vector may have one or more AAV wild type genes, preferably rep and / or cap genes, deleted in whole or in part, but may retain functional flanking ITR sequences. Functional ITR sequences are required for AAV virion rescue, replication, and packaging. Thus, an AAV vector is defined herein to include at least those sequences that are required in cis for viral replication and packaging (eg, a functional ITR). The ITR need not be a wild-type nucleotide sequence and can be altered, for example, by nucleotide insertions, deletions, or substitutions, as long as the sequence provides functional rescue, replication, and packaging.
「AAVヘルパー機能」は、発現されて、次に増殖性AAV複製のためにトランスで機能するAAV遺伝子産物を提供し得るAAV由来コード配列をいう。従って、AAVヘルパー機能は、主要なAAVオープンリーディングフレーム(ORF)(repおよびcap)の両方を含む。Rep発現産物は、とりわけ:AAVのDNA複製起点の認識、結合、およびニッキング;DNAヘリカーゼ活性;ならびにAAV(または他の異種の)プロモーターからの転写の調節を含む、多くの機能を有することが示されている。Cap発現産物は、必要なパッケージング機能を供給する。AAVヘルパー機能は、本明細書中では、AAVベクターから失われているAAV機能を、トランスで相補することに使用される。 “AAV helper function” refers to an AAV-derived coding sequence that can be expressed and then provide an AAV gene product that functions in trans for proliferative AAV replication. Thus, the AAV helper function includes both major AAV open reading frames (ORF) (rep and cap). Rep expression products have been shown to have many functions including, among others: AAV DNA origin of replication recognition, binding, and nicking; DNA helicase activity; and regulation of transcription from AAV (or other heterologous) promoters Has been. The Cap expression product provides the necessary packaging functions. AAV helper function is used herein to complement in trans the AAV function that is missing from the AAV vector.
用語「AAVヘルパー構築物」は、一般に、目的のヌクレオチド配列の送達のための形質導入ベクターを産生するために使用される、AAVベクターから欠失したAAV機能を提供するヌクレオチド配列を含む核酸分子をいう。AAVヘルパー構築物は、一般に、溶菌性AAV複製に必要である、失われているAAV機能を相補するためにAAVrepおよび/またはcap遺伝子の一過性発現を提供するために使用される;しかし、ヘルパー構築物は、AAVITRを欠き、そしてそれ自体複製もパッケージングもし得ない。AAVヘルパー構築物は、プラスミド、ファージ、トランスポゾン、コスミド、ウイルス、またはビリオンの形態であり得る。多くのAAVヘルパー構築物が記載されている(例えば、RepおよびCap発現産物の両方をコードする一般に使用されるプラスミドpAAV/AdおよびpIM29+45)。例えば、Samulskiら(1989)J. Virol. 63:3822-3828;およびMcCartyら (1991) J. Virol. 65:2936-2945を参照のこと。Repおよび/またはCap発現産物をコードする多くの他のベクターが記載されている。例えば、米国特許第5,139,941号を参照のこと。 The term “AAV helper construct” refers to a nucleic acid molecule comprising a nucleotide sequence that provides AAV function deleted from an AAV vector, generally used to produce a transduction vector for delivery of the nucleotide sequence of interest. . AAV helper constructs are generally used to provide transient expression of AAVrep and / or cap genes to complement the missing AAV function that is required for lytic AAV replication; The construct lacks AAVITR and cannot replicate or package itself. The AAV helper construct can be in the form of a plasmid, phage, transposon, cosmid, virus, or virion. A number of AAV helper constructs have been described (eg, commonly used plasmids pAAV / Ad and pIM29 + 45 encoding both Rep and Cap expression products). See, for example, Samulski et al. (1989) J. Virol. 63 : 3822-3828; and McCarty et al. (1991) J. Virol. 65 : 2936-2945. Many other vectors encoding Rep and / or Cap expression products have been described. See, for example, US Pat. No. 5,139,941.
用語「補助機能(accessory function)」は、AAVがその複製のために依存する、非AAV由来ウイルス性および/または細胞性機能をいう。従って、この用語は、AAV複製のために必要とされるタンパク質およびRNA(AAV遺伝子転写の活性化、時期特異的AAVmRNAスプライシング、AAV DNA複製、Cap発現産物の合成およびAAVキャプシドアセンブリに関与する部分を含む)を捕らえる。ウイルスに基づく補助機能は、アデノウイルス、ヘルペスウイルス(1型単純ヘルペスウイルス以外)およびワクシニアウイルスのような任意の公知のヘルパーウイルスに由来し得る。 The term “accessory function” refers to non-AAV derived viral and / or cellular functions on which AAV depends for its replication. Thus, the term refers to the proteins and RNA required for AAV replication (parts involved in AAV gene transcription activation, time-specific AAV mRNA splicing, AAV DNA replication, Cap expression product synthesis and AAV capsid assembly). (Including). Virus-based auxiliary functions can be derived from any known helper virus such as adenovirus, herpes virus (other than herpes simplex virus type 1) and vaccinia virus.
例えば、アデノウイルス由来補助機能は広く研究されており、そして補助機能に関与する多数のアデノウイルス遺伝子が同定され、そして部分的に特徴付けられている。例えば、Carter,B.J. (1990)「アデノ随伴ウイルスヘルパー機能」CRC Handbook of Parvoviruses、第I巻(P.Tijssen編)、およびMuzyczka,N. (1992) Curr. Topics. Microbiol. and Immun. 158:97-129を参照のこと。詳細には、初期アデノウイルス遺伝子領域E1a、E2a、E4、VAIRNAおよびおそらくE1bは、補助プロセスに関与すると考えられている。Janikら、(1981)Proc. Natl. Acad. Sci. USA 78:1925-1929。ヘルペスウイルス由来補助機能は、記載されている。例えば、Youngら、(1979)Prog.Med. Virol. 25:113を参照のこと。ワクシニアウイルス由来補助機能もまた記載されている。例えば、Carter,B.J.(1990)、前出、Schlehoferら、(1986) Virology 152:110-117を参照のこと。 For example, adenovirus-derived auxiliary functions have been extensively studied, and a number of adenoviral genes involved in auxiliary functions have been identified and partially characterized. For example, Carter, BJ (1990) “Adeno-associated virus helper function” CRC Handbook of Parvoviruses, Volume I (Edited by P. Tijssen), and Muzyczka, N. (1992) Curr. Topics. Microbiol. And Immun. 158 : 97 See -129. Specifically, the early adenovirus gene regions E1a, E2a, E4, VAIRNA and possibly E1b are thought to be involved in the auxiliary process. Janik et al. (1981) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 78 : 1925-1929. Herpesvirus-derived auxiliary functions have been described. See, for example, Young et al. (1979) Prog. Med. Virol. 25 : 113. A vaccinia virus-derived auxiliary function has also been described. See, for example, Carter, BJ (1990), supra, Schlehofer et al. (1986) Virology 152 : 110-117.
用語「補助機能ベクター」は、一般に、補助機能を提供するヌクレオチド配列を含む核酸分子をいう。補助機能ベクターは、適切な宿主細胞中にトランスフェクトされ得、ここで次いでベクターは、宿主細胞におけるAAVビリオン産生を支持し得る。天然に存在するままの感染性ウイルス粒子(例えば、アデノウイルス、ヘルペスウイルスまたはワクシニアウイルス粒子)は、明白にこの用語から排除される。従って、補助機能ベクターは、プラスミド、ファージ、トランスポゾンまたはコスミドの形態であり得る。 The term “auxiliary function vector” generally refers to a nucleic acid molecule comprising a nucleotide sequence that provides an auxiliary function. Auxiliary function vectors can be transfected into a suitable host cell, where the vector can then support AAV virion production in the host cell. Infectious viral particles that remain naturally occurring (eg, adenovirus, herpes virus or vaccinia virus particles) are expressly excluded from this term. Thus, the accessory function vector can be in the form of a plasmid, phage, transposon or cosmid.
「効率的なrAAVビリオン産生を支持し得る」により、宿主細胞のアデノウイルスヘルパーウイルスでの感染に際して得られ得るレベルと実質的に等価なまたはそれより高いレベルで、特定の宿主細胞におけるrAAVビリオン産生を相補するに十分である補助機能を提供する、補助機能ベクターまたは系の能力をいう。従って、効率的なrAAVビリオン産生を支持する、補助機能ベクターまたは系の能力は、補助ベクターまたは系を使用して得られるrAAVビリオン力価を、感染性アデノウイルスでの感染を使用して得られる力価と比較することにより決定され得る。より特定すると、等価な数の宿主細胞から得られるビリオンの量が、アデノウイルス感染を使用して得られる量の約200分の1以上、より好ましくは約100分の1以上、そして最も好ましくはアデノウイルス感染を使用して得られる量に等しいかまたはそれより多い場合、補助機能ベクターまたは系は、感染性アデノウイルスを使用して得られると実質的に同一またはそれより多い効率的なrAAVビリオン産生を支持する。 By “can support efficient rAAV virion production”, rAAV virion production in a particular host cell at a level substantially equivalent to or higher than that obtainable upon infection of the host cell with an adenovirus helper virus. Refers to the ability of an auxiliary function vector or system to provide an auxiliary function that is sufficient to complement. Thus, the ability of accessory function vectors or systems to support efficient rAAV virion production is obtained using rAAV virion titers obtained using accessory vectors or systems using infection with infectious adenoviruses. It can be determined by comparing with the titer. More particularly, the amount of virions obtained from an equivalent number of host cells is about 1/200 or more, more preferably about 1/100 or more, and most preferably the amount obtained using an adenovirus infection. When equal to or greater than the amount obtained using adenoviral infection, the accessory function vector or system is substantially the same or more efficient rAAV virion as obtained using infectious adenovirus. Support production.
「組換えウイルス」により、例えば、粒子中への異種核酸構築物の付加または挿入によって、遺伝子的に改変されているウイルスが意味される。 By “recombinant virus” is meant a virus that has been genetically modified, eg, by the addition or insertion of a heterologous nucleic acid construct into the particle.
「AAVビリオン」により、野生型(wt)AAVウイルス粒子(AAVキャプシドタンパク質コートと結合した直鎖状、一本鎖AAV核酸ゲノムを含む)のような完全なウイルス粒子が意味される。これに関して、いずれかの相補的センス(sense)の一本鎖AAV核酸分子(例えば、「センス」鎖または「アンチセンス」鎖)は、任意の1つのAAVビリオンにパッケージされ得、そして両鎖は等しく感染性である。 By “AAV virion” is meant a complete viral particle, such as a wild-type (wt) AAV viral particle (including a linear, single-stranded AAV nucleic acid genome combined with an AAV capsid protein coat). In this regard, any complementary sense single-stranded AAV nucleic acid molecule (eg, a “sense” strand or an “antisense” strand) can be packaged in any one AAV virion, and both strands are Equally infectious.
「組換えAAVビリオン」または「rAAVビリオン」は、本明細書中では、両側においてAAVITRにより隣接される、目的の異種ヌクレオチド配列を包膜するAAVタンパク質外皮から構成される感染性、複製欠損性ウイルスとして定義される。rAAVビリオンは、その中に導入されたAAVベクター、AAVヘルパー機能および補助機能を有している適切な宿主細胞において産生される。この方法において、宿主細胞は、AAVベクター(目的の組換えヌクレオチド配列を含む)をその後の遺伝子送達のための感染性組換えビリオン粒子中にパッケージングするために必要とされるAAVポリペプチドをコードし得るようにされる。 A “recombinant AAV virion” or “rAAV virion” as used herein is an infectious, replication-deficient virus composed of an AAV protein coat enveloped by a heterologous nucleotide sequence of interest flanked by AAVITR on both sides Is defined as rAAV virions are produced in a suitable host cell having the AAV vector, AAV helper function and auxiliary functions introduced therein. In this method, the host cell encodes the AAV polypeptide required to package the AAV vector (containing the desired recombinant nucleotide sequence) into infectious recombinant virion particles for subsequent gene delivery. To be able to.
用語「トランスフェクション」は、細胞による外来DNAの取り込みをいうように使用され、そして外因性DNAが細胞膜の内側に導入されている場合に、細胞は「トランスフェクト」されている。多くのトランスフェクション技術が当該分野で一般に公知である。例えば、Grahamら(1973)Virology, 52:456、Sambrookら (1989) Molecular Cloning, a laboratorymanual,Cold Spring Harbor Laboratories, New York、Davisら (1986) Basic MethodsinMolecular Biology, Elsevier、およびChuら (1981) Gene 13:197を参照のこと。このような技術は、適切な宿主細胞中に、1つ以上の外因性DNA部分(例えば、ヌクレオチド組み込みベクターおよびその他の核酸分子)を導入するために使用され得る。 The term “transfection” is used to refer to the uptake of foreign DNA by a cell, and a cell is “transfected” when exogenous DNA has been introduced inside the cell membrane. Many transfection techniques are generally known in the art. For example, Graham et al. (1973) Virology, 52 : 456, Sambrook et al. (1989) Molecular Cloning, a laboratory manual, Cold Spring Harbor Laboratories, New York, Davis et al. (1986) Basic Methods in Molecular Biology, Elsevier, and Chu et al. (1981) Gene. See 13 : 197. Such techniques can be used to introduce one or more exogenous DNA moieties (eg, nucleotide integration vectors and other nucleic acid molecules) into suitable host cells.
用語「宿主細胞」は、AAVヘルパー構築物、AAVベクタープラスミド、補助機能ベクター、または他の移入DNAのレシピエントとして使用され得る、または使用されている、例えば、微生物、酵母細胞、昆虫細胞、および哺乳動物細胞を示す。この用語は、トランスフェクトされた元の細胞の子孫を含む。従って、本明細書中で使用される場合、「宿主細胞」は、一般に、外因性DNA配列でトランスフェクトされている細胞をいう。単一の親細胞の子孫が、自然の変異、偶発的な変異、または故意の変異によって、元の親と形態においてまたはゲノムDNA相補(complement)もしくは全DNA相補において必ずしも完全に同一でなくてもよいことが理解される。 The term “host cell” can be used or used as a recipient of AAV helper constructs, AAV vector plasmids, accessory function vectors, or other transfer DNA, eg, microorganisms, yeast cells, insect cells, and mammals. Animal cells are shown. The term includes the progeny of the original cell that has been transfected. Thus, as used herein, “host cell” generally refers to a cell that has been transfected with an exogenous DNA sequence. Even if the progeny of a single parent cell are not necessarily completely identical in form or with genomic DNA complement or total DNA complementation, due to natural, accidental, or deliberate mutations It is understood that it is good.
本明細書で使用される場合、用語「細胞株」は、インビトロにおける連続的または延長された増殖および分裂が可能である細胞の集団をいう。しばしば、細胞株は、単一の始原細胞に由来するクローン性集団である。自発的な変化または誘導された変化が、このようなクローン性集団の貯蔵または移入の間に、核型において生じ得ることは、当該分野でさらに公知である。それゆえ、言及される細胞株に由来する細胞は、先祖細胞または先祖培養物と正確に同一でなくてもよく、そして言及される細胞株はこのような変異体を含む。 As used herein, the term “cell line” refers to a population of cells capable of continuous or prolonged growth and division in vitro. Often cell lines are clonal populations derived from a single progenitor cell. It is further known in the art that spontaneous or induced changes can occur in karyotypes during storage or transfer of such clonal populations. Thus, cells derived from the cell line referred to may not be exactly the same as the ancestral cell or culture, and the cell line referred to includes such variants.
用語「異種」は、コード配列および制御配列のような核酸配列に関する場合、通常は一緒には連結されていない、および/または通常は特定の細胞に伴われていない配列を示す。従って、核酸構築物またはベクターの「異種」領域は、天然では他の分子に結合して見出されない別の核酸分子の内の、またはこれに結合した核酸のセグメントである。例えば、核酸構築物の異種領域は、天然ではコード配列に結合して見出されない配列により隣接されるコード配列を含み得る。異種コード配列の別の例は、コード配列自体が天然では見出されない構築物である(例えば、天然の遺伝子とは異なるコドンを有する合成配列)。同様に、細胞中に通常には存在しない構築物で形質転換された細胞は、本発明の目的のために異種であると考えられる。対立遺伝子変異または天然に生じる変異事象は、本明細書で使用される場合、異種DNAを生じない。 The term “heterologous” refers to sequences that are not normally linked together and / or are not normally associated with a particular cell, when referring to nucleic acid sequences such as coding and regulatory sequences. Thus, a “heterologous” region of a nucleic acid construct or vector is a segment of nucleic acid within or bound to another nucleic acid molecule that is not found in association with other molecules in nature. For example, a heterologous region of a nucleic acid construct can include a coding sequence that is flanked by sequences that are not found in nature linked to the coding sequence. Another example of a heterologous coding sequence is a construct in which the coding sequence itself is not found in nature (eg, a synthetic sequence having codons different from the natural gene). Similarly, cells transformed with constructs not normally present in the cell are considered heterogeneous for the purposes of the present invention. Allelic variation or naturally-occurring mutational events as used herein do not give rise to heterologous DNA.
「コード配列」または特定のタンパク質を「コードする」配列は、適切な調節配列の制御下におかれる場合、インビトロまたはインビボにおいて転写され(DNAの場合)そしてポリペプチドに翻訳される(mRNAの場合)核酸配列である。コード配列の境界は、5'(アミノ)末端における開始コドンおよび3'(カルボキシ)末端における翻訳終止コドンによって決定される。コード配列は、原核生物または真核生物のmRNA由来のcDNA、原核生物または真核生物のDNA由来のゲノムDNA配列、および合成DNA配列さえも含み得るが、これらに限定されない。転写終結配列は、通常、コード配列の3'側に位置する。 A “coding sequence” or a sequence that “encodes” a particular protein is transcribed in vitro or in vivo (in the case of DNA) and translated into a polypeptide (in the case of mRNA) when placed under the control of appropriate regulatory sequences. ) Nucleic acid sequence. The boundaries of the coding sequence are determined by a start codon at the 5 ′ (amino) terminus and a translation stop codon at the 3 ′ (carboxy) terminus. A coding sequence can include, but is not limited to, cDNA from prokaryotic or eukaryotic mRNA, genomic DNA sequences from prokaryotic or eukaryotic DNA, and even synthetic DNA sequences. A transcription termination sequence will usually be located 3 'to the coding sequence.
「核酸」配列は、DNAまたはRNA配列をいう。この用語は、以下のような、しかしそれらに限定されない任意の公知のDNAおよびRNAの塩基アナログを含む配列を捕らえる:4-アセチルシトシン、8-ヒドロキシ-N6-メチルアデノシン、アジリジニルシトシン、シュードイソシトシン、5-(カルボキシヒドロキシメチル)ウラシル、5-フルオロウラシル、5-ブロモウラシル、5-カルボキシメチルアミノメチル-2-チオウラシル、5-カルボキシメチルアミノメチルウラシル、ジヒドロウラシル、イノシン、N6-イソペンテニルアデニン、1-メチルアデニン、1-メチルシュードウラシル、1-メチルグアニン、1-メチルイノシン、2,2-ジメチルグアニン、2-メチルアデニン、2-メチルグアニン、3-メチルシトシン、5-メチルシトシン、N6-メチルアデニン、7-メチルグアニン、5-メチルアミノメチルウラシル、5-メトキシ-アミノメチル-2-チオウラシル、β-D-マンノシルキューオシン、5'-メトキシカルボニルメチルウラシル、5-メトキシウラシル、2-メチルチオ-N6-イソペンテニルアデニン、ウラシル-5-オキシ酢酸メチルエステル、ウラシル-5-オキシ酢酸、オキシブトキソシン、シュードウラシル、キューオシン、2-チオシトシン、5-メチル-2-チオウラシル、2-チオウラシル、4-チオウラシル、5-メチルウラシル、N-ウラシル-5-オキシ酢酸メチルエステル、ウラシル-5-オキシ酢酸、シュードウラシル、キューオシン、2-チオシトシン、お
よび2,6-ジアミノプリン。
A “nucleic acid” sequence refers to a DNA or RNA sequence. This term captures sequences including any known DNA and RNA base analogs, including but not limited to: 4-acetylcytosine, 8-hydroxy-N6-methyladenosine, aziridinylcytosine, pseudo Isocytosine, 5- (carboxyhydroxymethyl) uracil, 5-fluorouracil, 5-bromouracil, 5-carboxymethylaminomethyl-2-thiouracil, 5-carboxymethylaminomethyluracil, dihydrouracil, inosine, N6-isopentenyladenine 1-methyl adenine, 1-methyl pseudouracil, 1-methyl guanine, 1-methyl inosine, 2,2-dimethyl guanine, 2-methyl adenine, 2-methyl guanine, 3-methyl cytosine, 5-methyl cytosine, N6 -Methyladenine, 7-methylguanine, 5-methylaminomethyluracil, 5-methoxy-amino Methyl-2-thiouracil, β-D-mannosylcuosin, 5′-methoxycarbonylmethyluracil, 5-methoxyuracil, 2-methylthio-N6-isopentenyladenine, uracil-5-oxyacetic acid methyl ester, uracil-5- Oxyacetic acid, oxybutoxocin, pseudouracil, cueosine, 2-thiocytosine, 5-methyl-2-thiouracil, 2-thiouracil, 4-thiouracil, 5-methyluracil, N-uracil-5-oxyacetic acid methyl ester, uracil -5-oxyacetic acid, pseudouracil, cueosine, 2-thiocytosine, and 2,6-diaminopurine.
用語DNA「制御配列」は、プロモーター配列、ポリアデニル化シグナル、転写終結配列、上流調節ドメイン、複製起点、内部リボソーム侵入部位(「IRES」)、エンハンサーなどを集合的にいい、これらはレシピエント細胞におけるコード配列の複製、転写、および翻訳を集合的に提供する。選択されたコード配列が適切な宿主細胞において複製、転写、および翻訳され得る限り、これらの制御配列のすべてが常に存在する必要はない。 The term DNA “regulatory sequence” refers collectively to promoter sequences, polyadenylation signals, transcription termination sequences, upstream regulatory domains, origins of replication, internal ribosome entry sites (“IRES”), enhancers, etc., that are present in recipient cells. Collectively provides replication, transcription, and translation of the coding sequence. All of these control sequences need not always be present so long as the chosen coding sequence can be replicated, transcribed and translated in a suitable host cell.
用語「プロモーター領域」は、DNA調節配列を含むヌクレオチド領域をいうためのその普通の意味で本明細書において使用され、ここで、調節配列は、RNAポリメラーゼを結合し得、そして下流(3'方向)のコード配列の転写を開始し得る遺伝子に由来する。 The term “promoter region” is used herein in its ordinary sense to refer to a nucleotide region comprising a DNA regulatory sequence, where the regulatory sequence is capable of binding RNA polymerase and downstream (3 ′ direction). ) From the gene capable of initiating transcription of the coding sequence.
「作動可能に連結」は、そのように記載される成分がそれらの通常の機能を実行するように配置されるエレメントの配置をいう。従って、コード配列に作動可能に連結された制御配列は、コード配列の発現をもたらし得る。制御配列は、それがその発現を指示するように機能する限り、コード配列と隣接している必要はない。従って、例えば、介在する翻訳されないが転写される配列が、プロモーター配列とコード配列との間に存在し得、そしてこのプロモーター配列は、なお、コード配列に「作動可能に連結」されていると考えられ得る。 “Operably linked” refers to an arrangement of elements in which the components so described are arranged to perform their normal function. Thus, a control sequence operably linked to a coding sequence can result in the expression of the coding sequence. A control sequence need not be contiguous with the coding sequence, so long as it functions to direct its expression. Thus, for example, an intervening untranslated but transcribed sequence can exist between a promoter sequence and a coding sequence, and this promoter sequence is still considered “operably linked” to the coding sequence. Can be.
ヌクレオチド配列に言及する場合、「単離された」により、示される分子が、同じタイプの他の生物学的巨大分子の実質的な非存在下で存在することが意味される。従って、「特定のポリペプチドをコードする単離された核酸分子」は、対象のポリペプチドをコードしない他の核酸分子を実質的に含まない核酸分子をいう;しかし、この分子は、組成物の基本的特徴に有害な影響を与えないいくらかのさらなる塩基または部分を含み得る。 When referring to a nucleotide sequence, “isolated” means that the indicated molecule is present in the substantial absence of other biological macromolecules of the same type. Thus, an “isolated nucleic acid molecule that encodes a particular polypeptide” refers to a nucleic acid molecule that is substantially free of other nucleic acid molecules that do not encode a polypeptide of interest; It may contain some additional bases or moieties that do not adversely affect the basic characteristics.
本出願を通して特定の核酸分子におけるヌクレオチド配列の相対位置を記載する目的のために、例えば、特定のヌクレオチド配列が別の配列に関して「上流」、「下流」、「3'」、または「5'」に位置すると記載される場合、これは、当該分野において慣習的であるようにいわれる、DNA分子の「センス」鎖または「コード」鎖における配列の位置であると理解されるべきである。 For purposes of describing the relative position of a nucleotide sequence in a particular nucleic acid molecule throughout this application, for example, a particular nucleotide sequence may be “upstream”, “downstream”, “3 ′”, or “5 ′” with respect to another sequence. Should be understood to be the position of the sequence in the “sense” or “coding” strand of a DNA molecule, said to be customary in the art.
「相同性」は、2つのポリヌクレオチドまたは2つのポリペプチド部分間の同一性の割合をいう。1つの部分由来の配列と別の部分由来の配列との間の対応は、当該分野で公知の技術によって決定され得る。例えば、相同性は、配列情報をアラインさせ、そして容易に入手可能なコンピュータプログラムを使用することによって、2つのポリペプチド分子間の配列情報の直接比較により決定され得る。あるいは、相同性は、相同性領域間での安定な二重鎖の形成を可能にする条件下でのポリヌクレオチドのハイブリダイゼーション、その後の一本鎖特異的ヌクレアーゼ(単数または複数)での消化、および消化されたフラグメントのサイズ決定によって決定され得る。上記の方法を使用して決定したところ、少なくとも約80%、好ましくは少なくとも約90%、および最も好ましくは少なくとも約95%のヌクレオチドまたはアミノ酸が、規定された長さの分子にわたってマッチする場合、2つのDNAまたは2つのポリペプチド配列は、互いに「実質的に相同」である。 “Homology” refers to the percent identity between two polynucleotide or two polypeptide moieties. The correspondence between a sequence from one part and a sequence from another part can be determined by techniques known in the art. For example, homology can be determined by direct comparison of sequence information between two polypeptide molecules by aligning the sequence information and using readily available computer programs. Alternatively, homology is defined as polynucleotide hybridization under conditions that allow the formation of stable duplexes between homologous regions, followed by digestion with single-stranded specific nuclease (s), And can be determined by sizing the digested fragment. As determined using the above method, if at least about 80%, preferably at least about 90%, and most preferably at least about 95% of the nucleotides or amino acids match over a defined length of molecule, 2 Two DNA or two polypeptide sequences are “substantially homologous” to each other.
所定のポリペプチドの「機能的ホモログ」または「機能的等価物」は、天然のポリペプチド配列に由来する分子、および、所望の結果を達成するように参照分子と同様の様式で機能する、組換えで産生される、または化学的に合成されるポリペプチドを含む。従って、AAVRep68またはRep78の機能的ホモログは、組み込み活性が残存する限り、これらのポリペプチドの誘導体およびアナログ(その内部でまたはアミノ末端もしくはカルボキシ末端で生じる、任意の単一のまたは複数のアミノ酸の付加、置換、および/または欠失を含む)を含む。 A “functional homolog” or “functional equivalent” of a given polypeptide is a set that functions in a manner similar to a molecule derived from the native polypeptide sequence and the reference molecule to achieve the desired result. It includes polypeptides that are produced by replacement or chemically synthesized. Thus, functional homologues of AAVRep68 or Rep78 are derivatives and analogs of these polypeptides (addition of any single or multiple amino acids that occur internally or at the amino or carboxy terminus) as long as the integration activity remains. , Substitutions, and / or deletions).
所定のアデノウイルスヌクレオチド領域の「機能的ホモログ」または「機能的等価物」は、異種アデノウイルス血清型に由来する類似の領域、別のウイルスまたは細胞性供給源に由来するヌクレオチド領域、ならびに、所望の結果を達成するように参照ヌクレオチド領域と同様の様式で機能する、組換えで産生される、または化学的に合成されるポリヌクレオチドを含む。従って、アデノウイルスVARNA遺伝子領域またはアデノウイルスE2a遺伝子領域の機能的ホモログは、ホモログが、バックグランドより上の検出可能なレベルでAAVビリオン産生を支持するためにその固有の補助機能を提供する能力を保持する限り、このような遺伝子領域の誘導体およびアナログ(領域内で生じる、任意の単一のまたは複数のヌクレオチド塩基の付加、置換、および/または欠失を含む)を含む。 A “functional homolog” or “functional equivalent” of a given adenoviral nucleotide region includes a similar region derived from a heterologous adenovirus serotype, a nucleotide region derived from another viral or cellular source, and the desired A polynucleotide that functions in a manner similar to the reference nucleotide region, is produced recombinantly, or is chemically synthesized to achieve the results of Thus, a functional homologue of the adenovirus VARNA gene region or adenovirus E2a gene region has the ability of the homolog to provide its own auxiliary function to support AAV virion production at a detectable level above the background. As long as they are retained, include derivatives and analogs of such gene regions, including any single or multiple nucleotide base additions, substitutions and / or deletions occurring within the region.
B.一般的方法
本発明の中心は、ヘルパーウイルスによる感染なしに効率的にrAAVビリオンを産生させる補助機能系の開発である。従来の産生方法と異なり、補助機能は、rAAVビリオン産生を補うために必要な遺伝子を含む一つ以上のベクター(例えば、プラスミド)を宿主細胞へ導入することにより提供される。この様式で、本補助機能系は、有意なレベルのヘルパーウイルス粒子または他のウイルス産生物(例えば、アデノウイルス繊維タンパク質)に汚染されずに産業的に有意なレベルのrAAVビリオンの産生を支持し得る。rAAVビリオンの効率的な産生は、rAAVビリオンの収量が、補助機能を提供するための2型アデノウイルス感染を用いたときに得られるレベルより、約200倍より低くないレベルで得られる場合に達成される。
B. General Methods The core of the present invention is the development of an auxiliary function system that efficiently produces rAAV virions without infection with helper virus. Unlike conventional production methods, auxiliary functions are provided by introducing one or more vectors (eg, plasmids) containing the necessary genes to supplement rAAV virion production into the host cell. In this manner, the accessory function system supports the production of industrially significant levels of rAAV virions that are uncontaminated by significant levels of helper virus particles or other viral products (eg, adenovirus fiber proteins). obtain. Efficient production of rAAV virions is achieved when the yield of rAAV virions is obtained at a level not less than about 200 times that obtained when using a type 2 adenovirus infection to provide accessory functions. Is done.
補助機能は、一つ以上のベクター上で提供される。ベクターは、rAAVビリオンの産生のために必要なアデノウイルス由来のヌクレオチド配列を含む。以下にさらに記載されるように、補助機能構築物上に存在する配列は、使用される宿主細胞によって決定され、そしてE1a、E1b、E2a、E4、およびVARNA領域を含み得る。 Auxiliary functions are provided on one or more vectors. The vector contains the adenovirus-derived nucleotide sequence necessary for the production of rAAV virions. As described further below, the sequences present on the accessory function construct are determined by the host cell used and may include the E1a, E1b, E2a, E4, and VARNA regions.
任意の特定の理論に拘束されることなく、アデノウイルスE1b、E2a、およびE4初期遺伝子によって提供される補助機能は、AAVのDNA複製において必要とされると考えられる。アデノウイルスE1b、E4、およびVARNA遺伝子領域によって提供される補助機能は、AAVの生活環において転写後事象または翻訳事象に関与するようである。E4によって提供される補助機能に関しては、E4コード領域のオープンリーディングフレーム6(ORF6)によってコードされるE434kDタンパク質のみが、明らかにAAV複製に必要とされる。アデノウイルス遺伝子領域E1aによって提供される補助機能は、他のアデノウイルス遺伝子領域(E1b、E2a
、E4およびVA RNAを含む)の転写または発現を活性化する調節因子として必要であると考えられる。
Without being bound by any particular theory, it is believed that the accessory functions provided by adenovirus E1b, E2a, and E4 early genes are required in AAV DNA replication. The accessory functions provided by the adenovirus E1b, E4, and VARNA gene regions appear to be involved in post-transcriptional or translational events in the AAV life cycle. Regarding the auxiliary functions provided by E4, only the E434kD protein encoded by the open reading frame 6 (ORF6) of the E4 coding region is clearly required for AAV replication. The auxiliary functions provided by the adenoviral gene region E1a are the other adenoviral gene regions (E1b, E2a
, Including E4 and VA RNA) are thought to be necessary as regulators that activate transcription or expression.
あるいは、本発明の補助機能ベクターは、それぞれのホモログが、置換されたアデノウイルス遺伝子の補助機能を提供する能力を保有する限り、アデノウイルス遺伝子配列を置換する一つ以上のポリヌクレオチドホモログを含み得る。従って、相同なヌクレオチド配列は、別のアデノウイルス血清型(例えば、2型アデノウイルス)、別のヘルパーウイルス部分(例えば、ヘルペスウイルスまたはワクシニアウイルス)に由来し得、または任意の他の好適な供給源に由来し得る。 Alternatively, the accessory function vectors of the present invention can include one or more polynucleotide homologs that replace the adenovirus gene sequence, so long as each homolog retains the ability to provide the accessory function of the replaced adenovirus gene. . Thus, the homologous nucleotide sequence can be derived from another adenovirus serotype (eg, type 2 adenovirus), another helper virus portion (eg, herpes virus or vaccinia virus), or any other suitable supply. May come from the source.
さらに、本発明に従って構築された補助機能ベクターは、プラスミド、ファージ、トランスポゾン、またはコスミドの形態であり得る。あるいは、ベクターは、適切な制御エレメントおよび酵素と結合される場合、宿主細胞において補助機能を提供するために転写または発現され得る一つ以上の線状化されたDNAまたはRNAフラグメントの形態であり得る。上記のベクターの全ては、当該分野に公知のトランスフェクション技術を使用して、好適な宿主細胞に容易に導入され得る。このようなトランスフェクション方法は、カルシウムリン酸供沈(Grahamら、(1973)Virol.52:456-467)、培養細胞への直接マイクロインジェ
クション(Capecchi, M.R. (1980) Cell 22:479-488)、エレクトロポレーション(Shigekawaら、(1988)BioTechniques6:742-751)、リポソーム媒介遺伝子導入(Manninoら、(1988) BioTechniques 6:682-690)、脂質媒介トランスフェクション(Felgnerら、(1987)Proc.Natl. Acad. Sci. USA 84:7413-7417)および、高速マイクロプロジェクタイルを使用した核酸送達(Kleinら、(1987)Nature327:70-73)を含み、これら文献に記載されている。
Furthermore, accessory function vectors constructed in accordance with the present invention may be in the form of a plasmid, phage, transposon, or cosmid. Alternatively, the vector can be in the form of one or more linearized DNA or RNA fragments that, when combined with appropriate control elements and enzymes, can be transcribed or expressed to provide accessory functions in the host cell. . All of the above vectors can be readily introduced into suitable host cells using transfection techniques known in the art. Such transfection methods include calcium phosphate precipitation (Graham et al. (1973) Virol. 52 : 456-467), direct microinjection into cultured cells (Capecchi, MR (1980) Cell 22 : 479-488). Electroporation (Shigekawa et al. (1988) BioTechniques 6 : 742-751), liposome-mediated gene transfer (Mannino et al. (1988) BioTechniques 6 : 682-690), lipid-mediated transfection (Felgner et al. (1987) Proc Natl. Acad. Sci. USA 84 : 7413-7417) and nucleic acid delivery using high-speed microprojectiles (Klein et al. (1987) Nature 327 : 70-73) and are described in these documents.
補助機能ベクターは従来の組換え技術を使用して操作され得る。詳細には、核酸分子は、例えば、ポリリンカーオリゴヌクレオチドなどを使用してクローニングベクターに制限酵素フラグメントを連結することによって、一つ以上の補助機能ヌクレオチド配列を構築物に挿入することにより、任意の所望される順序で容易にアセンブリされ得る。次いで、新たに形成された核酸分子は、ベクターから切り出され得、そして制限酵素または当該分野に周知の他の技術を使用して適切な発現構築物中に配置され得る。 Accessory function vectors can be manipulated using conventional recombinant techniques. In particular, the nucleic acid molecule can be any desired by inserting one or more accessory function nucleotide sequences into the construct, for example, by linking a restriction enzyme fragment to a cloning vector using a polylinker oligonucleotide or the like. Can be easily assembled in the order in which they are made. The newly formed nucleic acid molecule can then be excised from the vector and placed in a suitable expression construct using restriction enzymes or other techniques well known in the art.
より詳細には、選択されたアデノウイルス遺伝子または遺伝子領域(例えば、E1a、E1b、E2a、E4、およびVA RNA)、あるいはそれらの機能的ホモログは、ウイルスゲノムから、または同じものを含むベクターから切り出され得、そして標準の連結技術(例えば、Sambrookら、前出、に記載)を使用して、好適なベクターに個々に、または共に連結されて挿入されて補助機能構築物を提供し得る。図2に関連して、そのような構築物の一つは、5型アデノウイルスゲノム由来の4つの核酸分子(VARNAを含む領域;E2aを含む領域;E4を含む領域、およびE1a、E1bを含む領域)を含むように操作され得る。詳細には、図2
は以下を示す:1,724bpのSalI-HinDIIIフラグメントであるVA RNAを含むフラグメント(2型アデノウイルスゲノムの約9,831から約11,555の位置にわたるヌクレオチドに対応する);5,962bpのSrfI-BamHIフラグメントであるE2aを含むフラグメント(2型アデノウイルスゲノムの約21,606から約27,568の位置にわたるヌクレオチドに対応する);3,669bpのHphI-HinDIIIフラグメントであるE4を含むフラグメント(2型アデノウイルスゲノムの約32,172から約36,841の位置にわたるヌクレオチドに対応する);および4,102bpのBsrGI-Eco47IIIフラグメントであるE1a、E1bを含むフラグメント(2型アデノウイルスゲノムの約192から約4294の位置にわたるヌクレオチドに対応する)、ここで核酸分子は共に連結されて、一つの補助機能構築物における補助機能の完全な相補を提供する。連結は、20mMTris-Cl pH7.5、10mM MgCl2、10mM DTT、33μg/ml BSA、10mM〜50mM NaCl、および40μMATP、0℃で0.01〜0.02(Weiss)ユニットのT4DNAリガーゼ(「付着末端」連結のため)、または1mM ATP、14℃で0.3〜0.6(Weiss)ユニットのT4DNAリガーゼ(「平滑末端」連結のため)のいずれか中で達成され得る。分子内「付着末端」連結は、通常、30〜100μg/mlの総DNA濃度で実施される(5〜100nMの最終濃度)。次いで、アセンブリされた分子は、補助機能構築物を細胞間で転移し得る発現ベクターに容易に挿入され得る。
More particularly, selected adenoviral genes or gene regions (eg, E1a, E1b, E2a, E4, and VA RNA), or functional homologues thereof, are excised from the viral genome or from a vector containing the same. Standard ligation techniques (eg, as described in Sambrook et al., Supra) can be used and inserted into suitable vectors, individually or together, to provide auxiliary function constructs. With reference to FIG. 2, one such construct consists of four nucleic acid molecules derived from the type 5 adenovirus genome (region containing VARNA; region containing E2a; region containing E4, and region containing E1a, E1b). ). See Figure 2 for details.
Shows the following: A fragment containing VA RNA, a 1,724 bp SalI-HinDIII fragment (corresponding to nucleotides spanning from about 9,831 to about 11,555 positions of the type 2 adenovirus genome); E2a, a 5,962 bp SrfI-BamHI fragment A fragment comprising E4, a 3,669 bp HphI-HinDIII fragment (corresponding to about 32,172 to about 36,841 of the type 2 adenoviral genome). Corresponding to nucleotides spanning positions); and a fragment comprising E1a, E1b, which is a 4,102 bp BsrGI-Eco47III fragment (corresponding to nucleotides ranging from about 192 to about 4294 positions of the type 2 adenovirus genome), wherein the nucleic acid molecule is Linked together to provide complete complement of auxiliary functions in one auxiliary function construct. Ligation was performed using 20 mM Tris-Cl pH 7.5, 10 mM MgCl 2 , 10 mM DTT, 33 μg / ml BSA, 10 mM to 50 mM NaCl, and 40 μMATP, 0.01 to 0.02 (Weiss) units of T4 DNA ligase (“sticky end” ligation). ), Or 1 mM ATP at 14 ° C. in 0.3-0.6 (Weiss) units of T4 DNA ligase (for “blunt end” ligation). Intramolecular “sticky end” ligations are usually performed at a total DNA concentration of 30-100 μg / ml (5-100 nM final concentration). The assembled molecule can then be readily inserted into an expression vector that can transfer the accessory function construct between cells.
あるいは、一つ以上の補助機能を含む核酸分子は、当該分野の従来の固相直接オリゴヌクレオチド合成化学および酵素連結方法の組合せを使用して、合成的に得られ得る。合成配列は、制限酵素部位のような特徴を有するように構築され得、そして市販のオリゴヌクレオチド合成装置(例えば、AppliedBiosystems, Inc.(Foster City, CA)から入手可能の装置)でホスホルアミダイト方法を使用して調製され得る。例えば、Beaucageら、(1981)TetrahedronLett. 22:1859-1862を参照のこと。2型アデノウイルスゲノムのヌクレオチド配列は、一般的に公知であり、そして公的に入手可能である(例えば、GeneBank参照名:ADRCG、アクセス番号:J01917;およびNCBI同定番号:209811)。5型アデノウイルスゲノムのヌクレオチド配列は、2型アデノウイルスゲノムと99%相同であると考えられている。哺乳動物細胞における合成分子の発現に好ましいコドンもまた、容易に合成され得る。次いで、完全な核酸分子が、上記の方法によって調製された重複したオリゴヌクレオチドからアセンブリされる。例えば、Edge,Nature(1981)292:756; Nambairら、Science (1984) 223:1299; Jayら、J. Biol.Chem.(1984) 259:6311を参照のこと。 Alternatively, nucleic acid molecules containing one or more auxiliary functions can be obtained synthetically using a combination of conventional solid phase direct oligonucleotide synthesis chemistry and enzyme ligation methods in the art. Synthetic sequences can be constructed to have features such as restriction enzyme sites and phosphoramidite methods on commercially available oligonucleotide synthesizers (eg, devices available from Applied Biosystems, Inc. (Foster City, Calif.)). Can be prepared using. See, for example, Beaucage et al. (1981) Tetrahedron Lett. 22 : 1859-1862. The nucleotide sequence of the type 2 adenovirus genome is generally known and publicly available (eg, GeneBank reference name: ADRCG, accession number: J01917; and NCBI identification number: 209811). The nucleotide sequence of the type 5 adenovirus genome is believed to be 99% homologous to the type 2 adenovirus genome. Preferred codons for expression of synthetic molecules in mammalian cells can also be readily synthesized. The complete nucleic acid molecule is then assembled from overlapping oligonucleotides prepared by the method described above. See, for example, Edge, Nature (1981) 292 : 756; Nambair et al., Science (1984) 223 : 1299; Jay et al., J. Biol. Chem. (1984) 259 : 6311.
アデノウイルス遺伝子領域が、補助機能を提供するために本発明のベクターにおいて使用される場合、これらの領域は、これらの転写または発現を指向する制御配列に作動可能に連結される。このような制御配列は、通常、野生型アデノウイルスゲノム中の遺伝子領域と結合されたこれらのアデノウイルス制御配列を含み得る。あるいは、異種制御配列が所望される場合、使用され得る。有用な異種プロモーター配列は、哺乳動物遺伝子またはウイルス遺伝子をコードする配列に由来するプロモーター配列を含む。例として、相同なアデノウイルスプロモーター、SV40初期プロモーター、マウス乳ガンウイルスLTRプロモ
ーター;アデノウイルス主要後期プロモーター(Ad MLP);単純ヘルペスウイルス(HSV)プロモーター、サイトメガロウイルス(CMV)プロモーター(例えば、CMV即時初期プロモーター領域)、ラウス肉腫ウイルス(RSV)プロモーター、合成プロモーター、ハイブリッドプロモーターなどが含まれるが、これらに制限されない。さらにマウスメタロチオネイン遺伝子のような非ウイルス遺伝子由来の配列もまた、本明細書中において使用が見出される。このようなプロモーター配列は、例えば、Stratagene(SanDiego, CA)から市販されている。
When adenoviral gene regions are used in the vectors of the invention to provide accessory functions, these regions are operably linked to regulatory sequences that direct their transcription or expression. Such control sequences can usually include these adenovirus control sequences combined with a gene region in the wild type adenovirus genome. Alternatively, if a heterologous control sequence is desired, it can be used. Useful heterologous promoter sequences include promoter sequences derived from sequences encoding mammalian or viral genes. Examples include homologous adenovirus promoter, SV40 early promoter, mouse breast cancer virus LTR promoter; adenovirus major late promoter (Ad MLP); herpes simplex virus (HSV) promoter, cytomegalovirus (CMV) promoter (eg, CMV immediate early Promoter region), Rous sarcoma virus (RSV) promoter, synthetic promoter, hybrid promoter, etc., but are not limited thereto. In addition, sequences derived from non-viral genes such as the mouse metallothionein gene will also find use herein. Such promoter sequences are commercially available from, for example, Stratagene (San Diego, Calif.).
さらに、本発明のベクターはまた、選択マーカーを含むように構築され得る。好適なマーカーは、核酸構築物でトランスフェクトされた細胞が適切な選択培地で増殖される場合に、抗生物質耐性、または感受性を与える遺伝子、または色を与える遺伝子、または抗原的特徴を変化する遺伝子を含む。本発明の実施において有用な特定の選択マーカー遺伝子は、ハイグロマイシンB耐性遺伝子(アミノグリコシドリン酸転移酵素(APH)をコードする)を含み、これはG418に対する耐性を与えることにより哺乳動物細胞における選択を可能にする(Sigma,St.Louis, MO.から入手可能)。他の好適なマーカーは当業者に公知である。 Furthermore, the vectors of the present invention can also be constructed to include a selectable marker. Suitable markers include genes that confer antibiotic resistance, or susceptibility, or color, or change antigenic characteristics when cells transfected with the nucleic acid construct are grown in an appropriate selective medium. Including. Specific selectable marker genes useful in the practice of the present invention include the hygromycin B resistance gene (encoding aminoglycoside phosphotransferase (APH)), which allows selection in mammalian cells by conferring resistance to G418. Enable (available from Sigma, St. Louis, MO.). Other suitable markers are known to those skilled in the art.
アデノウイルスの補助機能遺伝子または遺伝子領域(例えば、E1a、E1b、E2a、E4、VA RNA、および/またはそれらの機能的ホモログ)の完全な相補物を含む補助機能ベクターは、ヘルパーウイルスに寛容でない宿主細胞(例えば、アデノウイルスのようなヘルパーウイルスによって感染可能でない、またはヘルパーウイルスの複製を支持し得ない)を含む宿主細胞に補助機能を提供するために使用され得る。この様式で、rAAVビリオン産生は、以前はそのような産生の支持に対しては屈折していた宿主細胞を含む広範な宿主細胞において実施され得る。 Auxiliary function vectors containing the complete complement of adenoviral accessory function genes or gene regions (eg, E1a, E1b, E2a, E4, VA RNA, and / or their functional homologs) are not tolerated by helper viruses. It can be used to provide accessory functions to a host cell containing cells (eg, not infectable by a helper virus such as adenovirus or unable to support helper virus replication). In this manner, rAAV virion production can be performed in a wide range of host cells, including host cells that have previously been refracted to support such production.
あるいは、補助機能ベクターは、補助機能の完全相補を下回るものを含むように構築され得る。このようなベクターは、すでに一つ以上の補助機能を与え得る細胞、例えば、一つ以上の補助機能を遺伝的に(例えば、細胞が補助機能のホモログを発現する場合)、または形質転換事象によって与えられる細胞において使用され得る。補助機能の完全相補を下回るものを含む補助機能ベクターはまた、他の補助的な補助機能構築物と組み合わせて使用され得る。 Alternatively, auxiliary function vectors can be constructed to contain less than full complement of auxiliary functions. Such vectors may already be capable of providing one or more accessory functions, eg, one or more accessory functions genetically (eg, if the cell expresses a homologue of accessory functions) or by a transformation event. It can be used in a given cell. Auxiliary function vectors, including those that are less than full complement of auxiliary functions, can also be used in combination with other auxiliary auxiliary function constructs.
詳細には、好適な宿主細胞は、通常の組換え技術を使用して操作されて、一つ以上の補助機能を提供する細胞を産生し得る。例えば、ヒト細胞株293は、5型アデノウイルスDNAフラグメントで形質転換されたヒト胚腎臓細胞株(Grahamら、(1977)J. Gen.Virol. 36:59)であり、そしてアデノウイルスE1aおよびE1b遺伝子を発現する(Aielloら、(1979)Virology 94:460)。293細胞株は、容易にトランスフェクトされ、そしてrAAVビリオンの産生のための特に便利なプラットフォームを提供する。従って、本発明の特に好ましい一つの実施態様において、アデノウイルスE2a、E4およびVARNA遺伝子領域、またはそれらの機能的ホモログのみを有する補助機能ベクターが提供される。 In particular, suitable host cells can be engineered using conventional recombinant techniques to produce cells that provide one or more accessory functions. For example, human cell line 293, type 5 adenovirus DNA fragments transformed human embryonic kidney cell line (Graham et al., (1977) J Gen.Virol 36: .. 59) in and, and adenovirus E1a and E1b The gene is expressed (Aiello et al. (1979) Virology 94 : 460). The 293 cell line is easily transfected and provides a particularly convenient platform for the production of rAAV virions. Accordingly, in one particularly preferred embodiment of the present invention, auxiliary function vectors having only adenovirus E2a, E4 and VARNA gene regions, or functional homologues thereof are provided.
図1に関連して、一つのそのような構築物が、5型アデノウイルスゲノム由来の3つの核酸分子:1,724bpのSalI-HinDIIIフラグメントであるVARNAを含むフラグメント(2型アデノウイルスゲノムの約9,831から約11,555の位置にわたるヌクレオチドに対応する);5,962bpのSrfI-BamHIフラグメントであるE2aを含むフラグメント(2型アデノウイルスゲノムの約21,606から約27,568の位置にわたるヌクレオチドに対応する);および3,669bpのHphI-HinDIIIフラグメントであるE4を含むフラグメント(2型アデノウイルスゲノムの約32,172から約36,841の位置にわたるヌクレオチドに対応する)を含むように操作され得、ここで核酸分子は共に連結されて、一つの補助機能構築物における補助機能の切形の相補を提供する。 With reference to FIG. 1, one such construct consists of three nucleic acid molecules from the type 5 adenovirus genome: a fragment comprising VARNA, a 1,724 bp SalI-HinDIII fragment (from about 9,831 of the type 2 adenovirus genome). A fragment containing E2a, a SrfI-BamHI fragment of 5,962 bp (corresponding to nucleotides spanning from about 21,606 to about 27,568 of the type 2 adenovirus genome); and 3,669 bp of HphI -HinDIII fragment can be engineered to contain a fragment containing E4 (corresponding to nucleotides ranging from about 32,172 to about 36,841 positions of the type 2 adenovirus genome), where the nucleic acid molecules are ligated together to provide one auxiliary Provides a complementary complement of auxiliary functions in functional constructs.
図3に関連して、別の構築物が、2型アデノウイルスゲノム由来の3つの核酸分子:732bpのEcoRV-SacIIフラグメントであるVA RNAを含むフラグメント(2型アデノウイルスゲノムの約10,423から約11,155の位置にわたるヌクレオチドに対応する);5,962bpのSrfI-KpnIフラグメントであるE2を含むフラグメント(2型アデノウイルスゲノムの約21,606から約27,568の位置にわたるヌクレオチドに対応する);および3,192bpのSrfI-SpeI改変フラグメントであるE4ORF6を含む改変フラグメント(2型アデノウイルスゲノムの約32,644から約34,120の位置にわたるヌクレオチドに対応する)を含むように操作され得る。核酸分子は共に連結されて、一つの補助機能構築物における補助機能のなおさらなる切形の相補を提供する。 With reference to FIG. 3, another construct consists of three nucleic acid molecules from the type 2 adenovirus genome: a fragment containing VA RNA that is a 732 bp EcoRV-SacII fragment (from about 10,423 to about 11,155 of the type 2 adenovirus genome). A fragment containing E2, which is a 5,962 bp SrfI-KpnI fragment (corresponding to nucleotides spanning about 21,606 to about 27,568 of the type 2 adenovirus genome); and a 3,192 bp SrfI-SpeI modification It can be engineered to include a modified fragment comprising the fragment E4ORF6 (corresponding to nucleotides ranging from about 32,644 to about 34,120 of the type 2 adenovirus genome). The nucleic acid molecules are linked together to provide yet further truncated complements of auxiliary functions in one auxiliary function construct.
これらのベクターは組換えおよび/または合成技術を使用して上記のように構築され得、そして異種プロモーター領域、選択マーカーなどのような種々の補助構成成分を含み得る。293宿主細胞へのトランスフェクションに際して、ベクターは、rAAVビリオンの効率的な産生を支持し得る補助機能を提供する。 These vectors can be constructed as described above using recombinant and / or synthetic techniques and can contain various auxiliary components such as heterologous promoter regions, selectable markers, and the like. Upon transfection into 293 host cells, the vector provides auxiliary functions that can support efficient production of rAAV virions.
一旦操作されると、本発明の補助機能ベクターは、rAAVビリオン産生のための種々の系に使用され得る。例えば、AAVヘルパー機能を提供するために、細胞において発現され得るAAVベクターおよびAAVヘルパー構築物で同時トランスフェクトされた場合、一つ以上の補助機能ベクターでトランスフェクトされた好適な宿主細胞は、これらによってrAAVビリオンを産生し得る。 Once engineered, the accessory function vectors of the present invention can be used in a variety of systems for rAAV virion production. For example, when co-transfected with an AAV vector and an AAV helper construct that can be expressed in the cell to provide AAV helper function, suitable host cells transfected with one or more accessory function vectors thereby rAAV virions can be produced.
AAVベクター、AAVヘルパー構築物、および補助機能ベクターは、同時に、または連続的のいずれかで、上記のトランスフェクション技術を使用して宿主細胞に導入され得るようになる。 AAV vectors, AAV helper constructs, and accessory function vectors can be introduced into host cells using the transfection techniques described above, either simultaneously or sequentially.
目的のヌクレオチド配列を送達するためのrAAVビリオンを産生するために使用されるAAVベクターは、両方の末端(5’末端および3’末端)で機能的AAV ITRと連結した、一つ以上の異種ヌクレオチド配列を含むように構築され得る。本発明の実施において、AAVベクターは、一般に、少なくとも一つのAAVITRおよび異種ヌクレオチド配列に関して好適
に位置された適切なプロモーター配列、ならびに異種配列の下流に位置された少なくとも一つのAAV ITRを含む。5’および3’ITRは、これらが意図されたように機能する限り、同じAAV単離物と必ずしも同一である、またはこれに由来する必要はない。
The AAV vector used to produce the rAAV virion to deliver the nucleotide sequence of interest has one or more heterologous nucleotides linked to a functional AAV ITR at both ends (5 ′ and 3 ′ ends). It can be constructed to contain a sequence. In the practice of the present invention, the AAV vector generally comprises at least one AAVITR and a suitable promoter sequence suitably located with respect to the heterologous nucleotide sequence, and at least one AAV ITR located downstream of the heterologous sequence. The 5 ′ and 3 ′ ITRs need not be identical to or derived from the same AAV isolate as long as they function as intended.
AAVベクターにおいて使用するための好適な異種ヌクレオチド配列は、任意の機能的に
関連したヌクレオチド配列を含む。従って、本発明の実施において使用するためのAAVベクターは、受容細胞のゲノムから欠損または欠失するタンパク質をコードする任意の所望の遺伝子、または所望の生物学的もしくは治療効果(例えば、抗ウイルス機能)を有する非天然のタンパク質をコードする任意の所望の遺伝子のいずれか、あるいはアンチセンスまたはリボザイム機能を有する分子に対応し得る配列を含み得る。好適な遺伝子は、以下の処置のために使用され得る遺伝子を含むが、これらに限定されない:AIDS、ガン、神経疾患、心血管疾患、高コレステロール血症のような疾患を含む炎症性疾患、自己免疫、慢性および感染性疾患;種々の貧血、サラセミア、および血友病を含む種々の血液疾患;嚢包性線維症、ゴーシェ病、アデノシンジアミナーゼ(ADA)欠損、気腫などのような遺伝的欠損。ガン、心血管疾患、およびウイルス性疾患のアンチセンス治療において有用である多くのアンチセンスオリゴヌクレオチド(例えば、mRNAの翻訳開始部位(AUGコドン)の周囲の配列に相補的な短いオリゴヌクレオチド)が、当該分野において記載されている。例えば、Hanら、(1991)Proc.Natl. Acad. Sci. USA 88:4313-4317;Uhlmannら、(1990) Chem. Rev. 90:543-584;Heleneら、(1990)Biochim.Biophys. Acta. 1049:99-125;Agarwalら、(1988) Proc. Natl. Acad.Sci. USA 85:7079-7083;およびHeikkilaら、(1987)Nature 328:445-449を参照のこと。好適なリボザイムの論議については、例えば、Cechら、(1992)J. Biol. Chem.267:17479-17482、およびGoldbergらの米国特許第5,225,347号を参照のこと。
Suitable heterologous nucleotide sequences for use in AAV vectors include any functionally related nucleotide sequence. Thus, an AAV vector for use in the practice of the present invention may be any desired gene encoding a protein that is deleted or deleted from the genome of the recipient cell, or a desired biological or therapeutic effect (eg, antiviral function). Any desired gene encoding a non-natural protein having), or a sequence that may correspond to a molecule having antisense or ribozyme function. Suitable genes include, but are not limited to, genes that can be used for the following treatments: inflammatory diseases including diseases such as AIDS, cancer, neurological diseases, cardiovascular diseases, hypercholesterolemia, self Immune, chronic and infectious diseases; various blood diseases including various anemias, thalassemias and hemophilia; genetics such as capsular fibrosis, Gaucher disease, adenosine diaminase (ADA) deficiency, emphysema, etc. Deficiency. Many antisense oligonucleotides (eg, short oligonucleotides complementary to the sequence surrounding the translation start site (AUG codon) of mRNA) that are useful in antisense therapy of cancer, cardiovascular disease, and viral diseases are It has been described in the art. For example, Han et al. (1991) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 88 : 4313-4317; Uhlmann et al. (1990) Chem. Rev. 90 : 543-584; Helene et al. (1990) Biochim. Biophys. Acta 1049 : 99-125; Agarwal et al. (1988) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 85 : 7079-7083; and Heikkila et al. (1987) Nature 328 : 445-449. For a discussion of suitable ribozymes, see, for example, Cech et al. (1992) J. Biol. Chem. 267 : 17479-17482, and Goldberg et al. US Pat. No. 5,225,347.
AAVベクターはまた、プロモーターおよびポリアデニル化部位のような制御配列、ならびに選択マーカーまたはレポーター遺伝子、エンハンサー配列、および転写の誘導を可能にする他の制御エレメントを含み得る。このようなAAVベクターは、当該分野で周知の技術を用いて構築され得る。例えば、米国特許第5,173,414号;国際公開番号第WO92/01070号(1992年1月23日に公開された)および同第WO93/03769号(1993年3月4日に公開された);Lebkowskiら、(1988)Molec. Cell. Biol. 8:3988-3996;Vincentら、(1990)Vaccines 90 (Cold Spring Harbor Laboratory Press);Carter、B.J. (1992) CurrentOpinion in Biotechnology 3:533-539;Muzyczka,N. (1992) Current Topics inMicrobiol. and Immunol. 158:97-129;Kotin,R.M. (1994) Human Gene Therapy 5:793-801;ShellingおよびSmith(1994) GeneTherapy 1:165-169;ならびにZhouら(1994)J. Exp. Med. 179:1867-1875を参照のこと。 AAV vectors may also contain control sequences such as promoters and polyadenylation sites, as well as selectable marker or reporter genes, enhancer sequences, and other control elements that allow for the induction of transcription. Such AAV vectors can be constructed using techniques well known in the art. For example, US Pat. No. 5,173,414; International Publication Nos. WO92 / 01070 (published on January 23, 1992) and WO93 / 03769 (published on March 4, 1993); Lebkowski et al. (1988) Molec. Cell. Biol. 8 : 3988-3996; Vincent et al. (1990) Vaccines 90 (Cold Spring Harbor Laboratory Press); Carter, BJ (1992) CurrentOpinion in Biotechnology 3 : 533-539; Muzyczka, N (1992) Current Topics in Microbiol. And Immunol. 158 : 97-129; Kotin, RM (1994) Human Gene Therapy 5 : 793-801; Shelling and Smith (1994) GeneTherapy 1 : 165-169; and Zhou et al. (1994). ) See J. Exp. Med. 179 : 1867-1875.
本発明の方法において、AAVヘルパー構築物を使用して、AAVベクターから欠失されたAAV機能を相補する。以下を含む多くの適切なAAVヘルパー構築物が記載されている:例えば、repおよびcap発現産物の両方をコードするプラスミドpAAV/AdおよびpIM29+45(例えば、Samulskiら(1989)J.Virol.63:3822-3828およびMcCartyら(1991)J. Virol. 65:2936-2945を参照のこと)。この様式においてrAAVビリオン産生を支持する相補性AAVヘルパー機能は、当該分野で容認された技術である。しかし、AAVベクター中に存在するAAVITR配列と、ヘルパー構築物中に存在するAAVヘルパー機能配列との間での相同組換え事象によって、このような技術はまた、rAAVビリオンストック中に野生型AAVビリオンの混入を生じる。AAVに基づくベクター系中の野生型AAV粒子の存在は、組換えAAVビリオンの意図されない拡大を潜在的に導き得、そして外来遺伝子の効率的な発現を妨げ得る。 In the methods of the invention, an AAV helper construct is used to complement the AAV function deleted from the AAV vector. A number of suitable AAV helper constructs have been described, including: plasmids pAAV / Ad and pIM29 + 45 encoding both rep and cap expression products (eg, Samulski et al. (1989) J. Virol. 63 : 3822-3828 and McCarty et al. (1991) J. Virol. 65 : 2936-2945). Complementary AAV helper functions that support rAAV virion production in this manner are art accepted techniques. However, due to the homologous recombination event between the AAVITR sequence present in the AAV vector and the AAV helper functional sequence present in the helper construct, such a technique also allows for the wild-type AAV virion in the rAAV virion stock. Causes contamination. The presence of wild-type AAV particles in an AAV-based vector system can potentially lead to unintended expansion of recombinant AAV virions and prevent efficient expression of foreign genes.
C.実験
以下は、本発明を実施するための特定の実施態様の実施例である。実施例は、例示の目的でのみ提供され、そして本発明の範囲をいかなるようにも限定することを意図しない。
C. The following are examples of specific embodiments for carrying out the present invention. The examples are provided for illustrative purposes only and are not intended to limit the scope of the invention in any way.
使用された数字(例えば、量、温度など)に関する精度を確実にする努力が行われたが、いくらかの実験誤差および偏差は、もちろん許容されるべきである。 Efforts have been made to ensure accuracy with respect to numbers used (eg amounts, temperature, etc.) but some experimental error and deviation should, of course, be allowed for.
プラスミド構築
プラスミドJM17(McGroryら(1988)Virology163:614-617)(5型アデノウイルスの環状単離物を、アデノウイルスE1a遺伝子の末端の唯一のXbaI部位に挿入されたプラスミドベクターpBR322Xとともに含む)を、アデノウイルス遺伝子の供給源として使用した。5型アデノウイルスおよびpJM17の両方とも完全には配列決定されていない。従って、以下に記載される5型アデノウイルスのフラグメントのサイズはほぼ正確である。2型アデノウイルスが完全に配列決定されており、そして2型および5型アデノウイルスが約99%相同であると考えられているので、5型アデノウイルスのフラグメントのサイズは、対応する2型アデノウイルスのフラグメントに基づいて近似される。
Plasmid Construction Plasmid JM17 (McGrory et al. (1988) Virology 163 : 614-617) (contains a circular isolate of type 5 adenovirus with plasmid vector pBR322X inserted into the unique XbaI site at the end of the adenovirus E1a gene) Was used as a source of adenoviral genes. Both type 5 adenovirus and pJM17 are not fully sequenced. Thus, the size of the type 5 adenovirus fragment described below is nearly accurate. Since the type 2 adenovirus has been fully sequenced and the type 2 and type 5 adenoviruses are believed to be approximately 99% homologous, the size of the type 5 adenovirus fragment is the corresponding type 2 adenovirus. Approximation based on viral fragments.
プラスミドpBSII-VARNA(ATCCアクセス番号98233)を以下のように構築した。約5,324bpのHinDIII-HinDIIIフラグメント(5型アデノウイルスVA RNAIおよびIIコード領域を含む)をプラスミドpJM17から得た。5,324bpのフラグメントを、プラスミドベクターpBIIs/k-(Stratageneから入手した)のHinDIII部位に挿入した。5,324bpのフラグメントは、2型アデノウイルスゲノム(例えば、GeneBank参照名称:ADRCG、アクセス番号:J01917;およびNCBI同定番号:209811として公に入手可能)の6,231位から11,555位(HinDIII部位)に伸びるヌクレオチドに対応する。 Plasmid pBSII-VARNA (ATCC access number 98233) was constructed as follows. An approximately 5,324 bp HinDIII-HinDIII fragment (including the type 5 adenovirus VA RNAI and II coding regions) was obtained from plasmid pJM17. The 5,324 bp fragment was inserted into the HinDIII site of the plasmid vector pBIIs / k- (obtained from Stratagene). The 5,324 bp fragment extends from position 6,231 to position 11,555 (HinDIII site) of the type 2 adenovirus genome (eg, publicly available as GeneBank reference name: ADRCG, access number: J01917; and NCBI identification number: 209811) Corresponding to
プラスミドpBSII-E2a+E4を以下のように構築した。約15,667bpのBamHI-XbaIフラグメント(5型アデノウイルスE2a、E3、およびE4コード領域、頭と頭で連結されたアデノウイルス末端反復、ならびに5型アデノウイルスE1aコード領域の一部を含む)をプラスミドpJM17から得た。プラスミドベクターpBSIIs/k-を、BamHIおよびXbaIで切断し、そして15,667bpのフラグメントを目的のベクターにクローン化した。15,667bpのフラグメントは、2型アデノウイルスゲノムの21,606位(BamHI部位)から35,937位(3'末端の遠位末端)に伸びるヌクレオチド、および1位(5'末端の最初)から1,336位(XbaI部位)に伸びるヌ
クレオチドに対応する。
Plasmid pBSII-E2a + E4 was constructed as follows. An approximately 15,667 bp BamHI-XbaI fragment containing a type 5 adenovirus E2a, E3, and E4 coding region, a head-to-head adenovirus terminal repeat, and a portion of a type 5 adenovirus E1a coding region Obtained from pJM17. The plasmid vector pBSIIs / k- was cut with BamHI and XbaI and the 15,667 bp fragment was cloned into the vector of interest. The 15,667 bp fragment consists of a nucleotide extending from position 21,606 (BamHI site) to position 35,937 (distal end of the 3 ′ end) and position 1 (first of 5 ′ end) to position 1,336 (XbaI site) of the type 2 adenovirus genome Corresponds to nucleotides extending to).
プラスミドpBSII-E2aを以下のように構築した。約5,935bpのBamHI-EcoRIフラグメント(5型アデノウイルスE2aコード領域を含む)をプラスミドpJM17から得た。プラスミドベクターpBSIIs/k-をBamHIおよびEcoRIで切断し、そして5,935bpのフラグメントを目的のベクターにクローン化した。5,935bpのフラグメントは、2型アデノウイルスゲノムの15,403位(BamHI部位)から21,338位(EcoRI部位)に伸びるヌクレオチドに対応する。 Plasmid pBSII-E2a was constructed as follows. An approximately 5,935 bp BamHI-EcoRI fragment (including the type 5 adenovirus E2a coding region) was obtained from plasmid pJM17. The plasmid vector pBSIIs / k- was cut with BamHI and EcoRI and the 5,935 bp fragment was cloned into the vector of interest. The 5,935 bp fragment corresponds to a nucleotide extending from position 15,403 (BamHI site) to position 21,338 (EcoRI site) of the type 2 adenovirus genome.
プラスミドpBSII-E4を以下のように構築した。約5,111bpのXhoI-XbaIフラグメント(5型アデノウイルスE4コード領域、頭と頭で連結されたアデノウイルス末端反復、および5型アデノウイルスE1コード領域の一部を含む)をプラスミドpJA17から得た。プラスミドベクターpBSIIs/k-を、XhoIおよびXbaIで切断し、そして5,111bpのフラグメントを目的のベクターにクローン化した。5,111bpのフラグメントは、2型アデノウイルスゲノムの29,788位(XhoI部位)から35,937位(3'末端の遠位末端)に伸びるヌクレオチド、および1位(5'末端の最初)から1,336位(XbaI部位)に伸びるヌクレオチドに対応する。 Plasmid pBSII-E4 was constructed as follows. An approximately 5,111 bp XhoI-XbaI fragment (containing the adenovirus E4 coding region, head-to-head adenovirus terminal repeat and part of the type 5 adenovirus E1 coding region) was obtained from plasmid pJA17. The plasmid vector pBSIIs / k- was cut with XhoI and XbaI and the 5,111 bp fragment was cloned into the vector of interest. The 5,111 bp fragment consists of nucleotides extending from position 29,788 (XhoI site) to position 35,937 (distal end of the 3 ′ end) and position 1 (first of 5 ′ end) to position 1,336 (XbaI site) of the type 2 adenovirus genome Corresponds to nucleotides extending to).
プラスミドpWadhlacZを以下のように構築した。プラスミドpUC119(GeneBank参照番号:U07649、GeneBankアクセス番号:U07649)を、AflIIIおよびBspHIで部分的に消化し、クレノウ酵素を用いて平滑末端に改変し、次いで連結して、細菌の起点およびamp遺伝子のみを含む(ポリリンカーおよびF1起点を取り除いた)を含む環状の1732bpのプラスミドを形成した。平滑末端化し、そして連結したAflIIIおよびBspHIの連結部は唯一のNspI部位を形成する。1732bpのプラスミドをNspIで切断し、T4ポリメラーゼを用いて平滑末端に改変し、そしてpUC119ポリリンカーから得た20bpのHinDIIIーHinCIIフラグメント(クレノウ酵素を用いて平滑末端に改変した)を、プラスミドの平滑化したNspI部位に連結した。平滑化したポリリンカー由来のHinDIII部位を再度作製し、次いで細菌の複製起点に隣接して配置した。次いで、得られたプラスミドを唯一のPstI/Sse8387I部位で切断し、そしてSse8387I-PvuII-Sse8387Iオリゴヌクレオチド(5'-GGCAGCTGCCTGCA-3'(配列番号1))をそこに連結した。残っている唯一のBspHI部位を切断し、クレノウ酵素を用いて平滑末端に改変し、そしてAscIリンカーを含むオリゴヌクレオチド(5'-GAAGGCGCGCCTTC-3'(配列番号2))をそこに連結し、BspHI部位を排除した。得られたプラスミドをpWeeと称した。 Plasmid pWadhlacZ was constructed as follows. Plasmid pUC119 (GeneBank reference number: U07649, GeneBank accession number: U07649) is partially digested with AflIII and BspHI, modified to blunt ends using Klenow enzyme, and then ligated to the bacterial origin and amp gene only A circular 1732 bp plasmid containing (with the polylinker and F1 origin removed) was formed. The blunt-ended and ligated AflIII and BspHI junctions form a unique NspI site. The 1732 bp plasmid was cleaved with NspI, modified to blunt end using T4 polymerase, and the 20 bp HinDIII-HinCII fragment obtained from pUC119 polylinker (modified to blunt end using Klenow enzyme) Ligated to the activated NspI site. The blunted polylinker-derived HinDIII site was recreated and then placed adjacent to the bacterial origin of replication. The resulting plasmid was then cut at the unique PstI / Sse8387I site and the Sse8387I-PvuII-Sse8387I oligonucleotide (5′-GGCAGCTGCCTGCA-3 ′ (SEQ ID NO: 1)) ligated thereto. The only remaining BspHI site is cleaved, modified to blunt end using Klenow enzyme, and an oligonucleotide containing AscI linker (5′-GAAGGCGCGCCTTC-3 ′ (SEQ ID NO: 2)) is ligated thereto and BspHI The site was excluded. The resulting plasmid was called pWee.
pWadhlacZ構築物を作製するために、CMVlacZ発現カセット(AAV ITRによって5'および3'が隣接されたヌクレオチド配列を含み、ここでヌクレオチド配列は以下のエレメントを含む:CMVプロモーター、hGHの第1のイントロン、adhlacZフラグメント、およびSV40初期ポリアデニル化部位を含む)を、複数の工程を用いてpWeeの唯一のPvuII部位に挿入し、その結果CMVプロモーターは、pWeeの細菌のamp遺伝子に隣接して配置された。 To create a pWadhlacZ construct, a CMVlacZ expression cassette (containing a nucleotide sequence flanked 5 ′ and 3 ′ by an AAV ITR, where the nucleotide sequence includes the following elements: CMV promoter, first intron of hGH, The adhlacZ fragment, and the SV40 early polyadenylation site) were inserted into the unique PvuII site of pWee using multiple steps, so that the CMV promoter was placed adjacent to the bacterial amp gene of pWee.
より詳細には、CMVlacZ発現カセットは、プラスミドpsub201CMVから誘導され、以下のように構築された。制限酵素部位:NotI-MluI-SnaBI-AgeI-BstBI-BssHII-NcoI-HpaI-BspEI-PmlI-RsrII-NotIをコードし、そして以下のヌクレオチド配列:5'-GCGGCCGCACGCGTACGTACCGGTTCGAAGCGCGCACGGCCGACCATGGTTAACTCCGGACACGTGCGGACCGCGGCCGC-3'(配列番号3)
を有するオリゴヌクレオチドを合成し、そしてpUC119の平滑末端に改変したKasI-EarI部位(部分的)にクローン化して、2757bpのベクターフラグメントを得た。CMV即時初期プロモーターをコードするヌクレオチド配列を含む653bpのSpeI-SacIIフラグメントを、2,757bpのベクターフラグメントのSnaBI部位にクローン化した。さらに、hGHの第1のイントロンをコードするヌクレオチド配列を含む、269bpのPCRで作製したBstBI-BstBIフラグメント(これは以下のプライマーを用いて得られた:5'-AAAATTCGAACCTGGGGAGAAACCAGAG-3'(配列番号4)および3'-aaaattcgaacaggtaagcgcccctTTG-5'(配列番号5))を、2,757bpのベクターフラグメントのBstBI部位にクローン化し、そしてpCMV-βプラスミド(Clonetechから入手した)由来のSV40初期ポリアデニル化部位を含む、135bpのHpaI-BamHI(平滑末端に改変した)フラグメントを、目的のベクターフラグメントのHpaI部位にクローン化して、p1.1cと称されるプラスミドを得た。次いで、p1.1cプラスミドをNotIで切断して、第1のCMV発現カセットを得た。
More specifically, the CMVlacZ expression cassette was derived from plasmid psub201CMV and was constructed as follows. Restriction enzyme sites: NotI-MluI-SnaBI-AgeI-BstBI-BssHII-NcoI-HpaI-BspEI-PmlI-RsrII-NotI
Was synthesized and cloned into the KasI-EarI site (partial) modified to the blunt end of pUC119, resulting in a 2757 bp vector fragment. A 653 bp SpeI-SacII fragment containing the nucleotide sequence encoding the CMV immediate early promoter was cloned into the SnaBI site of the 2,757 bp vector fragment. In addition, a 269 bp PCR BstBI-BstBI fragment containing a nucleotide sequence encoding the first intron of hGH (which was obtained using the following primer: 5′-AAAATTCGAACCTGGGGAGAAACCAGAG-3 ′ (SEQ ID NO: 4 ) And 3′-aaaattcgaacaggtaagcgcccctTTG-5 ′ (SEQ ID NO: 5)) were cloned into the BstBI site of the 2,757 bp vector fragment and contained the SV40 early polyadenylation site from the pCMV-β plasmid (obtained from Clonetech). A 135 bp HpaI-BamHI (modified to blunt end) fragment was cloned into the HpaI site of the vector fragment of interest to yield a plasmid called p1.1c. The p1.1c plasmid was then cut with NotI to obtain the first CMV expression cassette.
プラスミドpsub201(Samulskiら、(1987)J.Virol 61:3096-3101)をXbaIで切断し、平滑末端に改変し、そしてNotIリンカー(5'-TTGCGGCCGCAA-3'(配列番号6))をその末端に連結して、細菌の複製起点およびamp遺伝子を含むベクターフラグメントを得た。ここで、ベクターフラグメントはNotI部位に両側で隣接されている。NotIで切断した後、第1のCMV発現カセットをpsub201ベクターフラグメントにクローン化して、psub201CMVを作製した。このプラスミド由来のITRに結合された発現カセットを、PvuIIでの切断によって単離し、そしてpWeeをPvuIIで切断した後、このプラスミドに連結して、pWCMVを作製した。次いで、pWCMVをBssHIIで切断し(部分的)、そしてadhlacZ遺伝子を含む3246bpのフラグメント(プラスミドpCMV-βから得たSmaI-DraIヌクレオチドフラグメントの末端にAscIリンカー(5'-GAAGGCGCGCCTTC-3'(配列番号7))を連結して3246bpのフラグメントを得た)を、pWCMVのBssHII部位に連結して、pWadhlacZ構築物を得た。 Plasmid psub201 (Samulski et al. (1987) J. Virol 61 : 3096-3101) was cut with XbaI, modified to blunt ends, and a NotI linker (5′-TTGCGGCCGCAA-3 ′ (SEQ ID NO: 6)) at its ends. To obtain a vector fragment containing the bacterial origin of replication and the amp gene. Here, the vector fragment is flanked on both sides by the NotI site. After cutting with NotI, the first CMV expression cassette was cloned into the psub201 vector fragment to generate psub201CMV. The expression cassette bound to the ITR from this plasmid was isolated by digestion with PvuII, and pWee was digested with PvuII and ligated to this plasmid to create pWCMV. The pWCMV was then cleaved with BssHII (partially) and a 3246 bp fragment containing the adhlacZ gene (AscI linker (5'-GAAGGCGCGCCTTC-3 '(SEQ ID NO: 5) at the end of the SmaI-DraI nucleotide fragment obtained from plasmid pCMV-β). 7)) was ligated to obtain a 3246 bp fragment) was ligated to the BssHII site of pWCMV to obtain the pWadhlacZ construct.
プラスミドpW1909adhlacZを以下のように構築した。AAVrepおよびcapコード領域を含む4723bpのSpeI-EcoRVフラグメントを、プラスミドpGN1909(ATCCアクセス番号69871)から得た。pGN1909プラスミドは、repコード領域についてその通常の位置(野生型AAVゲノムにおける位置)から下流になるような構築物に配置されるAAVp5プロモーター領域とともに、AAVrepおよびcap遺伝子を有する高効率AAVヘルパープラスミドである。4723bpのフラグメントを平滑末端に改変し、そしてAscIリンカー(5'-GAAGGCGCGCCTTC-3'(配列番号8))を平滑末端に連結した。次いで、得られたフラグメントをpWadhlacZの唯一のAscI部位に連結し、そしてAAVコード配列が構築物中の細菌の複製開始点に隣接して配置されるように方向付けした。 Plasmid pW1909adhlacZ was constructed as follows. A 4723 bp SpeI-EcoRV fragment containing the AAVrep and cap coding regions was obtained from plasmid pGN1909 (ATCC accession number 69871). The pGN1909 plasmid is a highly efficient AAV helper plasmid with an AAVrep and cap gene, with an AAVp5 promoter region located in a construct that is downstream from its normal position (position in the wild type AAV genome) with respect to the rep coding region. The 4723 bp fragment was modified to blunt ends and an AscI linker (5′-GAAGGCGCGCCTTC-3 ′ (SEQ ID NO: 8)) was ligated to the blunt ends. The resulting fragment was then ligated to the unique AscI site of pWadhlacZ and oriented so that the AAV coding sequence was placed adjacent to the bacterial origin of replication in the construct.
プラスミドpW620adhlacZを以下のように構築した。AAVrepおよびcapコード領域を含む4439bpのMscIフラグメントを、プラスミドpSM620(Samulskiら(1982)Proc.Natl.Acad. Sci. USA 79:2077-2081)から得た。4439bpのフラグメントを平滑末端に改変し、そしてAscIリンカー(5'-GAAGGCGCGCCTTC-3'(配列番号9))を平滑末端に連結した。次いで、得られたフラグメントをpWadhlacZの唯一のAscI部位に連結し、そしてAAVコード配列が構築物中の細菌の複製開始点に隣接して配置されるように方向付けした。 Plasmid pW620adhlacZ was constructed as follows. A 4439 bp MscI fragment containing the AAVrep and cap coding regions was obtained from plasmid pSM620 (Samulski et al. (1982) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 79 : 2077-2081). The 4439 bp fragment was modified to blunt ends and an AscI linker (5′-GAAGGCGCGCCTTC-3 ′ (SEQ ID NO: 9)) was ligated to the blunt ends. The resulting fragment was then ligated to the unique AscI site of pWadhlacZ and oriented so that the AAV coding sequence was placed adjacent to the bacterial origin of replication in the construct.
プラスミドpW1909を以下のように構築した。pW1909adhlacZプラスミドをSse8387で切断し、そして6506bpのSse8387I-Sse8387Iフラグメント(アンピシリン耐性遺伝子、coli1複製起点、およびAAVヘルパー配列を含む)を、分子内連結により再環化して、pW1909構築物を得た。 Plasmid pW1909 was constructed as follows. The pW1909adhlacZ plasmid was cut with Sse8387 and the 6506 bp Sse8387I-Sse8387I fragment (containing the ampicillin resistance gene, the coli1 origin of replication, and the AAV helper sequence) was recirculated by intramolecular ligation to yield the pW1909 construct.
pVlacZベクタープラスミドは、pUC119プラスミド中にクローン化されたpW1909adhlacZから得られるSse8387I-Sse8371Iフラグメントの改変バージョンである。pVlacZのSse8387I-Sse8371Iは、AAV逆方向末端反復(ITR)由来ではない全てのAAV配列が排除されている点で、pW1909のSse8387I-Sse8371Iフラグメントとは異なる。プラスミドpVlacZを以下のように構築した。AAV血清型2の塩基対122〜145を下流のNotI適合性末端と組み合わせることによって形成されたDNAの合成断片を構築し、全てのDループを含むAAVITR配列を含むMscI-NotIフラグメントを得た。合成DNAを、pW1909adhlacZプラスミド由来の4384bpのNotIフラグメントの両末端に連結した。4384bpのフラグメントはCMVlacZ配列を含む。次いで、得られたフラグメントをpW1909adhlacZの6732bpのMscIフラグメントに連結して組立て(assembly)構築物を得た。組立て構築物をSse8387Iで切断して4666bpのSse8387I-Sse8371Iフラグメント(CMVlacZ配列を含む)を得、そして4666bpのフラグメントをpUC119中にSse8387I部位で連結してpVlacZベクタープラスミドを得た。 The pVlacZ vector plasmid is a modified version of the Sse8387I-Sse8371I fragment obtained from pW1909adhlacZ cloned in the pUC119 plasmid. pVlacZ Sse8387I-Sse8371I differs from the Sse8387I-Sse8371I fragment of pW1909 in that all AAV sequences that are not derived from AAV inverted terminal repeats (ITR) are eliminated. Plasmid pVlacZ was constructed as follows. A synthetic fragment of the DNA formed by combining AAV serotype 2 base pairs 122-145 with downstream NotI compatible ends was constructed, resulting in an MscI-NotI fragment containing an AAVITR sequence containing all D-loops. Synthetic DNA was ligated to both ends of a 4384 bp NotI fragment derived from the pW1909adhlacZ plasmid. The 4384 bp fragment contains the CMVlacZ sequence. The resulting fragment was then ligated to the 6732 bp MscI fragment of pW1909adhlacZ to give an assembly construct. The assembly construct was cut with Sse8387I to give a 4666 bp Sse8387I-Sse8371I fragment (containing the CMVlacZ sequence), and the 4666 bp fragment was ligated into pUC119 at the Sse8387I site to give the pVlacZ vector plasmid.
実施例1
補助機能を供給するためのトランスフェクトされたアデノウイルス遺伝子を用いるrAAVビリオンの産生
トランスフェクションによって適切な宿主細胞中に導入されたアデノウイルス遺伝子が、AAV複製の状況におけるアデニウイルス感染によって提供される補助機能に類似の補助機能を提供し得るかどうかを決定するために、以下の実験を行った。
Example 1
Production of rAAV virions using transfected adenoviral genes to provide auxiliary functions Adenoviral genes introduced by transfecting into appropriate host cells are provided by adenivirus infection in the context of AAV replication The following experiment was conducted to determine whether a similar auxiliary function could be provided.
安定なヒト細胞株由来の細胞である293(例えば、アクセス番号CRL1573のもとでATCCを通じて容易に入手可能)を、10cmの組織培養ディッシュに1×106細胞/ディッシュでプレートし、4回の二連の実験群を提供した。次いで、細胞を37℃で増殖させ、トランスフェクションの前の約24〜48時間にわたって90%のコンフルエントに到達させた。各群において、プラスミドpW1909adhlacZを、レスキュー可能なAAVlacZベクター、ならびにAAVrepおよびcapコード領域の供給源として使用した。 Cells from a stable human cell line, 293 (eg readily available through ATCC under access number CRL1573), were plated at 1 × 10 6 cells / dish in a 10 cm tissue culture dish and washed 4 times. Duplicate experimental groups were provided. The cells were then grown at 37 ° C. and allowed to reach 90% confluence for approximately 24-48 hours prior to transfection. In each group, the plasmid pW1909adhlacZ was used as a source of rescueable AAVlacZ vector and AAVrep and cap coding regions.
トランスフェクションを、改変されたリン酸カルシウム法を用いて、計20μgのDNAで5時間行った。より詳細には、トランスフェクションの1〜4時間前に組織培養プレート中の培地を、10%のFCS、1%のpen/strep、および1%のグルタミンを含有する新鮮なDME/F12培養培地で置き換えた。1以上のベクターを含む計20μgのDNAを、1mLの滅菌した300mMのCaCl2に添加し、次いでこれを1mLの滅菌した2×HBS溶液(280mMのNaCl、50mMのHEPES緩衝液、1.5mMのNa2HPO4を混合し、そして10MのNaOHでpH7.1に調製することによって形成される)に添加し、そして穏やかに逆さにすることによってすぐに混合した。得られた混合物をすぐに10cmプレートの90%のコンフルエント細胞(10mLの上記の培養培地中)にピペッティングし、そして回転させて均質な溶液を作製した。プレートを5%のCO2インキュベーターに移し、そして撹拌せずに約5時間37℃で培養した。トランスフェクション後、培地をプレートから取り除き、細胞を滅菌したリン酸緩衝化生理食塩水(PBS)で1回洗浄した。
Transfection was performed with a total of 20 μg of DNA for 5 hours using a modified calcium phosphate method. More specifically, media in
アデノウイルス作用(working)ストックを、2型アデノウイルスのマスターストックを、10%のFCS、1%のpen/strep、1%のグルタミン、および25mMの滅菌したHEPES緩衝液(pH7.4)を加えたDME/F12中で106pfu/mlの濃度に希釈することによって調製した。 Add adenovirus working stock, type 2 adenovirus master stock, 10% FCS, 1% pen / strep, 1% glutamine, and 25 mM sterile HEPES buffer (pH 7.4) Prepared in DME / F12 by dilution to a concentration of 10 6 pfu / ml.
第1群由来の細胞培養物を、各10μgのプラスミドpW1909adhlacZおよびpBSII s/k-でトランスフェクトした。トランスフェクション期間の後、培地を置換し、1感染多重度(moi)で2型アデノウイルスを含有する10mLの培地を添加し、そして培養物を37℃で約72時間インキュベートした。
Cell cultures from
第2群由来の細胞培養物を、各10μgのプラスミドpW1909adhlacZおよびpJM17でトランスフェクトした。トランスフェクション期間の後、培地を置換し、そして培養物を37℃で約72時間インキュベートした。 Cell cultures from group 2 were transfected with 10 μg each of plasmids pW1909adhlacZ and pJM17. After the transfection period, the medium was replaced and the culture was incubated at 37 ° C. for about 72 hours.
第3群由来の細胞培養物を、各10μgのpBSII s/k-およびpJM17でトランスフェクトした。トランスフェクション期間の後、培地を置換し、そして培養物を37℃で約72時間インキュベートした。 Cell cultures from Group 3 were transfected with 10 μg each of pBSII s / k- and pJM17. After the transfection period, the medium was replaced and the culture was incubated at 37 ° C. for about 72 hours.
第4群由来の細胞培養物を、各10μgのpW1909adhlacZおよびpBSII s/k-でトランスフェクトした。トランスフェクション期間の後、培地を置換し、そして培養物を37℃で約72時間インキュベートした。 Cell cultures from Group 4 were transfected with 10 μg each of pW1909adhlacZ and pBSII s / k−. After the transfection period, the medium was replaced and the culture was incubated at 37 ° C. for about 72 hours.
各実験群由来の細胞を回集し、培地を遠心分離(1000×g、10分間)によって取り除き、そして1mLの溶解物を、3回の凍結/解凍サイクル(ドライアイス−エタノールと37℃との湯浴の交替)を用いて得た。溶解物を遠心分離(10,000×g、10分間)によって破片を含まないようにした。rAAVlacZビリオン産物を、293細胞について凍結/解凍抽出物を力価測定すること、およびlacZについてアッセイすることによって評価した。 Cells from each experimental group were collected, the medium was removed by centrifugation (1000 × g, 10 minutes), and 1 mL of lysate was removed from 3 freeze / thaw cycles (dry ice-ethanol and 37 ° C. Obtained by using a hot water bath). The lysate was free of debris by centrifugation (10,000 × g, 10 minutes). The rAAVlacZ virion product was evaluated by titrating the freeze / thaw extract on 293 cells and assaying for lacZ.
詳細には、293細胞を12ウェルプレートに(ウェルあたり1×105細胞で)プレートし、そして上記の凍結/解凍溶解物の容量範囲(10〜0.01μL)で接種し、そして37℃で24時間インキュベートした。次いで、培地の除去、2%のホルムアルデヒドおよび0.2%のグルタルアルデヒドを含有するPBS中での5分間の細胞のインキュベーション、PBSで1回の洗浄、次いで5mMのフェロシアン化カリウム、5mMのフェリシアン化カリウム、2mMの塩化マグネシウム、および1mg/mlのX-Galを含有するPBS中での一晩の細胞のインキュベーションによって、細胞を固定し、そして染色した(Sanesら、(1986)EMBO5:3133-3142)。次いで、rAAVビリオン力価を光学顕微鏡を用いて青色細胞の数を定量することによって計算した。 Specifically, 293 cells were plated in 12-well plates (1 × 10 5 cells per well) and inoculated with the above frozen / thawed lysate volume range (10-0.01 μL) and 24 ° C. at 24 ° C. Incubated for hours. Then media removal, incubation of cells for 5 minutes in PBS containing 2% formaldehyde and 0.2% glutaraldehyde, one wash with PBS, then 5 mM potassium ferrocyanide, 5 mM potassium ferricyanide, 2 mM Cells were fixed and stained by overnight incubation of the cells in PBS containing magnesium chloride and 1 mg / ml X-Gal (Sanes et al. (1986) EMBO 5 : 3133-3142). The rAAV virion titer was then calculated by quantifying the number of blue cells using a light microscope.
混入している感染性アデノウイルス産物を以下のようにアッセイした。細胞溶解物由来のサンプルを、50%コンフルエントの293細胞(12ウェルディッシュ中で1×105細胞/ウェルで培養した)に添加し、そして培養物を30日間(例えば、培養物を3日毎に1〜5に分ける)、または培養物がアデノウイルスの感染によって100%のCPEを示すまで経過させた。培養物を毎日CPEについて試験し、そして各実験培養物が100%のCPEを示す日を記録した。2型アデノウイルスの既知の量の範囲(0〜1×107pfu/培養物)で感染させた参照293細胞培養物をまた調製し、そして同じ様式で処理した。次いで標準曲線を、参照培養物から得たデータによって調製した。ここでアデノウイルスのpfu数を100%CPEの日の対してプロットした。次いで、各実験培養物における感染性2型アデノウイルスの力価を、標準曲線から決定されるように容易に得た。アッセイにおける検出限界は100pfu/mLであった。 Contaminated infectious adenovirus products were assayed as follows. Samples from the cell lysate are added to 50% confluent 293 cells (cultured at 1 × 10 5 cells / well in a 12-well dish) and the cultures for 30 days (eg, cultures every 3 days). 1-5), or the culture was allowed to elapse until it showed 100% CPE due to adenovirus infection. Cultures were tested daily for CPE, and the day on which each experimental culture exhibited 100% CPE was recorded. Reference 293 cell cultures infected with a range of known amounts of type 2 adenovirus (0-1 × 10 7 pfu / culture) were also prepared and processed in the same manner. A standard curve was then prepared with the data obtained from the reference culture. Here, the pfu numbers of adenovirus were plotted against the day of 100% CPE. The titer of infectious type 2 adenovirus in each experimental culture was then easily obtained as determined from a standard curve. The detection limit in the assay was 100 pfu / mL.
実験の結果を以下の表1に示す。 The results of the experiment are shown in Table 1 below.
表1の結果によって見られ得るように、トランスフェクションによって宿主細胞中に導入され、そしてアデノウイルス感染の非存在下で発現されるアデノウイルス遺伝子は、アデノウイルス感染によって提供される補助機能のレベルの有効性の約20%(すなわち、5倍少ない)レベルで補助機能を提供し得る。 As can be seen by the results in Table 1, adenoviral genes introduced into host cells by transfection and expressed in the absence of adenoviral infection are at the level of accessory function provided by adenoviral infection. Auxiliary functions may be provided at about 20% (ie, 5 times less) levels of effectiveness.
実施例2
補助機能を担うアデノウイルス遺伝子領域の同定
どのアデノウイルス遺伝子または遺伝子領域は、補助機能の提供において必要かつ十分であるかを決定する目的で、以下の実験を行った。
Example 2
Identification of Adenovirus Gene Regions Responsible for Auxiliary Functions In order to determine which adenoviral genes or gene regions are necessary and sufficient for providing auxiliary functions, the following experiments were conducted.
293細胞を、1×106細胞/皿で12の10-cm組織培養皿にプレートして6組の二重実験群を提供した。次いで、細胞を、トランスフェクション前に約24〜48時間の期間にわたって、37℃で約90%のコンフルエンシーに達するまで増殖させた。各群において、プラスミドpW1909adhlacZを、レスキュー可能なAAVlacZベクターならびにAAVrepおよびcapコード領
域の供給源として用いた。トランスフェクションを、上記実施例1に記載のように行った。また、アデノウイルス作業ストックを、前述のように調製した。
293 cells were plated on 12 10-cm tissue culture dishes at 1 × 10 6 cells / dish to provide six duplicate experimental groups. The cells were then grown to reach about 90% confluency at 37 ° C. for a period of about 24-48 hours prior to transfection. In each group, plasmid pW1909adhlacZ was used as a source of rescueable AAVlacZ vector and AAVrep and cap coding regions. Transfection was performed as described in Example 1 above. An adenovirus working stock was also prepared as described above.
各293細胞培養物を、プラスミドpW1909adhlacZおよびプラスミドpBSIIs/k-(コントロールとして)、または単離されたアデノウイルス遺伝子の種々の組み合わせのいずれかでトランスフェクトした。 Each 293 cell culture was transfected with either plasmid pW1909adhlacZ and plasmid pBSIIs / k- (as a control) or various combinations of isolated adenoviral genes.
より詳細には、第一の実験群の細胞を、5μgのプラスミドpW1909adhlacZ(AAV補助機能を提供する)および15μgのプラスミドpBSII s/k-で同時トランスフェクトした。トランスフェクションの期間後、培地を交換し、そして細胞を2型アデノウイルス(moi=1)を含む10mLの培地を用いて感染させた。次いで培養物を、37℃で約72時間インキュベートした。 More specifically, cells from the first experimental group were co-transfected with 5 μg of plasmid pW1909adhlacZ (providing AAV auxiliary function) and 15 μg of plasmid pBSII s / k−. After the transfection period, the medium was changed and the cells were infected with 10 mL medium containing type 2 adenovirus (moi = 1). The culture was then incubated at 37 ° C. for about 72 hours.
第2の実験群の細胞を、5μgのプラスミドpW1909adhlacZ(AAV補助機能を提供する)および15μgのプラスミドpJM17で同時トランスフェクトした。トランスフェクション後、培地を交換し、そして培養物を、37℃で約72時間インキュベートした。 Cells from the second experimental group were co-transfected with 5 μg of plasmid pW1909adhlacZ (providing AAV accessory function) and 15 μg of plasmid pJM17. After transfection, the medium was changed and the culture was incubated at 37 ° C. for about 72 hours.
第3の実験群の細胞を、5μgのプラスミドpW1909adhlacZ(AAV補助機能を提供する)、10μgのプラスミドpBSII-E2a+E4、および5μgのプラスミドpBSIIs/k-で同時トランスフェクトした。トランスフェクション後、培地を交換し、そして培養物を、37℃で約72時間インキュベートした。 Cells from the third experimental group were co-transfected with 5 μg plasmid pW1909adhlacZ (providing AAV accessory function), 10 μg plasmid pBSII-E2a + E4, and 5 μg plasmid pBSIIs / k−. After transfection, the medium was changed and the culture was incubated at 37 ° C. for about 72 hours.
第4の実験群の細胞を、5μgのプラスミドpW1909adhlacZ(AAV補助機能を提供する)、10μgのプラスミドpBSII-E2a+E4、および5μgのプラスミドpBSII-VARNAで同時トランスフェクトした。トランスフェクション後、培地を交換し、そして培養物を、37℃で約72時間インキュベートした。 Cells from the fourth experimental group were cotransfected with 5 μg of plasmid pW1909adhlacZ (providing AAV accessory function), 10 μg of plasmid pBSII-E2a + E4, and 5 μg of plasmid pBSII-VARNA. After transfection, the medium was changed and the culture was incubated at 37 ° C. for about 72 hours.
第5の実験群の細胞を、5μgのプラスミドpW1909adhlacZ(AAV補助機能を提供する)、5μgのプラスミドpBSII-E2a、5μgのプラスミドpBSII-E4および5μgのプラスミドpBSIIs/k-で同時トランスフェクトした。トランスフェクション後、培地を交換し、そして培養物を、37℃で約72時間インキュベートした。 Cells from the fifth experimental group were co-transfected with 5 μg of plasmid pW1909adhlacZ (providing AAV accessory function), 5 μg of plasmid pBSII-E2a, 5 μg of plasmid pBSII-E4 and 5 μg of plasmid pBSIIs / k−. After transfection, the medium was changed and the culture was incubated at 37 ° C. for about 72 hours.
第6の実験群の細胞を、5μgのプラスミドpW1909adhlacZ(AAV補助機能を提供する)、5μgのプラスミドpBSII-E2a、5μgのプラスミドpBSII+E4および5μgのプラスミドpBSII-VARNAsで同時トランスフェクトした。トランスフェクション後、培地を交換し、そして培養物を、37℃で約72時間インキュベートした。 Cells from the sixth experimental group were co-transfected with 5 μg plasmid pW1909adhlacZ (providing AAV accessory function), 5 μg plasmid pBSII-E2a, 5 μg plasmid pBSII + E4 and 5 μg plasmid pBSII-VARNAs. After transfection, the medium was changed and the culture was incubated at 37 ° C. for about 72 hours.
次いで、各実験群由来の細胞を回収し、培地を遠心分離(1000×g、10分間)によって除去し、そして1mLの溶解物を3回の冷凍/解凍サイクル(ドライアイス−エタノール浴と37℃浴との交替)を用いて産生した。遠心分離(10,000×g、10分間)によって破片を含まない溶解物を作製した。次いでrAAVlacZビリオンの産生を、実施例1に記載の技法を用いて評価し、そしてrAVVゲノムの量を以下のアッセイ法によって定量した。 Cells from each experimental group were then collected, the medium was removed by centrifugation (1000 × g, 10 minutes), and 1 mL of lysate was removed in 3 freeze / thaw cycles (dry ice-ethanol bath and 37 ° C. In place of bath). Centrifugation (10,000 × g, 10 minutes) produced a lysate free of debris. The production of rAAVlacZ virions was then assessed using the technique described in Example 1 and the amount of rAVV genome was quantified by the following assay.
50λの各実験群由来の溶解物を、50U/mLのDNAseIを含むDMEM培地(Sigma, St. Louis, MOより入手可能)の100λアリコートに加え、アッセイ試料を作成した。試料を37℃で約1時間インキュベートした後に、2×プロテイナーゼK緩衝液(20mMTris Cl、20 mM EDTA、1%SDS、pHを8.0に調節した)中の100λのプロテイナーゼK(1mg/mL)を各試料に加え、次いで、37℃でさらに1時間インキュベートした。各試料由来のDNAをフェノール/クロロホルム抽出し、エタノール中で沈殿させ、次いで、5℃で15分間遠心分離することによって回収した。次いで、DNAペレットを、200λのTE中に再溶解させて、DNA試料を提供した。次いで、ドットプロットアッセイを、以下のように行った。ζプローブ(ZetaProbe(登録商標))膜(BioRad, Richmond, CA)をサイズにカットし、そしてドットプロット装置にアセンブリした。DNA試料を、200λの2×アルカリ性溶液(0.8MNaOH、20 mM EDTA)を用いて変性させ、そして、5分後に、膜を2×SSC溶液中で1分間リンスし、濾紙上で乾燥させ、次いで、80℃で約30分間真空下でベーキングした。ハイブリダイゼーション緩衝液(1mMEDTA、40mM Na2HPO4(pH 7.2)、7% SDS)中で65℃30分間ハイブリダイゼーションを行った。次いで、フィルターを洗浄し、そして約20時間オートラジオグラフし、放射活性をシンチレーションカウンティングを用いて決定した。 Lysates from each experimental group of 50λ were added to 100λ aliquots of DMEM medium (available from Sigma, St. Louis, MO) containing 50 U / mL DNAseI to make assay samples. After incubating the sample for about 1 hour at 37 ° C., 100 λ proteinase K (1 mg / mL) in 2 × proteinase K buffer (20 mM Tris Cl, 20 mM EDTA, 1% SDS, pH adjusted to 8.0) was added to each sample. In addition to the sample, it was then incubated for an additional hour at 37 ° C. DNA from each sample was phenol / chloroform extracted, precipitated in ethanol, and then recovered by centrifugation at 5 ° C. for 15 minutes. The DNA pellet was then redissolved in 200λ TE to provide a DNA sample. A dot plot assay was then performed as follows. A ζ probe (ZetaProbe®) membrane (BioRad, Richmond, Calif.) was cut to size and assembled into a dot plot device. The DNA sample was denatured with 200λ 2 × alkaline solution (0.8 M NaOH, 20 mM EDTA) and after 5 minutes, the membrane was rinsed in 2 × SSC solution for 1 minute, dried on filter paper, then And baking at 80 ° C. for about 30 minutes under vacuum. Hybridization was performed at 65 ° C. for 30 minutes in a hybridization buffer (1 mM EDTA, 40 mM Na 2 HPO 4 (pH 7.2), 7% SDS). Filters were then washed and autoradiographed for about 20 hours and radioactivity was determined using scintillation counting.
実験の結果を、以下の表2に示す。 The results of the experiment are shown in Table 2 below.
表2に示される結果から見られ得るように、単離されたアデノウイルス遺伝子領域は、首尾良く宿主細胞にトランスフェクトされて、rAAVビリオン複製にとって必要かつ十分な補助機能を提供し得る。さらに、第3群および第5群で得られた結果は、アデノウイルスVARNA領域はrAAVビリオンの複製にとって必須ではないことを示している。しかし、この領域は、アデノウイルス感染を用いて得られるrAAV力価に匹敵するrAAV力価を得るために必要である。 As can be seen from the results shown in Table 2, the isolated adenoviral gene regions can be successfully transfected into host cells to provide the necessary and sufficient accessory functions for rAAV virion replication. Furthermore, the results obtained in Groups 3 and 5 indicate that the adenovirus VARNA region is not essential for rAAV virion replication. However, this region is necessary to obtain rAAV titers comparable to those obtained using adenovirus infection.
実施例3
rAAVビリオン産生に対するアデノウイルスVARNA投薬量の相関
宿主細胞に供したトランスフェクトされたアデノウイルスVA RNA遺伝子領域の量と、宿主細胞中の補体rAAV複製へ提供された補助機能のレベルとの間に相関が存在するか否かを調査する目的で、以下の実験を行った。
Example 3
Correlation of Adenovirus VARNA Dosage for rAAV Virion Production Between the amount of adenovirus VA RNA gene region transfected into the host cell and the level of accessory function provided to complement rAAV replication in the host cell In order to investigate whether a correlation exists, the following experiment was conducted.
293細胞を、10-cmの組織培養皿に1×106細胞/皿でプレートし、そしてトランスフェクション前に約24〜48時間の期間にわたって、37℃で約90%のコンフルエンシーに達するまで培養した。トランスフェクションを、上記実施例1に記載のように行った。 293 cells are plated at 1 × 10 6 cells / dish in 10-cm tissue culture dishes and cultured at 37 ° C. until reaching about 90% confluency for a period of about 24-48 hours prior to transfection. did. Transfection was performed as described in Example 1 above.
詳細には、293細胞を、5μgのプラスミドpW1909adhlacZ、10μgのプラスミドpBSII-E2a+E4および0〜25μgのプラスミドpBSII-VARNAでトランスフェクトして、プラスミドを有するVARNAの(他のプラスミドに対する)モル比を0〜5の範囲にわたって変動した。トランスフェクション期間の後、培地を交換し、そして細胞を37℃で約72時間インキュベートした。 Specifically, 293 cells were transfected with 5 μg of plasmid pW1909adhlacZ, 10 μg of plasmid pBSII-E2a + E4 and 0-25 μg of plasmid pBSII-VARNA to determine the molar ratio of VARNA with plasmid (relative to other plasmids). It varied over a range of 0-5. After the transfection period, the medium was changed and the cells were incubated at 37 ° C. for about 72 hours.
次いで各実験群由来の細胞を回収し、培地を遠心分離(1000×g、10分間)によって除
去し、そして1mLの溶解物を、3回の冷凍/解凍サイクル(ドライアイス−エタノール浴と37℃浴との交替)を用いて産生した。遠心分離(10,000×g、10分間)によって破片を含まない溶解物を作製した。次いでAAVlacZベクターの産生を、実施例1に記載の技法を用いて評価した。実験の結果を以下の表3に示す。
Cells from each experimental group were then collected, the medium was removed by centrifugation (1000 × g, 10 minutes), and 1 mL of lysate was removed in 3 freeze / thaw cycles (dry ice-ethanol bath and 37 ° C. In place of bath). Centrifugation (10,000 × g, 10 minutes) produced a lysate free of debris. The production of AAVlacZ vector was then evaluated using the technique described in Example 1. The results of the experiment are shown in Table 3 below.
表3から見られ得るように、アデノウイルスVA RNAは、アデノウイルス感染で得られるレベルと実質的に等価なレベルでrAAVビリオン産生を得るのに必要とされるにもかかわらず、調製された範囲におけるVARNA/他のアデノウイルス遺伝子領域の比の変動はrAAVビリオンの産生に著しく影響を及ぼさない。 As can be seen from Table 3, the adenoviral VA RNA was prepared in spite of being required to obtain rAAV virion production at a level substantially equivalent to that obtained with adenoviral infection. Variation in the ratio of VARNA / other adenovirus gene regions in rAAV does not significantly affect the production of rAAV virions.
実施例4
補助機能におけるアデノウイルスE2a、E4およびVA RNA遺伝子領域
に対する要求の実証
rAAVビリオン産生についての補助機能の提供におけるアデノウイルスE2a、E4およびVA RNA遺伝子領域の相対的寄与を確率する目的で、以下の実験を行った。
Example 4
Adenovirus E2a, E4 and VA RNA gene regions in auxiliary functions
The demand for
The following experiments were performed with the aim of probing the relative contribution of adenovirus E2a, E4 and VA RNA gene regions in providing accessory functions for rAAV virion production.
293細胞を、10-cmの組織培養皿に1×106細胞/皿でプレートし、そして同時トランスフェクション前に約24〜48時間の期間にわたって、37℃で約90%のコンフルエンシーに達するまで培養した。全てのトランスフェクションを、上記実施例1に記載のように行った。 293 cells are plated at 1 × 10 6 cells / dish in 10-cm tissue culture dishes and reach about 90% confluency at 37 ° C. for a period of about 24-48 hours prior to co-transfection. Cultured. All transfections were performed as described in Example 1 above.
293細胞培養物を、5μgのプラスミドpW1909adhlacZ、および15μg(全体)の以下のプラスミドの全ての組み合わせまたはその一対の組み合わせのいずれかで同時トランスフェクトして、E2a、E4およびVARNAをコードする各アデノウイルス遺伝子領域を同時トランスフェクションから排除する培養物を提供した:pBSII-E2a;pBSII-E4;およびpBSII-VARNA。トランスフェクション期間後に、培地を交換し、そして細胞を37℃で約72時間インキュベートした。 Each adenovirus encoding E2a, E4 and VARNA was co-transfected with 5 μg of plasmid pW1909adhlacZ and either 15 μg (total) of any of the following plasmid combinations or combinations thereof: Cultures were provided that excluded gene regions from co-transfection: pBSII-E2a; pBSII-E4; and pBSII-VARNA. After the transfection period, the medium was changed and the cells were incubated at 37 ° C. for about 72 hours.
次いで各同時トランスフェクション群由来の細胞を回収し、培地を遠心分離(1000×g、10分間)によって除去し、そして1mLの溶解物を、3回の冷凍/解凍サイクル(ドライアイス−エタノール浴と37℃浴との交替)を用いて産生した。遠心分離(10,000×g、10分間)によって破片を含まない溶解物を作製した。次いでrAAVlacZビリオンの産生を、実施例1に記載の技法を用いて評価した。実験の結果を以下の表4に示す。 Cells from each co-transfection group were then collected, the medium was removed by centrifugation (1000 × g, 10 minutes), and 1 mL of lysate was removed in 3 freeze / thaw cycles (dry ice-ethanol bath and Using 37 ° C bath). Centrifugation (10,000 × g, 10 minutes) produced a lysate free of debris. The production of rAAVlacZ virions was then evaluated using the technique described in Example 1. The results of the experiment are shown in Table 4 below.
表4に示された結果から見られ得るように、各アデノウイルス遺伝子領域E2a、E4およびVA RNAは、rAAVビリオン産生を支持するのに必要な補助機能を提供する必要は全くない。しかし、全ての遺伝子領域は、アデノウイルス感染で得られるレベルに匹敵するrAAVビリオンのレベルを産生するために必要である。より詳細には、プラスミド含有VARNAを同時トランスフェクションから省略することにより、rAAVビリオン産生の7倍の低下(7×108機能的単位/10cm皿)をもたらした。rAAVビリオンの産生は、E4およびE2a含有プラスミドの同時トランスフェクションからの省略によって、さらに著しく影響された。E4構築物の省略により、産生の83倍の低下(6×107機能的単位/10cm皿)になり、そしてE2構築物の省略により、rAAVビリオン産生の10,000倍の低下(5×105機能的単位/10cm皿)になった。 As can be seen from the results shown in Table 4, each adenoviral gene region E2a, E4 and VA RNA need not provide any auxiliary functions necessary to support rAAV virion production. However, all gene regions are necessary to produce rAAV virion levels comparable to those obtained with adenovirus infection. More specifically, omitting plasmid-containing VARNA from co-transfection resulted in a 7-fold reduction in rAAV virion production (7 × 10 8 functional units / 10 cm dish). Production of rAAV virions was further significantly affected by omission from co-transfection of E4 and E2a containing plasmids. Omission of the E4 construct resulted in an 83-fold reduction in production (6 × 10 7 functional units / 10 cm dish), and omission of the E2 construct resulted in a 10,000-fold reduction in rAAV virion production (5 × 10 5 functional units) / 10cm dish).
実施例5
pW1909adhlacZまたはpW620adhlacZに基づくAAVヘルプを用いた
rAAVビリオン産生の比較
野生型または改変型AAVヘルプ機能(AAV repおよびcapコーディング領域)のいずれかを含むAAVヘルパー構築物とともに非ウイルス補助機能系を用いて、宿主細胞中のrAAVビリオン産生の効率を比較する目的で、以下の実験を行った。
Example 5
Using AAV help based on pW1909adhlacZ or pW620adhlacZ
Comparison of rAAV virion production Compare the efficiency of rAAV virion production in host cells using a non-viral accessory function system with an AAV helper construct containing either wild-type or modified AAV help functions (AAV rep and cap coding regions) The following experiment was conducted for the purpose of:
293細胞を、10-cmの組織培養皿に1×106細胞/皿でプレートし、そして同時トランスフェクション前に約24〜48時間の期間にわたって、37℃で約90%のコンフルエンシーに達するまで培養した。全てのトランスフェクションを、上記の実施例1に記載のように行った。 293 cells are plated at 1 × 10 6 cells / dish in 10-cm tissue culture dishes and reach about 90% confluency at 37 ° C. for a period of about 24-48 hours prior to co-transfection. Cultured. All transfections were performed as described in Example 1 above.
第一セットの293細胞培養物を、5μgのプラスミドpW620adhlacZ(野生型AAVヘルプ機能を含む)、10μgのプラスミドpBSII-E2a+E4および5μgのプラスミドpBSII-VARNAで同時トランスフェクトした。第2セットの293培養物を、5μgのプラスミドpW1909adhlacZ(改変型AAVヘルプ機能を含む)、10μgのプラスミドpBSII-E2a+E4および5μgのプラスミドpBSII-VARNAで同時トランスフェクトした。トランスフェクションの後、培地を交換し、そして培養物を37℃で約72時間インキュベートした。 A first set of 293 cell cultures were co-transfected with 5 μg of plasmid pW620adhlacZ (including wild type AAV help function), 10 μg of plasmid pBSII-E2a + E4 and 5 μg of plasmid pBSII-VARNA. A second set of 293 cultures was co-transfected with 5 μg of plasmid pW1909adhlacZ (including the modified AAV help function), 10 μg of plasmid pBSII-E2a + E4 and 5 μg of plasmid pBSII-VARNA. Following transfection, the medium was changed and the culture was incubated at 37 ° C. for about 72 hours.
次いで各同時トランスフェクション群由来の細胞を回収し、培地を遠心分離(1000×g
、10分間)によって除去し、そして1mLの溶解物を、3回の冷凍/解凍サイクル(ドライアイス/エタノール浴と37℃浴との交替)を用いて産生した。遠心分離(10,000×g、10分間)によって破片を含まない溶解物を作製した。次いでrAAVlacZビリオンの産生を、実施例1に記載の技法を用いて評価した。実験の結果を以下の表5に示す。
Cells from each co-transfection group are then collected and the medium is centrifuged (1000 × g
, 10 minutes) and 1 mL of lysate was produced using 3 freeze / thaw cycles (alternating dry ice / ethanol bath and 37 ° C. bath). Centrifugation (10,000 × g, 10 minutes) produced a lysate free of debris. The production of rAAVlacZ virions was then evaluated using the technique described in Example 1. The results of the experiment are shown in Table 5 below.
表5に示された結果から見られ得るように、 AAVヘルプの野生型と改変型の両方はrAAVビリオンの産生をほぼ同レベルで支持した。 As can be seen from the results shown in Table 5, both wild-type and modified forms of AAV help supported rAAV virion production at approximately the same level.
実施例6
プラスミドに基づく補助機能のrAAVビリオンの産生効率の比較
プラスミドに基づく単離された補助機能、それらの組み合わせ、ならびにアデノウイルスVA RNA、E4およびE2a遺伝子領域(上記のpladeno1プラスミド)を含有する単一の構築物を用いて宿主細胞中のrAAVビリオン産生の効率と、2型アデノウイルス(ad-2)感染を用いて得られるrAAVビリオン産生の効率とを比較する目的で、以下の実験を行った。
Example 6
Comparison of plasmid- based auxiliary function rAAV virion production efficiency Isolated plasmid-based auxiliary functions, combinations thereof, and a single containing adenovirus VA RNA, E4 and E2a gene regions (pladeno1 plasmid above) In order to compare the efficiency of rAAV virion production in host cells with the construct and the efficiency of rAAV virion production obtained using type 2 adenovirus (ad-2) infection, the following experiment was performed.
1.pladeno1およびpladeno1E1の構築:
pladeno1プラスミド(アデノウイルスVA RNA、E4およびE2a遺伝子領域を含む)を、5型アデノウイルス遺伝子をpBSII s/k-のPvuII部位の間に挿入された慣例のポリリンカーにクローニングすることによってアセンブリした。pladeno1構築物の地図は、図1に示される。より詳細には、制限酵素部位SalI-XbaI-EcoRV-SrfI-BamHI(5'-GTCGACAAATCTAGATATCGCCCGGGCGGATCC-3':配列番号10)をコードする二本鎖オリゴヌクレオチドポリリンカーを、pBSIIs/k-の2513bpのPvuIIベクターフラグメントに連結して、アセンブリプラスミドを提供した。次いで、5型アデノウイルス遺伝子または遺伝子領域を含む以下のフラグメントを、pJM17プラスミドから得た:1,724bpのSalI-HinDIIIVA RNA含有フラグメント(2型アデノウイルスゲノムの約9,831〜約11,555位にわたるヌクレオチドに対応する);5,962bpのSrfI-BamHIE2a含有フラグメント(2型アデノウイルスゲノムの約21,606〜約27,568位にわたるヌクレオチドに対応する);および3,669bpのHphI-HinDIIIE4含有フラグメント(2型アデノウイルスゲノムの約32,172〜約36,841位にわたるヌクレオチドに対応する)。XbaI部位を、E4を含むフラグメントのHphI末端に、クローニングベクターのHpaI部位に3,669bpのHphI-HinDIIIフラグメントをクローニングし、次いでそのフラグメントをXbaIおよびHinDIIIで切除する(部分切断)ことによって加えた。5,962E2aを含むフラグメントを、アセンブリプラスミドのSrfI部位とBamHI部位の間にクローン化し、そして1,724bpのVARNA含有フラグメントおよび改変型3,669bpのE4含有ラグメントを、それらの共通HinDIII末端によって結合させ、そしてアセンブリプラスミドのSalIとXbaI
部位との間に連結して、pladeno1構築物を得た。
1. Construction of pladeno1 and pladeno1E1:
The pladeno1 plasmid (including the adenovirus VA RNA, E4 and E2a gene regions) was assembled by cloning the type 5 adenovirus gene into a conventional polylinker inserted between the PvuII sites of pBSII s / k-. A map of the pladeno1 construct is shown in FIG. More specifically, a double-stranded oligonucleotide polylinker encoding the restriction enzyme site SalI-XbaI-EcoRV-SrfI-BamHI (5′-GTCGACAAATCTAGATATCGCCCGGGCGGATCC-3 ′: SEQ ID NO: 10) Ligated to the vector fragment to provide an assembly plasmid. The following fragment containing the type 5 adenovirus gene or gene region was then obtained from the pJM17 plasmid: a 1,724 bp SalI-HinDIIIVA RNA-containing fragment (corresponding to nucleotides spanning about positions 9,831 to 11,555 of the type 2 adenovirus genome) ); A 5,962 bp SrfI-BamHIE2a containing fragment (corresponding to nucleotides spanning about positions 21,606 to about 27,568 of the type 2 adenovirus genome); and a 3,669 bp HphI-HinDIIIE4 containing fragment (about 32,172 to about 2 of the type 2 adenovirus genome) Corresponding to nucleotides spanning 36,841). The XbaI site was added by cloning a 3,669 bp HphI-HinDIII fragment into the HpaI site of the cloning vector at the HphI end of the fragment containing E4 and then excising the fragment with XbaI and HinDIII (partial cleavage). The fragment containing 5,962E2a was cloned between the SrfI and BamHI sites of the assembly plasmid, and the 1,724 bp VARNA containing fragment and the modified 3,669 bp E4 containing fragment were joined by their common HinDIII ends and assembled Plasmids SalI and XbaI
Ligated between the sites, a pladeno1 construct was obtained.
図2に参照されるように、pladeno1E1プラスミドを以下のようにアセンブリした。4,102bpのBsrGI-Eco47IIIフラグメント(5型アデノウイルスのElaおよびElbコード領域を含む)を、pJK17プラスミドから得た。被験体フラグメントは、2型アデノウイルスゲノム
の約192〜約4,294位にわたるヌクレオチドに対応する。4,102bpのフラグメントを、平滑
末端改変し、そして次いで、pladeno1プラスミドのVA RNAフラグメント中のHpaI部位に
挿入して、pladeno1E1プラスミドを得た。
As shown in FIG. 2, the pladeno1E1 plasmid was assembled as follows. A 4,102 bp BsrGI-Eco47III fragment (containing the Ela and Elb coding regions of type 5 adenovirus) was obtained from the pJK17 plasmid. The subject fragment corresponds to a nucleotide spanning about positions 192 to about 4,294 of the type 2 adenovirus genome. The 4,102 bp fragment was blunt end modified and then inserted into the HpaI site in the VA RNA fragment of
2.rAAVビリオン産生のアッセイ:
293細胞を、10-cmの組織培養皿に1×106細胞/皿でプレートし、そして同時トランスフェクション前に約24〜48時間の期間にわたって、37℃で約90%のコンフルエンシーに達するまで培養した。全てのトランスフェクションを、上記の実施例1に記載のように行った。
2. rAAV virion production assay:
293 cells are plated at 1 × 10 6 cells / dish in 10-cm tissue culture dishes and reach about 90% confluency at 37 ° C. for a period of about 24-48 hours prior to co-transfection. Cultured. All transfections were performed as described in Example 1 above.
全ての293細胞培養物を、5μgのプラスミドpW1909adhlacZでトランスフェクトした。また、培養物の実験群を、補助機能含有プラスミドまたはコントロールプラスミド(pBSIIs/k-)のそれぞれの5μgの種々の組み合わせで同時トランスフェクトした。トランスフェクションの後、培地を交換し、そして培養物を37℃で約72時間インキュベートした。比較として、2型アデノウイルス(moi=1)を含む10mLの培地を、5μgのプラスミドpW1909adhlacZでトランスフェクトされた293細胞に加え、そして37℃で約72時間インキュベートした。 All 293 cell cultures were transfected with 5 μg of plasmid pW1909adhlacZ. Also, experimental groups of cultures were co-transfected with various combinations of 5 μg of each of the accessory function containing plasmids or control plasmids (pBSIIs / k−). Following transfection, the medium was changed and the culture was incubated at 37 ° C. for about 72 hours. For comparison, 10 mL of medium containing type 2 adenovirus (moi = 1) was added to 293 cells transfected with 5 μg of plasmid pW1909adhlacZ and incubated at 37 ° C. for about 72 hours.
次いで、各実験群から細胞を回収し、遠心分離(1000×g 10分間)により培地を除去し
た。そして、3回の凍結/融解サイクル(ドライアイス−エタノール浴および37℃浴を交互にする)を使用して1mLの溶解産物を生成した。遠心分離(10,000×g10分間)により
、溶解産物から破片を無くした。次いで、実施例1に記載される技術を使用して、rAAV lacZビリオン産生を評価した。実験の結果を、以下の表6に示す。
Next, cells were collected from each experimental group, and the medium was removed by centrifugation (1000 × g for 10 minutes). Three freeze / thaw cycles (alternating dry ice-ethanol bath and 37 ° C. bath) were then used to produce 1 mL of lysate. Debris was removed from the lysate by centrifugation (10,000 × g for 10 minutes). The techniques described in Example 1 were then used to assess rAAV lacZ virion production. The results of the experiment are shown in Table 6 below.
表6の結果が示し得るように、pladeno 1構築物は、効率的なrAAVビリオン産生を支持し得る(2型アデノウイルス感染を使用して得られるレベルと実質的に同じレベル)。補助機能構築物pBSII-E2a、pBSII-E4、およびpBSII-VARNAの組み合わせはまた、ad-2感染と実質的に等価なレベルの効率的なrAAVビリオン産生を支持し得た。補助機能構築物pBSII-E2a+E4およびpBSII-VARNAの組み合わせは、rAAV産生を支持し得た(ad-2感染レベルより10倍下回る);そして、E2aを含む構築物(pBSII-E2a)は、ad-2感染を使用して得られるレベルより約200倍下回るレベルのrAAV産生を支持した。
As the results in Table 6 can show, the
実施例7
アデノウイルスに基づくかまたはプラスミドに基づく補助機能を使用して得られる大規模rAAVビリオン産生の比較
2型アデノウイルス(ad-2)に基づくか、またはpladeno 1に基づく補助機能のいずれかを使用して産生されるrAAVビリオンの大規模調製を比較するために、次の実験を行った。
Example 7
Comparison of large-scale rAAV virion production obtained using adenovirus-based or plasmid-based auxiliary functions Use either type 2 adenovirus (ad-2) -based or pladeno 1-based auxiliary functions In order to compare the large-scale preparation of rAAV virions produced by
実施例1に記載のトランスフェクション方法を使用して、ヒトエリスロポエチン遺伝子を含むAAVベクターで約109個の293細胞をトランスフェクトした。補助機能の供給源として、一方の調製物はpladeno1構築物で同時トランスフェクトし、他方の調製物は2型アデノウイルスで感染させた。 Using a transfection method described in Example 1, were transfected with about 109 293 cells in AAV vector containing the human erythropoietin gene. As a source of accessory function, one preparation was cotransfected with pladenol construct and the other preparation was infected with type 2 adenovirus.
適切なインキュベーション期間の後に、次いで、各実験群から細胞を回収し、遠心分離(1000×g 10分間)により増殖培地を除去した。そして、3回の凍結/融解サイクル(ドライアイス−エタノール浴および37℃浴を交互にする)を使用して溶解産物を生成した。遠心分離(10,000×g10分間)により溶解産物から破片を無くして、粗溶解産物を得た。精製した試料を得るために、粗溶解産物を密度勾配遠心分離に供した。 After an appropriate incubation period, cells were then harvested from each experimental group and the growth medium was removed by centrifugation (1000 × g for 10 minutes). The lysate was then generated using three freeze / thaw cycles (alternating dry ice-ethanol bath and 37 ° C. bath). Debris was removed from the lysate by centrifugation (10,000 × g for 10 minutes) to obtain a crude lysate. The crude lysate was subjected to density gradient centrifugation to obtain a purified sample.
各調製により産生されるrAAVゲノムの量を、実施例2に記載のドットブロットアッセイにより定量した。実験の結果を以下の表7に示す。 The amount of rAAV genome produced by each preparation was quantified by the dot blot assay described in Example 2. The results of the experiment are shown in Table 7 below.
表7の結果が示し得るように、pladeno 1に基づく補助機能を使用した調製は、2型アデノウイルスに基づく補助機能を使用した調製から得られた収率より2.4倍大きなrAAVビリオン収率を提供した。
As the results in Table 7 show, the preparation using the auxiliary function based on
実施例8
rAAVビリオン産生における個々のアデノウイルス補助機能の相対的な寄与の決定
rAAVビリオン産生における個々のアデノウイルス補助機能の相対的な寄与を決定するために、以下の実験を行った。個々のアデノウイルス補助機能(単独または組み合わせのいずれか)を使用して、宿主細胞におけるrAAVビリオン産生を補助した。さらに、E2aおよびE4ORF6領域全体を含み、そして相同プロモーターにより駆動される構築物(pBSII-E2aおよびpBSII-E4構築物)を、CMVで駆動されるE2aまたはE4ORF6構築物(p3.3cE2Aおよびp3.3cE4ORF6構築物、下記)に置換した効果を評価した。
Example 8
Determination of the relative contribution of individual adenovirus accessory functions in rAAV virion production
In order to determine the relative contribution of individual adenovirus accessory functions in rAAV virion production, the following experiment was performed. Individual adenovirus accessory functions (either alone or in combination) were used to assist rAAV virion production in the host cells. In addition, constructs that include the entire E2a and E4ORF6 regions and are driven by homologous promoters (pBSII-E2a and pBSII-E4 constructs) are replaced by CMV-driven E2a or E4ORF6 constructs (p3.3cE2A and p3.3cE4ORF6 constructs; ) Was evaluated.
1. p3.3cE2Aおよびp3.3cE4ORF6の構築:
5型アデノウイルス E2a 72kD DNA結合タンパク質および5型アデノウイルス E4 オープンリーディングフレーム6(ORF6)タンパク質をコードする構造遺伝子を、それぞれ、CMVで駆動される発現構築物(p3.3c)にクローニングし、それぞれ、p3.3cE2Aプラスミド構築物およびp3.3E4ORF6プラスミド構築物を提供した。
1. Construction of p3.3cE2A and p3.3cE4ORF6 :
The structural genes encoding the type 5 adenovirus E2a 72kD DNA binding protein and the type 5 adenovirus E4 open reading frame 6 (ORF6) protein were each cloned into a CMV-driven expression construct (p3.3c), respectively. A p3.3cE2A plasmid construct and a p3.3E4ORF6 plasmid construct were provided.
プラスミドp3.3cを以下のように構築した。pUC119ベクター配列を含む、p1.1c由来2732bpNotIフラグメントを、以下の制限部位を含む合成DNAフラグメントに連結した:NotI;MluI;Ecl136II;SacII;BstBI;BssHII;SrfI;BssHII;BglII;SnaBI;BstEII;PmlI;RsrII;およびNotI。合成DNAフラグメントの配列は:5'-GCGGCCGCACGCGTGAGCTCCGCGGTTCGAAGCGCGCAAAGCCCGGGCAAAGCGCGCAGATCTACGTAGGTAACCACGTGCGGACCGGCGGCCGC-3'(配列番号:11)である。サイトメガロウイルス前初期(CMVIE)プロモーターを含む653bpSpeI-SacIIフラグメント;以下のプライマー5'-AAAATTCGAACAGGTAAGCGCCCCTTTG-3'(配列番号:12)および3'-AAAATTCGAATCCTGGGGAGAAACCAGAG-5'(配列番号:13)を使用して得られた、hGH第一イントロンをコードする、269bpのPCR産生BstBI-BstBIフラグメント;ならびにpCMV-β(Clonetechより入手)由来SV40後期ポリアデニル化部位を含む213bpBamHI-BamHI(平滑化)フラグメントを、それぞれ、合成リンカーのEcl136II、BstBI、およびSnaBI部位にクローニングし、p3.3c発現構築物を生じた。 Plasmid p3.3c was constructed as follows. The p1.1c-derived 2732 bp NotI fragment containing the pUC119 vector sequence was ligated to a synthetic DNA fragment containing the following restriction sites: NotI; MluI; Ecl136II; SacII; BstBI; BssHII; SrfI; BssHII; BglII; SnaBI; BstEII; PmlI ; RsrII; and NotI. The sequence of the synthetic DNA fragment is: 5′-GCGGCCGCACGCGTGAGCTCCGCGGTTCGAAGCGCGCAAAGCCCGGGCAAAGCGCGCAGATCTACGTAGGTAACCACGTGCGGACCGGCGGCCGC-3 ′ (SEQ ID NO: 11). Using the following primers 5'-AAAATTCGAACAGGTAAGCGCCCCTTTG-3 '(SEQ ID NO: 12) and 3'-AAAATTCGAATCCTGGGGAGAAACCAGAG-5' (SEQ ID NO: 13) containing the cytomegalovirus immediate early (CMVIE) promoter The resulting 269 bp PCR-generated BstBI-BstBI fragment encoding the hGH first intron; and a 213 bp BamHI-BamHI (blunted) fragment containing the SV40 late polyadenylation site from pCMV-β (obtained from Clonetech), respectively, Cloning into the synthetic linker Ecl136II, BstBI, and SnaBI sites yielded the p3.3c expression construct.
プラスミドp3.3cE4ORF6(ATCC受託番号98234)を、以下のように調製した。5型アデノウイルスE4 ORF6をコードする配列を含む、pBSII-E4由来の1024bpBglII-SmaIフラグメントを入手し、そして平滑末端に改変した。このフラグメントは、2型アデノウイルスゲノムの33,309位(SmaI部位)から34,115位(BglII部位)に相当する。次いで、改変したフラグメントをp3.3cのSrfI部位にクローニングし、p3.3cE4ORF6プラスミドを提供した。 Plasmid p3.3cE4ORF6 (ATCC accession number 98234) was prepared as follows. A pBSII-E4 derived 1024 bp BglII-SmaI fragment containing the sequence encoding type 5 adenovirus E4 ORF6 was obtained and modified to blunt ends. This fragment corresponds to positions 33,309 (SmaI site) to 34,115 (BglII site) of the type 2 adenovirus genome. The modified fragment was then cloned into the SrfI site of p3.3c, providing the p3.3cE4ORF6 plasmid.
プラスミドp3.3cE2A(ATCC受託番号98235)を、以下のように調製した。pBSII-E2a由来の2467bpMscI(部分的)-BamHIフラグメントを入手した。このフラグメントは、5型アデノウイルスE2aコード配列を含み、そして2型アデノウイルスゲノムの24,073位(MscI部位)から21,606位(BamHI部位)に相当する。2467bpフラグメントをpCITE2A(Novageneより入手)のMscI部位とBamHI部位との間にサブクローニングし、pCITE2AE2A構築物を提供
した。次いで、1636bpNcoI(部分的)-BsrGIフラグメントをpCITE2AE2Aから切り出した。このフラグメントは、E2a 72kDタンパク質をコードする配列を含み、そして2型アデノウイルスゲノムの24,076位(MscI/NcoI部位)から22,440位(BsrGI部位)に相当する。1636bpフラグメントを平滑末端に改変し、そしてp3.3cにクローニングし、p3.3cE2Aプラスミ
ドを提供した。
Plasmid p3.3cE2A (ATCC accession number 98235) was prepared as follows. A 2467 bp MscI (partial) -BamHI fragment from pBSII-E2a was obtained. This fragment contains the type 5 adenovirus E2a coding sequence and corresponds to positions 24,073 (MscI site) to 21,606 (BamHI site) of the type 2 adenovirus genome. The 2467 bp fragment was subcloned between the MscI and BamHI sites of pCITE2A (obtained from Novagene) to provide the pCITE2AE2A construct. The 1636 bp NcoI (partial) -BsrGI fragment was then excised from pCITE2AE2A. This fragment contains the sequence encoding the E2a 72kD protein and corresponds to positions 24,076 (MscI / NcoI sites) to 22,440 (BsrGI sites) of the type 2 adenovirus genome. The 1636 bp fragment was modified to blunt ends and cloned into p3.3c to provide the p3.3cE2A plasmid.
2. rAAVビリオン産生アッセイ:
293細胞を10cm組織培養ディッシュに2×106細胞/ディッシュでプレートし、そして、同時トランスフェクションの前に約48時間の期間にわたって、約90%コンフルエンシーに達するまで37℃で培養した。全てのトランスフェクションは、以下のDNAの組み合わせで、CaPO4法を使用して行った。全ての293細胞培養物を、5μgのプラスミドpW620adhlacZを用いてトランスフェクトした。5μgの種々の補助機能構築物(以下の表8に示す通り)を使用して、1ディッシュあたり総量20μgのDNAを提供した。4個未満の構築物を入れる試料については、pBSIIDNAを使用してトランスフェクトされるDNAの総量を20μgにした。トランスフェクションの後に、培地を取り替え、そして補助機能のためにアデノウイルスを使用する培養物は、5のMOIで2型アデノウイルスを受けた。次いで、全ての培養物を、収集前に約72時間、37℃でインキュベートした。
2. rAAV virion production assay :
293 cells were plated at 2 × 10 6 cells / dish in a 10 cm tissue culture dish and cultured at 37 ° C. until reaching about 90% confluency for a period of about 48 hours prior to co-transfection. All transfections were performed using the CaPO 4 method with the following DNA combinations: All 293 cell cultures were transfected with 5 μg of plasmid pW620adhlacZ. 5 μg of various auxiliary function constructs (as shown in Table 8 below) were used to provide a total amount of 20 μg of DNA per dish. For samples containing less than 4 constructs, the total amount of DNA transfected using pBSII DNA was 20 μg. Following transfection, cultures that changed media and used adenovirus for accessory function received type 2 adenovirus at a MOI of 5. All cultures were then incubated at 37 ° C. for approximately 72 hours before harvesting.
次いで、各ディッシュから細胞を回収し、遠心分離(1000×g 10分間)により培地を除去した。そして、3回の凍結/融解サイクル(ドライアイス−エタノール浴および37℃浴を交互にする)を使用して1mLの溶解産物を生成した。遠心分離(10,000×g10分間)に
より、溶解産物から破片を無くした。次いで、実施例1に記載の技術を使用して、rAAV lacZビリオン産生を評価した。lac Zの力価測定(titering)を、アデノウイルスの存在下で行った。全ての試料は、2連でアッセイした。実験の結果を、以下の表8に示す。
Next, cells were collected from each dish, and the medium was removed by centrifugation (1000 × g for 10 minutes). Three freeze / thaw cycles (alternating dry ice-ethanol bath and 37 ° C. bath) were then used to produce 1 mL of lysate. Debris was removed from the lysate by centrifugation (10,000 × g for 10 minutes). The techniques described in Example 1 were then used to assess rAAV lacZ virion production. The titration of lac Z was performed in the presence of adenovirus. All samples were assayed in duplicate. The results of the experiment are shown in Table 8 below.
表8に示す結果が示し得るように、アデノウイルスのE2a、E4、およびVA RNA領域は、
効率的なrAAVビリオン産生(補助機能を提供するためにアデノウイルス感染を使用して得たレベルと実質的に等価なレベル)を提供するために全て必要である。しかし、これらの領域の一つが、rAAVビリオン産生のために絶対的に必要であるというわけではない。
As the results shown in Table 8 can show, the E2a, E4, and VA RNA regions of adenovirus are:
All are necessary to provide efficient rAAV virion production (a level substantially equivalent to that obtained using adenoviral infection to provide accessory function). However, one of these regions is not absolutely necessary for rAAV virion production.
pBSII-E2aおよびpBSII-E4構築物中にサブクローニングされたE2aおよびE4領域は、いくつかのオープンリーディングフレーム(ORF)を、72kDE2aDNA結合タンパク質およびE4 ORF6タンパク質のためのORFに加えて含む。上記の研究において、pBSII-E2aおよびpBSII-E4構築物を、CMVで駆動されるp3.3cE2Aおよびp3.3cE4ORF6構築物で置換することにより、E2a72kDDNA結合タンパク質およびE4 ORF6タンパク質は、他の全てのオープンリーディン
グフレームがそれらのそれぞれのコード領域に存在しないときに、完全なE2aまたはE4補
助機能を提供し得ることが確証された。
The E2a and E4 regions subcloned into the pBSII-E2a and pBSII-E4 constructs contain several open reading frames (ORFs) in addition to the ORF for the 72kDE2a DNA binding protein and the E4 ORF6 protein. In the above study, by replacing the pBSII-E2a and pBSII-E4 constructs with CMV-driven p3.3cE2A and p3.3cE4ORF6 constructs, the E2a72kD DNA-binding protein and the E4 ORF6 protein all other open reading frames It has been established that complete E2a or E4 auxiliary functions can be provided when are not present in their respective coding regions.
実施例9
pladeno 1プラスミドの再構築およびrAAVビリオン産生効率の比較
pladeno1の構築に使用したpJM17由来アデノウイルス遺伝子の代わりに、アデノウイル
ス遺伝子の供給源として精製された2型アデノウイルスDNAを使用して、pladeno1プラス
ミドを再構築した。再構築したプラスミドはpladeno 5と名付けられ、以下に詳細に記載
される。この再構築を、プラスミドのサイズ全体を減少させるために行った。さらに、再構築したプラスミド(pladeno5)はアデノウイルスプロテアーゼをコードしないが、pladeno1はアデノウイルスプロテアーゼをコードする。
Example 9
Comparison of
Instead of the pJM17-derived adenovirus gene used for the construction of pladeno1, the pladeno1 plasmid was reconstructed using purified type 2 adenovirus DNA as the source of the adenovirus gene. The reconstructed plasmid is named pladeno 5 and is described in detail below. This reconstruction was done to reduce the overall size of the plasmid. Furthermore, the reconstructed plasmid (pladeno5) does not encode an adenoviral protease, whereas pladeno1 encodes an adenoviral protease.
1. pladeno5の構築:
pladeno5プラスミドを以下のように構築した。精製された2型アデノウイルスDNA(Gibco/BRLより入手)より単離した、E2a、E4、およびVARNA領域をコードするDNAフラグメントを、pAmpscriptと呼ばれるプラスミド中に連結した。pAmpscriptプラスミドを、以下のように組立てた:オリゴヌクレオチド指定変異誘発(oligonucleotide-directedmutagenesis)を使用して、pBSII s/k+(Stratageneより入手)からポリリンカーおよびα相補発現カセット(complementationexpression cassette)を含む623bp領域を除去し、そしてこれをEcoRV部位で置換した。オリゴヌクレオチド指定変異誘発に使用した変異誘発性オ
リゴ(oligo)の配列は、5'-CCGCTACAGGGCGCGATATCAGCTCACTCAA-3'(配列番号:14)であった。ポリリンカー(以下の制限部位を含む:BamHI;KpnI;SrfI;XbaI;ClaI;Bst1107I;SalI;PmeI;およびNdeI)を合成し、そして上記で作製したEcoRV部位へ挿入し、その結果、リンカーのBamHI部位を、改変されたプラスミドにおいてf1開始点の近位にして、pAmpscriptプラスミドを提供した。ポリリンカーの配列は、5'-GGATCCGGTACCGCCCGGGCTCTAGAATCGATGTATACGTCGACGTTTAAACCATATG-3'(配列番号15)であった。
1. Construction of pladeno5 :
The pladeno5 plasmid was constructed as follows. DNA fragments encoding E2a, E4, and VARNA regions isolated from purified type 2 adenovirus DNA (obtained from Gibco / BRL) were ligated into a plasmid called pAmpscript. The pAmpscript plasmid was assembled as follows: 623 bp containing a polylinker and an alpha complement expression cassette from pBSII s / k + (obtained from Stratagene) using oligonucleotide-directed mutagenesis. A region was removed and replaced with an EcoRV site. The sequence of the mutagenic oligo (oligo) used for oligonucleotide-directed mutagenesis was 5′-CCGCTACAGGGCGCGATATCAGCTCACTCAA-3 ′ (SEQ ID NO: 14). A polylinker (including the following restriction sites: BamHI; KpnI; SrfI; XbaI; ClaI; Bst1107I; SalI; PmeI; and NdeI) was synthesized and inserted into the EcoRV site created above, resulting in the linker BamHI The site was proximal to the f1 origin in the modified plasmid to provide the pAmpscript plasmid. The sequence of the polylinker was 5′-GGATCCGGTACCGCCCGGGCTCTAGAATCGATGTATACGTCGACGTTTAAACCATATG-3 ′ (SEQ ID NO: 15).
2型アデノウイルス E2aおよびVA RNA配列を含むDNAフラグメントを、pAmpscriptに直接的にクローニングした。特に、E2a領域を含む5962bpSrfI-KpnI(部分的)フラグメントを、pAmpscriptのSrfI部位とKpnI部位との間にクローニングした。5962bpフラグメントは、2型アデノウイルスゲノムの21,606〜27,568塩基対を含む。VARNAを含む732bp EcoRV-SacII(平滑化)フラグメントを、pAmpscriptのBst1107I部位にクローニングした。732bpフラグメントは、2型アデノウイルスゲノムの10,423〜11,155塩基対と等価である。 A DNA fragment containing the type 2 adenovirus E2a and VA RNA sequences was cloned directly into pAmpscript. In particular, a 5962 bp SrfI-KpnI (partial) fragment containing the E2a region was cloned between the SrfI and KpnI sites of pAmpscript. The 5962 bp fragment contains 21,606 to 27,568 base pairs of the type 2 adenovirus genome. A 732 bp EcoRV-SacII (blunted) fragment containing VARNA was cloned into the Bst1107I site of pAmpscript. The 732 bp fragment is equivalent to 10,423-11,155 base pairs of the type 2 adenovirus genome.
pAmpscriptポリリンカーに挿入し得る前に、2型アデノウイルスE4配列を含むDNAを改変しなければならなかった。特に、PCR変異誘発を使用してE4の近位のアデノウイルス末端反復をSrfI部位で置換した。このSrfI部位の位置は、2型アデノウイルスゲノムの35,836〜35,844塩基対と等価である。変異誘発において使用したオリゴヌクレオチドの配列は:5'-AGAGGCCCGGGCGTTTTAGGGCGGAGTAACTTGC-3'(配列番号16);および5'-ACATACCCGCAGGCGTAGAGAC-3'(配列番号:17)であった。上記の改変されたE4遺伝子をSrfIおよびSpeIを用いて切断することにより生成した3,192bpE4フラグメントを、既にE2aおよびVARNA配列を含むpAmpscriptのSrfI部位とXbaI部位との間に連結し、pladeno 5プラスミドを生じた。3,192bpのフラグメントは、2型アデノウイルスゲノムの32,644〜35,836塩基対と等価である。 Before it could be inserted into the pAmpscript polylinker, the DNA containing the type 2 adenovirus E4 sequence had to be modified. In particular, PCR mutagenesis was used to replace the proximal adenoviral terminal repeat of E4 with a SrfI site. The location of this SrfI site is equivalent to 35,836-35,844 base pairs of the type 2 adenovirus genome. The oligonucleotide sequences used in the mutagenesis were: 5′-AGAGGCCCGGGCGTTTTAGGGCGGAGTAACTTGC-3 ′ (SEQ ID NO: 16); and 5′-ACATACCCGCAGGCGTAGAGAC-3 ′ (SEQ ID NO: 17). The 3,192 bp E4 fragment generated by cleaving the above modified E4 gene with SrfI and SpeI was ligated between the SrfI and XbaI sites of pAmpscript already containing E2a and VARNA sequences, and pladeno 5 plasmid was occured. The 3,192 bp fragment is equivalent to 32,644-35,836 base pairs of the type 2 adenovirus genome.
2. rAAVビリオン産生アッセイ:
293細胞を10cm組織培養ディッシュに1×106細胞/ディッシュでプレートし、そして、同時トランスフェクション前に約24〜48時間の期間にわたって、約90%コンフルエンシーに達するまで37℃で培養した。全てのトランスフェクションを、上記実施例1に記載のように行った。
2. rAAV virion production assay :
293 cells were plated at 1 × 10 6 cells / dish in a 10 cm tissue culture dish and cultured at 37 ° C. until reaching about 90% confluency for a period of about 24-48 hours prior to co-transfection. All transfections were performed as described in Example 1 above.
293細胞培養物を、5μgのpVlacZベクタープラスミド、5μgのプラスミドpW1909、および5μgのpladeno1またはpladeno 5のいずれかでトランスフェクトした。トランスフェクションの後に、培地を取り替え、そして、培養物を収集前に約72時間、37℃でインキュベートした。 293 cell cultures were transfected with 5 μg of pVlacZ vector plasmid, 5 μg of plasmid pW1909, and 5 μg of either pladeno1 or pladeno 5. Following transfection, the medium was changed and the cultures were incubated at 37 ° C. for approximately 72 hours before harvesting.
次いで、各実験群から細胞を回収し、遠心分離(1000×g 10分間)により培地を除去した。そして、3回の凍結/融解サイクル(ドライアイス−エタノール浴および37℃浴を交互にする)を使用して1mLの溶解産物を生成した。遠心分離(10,000×g10分間)により、溶解産物から破片を無くした。次いで、実施例1に記載の技術を使用して、rAAVlacZビリオン産生を評価した。実験の結果を、以下の表9に示す。 Next, cells were collected from each experimental group, and the medium was removed by centrifugation (1000 × g for 10 minutes). Three freeze / thaw cycles (alternating dry ice-ethanol bath and 37 ° C. bath) were then used to produce 1 mL of lysate. Debris was removed from the lysate by centrifugation (10,000 × g for 10 minutes). The technique described in Example 1 was then used to assess rAAVlacZ virion production. The results of the experiment are shown in Table 9 below.
表9に報告された結果が示し得るように、pladeno 5を使用した場合に、より大きなrAAVビリオン産生効率が見られた(pladeno 5の産生は、pladeno1の産生より2.5倍多いrAAVビリオンを生じた)。
As can be seen from the results reported in Table 9, greater rAAV virion production efficiency was seen when pladeno 5 was used (pladeno 5 production resulted in 2.5 times more rAAV virions than
従って、効率的な組換えAAVビリオン産生を支持し得る、新規な補助機能を記載した。本発明の好ましい実施態様をいくぶん詳細に記載したが、添付の請求の範囲に規定される本発明の精神および範囲から逸脱することなく、明らかな変形がなされ得ることが理解される。 Thus, a novel accessory function has been described that can support efficient recombinant AAV virion production. Although the preferred embodiment of the present invention has been described in some detail, it will be understood that obvious variations can be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims.
本発明の実施において有用な株の寄託
以下の株の生物学的に純粋な培養物の寄託を、ブダペスト条約の規定の下に、アメリカンタイプカルチャーコレクション、12301 Parklawn Drive,Rockville,Marylandで行った。示された受託番号は、好結果の生存試験後に交付され、そして必要な手数料を払った。この培養物へのアクセスは、米国特許法施行規則1.14および米国特許法122条に基づいて権利を与えられる特許庁長官によって決定されたものに対して、特許出願の係属中は利用可能である。本出願に特許が許可された際は、寄託された生物学的物質の公衆への利用可能性について寄託者により課される全ての制限は、米国特許法施行規則§1.808(b)に明記されるように、以下の一つの例外はあるが、変更不能に取り除かれる。その例外は、発行された特許の存続期間の間は、試料の請求が以下の3つの条件のいずれか一つまたは全てを満たす場合のみ、寄託物の試料が分譲されることを要求することを寄託機関との間に契約する権利を寄託者が留保することである:(1)請求は、書面または具体的な形式であり、日付がある;および/または(2)請求は、請求する当事者の名称およびあて名ならびに寄託物の受託番号を含む;および/または(3)請求は、寄託機関から寄託者に、試料を分譲した日付ならびに試料の分譲を受けた当事者の名称およびあて名とともに書面で通知される。さらに、示された寄託物は、寄託の日から30年間、もしくは当該寄託物の最終請求の後5年間;または米国特許の実施可能期間のいずれがより長期であっても、維持される。培養物が生存不可能になるか、もしくは不注意に破壊されるか、またはプラスミド含有株の場合にそのプラスミドが失われた際には、培養物は、同一の分類学的記載の生存能力のある培養物(単数または複数)で置き換えられる。
Deposits of strains useful in the practice of the invention Deposits of biologically pure cultures of the following strains were made at the American Type Culture Collection, 12301 Parklawn Drive, Rockville, Maryland, under the provisions of the Budapest Treaty. The indicated accession number was issued after a successful survival test and paid the necessary fee. Access to this culture is available while the patent application is pending, as determined by the Commissioner of the Patent Office entitled to the provisions under 37 CFR 1.14 and USC 122. When a patent is granted for this application, all restrictions imposed by the depositor on the public availability of the deposited biological material are specified in § 1.808 (b) As such, with one exception: The exception is that during the life of the issued patent, the sample of the deposit is required to be distributed only if the claim for the sample meets any one or all of the following three conditions: The depositor reserves the right to make a contract with the depositary institution: (1) the request is in writing or in a specific form and is dated; and / or (2) the request is the party who requests it And / or (3) the request will be notified in writing from the depository to the depositor with the date the sample was distributed and the name and address of the party receiving the sample distribution. Is done. In addition, the deposit shown is maintained for 30 years from the date of deposit, or 5 years after the final claim of the deposit; or whether the US patent has a longer enablement period. When a culture becomes non-viable or inadvertently destroyed, or in the case of a plasmid-containing strain, the plasmid is lost, the culture becomes viable with the same taxonomic description. Replaced with one or more cultures.
これらの寄託物は、当業者への便宜のためにのみ提供され、そして寄託が必要とされることを認めるわけではない。これらのプラスミドの核酸配列、ならびにそれによってコードされるポリペプチドのアミノ酸配列は、本明細書の記載と何らかの矛盾がある場合をコントロールしている。寄託物を製造、使用、または販売するためにライセンスが必要とされ得、そしてこのようなライセンスはこれによって承諾されるわけではない。 These deposits are provided only for the convenience of those skilled in the art and are not admitted that deposits are required. The nucleic acid sequences of these plasmids, as well as the amino acid sequences of the polypeptides encoded thereby, control where there is any discrepancy with the description herein. A license may be required to make, use, or sell the deposit, and such license is not accepted by this.
(配列表) (Sequence Listing)
Claims (10)
(a)適切な宿主細胞にAAVベクターを導入する工程;
(b)AAVヘルパー構築物を該宿主細胞に導入する工程であって、該ヘルパー構築物は、該AAVベクターから欠失したAAVヘルパー機能を補完するために該宿主細胞において発現されるAAVコード領域を含む、工程;
(c)該宿主細胞に補助機能ベクターを導入する工程であって、ここで、該補助機能ベクターおよび該宿主細胞が、アデノウイルス遺伝子領域E1をコードする配列を含まず、かつ、アデノウイルス産生に必要な少なくとも1つのアデノウイルス遺伝子をコードする配列をともに欠き、ここで、該補助機能ベクターが、(i)アデノウイルスVA RNAを提供する配列、(ii)アデノウイルスE4 ORF6をコードする配列、および(iii)アデノウイルスE2aの72kDをコードする配列、からなる群より選択される配列のうち少なくとも2つのヌクレオチド配列を含む、工程;
(d)該宿主細胞を培養してrAAVビリオンの調製物を産生する工程であって、ここで、該調製物由来の細胞溶解物を293細胞とともに30日間培養し、そして293細胞における細胞病理学上の効果を決定することによって、該rAAVが、ヘルパーウイルスを混入していないことを決定する、工程、を包含する、方法。 A method for producing a recombinant AAV (rAAV) virion preparation free of helper virus, the method comprising:
(A) introducing an AAV vector into a suitable host cell;
(B) introducing an AAV helper construct into the host cell, the helper construct comprising an AAV coding region expressed in the host cell to complement the AAV helper function deleted from the AAV vector. Process;
(C) a step of introducing an auxiliary function vector into the host cell, wherein the auxiliary function vector and the host cell do not contain a sequence encoding the adenovirus gene region E1, and are used for adenovirus production. Together with a sequence encoding at least one required adenoviral gene, wherein the accessory function vector comprises (i) a sequence providing adenoviral VA RNA, (ii) a sequence encoding adenoviral E4 ORF6, and (Iii) a sequence encoding at least two nucleotides selected from the group consisting of a sequence encoding 72 kD of adenovirus E2a;
(D) culturing the host cell to produce a preparation of rAAV virions, wherein a cell lysate from the preparation is cultured with 293 cells for 30 days, and cytopathology in the 293 cells Determining that the rAAV is not contaminated with a helper virus by determining the above effect.
(a)AAVベクター;
(b)AAVヘルパー構築物;および
(c)補助機能ベクター
を含み、該補助機能ベクターは、プラスミドであり、(i)アデノウイルスVA RNAを提供する配列、(ii)アデノウイルスE4 ORF6をコードする配列、および(iii)アデノウイルスE2aの72kDをコードする配列、からなる群より選択される配列のうち少なくとも2つの配列を含み、さらに、該補助機能ベクターおよび該宿主細胞は、全体として、アデノウイルス遺伝子領域E1をコードする配列を含まず、かつ、アデノウイルス産生のために必要なアデノウイルス遺伝子を少なくとも1つコードする配列を含まない、宿主細胞。
A host cell for producing a recombinant adeno-associated virus (rAAV) virion, said host cell;
(A) an AAV vector;
(B) an AAV helper construct; and (c) an auxiliary function vector, the auxiliary function vector being a plasmid, (i) a sequence providing adenovirus VA RNA, (ii) a sequence encoding adenovirus E4 ORF6 And (iii) a sequence encoding 72 kD of adenovirus E2a, and comprising at least two sequences selected from the group consisting of the adenovirus vector and the host cell as a whole A host cell that does not contain a sequence encoding region E1 and does not contain a sequence encoding at least one adenovirus gene required for adenovirus production.
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