JP5215290B2 - Sparcヒトプロモーターの単離されたdna断片及び腫瘍細胞において異種の遺伝子の発現を駆動するためのその使用 - Google Patents

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Description

発明の分野
本発明は遺伝子治療の分野に関する。詳細には、本発明は、詳細には腫瘍細胞において、問題の遺伝子の発現を駆動することができるプロモーター活性を有する単離されたDNA配列に関する。より詳細には、本発明は問題の遺伝子に関連するSPARCプロモーターから単離されたDNA断片を含むベクターに、医薬組成物及び癌治療におけるその使用に関する。
発明の背景
オステオネクチン又はBM40としても知られる、SPARCタンパク質(分泌タンパク質、酸性及びシステインリッチタンパク質)はヒト及び非ヒト組織中に高く分布される分泌糖タンパク質であり、その機能及び効果は広く及びさまざまである。それは細胞外マトリックス成分と、成長因子と、サイトカインと及びマトリックスメタロプロテイナーゼの発現と相互作用することが発見されている。
SPARCタンパク質はヒト黒色腫の悪性において中心的な役割を有するとしてLedda M. F. et. al.によりはじめに示された(Ledda, M. F., Adris, S., Bravo, A.I., Kairiyama, C., Bover, L., Chernajovsky, Y., Mordoh, J., and Podhajcer, O. L., Suppression of SPARC expression by antisense RNA abrogates the tumorigenicity of human melanoma cells. Nat Med, 3: 171−176, 1997)。続く研究は、SPARC過剰発現はさまざまな腫瘍型の悪性進行に関連することを示した(Porte, H., Triboulet, J. P., Kotelevets, L., Carrat, F., Prevot, S., Nordlinger, B., DiGioia, Y., Wurtz, A., Comoglio, P., Gespach, C., and Chastre, E. Overexpression of stromelysin−3, BM−40/SPARC, and MET genes in human esophageal carcinoma: implications for prognosis. Clin Cancer Res, 4: 1375−1382, 1998)。SPARCタンパク質はin vivo腫瘍の内皮及び活性化された線維芽細胞の両方で高く発現される(Lane, T. F. and Sage, E. H. The biology of SPARC, a protein that modulates cell−matrix interactions. Faseb J, 8:163−173, 1994)。
ヒトSPARCプロモーター(Hafner, M., Zimmermann, K., Pottgiesser, J., Krieg, T., and Nischt, R. A purine−rich sequence in the human BM−40 gene promoter region is a prerequisite for maximum transcription. Matrix Biol, 14:733−741, 1995)、マウスSPARCプロモーター(McVey, J. H., Nomura, S., Kelly, P., Mason, I. J., and Hogan, B. L. Characterization of the mouse SPARC/osteonectin gene. Intron/exon organization and an unusual promoter region. J Biol Chem, 263:11111−11116, 1988)及びウシSPARCプロモーター(Young, M. F., Findlay, D. M., Dominguez, P., Burbelo, P. D., McQuillan, C., Kopp, J. B., Robey, P. G., and Termine, J. D. Osteonectin promoter. DNA sequence analysis and S1 endonuclease site potentially associated with transcriptional control in bone cells. J Biol Chem, 264: 450−456,1989)はクローニングされ、及び特徴付けられている。これらのプロモーター間の比較は、遺伝子レベルで観察されるものと同様に、高い配列ホモロジーが起こることを示す。
ヒトSPARCプロモーターの構造は図1中に示され、ここで第一のエクソン、GGA1及びGGA2ボックス、それらを分離する10ヌクレオチドInter−CGA領域及びTATA非コンセンサス配列が示される。ヒトSPARCプロモーターはTATAコンセンサスボックスを欠くが(Breathnach, R. et al., Organization and expression of eucaryotic split genes coding for proteins, Annu Rev Biochem, 50: 349−383, 1981)、慣用の配列といくつかの塩基を共有するいわゆるTATA様エレメントを含む。上記プロモーターは2のGCA1及びGCA2ボックスを有し、そのうちのGCA1ボックスはヒト及びウシ種の間で大きな類似性を示す。
Hafner et al.は、GCA1ボックスは最大転写活性を得るために必要十分であり、一方で上記2のCGAボックスを分けるスペーシングエレメントはその発現に対して負の効果を有することを観察した(Hafner M. et al., 1995)。このグループが、ヒトにおいて、CGAボックスのみを含むプロモーター領域は異なる細胞系において発現特異性を与えるのに単独では十分でないことを示したことに留意することは重要である。Dominguez et. al.はウシ胎児細胞におけるSPARC転写のための陽性エレメントとしてのウシプロモーターの塩基−504〜+11の間の領域を示した。この断片はまたSPARC mRNAのより高い発現レベルを有する細胞においてより高い活性を示す特異的発現を与える(Dominguez, P., Ibaraki, K., Robey, P.G., Hefferan, T. E., Termine, J. D., and Young, M. F. Expression of the osteonectin gene potentially controlled by multiple cis−and trans−acting factors in cultured bone cells. J Bone Miner Res, 6: 1127−1136, 1991)。彼らはまた(多くのプロモーター領域において共通のエレメントであり及びそれらのコンセンサス配列はGGGCGGであり、1超のコピーで存在しうる。それは−40〜−100bpの間に位置される)GCボックス及びGCA1ボックスのみではウシ骨細胞における最大SPARC発現に十分でないこと、及び塩基−927〜−504の間に位置される領域は転写の劇的な阻害を作出することを観察した。
上記遺伝子治療はもしかすると医薬において起こる最も重要な発展の一つを代表するかもしれない。特異的細胞又は組織型を改変するために、治療用遺伝子は、上記遺伝子が適切なレベルで及び十分な時間発現するように、細胞に効率的に投与されなければならない。2の型の策は細胞へのDNA供給のために適用されており、これらはウイルス及び非ウイルスベクターによる。遺伝子移動に用途を予定される多数のウイルスが開発されており、主な関心はレトロウイルス、アデノウイルス、アデノ−関連ウイルス及び単純ヘルペスウイルス1型に集中されている。第一世代アデノウイルスはE1Aタンパク質において欠損しており、それゆえそれらは複製しない。初期E1Aタンパク質は細胞内でウイルスDNAを生成する第一のタンパク質である。E1Aは他のウイルスタンパク質が生成されることを助けること及びRb及び放出するE2Fを結合することにより細胞成長を刺激すること、ウイルス転写及び複製を促進することの如き、多くの機能を有する。それらのE1Aタンパク質欠損アデノウイルスは癌前臨床モデルにおいてベクターとしてうまく使用されたが、同じ結果は臨床試験で使用されるとき達成されず、その低いin vivo形質導入能が主要な問題の一つであった(Vile, R. Cancer gene therapy−new approaches to tumour cell killing. J Gene Med, 2:141−143, 2000)。
この欠点を克服するための一つの方法は腫瘍環境において条件付きで複製することができるベクターの新規世代の作出であった;これらのベクターはCRAd(Conditionally Replicative Adenovirus or Oncolytic adenovirus)と呼ばれる。CRAdsは、周りの組織へのダメージを避ける方法で、必要とされる組織又は細胞型において特に活性であるプロモーターでE1Aタンパク質の発現を調節するためにアデノウイルスゲノムを改変することにより構築される。
昨年、いくつかの研究グループが組換えアデノウイルス構築に専心した。このように、過去に除去されたウイルス遺伝子のいくつかは、それらがウイルス複製を高めるとすれば、再び再挿入されている。それはE3領域の場合である。E3は9タンパク質をコードするウイルスDNA断片であり、その主要な機能はホスト免疫応答により誘導される細胞死の阻害である。9タンパク質のうち、ADP(Adenoviral Death Protein)は、それは細胞微小環境への成熟ビリオンの放出を許容するウイルス感染周期における後期細胞溶解を促進するので、それらのE3仲間に比較されるとき突出しており、矛盾した機能を有する。非発現ADPアデノウイルスに感染した細胞は野生型アデノウイルスに感染した細胞より長い時間生存したままであることが示されている(Tollefson, A. E. et al. The E3−11.6−kDa adenovirus death protein (ADP) is required for efficient cell death: characterization of cells infected with adp mutants, Virology, 220: 152−162, 1996; Tollefson, A. E. et al., The adenovirus death protein (E3−11.6K) is required at very late stages of infection for efficient cell lysis and release of adenovirus from infected cells, J Virol, 70: 2296−2306, 1996; Kruyt, F. A. et al.A new generation of conditionally replicating adenoviruses: pairing tumor selectivity with maximal oncolysis, Hum Gene Ther, 13: 485−495,2002)。
遺伝子治療の最も魅力的な方法の一つは自殺遺伝子の使用である。上記系の基礎は非毒性プロドラッグを代謝し、それを毒性薬物に変える能力を有する酵素をコードする遺伝子を導入することから成る。最も使用される遺伝子の一つはプロドラッグ、アシクロビル/ガンシクロビル(ウイルス感染のために通常使用される抗ウイルス剤)、グアノシンアナログをリン酸化することができる酵素に分類する、単純ヘルペスウイルスチミヂンキナーゼ又はHSV/TKである。そのリン酸化形で、抗ヘルペス剤がDNA分子に組み込まれ、その複製を避け、及び細胞死を引き起こす(Moolten, F. L., Drug sensitivity (“suicide”) genes for selective cancer chemotherapy, Cancer Gerie Ther, 1: 279−287, 1994)。近隣の形質導入されていない腫瘍細胞もまた、毒性代謝産物が影響された細胞から影響されていない細胞へ移されることを許容する、いわゆる傍観者効果により消去されうる。
腫瘍は腫瘍細胞、線維芽細胞及び内皮細胞により形成される。そういうわけで、ウイルスベクターでの有効な治療は、腫瘍進行の原因であるこれらの3の細胞型で複製することができるウイルスを必要とする。SPARCが全てのこれらの細胞型で過剰発現されるとすれば、SPARCプロモーターはE1A遺伝子及び結果としてもう一つの治療用遺伝子の如き、問題の遺伝子を駆動するので、それはCRAdの構築のための優れた候補者を代表する。この意味で、腫瘍細胞はウイルス自体の複製により又は腫瘍環境で生成される毒性薬物の活性により消去されるであろう。
発明の要約
それゆえ、詳細には腫瘍細胞において、問題の遺伝子の発現を駆動することができる、プロモーター活性を有する、単離されたDNA配列を提供することが本発明の目的である。
本発明は詳細には腫瘍細胞において、問題の遺伝子の発現を駆動することができる、ヒトSPARC遺伝子プロモーターから、単離された断片を提供する。
より詳細には、本発明は塩基対−513〜塩基対+35のヒトSPARCプロモーターの領域に対応するポリヌクレオチド配列、配列ID番号1又は1以上のヌクレオチドの挿入、置換又は欠損により改変された及び実質的に同等の機能を有する前記ポリヌクレオチド配列の断片又は変形を含む単離されたDNA配列を提供する。
追加の局面にしたがって、問題の遺伝子に使用可能につなげられた本発明に係るプロモーター配列を含む単離されたDNA組換え発現構築物が提供される。
他の追加の局面にしたがって、本発明にしたがうSPARC遺伝子のヒトプロモーターの領域に対応するポリヌクレオチド配列、配列ID番号1はまた、照射、低酸素症、フリーラヂカル等の如き、他のプロモーター/調節配列に関連しうる。
本発明のさらに他の関連する局面にしたがって、本発明に係る以前に定義されたDNAプロモーター配列及び/又は本発明に係る以前に定義された構築物を含む、ウイルス組換え発現ベクターが提供され、ここで上記DNAプロモーター配列は問題の治療用遺伝子に使用可能につなげられる。
本発明はまた所望のポリペプチド又はRNAをコードする外来DNAに使用可能につなげられたポリヌクレオチド配列、配列ID番号1のプロモーターDNA分子を含む本発明に係るDNA組換え発現構築物又はウイルス組換え発現ベクターをホスト細胞において導入することを含む、ホスト細胞において外来DNAを発現する方法をも提供し、ここで前記外来DNAは発現される。
本発明はまた、ウイルス複製及び/又は本発明に係るプロモーター配列に使用可能につなげられた問題の治療用遺伝子の発現を駆動することができる、本発明に係るプロモーター配列を含む、DNA組換え発現構築物又はウイルス組換え発現ベクターを含む有効な量の医薬組成物を患者に投与することを含む、腫瘍を患う患者において腫瘍を治療する方法をも提供する。
発明の詳細な説明
上記に開示されるように、本発明は主な局面で、塩基対−513〜塩基対+35のヒトSPARC遺伝子プロモーターの領域に対応するポリヌクレオチド配列、配列ID番号1又は1以上のヌクレオチドの挿入、置換又は欠損により改変された及び実質的に同等の機能を有する前記ポリヌクレオチド配列の断片又は変形を含む単離されたDNA配列を提供する。
用語「単離された」は、本明細書中で使用されるとき、上記核酸が天然に存在する細胞又は生物中の汚染配列について実質的に分離された又は精製されたことを意味し、及び標準の精製技術により精製された核酸及び組換え技術又は化学合成のいずれかにより調製された核酸を含む。
用語「変形」は、本明細書中で使用されるとき、ヌクレオチド配列が配列ID番号1として確立された配列と実質的に同一であるDNA分子をいう。上記変形は、もしそれらの改変が中性の突然変異であり、及びそれらは上記DNA分子のパフォーマンスに影響しないとすれば、1以上のヌクレオチドの挿入、置換又は欠損の如き改変の手段により達成されうる。
本発明にしたがう核酸配列の「断片」は完全配列より長さが短く及び少なくとも収斂条件下で本発明に係る核酸配列と特異的にハイブリダイズすることができる最小限の長さを含む核酸配列部分であり、前記断片は本発明において必要とされる生物学的条件を保持する。
本発明はまた(a)ヒトSPARCプロモーターに対応するDNA配列;及び(b)問題の遺伝子の配列がホスト細胞内で転写され及び翻訳されうるように(a)中の上記プロモーターに使用可能につなげられた問題の遺伝子をコードする配列を含む選択されたコード配列の転写を駆動することにおいて有効な組換え発現構築物をも提供する。
1の態様にしたがって、ヒトSPARCプロモーターに対応する好ましいDNA配列は配列リストの配列ID番号1中に示される配列にしたがう塩基対−513〜塩基対+35になる。
「異種の」遺伝子は、本明細書中で使用されるとき、他のDNA配列と関連して、問題のアミノ酸又はタンパク質配列をコードし、前記関連は天然には存在しない、DNA配列を意味する。
一般的に「治療用遺伝子」は、本明細書中で使用されるとき、ホスト細胞に対して治療効果を誘発することができる、アミノ酸又はタンパク質配列をコードするDNA配列を意味する。好ましくは、本発明の1の態様にしたがって、上記ホスト細胞は腫瘍細胞であり、より詳細には、上記腫瘍細胞は黒色腫細胞、胸部細胞、結腸細胞、頸部細胞である。
好ましい態様にしたがって、問題の遺伝子はE1A遺伝子、hsv−TK遺伝子の如き自殺遺伝子、E3と呼ばれるアデノウイルスゲノム領域、IL−10、IL−12又はIL−23等の如きインターロイキンの遺伝子から選択されうる。
特定の態様にしたがって、本発明にしたがう、ヒトSPARC遺伝子プロモーターの領域に対応するポリヌクレオチド配列、配列ID番号1は単独で遺伝子を駆動しうる又は照射、低酸素症、フリーラヂカル等に応答性の配列に関連しうる。これらは通常前記プロモーターの上流に位置される定義されたDNA配列である。この種類の組み合わせの1の特徴的な例はプロモーターの転写活性を強化するために既に使用されている低酸素症応答エレメント(HRE)又は低酸素圧条件下での応答エレメントのそこでの使用である。Hernandez−Alcoceba et. al.は胸部腫瘍においてエストロゲン応答エレメント(ERE)を含むプロモーター応答を強化するために低酸素症応答エレメント(HRE)を使用した(Hernandez−Alcoceba R, Pihalja M, Nunez G, Clarke MF, Evaluation of a new dual−specificity promoter for selective induction of apoptosis in breast cancer cells Cancer Gene Ther. 2001 Apr;8(4):298−307)。前記応答エレメントは照射応答エレメントと結合された(Greco O. et al.Novel chimeric gene promoters responsive to hypoxia and ionizing radiation. Gene Ther 2002; 9:1403−1411)。それらは複製可能な又は複製不能なアデノウイルスの部分でありうる(Ido A., Uto H., Moriuchi A., Nagata K., Onaga Y., Onaga M., Hori T., Hirono S., Hayashi K., Tamaoki T., Tsubouchi H., Gene therapy targeting for hepatocellular carcinoma: selective and enhanced suicide gene expression regulated by a hypoxia−inducible enhancer linked to a human alpha−fetoprotein promoter, Cancer Res. 2001 Apr 1;61(7):3016−21; Park J. O., Lopez C. A., Gupta V. K., Brown C. K., Mauceri H. J., Darga T. E., Manan A., Hellman S., Posner M. C., Kufe D. W., Weichselbaum R. R., Transcriptional control of viral gene therapy by cisplatin. J Clin Invest. 2002 Aug;110(3):403−10; Cowen R. L., Williams K. J., Chinje E. C., Jaffar M., Sheppard F. C., Telfer B. A., Wind N. S., Stratford I. J., Hypoxia targeted gene therapy to increase the efficacy of tirapazamine as an adjuvant to radiotherapy: reversing tumor radioresistance and effecting cure. Cancer Res. 2004 Feb 15;64(4):1396−402)。
本発明にしたがって、所望のポリペプチド又はRNAをコードする外来DNAに使用可能につなげられたポリヌクレオチド配列、配列ID番号1のプロモーター分子を含む、本発明に係るDNA組換え発現構築物又はウイルス組換え発現ベクターをホスト細胞内に導入することを含む、ホスト細胞内で外来DNAを発現する方法もまた提供され、ここで前記外来DNAは発現される。
ホスト細胞内のDNAの導入はどんな構築物の手段によっても行われることができ、及びプラスミド、DNAウイルス、レトロウイルス並びに単離されたヌクレオチド分子を含む。リポソーム仲介移動もまた使用されうる。
アデノウイルスは本発明において使用されうる前記DNAウイルスの一例である。40超の異なる抗原型のヒトアデノウイルスが周知であり、Ad5アデノウイルスは本発明におけるウイルスベクターとして特に好ましい;しかしながら、アデノウイルス3キャップシッド又はRGDモチーフでのファイバー改変での如き、改変されたキャップシッド及び/又はファイバーAd5アデノウイルスは捨てられない。
プロモーター配列及び所望の治療用遺伝子の配列を含む好適なベクターの構築は本分野において周知である標準の結合及び制限酵素技術により行われうる。特定の部位におけるDNA切断を約3〜16時間、製造業者により示される条件下で適切な制限酵素での処理により行った。一般的に、上記制限酵素結果は、エチヂウムブロマイドを用いて、TAE溶液(40mMトリ酢酸塩、2mM Na2EDTA.2H2O、pH8.5)中のアガロースゲル(0.8−1.6%)中での電気泳動分離により立証され及びトランスイルミネーター(Ultraviolet Products Inc., Upland, CA)下でUV光で視覚化されうる。ライゲーションを製造業者のプロトコル(New Englands Biolabs Inc., Beverly, MA)にしたがって、バクテリオファージT4からのDNAリガーゼにより行う。以下の式:
Figure 0005215290
をとおして断片間の割合を計算して、1:1〜3:1の挿入物:ベクターの割合を使用した。
ベクター構築において、クイック分析の手段により外来DNAを組み込むベクターを非改変ベクターと区別することができることは有益である。一般的に細胞が適切な培地で生育されるときその発現が形質転換された細胞に同定可能な表現型を与える遺伝子を含むマーカーシステムが知られる。β−ガラクトシダーゼ遺伝子は例えば、X−galを伴うプラーク中で青色表現型を示す、クローン中で検出可能な遺伝子である。
本発明は問題の遺伝子によりコードされるタンパク質が発現され及び前記タンパク質が患者の状態を直接的に又は間接的に高めるよう、腫瘍細胞へ問題の遺伝子を駆動することを含む。
本発明の特定の態様にしたがって、SPARCプロモーターのDNA配列断片の調節下に、E1Aタンパク質の遺伝子を含む、CRAd又は腫瘍崩壊性ベクター(条件付きで複製可能又は腫瘍崩壊性アデノウイルス)はアデノウイルスの基礎に基づいて調製される。有利なことに、本発明に係るCRAdsは異なる型の腫瘍細胞(黒色腫、胸部、結腸、頸部)においてE1Aの発現を駆動し、上記ウイルスそれ自体の複製をとおしてそれらの溶解及び消去を引き起こす。また有利なことに、以下に例示されるようなE1A遺伝子を含む本発明に係るCRAdsは、その発現が主に腫瘍細胞で発現するプロモーターにより駆動されるとすれば、正常細胞(間充織の、内皮の及び線維芽細胞)において減衰された溶解活性を有する。
また、他の特定の態様にしたがって、CRAdベクターは例えば、プロドラッグアシクロビル/ガンシクロビルをリン酸化することができる酵素をコードする単純ヘルペスウイルスチミヂンキナーゼ(hsv−TK)の如き自殺遺伝子をさらに含む。そのリン酸化形で、上記抗ヘルペス剤はDNA分子に組み込まれ、その複製を避け及び細胞死を引き起こす。この特定の態様にしたがって調製されるCRAdsは異なる腫瘍細胞型においてhsv−TK発現を駆動し、溶解活性を完了させ、及び同時にその発現が主に腫瘍細胞において発現するプロモーターにより駆動されるとすれば、正常細胞において減衰された溶解活性を有する。
また、他の特定の態様にしたがって、9タンパク質をコードするE3と呼ばれるゲノムアデノウイルス領域をさらに含むCRAdベクターが調製される。そのうち、細胞微小環境への成熟ビリオンの放出を許容する、ウイルス感染周期中の後期細胞溶解を促進するADP(Adenoviral Death Protein)は突出している。E3領域を含むCRAdsはE1Aの溶解活性を強化し、同時にその発現が主に腫瘍細胞で発現するプロモーターにより駆動されるとすれば、それは正常細胞において減衰された溶解活性を有する。
本発明に係る構築物又はベクターは好適な担体中に媒介されて、注入、経口又は局所投与により、その必要のある患者に投与されうる。好適な担体は水性、脂性、リポソームのもの等でありうる。
ルシフェラーゼ、スフェロイド及びin vivo研究のデータ分析のために、ANOVA分散分析、続いてTukey’s試験を使用した。0.05未満のP−値を有意であると考えた。また、生存曲線をKaplan−Meier法にしたがって行い、及び異なる群間の統計的比較をlog−ランク試験を適用して行った。
本発明は詳細な実験実施例の手段により以下に例示される。前記実施例は本発明のよりよい理解のために提供すると意図されるが、本発明の範囲は添付される請求項中に確立されるべきであるので、それらはいかなるようにも本発明を限定すると考えられるべきでない。
実施例
実施例1.−異なる腫瘍及び正常系におけるSPARC mRNAの発現の評価
SPARCタンパク質から生成されるメッセンジャーRNA(mRNA)の値を腫瘍細胞系及び正常細胞系においてリアルタイムPCRにより評価した。
ヒト系HeLa(頸部癌、ATCC番号CCL−2)、T−47D(乳癌、ATCC番号HTB−133)、WI−38(胎児肺線維芽細胞、ATCC番号CCL−75)、WI−38 VA(形質転換された胎児肺線維芽細胞、ATCC番号CCL−75.1)、HFL−1(線維芽細胞、ATCC番号CCL−153)、293(胚腎臓、ATCC番号CRL−1573)、LoVo(結腸癌、ATCC番号CCL−229)、HCT−116(結腸癌、ATCC番号CCL−247)、CaCO2(結腸癌、ATCC番号HTB−37)、HT−29(結腸癌、ATCC番号HTB−38)、T84(結腸癌、ATCC番号CCL−248)及び大動脈内皮細胞(ウシ大動脈内皮細胞、BAEC ATCC番号CRL1395)をATCC(American Tissue Culture Collection, Rockville, MD, USA)から得た。ヒト黒色腫細胞系IIB−MEL−LES及びIIB−MEL−J−NはLedda et. al., 1997により以前に示された;ヒト黒色腫系SB2、A375N及びMEL−888はDr. Estela Medrano(Houston, Texas)により親切に提供された。全ての細胞を(Natocor, Carlos Paz, Argentinaにより提供される)10%ウシ胎児血清、2.5U/ml de ペニシリン(Sigma−Aldrich Corp., St. Louis, MO)及び2.5μg/mlストレプトマイシン(Sigma−Aldrich Corp., St. Louis, MO)で補充された推奨される培地中で培養し、5%CO2の気体中で37℃で維持した。BAEC細胞を5%BFSで補充した。
SPARC mRNA値の相対的定量をPfaffl, M. W. A new mathematical model for relative quantification in real−time RT−PCR. Nucleic Acids Res, 29:e45, 2001にしたがって行った。トータルRNAをTri Reagent(Sigma−Aldrich Co., St. Louis, MO)を用いることにより抽出した。5μgのRNAを500ng Oligo(dT)プライマーを用いて200U SuperScript II Reverse Transcriptase(Invitrogen, Carlsbad, CA)でレトロ−転写した。cDNAリアルタイムPCR反応をiCycler iQシステム(Bio−Rad Laboratories, Hercules, CA, USA)サーモサイクラー内で行った。上記反応を1 Platinum(商標)Taq DNAポリメラーゼ(Invitrogen)ユニット、1×PCR Reaction Buffer(20mM Tris−HCl、pH8.4及び50mM KCl)、1.5mM Mg2Cl、2.5μg BSA、0.01%グリセロール、0.4μMのそれぞれ特定のプライマー:SPARC(SRTse;AACCGAAGAGGAGGTGGTG、配列ID番号2/SRTas;GCAAAGAAGTGGCAGGAAGA、配列ID番号3)及びβ−アクチン(Acse;AGAAAATCTGGCACCACACC、配列ID番号4/Acas;CAGAGGCGTACAGGGATAGC、配列ID番号5)、200μM dNTPs及び0.3×SYBR Green溶液を含む25μl体積中で行った。反応条件は:94℃で90秒間及びその後30サイクルの94℃で30秒間、60℃で30秒間及び72℃で30秒間であった。それぞれの反応を三重で行い、及びSPARCについて得られた結果をβ−アクチンについて同時に得られた結果で正規化した。
結果は図2中に示され、ここでA375N黒色腫細胞はより高いSPARC mRNA値を発現するように見られうる。残りの黒色腫系はA375Nに比較して低〜中程度のmRNA値を発現する。胸部(T−47D)、頸部(HeLa)及び結腸(LoVo、HCT−116、CaCO2、HT−29及びT84)癌系はごくわずかなSPARC値を発現することが観察された。低いSPARC発現レベルは腎臓系について観察され、一方で線維芽細胞系は中程度の発現レベルを示し、及び1の大動脈ウシ内皮系(BAEC)はA375Nより高いSPARC発現レベルを示す。
実施例2.−pGEM及びTOPOプラスミド中の11断片のヒトSPARCプロモーターのクローニング。
本発明者により行われるヒトSPARCプロモーターの配列分析は塩基+29/+33の間に存在するDPE配列(Downstream Promoter Elements)及び既に示されている2の可能性のある転写開始部位、INR1及びINR2(上記に引用される図1を参照のこと)を明らかにした。DPE配列はDrosophilaプロモーター中で示され、及びTATA配列を含まないそれらのプロモーター中でトランスクリプトーム組立てにおいて役割を有すると考えられる(Kadonaga, J. T. The DPE, a core promoter element for transcription by RNA polymerase II. Exp Mol Med, 34: 259−264, 2002)。この分析の結果として、本発明者は上記プロモーターの方向づけられた突然変異を行った。その目的のために、彼らは5’末端:(完全なプロモーターをクローニングするために)−1175、(ウシプロモーターとの類推により)−513及び(GGA1配列を厳密に含む)−120について行った。3’末端突然変異は完全なエクソン1及びDPE配列を含む又は含まない多様な欠損(+24,+28,+35,+71)を含む。図3は異なる断片が由来するSPARCプロモーターの2のスキームを示す。GGAボックスの位置、可能性のある転写開始部位(INR)のTATA様配列及びDPE配列が示される。SPARCプロモーター断片を構築するために使用された異なる限界が示される。5’末端を塩基−1175、−513及び−120までクローニングした;一方で3’末端から塩基を+24、+28、+35及び+71までクローニングした。GGAボックス間の欠損領域もまた示され、この欠損は断片−1175/+71Δ10に起源を与える。
ヒトSPARCプロモーター領域からの1246bpの断片をSpfse及びSPP3’2オリゴヌクレオチドでヒトリンパ球のゲノムDNAからPCRにより増幅した(転写開始部位に比較して−1175〜+71bp)(表1を参照のこと)。このPCR産物、−1175/+71をpGEM(−1175/+71)を得るためにpGEM−T−easyベクター(Promega Corp., Madison, WI)中にクローニングした。このプラスミドをプロモーター変異体の鋳型として使用し、その断片を今度は以下の表1中に詳述されるプライマーを用いてPCRにより増幅した。
Figure 0005215290
増幅周期は94℃で3分間の開始変性、続いて35増幅周期:94℃、1分間、アニーリング T(それぞれの生成物に因り変動可能、表1)、1分間及び72℃、2分間、続いて72℃で10分間の最終延長に対応する。上記PCRはPTC−200サーモサイクラー(MJ Research Inc., Whaltam, MA)内で行った。
上記PCR産物をはじめにpGEM−t−easyベクター(Promega Coorp., Madison, WI)又はTOPO−pCR4ベクター(Invitrogen Corp., Carlsbad, CA)中にクローニングし、そのようにして以下のベクターを得た:
a−pGEM(−1175/+71)、(配列ID番号17)、完全なプロモーター。配列+1/+70は翻訳されない第一のエクソンを含む。
b−pGEM(−1175/+71Δ10)(配列ID番号18)。このプロモーターは完全なSPARCプロモーター−1175/+71の改変であり、ここで転写を阻害すると考えられる、2のGGAボックスの間に位置される10bpの配列は欠損している(Hafner, M. et al., 1995)。この目的のために、オーバーラップ延長によるスプライシングPCR(PCR−SOE)を本発明者により以前にクローニングされた2のSPARCプロモーター断片:1084塩基対のSpdel 1.1Kb及び209塩基対のGGA1を用いて適用した。最終的なPCR産物をpGEMベクター中にクローニングし、及び欠損をシークエンシングにより確認した。
c−TOPO(−1175/+35)、(配列ID番号19)はDPE配列を含む。
d−TOPO(−1175/+28)、(配列ID番号20)はDPE配列を除外する。
e−TOPO(−513/+71)、(配列ID番号21)は完全な第一エクソンを含む。
f−TOPO(−513/+35)、(配列ID番号1)はDPE配列を含む。
g−TOPO(−513/+28)、(配列ID番号22)はDPE配列を除外する。
h−TOPO(−513/+24)、(配列ID番号23)はINR2配列までを含む。
i−TOPO(−120/+71)、(配列ID番号24)は完全な第一エクソンを含む。
j−TOPO(−120/+35)、(配列ID番号25)はDPE配列を含む。
k−TOPO(−120/+28)、(配列ID番号26)はDPE配列を除外する。
実施例3A.−ヒトSPARCプロモーターの断片の選択
実施例2にしたがって得られたプロモーターをルシフェラーゼレポーター遺伝子の上流のpGL3−Basicプラスミド(Promega Corp., Madison, WI, USA)のMluI/BglII、MluI/XhoI又はNheI/XhoI部位にサブクローニングした。全ての上記クローニングを制限酵素プロファイルにより及びユニバーサルプライマーT7(TACGACTCACTATAGGG;配列ID番号27);Sp6(ATTTAGGTGACACTATAG;配列ID番号28)、T3(ATTAACCCTCACTAAAGGGA;配列ID番号29)又はP2(CTTTATGTTTTTGGCGTCTTCCA;配列ID番号30)及びP3(CTAGCAAAATAGGCTGTCCCC;配列ID番号31)でベクター(pGEM、TOPO及び/又はpGL3)をシークエンシングすることにより確認した。
pGL3−Basicプラスミドは遺伝子調節因子の結合を妨げ、制限酵素部位を除去し、ペルオキシソームへのタンパク質輸送を妨げるために改変されたFireflyルシフェラーゼレポーター遺伝子(luc+)を含み、及びそれは翻訳効率を最適化するためにルシフェラーゼ遺伝子の5’末端にKozak配列を含む。
ルシフェラーゼレポーター遺伝子の存在は、ルシフェラーゼ酵素活性を計測することにより、実施例2において得られた11断片におけるSPARCプロモーター活性の定量化を許容した。上記分析を、上記実施例1の教示にしたがって、(黒色腫)A375N系は高いSPARC値を発現するのでモデルとして(黒色腫)A375N系及びSPARCを発現しない(頸部)HeLa及び(胸部)T−47D系を用いて3の細胞系において行った。
上記細胞を4×104細胞/ウェルの濃度で24−ウェルプレート中にまいた。24時間後、それらを製造業者により示される条件にしたがってLipofectamine2000(Invitrogen Corp., Carlsbad, CA)を用いてトランスフェクトした。それぞれの処理を抗生物質を伴わない50μlのDMEM培地で0.8μgの処理プラスミドを0.1μgのpRL−CMVプラスミドと共に5分間、及び同時に50μlの同じ培地で1μlのLipofectamine2000をインキュベートして、それぞれの細胞系について少なくとも二重で行った。これらの2の調製物を混合し、及び室温で20分間インキュベートした。細胞血清を含む上記培地を除去し、PBSで洗浄し、及び200μlの高グルコースDMEMを血清なし及び抗生物質なしで添加した;続いて、リポフェクション混合物を含む100μlの培地を添加し、及びBFSで補充されたそれぞれの細胞系に対応する800μlの培養培地を4時間後に添加した。使用された細胞を5%CO2で37℃で46時間温室中で維持した。Dual Luciferase Reporter Assay Systemキット(Promega Corp., Madison, WI)をルシフェラーゼ分析のために使用した。このシステムは同じ系における2の個々のレポーター酵素の同時発現を意味し、1のみの連続分析においてFireflyツチボタル(Photinus pyralis)及びRenilla腔腸動物(Renilla reniformis)からのルシフェラーゼ酵素により生成される活性の評価を許容する(Sherf, B. A. et al.Dual Luciferase Reporter Assay: An Advanced Co−Reporter Technology Integrating Firefly and Renilla Luciferase Assays. Promega Notes Magazine: 2−9, 1996)。上記データを以下のように正規化した:
Figure 0005215290
上記データをpGL3−Basicコントロールプラスミド(プロモーターなし)で得られた活性に比較した誘導量として表した。上記結果は図4A中に示される。SV40からのウイルスプロモーターがルシフェラーゼ酵素の発現を駆動するpGl3−プロモータープラスミド(pGL3−prom, Promega Corp., Madison, WI)をトランスフェクションコントロールとして使用した。
黒色腫系におけるより低いプロモーター活性は完全なSPARCプロモーター(−1175/+71)で得られた。より高い非特異性は断片−120/+71で観察され、及びSPARCを発現する系においてより高い特異性及びより高い活性を示す断片は断片−513/+35であるとわかった(図4A)。プロモーター−513/+35、これ以降はF512を、プロモーター−1175/+71Δ10がA375N黒色腫系においてF512と同じ活性を有するとすればSpdelと呼ばれるプロモーター−1175/+71Δ10に対して比較したその特徴付けで続けるためにこの分析をとおして選択した。
実施例3B.−ヒトSPARCプロモーターからの断片の選択
同様のプロモーター活性を有する及び実施例3Aの方法により同定される上記2のプロモーターF512及びSpdelを異なる腫瘍及び正常細胞系において評価した(実施例1中の引用を参照のこと)。結果は図4B中に示される。
比較結果から、Spdelは、その活性が430倍高い黒色腫系MEL888を除いて、腫瘍及び正常系の両方において、空のベクターpGL3−Basicについて、140倍高い活性の平均を示すことが留意されうる(図4B)。したがって、Spdel活性は使用された細胞系においてSPARC発現とは独立しているという結果になる。
F512プロモーターは黒色腫系において及びより高いSPARC発現を有する内皮BAEC系において活性であることがわかった。SB2系はより低いプロモーター活性、A375Nにおいて観察された活性の約1/3を有し、この結果はSPARC mRNA発現率と一致する(図2及び4B)。驚くべきことに、2の黒色腫系、Mel888及びMelJにおける活性はA375Nについてよりも3.5〜4倍高い。これらの結果は、F512断片は黒色腫系において活性であるが、そのふるまいはSPARC mRNA発現と必ずしも一致しないことを示す。全ての系において同じ活性を有するSpdelとは異なり、F512はほとんど又は全くSPARC発現を有しない結腸(T84、LoVo)、グリオーマ(U87)又は頸部(HeLa)の如きそれらの系においてより低い活性を示す(図4B)。しかしながら、この活性はごくわずかではないが、これに反して、T84のようないくつかの場合には、それは黒色腫系について観察される活性の半分に達する。さらに、上記プロモーターはまた使用される線維芽細胞系(WI−38 VA)において活性である。
これらの結果はアデノベクターにおける問題の遺伝子の発現を駆動するためのF512プロモーターの選択を許容する。
実施例4.−E1A遺伝子の上流にF512を含むシャトルプラスミドの構築。
問題の遺伝子を含むシャトルプラスミドの構築を、領域(その複製のために必要な)E1及びE3におけるその遺伝子が欠損しているヒトアデノウイルス5型を含む、pADPSYシャトルベクターからはじめて行った。それから、ラウス肉腫ウイルス(RSV)プロモーター及びSV40のポリアデニル化シグナル(Mariano J. Alvarez, Federico Prada, Edgardo Salvatierra, Alicia I. Bravo, Viviana P. Lutzky, Cecilia Carbone, Fernando J. Pitossi, H. Eduardo Chuluyan and Osvaldo L. Podhajcer; Secreted Protein Acidic and Rich in Cysteine Produced by Human Melanoma Cells Modulates Polymorphonuclear Leukocyte Recruitment and Antitumor Cytotoxic Capacity; Cancer Research 65, 5123−5132, June 15, 2005)はΔE1領域中に挿入された。特有のクローニング部位の多様性を増大させるようこのベクターを改善するために、複数のクローニング部位(MCS)を設計し及び含め、RSVプロモーターを置換して、pAd−Xpプラスミド(配列ID番号32)を得た;このベクターを複数のクローニング部位の存在を立証するためにシークエンスした。
昨年多くの研究が、ある細胞型について特異的であるプライマーはそれらがウイルスゲノムに導入されたときのようにはたらかないことを示した(Steinwaerder, D. S. and Lieber, A. Insulation from viral transcriptional regulatory elements improves inducible transgene expression from adenovirus vectors in vitro and in vivo. Gene Ther, 7: 556−567, 2000.)。これはITR配列(逆向き末端繰返し)及びアデノウイルスゲノム封じ込みシグナルはそれらの特異性を改変するプロモーター活性に影響するエンハンサーを有するという事実のためである(Hearing, P. and Shenk, T. The adenovirus type 5 E1A enhancer contains two functionally distinct domains: one is specific for E1A and the other modulates all early units in cis. Cell, 45: 229−236, 1986.)。この問題は絶縁体、すなわち、上記プロモーター活性を単離し、及びそれがその特異性を発展することを許容する配列の使用により部分的に避けられうる(Steinwaerder, D. S. et al., 2000; Martin− Duque, P., Jezzard, S., Kaftansis, L., and Vassaux, G. Direct comparison of the insulating properties of two genetic elements in an adenoviral vector containing two different expression cassettes. Hum Gene Ther, 15: 995−1002, 2004.)。これらの発見から、本発明者はpAd−XpシャトルベクターMCSにおいて、絶縁体配列(ウシ成長ホルモンの停止シグナル)(Martin−Duque, P. et al., 2004)をクローニングすることを決定し、新規pAd(I)−Xpシャトルベクター(配列ID番号33)を作出した。上記絶縁体配列をINSU−F−SpeI(CCACTAGTGCTAGAGCTCGCTGATCAGC;配列ID番号34)及びINSU−R−KpnI(CGGTACCATCCCCAGCATGCCTGC;配列ID番号35)プライマーを用いてPCRにより増幅した。この反応の産物をTOPO−pCR4(Invitrogen Corp., Carlsbad, CA)中にクローニングし、及び続いてpAd−XpのSpeI及びKpnI部位中にサブクローニングし、pAd(I)−Xpを作出した。
E1Aタンパク質のcDNAをそれを構成的に発現する293ヒト胚腎臓細胞(ATCC番号CRL−1573)のゲノムDNAからはじめてPCRによりクローニングした。上記ウイルスゲノムの560−1632ヌクレオチドに対応する断片をPCRにより増幅した。この断片をTOPO−pCR4(配列ID番号36及び配列ID番号37)ベクター中にクローニングし、及び上記配列の同一性を立証するためにシークエンスした。上記構築物をpcDNA3発現ベクター中にサブクローニングし、及びHeLa細胞中で発現させた。完全な溶解物からのタンパク質のウェスタンブロットを行い、及びそれらを抗E1A抗体(BD Pharmigen, #554155)で同定することができた。
第一段階において、E1Aタンパク質遺伝子をpAd(I)−Xp及びpAd−Xpベクター中にクローニングした。その目的のために、E1Aタンパク質cDNAをBglII及びBamHI酵素でTOPO−pCR4−E1Aベクター(配列ID番号36)から抽出し、及びpAd(I)−Xp及びpAd−XpのBglII部位に挿入し、pAd(I)−Xp−E1A(配列ID番号38)及びpAd−Xp−E1A(配列ID番号39)を作出した。第二段階において、F512をMluI及びBglIIでpGL3(−513/+35)から抽出し、及びそれをpAd(I)−Xp−E1A及びpAd−Xp−E1AのMluI及びBglII部位中にクローニングし、F512の下流のE1Aタンパク質cDNAを残した。そのようにして、pAd(I)−F512(配列ID番号40)及びpAd−F512(配列ID番号41)ベクターを得た;両方のベクター配列はpAd−センス(TGTTTTTCTCAGGTGTTTTCCG;配列ID番号42)プライマーでシークエンシングにより確認した。
実施例5.−hsv−TK自殺遺伝子の上流にF512を含むシャトルプラスミドの構築。
hsv−TKをコードするcDNAをpAGOプラスミド(Berenstein,M., Adris, S., Ledda, F., Wolfmann, C., Medina, J., Bravo, A., Mordoh, J., Chernajovsky, Y., and Podhajcer, O. L. Different efficacy of in vivo herpes simplex virus thymidine kinase gene transduction and ganciclovir treatment on the inhibition of tumor growth of murine and human melanoma cells and rat glioblastoma cells. Cancer Gene Ther, 6: 358−366, 1999)のDNAを鋳型として及びFTK/RTK(GCCCATGGCTTCGTACCCCGGCC;配列ID番号43/GCGTCGACTCAGCCTCCCCCATCTC;配列ID番号44)プライマーを用いてPCRにより増幅した。このPCR反応の産物をTOPO−pCR4ベクター中にクローニングした。得られたTK−TOPO−pCR4プラスミド(配列ID番号45)を制限酵素での消化により及びT3(ATTAACCCTCACTAAAGGGA;配列ID番号29)及びT7(TAATACGACTCACTATAGGG;配列ID番号27)ユニバーサルプライマーを用いてシークエンシングにより確認した。
hsv−TK酵素のcDNAをNcoI及びSalIでの酵素消化によりTK−TOPO−pCR4プラスミド(配列ID番号45)から抽出した。このNcoI−TK−SalI断片をキャッピングなしでより大きな翻訳効率を許容する内部リボソームエントリー部位(IRES)の下流のpCITEベクター(Invitrogen, Carlsbad, CA)中にクローニングした。生ずるpCITE−TKベクターを制限酵素での消化により確認した。続いて、pCITE−TKベクターのIRES−TK断片をEcoRI及びSalI酵素での消化により抽出した。EcoRI部位をKlenow酵素で埋め、及びIRES−TK−SalI断片を、事前にEcoRV及びSalI酵素で消化された、実施例4中で得られたpAd(I)−F512ベクター中にサブクローニングした。前記クローニングから生ずるベクター、pAd(I)−F512−TK(配列ID番号46及び配列ID番号47)の取得を制限酵素での消化及びpAd−センス(TGTTTTTCTCAGGTGTTTTCCG;配列ID番号42)及びpAd−アンチセンス(CACAAATTTCACAAATAAAGCATTT;配列ID番号48)プライマーでのシークエンシングにより確認した。
実施例6.−EGFPグリーンタンパク質をコードする遺伝子の上流にF512を含むシャトルプラスミドの構築。
その5’末端でIRES配列につなげられたEGFPタンパク質cDNAをEcoRI及びSalI酵素での消化によりpDC315−iGFPプラスミド(Microbix Biosystems Inc., Toronto, Ontario, CanadaからのpDC315市販プラスミドから改変されたプラスミド)から抽出した。上記EcoRI部位をKlenow酵素で埋め、及びIRES−EGFP−SalI断片を、事前にEcoRV及びSalI酵素で消化した実施例4中に開示されるものにしたがって得られたpAd(I)−F512ベクター中にサブクローニングした。このクローニングから生ずるベクター、pAd(I)−F512−EGFP(配列ID番号49及び配列ID番号50)の取得を制限酵素での消化及びpAd−センス(TGTTTTTCTCAGGTGTTTTCCG;配列ID番号42)及びpAd−アンチセンス(CACAAATTTCACAAATAAAGCATTT;配列ID番号48)プライマーでのシークエンシングにより確認した。
実施例7.−Ad−F512組換えウイルスの取得
実施例4中に開示されるものにしたがって得られたpAd−F512プラスミド(配列ID番号41)をFspI酵素で直線化し、及びE3領域における欠損を伴うmu2.6〜mu100を含む、ClaI酵素で事前に制限酵素処理したアデノウイルス5型断片で共に共トランスフェクトした。共トランスフェクションはリン酸カルシウムの手段(Ferrari, C. C., Depino, A. M., Prada, F., Muraro, N., Campbell, S,, Podhajcer, O., Perry, V. H., Anthony, D. C., and Pitossi, F. J. Reversible demyelination, blood−brain barrier breakdown, and pronounced neutrophil recruitment induced by chronic IL−1 expression in the brain. Am J Pathol, 165: 1827−1837, 2004)により293細胞で及び293細胞においてNevins et al.プロトコル(Nevins, J. R. Definition and mapping of adenovirus 2 nuclear transcription. Methods Enzymol, 65: 768−785, 1980)にしたがって行った。上記2のトランスフェクトされた断片Ad−F512(配列ID番号51及び配列ID番号52)のアデノウイルス領域の間の相同組換えにより、上記組換えアデノウイルスが得られた。Ad−F512構築アデノウイルススキームは図5A中に示される。
一旦得られたら、Ad−F512組換えアデノウイルスをクローニングし、及びストック精製を塩化セシウムダブル勾配(Lieber, A., He, C. Y., Kirillova, I., and Kay, M. A. Recombinant adenoviruses with large deletions generated by Cre−mediated excision exhibit different biological properties compared with first−generation vectors in vitro and in vivo. J Virol, 70: 8944−8960, 1996)の手段により行った。上記アデノウイルス調製物を293細胞においてDICT50の手段(Lieber, A. et al., 1996)により滴定し、Ad−F512について1012vp/mlを得た。Ad5−wtを上記分析における陽性複製コントロールとして含め、そこからそのタイターが6.8×1011vp/mlである調製物を得た。
なお、ウイルスストックの同一性を確認するために、ウイルスDNA調製物を作出し、それを制限酵素での消化及びpAd−センス(TGTTTTTCTCAGGTGTTTTCCG;配列ID番号42)及びpAd−アンチセンス(CACAAATTTCACAAATAAAGCATTT;配列ID番号48)内部プライマーを用いたシークエンシングに使用した(図5Bを参照のこと)。
実施例8.−Ad(I)−F512−TK組換えウイルスの取得
実施例7中に示されるのと同様の方法で、実施例5中で得られたpAd(I)−F512−TK(配列ID番号46及び配列ID番号47)プラスミドをFspI酵素で直線化し、及び領域E3における欠損を伴うmu2.6〜mu100を含むClaI酵素で事前に制限酵素処理したAd5断片と共に共トランスフェクトした。共トランスフェクションをリン酸カルシウム法の手段(Ferrari, C. C. et al., 2004)により293細胞において及び293細胞においてNevinsのプロトコル(Nevins, J. R.,;1980)にしたがって行った。上記2の共トランスフェクトされた断片のアデノウイルス領域の間の相同組換えにより、Ad(I)−F512−TK(配列ID番号53及び配列ID番号54)組換えアデノウイルスを得た。そのスキームは図5A中に示される。
一旦得られたら、Ad(I)−F512−TKアデノウイルスをクローニングし、及びストック精製を塩化セシウムダブル勾配(Lieber, A. et al.; 1996)の手段により行った。上記アデノウイルス調製物を293細胞においてDICT50の手段(Lieber, A. et al., 1996)により滴定し、1012vp/mlのタイターを得た。Ad5−wtを上記分析における陽性複製コントロールとして含め、そこからそのタイターが6.8×1011vp/mlである調製物を得た。
なお、ウイルスストックの同一性を確認するために、ウイルスDNA調製物を作出し、それを制限酵素での消化及びpAd−センス(TGTTTTTCTCAGGTGTTTTCCG;配列ID番号42)及びpAd−アンチセンス(CACAAATTTCACAAATAAAGCATTT;配列ID番号48)内部プライマーを用いたシークエンシングに使用した(図5Bを参照のこと)。
実施例9.−Ad(I)−F512(E3)組換えウイルスの取得
実施例6中で得られたpAd(I)−F512−EGFPプラスミド(配列ID番号49及び配列ID番号50)を実施例7及び8でのようにFspI酵素で直線化したが、この場合は、共トランスフェクションはE1領域を除いて、しかしE3領域を含むAd5ゲノム全体を含むもう一つのプラスミド、JM17(Microbix Biosystems Inc., Toronto, Ontario, Canada)と共に行った。共トランスフェクションをリン酸カルシウム法の手段(Ferrari, C. C. et al., 2004)により293細胞において及び293細胞においてNevinsのプロトコル(Nevins, J. R.,;1980)にしたがって行った。上記2の共トランスフェクトされた断片のアデノウイルス領域の間の相同組換えにより、Ad(I)−F512(E3)(配列ID番号55及び配列ID番号56)組換えアデノウイルスを得、そのスキームは図5A中に示され、及びそれは元のウイルス(Ad5)のE3領域を含む。
一旦得られたら、E3領域を含む組換えアデノウイルスをクローニングし、及びストックをダブル塩化セシウム勾配の手段(Lieber, A. et al.; 1996)により精製した。上記アデノウイルス調製物を293細胞においてDICT50の手段(Lieber, A. et al., 1996)により滴定し、1.5×1012vp/mlのタイターを得た。上記分析における陽性複製コントロールとしてAd5−wtを含め、そこからそのタイターが6.8×1011vp/mlである調製物を得た。
なお、上記ウイルスストックの同一性を確認するために、ウイルスDNA調製を行い、それを制限酵素での消化及びpAd−センス(TGTTTTTCTCAGGTGTTTTCCG;配列ID番号42)及びpAd−アンチセンス(CACAAATTTCACAAATAAAGCATTT;配列ID番号48)内部プライマーを用いたシークエンシングに使用した(図5Bを参照のこと)。
実施例10.−細胞伝染性の決定のためのAd−F512、Ad(I)−F512−TK及びAd(I)−F512(E3)アデノウイルスでのin vitro分析
in vitro分析のために、実施例7、8及び9で得られたアデノウイルスを使用した。使用された細胞系は既に実施例1において開示されている。
本発明において使用されたウイルスはAd5に基づき、それを介するエントランスはCAR受容体(coxsackie−adenovirus receptor)及びインテグリン(Kanerva, A. and Hemminki, A. Adenoviruses for treatment of cancer. Ann Med, 37: 33−43, 2005)を通る。CAR発現は異種であるとすれば、翻訳分析はβ−ガラクトシダーゼ酵素を発現する非複製アデノウイルス(Ad−β−gal)を伴って異なる細胞系で行われた。
異なる腫瘍及び正常系をAd−β−galで異なる感染多重度(MOI)で感染させ、及び感染割合を登録した(表2を参照のこと)。3日後、X−galでの分析をβ−ガラクトシダーゼを明らかにするために行った。青色細胞をカウントし(感染細胞インジケーター)及び非感染細胞に関する割合を計算した。少なくとも3の異なる範囲をカウントした。
Figure 0005215290
1000の感染多重度(MOI)で、50%でしか感染されないBAEC及びA375N細胞のものを除く、ほとんど全ての系が少なくとも75%で感染されることが留意された。100未満のMOIで、95%超の伝染性を有するSB2黒色腫系を除いて、低い細胞伝染性が観察される(約25%)。10のMOIで、SB2を除いて、ほとんど感染細胞はどの系でも見られない。
要約すると、試験された細胞系の感染能はSB2>T84>HeLa>WI−38VA>WI−38>LoVo>BAEC>A375Nであろう。
実施例11.−腫瘍崩壊能の評価のためのAd−F512、Ad(I)−F512−TK及びAd(I)−F512(E3)アデノウイルスでのin vitro分析
本発明にしたがって構築されたアデノウイルス(CRAds)の腫瘍崩壊能を試験するために、それらをin vitroで異なるSPARC発現レベルを有する細胞を感染するために使用した。詳細には、SB2黒色腫、A375N及びMelJ系;WI−38、WI−38VA及びHFL−1線維芽細胞系;T84及びLoVo結腸系;HeLa頸部系;BAEC内皮系;及び正常間充織細胞を使用した。Ad5−wt(野生型)をコントロールとして使用した。上記異なる腫瘍系をAd−F512(配列ID番号51及び配列ID番号52)、Ad(I)−F512−TK(配列ID番号53及び配列ID番号54)、Ad−(I)F512(E3)(配列ID番号55及び配列ID番号56)及びAd5−wtアデノウイルスで感染させた。アデノウイルス溶解効果を紫色結晶で実験後プレートに接着したままである細胞を染色することにより及びMTT分析の手段により代謝活性の定量化をとおして評価した。
アデノウイルスの溶解効果を紫色結晶で染色することにより評価した: 図6を参照して、細胞病理学上の効果の研究に進む単層感染は以下のとおりである:上記細胞を1×104細胞/ウェルの濃度で24−ウェルプレート中にまいた。翌日、それらを200μlのハイグルコースDMEM2%BFS中で3時間異なる感染多重度(MOIs)で感染させた。感染後、800μlのそれぞれの細胞系に対応する培地を添加した。10日後、上記細胞を紫色結晶(40%メタノール中の溶液0.75%)で染色し又はβ−ガラクトシダーゼで染色し、及びこの後者の場合、感染割合を登録するために2以上の範囲をカウントした。図6は、使用された異なる細胞系についての、プレート中の紫色結晶での染色分析の写真を示す。
アデノウイルスの溶解効果をMTT分析の手段により代謝活性の定量化をとおして評価した。 MTT分析(細胞生存力)は紫色化合物(フォルマザン)中の黄色テトラゾリウム塩の切断に基づく。この反応はミトコンドリア呼吸鎖中に存在するコハク酸塩−テトラゾリウム還元酵素を有する代謝的に活性な細胞中でのみ起こる。代謝活性の機能として計測される溶解効果(MTT分析)は図7中に示される。この分析で、96ウェルプレートに5×103細胞/ウェルの濃度でまき、及び翌日それらを25μl(ハイグルコースDMEM2%)中で2時間感染させた。2時間後、100μlのそれぞれの細胞系に対応する培地を添加した。10日後、細胞生存力をMTT法の手段により計算した(Mosmann, T. Rapid colorimetric assay for cellular growth and survival: application to proliferation and cytotoxicity assays. J Immunol Methods, 65: 55−63, 1983)。
MTTでの生存力分析は図7中に示される。一般的に、溶解活性は紫色結晶をとおして示されるものと同様にさまざまな細胞型について留意される;しかしこの場合、紫色結晶での対応する染色の生存力より大きな生存力がそれぞれのMOIについて留意された。これらの分析で、3の系の乳癌(578T、MCF7及びT−47D)が含まれ、それらの全ては非常に低いSPARC発現を有し、及びT−47Dの場合低いF512活性を有した。驚くべきことに、2の系(MCF7及びT−47D)は100のMOIでCRAdsにかかりやすいことがわかった。
驚くべきことに、上記腫瘍細胞の全てはCRAdsにより溶解された。しかしながら、上記腫瘍細胞中でのCRAdsの溶解活性はSPARC mRNA発現程度に又は上記細胞系におけるプロモーター活性に独立であることがわかった。したがって、例えば、黒色腫細胞について、全てのウイルスはMelJ又はA375NにおけるよりSB2においてより有効であるという結果になった。この結果は細胞伝染性と一致するが、プロモーター活性と又はSPARC発現とは一致しない。ウイルスはそれぞれの系で異なる感染能を有するとすれば、異なるウイルス間の比較は同じ細胞系の中で主になされた。第一の場合、SB2はAd(I)−F512(E3)>Ad−F512−Ad(I)−F512−TK±GCVでより効果的に溶解され、一方MelJ(プロモーターはもっと高い活性を示した)はAd(I)−F512(E3)−Ad−F512>Ad(I)−F512−TK±GCVでより効果的に溶解される。
この比較から、より強くないウイルスは絶縁体配列を含めたものであること、及びE3領域の追加は溶解をより効果的にすることが明らかである。なお、溶解効果の増大はAd(I)−F512−TKで感染された細胞培養物にGCVを添加するのに際して留意されなかった。
一方、T84結腸及びLoVo系はAd−F512に非常にかかりやすいことがわかったことが留意された。LoVoの場合、この効果はSB2黒色腫細胞について観察されたものより強い。Ad−F512は500のMOIで(中程度にSPARCタンパク質を発現する)WI−38線維芽細胞を溶解することができ、一方ウイルスITR及びプロモーターの間に絶縁体配列を有する2のウイルスは1000のMOIで溶解性であることがわかったことが留意されうる。GCVの追加はAd(I)−F512−TKの溶解能をわずかに増大させる。Ad−F512ウイルスで分析された2の追加の線維芽細胞系−WI−38VA及びHFL−1−は1000のMOIであまり溶解されなかった。3の線維芽細胞系で、Ad5−wtは1のMOIで溶解することができた。内皮細胞はそれらの高いSPARC発現に独立して、Ad−F512にかかりやすくなかった。骨髄由来の初代間充織細胞は100のMOIで、Ad−F512によっては影響されなかったが、Ad5−wtによっては影響された。
結論として、3のアデノベクター中のF512はほとんどの部分の腫瘍系において溶解性であることがわかり、一方それは間充織及び内皮細胞及びいくつかの線維芽細胞のような正常細胞には影響しない。
実施例12.−異なる細胞系で作出されるウイルス
異なる腫瘍系におけるCRAdsの複製能を評価するために、ウイルス収率についての分析を行った。その結果は図8中に示される。
異なる細胞系におけるウイルス生成についての一般的な進行は以下に開示される:
0日目、100000細胞を6ウェルプレートのそれぞれのウェル中にまいた。1日目、細胞をハイグルコースDMEM培地2%BFS中でウェル当たり300μlの体積中で50MOIで感染させた。感染は少なくとも2の攪拌操作で37℃で1時間行った。続いて、上記培地を除去し、PBSで2回洗浄し、及び1mlの10%BFS培地を添加した。3日後、細胞を室温で15分間維持し、及び培地と共に取り上げた。上清をエッペンドルフ管に移し、及び3の凍結/融解周期を液体窒素を用いて行った。続いて、それを4500rpmで遠心分離し、及び前記上清の1/10連続希釈をハイグルコースDMEM培地5%BFS及び0.01M HEPES中で行った。100μlのそれぞれの希釈物を20000細胞/ウェルの割合で293細胞を前日にまいた96ウェルプレートの1のウェル中にまいた(六重)。5日後、上記細胞を4%パラフォルムアルデヒドで固定し、及び紫色結晶溶液で染色した。
図8について、異なる系(黒色腫、結腸、胸部、線維芽細胞及び内皮)におけるアデノウイルス収率はml当たりのウイルス粒子(vp/ml)として表され、及びそれぞれの棒は少なくとも2の独立した分析の平均を示す。
第一に、アデノウイルス収率はSPARC mRNA発現とは独立であることが指摘されうる。第二に、全ての系はAd−F512ウイルスのそれより大きなAd(I)−F512(E3)複製を示す。第三に、Ad5−wtアデノウイルス収率は105までの割合で異なる系の間で異なり(例えば、LoVoに578Tを比較して)、それは一部にはいくつかの系の低い伝染性のためでありうる。なお、より大量のCRAdsを生成する系はCRAdsに対してより大きなかかりやすさを有するもの(結腸系)である。
実施例13.−非複製ウイルス及び複製ウイルスの間の協同効果についての研究
上記に示されるように、非複製アデノウイルスは複製を開始するために、トランスのE1Aタンパク質の供給を必要とする。非複製アデノウイルスが増幅されるとき、それらはE1Aタンパク質を構成的に発現するよう改変された293細胞で使用されたが、このタンパク質はまた複製アデノウイルスによっても供給されうる。Ad−F512及び非複製アデノウイルス(Ad−β−gal)の協同を研究するために、T84結腸細胞を一定量のAd−β−gal(MOI10)及び増大する量のAd−F512に感染させた。Ad−F512が増大するとき青色染色された細胞における増大が観察され、Ad−β−galウイルスにおける局所増大を表すので、Ad−F512は非複製アデノウイルスを補完することができ、その複製及び近隣の細胞をとおした分布を許容する。図9はT84結腸細胞における異なる分析されたMOIsについてのβgalの染色を示す。
実施例14.−Ad−F512及びAd(I)−F512−TK CRAdsを用いたin vivo分析
(Veterinary College of the University of La Plataにより提供される)6−8週齢のAthymic雄N:NTH(S)−nuマウスを分析のために使用した。3の異なるin vivo分析を本発明にしたがって得られた組換えアデノウイルスを用いて行った:2の分析はAd−F512で、及び1はAd−(I)F512−TKで。
上記動物に4×106SB2黒色腫細胞の接種物を皮下注入した。腫瘍が100mm3の平均体積に達したとき(注入後約20日)、アデノウイルスの腫瘍内注入を投与当たり1010vp/30μlで開始した。それぞれの動物は処置の開始から数えて0、2、及び8日目に3の投与を受けた。上記分析の1において、hsv−TKヘルペス酵素を同時に発現するCRAdを用いるとき、アデノウイルスでの処置は図10A中に示されるものにしたがって、ガンシクロビルプロドラッグ(GCV,Cytovene(商標),Rotang)の注入に変えた、ここで図10A中の矢印はCRAd注入及びGCVでの処置を示す。この薬物は30mg/kgで一日一回投与された。
コントロール群はまた本分析において使用される2のCRAdsのうちの1の代わりに、非治療用遺伝子を発現する非複製アデノウイルス(Ad−β−gal)の注入を受けた。
図10AはAd−F512−TK CRAdを用いた分析における腫瘍成長曲線を示し、ここで投与されたCRAd注入及びガンシクロビル投与もまた示される。図10BはAd−F512での分析において使用されたマウスにおける腫瘍成長曲線を示す。図10Cは(Ad−β−galを注入された)コントロールマウスにおける及びAd−F512 CRAdで処置されたマウスにおける腫瘍領域の写真である。図10Dは処置の開始から14日後にいくつかの動物になされた組織学的切断の写真を示す。最後に、図10E及び10FはAd−F512で実現された両方の分析についてのKaplan−Meier曲線(生存率%)である。
Ad−F512での両方の分析において、腫瘍部位におけるあとを残して(図10C中で矢印の手段により示される)、ほとんどの部分の処置された腫瘍における全体の軽減(図10B、10E及び10F)が留意された。図10E及び10Fを再び参照して、これらの曲線は、Ad−F512で処置された動物の腫瘍は成長しない、それらは全体的に退行する又はそれらはより小さい速度で成長するので、Ad−F512で処置された動物のほとんどが90日後にまだ生きていること、一方コントロール動物(腫瘍+Ad−β−gal)はそれらの腫瘍は成長し続けるので死ぬことを示す。
組織学的研究をフォルムアルデヒド10%中での固定及び続くプロセッシングにより、いくつかの動物で行った。このようにして、きずあと領域の組織学的研究は処置の開始から数えて14及び90日目の間で差を示した:14日目では豊富なマクロファージは内部に色素を伴って浸潤し、多形核病巣では、核の残存及び肉芽腫性血管新生が観察されうる(図10Dを参照のこと)一方、90日目では組織は完全に修復されたことが留意されうる。両方の場合において、剖検を全ての動物で行い、転移は発見されなかった;しかしながら、90日目に動物のうちの1において、線維症病巣を有する脾臓及び肝炎病巣を有する肝臓が観察された。分析されたコントロールのいずれもこれらの特徴を示さなかった。
Ad−F512での両方の分析における生存曲線(図10E及び10F)は互いに非常に類似しており、及びそれらはコントロールとは顕著に異なる。
なお、図10Aを参照して、自殺TK遺伝子を発現するCRAdでの分析はGCVの存在下又は不在下で統計的有意差を示さなかったが、上記ウイルスはコントロールに比較して同等に有効であるという結果になった。
実施例15.−Ad−F512、Ad(I)−F512−TK及びAD(I)−F512(E3)CRAdsを用いたin vitro分析
a)腫瘍系の分析
この段階では、実施例11中に示されるように行われた以前の分析は黒色腫、結腸、胸部及びすい臓癌の他の腫瘍系を試験することにより拡大された。上記細胞に対するウイルスの細胞病理学的効果をアデノウイルスでの感染後10日後にウェルに接着したままであった細胞を紫色結晶で染色することにより分析した。結果は図11中に示される。(Dr. Estela Medrano, Houston, TXにより親切に提供された)Mel888黒色腫細胞を上記実施例11中で試験されるSB2及びIIB−Mel−J細胞(前者はDr. Estela Medrano, Houston, TXにより、及び後者はLedda et al., Suppression of SPARC expression by antisense RNA abrogates the tumorigenicity of human melanoma cells. Nat Med. 1997 Feb; 3(2):171−6により親切に提供された)での分析のための濃度と同じウイルス濃度でアデノウイルスにより溶解した。これらの新規分析中に含まれた2の結腸系HT29(ATCC番号HTB−38)及びCaCO−2(ATCC番号HTB−37)もまた構築されたCRAdsに対する結腸細胞のかかりやすさを示す。MIA−PaCa−2すい臓癌系(ATCC番号CRL−1420)は5×107vp/mlアデノウイルス濃度に感受性であり、一方4の分析された578T胸部系(ATCC番号HTB−126)、T−47D(ATCC番号HTB−133)、MCF−7(ATCC番号HTB−22)及びMDA−231(ATCC番号HTB−26)はCRAdsにより影響されないことがわかった(図11を参照のこと)。全ての場合において、野生型ウイルス(Ad5−wt)は全ての腫瘍細胞を消去することができる。
b)正常系の分析
臨床分析において腫瘍崩壊性アデノウイルスを用いる必要性の一つは、それが腫瘍細胞において活性であり、及び正常細胞において不活性であるはずであることである。3の構築された腫瘍崩壊性ウイルスの正常細胞における減衰レベルを確立するために、それらの活性を1パネルの前記細胞において分析した。正常メラニン形成細胞、結腸及び胸部細胞系並びに線維芽細胞、ケラチン生成細胞及びヒト微小内皮細胞を含めた。5×106ウイルス粒子/mlのAd−F512、Ad(I)−F512−TK又はAd(I)−F512(E3)での感染後10日後、メラニン形成細胞の生存力は95%超であり、一方100%の細胞はAd−wtにより溶解された(図12Aを参照のこと)。(図12Bを参照のこと)腫瘍崩壊性ウイルスはまた正常CCD841結腸細胞(ATCC番号CRL−1790)及び正常MCF−12A胸部細胞(ATCC番号CRL−10782)に対して影響を有しなかったことが示された(図12Cを参照のこと)。これらの系はSPARCを発現を有しない(以下の表3を参照のこと)。SPARC発現を有する(Isaiah Fidler, Houston, TXにより親切に提供された)hMEC−1ヒト微小内皮細胞もまた分析され、及びそれらは高いMOIのアデノウイルスにより溶解されることが留意された(図12Dを参照のこと)。続いて、ケラチン生成細胞又は線維芽細胞のような皮膚中に存在する他の細胞成分を分析した。前者はSPARCを生成せず、一方後者はA375N腫瘍細胞系に比較されるとき中程度のSPARC発現を有する(以下の表3を参照のこと)。ケラチン生成細胞(Craveri Laboratoryにより親切に提供されたHaCaT)に対する、CCD1140線維芽細胞(ATCC番号CRL−2714)に対する及びMalme−3(ATCC番号HTB−102)に対するウイルス効果は図12E中に示される。ケラチン生成細胞も線維芽細胞系もアデノウイルスによって溶解されなかったことが留意された。
それゆえ、CRAdsはSPARCを発現しない正常細胞(結腸、胸部、メラニン形成細胞、ケラチン生成細胞)は溶解しないが、その代わりとしてSPARCを発現するhMEC−1微小内皮細胞は溶解する。
Figure 0005215290
c)SPARCを発現する細胞:単層で成長する腫瘍及び間質細胞(線維芽細胞及び内皮)におけるAd(I)−F512−TK溶解効果
腫瘍間質細胞(内皮及び線維芽細胞)でのin vitro分析は、高い又は中程度のSPARC発現でさえも上記アデノウイルスは腫瘍細胞におけるのと同じ活性を有しなかったことを示した。 本発明者の仮説にしたがって、正常細胞はウイルス複製に対してより抵抗性を有する。この場合、毒性遺伝子を添加することはSPARCプロモーターが活性であるそれらの細胞において特定の様式で溶解能を高めることを許容しうる。したがって、Ad(I)−F512−TKでのin vitro分析を行い、そこで、上記細胞をまたガンシクロビル(GCV)プロドラッグを添加することにより処理した。第一に、GCVを添加することはSB2黒色腫細胞におけるウイルス溶解を改善することが留意された(図13Aを参照のこと);この改善は、GCVの添加が腫瘍崩壊性ウイルス活性の開始72時間後に開始する場合、より有効である。内皮細胞について、それらはプロドラッグのみの存在に対して感受性である(図13B中の左側のはじめの3の棒を参照のこと)。750のMOIで及びGCV50μM又は100μMの存在下でウイルスを添加することはほとんど全ての細胞の消去を許容する(図13B中の最後の2のカラム)。他の分析された内皮細胞はウシ大動脈のものであった(BAEC, Helene Sage, Seattle, USAにより親切に提供された)。しかしながら、A375Nより高いSPARC値を発現する及びF512ヒトプロモーターが非常に活性である(上記実施例1及び3Bを参照のこと)これらの細胞はAd5キャップシッドで適切に感染されない。hMEC−1と同様に、上記細胞はプロドラッグに感受性であるが、ウイルスに加えてGCVプロドラッグの存在はウイルス単独では効果を有しないウイルス濃度で細胞の消去を許容する(図13Cを参照のこと)。
実施例16.−Ad−F512及びAd(I)−F512−TK CRAdsを用いたin vivo分析
in vivo分析を動物(6−8週齢無胸腺症雄マウスN:NIH(S)−nu)で行い、それらに腫瘍及び間質細胞を含む混合された黒色腫腫瘍を注入した。続いて、これらの腫瘍を黒色腫細胞のみの腫瘍についてのものと同じプロトコルを用いて本発明にしたがって得られたCRAdsで処置した。
図14Aは、動物がSB2/hMEC−1/WI−38混合腫瘍を有し、及びAd−F512で処置された分析の結果を示す。悪性細胞が内皮細胞(hMEC−1)及び線維芽細胞(WI−38)で共注入されたときでさえも、アデノウイルスでの処置は成長腫瘍における関連する遅延を作出することが留意され、このウイルスは腫瘍において起こる同様の状況において有効でありうることを示した。
同じ結果は分析を繰り返すとき得られた(データは示されていない)。
腫瘍細胞及び線維芽細胞の混合された腫瘍に対するアデノウイルス処置の有効性もまた評価した。Ad−F512でのSB2/WI38腫瘍の処置は部分的に有効であるという結果になったことが留意された(図14B)。SB2/hMEC−1細胞が注入されたとき、拒絶反応はなかったが、動物のいくつかは上記処置に対してよりよく応答したことが留意された(図14C)。最後に、SB2/WI−38腫瘍はAd(I)−F512−TK+GCVで処置され、全部で5の動物のうちの3の動物は完全に腫瘍を拒絶することが留意され、TK毒性遺伝子の添加は上記ウイルス効果を顕著に改善することを示した(図14D)。
なお、多くのCRAdsはin vivoよりin vitroでより大きな非特異性を示すことが開示されている(Yamazaki, M., Straus, F. H., Messina, M., Robinson, B. G., Takeda, T., Hashizume, K., and DeGroot, L. J. Adenovirus−mediated tumor−specific combined gene therapy using Herpes simplex virus thymidine/ganciclovir system and murine interleukin−12 induces effective antitumor activity against medullary thyroid carcinoma. Cancer Gene Ther, 11: 8−15, 2004.)。実施例11中に開示されるように、本発明に係るウイルスはin vitroで結腸癌細胞を消去することができた。しかしながら、以前の研究(Yamazaki et al., 2004, 上記)は、これは非特異的効果のためでありうることを示唆した。それゆえ、結腸及びすい臓癌腫瘍でのin vivo分析を行った。
結腸腫瘍に対する注目すべきin vivo効果が留意された。実際に、Ad−F512及びAd(I)−F512−TKはin vivoでLoVo細胞腫瘍を消去することができなかった(図15A);しかしながら、それらの腫瘍への及びGCVの存在下でのhMEC−1内皮細胞の添加は、コントロール群の腫瘍に比較して、結腸腫瘍成長における遅延を許容し、SPARCを発現する内皮細胞の存在はその悪性細胞がSPARCを発現しない腫瘍の消去を高めうることを示した(図15B)。
同じ基礎で、他の群の実験において、Mia−PaCa−2(ATCC番号CRL−1420)(悪性、すい臓)/hMEC−1混合腫瘍はAd−F512及びAd(I)−F512−TK+GCVで処置され、驚くべきことに、これらの腫瘍は完全に消去されることを示した(図15C)。
本明細書中に開示される本発明の例示される態様は本発明に係る対象を満たすが、多くの改変及び他の態様は当業者に明らかでありうる。それゆえ、添付された請求項は本発明の本質及び範囲内であろう前記改変及び態様の全てを含むことが意図されることが理解されるべきである。
図1はヒトSPARCプロモーター、HSBM40DNA(Genbank # X88259)の構造スキームを示す。 図2は異なる腫瘍及び正常系におけるSPARCmRNAの発現レベルの相対的な評価を示す。 図3は異なる断片が由来するSPARCプロモーター領域の2のスキームを示す。 図4AはA375N(黒色腫)、HeLa(頸部)及びT−47D(胸部)細胞系においてルシフェラーゼレポーター遺伝子の酵素活性を計測することによりSPARCプロモーターの11断片のプロモーター活性を示す。 図4Bはさまざまな正常及び腫瘍細胞系においてルシフェラーゼレポーター遺伝子の酵素活性を計測することによりSPARCプロモーターの断片−513/+35(F512)及び−1175/+71Δ10(Spdel)のプロモーター活性を比較する。 図5Aは本発明にしたがって構築されたAd−F512、Ad(I)−F512−TK及びAd(I)−F512(E3)アデノウイルスのスキームを示す。 図5BはHindIII酵素での、本発明に係るAd−F512、Ad(I)−F512−TK及びAd(I)−F512(E3)アデノウイルスの制限酵素プロファイルを示す。 図6はAd5−wtをコントロールとして用いた、本発明にしたがって構築されたAd−F512、Ad(I)−F512−TK及びAd(I)−F512(E3)アデノウイルスの異なる腫瘍系における単層細胞病理学的効果を示す。 感染10日後の異なるMOIsでの本発明に係るAd−F512及びAd(I)−F512(E3)アデノウイルスの単層溶解効果(MTT分析)を示す;A−黒色腫、SB2細胞;B−黒色腫、Mel−J細胞;C−結腸細胞;D−胸部細胞。 感染10日後の異なるMOIsでの本発明に係るAd−F512及びAd(I)−F512(E3)アデノウイルスの単層溶解効果(MTT分析)を示す;A−黒色腫、SB2細胞;B−黒色腫、Mel−J細胞;C−結腸細胞;D−胸部細胞。 感染10日後の異なるMOIsでの本発明に係るAd−F512及びAd(I)−F512(E3)アデノウイルスの単層溶解効果(MTT分析)を示す;A−黒色腫、SB2細胞;B−黒色腫、Mel−J細胞;C−結腸細胞;D−胸部細胞。 感染10日後の異なるMOIsでの本発明に係るAd−F512及びAd(I)−F512(E3)アデノウイルスの単層溶解効果(MTT分析)を示す;A−黒色腫、SB2細胞;B−黒色腫、Mel−J細胞;C−結腸細胞;D−胸部細胞。 図8は異なるヒト腫瘍系における本発明に係るAd−F512及びAd(I)−F512(E3)アデノウイルスの生成を示す。 図9はAd−β−galアデノウイルスの複製に対するAd−F512により与えられるE1A遺伝子の協同効果を示す。 図10A〜10Fはin vivo分析結果を示す。図10AはAd(I)F512−TKでの分析についての腫瘍成長曲線を示す。 図10BはAd−F512での第一分析における動物の腫瘍成長曲線を示す。 図10CはAd−β−galで及びAd−F512で処置された腫瘍を示す。 図10Dは14日後の、10Cにおいて示される領域の組織学的写真を示す。 図10Eは分析BについてのKaplan−Meier曲線を示す。 図10FはAd−F512での第二分析についてのKaplan−Meier曲線を示す。
図11は本発明に係るAd−F512、Ad(I)−F512−TK及びAd(I)−F512(E3)CRAdsの単層における細胞病理学的効果を示す。感染後10日後の異なる濃度での細胞単層におけるCRAdsの溶解効果(紫色結晶で染色する)が示される。 図12A〜12Eは正常細胞における、本発明に係るAd−F512、Ad(I)−F512−TK及びAd(I)−F512(E3)CRAdsの細胞病理学的効果を示す;図12Aは正常メラニン形成細胞において感染後10日後に撮られたCRAds写真を示す;AD−wt及び処置なし(PBS)コントロールの写真が含まれる;図12Bは正常CCD841結腸細胞に対する細胞病理学的効果を示す;図12Cは正常MCF12A胸部細胞に対する細胞病理学的効果を示す;図12Dは微小内皮細胞に対する溶解効果を示す;図12Eはケラチン生成細胞及び線維芽細胞(CCD1140及びMalme−3)に対するウイルス効果を示す。 図13A〜13CはAd(I)−F512−TKの単層細胞病理学的効果を示す;GCVプロドラッグの存在下又は不在下での感染後10日後の異なるウイルス濃度での細胞の単層に対するAd(I)−F512−TKの溶解効果(紫色結晶で染色する又はMTTにより計測される生存細胞);図13AはSB2黒色腫細胞での分析を示す;図13BはGCV及びGCV+ウイルスの存在下でのhMEC−1細胞の生存細胞を示す;図13CはBAEC細胞に対する細胞病理学的効果を示す。 図14A〜14Dは黒色腫腫瘍でのin vivo分析を示す;図14AはAd−F512で処置されたSB2/WI−38/hMEC−1腫瘍での分析を示す; 図14BはAd−F512で処置されたSB2/WI−38腫瘍での分析を示す; 図14CはAd−F512で処置されたSB2/hMEC−1腫瘍を示す; 図14DはAd(I)−F512−TK+GCV、n=5又はPBS+GCV、n=4で処置されたSB2/WI−38腫瘍を示し、ここでnは処置された動物数である。 図15A〜15Dは結腸及びすい臓腫瘍でのin vivo分析を示す;図15AはAd−F512(n=7)、Ad(I)−F512−TK(n=6)又はPBS(n=7)で処置されたLoVo腫瘍に対する分析を示す; 図15BはAd−F512(n=6)、Ad(I)−F512−TK+GCV(n=6)又はPBS+GCV(n=6)で処置されたLoVo/hMEC−1腫瘍の平均を示す; 図15CはAd−F512(n=6)、Ad(I)−F512−TK+GCV(n=6)又はPBS+GCV(n=5)で処置されたMia−PaCa/hMEC−1の腫瘍成長を示す。全ての場合において、nは処置された動物数を示す。

Claims (16)

  1. 配列番号1の配列を持つ核酸プロモーターから成る単離DNA。
  2. 前記プロモーターの配列が、異種遺伝子に作用可能な状態で連結されている、請求項1に記載の単離DNA。
  3. 照射応答配列、低酸素症応答配列又はフリーラジカル応答配列から選ばれる調節配列をさらに含む、請求項1又は2に記載の単離DNA。
  4. 前記異種遺伝子は、治療用遺伝子である、請求項2に記載の単離DNA。
  5. 前記異種遺伝子は、E1A遺伝子、自殺遺伝子、アデノウイルスゲノムE3領域、及びインターロイキンをコードする遺伝子からなる群から選ばれる、請求項2に記載の単離DNA。
  6. 請求項1に記載の単離DNA、及び該単離DNAに作用可能な状態で連結さた異種遺伝子を含む発現ベクター。
  7. 前記ベクターは、プラスミド又はウイルスベクターである、請求項6に記載の発現ベクター。
  8. 上記ウイルスベクターは、組換えアデノウイルスである、請求項7に記載の発現ベクター。
  9. 上記ウイルスベクターは、条件付きで複製する腫瘍崩壊性アデノウイルスである、請求項7に記載の発現ベクター。
  10. 前記異種遺伝子は治療用遺伝子である、請求項6に記載の発現ベクター。
  11. 前記治療用異種遺伝子は、E1A蛋白遺伝子である、請求項10に記載の発現ベクター。
  12. 自殺遺伝子をさらに含む、請求項6に記載の発現ベクター。
  13. 上記自殺遺伝子は、ヘルペスウイルスのチミジンキナーゼ遺伝子(hsvTK)である、請求項12に記載の発現ベクター。
  14. アデノウイルスゲノムE3領域をさらに含む、請求項6に記載の発現ベクター。
  15. 医薬として好適な担体中に請求項6に記載の発現ベクターを含む医薬組成物。
  16. 有効量の請求項15に記載の医薬組成物を含む、腫瘍を患う患者において該腫瘍を治療するための医薬。
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