JP7197901B2 - Vector plasmids, lentiviral vector systems, cells and cell preparations used in gene therapy for Hunter syndrome - Google Patents

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本発明は、Hunter症候群の遺伝子治療のためのレンチウイルスベクターシステムに用いられるベクタープラスミド、そのベクタープラスミドを備えるレンチウイルスベクターシステム、そのレンチウイルスベクターシステムが導入された細胞、及び、その細胞を含む細胞製剤に関する。 The present invention provides a vector plasmid used in a lentiviral vector system for gene therapy of Hunter's syndrome, a lentiviral vector system comprising the vector plasmid, a cell introduced with the lentiviral vector system, and a cell containing the cell. Regarding formulations.

Hunter症候群はムコ多糖症II型(以下、Mucopolysaccharidosis type II, MPSIIと記載することがある。)であり、ムコ多糖分解酵素活性の欠損又は低下によって、結合織を中心とした全身の諸臓器に不完全に分解されたムコ多糖が蓄積することにより、様々な症状を呈する遺伝性代謝異常症である。ムコ多糖症の中では唯一、X染色体劣性遺伝を示し、出生男児の11~13万人に1人発症すると報告されている。 Hunter syndrome is mucopolysaccharidosis type II (hereafter sometimes referred to as Mucopolysaccharidosis type II, MPSII), which is caused by deficiency or reduction of mucopolysaccharidase activity, resulting in insufficiency in various organs throughout the body, mainly connective tissue. It is an inherited metabolic disorder that presents various symptoms due to the accumulation of completely degraded mucopolysaccharides. It is the only mucopolysaccharidosis that shows X-chromosome recessive inheritance and is reported to occur in 1 in 110,000 to 130,000 male births.

原因としては、X染色体短腕(Xq28)に位置する、リゾゾーム加水分解酵素の一つであるイズロネート-2-スルファターゼ(以下、iduronate-2-sulfatase:IDSと記載することがある。)遺伝子の異常と考えられている。遺伝子異常には突然変異から欠失まであり、genotypeの多様性がphenotypeの多様性を反映していると考えられている。 The cause is an abnormality in the iduronate-2-sulfatase (hereinafter sometimes referred to as iduronate-2-sulfatase: IDS) gene located on the short arm of the X chromosome (Xq28), which is one of the lysosomal hydrolases. It is believed that. Genetic abnormalities range from mutations to deletions, and genotypic diversity is thought to reflect phenotypic diversity.

MPSIIはIDSの欠損により全身にグリコサミノグリカン(GAG)が蓄積し、中枢神経、骨、心臓等の障害を呈し、重症例は10代で死に到る。既存の治療法には酵素補充療法(ERT)、造血幹細胞移植(HSCT)がある。 In MPSII, glycosaminoglycans (GAGs) are accumulated throughout the body due to the deficiency of IDS, causing damage to the central nervous system, bones, heart, etc., and severe cases lead to death in the teenage years. Existing treatments include enzyme replacement therapy (ERT) and hematopoietic stem cell transplantation (HSCT).

酵素補充療法は欠損している酵素を薬剤として体内に補充する治療法で、継続的に行う必要がある(非特許文献1乃至6)。実施時期が早ければ早いほど効果があり、症状が進行する前に毎週酵素を補充することで、さまざまな症状の予防や進行を抑制することが可能である。しかし、骨変形や心弁膜症等完成した病変や中枢神経症状を酵素補充療法のみで治療することは困難であり、また投与に伴いアレルギー・アナフィラキシー等の副作用が生じることもある。更に酵素補充療法は費用も高額である上に週に一度、生涯にわたり実施しなければならないため、患者にとって大きな負担となる。 Enzyme replacement therapy is a therapeutic method in which a deficient enzyme is replenished into the body as a drug, and must be continuously performed (Non-Patent Documents 1 to 6). The sooner it is implemented, the more effective it is. By supplementing enzymes weekly before symptoms progress, it is possible to prevent or suppress the progression of various symptoms. However, it is difficult to treat complete lesions such as bone deformation and valvular heart disease and symptoms of the central nervous system with enzyme replacement therapy alone, and side effects such as allergy and anaphylaxis may occur with administration. Furthermore, the enzyme replacement therapy is expensive and must be performed once a week for the rest of the patient's life, thus placing a heavy burden on the patient.

造血幹細胞移植は、脳や心臓の症状進行の抑制を期待できる治療法であり、病変が完成される前の2歳くらいまでの時期であれば検討される治療方法である(非特許文献7乃至10)。骨髄移植を行い造血幹細胞が生着すると、自分で酵素をつくれるようになるため、酵素補充療法の頻度を下げることも可能となる。しかし、造血幹細胞移植も中枢神経系に効果が充分ではない、2歳未満で移植治療しないと効果は望めない、適切なドナー(骨髄提供者)が得られない、Graft Versus Host Disease(GVHD)等の重篤な副作用の危険がある等の問題点を有する。 Hematopoietic stem cell transplantation is a therapeutic method that can be expected to suppress the progression of brain and heart symptoms, and is a therapeutic method that is considered until the age of about 2 years before the lesion is completed (Non-Patent Documents 7 to 10). When bone marrow transplantation is performed and hematopoietic stem cells are engrafted, it becomes possible to produce enzymes on its own, making it possible to reduce the frequency of enzyme replacement therapy. However, hematopoietic stem cell transplantation is not sufficiently effective for the central nervous system, effects cannot be expected unless transplantation is performed before the age of 2 years, appropriate donors (bone marrow donors) cannot be obtained, Graft Versus Host Disease (GVHD), etc. However, there are problems such as the risk of serious side effects.

Hunter症候群の標準的治療である酵素補充療法は、上述のように、毎週の通院が生涯必要であるため患者さんのQOLに大きく影響する。また造血幹細胞移植も、上述のように、感染症や拒絶反応のリスクがある上に、ドナーを探す必要もある。そこで、患者の負担が軽減される新規治療法が切望される。新規治療方法として患者自身の骨髄を利用する遺伝子治療がある。これはウイルスベクターを用いて患者の骨髄に正常な遺伝子を組み込む方法で、他人の骨髄を利用するよりも酵素活性が向上し、頭や骨、心臓弁膜への効果も期待される。また、自分の骨髄を利用することで感染症や拒絶反応のリスクもなくなり、ドナーを探す必要もなくなる。 Enzyme replacement therapy, which is the standard treatment for Hunter syndrome, has a significant impact on the patient's QOL because, as mentioned above, weekly hospital visits are required for the rest of the patient's life. As mentioned above, hematopoietic stem cell transplantation also involves the risk of infection and rejection, and the need to find a donor. Therefore, a new therapeutic method that reduces the burden on patients is eagerly awaited. Gene therapy using the patient's own bone marrow is a new therapeutic method. This is a method of inserting normal genes into the patient's bone marrow using a viral vector. Compared to using other people's bone marrow, enzyme activity is improved, and effects on the head, bones, and heart valves are also expected. Using your own bone marrow also eliminates the risk of infection and rejection, and eliminates the need to find a donor.

本発明者は、モデルマウスに(B6/MPS II)ウイルス・プロモーター(MNDプロモーター:モロニーマウス白血病ウイルスLTR/骨髄増殖肉腫ウイルスエンハンサー)を用いIDS遺伝子を造血幹細胞に発現させるとERTやHSCTでは達成できなかった、MPSIIモデルマウスの脳のGAGを減少させることに成功している(非特許文献11)。 The present inventors have found that expression of the IDS gene in hematopoietic stem cells using a (B6/MPS II) viral promoter (MND promoter: Moloney murine leukemia virus LTR/myeloproliferative sarcoma virus enhancer) in model mice cannot be achieved by ERT or HSCT. have succeeded in reducing GAGs in the brain of MPSII model mice (Non-Patent Document 11).

Muenzer J, Gucsavas-Calikoglu M, McCandless SE, et al:A phase I/II clinical trial of enzyme replacement therapy in mucopolysaccharidosis II (Hunter syndrome). Mol Genet Metab 2007;90:329-337.Muenzer J, Gucsavas-Calikoglu M, McCandless SE, et al: A phase I/II clinical trial of enzyme replacement therapy in mucopolysaccharidosis II (Hunter syndrome). Mol Genet Metab 2007;90:329-337. Muenzer J, Wraith JE, Beck M, et al:A phase II/III clinical study of enzyme replacement therapy with idursulfase in mucopolysaccharidosis II (Hunter syndrome). Genet Med 2006;8:465-473.Muenzer J, Wraith JE, Beck M, et al: A phase II/III clinical study of enzyme replacement therapy with idursulfase in mucopolysaccharidosis II (Hunter syndrome). Genet Med 2006;8:465–473. O kuyama T, Tanaka A, Suzuki Y, et al:Japan Elaprase Treatment(JET) study:idursulfase enzyme replacement therapy in adult patients with attenuated Hunter syndrome(MucopolysaccharidosisII, MPS II). Mol Genet Metab 2010;99:18-25.O kuyama T, Tanaka A, Suzuki Y, et al: Japan Elaprase Treatment (JET) study: idursulfase enzyme replacement therapy in adult patients with attenuated Hunter syndrome (MucopolysaccharidosisII, MPS II). Mol Genet Metab 2010;99:18-25. Muenzer J, Beck M, Eng CM, et al:Long-term, open-labeled extension study of idursulfase in the treatment of Hunter syndrome. Genet Med 2011;13:95-101.Muenzer J, Beck M, Eng CM, et al: Long-term, open-labeled extension study of idursulfase in the treatment of Hunter syndrome. Genet Med 2011;13:95–101. da Silva EM, Strufaldi MW, Andriolo RB, et al:Enzyme replacement therapy with idursulfase for mucopolysaccharidosis type II( Hunter syndrome). Syst Rev 2016;2:CD008185.da Silva EM, Strufaldi MW, Andriolo RB, et al: Enzyme replacement therapy with idursulfase for mucopolysaccharidosis type II (Hunter syndrome). Syst Rev 2016; 2: CD008185. Parini R, Rigoldi,b M, Tedescoet L, et al:Enzymatic replacement therapy for Hunter disease:Up to 9 years experience with 17 patients. Mol Genet Metab Rep 2015;3:65-74.Parini R, Rigoldi,b M, Tedescoet L, et al: Enzymatic replacement therapy for Hunter disease: Up to 9 years experience with 17 patients. Mol Genet Metab Rep 2015;3:65–74. Guffon N, Bertrand Y, Forest I, et al:Bone marrow transplantation in children with Hunter syndrome:outcome after 7 to 17 years. J Pediatr 2009;154:733-737.Guffon N, Bertrand Y, Forest I, et al: Bone marrow transplantation in children with Hunter syndrome: outcome after 7 to 17 years. J Pediatr 2009;154:733–737. Kato S, Yabe H, Takakura H, et al:Hematopoietic stem cell transplantation for inborn errors of metabolism:a report from the research committee on transplantation for inborn errors of metabolism of the Japanese ministry of health, labour and welfare and the working group of the Japan society for hematopoietic cell transplantation. Pediatr Transplant 2016;20:203-214.Kato S, Yabe H, Takakura H, et al: Hematopoietic stem cell transplantation for inborn errors of metabolism: a report from the research committee on transplantation for inborn errors of metabolism of the Japanese ministry of health, labor and welfare and the working group of the Japan society for hematopoietic cell transplantation. Pediatr Transplant 2016;20:203-214. Vellodi A, Young E, Cooper A, et al:Long-term follow-up following bone marrow transplantation for Hunter disease. J Inherit Metab Dis 1999;22:638-648.Vellodi A, Young E, Cooper A, et al: Long-term follow-up following bone marrow transplantation for Hunter disease. J Inherit Metab Dis 1999;22:638-648. Tanaka A, Okuyama T, Suzuki Y, et al:Long-term ef-cacy of hematopoietic stem cell transplantation on brain involvement in patients with mucopolysaccharidosis type II:a nationwide survey in Japan. Mol Genet Metab 2012;107:513-520.Tanaka A, Okuyama T, Suzuki Y, et al: Long-term ef-cacy of hematopoietic stem cell transplantation on brain involvement in patients with mucopolysaccharidosis type II: a nationwide survey in Japan. Mol Genet Metab 2012;107:513-520. Toya Ohashi, Hematopoietic Stem Cell Gene Therapy Corrects Neuropathic Phenotype in Murine Model of Mucopolysaccharidosis Type II, HUMAN GENE THERAPY 2015; 26: 357-366.Toya Ohashi, Hematopoietic Stem Cell Gene Therapy Corrects Neuropathic Phenotype in Murine Model of Mucopolysaccharidosis Type II, HUMAN GENE THERAPY 2015; 26: 357-366.

しかしながら、MPS IIにおいて中枢神経や骨に効率的にIDSを供給させるベクターコンストラクトおよび遺伝子導入方法を含めた遺伝子治療法は実現されていない。 However, gene therapy methods, including vector constructs and gene transfer methods that efficiently supply IDS to central nerves and bones in MPS II, have not been realized.

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、各臓器はもとより中枢神経や骨系統へ効率的にIDS供給を行い、Hunter症候群の遺伝子治療を可能とする新規ベクタープラスミドを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of these problems, and aims to provide a novel vector plasmid that efficiently supplies IDS not only to each organ but also to the central nervous system and the bone system and enables gene therapy for Hunter's syndrome. With the goal.

本発明にかかるベクタープラスミドは、CMV hybrid 5’LTR-Ψ-RRE-cPPT-PGK-IDS cDNA-WPREmut9-3’LTRからなるベクタープラスミドであって、配列番号1に記載の塩基配列を含むベクタープラスミドである。 The vector plasmid according to the present invention is a vector plasmid consisting of CMV hybrid 5'LTR-Ψ-RRE-cPPT-PGK-IDS cDNA-WPREmut9-3'LTR and comprising the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 1. is.

また、本発明にかかるベクタープラスミドは、CMV hybrid 5’LTR-Ψ-RRE-cPPT-CD11b-IDS cDNA-WPREmut9-3’LTRからなるベクタープラスミドであって、配列番号2に記載の塩基配列を含むベクタープラスミドである。 Further, the vector plasmid according to the present invention is a vector plasmid consisting of CMV hybrid 5'LTR-Ψ-RRE-cPPT-CD11b-IDS cDNA-WPREmut9-3'LTR and containing the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO:2. vector plasmid.

また、本発明にかかるベクタープラスミドは、CMV hybrid 5’LTR-Ψ-RRE-cPPT-MND-IDS cDNA-WPREmut9-3’LTRからなるベクタープラスミドであって、配列番号3に記載の塩基配列を含むベクタープラスミドである。 Further, the vector plasmid according to the present invention is a vector plasmid consisting of CMV hybrid 5'LTR-Ψ-RRE-cPPT-MND-IDS cDNA-WPREmut9-3'LTR and containing the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO:3. vector plasmid.

本発明によれば、中枢神経や骨系統へ効率的にIDS供給を行い、Hunter症候群の遺伝子治療を可能とする新規ベクタープラスミドが得られる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, a novel vector plasmid can be obtained that efficiently supplies IDS to the central nervous system and bone system and enables gene therapy for Hunter's syndrome.

レンチウイルスベクターシステムについて説明する図である。FIG. 2 is a diagram explaining a lentiviral vector system; 図1で示したシステムに含まれる4種のプラスミドのうち、3種類のベクタープラスミドを説明する図である。FIG. 2 is a diagram explaining three types of vector plasmids among the four types of plasmids contained in the system shown in FIG. 遺伝子治療6か月後において、血清、小脳、大脳、心臓、肝臓、脾臓におけるIDS酵素活性の実測値を示す図である。FIG. 6 shows measured values of IDS enzyme activity in serum, cerebellum, cerebrum, heart, liver, and spleen 6 months after gene therapy. 遺伝子治療6か月後において、小脳、大脳、心臓、肝臓、脾臓におけるGAG蓄積量の実測値を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing measured values of GAG accumulation levels in the cerebellum, cerebrum, heart, liver, and spleen 6 months after gene therapy.

以下、添付の図面を参照して本発明の実施形態について具体的に説明するが、当該実施形態は本発明の原理の理解を容易にするためのものであり、本発明の範囲は、下記の実施形態に限られるものではなく、当業者が以下の実施形態の構成を適宜置換した他の実施形態も、本発明の範囲に含まれる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the accompanying drawings. The embodiments are intended to facilitate understanding of the principles of the present invention, and the scope of the present invention is as follows. The scope of the present invention is not limited to the embodiments, and other embodiments in which the configurations of the following embodiments are appropriately replaced by those skilled in the art are also included in the scope of the present invention.

本発明にかかるレンチウイルスベクターシステムは、図1に記載されているように、本発明にかかるベクタープラスミド、パッケージングプラスミド、Revプラスミド、VSV-Gエンベローププラスミドを有する。これらが統合されて細胞に感染しゲノムに組込まれた状態をプロウイルスという。 The lentiviral vector system according to the present invention has the vector plasmid, packaging plasmid, Rev plasmid, and VSV-G envelope plasmid according to the present invention, as shown in FIG. The state in which these are integrated, infected cells, and integrated into the genome is called a provirus.

レンチウイルスベクターの作製方法を記載する。まずHIV-1のプロウイルスゲノムをベクター、パッケージング、Rev、エンベロープの4つのプラスミドに分割する(図1)。 A method for making a lentiviral vector is described. First, the HIV-1 proviral genome is divided into four plasmids: vector, packaging, Rev, and envelope (Fig. 1).

パッケージングプラスミドは、エンベロープ以外のウイルス遺伝子をコードしておりウイルス粒子を作るための蛋白質をトランスに供給する。非分裂細胞への感染に修飾遺伝子産物は必要ではないため、修飾遺伝子(vif,fpr,vpu,nef)は削除される。修飾遺伝子産物はHIV-1の複製に必須ではないが重要であり、HIV-1の病原性とも深く関わっているため、削除により安全性は高まる。またtatはHIV-1の複製に必須であるので、tatをパッケージングプラスミドから削除することにより安全性は更に高くなる。なおパッケージングプラスミドは、パッケージングシグナル(Ψ)を持たないので、このプラスミドから転写されたRNAはウイルス粒子内には取り込まれない。 The packaging plasmid encodes viral genes other than the envelope and supplies proteins in trans for making viral particles. Modifier genes (vif, fpr, vpu, nef) are deleted because the modifier gene products are not required for infection of non-dividing cells. Deletion enhances safety because the modifying gene product is critical but not essential for HIV-1 replication and is closely related to HIV-1 virulence. Also, since tat is essential for HIV-1 replication, deletion of tat from the packaging plasmid further increases safety. Since the packaging plasmid does not have a packaging signal (Ψ), RNA transcribed from this plasmid is not incorporated into virus particles.

Revは転写後のRNAに作用し、スプライシングを受けていないmRNAを選択的に核外へ運びだすことで構造蛋白質が翻訳される。第三世代ではパッケージングプラスミドとは別のプラスミドとしている。 Rev acts on post-transcriptional RNA, selectively exporting unspliced mRNA out of the nucleus and translating structural proteins. The third generation uses a plasmid separate from the packaging plasmid.

エンベローププラスミドは、HIV-1のエンベロープではCD4陽性細胞にしか感染することができないので、宿主域を広げるためVSV-G(vesicular stomatitis virus G gylcoprotein)を用いている。VSV-Gのレセプターはリン脂質であると考えられており、VSV-Gをエンベロープとして用いることにより、細胞表面の受容体には依存せずにウイルス粒子と細胞との膜融合が起こる。従って、基本的に動物種、細胞腫を問わずに感染させることができるようになる。またVSV-Gは物理的に強く、超遠心によってウイルス粒子を容易に濃縮することができる。 Since the envelope plasmid of HIV-1 can only infect CD4-positive cells, VSV-G (vesicular stomatitis virus G gylcoprotein) is used to expand the host range. The receptor for VSV-G is thought to be a phospholipid, and by using VSV-G as an envelope, membrane fusion between virus particles and cells occurs independently of cell surface receptors. Therefore, it becomes possible to infect basically any animal species or cell tumor. Also, VSV-G is physically strong and virus particles can be easily concentrated by ultracentrifugation.

ベクタープラスミドはパッケージングシグナル(Ψ)を含んだ両端のLTR(転写発現を制御する繰り返し配列)間に目的とする遺伝子が組み込まれている。更に逆転写に必須のプライマー結合部位を持ち、このプラスミドから転写されたRNAはウイルス粒子内に取り込まれる。HIV-1のLTRプロモーター活性は、tat非存在下では非常に弱いので、組み込んだ外来遺伝子の発現には内部プロモーター(図1 Pro)を使用する。本実施形態では内部プロモーターはPGK / CD11b / MND プロモーターであり詳細は図2に示されている。この3種類の導入効率などの性能を比較し最適なものを使用する。組込まれる挿入外来遺伝子(図1Purpose gene)はMPS IIの欠損酵素を発現する遺伝子IDS cDNAである。RRE(rev responsive element)は、Revが結合し完全長のウイルスゲノムRNAが効率よく核から細胞質へ輸送されるのに必要である。レトロウイルスは逆転写の際、3’LTRの直上流にあるPPT(polypurine tract)配列からプラス鎖の合成が始まるが、レンチウイルスにはゲノム中央部分にcPPT(central polypurine tract)と呼ばれる同じ配列がもう一箇所あり、ここからも合成が行われるため、最終的な二本鎖cDNAには中央にDNAフラップと呼ばれる約100塩基対の3本鎖構造ができる。cPPT配列は逆転写の効率に影響を与えることが示唆されており、cPPT配列をベクターに組み込むことにより、遺伝子導入効率が高くなる。WPRE(woodchuk hepatitis virus posttranscriptional regulatory element:ウッドチャック転写後調節エレメント)は、発現効率を上昇させるために組み込まれている。即ち、WPREはmRNAの核から細胞質への能動的な輸送と細胞質でのmRNAの安定性を高める役割があるとされており、この配列をベクターに組み込むことにより、titer及び導入遺伝子の発現効率が上がる。また3’LTRのU3にあるエンハンサー/プロモーター部分を削除することでプロウイルス状態で3’5’両方のLTRともプロモーター活性を持たないことになり、5’R領域からの全ゲノムの転写は起こらないことになる。これによりHIV-1増殖力等欠損株に該当するレンチウイルスベクターでポジションペーパーの要件「3.プロウイルスにおいてLTRのプロモーター活性を持たず、HIV全ゲノムが転写されないもの」を満たす、SIN (self inactivating)ベクターとされる。また5’ LTRのU3をCMVプロモーターに置換することによりtat依存性がなくなり、パッケージングプラスミドからtatを削除することが可能になる。なおベクタープラスミドにおいて組込む目的遺伝子は前述のようにIDSで共通であるが、内部プロモーターの違いによって3種類準備している。すなわちCMV hybrid 5’LTR-Ψ-RRE-cPPT-PGK-IDS cDNA-WPREmut9-3’LTRからなり、配列番号1に記載の塩基配列(配列番号1に記載の塩基配列において1若しくは数個の塩基が置換、欠失、付加、および/又は挿入された塩基配列も含む。)を含むベクタープラスミド、CMV hybrid 5’LTR-Ψ-RRE-cPPT-CD11b-IDS cDNA-WPREmut9-3’LTRからなり、配列番号2に記載の塩基配列(配列番号2に記載の塩基配列において1若しくは数個の塩基が置換、欠失、付加、および/又は挿入された塩基配列も含む。)を含むベクタープラスミド、CMV hybrid 5’LTR-Ψ-RRE-cPPT-MND-IDS cDNA-WPREmut9-3’LTRからなり、配列番号3に記載の塩基配列(配列番号3に記載の塩基配列において1若しくは数個の塩基が置換、欠失、付加、および/又は挿入された塩基配列も含む。)含むベクタープラスミド、の3種類である(図2)。このうち、CMV hybrid 5’LTR-Ψ-RRE-cPPT-MND-IDS cDNA-WPREmut9-3’LTRからなるベクタープラスミドと同じプロモーター(MND)を搭載した第二世代レンチウイルスベクターにてMPSIIモデルマウスの脳のGAGを減少させることに成功しており、上述のベクタープラスミドは中枢神経や骨へ効率的にIDS供給が可能であると考えられる。 A vector plasmid has a gene of interest inserted between LTRs (repetitive sequences controlling transcriptional expression) at both ends containing a packaging signal (Ψ). Furthermore, it has a primer-binding site essential for reverse transcription, and RNA transcribed from this plasmid is incorporated into virus particles. Since the LTR promoter activity of HIV-1 is very weak in the absence of tat, an internal promoter (Fig. 1 Pro) is used for the expression of the integrated foreign gene. In this embodiment the internal promoter is the PGK/CD11b/MND promoter and the details are shown in FIG. The performance such as introduction efficiency of these three types is compared and the optimum one is used. The inserted foreign gene (Purpose gene in FIG. 1) to be incorporated is the gene IDS cDNA that expresses the defective enzyme of MPS II. RRE (rev responsive element) is required for Rev binding and efficient transport of full-length viral genomic RNA from the nucleus to the cytoplasm. During reverse transcription, retroviruses start synthesizing positive strands from the PPT (polypurine tract) sequence immediately upstream of the 3'LTR. There is another site, from which synthesis also takes place, so that the final double-stranded cDNA has a triple-stranded structure of about 100 base pairs in the middle called a DNA flap. The cPPT sequence has been suggested to affect the efficiency of reverse transcription, and the incorporation of the cPPT sequence into the vector increases the efficiency of gene transfer. A WPRE (woodchuk hepatitis virus posttranscriptional regulatory element) has been incorporated to increase expression efficiency. In other words, WPRE is believed to play a role in enhancing the active transport of mRNA from the nucleus to the cytoplasm and the stability of the mRNA in the cytoplasm. Go up. In addition, deletion of the enhancer/promoter segment in U3 of the 3'LTR renders both 3'5' LTRs in the proviral state incapable of promoter activity, and transcription of the entire genome from the 5'R region does not occur. There will be no. As a result, the SIN (self-inactivating lentiviral vector) is a lentiviral vector corresponding to HIV-1 proliferative-deficient strains and satisfies the position paper requirement "3. LTR promoter activity in the provirus and the entire HIV genome is not transcribed." ) is considered a vector. Also, by replacing U3 of the 5' LTR with the CMV promoter, tat dependency is eliminated, making it possible to delete tat from the packaging plasmid. Although the target gene to be incorporated in the vector plasmid is common to all IDS as described above, three types are prepared according to the difference in the internal promoter. That is, it consists of CMV hybrid 5'LTR-Ψ-RRE-cPPT-PGK-IDS cDNA-WPREmut9-3'LTR, and the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 1 (one or several bases in the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 1 is a substituted, deleted, added, and/or inserted nucleotide sequence. A vector plasmid containing the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2 (including a nucleotide sequence in which one or several bases are substituted, deleted, added, and/or inserted in the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2), CMV Consisting of hybrid 5'LTR-Ψ-RRE-cPPT-MND-IDS cDNA-WPREmut9-3'LTR, the base sequence set forth in SEQ ID NO: 3 (one or several bases are substituted in the base sequence set forth in SEQ ID NO: 3) , including deleted, added, and/or inserted nucleotide sequences. Among these, the second-generation lentiviral vector carrying the same promoter (MND) as the vector plasmid consisting of CMV hybrid 5'LTR-Ψ-RRE-cPPT-MND-IDS cDNA-WPREmut9-3'LTR was used to generate MPSII model mice. We have succeeded in reducing GAG in the brain, and it is thought that the vector plasmid described above is capable of efficiently supplying IDS to the central nerves and bones.

次に本発明にかかるベクタープラスミドの作製方法について記載する。ベクタープラスミドは、全長DNA(IDS cDNA)を目的のベクタープラスミド(pLGT1 plasmid)に載せるクローニング操作により行われる。 Next, a method for constructing the vector plasmid according to the present invention will be described. A vector plasmid is produced by a cloning operation in which a full- length DNA ( IDS cDNA) is loaded onto a target vector plasmid (pLGT1 plasmid).

次にベクタープラスミドの準備では、目的のベクタープラスミド(pLGT1 plasmid)のクローニングサイトを制限酵素で切断して、ベクターの線状化を行う。そしてインサートDNAと線状化プラスミドとのライゲーションを行い本発明にかかるベクタープラスミドを作製する。 Next, in preparing the vector plasmid, the cloning site of the desired vector plasmid (pLGT1 plasmid) is cleaved with a restriction enzyme to linearize the vector. Then, the insert DNA and the linearized plasmid are ligated to prepare the vector plasmid according to the present invention.

上述の4つの(packaging, rev, envelope, vector) プラスミドシステムは第3世代レンチウイルスベクターと呼ばれており、システム全体でHIV-1ゲノムの1/3以上を削除しており、野生型のHIV-1が産生する可能性はほとんどない。各プラスミド間の相同領域も最小限にしてあるので、相同組み換えによって自立増殖能を持ったウイルスが産生する可能性もほとんどない。 The four (packaging, rev, envelope, vector) plasmid systems described above are called third-generation lentiviral vectors. -1 is very unlikely to be produced. Since the homologous regions between each plasmid are also minimized, there is almost no possibility of generating self-replicating viruses by homologous recombination.

次にレンチウイルスベクターの使用態様を記載する。 Next, the mode of use of the lentiviral vector will be described.

構築した3種類のプロモーターの違うベクタープラスミドにそれぞれ、第三世代パッケージングプラスミド、Revプラスミド、VSV-Gエンベローププラスミドを大量培養した293T細胞にco-transfectionし、3日後に上清の培養液を回収する。この時点で培養液はウイルス粒子が含まれており、これを超遠心で精製し、-80℃で分注保存する。保存はウイルス活性が低下しないとされる1年以内とする。保存したベクターウイルスは37℃で瞬時に液体に戻し使用する。 The three constructed vector plasmids with different promoters were co-transfected with the third-generation packaging plasmid, Rev plasmid, and VSV-G envelope plasmid into mass-cultured 293T cells, and after 3 days, the supernatant culture was collected. do. At this point, the culture medium contains virus particles, which are purified by ultracentrifugation and aliquoted and stored at -80°C. Storage should be within 1 year when viral activity does not decrease. Stored vector viruses are immediately reconstituted at 37°C for use.

また、本発明にかかる細胞は、本発明にかかるレンチウイルスベクターシステムが導入されて形質転換された細胞である。本発明にかかるレンチウイルスベクターシステムが導入される細胞は、特に限定されるものではないが、例えば、T細胞、NK細胞又はその前駆細胞(造血幹細胞、リンパ球系幹細胞等)を用いることができる。なお造血幹細胞はCD34陽性細胞である。 Also, the cells according to the present invention are cells transformed by introduction of the lentiviral vector system according to the present invention. Cells into which the lentiviral vector system according to the present invention is introduced are not particularly limited, but for example, T cells, NK cells or their progenitor cells (hematopoietic stem cells, lymphoid stem cells, etc.) can be used. . Hematopoietic stem cells are CD34-positive cells.

また、本発明にかかる細胞製剤は、本発明にかかるレンチウイルスベクターシステムが導入されて形質転換された細胞を治療上有効量含む、細胞製剤である。細胞製剤には、例えば1回の投与用として、104個~1010個の細胞を含有させることが可能である。また、細胞の保護を目的としてジメチルスルフォキシド(DMSO)や血清アルブミン等、細菌の混入を阻止する目的で抗生物質等、細胞の活性化、増殖又は分化誘導等を目的とした各種の成分(ビタミン類、サイトカイン、成長因子、ステロイド等)等の成分を細胞製剤に含有させてもよい。 In addition, the cell preparation of the present invention is a cell preparation containing a therapeutically effective amount of cells transformed with the lentiviral vector system of the present invention. Cell preparations can contain, for example, 10 4 to 10 10 cells for a single administration. In addition, dimethyl sulfoxide (DMSO) and serum albumin are used to protect cells, and antibiotics are used to prevent bacterial contamination. components such as vitamins, cytokines, growth factors, steroids, etc.) may be contained in the cell preparation.

本発明にかかる細胞製剤は、例えばHunter症候群の予防及び/又は治療のための細胞製剤である。本明細書において「予防」には疾患の発症を抑えること及び遅延させることが含まれ、疾患になる前の予防だけでなく、治療後の疾患の再発に対する予防も含まれる。一方「治療」には、症状を治癒すること、症状を改善すること及び症状の進行を抑えることが含まれる。 A cell preparation according to the present invention is, for example, a cell preparation for prevention and/or treatment of Hunter's syndrome. As used herein, "prevention" includes suppressing and delaying the onset of disease, and includes not only prevention before the onset of disease, but also prevention against recurrence of disease after treatment. On the other hand, "treatment" includes curing symptoms, ameliorating symptoms, and suppressing progression of symptoms.

MPSIIモデルマウスは、ヒト造血幹細胞移植可能なNOGマウス(NOD/Shi-scid, IL-2RγKO)のIDSをCRISPR/Cas9でノックアウトしてモデルマウス(NOG/MPS II)とした。またB6マウス(C57BL/6マウス)のIDSをCRISPR/Cas9でノックアウトしてモデルマウス(B6/MPS II)とした。 The MPSII model mice were NOG mice (NOD/Shi-scid, IL-2RγKO) that can be transplanted with human hematopoietic stem cells. In addition, IDS of B6 mouse (C57BL/6 mouse) was knocked out by CRISPR/Cas9 and used as a model mouse (B6/MPS II).

MPSIIモデルマウスを遺伝子診断し、8週令のヘミ接合のオスマウスに前処置を施しその大腿骨から骨髄を摘出する。これを培養後、マイクロビーズ法等で分離抽出したマウス造血幹細胞系列に精製したウイルスベクターをMOI=50で感染させ遺伝子導入する。この導入後の骨髄幹細胞を、別のヘミ接合オスマウスに半致死量の放射線照射を加えた後、尾静脈注射により投与する。このあと20週令以上まで経過観察し、循環血中の酵素(IDS)活性、各臓器特に中枢神経、骨、心臓等における酵素活性、基質(GAG)蓄積を分析する。また中枢機能を評価するために行動試験を実施する。これらをプロモーターの違う3種類のウイルスベクターで施行し、各群間で評価を行う。 MPSII model mice are genetically diagnosed, 8-week-old hemizygous male mice are pretreated, and bone marrow is removed from their femurs. After culturing, mouse hematopoietic stem cell lines separated and extracted by the microbead method or the like are infected with a purified viral vector at MOI=50 to introduce genes. The transduced bone marrow stem cells are administered by tail vein injection after sublethal irradiation to another hemizygous male mouse. After that, we will follow up until 20 weeks old or more, and analyze the enzyme (IDS) activity in the circulating blood, the enzyme activity in each organ, especially the central nerve, bone, heart, etc., and the substrate (GAG) accumulation. Behavioral tests are also performed to assess central function. These tests are performed using three types of viral vectors with different promoters, and evaluation is performed between each group.

以下に、B6/MPS IIマウス、NOG/MPS IIマウスへの遺伝子治療の実施を記載する。B6/MPS IIマウスの造血幹細胞に3種類のIDSを発現するレンチウイルスベクターを感染させ致死量放射線を照射もしくは抗c-kit抗体(ACK2)+低線量放射線照射したB6/MPS IIマウスに移植する。抗c-kit抗体を使用する理由は以下の通りである。本遺伝子治療では患者の造血幹細胞を死滅させ、遺伝子導入された造血幹細胞が生着出来るように骨髄ニッチを開ける必要がある。造血幹細胞はc-kit等を介して骨髄のニッチに存在し、このニッチに存在することにより細胞分裂せず幹細胞としての機能、すなわち多分化能、自己複製能を維持している(dormancyと呼ばれる)。細胞分裂をしないため放射線、抗癌剤等に耐性である。そのため患者の造血幹細胞を死滅させるためには大量の抗癌剤/放射線照射が必要である。しかし一旦、造血幹細胞がニッチより離脱すると分裂を開始し放射線、抗癌剤への感受性が増す。つまり低線量の放射線でも造血幹細胞は死滅する。よって抗c-Kit抗体をレシピエントに投与するとレシピエントの造血幹細胞はニッチより離脱、分裂を開始し、放射線感受性になる。これにより低線量の放射線でも前処置として充分な可能性があり、強力な前処置を回避できる。 Gene therapy of B6/MPS II mice and NOG/MPS II mice is described below. Hematopoietic stem cells of B6/MPS II mice are infected with lentiviral vectors expressing 3 types of IDS and transplanted into B6/MPS II mice that have been lethally irradiated or anti-c-kit antibody (ACK2) + low-dose irradiation. . The reason for using the anti-c-kit antibody is as follows. In this gene therapy, it is necessary to kill the patient's hematopoietic stem cells and open a bone marrow niche so that the transfected hematopoietic stem cells can engraft. Hematopoietic stem cells exist in the niche of the bone marrow through c-kit, etc. By existing in this niche, they maintain their functions as stem cells, that is, pluripotency and self-renewal ability (called dormancy) without cell division. ). Since it does not undergo cell division, it is resistant to radiation and anticancer drugs. Therefore, large doses of anticancer drugs/irradiation are required to kill the patient's hematopoietic stem cells. However, once hematopoietic stem cells withdraw from the niche, they begin to divide and become more sensitive to radiation and anticancer drugs. In other words, even low-dose radiation kills hematopoietic stem cells. Therefore, when an anti-c-Kit antibody is administered to a recipient, the recipient's hematopoietic stem cells leave the niche, start dividing, and become radiosensitive. This allows even low doses of radiation to potentially suffice as a pretreatment, avoiding aggressive pretreatment.

ヒトCD34陽性細胞に3種類のIDSを発現するレンチウイルスベクターを感染させ、NOG/MPS IIマウスに移植する。これはヒト造血幹細胞を標的とするため、より臨床に近い治療である。前処置は免疫不全マウスであるため低線量の放射線照射で充分である。 Human CD34-positive cells are infected with lentiviral vectors expressing 3 types of IDS and transplanted into NOG/MPS II mice. This is a more clinically relevant treatment because it targets human hematopoietic stem cells. Since the pretreatment is immunodeficient mice, a low dose of irradiation is sufficient.

生化学的評価は、心臓、肝臓、脾臓、中枢神経、骨等の各部位におけるIDS活性ならびにGAGの測定を行なう。GAGの測定は疾患特異的GAG測定法(Shimada Y et al. Mol Genet Metab2016)に改良を加えた液体クロマトグラフィー質量分析法(LC/MS/MS)を用いる方法で行なう。具体的には、組織から抽出・精製したGAGの非還元末端に存在する2-硫酸化イズロン酸を組換えIDSとイズロニダーゼを用いてイズロン酸として切り出し、Multiple Reaction Monitoring (MRM) モードにて定量分析を行う。 Biochemical evaluation measures IDS activity and GAG in each site such as heart, liver, spleen, central nerve, and bone. Measurement of GAG is performed by a method using liquid chromatography-mass spectrometry (LC/MS/MS), which is a modification of the disease-specific GAG measurement method (Shimada Y et al. Mol Genet Metab 2016). Specifically, 2-sulfated iduronic acid present at the non-reducing end of GAG extracted and purified from tissues is cleaved as iduronic acid using recombinant IDS and iduronidase, and quantitatively analyzed in Multiple Reaction Monitoring (MRM) mode. I do.

病理学的評価は、神経細胞内等のGAGの蓄積を通常の光学顕微鏡、電子顕微鏡で行なう。脳に関してはで2次性に炎症性変化と伴に現れるLAMP2陽性細胞、GFAP陽性細胞、BSI-B4陽性細胞、GM3陽性細胞の数、面積を免疫組織学的手法を用いて検討する。またオートファジーと関連するといわれるSCMAS陽性細胞も検討する。 For pathological evaluation, accumulation of GAG in nerve cells, etc., is performed using a conventional optical microscope or electron microscope. Regarding the brain, we will examine the number and area of LAMP2-positive cells, GFAP-positive cells, BSI-B4-positive cells, and GM3-positive cells that appear secondary to inflammatory changes in the brain using immunohistochemical techniques. We will also examine SCMAS-positive cells that are said to be associated with autophagy.

(1)ベクタープラスミドの作製
レンチウイルスベクタープラスミドの基本ベクターを以下の手順で作製した。pLV-SIN-CMV Neoベクター(タカラバイオ社製)を元に5’ HIV-1 LTRのU3プロモーター領域をCMVプロモーターと置換したハイブリッドLTRを作製し、パッケージングシグナル下流のGag残存配列を削減、内部プロモーターPCMVIEからネオマイシン耐性遺伝子までを除去し、WPRE配列に含まれるX proteinの発現を抑制させるためにmut9配列(1塩基挿入によるX proteinフレームシフト)に変更し、3’ SIN LTR領域にcHS4 core insulator配列(正方向)を搭載したレンチウイルスベクタープラスミドpLGT1を構築した。全長IDS cDNAベクタープラスミドpLGT1に載せるクローニング操作により、ベクタープラスミドを作製した。
(1) Preparation of Vector Plasmid A basic vector of the lentiviral vector plasmid was prepared by the following procedure. Based on the pLV-SIN-CMV Neo vector (manufactured by Takara Bio Inc.), a hybrid LTR was created by replacing the U3 promoter region of the 5' HIV-1 LTR with the CMV promoter, and the residual Gag sequence downstream of the packaging signal was reduced. Remove promoter PCMVIE to neomycin resistance gene, change to mut9 sequence (X protein frameshift by single base insertion ) to suppress expression of X protein contained in WPRE sequence, cHS4 core insulator in 3' SIN LTR region A lentiviral vector plasmid pLGT1 carrying the sequence (forward orientation) was constructed. A vector plasmid was generated by a cloning operation that placed the full- length IDS cDNA into the vector plasmid pLGT1.

まずインサートDNAの準備(IDS cDNA断片の調製)では、あらかじめ目的DNA断片の制限酵素切断箇所を確認し、次に使用するベクタープラスミドのクローニングサイトに合わせて、切り出しに使用する制限酵素を選定した。制限酵素サイトは5'-MluI ACGCGT / 3'-BamHI GGATCCであった。 First, in the preparation of the insert DNA (preparation of the IDS cDNA fragment), the restriction enzyme cleavage site of the target DNA fragment was confirmed in advance, and the restriction enzyme used for excision was selected according to the cloning site of the vector plasmid to be used next. The restriction enzyme sites were 5'-MluI ACGCGT/3'-BamHI GGATCC.

基質DNA(≦1μg)、Hind III(1μl)、BamH I(1μl)、10×K Buffer(2μl)、滅菌蒸留水(20μl)を混合して反応液を調製した。37℃で1時間反応させ、反応液の半分(10 μl程度)にLoading Bufferを加えてアガロースゲル電気泳動を行い、切断を確認した。目的DNA断片のバンドを含むゲルを切り出した。NucleoSpin Gel and PCR Clean-upを用いて、ゲルからDNAを精製し、インサートDNA溶液とした。ベクターとの連結に使用する制限酵素切断部位を5’側に付加したプライマーを用いて、インサートDNAのPCR増幅を行った。 Substrate DNA (≦1 μg), Hind III (1 μl), BamHI (1 μl), 10×K Buffer (2 μl), and sterilized distilled water (20 μl) were mixed to prepare a reaction solution. After reacting at 37°C for 1 hour, loading buffer was added to half of the reaction solution (about 10 µl) and agarose gel electrophoresis was performed to confirm cleavage. A gel containing the target DNA fragment band was excised. Using NucleoSpin Gel and PCR Clean-up, DNA was purified from the gel and used as an insert DNA solution. The insert DNA was amplified by PCR using a primer with a restriction enzyme cleavage site added to the 5' side for ligation with the vector.

次にベクタープラスミドの準備では、目的のベクタープラスミド(pLGT1 plasmid)のクローニングサイトを制限酵素で切断して、ベクターの線状化を行った。ベクタープラスミドDNA(≦1μg)、Hind III(1μl)、BamH I(1μl)、10×K Buffer(2μl)、滅菌蒸留水(20μl)を混合して反応液を調製した。37℃で1時間反応させ、NucleoSpin Gel and PCR Clean-upを用いて、反応液からDNAを精製した。回収した溶液をプラスミドDNA溶液とした。 Next, in preparing the vector plasmid, the cloning site of the desired vector plasmid (pLGT1 plasmid) was cleaved with a restriction enzyme to linearize the vector. A reaction solution was prepared by mixing vector plasmid DNA (≦1 μg), Hind III (1 μl), BamHI (1 μl), 10×K Buffer (2 μl), and sterilized distilled water (20 μl). After reacting at 37°C for 1 hour, DNA was purified from the reaction solution using NucleoSpin Gel and PCR Clean-up. The recovered solution was used as a plasmid DNA solution.

そしてDNA Ligation Kitを使用し、インサートDNA溶液100 fmol、プラスミドDNA溶液50 ng(25 fmol)、Ligation Mix 7.5 μl、滅菌蒸留水 up to 15 μlを混合し、16℃、30分反応させた。これにより、インサートDNAと線状化プラスミドとのライゲーションを行い本発明にかかるベクタープラスミドを作製した。 Using DNA Ligation Kit, 100 fmol of insert DNA solution, 50 ng (25 fmol) of plasmid DNA solution, 7.5 μl of Ligation Mix, and up to 15 μl of sterilized distilled water were mixed and allowed to react at 16° C. for 30 minutes. As a result, the insert DNA and the linearized plasmid were ligated to prepare the vector plasmid according to the present invention.

(2)ウイルスのパッケージング
レンチウイルスのパッケージングでは、パッケージングプラスミドpCAG-HIVgp、VSVG/REVプラスミドpCMV-VSV-G-RSV-Revに加え、上記で作製したSINベクタープラスミドpLGT1 plasmidを使用した。
(2) Virus packaging Lentivirus packaging used the packaging plasmid pCAG-HIVgp, the VSVG/REV plasmid pCMV-VSV-G-RSV-Rev, and the SIN vector plasmid pLGT1 plasmid prepared above.

直径10cmのPoly-L-Lysine処理したディッシュにサブコンフルエント状態の293T細胞を5×106/10 ml DMEM培地/dish (5-6倍希釈)で細胞を播種した。37℃・5%または10% CO2インキュベーターで約24時間培養し、70-80%コンフルエントにした。 293T cells in a subconfluent state were seeded at 5×10 6 /10 ml DMEM medium/dish (diluted 5- to 6-fold) in a Poly-L-Lysine-treated dish having a diameter of 10 cm. The cells were cultured in a 37°C/5% or 10% CO 2 incubator for about 24 hours to reach 70-80% confluence.

1.5 mlエッペンドルフチューブまたは5 mlポリスチレンチューブ(Falcon 2058)にHBSS 500 μl/ディッシュ1枚を用意した。ディッシュ1枚あたり以下のプラスミドDNAを加えボルテックスまたはピペッティングで混合した。 500 μl/dish of HBSS was prepared in a 1.5 ml eppendorf tube or a 5 ml polystyrene tube (Falcon 2058). The following plasmid DNAs were added to each dish and mixed by vortexing or pipetting.

パッケージングプラスミド(pCAG-HIVgp) 3 μg
VSV-G, Revプラスミド(pCMV-VSV-G-RSV-Rev) 3 μg
SINベクタープラスミド 6 μg
ディッシュ1枚あたりPEI (1 mg/ml) 24 μlを加えボルテックスまたはピペッティングで混合し、室温で15-20分放置した。ピペットマン(P1000)で数回ピペッティングで混合した後少量ずつ均一にディッシュに播き、37℃・5%または10% CO2インキュベーターで12-16時間培養した。
Packaging plasmid (pCAG-HIVgp) 3 μg
VSV-G, Rev plasmid (pCMV-VSV-G-RSV-Rev) 3 μg
SIN vector plasmid 6 μg
24 μl of PEI (1 mg/ml) was added to each dish, mixed by vortexing or pipetting, and allowed to stand at room temperature for 15-20 minutes. After mixing by pipetting several times with a Pipetman (P1000), a small amount was evenly seeded on a dish and cultured in a 37° C./5% or 10% CO 2 incubator for 12 to 16 hours.

培養上清を吸引除去しDMEM培地(+10 μM Forskolin) 7.5 ml (37℃)と置換した。37℃・5%または10% CO2インキュベーターで約48時間培養した。 The culture supernatant was aspirated and replaced with 7.5 ml (37°C) of DMEM medium (+10 µM Forskolin). It was cultured in a 37°C/5% or 10% CO 2 incubator for about 48 hours.

ウイルス含有培養上清を回収し0.45 μmフィルターを通して浮遊細胞等を除去した。濃縮しない場合にはフィルターろ過液をこのまま分注して-80℃で保存した。濃縮する際は0.45 μmフィルターを通したウイルス含有培養上清をAmicon Ultra-0.5 (100K)に移しフィルターカップの容量(~500 μl)までHBSSでメスアップし14,000×g (アングル)4℃で10-30分遠心を行い、下のチューブ内のろ過液を廃棄した。 The virus-containing culture supernatant was recovered and passed through a 0.45 μm filter to remove floating cells and the like. When not concentrating, the filter filtrate was directly dispensed and stored at -80°C. When concentrating, the virus-containing culture supernatant passed through a 0.45 μm filter was transferred to Amicon Ultra-0.5 (100K), diluted with HBSS to the volume of the filter cup (~500 μl), and diluted to 14,000 x g (angle) at 4°C for 10 minutes. Centrifugation was performed for -30 minutes, and the filtrate in the lower tube was discarded.

新しいチューブにフィルターカップを逆向きにセットし1,000×g, 4℃で2分遠心を行い下の新しいチューブにウイルス液を回収した。フィルターカップにHBSS~100 μl (<4 μl/dish)を添加してメンブレンを数回ピペッティングで洗った後下のチューブに回収した。 The filter cup was set upside down in a new tube, and centrifugation was performed at 1,000 xg and 4°C for 2 minutes to collect the virus solution in a new tube below. ~100 µl (<4 µl/dish) of HBSS was added to the filter cup, and the membrane was washed several times by pipetting and collected in the lower tube.

フィルターカップに残ったウイルス液を回収するため再びフィルターカップを逆向きにセットし1,000×g, 4℃で2分遠心を行いすべてのウイルス液を下のチューブに回収した。回収したウイルス液をPBS(-)で10mlまでメスアップし、50,000×g (BECKMAN SW28だと19,400 rpm)4℃で2時間超遠心を行った。上清をデカントまたは吸引除去しピペットマン(P200)を使用して1mlのPBSに懸濁させた。50mlの遠心管に移して3時間Vortexした。 In order to collect the virus fluid remaining in the filter cup, the filter cup was set upside down again and centrifuged at 1,000 xg at 4°C for 2 minutes to collect all the virus fluid in the lower tube. The recovered virus fluid was diluted to 10 ml with PBS(-) and ultracentrifuged at 50,000 xg (19,400 rpm for BECKMAN SW28) at 4°C for 2 hours. The supernatant was decanted or aspirated off and suspended in 1 ml of PBS using a Pipetman (P200). Transferred to a 50 ml centrifuge tube and vortexed for 3 hours.

Vortex懸濁液を1.5mlのエッペンドルフチューブに移し、デブリをペレットとして除去するため、5000rpmで1分間遠心し上清をピペットでスクリューキャップのついたチューブに分注し-80℃で保存し、1年以内に使用することとした。 Transfer the Vortex suspension to a 1.5 ml Eppendorf tube, centrifuge at 5000 rpm for 1 min to pellet debris, pipette the supernatant into screw-capped tubes and store at -80°C for 1 minute. I plan to use it within a year.

(3)ex vivo 遺伝子治療
上記3種類のレンチウイルスベクターを用いて以下の方法でex vivo Gene Therapy を施行した。まずMPSIIモデルマウスを遺伝子診断し、8週令のヘミ接合のオスマウスに前処置を施しその大腿骨から骨髄を摘出した。これを培養後、マイクロビーズ法等で分離抽出したマウス造血幹細胞系列に精製したウイルスベクターをMOI=50で感染させ遺伝子導入した。この導入後の骨髄幹細胞を、別のヘミ接合オスマウスに半致死量の放射線照射を加えた後、尾静脈注射により投与した。このあと20週令以上まで経過観察し、循環血中の酵素(IDS)活性、各臓器特に中枢神経、骨、心臓等における酵素活性、基質(GAG)蓄積を分析した。これらをプロモーターの違う3種類のウイルスベクターで施行し、各群間で評価を行った。
(3) Ex vivo gene therapy Ex vivo gene therapy was performed using the above three types of lentiviral vectors by the following method. First, MPSII model mice were genetically diagnosed, 8-week-old hemizygous male mice were pretreated, and the bone marrow was excised from the femur. After culturing, mouse hematopoietic stem cell lines separated and extracted by the microbead method or the like were infected with a purified viral vector at MOI=50 to introduce genes. The transduced bone marrow stem cells were administered to another hemizygous male mouse by tail vein injection after sublethal irradiation. After 20 weeks of age, the rats were followed up, and enzyme (IDS) activity in circulating blood, enzyme activity and substrate (GAG) accumulation in each organ, especially the central nervous system, bone, and heart, were analyzed. These tests were carried out using three types of viral vectors with different promoters, and evaluation was performed between each group.

図3に示されるように、遺伝子治療6か月後のIDS酵素活性は、血清、小脳、大脳、心臓、肝臓、脾臓において3種類のうちMNDプロモーターを搭載したベクターで治療した群が、有意差をもって高い酵素活性を示した。またこの治療群では6か月後血清、肝臓、脾臓、心臓で正常群の10倍以上と著しく高い酵素活性を示した。 As shown in FIG. 3, the IDS enzyme activity after 6 months of gene therapy showed a significant difference in serum, cerebellum, cerebrum, heart, liver, and spleen among the three groups treated with vectors carrying the MND promoter. showed high enzymatic activity. Six months after treatment, the serum, liver, spleen, and heart of this treatment group showed markedly higher enzyme activities, more than 10 times higher than those of the normal group.

図4に示されるように、遺伝子治療6か月後の基質(GAG)蓄積量は3種類のうちMNDプロモーターを搭載したベクターで治療した群が、小脳、大脳、心臓、肝臓、脾臓において正常群と有意差なく改善していた。PGKプロモーター、CD11bプロモーターを搭載したベクターで治療した群では大脳、小脳において正常群と有意差が見られた。 As shown in FIG. 4, the amount of substrate (GAG) accumulated 6 months after gene therapy was normal in the cerebellum, cerebrum, heart, liver, and spleen in the group treated with the vector carrying the MND promoter among the three types. improved without significant difference. The cerebrum and cerebellum of the group treated with vectors containing the PGK promoter and CD11b promoter were significantly different from those of the normal group.

以上の結果から、MNDプロモーターを搭載したベクターが中枢神経系を含めて最も導入効率が良いと判明した。 From the above results, it was found that the vector carrying the MND promoter has the highest transduction efficiency, including the central nervous system.

Hunter症候群の遺伝子治療に利用できる。 It can be used for gene therapy of Hunter syndrome.

配列番号1~3:ベクター SEQ ID NOs: 1-3: vectors

Claims (6)

CMV hybrid 5’LTR-Ψ-RRE-cPPT-PGK-IDS cDNA-WPREmut9-3’LTRからなるベクタープラスミドであって、配列番号1に記載の塩基配列を含むベクタープラスミド。 A vector plasmid consisting of CMV hybrid 5'LTR-Ψ-RRE-cPPT-PGK-IDS cDNA-WPREmut9-3'LTR and comprising the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO:1. CMV hybrid 5’LTR-Ψ-RRE-cPPT-MND-IDS cDNA-WPREmut9-3’LTRからなるベクタープラスミドであって、配列番号3に記載の塩基配列を含むベクタープラスミド。 A vector plasmid consisting of CMV hybrid 5'LTR-Ψ-RRE-cPPT-MND-IDS cDNA-WPREmut9-3'LTR and comprising the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO:3. 請求項1又は2記載のベクタープラスミドを備えるレンチウイルスベクターシステム。 A lentiviral vector system comprising the vector plasmid according to claim 1 or 2 . 請求項記載のレンチウイルスベクターシステムが導入されて形質転換された細胞。 A cell transformed by introducing the lentiviral vector system according to claim 3 . 請求項記載の細胞を治療上有効量含む、細胞製剤。 A cell preparation comprising a therapeutically effective amount of the cells of claim 4 . 請求項記載の細胞を治療上有効量含む、Hunter症候群の予防及び/又は治療のための細胞製剤。 A cell preparation for the prevention and/or treatment of Hunter's syndrome, comprising a therapeutically effective amount of the cells according to claim 4 .
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