【発明の詳細な説明】
24、 gag/pol及びenvのための遺伝子を別々のオペロン上に担持し
く前記オペロンはレトロウィルスLTR配列を欠き)、そしてN2型ベクター構
成体の導入に基づいて、少なくとも20日間の培養継代の後、実質的にヘルパー
ウィルスを生成しない非マウスパッケージング細胞系。
25、前記細胞系が真向性パッケージング細胞系である請求の範囲第24項記載
の細胞系。
26、前記細胞系が多回性パッケージング細胞系である請求の範囲第24項記載
の細胞系。
27、前記細胞系が異種向性パッケージング細胞系である請求の範囲第24項記
載の細胞系。
28、組換えレトロウィルスの生成方法であって:a)レトロウィルスベクター
システムによりパッケージできる転写体を生成する内因性プロウィルスを実質的
に有さない細胞系中にレトロウィルスベクターシステムからのパンケージング遺
伝子を導入し;そして
b)標準のマウス両同性パッケージング細胞系に比較して、ウィルスパッケージ
ングタンパク質において少なくとも10倍高く生成し、そしてベクター構成体の
導入に基づいて、標準のマウス両向性パッケージング細胞系に比較して、ベクタ
ー力価において少なくとも10倍高く生成する細胞について選択することを含ん
で成る方法。
29、 &li換えレトロウィルスの生成方法であって:a)レトロウィルスベ
クターシステムによりパッケージできる転写体を生成する内因性プロウィルスを
実質的に有さない細胞系中に、ヒト細胞を感染できるレトロウィルスベクターシ
ステムからのパフケージング遺伝子を導入し;そして
b)ベクター構成体の導入に基づいて、標準のマウス両向性パッケージング細胞
系の力価に少なくとも等しいベクター力価を生成し、そしてヒト細胞を感染でき
るベクター粒子を生成する細胞について選択することを含んで成る方法。
30、 CA、 2A、 DA、 CA2. OK、 017 XElfO,K
x、 K丁1080 XENO,ffP及びHT1080 POLYから成る群
から選択された細胞系。
31、選択された細胞型を感染できるベクターの生成方法であって:a)ウィル
スが遺伝子的に変異誘発し、そして卓越して早く増殖する株が生成するまで、選
択された細胞型の細胞においてウィルスを連続的に継代し;
b)前記変異誘発され、そして早く増殖する株を単離し;C)前記変異誘発され
たウィルスの選択的増殖を担当できる前記変異誘発された株の成分を同定し、そ
して単離し;d)連続した継代の前、前記ウィルスに基づかれる生成体細胞にお
ける対応する成分のための置換体として前記同定され、そして単離された成分を
、挿入し、そして、
e)前記ベクターを生成せしめるために前記生成体細胞を培養することを含んで
成る方法。
浄書(内容に変更なし)
明細書
パッケージング細胞
及止分!
本発明は一般にレトロウィルス、そしてより詳しくは、感受性標的細胞にベクタ
ー構造体を搬送することのできる組換えレトロウィルスに関する。これらのベク
ター構造体は典型的には標的細胞において所望のタンパク質を発現するようにデ
ザインされており、このタンパク質には、数多くの手段における治療的作用を有
することがあり、それ故、細胞の中へのタンパク質(又はRNA)の輸送を可能
とする「薬荊」輸送系を構成するタンパク質が含まれる。酵素反応、細胞成分と
の結合性、免疫学的作用又はその他の生物学的作用に関するタンパク質(又はR
NA)の特異性は、もしこのタンパク質又はRNA分子が細胞の中に輸送されう
るなら、標的細胞に関連の特異的作用を及ぼすことを可能とする。かかる作用に
は遺伝的欠陥の修復、細胞プロセスをブロックするためのアンチセンスRNAの
生産、プロドラッグの酵素的潜在化、及び細胞免疫系の刺激、並びにタンパク質
の細胞内生産に基づくその他のあらゆる治療が含まれる。
衾更生!見
レトロウィルスは複製し、そしてDNA中間体を介して宿主細胞のゲノムの中に
組込まれることのできるRNAウィルスである。このDNA中間体又はプロウィ
ルスは、宿主の細胞DNAの中に安定に組込まれうる。宿主細胞の中へのそれら
の組込まれる効率性に基づき、レトロウィルスは人遺伝子治療における利用にと
って最も有望とされるベクターのうちの一つである。これらのベクターは、それ
らが疾患の遺伝的治療にとって最も有望である技術の一つであると考えられるよ
うにするいくつかの特徴を有している。これには: (I)細胞の中への遺伝子
物質(ベクターゲノム)の効率的な侵入; (2)標的細胞の核への侵入に現実
的に有効なプロセス; (3)比較的高いレベルの遺伝子発現; (4)標的細
胞に及ぼす最小の病理学的作用;及び(5)特定の細胞サブタイプを標的にする
能力が含まれ、これらはベクター−標的細胞結合のコントロール及び遺伝子発現
の組織特異的コントロールを介する0例えば、対象の外来遺伝子を、正常のレト
ロウィルスRNAと置き換えてレトロウィルスの中に組込むことができる。レト
ロウィルスがそのRNAを細胞の中に注入すると、この外来遺伝子も細胞の中に
導入され、そしてそれらがあたかもレトロウィルス自体であるかのように宿主の
細胞DNAの中に組込まれうる。宿主内でのこの外来遺伝子の発現は宿主細胞に
よる外来タンパク質の発現をもたらす。
遺伝子治療のために開発されてきたほとんどのレトロウィルスはネズミのレトロ
ウィルスである。簡単に述べると、これらのレトロウィルスは二つの型、即ち、
宿主の細胞DNAの中に組込まれるプロウィルスとして、又は遊離ピリオンとし
て存在する。ピリオンは、レトロウィルスの構造及び酵素タンパク質(逆転写酵
素を含む)、ウィルスゲノムの2つのRNAコピー、並びにウィルスのエンベロ
ープ糖タンパク質が埋まっている細胞の形質膜の部分を含むウィルスを形成する
。このゲノムは4つの主要領域:長い末端反復(LongTerminal R
epeat : LTR)、並びにgag+ P”及びenv遺伝子を編制する
。 LTRはプロウィルスゲノムの両端に見い出せることができ、RNAゲノム
の5′及び3′末端の構成成分であり、そして転写の開始及び終結にとって必須
なシス作用因子を含む、3種の遺伝子gag、pol及びenvは末端のLTI
?の間に位1する* gag及びpal遺伝子はそれぞれ内部ウィルス構造及び
酵素タンパク質をコードする。env遺伝子はエンベロープ糖タンパク質をコー
ドし、これはウィルスに感染はこの概念に合うように開発されている。N単に述
べると、この方法論は2つの成分、即ち、レトロウィルスベクターとパッケージ
ング細胞の利用を採用する。レトロウィルスベクターは長い末端反復(LTR)
、転移させるべき外来[INA及びパッケージング配列(ψ)を含む、このレト
ロウィルスベクターはそれ自体によって再生することはなく、その理由は構造及
びエンベレロープタンパク質をコードする遺伝子がこのベクターの中に含まれて
いないからである。このパッケージング細胞はgag、 pol及びenvタン
パク質をコードする遺伝子を含むが、しかしパンケージングシグナル「ψ」は含
まない。
従って、バフケージング細胞はそれ自体によっては空のピリオン粒を作り上げて
いる。この生産細胞はレトロウィルスベクター(外来)の口にAのみを含むピリ
オン粒子を製造し、従って治療的利用にとっ性レトロウィルス)の発生が含まれ
る。レトロウィルスで汚染された人の治療のための調製物は、人の治療における
利用に適切でないと現状考えられている0例えば、イメージング及び治療のため
のモノクローナル抗体のレトロウィルス汚染の排除のためにかなりの手段が取ら
れている。生存ウィルスは、(1)ベクターゲノムとヘルパーゲノムが互いに組
換えし合うとき; (2)ベクターゲノム又は所望のベクター配列の転移と匹敵
する頻度にて標的処理細胞に伝達Proc、 Natl、 Acad、 Sci
、 LISA 8 : 6460−6464.1988を参照のこヘルパー細胞
系は大細胞及び広域のその他の哺乳動物細胞に感染で更に関連の利点を提供する
。
胞の利用を介してカスビド及びエンベロープの中にパッケージされている組換え
レトロウィルスを生産するための方法を提供する。このパッケージング細胞には
、生存レトロウィルス粒子の生産に必要な全てのタンパク質を生産する細胞のゲ
ノムの中に組込まれる、好ましくは2つのプラスミドの形態におけるウィルスタ
ンパク質コード化配列、所望の遺伝子を保有するであろうRNAをコードするD
NAウィルス構造体が、レトロウィルス粒子へとRNAのパンケージングを誘発
するであろうパンケージングシグナルと共に傭っている。
本発明は更に組換えレトロウィルスを生産するためのいくつかの技術を提供し、
このレトロウィルスは:i)パッケージング細胞からのより高力価物の生産;l
i)非ネズミ系であり(組換え体又は内因的に活性化されたレトロウィルスの生
産を回避するため、及び欠陥ネズミレトロウィルス配列のパッケージングを回避
するため)、且つ大細胞に感染するであろうパフケージング細胞系からの高力価
の無ヘルパー組換え体の生るため、及び細胞のタイプの感染性の特異性を可能と
するため)による、高力価を有する無ヘルパー組換えレトロウィルスの生産;i
v)パッケージング細胞の利用を含まない手段によるベクター構造体のパッケー
ジング;
■)予備選択細胞系を標的とすることのできる組換えレトロウィルスの生産;
vi)!If@特異性(例えば腫瘍)プロモーターを有するレトロウィルスベク
ターの作製;並びに
vi)細胞ゲノムの中の予備選択した(複数の)部位の中へのプロウィルス構造
体の組込み;
を促進することができる。
パンケージング細胞からの高力価物の生産のための一技術はパフケージング細胞
からの力価を制限することのできる数多くの要因の発見を利用している(最も制
限されるものはパッケージングタンパク質、即ち、gag+ pol及びenv
タンパク質の発現レベル、並びにプロウィルスベクターからのレトロウィルスベ
クターRNAの発現レベルである)、この技術は、上記のパンケージングタンパ
ク質及びベクター構造体17NAの高レベルな発現性(即ち、高濃度で生産ンを
有するパフケージング細胞の選別を可能にする。より詳しくは、この技術は、パ
ッケージングタンパク質(例えば、gag、 pot及びenvタンパク質)又
は標的細胞のゲノムの中に搬送すべき対象の遺伝子(典型的にはベクター構造体
として)のいづれかである、本明細書で[主要因子」として称するものを高レベ
ルで生産するパンケージング細胞の選択を可能にする。このことは、パフケージ
ング細胞において主要因子を発現せしめる遺伝子(「主要遺伝子」)を好ましく
はこの主要遺伝子の下流の選択遺伝子と共に保有するゲノムをパッケージング細
胞に付与することによって達成される。この選択遺伝子はパッケージング細胞に
おいて選択タンパク質、好ましくは何らかの細胞毒性薬剤に対する耐性を授ける
ものを発現させる0次にこの細胞を好ましくは細胞毒性薬剤である選択試薬に暴
露する。これは選択タンパク譬を臨界レベルで発現する細胞の同定を可能にする
(即ち、細胞毒性薬剤の場合、生存のために必要とされる耐性タンパク質を一定
しヘルで生産しない細胞を殺すこ七による)。
好ましくは、簡単に上述した技術において、選択及び主要遺伝子の両方の発現は
同一のプロモーターによりコントロールされる。この観点において、非−MLV
レトロウィルス5 ’ LTRを利用することが好ましいことがある。パフケー
ジング細胞からの組換えレトロウィルスの力価を最大とするため、この技術はま
ず要望される全てのパッケージングタンパク質を高レベルで発現するパンケージ
ング細胞の選択のために用いられ、次に所望のプロウィルス構造体による感染の
後に、最も高力価の組換えレトロウィルスを生産する細胞の選択のために用いら
れる。
非ネズミ細胞において高力価の無ヘルパーAll換えレトロウィルスを生産する
細胞を選択する技術も提供する。かかる細胞系は効率的に大細胞に感染すること
のできる組換えレトロウィルスを生産する。
これらの技術は、複製ウィルスの存在下において組換えレトロウィルスを生産で
きる有効な親細胞のスクリーニングを包括する0次に、上記の手順により選んだ
候補の細胞系の未感染培養物に、レトロウィルスgag/potを発現するベク
ターを感染させ、そして高レベルのgag/potを合成するクローンを同定す
る。このタイプのクローンを次にenvを発現するベクターにより再感染させ、
そして高レベルのenv(及びgag/pol)を発現するクローンを同定する
0本発明の範囲において、「高レベル」はウェスタンプロット分析により標準の
マウスパッケージング系、PA317において見い出せるものよりも有意に高い
ことを意味する。数多くの非マウス細胞系、例えば人又はイヌは、自発的にコン
ピテントレトロウィルスを作ることが知られておらず、組換えネズミレトロウィ
ルスパッケージング又は遺伝子配列のための可能な組換えパートナ−を保有せず
、そしてMLV系によりパンケージされうるRNAを作る遺伝子を保有していな
い、上記したものと’114Qの技術による、異種向性又は多部性のようなエン
ベロープを択一的に用いる高力価の組換えレトロウィルスを生産する細胞系を作
る技術を提供する。かかるレトロウィルスは、両回性耐性細胞(異種向性エンベ
ロープ)を感染せしめるのに、又はサブセットの細胞(多回性)のみを感染せし
めるのに用いることができる。
予備選択細胞系を標的とすることのできる組換えレトロウィルスを生産するのに
適切な技術は:第一レトロウィルス表現型の細胞質セグメント、及びこの第一レ
トロウィルス表現型に対して外因性の細胞外結合セグメントを含んで成るenv
遺伝子(この結合性セグメントは第二ウィルス表現型に由来するか、又は所望の
結合特性を有するその他のタンパク質に由来し、これは所望の標的に結合するで
あろうペプチドとして発現されるように選ばれる);その他のウィルスエンベロ
ープタンパク質;正常エンベロープタンパク質に代わるその他のりガント分子;
又は標的細胞タイプの感染をもたらさないエンベロープタンパク質を伴うその他
のリガンド分子;のうちの1又は複数のものを有する組換えレトロウィルスを利
用する。好ましくは、簡単に上述した技術において、レトロウィルス表現型の細
胞質セグメントを含んで成るenv遺伝子を、レセプター結合性ドメインを存す
るタンパク質をコードする外因遺伝子と組合せて、標的とする細胞タイプ、例え
ば腫瘍細胞に特異的に結合する組換えレトロウィルスの能力を向上させる。この
観点において、標的細胞の表層において高レベルで発現されたレセプターに結合
するレセプター結合性ドメインを利用する、又は択一的に、特定の組繊細胞タイ
プ(g4えば乳癌における上皮細胞、管上皮細胞、他)において比較的高レベル
で発現されたレセプターに結合するレセプター結合性ドメインを利用することが
好ましいことがある。成長因子又は活性化レセプター(例えばEGF又はCD3
レセプター)に特異性を存するバイブリドエンへロープを標的とするある潜在
的な利点は、ベクター自身の結合が、ウィルスの組込み及び発現にとって必須な
細胞周期をもたらしつることにあることがある。この技術において、一定の腫瘍
に対する特異性を有する組換えレトロウィルスを改善及び遺伝子的に変えること
が、腫瘍細胞における複製組換えレトロウィルスの反復継代により;又はベクタ
ー構造体を薬剤耐性遺伝子に連結させ、次いで薬剤耐性物を選択することによっ
て可能となりうる。
標的細胞のDNAの中の特定の部位にレトロウィルスゲノムを組込むための技術
は、相同組換えの利用、又はそうでなければこの標的細胞ゲノム上の特定の部位
をItsするであろう改質化インテグラーゼ酵素の利用を包括する。かかる部位
特異的挿入は標的細胞のDNA上の部位に遺伝子が挿入されることを可能とし、
これは挿入突然変異誘発の機会を最小にし、このDNA上の他の配列による干渉
を最小にし、そして特定の標的部位での配列の挿入を可能として、標的細胞のD
NAにおける所望されない遺伝子(例えばウィルス遺伝子)の発現を下げる又は
なくすことができうる。
上述した任意の技術は特定の状況において他のものと独立して利用されることが
でき、又は1又は複数の残りの技術と組合せて利用できることが予想されうる。
本発明のこれら及びその他の観点は、以下の詳細な説明及び添付図面を参照する
ことによって明らかとなるであろう。
皿皿皇呈車星艮里
図IAは哺乳動物細胞においてレトロウィルスタンパク質を発現するようにデザ
インされた4種のプラスミドを示す、 GISVgfl及びpR5Venvば選
択マーカーによって共トランスフェクトされており、そしてpsVgP−DI(
PR及びpR5Venv−phleoは、ウィルスタンパク質コード領域の下流
に位置する選択マーカーを有する等価のプラスミドでスベクターとしてのMLV
両向性env(pLARNL) 、の発現をもたらすベクターを示している。
図ICは、ヘルパーウィルスの存在下においてレトロウィルスベクターを作製す
る細胞系の固有能力を評価するスクリーニング手順のクローンの選別、及びpA
317と比較したこれらのクローンのgag生向性env)におけるMCF (
多量性) envのレベルを比較したウニスタンドの数に関する(幻燵二Tum
or Virusesエ 第■巻、 Co1d Spring Harbor。
1985) 、 ST、 Si2. SEは、tat rev及びenvの起点
であり、そして首。
TR及びTEは対応の終結部位である。
図3は、外来性プロモーター/エンハンサ−による5’LTRにおけるU3の置
換を示し、これはSac E 、 Bs5hII又はこの領域におけるその他の
部位にて融合されることができる。
図4は、ウィルスタンパク質又はベクター!?liAを発現する遺伝子導入マウ
スを交配する代表的な方法を例示する。
主玉夏毘鞭星区所
第1の観点において本発明は、パッケージング細胞系(PCL)からの低力偏組
換えウィルスの主要原因及びかかる原因を修復するための技術の発見にある程度
基づく、基本的に、少なくとも5つの要因が低力価ll1mえウィルスの原因と
して考えられうる:1、ウィルスパッケージングタンパク質の限られた有用性;
2、レトロウィルスベクターRNAゲノムの限られた有用性;3、組換えレトロ
ウィルスの発芽(budding)のための細胞膜の限られた有用性;
4、レトロウィルスベクターゲノムの限られた固有パフケージング効率;及び
5、一定のレトロウィルスのエンベロープに対して特異的なレセプターの密度。
6、宿主細胞構成物の限られた有用性(例えばRNA 、又はミリストイル化、
リン酸化、グリコジル化もしくはタンパク質分解機能)。
上記した通り、ウィルスパッケージングタンパク質の限られた有用性は、パンケ
ージング細胞からの組換えレトロウィルスの生産における初期の制限された要因
にある。パフケージング細胞中のパッケージングタンパク質のレベルが上昇する
と、力価は約10’ 怒染性単位/ミリリットルにまで上昇するが、引き続きパ
ンケージングタンパク質レベルの上昇は力価に更なる影響を及ぼさない。しかし
ながら、力価はパンケージングのために有用なレトロウィルスベクターゲノムの
レベルを上昇させることによっても更に増大されうる。
従って、最大レベルでパッケージングタンパク質及びレトロウィルスゲノムを製
造する生産細胞を選ぶことがを利である。最初の頃に表題「発明の背景Jの章に
記載したパフケージング細胞及び生産細胞を固定する、それ故選択する方法は、
下記の理由のために低力価物を生産する数多くの生産細胞の選択を紹きがちであ
ることが発見された。
本発明は、5’LTR又はその他のプロモーターより下流にあり、介在配列によ
りそれらから隔てられている遺伝子のタンパク質発レベルが、介在遺伝子が存在
していないときよりも実質的に低いという従来の欠点を利用する0本発明におい
て、この選択遺伝子はパッケージングゲノムの遺伝子又はベクター構造体により
保有された対象の遺伝子の下流に位置するが、しかしながらウィルス5 ’ L
TR又はその他のプロモーターのコントロール下で、任意のスプライスドナー又
はスプライス受容部位を伴わずに転写され続けられる。このことは2つのことを
成就せしめる。第一に、パッケージング遺伝子又は対象の遺伝子が今、それらと
プロモーターとの間に介在遺伝子を有さずに上流にあるため、その関連のタンパ
ク質は選択タンパク質よりも高レベル(5〜20倍)で発現されうる。第二に、
この選択タンパク質は低レベルで平均的に発現され、その発現レベルの分布は低
レベルにシフトしている。しかしながらフレオマイシン耐性に関する選択レベル
は同じであり続け、従って最上発現性細胞は生存し続ける。パンケージングタン
パク質又は対象のタンパク質のレベルはこの場合においてのみ比例し続け、高い
レベルの選択タンパク質がより高いレベルのパフケージングタンパク質又は対象
のタンパク質に対応する。
好ましくは、上記の手順はプロウィルスgag/pal又はenvパッケージン
グ遺伝子のうちのいづれかを、第一選択遺伝子と共に保有するプラスミドを用い
て実施する0次にこれらの細胞を、最も高いレベルでこのタンパク質を生産する
細胞について、gag/pot (又は可能としてenv)に対する抗体、第二
酵素又は標識抗体との反応によりスクリーンし、次いで蛍光活性化細胞ソーター
(FAC3)において選別するか又はウェスタンプロットにおいて検定する。他
方、タンパク質レベルに関するその他の試験が利用できる1次に、これらの選択
細胞、並びにgag、/ρof又はenvパッケージング遺伝子のその他のもの
を利用してこの手順及びスクリーニングを繰り返す、この工程において、パッケ
ージング遺伝子から下流に第二選択遺伝子(第一に異なるもの)が必要とされ、
そしてこの第二ウィルスタンパク質を最大量で生産する細胞を選別する。この細
胞系は任意の有用なベクターと共に用いることができるパフケージング細胞系(
PCL)である。
次に、対象の遺伝子を抱えるプロウィルスベクター構造体を保有するプラスミド
及びこの第−又は第二選択遺伝子とは異なる第三選択遺伝子を有する生存細胞を
用いてこの手順及びスクリーニングを繰り返す、この手順の結果、所望の組換え
レトロウィルスを高力価で生産する細胞が選ばれ、そしてこれらは岨換えレトロ
ウィルスを供給するために必要なだけ培養することができる。更に、gag及び
ρofを独立して導入して選別することができる。
例1はこの手順を利用するのにデザインされたgag/POI及びenvプラス
ミドの作製を詳細する。
廻」−
レベルのバ −ジング ンバク るよ゛に一゛ザイン れた−スミ ゛
1、両回性envセグメントを含むpPAM由来の2.7kbのXba rフラ
グメント(Millerら著、 Mo1. Ce11. Biol、 5 :
431.1985)を、旧nd[II及びPvu IIにより切断したベクター
pR5V neo (Gorwanら著。
Mo1. Ce11. Rial、 2 : 1044 ; 5outher
ら著、 J、 Mat、 A 1. Genet。
土: 327.1982)にクローンしてpR5V envを作った。プラスミ
ドpHT507(Mulsant ら著、 Somat、 Ce11. Mo1
. Genet、 14 : 243.1988)由来の、Bst II末端が
補完された0、7kbのBam+HI −Bstli Iflフラグメントph
leo耐性コード配列を保有する。4.2kbのBamHI −Xho lフラ
グメント、隣接のRSνenvに由来する1、6kbのXho I 〜Xba
[(Xba 1は補完法)及びphleoフラグメントをリゲートさせて、pR
5Venv−phleoを得た。
2、 MLV(RNA Tumor Vrruses第■巻、 Co1d Sp
ring Harbor、 1985)の563番目のヌクレオチドでのPst
1部位から5870番目のSca 1部に至るフラグメントはpMLV−K
(旧11erら著、 1985.前掲)に由来しており、そしてSV40プロモ
ーター、 pBR322アンピシリン耐性及び復製起点、並びにSV40ポリA
部位を有する1)4aA8(Jollyら著、 Proc。
Natl、 Acad、 Sci、 US^80 : 477、1983)に由
来するPst I−BawI(1(Bawl I補完法)フラグメントの中にク
ローンした。これによりpsvgpが得られた。 psVgpDHPRは以下の
フラグメントを用いて作った: SV40プロモーターとMLV gag及びp
ol配列の一部を含む、I)SVg+)に由来する3、6kbの旧ndll[〜
Sal lフラグメント;残りのpot遺伝子を存する、pMLV−Kに由来す
る2、LkbのSal IxSca lフラグメント、 DHPR遺伝子と、ポ
リA部位、pBR322起点及びアンピシリン耐性遺伝子の半分を存する、pF
400に由来する3、2kbのXba I (Xba Iは補完fr)〜Pst
lフラグメント;アンピシリン耐性遺伝子の残りの半分を有する、pBR32
2に由来の0.7kbのPst l−Hlndl[lフラグメント、これはPS
Vgρ−DHFIIを提供する。これらの構造体全てを図1に示す、これらのプ
ラスミドは3T3細胞又はその他の細胞の中にトランスフェクトすることができ
、そして高レベルのgag、 pol又はenvが得られる。
選択を成就するための他の方法は、第一ラウンドにおいて遺伝子選択を、そして
次のラウンドにおいてそのアンチセンスを用いる。
例えば、gag/potをHPR?遺伝子と共にHPRT欠損細胞の中に導入し
、そしてプリンの利用のために)IPRTを必要とする培地を利用してこの遺伝
子の存在について選択する0次のラウンドにおいて、HPRTに対するアンチセ
ンスはenvの下流に導入することができ、そして細胞はHPRT−欠損表現型
について6チオグアニンの中で選択される。逆転写が起きないことを確実にして
IIPR?IPRT写体を不活性化するためには、大量のアンチセンスHPII
Tが必要とされるであろう0選択を成就する更なる方法を以下に詳細する。独立
した選択マーカーよりも10χの化学量論過剰な発現ベクターの同時トランスフ
エフシランは、薬剤耐性細胞クローンにおける発現ベクターの高いコピー数を保
障する0本明細書に記述するほとんどの例において、gag/potとエンベロ
ープ発現ベクターは独立に(即ち、別々のトランスフェクトぢン)導入しており
、従ってこの2つの構造遺伝子は組換え又はコンカテマー化せず(トランスフェ
クト組込みされたDNAがしがちであるように)、ゲノムの中でこれらの遺伝子
が連結しないことを保障する。細胞内のMLV gag/pot及びenVの定
常レベルはタンパク質イムノブロッティングにより決定される。比較的容易な、
高感度な、そして再現性のあるイムノプロッティングは、MLV構造タンパク質
(特にgag)pal)の過剰発現を同定するために必要である、大量の細胞ク
ローンの迅速で定量的な分析を可能とする(例2参照)。
MoMLVの563番目のヌクレオチドで出発するgag/po+発現構造体の
他に、上流リード配列を含むいくつかのその他のものが作製できる。 Prat
s ら(RNA Tumor Viruses Meetin Co1d Sp
ring Harbor。
N、Y、 、 1988)により、gagタンパク質のグリコジル化形態は35
7番目のヌクレオチドで開始し、そして転写エンノ)ンサー地図は200−27
0番目のヌクレオチドの間の領域にあることが認められた。従って、gag/p
a1発現構造体は、かかる上流因子を含み、且つベクター生産を高めようとする
ために、Bat 1部位(ヌクレオチド212)又はEag部位(ヌクレオチド
346)にて開始するように作製されうる。これを成就する好ましい方法は、核
酸のコード能力に影響を及ぼすことなく、ここで見い出せたパフケージングシグ
ナルを不活性化するように変性突然f:異を包含することにある。
エヱニュニ11遺
gag/palおよびenvmnを発現する能力はそれぞれ、独立的にそれらの
機能の操作に備える。十分な量のgag/poIを発現する細胞番よ、例えば、
envについての力価の問題を扱うことができる。低力価を生じる1つの要因は
、標的細胞または組織上の適当なレセプター分子の密度である。第二の要因は、
ウイルスエンベローブタンノイク質に対するレセプターの親和力である。 en
v発現が別個の単位からであるとすれば、種々のエンベロープ遺伝子(異なるレ
セプタータンパク質を要求する)、例えば多様な種からの異種向性、多部性また
は両回性envを特定の標的組織上で最大力価について試験することができる。
成るレトロウィルスからのエンベローブタンノでり質は、シレヨしGよ。
別のレトロウィルスのものと、様々な程度で置換することができる。
例えば、マウスウィルス4070A、 HTLV r 、 GALVおよびBL
V(7)エフへローブは、低効率にもかかわらず、各々MoMLVOものと1換
することができる(ConeおよびMulligan、 Proc、 Natl
、 Acad、 Sci、 USA81 : 6349−53.1984 HW
ilson ら、J、 Virol、 63.2374−78. 1989jR
an ら、J、 Gen、 Virol、 70 : 1987−93.198
9)、 MLV系ベクターにより感染せしめることができる細胞の数を増加させ
るために、両回性、異種向性または多回性エンベロープのいずれかを個々に発現
するPCLを作製した。それらのPCLのいずれかから生産されたベクターを使
って、対応する個別のレセプターを含む任意の細胞を感染せしめることができる
(Reinおよび5chultz、 Virology 136 : 144−
52゜1984) 、幾つかの細胞型は、例えば、真向性レセプターを欠し)で
おり従って雨間性ベクターによる感染に耐性であるが、異種向性レセプターを発
現するので異種向性ベクターにより感染させることができる。1つの報告は、異
種向性ベクターが複製能のある異種向性ウィルスの存在下で、ヒト造血始原細胞
を一層効率的に感染せしめることができると示唆している(Eglitis ら
、Biochem、 Bio h s。
Res、 Coma、 169 : 80−14.1990) 、従って、異種
向性PCL 4よそれらの種において獣医学目的に有用であろう、別の例は、エ
リスロボイエチンレセブターを含むwIM!iへの標的指向を可能にする膵臓フ
ォーカス形成ウィルス(SFFV)エンベロープ遺伝子の利用である(J、 P
。
Liら、Nature 343 : 762−764.1990) 。
特定例として、本明細書中に記載の両回性PC[、の全体(イヌおよびヒト繊維
芽細胞)が異種向性ベクターにより感染され得るが、おそらく「ウィルス干渉」
の現象のため、両回性ベクターによる感染には耐性である(^、Re1n、−n
L劇刃り仁土20 : 251−57.1982を参照のこと)、従って異種向
性PCLは、それらの両回性PCLの容易な感染を可能にし、これが次いでベク
ターを他の手段により導入したPCLよりも10−100倍高い力価を生じる(
Millerら、SomaL、 Ce1l Mol。
複製能のあるレトロウィルスを生産する可能性が両開性PCLよりもシスエンベ
ロープを形成し、通常は細胞膜中の分子がウィルスエンベロープ上に次々に運ば
れる。こうして、ベクターが生産されるる。ヘルパー細胞中で発現させることが
でき且つ有用なベクター−細胞相互作用を与えることができる表面マーカーの1
つの形は、別の潜在的に病原性のウィルスのレセプターである。病原性ウィルス
は、感染した細胞表面上に、通常は細胞表面マーカーまたはレセプターと相互作
用してウィルスを染を提供するウィルス特異的タンパク質(例えばenv)を提
示する。これは、同じウィルスタンパク質−レセプター相互作用を使うがベクタ
ー上のレセプターと細胞上のウィルスタンパク質を用いることにより、潜在的に
病原性のウィルスに関するベクターの感染の特異性を逆転させる。
生産されるベクターによる標的細胞の感染を引き起こさないが感染性ウィルス粒
子の形成を促進する無関係のエンベロープタンパク質をコードする遺伝子を含め
ることが望ましいかもしれない6例えば、ヘルパー形としてヒ)SupT1細胞
を使用することができる。このヒトT細胞系は、高レベルで表面上にCD4分子
を発現する。これからヘルパー系中への遺伝子変換は、適当な発現ベクターと、
必要ならば無関係の(ヒト細胞にとって無関係の)エンベロープタンパク質とし
てモロニー異所性env遺伝子産物(モロニー異所性envはマウス細胞の感染
のみを引き起こす)とを使って、gag/polを発現せしめることによって達
成することができる。そのようなヘルパー系から生産されたベクターは、それら
の表面上にCD4分子を有し、従ってHIV envを発現する細胞、例えば旧
ソー感染細胞のみを感染することができるであろう。
加えて、同じくハイブリッドエンベロープ(後述)も、レトロウィルスベクター
の同性を適合させる(そして効率的に力価を増加させる)ために、この系におい
て使うことができる。十分な量の特定のエンベロープ遺伝子を発現する細胞系は
、gagおよびpa+に関する力価の問題を扱うために使うことができる。
更に、ウィルス粒子に対して異種のリガンド分子を加えることも可能であり、そ
れ自体を脂質エンベロープ中に組み込むかまたは脂質もしくはタンパク質構成物
に化学的に結合させることができる。
豊凶糸
MoMLVベクター系(psi2. PA12. PA317)に使われる最も
一般的なパンケージング細胞系はマウス細胞系由来である。マウス細胞系がヒト
治療用ベクターの生産に最適でない幾つかの理由がある:l、それらは、その幾
つかがここで使用する?ILVベクター系に配列とウィルス型が密接に関連する
内因性レトロウィルスを含むことが知られている。
2、それらは、効率的にパッケージングすることが知られている非レトロウィル
スまたは欠陥レトロウィルス配列を含む。
3、マウス細胞膜成分の存在下で有害な影響が生じる場合がある。
幾つかの非マウス細胞系はパッケージング系の有用な源である。
それらとしては、ヨーロッパでポリオワクチンを調製するために使われているV
ero細胞、合衆国でワクチン製造に使われているd138、合衆国でTPA調
製に使われているCI(0細胞、内因性ウィルスを持たない017または他のイ
ヌ細胞、および実施例2に記載の細胞が挙げレトロウィルスベクターの製造の際
の最も重大な安全性への懸念は、ベクター導入後に複製能のあるレトロウィルス
を生じるレトロウィルスPCLの固有の性質である(Munchauら、■ro
lo■」川:262−65.1990) 、これは少なくとも2つの経過で起こ
り得る。1)治療用プロウィルスDNAとPCL中に存在するMoMLV構造遺
伝子(“gag/ρo1 ”および“env”)をコードする[1IIA との
間で相互組換えが起こり得る(下記のr PCLの作製」のところで論しる);
および2)プロウィルスDNAとマウス細胞中に見つかる非常の多数の内因性欠
陥プロウィルスとの相同組換えによる復製能のあるウィルスの生成(Steff
enおよびWeinberg、 CelユIL: 1003−10.1978
;CanaaniおよびAaronson、 Proc、 Natl Acad
Sci USA 76 : 1677後にウィルスを生産し得る(例えば、ヒ
ト細胞中で複製することができる異種向性ウィルス、Aaronsonおよびp
uH,J、 Vitol、 13 :のためのマウス細胞の使用に伴う別の安全
性の懸念は、マウスゲノにより認識され、そして標的細胞中に輸送されて少なく
とも所望のベクターの効率に匹敵する効率で発現されるという知見であるMoM
LVのゲノム配列に相同なゲノム配列を欠くことが知られている(データは示し
てない)非マウス細胞系(例えば、イヌおよびヒトだろう。
安全性の問題に加えて、PCLのための宿主細胞系の選択が重要である。という
のは、レトロウィルス粒子の物理学的性質(例えば安定性)および生物学的性質
(例えば力価)の多くが、宿主細胞の性質により規定されるからである0例えば
、宿主細胞はベクターRN^ゲノムを効率的に発現し、細胞性LRNAにより第
−鎖合成に備えてベクターをプライムし、MLV構造タンパク質を寛容しそして
共有結合的に修飾しくタンパク質分解、グリコジル化、ミリスチル化およびリン
酸化)、成熟ウィルス粒子を細胞膜から発芽させ、それを使って多数の膜成分を
運ばなければならない0例えば、マウスパッケージング系PA317から生産さ
れたベクターは0.3ミクロンフィルターにより保持されるが、一方で本明細書
中に記載のCA系から生産されたベクターは素通りすることがわかった。
2直勇I
パ・ −ジンク の゛
A、jLv゛−ベク −
MLVプロウィルスベクターDNAとPCLの構造遺伝子との間の遺伝子相互作
用によって複製能を有するウィルスが生じる可能性を減らすために、各々ウィル
スLTRを欠く別々のベクターを作製してgag/po+遺伝子とenν遺伝子
とを独立的に発現せしめた。更にMLVベクターとの相同組換えおよびその結果
としての複製能を有するウィルスの生成の可能性を減らすために、タンパク質コ
ード配列以外の最小配列を使った。宿主細胞中で高レベルのMLV構造構造タン
パ金賞現せしめるために、強力な転写プロモーター(C1IV初期プロモーター
およびAd5主要後期プロモーター)を使った。 MoMLV gag/po1
発現ベクター(pscVlo、図IB、1参照)の作製例は次の通りである:1
、ヒトシトメガロウィルス(CMV)初期転写プロ七9 (Boshartら、
Ce1l 41 : 521−30.1985)を包含する0、 7 kb H
inc ■/χ−all断片を単離した。
2、全gag/pal コード領域を包含する5、 3kb Pst I (一
部) /5eaI断片をMoMLVプロウィルスプラシスドML−K (Mil
lerら、門o1. Ce1lBio1.5 : 531.1985)がら単離
した。
3、 SV40 DNAからSV40後期転写終結シグナルを包含する0、35
kbDra I断片(残基2717−2363)を単離した。
4、リンカ−および他の標準的組換えDNA技術を使って、CMVプロモーター
−MoMLV gag/pol −5V40終結シグナルをBluescrip
tベクターSK’中に連結せしめた。
rILV両向性両回ベロープ発現ベクター(pcMVenvA*Ora、 (l
lIB、2参照)の作製例は次の通りである:
1.4070AプロウイルスクローンCChattopadhyayら、J、
Vtrol。
39 : 777−91.1981)から両開性エンベロープのコード配列を含
む2、7 kb Xba I /Nhe I断片をsHした。
2、リンカ−および他の標準的DNA技術を使って、gag/pa1発現(pS
Cν10)について上述したCFlV初期プロモーターおよびSV40後期終結
シグナルをC)’IVプロモーター−エンベロープ−終結シグナルの順序で連結
せしめた。
MLシ両両回エンベロープ発現ベクター(pcMVenvAwNhe、図IB、
3参照)の作製の第二の例は次の通りである。
1、上述の4070^プロウイルスクローンから両開性エンベロープのコード配
列を含む2.7 kb Xba I /Nhe I断片を単離した。
2、リンカ−および他の標準的組換えDNA技術を使って、gag/pa1発現
(pscVlo)について上述したC門v初期プロモーターをプラスミドρUC
l3中にC1’lVプロモーター−エンベロープの順序で連結せしめた(終結シ
グナルは加えなかった)。
MLV両同真向ンヘローブ発現ベクター(pMLPenvAmsph、図IB、
4参照)の作製の第三の例は次の通りである。
■、アデノウィルス5左端、主要後期転写プロモーターおよび三分節系リーダー
配列を含む0.9 kb EcoRI/旧nd[Ir断片を単離した。
2、クローンpJD204 (ne Witら、Mo1. Ce1l Biol
、 7 : 725−37゜1987 )からSV40スモールtイントロンと
転写終結シグナルを含む0.85kb EcoRI / BamHI断片を単離
した。
3、上述の4070^プロウイルスクローンから両開性エンベロープのコード配
列を含む3 kb Sph I /S■al断片を単離した。
4、リンカ−および他の標準的組換えDN^技術を使って、MLP、両開性エン
ベロープおよびSV40終結シグナルをプラスミドPBR322中にMLP−エ
ンベロープ−5V40の順序で連結せしめた。
MLV異種向性エンベロープ発現ベクター(pC聞Vxeno、図IB、5参照
)の作製例は次の通りである。
1、クローンNZB9−1 (0’ Ne1ll ら、J、 Virol、 5
3 : 100−106゜1985)から得られる異種向性エンベロープのコー
ド領域を含むZ2kb Nae I /Nhe E断片を単離した。
2、リンカ−および他の標準的組換えDNA技術を使って、gag/pa1発現
(pscVIo)について上述したCMV初期プロモーターと5V40後期終結
シグナルをCFIVプロモーター−エンベロープ−終結シグナルの順序で連結せ
しめた。
M[、V多回性エンヘローブ発現ヘクター<pcMVllcF、図1B66参照
)の作製例は次の通りである。
1、クローンMCP−247kl (BoJIand ら、J、 virol、
53 : 152−157゜2985)から得られる多回性エンベロープのコ
ード領域を含む2kbBamHI /Nhe I断片を単層した。
2、リンカ−および他の標準的組換えDNA技術を使って、gag/1101発
現(pscVlo)について上述したCMV初期プロモーターとSV40後期終
結シグナルをC1’lVプロモーター−エンベロープ−終結シグナルの順序で連
結せしめた。
MLV agpho env Neo” レトロウィルスベクター(pLARN
L、図IB、7参照)の作製例は次の通りである。
1、ベクターpLARNL (Emi ら、J、 Virol、65 : 12
02−1207. 1991)をBamHIで消化した。
2、レトロウィルス4070Aのエンベロープタンパク質コード領域を含む2.
7kb Xba I断片(Chattopadhyayら、J、 Virol、
39 : 777−91.1981)を単離した。
3、手順lと2から得られた断片を連結せしめた。
B−盗土豊鳳生1訳
gag/poIおよびenν構造遺伝子を産生ずる複製能のあるレトロウィルス
(“HA’ウィルス)を使って、薬剤耐性レトロウィルスベクター(A d N
2)を効率的に(高力価で)救済する能力について宿主wi胞をスクリーニング
した。培地交換の16時間後の周密約単層から、6c11の組織培養プレート上
で4lg/xiのポリブレンの存在下で濾過済上清(0,45ttmフィルター
)を5X10’個のNI[I 3T3 TK−細胞に添加し次いで641B中で
選別を行うことにより、力価を測定した。
スクリーニング工程のデータを図2に示す、高力価でMoMLV系ベクターをパ
ッケージングする能力を示す非マウス細胞系は、CF2゜d17.293および
TH1080である。それらの細胞系を例として本発明において使ったが、任意
の他の細胞をそのような手法により試験することができる。
C,パ・ −ジンク の
(i ) gag/pot中間体
PCL生産用のgag/I)Of 中間体の作製の例として、017.293お
よび11T1080を、1lgのメトトレキセート耐性ベクターpFR400(
Grahamおよびvan der Eb、 u皿旦■」L: 456−67、
1973)およびIOugのMoMLV gag/pa1発現ベクターpscV
IQ (前記)を用いて、リン酸カルシウム共沈(017と8丁1080、Gr
ahasおよびvan der Eb、 ■皿旦■52 : 456−67、1
973を参照のこと)またはりポフエクシ!ン(293、Pelgner ら、
Proc、 Natl、 Acad、 Sci、 USA 84 : 7413
−17.1987を参照のこと)により、同時トランスフェクトせしめた。薬剤
ジビリミドールとメトトレキセートの存在下でのトランスフェクト細胞の選別後
、個々の薬剤耐性細胞コロニーを増殖させ、そして細胞外逆転写酵素CRT)活
性によりMoMLV gag/pa1発現について(Gaffら、ントにより細
胞内p30′Jagについて分析した。この方法は、各細胞型の個々の細胞クロ
ーンが標準的マウス両面性PCLであるPA317のものに比べて10〜50倍
高いレベルの両タンパク質を発現することを同定した(図10および表1)。
表 1
MoMLV gag/po1発現細胞の性質細胞名 RT活性(CP−) p3
0”’ LARNL力価発現 (CFU/ad)
PA317 1350 +/−1,2x 10”017 800 N、0゜
017 4−15 5000 +++++ 1.2 x 10’017 9−2
0 2000 +++ 6.Ox 10”017 9−9 2200 ++ 1
.Ox 10”017 9−16 6100 +++++ 1.5 x 10’
0178−7 4000 N、D。
HT1080 90ON、D。
NTSCv21 16400 +++++ 8.2 x 10’HTSCV25
7900 +++ 2.8 x 10”HTSCV42 11600 ++
8.Ox 10”HTSCV26 4000 < 10
293 600 N、0゜
293 2−3 6500 +++++ 7 x 10’293 5−2 76
00 +++++ N、D。
それらのタンパク質の生物学的活性は、両面性エンベロープと薬剤耐性6418
に対する耐性を付与するNeo”マーカーの両方を発現するレトロウィルスベク
ターLARNL(図IB参照)を導入することによって試験した。どの場合でも
、ベクター由来のenvと細胞系中のgag/pot との同時発現は、3T3
細胞への6418耐性の無細胞伝達により(力価を)測定すると、ベクターの効
率的パンケージングを可能にした。力価は、培地交換の16時間後の周密約単層
から、4lg/dのポリブレンの存在下で6CIの組織培養プレート上の5X1
0’個のNIH3T3 TK−細胞に濾過済上清(0,45μmフィルター)を
添加し次いで641日中で選別を行うことにより測定した。有意にも、細胞系か
らのへクターカ価が23O9m9のレベルと相関関係を有した(表1)。
envのレベルは各クローンで同じであり、PA317において認められるレベ
ルと同等であるので(データは示してない)、力価がそれらの細胞(PA317
を含む)中のgag/polのレベルにより制限されたことを示す、該力価はl
?Tのレベルよりもp3QllIIのレベルと一層密接な相関関係を存した。
(ii)両面性パッケージング系へのgag/pal系の転換両面性PCLの生
成の例として、293 (2−3と称する)及び017(4−15と称する)の
ためのgag/po+過剰−発現体が、上記と同じ技法により同時トランスフェ
クトされ、但し、耐フレオマイシン性ベクター、すなわちPUT507(Mul
santなど、、5osat、 Ce1l Mo1. Genet、 14 :
243−52.1988) 1lg及び両面性エンベロープ発現ベクター、す
なわちpMLPenvA*spb (2−3)又はpcMVenvAmNhe
(4−15) 109 gが使用された。
フレオマイシンの存在下でのトランスフェクトされた細胞についての選択の後、
個々の耐薬物性細胞コロニーを拡張し、そして抗gρ70(N、C,r、からの
ヤギ抗血清1795000771 )を用いてウェスターンプロットにより細胞
内gp8Q#+l?発現について分析した。比較的高レベルのgag/pot及
びa胃plo env (PCL+ 代表的なデータについては図1をt[のこ
と)を発現するいくつかのクローンを同定した。
ampho PCLの生成のもう1つの例においては、CF2細胞を、2lgの
耐7L/オマイシン性マーカー、pUT507.10μg ノpSCVIO(上
記)及びIOμgのρCMVenvAsNhe (上記)によりエレクトロボレ
ートした(たとえば、Chuなど、、Nacl、 Ac1ds Res、 15
: 1311〜26.1987を参照のこと)、フレオマイシンの存在下での
トランスフェクトされた細胞についての選択の後、個々の耐薬物性細胞コロニー
を拡張し、そして特異的抗血清を用いてウェスターンプロットによりMLV 、
3Qga*及びgp80”vタンパク譬の細胞内発現について分析した。比較的
高レベルのgag/pal及びampho envを発現するクローンを同定し
た(図IE)。
(in)両面性パッケージング細胞系の性能多(のそれらのampho PCL
を、レトロウィルスベクターの導入後、力価を測定することによってレトロウィ
ルスベクターをパッケージするそれらの能力について試験した([2)、ijl
定は、前記系統の平均的性能を計算するために、クローンされていないPCLを
用いて両面性PCLにおけるベクター力価及びヘルパーウィルス生成丘LL二カ
I” C+/−ヘルパーウィルスkl細胞型 b−Gal ’AT−I N2P
A317 3.5 x 10” (N、D、) 1.Ox 10’ (N、D、
) 3.Ox 10’ (+)’CA 5.Ox 10’ (N、D、) 3.
Ox 10’ (−)’ 2.Ox 10’ (−)’2A 4.Ox 10’
(N、[1,) 2.Ox 10’ (−)” N、D。
DA N、D、 N、D、 2.Ox 10’ (−)’D^2 N、D、 3
.9 x 10’ (−)’ N、D。
b 正の対照としてMAウィルシスよるマーカー救助アッセイにより判断される
ような
C培養において20日後
d 培養において60日後
e 培養において90日後
最高の力価は、レトロウィルスベクターが感染によりPCL中に導入された場合
に得られる(Millerなと、、Somat、 Ce11. Mob Gen
et。
[7175〜83.1986) 、 Lかしながら、両回性札すベクターは、そ
れらの宿主細胞型を感染することが知られているが、PCLは、それらがamp
ho envを発現するので、a層phoベクターによる感染のために阻止され
る(“ウィルス干渉”)、この問題を克服するために、他のエンベロープ(たと
えば、amphoレセプター以外の細胞レセプターに結合する異種向性env又
はvsv cタンパクi)を含むベクターを次の1!様で生成した。対象のベク
ターDNA 10dgを、高レベルのMoMLV gag/po1.たとえば2
−3細胞(上記を参照のこと)を発現する細胞系上にxeno env (pc
MVxeno、上記)又はVSV Gタンパク質発現ベクターのいづれかを発現
するDNA 10dgにより同時トランスフェクトした。それぞれ異種向性en
v又はVSV Gタンパク質を含むその得られたベクターを、前記同時トランス
フェクトされた細胞において一時的に生成し、そして2日後、細胞を含まない上
清液を前記可能性あるPCLに添加し、そしてベクター感染された細胞をG41
8における選択により同定した0両タイプのベクターは、aspho阻害された
細胞を効果的に感染し、そして6418の選択の後、細胞を含まない上清液を集
密的細胞単層から集め、そして上記のようにしてNIB3T3 TK−細胞に対
して力価定量を行なった。最高の力価を有する細胞クローンをPCLとして選択
し、そしてDA(017ampho) 、 2A (293a*pho)及びC
A (CF2 ampho)としてそれぞれ言及した。高い可能性の生成ヘルパ
ーウィルス(Arsentanoなど、、J、 Virol、 62 : 16
47−50゜1987)を有するレトロウィルスベクター(N2)がPCL中に
導入され、そしてその細胞が2力月間もの間(ベクターに丁−3のためには3力
月)、継代される場合でさえ、現在記載されるPCLにはヘルパーウィルスは決
して検出されなかった。他方、PA317細胞系中に導入された同じベクターは
、連続3週間以内の継代でヘルパーウィルスを生成した。
(tv)異種向性パフケージング細胞系へのgag/ρo1系の転換異種向性P
CL (7)生成の例として、I(T1080 (SCV21)及び017(4
−1!M:称する)のためのgag/pol過剰−発現体が、上記と同じ技法に
より同時トランスフェクトされ、但し、耐フレオマイシン性ベクター、すなわち
p[1丁507(S(:V21のための又は耐ヒグロマイシンBマーカー。
9Y3(4−15+ Blochlinger and (liggelman
n、 Mo1. Ce1l Ria+、 4 :2929−31.1984)及
び異種向性エンベロープ発現ベクター、すなわちpcMVxeno (上記)I
Oagが使用された。フレオマイシン又はヒグロマイシンの存在下でのトランス
フェクトされた細胞についての選択の後、個々の耐薬物性細胞コロニーを拡張し
、そして特異的抗血清を用いてウェスターンプロットによりMLV p30””
及びgp75”シタンパク質の発現について分析した。比較的高レベルのgag
/pot及びxeno envの両者を発現するクローンを選択した(図IF)
。
(v)異種向性パンケージング細胞系の性能多くのそれらの可能性あるxeno
PCLを、レトロウィルスベクターの導入後、力価を測定することによってレ
トロウィルスベクターをパッケージするそれらの能力について試験した(表3)
。
表3
異種向性PCLに対するベクター力価
細胞りo −7H↑108o細胞に対すルKT−1力価(CFII/ML)HT
1080 5CV21 1.Ox 10’XFI 1.Ox 10’
XF7 1.Ox 10’
XF12 (HX) 4.5 x 10’N6 9.Ox 10’
XIO(DX) 1.3 x 10’
X23 8.Ox 10’
上記のようにして、VSV Gタンパク質を含むベクターを、2−3 it胞に
おいて一時的に生成した。2日後、細胞を含まない上清液をxeno PCLに
添加し、そしてに418の選択の後、細胞を含まない上清液を集密的細胞単層か
ら集め、そして上記のようにして力価を測定し、但し、Xen0ベクターによる
感染性であるHrx080til胞を、xenoベクターに対して耐性であるN
IH3T3 TK−細胞の代わりに使用した。最高の力価を有する細胞クローン
をPCLとして選択し、そしてそれぞれDX (017xeno)及びHX (
HT1080 xeno)として言及した。
ヘルパーウィルスを生成するPCLの傾向を、ベクターN2を含むayapho
及びxeno PCLを同時培養することによってさらに一層、厳密に試験した
。 amphoベクターはxeno PCLを感染し、そして逆もまた同様であ
るので、これは連続した交叉感染出来事を可能にし、ここで個々の出来事はヘル
パーウィルスを生成する可能性を高める。例として、N2を含む2A細胞を、N
2を含むHX細胞と共に同時培養した。
23日後、その培養物は、293又はMus dunni細胞に対するベクター
数済アッセイにより判断する場合、ampho及びxenoウィルスをまだ有さ
す、前記両細胞は、ampho及びxenoウィルスを検出することができる(
表4)。
表4
ヘルパーウィルス生成するPCL傾向のための高緊縮分析試験材料 へルバーウ
ィルスアッセイ
両同性ウィルス +
異種向性ウィルス +
PA317 + N2 (21d) +2A+HX+N2(23d)
(vi)多向性パフケージング細胞系へのgag/pot系の転換多面性PCL
の生成の例として、BT108Q (SCV21>のためのgag/pQI過剰
−発現体が、上記と同じ技法により同時トランスフェクトされ、但し、1lgの
耐フレオマイシン性ベクター、すなわちpU丁507及び10dgの多向性エン
ベロープ発現ベクター、すなわちpc?lVMcF (上記)が使用された。フ
レオマイシンの存在下でのトランスフェクトされた細胞についての選択の後、個
々の耐薬物性細胞コロニーを拡張し、そして特異的抗血清を用いてウェスターン
プロットによりMLV gp70”’タンパク質の細胞内発現について分析した
。比較的高レベルのgag/pot(示されていない)及び多回性env(図I
G)を発現するクローンを同定した。
(vi)条間性パフケージング細胞系の性能これらの可能性あるポリPCLの1
つを(クローン3)を、レトロウィルスベクターの導入の後、力価を測定するこ
とによってレトロウィルスベクターをパンケージする能力について試験した(表
5)。
表5
HP細胞からの多口性ベクターの宿主範囲細胞系 種 b−Gal力価
PA317 ネズミ 1.0 x 10’MV−1−Lu ミンク 5.Ox
10’FRhl 短連サル 〈10
H丁1080 ヒ ト 〈10
DETROrT 557 1?−ト < 10この細胞クローンをPCLとして
選択し、そしてHP (HT1080 Po1y)として言及した。上記のよう
にして、VSV Gタンパク質を含むベクターを、2−3細胞において一時的に
生成し、そして26日後、細胞を含まない上清液を条間性PCL (HP)に添
加した。 G418の選択の後、細胞を含まない上清液を集密的細胞単層から集
め、そして種々の細胞系に対して上記のようにして力価を測定した。ヒト細胞の
感染をひしように制限し、そして試験されたすべての細胞系は陰性であり、但し
293 wj胞を除く。
レトロウィルスベクターにより特定細胞タイプの効果的感染を導びく因子は完全
には理解されていないけれども、それらの比較的に高い成熟速度のために、レト
ロウィルスは、その細胞タイプ(アダプター細胞)におけるウィルスの連続した
再感染及び増殖により、初期増殖が良好でない細胞タイプにおいて著しく改良さ
れた増殖のために適合され得ることが明白である。これはまた、いくつかのウィ
ルス機能(たとえばenv)をコードし、そして感染性ベクター粒子(たとえば
gag/ρol)を付与するためにベクターの機能を補足する必要がある機能を
有するように構築された特定タイプの細胞において連続的に通されるウィルスベ
クターを用いて達成され得る。たとえば、主要細胞培養物又は永久細胞系、たと
えばSup Tl (T−細胞)又は0937 (単球)のいづれかの連続した
増殖及び再感染によりヒトT−細胞又は単球にネズミ真向性ウィルス4070A
を適合することができる。最大の増殖が達成された後すぐに、逆転写酵素レベル
又はウィルス生成の他のアンセイにより測定される場合、ウィルスは多くの標準
的方法のいづれかによりクローンされ、そのクローンは活性(すなわち、アダプ
ター細胞型中へのトランスフェクシ!ンに対して特徴的な同じ最大の増殖を付与
する能力)、及び適切に製造されたヘルパー又は生成体系においては、高い効率
(107〜10’感染単位/W1)を有するアダプター細胞において感染し、そ
して発現するウィルスベクター粒子の生成を導びくであろう欠陥へルバーゲノム
及び/又はベクターを製造するために使用されるこのゲノムについて調べられる
。
■、 のウィルス機能 −バ・ −ソング2種の追加の他のシステムを用いて、
ベクター構成体を担持する組換えレトロウィルスを生成することができる。これ
らのシステムの個々は、昆虫ウィルス、バキエロウィルス及び哺乳類ウィルス、
ワクシニア及びアデノウィルスが、遺伝子がクローンされた多量のいづれかの一
定タンパク質を製造するために最近、適合された事実の利点を有する。たとえば
、5sithなど、(Mo1.Ce11.Biol、:12、1983) HP
iccjni など、(Meth、 EIIZ 5olo 13 : 545.
19B?);及びMansourなど、(Proc、 Natl Acad、
Sci、 US^82 ; 1359.1985)を参照のこと。
このウィルスベクターは、ウィルスベクター中への適切な遺伝子の挿入により組
織培養細胞においてタンパク質を生成するために使用され得、そして従って、レ
トロウィルスベクター粒子を製造するために適合され得る。
アデノウィルスベクターは核複製ウィルスに由来し、そして欠陥性であり得る。
遺伝子がベクター中に挿入され、そしてインビトロ構成(Ballayなど、、
EMBOJ、 4 : 3861.1985)により又は細胞における組換え(
Thummel など、、J、阿o1. Appl、 Genetics 1
: 435+1982 )により哺乳類細胞にタンパク質を発現するために使用
され得る。
1つの好ましい方法は、(1) lag/pal、 (2) env、 (3)
変性されたウィルスベクター構成体を駆動するアデノウィルスのMajorLa
te Pro■o ter (MLP)を用いてプラスミドを構成することであ
る。変性されたウィルスベクター構成体は、ウィルスベクタープロモーターを含
む、5’LTRのIJ31域が他のプロモーター配列により置換され得るので可
能である(たとえば、Hart+*an、 Nuel、 Ac1ds Res、
16 :9345、1988を参照のこと)、コの部分は、3’LTRからノ
U3ニより1ラウンドの逆転写酵素の後に置換されるであろう。
次に、これらのプラスミドは、3詠1辷Lユでアデノウィルスゲノムを製造する
ために使用され(Ballayなど、、op、 ctt、) 、そしてこれらは
293細胞にトランスフェクトされ(アデノウィルスEIAタンパク質を製造す
るヒト細胞系)、このためには、アデノウィルスベクターは、欠陥アデノウィル
スベクターにおいて別々に担持されるgag/ρof、env及びレトロウィル
スベクターの純粋なストックを生成するために欠陥性である。そのようなベクタ
ーの力価は典型的には10’−1o”/dであるので、これらのストックは、高
い多重度で組織培養細胞を同時に感染せしめるために使用され得る6次に、その
細胞は、高レベルでレトロウィルスタンパク質及びレトロウィルスベクターゲノ
ムを生成するためにプログラムされるであろう。アデノウィルスベクターは欠陥
性であるので、多量の直接的な細胞溶解物は生ぜず、そしてレトロウィルスベク
ターは前記細胞上清液から収穫され得る。
他のウィルスベクター、たとえば無関係なレトロウィルスベクター(たとえばR
3V、 MM↑V又は1mに由来するベクターが、主要細胞からのベクターを生
成するために同じ1!様で使用され得る。1つのa様において、これらのアデノ
ウィルスベクターは、−次細胞と共に使用され、主要細胞からレトロウィルスベ
クター調製物を生ぜしめる。
多くの場合、他のウィルスからの遺伝子生成物は、レトロウィルスパッケージン
グシステムの性質を改良するために使用され得る。
たとえば、HIV revタンパク質は、HIV env又は旧V gag/p
ol MLVベクターのスプライシングを妨ぐために包含され、又はHrV s
orは、それがHIVにより高まるように遊離ウィルスによりT細胞の感染性を
高めることができる(Frscherなど、、5ctence 231 : 8
88−893゜1987を参照のこと)。
他のシステム(より実際的に細胞外性である)においては、次の成分が使用され
る:
1.5w1thなど、 (前記)に記載されるのに類似するB樺でバキ二ロウイ
ルスジステム(又は他のタンパク質生成システム、たとえば酵母又は旦、ユT)
に製造されるgag/pal及びenVタンパク譬;2、既知のTl又はSF3
又は他の不Z旦1旦RNA−生成システムに製造されるウィルスベクター(たと
えば、Flamant and Sorge+、L−ロ工釦ユJ6 : 182
7.1988を参照のこと);3、(2)におけるようにして製造され、又は酵
母又は哺乳類組織培養細胞から精製されたtRHA ;4、リポソーム(固定さ
れたenvタンパク質を有する):及び5、細胞抽出物又はenvプロセッシン
グを提供するために必要な精製された成分(同定される場合)(典型的にはマウ
ス細胞から)、及びいづれか又は他の必要な細胞由来の機能。
この工程的で、(1)、(2)及び(3)が混合され、そして次に、envタン
パク質、細胞抽出物及びプレーリポソーム混合物(適切な溶媒における脂質)が
添加される。しかしながら、(1)。
(2)及び(3)の混合物に前記得られたリポソーム固定されたenνを添加す
る前、リポソームにenvタンパク質をより早く固定することがa・要である。
その混合物は、Could−Fogeri teなど、、Anal。
Biochem、 148 : 15.1985に記載されているようにして、
医薬のリポソーム カプシド化のための態様に類似するamで脂質及び固定され
たenvタンパク質による新生ウィルス粒子のカプシド化を可能にするために、
処理される(たとえば高波処理、温度操作又は回転透析により)、この方法は、
病原性レトロウィルス又は複製コンピテントレトロウィルスによる汚染を伴わな
いで高い力価の複製インコンピテント&ll換えレトロウィルスの生成を可能に
する。
■、 、−レトロウィルス−°′ハイブリ・ドエンベローブレトロウィルスの宿
主細胞範囲特異性がenv遺伝子生成物により一部決定される。たとえば、Co
ff1n、 J、 (RNA Tumor Virnses 2 :25”27
. Co1d Spring Harbor、 1985)は、ネズミ白血病ウ
ィルス(MLV)及びRous Sarcomaウィルス(IIsV)からのタ
ンパク質の細胞外成分が特異的レセプター結合を担当することを示す、他方、エ
ンベロープタンパク質の細胞質ドメインは、ピリオン形成において役割を演じる
ことが理解される。プソイドタイピング(Pseudotyping)(すなわ
ち他の種のウィルスタンパク質により1つの種がらのウィルスRNAのカプシド
化)は低い頻度で生じるが、エンベロープタンパク質は、一定のレトロウィルス
のピリオン形成に対しである特異性を有する0本発明は、ハイブリッドenv遺
伝子生成物(すなわち特に、天然においての同じタンパク質分子に存在しない細
胞質領域及び外因性結合領域を有するenvタンパクit)を創造することによ
って、宿主範囲の特異性が細胞質機能から無関係に変更され得ることを認識する
。従って、予備選択された標的細胞に特異的に結合するであろう組換えレトロウ
ィルスが生成され得る。
レセプター結合成分及び細胞質成分が異なったレトロウィルスからであるハイブ
リッドタンパク質を製造するためには、組換えのための好ましい位置は、細胞質
成分の膜拡張碩域内に存在する。実施例10は、MLVエンベロープタンパク質
の細胞質ドメインに結合されるHIVエンベロープタンパク質のC[1d結合部
分を有するタンパク質を発現するハイブリッドenv遺伝子の構成を記載する。
天蓋A主
仝ヱ1エヱ上肛り匹しエヱユ旦二1
ハイブリッドエンベロープ遺伝子を、結合の適切な点で新しい制限部位を導入す
るためにインビトロ変異誘発法(Kunkel、 Proc。
Natl、 Acad、 Sci、υS^82 : 488〜492.1985
)を用いて調製する。
他方、2つのエンベロープ配列が同しプラスミド上に存在する場合、それらは4
yY上ユ変異誘発を用いていづれか所望する点で直接的に結合され得る。いづれ
かの場合において、その末端結果物は、HIV gp160 (7) 5 ’端
及びMLV ptsEの3′端を含むハイプリント遺伝子である。その得られる
組換え遺伝子により発現されるハイブリッドタンパク質は、図2に例示され、そ
して旧V gp120(CD4 レセプター結合タンパク質)、旧V gp41
の細胞外部分(gll120結合及び融合性領域)及びMLV p15Eの細胞
質部分、並びに宿主膜内でのいづれかのいくつかの点で生じる結合を含む、細胞
質表面で融合結合(図2における結合C)を有するハイブリッドは、Sup T
l細胞に発現される場合、融合細胞を引き起こす、明らかな融合細胞の数は、同
じ発現ベクターにおける非ハイブリッドFITVエンベロープ遺伝子の数の約1
15である。ハイブリッドを有する融合細胞は、revタンパク質がトランズ型
で同時発現される場合にのみ生じる。細胞外表面で融合結合(図2における結合
A)を有するハイブリッドは融合細胞を付与しないが、ハイブリッl’B()ラ
ンスメンブラン傾城の中央に)は、ハイブリッドCよりも約5倍低い融合細胞を
Sup Tl細胞上に付与する。
実施例3は2つの異なったレトロウィルスから生成される1つのハイブリッドタ
ンパク質を例示するが、その可能性はレトロウィルス又は他のウィルスに制限さ
れない、たとえば、ヒトインターロイキン−2のレセプター結合部分は、IL−
2レセプターを有する細胞にベクターを向けるためにMLVのエンベロープタン
パク質と組合され得る。この場合、組換えは好ましくは、MLV env遺伝子
のgpTO部分に位置し、損なわれていないp15Eタンパク質を放す、さらに
、前記技法は、抗体Fcセグメントを認識するエンベロープタンパク質を有する
組換えレトロウィルスを創造するために使用され得る0次に、予備選択された標
的細胞のみを認識するモノクローナル抗体は、レトロウィルスがそれらの予備選
択された標的細胞のみに結合し、そして感染せしめるようなエンベロープタンパ
ク質を示すそのような組換えレトロウィルスに結合され得る。他方、アビジンの
結合ドメインを存するハイブリッドエンベローブは、ビオチン化された抗体又は
他のリガンドを存する患者又は動物における細胞の”像”を標的化するために有
用である4者はまず、抗体により満たされ、そして次に、ベクターを投与する前
、非特異的に結合する抗体を患者のシステムから清浄される0次に、ビオチンの
ためのアビジン結合部位の高親和性(10−1S)が、モノクローナル“像”に
より同定される元の組織への正確且つ効果的な標的化を可能にする6そのアプロ
ーチはまた、3種のレベルのレトロウィルスベクター特異性、すなわち細胞侵入
、遺伝子発現及び発現されたタンパク質の選択を利用することによって、腫瘍特
異的標的化及び殺害を達成するために使用され得る。レトロウィルスベクターが
細胞に入り、そして細胞内部位でそれらの効果を付与する。この点で、それらの
作用はひじょうにユニークである。この性質及び3種のレベルの天然のレトロウ
ィルス特異性(上記)を用いれば、レトロウィルスベクターが、腫瘍細胞を標的
化し、そして殺害するために構築され得る。
腫瘍細胞へのレトロウィルスの標的化の全体の目的は、2つの主な実験的ルート
;すなわちa)腫瘍細胞において選択的に増殖するレトロウィルスのための組織
培養(又は動物)においての選択;又はb)インビトロ継代により製造される改
良点を伴って、組織(腫瘍)−特異的プロモーターによるレトロウィルスベクタ
ーの構成、及び陰性及び陽性薬物−悪受性選択により達成され得る。
選択された細胞タイプ、たとえば腫瘍細胞を選択的に感染せしめるために適切な
ベクターは一般的に、(a)ウィルスが遺伝子的に変異誘発され、そして卓越し
た早く増殖する株が生成されるまで、選択された細胞タイプの細胞にウィルスを
連続的に継代し; (b)変異誘発され、そして早く増殖する株を単層し; (
C)変異誘発されたウィルスの好ましい増殖を担当する変異誘発された株の成分
を同定し、そして単離し; (d)ウィルスに基づいての生成体細胞における対
応成分のための1換体として前記同定され、そして単層された成分を挿入しく連
続的継代のi?i7) :そして(e)ベクターを生成するために前記生成体細
胞を培養することによって調製され得る。
少なくとも次の4種の選択的手段が、腫瘍細胞において選択的に増殖するレトロ
ウィルスを選択するために使用され得る;すなわち1)“インビトロ継代による
Env選沢選択、ここで改良された複製増殖能力を有するレトロウィルスの選択
は腫瘍細胞におけるくり返しての継代により達成されるX2) “耐薬物性遺伝
子による選択、nここで腫瘍“特異的”レトロウィルスのための遺伝子選択が結
合された耐薬物性遺伝子を含むウィルス構造体に基づかれている;3)“ハイブ
リッド−Env+“、ここで腫瘍−“特異性”を有するレトロウィルスの選択(
上記#1又は112手段による)は、腫瘍レセプター遺伝子(すなわちenVと
融合される抗−腫瘍抗体HM V fil域遺伝子;又はenvと融合される増
殖レセプター)の融合であるハイブリッドエンベロープ遺伝子を含む構造体から
開始される;この場合、選択は好ましい開始点、たとえば腫瘍細胞に対しである
特異性を有するenvで始まる;又は4)“インビトロでの継代による選択及び
正常細胞による同時培養による逆選択”、ここで腫瘍細胞における増殖が耐薬物
性腫瘍細胞及び薬物感受性正常細胞の混合物におけるくり返しての継代により選
択される。
組織(M瘍)−特異性プロモーターを担持するレトロウィルスベクター構造体に
関して、種々のレベルの組織特異性を有する生化学的マーカーは良く知られてお
り、そして組織−特異性プロモーターを通しての遺伝子制御がいくつかのシステ
ムにおいて理解される。
転写プロモーター要素(すなわちトランスファーレセプター、チミジンキナーゼ
、等)が急速に増殖する細胞において比較的活性的である多くの遺伝子及びプロ
モーター/エンハンサ−要素(すなわち肝臓のための)IBVエンハンサ−1前
立腺のためのPSAプロモーター)が組織特異性である他の遺伝子が存在する。
レトロウィルスベクター及び組織特異的プロモーター(内部プロモーターとして
又はLTR内に存在する)は、選択可能マーカー及び細胞サイクル遺伝子(すな
わち薬物感受性、Eco gpt ;又はTK−細胞におけるH5VTK)の発
現を駆動することができる。これらの遺伝子の発現は、それぞれミロフェノール
酸又はHATを含む培地において選択され得る。このM様において、耐薬物性遺
伝子を活性的に発現する組込まれたプロウィルスを含む腫瘍細胞が住存するであ
ろう、このシステムにおける選択は、組織−特異的プロモーター及びウィルスL
THの両者のための選択を包含する。他方、腫瘍細胞における、及び正常細胞に
おいてではない特異的発現は、正常細胞上に定期的にウィルスを継代し、そして
それらの細胞においてEco gpt又はH3Vtk(薬物感受性)を発現する
ウィルスに対して選択する(チオキサンチン又はアシルクロバーにより)ことに
よって逆遺択され得る。 Eco gpt又まtk表現型を発現する組込まれた
プロウィルスを含む感染された細胞は死亡し、そして従って、その細胞タイプに
おけるウィルスが選択されるであろう。
IX、i −・ ゛
染色体上での予定された遺伝子座へのレトロウィルスベクターの標的化は、遺伝
子運搬システムの利益を高める。安全性の測定は、染色体上の“安全”スポット
、すなわちベクターの挿入から有害な効果ををさないことがわかっているスポッ
トへの直接的な組込みにより得られる。もう1つの可能性ある利点は、その発現
が最大化される、染色体の“開放”WI域に遺伝子を向ける能力である。特異的
部位でのレトロウィルスを組込むための2種の技法が下記に説明される。
(11)工21ノ−ヒー〔良性
標的細胞のゲノムの予備選択された特異的部位中にベクター構成体を組込むため
のもう1つの技法はインテグラーゼ変性を包含する。
レトロウィルスpo+遺伝子生成物は一般的に、4種の部分:(1)ウィルスg
ag及びpoJ生成物を処理するプロテアーゼ;(ii )逆転写酵素;及び(
ii) RNA/DNA複合体のRNAを変性するIINアーゼH;及び(iv
)エンドヌクレアーゼ又は“インテグラーゼ”に処理される。
一般的なインテグラーゼ構造は、Johnsonなど、(Proc、 Natl
。
用する亜鉛結合フィンガーを有することが提案されている。
他のタンパク質において、そのような“フィンガー”は、特定な配列でDNAへ
の前記タンパク質の結合を可能にする。1つの典型的な例は、ステロイドレセプ
ターである。この場合、エストロゲンレセプター遺伝子におけるエストロゲンレ
セプターフィンガーセグメントの代わりにグルココルチコイドレ妄ブタ−“フィ
ンガー” (すなわちDNA結合セグメント)を単純に置換することによって、
エストロゲンに対応するエストロゲンレセプターがグルココルチコイドに対応す
るグルココルチコイドレセプターの効果を有するようにすることができる。この
例においては、タンパク質が標的化されるゲノムにおける位置が変更された。そ
のような方向づけ配列はまた、存在する亜鉛フィンガーの代わりにインテグラー
ゼ遺伝子中に置換され得る。たとえば、ヒトエストロゲンレセプター遺伝子のD
NA結合鏝域をコードするセグメントが、パフケージングゲノムにおいてインテ
グラーゼのDNA結合領域の代わりに置換され得る。初めに、特異的組込みが、
インビトロ組込みシステム(Brownなど、、剋虹L29 F 347〜35
6.1987)により試験される。特異性がインビボに見られることを確保する
ために、このパッケージングゲノムが、感染性ベクター粒子を製造するために使
用され、そしてエストロゲン感受性及びエストロゲン非感受性細胞の感染及びそ
れらの細胞中への組込みが培養において比較される。
この技法の使用により、到来するウィルスベクターが、インテグラーゼゲノム中
にスプライスされる部位特異的DNA−結合タンパク質セグメントのゲノム結合
性質により指図される、標的細胞のゲノム上での予備選択された部位中への組込
みに向けられ得る0組込み部位は、実際、変性されたインテグラーゼのフィンガ
ーをよく受け入れるべきであることが当業者により理解されるであろう、たとえ
ば、はとんどの細胞は、グルココルチコイドに対して感受性であり、そして従っ
て、それらのクロマチンは、グルココルチコイドレセプターのための部位を有す
る。従ってほとんどの細胞のためには、グルココルチコイドレセプターフィンガ
ーを有する変性されたインテグラーゼは、それらのグルココルチコイドレセプタ
ー結合部位でプロウィルスベクター構成体を組込むために適切であろう。
X、トーンスジェニーク にお番る えレトロウィルスベク二Ω生底
レトロウィルスベクターのヘルパー系生成に関してこれまで記載される2つの問
題は次のことである: (a)多量のベクターの生成の困難性;及び(b)ベク
ターを製造するために一次細胞の代わりに永久的細胞を使用する現在の必要性、
これらの問題は、トランスジェニック動物に生成される生成体又はパフケージン
グ系により克服され得る。これらの動物は、パフケージングゲノム及びレトロウ
ィルスベクターゲノムを担持する。現在の技法は、それらの限定された寿命によ
り主要細胞におけるパッケージング細胞系及び所望するベクター生成系の生成を
可能にしない、現在の技法は、老衰のために主要細胞の使用を除外する、広範な
特徴づけが必要であるような技法である。しかしながら、トランスジェニック動
物の個々の系統が、パフケージング機能、たとえばg”L pO7又はenvを
生成する本明細書に供給される方法により生成され得る0次に、これらの動物系
は、パンケージング機能を転写するために組織特異的プロモーター又はハウスキ
ーピングの選択的使用により完全な動物又は標的化された組織のいづれかにおけ
る発現のために特徴づけられる。開放されるべきベクターはまた、組織−特異的
又はハウスキーピングプロモーターを有するトランスジェニック動物の系統中に
挿入される。上記で論じられたように、ベクターは、5’LTRのu3sff域
を置換するそのようなプロモーターを開放され得る(図3)、このトランス遺伝
子は、その発現において誘発性であり、又は遍在性である。
しかしながら、このベクターはパッケージされない0次に、これらの動物系をg
ag/pal/env動物に対合し、そして続く子孫がパッケージングされたベ
クターを生成する。実質的に同一である子孫が特徴づけられ、そして主要生成細
胞の無限の源を提供する。他方、gag/pol及びenvを製造し、そしてト
ランスジェニック動物に由来する主要細胞が、主要細胞生成体系を製造するため
に多量のレトロウィルスベクターにより感染され又はトランスフェクトされ得る
。多くの異なったトランスジェニック動物又は昆虫、たとえばマウス、ラット、
ニワトリ、ブタ、ウサギ、ウシ、羊、魚及びハエは、それらのベクターを生成す
る。そのベクター及びパフケージングゲノムが、組織−特異性プロモーター及び
種々のエンベロープタンパク質の使用により種悪染特異性及び組繊−特異性発現
のために構成される。
そのような方法の例は、図4に示される。
主要パッケージング系のトランスジェニック生成の次の例はマウスに関してのみ
記載されているが、それらの方法は当業者により他の種に拡張され得る。それら
のトランスジェニック動物は、マイクロインジェクション又は遺伝子トランスフ
ァー技法により生成され得る。マウスゲノムにおけるMLV配列に対しての相同
性を付与する場合、好ましい最終動物はマウスではない。
1l班工
良く特徴づけられたハウスキーピングプロモーターの例はtlPRTプロモータ
ーである。 IIPRTは、すべての組織において発現するプリンサルベージ酵
素である* (Patelなど、、Mo1. Ce1l Biol、 6 :
393〜403.1986及びMeltonなど、、Proc、 Na11.
Acad、 Sci、1 : 2147〜2151.1984を参照のこと)、
このプロモーターは、組換えDNA技法(Mantatisなど、+l’1ol
ecular C1onin :^Laborator ManualCold
Spring Harbor、 1982を参照のこと)を用いて、Blue
scriptプラスミド(Strategene+ Inc、)にクローン化さ
れる種々のgag/po+フラグメント(たとえばBal I /Sca r
;Aat If/Sca I ;MoMLVのPst I /Sca I ;
l?NA Tutor V亘uses 2 Co1d Sprrng Harb
orLaboratory+ 1985を参照のこと)の前方に挿入される。得
られたプラスミドは、精製され(Maniatisなど−hop、 cit、)
、そして適切な遺伝子情報がGene clean (Bio 101)又は
電気溶出(Hoganなど。
Mani ulatin the Mouse Ewbr o : A Lab
orator Manual ColdSpring Harbor、 198
6を参照のこと)を用いて単層される。
これらの十分に特徴づけられたDNAは、2lg/dの濃度で、受精されたマウ
ス卵の前核にマイクロインジェクトされる。生存する生まれたマウスをテイルプ
ロット分析(Hoganなと、+Op、 cit、を参照のこと)によりスクリ
ーンする。トランスジェニック−陽性動物を、放射性ラベルされた一次細胞、た
とえばsui芽細胞の免疫沈殿法によりgag/pot タンパク質の発現レベ
ルについて特徴づける(Harlowなど、、Antibodies 上Aユa
boraLor Manual、 Co1d SpringHarbor、 1
988を参照のこと)1次に、動物は、特徴づけられたレベルのgag/p01
を生成する動物系の確立のためにホモ接合度に繁殖する。
スm
−ンスジェニ・り におしる′ のためのハウスキーピングブロモ−−いてのe
nv ンバク バイブ1ツドエンベローブ ンパク の
この例は、エンベロープ又はハイブリッドエンベロープタンパク質のいづれかの
発現のために)IPRTプロモーターを使用する。エンベロープタンパク賀は、
MLVの場合、適切なgag/I)01を補足できるいづれかのレトロウィルス
からであり得る9例として、エコトロピック(ecotropic)MLV、両
回性MLV、異種向性?jLV、多向性M[、V又はハイブリッドエンベロープ
を挙げることができる。上記のようにして、エンベロープ遺伝子を、組換えDN
A技法(Maniatisなど、+op、 ctt、を参照のこと)を用いてH
PRTプロモーターの後ろにクローン化する。
その得られる“ミニ遺伝子”を単離しくHoganなと1.op、 cit、を
参照のこと)、そしてエンベローブタンバク賞の発現を決定する(Harlo−
など、、op、 cit、) * トランスジェニックエンベロープ動物を、十
分にvf散づけられたエンベロープ動物を確立するためにホモ接合度に繁殖する
。
裏胤医l
これは、十分に特徴づけられたgag/pa+動物、並びに永久的なgag/ρ
of/エンベロープ動物系の確立のための動物を使用する。これは、ホモ接合度
への繁殖及び十分に特徴づけられた系統の確立を包含する0次に、これらの系統
は、組織培養においてベクターをパッケージするために使用され得る主要マウス
胚系を確立するために使用される。さらに、レトロウィルスベクターを含む動物
をこの系統中に繁殖する。
裏旌■工
この例は、特異的組織、たとえばT−11胞におけるgag/ρol、エンベロ
ープ又はハイブリッドエンベロープの高レベル発現を示す、これは、位置及びコ
ピー数独立性を付与するCO2配列(Lanzなど、1εMho J、 7 :
1675〜1682.19813を参照のこと)の使用を包含する。
CD2遺伝子からの1.5 kbのHa腸旧/HindII[フラグメントを、
組換えDNA 技法を用いてgag/pot、エンベロープ又はハイブリッドエ
ンベロープフラグメントの前方に挿入する。これらの遺伝子をマイクロインジェ
クションにより授精されたマウス卵生に挿入する。トランスジェニック動物を前
記のようにして特徴づける。T−細胞における発現を確立し、そして動物をトラ
ンスジェニック動物の十分に特徴づけられた系統を確立するためにホモ接合性に
繁殖する− gag/pol動物とエンベロープ動物とを交配し、T−細胞のみ
において発現するgag/pol−env動物を確立する1次に、それらの動物
のT−細胞はレトロウィルスベクターをパッケージングできるT−細胞のための
源である。再び、ベクター動物をそれらのgag/pol−env動物に繁殖し
、前記ベクターを発現するT−細胞を確立する。
この技法は、他の組織特異性プロモーター、たとえば乳汁−特異性(乳漿)、膵
臓(インシュリン又はエラスターゼ)又はニューロン(ミニリン塩基性タンパク
質)プロモーターの使用を可能にする。
プロモーター、たとえば乳汁−特異性プロモーターの使用を通して、組換えレト
ロウィルスは、その子孫の生物学的流体から直接的に単離され得る。
亥m亀
トランスジェニック にお番るハウスキーピング は ・レトロウィルスベタ
−の
トランスジェニック動物の生殖細胞系へのレトロウィルス又はレトロウィルスベ
クターの挿入は、はとんど又はまったくの発現をもたらさない、 Jaenjs
ch (Jahnerなど、、Nature 298 : 623〜628.1
982を参照のこと)により記載されるこの効果は5ルトロウィシスLTR配列
のメチル化に寄与する。この技法は、レトロウィルスベクター/レトロウィルス
を発現するためにハウスキーピング又は組織特異的プロモーターのいづれかを置
換することによってメチル化効果を克服する。エンハンサ−要素を含む、5 ’
LTRの0381域を、ハウスキーピング又は組織特異的プロモーターからの
調節配列により置換する(図20を参照のこと)、3’LTRは、それがウィル
スRN^のポリアデニル化及び組込みのために必要な配列を含むので、十分に保
持される。レトロウィルス復製のユニークな性質の結果として、組込まれたプロ
ウィルスの5 ’ LTHのLI3TlI域が、i染性ウィルスの3’LTRの
U3領域により生成される。従って、3′は必要であるが、ところが5′u3は
なくても済む、プロモーターと5 ’ LTRU3配列との置換及びトランスジ
ェニック動物の生殖細胞系中への挿入は、レトロウィルスベクター転写体を生成
できる動物の系統をもたらす。
次に、それらの動物とgag/po[−env動物とを交配し、レトロウィルス
生成動物を生成する(図4を参照のこと)。
前述から、本発明の特定のa様を例示目的で記載して来たが、種々の変性が本発
明の範囲内で行なえる。従って、本発明は制限的ではない。
浄書(内容に変更全し)
FI[G。HA
HIV及びMLV ENV遺伝子上への融合部位の創造5..46.、OQ、5
7.o 7..5 11.OKbp9p70 ρ15ε
FIG。2
手続補正書(方式)
平成5年3月37日