JPH06509329A - Treatment of diseases by site-specific infusion of cells or site-specific transformation of cells and kits therefor - Google Patents
Treatment of diseases by site-specific infusion of cells or site-specific transformation of cells and kits thereforInfo
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。 (57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】 細胞の部位特異的な点滴注入または 細胞の部位特異的形質転換による疾患の治療およびそのためのキット 技−術分」 本発明は、細胞の部位特異的な点滴注入または細胞の部位特異的形質転換による 疾患の治療、およびそのためのキットに関する。[Detailed description of the invention] site-specific infusion of cells or Treatment of diseases by site-specific transformation of cells and kits therefor Techniques The present invention is directed to site-specific infusion of cells or site-specific transformation of cells. Related to disease treatment and kits therefor.
背1U支術 多くの全身的および先天的な疾患に対する効果的な治療は現代の医学にとっても まだ大きな挑戦課題として残されている。治療薬を生体の特定の部位に運ぶ能力 は、たとえば、局所的な疾患の治療にとって非常に重要なものである。また、治 療薬を循環器系を経由して潅流させることができれば、全身的な疾患の治療など に効果的である。Back 1U orthopedic surgery Effective treatments for many systemic and congenital diseases are essential to modern medicine. This remains a major challenge. Ability to deliver therapeutic drugs to specific parts of the body are of great importance, for example, for the treatment of local diseases. Also, cure If therapeutic drugs can be perfused through the circulatory system, they can be used to treat systemic diseases, etc. effective.
たとえば、抗腫瘍剤またはトキシンを腫瘍部位のすぐ近くに確実に投与できるこ とは望ましいことである。同様に、たとえば、糖尿病患者の血液中にインスリン を潅流させることができることも望ましいことである。しかしながら、多くの治 療薬に関して、特定部位への投与または全身的投与のいずれにおいても満足でき る方法はない。For example, ensuring that antitumor drugs or toxins can be delivered in close proximity to the tumor site. That is desirable. Similarly, insulin is present in the blood of diabetics, for example. It is also desirable to be able to perfuse the However, many treatments Regarding therapeutic agents, whether administered locally or systemically, the results are satisfactory. There is no way to do that.
加えて、多くの疾患において、局所的または全身的に、欠陥のある内因性遺伝子 の発現、外因性遺伝子の発現、あるいは内因性遺伝子の抑制、を起こさせること ができれば望ましいが、これらもまた、まだ達成されていない課題である。In addition, in many diseases locally or systemically defective endogenous genes , expression of an exogenous gene, or suppression of an endogenous gene. Although it would be desirable to be able to do so, these are also issues that have not yet been achieved.
特に、アテローム性動脈硬化症の発病はつぎの3つの基本的な生物学的なプロセ スで特徴づけられる。これらは=1)血管内膜の平滑筋細胞の増殖とマクロファ ージの堆積;2)平滑筋細胞の増殖による大量の結合組織マトリックスの生成; 3)細胞の中およびそれをとりまく結合組織中での脂質の蓄積(基本的にはコレ ステロールエステルおよび遊離コレステロールの形で)、である。In particular, the pathogenesis of atherosclerosis involves the following three basic biological processes. It is characterized by These are = 1) proliferation of smooth muscle cells in the vascular intima and macrophages; 2) production of a large amount of connective tissue matrix by proliferation of smooth muscle cells; 3) Accumulation of lipids in cells and the connective tissue surrounding them (basically in the form of sterol esters and free cholesterol).
最初に起こる事象は内皮細胞の損傷で、これは内皮の浸透膜への干渉となって現 れ、内皮表面の非凝血特性が変化し、内皮の凝血促進特性が昂進する。単球が内 皮細胞間を遊走し、スカベンジャー細胞として活発になり、マクロファージに分 化する。The first event that occurs is endothelial cell damage, which manifests as interference with the endothelial permeable membrane. This changes the anticoagulant properties of the endothelial surface and enhances the procoagulant properties of the endothelium. Monocytes inside Migrate between skin cells, become active as scavenger cells, and separate into macrophages. become
ついでマクロファージは、血小板誘導成長因子(PDGF)、線雑芽細胞成長因 子(FGF)、表皮成長因子(EGF)、および形質転換成長因子α(TGF− α)を合成し、分泌する。これらの成長因子は、アテローム性動脈硬化プラクの 中の繊維芽細胞および平滑筋細胞の遊走および増殖を強力に刺激する。さらに、 血小板は損傷した内皮細胞および活性化されたマクロファージとの相互作用で成 長因子の生産および血栓の生成をもたらす。Macrophages then receive platelet-derived growth factor (PDGF), a cell growth factor. (FGF), epidermal growth factor (EGF), and transforming growth factor alpha (TGF- α) is synthesized and secreted. These growth factors inhibit atherosclerotic plaques. potently stimulates the migration and proliferation of fibroblasts and smooth muscle cells in the body. moreover, Platelets are formed through interaction with damaged endothelial cells and activated macrophages. leading to the production of long factors and the formation of blood clots.
冠動脈系の疾患の臨床管理における2つの大きな問題としては、急性の心筋虚血 における血栓の生成および冠動脈形成術(PTCA)後の再狭窄がある。この両 者とも、内皮の損傷、活性化されたマクロファージおよび血小板による成長因子 群の放出といった一般的な細胞事象が関与する。冠動脈形成術を行うと、アテロ ーム性動脈硬化プラクを破壊し、内皮を除去することになる。この血管の外傷は 、血小板凝集およびPTCA部位での血栓生成を促進する。血小板やマクロファ ージからさらにマイトジェンが放出されると、平滑筋細胞の増殖および単球の浸 潤によって再狭窄にいたる。Two major problems in the clinical management of coronary artery disease are acute myocardial ischemia. Thrombus formation and restenosis after coronary angioplasty (PTCA). Both of these growth factors due to endothelial damage, activated macrophages and platelets Common cellular events such as population release are involved. When coronary angioplasty is performed, atherosclerosis This will destroy the atherosclerotic plaque and remove the endothelium. This vascular trauma , promotes platelet aggregation and thrombus formation at the PTCA site. platelets and macrophages Further release of mitogens from the medium stimulates smooth muscle cell proliferation and monocyte infiltration. moisture leads to restenosis.
この問題は、抗血小板剤を使用する経験医学診療では予防できず、PTCA患者 の173で起こっている。再狭窄の解決策は、血小板凝集の防止、血栓生成の防 止、ならびに平滑筋細胞の増殖抑止である。This problem cannot be prevented by empirical medical practice using antiplatelet agents, and patients with PTCA It is happening in 173 of . The solution to restenosis is to prevent platelet aggregation and blood clot formation. and inhibition of smooth muscle cell proliferation.
血栓の生成はまた、冠状症候群の安定から不安定への移行における決定的な細胞 現象である。この病因には、多くの場合急性の内皮細胞の損傷あるいはプラクの 破壊が関与し、内皮細胞の付着部の機能不全を促進し、下層のマクロファージフ オーム細胞を露出させることになる。これによって、循環している血小板の付着 、凝集、および血栓生成の機会が生まれる。Thrombus generation is also a critical cell in the transition from stable to unstable coronary syndromes. It is a phenomenon. The pathogenesis often involves acute endothelial cell damage or plaque formation. destruction, promoting dysfunction of endothelial cell attachments and underlying macrophage foci. This will expose the ohmic cells. This allows the adhesion of circulating platelets. This creates opportunities for , aggregation, and thrombus formation.
組織プラスミノーゲン活性化剤(tPA)のような血栓溶解剤の静脈内注射によ って、急性の心筋梗塞患者の約70%において血栓を溶解するという結果が得ら れている。にもかかわらず、約30%の患者では再潅流ができず、また梗塞を起 こした動脈でいったん再潅流をした患者の約25%が、24時間以内に血栓の再 発を経験している。したがって、再血栓に対する効果的な治療法は現代の医学界 における重要な課題として残されている。by intravenous injection of thrombolytic agents such as tissue plasminogen activator (tPA). The results showed that it dissolves blood clots in approximately 70% of patients with acute myocardial infarction. It is. Despite this, approximately 30% of patients are unable to achieve reperfusion and suffer from infarction. Approximately 25% of patients who are reperfused with a strained artery will see the blood clot reoccur within 24 hours. have experienced an outbreak. Therefore, effective treatment for rethrombo This remains an important issue in the future.
上述のように、再血栓に対する効果的な治療法のみが現在残されている唯一の重 要な課題というわけではない。不安定なアンギーナ、心筋梗塞や慢性の組織虚血 といった、その他の虚血性の症状の治療、あるいは全身的および先天的な疾患や 癌などの治療も重要な課題である。これらの疾患は、抗凝固剤、血管拡張剤、血 管形成剤、成長因子剤や成長抑制剤などの、患者に対する適切な投与によって治 療することができる。このように、これらの診療分野すべてにおいて効果的な治 療法が切望されている。As mentioned above, effective treatments for re-thrombosis are currently the only serious It's not a necessary issue. unstable angina, myocardial infarction and chronic tissue ischemia treatment of other ischemic conditions, such as systemic and congenital diseases, Treatment of cancer and other diseases is also an important issue. These diseases are treated with anticoagulants, vasodilators, blood Treatment can be achieved by appropriate administration of tube-forming agents, growth factors, and growth inhibitors to the patient. can be treated. Thus, effective treatments are available in all of these clinical areas. Therapy is desperately needed.
兜−町@阿示 したがって、本発明の一つの目的は、治療薬の部位特異的な投与のための新規な 方法を提供することにある。Kabuto-cho @Aji Accordingly, one object of the present invention is to develop a novel method for site-specific administration of therapeutic agents. The purpose is to provide a method.
本発明のもう一つの目的は、治療薬を患者の血流の中で潅流させる方法を提供す るものである。Another object of the invention is to provide a method for perfusing therapeutic agents into the bloodstream of a patient. It is something that
本発明のもう一つの目的は、外因性遺伝子を患者の体内で発現させる方法を提供 するものである。Another object of the present invention is to provide a method for expressing an exogenous gene in a patient. It is something to do.
本発明のもう一つの目的は、欠陥内因性遺伝子を患者の体内で発現させる方法を 提供するものである。Another object of the present invention is to provide a method for expressing a defective endogenous gene in a patient. This is what we provide.
本発明のもう一つの目的は、患者の体内の内因性遺伝子の発現を抑制する方法を 提供するものである。Another object of the present invention is to provide a method for suppressing the expression of endogenous genes in a patient's body. This is what we provide.
本発明のもう一つの目的は、患者の体内の損傷した細胞を部位特異的に置き換え る方法を提供するものである。Another object of the present invention is to site-specifically replace damaged cells within a patient's body. This method provides a method for
本発明のもう一つの目的は、治療薬の部位特異的な投与または患者の血流内への 潅流のいずれかによって疾患を治療する方法を提供するものである。Another object of the invention is the site-specific administration or delivery of therapeutic agents into the patient's bloodstream. It provides a method of treating diseases either by perfusion.
本発明のもう一つの目的は、患者の体内で、外因性遺伝子の発現、欠陥のある内 因性遺伝子の発現、または内因性遺伝子の発現の抑制、のいずれかを引き起こす ことによって疾患を治療する方法を提供するものである。Another object of the present invention is to improve the expression of exogenous genes, defective endogenous genes in the patient's body. cause either expression of an endogenous gene or suppression of expression of an endogenous gene The present invention provides a method for treating diseases.
本発明のもう一つの目的は、患者の体内の損傷した細胞を部位特異的に置き換え ることによって疾患を治療する方法を提供するものである。Another object of the present invention is to site-specifically replace damaged cells within a patient's body. It provides a method for treating diseases by
本発明のもう一つの目的は、患者の体内へ正常または形質転換した細胞を部位特 異的に点滴注入するキットを提供するものである。Another object of the present invention is to site-specifically introduce normal or transformed cells into a patient's body. The present invention provides a kit for differential infusion.
本発明のもう一つの目的は、生体内で細胞を部位特異的に形質転換するキットを 提供するものである。Another object of the present invention is to provide a kit for site-specific transformation of cells in vivo. This is what we provide.
以下の詳細な説明で明らかになる本発明のこれらのおよびその他の目的は、本発 明者らが下記を達成することによって、明らかにされたものである:a)(i) 患者への正常細胞(形質転換されていない)または形質転換された細胞の部位特 異的な点滴注入、(11)患者の細胞の部位特異的な形質転換、いずれかからな る方法;および、b)カテーテルを含んだキットであって、(1)正常細胞また は形質転換された細胞の部位特異的な点滴注入、あるいは、(11)細胞の部位 特異的形質転換、のためのもの。These and other objects of the invention, which will become apparent in the following detailed description, are This was made clear by the enlighteners accomplishing the following: a) (i) Site identification of normal (non-transformed) or transformed cells to the patient (11) site-specific transformation of patient cells; and b) a kit comprising a catheter, the kit comprising: (1) normal cells or (11) site-specific infusion of transformed cells; For specific transformation.
正常な細胞の部位特異的な点滴注入は損傷した細胞を置き換えるために使用でき 、一方形質転換された細胞の点滴注入は欠陥のある内因性遺伝子または外因性遺 伝子のいずれかの発現、あるいは内因性遺伝子産物の抑制、のために利用できる 。患者の血管壁への細胞の点滴注入は血流中への治療薬の確実な潅流に使用する ことができる。Site-specific instillation of healthy cells can be used to replace damaged cells. , whereas instillation of transformed cells can detect defective endogenous genes or exogenous genes. Can be used to express either a gene or suppress an endogenous gene product . Instillation of cells into the patient's blood vessel walls is used to ensure perfusion of therapeutic agents into the bloodstream. be able to.
本発明およびこれに付随する多くの利点は、添付図面を参照しながら下記の詳細 な説明を理解するにつれ容易に、より完全な理解、評価に到達できるものである 。The invention and its many attendant advantages will be explained in more detail below with reference to the accompanying drawings. As you understand the explanation, you can easily reach a more complete understanding and evaluation. .
図1および図2は本発明のカテーテルを、外科手術的または経皮的に細胞を血管 内に移植するため、または患者の血管に存在する細胞を生体内で形質転換するた めに、使用する方法を示したものである。Figures 1 and 2 show how the catheter of the present invention can be used to surgically or percutaneously remove cells from blood vessels. for transplantation into the human body or for in vivo transformation of cells present in the patient's blood vessels. Here we show you how to use it.
1■を= −の の1 ここで、実施態様の1つでは、先天性の疾患、全身的な疾患、心血管系の疾患、 特定の器官の疾患、あるいは腫瘍などの疾患の治療に、本発明の、正常細胞また は形質転換細胞の点滴注入、または細胞の形質転換の方法を使用している。1■ = - of 1 Here, in one embodiment, a congenital disease, a systemic disease, a cardiovascular disease, The present invention can be used to treat diseases of specific organs or diseases such as tumors. have used methods of instillation of transformed cells, or cell transformation.
本流において点滴注入される細胞には、内皮細胞、平滑筋細胞、線雑芽細胞、単 球、マクロファージ、および実質細胞などがある。これらの細胞は治療効果ない しは診断効果を有するタンパク質で、天然に存在するかまたはりコンビナンド遺 伝子物質に由来するタンパク質を産生ずるものである。Cells injected in the main stream include endothelial cells, smooth muscle cells, miscellaneous blast cells, and monoblasts. These include spheres, macrophages, and parenchymal cells. These cells have no therapeutic effect It is a protein that has diagnostic properties and can be found in naturally occurring or recombinant genes. It produces proteins derived from genetic substances.
つぎに図を参照すると、ここでは、同一または対応する部位には、すべての図に おいて同一の番号を付している。図1では、米国特許4,836,195に開示 されているデザインのカテーテルを用いた本発明の実施態様を示している(この 特許をここにレファレンスとして援用する)。このカテーテルは正常または遺伝 子的に変換した細胞を血管の壁に供給したり、細胞の局所的形質転換のためにベ クターを導入するために使うことができる。図において互がその血管壁である。Next, referring to the diagrams, here the same or corresponding parts are shown in all diagrams. The same numbers are given in both cases. In Figure 1, disclosed in U.S. Patent 4,836,195 2 shows an embodiment of the invention using a catheter of the design shown in FIG. (patent incorporated herein by reference). This catheter is normal or genetic. Deliver the transformed cells to the walls of blood vessels or use the base for local transformation of cells. can be used to introduce vectors. In the figure, each is the wall of the blood vessel.
図では膨張可能のバルーン手段1および2を膨らませることによって、カテーテ ル部4が所定の位置に保持されているところを示している。バルーン手段↓およ び?−の間の部分に点滴注入口手段旦が備えられている。このカテーテルにはさ らにガイドワイヤ手段旦を備えることもできる。図2は同様のカテーテルの使用 が示されているが、このカテーテルには1個の膨張可能バルーン手段2と複数の 点滴注入口手段旦が備えられている点が図1のカテーテルと異なる。このカテー テルは最大12個の独立した点滴注入口手段aを備えることができるが、図では 5flIAWえているところを示している。In the figure, the catheter is inserted by inflating the inflatable balloon means 1 and 2. The handle portion 4 is shown being held in place. Balloon means ↓ and Beauty? A drip inlet means is provided in the portion between -. This catheter has Additionally, a guide wire means may be provided. Figure 2 shows the use of a similar catheter. is shown, the catheter includes an inflatable balloon means 2 and a plurality of This catheter differs from the catheter of FIG. 1 in that it is provided with a drip inlet means. This catheter The cell can be equipped with up to 12 independent drip inlet means a; 5flIAW is shown.
器官への供給のケースでは、このカテーテルは組織への補給を行う主要動脈に導 入される。リコンビナント遺伝子またはベクターを含んだ細胞は、動脈循環を一 時的に閉塞した後、中央の点滴注入口を通して導入される。このようにして、細 胞またはベクターDNAは毛細管循環を通して、大量の実質組織に移入される。In the case of organ supply, this catheter is guided into the main artery supplying the tissue. entered. Cells containing recombinant genes or vectors can unify the arterial circulation. After temporary occlusion, it is introduced through the central drip inlet. In this way, Cell or vector DNA is imported into a large amount of parenchymal tissue through capillary circulation.
リコンビナント遺伝子もまた、ダブルのバルーンカテーテル手法を目的の器官の すぐ近くの動脈循環に使用して、脈管中に導入することができる。このようにす れば、リコンビナント遺伝子を、関与する組織を潅流する循環系の中に直接分泌 させたり、その器官の中で直接合成させることができる。Recombinant genes also allow the double balloon catheter technique to be used in target organs. It can be used in the immediate arterial circulation and introduced into the vasculature. Like this If so, the recombinant genes can be secreted directly into the circulatory system that perfuses the involved tissues. It can be synthesized directly in the organ.
1つの実施態様では、治療薬は血管細胞によって分泌され、病気に冒されている 特定の器官に供給されている。たとえば、虚血性心筋症は冠循環系に脈管形成性 の因子を導入することによって治療することができる。このアプローチはまた、 脈管形成性の因子が脳やその他の組織の循環を改善できるような末梢血管や大脳 血管の疾患に使用することができる。真性糖尿病はグルコース反応性のインスリ ン分泌細胞を門脈の循環(そこでは通常肝臓に他の組織より高いインスリン濃度 が見られる)に導入することによって治療することができる。In one embodiment, the therapeutic agent is secreted by vascular cells that are affected by a disease. supplied to specific organs. For example, ischemic cardiomyopathy has angiogenic effects on the coronary circulatory system. It can be treated by introducing factors. This approach also Peripheral blood vessels and cerebrum where angiogenic factors can improve circulation in the brain and other tissues Can be used for vascular diseases. Diabetes mellitus is a glucose-responsive insulin insulin-secreting cells into the portal circulation, where the liver normally has higher insulin concentrations than other tissues. can be treated by introducing
治療薬の局所的濃度を高めるためのほか、本流はりコンビナンド遺伝子を実質組 織に供給するためにも使用することができる。なぜならば、本流では高濃度のウ ィルス性ベクターやその他のベクターを特定の循環系に供給することができるか らである。このアプローチを用いて、器官に特異的なタンパク質不全もまた治療 することができる。たとえば、肝臓で、α−抗トリブシンインヒビター不全や高 コレステロール血症は、α−抗トリブシンまたはLDL受容遺伝子を導入するこ とによって治療することができる。さらに、このアプローチは悪性疾患の治療に も利用することができる。手術不能の腫瘍の循環系に対するリコンビナントトキ シン遺伝子の分泌は治療効果をもたらす。例としては、切除不能の聴覚腫瘍やあ るいはある種の血管腫がある。In addition to increasing the local concentration of therapeutic agents, it is also possible to assemble mainstream combinant genes. It can also be used to feed textiles. This is because there are high concentrations of urinary chloride in the main stream. Can viral and other vectors be delivered to specific circulatory systems? It is et al. Organ-specific protein deficiencies can also be treated using this approach. can do. For example, in the liver, α-antitribusin inhibitor deficiency or Cholesterolemia can be treated by introducing α-antitribucin or LDL receptor genes. It can be treated with. Additionally, this approach can be used to treat malignant diseases. can also be used. Recombinant treatment for the circulatory system of inoperable tumors Secretion of the syngene has therapeutic effects. Examples include unresectable auditory tumors. Rui has some type of hemangioma.
臨床的状況においては、これらの治療用リコンビナント遺伝子は関与器官におい て循環供給される細胞の中に導入される。これらの細胞の導入場所としては動脈 系および毛細血管系が好ましいが、静脈系でもよい。In clinical situations, these therapeutic recombinant genes are The cells are then introduced into cells that are supplied cyclically. The best place to introduce these cells is the artery. The venous and capillary systems are preferred, but the venous system may also be used.
局所的な血管損傷の治療の場合、本発明は、その局所にこの症状を改善するタン パク質を発現させる。1つの実施態様では、それらの部位に血管細胞が認められ たので、それらを治療薬を運ぶキャリヤとして利用した。In the case of treatment of localized vascular damage, the present invention provides a method for locally ameliorating this condition. Express protein. In one embodiment, vascular cells are found at the site. Therefore, they were used as carriers for therapeutic drugs.
本発明はこのように、その1つの様相においては、内皮およびその他の血管細胞 の遺伝子的な変換、あるいは体細胞の遺伝子治療によって治療薬剤(すなわち、 タンパク質、成長因子群)を損傷した局所に運ぶ。細胞への遺伝子移植を成功さ せるためには、4つの条件を満たさなければならない。第1に、細胞に移植しよ うとする遺伝子を同定し、単離しなければならない。第2に、発現させようとす る遺伝子はクローン化され、遺伝子操作ができるようになっていなければならな い。第3には、遺伝子は発現可能またはその機能が発揮されるような形で細胞に 導入されなければならない。第4に、遺伝子的に変換された細胞は、それが必要 とされる血管部位に正しく存在させなければならない。The invention thus provides, in one aspect, endothelial and other vascular cells. Therapeutic agents (i.e., proteins, growth factors) to the damaged area. Successful gene transplant into cells In order to do so, four conditions must be met. First, transplant it into cells. The gene of interest must be identified and isolated. Second, try to express The genes used must be cloned and made available for genetic manipulation. stomach. Third, genes are introduced into cells in such a way that they can be expressed or perform their functions. must be introduced. Fourth, genetically modified cells need It must be located correctly in the blood vessel site where it is intended.
本発明によれば、変換された細胞もしくは適当なベクターは、外科的、経皮的に 、または静脈内に導入され、患者の血管壁の1部分に付着させる。あるいは、患 者の血管壁に存在するいくつかの細胞を、望ましい遺伝子材料を用いて、または 直接ベクターを適用して、形質転換させる。場合によっては、血管表面から失わ れたまたは損傷した細胞を置き換えるために、これらの方法を用いて、遺伝子的 に変換されていない血管細胞を導入することもできる。According to the invention, transformed cells or suitable vectors can be surgically, percutaneously, or , or introduced intravenously and attached to a portion of the patient's blood vessel wall. Or the patient some of the cells present in the walls of human blood vessels, using the desired genetic material or Direct vector application and transformation. In some cases, lost from the blood vessel surface These methods can be used to replace damaged or damaged cells. It is also possible to introduce vascular cells that have not been converted to .
本発明によって、どのような血管も、すなわち動脈、静脈、毛細血管系も治療す ることができる。これらの血管は、ヒト、あるいはは乳動物類の体内のいずれの 器官の中、あるいはその近辺のものでもよい。The present invention allows treatment of any blood vessel, i.e. arteries, veins, capillary system. can be done. These blood vessels can be found anywhere in the human or mammalian body. It can be in or near an organ.
血管今夕JJ欠lゴJえ這1し1町Nu換−さJリビ細aプ岑ノ、以下、本発明 の実施態様を説明する。Blood vessel tonight JJ missing l go J e 1 and 1 town Nu exchange - J libi thin a pu sun no, hereinafter, the present invention An embodiment of this will be described.
■、 組織培養中での内皮またはその他の血管細胞の確立最初に、1つの細胞系 が確立され、液体窒素の中に貯蔵される。低温貯蔵に先だって、一定量を取り出 し、希望する遺伝子材料を含んだベクター、ウィルスその他に感染もしくは形質 移入させる◎ 内皮またはその他の血管細胞を、すでに発表されているJ、W、Ford他。■Establishment of endothelial or other vascular cells in tissue culture Initially, one cell line is established and stored in liquid nitrogen. Take out a certain amount before storing at low temperature be infected or infected with a vector, virus, or other material containing the desired genetic material. Import◎ Endothelial or other vascular cells as previously published J, W, Ford et al.
in Vitrq、17.40 (1981)の手法を用いて、酵素学的に血管 の一部から取り出す。血管を切除し、ステンレススチールのロッドの上に反転し て置き、Ca”およびMg”を含まなイHa n kのバランス塩溶液(BSS )、に0.125%のEDTAを加えた培液のO,1%トトリシン博液中で、p H8,37℃で10分間、インキュベートする。Using the method of in Vitrq, 17.40 (1981), enzymatically Take out from part of. Excise the vessel and invert onto a stainless steel rod. Set aside and add a balanced salt solution (BSS ), in a medium containing 0.125% EDTA, p. Incubate at H8, 37°C for 10 minutes.
細胞群(0,4から1.5xlO’)は遠心分離によって回収され、10%胎児 牛血清、25μg/mlの内皮細胞成長補助液(ECGS。Cell populations (0.4 to 1.5 x lO') were collected by centrifugation and 10% fetal Bovine serum, 25 μg/ml endothelial cell growth supplement (ECGS).
Co11aborative Re5earch、 ウォルサム、マサチューセ ッツ州)、15U/mlのヘパリン、および50μg/m1のゲンタミシンを含 んだ培養液199 (GIBCO)中に再懸濁させる。細胞を、ゼラチン(蒸留 水中2mg/ml)をプレコートした75cm”の組織培養フラスコに加える。Co11aborative Research, Waltham, Massachusetts ), 15 U/ml heparin, and 50 μg/ml gentamicin. Resuspend in culture medium 199 (GIBCO). cells with gelatin (distilled) 2 mg/ml in water) to a pre-coated 75 cm” tissue culture flask.
細胞群は交合に達するまで、2日ごとに上記培養液が与えられる。The cell population is fed the above medium every two days until mating is reached.
培養2遍間後、ブタの内皮を培養する場合には、ECG5およびヘパリンを培養 液から除外する。もし、血管の平滑筋細胞あるいは線帷芽細胞を培養する場合に は、ECG5およびヘパリンは培養過程から完全に除外する。細胞のアリコート は、約106個の細胞を0.5mlの水冷胎児子ウシ血清中に氷の上で再懸濁さ せることによって、液体窒素の中で貯蔵する。10%のDMSOを含む同量の水 冷胎児子ウシ血清を加え、細胞を冷やしたスクリューキャップ式のコーニング冷 凍チューブに整す。これらの細胞は、長期間の液体窒素中での貯蔵の前に、3時 間−70℃の冷凍庫に移される。After 2 cycles of culture, when culturing pig endothelium, culture ECG5 and heparin. Remove from liquid. If you want to culture vascular smooth muscle cells or linear blast cells, ECG5 and heparin are completely excluded from the culture process. aliquot of cells Approximately 10 cells were resuspended in 0.5 ml of water-cold fetal calf serum on ice. Store in liquid nitrogen by holding. Equal volume of water containing 10% DMSO A screw-cap Corning refrigerated tube containing chilled fetal calf serum and chilled cells was added. Arrange in a cryotube. These cells were incubated for 3 hours before long-term storage in liquid nitrogen. Transfer to a -70°C freezer for a while.
その後この細胞は、希望する遺伝子材料を含んだベクターに感染させる。The cells are then infected with a vector containing the desired genetic material.
Il、正常または外因性タンパク質を発現している細胞の脈管系への導入。Il, introduction of cells expressing normal or exogenous proteins into the vasculature.
A、関連タンパク質を発現している細胞のカテーテル法による導入。A, Catheterization of cells expressing relevant proteins.
患者は、無菌手法を厳密に適用して、外科的にまたは経皮的にカテーテルを挿入 できるように準備する。目標とする血管の静脈切開を行うか、あるいは適当な麻 酔処理の後、目標とする血管の中に針を挿入する。血管(5)を穿刺し、米国特 許4,636,195のようなカテーテル(これはUSCI。The patient is catheterized either surgically or percutaneously, applying strict aseptic technique. Prepare to be able to do so. Perform a phlebotomy of the target vessel or apply appropriate anesthesia. After anesthesia, insert the needle into the target blood vessel. Puncture the blood vessel (5) and A catheter such as No. 4,636,195 (this is a USCI catheter).
B111erica、マサチューセッツ州から入手可能。この米国特許の開示を ここに援用する)、をもし必要なら蛍光透視カイトのもとで、ガイドワイヤ手段 (6)により、血管(5)の中に進ませる(図1)。このカテーテル手段(4) は、感染した内皮細胞を動脈の別々の部位に導入するようにデザインされている 。Available from B111erica, Massachusetts. The disclosure of this U.S. patent (incorporated herein), under a fluoroscopic kite if necessary, by means of a guide wire. (6) into the blood vessel (5) (Figure 1). This catheter means (4) is designed to introduce infected endothelial cells into separate areas of the artery. .
このカテーテルは、遠位および近位のバルーン手段(2)および(1)を有し、 (それぞれのバルーンの手段は、たとえば長さ約3mm、幅約4mmである)、 バルーン手段の間には一定の長さのカテーテル手段がある。バルーンの間のカテ ーテル手段は、点滴注入口部(3)につながる1つの口部を有する。遠位および 近位のバルーン手段が膨らまされると、血管の中に1つの中央スペースが形成さ れ、口部を通して感染された細胞を点滴注入することができる。The catheter has distal and proximal balloon means (2) and (1); (each balloon means is, for example, about 3 mm long and about 4 mm wide); Between the balloon means is a length of catheter means. cat between balloons The ether means has one mouth leading to the drip inlet (3). distal and When the proximal balloon means is inflated, a central space is formed within the blood vessel. The infected cells can then be instilled through the mouth.
解剖学的標識点により血管の部位が特定され、血管の層化を行うために、近位の バルーン手段(2)を膨らませ、内皮を機械的外傷(たとえば、血管の中に部分 的に膨らませたバルーンカテーテルを強制的に通過させる)または機械的外傷と 少量のディスパー七、トリプシン、コラゲナーゼ、パパイン、ペプシン、キモト リプシン、またはカテプシンなどの蛋白分解酵素の組み合わせ、あるいはこれら の蛋白分解酵素だけを用いた培養により、層化する。蛋白分解酵素のほか、リパ ーゼも使用できる。血管の当該部位はまた、NP−40、TritonXloo 、デオキシコール酸塩、あるいはSDSなどの弱い洗浄剤による処理によっても 層化できる。Anatomical landmarks identify the location of the vessel, and proximal The balloon means (2) is inflated and the endothelium is mechanically traumatized (e.g. into a blood vessel). mechanical trauma (forcible passage of an inflated balloon catheter) or mechanical trauma. A small amount of Disper7, trypsin, collagenase, papain, pepsin, Kimoto proteolytic enzymes such as lipsin or cathepsins, or a combination of these Stratification is achieved by incubation using only protease. In addition to proteolytic enzymes, lipolytic can also be used. The site of the blood vessel is also treated with NP-40, TritonXloo , deoxycholate, or even by treatment with mild detergents such as SDS. Can be layered.
層化の条件は、細胞移入のためには基本的に内皮を完全に落とすか、直接感染の 場合は約20から90%、好ましくは50から75%、の細胞を血管壁から落と すように調整する。ある場合には、細胞の除去をしなくてもよいこともある。The conditions for stratification are basically to completely remove the endothelium for cell transfer, or to remove the endothelium due to direct infection. In some cases, about 20 to 90%, preferably 50 to 75%, of the cells are removed from the blood vessel wall. Adjust so that In some cases, it may not be necessary to remove the cells.
ついでカテーテルを、点滴注入口(3)が層化された内皮の部位にくるように進 める。つぎに動脈の特定の部分に、感染、または形質移入した、あるいは正常な 細胞を30分間点滴注入する。もし、血管がある程度の虚血を許容できる器官を 潅流している場合、たとえば骨格筋、は遠位の潅流は特に問題にはならないが、 もし必要ならば外部シャントで、あるいは遠位の潅流ができるカテーテルを使用 して回復させることができる。感染した内皮細胞を点滴注入した後、バルーンカ テーテルをはずし、動脈穿刺部位および皮膚切開箇所を修復する。もし、遠位の 潅流が必要ならば、遠位潅流ができるようにデザインされた別のカテーテルを使 用する。The catheter is then advanced so that the IV inlet (3) is at the layered endothelium. Melt. A specific section of the artery is then infected, transfected, or normal. Cells are instilled for 30 minutes. If the blood vessels of an organ can tolerate some degree of ischemia, When perfused, for example, skeletal muscle, distal perfusion is not a particular problem; If necessary, use an external shunt or a catheter that allows for distal perfusion. can be recovered. After instilling the infected endothelial cells, the balloon catheter is Remove the tether and repair the artery puncture site and skin incision. If the distal If perfusion is required, use a separate catheter designed for distal perfusion. use
B、リコンビナント遺伝子の血管壁の細胞への直接導入、または生体中の特定の 循環系による潅流:器官壁または器官の細胞の感染または形質移入。B. Direct introduction of recombinant genes into cells of blood vessel walls or specific in vivo Perfusion by the circulatory system: infection or transfection of organ walls or cells of organs.
上記と同様の外科的手法が用いられる。感染した細胞を使うかわりに、形質導入 したウィルス性ベクター(106から106個/m1)または運搬ベクターに複 合化したDNAのような高力価の希望する遺伝子材料を、ダブルバルーンカテー テル手法を用いて、器官壁に直接点滴注入する。このベクターは、感染の効果を 高めるために、血清およびポリブレン(10μg/ml)を含んだ培養液の中に 注入される。カテーテルによってできたデッドスペース中で、充分な時間(0, 2から2時間またはそれ以上)培養した後、この培養液は脱気され、燐酸緩衝生 理塩液で静かに洗浄し、そして動脈循環を回復させる。術後の回復のためにも同 様の手順が適用される。A surgical technique similar to that described above is used. Transduction instead of using infected cells virus vectors (106 to 106 cells/m1) or carrier vectors. High titer desired genetic material, such as synthesized DNA, is transferred into a double balloon catheter. Inject directly into the organ wall using the tell technique. This vector reduces the effectiveness of infection. in culture medium containing serum and polybrene (10 μg/ml) to increase Injected. in the dead space created by the catheter for a sufficient period of time (0, After incubation (2 to 2 hours or more), the culture is degassed and phosphate buffered. Gently wash with saline and restore arterial circulation. The same goes for post-surgery recovery. The same procedure applies.
器官の表面は機械的な層化のみでも、あるいは少量のデイスパーゼ、トリプシン 、コラゲナーゼまたはカテプシンなどの蛋白分解酵素との組み合わせ、またはこ れらの蛋白分解酵素だけを用いた培養、によっても準備することができる。層化 の条件は器官壁からの細胞脱落が適当になるように調節される。The surface of the organ can be layered mechanically or with a small amount of dispase or trypsin. , in combination with proteolytic enzymes such as collagenase or cathepsins, or It can also be prepared by culturing using only these proteolytic enzymes. stratification The conditions are adjusted to achieve adequate cell shedding from the organ wall.
ウィルス性ベクターまたはDNA−ベクター複合体は、精製ウィルスまたは0原 性の血清を含んだ複合体を用いて、ダルベツコの改変イーグル培地に滴下注入す る。または、目標細胞に対するウィルス粒子の付着性を強化して感染効果を高め るために、ポリブレン(10μg/ml)、ポリーL−リジン、デキストランサ ルフェートのような粘着性の物質、または生理学的に適当なポリカチオン性物質 、またはウィルスあるいはベクターの被膜糖蛋白に対するハイブリッド抗体や器 官壁中あるいは器官から潅流する組織中の関連する目標に対するハイブリッド抗 体を含んだ複合体を用いる。ウィルスあるいはベクターの被膜糖蛋白や関連する 目標細胞に対するハイブリッド抗体は、2つの方法のいずれかで作られる。異な るエピトープに対する抗体は化学的に架橋することができる(G、 J u n g、 C。Viral vectors or DNA-vector complexes are purified viruses or The complex containing sex serum was injected dropwise into Dulbecco's modified Eagle's medium. Ru. Alternatively, it can enhance the adhesion of virus particles to target cells to increase the effectiveness of infection. Polybrene (10 μg/ml), poly L-lysine, dextran sticky substances such as ruphate, or physiologically relevant polycationic substances or hybrid antibodies or antibodies directed against the coat glycoprotein of the virus or vector. Hybrid resistance to relevant targets in organ walls or in tissues perfused by organs. A complex containing a body is used. viral or vector coat glycoproteins and related Hybrid antibodies directed against target cells are made in one of two ways. different Antibodies against epitopes can be chemically cross-linked (G, J u n g, c.
J、Hon5ik、R,A、Re1sfeld、およびH,J、Muller− Eberhard、Proc、Natl、Acad、Sci、USA、83゜4 479 (1986);U、D、5taerz、O,Kanagawa、および M、J、Bevan、Nature、314,628 (1985);およびP 。J, Hon5ik, R, A, Relsfeld, and H, J, Muller- Eberhard, Proc, Natl, Acad, Sci, USA, 83°4 479 (1986); U, D, 5taerz, O, Kanagawa, and M. J. Bevan, Nature, 314, 628 (1985); and P. .
Perez、R,W、Hoffman、J、A、Titus、およびり、 M。Perez, R.W., Hoffman, J.A., Titus, and Tori, M.
Segal、、J、13cp、Med、、163,166 (1986))、ま たはハイブリッドハイブリドーマを用いて生物学的にカップリングされる(U、 D。Segal, J. 13cp, Med, 163, 166 (1986)), or biologically coupled using a hybrid hybridoma (U, D.
5taerzおよびM、J、Bevan、Proc、Natl、Acad。5taerz and M, J. Bevan, Proc. Natl, Acad.
Sci、psΔ、83.1453 (1986);およびC,Milstein およびA、C,Cuello、Nature、305,537 (1983)) eカテーテルの中央スペースの中で、0.2から2時間またはそれ以上培養した 後、この培養液は脱気され、燐酸緩衝生理塩液で静かに洗浄し、そして循環を回 復させる。Sci, psΔ, 83.1453 (1986); and C, Milstein and A. C. Cuello, Nature, 305, 537 (1983)) Incubate in the central space of the e-catheter for 0.2 to 2 hours or more. Afterwards, the culture medium is degassed, gently washed with phosphate-buffered saline, and recirculated. restore it.
異なったカテーテルデザイン(図2参照)を用いて、異なった点滴注入プロトコ ールを使用することもできる。この2番目のアプローチでは、単一のノルルーン 手段(2)のカテーテルで、部分的に層化された動脈部分の中にレトロウィルス を高圧で運搬できるような複数の口部手段(3)を有するものを使用する。器官 の表面は上記のように準備され、同様の粘着性分子を使用して、欠陥ベクターを 導入する。この場合、高圧運搬システムの使用は、ベクターと隣接する血管組織 中の細胞との相互作用を最適なものとするのに役立つ。Different infusion protocols can be performed using different catheter designs (see Figure 2). You can also use the This second approach uses a single norrune With the catheter of method (2), retrovirus was detected in the partially stratified arterial segment. A device with a plurality of mouth means (3) that can convey the gas under high pressure is used. organ The surface of is prepared as above and similar adhesive molecules are used to bind the defect vector Introduce. In this case, the use of a high-pressure delivery system is important because the vector and adjacent vascular tissue It helps to optimize the interaction with the cells inside.
本発明はまた、感染の効果を高めるために、成長因子をカテーテルによって局所 的にまたは全身的に使用する方法も提示している。レトロウィルスベクターのほ かに、ヘルペスウィルス、アデノウィルス、あるいはその他のウィルス性ベクタ ーも本流の手法に適したベクターである。The present invention also provides for local delivery of growth factors by catheter to increase the effectiveness of infection. Methods for use locally or systemically are also presented. Retrovirus vector Crab, herpesvirus, adenovirus, or other viral vectors - is also a vector suitable for mainstream methods.
また、器官の中または組織の中で細胞の形質転換を行わせることも可能である。It is also possible to carry out transformation of cells within organs or tissues.
器官または組繊細胞の直接形質転換は、2つの方法のいずれかで行うことができ る。第1の方法では高圧による形質導入が用いられる。高圧によって、ベクター は血管壁を通して回りの組織中に移行する。第2の方法では、キャピラリーベッ ドの中への注入(これは浸潤させるために損傷を受けた後でもよい)によって、 とりまく組織を直接感染させる。Direct transformation of organ or tissue cells can be performed in one of two ways. Ru. The first method uses high pressure transduction. Vector by high pressure migrates through the blood vessel wall and into the surrounding tissues. In the second method, the capillary bed By injection (this may be after damage to infiltrate) into the Directly infect surrounding tissues.
ベクターや細胞の点滴注入のために必要な時間は本発明のうちどの方法を使用す るかによって異なる。細胞やベクターを血管中に点滴注入するのに適当な時間は 0.01から12時間であり、好ましくは0. 1から6時間、最も好ましくは 0.2から2時間である。あるいは、ベクターや細胞の高圧点滴注入を行う場合 は、より短時間が好ましい。The time required for instillation of vectors and cells depends on which method of the present invention is used. It depends on the situation. What is the appropriate time to inject cells or vectors into blood vessels? 0.01 to 12 hours, preferably 0.01 to 12 hours. 1 to 6 hours, most preferably 0.2 to 2 hours. Alternatively, when performing high-pressure infusion of vectors or cells. A shorter time is preferable.
本光朋ヱ使10L(細l匡しく1士 ”遺伝子的材料”という用語は、一般的にタンパク質をコードするためのDNA を指す。またRNAについても、RNAウィルスまたはRNAをベースとしたそ の他のベクターとともに使用されるときには、この用語を適用する。Honmitsu Tomo Eshi 10L The term "genetic material" generally refers to DNA for encoding proteins. refers to Regarding RNA, there are also RNA viruses or RNA-based viruses. This term applies when used in conjunction with other vectors.
形質転換は、直接感染、形質導入、または他の取り込み方法によって外因性遺伝 子を細胞の中に組み込むプロセスである。Transformation involves introducing exogenous genes by direct infection, transduction, or other uptake methods. This is the process of integrating the offspring into the cell.
”ベクター”という用語は、広く知られており、よく使われることば”クローニ ングビヒクル”と同義である。ベクターは非染色体の二重らせんDNAで、完金 なレプリコンからなり、単細胞有機物の中におかれたときに、たとえば形質転換 のプロセスによって、複製される。ウィルス性ベクターには、レトロウィルス類 、アデノウィルス類、ヘルペスウィルス、パボウィルス、または変性天然ウィル ス類がある。ベクターはまた、DNAと細胞によって取り込むことができる化学 品または物質の処方晶も意味する。The term “vector” is a combination of the widely known and commonly used word “crony”. A vector is a non-chromosomal, double-helical DNA It consists of a replicon that, when placed in a unicellular organism, can be transformed, for example. is replicated by the process. Viral vectors include retroviruses , adenoviruses, herpesviruses, pavoviruses, or modified natural viruses. There are some types. Vectors also contain DNA and chemicals that can be taken up by cells. It also means a prescription crystal of a product or substance.
もう1つの実施態様では本発明は遺伝子の発現を抑制する方法を提供する。この 目的を達成するためには4つのアプローチを使うことができる。これらにはアン チセンス剤の使用が含まれ、mRNAに対して相補的な合成オリゴヌクレオチド (Maher III、L、J、 およびDolnick、B、J、Arch。In another embodiment, the invention provides a method of suppressing gene expression. this Four approaches can be used to achieve the objective. These include Synthetic oligonucleotides complementary to mRNA, including the use of antisense agents (Maher III, L, J, and Dolnick, B, J, Arch.
Tj−i o−■」」シリ1[9世1.253. 214−220 (1987 )およびZamecnik、P、C,、他、Proc、Natl、Acad、S ci、。Tj-i o-■” Siri 1 [9th generation 1.253. 214-220 (1987 ) and Zamecnik, P. C., et al., Proc. Natl., Acad, S. ci,.
83.4143−4146.(1986))、またはこの遺伝子の逆相補体を発 現するプラスミド(Izant、J、H,およびWeintraub、H,。83.4143-4146. (1986)), or generate the reverse complement of this gene. Expressing plasmids (Izant, J. H., and Weintraub, H.).
5−cience、229,345−352.(1985);Ce1l、36゜ 1077−1015 (1984) )、のいずれかを使用する。さらに、リボ ザイムと呼ばれる触媒的RNA5は特にRNAシーケンスを分解させることがで きる(Uhl、enbeck、O,C,、Nature、328,596−60 0゜(1987)、Hasel、off、J、およびGerlack、W、L、 。5-science, 229, 345-352. (1985); Ce1l, 36° 1077-1015 (1984)). In addition, ribo Catalytic RNA5 called zyme is particularly capable of degrading RNA sequences. (Uhl, enbeck, O, C,, Nature, 328, 596-60 0° (1987), Hasel, off, J., and Gerlack, W.L. .
jja t、−u、、r−、e、334,585−591.(1988))、第 3のアプローチは、″細胞内免疫化”であり、細胞内タンパク質の類似体が特に それらの機能を阻害する(Friedman、A、D、、Triezenber g、S、J、およびMcknight、S、L、、Natgre、335,4. 52−454(1988))もので、以下に詳細を示す。jja t, -u,, r-, e, 334, 585-591. (1988)), No. The third approach is “intracellular immunization,” in which analogs of intracellular proteins are specifically inhibit their functions (Friedman, A.D., Triezenberg g, S. J., and McNight, S. L., Natgre, 335, 4. 52-454 (1988)), details of which are shown below.
第1のアプローチは特に細胞内の転写を除去するのに使用できる。転写の除去は S1ヌクレア一ゼ分析で確認することができ、結合タンパク質の発現は機能分析 で確認される。転写ファクタmRNAのプロセシングおよび翻訳の阻害に単一ら せんオリゴヌクレオチド類似体を使用することができる。要約すれば、目的遺伝 子のコード鎖に相補的な合成オリゴヌクレオチドまたはチオールから誘導された アナログ(20−50ヌクレオチド)が準備される。これらのアンチセンス剤は mRNAの異なる領域ごとに準備される。それらは、遺伝子の5”非翻訳領域、 翻訳開始サイトおよびそれに続<20−50の塩基対、中央のコード領域、また は3′非翻訳領域、に相補的なものである。アンチセンス剤は活性化の前に形質 導入された細胞と一緒に培養される。どの領域がこれらの遺伝子の発現を阻止す るのにより効果的かを確認するために、メツセンジャーRNAの異なる部位に対 するアンチセンス剤の競合物質の効果を比較する。The first approach can be used specifically to eliminate intracellular transcription. Removal of transcription Expression of binding proteins can be confirmed by S1 nuclease analysis and functional analysis. will be confirmed. A single agent for inhibiting transcription factor mRNA processing and translation. Single oligonucleotide analogs can be used. In summary, objective genetics derived from synthetic oligonucleotides or thiols complementary to the child coding strand Analogs (20-50 nucleotides) are prepared. These antisense agents Prepared for each different region of mRNA. They are the 5” untranslated region of the gene, The translation initiation site and <20-50 base pairs following it, the central coding region, and is complementary to the 3' untranslated region. Antisense agents are conjugated prior to activation. It is cultured together with the introduced cells. Which regions block the expression of these genes? In order to see if it is more effective in Compare the effectiveness of competing antisense drugs.
RNAはまた、自動触媒的にはたらいて自己融解を起こさせたり、特に相補的R NAシーケンスを分解させる機能を有している(Uhl、enbeck、O,C ,。RNA can also act autocatalytically to cause autolysis, especially when complementary R It has the function of decomposing the NA sequence (Uhl, enbeck, O, C ,.
Nature、328,596−600 (1987)、Haseloff、J 。Nature, 328, 596-600 (1987), Haseloff, J. .
およびGerlack、、W、L、、、Nature、334,585−+59 1゜(J、988)、およびHutchins、C,J、、他、Nuc上旦上皇 1/jq i伏−5Res工、14.3627−3640(1986))。RN A開裂がうまくゆくための条件としては、ハンマーヘッド構造と構造のフランキ ング部位についた保存RNAシーケンスがある。この触媒的領域の隣接領域は特 定のRNAに対して相補的であり、したがってリボザイムが特定の細胞mRNA 5を特徴とする特定の目標遺伝子の生産を阻止するためには、この遺伝子をコー ドするmRNAをリボザイムを使用して分解してやればよい。要約すれば、RN A転写の中のどのようなGUGシーケンスもリボザイムを使用した分解の目標に なりえる。これらはDNAシーケンス分析で確認され、RNA転写にまたがるG UGサイトがその特異的分解のために使用される。5′非翻訳領域の中のサイト 、コード領域のサイト、および3′非翻訳領域の中のサイトが、この転写を分解 するのにより効果的かどうかを決定するための目標とされる。GUGサイトの上 流の20塩基対の相補的シーケンスをコードする合成オリゴヌクレオチド、ハン マーヘッド構造とこのサイトの下流の一20塩基対の相補的シーケンスが、cD NAの関係サイトに挿入される。このようにして、リボザイムは同じ細胞区画を 内因性メツセージとして目標にする。特別のエンハンサ−の下流に挿入されたり ボザイムは、特定の細胞の中で高い発現を示すものを作り出す。これらのプラス ミドは、ネオマイシン耐性プラスミドpsV2−Neoまたは選択的マーカーと ともにエレクトロポレーションおよび同時形質導入によって、関係する目的細胞 に導入される。これらの転写の発現はノーザン・プロットおよびS1ヌクレア一 ゼ分析によって確認される。確認されると、mRNAの発現を81ヌクレアーゼ プロテクシヨンによって、これらの転写の発現が目的mRNAおよびそれを規制 する遺伝子の定常レベルを下げているかどうか評価する。タンパク質のレベルも また確認する。and Gerlack, ,W.L., ,Nature, 334,585-+59. 1° (J, 988), and Hutchins, C.J., et al., Retired Emperor Nuc. 1/jq i-5Res Engineering, 14.3627-3640 (1986)). R.N. The conditions for successful A cleavage are the hammerhead structure and the flank structure. There is a conserved RNA sequence attached to the binding site. The region adjacent to this catalytic region is ribozymes are complementary to specific RNAs, and thus ribozymes target specific cellular mRNAs. In order to prevent the production of a specific target gene characterized by The mRNA to be coded may be degraded using ribozyme. In summary, R.N. Any GUG sequence within the A transcript can be targeted for degradation using ribozymes. It can be. These were confirmed by DNA sequence analysis, and G UG sites are used for its specific degradation. Sites in the 5' untranslated region , sites in the coding region, and sites in the 3′ untranslated region that degrade this transcription. The goal is to determine whether it is more effective. On the GUG site A synthetic oligonucleotide encoding a 20 base pair complementary sequence of The Marhead structure and a complementary sequence of 120 base pairs downstream of this site indicate that cD It will be inserted into NA related sites. In this way, ribozymes target the same cellular compartment. Target as an endogenous message. inserted downstream of a special enhancer Bozymes are produced that are highly expressed in specific cells. these pluses Mid with neomycin resistance plasmid psV2-Neo or selective marker Both by electroporation and co-transduction, the relevant cells of interest will be introduced in Expression of these transcripts was determined by Northern blot and S1 nuclear Confirmed by enzyme analysis. Once confirmed, mRNA expression is controlled by 81 nuclease By protection, the expression of these transcripts is controlled by the target mRNA and its regulation. Assess whether the steady-state levels of genes that protein levels too I'll check again.
遺伝子はまた、活性化に必要な領域を欠いた変異転写を用意することによって阻 害される。要約すれば、その領域を確定した後、機能を刺激できないような変異 型を合成する。この切形遺伝子を、ネオマイシン耐性遺伝子を含んだプラスミド の5V−40エンハンサ−の下流に挿入する(Mu 11 i gan、 R, およびBerg、P、、5cience、209.L422−1427 (19 80)(別の転写ユニットの中)。このプラスミドを細胞の中に導入し、041 8を使って選別する。この遺伝子の変異型の存在は、S1ヌクレア一ゼ分析およ び免疫沈降法によって確認される。これらの細胞中の内因性タンパク質の機能は 2つの方法によって評価される。第1は、正常な遺伝子の発現を確認する。第2 は、これらのタンパク質の既知の機能を評価する。もし、この細胞間阻害型変異 株がその宿主に対して毒性がある場合には、メタロチオネインプロモーターのよ うな胱導性のコントロールエレメントに導入する。安定した株を単離したあと、 細胞をZnまたはCdとともに培養しこの遺伝子を発現させる。そのあと宿主細 胞に対する影響を評価する。Genes can also be inhibited by providing mutant transcripts that lack regions necessary for activation. be harmed. In summary, once the region has been defined, mutations that fail to stimulate function Compose the mold. This truncated gene is transferred to a plasmid containing the neomycin resistance gene. Insert downstream of the 5V-40 enhancer (Mu 11 i gan, R, and Berg, P., 5science, 209. L422-1427 (19 80) (in a separate transcription unit). This plasmid is introduced into cells, and 041 Sort using 8. The presence of mutant forms of this gene was confirmed by S1 nuclease analysis and confirmed by immunoprecipitation. The function of endogenous proteins in these cells is It is evaluated by two methods. The first confirms normal gene expression. Second evaluate the known functions of these proteins. If this intercellular inhibitory mutation If the strain is virulent to its host, a metallothionein promoter, etc. Introduced into the bladder conductivity control element. After isolating a stable strain, Cells are cultured with Zn or Cd to express this gene. After that, the host details Assess the effect on cells.
特定の遺伝子を不活性化させるもう1つのアプローチは、その他の活性の機能や 発現と拮抗するりコンビナンドタンパク質を過剰に発現させることである。たと えば、もしTPAの発現を減らしたい場合(たとえば、播種性の血栓溶解の診療 手段において)には、プラスミノーゲンアクチベーターインヒビターを過剰に発 現させればよい。Another approach to inactivating specific genes is to The method is to overexpress a combination protein that competes with the expression. and For example, if you want to reduce TPA expression (e.g., in the treatment of disseminated thrombolysis) method) involves excessive production of plasminogen activator inhibitors. All you have to do is make it appear.
近年の生化学および分子生物学の発展により、”リコンビナント”ベクター、た とえばその中のレトロウィルスおよびプラスミドが、外因性のRNAまたはDN Aをそれぞれ含むもの、を作ることが可能になった。特殊なものでは、リコンビ ナントベクターが非相同のRNAまたはDNA (これはりコンビナンドベクタ ーによる形質転換ができる有機体では通常生成されないポリペプチドをコードし たRNAまたはDNAという意味であるが)を含むことも可能になった。リコン ビナントRNAまたはDNAベクターの生産についてはよく知られており、詳細 を説明するまでもない。しかし、参考のためにこのプロセスについて簡単に述べ ておく。Recent advances in biochemistry and molecular biology have led to the development of “recombinant” vectors. For example, retroviruses and plasmids therein may contain exogenous RNA or DNA. It is now possible to create things that each contain A. For special items, recombination is required. Non-homologous RNA or DNA (this is also a combination vector) It encodes a polypeptide that is not normally produced in organisms that can be transformed with It has also become possible to include RNA or DNA (in the sense of RNA or DNA). Recon The production of binant RNA or DNA vectors is well known and detailed. There is no need to explain it. However, I will briefly describe this process for your reference. I'll keep it.
たとえば、レトロウィルスまたはプラスミドベクターは、開裂により連結可能な 末端部をもつ直鎖RNAまたはDNAにすることができる。これらの末端部は相 補的な同様の連結可能な末端部を有する外因性RNAまたはDNAと結びつき、 完全なレプリコンおよび希望する発現特性を有して生物学的機能を発揮できるリ コンビナントRNAまたはDNA分子となる。For example, retroviral or plasmid vectors can be ligated by cleavage. It can be linear RNA or DNA with terminal ends. These ends are binding to exogenous RNA or DNA having complementary like ligatable termini; A complete replicon and a replica that has the desired expression characteristics and is capable of performing biological functions. Becomes a combination RNA or DNA molecule.
RNAおよびDNAの組換えには、別々のRNAまたはDNAの隣りあった末端 フラグメントを連結しやすいように調整するなど、種々の手法がある。For RNA and DNA recombination, adjacent ends of separate RNA or DNA There are various techniques, such as adjusting fragments to make them easier to connect.
本発明で使用する外因性、すなわちドナーである、RNAまたはDNAは適当な 細胞群から得ることができる。公知の手法を使って、ベクターを作り、治療薬タ ンパク質の生体中発現が可能な形質転換細胞を得る。形質転換細胞は、目的細胞 を、目的細胞の中にRNAまたはDNAを取り込み形質転換できるような処方の RNAまたはDNAに接触させることにより得ることができる。そのような処方 には、たとえば、レトロウィルス類、プラスミド類、リポソーム組成物、または ポリ−ルーリジン、DEAC−デキストランのようなポリカチオン性の物質およ び目的リガンドなどが含まれる。The exogenous, or donor, RNA or DNA used in the present invention may be any suitable It can be obtained from a group of cells. Using known methods, vectors are created and therapeutic drug tags are added. Transformed cells capable of in vivo expression of proteins are obtained. Transformed cells are target cells of a formulation that allows for the incorporation of RNA or DNA into target cells for transformation. It can be obtained by contacting RNA or DNA. such a prescription For example, retroviruses, plasmids, liposomal compositions, or Polycationic substances such as poly-luridine, DEAC-dextran and and target ligands.
このよう−に本発明は、治療薬または診断薬を、局所的または全身的な目的のた めに、血管の局所′に送り込む方法として、細胞の遺伝子的変換を利用する方法 を提供するものである。これらの細胞中で発現されるリコンビナントタンパク質 の範囲は広くかつ種類が多い、これには、血栓症および再狭窄症、脈管形成の治 療のためのtPA、または再血管形成の目的のための成長因子、および血管収縮 または血管けいれんを改曹するための血管作用性因子、などのタンパク質を発現 するベクターを使用する遺伝子変換も含まれる。この手法はまた、遺伝的疾患、 または後天的な病気、局所的あるいは全身的な疾患に対する遺伝子的な治療にお よぶものである。本発明はまた、細胞が失われた特定の部位に正常な細胞を導入 する、たとえば、血管形成手術やカテーテル処置の間に損傷した内皮を置き換え る、ためにも使用できる。The present invention thus provides the ability to administer therapeutic or diagnostic agents for local or systemic purposes. A method that utilizes genetic modification of cells as a method of delivery to the local area of blood vessels for the purpose of It provides: Recombinant proteins expressed in these cells The scope of treatment is wide and varied, including treatment of thrombosis and restenosis, and angiogenesis. tPA for therapy, or growth factors for revascularization purposes, and vasoconstriction or express proteins such as vasoactive factors, to reverse vasospasm It also includes gene conversion using vectors that This technique can also be used to treat genetic diseases, or genetic therapy for acquired, local or systemic diseases. It is called. The invention also allows the introduction of normal cells into specific sites where cells have been lost. for example, replacing damaged endothelium during angioplasty surgery or catheterization It can also be used for
たとえば、虚血性疾患(血栓症)の治療においては、tPAまたはその修飾物、 ウロキナーゼまたはストレプトキナーゼなどをコードする遺伝子的材料が、細胞 を形質転換するために使用される。虚血性器官(たとえば、心臓、腎臓、大腸、 肝臓、など)疾患の治療においては、形質転換成長因子a (TGF−α)、形 質転換成長因子s (TGF−β)、アンジオジェニン、腫瘍壊死因子α、腫瘍 壊死因子β、酸性フィブロブラスト成長因子または基本フィブロブラスト成長因 子のような側副枝再生剤(recollateralization agen ts)をコードする遺伝子的材料を使用することができる。血管運動系の疾患の 治療においては、血管拡張剤または血管収縮剤をコードする遺伝子的材料を使用 することができる。これらには、心房性ナトリウム排泄増加因子、血小板から誘 導された成長因子またはエンドセリンが含まれる。糖尿病の治療においては、イ ンスリンをコードする遺伝子的材料を使用することができる。For example, in the treatment of ischemic diseases (thrombosis), tPA or its modified products, Genetic material encoding urokinase or streptokinase, etc., is present in cells. used to transform. Ischemic organs (e.g. heart, kidneys, colon, In the treatment of diseases such as liver disease, transforming growth factor a (TGF-α), Transforming growth factor s (TGF-β), angiogenin, tumor necrosis factor α, tumor Necrosis factor beta, acidic fibroblast growth factor or basic fibroblast growth factor child-like collateral regeneration agent (recollateralization agent) Genetic material encoding ts) can be used. Diseases of the vasomotor system Treatment uses genetic material encoding vasodilators or vasoconstrictors can do. These include atrial natriuretic factor, which is induced from platelets; Contains induced growth factors or endothelin. In the treatment of diabetes, Genetic material encoding insulin can be used.
本発明はまた、悪性疾患の近接部に形質転換した細胞を置くことによって悪性疾 患を治療するのに利用することができる。この用途では、ジフテリアトキシン、 百日咳トキシン、またはコレラトキシンをコードする遺伝子的材料が使われる。The present invention also provides methods for treating malignant diseases by placing transformed cells in close proximity to the malignant disease. It can be used to treat diseases. For this application, diphtheria toxin, Genetic material encoding pertussis toxin or cholera toxin is used.
本発明をAIDSの治療に使用する場合、溶解性CD4またはその誘導物をコー トする遺伝子材料を使用することができる。遺伝子的な疾患の治療の場合(たと えば成長ホルモン欠乏)にはその必要とする物質をコードする遺伝子的材料、( たとえばヒト成長ホルモン)を使用することができる。これらすべての遺伝子材 料は、本分野の技術に習熟した当業者ならば容易に入手することができる。When the present invention is used for the treatment of AIDS, soluble CD4 or its derivatives are Genetic material that can be used can be used. In the case of treatment of genetic diseases (and For example, growth hormone deficiency) requires genetic material that encodes the required substance, ( For example, human growth hormone) can be used. All this genetic material These materials are readily available to those skilled in the art.
もう1つの別の実施態様において、本発明は患者の病気を治療するキットを提供 するが、このキットはカテーテル、ならびに酵素または弱性の洗浄剤のいずれか を含み、カテーテルは血管の中に挿入できるようになったものであり、かつ、前 記血管の中に挿入できるようになったバルーンエレメントを備え、かつ、カテー テル部を血管の中に正しく保持できるように、血管の壁に対して膨らませること ができるようになっている主カテーテル部、ならびに主カテーテル部に備えられ た血管の中に溶液を供給するための手段、を含み、酵素または弱性の洗浄剤を含 んだ溶液は生理学的に許容される溶液である。この溶液は、デイスパーゼ、トリ プシン、コラゲナーゼ、パパイン、ペプシン、キモトリプシンなとの蛋白分解酵 素を含む。弱性の洗浄剤として、この溶液はNP−40、Tritonxtoo 、デオキシコール酸塩、あるいはSDSなどを含む。In another alternative embodiment, the invention provides a kit for treating a disease in a patient. However, this kit does not require a catheter and either an enzyme or mild detergent. The catheter is a catheter that can be inserted into a blood vessel and has a The catheter is equipped with a balloon element that can be inserted into the blood vessel. Inflate against the wall of the blood vessel so that the tail can be properly held within the blood vessel. The main catheter section is designed to allow a means for delivering a solution into the blood vessel containing enzymes or mild detergents; The solder solution is a physiologically acceptable solution. This solution contains dispase, Proteolytic enzymes such as psin, collagenase, papain, pepsin, and chymotrypsin Contains elements. As a mild cleaning agent, this solution is NP-40, Tritonxtoo , deoxycholate, or SDS.
あるいは、このキットには生理学的に許容される溶液として、ヘパリン、ポリー L−リジン、ポリブレン、デキストランサルフェート、ポリカチオン性物質のよ うな薬剤、または二価の抗体を含んだものでもよい。この溶液はまた、ベクター 類または細胞類(正常または形質転換されたもの)を含んでもよい。さらに別の 実施態様では、このキットはカテーテルおよび酵素または弱性の洗浄剤を含んだ 溶液と、ヘパリン、ポリーL−リジン、ポリブレン、デキストランサルフェート 、ポリカチオン性物質のような薬剤、または二価の抗体を含んだ溶液(この溶液 にはベクター類または細胞類を含んでもよい)の両方を含んだものでもよい。Alternatively, this kit includes heparin, poly such as L-lysine, polybrene, dextran sulfate, and polycationic substances. It may also contain drugs such as drugs or bivalent antibodies. This solution also or cells (normal or transformed). yet another In an embodiment, the kit includes a catheter and an enzyme or mild irrigant. solution, heparin, poly-L-lysine, polybrene, dextran sulfate , drugs such as polycationic substances, or solutions containing divalent antibodies (this solution may contain both vectors and cells).
このキットは、1個のバルーンと中央の遠位潅流口を備えたカテーテル、ならび に特定の器官への細胞の導入、またはキャピラリーベッドへのベクターの導入、 あるいはこのキャピラリーベッドによって潅流される特定の器官や組織への細胞 の導入を行うのに許容される溶液を含んでもよい。This kit includes one balloon and a catheter with a central distal perfusion port, and introduction of cells into specific organs, or introduction of vectors into capillary beds, or cells to specific organs or tissues perfused by this capillary bed. may include a solution acceptable for carrying out the introduction of.
あるいは、このキットは、間隔を開けて設けられ、血管に挿入できるようにした 2つのバルーンエレメントを有し、血管の中に1つのチャンノ1(室)を形成で きるように、また主カテーテルを所望の位置に保持できるように、この両方のエ レメントとも血管の壁に対して膨らませることができるようになってIllる1 つの主カテーテル部を含んだものでもよい。この場合、チャン/(へ溶液を供給 する手段は、2つのバルーンの間に設ける。このキットは血管の中へ溶液を送り 出すための複数の出口手段を備えたカテーテルとしてもよい。Alternatively, the kit can be spaced apart and inserted into a blood vessel. It has two balloon elements and can form one chamber inside the blood vessel. Both catheters should be Elements can now be inflated against the walls of blood vessels. It may include two main catheter sections. In this case, supply the solution to Chang/( A means for doing so is provided between the two balloons. This kit delivers a solution into the blood vessels. It may also be a catheter with multiple exit means for delivery.
このように、本発明は患者の疾患を治療する方法として、器官の壁に付着してい る細胞、または患者のこの器官から潅流される細胞に外因性の治療性タン/1り 質を発現させようとするもので、このタンパク質が疾患を治療し、また1よ診断 目的に有用なものとなる。本発明方法は虚血性疾患、血管運動系疾患、糖尿病、 悪性疾患、AIDS、または遺伝子的疾患の治療に用b4ことができる。Thus, the present invention provides a method for treating disease in a patient. exogenous therapeutic tan/1 to cells that are perfused from this organ of the patient. This protein is used to treat diseases and diagnose diseases. be useful for a purpose. The method of the present invention is applicable to ischemic diseases, vasomotor diseases, diabetes, b4 can be used to treat malignant diseases, AIDS, or genetic diseases.
本発明では、外因性治療性タンパク質として、tPAまた1よその修飾物、ウロ キナーゼ、ストレプトキナーゼ、酸性フィブロブラスト成長因子、塩基性フィブ ロブラスト成長因子、腫瘍壊死因子α、腫瘍壊死因子β、形質転換成長因子α、 形質転換成長因子β、心房性ナトリウム排泄増加因子、血小板から誘導された成 長因子、エンドセリン、インスリン、ジフテリアトキシン、百日咳トキシン、コ レラトキシン、溶解性CD4またはその誘導物、および成長ホルモンなどを疾患 治療のために使用できる。In the present invention, the exogenous therapeutic protein is tPA or one other modification, urothelium. Kinase, streptokinase, acidic fibroblast growth factor, basic fib Roblast growth factor, tumor necrosis factor alpha, tumor necrosis factor beta, transforming growth factor alpha, Transforming growth factor β, atrial natriuretic factor, and platelet-derived growth long factor, endothelin, insulin, diphtheria toxin, pertussis toxin, Relatoxin, soluble CD4 or its derivatives, and growth hormone, etc. Can be used for treatment.
末法では診断効果を持つ外因性タンパク質もまた使用できる。たとえIi、β− カラクトシダーゼのようなマーカープロティンを細胞遊走をモニタするために使 用できる。Exogenous proteins with diagnostic properties can also be used in secondary methods. Even if Ii, β- Marker proteins such as calactosidase can be used to monitor cell migration. Can be used.
外因性の治療性タンパク質を発現させる細胞類は内皮細胞類が好まし0゜本発明 のその他の特性は以下の参考実施態様の説明を通して明らかになると思われるが 、これらの実施態様は本発明の説明のためであって、本発明を限定するものでは ない。The cells that express exogenous therapeutic proteins are preferably endothelial cells. Other characteristics of will become apparent through the description of the reference embodiments below. , these embodiments are for illustration of the invention and are not intended to limit the invention. do not have.
下記の報告データは、内皮細胞の移植および遺伝子移植の可能性を示すものであ り;内皮細胞はカテーテル法により安定的に動脈壁に1几−且11旦移植され、 リコンビナントマーカープロティン、β−ガラクトシダーゼを生体内で発現して いる。The data reported below demonstrate the potential of endothelial cell transplantation and gene transfer. Endothelial cells are stably transplanted into the artery wall by catheterization for 1 to 11 days; Expressing recombinant marker protein and β-galactosidase in vivo There is.
ブタのしゆく層形成はヒトのそれと近似性があるので、動物モデルとして、遊支 のブタ系列、ユカタン・ミニビッグ(Charles RiverLabora tories、Inc、、ウイルミントン、マサチューセッツ州)が選ばれた( 1)。最初の内皮細胞系は、8力月の雌ミニビッグの内部頚静脈で確立された。The progressive layer formation in pigs is similar to that in humans, so it is used as an animal model. Pig series, Yucatan Mini Big (Charles River Labora) Tories, Inc., Wilmington, Massachusetts) was selected ( 1). The first endothelial cell line was established in the internal jugular vein of an 8-year-old female minibig.
この種の内皮細胞としての同定は、この細胞群が組織培養においてブタの内皮に 特有の成長特性および形態学的特性を示したことにより確認された。Identification of this type of endothelial cell indicates that this cell population was found in pig endothelium in tissue culture. It was confirmed by exhibiting unique growth and morphological characteristics.
この内皮細胞はまた、繊維芽細胞(フィブロブラスト)やその他の間葉細胞群( 2)とは対照的に、アセチル化低密度リポタンパク質(AcLDL)のレセプタ ーを発現した。ACLDLレセプター発現の分析を行ったところ、蛍光ACLD Lの取り込みで判断して、培養した細胞の99%以上がこのレセプターを含んで いた。These endothelial cells also contain fibroblasts and other mesenchymal cell groups ( 2), in contrast to the receptor for acetylated low-density lipoprotein (AcLDL). - expressed. Analysis of ACLDL receptor expression revealed that fluorescent ACLD More than 99% of cultured cells contain this receptor, as judged by L uptake. there was.
2系列の独立したβ−ガラクトシダーゼ−発現内皮細胞系を、ネズミの両栄養性 β−カラクトシダーゼー形質導入レトロウィルスベクター(BAG)で感染させ た後単離した。このベクターは複製欠陥でβ−ガラクトシダーゼおよびネオマイ シン耐性遺伝子(3)の両方を含んだものである。G−418の存在下での成 。Two independent β-galactosidase-expressing endothelial cell lines were generated in murine amphotrophic cells. infected with β-calactosidase-transducing retroviral vector (BAG). It was then isolated. This vector is replication defective and contains β-galactosidase and neomyelinase. It contains both of the syn-resistant gene (3). Formation in the presence of G-418 .
長能力の点から、このベクターを含んだ細胞種が選ばれた。組織化学的染色によ り、選ばれた細胞群の90%以上がβ−カラクトシダーゼを合成した。また、こ れらの遺伝子的に変性された細胞群の内皮特性も蛍光ACLDL取り込みの分析 で確認された。BAGレトロウィルスによる感染も、さらにサザン・プロット分 析により立証されたが、それによれば完全なプロウィルスDNAがほぼ1ゲノム あたり1コピー存在することが明かとなった。Cell types containing this vector were chosen for their long-term ability. Histochemical staining More than 90% of the selected cell groups synthesized β-caractosidase. Also, this The endothelial properties of these genetically modified cell populations were also analyzed for fluorescent ACLDL uptake. It was confirmed. Infection with BAG retrovirus is also associated with Southern plots. It was demonstrated by analysis that the complete proviral DNA consists of approximately one genome. It has been revealed that there is one copy of each.
この通交の同系種からとられた内皮細胞群は、2匹以上のミニビッグの研究に供 することができ、9項目の異なった実験課題で試験を行った。通常の麻酔処理の もとで、大腿および回腸動脈を露出し、カテーテルを器官に導入した(図1)。Endothelial cell populations taken from this inbred inbred species can be used for research on two or more mini-big animals. The test consisted of nine different experimental tasks. normal anesthesia procedure At the bottom, the femoral and ileal arteries were exposed and a catheter was introduced into the organ (Figure 1).
動脈壁の内膜組織を、少し膨らませたノ1ルーンカテーテルを強制的に器官内に 通し、機械的に裸化した。動脈をヘパリン化した生理食塩水で洗浄し、中性プロ テアーゼおよびディスパーザ(50U/ml)とともに培養した。これにより、 残っていた管腔内皮細胞も除去された。残った酵素は、カテーテルバルーンをし ぼませ器官の区画中を血液が流れるようにした後、血漿中でα2グロブリンによ り急速に不活化した。β−ガラクトシダーゼを発現した培養内皮細胞群を、2バ ルーンで中央に1個の点滴注入口を持った特別にデザインされた(図1)動脈カ テーテル(USCI、Bjllerica、14A)を使用して導入した。The intimal tissue of the artery wall is forcibly inserted into the organ using a slightly inflated Norune catheter. Through it, it was mechanically exposed. The artery is irrigated with heparinized saline and neutral probiotics. Cultured with Tease and Disparza (50 U/ml). This results in Any remaining luminal endothelial cells were also removed. Remove the remaining enzyme with a catheter balloon. After allowing blood to flow through the deflated organ compartment, α2 globulin is activated in the plasma. It was rapidly inactivated. A group of cultured endothelial cells expressing β-galactosidase was A specially designed arterial cartilage (Figure 1) with a central IV inlet The cells were introduced using a Tether (USCI, Bjllerica, 14A).
これらのバルーンが膨らまされた時、動脈の中に保護されたスペースができ、そ の中に点滴注入口車を通して細胞が注入される(図1)。β−ガラクトシダーゼ を発現するこれらの内皮細胞群は、裸化された器官への付着を容易にするため3 0分間培養される。そのあとカテーテルが取り除かれ、動脈支流が結さっされ、 切開部が閉じられた。When these balloons are inflated, they create a protected space within the artery that Cells are injected into the tube through an IV inlet (Figure 1). β-galactosidase These endothelial cell populations expressing 3 Incubate for 0 minutes. The catheter is then removed, the arterial tributaries are ligated, and The incision was closed.
β−ガラクトシダーゼ−発現内皮を接種された動脈部分を、2−4週間後取り除 いた。X−galクロマゲンを用いた染色の後の動脈標本の全体検査で、複数の 青色着色区域が見られ、感染していない内皮を植え付けた動脈との比較において 、β−ガラクトシダーゼ活性を示している。光学顕微鏡では主として実験的に植 え付けた器官の内膜の内皮細胞にβ−ガラクトシダーゼ着色が記録されている。Arterial sections inoculated with β-galactosidase-expressing endothelium were removed after 2-4 weeks. there was. Gross examination of the arterial specimen after staining with X-gal chromagen reveals multiple Blue pigmented areas are seen in comparison to arteries implanted with uninfected endothelium. , indicating β-galactosidase activity. Optical microscopy mainly uses experimental β-galactosidase staining has been recorded in the endothelial cells of the lining of the attached organ.
対照的に、β−ガラクトシダーゼを含まない内皮細胞を受け取ったコントロール 区画では同様の着色はなんら認められなかった。β−ガラクトシダーゼ着色は、 しばしば深部の内膜組織に認められ、これは植え付けた内皮が以前に損傷した器 官壁に捕ら又られるか、または移入することを示唆している。局所的な血栓症が 最初の2つの実験課題で観察された。この複雑化は、その後の研究で内皮細胞移 植手順に先たってアセチルサリチル酸を投与し、また接種の時にヘパリン抗凝血 剤を使用することによって抑えることができた。血栓が形成されるケースでは、 β−ガラクトシダーゼ着色が器官壁から血栓の表面に至る範囲の内皮細胞に見ら れた。In contrast, controls that received endothelial cells without β-galactosidase No similar coloration was observed in the plots. β-galactosidase coloring is It is often found in deep intimal tissue, where the implanted endothelium has been previously damaged. It suggests that they will be captured by the official wall or that they will be immigrated. Local thrombosis observed in the first two experimental tasks. This complication was explained in subsequent studies in endothelial cell transfer. Acetylsalicylic acid was administered prior to the explant procedure and heparin anticoagulation was administered at the time of inoculation. This could be suppressed by using drugs. In cases where blood clots form, β-galactosidase staining is observed in endothelial cells ranging from the organ wall to the surface of the thrombus. It was.
生体での遺伝子移植に関する第1の関心は、遺伝子的に生成された細胞からの、 複製能力のあるレトロウィルスの生産である。これらのテストにおいては、複製 欠陥のレトロウィルスを使用することで、この問題を最小にすることができた。The primary concern regarding in-vivo gene transplantation is that from genetically generated cells, The production of replication-competent retroviruses. In these tests, replication By using a defective retrovirus, this problem could be minimized.
これらの細胞系統では、試験管中で20回継代させた後でもヘルパーウィルスは まったく検出されなかった。感染の確度が高いことと宿主細胞ゲノムに対する同 化が安定しているという理由で欠陥ウィルスを使用したが、遺伝子移植における このアプローチはその他のウィルスベクターでも利用可能である。In these cell lines, even after 20 passages in vitro, the helper virus remains Not detected at all. High probability of infection and homology to the host cell genome A defective virus was used because it is stable, but it is difficult to use in gene transplantation. This approach can also be used with other viral vectors.
2番目の関心は、生体中におけるリコンとナンド遺伝子の発現寿命に関するもの である。現在の研究では、器官の中での内皮細胞のβ−ガラクトシダーゼ発現は 血管への導入後6週間までは安定している。The second interest concerns the expression lifespan of Recon and Nando genes in living organisms. It is. In the current study, endothelial cell β-galactosidase expression within the organ It is stable for up to 6 weeks after introduction into the blood vessel.
これらのテストは、遺伝子的に変換された内皮細胞は、動脈カテーテル法によっ てユカタン・ミニビッグの血管壁に導入可能であることを示している。したがっ て本性は、遺伝子的に変換された内皮をベクターとして用い、血管系の疾患の局 所的な生化学的治療に使用可能である。These tests demonstrate that genetically modified endothelial cells are It has been shown that it can be introduced into the vascular wall of Yucatan Minibig. Therefore This technology uses genetically modified endothelium as a vector to treat vascular diseases. Can be used for topical biochemical treatment.
バルーンによる血管形成とか病気の器官への移植組織の挿入といった血管系疾患 における現在の介入的な方法がもたらす大きな合併症は、アテローム硬化プラー クの破壊ならびに局所的な組織の外傷部位での血栓形成(5)である。部分的に は、内皮細胞損傷がこの合併の媒介となっている(6)。本データは、介入が存 在するときに局所的な血栓症を抑えるために、遺伝子的に変換された内皮細胞の 使用が可能であることを示している。Vascular diseases such as balloon angioplasty and insertion of grafts into diseased organs A major complication of current interventional methods in the treatment of atherosclerotic plaques is tissue destruction and thrombus formation at the site of local tissue trauma (5). Partially endothelial cell damage mediates this complication (6). This data indicates that no intervention exists. genetically modified endothelial cells to reduce local thrombosis during Indicates that it can be used.
この手法は、不安定な狭心症や心筋梗塞を含めて、その他の虚血性疾患治療にも 使用可能である。たとえば、組繊プラスミノーゲンアクチベーターやウロキナー ゼの遺伝子を発現する細胞を導入することで抗血栓効果を得ることができる。This technique can also be used to treat other ischemic conditions, including unstable angina and myocardial infarction. Available for use. For example, Kumifi plasminogen activator and Urokinar An antithrombotic effect can be obtained by introducing cells that express the gene for antithrombotic cells.
この手法はまた、慢性的な組織虚血症の治療にも有用である。たとえば、重症の 虚血組織、たとえば心筋、に側副枝血管の生成を刺激するための脈管形成または 成長因子(7)を形成させるのがそれである。最後に、全身的な先天性疾患のた めの体細胞の遺伝子取り替えも、この内皮細胞遺伝子移植手法を応用すれば可能 である。This technique is also useful in treating chronic tissue ischemia. For example, severe Angiogenesis or to stimulate the generation of collateral blood vessels in ischemic tissue, e.g. myocardium. It is this that causes the formation of growth factor (7). Finally, for systemic congenital diseases, Genetic replacement of somatic cells in the human eye is also possible by applying this endothelial cell gene transplantation method. It is.
実験の部: A、正常なブタ内皮細胞およびβ−ガラクトシダーゼが導入されたブタ内皮細胞 中でのAcLDLレセプター発現の分析。Experiment part: A, normal pig endothelial cells and pig endothelial cells transfected with β-galactosidase. Analysis of AcLDL receptor expression in.
ユカタン・ミニビッグから採取した内皮細胞系で、BAGレトロウィルスまたは 3T3フイブロブラストコントロールで感染させた2つのサブ系種について、蛍 光標識したAcLDLを用いてAcLDLレセプターの発現を調べた。An endothelial cell line collected from Yucatan Minibig, containing BAG retrovirus or For the two sublineage species infected with the 3T3 fibroblast control, AcLDL receptor expression was investigated using photolabeled AcLDL.
中性のプロテアーゼ ディスフ1−ゼ(8)を用いて、外部頚静脈から内皮細胞 を採取した。切除した静脈部分をディスパーザ(50LJ/ml、Hanksの バランス塩泊液中)で満たし、30°Cで20分間培養した。この方法で得た内 皮を、胎児了ウシ血清(10%)、50μg/mlの内皮細胞成長補助液(EC GS)、およヒヘハリン(100μg/ml)を添加した培養fi199 (G IBC○。Endothelial cells were isolated from the external jugular vein using the neutral protease Dysp1-ase (8). was collected. The excised vein part was treated with a disperser (50LJ/ml, Hanks). (in balanced salt solution) and incubated at 30°C for 20 minutes. Of what I got this way The skin was treated with fetal calf serum (10%) and endothelial cell growth supplement (EC) at 50 μg/ml. GS), and culture fi199 (G IBC○.
QrBrld Is 1 and、ニューヨーク州)の中で保管した。これらの 細胞はB A Gレトロウィルスに感染させ、G−418耐性のあるものを選ん だ。この細胞種を、 (1,1’−ジオクタデシル−3,3,3’ 、3’−テ トラメチルインドカルバシアニン・バークロレート)(Dil)AcLDL ( BiomedicalTechnologies、スタウトン、マサチューセッ ツ州)(10μg/m1)とともに4−6時間、37℃で培養し、0.5%グル タルアルデヒドを含んだ燐酸緩衝生理食塩水で3回洗浄した。位相差および蛍光 顕微鏡で細胞を視覚化した。QrBrld Is 1 and New York). these Cells were infected with BAG retrovirus and those resistant to G-418 were selected. is. This cell type was Tramethylindocarbacyanine verchlorate) (Dil) AcLDL ( Biomedical Technologies, Stoughton, Massachusetts Tushu) (10 μg/ml) for 4-6 hours at 37°C, and 0.5% glucose. Washed three times with phosphate buffered saline containing taraldehyde. Phase contrast and fluorescence Cells were visualized under a microscope.
B、カテーテルによる内皮細胞の導入法。B, Endothelial cell introduction method using a catheter.
内皮細胞の点滴注入にはダブルバルーンカテーテルを使用した。このカテーテル は近位および遠位のバルーンを有し、それぞれ長さ6mm、幅5mm、mm−ン の間の距離は20mmである。カテーテルの中央部には点滴注入口につながる2 mmの孔がある。近位および遠位のバルーンによって中央にスペースができ、器 官(血管)の特定の区画に注入口を通して感染させた細胞の点滴注入ができるよ うになっている。カテーテルによる細胞導入の図解は、図1および図2を参照さ れたい。A double balloon catheter was used for intravenous infusion of endothelial cells. this catheter has proximal and distal balloons, each measuring 6 mm in length and 5 mm in width. The distance between them is 20 mm. In the center of the catheter there is a 2 There is a mm hole. The proximal and distal balloons create a central space and Infected cells can be injected into a specific compartment of the blood vessel through an inlet. It's becoming a sea urchin. See Figures 1 and 2 for an illustration of cell introduction via catheter. I want to be.
動物の管理は、’Pr1nciples of LaboratoryAnim al Care”および”Guj、de for the Care andU se of Laboratory Animals” (NIHPubl 1 cation No、80−23.1.978年改訂)に準拠した。雌のユカタ ン・ミニビッグ(80−1,OOkg)をベンドパルビタール(20mg/に、 g)で麻酔処理し、挿管し、機械的換気を行った。これらの個体の回腸および大 腿動脈を無菌手術で露出させた。遠位の大腿動脈を穿刺し、カイトワイヤを使っ てダブルバルーンカテーテルを回腸動脈に入れた。外部回腸動脈を確認し;近位 のバルーンを少し膨らませ、内皮を機械的に裸化させるために遠位および近位を 通過させた。ついで、カテーテルの中央スペースが裸化された内皮の位置にくる ように調整して置き、両方のバルーンを膨らませた。裸化された区画をヘパリン 化した生理食塩水で洗浄し、残留付着している細胞をデイスパーゼ(20U/m 1)を10分間点滴注入し除去した。裸化された器官(血管)はざらにヘパリン 溶液で洗浄し、B’A G感染内皮細胞を30分間点滴注入した。その後、バル ーンカテーテルを取り外し、血流を順行状態に戻した。当該器官部分を2−4週 間後に切除した。その動脈の1部を0.5%グルタルアルデヒド溶液に5分間入 れ、燐酸緩衝生理食塩水に入れて保存し、池の部分を切断細分のためにパラフィ ンブロックで覆った。β−ガラクトシダーゼ発現のレトロウィルスの存在が標準 組織化学手法により確認された(19)。Animal management is carried out by 'Principles of LaboratoryAnim' al Care” and “Guj, de for the Care and U se of Laboratory Animals” (NIHPubl 1 cation No., revised in 80-23.1.978). female yukata Bend Parbital (20mg/ g) The animal was anesthetized, intubated, and mechanically ventilated. The ileum and large The femoral artery was exposed using aseptic surgery. Puncture the distal femoral artery and use a kite wire to A double balloon catheter was then placed into the ileal artery. Identify the external ileal artery; proximal Inflate the balloon slightly to mechanically denud the endothelium distally and proximally. I let it pass. The central space of the catheter is then aligned with the denuded endothelium. I adjusted the balloons and inflated both balloons. Heparinize the denuded compartment The remaining attached cells were washed with diluted physiological saline and treated with dispase (20 U/m 1) was removed by drip infusion for 10 minutes. The denuded organs (blood vessels) are coated with heparin. After washing with solution, B'AG infected endothelial cells were instilled for 30 minutes. After that, the bar The catheter was removed and blood flow returned to an antegrade state. the organ part for 2-4 weeks It was removed after a while. Place a section of the artery in a 0.5% glutaraldehyde solution for 5 minutes. Store in phosphate-buffered saline and place in paraffin for cutting and subdividing pond pieces. covered with a block. Presence of retrovirus expressing β-galactosidase is standard This was confirmed by histochemical techniques (19).
C,インビトロおよびインビボの内皮細胞の分析。C, Analysis of endothelial cells in vitro and in vivo.
β−力ラうトシダーゼ活性は組織化学着色法により下記のものについて記録され た。(A)ユカタン・ミニビッグから取り出された一次内皮細胞、(B)BAG レトロウィルスベクターに感染させたサブ系、 (C)正常な動脈のコントロー ル区画、 (D)BAGレトロウィルスベクターに感染させた内皮を点滴注入し た動脈の区画、(E)正常コントロール動脈の顕微鏡区画、および(F)BAG レトロウィルスベクターに感染させた内皮を点滴注入した動脈の顕微鏡区割。β-Rautosidase activity was recorded by histochemical staining method for: Ta. (A) Primary endothelial cells removed from Yucatan Minibig, (B) BAG Subline infected with retroviral vector, (C) normal artery control (D) Endothelium infected with BAG retrovirus vector was instilled. (E) Microscopic section of normal control artery, and (F) BAG Microscopic sectioning of an artery instilled with endothelium infected with a retroviral vector.
組織培養の中の内皮細胞は、組織化学的着色の前に0.5%グルタルアルデヒド の中で固定された。インビトロおよびインビボにおける感染された。内皮細胞を 確認するために、E、coli β−ガラクトシダーゼタンパク質の酵素活性を 利用した。β−ガラクトシダーゼ形質導入Mo−MuLVベクター(2)、(B AG)は、Dr、Con5tance Cepkoの好意により提供された。Endothelial cells in tissue culture were treated with 0.5% glutaraldehyde before histochemical staining. Fixed inside. infected in vitro and in vivo. endothelial cells To confirm, the enzymatic activity of E. coli β-galactosidase protein was used. β-galactosidase transduction Mo-MuLV vector (2), (B AG) was kindly provided by Dr. Con5tance Cepko.
このベクターはワイルドタイプのM o M u L V L T Rをβ−ガ ラクトシダーゼ遺伝子のプロモーターとして使用している。Tn5ネオマイシン 耐性遺伝子にリンクしたサルウィルス40 (SV−40)早期プロモーターが 薬剤G−418に対する抵抗性を与えるが、これをβ−ガラクトシダーゼ遺伝子 の下流に挿入し、レトロウィルスを含んだβ−カラクトシダーゼ発現細胞を選択 するためのマーカーとさせる。この欠陥レトロウィルスはフィブロブラストψa m細胞(3,10)から準備し、ダルベツコの改変イーグル培地(DMEM)お よび10%子ウシ血清の中で保存する。細胞はトリプシン化の後、−週間に2継 代代させた。細胞に、上澄み液(力価to’−io″’/ml、G−418耐性 Bコo=−)を2部3交合で加え、10%子ウシ血清を加えたDMEM中で12 時間、37℃、5%CO*。This vector converts the wild type M o M u L V L T R into a β-ga It is used as a promoter for the lactosidase gene. Tn5 neomycin Simian virus 40 (SV-40) early promoter linked to resistance gene It confers resistance to the drug G-418, which is linked to the β-galactosidase gene. and select cells expressing β-caractosidase containing retrovirus. Use it as a marker to do so. This defective retrovirus is a fibroblast ψa m cells (3,10) and cultured in Dulbecco's modified Eagle's medium (DMEM) or and 10% calf serum. Cells were passaged for 2 passages - weeks after trypsinization. I paid for it. The supernatant (titer to'-io''/ml, G-418 resistant) was added to the cells. B co = -) was added in 2 parts and 3 matings for 12 min in DMEM supplemented with 10% calf serum. time, 37°C, 5% CO*.
8μg/m1のポリブレンの存在下で、培養した。ウィルス性の上澄み液を取り 除き、細胞を10%胎児子ウシ血清、ECG3 (60μg/ml)、を加えた 培養液199、ざらにG−418(50%ラセミ混合体0.7μg/ml)の中 での選別に先立って、24かも48時間内皮細胞調整培養液(20%)で、保存 した。G−418耐性細胞を単離し、標準の組織化学的着色(9)を用いて、β −ガラクトシダーゼ発現の分析を行った。β−ガラクトシダーゼ酵素を安定的に 発現している細胞を連続培養しその後の必要に備えた。冷凍アリコートは液体窒 素中で保存した。Culture was performed in the presence of 8 μg/ml polybrene. Remove the viral supernatant 10% fetal calf serum, ECG3 (60 μg/ml) was added to the cells. In culture solution 199, Zarani G-418 (50% racemic mixture 0.7 μg/ml) Store in endothelial cell conditioned medium (20%) for 24 to 48 hours prior to sorting. did. G-418-resistant cells were isolated and expressed using standard histochemical staining (9). - Analysis of galactosidase expression was performed. Stable β-galactosidase enzyme The expressing cells were continuously cultured for future needs. Frozen aliquots are made using liquid nitrogen. Saved in the water.
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いうまでもなく、上記教示に黙らせば本発明は多くの改変法や変形法が可能であ る。したがって、添付のクレームの範囲において、本発明はここに特に記載した 以外の方法でも実施可能であることを了解されたい。Needless to say, the present invention is susceptible to many modifications and variations in light of the above teachings. Ru. Therefore, within the scope of the appended claims, the invention resides in the invention as particularly described herein. Please understand that other methods may also be used.
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