JPH10500570A - 相同組換えに効果的なdna構築物及びその利用 - Google Patents

相同組換えに効果的なdna構築物及びその利用

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JPH10500570A
JPH10500570A JP7529826A JP52982695A JPH10500570A JP H10500570 A JPH10500570 A JP H10500570A JP 7529826 A JP7529826 A JP 7529826A JP 52982695 A JP52982695 A JP 52982695A JP H10500570 A JPH10500570 A JP H10500570A
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、a)ターゲティング配列、b)調節配列、c)エキソン、及びd)対になっていないスプライス供与部位を含有してなる構築物に関する。本発明はさらに、細胞内での、上記に記載のような構築物の相同組み換えを含むイン・ビトロ又はイン・ビボにおけるタンパク質の生産方法に関する。次いで、相同組み換え細胞は転写及び翻訳が可能な条件下に維持され、そしてタンパク質が発現する。本発明はさらに、脊椎動物の一次、二次又は不死化細胞等の相同組み換え細胞、かかる細胞の作成方法、融合遺伝子の生産のための相同組み換えの方法、細胞内での遺伝子発現に変化を与える方法、及び本発明の構築物を用いての、細胞内でのタンパク質の生産方法、に関する。

Description

【発明の詳細な説明】 相同組換えに効果的なDNA構築物及びその利用発明の背景 治療目的のタンパク質(therapeutic proteins)の投与による疾患治療を目的 として現在行なわれているアプローチとしては、従来の医薬品送達法(たとえば 静脈内、皮下、または筋肉内注射)で投与される治療目的のタンパク質をイン・ ビトロで製造することなどがあり、さらに新しいものとして遺伝子治療などが挙 げられる。 治療上の興味がもたれるタンパク質は、そのタンパク質をコードする外因性( exogenous)DNAを適当な細胞に導入することによって製造されるのが普通で ある。例えば、所望の治療目的のタンパク質をコードする外因性DNAを、プラ スミド等のベクターで不死化細胞等の細胞に導入し、そのものからコードされた タンパク質が発現される。さらに、内因性の細胞性遺伝子及びそれらの発現は、 ジーンターゲティングにより調節されることが示されている。例えば、U.S.特許 5272071号、WO 91/06666号、WO 91/06667号、WO 90/11354号を参照。 現在利用可能な遺伝子治療的アプローチは、発現させようとする遺伝物質を含 むレトロウイルスベクターなどの感染性ベクターを利用するものである。この様 なアプローチは、ベクター作成時に複製能のある(replication-competent)ウ イルスができてしまう可能性があること、治療用ウイルスと内因性(endogenous )レトロウイルスゲノムの間に組換えが起きて、新たな細胞特異性や宿主範囲を もったり病原性や細胞毒性が増大した感染体を生じる可能性があること、多数の 細胞に独立的に組み込まれることで腫瘍原性挿入事象の危険が増大すること、レ トロウイルス中のクローニング能力が制 限される(治療応用性を制限する)こと、および対象産物のイン・ビボ発現が短 命であることなどの限界がある。遺伝子産物、とくに現在利用可能な方法に伴う 限界や危険を回避する遺伝子産物を提供する、より良いアプローチがあれば有用 であろう。発明の要旨 本発明は、治療目的のタンパク質のイン・ビトロでの製造、および遺伝子治療 による治療目的タンパク質の体内での産生と送達のための改良方法に関する。本 方法において、細胞内での所望の被ターゲティング遺伝子(targeted gene)の 発現(即ち、所望の内因性細胞性遺伝子)は、細胞内ゲノムの予め選ばれた部位 への相同組換えによる、少なくとも調節配列、エキソン及びスプライス供与部位 を含有してなるDNAの導入により変化が起こる。これらの構成物は、実際に新 規の転写単位(その中で、DNA構築物に存在する調節配列、エキソン及びスプ ライス供与部位が作用できるように内因性遺伝子に結合される)が産生するよう な結果となるような手法により、染色体(ゲノム)DNAへ導入される。これら の構成物の染色体DNAへの導入の結果として、所望の内因性遺伝子の発現に変 化が起こる。 本明細書で用いられる、変化された遺伝子発現とは、得られた細胞中では通常 ではサイレントな(発現しない)遺伝子を活性化する(又は発現を引き起こす) こと、得られた細胞中では生理学的に有意なレベルで発現しない遺伝子の発現を 増加させること、得られた細胞中で起こるものと異なる調節又は誘導のパターン を変化させること、そして得られた細胞中で発現される遺伝子の発現を低減する (排除することを含む)ことを包含する。 本発明はさらに、ターゲット遺伝子の発現を変化させる方法に有用なDNA構 築物に関する。このDNA構築物は、(a)ターゲティング配列、(b)調節配列、(c )エキソン、及び(d)対になっていないスプライス供与部位を含有してなる。DN A構築物中のターゲティング配列は、成分(b)−(d)が作用できるように内因性の ターゲット遺伝子配列に結合されるように、細胞中のターゲット遺伝子に成分(a )−(d)の組み込みを指示する。他の態様においては、DNA構築物は、(a)ター ゲティング配列、(b)調節配列、(c)エキソン、(d)スプライス供与部位、(e)イン トロン、及び(f)スプライス受容部位を含有してなるものであって、成分(b)−(f )が作用できるように内因性の遺伝子配列に結合されるように、成分(a)−(f)の 組み込みを指示する。ターゲティング配列は、相同組換えが起こる、細胞内の染 色体DNA中の予め選ばれた部位と相同である。この構築物中では、エキソンは 一般的に調節配列の3’側であり、スプライス供与部位はエキソンの3’側であ る。 以下に、本発明の二態様を説明する。ここでは、ヒトエリトロポエチンh(EPO) の遺伝子の上流配列を変化させ、採取したままの、トランスフェクトされていな い状態において検出可能な量のEPOを発現しない一次細胞、二次細胞、又は不死 化細胞で、hEPOを発現させる。態様1において、ターゲティング構築物は二つの ターゲティング配列を含有してなる。第一のターゲティング配列は、第二のター ゲティング配列の5’側の配列と相同であり、そして両配列はhEPOのコード領域 の上流に位置する。ターゲティング構築物は調節配列(mMT-1プロモーター)、 エキソン(ヒト成長ホルモン(hGH))エキソン1)、及び対になっていないス プライス供与部位も含有する。このターゲティング構築物を用いての相同組換え の産物を図1 に示す。 態様2においても、ターゲティング構築物は二つのターゲティング配列を含有 してなる。第一のターゲティング配列は、内因性hEPO調節配列の中の配列と相同 であり、第二のターゲティング配列はhEPOイントロン1と相同である。該ターゲ ティング構築物は、調節配列(mMT-1 プロモーター)、エキソン(hGH エキソン 1)、及び対になっていないスプライス供与部位も含む。このターゲティング構 築物を用いての相同組換えの産物を図2に示す。 これらの二つの態様において、ターゲティング事象の産物は、hGH遺伝子の第 一のエキソンが、hEPOエキソン2−5の上流に位置する成熟mRNAを創りだす キメラ転写単位である。転写され、スプライシングされ、そして翻訳された産物 は、hEPOのシグナルペプチドのアミノ酸1−4がhGHのアミノ酸残基1−3で置 換されたタンパク質である。二つの態様は、挿入されたターゲティング構築物の 調節配列の相対位置、及び最終的なプロセシングされた転写物の産生のために起 こる必要があるスプライシングの特異的なパターンの両者に関して異なっている 。 さらに本発明は、上記構築物を、相同組換えにより宿主細胞染色体DNAへ導 入して、相同組換え細胞を生産することによる、イン・ビトロ又はイン・ビボで のタンパク質を生産する方法に関する。相同組換え細胞はその後、転写され得る 、翻訳され得る、そして分泌され得る条件下に維持され、有用なタンパク質が生 産される。 本発明は、タンパク質、とくに治療目的のタンパク質の製造に有用な、トラン スフェクト一次または二次細胞(即ち非不死化細胞)、およびトランスフェクト 不死化細胞等のトランスフェクト細胞(transfected cells)、該細胞の作成方 法、該細胞を使用してイン ・ビトロでタンパク質を製造する方法、および遺伝子治療の方法に関する。本発 明の細胞は、脊椎動物由来、とくに哺乳類由来、とりわけヒト由来のものである 。本発明の方法によって作成される細胞は、治療目的の産物をコードするDNA 、それ自体が治療目的の産物であるDNAおよび/または該トランスフェクトさ れた細胞に、対応する非トランスフェクト(nontransfected)細胞中で生じるよ り高いレベルで、または異なる調節または誘導のパターンでもって遺伝子を発現 させるDNAを含有する。 本発明はまた、一次、二次、および不死化細胞にトランスフェクトを受けさせ て外因性遺伝物質を取り込ませる方法、クローン細胞株(clonal cell strains )または不均質細胞株(heterogenous cell strains)を作成する方法、および 上記トランスフェクト一次、二次、または不死化細胞を用いて動物を免疫化する か免疫動物の体内で抗体を作成する方法に関する。 本発明はとくに、菌類、植物又は動物、例えば脊椎動物、好ましくは哺乳類、 より好ましくはヒト起源の細胞といった真核細胞中でのジーンターゲティング( gene targeting)、即ち相同組換えの方法に関する。すなわち、本発明は、相同 組換えによって脊椎動物由来の一次、二次、または不死化細胞にDNAを導入す る方法であって、あらかじめ選択された部位で該一次、二次、または不死化細胞 のゲノムDNAに該DNAを導入することに関する。使用するターゲティング配 列は、ターゲティングDNA構築物中のDNAが挿入される部位との関連で選択 される。本発明はさらに、本発明の方法によって作成された相同的に組換えられ た一次、二次、または不死化細胞(以下、HR一次、二次、または不死化細胞と いう)、および該HR一次、二次、または不死化細胞の用途に関する。 本発明の一の態様においては、遺伝子の発現が変化を受け、その遺伝子が活性 化される。即ち、脊椎動物起源の一次細胞、二次細胞、又は不死化細胞に存在し 、採取したままの細胞では通常発現しない遺伝子が活性化され、そしてその結果 、コードされたタンパク質が発現する。本態様では、相同組み換えを用いて、調 節配列の挿入を通じて通常採取されたままの細胞における遺伝子に関連する調節 領域を置換、無能化、又は破壊し、対応する非トランスフェクト細胞よりも明ら かに高レベルの遺伝子発現を起こす。 一つの態様においては、該活性化遺伝子は、適当な選択可能薬剤の存在下で細 胞を培養することによって選択マーカー(selectable marker)遺伝子増幅コピ ー含有細胞を選択することができるような性質を有する、増幅能を有する選択マ ーカー遺伝子を導入することによってさらに増幅させることができる。活性化内 因性遺伝子は、増幅能を有する選択マーカー遺伝子と互いにつながり合って増幅 される。活性化内因性遺伝子の多くのコピーを含有する細胞はイン・ビトロでの タンパク質製造と遺伝子治療に有用である。 本発明において開示するジーンターゲティングおよび増幅は、単離と発現が困 難であるほど大型の転写ユニットを形成する遺伝子の発現の活性化や、タンパク 質コード領域全体の利用ができないかクローン化されていない遺伝子の活性化に おいて特に有用である。 また別の態様において、採取されたままの細胞で発現する遺伝子の発現は高め られるか又は引き起こされ、対応する非トランスフェクト細胞とは明白に異なる 調節又は導入パターンを現す。別の態様では、採取されたままの細胞で発現する 遺伝子の発現は低下する(即ち、減少するか又は消失する)。本発明はまた、相 同組換えを用いて遺伝子をイントロンのないcDNAコピーに変換し、酵母また は細菌に導入してイン・ビトロでタンパク質を製造する方法も記述する。 本発明のトランスフェクト細胞は、ヒトおよび動物における多くの用途に有用 である。一つの態様においては、該細胞は、ヒトまたは動物の体内におけるタン パク質送達を目的としてヒトまたは動物に移植することができる。たとえば、h GH、hEPO、ヒトインスリノトロピン、およびその他のタンパク質を治療目 的でヒトに全身的または局所的に送達させることができる。さらに、成長ホルモ ン、エリスロポエチン、インスリノトロピン、及び非ヒト起源の他のタンパク質 を生産する、非トランスフェクト細胞が生産できる。 治療目的の産物を発現するトランスフェクト細胞を含有するとともにそれから 該治療目的の産物の自由な浸透を可能とする遮蔽装置(barrier devices)を用 いて、イン・ビボで細胞を固定位置に保持したり、細胞を宿主免疫系から保護、 隔離することができる。遮蔽装置はとくに有用であり、トランスフェクト不死化 細胞、トランスフェクト異種細胞(xenogeneic cells)、またはトランスフェク ト同種細胞(allogeneic cells)をヒトまたは動物の疾患状態の治療や農業用途 (乳製品の製造用のウシ成長ホルモン)のために移植することができる。遮蔽装 置は、何らかの理由で治療計画を変更しなければならないときに、除去しようと する細胞へのアクセスを容易にすることによって便利な短期的(一時的)治療を 可能にする。また、トランスフェクト異種および同種細胞は、遮蔽装置がない場 合において、該細胞が宿主免疫系によって拒絶されるまで該細胞によって産生さ れる遺伝子産物がイン・ビボで送達されるような短期遺伝子治療に使用すること ができる。 本発明のトランスフェクト細胞はまた、抗体産生の誘導や病原体に対するヒト および動物の免疫化に有用である。移植トランスフェクト細胞を用いて、宿主の 細胞性および液性免疫応答の刺激をもたらす免疫抗原を送達することができる。 これらの免疫応答は、進行中の感染に対抗する疾患対抗能力を刺激および強化す るか、治療目的または診断目的に有用でありうるトランスフェクト細胞によって イン・ビボで産生される抗原に対する抗体を作成するために、将来の感染源から 宿主を保護する(すなわちワクチン接種)ことを目的として設計することができ る。そのような細胞を含有する、除去可能な遮蔽装置を用いると、抗原曝露を簡 単に終了させることができる。また、抗原産生は細胞が拒絶されると停止するの で、最終的に拒絶される細胞(異種または同種トランスフェクト細胞)を使用し て抗原曝露を制限することができる。 本発明の方法は、ホルモン、サイトカイン、抗原、抗体、酵素、凝固因子、輸 送タンパク質、受容体、調節タンパク質、構造タンパク質、転写因子、リボザイ ム、またはアンチセンスRNAなど(これらに限定されない)治療目的に有用な 様々な産物を産生する一次、二次、または不死化細胞を作成するのに使用するこ とができる。また、本発明の方法は、治療目的の産物のイン・ビトロでの製造や 遺伝子治療に有用な天然に存在しないリボザイム、タンパク質、または核酸を産 生する細胞を作成するためにも使用することができる。図面の簡単な説明 図1は、hEPO遺伝子の転写を活性化するためのストラテジーの概略図であ る。太線はマウスメタロチオネインIプロモーターを 、スティップルドボックス(stippled box)はhGHの5’非翻訳領域を、ソリ ッドボックスはhGHエキソン1を、ストライプドボックスはhEPOイントロ ン1からの10塩基対スプライス供与配列を、交差線ボックスはhEPOの5’ 非翻訳領域を、番号付き白ボックスはhEPOをコードする配列を、斜線ボック スはhEPOの3’非翻訳配列を、HIIIはHindIII部位を示す。 図2は、hEPO遺伝子の転写を活性化するためのストラテジーの概略図であ る。太線はマウスメタロチオネインIプロモーターを、スティップルドボックス (stippled box)はhGHの5’非翻訳領域を、ソリッドボックスはhGHエキ ソン1を、番号付き白ボックスはhEPOをコードする配列を、斜線ボックスは hEPOの3’非翻訳配列を、HIIIはHindIII部位を示す。 図3は、マウスメタロチオネインプロモーターの支配下にあるhGH遺伝子を 含むプラスミドpXGH5の概略図である。 図4は、プラスミドpE3neoEPOの概略図である。ヒトエリスロポエチ ン遺伝子およびネオマイシンホスホトランスフェラーゼ遺伝子(neo)ならび にアンピシリン(amp)耐性遺伝子の位置を示す。矢印は様々な遺伝子の転写 の方向を示す。pmMT1はマウスメタロチオネインプロモーター(hEPO発 現を促す)を示し、pTKは単純ヘルペスウイルスチミジンキナーゼプロモータ ー(neo発現を促す)を示す。マップの点線部分は、ヒトヒポキサンチン−グ アニンホスホリボシルトランスフェラーゼ(HPRT)座由来の配列の位置を示 す。制限エンドヌクレアーゼ認識部位の相対的位置を示す。 図5は、プラスミドpcDのBamHI部位に挿入したプラスミドpSV2n eoに由来するneoコード領域(BamHI−Bg lII断片)、pBR322由来のAmp−R配列とpBR322Ori配列、 およびSV40由来のポリAと16Sスプライスジャンクションと初期プロモー ター領域を含むプラスミドpcDNEOの概略図である。 図6は、プラスミドpREPO4の概略図である。 図7は、0.02、0.05、0.1、0.2および0.4μMのメトトレキ セート中で段階的選択に付された、被ターゲティングヒト細胞系中でのエリスロ ポエチン発現の概略図である。 図8は、プラスミドpREPO15の概略図である。ゲノムhEPO配列由来の断片を黒 塗り(filled)ボックスで示す。BamHI(3537)とBIII'/HindIII’間の領域はゲン バンク登録(Genbank entry)HUMERPALUの1-4008位の配列に相当する。BgIII'/H indIII'(11463)間の領域はゲンバンク登録HUMERPALUの4009-5169位のDNA配 列に相当する。HindIII(11463)とXhoI(624)間の領域はゲンバンク登録HUMERPA の7-624位に相当する配列を含有する。CMVプロモーター配列は白ボックスで示さ れ、ゲンバンク配列HS5MIEPの546-2105のヌクレオチド由来の配列を含む。neo遺 伝子は白の矢印のボックスで示される。neo遺伝子を制御するチミジンキナーゼ( tk)プロモーターは斜線(hatched)ボックスで示される。amp遺伝子を含むpBSIISK +配列は細線で示される。 図9Aは、内因性hEPO遺伝子の消化(上)、及びpREPO15からのターゲティン グ断片を用いての相同組換え後の活性化hEPO遺伝子の消化(下)で見られる産物 の、制限酵素地図及び概略図を示す。 図9Bは、未処理(HF)及び被ターゲティング(T1)ヒト線維芽細胞クロ ーンHF342-15の、制限酵素消化及びサザンハイブリダイゼーション分析の結果を 示す(実施例7参照)。 図10はプラスミドpREPO18の概略図である。ゲノムhEPO配列由来の断片は黒 塗りボックスで示されている。BamHI(3537)とClaI(7554)との間の領域はゲンバ ンク登録HUMERPALUの1-4008位の配列に相当する。ATG(12246)とHindIII(13426) との間の領域はゲンバンク登録HUMERPLAUの4009-5169位のDNA配列に相当する 。HindIII(13426)とXhoI(624)との間の領域はゲンバンク登録HUMERPAの7-624位 に相当する配列を含む。CMVプロモーター配列は白ボックスで示され、ゲンバン ク配列HS5MIEPの546-2015位のヌクレオチド由来の配列を含む。ジヒドロ葉酸レ ダクターゼ(dhfr)転写単位は点付きボックス矢印として示されている。neo遺伝 子は白ボックス矢印で示されている。neo遺伝子を制御するtkプロモーターは斜 線ボックスで示されている。amp遺伝子を含むpBSIISK+配列は細線で示されてい る。 図11は、イントロンがない遺伝子であるα−インターフェロン遺伝子の活性 化と増幅のための、本発明の構築物の概略図である。図中、この構築物は第一の ターゲティング配列(1)、増幅可能なマーカー遺伝子(AM)、選択マーカー 遺伝子(SM)、調節配列、CAP部位、スプライス供与部位(SD)、イント ロン(細線)、スプライス受容部位(SA)、及び第二のターゲティング配列( 2)を含む。黒塗りボックスはコーディングDNAを示し、点付きボックスは非 翻訳配列を示す。 図12は、内因性遺伝子を活性化し増幅させるための、本発明の構築物の概略 図である。図中、第一のエキソンはシグナルペプチドヒトGM-CSF遺伝子を付与し 、この構築物は第一のターゲティング配列(1)、増幅可能なマーカー遺伝子( AM)、選択マーカー遺伝子(SM)、調節配列、CAP部位、スプライス供与 部位(SD) 、及び第二のターゲティング配列(2)を含む。黒塗りボックスはコーディング DNAを示し、点付きボックスは非翻訳配列を示す。 図13は、内因性遺伝子を活性化し増幅させるための、本発明の構築物の概略 図である。図中、第一のエキソンはシグナルペプチドヒトG-CSF遺伝子を付与し 、この構築物は第一のターゲティング配列(1)、増幅可能なマーカー遺伝子( AM)、選択マーカー遺伝子(SM)、調節配列、CAP部位、スプライス供与 部位(SD)、及び第二のターゲティング配列(2)を含む。黒塗りボックスは コーディングDNAを示し、点付きボックスは非翻訳配列を示す。 図14は、内因性遺伝子を活性化し増幅させるための、本発明の構築物の概略 図である。図中、第一のエキソンはノンコーディングヒトFSHβ遺伝子であり、 この構築物は第一のターゲティング配列(1)、増幅可能なマーカー遺伝子(A M)、選択マーカー遺伝子(SM)、調節配列、CAP部位、スプライス供与部 位(SD)、及び第二のターゲティング配列(2)を含む。黒塗りボックスはコ ーディングDNAを示し、点付きボックスは非翻訳配列を示す。発明の詳細な説明 本発明は、(a)ターゲティング配列、(b)調節配列、(c)エキソン、及び(d)対に なっていないスプライス供与部位を含むものであって、そのターゲティング配列 は、成分(b)−(d)が内因性遺伝子と効果的に結合するように成分(a)−(d)の組み 込みを指示するようなDNA構築物を、相同組換えによって細胞ゲノムの予め選 ばれた部位に挿入することにより、興味を持たれている、細胞内の内因 性遺伝子の調節又は活性化を変えることができる、という発見に基づくものであ る。もう一つの態様においては、DNA構築物は、(a)ターゲティング配列、(b) 調節配列、(c)エキソン、(d)スプライス供与部位、(e)イントロン、及び(f)スプ ライス受容部位を含むものであって、ターゲティング配列は成分(b)−(f)が内因 性の遺伝子の第一のエキソンと効果的に結合するように、成分(a)−(f)の組み込 みを指示する。使用されるターゲティング配列は、DNAが挿入される部位に関 して選択される。両態様において、ターゲティング事象は、新規の転写単位を創 りだすために用いられ、それは、ターゲティングDNA構築物により導入される 配列と内因性細胞内遺伝子の融合産物である。ここでは、例えば、新規の転写単 位の形成は、本発明のDNA構築物を宿主細胞のゲノムDNAへ導入することに より、転写がサイレントな遺伝子(トランスフェクトの前には発現しない遺伝子 )を宿主細胞内で活性化させることについて述べる。また、採取された細胞内で 発現する内因性遺伝子の発現を、増加させたり、減少させたり、消失させたりと いうように変化させること、又は、その方法や本発明のDNA構築物の使用によ り調節又は導入のパターンを変化させることについて述べる。 上記の本発明は、真菌、植物、又は動物、例えば脊椎動物、とりわけ哺乳類、 特にはヒト起源といった真核生物由来の細胞における遺伝子又はDNAのターゲ ティングの方法に関する。即ち、本発明は相同組み換え又はDNAのターゲティ ングによって、脊椎動物起源の一次細胞、二次細胞又は不死化細胞等の細胞へD NAを導入する方法に関するものであり、それは細胞中のゲノムDNAの予め選 ばれた部位に導入される。とりわけ、内因性遺伝子の産物の転写及び/又は翻訳 は、ターゲティング配列、調節配列、エキソン及びス プライス供与部位を含有してなるDNA構築物を用いて修飾される。本発明はさ らに、本発明の方法により得られる相同組み換え細胞、及びその相同組み換え細 胞の使用に関する。 本発明はまた、脊椎動物起源の一次細胞、二次細胞又は不死化細胞に存在し、 細胞中では通常発現しない遺伝子の活性を高める方法に関する。相同組み換え又 はターゲティングは、受容細胞にて遺伝子の発現を引き起こす配列を、細胞のゲ ノムに導入するために用いられる。さらなる態様としては、DNA構築物の導入 を通して、細胞中の遺伝子の発現が高められるか、又は遺伝子の調節パターン又 は誘導パターンが変化を受ける。その結果として、コード化産物は、対応する非 トランスフェクト細胞よりも明らかに高レベルで発現される。本発明の方法及び DNA構築物は、トランスフェクト細胞における所望の産物の発現が、対応する 非トランスフェクト細胞よりも少ないような細胞の生産にも有用である。即ち、 トランスフェクト細胞においては、タンパク質(タンパク質でないものを含む) の生産は、得られたままの細胞より少量である。 別の態様においては、所望の産物をコードする通常サイレントな遺伝子が、ト ランスフェクト一次細胞、二次細胞、又は不死化細胞中で活性化され、増幅され る。この態様は、ゲノムDNAとの相同組換えによって、通常は内因性遺伝子と 機能的に無関係であって、かつ(1)該内因性遺伝子の位置またはその付近で宿 主ゲノムに挿入されると、該内因性遺伝子の発現を変化(たとえば活性化)させ る働きをするとともに、(2)該活性化内因性遺伝子の増幅の場となる細胞の選 択を可能ならしめるDNA配列を導入する方法である。さらには、得られたまま の細胞で通常発現される遺伝子の発現が高められ、その遺伝子が増幅される。 以下、本発明のDNA構築物、それらを用いてのトランスフェクト細胞の生産 方法、トランスフェクト細胞及びそれらの細胞の使用について説明する。DNA構築物 本発明のDNA構築物は少なくとも下記の成分を含むものである。すなわち、 ターゲティング配列、調節配列、エキソン、および対になっていないスプライス 供与部位を含む。本発明の構築物においては、エキソンは調節配列の3’側にあ り、対になっていないスプライス供与部位はエキソンの3’側にある。また、対 になっていないスプライス供与部位によってフランキングされているエキソンの 前(5’側)に複数のエキソンおよび/またはイントロンが存在する場合もある 。本明細書で説明するように、選択マーカーや増幅マーカーなどの構築物成分が さらに含まれることが多い。 本発明の構築物におけるDNAは外因性という。本明細書で使用する場合、「 外因性」という用語は、たとえば本発明のDNA構築物を用いるなどして本発明 の方法によって細胞に導入されるDNAをいう。外因性DNAはトランスフェク ト前の細胞内に存在する内因性DNAと同じ配列である場合もあれば、異なる場 合もある。ターゲティング配列(単数または複数) ターゲティング配列は、対象遺伝子を含有する選ばれた細胞のゲノムへの正統 相同組換えを可能ならしめるDNA配列である。一般に、ターゲティング配列は 、得られる細胞のゲノム内に通常存在するDNA配列に対して相同性を示す(す なわち細胞DNAと同一であるか、ターゲティング配列と細胞DNAが相同組み 換えを受けら れるのに十分な程度に類似している)DNA配列である(たとえば転写開始部位 の上流側、対象遺伝子の転写停止部位の内部または下流側に位置するコード化D NAまたは非コード化DNA、または修正前のゲノム内に存在する配列)。本発 明で使用する1つまたは2つ以上のターゲティング配列は、本発明のDNA構築 物におけるDNAが挿入される部位を基準に選択される。 1つまたは2つ以上のターゲティング配列を使用することができる。たとえば 、環状のプラスミドまたはDNA断片は単一のターゲティング配列を用いるのが 好ましい。直鎖状のプラスミドまたはDNA断片は2つのターゲティング配列を 用いるのが好ましい。一つまたは2つ以上のターゲティング配列はそれぞれ独立 して対象遺伝子内に存在していてよく(エキソンおよび/またはイントロンの配 列など)、対象遺伝子に直接隣接していてもよく(すなわちターゲティング配列 と対象遺伝子のコード化領域の間にさらに別のヌクレオチドが存在しない)、対 象遺伝子の上流側に存在していてもよく(上流非コード化領域の配列や内因性プ ロモーター配列など)、遺伝子から距離を隔てて上流側に存在していてもよい( 内因性プロモーターの上流側配列など)。1つまたは2つ以上のターゲティング 配列は、公知または配列決定済みの被ターゲティング遺伝子の領域、および/ま たは構造は未決定であるが制限酵素を用いるマッピングが可能であって当該分野 に熟練せる者であれば配列決定可能なさらに上流側の領域を含んでいてもよい。 本明細書で説明するように、異なる遺伝子から単離された調節配列、をジーン ターゲティングを利用して挿入することができる。異なる細胞ソースおよび/ま たはウイルスソースから単離された成分を組み合わせた調節配列、又は遺伝子工 学技術によって新規調節配 列として合成された調節配列を、内因性細胞遺伝子の中に挿入したり、直接隣接 する位置に挿入したり、上流側に挿入したり、実質的に距離を隔てて挿入するこ とができる。そのような挿入に代えるか付け加えるかたちで、産生RNAまたは タンパク質の構造や安定性に影響を及ぼす配列をターゲティングによって置換、 除去、付加、その他の方法で修正させることができる。たとえば、RNA分子の RNA安定性要素、スプライス部位、および/またはリーダー配列に変化を加え て、RNA分子の機能、安定性、および/または翻訳性を向上または変化させる ことができる。タンパク質の輸送性、分泌性、または機能性を強化または変化さ せるために、シグナル配列、プロペプチド配列、活性部位、および/または構造 配列などのタンパク質配列を変化させることもできる。本発明の方法によれば、 外因性DNAを導入することで、遺伝子の通常発現特性および/またはタンパク 質またはRNAの構造特性が変化する。調節配列 本発明のDNA構築物の調節配列は、1つまたは2つ以上のプロモーター(構 成性プロモーターや誘導プロモーターなど)、エンハンサー、骨格付着領域(sca ffold-attachment regions)またはマトリックス付着部位、負の調節要素、転写 因子結合部位、またはこれらの配列を組み合わせたものから成っていてよい。 調節配列は誘導プロモーターを含有していてもよく、その結果、生じた細胞ま たは個体に導入された細胞はそのままでは産物を発現しないが、産物発現を誘導 できる(すなわち、トランスフェクトされた細胞が生じた後から発現が誘導され るが、それは移植の前または後である)ものであってよい。当然ながら、目的の 産物をコード するDNAは、導入(構成性プロモーターの支配下で)されたときに発現される ように細胞に導入することができる。調節配列は細胞ゲノムまたはウイルスゲノ ムから単離することができる(そのような調節配列としては、SV40早期遺伝 子や後期遺伝子、アデノウイルス主要後期遺伝子、マウスメタロチオネイン−I 遺伝子、伸張因子−1α遺伝子、サイトメガロウイルス遺伝子、コラーゲン遺伝 子、アクチン遺伝子、免疫グロブリン遺伝子、またはHMG−CoA還元酵素遺 伝子の発現を調節するものなどが挙げられる)。調節配列は、TATAボックス 結合部位、CCAATボックス結合部位、AP1結合部位、Sp1結合部位、ま たはNF−κB結合部位などの転写因子結合部位を含有していることが好ましい 。その他のDNA構築物要素 本発明のDNA構築物はさらに1つまたは2つ以上のエキソンを含むものであ る。本明細書で使用する場合、エキソンという用語は、RNAにコピーされて成 熟mRNA分子中に存在するDNA配列をいう。エキソンは、1つまたは2つ以 上のアミノ酸をコードするか1つのアミノ酸の一部(すなわちコドンの1つまた は2つの塩基)をコードするか両者をコードするDNAを含むものであってよい 。あるいは、エキソンは、5’非コード化領域に対応するDNAを含むこともあ る。1つまたは2つ以上の外因性エキソンが1つまたは2つ以上のアミノ酸およ び/または1つのアミノ酸の一部をコードする場合、本発明のDNA構築物は、 転写とスプライシングを受けたときに読み取り枠が被ターゲティング遺伝子(ta rgeted gene)の第二のエキソンまたはコード化領域とイン・フレーム(in-fram e)であるように設計される。本明細書で使用する場合、イン・フレ ームという用語は、第一のエキソンおよび第二のエキソンのコード化配列を融合 させたとき、第二のエキソンに由来するmRNAの部分の正しい読み取り枠を変 化させないように互いのヌクレオチドが連結されることをいう。 ターゲット遺伝子の第一のエキソンが翻訳開始配列ATGを含んでいる場合、 本発明の構築物の外因性エキソンは、被ターゲティング遺伝子の2番目以後のエ キソンを含むmRNAの生成コード化領域がイン・フレームであるように、AT Gおよび必要に応じて1つまたは2つ以上のヌクレオチドを含有することが好ま しい。第一のエキソンがATGを含む上記被ターゲティング遺伝子の具体例とし ては、hEPO、hGH、ヒトコロニー刺激因子−顆粒球/マクロファージ(h GM−CSF)、およびヒトコロニー刺激因子−顆粒球(hG−CSF)などが 挙げられる。 スプライス供与部位は1つのエキソンから別のエキソンへのスプライシングを 指示する配列である。通常、第一のエキソンは第二のエキソンの5’に存在し、 第一のエキソンの3’側にオーバーラップしてフランキングしているスプライス 供与部位が、第二のエキソンの5’側で第二のエキソンをフランキングしている スプライス受容部位を認識する。スプライス供与部位は、式(A/C)AG G URAGU(式中、Rはプリンヌクレオチドを表す)で示される特有のコンセン サス配列を有し、第4位と5位にGUが必要である[ジャクソン(Jackson,I.J .)、Nucleic Acids Research 19:3715-3798(1991)]。スプライス供与コンセ ンサス部位の最初の3つの塩基は、エキソンの最後の3つの塩基である。スプラ イス供与部位は、mRNAスプライシング経路内で正しい反応を進める能力によ ってその機能が決まる。 本明細書で使用する場合、対になっていない(unpaired)スプライス供与部位 という用語は、ターゲティング構築物内に存在するが構築物内の対になっていな いスプライス供与部位の3’側にスプライス受容部位を伴わないスプライス供与 部位をいう。対になっていないスプライス供与部位があると、内因性スプライス 受容部位へのスプライシングが起きる。 スプライス供与部位と同様にスプライス受容部位も1つのエキソンから別のエ キソンへのスプライシングを指示する配列である。スプライシング装置(apparat us)はスプライス供与部位と協力的に作用して、スプライス受容部位を利用して イントロンの除去を進める。スプライス受容部位は式YYYYYYYYYY−N YAG(式中、Yはピリミジンを表し、Nは任意のヌクレオチドを表す)で示さ れる特有の配列を有する[ジャクソン(Jackson,I.J.)、Nucleic Acids Rese arch 19:3715-3798(1991)]。 「イントロン」という用語は、2つのエキソンの間に存在する、mRNA分子 の形成に際しスプライシングによって前駆体RNA分子から除去される1つまた は2つ以上のヌクレオチドの配列をいう。 たとえば、調節配列は翻訳開始コドンATGに効果的に(operatively)連結 される。また、CAP部位(調節配列と関連があって調節配列によって利用され る特異的mRNA開始部位)を調節配列とATG開始コドンに効果的に連結させ てもよい。あるいは、調節配列と関連があって調節配列によって利用されるCA P部位をターゲティング構築物に含ませずに、転写装置で新規CAP部位を決定 する場合もある。ほとんどの遺伝子では、CAP部位はTATAボックスの3’ 側約25ヌクレオチドの位置に存在するのが普通であ る。1つの態様においては、スプライス供与部位はたとえば、外因性エキソンが 被ターゲティング遺伝子の第二のエキソンとイン・フレームとなるのに1つまた は2つ以上のヌクレオチドの存在が不要な場合、ATGに直接隣接する位置に置 かれる。被ターゲティング遺伝子のコード化配列とイン・フレームである1つま たは2つ以上のアミノ酸または1つのアミノ酸の一部をコードするDNAは、3 ’側でATGに直接隣接する位置に置かれることが好ましい。上記態様において は、スプライス供与部位はコード化DNAに直接隣接する3’側の位置に置かれ る。 効果的に連結される、または機能的に配置される、という用語は、CAP部位 (ターゲティング構築物に含まれていてよい)で始まる一次RNA転写物であっ てターゲティング構築物のエキソンとスプライス供与部位に対応する配列、内因 性遺伝子の調節領域の上流側にあるDNA(存在する場合に限る)、内因性遺伝 子の調節領域(存在する場合に限る)、内因性遺伝子の5’非転写領域(存在す る場合に限る)、および内因性遺伝子のエキソンとイントロン(存在する場合に 限る)などによって例示される一次RNA転写物の生成が調節要素によって進め られるような、外因性調節配列、エキソン、スプライス供与部位、および必要に 応じて配列およびスプライス受容部位が内因性遺伝子に対して正しい位置にター ゲティングされる配置をいう。効果的に連結された配置においては、ターゲティ ング構築物のスプライス供与部位が完全にスプライスされた成熟転写物から目的 タンパク質が生成できるようなスプライシング事象を、内因性遺伝子のエキソン のうちの1つをフランキングするスプライス受容部位に対して引き起こす。1つ の態様においては、スプライス受容部位は、スプライシング事象がたとえば内因 性遺伝子の内 因性エキソンに対して進められるような内因性のものである。スプライス受容部 位がターゲティング構築物に含まれている別の態様においては、ターゲティング 構築物によって導入されたイントロンはスプライシング事象で除去される。 本発明で使用するコード化DNA(たとえばターゲティング構築物の第一エキ ソン内にあるもの)は、内因性タンパク質のものと同じ1つまたは2つ以上のア ミノ酸および/または1つのアミノ酸の一部をコードしてもよい。本発明で使用 するコード化DNA配列はたとえば対象遺伝子の第一エキソンに対応するもので あってよい。コード化DNAはまた、対象タンパク質の第一エキソンとは異なる 1つまたは2つ以上のアミノ酸または1つのアミノ酸の一部をコードするもので あってよい。上記態様は、対象タンパク質の第一エキソンのアミノ酸がそのタン パク質の1つまたは2つ以上の活性にとって重要でない場合に、とくに興味深い 。たとえば、内因性hEPO遺伝子への融合体を構築する場合、hGHの第一エ キソンをコードする配列を使用することができる。この例では、hGH第一エキ ソンからhEPO第二エキソンへの融合によって、機能性ハイブリッドシグナル ペプチドが生成する。関連構築物においては、コードされたアミノ酸がハイブリ ッドシグナルペプチドの機能を阻害しないようなヒトまたはヒト以外の動物のエ キソンを使用することができる。関連する態様においては、この手法を用いてタ ーゲット遺伝子内に見つかった突然変異を修復することもできる。 目的の産物がターゲティング構築物中の内因性タンパク質とコード化配列の融 合タンパク質である場合、本発明の方法によって細胞に組み込まれる外因性コー ド化DNAとしては、1つまたは2つ以上のエキソンをコードするDNA、また は内因性被ターゲティング 遺伝子の産物に融合させる翻訳産物または転写産物に対応するcDNAの配列を コードするDNAなどが挙げられる。この態様においては、ターゲティングを利 用して、2つまたは3つ以上のタンパク質に由来する構造特性、酵素特性、また はリガンドまたは受容体結合特性を合わせ持つキメラタンパク質または多機能タ ンパク質を1つのポリペプチドとして作成する。たとえば、外因性DNAは、被 ターゲティングタンパク質の膜アンカー、または細胞分泌性、リーダー配列、酵 素領域、貫膜ドメイン領域、コファクター結合領域、その他の機能性領域を付与 または改善するシグナルペプチドをコードすることができる。通常は分泌されな いがシグナルタンパク質と融合させることで分泌を引き起こすことが可能なタン パク質の例としては、ドーパーデカルボキシラーゼ、転写調節タンパク質、α− ガラクトシダーゼ、およびチロシンヒドロキシラーゼなどが挙げられる。 被ターゲティング遺伝子の第一エキソンが非コード化領域(たとえばろ胞刺激 ホルモンベータ(FSHβ)遺伝子の第一エキソン、である場合、外因性ATG は不要であり、これを除去することが好ましい。 本発明の構築物のDNAはそのDNAを天然に含有するソースから得ることが できるが、遺伝子工学技術や合成プロセスを用いて製造することもできる。被ターゲティング遺伝子とその産物 本発明のDNA構築物を一次細胞、二次細胞、または不死化細胞などの細胞に トランスフェクトさせると、たとえばタンパク質またはRNAの活性部分や機能 性部分などの目的産物の発現を制御する ことができる。目的産物の例としては、ホルモン、サイトカイン、抗原、抗体、 酵素、凝固因子、輸送タンパク質、受容体、調節タンパク質、構造タンパク質、 転写因子、アンチセンスRNA、またはリボザイムなどが挙げられる。さらに、 該産物は天然に存在しないタンパク質や核酸(すなわち融合タンパク質や融合核 酸)であってもよい。 本明細書で説明する方法は、エリスロポエチン、カルシトニン、成長ホルモン 、インスリン、インスリノトロピン、インスリン様成長因子類、副甲状腺ホルモ ン、インターフェロンβ、及びインターフェロンβ、神経成長因子類、FSHβ 、TGF−β、腫瘍壊死因子、グルカゴン、骨成長因子2、骨成長因子7、TS H−β、インターロイキン1、インターロイキン2、インターロイキン3、イン ターロイキン6、インターロイキン11、インターロイキン12、CSF−顆粒 球、CSF−マクロファージ、CSF−顆粒球/マクロファージ、免疫グロブリ ン類、触媒性抗体類、プロテインキナーゼC、グルコセレブロシダーゼ、スーパ ーオキシドジスムターゼ、組織プラスミノーゲンアクチベーター、ウロキナーゼ 、アンチトロンビンIII、DNアーゼ、α−ガラクトシダーゼ、チロシンヒド ロキシラーゼ、血液凝固因子V、血液凝固因子VII、血液凝固因子VIII、 血液凝固因子IX、血液凝固因子X、血液凝固因子XIII、アポリポプロテイ ンEまたはアポリポプロテインA−I、グロビン類、低密度リポプロテイン受容 体、IL−2受容体、IL−2アンタゴニスト類、アルファ−1アンチトリプシ ン、免疫応答修飾因子類、および可溶性CD4などから選ばれた1つまたは2つ 以上の治療目的産物を製造することができる。選択マーカー及び増幅 ターゲティング事象は、一以上の選択マーカー遺伝子を用いることにより容易 に確認できる。これらのマーカーは、ターゲティング構築物に含有させたり、別 の構築物上に存在させることができる。選択マーカーは、ポジティブ選択可能な ものとネガティブ選択可能なもの(換言すれば、ポジティブ選択のためのマーカ ーまたはネガティブ選択のためのマーカー)の2つの範疇に分けることができる 。ポジティブ選択においては、ポジティブ選択マーカーを発現する細胞は選択物 質(neo、キサンチン−グアニンホスホリボシルトランスフェラーゼ(gpt )、dhfr、アデノシンデアミナーゼ(ada)、ピューロマイシン(pac )、ハイグロマイシン(hyg)、カルバモイルリン酸シンターゼ、アスパラギ ン酸トランスカルバミラーゼ、及びジヒドロオロターゼをコードするCAD、グ ルタミンシンテターゼ(GS)、マルチドラッグレジスタンス1(mdr1)、 及びヒスチジンD(hisD)など)による処理に耐えることができ、そして宿 主細胞ゲノムに組み込まれたターゲッティング構築物が内部にある細胞の選択が 行われる。ネガティブ選択においては、ネガティブ選択マーカーを発現する細胞 は選択物質の存在下で破壊される。ターゲティング事象は、ネガティブ選択の性 質を示す一以上の選択マーカー遺伝子を用いることにより容易に確認でき、ネガ ティブ選択可能なマーカーは外因性DNAと結合しているが、ネガティブ選択可 能なマーカーがターゲティング配列と隣接するように、かつ宿主細胞ゲノム内の 配列との正しい相同組み換え事象によって、がネガティブ選択可能なマーカーが 安定して組み込まれないように形成される(マンサー(Mansour)S.L.ら、Natur e 336、348-352(1988))。この目的に有用なマーカーとしては 、単純ヘルペスウィルスチミジンキナーゼ(TK)遺伝子又は細菌のgpt遺伝子が 挙げられる。 様々な選択マーカーを一次、二次、または不死化細胞に組み込むことができる 。たとえば、薬剤耐性、原栄養性、細胞毒性物質耐性、または表面タンパク質の 発現などの選択可能表現型を付与する選択マーカーを用いることができる。用い ることのできる選択マーカー遺伝子としては、neo、gpt、dhfr−ad a−pac、hyg、CAD、GS、mdrl、およびhisDなどが挙げられ る。付与された選択可能表現型は、レシピエントの細胞の同定と単離を可能にす る。 選択マーカー(例えば、ada、GS、dhfrおよび多機能的CAD遺伝子 )をコードする増幅可能な遺伝子は、ゲノム中に挿入された選択マーカーの増幅 されたコピーを含有する細胞の選択を可能にするというもう一つの特徴を有する 。この特徴は、増幅が望まれる隣接の遺伝子または連結している遺伝子のコピー 数を顕著に増やすための機構を提供する。これらの配列の選択性が改善された変 異型や、他の増幅可能な配列も使用できる。 DNA構築物中の成分の順序は変更することができる。該構築物が環状プラス ミドの場合、得られる構築物中の成分の順序は、ターゲティング配列−プラスミ ドDNA(微生物又は他の適当な宿主中のターゲティングプラスミドの選択及び /又は複製に用いられる配列を含有してなる)−単数又は複数の選択マーカー− 調節配列、エキソン−スプライス供与部位、である。好ましくは、受容細胞への 導入の前に、ターゲティング配列及び外因性DNA成分を含有するプラスミドを 、そのターゲティング配列内を一回又は二回以上切断する制限酵素で切断し、本 明細書に記載されているようにフリーの DNA末端が所望の相同組み換え事象の頻度を高めるような、直鎖状又は切れ目 のある(gapped)分子を創りだす。さらに、そのフリーのDNA末端はエキソヌ クレアーゼで処理され、5’又は3’が突出した一本鎖DNA末端を創り出し、 所望の相同組み換え事象の頻度を高める。本態様においては、ターゲティング配 列と細胞の標的間の相同組み換えは、導入されたプラスミド内に含まれる成分に となり合った、ターゲティング配列の複製物を二つ生じさせる。 構築物が直鎖状である場合、その順序は、例えば、第一のターゲティング配列 −選択マーカー−調節配列−エキソン−スプライス供与部位−第二のターゲティ ング配列、又はその代替物としての第一のターゲティング配列−調節配列−エキ ソン−スプライス供与部位−選択マーカーコードDNA−第二のターゲティング 配列、である。その構築物が安定的に組み込まれた細胞は、選択薬剤処理によっ ても生存し、安定したトランスフェクト細胞の部分集合(subset)は相同組み換 え細胞であろう。相同組み換え細胞は、PCR、サザンハイブリダイゼーション 、表現型によるスクリーニングといった種々の方法により確認することができる 。 また別の態様としては、その構築物の順序は、第一のターゲティング配列−選 択マーカー−調節配列−エキソン−スプライス供与部位−イントロン−スプライ ス受容部位−第二のターゲティング配列である。 さらに、DNA構築物中の成分の順序は、例えば、第一のターゲティング配列 −選択マーカー1−調節配列−エキソン−スプライス供与部位−第二のターゲテ ィング配列−選択マーカー2、又はその代替物として第一のターゲティング配列 −調節配列−エキソン−スプライス供与部位−選択マーカー1−第二のターゲテ ィング配列− 選択マーカー2、である。本態様においては、選択マーカ−2はネガティブ選択 性を示す。すなわち、選択マーカー2の遺伝子産物は、選択マーカー2を発現す る細胞を殺す物質(通常は薬物または代謝類似体)を含有する適当な培地処方に おける成長に対して選択することができる。選択マーカー1をフランキングする ターゲティング配列と宿主細胞ゲノム中の相同配列の組換えは、選択マーカー1 のターゲティング組み込み(targeted integration)をもたらすが、選択マーカー 2は組み込まれない。このような組換え事象は、選択マーカー1を安定的にトラ ンスフェクトされているが選択マーカー2は安定的にトランスフェクトされてい ない細胞を生じるが、このような細胞は、選択マーカー1の選択を許す選択物質 と選択マーカー2の選択を阻害する選択物質を含有する培地における成長を基準 として選択することができる。 DNA構築物はポジティブ選択マーカーをも含むことができる。これにより、 当該マーカーの増幅されたコピーを含む細胞の選択が可能となる。このようなマ ーカーを増幅させると、フランキングDNA配列の同時増幅が達成される。本態 様において、構築物成分の順序は、例えば第一のターゲティング配列−増幅可能 なポジティブ選択マーカー−第二の選択マーカー(任意的)−調節配列−エキソ ン−スプライス供与部位−第二のターゲティングDNA配列である。 本態様においては、適当な選択薬剤の存在下で細胞を培養することによって選 択マーカー遺伝子増幅コピー含有細胞を選択することができるような性質を有す る選択マーカー遺伝子を含有させることによって、該活性化遺伝子をさらに増幅 させることができる。活性化内因性遺伝子は、増幅された選択マーカー遺伝子と 互いにつなが りあう。活性化内因性遺伝子のコピーを多く含有する細胞は、所望のタンパク質 を高レベルで産生することができ、イン・ビトロでのタンパク質製造と遺伝子治 療に有用である。 いずれの態様においても、選択マーカー遺伝子及び増幅性マーカー遺伝子は、 互いに直接隣接して存在する必要はない。 また、該DNA構築物は、細菌の複製開始点および細菌の抗生物質耐性マーカ ー又は他の選択マーカーを含んでいてもよく、かかるマーカーは細菌中における 大規模プラスミド増殖又は他の好ましいクローニング/宿主系を可能にするもの である。プロモーターおよびスプライスジャンクションなどの追加配列とともに 、選択マーカーをコードするDNAを含むDNA構築物を用いて、トランスフェ クト細胞に選択可能表現型を付与することができる(たとえばプラスミドpcD NEO、図4に概略図を示す)。このようなDNA構築物は、本明細書で説明す る方法を用いてターゲティングDNA配列と共に一次または二次細胞に同時トラ ンスフェクションすることができる。トランスフェクション及び相同組み換え 本発明の方法によれば、構築物は、単一のDNA構築物として、又は染色体又 は核DNAに組み込まれるようになる、分離したDNA配列として、一次細胞、 二次細胞又は不死化細胞等の細胞に導入される。 ターゲティング配列、調節配列、エキソン、スプライス供与部位及び単数又は 複数の選択マーカー遺伝子を含む、単一のDNA構築物上の、又は分離した構築 物上のターゲティングDNA構築物は、細胞に導入することができる。DNA構 築物全体の長さは、成分( 例えば、ターゲティング配列、調節配列、エキソン、選択マーカー遺伝子、及び 他の成分)の数とそれぞれの長さにより変わる。構築物の全長は、一般的には、 少なくとも約200ヌクレオチドであろう。さらに、DNAは、直鎖状、二本鎖 (末端の片方又は両方が一本鎖領域である、又はない)、一本鎖、又は環状で導 入することができる。 本発明で開示されたいずれの構築物のタイプも、それから細胞に導入され、ト ランスフェクト細胞を得る。トランスフェクト細胞は、公知の方法(カペッチ( Capecchi)、M.R.、Science 244、1288-1292(1989))のように、相同組み換えが 起こる条件下で維持される。DNAの転写に十分適した条件下で相同組み換え細 胞が維持される場合、プロモーターとして、ターゲット構築物により導入された 調節配列は転写を活性化させる。 DNA構築物は、種々の物理的又は化学的な方法により細胞に導入することが できる。例えば、エレクトロポーレーション法、マイクロインジェクション法、 マイクロプロジェクタイル衝撃法、リン酸カルシウム共沈殿法、及びリポソーム −、ポリブレン−又はDEAEデキストラン−媒介トランスフェクション法等が 挙げられる。また、レトロウイルスベクター、ヘルペルベクター、アデノウイル スベクター、アデノウイルス関連ベクター、おたふくかぜベクター、及びポリオ ウイルスベクター等の感染性ベクターは、DNAの導入に使用することができる 。 所望により、2以上の分離したDNA断片の状態で、ターゲティングDNAを 細胞内に導入することができる。二つの断片を用いた場合、その二断片は、一方 は第一のターゲティング配列を、他方は第二のターゲティング配列を有し、一方 の断片の3’末端、及び他 方の5’末端においてDNA配列の相同性(重なり)を共有する。細胞への導入 の際、この二断片に相同組み換えが起こり、第一のターゲティング配列と第二の ターゲティング配列が二つの元々の断片間にある重なり領域に隣接する、単一の 断片が形成される。産物である断片は次いで、細胞内の標的配列を用いての相同 組み換えに適した形にされる。二以上の断片を用いることが可能であり、上記に 記載のように、それらが互いに相同組み換えを経て、細胞内の標的配列を持ち手 の相同組み換えに適した産物を最終的に形成するように設計される。相同組み換え細胞 ターゲティング事象の結果、ターゲティング構築物の調節配列の挿入が生じ、 (例えば、プロモーター又はエンハンサーのいずれかが又は両方が、内因性遺伝 子又は調節領域の上流に挿入されることにより)内因性遺伝子がそれらのコント ロール下に置かれる。所望により、ターゲティング事象は、組織−特異的ネガテ ィブ調節成分の欠失等の内因性の調節成分の欠失を同時に生じさせる。ターゲテ ィング事象は、実際に存在する成分を置換することができる。例えば、組織−特 異的エンハンサーを、細胞の型の特異性が自然の成分よりも広い又は異なるエン ハンサーと、又は対応する非トランスフェクト細胞とは調節のパターン又は誘導 のパターンが異なるエンハンサーと置換することができる。本態様においては、 自然の配列は欠失し、新たな配列が付加される。また、ターゲティング事象によ り内因性調節成分は除去又は置換されないか、外因性配列を内因性の調節成分内 にターゲティングすることにより、分裂させられたり無能力化される。 公知の方法(カペッチ(Capecchi)、M.R.、Science 244、1288-1292(1989)) のように、DNAが細胞に導入された後、ゲノムDNAと導入されたDNAの一 部の間で起こる相同組み換えに適した条件下でその細胞は維持される。 ゲノムDNAと導入されたDNAとの間での相同組み換えにより、真菌、植物 又は動物、そして特にヒト又は他の哺乳類の一次細胞、二次細胞又は不死化細胞 等の相同組み換え細胞が生じる。該細胞中では、産物をコードする、発現による 新規の転写単位を創りだす、及び/又は内因性遺伝子のポテンシャル(potential )と異なるポテンシャルをコードする内因性遺伝子の発現に変化を与える配列が 内因性遺伝子と効果的に結合している。特に本発明では、相同組み換え細胞は調 節配列及びエキソンを含有してなるものであり、それらはスプライス供与部位に 隣接されている。そしてそれらはターゲティングDNA構築物により、予め決定 された部位に導入され、内因性遺伝子の第二エキソンと効果的に結合している。 所望により、内因性遺伝子のいかなるエキソンと効果的に結合している、多数の 外因性エキソン(コードしているもの又はしていないもの)及びイントロンも挙 げられる。生成する相同組み換え細胞は、もし適当であれば、増幅可能なマーカ ーと新規の転写単位をコードするDNAの増幅用に選ばれた条件下で培養される 。増幅の有無にかかわらず、この方法により得られる細胞を、タンパク質の発現 に適した、当該分野で公知の条件下で培養することができる。それにより、イン ・ビトロでのタンパク質、又は細胞の生産を、治療目的のタンパク質のイン・ビ ボでの送達(即ち、遺伝子治療)に用いることができる。 本明細書で使用する場合、一次細胞という用語は、脊椎動物組織ソースから単 離した(平板培養する前、すなわち皿やフラスコなどの組織培養容器に付着させ る前に)細胞の懸濁液中に存在する細胞、組織から得た外植片中に存在する細胞 、両者の一次平板培養された前タイプの細胞、およびこれら平板培養された細胞 から得た細胞懸濁液を包含する。二次細胞または二次細胞株という用語は、培養 中のその後のすべての段階の細胞をいう。すなわち、最初に一次平板細胞を培養 容器から取り出し、再び平板培養(継代)したとき、本明細書中ではこれをその 後の継代におけるすべての細胞とともに二次細胞と呼ぶ。二次細胞は、1回以上 継代された二次細胞より成る細胞株である。細胞株は、1)1回以上継代され、 2)培養中に有限回数の平均集団二倍化を示し、3)接触によって阻害される足 場依存性増殖の性質を示し(足場依存性は懸濁培養で増殖される細胞には適用さ れない)、しかも4)不死化されない二次細胞から成る。 不死化細胞は細胞系(一次細胞及び二次細胞のための用語である「株」を付し た細胞株という用語に対する)であり、その決定的な特徴は、培養の際に明らか に寿命の制限がないことである。 本発明の方法によって選択される細胞は4つのタイプまたは範疇に分けること ができる。すなわち、1)タンパク質又は産物(その細胞内では通常発現しない タンパク質又は天然には通常見られない融合タンパク質など)を産生したり含有 したりしない、採取したままの(as obtained)細胞、2)タンパク質又は産物 を産生するか含有するが、その量が所望量ではない量(採取したままでは生理的 に正常な下限より少ない量など)である細胞、3)採取したままでは 、生理的に正常なレベルでタンパク質又は産物を産生するがその含有量または産 生量を増大または強化すべき細胞、および4)タンパク質をコードする遺伝子の 制御または誘導のパターンを変えることが望まれる細胞である。 本発明の方法によってトランスフェクトを受けさせる一次細胞、二次細胞及び 不死化細胞は様々な組織から得ることができ、培養状態で維持することができる すべての細胞型を含む。たとえば、本発明の方法によってトランスフェクトを受 けさせることができる一次および二次細胞としては、線維芽細胞、ケラチン細胞 、上皮細胞(たとえば乳房上皮細胞、腸上皮細胞)、内皮細胞、グリア細胞、神 経細胞、血液細胞成分(たとえばリンパ球、骨髄細胞)、筋肉細胞、およびこれ らの型の体細胞の前駆体などが挙げられる。相同組み換え細胞を遺伝子治療に用 いる場合、一次細胞はトランスフェクト一次または二次細胞を投与される個体か ら得るのが好ましいが、一次細胞は、同種のドナー(レシピエント以外)から得 てもよい。 相同組み換え不死化細胞も本発明の方法によって得ることができ、タンパク質 製造または遺伝子治療に用いることができる。本発明の方法によるタンパク質製 造または遺伝子治療に有用な不死化ヒト細胞系の例としては、HT1080細胞 (ATCC CCL 121)、HeLa細胞及びその派生細胞(ATCC CCL 2,2.1及び2.2)、M CF−7乳癌細胞(ATCC BTH 22)、K−562白血病細胞(ATCC CCL 243)、KB 癌腫細胞(ATCC CCL 17)、2780AD卵巣癌細胞(ファンデルブリック(Van de r Blick,A.M.)ら、Cancer Res,48:5927-5932(1988))、Raji細胞(ATCC CCL 86)、Jurkat細胞(ATCC TIB 152)、Nama lwa細胞(ATCC CRL 1432)、HL−60細胞(ATCC CC L 240) 、Daudi細胞(ATCC CCL 213)、RPMI 8226細胞(A TCC CCL 155)、U-937細胞(ATCCCRL 1593)、ボウズメラノーマ(Bowe s Melanoma)細胞(ATCC CRL 9607)、WI-38VA13 サブライン2R4 細胞(ATCC CLL 75 .1)、およびMOLT−4細胞(ATCC CRL 1582)などが挙げられ るが、これらに限定されない。さらには、ヒト細胞と他の種の細胞の融合により 得られるヘテロハイブリドーマ細胞も挙げられる。WI-38(ATCC CCL 75)及びMRC- 5(ATCC CCL 171)等のヒト線維芽二次細胞株も用いることができる。さらに、ヒ トの一次細胞、二次細胞又は不死化細胞は、イン・ビトロで遺伝子増幅の性質を 示す他の種由来の一次細胞、二次細胞又は不死化細胞と同様、イン・ビトロのタ ンパク質製造または遺伝子治療に使用することができる。遺伝子をcDNAコピーに変換する方法 本発明はまた、相同組み換えを利用して遺伝子をcDNAコピー(イントロン 欠損遺伝子コピー)に変換する方法に関する。cDNAコピーは、イン・ビトロ におけるタンパク質製造のための酵母または細菌に導入することができる。また 、cDNAコピーは、イン・ビトロまたはイン・ビボにおけるタンパク質製造の ための哺乳類細胞に挿入することもできる。cDNAを微生物細胞に導入しよう とする場合、ターゲティング配列を含有する2つのDNA構築物の一方を治療目 的タンパク質をコードするヒト遺伝子の上流側に、他方を下流側に相同組み換え によって導入する。たとえば、上流側に導入される配列としては、成熟プロセシ ング済みタンパク質の第一位アミノ酸をコードするDNAの位置またはその下流 側にあるゲノムDNA配列に対して相同なDNA配列、レトロウイルス長期リピ ート配列(LTR)、微生物細胞内の選択用マーカーをコードする配列、微生物 細胞内で機能する調節要素、およびスプライス供与部位を有する微生物細胞から の分泌を促進するリーダーペプチドをコードするDNAなどが挙げられる。上流 側に導入される配列は、成熟プロセシング済み治療目的タンパク質の第一位アミ ノ酸をコードするゲノムDNAの付近の上流側に導入される。下流側に導入され る配列としては、成熟プロセシング済みタンパク質の最終位アミノ酸をコードす るDNAの位置またはその下流側にあるゲノムDNA配列に対して相同なDNA 配列、微生物転写終止配列、微生物細胞におけるDNA複製を引き起こす能力を 有する配列、およびレトロウイルスLTRなどが挙げられる。下流側に導入され る配列は、成熟プロセシング済み治療目的タンパク質の終止コドンをコードする DNAと隣接する下流側に導入される。上記2つのDNA構築物を細胞に導入し た後、得られた細胞を導入DNAとゲノムDNAの間の相同組み換えに適した条 件下に保つことで、相同組み換え細胞を製造する。また、上記DNA構築物の一 方または両方がDNA構築物含有細胞の正または負の選択のための1つまたは2 つ以上のマーカーをコードするものであってよく、上記DNA構築物の一方また は両方が細胞に導入された後で本発明の方法にさらに選択工程を加えることがで きる。あるいは、微生物細胞内の選択用マーカーをコードする配列、および微生 物細胞におけるDNA複製を引き起こす能力を有する配列の両者が上流側または 下流側ターゲティング構築物の中に存在していてもよいし、微生物細胞内の選択 用マーカーが下流側ターゲティング構築物の中に存在して、微生物細胞内でDN A複製を引き起こす能力を有する配列が上流側ターゲティング構築物の中に存在 していてもよい。次いで、相同組み換え細胞を、治療 目的タンパク質をコードする遺伝子のRNA産物のLTR指向性(directed)転 写、プロセシング、および逆転写に適した条件下で培養する。逆転写産物は、治 療目的タンパク質をコードするイントロンレスDNAコピーから成るDNA構築 物であって、上記2つの外因性DNA構築物から成るDNA配列が効果的に連結 したものである。次いで、本発明の方法によって製造されたイントロンレスDN A構築物を微生物細胞に導入する。次いで、その微生物細胞を治療目的タンパク 質の発現と分泌に適した条件下で培養する。イン・ビボにおけるタンパク質の製造 本発明の相同組み換え細胞は、相同組み換え細胞系の集団、相同組み換え一次 または二次細胞の集団、相同組み換えクローン細胞株若しくは系、相同組み換え 不均一細胞株若しくは系、および上記4つの相同組み換え細胞の範疇のうちの1 つのもののに属する少なくとも1つの代表的細胞を含む細胞混合物として有用で ある。上記細胞は、1)治療目的のタンパク質(たとえば個体内に存在しないか 、個体の生理的要求度より産生量が少ないか、不完全であるか、利用が不十分ま たは不適当であるタンパク質や酵素機能や輸送機能などの新規機能を有するタン パク質)または2)治療目的の核酸(たとえば遺伝子発現を阻害したり、それ自 体が酵素活性を有するRNA)のいずれかである治療目的産物の送達に反応する 異常状態または好ましくない状態を有する個体を治療するための送達系に用いる ことができる。治療目的のタンパク質または核酸を提供する本発明の方法におい ては、相同組み換え一次細胞、クローン細胞株または不均一細胞株を、異常状態 または好ましくない状態を治療または予防しようとする個体に対して、該タンパ ク質または外因性DNAを 生理的に有効なレベルで発現させるか利用可能ならしめるのに十分な量とそれに 適した経路で投与する。生理的に有効なレベルとは、産物の生体内の正常産生レ ベルに近いか、異常状態または好ましくない状態の改善をもたらすレベルをいう 。本発明の1つの態様によれば、投与する相同組み換え不死化細胞系は、1つま たは2つ以上の半透性関門デバイス(barrier devices)に封入することができる 。該デバイスの透過性は、動物に移植された細胞がデバイスから離脱するのを防 止するとともに、治療目的産物が自由に透過できて関門デバイスを離脱してイン プラント周囲の局所空間に入るか全身循環に入ることができる程度のものである 。たとえば、hGH、hEPO、ヒトインスリノトロピン、hGM−CSF、h G−CSF、ヒトα−インターフェロン、またはヒトFSHβを治療効果を得る 目的でヒトに全身送達させることができる。 関門デバイスはとくに有用であり、相同組み換え不死化細胞、別種由来の相同 組み換え細胞(相同組み換え異種細胞)、または組織適合性不一致ドナー由来の 細胞(相同組み換え同種異系細胞)をヒトまたは動物の状態を治療する目的また は農業用途(すなわち食肉および乳製品の製造)のために移植することを可能な らしめる。関門デバイスは、何らかの理由により治療方式を変更しなければなら ないときに除去すべき細胞へのアクセスを容易にすることによって簡便な短期的 (すなわち一時的)治療法をも可能にする。 この目的のためには、複数の合成、半合成、または天然の濾過膜を使用するこ とができ、具体的にはセルロース、酢酸セルロース、ニトロセルロース、ポリス ルホン、ポリビニリデンジフルオリド、ポリ塩化ビニルポリマー、およびポリ塩 化ビニル誘導体のポリマーなどが例示されるが、これらに限定されない。関門デ バイスは、別 種由来の一次、二次、または不死化細胞のヒトの遺伝子治療への使用を可能にす る目的にも利用できる。イン・ビトロにおけるタンパク質の製造 本発明のヒトまたはヒト以外の種に由来する相同組み換え細胞は、イン・ビト ロにおけるタンパク質の製造にも使用することができる。該細胞を、目的タンパ ク質の発現をもたらす当該分野において公知の条件下に保つ。目的のタンパク質 を精製するためには、上記方法を用いて発現させたタンパク質を細胞溶解物また は細胞上清から精製すればよい。本発明の方法によって製造されるタンパク質と しては、当該分野において公知の従来の医薬品投与経路(たとえば経口投与、静 脈内投与、筋肉内投与、鼻腔内投与、または皮下投与)によってヒトまたはヒト 以外の動物に送達することができる治療目的タンパク質などが挙げられる。かか るタンパク質としては、hGH、hEPO、及びヒトインスリノトロピン、hG M−CSF、hG−CSF、FSHβ、又はα−インターフェロン等が挙げられ る。これらの細胞は不死化細胞であってもよいし、一次細胞であってもよいし、 二次細胞であってもよい。ヒト以外のタンパク質の方が治療上または商業上有用 であるタンパク質製造目的にとってヒト以外の細胞が有利である場合には、他種 細胞の使用が望ましく、たとえばサケカルシトニンの製造目的にはサケの細胞、 ブタインスリンの製造目的にはブタの細胞、ウシ成長ホルモンの製造目的にはウ シの細胞を使用するのがよい。利点 本発明の方法、DNA構築物、細胞、および生成タンパク質は応 用範囲が広く、現在ジーンターゲティングの分野で使われている方法より多くの 点で優れている。対象遺伝子に直接隣接する位置(正常遺伝子の転写領域に直接 融合されている)から、内因性遺伝子の転写領域から30キロベースペア以上上 流側までの様々な位置に存在していたり、内因性遺伝子のイントロン内に存在し ていたりする外因性調節配列の位置を決定することによって内因性遺伝子を活性 化させることができれば、細胞内の遺伝子発現に有利である。たとえば、通常は 遺伝子に対してサイレント化または負の調節を行なっている領域の上流または下 流側にある調節要素の位置を決定する目的にこれを利用することができる。上記 領域の上流または下流側にある調節要素の位置決定は、通常は転写を阻害するよ うな優性の負の作用を凌駕しうる。また、通常は転写を阻害したり特定の遺伝子 の発現に対して別の方法で悪影響を及ぼすDNA領域を、本明細書で説明するよ うにターゲティング構築物を利用して欠失させることができる。 さらに、プロモーター機能は局所環境依存度が大きいことが知られているので 、機能にとっての至適局所環境を見つけるために広範囲の位置を探索すればよい 。ところが、哺乳類のDNAにはATG開始コドンが含まれていることが多いた め(48塩基対あたり約1回の頻度)、転写が遺伝子の上流側の位置で単純に開 始されず、正しいATG開始コドンの前にある長いリーダー配列を含む転写物が 産生され、そのようなリーダー配列に高頻度でATGコドンが出現すると、正し い遺伝子産物の翻訳が阻害されメッセージが無意味になってしまう。したがって 、調節領域から成るターゲティング構築物に外因性エキソン、スプライス供与部 位、および必要に応じてイントロンとスプライス受容部位を組み込むと、mRN A中の不適当 なATG開始コドンの生成を防止する必要性に伴う制限を受けることなく、調節 領域機能にとっての至適部位を決定することによって遺伝子発現の最適化を図る ことができる。これにより、構築物の位置選択の融通性が大幅に高まり、広範囲 の遺伝子を活性化することができるようになる。本発明のDNA構築物は、たと えば組み換えすなわち外因性の配列と内因性配列によってコードされる融合タン パク質の製造プロセスにおいても有用である。 以上開示したジーンターゲティングと増幅は、単離と発現が困難なほどの大き さをもった転写単位を形成する遺伝子の発現を変化させる目的、またはタンパク 質コード化領域全体の利用が不可能であるかクローン化されていない遺伝子を働 かせる目的にとくに有用である。したがって、上記DNA構築物は、転写単位を 正確に決定し、最終的に外因性調節要素と内因性遺伝子の相対的位置決定の融通 性を高め、治療効果を有する遺伝子の取得と発現調節のための高度制御系を実現 するように外因性調節要素を内因性遺伝子に効果的に連結する上で有用である。実施例の説明 本明細書で説明したとおり、本出願人らは、DNAを一次、二次、または不死 化脊椎動物細胞に導入し、相同組換えにより該トランスフェクト細胞のゲノムに 組み込ませることができることを明らかにした。さらに、外因性DNAは相同的 に組換えられた(HR)細胞中で目的の機能を発揮すること、および正しくター ゲティングされた細胞は、適切なターゲティングを受けたDNAによって付与さ れる検出可能な表現型に基づき同定することができることを明らかにした。 本出願人らは、ヒトゲノム中の特定遺伝子座(HPRT座)へのターゲティン グおよび薬剤耐性表現型に基づく選択に有用なプラスミドの構築について説明す る(実施例1a)。pE3Neoと呼ぶこのプラスミドを細胞ゲノムのHPRT 座に組み込むと、hprt-の6−TG耐性表現型を有するとともにG418耐 性も示す細胞が得られる。すでに述べたとおり、本出願人らは、樹立細胞に導入 されたDNAがHPRT遺伝子のエキソン3内に局在していることを明らかにす ることで、pE3Neoが該樹立ヒト細胞系でのジーンターゲティングにおいて 適切に機能することを示した(実施例1b)。 また、本出願人らは、pE3Neoを用いて一次及び二次細胞ヒト皮膚線維芽 細胞においてジーンターゲティングが可能であることを明らかにする(実施例1 c)。本出願ではさらに、DNA末端を改変するとゲノムDNAへのDNAのタ ーゲティングが促進されることを明らかにする(実施例1cおよび1e)。本出 願人らは、ジーンターゲティングによって一次、二次、または不死化細胞等の細 胞のゲノム中のあらかじめ選択された部位に遺伝子を導入することができる方法 についても説明する(実施例1d)。 また、本発明はトランスフェクト細胞を用いるタンパク質製造方法に関する。 本発明の方法は、治療目的の産物をコードする外因性DNA、または治療目的の 産物をコードする内因性遺伝子をターゲティングするのに充分なDNAを用いて 、一次、二次、または不死化細胞等の細胞をトランスフェクトするものである。 たとえば、実施例1g、1h、1j、1k、2、3、4及び6〜9では、内因性 遺伝子の発現に変化を与えるDNA配列成分を用いて、選択された内因性遺伝子 のターゲティングによるタンパク質製造について説明 する。 本出願人らはさらに、DNA構築物について、及びジーンターゲティングによ って活性化された内因性細胞遺伝子を増幅するための方法(実施例3、6、8及 び9)についても説明する。 実施例1f〜1hおよび実施例2、4及び6は、ヒトEPO遺伝子の上流にあ る正常な調節配列を変化させて、トランスフェクトされていない状態では検出可 能量のEPOを発現しない一次または二次線維芽細胞株におけるhEPOの発現 を可能ならしめる態様を説明するものである。1つの態様においては、ターゲテ ィングの産物は正常なEPOタンパク質を無傷のままではあるがマウスメタロチ オネインプロモーターの制御下に置く。実施例1iおよび1jは、同様のターゲ ティング構築物を用いて、一次または二次ヒト線維芽細胞中で内因性成長ホルモ ン遺伝子を活性化させることについて説明する。ヒト線維芽細胞中のEPO発現 の活性化について説明するその他の態様においては、ターゲティング事象の産物 はキメラ性転写ユニットであり、そのものの中ではヒト成長ホルモン遺伝子の第 一エキソンがEPOエキソン2−5の上流に位置する。転写(マウスメタロチオ ネインプロモーターの制御下にある)、スプライシング、および翻訳の産物は、 hEPOシグナルペプチドのアミノ酸1−4がhGHのアミノ酸残基1−3で置 換されたタンパク質である。このタンパク質のキメラ部分、すなわちシグナルペ プチドは、細胞からの分泌に先立ち除去される。実施例5では、遺伝子(イント ロンを有する)を該遺伝子の発現可能cDNAコピー(イントロンを欠く)に変 換する細胞を作成するターゲティング構築物と方法、ならびに微生物(たとえば 酵母や細菌)細胞中での上記発現可能cDNA分子の回収について説明する。実 施例6では、pREPO4 という2重選択(dual selection)用ターゲティングベクターの構築とdhfr 遺伝子を増幅させる場となる細胞の選択について説明する。相同組換えにより内 因性hEPO遺伝子を活性化させた後、プラスミドpREPO4を用いてHT1 080細胞(不死化ヒト細胞系)中のヒトEPO(hEPO)座を増幅させてお く。すでに述べたとおり、メトトレキセート含有培地で段階的選択を行なったと ころ、0.4μMのメトトレキセートに耐性を示す細胞中でのhEPO産生が7 0倍増大した。 実施例7及び8は、通常のEPOプロモーターの上流にある調節配列の挿入方 法、及びかかる構築物を用いるEPOの生産方法を記載する。さらに、実施例8 は、実施例7の方法により得られる被ターゲットEPO遺伝子の増幅について記 載する。実施例9は、ヒトα−インターフェロン遺伝子、GM−CSF遺伝子、 G−CSF遺伝子、及びFSHβ遺伝子をターゲティングし、タンパク質生産に 有用な細胞を創る方法を記載する。 これらの実施例は、ターゲット遺伝子のタンパク質コード領域の操作などの処 理を必要としないでジーンターゲティングにより内因性遺伝子の活性化または活 性化と増幅を行なう方法を提供するものである。本明細書で示される方法、及び DNA構築物又はプラスミドを用いることにより、又は当該分野における通常の 技術を有する者にとって自明であるそれらの改変物を用いることにより、イン・ ビトロでのタンパク質製造法(たとえば医薬品)やイン・ビボでのタンパク質送 達法(たとえば遺伝子治療)に望ましい性質を有する細胞中で遺伝子の発現を変 化させることができる。図5および図6では、hEPO遺伝子の転写を活性化さ せる2つの手法について説明する。 本明細書に開示する方法およびDNA構築物またはプラスミドまたは当該分野 における通常の技術を有する者にとって自明であるそれらの改変物を用いると、 治療目的の産物(たとえばタンパク質、リボザイム、アンチセンスRNA)をコ ードする外因性DNAを、脊椎動物(たとえばヒトおよびヒト以外の哺乳類)の 一次または二次細胞のゲノム中のあらかじめ選択された部位に挿入することがで きる。 以下実施例により本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定 されない。 実施例実施例1ジーンターゲティングによるトランスフェクト細胞株の 作成 トランスフェクトするDNAが、相同組み換え事象を通して、染色体DNA配 列に導入される時、または部分的に置換する時に、ジーンターゲティングが生じ る。このような事象はどのようなトランスフェクト実験の途中でも生じる可能性 があるが、それらは非相同又は不正の(illegitimate)組み換えによってプラスミ ドDNAが組み込まれるという事象が大過剰に起こることによって、通常マスク されている。 a. ヒト細胞中のジーンターゲティング事象の選択に有用な構築 物の作成 ターゲティングの事象を選択する一つの方法は、トランスフェクトするDNA の組み込みによる遺伝子機能の消失を選択する遺伝子的選択によるものである。 ヒトHPRT遺伝子座(locus)はヒポキサンチン−ホスホリボシルトランスフェ ラーゼ酵素をコードしている。hprt-細胞は、ヌクレオシドアナログである 6−チオグアニン(6−TG)を含む培地で増殖することにより選択することが できる。すなわち、野生型(HPRT+)対立遺伝子(allele)を持つ細胞は、6 −TGによって死滅するが、変異体(hprt-)対立遺伝子を持つ細胞は生き つづけることができる。従って、HPRT遺伝子機能を破壊する、ターゲティン グされた事象を保持する細胞が6−TG培地で選択できる。 HPRT遺伝子座に対するターゲティングのためのプラスミドを構築するため に、HPRT配列〔遺伝子バンク(Genebank)名HUM HPRTB:エドワーズ(Edwards,A.)ら,Genomics 6:593-608(1990)]の11 ,960〜18,869位を含みかつHPRT遺伝子のエキソン2と3を含む6 .9kbのHindIII断片がpUC12のHindIII部位にサブクローン化さ れる。得られたクローンはHPRT遺伝子断片のエキソン3の唯一のXhoI部 位で切断され、pMC1Neo(Stratagene)からのneo遺伝子を含む1.1k bのSalI−XhoI断片が挿入されて、エキソン3をコードする部分が破壊 される。HPRT転写の方向と反対方向のneo転写の方向を持った一つのオリ エンテーション(orientation)が選びだされ、pE3Neoと名付けられた。正 常なHPRTエキソン3をneoが破壊された(neo-disrupted)型のもので置 換すると6−TG耐性表現型のhprt-が得られるであろう。このような細胞 はG418耐性でもある。 b. 樹立ヒト線維芽細胞系でのジーンターゲティング 不死化した細胞系におけるターゲティングを示すため、そして、ジーンターゲ ティングにおいてpE3Neoが適切に機能することを確立させるため、ヒト線 維肉腫細胞系HT1080(ATCC CCL 121)をpE3Neoでエレ クトロポーレーションを用いてトランスフェクトした。 HT1080細胞は、エレクトロポーレーションに先立って、15%子牛血清 (Hyclone)含有のHAT(ヒポキサンチン/アミノプテリン/キサンチ ン)補填のDMEM培地で維持された。エレクトロポーレーションの2日前に、 細胞をアミノプテリンのない同様の培地に移し変える。等比級数的に増殖した細 胞をトリプシン処理し、DMEM/15%子牛血清で希釈し、遠心分離して、P BS(リン酸塩緩衝液)に再懸濁させて、1ml当たり1330万細胞の最終細 胞体積にする。pE3NeoをHindIIIで処理し、pUC12骨格から8k bのHPRT−neo断片を分離し、フェノール抽出とエタノール沈殿により精 製して、600μg/mlの濃度で再懸濁させる。50μl(30μg)を、エ レクトロポーレーション用チューブ(cuvette)(0.4cm電極間隔、バイオラ ッドラボラトリーズ)に、750μlの細胞懸濁液(細胞数1000万)と共に 加えた。エレクトロポーレーションは450V、250μF(Bio−Rad Gene Pulser;バイオラッドラボラトリーズ)で行われた。チューブ の内容物を直ちに、15%子牛血清含有のDMEM培地に加えて、25mlの培 地当たり、100万個の細胞になるような細胞懸濁液を作る。この処理された細 胞懸濁液25mlを150mm径の組織培養皿にまいて、37℃、5%炭酸ガス 中で培養した。24時間後、G418溶液を直接その皿に加えて、G418とし て800μg/mlの最終濃度のものとした。5日後、培地をDMEM/15% 子牛血清/800μg/ml G418の培地に換えた。エレクトロポーレーシ ョンの9日後に培地をDMEM/15%子牛血清/800μg/ml G418 及び10μMの6−チオグアニン含有のものに換えた。G418と6−TGに耐 性のコロニーがこの2重選別の開始後14〜16日後に、クローニングシリンダ ーを用いて採取された。 HT1080細胞における5個の代表的なターゲティング実験の結果を表1に 示す。 トランスフェクション例5では、G418rコロニーの一貫収率決定用のコン トロール皿によると、33,700個のG418rコロニーが最初1×107個の 処理細胞から発生するはずであることが示された。このように、ターゲットされ た事象とターゲットされない事象の比は、66/33,700すなわち1対51 0である。この5つの実験を合わせると、ターゲットされた事象は、3.6×1 06の頻度すなわち処理細胞の0.00036%という頻度で発生する。 制限酵素と、neoとHPRT遺伝子から得られたプローブを用いたサザンハ イブリダイゼーション実験から、HPRT遺伝子座のHPRTのエキソン3中の 予想された位置にneo遺伝子が位置していることが示された。 c. 一次及び二次のヒト皮膚線維芽細胞でのジーンターゲティン pE3NeoをHindIIIで切断し、pUC12骨格から8kbのHPRT −neo断片を分離し、フェノール抽出とエタノール沈殿により精製する。DN Aは、2mg/mlとなるよう再懸濁した。0.5mlの容量中、300万個の 二次ヒト包皮線維芽細胞が100μgのHindIIIpE3Neo(50μl) と共に、250ボルトと960μファラッドでエレクトロポーレートされた。3 回に分けてトランスフェクションを行い、全部で900万個の処理細胞となった 。細胞を処理し、G418耐性を指標に選択した。150mm培養皿ごとに、5 00,000個の細胞がG418選択用にまかれた。選択条件で10日後に、培 養液を400μg/mlのG418と10μMの6−TGを含むヒト線維芽細胞 栄養培地に換える。2種の薬剤の組み合わせでの選択を、さらに10日間継続す る。培養皿を顕微鏡で見て、両薬剤に耐性なヒト線維芽細胞コロニーを検索する 。G418rt−TGrコロニーの比率は、900万個の処理細胞当たり4個であ る。これらのコロニーは、コロニーを作り得るすべての細胞の0.0001%( すなわち、100万分の1)となっている。G418rコロニーの一貫収率を決 定するために用いられるコントロール用培養皿から、最初の9×106個の処理 細胞から2850個のG418rコロニーが発生し得ることが示された。このよ うに、ターゲットされない事象に対するターゲットされた事象の比率は4/2, 850すなわち1対712である。制限酵素及び、neoとHPRT遺伝子に由 来するプローブを用いたサザンハイブリダイゼーション実験により、HPRT遺 伝子座のHPRTエキソン3の中の予想される部位にneo遺伝子が位置し、そ してこれら4個のクローン化された細胞株中に、ターゲティングが生 じていることが示された。両薬剤に耐性なコロニーは一次細胞をトランスフェク トすることによっても単離された(1/3.0×107)。 いくつかのpE3Neoターゲティング実験の結果は表2にまとめられている 。HindIIIで処理されたpE3Neoは、直接トランスフェクトされるか、 又はトランスフェクションに先立って5’端に単鎖の突出部を発生させるため、 エキソヌクレアーゼIIIで処理された(実施例1c参照)。長さが175から9 30塩基対の範囲の単鎖領域を持つDNA調製物が試験された。HindIIIの みで消化したpE3neoを用いて、G418−耐性コロニーの1/799が、 制限酵素とサザンハイブリダイゼーション分析により、HPRT遺伝子座にne o遺伝子のターゲティング挿入があることが、同定された(全部で24個の目的 のクローンが単離された)。175塩基対の突出部を用いた時に、ターゲティン グは最大に増強され(約10倍の増強)、G418rコロニーの1/80に、H PRTにおけるターゲティングの特徴である制限断片の存在が示された(全部で 9個の目的とするクローンが単離された)。このように、ここに記載された条件 と組み換えDNA構築物を用いれば、ターゲティングは通常のヒト線維芽細胞で 容易に観察でき、ターゲティングの一貫頻度(ターゲットされたクローンの数を 、G418耐性株へ安定にトランスフェクトされたクローンの数で割ったもの) は、実施例1eに記載するような方法で、単鎖の突出尾部を含むターゲティング 構築物でトランスフェクトすることで増強され得る。 d. ヒトのゲノムへの治療に有益な遺伝子のターゲティング挿入 のための構築物作成とジーンターゲティングでのその利用 治療に有益な遺伝子がneo遺伝子に隣接するかその近くのHPRTのコード 領域内に挿入されているpE3Neo変異型は、一次又は二次のレシピエント細 胞ゲノムの特定の位置に、治療に有益な遺伝子をターゲティングするために使用 することができる。HPRT遺伝子座にhGH遺伝子をターゲティングするため に、このようなpE3Neo変異型を構築することができる。 pXGH5(図3に概略図を示す。)を、EcoRIで処理し、hGH遺伝子 とそれに結合したマウスメタロチオネン(mMT)プロモーターを含む4.1k b断片を分離する。EcoRIの突出部をcoli DNAポリメラーゼからの クレノー断片で埋める。別個にpE3Neoはneo断片とHPRTエキソン3 の結合(エキソン3への挿入物の3’側の結合)を切断するXhoIで処理する 。直鎖状になったプラスミドのXhoI突出端を、coli DN Aポリメラーゼからのクレノー断片で埋め、得られた断片を4.1kbの平滑末 端のhGH−mMT断片につなぐ。ライゲーション混合物由来のバクテリアのコ ロニーは、hGH−mMT断片が単一コピー挿入されているか及び一方向性か、 すなわちhGH遺伝子がneo遺伝子と同じ方向で転写されるかが、制限酵素分 析によってスクリーニングされ、選択され、pE3Neo/hGHと名付けられ る。pE3Neo/hGHをHindIIIで消化し、HPRT,neoとmMT −hGH配列を含む12.1kbの断片を切り離す。消化したDNAを処理し、 実施例1cに記載した一次又は二次ヒト線維芽細胞にトランスフェクトする。G 418rTGrコロニーを選択し、実施例1cに記載したように、HPRT遺伝子 中へのmMT−hGHとneo配列のターゲティング挿入について分析する。個 々のコロニーは市販の免疫測定法(Nichols Institute)を用いて、hGHの発現 を測定する。 二次ヒト線維芽細胞をpE3Neo/hGHでトランスフェクトし、チオグア ニン耐性コロニーの安定なhGHの発現について、制限酵素とサザンハイブリダ イゼーション分析法により分析した。分析した13個のTGrコロニーのうち8 個のコロニーが、内在性のHPRT遺伝子座にhGH遺伝子が挿入されていると 同定された。8個の株はすべて、hGHの有意な量を安定に発現しており、24 時間の平均発現レベルは22.7μg/106細胞であった。また、プラスミド pE3neoEPO、図4、を、ヒトHPRT遺伝子座にEPOをターゲティン グする目的で使用してもよい。 細胞のゲノムDNAの特定の位置に治療上有益な遺伝子をターゲティングする 目的で行う相同組み換えの利用は、ある遺伝子を挿入することにより、治療目的 (例えば薬物投与(pharmaceutics)や 遺伝子治療)の産物の産生を拡大でき、またその有用性を一層高めることができ る。上記の遺伝子の増幅コピーを含有する細胞は、適当な薬物選択法に付される ことにより選択可能となる。例えば、pE3neo/hGH(実施例1d)は、 pE3neo/hGH中のhGH又はneo遺伝子に直接隣接する位置にdhf r、ada、又はCAD遺伝子を挿入することにより改変することができる。一 次、二次、又は不死化細胞をこのようなプラスミドでトランスフェクトし、そし て正確にターゲティングされた事象を固定する。これらの細胞を、増幅された遺 伝子を含む細胞を選択するのに適した薬物で漸増する濃度でさらに処理する(d hfrの場合の選択剤はメトトレキセートであり、CADの場合の選択剤はN− (ホスホノアセチル)−L−アスパルテート(PALA)であり、adaの場合 の選択剤はアデニンヌクレオシド(例えばアラノシン(alanosine))である) 。この方法においては、治療上有益な遺伝子の組み込み体は選択される増幅コピ ー遺伝子と共に同時増幅を受けるであろう。こうして、治療用の遺伝子を産生さ せるための細胞の遺伝子工学は、ターゲティング構築物が組み込まれる位置及び 増幅された細胞中で増幅されたコピーが存在する位置を予め選択することにより 、容易に制御することができる。 e. ターゲティングを増強させるためのDNA末端の修飾 いくつかの一連の証拠から、coli、バクテリオファージ、cerevisiae とアフリカツメガエルにおける或る相同性組み換えの過程に、3’端突出部が関 与することが示唆されている。アフリカツメガエルの卵母細胞においては、数百 個の塩基対の長さの3’端突出部を持つ分子が、制限酵素で消化されて発生する 非常に短い突 出部(4bp)を持つ分子よりも、顕微注入後に非常にすみやかに同様に処理さ れた分子と組み換えを起こした。酵母においては、数百個の塩基対の長さを持つ 3’端突出部の発生が減数分裂的(melotic)組み換えにおける律速段階であるよ うに見える。ヒト細胞の組み換えにおいては3’端突出部が関与するとの証拠は 報告されておらず、どのような種においても、修飾DNA基質がターゲティング (相同性組み換えの一種)を促進するということは示されていない。以下の実施 例に記載の実験および実施例1cから、5’端突出部が一次、二次および不死化 ヒト線維芽細胞のターゲティングの促進に有効であることが示唆される。 トランスフェクトするDNA分子の末端を修飾することによって、ターゲティ ングを増強させることに関する報告はなされていない。この実施例では分子末端 を2本鎖型から1本鎖型に変換することによる直鎖状DNA分子の末端の修飾に より、一次及び二次のヒト線維芽細胞の染色体へのターゲティングが増強できる ことを示す。 1100μgのプラスミドpE3Neo(実施例1a)をHindIIIで消化 する。このDNAは、フェノール抽出とエタノール沈殿の後に、直接用いること ができる。あるいはHPRTとneo遺伝子のみを含む8kbのHindIII断 片が、ゲル電気泳動法によってpUC12ベクター配列と分離することができる 。HindIII消化DNAのExoIII処理により、両末端に、各フリーの3’末 端で始まり、5’の突出端を残す広範なエクソヌクレオティックな消化が起こる 。エクソヌクレオティック反応の程度とその結果としての5’端突出部の長さは 、ExoIII処理反応の時間を変化させることにより、コントロールできる。H indIII処理されたpE3Neoの 100μgのExoIII消化は、供給者の推薦する条件に従い、30秒、1分、 1.5分、2分、2.5分、3分、3.5分、4分、4.5分と5分の時間で実 施される。消化の程度をモニターするため、それぞれの時間の点で、ExoIII で処理されたDNAを1μg含むように採取された試料を、マングビーンヌクレ アーゼ(Promega)を用いて供給者の推薦する条件で処理し、その試料をゲル電気 泳動で分画する。ExoIII等未処理でかつHindIII処理されたpE3Neo とそれをさらにExoIIIとマングビーンヌクレアーゼで処理した同じ分子のサ イズの違いを測定する。2つに分かれたこのサイズの相違から、分子のそれぞれ の末端にある5’端突出部の平均の長さが出る。上述の時間の点と30°での処 理では、作りだされる5’端突出部は100〜1000塩基の範囲である。 それぞれの反応時点で採取されたExoIII処理のDNA60μg(pE3N eoの全HindIII処理物)を精製し、実施例1cに記載の条件下で一次、二 次または不死化ヒト線維芽細胞へエレクトロポーレーションにより導入する。そ れぞれのExoIII処理調製物でターゲティングがどの程度増強されたかについ ては、G418r6−TGrコロニーの数を計測し、これらの数をExoIII未処 理のHindIII消化pE3Neoによるターゲティングで得られた数と比較す ることによって定量される。 3’端突出部の効果も又、同様の系を用いて定量することができる。この場合 、HindIII消化pE3Neoを用い、供給者の推薦する条件下で時間間隔を 変えてバクテリオファージT7遺伝子6エキソヌクレアーゼ(United States Bio chemicals)で処理する。消化の程度(末端毎に作りだされた3’端突出部の平均 の長さ)とエレクトロポーレーションの条件の決定は、ExoIIIで処理された DN Aに関する記載に準じる。それぞれのT7遺伝子6エキソヌクレアーゼ処理調製 物で、ターゲティングが増強される程度については、G418r6−TGrコロニ ーの数を計測し、これらの数をT7遺伝子6エキソヌクレアーゼ未処理のHin dIII消化pE3NEOによるターゲティングで得られた数と比較することによ って定量される。 5’及び3’端突出部を発生させる他の方法も可能である。例えば、相互に部 分的にオーバーラップしている2つの直鎖状分子を変性させ、アニーリングする ことで、出発時の直鎖状分子と区別できない再アニーリングされた断片とともに 、それぞれの分子の両末端に3’端突出部を有する分子、あるいは両末端に5’ 端突出部を有する分子の混合物が得られる。突出部の長さは2つのDNA断片の 間で共通でないDNAの長さから決定される。 f. 一次、二次及び不死化ヒト線維芽細胞においてマウスメタロ チオネンプロモーターの制御下にヒトエリスロポエチン遺伝 子を置くためのターゲティングプラスミドの構築 以下に、本件発明の一つの態様を例示する。そこでは、得られたままの状態で は有意な量でhEPOを発現しない一次、二次及び不死化ヒト線維芽細胞におい て、ヒトエリスロポエチンが発現できるように、ヒトエリスロポエチン(hEP O)遺伝子の上流に位置する正常なポジティブとネガティブの調節配列を変化さ せる。 ヒトEPOをコードする領域の上流にのみ存在する領域をPCRで増幅するこ とができる。この目的のために用いられる3組のプライマーを、発表されている ヒトEPO配列の解析からデザインした〔Genbank 名称 HUMERPA; リン(Lin,F -K.)ら、Proc .Natl.Ac ad .Sci.,USA 82:7580-7584(1985)〕。これらプライマーの組は609、603 又は590bpの断片を増幅することができる。 3つの断片は実質的に重なりあっていて、本発明の目的には交換可能なもので ある。翻訳開始部位を基準に−623〜−14に延びた(HUMERPAヌクレ オチドの2〜610位)609bp断片の両端にClaIリンカーを結合する。 その結果得られたClaI−結合断片をClaIで消化し、pBluescri ptIISK/+(Stratagene)のClaI部位に挿入する。その際の配向性はHU MERPAヌクレオチド位置610がプラスミドポリリンカーのSalI部位に 隣接するようにする。このプラスミドp5’EPOをヒトEPO上流部分の断片 中に唯一あるFspI又はSfiI部位で、別々に切断し(HUMERPAヌク レオチド位置として各々150と405)、マウスのメタロチオネンプロモータ ーに連結させる。典型的には、mMT−I遺伝子から得られた1.8kbのEc oRI−BglII〔mMTをコードしない配列を含むものとして;ハマーとウォ ーリング(Hamer,D.H.and Walling M.),J .Mol.Appl.Gen.1: 273288(1982 ); この断片はまた、Genbankから入手できるmMT配列、例えばMUS MTI、MUSMTIP、MUSMTIPRMの解析からデザインされるPCR プライマーを用いてマウスゲノムDNAから公知方法により単離することもでき る〕を既知の方法で平滑末端化し、SfiIで消化した(先端を同様に平滑末端 にした)p5’EPOあるいはFspIで消化したp5’EPOと結合させる。 得られたクローンの配向性を分析し、前者のmMTのBglII部位がプラスミド ポリリンカー中のSalI部位の近くにあるものが、一次及び二次のヒト線維芽 細胞をターゲティングするために用いられる。この配向性は、最終の構築物の中 で、HUMERPAヌクレオチド位置610の方向に向かってmMTの転写を指 向させる。得られたプラスミドは、FspIとSfi I部位で、それぞれmMTの挿入があることから、p5’EPO−mMTF及び p5’EPO−mMTSと名付けられている。 さらに上流の配列は、第一のターゲット配列の上流に存在する負の調節要素あ るいはエンハンサーの修飾、欠失及び/又は置換が望ましい場合に、有用である 。EPOの場合には、肝臓外の組織と腎臓外組織の中で、EPOの発現を抑制す る負の調節要素〔セメンザ(Semenza,G.L.)ら、Mol .Cell.Biol10: 930-93 8(1990)〕は欠失させることができる。6kb断片中に一連の欠失のあるものが 調製される。削除された領域は幅広い宿主細胞活性を有するエンハンサーで置換 することができる〔例えば、サイトメガロウイルス(CMV)からのエンハンサ ー〕。 HUMERPA配列の5’末端の前にBamHI部位(遠位)とHindIII 部位(近位)が位置するので、pBluescriptIISK/+ベクター中の 609bpの5’EPO断片の配向性が選択された。このように、609bp断 片の上流部分に通常存在する6kbのBamHI−HindIII断片〔セメンザ (Semenza,G.L.)ら、Mol .Cell Biol10: 930-938(1990)〕は、公知方法を用 いて染色体DNAから単離できる。例えばバクテリオファージ、コスミドあるい は酵母の人為染色体ライブラリー(artificial chromosome library)を、60 9bpのPCR増幅断片をプローブとしてスクリーニングすることができるであ ろう。所望のクローンは6kbのBamHI−HindIII断片を有するであろ うし、その同定は公知方法で決定されたヒトEPO遺伝子の周辺の制限酵素地図 とこの制限酵素地図を比較することによって確認することができる。また別の方 法として、609bp断片をプローブとして用いて、EPO遺伝子上流部分のヒ トゲノムの制限酵素地図を作成することによっ て、HUMERPAコーディネート2と609の間に起点を有し、上流BamH I部位を越えて延びる断片を作る酵素を同定することができる。この断片は、ヒ トゲノムDNAの適当な消化物からゲル電気泳動法で単離することができ、バク テリアあるいは酵母のクローニングベクターに連結させることができる。正しい クローンは609bpの5’EPOプローブにハイブリダイズし、6kbのBa mHI−HindIII断片を含有するであろう。単離された6kb断片は、正し い配向性でp5’EPO、p5’EPO−mMTF又はp5’EPO−mMTS に挿入(HindIII部位がHUMERPAヌクレオチド位置2に隣接するよう に)される。さらに上流の配列は公知方法で単離することができ、それには染色 体ウォーキングテクニックを用いるか、あるいは609bpの5’EPOプロー ブにハイブリダイズする酵母人為染色体の単離によって行うことができる。 以上述べたクローニングのストラテジーは、その後の一次、二次または不死化 ヒト線維芽細胞のターゲティングトランスフェクションのためEPOの上流配列 のインビトロでの修飾を可能にする。このストラテジーでは、負の調節領域の欠 失とともにmMTプロモーターの単純な挿入、また負の調節領域の欠失と広範囲 の宿主細胞活性を有するエンハンサーによる置換について述べている。 g. ヒトEPO遺伝子の活性化及び被ターゲティング一次、二次 および不死化ヒト線維芽細胞のスクリーニングによる単離 ターゲティングに際し、プラスミドをプラスミドの骨格(backbone)から挿入 物を切り離す制限酵素で切断する。p5’EPO-mMTSの場合、HindIIIとSaIIでの消 化により2.4kbのターゲティング断片 が切り離されるが、この断片は405bpと204bpの配列がそれぞれ5’、 3’側に隣接した1.8 kbのmMTプロモーターよりなる。この隣接配列は、この 構築物をヒトEPO遺伝子の調節領域にターゲティングするためのDNAである。 このDNA、すなわち2.4kbのターゲティング断片のみがフェノール抽出およ びエタノール沈殿により精製され、実施例1cに記載された条件下で一次あるい は二次のヒト線維芽細胞にトランスフェクトされる。トランスフェクトされた細 胞は、ヒト線維芽細胞栄養培養液中、150mmディッシュに蒔かれる。48時間後、 細胞は10,000細胞/cm2の密度〔1ウエル当たり約20,000細胞の割合。もし106の クローニング可能な(clonable)細胞に対し1事象の割合でターゲティングが起こ るならば、(実施例1c)、その際1個の発現コロニーを分離するためのアッセ イに約50ウエルが必要であろう〕で24ウエルのディッシュに蒔かれる。トランス フェクトする(transfecting)DNAがヒトEPO遺伝子の上流の相同領域をターゲ ットした細胞では、mMT プロモーターの制御下でhEPOを発現するであろう。10日 後、すべてのウエルの上清について、市販の利用可能なイムノアッセイキット( アムジェン)を用いてEPOの発現につきアッセイする。hEPOの合成が認められる ウエルからのクローンを、既知の方法を用いて分離する。代表的には個々のウェ ルあるいはプレート中に分離された異なる細胞集団のフラクションをアッセイし 、これらのポジティブなウェルのフラクションのアッセイを必要に応じて繰り返 し、最終的に1ウエル当たり1細胞の割合で蒔かれた96穴のマイクロタイタープ レートをスクリーニングすることによりターゲティングされたコロニーを分離す る。プレートライセート(plate lysates)全体からのDNAを、HUMERPAヌクレオ チド部位1の上流に位置するプライマーとmMTに 特異的なプライマーとの組み合わせを用いたPCRによる断片の増幅により、分析 することができる。この一対のプライマーは、DNA配列に基いて正確に予想さ れるサイズのDNA断片を増幅するはずである。ポジティブなプレートをトリプ シン処理し、次々と低い希釈で蒔きなおし、ターゲットされた細胞を分離するの に必要なだけ、DNAの調製とPCRのステップを繰り返す。 ここで述べられたターゲティングの手法は、通常の薬物送達(pharmacologic d elivery)のためにhGHを産生させる目的で、不死化されたヒトの細胞(たとえばH T1080細胞(ATCC CCL121)、HeLa細胞及びその派生細胞(ATCC CCL2,2.1及び2.2) 、MCF-7乳癌細胞(ATCC HBT22)、K-562白血病細胞(ATCC CCL232)、KB癌細胞( ATCC CCL17)、2780AD卵巣癌細胞〔ファンデルブリック(Van der Blick,A.M.) ら、Cancer Res48:5927-5932(1988)〕、ラジ(Raji)細胞(ATCC CCL 86)、ジャ ーカト(Jurkat)細胞(ATCC TIB 152)、ナマルワ(Namalwa)細胞(ATCC CRL 1432) 、HL-60 細胞(ATCC CCL 240)、ダウジ(Daudi)細胞(ATCC CCL 213)、RPMI 8226 細胞(ATCC CCL 155)、U-937細胞(ATCC CRL 1593)、ボウズメラノーマ(Bowes Mel anoma)細胞(ATCC CRL 9607)、WI-38VA13サブライン2R4 細胞(ATCC CLL 75.1)、M OLT-4細胞(ATCC CRL 1582)、及び種々のヘテロハイブリドーマ細胞)においてhG Hの発現を活性化することにも使用することができる。 h. ヒトEPO遺伝子の活性化、及び被ターゲティング一次、二次および不死化 ヒト線維芽細胞のポジティブあるいはポジティブ/ネガティブ組み合わせ選択シ ステムによる単離 p5’EPO-mMTF、p5’EPO-mMTS、および上流に付加的な6kbのB amHI-Hind III断片を有するそれらの誘導体を構築するためのストラテジーには 、続けてmMTプロモーターに隣接したneo遺伝子の挿入という付加的なステップを 行うことができる。加えて、ネガティブな選択マーカー、例えばgpt[pMSG(ファ ルマシア)あるいは他の適切な供給源から得られる]はpBluescriptIISK/ +ポ リリンカー中のHUMERPA配列に隣接して挿入することができる。前者の場合、G41 8rコロニーが分離され、ターゲットされたコロニーを同定するためにコロニー集 団から調製されたDNAのPCR増幅、又は制限酵素とサザンハイブリダイゼーシ ョン分析により、スクリーニングされる。後者の場合、G418rコロニーは、gpt遺 伝子の組み込み(integration)に対する選択のために、6-thioxanthineを含む培 養液中に蒔かれる〔ベスナード(Besnard,C)ら、Mol.Cell.Biol. 7:4139-4141( 1987)〕。付言するに、HSV-TK遺伝子はgptのような挿入配列とは反対側に配置で き、それにより400μg/mlのG418、100μMの6-thioxanthine、25μg/mlのgancycl ovirを含むヒト線維芽細胞栄養培養液中で細胞を増殖させることにより、neoに 対するポジティブ選択あるいはgptとTK両方に対するネガティブ選択が可能とな る。二重のネガティブ選択法は、真のターゲティングに対する、ほぼ完全な選択 法となるであろうし、サザンブロット分析は最終的な確証を与えるだろう。 ここで述べられたターゲティングの手法は、通常の薬物送達のためにhEPOを産 生させる目的で、不死化されたヒトの細胞(たとえばHT1080細胞(ATCC CCL121) 、HeLa細胞及びその派生細胞(ATCC CCL2,2.1及び2.2)、MCF-7乳癌細胞(ATCC H BT22)、K-562白血病細胞(ATCC CCL232)、KB癌細胞(ATCC CCL17)、2780AD卵巣 癌細胞〔ファンデルブリック(Van der Blick,A.M.)ら、Cancer Res48:5 927-5932(1988)〕、ラジ(Raji)細胞(ATCC CCL 86)、ジャーカト(Jurkat)細胞(AT CC TIB 152)、ナマルワ(Namalwa)細胞(ATCC CRL 1432)、HL-60細胞(ATCC CCL 240)、ダウジ(Daudi)細胞(ATCC CCL 213)、RPMI 8226細胞(ATCC CCL 155)、U- 937細胞(ATCC CRL 1593)、ボウズメラノーマ(Bowes Melanoma)細胞(ATCC CRL 96 07)、WI-38VA13サブライン2R4細胞(ATCC CLL 75.1)、MOLT-4細胞(ATCC CRL 1582 )、及び種々のヘテロハイブリドーマ細胞)においてhEPOの発現を活性化するこ とにも使用することができる。 i. 一次、二次または不死化されたヒト線維芽細胞において、マウスメタロチ オネインプロモーターの制御下にヒト成長ホルモン遺伝子を配置することを目的 とした、ターゲティングプラスミドの構築 以下の実施例は、一次、二次または不死化されたヒト線維芽細胞においてヒト 成長ホルモンを発現させるために、該ヒト成長ホルモン遺伝子の上流に位置する 通常の調節配列を変化させる、という本発明の一態様を例示する。 EPO遺伝子の調節領域に対するターゲティングに関して実施例1fで述べら れたのと同様のターゲティング分子が、ヒト成長ホルモンN遺伝子の5’末端に由 来するクローン化されたDNA断片を利用して得られる。HUMGHCSA(Genbank Ent ry)ヌクレオチド部位3787-5432(2つのEcoNI制限酵素部位ではさまれた部分であ り、この酵素はクローニング、あるいはこの断片を含むサブクローンの診断的切 断に都合の良いサイズの断片を作り出す)に相当する約1.8kbの断片が、この 領域におけるHUMGHCSA配列の分析によってデザインされたPCRプライマーにより 増幅される。この領域は、hGH遺 伝子Nイントロン1の途中から翻訳開始部位の5’側より約1.4kb上流にまで及 ぶ。pUC12がEco RIとBamHIで切断され、クレノーで処理することにより平滑末端 化され、希釈条件化で再環状化される。その結果、プラスミドはEco RIとBam HI が欠失されたものとなる。このプラスミドはpUC12XEBと命名される。HindIIIリ ンカーを、増幅したhGH断片にライゲートし、その結果物である断片をHind III で消化し、Hind IIIで消化したpUC12XEBにライゲートする。その結果得られたプ ラスミド、pUC12XEB- 5’hGHを、hGH転写開始部位のすぐ上流に位置する0.5kb 断片を除去するためにEco RIとBam HIで消化する。消化したDNAを、mMT-I遺 伝子由来の1.8kb EcoRI-Bgl II断片にライゲートする。〔mMTのコード配列は 含んでいない。ハマーとウォリング(Hamer,D.H.and Walling,M.),J .Mol.A ppl.Gen. 1.:273-288(1982);この断片は、Genbankから入手可能なmMT配列、た とえばMUSMTI、MUSMTIP、MUSMTIPRMの分析によりデザインされるPCRプライマー を用いてマウスのゲノムDNAから既知の方法でも分離し得る〕。このプラスミ ドp5’hGH-mMTは、上流のhGH配列(upstream hGH sequences)が両側に隣接するm MTプロモーターを有している。 以上述べたクローニングのストラテジーにより、hGHの上流の配列がインビト ロで修飾され、引き続いて一次、二次および不死化ヒト線維芽細胞のターゲティ ングトランスフェクションがなされる。このストラテジーは、mMTプロモーター の単純な挿入を示す。他のストラテジー、たとえば幅広い宿主細胞特異性を有す るエンハンサーを挿入mMT配列の上流に挿入させるといったものも考え得る。 j. ヒトhGH遺伝子の活性化、及び被ターゲティング一次、二次 および不死化ヒト線維芽細胞のスクリーニングによる単離 ターゲティングに際し、プラスミドをプラスミドの骨格から挿入物を切り離す 制限酵素で切断する。p5’hGH-mMTの場合、HindIII消化により2.9kbのターゲ ティング断片が切り離されるが、この断片は、この構築物をhGH遺伝子の調節領 域にターゲッッティングするためのDNAがその5’および3’側に隣接した、1. 8kbのmMTプロモーターからなる。このDNA、すなわち2.9kbのターゲティ ング断片のみがフェノール抽出およびエタノール沈殿により精製され、実施例1 1に記載された条件下で一次あるいは二次のヒト線維芽細胞にトランスフェクト される。トランスフェクトされた細胞は、ヒト線維芽細胞栄養培養液存在下、15 0mmディッシュに蒔かれる。48時間後、細胞は10,000細胞/cm2の密度〔1ウエル 当たり約20,000細胞の割合。もし106のクローニング可能な(clonable)細胞に対 し1個の割合でターゲティングが起こるならば(実施例1c)、そのときは1個 の発現コロニーを分離するためのアッセイに約50ウエルが必要であろう〕で24ウ エルのディッシュに蒔かれる。トランスフェクトする(transfecting)DNAがhG Hの上流の相同領域をターゲットした細胞では、mMTプロモーターの制御下でhGH が発現するであろう。10日後、すべてのウエルの上清について、市販のイムノア ッセイキット(ニコルズ)を用いてhGHの発現をアッセイする。hGHの合成が認め られるウエルのクローンを、既知の方法を用いて分離する。代表的には個々のウ ェルあるいはプレート中で分離された異なる細胞集団のフラクションをアッセイ し、これらのポジティブなウェルのフラクションのアッセイを必要に応じて繰り 返し、最終的に1ウエル当たり1細胞の割合で蒔かれた96穴のマイクロタイター プレートをスクリーニングすることにより、ターゲテ ィングされたコロニーを分離する。プレートライセート全体からのDNAも、HU MGHCSAヌクレオチド部位5,432の下流に位置するプライマーとmMTに特異的なプラ イマーの組み合わせを用いたPCRによって断片を増幅することにより、分析され 得る。この一対のプライマーは、DNA配列に基いて正確に予想されるサイズの DNA断片を増幅するはずである。ポジティブなプレートをトリプシン処理し、 次々と低い希釈で蒔きなおし、DNAの調製とPCRのステップを、ターゲットさ れた細胞を分離するのに必要なまで繰り返す。 ここで述べられたターゲティングの手法は、通常の薬物送達のためにhGHを産 生させる目的で、不死化されたヒトの細胞(たとえばHT1080細胞(ATCC CCL121) 、HeLa細胞及びその派生細胞(ATCC CCL2,2.1及び2.2)、MCF-7乳癌細胞(ATCCH BT22)、K-562白血病細胞(ATCC CCL232)、KB癌細胞(ATCC CCL17)、2780AD卵巣 癌細胞〔ファンデルブリック(Van der Blick,A.M.)ら、Cancer Res48:5927- 5932(1988)〕、ラジ(Raji)細胞(ATCC CCL 86)、ジャーカト(Jurkat)細胞(ATCC T IB 152)、ナマルワ(Namalwa)細胞(ATCC CRL 1432)、HL-60細胞(ATCC CCL 240) 、ダウジ(Daudi)細胞(ATCC CCL 213)、RPMI 8226細胞(ATCC CCL 155)、U-937 細胞(ATCC CRL 1593)、ボウズメラノーマ(Bowes Melanoma)細胞(ATCC CRL 9607) 、WI-38VA13サブライン2R4細胞(ATCC CLL 75.1)、MOLT-4細胞(ATCC CRL 1582)、 及び種々のヘテロハイブリドーマ細胞)においてhGHの発現を活性化することに も使用できる。 k. ヒトhGH遺伝子の活性化、及び被ターゲティング一次、二次および不死化 ヒト線維芽細胞のポジティブあるいはポジティブ/ネガティブ組み合わせ選択シ ステムによる単離 p5’hGH-mMTを構築するためのストラテジーのあとに、mMTプロモーターに隣接 したneo遺伝子の挿入という付加的なステップを続けて行うことができる。加え て、ネガティブな選択マーカー、例えばgpt[pMSG(ファルマシア)あるいは他の 適切な供給源から得られる]は、pUC12ポリリンカー中のHUMGHCSA配列に隣接して 挿入することができる。前者の場合、G418rコロニーを単離し、そしてターゲッ トされたコロニーを同定するためにこれらのコロニーのプールから調製されたD NAについてPCR増幅又は制限酵素とサザンハイブリダイゼーション分析により スクリーニングする。後者の場合、gpt遺伝子の組み込みのネガティブ選択のた めに、G418rコロニーをthioxanthineを含む培地中に蒔く〔ベスナード(Besnard ,C)ら、Mol .Cell.Biol. 7:4139-4141(1987)〕。付言するに、HSV-TK遺伝子 は、gptのような挿入物の反対側に配置でき、それにより、400 μg/mlのG418、1 00μMの6-チオキサンチン及び25μg/ml gancyclovirを含むヒト線維芽細胞栄養 培地中で細胞を増殖させることにより、neoに対するポジティブ選択及びgptとTK 両方に対するネガティブ選択が可能となる。二重のネガティブ選択法は、真のタ ーゲティング事象に対し、ほぼ完全な選択法となるであろう。サザンハイブリダ イゼーション分析は確認的なものである。 ここで述べられたターゲティングの手法は、通常の薬物送達のためにhGHを 産生させる目的で、不死化されたヒトの細胞(たとえばHT1080細胞(ATCC CCL121 )、HeLa細胞及びその派生細胞(ATCC CCL2,2.1及び2.2)、MCF-7乳癌細胞(ATCC HBT22)、K-562白血病細胞(ATCC CCL232)、KB癌細胞(ATCC CCL17)、2780AD卵 巣癌細胞〔ファンデルブリック(Van der Blick,A.M.)ら、Cancer Res48:592 7-5932(1988)〕、ラジ(Raji)細胞(ATCC CCL 86)、ジャーカト (Jurkat)細胞(ATCC TIB 152)、ナマルワ(Namalwa)細胞(ATCC CRL 1432)、HL-60 細胞(ATCC CCL 240)、ダウジ(Daudl)細胞(ATCC CCL 213)、RPMI 8226細胞(ATCC CCL 155)、U-937細胞(ATCC CRL 1593)、ボウズメラノーマ(Bowes Melanoma)細胞 (ATCC CRL 9607)、WI-38VA13サブライン2R4細胞(ATCC CLL 75.1)、MOLT-4細胞(A TCC CRL 1582)、及び種々のヘテロハイブリドーマ細胞)においてhGHの発現 を活性化することにも使用される。 実施例1fと1iに記載され、そして実施例1g、1h、1jおよび1kにお いて用いられたターゲティング構築物を修飾することによって、活性化された内 因性遺伝子及び増幅能を有する選択マーカーが増幅される細胞の選択に有用な増 幅能を有する選択マーカー(例えばada、dhfr又はCAD)を含ませるこ とが可能である。治療目的の産物をコードする内因性遺伝子を発現または発現可 能なこのような細胞は、通常の薬物送達のための、又は遺伝子治療のためのタン パク質(例えばhGH及びhEPO)を生産するのに利用可能である。エレクトロポレーションによる外因性DNAおよび選択マーカー遺伝子での 一次および二次線維芽細胞のトランスフェクション 対数増殖期あるいは初期定常期の線維芽細胞をトリプシン消化し、栄養培地を 用いてプラスチック表面から洗い流す。一定量の細胞懸濁液をカウントするため に採取し、そして、残りを細胞を遠心分離する。上清を吸引し、ペレットは5m lのエレクトロポーレーションバッファー(20mM HEPES pH 7.3,13 7mM NaCl,5mM KCl,0.7mM Na2HPO4,6mMデキス トロース)に再懸濁する。細胞を再び遠心分離し、上清を吸引し、得られる細胞 を1mg/mlのアセチル化ウシ血清アルブミンを含むエレクトロポーレーショ ンバッファーに再懸濁する。最終的な細胞懸濁液はおよそ3×106細胞/ml の細胞を含んでいる。エレクトロポーレーションは再懸濁後すぐに行われるべき である。 スーパーコイル状のプラスミドDNAを、0.4cmの電極のギャップを持った 滅菌したキュベット(Bio−Rad)に入れる。最終DNA濃度は一般に少な くとも120 μg/mlである。0.5mlの細胞懸濁液(およそ1.5×106細胞を 含んでいる)をその後キュベットに加え、細胞懸濁液とDNA溶液とを緩やかに 混合する。エレクトロポーレーションはGene−Pulser装置(Bio− Rad)を用いて行う。キャパシタンスおよび電圧はそれぞれ960μFおよび250 -300Vに設定する。電圧が上昇すると、細胞の生存数が減少するが、ゲノムの中 に導入されたDNAが安定に組み込まれている生存細胞のパーセンテージが劇的 に上昇する。これらのパラメーターが与えられると、およそ14〜20ミリ秒の パルス時間が観察されるだろう。 エレクトロポーレーションされた細胞はおよそ5分間室温に保持され、次いで キュベットの内容物を滅菌されたトランスファーピペットで緩やかに採取する。 この細胞を10cmの皿の中の10mlのあらかじめ暖められた栄養培地(上記 のように15%の子牛血清を含んでいる)に直接加える。そして上述のようにイン キュベートする。その翌日、培地を吸引し、10mlの新鮮な培地と交換し、さら に16-24時間インキュベートする。その翌日、クローニング効率およびG418耐性 コロニーを選別するために細胞のサブカルチャーが行われる。細胞をトリプシン 処理し、カウントし、そして平板培養 する。典型例では、線維芽細胞は、クローニング効率の決定のためには、103細 胞/10cmディッシュで平板培養し、G418選択のためには1〜2×104細胞/1 0cmディッシュで平板培養する。 ヒト線維芽細胞は線維芽細胞栄養培地(15%子牛血清を含む)の中に300-400 μg/mlのG418(Geneticin、およそ50%の効力を示す二硫酸塩;Gibco )を含む培地でG418耐性のものを選択をする。クローニング効率はG418の非存 在下で決定された。平板培養された細胞を12−14日間インキュベートし、その時 期のコロニーをホルマリンで固定し、クリスタルバイオレットで染色して、カウ ントする(プレートクローニング効率)かあるいはクローニングシリンダーを用 いて単離する(G418プレート)。ウサギ線維芽細胞のエレクトロポーレーショ ンおよび選択を、選択条件を除きヒト線維芽細胞について記述されたのと基本的 に同じように行う。ウサギ線維芽細胞を1gm/mlのG418を含む培地で選択 する。 線維芽細胞は新鮮な切除されたヒト包皮から単離された。カルチャーはDME M+10%子牛血清の中に50,000細胞/cmになるように蒔かれた。カルチャーが 全面を覆った(confluent)とき、線維芽細胞をトリプシン処理することにより集 め、エレクトロポーレーションによりトランスフェクトした。エレクトロポーレ ーションの条件はプラスミドpcDNEO(図5)を用いたトランスフェクショ ンにより評価された。ほぼ最適な条件(エレクトロポーレーション電圧が250ボ ルト、キャパシタンスの設定が960μFで、プラスミドpcDNEOが60μg) での典型的なエレクトロポーレーション実験の結果、処理細胞588個につきG418 コロニー1個(全ての処理細胞のうち0.17%)、あるいは71のクローン化可能な 細胞につきG418コロニー1個が得られた(1.4%)。 9回の別々のエレクトロポーレーション実験が至適条件付近(エレクトロポー レーション電圧が300ボルトでキャパシタンスが960μFの設定においてプラスミ ドpcDNEOが60μg)で行われ、平均して、1,899個の処理細胞につき一つ のG418コロニーが観察され(0.05%)、これは、処理細胞の1/882から1/7,500 の範囲であった。これは平均して、38個のクローン化可能細胞あたり平均一つの G418コロニーに相当する(2.6%)。 低いパッセージ(low passage)の一次ヒト線維芽細胞をプラスミドpcDNE OおよびpXGH5を用いた同時トランスフェクションによりhGH発現細胞へ 変換した。典型的には、二つのプラスミドの等モル混合物60ftgを至適条件(エ レクトロポレーション電圧300ボルト、キャパシタンス960 μF)付近でトラン スフェクトした。このような実験の結果、処理細胞14,705につきG418コロニー は一つであった。 これらおよび同一のトランスフェクション条件下で単離された他の細胞につい てのhGH発現データは以下に要約されている。最終的に全G418rコロニー の98%が大量培養するために拡大培養することが可能であった。 分析されたG418rクローンの数 154 G418r/hGH発現クローンの数 65 hGH発現の平均レベル 2.3 μg hGH/106細胞/24hr hGH発現の最大レベル 23.0μg hGH/106細胞/24hr 安定なトランスフェクタントはまた、neoおよびhGH遺伝子が同一のプラ スミド分子に存在しているDNA構築物である、pX GH301を用いた一次又は二次ヒト線維芽細胞のエレクトロポーレーションによ り作成された。pXGH301は二段階操作により構築された。pBR322由来 のSaII−ClaI断片(pBR322中の23−651位)を単離し、Sa II−ClaI消化pcDNEOに挿入した。こうしてpcDNEOのSV40 初期プロモーター領域の上流にBamHI部位を導入した。このプラスミドすな わちpBNE0をBamHIで消化し、SV40初期プロモーターの制御下にあ るneo遺伝子を含む2.1kb断片を単離し、そしてBamHIで消化したp XGH5中に挿入した。2.1kbのBamHI断片を1個挿入されたプラスミ ドを単離した。この中には、相互に同方向に転写されるneoとhGHとがある 。このプラスミドをpXGH301と名付けた。例えば、1.5×106細胞を60μgの pXGH301を用いて300ボルト、960μFでエレクトロポーレーションした。G4 18耐性コロニーをトランスフェクトされた二次線維芽細胞から単離し、その頻度 は1.5×10個の処理細胞のうちG418耐性コロニーが652であった(2299処理細胞 につき1個)。これらのコロニーのおよそ59%がhGHを発現した。実施例2ヒトの成長ホルモンとエリスロポエチンの配列が融合さ れたキメラ型転写単位を生じさせるターゲティングプラ スミドの構築 以下、得られたままのトランスフェクトされていない状態では検出可能な量の hEPOを発現しないような一次あるいは二次の線維芽細胞株において、ヒトE PO遺伝子の上流に位置する本来の調節配列をhEPOの発現が可能なように変 化させる、という本発明の二つのさらなる態様を説明する。これらの態様におい て、ターゲテ ィング事象の結果物は、ヒト成長ホルモン遺伝子第一エキソンがhEPOのエキ ソン2−5の上流に位置するようなキメラ型転写単位である。転写、スプライシ ングおよび翻訳の産物は、hEPOのシグナルペプチドのアミノ酸1−4がhG Hのアミノ酸残基1−3に置き変わったタンパク質である。2つの態様は、挿入 される外来の調節配列の相対的な位置と、プロセッシングされた最終転写産物を 生産するのに必要なスプライシングの特異的なパターンは、両者に関して異なる 。 プラスミドpXEPO-10は、ヒトの第7染色体上の内因性hEPO遺伝子へのジー ンターゲティングにより、hEPOのエキソン 1をhGHのエクンン 1で置き換えるた めにデザインされる。プラスミドpXEPO-10は以下のように構築される。まず、Hi ndIII-Bam HIで消化されたpBluescriptII SK+(Stratagene,LaJolla,CA)中に、 hEPOのコード領域の上流に存在する6kbのHind III-Bam HI断片(実施例1f 参照)を挿入することにより、中間的なプラスミドpT163を構築する。このライ ゲーションの産物をXholおよびHindIIIで消化し、pMClneoPolyA[トーマスとカ ペッチ(Thomas,K.R.and Capecchi,M.R.)Cell51: 503-512(1987)。Str ategene,LaJolla,CAから入手可能]由来の1.1kb Hind III-XhoI断片にライゲ ートしpT163を構築する。マウスメタロチオネイン1(mMT-I)プロモーター−hG Hエキソン1配列が、hEPOイントロン1の配列に付加的に融合されている融合断 片作成のために、オリゴヌクレオチド13.1-13.4をポリメラーゼ・チェイン・リ アクションに利用する。まず、オリゴヌクレオチド13.1と13.3を用いて、pXGH5 (図5)由来の約0.73kbのmMT-Iプロモーター−hGHエキソン1断片を増幅する 。次に、オリゴヌクレオチド13.2と13.4を用いて、主としてヒトゲ ノムDNA由来のhEPOイントロン1よりなる約0.57kbの断片を増幅する。最後 に2つの増幅された断片を混合し、オリゴヌクレオチド13.1と13.4でさらに増幅 して最終的な融合断片(融合断片3)を作成する。融合断片3は、mMT-I部分の 5’側のSalI部位と、hEPOのイントロン1配列の3’側のXhoI部位により隣接 されている。融合断片3をXho IとSal Iで消化し、Xho Iで消化したpT163にラ イゲートする。ライゲーション混合物でE.coliを形質転換し、hEPOイントロン1 配列の3’側においてXhoI部位が再生している融合断片3挿入物を一つだけ有す るクローンを同定し、pXEPO-10と命名する。 オリゴ13.1の太文字でない領域は、5’末端に本来のKpnI部位を有す るmMT-Iプロモーターに同一である。太文字の活字は、5’末端をSalI部位に変 換するためのSalI部位のテール(tail)を意味する。オリゴ13.2と13.3の太文字 領域はhGH配列を意味し、一方太文字でない領域はhEPO遺伝子由来のイントロン 1配列である。オリゴ13.4の太文字でない領域はhEPOイントロン1の最後の25塩 基に同一である。太文字の領域は、増幅された断片の3’末端をXhoI部位に変 換するためのXhoI部位のテールを含む。 プラスミドpXEPO-11は、ヒト第7染色体上の内因性のhEPO座にあるhEPOの構造 遺伝子およびプロモーター領域の上流に、mMT-IプロモーターとhGHのエキソン 1を配置するように、ジーンターゲティングによりデザインされる。プラスミド pXEPO-11は以下のように構築される。オリゴヌクレオチド13.1と13.5-13.7をポ リメラーゼ・チェイン・リアクションに用いて融合断片を作成する。この融合断 片においては、マウスメタロチオネインI(mMT-I)プロモーター−hGHエキソン1 配列が、hEPOコード領域の-1から-630に相当するhEPOの配列に付加的に融合され ている。まず、オリゴヌクレオチド13.1と13.6を使用して、pXGH5(図5)由来 の約0.75kbのmMT-Iプロモーター−hGHエキソン1の断片を増幅する。次にオリ ゴヌクレオチド13.5と13.7を使用して、ヒトのゲノムDNAから、主としてhEPO のコード領域の-1から-620に相当するhEPOの配列よりなる約0.65kbの断片を増 幅する。オリゴ13.5と13.6は両方共、hGHイントロン1−hEPOプロモーター領域 に位置する10bpのリンカー配列を含んでおり、これは、天然のhEPOイントロン1 のスプライス供与部位に相当する。最後に、2つの増幅された断片を混合し、さ らにオリゴヌクレオチド13.1と13.7で増幅して、mMT-I部分の5’側のSal I部位 とhEPOプロモーター領域の3’側のXhol部位により隣接された最終的な融合断片 (融合断片6)を作成する。融合断片6を、XholとSalIで消化し、XhoIで消化 したpT163に結合する。ライゲーションの混合液でE.coliを形質転換し、hEPOプ ロモーター配列の3’側にXhoI部位が再生した融合断片6が一つ挿入されたク ローンを同定し、pXEPO-11と命名する。 オリゴ13.5と13.6の太文字の領域はhGHの配列を意味する。イタリッ クの領域はhEPOイントロン1の最初の10塩基対に相当する。残りのオリゴはhEPO コード領域に関し、-620から-597のhEPOの配列に相当する。オリゴ13.7の太文字 でない領域はhEPOのコード領域に関し、-1から-24の塩基と同一である。太文字 の領域は、増幅された断片の3’末端をXhoI部位に変換するためのXhoI部位の テールを含んでいる。 プラスミドpXEPO-10は、hEPOの配列を両側に連結したmMT-I/hGH融合物を含む7 .3kbの断片をBam HIとXhoIで消化することにより、ジーンターゲティングに使 用し得る。この断片(ターゲティング断片1)はhEPOのコード配列を含んでおら ず、ヒトのEPOの遺伝子座へのターゲティングを方向づけるための、hEPOのコー ド領域の上流-620から約-6620の間にある配列とhEPOイントロン1の配列のみを 有している。ターゲティング断片1を、実施例1cで述べられているのと同様の 条件を用いて一次あるいは二次のヒト皮膚線維芽細胞にトランスフェクトする。 G418に耐性のコロニーを選んで96ウエルプレートの各ウエルに入れ、ELISAアッ セイ(R & Dシステム、ミネアポリスMN)によりEPOの発現をスクリーニングする 。トランスフェクトする(transfecting)DNAがランダムにヒトゲノム中に組み 込まれた細胞は、EPOを産生することができない。トランスフェクトするDNA が、内因性のhEPOイントロン1およびhEPO上流配列と相同組み換えをおこした細 胞は、mMT-Iのプロモーター及び非転写配列、並びにhGHの5’非翻訳配列及びhG Hエキソン1が正常のhEPOのプロモーター及びhEPOエキソン1と置換したキメ ラ遺伝子を含んでいる(図1参照)。ターゲティング断片1中の非hEPO配列は、 hEPOイントロン1の下流のhEPO配列に結合している。天然のhEPO調節領域のmMT- Iプロモーターによる置換は、本来ならhEPOを発現しない線維芽細胞中のEPO遺伝 子を活性化するであろう。hEPOエキソン1のhGHエキソン1による置換により、h EPOシグナルペプチドの最初の4アミノ酸がhGHのアミノ酸1-3で置換されている タンパク質が得られる。そしてこの置換は、翻訳後のプロセッシングにより成熟 したタンパク質から除かれ、発現細胞から分泌される機能的なキメラのシグナル ペプチドを形成する。 プラスミドpXEPO−11は、BamHIとXhoIで消化し、両端がhE PO配列に隣接しているmMT−I/hGH融合体を含む7.4kbの断片を遊 離させることにより、ジーンターゲティングに用いることができる。この断片( ターゲティング断片2)は、hEPOをコードする配列を含んでおらず、ヒトE PO座へのターゲティングを方向づける、hEPOコード領域の上流−1とおよ そ−6620の間にある配列のみを有する。ターゲティング断片2は、実施例1 gに記載されたものと同様の条件を用いて、一次又は二次ヒト皮膚線維芽細胞に トランスフェクトされる。G418耐性コロニーを96穴プレートの各々の穴に 接種し、ELISAアッセイ(R&Dシステムズ,ミネアポリス,ミネソタ)に より、EPOの発現をスクリーニングする。トランスフェクトするDNAがヒト ゲノムの中へランダムに組み込まれた細胞はEPOを産生できない。トランスフ ェクトDNAが内因性のhEPOプロモーター及びその上流の配列と相同組み換 えを起こした細胞は、mMT−Iプロモーターとその非転写配列、hGHの5’ 非翻訳配列及びhGhエキソン1、及び、hEPOイントロン1の最初の10塩 基から成る1 0塩基対リンカーが、hEPOをコードする領域の−620位に存在するHin dIII部位に挿入されたキメラ遺伝子を含んでいる(図2参照)。通常サイレン トであるhEPOプロモーターの上流にmMT−Iプロモーターが存在すること により、(5’から3’への)非翻訳メタロチオネイン及びhGH配列、hGH エキソン1、hEPOイントロン1の最初の10塩基対と同一のDNA10塩基 、そして通常のhEPOプロモーターとhEPOエキソン1(hEPOをコード する配列の−620から+13位)の読み取りメッセージ(message)の合成が、 一次あるいは二次皮膚線維芽細胞中で指示される(direct)であろう。h EPOイントロン1の10塩基対リンカー配列は、hGHエキソン1を続く下流 のそしてhEPOエキソン2のすぐ上流にあるスプライス受容部位に融合させる ためのスプライス供与部位として働く。よってその結果生じる転写物のプロセシ ングは、hEPOプロモーター、エキソン1およびイントロン1配列を切除する であろう。hGHエキソン1によるhEPOエキソン1の置換により、hEPO シグナルペプチドの最初の4アミノ酸がhGHのアミノ酸1〜3で置きかわった タンパク質が得られ、この置換は成熟タンパク質から翻訳後プロセシングによっ て切り離され発現細胞から分泌される機能的なキメラシグナルペプチドを作りだ すことになる。 pXEPO−10とpXEPO−11に関する一連の構築物は、公知方法を用 いて構築することができる。これらの構築物においては、mMT−Iプロモータ ーとhGH配列の相対的位置は、mMT−I/hGH配列がhEPO上流配列に 挿入される位置と同様、ジーンターゲティングを容易にする別のキメラ転写ユニ ットを作るために変更され、その結果融合転写体のより能率的な発現を可能とし 、また他の望ましい性質を付与できる。このような構築物は、通常のhEPO座 へのジーンターゲティングにより、hGH−hEPO融合遺伝子が外来性のプロ モーターの支配下に置かれるという同様の結果を与えるであろう。例えば、hE PO遺伝子の上流にある6kbのHindIII−BamHI断片(実施例1f参 照)は、neo遺伝子とmMT−Iプロモーター/hGH融合断片の挿入部位に 用いうる多くの制限酵素認識部位を有する。このような部位の1つ、HindII I部位のおよそ1.3kb上流にあるBglII部位はこの領域で唯一のものであ り、1個又はそれ以上の選択マーカー、及び一次、二次あるいは不死化したヒト 細胞でのhEPO発現の活性化に寄与する他の遺伝子由来の調節領域の挿入に用 いうる。 第一に、中間体プラスミドpT164は、hEPOコード領域の上流にある6 kbのHindIII−BamHI断片(実施例1f)を、HindIII−BamH Iで処理されたpBluescript II SK+〔ストラタジーン,ラジョラ,カリフォ ルニア(Stratagene,Lajolla,CA)〕に挿入することにより構築される。プラス ミドpMClneoPolyA〔トーマスとカペッケ(Thomas,K.R.and Capecchi,M.R.)Cel l 51:503-512(1987); ストラタジーン,ラジョラ,カリフォルニア(Stratagene ,Lajolla,CA)より市販〕をBamHI及びXhoIによって消化し、coli DNAポリメラーゼのクレノー断片処理により平滑末端化し、それによって生 じる1.1kbの断片を精製する。pT164をBglIIで処理し、coli DNAポリメラーゼのクレノー断片処理により、平滑末端化される。前記2個の 平滑末端断片は互いにつなぎ合わされ、コンピテント(competent)coli中に トランスフォームされる。1.1kbのneo断片が1個挿入されたクローンを 単離し、制限酵素分析を行い、平滑なXh oI部位とBglII部位の融合にて再生されたBglII部位がプラスミドpT1 64にある唯一のHindIII部位から1.3kb離れたところに位置している ものを同定する。その結果得られるプラスミドpT165は、neo転写ユニッ トの5’側に隣接した唯一のBglII部位で開裂しうる。 マウスメタロチオネインI(mMT−I)プロモーター−hGHエキソン1配 列が、スプライス供与部位を含む10塩基対断片に付加的に融合した断片を作る ため、オリゴヌクレオチド13.8と13.9を用いてポリメラーゼチェインリ アクションを行う。より多くのスプライス供与部位又はコンセンサススプライス 供与部位が使えるかも知れないが、この選ばれたスプライス供与部位は天然のh EPOイントロン1スプライス供与部位に対応する。オリゴヌクレオチド(13 .8及び13.9)は、pXGH5(図5)由来のおよそ0.73kbのmMT −Iプロモーター−hGHエキソン1断片を増幅するために用いられる。その増 幅された断片(断片7)をBglIIで処理し、BglIIで処理されたpT165 につなぎ合わす。つなぎ合わされた混合物を、coliに導入する。mMT−I プロモーターのKpnI部位がneo遺伝子の5’末端の近傍にあり、かつその mMT−Iプロモーターが唯一のHindIII部位に向かって転写が起こるよう に配置された断片7が1個挿入されたものを含むクローンを同定し、pXEPO −12と命名する。 オリゴ13.8の太字でない部分は、5’境界部位に天然のKpnI 部位を有するmMT−Iプロモーターと同一である。太字の活字は5’境界部位 をBglII部位に変えるためのBglII部位テール部分を表す。 オリゴ13.9の太字部分は、hGH配列を表す。イタリックの部分 はhEPOイントロン1の最初の10塩基対に対応する。下線部のBglII部位 はプラスミド構築の目的のため加えられる。 プラスミドpXEPO−12は、neo遺伝子と、hEPO配列が両側に隣接 したmMT−I/hGH融合物とを含む7.9kb断片を遊離するようBamH IとHindIII消化により、ジーンターゲティングに用いることができる。こ の断片(ターゲティング断片3)は、hEPOをコードする配列を含まず、ヒト EPO座上流へのターゲティングを方向づける、hEPOコード領域上流のおよ そ−620からおよそ−6620の間にある配列のみを有する。ターゲティング 断片3は、実施例1b及び1cに記載されたものと同様の条件を用いて、一次、 二次又は不死化ヒト皮膚線維芽細胞にトランスフェクトされる。G418−耐性 コロニーは、96穴プレートの各々の穴に接種し、ELISAアッセイ(R&D システムス,ミ ネアポリス,ミネソタ)により、EPOの発現についてスクリーニングする。ト ランスフェクトしたDNAがヒトゲノムの中にランダムにとりこまれた細胞はh EPOを生産することができない。トランスフェクトしたDNAが内因性のhE POプロモーター及び上流の配列と相同組み換えされた細胞は、mMT−Iプロ モーターと非転写配列、hGH5’非翻訳配列及びhGHエキソン1、及びhE POイントロン1の最初の10塩基から成る10塩基対リンカーが、hEPOコ ード領域のおよそ−1920の位置にあるBglII部位に挿入されているキメラ 遺伝子を含んでいる。通常サイレントであるhEPOプロモーターの上流にmM T−Iプロモーターが存在することにより、(5’から3’への)非翻訳メタロ チオネイン及びhGHの配列、hGHエキソン1、hEPOイントロン1の最初 の10塩基対と同一のDNA10塩基、及びhEPO上流領域とhEPOエキソ ン1(EPOをコードする配列のおよそ−1920から+13位)の読み取りメ ッセージの合成が一次、二次あるいは不死化ヒト線維芽細胞(又は他のヒト細胞 )中で指示されるであろう。hEPOイントロン1由来の10塩基対リンカー配 列は、hEPOエキソン2のすぐ上流にある下流のスプライス受容部位にhGH エキソン1を融合させるためのスプライス供与部位として働く。それゆえに、そ の結果生じる転写物は、プロセシングにより、hEPO上流配列、プロモーター 領域、エキソン1及びイントロン1配列を切除されるであろう。pXEPO−1 0,−11及び−12を用いた場合、メッセージの転写後のプロセシングは、m MT−IプロモーターとhEPOエキソン1の間のhEPO上流配列に存在する 、所望のメッセージを作りだすのに必要な生産的スプライシング事象のレベルを 下げるスプライス受容部位を除去するインビトロ突然 変異法を用いることにより、改良することができる。hGHエキソン1によるh EPOエキソン1の置換により、hEPOシグナルペプチドの最初の4アミノ酸 がhGHのアミノ酸1−3で置きかわったタンパク質が得られ、成熟タンパク質 から翻訳後プロセッシングにより切り離され、発現細胞から分泌される、機能性 キメラシグナルペプチドが生じる。実施例3ターゲティングによる上流配列の改変とターゲティング された遺伝子の増幅 ターゲティングプラスミドが遺伝子増幅現象によって高濃度細胞毒性物質への 耐性を付与しうるマーカー遺伝子を含んでいる場合、上述の方法によってhEP O遺伝子が活性化されたヒト細胞を誘導することで、neo/mMT−1/EP O転写ユニットを増幅させることができる。遺伝子のなかでも、ジヒドロ葉酸レ ダクターゼ(dhfr、選択試薬はメトトレキセートである)、多機能CAD遺 伝子[カルバミルホスフェートシンターゼ、アスパルテートトランスカルバミラ ーゼ、およびジヒドロオロターゼをコードする;選択試薬はN−(ホスホノアセ チル)−L−アスパルテート(PALA)である]、グルタミンシンテターゼ; 選択試薬はメチオニンスルホキシミン(MSX)、およびアデノシンデアミナー ゼ(ada;選択試薬はアデニンヌクレオシドである)などの選択マーカー遺伝 子がとくに不死化ヒト細胞系中で増幅可能であるとされている[ライトら(Wrig ht,J.A.et al.)、Proc .Natl.Acad.Sci.USA 87:1791-1795(1990);コ ケット(Cockett,M.I.)ら、Bio/Technology 8:662-667(1990)]。これらの研究で は、遺伝子増幅は複数の不死化ヒト細胞系中で起きるとされている。他の細胞の なかで、HT1 080、HeLa、MCF−7乳癌細胞、K−562白血病細胞、KB癌細胞、 または2780AD卵巣癌細胞は適当な選択条件下で増幅を示す。 正常または変異dhfr遺伝子をプラスミドpXEPO−10やpXEPO− 11の唯一のHindIII部位に挿入することによって、これらのプラスミド を改変することができる。適当なDNAでHT1080細胞をトランスフェクト し、G418耐性(neo遺伝子によって付与される)を示す細胞の選択を行な い、neo、dhfr、およびmMT−1配列をhEPO遺伝子の上流の正しい 位置にジーンターゲティングすることによってhEPO遺伝子が活性化された細 胞を同定した後、これらの細胞をメトトレキセート(MTX)中の段階的選択に 付して、dhfrの増幅および連結されたneo、mMT−1、およびhEPO 配列の共増幅を示す細胞の選択を行なうことができる[カウフマン(Kaufman,R .J.)、Technique 2:221-236(1990)]。まず細胞を低レベルのMTX(0.0 1〜0.08μM)で処理した後、250μMまたはそれ以上までMTX濃度を 段階的に上昇させる段階的選択スキームを使用する。比較的緩やかに濃度を上げ る方法も有効であるが、MTX濃度を0.04μMから0.08μMへと直線的 に上昇させ、続いて2倍づつ濃度を上げて行くと、増幅トランスフェクト細胞系 の選択に有効である。増幅は、dhfr遺伝子コピー数の増加によってモニター され、イン・ビトロでのhEPO発現の測定によって確認される。この方式によ り、完全にhEPOコード領域の外にある配列のターゲティング改変によって、 hEPOのかなりの過剰発現を達成することができる。 非コード配列へのジーンターゲティングとその後の増幅によって hGH遺伝子を過剰発現する細胞を得る目的で、ヒト細胞におけるhGH発現を 活性化させるための上記(実施例1f、1h、1i、1k、2及び7)の構築物 と類似の構築物をさらに改変させて、dhfr遺伝子を組み込むこともできる。実施例4不死化ヒト線維芽細胞系におけるヒトEPO座のターゲ ティングと活性化 ヒト線維芽細胞中で内在性hEPO遺伝子が活性化されうるという仮説を試す ため、ターゲティング構築物pXEPO−13が作られた。まず、マウスのメタ ロチオネイン−1プロモーター(mMT−I)に融合したhEPO遺伝子の最初 のコドンの上流にある63bpのゲノムhEPO配列を含むプラスミドpT22 .1が構築された。mMT−IとhEPO配列を融合させるため、オリゴヌクレ オチド22.1から22.4がPCRに用いられた。これらのプライマーの性状 は次の通りである。22.1は、mMT−IのKpnI部位の28bp上流から 始まるmMT−Iプロモーターの一部と相同な21塩基オリゴヌクレオチドであ る。22.2と22.3は、58ヌクレオチドの相補的プライマーである。これ らは、融合物がhEPO遺伝子の最初のコドンの35塩基上流に始まる28bp のhEPO配列、及びオリゴヌクレオチド22.2の塩基29から始まるmMT −I配列であって、mMT−Iの天然のBglII部位を有し、mMT−I配列中 へ30塩基まで延びた配列、を含むようにhEPO及びmMT−I配列の融合物 を定めている。22.4は、21ヌクレオチドの長さでhEPO遺伝子の最初の コドンの725bp下流に始まるhEPO配列と相同である。これらのプライマ ーは、上述のようにmMT−IとhEPO配列の融合物を含む1. 4kbのDNA断片を増幅するのに用いられた。その結果生じる断片は、Kpn Iで消化し(PCR断片は2つのKpnI部位を含む:mMT−Iプロモーター 領域唯一の天然KpnI部位と、hEPO配列中唯一の天然KpnI部位である )、精製した。プラスミドpXEPO1も同様にKpnIで消化し、1.4kb 断片と6.4kb断片を遊離させた。6.4kb断片を精製し、1.4kbのK pnIのPCR融合断片に連結した。得られた構築物をpT22.1と呼ぶ。2 番目の中間体、pT22.2はhEPO構造遺伝子の上流にあるおよそ6kbの HindIII−BamHI断片(実施例1f参照)をBamHIとHindIIIで 消化したpBSIISK+(ストラタジーン,ラジョラ,カリフォルニア)につ ないで構築した。3番目の中間体pT22.3は、まずネオマイシンホスホトラ ンスフェラーゼ遺伝子を含むpMCINEOpolyA(ストラタジーン,ラジョラ ,カリフォルニア)から1.1kbのXhoI/BamHI断片を切り出すこと により構築した。この断片は次にDNAポリメラーゼIのクレノー断片(ニュー イングランド バイオラブス)で平滑末端化した。この断片は、次にpBSII SK+のHincII部位(同様にしてDNAポリメラーゼIで平滑末端化したも の)につないで、pT22.3を作成した。4番目の中間体、pT22.4は、 pT22.3からneo遺伝子を含む1.1kbのXhoI/HindIII断片 を精製し、この断片をXhoIとHindIIIで消化したpT22.2につない で作成した。従ってpT22.4はhEPO断片上流のBamHI−HindII IのHindIII部位に隣接したneo遺伝子を有する。最後にpXEPO−13 は、pT22.1から2.0kbのEcoRI/AccI断片をまず切り出すこ とにより作成した。この断片のEcoRI部位は、mMT−I プロモーターの5’境界を定め、一方、この断片のAccI部位はhEPOエキ ソン5の中にある。このようにAccI/EcoRI断片は、ほとんど完全なh EPO発現ユニットを含み、エキソン5の一部と天然のポリアデニル化部位のみ を欠く。この2.0kbのEcoRI/AccI断片を精製し、DNAポリメラ ーゼIのクレノー断片処理により平滑末端化し、そして、XhoIで消化し、平 滑末端化したpT22.4につなぎ合わせた。 HT1080細胞を、PvuI−BamHIで消化したpXEPO−13でト ランスフェクトした。このように消化したpXEPO−13からは次のような3 つの断片が生ずる。amp遺伝子の一部を含む1kbのベクター断片、残りのベ クター配列の1.7kb断片、及びhEPO、neoおよびmMT−I配列を含 む約9kbの断片である。この約9kbのBamHI/PvuI断片は、次の配 列をBamHI部位から順に含んでいた。約5.2kbの上流側hEPOゲノム 配列、1.1kbのneo転写ユニット、0.7kbのmMT−Iプロモーター 、及びエキソン5内で切断されている、hEPOコード配列を含む2.0kbの 断片である。上記方法で消化した45μgのpEXPO−13を、1200万個 の細胞のエレクトロポーレーションに用いた(エレクトロポーレーション条件は 、実施例1bに記載した)。このエレクトロポーレーションは合計8回繰り返し 、計9600万細胞について行った。細胞はmlあたり100万個の細胞密度に なるよう培地と混合し、1ml量を、各々最少35mlのDMEM/15%子ウ シ血清を含む計96個の150mm組織培養プレート(ファルコン)に分注した 。翌日、培地を吸引除去し、0.8mg/mlのG418(ギブコ)を含む新し い培地と交換した。10日間のインキュベートの後、各プレートの 培地をhEPOのELISA分析(R&Dシステムズ)のため、サンプリングし た。96プレートのうち6個が少なくとも10mU/mlのhEPOを含んでい た。これらのプレートの1つ、第18番をhEPO発現コロニーの精製のために 選択した。96の150mmプレートの各々がおよそ600のG418耐性コロ ニー(全96プレート上のG418耐性コロニーの集計見積もりは57,600 )を含んでいた。18番プレート上の約600コロニーを、トリプシン処理し、 364穴プレート(ステアリン)に50細胞/mlで再接種した。1週間のイン キュベート後、364穴プレートの大きい穴あたり約10個の割合で、単独のコ ロニーが見えるようになった(このプレートは24の大きい穴の各々の中に16 の小さい穴がある)。個々の穴につき、この時点でhEPO発現についてスクリ ーニングした。2つの大きい穴が少なくとも20mU/mlのhEPOを含んで いた。A2番の穴で16の小さい穴の間に15のコロニーがあることが認められ た。これらの小さい穴の個々の中身をトリプシン処理し、96穴プレートの16 の別々の穴に移された。7日間のインキュベートの後、これら各々の穴の培地を hEPOのELISA分析のためサンプリングした。番号10の穴1つだけがh EPOを含んでいた。この細胞株を、HT165−18A2−10と命名し、定 量的hEPO分析、RNA単離、DNA単離のため培養で増殖させた。hEPO 生産の定量分析の結果は、2,500ミリユニット/100万細胞/24時間で あった。 hEPOエキソン5のAccI部位から3’非翻訳領域のBglII部位にのび る0.2kbのDNAプローブが、HT165−18A2−10細胞から単離さ れたRNAのプローブに用いられた。エキソン5のAccI部位で切断されたタ ーゲティング構築物、pX EPO−13は、これらAccI/BglII配列を有していないので、hEPO 座のターゲティングには好適(diagnostic)である。天然hEPO配列が相同的に 組み込まれた細胞株だけがAccI/BglII配列と相同配列を含むhEPOm RNAを作るであろう。HT165−18A2−10は、32−Pでラベルした AccI/BglIIhEPOプローブとハイブリダイズする、予期された大きさ のmRNAを発現しているのがノーザンブロットにおいて認められた。制限酵素 とサザンブロット分析により、neo遺伝子とmMT−IプロモーターはHT1 65−18A2−10細胞の2つのhEPO対立遺伝子のうちの1つに対してタ ーゲットされたことが確認された。 これらの結果により、相同組み換えは、ヒト線維芽細胞中で通常サイレントで ある遺伝子へ調節領域をターゲットし、その遺伝子の機能を活性化させるのに用 いることができることが示される。 実施例5イントロンレス遺伝子の作成 ジーンターゲティングを利用して、遺伝子発現やイン・ビトロでのタンパク質 製造に使用する酵母または細菌に導入する、イントロンが除かれた、プロセッシ ングを受けた遺伝子を作成することもできる。たとえば、以下に説明するアプロ ーチにより酵母中でhGHを製造することができる。 2種類のターゲティング構築物を作成する。ターゲティング構築物1(TC1 )は、たとえばモロニーネズミ白血病ウイルス(Moloney Murine Leukemia Viru s)(MoMLV)由来LTRなどのレトロウイルスLTR配列、ヒト細胞中で の選択のためのマーカー(たとえばTn5由来neo遺伝子)、酵母中での選択 のためのマーカー(たとえば酵母URA3遺伝子)、酵母中で遺伝子発現を指示 する能力を有する調節領域(たとえばGAL4プロモーター)、および任意には 、hGH遺伝子と融合させると酵母細胞からのhGH分泌を可能にする配列(リ ーダー配列)を含む。このベクターは、ヒト細胞中でのレトロウイルスパッケー ジング(retroviral packaging)を可能ならしめるDNA配列も含んでいてよい 。この構築物は、ゲノムhGH遺伝子N配列との相同組換えが起きるとhGH遺 伝子Nコドン1(成熟したプロセシング済みのタンパク質のアミノ酸1位に対応 )のすぐ上流のTCIに上記外因性配列を取り込むhGHゲノム配列が上記外因 性配列の両側に隣接するように構成されている。取り込みの際のDNA配列の順 序は、hGH上流および調節配列、neo遺伝子、LTR、URA3遺伝子、G AL4プロモーター、酵母リーダー配列、成熟タンパク質のアミノ酸1とその下 流のhGH配列である。ターゲティング構築物2(TC2)は、酵母中における プラスミド複製に充分な配列(たとえば2ミクロンの サークルまたはARS配列)、酵母転写終止配列、ウイルスLTR、およびヒト 細胞における選択のためのマーカー遺伝子(たとえば細菌gpt遺伝子)を含む 。この構築物は、ゲノムhGH遺伝子N配列との相同組換えが起きるとhGH遺 伝子N終止コドンのすぐ下流のTC2に上記外因性配列を取り込むhGHゲノム 配列がそれらの配列の両側に隣接するように構成されている。取り込みの際のD NA配列の順序は、hGHエキソン5配列、酵母転写終止配列、酵母プラスミド 複製配列、LTR、gpt遺伝子、hGH3’非翻訳配列である。 TC1およびTC2に由来する線状断片を、hGH遺伝子に隣接するそれぞれ の位置に連続的にターゲティングさせる。これらの細胞にヘルパーレトロウイル スを重複感染(superinfection)させた後、この領域全体のLTR特異的転写を行 なうと、両端にLTR配列を有するRNAができる。このRNAをスプライシン グすると、正常なhGHイントロンが除去された分子が得られる。このプロセシ ング済み転写物の逆転写を行なうと、プロセシング済みhGH融合遺伝子の2本 鎖DNAコピーが蓄積される。上記2重ターゲティング化レトロウイルス感染細 胞からDNAを単離し、LTR内で転写ユニットを1回切断する酵素でこれを消 化する。得られた消化物を、環状化促進条件下で連結し、酵母細胞に導入し、つ いでURA3遺伝子を指標に細胞を選択する。URA3遺伝子(TC1およびT C2によって導入された配列とプロセシン愚済みhGH遺伝子に連結)を取り込 んだ細胞だけが生育できる。これらの細胞は、ガラクトース誘導でhGHタンパ ク質を発現するとともに、成熟した生物学的に活性なhGH分子を生成するため に分泌時に切断される融合酵母リーダーペプチド配列によって細胞からhGHタ ンパク質を 分泌させるプラスミドを含んでいる。 細菌細胞中での発現は、TC1およびTC2中で、pBR322由来アンピシ リン耐性遺伝子を酵母URA3遺伝子と、tacプロモーター[デボエル(deBo er)ら、Proc .Natl.Acad.Sci.80:21-25(1983)]を酵母GAL4プロモータ ーと、細菌リーダー配列を酵母リーダー配列と、pBR322複製起点を2ミク ロンサークルまたはARS配列と、および細菌転写終止配列[たとえばtrpA 転写終止配列;クリスティー(Christie,G.E.)ら、Proc .Natl.Acad.Sci.7 8: 4180-4184(1981)]を酵母転写終止配列と置換するだけで達成される。同様に 、hEPOは、酵母または細菌リーダー配列がhEPOコドン1(成熟したプロ セシング済みタンパク質のアミノ酸1位に対応)のすぐ上流に位置するようにh GHターゲティング配列をhEPOターゲティング配列で置換するだけで、酵母 及び細菌中での発現が可能になる。実施例6不死化ヒト細胞系におけるEPO遺伝子の活性化と増幅 dhfr発現ユニットをpXEPO−13の唯一のHindIII部位に組み 込むと(実施例4参照)、二重選択能力を有する新規ターゲティングベクターが 得られるとともに、dhfr遺伝子が増幅される場となる細胞の選択が可能とな る。pXEPO−13に一つ存在するHindIII部位が、neo遺伝子と通 常はヒトEPO遺伝子の上流に存在するゲノム配列との結合部位を決定する。こ の部位にdhfr遺伝子を挿入すると、neo遺伝子とdhfr遺伝子が天然h EPO座由来DNA配列に囲まれた構築物が得られる。pXEPO−13と同様 に、dhfr遺伝子が挿入された派生物 は相同組換えによるhEPO座へのターゲティングに有用である。pREPO4 と呼ばれる上記構築物を図6に示す。このプラスミドは、ヒトEPO遺伝子のエ キソン1−4およびエキソン5の一部、ならびにhEPOコード領域の上流に存 在するHindIII−BamHI断片を含んでいる。pSVe、pTK、およ びpmMT−Iは、それぞれSV40早期領域、単純ヘルペスウイルス(HSV )チミジンキナーゼ(TK)遺伝子、およびマウスメタロチオネイン−I遺伝子 に由来するプロモーターに対応する。これは次のようにして作成した。Hind III消化pXEPO−13を精製し、DNAポリメラーゼIのクレノウ断片で 平滑末端化した。dhfr発現ユニットを得るために、プラスミド構築物pF8 CIS9080[イートン(Eaton)ら、Biochemistry 25:8343-8347(1986) ]をEcoRIとSalIで消化した。この消化物からdhfr発現ユニットを 含有する2Kbの断片を精製し、DNAポリメラーゼIのクレノウ断片で平滑末 端化した。次いで、このdhfr含有断片をpXEPO−13の平滑末端化Hi ndIII部位につないだ。この連結物の一定量を大腸菌に形質転換させ、アン ピシリン選択プレート上に移植した。37℃で1晩インキュベーションした後、 各細菌コロニーを観察、採取、培養した。これらの培養物からミニプラスミド調 製物(miniplasmid preparations)を得、次いで、得られたDNAを制限酵素B glI+HindIIIとSfiIで消化し、挿入dhfr断片の方向を求めた 。これらの調製物のうち1つに由来するプラスミドDNAは上記2Kbのdhf r挿入断片を含んでいることがわかった。このプラスミド中のdhfr発現ユニ ットの転写方向は隣接するneo遺伝子のものとは逆であることがわかった。こ の構築物をpREPO4と命名する。 プラスミドpREPO4を用い、相同組換えによる内因性hEPO遺伝子の活 性化を行なった後の細胞中でhEPO座を増幅させた。この構築物による遺伝子 活性化を行なうと、薬物メトトレキセート(MTX)の使用によるDHFR発現 の増大を選択することが可能となる。通常、DHFR発現の増大は、DNA増幅 によるコピー数の増加によって起きる。その結果として、活性化hEPO遺伝子 とdhfr配列の共増幅が起きる。活性化されたEPO座が共増幅されると、E PO発現が増大するはずである。 pREPO4を保持するHT1080細胞におけるターゲティング実験を行な った。hEPO発現細胞系株HTREPO−52を単離した。この細胞系のEP O産生を定量するとともに、サザンブロットおよびノーザンブロット分析を行な った。この株はdhfr/neo/mMT−1配列の1個のコピーでターゲティ ングされることがわかった。0.8mg/mlのG418存在下での選択で得ら れた発現レベルは細胞100万個あたり約1300mU/日であった。ターゲテ ィングされたEPO座はdhfr発現ユニットを有していたので、抗葉酸薬MT Xを用いてDHFR発現増大細胞を選択することが可能であった。そこで、この 株について、MTX濃度を0.02、0.05、0.1、0.2、および0.4 μMと上昇させる段階的選択を行なった。この株の最初の選択の結果を表4と図 7に示す。 MTX濃度上昇による選択は、HTREPO−52細胞系におけるhEPO発 現の増大に好結果をもたらし、0.4μMのMTXに耐性を示す細胞系において EPO産生が70倍増大した。hEPO座が増幅されたことの確認は、MTX耐 性細胞系におけるサザンブロット分析によって行ない、親の(未ターゲティング )hEPO対立遺伝子と比べて、活性化hEPO座のコピー数が約10倍増加し たことがわかった。実施例7ゲノムhEPOコード化領域の1.8KB上流側の位置へのCMVプ ロモーターの挿入によるhEPO融合遺伝子の作成ターゲティングプラスミドp REPO15の構築 まずPCR増幅でCMVプロモーターをhGH第一エキソンに融合させること によってpREPO15を構築した。オリゴヌクレオチド20と35を用い、ゲ ンバンク(Genbank)配列HUMGHCSAの5225位ヌクレオチドで始まり 7322位ヌクレオチドで終わるhGH配列に融合させたゲンバンク配列HS5 MIEPの546位ヌクレオチドで始まり2105位ヌクレオチドで終わるCM Vプロモーター領域を有するhGH発現構築物pXGH308から、1.6kb の断片を増幅した。オリゴ20(35bp)配列番号18)はキャップ部位(ゲ ンバンク配列HEHCMVP1の中に存在する)に対して−614の位置でCM Vプロモーターにハイブリダイズしたが、このものは5’末端にSalI部位を 含んでいた。オリゴ35(42bp、配列番号19)は+966の位置のCMV プロモーターおよび隣接するhGHエキソン1にアニールしたが、このものはh EPOイントロン1(スプライス供与部位の一部を含む)の最初の10個の塩基 対と5’末端にHindIII部位を含んでいた。生じたPCR断片をHind IIIとSalIで消化し、ゲル精製に付した。プラスミドpT163(実施例 2)をXhoIとHindIIIで消化し、neo発現ユニットを含む約1.1 kbの断片をゲル精製に付した。1.6kbのCMVプロモーター/hGHエキ ソン1/スプライス供与部位断片と1.2kbのneo断片を連結し、pBSI ISK+(Stratagene,Inc.)のHindIII部位に挿入した。生じた中間プ ラスミド(pBNCHSと命名)は、CMVプロモーター/hGHエキソン1/ スプライス供与部位断片の転写方向と逆の方向にneo発現ユニットを含んでい た)。次いで、まずpREPO5をHindIIIで消化することによって第二 の中間体pREPO5ΔHindIIIを構築した。このものは1.9kbと8 .7kbの2つの断片を遊離させたが、このEPOターゲティング配列含有8. 7kb断片をゲル精製に付し、セルフライゲーションによって環状化させた。生 じたプラスミドpREPO5ΔHindIIIは、通常はhEPO遺伝子の上流 側に存在する非コード化ゲノムDNA配列のみを含んでいた。このものはEPO エキソン1に対して−5786から−1の位置にある 配列を含んでいた。neo、CMVプロモーター、hGHエキソン1、およびス プライス供与部位を含む2.8kbの断片をHindIIIでpBNCHSから 切り出し、ゲル精製に付した。この断片をDNAポリメラーゼIのクレノウ断片 (New England Biolabs,Inc.)で平滑末端化させ、BglII消化し平滑末端 化させておいたpREPO5ΔHindIIIに連結した。BglIIはpRE PO5ΔHindIII中のhEPOエキソン1の上流側−1779bpの位置 で切断を行なう。生じた構築物pREPO15(図8)は、hEPOコード化領 域に対して−5786から−1779の位置にあるEPO上流配列、neo発現 ユニット、CMVプロモーター、hGHエキソン1、スプライス供与部位、およ びhEPOコード化領域の上流側−1778から−1bpの位置にある配列を含 んでいたが、これらの要素はhEPO上流領域のヌクレオチド配列に対して5’ から3’に向かう順序で組み込まれていた。ヒト細胞のトランスフェクトを行な うために、pREPO15をNotIとPvuIで消化して、8.6kbのター ゲティング断片を遊離させた。このターゲティング断片はそれぞれ4.0kbと 1.8kbの第一および第二のターゲティング断片を含んでおり、hEPO遺伝 子の上流側DNAに対して相同であった。EPO発現被ターゲティングクローンの細胞培養、トランスフェクト、および同 すべての細胞を10%仔ウシ血清含有DMEM(DMEM/10、HyClone La boratories)中、37℃、5%CO2、98%湿度の条件に保った。PBS(GIB CO)中、12×106個の細胞を100μgのDNAとともに250ボルト、9 60pFにおけるエレク トロポーレーションに付すことによって、ヒト包皮線維芽細胞の二次細胞のトラ ンスフェクトを行なった。処理した細胞を150mmプレート1枚あたり1×1 06個の細胞密度でまいた。翌日、培地を0.8mg/mlのG418(GIBCO) を含むDMEM/10と交換した。14日間にわたり選択を続けた時点で、培地 試料を採取してEPO産生を調べた。EPO ELISA(Genzyme Inc.)によ る測定で有意な(>5mU/ml)hEPOレベルを示したプレート上のすべて のコロニーをクローニング用無菌ガラスシリンダー(Bellco)を用いて単離し、 96穴プレートの各ウエルに移した。1〜2日間保温した後、これらのウエルに おけるhEPO産生をELISAで調べた。得られたhEPO産生細胞株を培養 し、凍結、核酸単離、およびEPO産生量測定に付した。 PBS(GIBCO)中、12×106個の細胞を45μgのDNAとともに450 ボルト、250μFで処理することによって、HT1080細胞(ATCC C CL121)のトランスフェクトを行なった。上記のヒト包皮線維芽細胞の二次 細胞の場合と同様にクローンの培養と同定を行なった。hEPO産生クローン細 胞系の単離は限界希釈法によって行なった。すなわち、まず24穴プレートのウ エル1個あたり10〜15個のコロニーをプールした状態の一次選択プレートか ら集めたコロニーを移すことにより行った。hEPO産生プールを、次いで、ウ エル1個あたり1個未満のコロニー数となる細胞密度で96穴プレートに移した 。上記のヒト包皮線維芽細胞の場合と同様に各クローンを培養してさらに分析し た。EPO発現クローンのキャラクタライゼーション pREPO15はhEPOコード化配列を欠いている。hEPO エキソン1の上流側にあるneo/CMVプロモーター/hGHエキソン1/ス プライス供与断片をターゲティングすると、CMVプロモーターからの転写開始 によってhEPO発現が起き、CMV配列、hGHエキソン1およびスプライス 供与部位、1.8kbの上流hEPO配列、および正常hEPOエキソン、イン トロン、および3’非翻訳配列を含む一次転写物が生成する。この転写物のスプ ライシングは、hGHエキソン1に隣接するスプライス供与部位から、hEPO エキソン2に隣接する位置にある次の下流側スプライス受容部位にかけて起きる 。その結果、hEPO遺伝子の上流側にあるゲノム配列、正常hEPOプロモー ター、hEPOエキソン1、およびhEPOイントロン1から成る新規イントロ ンが効果的に生成する。この成熟転写物中では、hGHエキソン1がhEPOエ キソン1に置換する。hEPOエキソン1は、26個のアミノ酸から成るシグナ ルペプチドの最初の4つと3分の1のアミノ酸だけをコードするものであり、そ のシグナルペプチドは細胞から分泌される前に前駆体タンパク質から切断される 。hGHエキソン1は、やはり細胞から分泌される前に前駆体タンパク質から切 断されるhGHシグナルペプチドの、最初の3つと3分の1のアミノ酸をコード する。したがって、hGHエキソン1がhEPOエキソン1に置換するメッセー ジが翻訳されると、シグナルペプチドがhGH配列とhEPO配列のキメラであ るタンパク質が生成する。通常の翻訳後切断事象によってシグナルペプチドが除 去されると、一次配列が正常産物と区別できない成熟hEPO分子ができる。 pREPO15をヒト線維芽細胞にトランスフェクトしたところ、これらの細 胞によるEPO発現が起きた。表5に、ヒト線維芽細胞およびHT1080細胞 におけるpREPO15によるターゲテ ィング実験の結果を示す。正常ヒト線維芽細胞におけるターゲティング頻度はG 418rコロニー264個あたり1回であることがわかり、HT1080細胞の 場合のターゲティング頻度はG418rコロニー450個あたり1回であること がわかった。これらの細胞株のそれぞれからのhEPO産生レベルを測定した。 ヒト線維芽細胞のトランスフェクトで得られたhEPO産生細胞(producer)は7 ,679mU/106細胞/日を分泌することがわかった(表5)。HT108 0細胞由来の活性化hEPO細胞系は12,582mU/106細胞/日を産生 していることがわかった(表5)。これらの結果は、hEPO座位の活性化が効 果的に起き、そして比較的高レベルのhEPOの産生を構造的に引き起こしたこ とを示すものであった。制限酵素分析とサザンハイブリダイゼーション分析を利 用して、EPO座位でターゲティング事象が起きたことを確認した。 pREPO15でターゲティングを行なった、ヒト線維芽細胞クローンとHT 1080クローンのサザンブロット分析を行なった。図9Aは元のhEPO座位 とターゲティング後のhEPO座位の制限酵素地図を示し、図9Bはターゲティ ング後のヒト線維芽細胞クローンの制限酵素分析とサザンハイブリダイゼーショ ン分析の結果を示したものである。Bg1II/EcoRI消化物とBamHI 消化物は、hEPO座位におけるターゲティング事象の結果、それぞれ5.9k bと6.6kbの断片になった(レーンT1)。これらの断片はどちらも、ne o遺伝子およびCMVプロモーター配列を含む2.7kbのDNAの挿入によっ て生じたものである。2つのhEPO対立遺伝子のうちの一方だけがターゲティ ングされたので、変化を受けなかったhEPO座位を反映する4.3kb(Bg lII/EcoRI)の断片または10.6kb(BamHI)の断片がこれら の細胞株および元のDNAの中に見られた(レーンHF)。これらの結果は、h EPO座位で相同組み換え事象が起きた結果、ヒトエリスロポエチンの産生を引 き起こす新規転写ユニットの生成がもたらされたことを確認するものである。 a 二つのプレートのコロニーを数え、その結果を平均し、そして全プレートに ついて推定することにより評価を行った b G418rコロニーを有するプレートの培地からサンプルを採取し、EPO ELISAS 分析に付した。そして5mU/mlより多いレベルのhEPOを示すコロニーをEPO活性化 事象として数えた c hEPOの産生量は、ヒト線維芽細胞株HF342-15又はHT1080細胞系HTREPO15-1-1 -6から求めた実施例8ゲノムhEPOコード化領域の1.8kb上流側の位置へのCMVプ ロモーターの挿入によるhEPO融合遺伝子の作成と増幅 ターゲティングプラスミドpREPO18の構築 pREPO15のneo遺伝子の5’末端に位置するClaI部位にdhfr 発現ユニットを挿入することによって、pREPO18(図10)を構築した。 dhfr発現ユニットを得るために、プラスミド構築物pF8CIS9080[ イートンら(Eaton et al.)、Biochemistry 25:8343-8347(1986)]をEcoR IとSalIで消化した。dhfr発現ユニットを含む2kbの断片をこの消化 物から精製し、DNAポリメラーゼIのクレノウ断片で処理することによって平 滑末端化させた。次いで、ClaIリンカー(New England Biolabs)をこの平 滑末端化dhfr断片に連結した。次いで、このライゲーションの産物をCla Iで消化し、ClaI消化 pREPO15に連結した。この連結物の一定量を大腸菌に形質転換させ、アン ピシリン選択プレート上で平板培養した。細菌コロニーを制限酵素消化によって 分析して、挿入dhfr断片の方向を決定した。neo遺伝子の転写方向と逆の 方向のdhfrを有する1つのプラスミドをpREPO18(−)と命名した。 neo遺伝子の転写方向と同じ方向のdhfrを有する第二のプラスミドをpR EPO18(+)と命名した。EPO発現被ターゲティングクローンの細胞培養、トランスフェクト、および同 すべての細胞を10%仔ウシ血清含有DMEM(DMEM/10、HyClone La boratories)中、37℃、5%CO2、98%湿度の条件に保った。PBS(GIB CO)中、12×106個の細胞を45μgのDNAとともに450ボルト、25 0μFで処理することによって、HT1080細胞(ATCC、CCL121) のトランスフェクトを行なった。処理した細胞を150mmプレート1枚あたり 1×106個の細胞密度でまいた。翌日、培地を0.8mg/mlのG418(G IBCO)を含むDMEM/10と交換した。14日間にわたり選択を続けた時点で 、培地試料を採取してhEPO産生を調べた。hEPO ELISA(Genzyme Inc.)による測定で有意な(>5mU/ml)hEPO産生レベルを示したプレ ートをトリプシン処理し、細胞を再び平板培養してクローンを単離した。hEP O産生クローン細胞系の単離は限界希釈法によって行なった。即ち、まずウエル 1個あたり10〜15個のコロニーをプールした状態で24穴プレートにクロー ンを置き、次いで、hEPO産生プール由来の細胞を、ウエル1個あたり1個未 満のコロニー数となる 細胞密度で96穴プレートに移した。各クローンを培養し、凍結、核酸単離、お よびhEPO産生量測定に付した。メトトレキセート選択による増幅dhfr配列含有細胞の単離 pREPO18によるトランスフェクトを受けた後のhEPO産生被ターゲテ ィングG418r細胞系を様々な細胞密度で平板培養し、メトトレキセート(M TX)中の選択を行なった。1つのMTX濃度における選択後に新規クローンが 出現したので、hEPO産生測定に付し、より高いMTX濃度(通常は前濃度の 2倍)で様々な細胞密度で再び平板培養を行なった。目的のhEPO産生レベル に到達するまでこのプロセスを繰り返した。MTX抵抗性の各段階において、D NAとRNAを単離し、それぞれサザンブロット分析とノーザンブロット分析に 付した。EPO発現クローンのキャラクタライゼーション dhfr方向が2通りに異なるpREPO18をHT1080細胞にトランス フェクトさせた。トランスフェクトに先立ち、pREP018(+)とpREP O18(−)をXbaIで消化し、hEPOエキソン1の上流側のゲノムDNA の2.1kbの領域(hEPO ATG開始コドンに対して−3891から−1 779)、dhfr遺伝子を含む2kbの領域、neo遺伝子を含む1.1kb の領域、hGHエキソン1に融合させたCMVプロモーターを含む1.5kbの 領域、hEPOイントロン1(スプライス供与部位を含む)の10bp、および hEPOエキソン1の上流側のゲノムDNAの1.1kbの領域(EPO AT G開始コドンに対して−1778から−678)をこの順序で含む7.9kbの ターゲティン グ断片を得た。2つの実験で見られたトランスフェクト頻度とターゲティング頻 度を表6に示す。これらの実験で、5つの一次G418rクローンが単離された 。これらを培養し、hEPO発現の定量分析を行なった(表7)。pREPO1 8はdhfr遺伝子を含んでいたので、実施例6と同様にMTXを用いてターゲ ティング構築物の増幅コピーを含む細胞を選択することができる。制限酵素分析 とサザンハイブリダイゼーション分析によってhEPO座位におけるターゲティ ングが確認されたG418rクローンを上記と同様にMTXの段階的選択に付し た。 実施例9不死化ヒト細胞における内因性α−インターフェロン遺伝子、GM− CSF遺伝子、G−CSF遺伝子、およびFSHβ遺伝子の活性化と増幅 本発明の方法とDNA構築物を用いて様々な内因性細胞遺伝子を活性化させ、 増幅することができる。以下、ヒトα−インターフェロン(白血球インターフェ ロン)遺伝子、GM−CSF(コロニー刺激因子−顆粒球/マクロファージ)遺 伝子、G−CSF(コロニー刺激因子−顆粒球)遺伝子、およびFSHβ(ろ胞 刺激ホルモンベータサブユニット)遺伝子を活性化させ増幅する一般的な方法に ついて説明する。α−インターフェロン ヒトα−インターフェロン遺伝子(ゲンバンク配列HUMIFNAA)は、2 3個のアミノ酸から成るシグナルペプチドを含む188個のアミノ酸から成る前 駆体タンパク質をコードする。この遺伝子はイントロンを含んでいない。図11 は、α−インターフェロン遺伝子を活性化する1つの方法の概要を示したもので ある。ターゲティング構築物は、遺伝子の上流側の配列に対して相同な第一のタ ーゲティング配列、増幅マーカー遺伝子、選択マーカー遺伝子、調節領域、CA P部位、スプライス供与部位、イントロン、スプライス受容部位、および第一の ターゲティング配列の下流側の配列に対応する第二のターゲティング配列を含ん でいる。不要なATG開始コドンの生成を防止するために、第二のターゲティン グ配列は正常開始コドンに対して−107の位置より上流側に伸びてはならない 。 この方法では、第一と第二のターゲティング配列は正常ターゲッ ト遺伝子中で互いに直接隣接しているが、これは必要条件ではない(以下参照) 。以下、選択に適した増幅マーカー遺伝子と選択マーカー遺伝子について説明す る。増幅マーカー遺伝子と選択マーカー遺伝子は同じ遺伝子であってよく、それ らの位置は逆であってもよく、一方または両方がターゲティング構築物のイント ロン中に位置していてもよい。選択マーカー遺伝子は任意に使用され、増幅マー カー遺伝子は増幅を行なおうとするときに限って必要である。特定のCAP部位 を組み込んでもよい。また、別の遺伝子に由来するエキソン配列をターゲティン グ構築物中のスプライス受容部位の3’側、および第二のターゲティング配列の 5’側に組み込むこともできる。ヒト伸張因子−1α(EF−1α;ゲンバンク 配列HUMEF1A)遺伝子またはサイトメガロウイルス(CMV;ゲンバンク 配列HEHCMVP1)直接早期(immediate early)領域から、調節領域、CA P部位、スプライス供与部位、イントロン、およびスプライス受容部位を1つの 完全ユニットとして単離することができるが、異なる遺伝子から単離した適当な 成分からこれらの成分を構築してもよい。 ターゲティング配列として使用するためのα−インターフェロン遺伝子の上流 側領域に対応するゲノムDNA、およびターゲティング構築物の構築は、当該分 野に熟練せる者にとって公知の組み換えDNA技術を用いて実施することができ る。本明細書で説明するように、複数の選択マーカーおよび増幅マーカーをター ゲティング構築物中に使用することができ、その活性化と増幅は多数の細胞型に おいて実施可能である。一次、二次、または不死化ヒト細胞のトランスフェクト 、およびα−インターフェロン発現相同組み換え細胞の単離は、ヒトα−インタ ーフェロン用ELISA測定(Biosourc e International,Camarillo,CA)を用いて実施例4の方法によって実施するこ とができる。あるいは、実施例1gおよび1jと同様にPCRスクリーニングに よって相同組み換え細胞を同定してもよい。増幅マーカー遺伝子の増幅コピーと 活性化α−インターフェロン座位を含む細胞の単離は、実施例6の方法に従い実 施される。 上記相同組み換え細胞中では、外因性エキソン、スプライス供与部位、イント ロン、スプライス受容部位、第二のターゲティング配列、およびヒトα−インタ ーフェロンコード化領域ならびに3’非翻訳配列を含むmRNA前駆体が産生さ れる(図11)。このメッセージがスプライシングされると、ヒトα−インター フェロンを産生するように翻訳されうる機能性mRNAが生成する。 イントロンのサイズ、したがって遺伝子のコード化領域に対する調節領域の相 対的位置を変えて、調節領域の機能の最適化を図ることができる。複数のエキソ ンがターゲティング構築物中に存在してもよい。また、正常遺伝子の正常上流側 領域の一部が相同組み換えによって欠失されるような、その遺伝子中の第一のタ ーゲティング配列に、第二のターゲティング配列が、直接隣接していたりその付 近に存在している必要はない。GM−CSF ヒトGM−CSF遺伝子(ゲンバンク配列HUMGMCSFG)は、17個の アミノ酸から成るシグナルペプチドを含む144個のアミノ酸から成る前駆体タ ンパク質をコードする。この遺伝子は4つのエキソンと3つのイントロンを含み 、前駆体のN末端の50個のアミノ酸は第一のエキソン中でコードされている。 図12は、GM−CSF遺伝子を活性化する方法の概要を示したものである。こ の方法においては、ターゲティング構築物は、遺伝子の上流側の配列に対して相 同な第一のターゲティング配列、増幅マーカー遺伝子、選択マーカー遺伝子、調 節領域、CAP部位、GM−CSFの最初の50個のアミノ酸の配列と同一また は機能的に同等なアミノ酸配列をコードするエキソン、スプライス供与部位、お よび第一のターゲティング配列の下流側の配列に対応する第二のターゲティング 配列を含むように設計される。この方法により、相同組み換え細胞は、外因性エ キソンとスプライス供与部位、第二のターゲティング配列、第二のターゲティン グ配列とGM−CSF遺伝子の開始コドンの間にあるすべての配列、およびGM −CSF遺伝子のエキソン、イントロン、および3’非翻訳領域に対応するmR NA前駆体を産生する(図11)。このメッセージがスプライシングされると、 翻訳されるとGM−CSFを産生する内因性GM−CSF遺伝子のエキソン2に 外因性エキソンが融合される。 この方法では、第一と第二のターゲティング配列は正常ターゲット遺伝子中で 直接隣接しているが、これは必要条件ではない(以下参照)。以下、選択に適し た増幅マーカー遺伝子と選択マーカー遺伝子について説明する。増幅マーカー遺 伝子と選択マーカー遺伝子は同じ遺伝子であってもよく、それらの位置は逆であ ってもよい。選択マーカー遺伝子は任意に使用され、増幅マーカー遺伝子は増幅 を行なおうとするときに限って必要である。選択マーカーおよび/または増幅マ ーカーはターゲティング構築物中のスプライス供与部位と第二のターゲティング 配列の間に置くことができる。特定のCAP部位を組み込んでもよい。ヒト伸張 因子−1α(EF−1α;ゲンバンク配列HUMEF1A)遺伝子またはサイト メガロウイルス(CMV;ゲンバンク配列HEHCMVP1)直接早期領域から 、調節領域、CAP部位、およびスプライス供与部位を1つの完全ユニットとし て単離することができるが、異なる遺伝子から単離した適当な成分(mMT−1 プロモーターとCAP部位、およびhGHまたはhEPO遺伝子由来のエキソン 1とスプライス供与部位などからこれらの成分を構築してもよい。 他のアプローチを用いることも可能であり、たとえば第一と第二のターゲティ ング配列をGM−CSF遺伝子の第一のイントロン中の配列に対応させることが できる。あるいは、α−インターフェロンの場合に説明したターゲティング構築 物と同様の構築物を使用することができ、この場合、ターゲティング構築物は、 GM−CSF遺伝子の上流側の配列に対して相同な第一のターゲティング配列、 増幅マーカー遺伝子、選択マーカー遺伝子、調節領域、CAP部位、スプライス 供与部位、イントロン、スプライス受容部位、および第一のターゲティング配列 の下流側の配列に対応する第二のターゲティング配列を含むように設計される。 いずれにせよ、正常遺伝子の正常上流側領域の一部が相同組み換えによって欠 失されるような、その遺伝子中の第一のターゲティング配列に、第二のターゲテ ィング配列が直接隣接していたりその付近に存在している必要はない。また、複 数の非コード化エキソンまたはコード化エキソンがターゲティング構築物中に存 在してもよい。ターゲティング配列として使用するためのヒトGM−CSF遺伝 子の上流側またはイントロン領域に対応するゲノムDNAおよびターゲティング 構築物の構築は、当該分野に熟練せる者にとって公知の組み換えDNA技術を用 いて実施することができる。本明細書で説明するように、複数の選択マーカーお よび増幅マーカーをターゲティング構築物中に使用することができ、その活性化 は多数の細胞 型において実施可能である。一次、二次、または不死化ヒト細胞のトランスフェ クト、およびGM−CSF発現相同組み換え細胞の単離は、ヒトGM−CSF用 ELISA測定(R&D Systems,Minneapolis,MN)を用いて実施例4の方法によ って実施することができる。あるいは、上記と同様にPCRスクリーニングによ って相同組み換え細胞を同定してもよい。増幅マーカー遺伝子の増幅コピーと活 性化GM−CSF座位を含む細胞の単離は、上記方法に従い実施される。G−CSF ヒトG−CSF遺伝子(ゲンバンク配列HUMGCSFG)は、30個のアミ ノ酸から成るシグナルペプチドを含む204〜207個のアミノ酸から成る前駆 体タンパク質をコードする。この遺伝子は5つのエキソンと4つのイントロンを 含む。第一のエキソンはシグナルペプチドの13個のアミノ酸をコードしている 。図13は、G−CSF遺伝子を活性化する方法の概要を示したものである。タ ーゲティング構築物は、遺伝子の上流側の配列に対して相同な第一のターゲティ ング配列、増幅マーカー遺伝子、選択マーカー遺伝子、調節領域、CAP部位、 G−CSFシグナルペプチドの最初の13個のアミノ酸の配列と同一または機能 的に同等なアミノ酸配列をコードするエキソン、スプライス供与部位、および第 一のターゲティング配列の下流側の配列に対応する第二のターゲティング配列を 含むように設計される。この方法により、相同組み換え細胞は、外因性エキソン とスプライス供与部位、第二のターゲティング配列、第二のターゲティング配列 とG−CSF遺伝子の開始コドンの間にあるすべての配列、およびG−CSF遺 伝子のエキソン、イントロ ン、および3’非翻訳領域に対応するmRNA前駆体を産生する(図13)。こ のメッセージがスプライシングされると、翻訳されるとG−CSFを産生するよ うになる内因性G−CSF遺伝子のエキソン2に外因性エキソンが融合される。 正常G−CSFシグナルペプチドの最初の13個のアミノ酸を外因性エキソン中 に存在するアミノ酸と機能的に置換することができれば、シグナルペプチドを修 飾することができ、したがって産生されるタンパク質の分泌性を変化させること ができる。 この方法では、第一と第二のターゲティング配列は正常ターゲット遺伝子中で 直接隣接しているが、これは必要条件ではない。正常遺伝子の正常上流側領域の 一部が相同組み換えによって欠失されるような、その遺伝子中の第一のターゲテ ィング配列に、第二のターゲティング配列が直接隣接していたりその付近に存在 している必要はない。増幅マーカー遺伝子と選択マーカー遺伝子は同じ遺伝子で あってもよく、それらの位置は逆であってもよい。選択マーカー遺伝子は任意に 使用され、増幅マーカー遺伝子は増幅を行なおうとするときに限って必要である 。選択マーカーおよび/または増幅マーカーはターゲティング構築物中のスプラ イス供与部位と第二のターゲティング配列の間に置くことができる。特定のCA P部位を組み込んでもよい。ヒト伸張因子−1α(EF−1α;ゲンバンク配列 HUMEF1A)遺伝子またはサイトメガロウイルス(CMV;ゲンバンク配列 HEHCMVP1)直接早期領域から、調節領域、CAP部位、およびスプライ ス供与部位を1つの完全ユニットとして単離することができるが、異なる遺伝子 から単離した適当な成分(mMT−1プロモーターとCAP部位、およびhGH またはEPO遺伝子由来のエキソン1とスプライス供与部位など)からこれらの 成分を構築してもよい。スプライシングを受けると成熟タンパク質と同じ枠内に 入るATG開始コドンがエキソンの1つに含まれていれば、複数のコード化また は非コード化外因性エキソンをターゲティング構築物中に使用することができる 。 他のアプローチを用いることも可能であり、たとえば第一と第二のターゲティ ング配列をG−CSF遺伝子の第一のイントロン中の配列に対応させることもで きる。あるいは、α−インターフェロンの場合に説明したターゲティング構築物 と同様の構築物を使用することができ、この場合、ターゲティング構築物は、G −CSF遺伝子の上流側の配列に対して相同な第一のターゲティング配列、増幅 マーカー遺伝子、選択マーカー遺伝子、調節領域、CAP部位、スプライス供与 部位、イントロン、スプライス受容部位、および第一のターゲティング配列の下 流側の配列に対応する第二のターゲティング配列を含むように設計される。 ターゲティング配列として使用するためのヒトG−CSF遺伝子の上流側また はイントロン領域に対応するゲノムDNAおよびターゲティング構築物の構築は 、当該分野に熟練せる者にとって公知の組み換えDNA技術を用いて実施するこ とができる。本明細書で説明するように、複数の選択マーカーおよび増幅マーカ ーをターゲティング構築物中に使用することができ、その活性化は多数の細胞型 において実施可能である。一次、二次、または不死化ヒト細胞のトランスフェク ト、およびG−CSF発現相同組み換え細胞の単離は、ヒトG−CSF用ELI SA測定(R&D Systems,Minneapolis,MN)を用いて実施例4の方法によって実 施することができる。あるいは、上記と同様にPCRスクリーニングによって相 同組み換え細胞を同定してもよい。増幅マーカー遺伝子の増幅コピーと活性化α −インターフェロン座位を含む細胞の単離は、上記方法に従い実施される。FSHβ ヒトFSHβ遺伝子(ゲンバンク配列HUMFSH1)は、16個のアミノ酸 から成るシグナルペプチドを含む129個のアミノ酸から成る前駆体タンパク質 をコードする。この遺伝子は3つのエキソンと2つのイントロンを含み、第一の エキソンは非コード化エキソンである。FSHβの活性化はいくつかの方法によ って実施できる。1つの方法を図14に示す。この方法では、ターゲティング構 築物は、遺伝子の上流側の配列に対して相同な第一のターゲティング配列、増幅 マーカー遺伝子、選択マーカー遺伝子、調節領域、CAP部位、エキソン、スプ ライス供与部位、および第一のターゲティング配列の下流側の配列に対応する第 二のターゲティング配列を含むように設計される。この方法により、相同組み換 え細胞は、外因性エキソンとスプライス供与部位、第二のターゲティング配列、 第二のターゲティング配列とFSHβ遺伝子の開始コドンの間にあるすべての配 列、およびFSHβ遺伝子のエキソン、イントロン、および3’非翻訳領域に対 応するmRNA前駆体を産生する(図14)。このメッセージがスプライシング されると、翻訳されたときにFSHβを産生しうる内因性FSHβ遺伝子のエキ ソン2に外因性エキソンが融合される。この方法では、第一と第二のターゲティ ング配列は正常ターゲット遺伝子中で直接隣接しているが、これは必要条件では ない(以下参照)。 他のアプローチを用いることも可能であり、たとえば第一と第二のターゲティ ング配列をFSHβ遺伝子の第一のイントロン中の配 列に対応させることができる。あるいは、α−インターフェロンの場合に説明し たターゲティング構築物と同様の構築物を使用することができる。この方法にお いては、ターゲティング構築物は、FSHβ遺伝子の上流側の配列に対して相同 な第一のターゲティング配列、増幅マーカー遺伝子、選択マーカー遺伝子、調節 領域、CAP部位、スプライス供与部位、イントロン、スブライス受容部位、お よび第一のターゲティング配列の下流側の配列に対応する第二のターゲティング 配列を含むように設計される。不要なATG開始コドンの生成を防止するために 、第二のターゲティング配列は正常FSHβ転写開始部位に対して−40の位置 より上流側に伸びてはならない。上記相同組み換え細胞中では、外因性エキソン 、スプライス供与部位、イントロン、スプライス受容部位、第二のターゲティン グ配列、およびヒトFSHβコード化エキソン、イントロン、および3’非翻訳 配列を含むmRNA前駆体が産生される。このメッセージがスプライシングされ ると、ヒトFSHβを産生するよう翻訳されうる機能性mRNAが生成する。イ ントロンのサイズ、したがって遺伝子のコード化領域に対する調節領域の相対的 位置を変えて、調節領域の機能の最適化を図ることができる。 いずれの活性化方法においても、相同組み換えによって正常遺伝子の正常上流 側領域の一部が欠失されるような、その遺伝子中の第一のターゲティング配列に 、第二のターゲティング配列が直接隣接していたりその付近に存在している必要 はない。さらに、1つのターゲティング配列が遺伝子の上流側に存在し、もう1 つがFSHβ遺伝子のエキソンまたはイントロンの中にあってもよい。 増幅マーカー遺伝子と選択マーカー遺伝子は同じ遺伝子であってもよく、それ らの位置は逆であってもよく、一方または両方がター ゲティング構築物のイントロン中に置かれていてもよい。以下、選択に適した増 幅マーカー遺伝子と選択マーカー遺伝子について説明する。選択マーカー遺伝子 は任意に使用され、増幅マーカー遺伝子は増幅を行なおうとするときに限って必 要である。特定のCAP部位を組み込んでもよい。また、別の遺伝子に由来する エキソン配列をターゲティング構築物中のスプライス受容部位の3’側、および 第二のターゲティング配列の5’側に組み込むこともできる。ヒト伸張因子−1 α(EF−1α;ゲンバンク配列HUMEF1A)遺伝子またはサイトメガロウ イルス(CMV;ゲンバンク配列HEHCMVP1)直接早期領域から、調節領 域、CAP部位、エキソン、スプライス供与部位、イントロン、およびスプライ ス受容部位を1つの完全ユニットとして単離することができるが、異なる遺伝子 から単離した適当な成分からこれらの成分を構築してもよい。いずれにせよ、外 因性エキソンは正常FSHβ遺伝子の第一のエキソンと同じでものであっても異 なるものであってもよく、複数のエキソンがターゲティング配列中に存在してい てもよい。 ターゲティング配列として使用するためのFSHβ遺伝子の上流側領域に対応 するゲノムDNAおよびターゲティング構築物の構築は、当該分野に熟練せる者 にとって公知の組み換えDNA技術を用いて実施することができる。本明細書で 説明するように、複数の選択マーカーおよび増幅マーカーをターゲティング構築 物中に使用することができ、その活性化は多数の細胞型において実施可能である 。所望により、活性化FSHβ遺伝子の産物を、FSHβ遺伝子の産物とヘテロ ダイマーを形成する産物を生じるヒト糖タンパク質α−サブユニットを発現する 細胞型の中で産生させてもよい。この細胞型は天然の細胞株または細胞系であっ てよい。あるいは、ヒト糖 タンパク質α−サブユニット遺伝子(ゲンバンク配列HUMGLYCA1)をF SHβ遺伝子の産物と共発現させてもよく、その場合、ヒト糖タンパク質α−サ ブユニット遺伝子またはcDNAを適当なプロモーターの支配下で発現させるか 、ヒト糖タンパク質α−サブユニット遺伝子を本明細書で説明する方法で活性化 させることによって共発現を実施することができる。一次、二次、または不死化 ヒト細胞のトランスフェクト、およびFSHβ発現相同組み換え細胞の単離は、 ヒトFSHβ用ELISA測定(Accurate Chemical and Scientific,Westbury ,NY)を用いて上記方法によって実施することができる。あるいは、上記と同様 にPCRスクリーニングによって相同組み換え細胞を同定してもよい。増幅マー カー遺伝子の増幅コピーと活性化α−インターフェロン座位を含む細胞の単離は 、上記方法に従い実施される。均等物 当該技術分野における熟練せる者は、定型的実験に過ぎないものを用いて、本 明細書において具体的に記載された本発明の具体的態様に対する多くの均等物を 認識し、確認することができるであろう。このような均等物は以下の請求の範囲 に包含されるべきものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI C12N 5/10 9637−4B C12P 21/00 C C12P 21/00 9455−4C A61K 39/395 A // A61K 38/00 9735−4B C12N 5/00 B 38/21 9735−4B C 38/22 9051−4C A61K 37/465 38/27 9051−4C 37/24 38/28 9051−4C 37/36 38/43 9051−4C 37/02 39/395 9051−4C 37/66 Z (C12P 21/00 9051−4C 37/26 C12R 1:91) (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FR,GB,GR,IE,IT,LU,M C,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF,CG ,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE,SN, TD,TG),AP(KE,MW,SD,SZ,UG), AM,AT,AU,BB,BG,BR,BY,CA,C H,CN,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,GB ,GE,HU,IS,JP,KE,KG,KP,KR, KZ,LK,LR,LT,LU,LV,MD,MG,M N,MW,MX,NO,NZ,PL,PT,RO,RU ,SD,SE,SG,SI,SK,TJ,TM,TT, UA,UG,US,UZ,VN (72)発明者 ハートレイン,ミカエル ダブリュウ. アメリカ合衆国 マサチューセッツ 01719 ボックスボロー,リード ファー ム ロード 167 (72)発明者 セルデン,リチャード エフ. アメリカ合衆国 マサチューセッツ 02181 ウェルズレイ,ブリストル ロー ド 106

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.細胞の染色体DNAへ挿入した場合に、ターゲット遺伝子の発現を変化させ 得るDNA構築物であって、 (a)ターゲティング配列、 (b)調節配列、 (c)エキソン、及び (d)対になっていない(unpaired)スプライス供与部位、 を含有してなるDNA構築物。 2.エキソンがキャップ(CAP)部位を含有してなる請求項1記載のDNA構 築物。 3.エキソンがヌクレオチド配列ATGをさらに含有してなる請求項2記載のD NA構築物。 4.エキソンがターゲット遺伝子とイン・フレーム(in-frame)であるコード化 DNAをさらに含有してなる請求項3記載のDNA構築物。 5.エキソンのコード化DNAが、ターゲット遺伝子の第1エキソンのコード化 DNAと同一である請求項4記載のDNA構築物。 6.エキソンのコード化DNAが、ターゲット遺伝子の第1エキソンのコード化 DNAと異なる請求項4記載のDNA構築物。 7.ターゲティング配列が、ターゲット遺伝子内の配列と相同性を有する請求項 4記載のDNA構築物。 8.ターゲティング配列が、ターゲット遺伝子のコード領域の上流配列と相同性 を有する請求項4記載のDNA構築物。 9.ターゲティング配列が、ターゲット遺伝子の内因性調節配列の上流配列と相 同性を有する請求項4記載のDNA構築物。 10.構築物が、ターゲット遺伝子内の配列と相同性を有する第二のターゲティ ング配列をさらに含有してなる請求項4記載のDNA構築物。 11.構築物が、ターゲット遺伝子のコード領域の上流配列と相同性を有する第 二のターゲティング配列をさらに含有してなる請求項4記載のDNA構築物。 12.構築物が、ターゲット遺伝子の内因性調節配列の上流配列と相同性を有す る第二のターゲティング配列をさらに含有してなる請求項4記載のDNA構築物 。 13.ターゲット遺伝子が治療目的の(therapeutic)タンパク質をコードする 請求項4記載のDNA構築物。 14.ターゲット遺伝子が、ホルモン、サイトカイン、抗原、抗体、酵素、凝固 因子、輸送タンパク質、受容体、調節タンパク質、構 造タンパク質、又は転写因子をコードする請求項4記載のDNA構築物。 15.ターゲット遺伝子が、エリスロポエチン、カルシトニン、成長ホルモン、 インスリン、インスリノトロピン、インスリン様増殖因子類、副甲状腺ホルモン 、β−インターフェロン、γ−インターフェロン、神経成長因子類、FSHβ、 TGF−β、腫瘍壊死因子、グルカゴン、骨成長因子−2、骨成長因子−7、T SH−β、インターロイキン1、インターロイキン2、インターロイキン3、イ ンターロイキン6、インターロイキン11、インターロイキン12、CSF−顆 粒球、CSF−マクロファージ、CSF−顆粒球/マクロファージ、免疫グロブ リン類、触媒性抗体類、プロテインキナーゼC、グルコセレブロシダーゼ、スー パーオキシドジスムターゼ、組織プラスミノーゲンアクチベーター、ウロキナー ゼ、抗トロンビンIII、DNアーゼ、α−ガラクトシダーゼ、チロシンヒドロキ シラーゼ、血液凝固因子V、血液凝固因子VII、血液凝固因子VIII、血液凝固因子 IX、血液凝固因子X、血液凝固因子XIII、アポリポプロテインE又はアポリポプ ロテインA-I、グロビン類、低密度リポプロテイン受容体、IL-2受容体、IL-2ア ンタゴニスト類、アルファ−1抗トリプシン、免疫応答修飾因子類、及び可溶性 CD4からなる群より選ばれるタンパク質をコードする、請求項4記載のDNA 構築物。 16.ターゲット遺伝子が、成長ホルモン、FSHβ、G−CSF又はGM−C SFをコードする請求項15記載のDNA構築物。 17.ターゲット遺伝子がエリスロポエチンをコードする請求項15記載のDN A構築物。 18.エキソンのコード化DNAが、エリスロポエチンの第1エキソンのコード 化DNAと同一である請求項17記載のDNA構築物。 19.エキソンのコード化DNAが、エリスロポエチンの第1エキソンのコード 化DNAと異なる請求項17記載のDNA構築物。 20.エキソンのコード化DNAが、ヒト成長ホルモンの第1エキソンのコード 化DNAと同一である請求項19記載のDNA構築物。 21.調節配列が、プロモーター、エンハンサー、スカホールド付着領域(a sc affold-attachment region)又は転写因子結合部位である請求項1記載のDNA 構築物。 22.調節配列がプロモーターである請求項21記載のDNA構築物。 23.付加的な調節配列をさらに含有してなる請求項22記載のDNA構築物。 24.構築物がエンハンサーをさらに含有してなる請求項22記載のDNA構築 物。 25.一以上の選択マーカーをさらに含有してなる請求項24記載のDNA構築 物。 26.増幅可能なマーカー遺伝子をさらに含有してなる請求項25記載のDNA 構築物。 27.調節配列が、マウスメタロチオネイン−I遺伝子の調節配列、SV−40 遺伝子の調節配列、サイトメガロウイルス遺伝子の調節配列、コラーゲン遺伝子 の調節配列、アクチン遺伝子の調節配列、免疫グロブリン遺伝子の調節配列、H MG−CoAレダクターゼ遺伝子の調節配列、又はEF−1α遺伝子の調節配列 である、請求項21記載のDNA構築物。 28.相同組換え細胞を作製する方法であって、下記の工程を含有してなる、タ ーゲット遺伝子の発現が変化を受けた方法、 (a)DNA構築物で細胞をトランスフェクトし、DNA構築物は、 (i)ターゲティング配列、 (ii)調節配列、 (iii)エキソン、及び (iv)対になっていないスプライス供与部位、 を含有してなり、それによりトランスフェクト細胞を生産する工程、そして、 (b)相同組換えに適した条件下でトランスフェクト細胞を維持する工程。 29.エキソンがキャップ部位を含有してなる請求項28記載の方法。 30.エキソンがヌクレオチド配列ATGを含有してなる請求項29記載の方法 。 31.エキソンがターゲット遺伝子とイン・フレームであるコード化DNAをさ らに含有してなる請求項30記載の方法。 32.エキソンのコード化DNAが、エリスロポエチンの第1エキソンのコード 化DNAと同一である請求項31記載の方法。 33.エキソンのコード化DNAが、エリスロポエチンの第1エキソンのコード 化DNAと異なる請求項31記載の方法。 34.ターゲティング配列がターゲット遺伝子内の配列と相同性を有する請求項 31記載の方法。 35.ターゲティング配列が、ターゲット遺伝子のコード領域の上流配列と相同 性を有する請求項31記載の方法。 36.ターゲティング配列が、ターゲット遺伝子の内因性調節配列の上流配列と 相同性を有する請求項31記載の方法。 37.構築物が、ターゲット遺伝子内の配列と相同性を有する第二 のターゲティング配列をさらに含有してなる請求項31記載の方法。 38.構築物が、ターゲット遺伝子のコード領域の上流配列と相同性を有する第 二のターゲティング配列をさらに含有してなる請求項31記載の方法。 39.構築物が、ターゲット遺伝子の内因性調節配列の上流配列と相同性を有す る第二のターゲティング配列をさらに含有してなる請求項31記載の方法。 40.細胞がヒトの細胞である請求項31記載の方法。 41.ターゲット遺伝子がエリスロポエチンをコードする請求項28記載の方法 。 42.コード化DNAが、エリスロポエチンの第1エキソンのコード化DNAと 同一である請求項31記載の方法。 43.コード化DNAが、エリスロポエチンの第1エキソンのコード化DNAと 異なる請求項31記載の方法。 44.エキソンのコード化DNAが、ヒト成長ホルモンの第1エキソンのコード 化DNAと同一である請求項31記載の方法。 45.(c)タンパク質の生産に適した条件下で、工程(b)から の相同組換え細胞を維持する工程、 をさらに含有してなる請求項28記載の方法。 46.発現が変化を受けている遺伝子が、エリスロポエチン遺伝子である請求項 45記載の方法。 47.請求項45記載の方法で生産されるエリスロポエチン。 48.請求項45の方法により生産される、DNA構築物由来のエキソンにコー ドされたアミノ酸及び内因性遺伝子にコードされたアミノ酸を含有してなる融合 タンパク質。 49.内因性遺伝子がエリスロポエチンである請求項48記載の融合タンパク質 。 50.ヒト成長ホルモンのアミノ酸1〜3位と、ヒトエリスロポエチンのアミノ 酸6〜165位を含有してなる請求項49記載の融合タンパク質。 51.請求項28記載の方法により生産される相同組換え細胞。 52.請求項29記載の方法により生産される相同組換え細胞。 53.請求項30記載の方法により生産される相同組換え細胞。 54.請求項31記載の方法により生産される相同組換え細胞。 55.請求項32記載の方法により生産される相同組換え細胞。 56.請求項33記載の方法により生産される相同組換え細胞。 57.請求項40記載の方法により生産される相同組換え細胞。 58.請求項41記載の方法により生産される相同組換え細胞。 59.請求項42記載の方法により生産される相同組換え細胞。 60.請求項44記載の方法により生産される相同組換え細胞。 61.内因性遺伝子の第2エキソンと効果的に結合した、外因性調節配列、外因 性エキソン及びスプライス供与部位を含有してなる相同組換え細胞。 62.外因性エキソンがキャッブ(CAP)部位を含有してなる請求項61記載 の相同組換え細胞。 63.外因性エキソンがヌクレオチド配列ATGをさらに含有してなる請求項6 2記載の相同組換え細胞。 64.外因性エキソンが、内因性のターゲット遺伝子とイン・フレームであるコ ード化DNAをさらに含有してなる請求項63記載の相同組換え細胞。 65.コード化DNAが、ターゲット遺伝子の第1エキソンのコード化DNAと 同一である請求項64記載の相同組換え細胞。 66.コード化DNAが、ターゲット遺伝子の第1エキソンのコード化DNAと 異なる請求項64記載の相同組換え細胞。 67.外因性調節配列、外因性エキソン及びスプライス供与部位が、ターゲット 遺伝子のコード領域の上流にある請求項64記載の相同組換え細胞。 68.外因性調節配列、外因性エキソン及びスプライス供与部位が、ターゲット 遺伝子の内因性調節配列の上流にある請求項67記載の相同組換え細胞。 69.内因性調節配列が欠失している請求項61記載の相同組換え細胞。 70.内因性の第1エキソンが欠失している請求項69記載の相同組換え細胞。 71.ターゲット遺伝子が、ホルモン、サイトカイン、抗原、抗体、酵素、凝固 因子、輸送タンパク質、受容体、調節タンパク質、構造タンパク質、又は転写因 子をコードする請求項64記載の相同組換え細胞。 72.ターゲット遺伝子が、エリスロポエチン、カルシトニン、成長ホルモン、 インスリン、インスリノトロピン、インスリン様増殖因子類、副甲状腺ホルモン 、β−インターフェロン、γ−インターフェロン、神経成長因子類、FSHβ、 TGF−β、腫瘍壊死因子、グルカゴン、骨成長因子−2、骨成長因子−7、T SH−β、インターロイキン1、インターロイキン2、インターロイキン3、イ ンターロイキン6、インターロイキン11、インターロイキン12、CSF−顆 粒球、CSF−マクロファージ、CSF−顆粒球/マクロファージ、免疫グロブ リン類、触媒性抗体類、プロテインキナーゼC、グルコセレブロシダーゼ、スー パーオキシドジスムターゼ、組織プラスミノーゲンアクチベーター、ウロキナー ゼ、抗トロンビンIII、DNアーゼ、α−ガラクトシダーゼ、チロシンヒドロキ シラーゼ、血液凝固因子V、血液凝固因子VII、血液凝固因子VIII、血液凝固因子 IX、血液凝固因子X、血液凝固因子XIII、アポリポプロテインE又はアポリポプ ロテインA-I、グロビン類、低密度リポプロテイン受容体、IL-2受容体、IL-2ア ンタゴニスト類、アルファ−1抗トリプシン、免疫応答修飾因子類、及び可溶性 CD4からなる群より選ばれるタンパク質をコードする、請求項64記載の相同 組換え細胞。 73.細胞が真核生物のものである請求項61記載の相同組換え細胞。 74.細胞が、真菌、植物又は動物起源である請求項73記載の相同組換え細胞 。 75.細胞が脊椎動物起源である請求項74記載の相同組換え細胞。 76.細胞が哺乳類の一次細胞又は二次細胞である請求項75記載の相同組換え 細胞。 77.細胞がヒトの一次細胞又は二次細胞である請求項75記載の相同組換え細 胞。 78.細胞が哺乳類の不死化細胞である請求項75記載の相同組換え細胞。 79.細胞がヒトの不死化細胞である請求項75記載の相同組換え細胞。 80.細胞が、HT1080細胞、HeLa細胞、及びHeLa細胞の派生物、MCF-7乳ガン細 胞、K-562白血病細胞、KBガン細胞、2780AD卵巣ガン細胞、Raji細胞、Jurkat細 胞、Namalwa細胞、HL-60細胞、Daudi細胞、RPMI 8226細胞、U-937細胞、Bowesメ ラノーマ細胞、WI-38VA13サブライン(subline)2R4細胞、及びMOLT-4細胞から なる群より選ばれる請求項75記載の相同組換え細胞。 81.ターゲテット遺伝子が、エリスロポエチンをコードする請求項80記載の 相同組換え細胞。 82.エリスロポエチンの発現能を有する請求項81記載の相同組 換え細胞。 83.コード化DNAがエリスロポエチンの第1エキソンのコード化DNAと同 一である請求項82記載の相同組換え細胞。 84.コード化DNAがエリスロポエチンの第1エキソンのコード化DNAと異 なる請求項81記載の相同組換え細胞。 85.コード化DNAがヒト成長ホルモンの第1エキソンのコード化DNAと同 一である請求項84記載の相同組換え細胞。 86.外因性エキソンにコードされたアミノ酸と、内因性遺伝子にコードされた アミノ酸を含有してなる融合タンパク質を発現し得る請求項61記載の相同組換 え細胞。 87.内因性遺伝子がエリスロポエチンである請求項86記載の融合タンパク質 。 88.ヒト成長ホルモンのアミノ酸1〜3位と、ヒトエリスロポエチンのアミノ 酸6〜165位を含有してなる請求項87記載の融合タンパク質。 89.調節配列が、プロモーター、エンハンサー、スカホールド付着領域又は転 写因子結合部位である請求項66記載の相同組換え細胞。 90.外因性調節配列がプロモーターである請求項89記載の相同組換え細胞。 91.外因性調節配列が、マウスメタロチオネイン−I遺伝子の調節配列、SV −40遺伝子の調節配列、サイトメガロウイルス遺伝子の調節配列、コラーゲン 遺伝子の調節配列、アクチン遺伝子の調節配列、免疫グロブリン遺伝子の調節配 列、HMG−CoAレダクターゼ遺伝子の調節配列、又はEF−1α遺伝子の調 節配列である、請求項89記載の相同組換え細胞。 92.細胞内の遺伝子の発現を変化させる方法であって、下記工程を含有してな る方法、 (a)DNA構築物で細胞をトランスフェクトし、DNA構築物は、 (i)ターゲティング配列、 (ii)調節配列、 (iii)エキソン、及び (iv)対になっていないスプライス供与部位、 を含有してなり、それによりトランスフェクト細胞を生産する工程、 (b)相同組換えに適した条件下でトランスフェクト細胞を維持し、それにより 相同組換え細胞を生産する工程、そして、 (c)相同組換え細胞を、遺伝子の発現に適した条件下で維持する工程。 93.エキソンがヌクレオチド配列ATGを含有してなる請求項9 2記載の方法。 94.エキソンがキャップ部位をさらに含有してなる請求項92記載の方法。 95.エキソンが、ターゲット遺伝子とイン・フレームであるコード化DNAを さらに含有してなる請求項94記載の方法。 96.コード化DNAが、ターゲット遺伝子の第1エキソンのコード化DNAと 同一である請求項95記載の方法。 97.ターゲット遺伝子がエリスロポエチン遺伝子である請求項96記載の方法 。 98.コード化DNAが、ターゲット遺伝子の第1エキソンのコード化DNAと 異なる請求項96記載の方法。 99.ターゲット遺伝子がエリスロポエチン遺伝子である請求項98記載の方法 。 100.ターゲティング配列がターゲット遺伝子内の配列と相同性を有する請求 項98記載の方法。 101.ターゲティング配列が、ターゲット遺伝子のコード領域の上流配列と相 同性を有する請求項98記載の方法。 102.ターゲティング配列が、ターゲット遺伝子の内因性調節配列の上流配列 と相同性を有する請求項98記載の方法。 103.構築物が、ターゲット遺伝子内の配列と相同性を有する第二のターゲテ ィング配列をさらに含有してなる請求項98記載の方法。 104.構築物が、ターゲット遺伝子のコード領域の上流配列と相同性を有する 第二のターゲティング配列をさらに含有してなる請求項98記載の方法。 105.構築物が、ターゲット遺伝子の内因性調節配列の上流配列と相同性を有 する第二のターゲティング配列をさらに含有してなる請求項98記載の方法。 106.下記工程をさらに含有してなる、請求項92記載の方法、(c)相同組 換え細胞を、タンパク質の生産に適した条件下で維持する工程。 107.発現が変化を受ける遺伝子がエリスロポエチン遺伝子である請求項10 6記載の方法。 108.請求項107記載の方法により生産されるエリスロポエチン。 109.請求項106記載の方法により生産される融合タンパク質 。 110.内因性遺伝子がエリスロポエチンである請求項109記載の融合タンパ ク質。 111.ヒト成長ホルモンのアミノ酸1〜3位と、ヒトエリスロポエチンのアミ ノ酸6〜165位を含有してなる請求項110記載の融合タンパク質。 112.細胞内の遺伝子の発現を変化させてタンパク質を得る方法であって、下 記工程を含有してなる方法、 (a)DNA構築物で細胞をトランスフェクトし、DNA構築物は、 (i)ターゲティング配列、 (ii)調節配列、 (iii)エキソン、及び (iv)対になっていないスプライス供与部位、 を含有してなり、それによりトランスフェクト細胞を生産する工程、 (b)相同組換えに適した条件下でトランスフェクト細胞を維持し、それにより 相同組換え細胞を生産する工程、そして、 (c)相同組換え細胞を、タンパク質の生産に適した条件下で維持する工程。 113.エキソンがキャップ部位を含有してなる請求項112記載の方法。 114.エキソンがヌクレオチド配列ATGを含有してなる請求項113記載の 方法。 115.エキソンが、内因性のターゲット遺伝子とイン・フレームであるコード 化DNAをさらに含有してなる請求項114記載の方法。 116.コード化DNAが、ターゲット遺伝子の第1エキソンのコード化DNA と同一である請求項115記載の方法。 117.コード化DNAが、ターゲット遺伝子の第1エキソンのコード化DNA と異なる請求項116記載の方法。 118.ターゲティング配列がターゲット遺伝子内の配列と相同性を有する請求 項117記載の方法。 119.ターゲティング配列が、ターゲット遺伝子のコード領域の上流配列と相 同性を有する請求項117記載の方法。 120.ターゲティング配列が、ターゲット遺伝子の内因性調節配列の上流配列 と相同性を有する請求項117記載の方法。 121.構築物が、ターゲット遺伝子内の配列と相同性を有する第二のターゲテ ィング配列をさらに含有してなる請求項117記載の方法。 122.構築物が、ターゲット遺伝子のコード領域の上流配列と相同性を有する 第二のターゲティング配列をさらに含有してなる請求項117記載の方法。 123.構築物が、ターゲット遺伝子の内因性調節配列の上流配列と相同性を有 する第二のターゲティング配列をさらに含有してなる請求項117記載の方法。 124.請求項112記載の方法により生産されるエリスロポエチン。 125.細胞がヒト起源である請求項124記載のエリスロポエチン。 126.請求項112記載の方法により生産されるタンパク質。 127.融合タンパク質である請求項126記載のタンパク質。 128.内因性遺伝子がエリスロポエチン遺伝子である請求項127記載の融合 タンパク質。 129.ヒト成長ホルモンのアミノ酸1〜3位と、ヒトエリスロポエチンのアミ ノ酸6〜165位を含有してなる請求項128記載の融合タンパク質。 130.DNAプラスミドpREPO18。 131.細胞の染色体DNAへ挿入した場合に、ターゲット遺伝子の発現を変化 させ得るDNA構築物であって、 (a)ターゲティング配列、 (b)調節配列、 (c)エキソン、 (d)スプライス供与部位、 (e)イントロン、及び (f)スプライス受容部位、 を含有してなるDNA構築物。 132.ターゲティング配列がターゲット遺伝子内の配列と相同性を有する請求 項131記載のDNA構築物。 133.ターゲティング配列が、ターゲット遺伝子のコード領域の上流配列と相 同性を有する請求項131記載のDNA構築物。 134.ターゲティング配列が、ターゲット遺伝子の内因性調節配列の上流配列 と相同性を有する請求項131記載のDNA構築物。 135.構築物が、ターゲット遺伝子内の配列と相同性を有する第二のターゲテ ィング配列をさらに含有してなる請求項131記載のDNA構築物。 136.構築物が、ターゲット遺伝子のコード領域の上流配列と相 同性を有する第二のターゲティング配列をさらに含有してなる請求項131記載 のDNA構築物。 137.構築物が、ターゲット遺伝子の内因性調節配列の上流配列と相同性を有 する第二のターゲティング配列をさらに含有してなる請求項131記載のDNA 構築物。 138.相同組換えによりターゲット遺伝子のコード領域の上流に導入された、 調節配列、エキソン、スプライス供与部位、イントロン、及びスプライス受容部 位を含有してなる相同組換え細胞。 139.ターゲット遺伝子がα−インターフェロン遺伝子である請求項138記 載の相同組換え細胞。 140.ターゲット遺伝子がエリスロポエチン遺伝子である請求項138記載の 相同組換え細胞。 141.内因性のエリスロポエチン調節領域の上流の位置にターゲットされたd hfr遺伝子、neo遺伝子、CMVプロモーター、hGHエクソン1及び対に なっていないスプライス供与部位を含有してなる相同組換え細胞。 142.pREPO18からのDNAの組込みにより生産される請求項141記載の相 同組換え細胞。 143.相同組換え細胞を作製する方法であって、ターゲット遺伝 子の発現が変化し、下記の工程を含有してなる方法、 (a)DNA構築物で細胞をトランスフェクトし、構築物が、 (i)ターゲティング配列、 (ii)調節配列、 (iii)エキソン、 (iv)スプライス供与部位、 (v)イントロン、及び (vi)スプライス受容部位、 を含有してなり、ターゲティング配列はターゲット遺伝子の第1エキソンと効果 的に結合するように上流に成分(b)〜(f)の組込みを指示する工程、そして 、 (b)相同組換えに適した条件下でトランスフェクト細胞を維持する工程。 144.請求項143記載の方法により生産される相同組換え細胞。 145.細胞の遺伝子の発現を変化させる方法であって、下記の工程を含有して なる方法、 (a)DNA構築物で細胞をトランスフェクトし、構築物が、 (i)ターゲティング配列、 (ii)調節配列、 (iii)エキソン、 (iv)スプライス供与部位、 (v)イントロン、及び (vi)スプライス受容部位、 を含有してなり、ターゲティング配列はターゲット遺伝子の第1エキソンと効果 的に結合するように上流に成分(b)〜(f)の組込みを指示する工程、 (b)相同組換えに適した条件下でトランスフェクト細胞を維持する工程、そし て、 (c)遺伝子の発現に適した条件下で、相同組換え細胞を維持する工程。 146.細胞の遺伝子の発現を変化させることによりタンパク質を作成する方法 であって、下記の工程を含有してなる方法、 (a)DNA構築物で細胞をトランスフェクトし、構築物が、 (i)ターゲティング配列、 (ii)調節配列、 (iii)エキソン、 (iv)スプライス供与部位、 (v)イントロン、及び (vi)スプライス受容部位、 を含有してなり、ターゲティング配列はターゲット遺伝子の第1エキソンと効果 的に結合するように上流に成分(b)〜(f)の組込みを指示する工程、 (b)相同組換えに適した条件下でトランスフェクト細胞を維持する工程、そし て、 (c)タンパク質の発現に適した条件下で、相同組換え細胞を維持する工程。 147.ターゲット遺伝子が、α−インターフェロン遺伝子又はエ リスロポエチン遺伝子である請求項146記載の方法。 148.エリスロポエチン遺伝子のATGの上流の約5キロベースと30キロベ ースの間に位置するDNA配列。 149.エリスロポエチン遺伝子のATG配列の上流の配列と相同性を示すDN A配列を含有してなる構築物を用いて細胞をトランスフェクトすることからなる 、哺乳類細胞でエリスロポエチン遺伝子をターゲティングするための方法。 150.エリスロポエチン遺伝子のATGの上流の約5キロベースと30キロベ ースの間に位置する配列と相同性を有するDNA配列を含有してなる請求項14 9記載の方法。 151.哺乳類細胞がヒトの細胞である請求項150記載の方法。 152.エリスロポエチン遺伝子内の配列と相同性を有するDNA配列を含有し てなる構築物を用いて細胞をトランスフェクトすることからなる、哺乳類細胞で エリスロポエチン遺伝子をターゲティングするための方法。 153.哺乳類細胞がヒトの細胞である請求項152記載の方法。
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