JPH10511951A - Production and administration of high titer recombinant retrovirus - Google Patents

Production and administration of high titer recombinant retrovirus

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JPH10511951A JP8521113A JP52111395A JPH10511951A JP H10511951 A JPH10511951 A JP H10511951A JP 8521113 A JP8521113 A JP 8521113A JP 52111395 A JP52111395 A JP 52111395A JP H10511951 A JPH10511951 A JP H10511951A
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Abstract

(57)【要約】 ヒトの体液または細胞において測定可能なレベルのタンパク質、核酸分子、または酵素的産物を得るための方法が提供される。この方法は、HT1080細胞において105cfu/mlより大きい力価を有する組換えレトロウイルス調製物をヒトに投与する工程を包含し、ここで、この組換えウイルス調製物は、ヒトの体液または細胞において測定可能なレベルのタンパク質、核酸分子、または酵素的産物が得られ得るように、タンパク質、核酸分子、または酵素的産物を生成する酵素の発現を指向し得る。 Abstract: A method is provided for obtaining measurable levels of a protein, nucleic acid molecule, or enzymatic product in a human body fluid or cell. This method, a recombinant retrovirus preparations with 10 5 cfu / ml greater than titers in HT1080 cells comprising administering to a human, wherein the recombinant virus preparation, human body fluids or cells Can be directed to the expression of an enzyme that produces a protein, nucleic acid molecule, or enzymatic product, such that measurable levels of the protein, nucleic acid molecule, or enzymatic product can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 高力価組換えレトロウイルスの産生および投与記載 本発明は、一般に、組換えレトロウイルス、およびより詳細には、種々の適用 に適切な高力価組換えレトロウイルス粒子調製物に関する。発明の背景 1940年代のDNAの発見からつい最近まで続いてきた組換えDNA技術により、疾患 の経過が、生存する生物の核酸との相互作用により影響され得る可能性を認識す るために実質的な調査が行われてきた。最も最近では、遺伝子(例えば、レトロ ウイルス、アデノウイルス、ワクシニアウイルス、ヘルペスウイルス、およびア デノ随伴ウイルスに由来するウイルスベクターを含む(Jolly,Cancer Gene Ther apy 1(1): 51-64,1994を参照のこと))の改変またはこれらに影響を及ぼすこ と、ならびに直接移入技術(例えば、リポフェクチン(Felgnerら,Proc.Natl.A cad.Sci.USA 84: 7413-7417,1989)、直接DNA注入(Acsadiら,Nature 352: 815- 818,1991)、マイクロプロジェクタイルボンバードメント(Williamsら,PNAS 8 8: 2726-2730,1991)、数種の型のリポソーム(例えば、Wangら,PNAS 84: 785 1-7855,1987を参照のこと)および核酸単独の投与(WO 90/11092))について 、多種多様な方法が記載されている。 これらの技術の内、組換えレトロウイルス遺伝子送達方法は、最も広く利用さ れている。これは、一部には:(1)細胞への遺伝物質(ベクターゲノム)の効率 的な侵入;(2)標的細胞核への活性で効率的な侵入プロセス;(3)比較的高レベ ルの遺伝子発現;(4)ベクター−標的細胞結合の制御および遺伝子発現の組織特 異的制御を介して特定の細胞サブタイプを標的化する可能性;(5)予め存在する 宿主免疫の一般的な欠如;および(6)このようなベクターを用いて得られた実質 的な知識および臨床経験に起因する。 簡略には、レトロウイルスは、組み込まれたDNA中間体を介して複製する2倍 体のポジティブ鎖RNAウイルスである。詳細には、RNAウイルスによる感染に際し 、レトロウイルスゲノムは、ウイルスにコードされる逆転写酵素(これは、それ ぞれのレトロウイルス中にタンパク質として運ばれる)によりDNAに逆転写され る。次いで、ウイルスDNAは、感染細胞の宿主細胞ゲノム中に偽似乱数的に組み 込まれ、娘細胞に遺伝する「プロウイルス」を形成する。 野生型レトロウイルスゲノム(およびそれらのプロウイルスコピー)は、3つ の遺伝子(gag、pol,およびenv遺伝子)を含む。これらに先行してパッケージ ングシグナル(Ψ)および両方の末端が隣接する2つの長末端反復(LTR)配列 がある。簡略には、gag遺伝子は、内部構造(ヌクレオカプシド)タンパク質を コードする。pol遺伝子は、RNAゲノムを逆転写するRNA依存性DNAポリメラーゼを コードし、そしてenv遺伝子は、レトロウイルスエンベロープ糖タンパク質をコ ードする。5'および3'LTRは、レトロウイルスRNAの転写およびポリアデニル化を 促進するのに必要なシス作用性エレメントを含む。 5'LTRに隣接して、ゲノムの逆転写に必要な配列(tRNAプライマー結合部位) および粒子へのレトロウイルスRNAの効率的なカプシド化に必要な配列(Ψ配列 )がある。パッケージングシグナルの除去は、ゲノムRNAのカプシド化(感染性 ビリオンへのレトロウイルスRNAのパッケージング)を防ぐが、それにもかかわ らず、得られた変異体は、なおウイルスゲノムにコードされる全てのタンパク質 の合成を指向し得る。 組換えレトロウイルスおよびそれらの種々の使用は、例えば、Mannら(Cell 3 3: 153,1983)、CaneおよびMulligan(Proc.Nat'l.Acad.Sci.USA 81: 6349,198 4)、Millerら,Human Gene Therapy 1: 5-14,1990,米国特許第4,405,712号; 同第4,861,719号;同第4,980,289号、およびPCT出願WO 89/02,468、同WO 89/05, 349、および同WO 90/02,806を含む多くの参考文献に記載されてきた。簡略には 、目的の外来遺伝子が、正常なレトロウイルスRNAのかわりにレトロウイルス内 に取り込まれ得る。レトロウイルスがそのRNAを細胞中に注入する場合、外来遺 伝子もまた細胞中に導入され、次いでまるでそれがレトロウイルス自身であるか のように宿主の細胞DNA中に組み込まれ得る。宿主内でのこの外来遺伝子の発現 は、宿主細胞による外来タンパク質の発現をもたらす。 しかし、組換えレトロウイルスの1つの欠点は、これらが、主として複製中の 細胞にしか感染せず、そのため効率的な直接遺伝子移入を行うことが難しいこと である。実際、何人かの科学者は、利用されるべき、他の、より効率的な遺伝子 移入法(例えば、純粋なプラスミドDNAの直接投与)を示唆してきた(Davisら, Human Gene Therapy 4: 733-740,1993)。 組換えレトロウイルスの効力を増大させるために、組換えレトロウイルスの効 力を増大させるために示唆されてきた方法は、主として所望の標的細胞に複製を 誘導し、それによりレトロウイルスを細胞に感染させることを目指してきた。こ のような方法は、例えば、鉱油中で10%四塩化炭素を用いる化学処理(Kalekoら , Human Gene Therapy 2: 27-32,1991)を含んできた。あるいは、肝細胞の迅 速な分裂を刺激し、それによりこのような細胞の感染を増大させるために、肝臓 の大部分(例えば、Rettingerら,PNAS 91: 1460-1464,1994では70%;Moscion iら,Surgery 113: 304-311,1993では70%;)を切除することを示唆する人も いた。 組換えレトロウイルスのもう1つのさらなる欠点は、霊長類(例えば、ヒト) 由来の血清が、抗体非依存性補体溶解法により不活性化を生じることが知られて いることである。特に、鳥類、マウス、ネコ、およびサル起源のレトロウイルス は、正常なヒト血清により全て不活性化され、そして溶解される(Welshら,Nat ure 257: 612-614,1975; Welshら,Virology 74: 432-440,1976; Banapourら , Virology 152: 268-271,1986; およびCooperら,Immunology of the Comple ment System ,American Press,Inc.出版,139-162頁,1986)。科学文献により 、霊長類に静脈内注入された複製適合性のマウスアンフォトロピックレトロウイ ルスは、15分間以内に一掃されること、およびこの消失は、霊長類の補体により 全体的または部分的に媒介されることもまた報告されている(Cornettaら,Huma n Gene Therapy 2: 5-14,1991; Cornettaら,Human Gene Therapy 1: 15-30,1 990; Banapourら,Virology 152: 268-271,1986)。 インビボで送達される組換えレトロウイルスの作用を増大させるために、本発 明は、ヒト血清における不活性化に耐え得る組換えレトロウイルス組成物を提供 する。さらに、本発明は、以前は可能であると考えられなかった経路による治療 物または緩和剤の送達を可能にし、そして化学処理により、または肝臓のような 標的器官の切除により細胞の複製を誘導する必要のない、高力価の組換えレトロ ウイルス組成物を提供する。本発明はこれらおよび他の関連する利点を提供する 。発明の要旨 簡潔に述べれば、本発明は、組換えレトロウイルスを含有する高力価の組成物 、ならびにこれらの組成物を利用するための方法を提供する。本発明の1つの局 面において、ヒトの体液または細胞において測定可能なレベルのタンパク質、核 酸分子、または酵素的産物を得るための方法が提供される。この方法は、HT1080 細胞において105cfu/mlより大きい力価を有する組換えレトロウイルス調製物を ヒトに投与する工程を含み、ここで、この組換えレトロウイルス調製物は、上記 のヒトの体液または細胞において測定可能なレベルのタンパク質、核酸分子、ま たは酵素的産物が得られ得るように、タンパク質、核酸分子、または酵素的産物 を生成する酵素の発現を指向し得る。特定の実施態様においては、力価は、106c fu/ml、107cfu/ml、108cfu/ml、109cfu/ml、1010cfu/ml、または1011cfu/mlを超 え得る。 本発明の他の局面において、ヒトの体液または細胞において測定可能なレベル のタンパク質、核酸分子、または酵素的産物を得るための方法が提供される。こ の方法は、ヒト血清中およびHT1080細胞において、熱不活性化血清およびHT1080 細胞における力価に等価な力価を有する組換えレトロウイルス調製物をヒトに投 与する工程を含み、ここで、この組換えレトロウイルス調製物は、上記のヒトの 体液または細胞において測定可能なレベルのタンパク質、核酸分子、または酵素 的産物が得られ得るように、タンパク質、核酸分子、または酵素的産物を生成す る酵素の発現を指向し得る。 本発明の文脈で利用されるように、「測定可能なレベル」のタンパク質、核酸 分子、または酵素的産物は、任意の適切な技術(例えば、タンパク質の抗体媒介 性検出、核酸分子の存在についてのPCR分析、または酵素的産物の可視化)を利 用する、バックグランドに対して統計的に有意なレベルの検出をいう。さらに、 本発明の文脈で利用されるように、「等価な」力価は、所定のアッセイ内で実質 的に同一であり、一般に、互いに約3倍の範囲内の力価であると考えられる。 本発明の特定の実施態様において、組換えレトロウイルスは、脳脊髄液、骨髄 、関節、動脈内皮細胞、直腸、頬/舌下、膣、リンパ系のような部位に、肺、肝 臓、脾臓、皮膚、血液、および脳からなる群より選択される器官に、あるいは腫 瘍および間質内腔からなる群より選択される部位に投与される。他の実施態様に おいて、組換えレトロウイルスは、眼内、鼻腔内、舌下、経口、局所的、膀胱内 、鞘内、局所的、静脈内、腹腔内、頭蓋内、筋肉内、および皮下に投与され得る 。 本発明のなお他の実施態様では、タンパク質は、ウイルス(例えば、インフル エンザウイルス、RSウイルス、HPV、HBV、HCV、EBV、HIV、HSV、FeLV、FIV、ハ ンタウイルス、HTLVI、HTLV II、およびCMV)から得たウイルス抗原である。他 の実施態様では、タンパク質は、サイトカイン(例えば、IL-1、IL-2、IL-3、IL -4、IL-5、IL-6、IL-7、IL-8、IL-9、IL-10、IL-11、IL-12、IL-13、IL-14、IL- 15、γ-IFN,G-CSF、およびGM-CSF)またはこれらの任意のサイトカインのレセ プターである。 別の実施態様では、核酸分子は、アンチセンス配列、非コード非異種センス配 列、およびリボザイム配列であり得る。なお別の局面では、タンパク質はトキシ ンである。 本発明のこれらの局面および他の局面は、以下の詳細な説明および添付の図面 を参照すれば明白となる。さらに、より詳細に特定の手順または組成物(例えば 、プラスミドなど)を記載する種々の参考文献が以下に記載され、従って、それ ぞれが個々に援用のために言及されるように、これらの文献の全体が、参考とし て援用される。図面の簡単な説明 図1は、p31N2R5(+)の概略図である。 図2は、pN2R3(−)の概略図である。 図3は、p31N25Δ(+)の概略図である。 図4は、pN2R3(+)の概略図である。 図5は、pN2R5(−)の概略図である。 図6は、p31N25Δ(+)の概略図である。 図7は、pTKΔAの概略図である。 図8は、pPrTKΔAの概略図である。 図9は、pTK-1およびpTK-3の概略図である。 図10は、CT26細胞、CT26 bgal細胞、およびCT26TK Neo細胞に対するガンシク ロビルの効果を示す棒グラフである。 図11は、CT26TK Neoを注入したマウスのガンシクロビル用量研究における腫瘍 容量の経時的な効果を示すグラフである。 図12は、腹腔内腫瘍増殖におけるガンシクロビルの異なる用量レジメンの効果 を示すマウスの一連の4枚の写真である。 図13は、皮下腫瘍増殖におけるガンシクロビルの異なる用量レジメンの効果を 示すマウスの一連の4枚の写真である。 図14は、CT26TK Neo細胞に対するCT26細胞におけるガンシクロビルの効果を示 すグラフである。 図15は、マンニトールを含有する処方緩衝液中での凍結乾燥した代表的な組換 えレトロウイルスの再構成の際のウイルス活性の保持を示すグラフである。 図16は、ラクトースを含有する処方緩衝液中での凍結乾燥した代表的な組換え レトロウイルスの再構成の際のウイルス活性の保持を示すグラフである。 図17は、トレハロースを含有する処方緩衝液中での凍結乾燥した代表的な組換 えレトロウイルスの再構成の際のウイルス活性の保持を示すグラフである。 図18A〜図18Dは、種々の糖類を用いて、−20℃で保存した凍結乾燥処方組換え レトロウイルスに対して−80℃で保存した液体の凍結乾燥していない組換えレト ロウイルスの安定性を比較する代表的なグラフである。 図19は、ゲルから切り取ったサンプルについての逆転写酵素アッセイの結果を 示す棒グラフである。スライス1は、ゲルの最下部由来であり、そしてスライス 8は、最上部由来である。 図20は、8%〜25%の勾配のポリアクリルアミドゲルを示す。レーン1は、S- 500精製したDA/βgalであり;レーン2は、DA/βgalの粗上清であり;レーン3 は、HIV-ITの粗上清であり;レーン4は、DAC 6A3の粗上清であり;レーン5は 、 HBc/SA2の粗上清であり;そしてレーン5は、分子量マーカーである。 図21は、pDHF811の概略図である。 図22A〜22Dは、低播種培養物および高播種培養物における乳酸塩の総量(それ ぞれ、図22Aおよび22B)ならびに低播種培養物および高播種培養物における1日 当たりの乳酸塩産生のレベルを示すグラフ(それぞれ、図22Cおよび22D)である 。 図23は、異なる初期播種条件下での細胞株2X-β-galの力価を示す棒グラフで ある。発明の詳細な説明 本発明を述べる前に、本明細書中で用いられる特定の用語の定義を述べること は本発明の理解に有用であり得る。 「ベクター構築物」、「レトロウイルスベクター」、「組換えベクター」、お よび「組換えレトロウイルスベクター」は、目的の核酸分子を有し、そして特定 の実施態様においてはその発現を指向し得る核酸構築物をいう。レトロウイルス ベクターは、少なくとも1つの転写プロモーター/エンハンサーまたは遺伝子座 規定エレメント(locus defining element)、あるいは他の手段(別のスプライ シング、核RNAの輸送、メッセンジャーの翻訳後修飾、またはタンパク質の転写 後修飾)により遺伝子発現を制御する他のエレメントを含まなければならない。 このようなベクター構築物はまた、パッケージングシグナル、長末端反復(LTR )、またはそれらの部分、ならびに用いられるレトロウイルスに適切なポジティ ブ鎖およびネガティブ鎖プライマー結合部位(レトロウイルスベクター中に既に 存在しない場合)を含まなければならない。随意に、組換えレトロウイルスベク ターはまた、ポリアデニル化を指向するシグナル、選択マーカー(例えば、ネオ マイシン耐性、TK、ハイグロマイシン耐性、フレオマイシン耐性、ヒスチジノー ル耐性、またはDHFR)、ならびに1つ以上の制限部位および翻訳終結配列を含み 得る。例としては、このようなベクターは、代表的には、5'LTR、tRNA結合部位 、パッケージングシグナル、第2鎖DNA合成の起点、および3'LTRまたはそれらの 部分を含む。 「組換えレトロウイルス」、「レトロウイルス遺伝子送達ビヒクル」、および 「レトロウイルスベクター粒子」は、本発明において利用されるように、少なく とも1つの目的の遺伝子を有するレトロウイルスをいう。レトロウイルスはまた 、選択マーカーを含み得る。組換えレトロウイルスは、感染に際して、その遺伝 物質をDNAに逆転写し得、そしてこの遺伝物質を宿主細胞のDNAに取り込ませ得る 。 上記のように、本発明はヒトへの投与に適切である高力価の組換えレトロウイ ルス調製物を提供する。このような調製物は、以前は遺伝子治療が容易でなかっ た種々の疾患(および種々の経路により)に対して効き目のある遺伝子治療を提 供するという予期しない結果を提供する。さらに、本発明は、ヒト血清中での不 活性化に耐え得、それにより長期間にわたってより効率的な遺伝子移入を可能に する組換えレトロウイルスを提供する。 A.組換えレトロウイルスベクター、パッケージング細胞、プロデューサー細胞 、および組換えレトロウイルスの調製 上記のように、本発明は選択された目的の核酸分子を有するかまたは発現する ように構築される組換えレトロウイルスを提供する。簡略には、多数のレトロウ イルス遺伝子送達ビヒクルが、本発明の文脈内で利用され得る。これらには、例 えば、EP 0,415,731;WO 90/07936;WO 94/03622;WO 93/25698;WO 93/25234; 米国特許第5,219,740号;WO 9311230;WO 9310218;VileおよびHart,Cancer Re s.53:3860-3864,1993;VileおよびHart,Cancer Res.53: 962-967,1993;Ra mら,Cancer Res.53: 83-88,1993; Takamiyaら,J.Neurosci.Res.33: 493-50 3,1992; Babaら,J.Neurosurg.79: 729-735,1993(米国特許第4,777,127号、 GB 2,200,651、EP 0,345,242、およびWO 91/02805)に記載されるビヒクルが含 まれる。特に好ましい組換えレトロウイルスには、WO 91/02805に記載されるも のが挙げられる。 本発明のレトロウイルス遺伝子送達ビヒクルは、広範囲の種々のレトロウイル ス(例えば、B、C、およびD型レトロウイルス、ならびにスプマウイルスおよ びレンチウイルスを含む)から容易に構築され得る(RNA Tumor Viruses,第2 版,Cold Spring Harbor Laboratory,1985を参照のこと)。本発明のレトロウ イルス遺伝子送達ビヒクルの調製または構築に好ましいレトロウイルスには、ニ ワトリ白血病ウイルス、ウシ白血病ウイルス、マウス白血病ウイルス、ミンク細 胞フォーカス形成ウイルス、マウス肉腫ウイルス、細網内皮症ウイルス、および ラウス肉腫ウイルスからなる群より選択されるレトロウイルスが含まれる。特に 好ましいマウス白血病ウイルスには、4070Aおよび1504A(HartleyおよびRowe,J .Virol.19: 19-25,1976)、アーベルソン(ATCC第VR-999号)、フレンド(ATC C第VR-245号)、グラフィ、グロス(ATCC第VR-590号)、キルステン、ハーベイ 肉腫ウイルス、およびラウシャー(ATCC第VR-998号)、およびモロニーマウス白 血病ウイルス(ATCC第VR-190号)が含まれる。このようなレトロウイルスは、寄 託者またはAmerican Type Culture Collection(「ATCC」;Rockville,Marylan d)のようなコレクションから容易に得られ得るか、あるいは普通の利用可能な 技術を用いて公知の供給源から単離され得る。 上記の任意のレトロウイルスは、本明細書中に提供される開示および標準的な 組換え技術(例えば、Sambrookら,Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 第2版,Cold Spring Harbor Laboratory Press,1989; Kunkle,PNAS 82: 488 ,1985)によればレトロウイルス遺伝子送達ビヒクルを組み立てるかまたは構築 するために容易に利用され得る。さらに、本発明の特定の実施態様において、レ トロウイルス遺伝子送達ビヒクルのいくつかの部分が、異なるレトロウイルスに 由来し得る。例えば、本発明の1つの実施態様において、レトロベクターLTRは マウス肉腫ウイルスに、tRNA結合部位はラウス肉腫ウイルスに、パッケージング シグナルはマウス白血病ウイルスに、および第2鎖合成の起点はニワトリ白血病 ウイルスに由来し得る。 本発明の好ましい局面において、組換えレトロウイルスは、上記のベクター構 築物を、感染性組換えレトロウイルスの産生に必要でベクター構築物中に欠如し ているエレメントを含む細胞(「パッケージング細胞」という)に導入すること により作製され得る。広範な種々のレトロウイルス構築物が、本発明において組 換えレトロウイルスを調製するために利用され得る。例えば、本発明の1つの局 面では、5'LTR、tRNA結合部位、パッケージングシグナル、1つ以上の異種配列 、第2鎖DNA合成の起点、および3'LTRを含むレトロベクター構築物が提供される 。ここで、このベクター構築物においては、gag/polまたはenvコード配列が欠如 し ている。簡略には、長末端反復(「LTR」)は、U5、R,およびU3と称する3つ のエレメントにさらに分割される。これらのエレメントには、レトロウイルスの 生物学的活性を担う種々のシグナル(例えば、U3内に位置するプロモーターおよ びエンハンサーエレメントを含む)が含まれる。LTRは、ゲノムのいずれかの末 端における正確な重複によりプロウイルスにおいて容易に同定され得る。本明細 書中で利用するように、5'LTRは、5'プロモーターエレメントならびに逆転写お よびベクターのDNA形態の組み込みを可能にするのに十分なLTR配列を含むことが 理解されるべきである。3'LTRは、ポリアデニル化シグナルならびに逆転写およ びベクターのDNA形態の組み込みを可能にするのに十分なLTR配列を含むことが理 解されるべきである。 tRNA結合部位および第2鎖DNA合成の起点はまた、レトロウイルスが生物学的 に活性であるために重要であり、そして当業者によって容易に同定され得る。例 えば、レトロウイルスtRNAは、ワトソン−クリック塩基対形成によりtRNA結合部 位に結合し、そしてレトロウイルスゲノムとともにウイルス粒子中に運ばれる。 次いで、tRNAは、逆転写酵素によりDNA合成のためのプライマーとして利用され る。tRNA結合部位は、5'LTRのすぐ下流のその位置に基づいて容易に同定され得 る。同様に、第2鎖DNA合成の起点は、その名が暗示するように、レトロウイル スの第2鎖DNAの合成に重要である。ポリプリントラクトともいわれるこの領域 は、3'LTRのすぐ上流に位置する。 5'および3'LTR、tRNA結合部位および第2鎖DNA合成の起点に加えて、本明細書 中で提供される特定の好ましいレトロベクター構築物はまた、パッケージングシ グナル、ならびに1つ以上の核酸分子(例えば、異種配列)を含み、これらはそ れぞれ以下でより詳細に議論される。 本発明の1つの局面では、gag/polおよびenvコード配列の両方を欠如している レトロベクター構築物が提供される。本明細書中で利用するように、「gag/pol またはenvコード配列を欠如する」は、このレトロベクターが、gag/polまたはen v遺伝子中に見出され、特に、レトロベクター構築物に対するパッケージング細 胞株を構築するために用いられるgag/polまたはenv発現カセット内の、少なくと も20個、好ましくは少なくとも15個、より好ましくは少なくとも10個、そして最 も好ましくは少なくとも8個の連続するヌクレオチドを含まないことを意味する と理解すべきである。 上記のレトロベクター構築物とともに用いるために適切なパッケージング細胞 株は、容易に調製され得(米国特許出願第08/240,030号、1994年5月9日出願を 参照のこと;WO 92/05266も参照のこと)、そして組換えベクター粒子の産生の ためのプロデューサー細胞株(ベクター細胞株または「VCL」ともいう)を作製 するために利用され得る。本発明の特に好ましい実施態様では、パッケージング 細胞株は、ヒト(例えば、HT1080細胞)またはミンク親細胞株から作製され、そ れによりヒト血清における不活性化に耐え得る組換えレトロウイルスの産生を可 能にする。組換えレトロウイルスがヒト血清において不活性化されるか否かを決 定するために利用され得る代表的な1つのアッセイは、以下の実施例11でより詳 細に述べられる。 本明細書中に開示したような本発明の方法を利用して、(粗上清中で)106ま たは107cfu/mlより大きい力価でより多くの組換えレトロウイルス粒子を産生す るパッケージング細胞株が、容易に得られ得る。さらに、このような力価は、一 般に、マウス3T3細胞において得られる力価よりも3倍低い力価を生じるHT1080 細胞での力価アッセイから得られることに留意すべきである。 B.所望の核酸分子を保有および/または発現する組換えレトロウイルス 広範な種々の核酸分子は、本発明の組換えレトロウイルスによって保有および /または発現され得る。一般に、本明細書中に記載の核酸分子は、この核酸分子 を保有する組換えレトロウイルス中で自然に生じない。このことは、いくつかの 所望の利点、代表的には、疾患と闘う能力、または病原性物質因子もしくは病状 を提供する。本明細書中において使用する「病原性物質」は、疾患状態を担う細 胞をいう。病原性物質の代表的な例としては、腫瘍細胞、自己反応性免疫細胞、 ホルモン分泌細胞、通常有する機能を欠損している細胞、通常であればその細胞 型に生じない不適切な遺伝子発現を付加的に有する細胞、およびバクテリア、ウ イルス、またはその他の細胞内寄生虫に感染した細胞などが挙げられる。さらに 、本明細書中において使用する「病原性物質」はまた、組換えレトロウイルス( 例 えば、誤った細胞型)を過剰に発現するかまたは不適切に発現する細胞、あるい は宿主細胞ゲノム内への不適切な挿入に起因して腫瘍形成性になった細胞をいう 。 本発明の組換えレトロウイルスによって保有され得るおよび/または発現され 得る核酸分子の例は、物質、ならびに特定の細胞内核酸分子内に取り込まれ、そ してその分子を不活性化する不活性化配列のような生物学的に活性な核酸分子を コードする遺伝子および他の核酸分子が挙げられる。核酸分子は、物質の発現を 必要とせずに、分子自体が所望の利点を提供する場合に、生物学的に活性である と考えられる。例えば、生物学的に活性な核酸分子は、特定の細胞内核酸分子を 組み込み、そしてその分子を不活性化する不活性化配列であり得るか、あるいは 、この分子は、結合能力を提供する配置を有するtRNA、rRNA、またはmRNAであり 得る。 本明細書中に記載の核酸分子によりコードされ得る物質としては、タンパク質 (例えば、単鎖分子を含む抗体)、免疫刺激分子(例えば、抗原)、免疫抑制分 子、ブロッキング剤、緩和剤(例えば、トキシン、アンチセンスリボ核酸、リボ ザイム、酵素、および病原性物質の機能を阻害し得るその他の物質)、サイトカ イン、種々のポリペプチドまたはペプチドホルモン、およびそのアゴニストまた はアンタゴニストが挙げられる。ここで、これらのホルモンは、組織(例えば、 下垂体、視床下部、腎臓、内皮細胞、肝臓、膵臓、骨、造血髄、および副腎)に 由来し得る。このようなポリペプチドを、増殖の誘導、組織の退行、免疫応答の 抑制、アポトーシス、遺伝子発現、レセプター-リガンド相互作用のブロック、 免疫応答に対して使用し得、そして特定の貧血、糖尿病、感染症、高血圧、異常 な血液化学(例えば、血中コレステロールの上昇、血液凝固因子の不足、HDL下 降を伴うLDL上昇)、アルツハイマー関連のアミロイドタンパク質のレベル、骨 の浸食/カルシウム沈着のため、および種々の代謝物、(例えば、ステロイドホ ルモン、プリンおよびピリミジン)のレベルを制御するために処理し得る。 緩和剤に関して、「機能を阻害し得る」は、本発明の文脈で利用される場合、 例えば、病原性物質の機能を通常は阻害しない物質から阻害する物質へ細胞に存 在する物質を変換することにより、緩和剤が機能を直接的または間接的のいずれ かで阻害すると理解されるべきである。ウイルス疾患に対するこのような機能の 例としては、吸着、複製、遺伝子発現、アセンブリ、および感染細胞からのウイ ルスの排出が挙げられる。ガン性疾患に対するこのような機能の例としては、細 胞複製、外部シグナルに対する感受性(例えば接触阻害)、および抗オンコジー ンタンパク質の産生の欠損が挙げられる。心臓血管疾患に対するこのような機能 の例は、血管における不適切な成長または物質の蓄積、高血圧、所望されない血 液レベルの因子(疾患にかかりやすくするコレステロールまたは低密度リポタン パク質)、局在化した低酸素症、ならびに不適切に高く、そして組織を損傷する レベルのフリーラジカルが挙げられる。神経学的状態に対するこのような機能の 例は、痛み、ドーパミン産生の欠如、損傷した細胞を置換する無能力性、身体的 活動の運動制御の不全、下垂体または視床下部のような神経学的組織由来の不適 切に低レベルの種々のペプチドホルモン、アルツハイマー病に関連するアミロイ ド斑タンパク質の蓄積、および損傷した神経連結部を再生する無能力性が挙げら れる。自己免疫疾患または炎症性疾患に対するこのような機能の例としては、サ イトカインおよびリンホカインの不適切な産生、自己免疫抗体および細胞性免疫 応答の不適切な産生および存在、プロテアーゼおよびコラゲナーゼによる組織の 不適切な崩壊、プロテアーゼの正常な活性の阻害、破壊された細胞によって通常 供給される因子の産生の欠如、および自己免疫攻撃下での組織の過剰な再生また は異常な再生が挙げられる。 本発明の1つの局面において、緩和剤の発現を指向する組換えレトロウイルス を投与するための方法が提供される。種々の実施態様において、緩和剤は、DNA 分子、RNA分子、またはこれら2つのいくつかの組合せであり得る。 細胞増殖の阻害に直接的に作用する緩和剤の代表的な例としては、以下のよう なトキシンが挙げられる。例えば、リシン(Lambら,Eur.J.Biochem.148:265 -270,1985)、アブリン(Woodら,Eur.J.Biochem.198:723-732,1991; Even senら,J.of Biol.Chem.266:6848-6852,1991; Collinsら,J.of Biol.Che m.265:8665-8669,1990; Chenら,Fed.of Eur.Biochem Soc.309:115-118,1 992)、ジフテリアトキシン(Twetenら,J.Biol.Chem.260:10392-10394,198 5)、コレラトキシン(Mekalanosら,Nature 306:551-557,1983; Sanchez & Ho lmgren,PNAS 86:481-485,1989)、ゲロニン(gelonin)(Stirpeら,J.Biol.C hem.255:6947-6953,1980)、アメリカヤマイモゴボウ(Irvin,Pharmac.Ther . 21:371-387,1983)、抗ウイルスタンパク質(Barbieriら,Biochem.J.203:5 5-59,1982; Irvinら,Arch.Biochem.& Biophys.200:418-425,1980; Irvin, Arch.Biochem.& Biophys.169:522-528,1975)、トリチン(tritin)、赤痢ト キシン(Calderwoodら,PNAS 84:4364-4368,1987; Jacksonら,Microb.Path. 2:147-153,1987)、およびシュードモナス外毒素A(CarrollおよびCollier,J .Biol.Chem.262:8707-8711,1987)である。Russel's Viper Venomを発現す る組換えレトロウイルスの詳細な記載は、1994年12月30日に出願された米国特許 出願第 号(代理人番号第930049.440)中で提供される。 本発明の他の局面において、組換えレトロウイルスは、それ自体有毒ではない が、ウイルスまたはその他の病原体に特異的なプロテアーゼのようなタンパク質 によって処理または改変される場合、有毒な形態に変換される産物を特定する遺 伝子を保有する。例えば、組換えレトロウイルスは、プロタンパク質鎖をコード する遺伝子を保有し得る。このプロタンパク質は、HIVプロテアーゼによって処 理されると毒性になる。より具体的には、適当な「プロ」エレメントを認識して これを切断するようにHIVウイルスにコードされるプロテアーゼをアレンジする ことによって、不活性な合成不活性型プロタンパク質形態の有毒なリシンまたは ジフテリアA鎖を切断して活性な形態にし得る。 本発明のさらに別の局面において、組換えレトロウイルスは、不活性な前駆体 を、病原性物質の活性インヒビターまたは条件的な毒性緩和剤に活性化し得る物 質の発現を指向する。これらは、病原状態を発現する細胞に対して毒性である緩 和剤である。本願明細書中に提供された所定の開示から明らかなように、広範に 多様な不活性前駆体を病原性牝質の活性インヒビターに変換し得る。例えば、レ トロウイルス逆転写酵素(従って、ウイルス複製)を特異的に阻害するために、 抗ウイルスヌクレオシドアナログ(例えば、AZTまたはddI)は、細胞機構によっ てヌクレオチド三リン酸形態に代謝される(Furmamら,Proc.Natl.Acad.Sci. USA 83:8333-8337,1986)。抗ウイルスヌクレオシドアナログのそれらの活性 形態への代謝を補助する、単純ヘルペスウイルスチミジンキナーゼ(HSVTK)ま たは水痘帯状疱疹ウイルスチミジンキナーセ(VZVTK)のような遺伝子産物(例え ば、タンパク質)の発現を指向する組換えレトロウイルスは、それゆえ、ヌクレ オシドアナログ前駆体(例えば、AZTまたはddC)をその活性形態に活性化するの に有用である。これによって、AZT治療またはddI治療は、より効果的であり、よ り低い用量、より少ない全身性毒性、およびウイルス生産性感染に対するより高 い作用能を可能にする。ヌクレオチド三リン酸形態がレトロウイルス逆転写酵素 に対する選択性を示すが、細胞ヌクレオシドおよびヌクレオシドキナーゼの基質 特異性の結果、リン酸化されない別のヌクレオシドアナログが、より効果を生じ る。 本発明の1つの実施態様において、HSVTK遺伝子を、構成的なマクロファージ またはT細胞特異的なプロモーターの制御下で発現させ得、そしてマクロファー ジまたはT細胞に導入し得る。HSVTKの構成的な発現によって、AZTまたはddIの ようなヌクレオチドアナログの、生物学的に活性なヌクレオチド三リン酸形態へ のより効果的な代謝を生じ、これによってより優れた効力、より低い用量の送達 、より少ない全身性毒性、およびウイルス生産性感染に対するより高い作用能を 提供する。ヌクレオチド三リン酸形態がレトロウイルス逆転写酵素に対して選択 性を示すが、細胞ヌクレオシドおよびヌクレオチドキナーゼの基質特異性の結果 としてリン酸化されない別のヌクレオシドアナログはまた、本発明の文脈内で利 用され得る。 本発明の関連した局面において、病原性物質の存在下で細胞傷害性をほとんど または全く有しない別の化合物を毒性産物へ活性化する物質の発現を指向する組 換えレトロウイルスが提供される。それにより病原性物質に対して局所的な治療 を達成することを提供する。この場合、組換えレトロウイルス由来の遺伝子産物 の発現は、病原状態を同定する細胞間シグナルのような病原性物質に関連した実 体が存在し、それにより非病原細胞の破壊を防止する状況に限定される。病原病 条を有するかまたはこれに感受性である細胞に対する組換えレトロウイルスを標 的化することによって、この細胞型特異性はまた、感染レベルで付与され得る。 本発明の関連した局面において、細胞傷害性をほとんどまたは全く有しない化 合物を毒性産物へ活性化する遺伝子産物の発現を指向する組換えレトロウイルス が提供される。簡単に言うと、細胞傷害性をほとんどまたは全く有しない化合物 を直接的または間接的のいずれかで毒性産物へ活性化する広範に多様な遺伝子産 物を、本発明の文脈内において利用し得る。このような遺伝子産物の代表的な例 としては、特定のプリンアラビノシドおよび置換ピリミジン化合物を選択的に一 リン酸化して、これらの化合物を細胞傷害性代謝物または細胞増殖抑制性代謝物 に変換するHSVTKおよびVZVTKが挙げられる。より具体的には、ガンシクロビル、 アシクロビル、またはそれらの任意のアナログ(例えば、FIAC.DHPG)のような 薬物のHSVTKへの曝露は、この薬物を対応する活性なヌクレオチド三リン酸形態 へリン酸化する。 例えば、本発明の1つの実施態様において、組換えレトロウイルスは、HIVプ ロモーター(これは、HIV tatタンパク質によって活性化される場合を除いて転 写的にサイレントであるとして知られている)の転写制御下で、単純ヘルペスウ イルスチミジンキナーゼ(「HSVTK」)遺伝子下流の発現を指向する。簡単に言 えば、HIVに感染して組換えレトロウイルスを保有しているヒト細胞におけるtat 遺伝子産物の発現は、HSVTK産生の増加を引き起こす。次いで、(インビトロま たはインビボのいずれかで)細胞を、ガンシクロビル、アシクロビル、またはそ のアナログ(FIAC、DHPG)のような薬物に曝露する。上述のように、これらの薬 物はHSVTKによってリン酸化され(しかし、細胞チミジンキナーゼによってリン 酸化されない)、対応する活性なヌクレオチド三リン酸形態になることが知られ ている。アシクロビル三リン酸は、一般に細胞ポリメラーゼを阻害し、トランス ジェニックマウスにおいてHSVTKを発現している細胞の特異的な破壊に導く(Bor relliら,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 85:7572,1988を参照のこと)。組換え レトロウイルスを含有し、そしてHIV tatタンパク質を発現しているそれらの細 胞は、特定の用量のこれらの薬物の存在により選択的に死滅される。 本発明の1つの実施態様において、シス-作用性成分を転写産物(「CRS/CAR」 )中に含むことによって、HSVTKの条件的致死遺伝子の発現を、より一層HIV特異 的にし得る。これは、最適な活性のために、別のHIV遺伝子産物すなわちrevを必 要とする(Rosenら,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 85:2071,1988)。より一般 的には、mRNAに存在するシスエレメントは、mRNAの安定性または翻訳可能性を調 節することが、いくつかの場合において示されている。この型の配列(すな わち、遺伝子発現の翻訳後調節)は、ベクター遺伝子発現の事象特異的調節また は組織特異的調節に使用され得る。さらに、これらの配列(すなわち、HIVに対 するrev応答性「CRS/CAR」エレメントまたはtat応答性「TAR」エレメント)の多 量体化は、さらに優れた特異性を生じるために利用し得る。 上述の実施態様に類似の様式で、プリンまたはピリミジンベースの薬物のリン 酸化、ホスホリボシル化、リボシル化、またはその他の代謝のための遺伝子を保 有する組換えレトロウイルスが生成され得る。このような遺伝子は、哺乳動物細 胞における等価物を有さず、そしてウイルス、細菌、真菌、または原生動物のよ うな生物に由来し得る。代表的な例としては:チオキサンチンをチオキサンチン 一リン酸に変換するE.coliグアニンホスホリボシルトランスフエラーゼ(「gpt 」)遺伝子産物(Besnardら,Mol.Cell.Biol.7:4139-4141,1987を参照のこ と);ミトマイシンホスフェートおよびドキソルビシンホスフェートのような不 活性なリン酸化化合物を毒性の脱リン酸化化合物に変換するアルカリホスファタ ーゼ;5-フルオロシトシンを毒性化合物である5-フルオロウラシルに変換する真 菌(例えばFusarium oxysporum)または細菌のシトシンデアミナーゼ(Mullen, PNAS 89:33,1992)、パラ-N-ビス(2-クロロエチル)アミノベンゾイルグルタミ ン酸からグルタミン酸を切断し、それによって毒性の安息香酸マスタードを生成 するカルボキシペプチダーゼG2;およびドキソルビシンおよびメルファランのフ エノキシアセタビド(phenoxyacetabide)誘導体を毒性化合物に変換するペニシリ ンVアミダーゼなどが挙げられる。この型の条件的致死遺伝子産物は、プリンま たはピリミジンベースの現在知られている多くの抗ガン剤に適用されており、こ れには、効果的な細胞傷害性剤となるために、細胞内リボシル化またはリン酸化 をしばしば必要とする。条件的致死遺伝子産物はまた、プリンまたはピリミジン アナログではない非毒性薬物を代謝して細胞傷害性の形態にし得る(Searleら, Brit.J.Cancer 53:377-384,1986を参照のこと)。 さらに、標的病原が哺乳動物ウイルスである場合、哺乳動物ウイルスが、一般 に、他のウイルスプロモーターエレメントのその後の転写活性化に必要である「 即時型」遺伝子を有する傾向がある事実を利用して、組換えレトロウイルスベク ターを構築し得る。この性質の遺伝子産物は、ウイルス感染の細胞内シグナル (または「同定物質」)についての優れた候補である。従って、このような「即 時型」ウイルス遺伝子産物に応答性である転写プロモーターエレメントから転写 された条件的致死遺伝子は、任意の特定のウイルスで感染した細胞を特異的に死 滅し得る。さらに、ヒトαおよびβインターフェロンプロモーターエレメントは 、広範に多様な非関連ウイルスによる感染に応答して転写的に活性化されるので 、例えば、これらのウイルス応答性エレメント(VRE)から、HSVTKなどの条件的 致死遺伝子産物を発現するベクターの導入により、多様な異なるウイルスで感染 した細胞の破壊が生じ得る。 本発明の別の実施態様において、ウイルスアセンブリを阻害するインヒビター 緩和剤のような物質を産生する組換えレトロウイルスが提供される。これに関連 して、組換えレトロウイルスは、ウイルス粒子のアセンブリを優先的な様式で阻 害する、不完全なgag,pol.env、またはその他のウイルス粒子タンパク質また はペプチドをコードする。このような阻害は、ウイルス粒子の正常なサブユニッ トの相互作用が、不完全なサブユニットとの相互作用によって破壊されるために 生じる。 阻害性緩和剤の効率を増加させる方法の1つは、問題としているウイルスによ る耐性細胞の感染の確率を増加させる遺伝子の発現と共に、ウイルスの阻害性遺 伝子のような阻害性遺伝子を発現させることである。結果は、ウイルス産生性感 染事象について拮抗する非産生性「行き止まり」事象である。HIVの特定の場合 において、(上述のようにアンチセンスtatなどを発現することによって)HIV複 製を阻害する組換えレトロウイルスが投与され得、そして、これはまた、CD4の ような感染に必要なタンパク質をまた、過剰に発現させ得る。このように、比較 的少数のベクター感染HIV耐性細胞は、フリーウイルスまたはウイルス感染細胞 を有する複数の非産生性融合事象に対する「シンク(sink)」または「マグネット (magnet)」として作用する。 本発明の別の実施態様において、ウイルスプロテアーゼに特異的な阻害性のペ プチドまたはタンパク質のような物質を発現させるための組換えレトロウイルス が提供される。ウイルスプロテアーゼは、ウイルスgagおよびgag/polタンパク質 を多数のより小さなペプチドに切断する。全ての場合において、この切断の失敗 は、感染性レトロウイルス粒子の産生の完全な阻害に導く。HIVプロテアーゼは 、アスパルチルプロテアーゼとして知られている。そしてこれらは、タンパク質 またはアナログ由来のアミノ酸から作製されるペプチドによって阻害されること が知られている。HIVを阻害する組換えレトロウイルスは、このようなペプチド インヒビターの1つまたは複数の融合コピーを発現する。 上述の組換えレトロウイルスの投与は、多くのウイルス関連疾患、ガン、また はその他の病原性物質に対して効果的であるはずである。 本発明のさらに他の実施態様において、緩和剤を発現する組換えレトロウイル スが提供される。ここで、緩和剤は膜アンカーを有し、そして抗腫瘍剤として作 用する。このような緩和剤は、例えば、抗腫瘍剤-膜アンカー融合タンパク質と して構築され得る。簡単に言えば、融合タンパク質の膜アンカーの局面は、例え ば、周知分子の膜貫通ドメインを含む多様な配列から選択され得る。一般に、膜 アンカー配列は、タンパク質を膜に結合させるタンパク質の領域である。通例、 タンパク質を細胞膜の外面に付着させるアンカー配列の2つの型が存在する:( 1)細胞膜の脂質二重層にまたがり、そして疎水性中心領域と相互作用する膜貫 通領域(このような領域を含有するタンパク質は、内在性膜タンパク質と呼ばれ る)、および(2)膜の内在性膜タンパク質または極性表面と相互作用するドメ イン(このようなタンパク質は、末梢タンパク質または外因性タンパク質と呼ば れる)。 本発明において用いられる膜アンカーは、1回以上膜をまたぐ膜貫通ドメイン を含み得る。例えば、グリコホリンおよびグアニリルシクラーゼにおいて、膜結 合領域は、膜を1回またぐのに対し、ロドプシンの膜貫通ドメインは、膜を7回 またぎ、そしてRhodopseudomonas viridisの光合成反応中心の膜貫通ドメインは 膜を11回またぐ(Rossら,J.Biol.Chem.257:4152,1982; Garbers,Pharmac. Ther.50:337-345,1991; Engelmanら,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 77:2023, 1980; HeijneおよびManoil,Prot.Eng.4:109-112,1990を参照のこと)。本 発明において使用する膜アンカーはまた、例えば、ホスホイノシトールアンカー を含有する。タンパク質が膜を通過する回数には関係なく、膜通過領域は、代表 的に、類似の構造を有する。より詳細には、膜の内側に位置するドメインの20〜 25個のアミノ酸残基部分は、一般に、ほとんど完全に、疎水性残基からなる(Ei senbergら,Ann.Rev.Biochem.53:595-623,1984を参照のこと)。例えば、グ リコホリンの膜通過領域における28〜34個の残基は、疎水性である(Rossら、前 出;Tomitaら,Biochemistry 17:4756-4770,1978を参照のこと)。さらに、β シートおよびβバレルのような構造が生じるが、X線回折、結晶構造解析、およ び架橋研究によって決定されるように、膜通過領域は、代表的に、αらせん構造 を有する(Eisenbergら、前出; HeijneおよびManoil、前出を参照のこと)。所 定の配列内におけるこれらの膜貫通らせんの位置は、疎水性プロットに基づいて しばしば予測され得る。Stryerら,Biochemistry,第3版 304,1988。本発明に おいて使用するために特に好ましい膜アンカーとしては、膜シグナルアンカーと して機能することが示されている天然に存在する細胞タンパク質(これは、非免 疫原性である)が挙げられる(例えば、グリコホリン)。 本発明の好ましい実施態様において、膜アンカーγインターフェロン融合タン パク質をコードするDNA配列が提供される。1つの実施態様において、この融合 タンパク質は、Fcレセプターのγ鎖の膜アンカーをコードする配列を、γインタ ーフェロンをコードする配列に遺伝子融合することによって構築され得る。 さらに別の局面において、病原機能に対応するRNA分子を切断し、それゆえ不 活性化する1つ以上のリボザイム(RNA酵素)(HaseloffおよびGerlach,Nature 334:585,1989)をコードすることによって治療効果を有する組換えレトロウイ ルスが提供される。リボザイムは、標的RNAにおける特異的な配列を認識するこ とによって機能し、そしてこの配列は、通常、12〜17bpであるので、これにより 病原状態に対応する特定のRNA配列(例えば、HIV tat)の特異的な認識が可能と なり、そして毒性はこのような病原状態に対して特異的である。さらなる特異性 が、いくつかの場合において、リボザイムを上述のような条件的毒性緩和剤にす ることにより達成され得る。 さらに別の局面において、アンチセンス配列である生物学的に活性な核酸分子 を含む組換えレトロウイルスが提供される(アンチセンス配列はまた、核酸配列 によってコードされ、次いで転写によって宿主細胞内で産生され得る)。好まし い実施態様において、アンチセンス配列は、インフルエンザウイルス、HIV、HSV 、 HPV、CMV、およびHBVをコードする配列からなる群から選択される。このアンチ センス配列はまた、病原性に必要なRNA配列に対して相補的なアンチセンスRNAで あり得る。あるいは、生物学的に活性な核酸分子は、病原性に必要なRNA配列に 相補的なセンスRNA(またはDNA)であり得る。 より詳細には、生物学的に活性な核酸分子はアンチセンス配列であり得る。簡 単に言えば、アンチセンス配列は、RNA転写物に結合するよう設計され、それに より、特定のタンパク質の細胞合成を妨げるか、または細胞によるそのRNA配列 の使用を妨げる。このような配列の代表的な例としては、アンチセンスチミジン キナーゼ、アンチセンスジヒドロ葉酸レダクターゼ(MaherおよびDolnick,Arch . Biochem. & Biophys.253:214-220,1987; Bzikら,PNAS 84:8360-8364,1987 )、アンチセンスHER2(Coussensら,Science 230:1132-1139,1985)、アンチ センスABL(Fainsteinら,Oncogene 4:1477-1481,1989)、アンチセンスMyc(S tantonら,Nature 310:423-425,1984)、およびアンチセンスras、ならびにヌ クレオチド生合成経路における任意の酵素をブロックするアンチセンス配列が挙 げられる。 さらに、本発明のさらなる実施態様において、強力なクラスI拘束性応答を誘 導するために、抗腫瘍剤としてアンチセンスRNAを利用し得る。簡単に言えば、R NAを結合し、そしてそれにより特定のmRNAの翻訳を防止することに加え、高いレ ベルの特定のアンチセンス配列は、大量の二本鎖RNAの形成により、インターフ ェロン(γ-インターフェロンを含む)の増加した発現を誘導すると考えられて いる。γインターフェロンの増加した発現は、次にMHCクラスI抗原の発現を高め る。これに関して用いられる好ましいアンチセンス配列としては、アクチンRNA 、ミオシンRNA、およびヒストンRNAが挙げられる。アクチンRNAとのミスマッチ を形成するアンチセンスRNAは、特に好ましい。 別の実施態様において、本発明の物質は、それ自体が治療的に有益である表面 タンパク質を含む。例えば、特にHIVの場合において、特にHIV感染細胞における ヒトCD4タンパク質の発現は、2つの方法において有益であり得る。 1.可溶性CD4は遊離のウイルスに対して生存ウイルス粒子形成を阻害するこ とが示されているが、CD4のHIV envへの細胞内での結合は、全身的なクリアラン スおよび潜在的な免疫原性の問題を伴わずにこれを阻害し得る。なぜなら、この タンパク質は膜に結合したままであり、そして構造的に内因性CD4(患者はこれ に対して免疫学的に寛容であるはずである)と同一であるからである。 2.CD4/HIV env複合体は、細胞死の原因として関連しているので、(HIV感染 細胞において存在する過剰なHIV-envの存在下での)CD4のさらなる発現は、より 迅速な細胞死に導き、従って、ウイルス播種を阻害する。これはHIVで誘導され る細胞傷害性(この細胞傷害性は、次いで、細胞表面上のCD4の相対的欠損に明 らかに起因する)に対するそれらの相対的屈折(relative refractility)の結果 としてウイルス産生用の病原物質保有者として作用する単球およびマクロファー ジに特に適用可能であり得る。 本発明のなおさらなる局面は、免疫刺激を行い得る組換えレトロウイルスに関 する。簡単に言えば、外来性病原体を認識し、そしてこの病原体に対して防御す る能力は、免疫系の機能に必須である。特に、免疫系は、宿主の防御機構が宿主 組織に対するのではなく侵入してくる実体に対して指向するように「自己」と「 非自己」(すなわち外来性)とを区別し得なくてはならない。細胞溶解性Tリン パ球(CTL)は、代表的には、MHCクラスIまたはクラスII細胞表面タンパク質と 結合した、細胞表面認識構造(例えば、プロセスされた病原体特異的ペプチド) の提示により誘導されるか、または刺激される。 処置に適した疾患としては、ウイルス感染(例えば、インフルエンザウイルス 、RSウイルス、HPV、HBV、HCV、EBV、HIV、HSV、FeLV、FIV、ハンタウイルス、H TLVI,HTLV II、およびCMV)、ガン(例えば、メラノーマ、腎癌腫、乳ガン、 卵巣ガン、およびその他のガン)、ならびに心臓疾患が挙げられる。 1つの実施態様において、本発明は、感受性標的細胞において抗原またはその 改変形態の発現を指向する組換えレトロウイルスを用いることにより、特異的な 免疫応答を刺激し、そしてウイルス拡散を阻害するための方法を提供する。ここ で、この抗原は、(1)ウイルス抗原に対する免疫応答を開始し得るか、または (2)ウイルス相互作用に必要な細胞レセプターを占領することによってウイル ス拡散を防止し得るかのいずれかである。タンパク質の発現は、一過性または経 時的に安定であり得る。免疫応答が病原性抗原に対して刺激されるべきである場 合、組換えレトロウイルスは、好ましくは、抗原の改変形態(この抗原は免疫応 答を刺激し、かつ天然の抗原に比べて病原性が軽減されている)を発現するよう に設計される。この免疫応答は、細胞が、正しい様式(すなわち、CD3、ICAM-1 、ICAM-2、LFA-1、またはこれらのアナログ(例えば、Altmannら,Nature 338:5 12, 1989)のようなアクセサリー分子を伴う、MHCクラスIおよび/またはII分子 の情況)において抗原を提示する場合に達成される。 免疫応答はまた、(a)(必要であれば、適切なMHC分子の情況において)目 的の抗原を認識する特定のT細胞レセプターの遺伝子、(b)目的の抗原を認識 する免疫グロブリンの遺伝子、または(c)MHC情況の非存在においてCTL応答を 提供する2つの遺伝子のハイブリッドの遺伝子を、適切な免疫細胞(例えば、T リンパ球)に移入することによって、達成され得る。従って、組換えレトロウイ ルスはまた、免疫刺激剤、免疫調節剤、またはワクチンなどとして使用され得る 。 HIV感染により生じた特定の疾患事例において、免疫刺激が望ましい場合、組 換えレトロウイルスから生成された抗原は、HLAクラスIまたはクラスII拘束性免 疫応答のいずれか一方または両方を誘発する形態であり得る。例えば、HIVエン ベロープ抗原の場合、抗原は、その病原性を減少するように改変されたgp160、g p120、およびgp41から好ましくは選択される。特に、選択された抗原は、シンシ チウムの可能性を減少し、免疫応答を増強する疾患に導くエピトープの発現を回 避し、免疫優勢であるが、系統特異的なエピトープを除去するか、または、いく つかの系統特異的エピトープを提示するように改変され、そしてHIVのほとんど または全ての系統で感染した細胞を排除し得る応答を可能にする。この系統特異 的エピトープをさらに選択し、HIVのその他の系統に対して交差反応する動物内 の免疫応答の刺激を促進し得る。その他のHIV遺伝子または遺伝子の組み合わせ 由来の抗原(例えば、gag、pol、rev、vif、nef、prot、gag/pol、gag protなど )はまた、特定の事例において防御を提供し得る。 HIVは一例にすぎない。このアプローチは、特有の抗原(膜タンパク質である 必要はない)が発現される、多くのウイルス関連性疾患またはガン(例えば、HP Vと子宮頸椎癌腫、HTLV-I誘導性白血病、前立腺特異抗原(PSA)と前立腺ガン、 変異p53と結腸癌腫およびメラノーマ、メラノーマ特異抗原(MAGE)とメラノー マ、ムチンと乳ガン)に対して効果的であるべきである。 本発明の免疫刺激の局面によれば、本発明の組換えレトロウイルスによって保 有され、そして/または発現される物質はまた、「免疫調節因子」(多くが上述 されている)を含み得る。免疫調節因子は、免疫応答に関与する1つ以上の細胞 により製造される場合、または細胞に対して外因的に添加される場合に、この因 子の非存在において生じる免疫応答とは、質または作用強度が異なる免疫応答を 生じる因子をいう。この因子はまた非組換えレトロウイルス由来遺伝子から発現 され得るが、発現は組換えレトロウイルスによって駆動または制御される。応答 の質または作用強度は、例えば、細胞増殖を測定するインビトロアッセイ(例え ば、3Hチミジン取り込み)、およびインビトロでの細胞傷害性アッセイ(例えば 、51Cr放出測定)を含む、当業者に公知の多様なアッセイによって測定され得る (Warnerら,AIDS Res.and Human Retroviruses 7:645-655,1991を参照のこと )。免疫調節因子は、インビボおよびエクスビボの両方で活性であり得る。この ような因子の代表的な例としては、IL-1、IL-2(Karupiahら,J.Immunology 14 4:290-298,1990; Weberら,J.Exp.Med.166:1716-1733,1987; Gansbacherら ,J.Exp.Med.172:1217-1224,1990; 米国特許第4,738,927号)、IL-3、IL-4 (Tepperら,Cell 57:503-512,1989; Golumbekら,Science 254:713-716,1991 ; 米国特許第5,017,691号)、IL-5、IL-6(Brakenhofら,J.Immunol.139:4116 -4121,1987; WO第90/06370号)、IL-7(米国特許第4,965,195号)、IL-8、IL-9 、IL-10、IL-11、IL-12、IL-13(Cytokine Bulletin、1994年夏)、IL-14、およ びIL-15、特にIL-2、IL-4、IL-6、IL-12、およびIL-13、αインターフェロン(F interら,Drugs 42(5):749-765,1991; 米国特許第4,892,743号; 米国特許第4,9 66,843号; WO第85/02862号; Nagataら,Nature 284:316-320,1980; Familletti ら,Methods in Enz.78:387-394,1981; Twuら,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 86:2046-2050,1989; Faktorら,Oncogene 5:867-872,1990)、βインターフェ ロン(Seifら,J.Virol.65:664-671,1991)、γインターフェロン(Radford ら,The American Society of Hepatology 20082015,1991; Watanabeら,PNAS 86:9456-9460,1989; Gansbacherら,Cancer Research 50:7820-7825,1990; Ma ioら,Can.Immunol.Immunother.30:34-42,1989; 米国特許第4,762,791 号; 米国特許第4,727,138号)、G-CSF(米国特許第4,999,291号および同第4,810 ,643号)、GM-CSF(WO第85/04188号)、腫瘍壊死因子(TNF)(Jayaramanら,J .Immunology 144:942-951,1990)、CD3(Krissanenら,Immunogenetics 26:25 8-266,1987)、ICAM-1(Altmanら,Nature 338:512-514,1989; Simmonsら,Na ture 331:624-627,1988)、ICAM-2、LFA-1、LFA-3(Wallnerら,J.Exp.Med. 166(4):923-932,1987)、MHCクラスI分子、MHCクラスII分子、B7.1-.3、β2ミ クログロブリン(Parnesら,PNAS 78:2253-2257,1981)、シャペロン(例えば 、カルネキシン(calnexin))、MHC結合輸送体タンパク質またはそのアナログ(P owisら,Nature 354:528-531,1991)のようなサイトカインが挙げられる。1つ の好ましい実施態様において、この遺伝子はγインターフェロンをコードする。 免疫調節因子はまた、アゴニスト、アンタゴニスト、またはこれらの分子のリガ ンドであり得る。例えば、レセプターの可溶性形態は、それ自身因子の変異形態 として作用し得るように、これらの型の因子に対するアンタゴニストとして、し ばしば作用する。 上記で引用した免疫調節因子の一例は、B7ファミリー分子(例えば、B7.1-.3 同時刺激因子)のメンバーである。簡単に言えば、T細胞の完全な機能活性の活 性化は2つのシグナルを必要とする。1つのシグナルは、抗原特異的T細胞レセ プターと主要組織適合性複合体(MHC)分子に結合するペプチドとの相互作用によ り提供され、そして同時刺激と呼ばれる第2のシグナルは、抗原提示細胞によっ てT細胞に送達される。第2のシグナルは、T細胞によるインターロイキン-2( IL-2)の産生に必要とされ、そして抗原提示細胞上のB7.1-.3分子とTリンパ球上 のCD28およびCTLA-4レセプターとの相互作用を含むようである(Linsleyら、J.Ex p.Med.,173:721-730,1991aおよびJ.Exp.Med.,174:561-570,1991)。本発明の1つ の実施態様では、B7.1-.3は、CD8+T細胞が拡大し、そして完全に活性化される に十分なIL-2を産生するように、CD8+T細胞の同時刺激を引き起こすために腫瘍 細胞に導入され得る。同時刺激がもはやさらなるCTL機能には必要ではないので 、これらのCD8+T細胞は、B7を発現していない腫瘍細胞を死滅させ得る。同時刺 激B7.1-.3因子、および例えば、免疫原性HBVコアタンパク質の両方を発現するベ クターは、本明細書中に記載の方法を利用して作製され得る。これらのベクタ ーを用いて形質導入された細胞は、より効果的な抗原提示細胞になる。HBVコア 特異的CTL応答は、同時刺激リガンドB7.1-.3により完全に活性化されたCD8+T細 胞から増加される。 組換えレトロウイルス中にどの免疫調節因子を含有させるかの選択は、因子の 既知の治療効果に基づき得るか、または実験的に決定され得る。例えば、慢性B 型肝炎感染における既知の治療エフェクターは、アルファインターフェロンであ る。これは、患者の免疫不全を補い、そしてそれによって、疾患からの回復を助 けるのに有効であることが見出されている。あるいは、適切な免疫調節因子を実 験的に決定し得る。簡単に言えば、肝疾患の患者からまず血液サンプルを採取す る。肝炎抗原の免疫原性部分および免疫調節因子の発現を指向する組換えレトロ ウイルスを形質導入した自己細胞またはHLA適合細胞(例えば、EBV形質転換細胞 )でインビトロで抹消血リンパ球(PBL)を再刺激する。次いで、HLA適合形質導入 細胞を標的として用いるCTLアッセイのエフェクターとして、これらの刺激され たPBLを使用する。HLA適合刺激物質、および抗原のみをコードするベクターで形 質導入した標的細胞を用いて行った同じアッセイで見られるCTL応答の増加は、 有用な免疫調節因子であることを示す。本発明の1つの実施態様では、免疫調節 因子であるガンマインターフェロンが特に好ましい。 本発明はまた所望の抗原(例えば、ウイルス抗原、細菌抗原、または寄生虫抗 原を含む)の免疫原性部分をコードする組換えレトロウイルスも包含する。例え ば、本明細書中に記載の組換えレトロウイルスの1つにより投与された場合免疫 応答を示すように、HBV S抗原の種々の免疫原性部分を組合せ得る。さらに、異 なる領域においてHBVのS抗原オープンリーディングフレームについて見出され る大きな免疫学的多様性のために、特定の領域では投与のために抗原の特定の組 合せが好適であり得る。簡単に言えば、全てのヒトB型肝炎ウイルスSサンプル 中に見い出されるエピトープは、抗原決定基「a」と定義される。しかし互いに 排他的なサブタイプ抗原決定基がまた、二次元二重免疫拡散(Ouchterlony,Prog r.Allergy 5:1,1958)により同定されている。これらの抗原決定基は「d」ま たは「y」、および「w」または「r」と命名されている(LeBouvier,J.Infe ct.123:671,1971;Bancroftら、J.Immunol.109:842,1972 ;Courouceら、 Bibl.Haematol.42:1-158,1976)。この免疫学的多様性はB型肝炎ウイルスS 抗原オープンリーディングフレームの2つの領域の単一のヌクレオチド置換に起 因し、以下のアミノ酸変化を引き起こす:(1)B型肝炎ウイルスS抗原オープ ンリーディングフレーム中のリジン−122のアルギニンへの変換は、サブタイプ をdからyにシフトさせる、そして(2)アルギニン−160のリジンへの変換は 、サブタイプをrからwにシフトさせる。アフリカ黒人の間ではサブタイプayw が優性であり、一方米国および北ヨーロッパではサブタイプadw2がより豊富であ る(Molecular Biology of the Hepatitis B Virus,McLachlan 編、CRC Press, 1991)。当業者には明らかなように、投与の領域において流行している特定のB 型肝炎ウイルスサブタイプに適切な投与用のベクターを構築することが一般に好 ましい。特定の領域のサブタイプは、二次元二重免疫拡散により決定され得るか 、好ましくは、その領域の個体から単離されたHBVウイルスのS抗原オープンリ ーディングフレームを配列決定することにより決定され得る。 HBVにより示されるものにはまた、pol(「HBV pol」)、ORF5、およびORF6抗 原がある。簡単に言えば、HBVのポリメラーゼオープンリーディングフレームは 、感染した肝臓組織中のビリオンおよびコア様粒子に見い出される逆転写酵素活 性をコードする。ポリメラーゼタンパク質は少なくとも2つのドメインからなる :逆転写を開始するタンパク質をコードするアミノ末端ドメイン、ならびに逆転 写酵素およびRNase H活性をコードするカルボキシル末端ドメイン。HBV polの 免疫原性部分は、動物内で免疫応答を生成するために、目的の抗原を発現する組 換えレトロウイルスを動物に導入することにより、温血動物に投与され得る。同 様に、ORF5およびORF6(Millerら、Hepatology 9:322-327,1989)のような他 のHBV抗原が、本明細書に記載の組換えレトロウイルスを用いて発現され得る。 前述のように、B型肝炎抗原の少なくとも1つの免疫原性部分が、組換えレト ロウイルス中に取り込まれ得る。組換えレトロウイルスに取り込まれる免疫原性 部分は種々の長さであり得るが、一般的にはこの部分は少なくとも9アミノ酸の 長さであることが好ましく、そして全抗原を含有し得る。特定の配列の免疫原性 を予測することはしばしば困難であるが、T細胞のエピトープは、Falkら(Natur e 351:290,1991)に記載されているHLA A2.1モチーフを用いて予測され得る。こ の解析から、ペプチドが合成され得、そしてインビトロの細胞傷害性アッセイで 標的として使用され得る。しかし、他のアッセイもまた利用され得、このような アッセイとして例えば、新規に導入したベクターに対する抗体の存在を検出する ELISA、ならびにγインターフェロンアッセイ、IL−2産生アッセイ、および増 殖アッセイのようなTヘルパー細胞を試験するアッセイが挙げられる。 本発明の一つの実施態様では、C型肝炎抗原の少なくとも1つの免疫原性部分 は組換えレトロウイルスに取り込まれ得る。好ましいC型肝炎の免疫原性部分は CおよびNS3-NS4領域において見出され得る。なぜなら、これらの領域はC型肝 炎ウイルスの種々の型の間で最も保存されているからである(Houghtonら、Hepat ology 14.381-388,1991)。特に好ましい免疫原性部分は、種々の方法で決定され 得る。例えば、B型肝炎ウイルスに関して上述したように、ポリペプチドの免疫 原性部分の同定は、アミノ酸配列に基づいて予測され得る。簡単に言えば、当業 者に公知の様々なコンピュータプログラムを利用して、CTLエピトープを予測し 得る。例えば、Falkらによって記載されている(Nature 351:290,1991)HLAA2. 1モチーフを利用して、HLA A2.1ハプロタイプに対するCTLエピトープを予測し得 る。この分析から、ペプチドを合成し、そしてインビトロ細胞傷害性アッセイに おける標的として利用する。 本発明の別の局面では、B型肝炎癌腫細胞を破壊するための方法が提供される 。この方法は、免疫応答が生成されるように抗原Xの免疫原性部分の発現を指向 する組換えレトロウイルスを温血動物に投与する工程を含む。本明細書中に提供 される開示の内容によれば、当業者によってHBxAgをコードする配列は容易に入 手され得る。簡単に言えば、本発明の1つの実施態様では、ATCC 45020から、64 2bpのNcoI-TaqIを回収し、そして他のB型肝炎抗原について上述したように組 換えレトロウイルスに挿入する。 しかし、X抗原は、他の潜在的なオンコジーン(例えば、EIA)と類似した様 式で機能し得る既知のトランスアクチベーターである。従って、一般には最初に 遺伝子産物が非腫瘍形成性であるようにX抗原を変化させた後、これを組換えレ トロウイルスに挿入するのが好ましい。例えば、端の切断、点変異、成熟前停止 コドンの追加、またはリン酸化部位改変などを含む、種々の方法を利用してX抗 原を非腫瘍形成性にし得る。1つの実施態様において、X抗原をコードする、目 的の配列または遺伝子の端を切断する。端の切断によって、種々のフラグメント を産生し得るが、一般にはコード遺伝子配列の50%以上を保持しておくことが好 ましい。さらに、いかなる切断の後も遺伝子産物の免疫原性配列の一部を完全な まま保持しておくことが必要である。あるいは、本発明の別の実施態様では、複 数の翻訳終結コドンを遺伝子に導入し得る。終結コドンの挿入は、タンパク質の 発現を成熟前に停止させるため、タンパク質の形質転換部分の発現は防止される 。 X遺伝子またはその改変バージョンの腫瘍形成性を種々の方法で試験し得る。 代表的なアッセイとしては、ヌードマウスにおける腫瘍形成、軟寒天におけるコ ロニー形成、およびトランスジェニックマウスのようなトランスジェニック動物 の調製が挙げられる。 本発明の別の局面では、C型肝炎抗原の免疫原性部分の発現を指向する組換え レトロウイルスを温血動物に投与する工程を含む、C型肝炎癌腫細胞を破壊する ための方法が提供される。C型肝炎抗原の好ましい免疫原性部分は、コア抗原お よびNS1〜NS5領域を含有するポリペプチドにおいて見出され得る(Chooら,Proc . Natl.Acad.Sci.USA 88:2451-2455,1991)。特に好ましい免疫原性部分は 種々の方法によって決定され得る。例えば、上述したように、アミノ酸配列に基 づいて好ましい免疫原性部分を予測し得る。簡単に言えば、当業者らに公知の様 々なコンピュータプログラムを利用して、CTLエピトープを予測し得る。例えば 、Falkらによって記載されている(Nature 351:290,1991)HLA A2.1モチーフを 利用して、HLA A2.1ハプロタイプに対するCTLエピトープを予測し得る。免疫原 性部分を予測するのに利用され得るまた別の方法は、レトロウイルスを利用して どの部分がCTL誘導特性を有しているかをマウスにおいて決定することである(W arnerら,AIDS Res.and Human Retroviruses 7:645-655,1991を参照のこと) 。Warnerらに記載されているように、マウスにおけるCTL誘導を利用してヒトに おける細胞免疫原性を予測し得る。好ましい免疫原性部分はまたポリペプチド抗 原またはペプチドのどのフラグメントが、対応する遺伝子のベクター形質導入後 にフラグメントを発現する標的細胞の自己患者リンパ球(例えば、自己EBV-形質 転換リンパ球)による溶解を誘導し得るかを決定することにより、推定され 得る。 好ましい免疫原性部分はまた、以下のようにして選択され得る。簡単に言えば 、どの抗原性フラグメントが患者の血清中に存在するかを決定するために、HCV のような標的疾患に羅患した患者から採取した血液サンプルを、個々のHCVポリ ペプチド領域(例えば、HCVコア、E1、E2/SN1およびNS2〜NS5領域)に対する抗 体で分析する。一過性の緩解を得るためにαインターフェロンで処置された患者 では、いくつかの抗原決定基が消失し、そしてその抗原に対する内因性抗体に代 わる。このような抗原は、本発明に関しては免疫原性部分として有用である(Ha yataら,Hepatology 13:1022-1028,1991; Davisら,N.Eng.J.Med.321:1501 -1506,1989)。 コード配列の端を切断することによって、B型ウイルスまたはC型肝炎由来の 抗原ような、選択した抗原のさらなる免疫原性部分が得られ得る。例えば、HBV を用いて、以下の部位すなわちBst UI,SspI、Ppu M1およびMsp Iの端を切断し 得る(Valenzuelaら,Nature 280:815-19,1979; Valenzuelaら,Animal Virus Genetics: ICN/UCLA Symp.Mol.Cell Biol.,1980,B.N.FieldsおよびR.Jaen isch(編),57-70頁,New York: Academic)。適切な免疫原性部分および方法を 決定するためのさらなる方法についてはまた、C型肝炎の情況で後述する。 HBVの処置に関して、組換えレトロウイルスに取り込ませるのに特に好ましい 免疫原性部分としては、HBeAg、HBcAg、およびHBsAgsが挙げられる。さらに、2 以上の免疫原性部分(ならびに所望であれば免疫調節因子)を組換えレトロウイ ルスに取り込ませ得る。例えば、1つの実施態様では、B型肝炎抗原の免疫原性 部分およびC型肝炎ポリペプチドの免疫原性部分の両方の同時発現を指向する組 換えレトロウイルスを調製し得る。このような構築物は、B型またはC型のいず れかの急性肝炎感染または慢性肝炎感染を予防または処置するために投与され得 る。同様に、他の実施態様では、B型肝炎X抗原の免疫原性部分およびC型肝炎 ポリペプチドの免疫原性部分の両方の同時発現を指向する組換えレトロウイルス を調製し得る。このような構築物についても同様に、B型肝炎またはC型肝炎の いずれかに関連した肝細胞癌腫を処置するために投与され得る。さらに、B型肝 炎およびC型肝炎に慢性的に感染した個体は、肝細胞癌腫が発生する危険性がよ り高いため、このようなベクターはまた、この疾患に対する予防的処置として利 用され得る。 免疫原性部分はまた、他の方法によって選択され得る。例えば、HLA A2.1/Kb トランスジェニックマウスは、ウイルス抗原のヒトT細胞認識のモデルとして有 用であることが示されている。簡単に言えば、インフルエンザおよびB型肝炎ウ イルス系において、マウスT細胞レセプターレパートリーは、ヒトT細胞によっ て認識されるものと同一の抗原決定基を認識する。両方の系において、HLA A2.1 /Kbトランスジェニックマウスにおいて生成されたCTL応答を、HLA A2.1ハプロタ イプのヒトCTLによって認識されるエピトープと実質的に同一のエピトープに指 向させる(Vitielloら,J.Exp.Med.173:1007-1015,1991; Vitielloら,Abst ract of Molecular Biology of Hepatitis B Virus Symposia,1992)。 本発明の免疫原性タンパク質はまた、これらをより免疫原性の高いものにする ために当該分野において公知の種々の方法によって操作され得る。このような方 法の代表的な例としては、Tヘルパーエピトープに対応するアミノ酸配列を追加 すること;疎水性残基を添加することによって細胞取り込みを促進すること;粒 子構造を形成することによって細胞取り込みを促進すること;またはこれらの任 意の組み合わせが挙げられる(一般的に、Hart,前出,Milichら,Proc.Natl.A cad.Sci.USA 85:1610-1614,1988; Willis,Nature 340:323-324,1989; Grif fithsら,J.Virol.65:450-456,1991を参照のこと)。 本発明はまた、種々のネコの疾患(例えば、ネコ白血病ウイルス(「FeLV」)感 染およびネコ免疫不全ウイルス(「FIV」)感染を含む)の処置のための組成物お よび方法、ならびにこれらの疾患の予防のためのワクチンを含む。これらのウイ ルスは、PCT出願第US 93/09070号においてさらに十分に議論される。 簡単に述べると、ネコ白血病ウイルス(FeLV)は、オンコルナウイルスサブファ ミリーのレトロウイルスである。現在、FeLVには、そのエンベロープ抗原gp70お よびp15Eにより区別される3つのサブグループA、BまたはCが存在すると考え られている。FeLVはまた、全てのFeLVサブグループで高度に保存される多くのコ ア抗原(p15、p12、p27、およびp10を含む)から構成される(Geeringら、Vir.36 :678-680,1968;Hardyら、JAVMA 158:1060-1069,1971;Hardyら、Science 166:1 019-1021,1969を参照のこと)。本発明の1つの実施態様において、組換えレトロ ウイルスは、p15gag、p12gag、p27gag、p10gag、p14pol、p80pol、p46pol、gp70 env、およびp15envからなる群より選択されるネコ白血病ウイルス抗原の少なく とも一部分の発現を導く。特に好ましい実施態様において、組換えレトロウイル スは、gp85envの発現を導く。これらの抗原をコードする配列は、明細書中で提 供された開示(Donahueら、J.Vir.62(3):722-731,1988;Stewartら、J.Vir.58(3): 825-834,1986;Kumarら、J.Vir.63(5):2379-2384,1989;Elderら、J.Vir.46(3):87 1-880,1983;Berryら、J.Vir.62(10):3631-3641,1988;Laprevotteら、J.Vir.50(3 ):884-894,1984を参照のこと)を与えられた当業者により容易に得られ得る。 ネコ免疫不全ウイルス(FIV)は、逆転写酵素(RT)のマグネシウム要求性および ウイルス粒子の形態に基づいて、レンチウイルスサブファミリーのレトロウイル スとして分類されている(Pederesenら、Science 235:790-793,1987を参照のこと )。ネコ免疫不全ウイルスは、形態学的かつ抗原的に他のネコレトロウイルス( ネコ白血病ウイルス、C型オンコルナウイルス(RD-114)、およびネコシンシチウ ム形成ウイルス(FeSFV)を含む)とは異なる(Yamamotoら、「Efficacy of exper imental FIV vaccines」,(要約),First International Conference of Feline Immunodeficiency Virus Researchers,University of California,Davis,CA,Sep .4-7,1991を参照のこと)。本発明の1つの実施態様において、組換えレトロウ イルスは、p15gag,p24gag、p10gag、p13pol、p62pol、p15pol、およびp36polか らなる群より選択されるネコ免疫不全ウイルス抗原の少なくとも1つの免疫原性 部分の発現を導く。特に好ましい実施態様において、組換えレトロウイルスは、 gp68env,gp27env、およびrevの発現を導く。本発明の情況において、「rev」は 、revオープンリーディングフレームに対応する抗原をいうと理解される(Philli psら、First International Conference,上掲)。これらの抗原をコードする配 列は、本明細書中で提供された開示(Phillipsら、J.Vir.64(10):4605-4613,1990 ;Olmstedら、PNAS 86:2448-2452,1989;Talbottら、PNAS 86:5743-5747,1989を参 照のこと)を与えられた当業者により容易に得られ得る。 さらに他の例は、非腫瘍形成性の改変遺伝子(例えば、ras(ras*)遺伝子(WO 93/10814を参照のこと))の発現を指向する組換えレトロウイルスを包含す る。簡単に説明すると、ras*遺伝子は、新生物表現型に因果的に結びつけられる ため魅力的な標的であり、確かに広範な明確なガン(例えば膵臓癌腫、大腸癌腫 、および肺腺癌腫)の腫瘍形成の誘導および維持に必要であり得る。さらに、ra s*遺伝子は前新生物腫瘍において見いだされ、従って免疫介在療法が、悪性腫瘍 の検出の前に行われ得る。 正常ras遺伝子は非腫瘍形成性であり、すべての哺乳動物に遍在する。これは 進化の過程で高度に保存されており、細胞周期および正常な増殖特性の維持に重 要な役割を果たすようである。正常rasタンパク質は、GTPに結合しGTPase活性を 有するG-タンパク質であり、そして外部環境から細胞内部へシグナルを伝達す ることに関与しており、それにより細胞が環境に応答することを可能にする。一 方ras*遺伝子は、細胞の挙動を環境から切り離すことにより新生物細胞の正常な 増殖調節を変化させ、それにより新生物細胞の制御されない増殖を導く。ras遺 伝子の変異は癌腫形成の初期の事象であると考えられ(Kumarら、「Activation o f ras Oncogenes Preceding the Onset of Neoplasia」Science 248:1101-1104 ,1990)、これは早期に処置されれば腫瘍形成を予防し得る。 ras*遺伝子は広範なガン(例えば、膵臓癌腫、大腸癌腫、および肺腺癌腫を含 む)に存在する。しかし、種々のガンで見られるras*遺伝子に発生する変異の範 囲は極めて限定されている。これらの変異は、正常なオン/オフスイッチを構成 性のオンの位置に切り換えることにより、rasタンパク質のGTPase活性を変化さ せる。ras*の腫瘍形成性変異は、(インビボでは)主に3つのコドン:12、13、 および61にのみ起きる。ヒトおよび動物の腫瘍の両方において、コドン12の変異 が最も多い。 本発明の別の実施態様において、改変p53(p53*)遺伝子の発現を指向する組換 えレトロウイルスが提供される。簡単に説明すると、p53は形質転換細胞の抽出 物中で最初に発見された核リンタンパク質であり、従って最初はオンコジーンと して分類された(LinzerおよびLevine,Cell 17:43-52,1979;LaneおよびCraw ford,Nature 278:261-263,1979)。後に、元のp53 cDNAクローンはp53の変異 体形態であることが発見された(Hindsら、J.Virol.63:739-746,1989)。今で は、p53は細胞周期を負に制御する腫瘍抑制遺伝子であり、そしてこの遺伝 子の変異が腫瘍形成を導き得るようである。研究された大腸癌腫のうち75%〜80 %はp53の両方の対立遺伝子の欠損を示す(一方は欠失により、他方は点変異に よる)。肺ガンならびに脳腫瘍および乳腫瘍でも同様の変異が見られる。 p53変異の多く(例えば、p53*1、p53*2など)は、アミノ酸残基130〜290の間 に集中している(Levineら、Nature 351:453-456,1991を参照のこと;および 特異的変異をさらに詳細に説明する以下の文献も参照のこと:Bakerら、Science 244:217-221,1989;Nigroら、Nature 342:705-708,1989(p53変異は4つの 高度に保存された遺伝子領域に適合する4つの「ホットスポット」に集中し、そ してこれらの変異はヒトの脳腫瘍、乳腫瘍、肺腫瘍、および大腸腫瘍で観察され る);Vogelstein,Nature 348:681-682,1990;Takahashiら、Science 246:4 91-494,1989;Iggoら、Lancet 335:675-679,1990;Jamesら、Proc.Natl.Ac ad.Sci.USA 86:2858-2862,1989;Mackayら、Lancet 11:1384-1385,1988; Kelmanら、Blood 74:2318-2324,1989;Malkinら、Science 250:1233-1238,1 990;Bakerら、Cancer Res.50:7717-7722,1991;Chibaら、Oncogene 5:1603 -1610,1990(初期の非小細胞肺ガンの病因は、p53遺伝子のコドン132〜283の間 の体細胞性変異が関係している);Prosserら、Oncogene 5:1573-1579,1990( アミノ酸126〜224をコードするp53遺伝子の変異が初期乳ガンで同定された);C hengおよびHass、Mol.Cell.Biol.10:5502-5509,1990;Bartekら、Oncogene 5:893-899,1990;Rodriguesら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 87:7555-7559 ,1990;Menonら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 87:5435-5439,1990;Mulliga nら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 87:5863-5867,1990;およびRomanoら、Onc ogene 4:1483-1488,1990(ヒトの骨肉腫由来細胞株HOS-SLのコドン156のp53変 異の同定)。 p53遺伝子の特定の改変は、特定の特異的トキシンが原因であり得る。例えば 、Bressacら(Nature 350:429-431,1991)は、肝細胞癌腫を罹患した患者のコ ドン249の特異的なGからTへの変異を記載している。この変異の1つの示唆さ れている原因物質は、アフリカで食物汚染物質として知られている肝臓発ガン物 質であるアフラトキシンB1である。 特に影響を受ける遺伝子の4つの領域は、残基132〜145、171〜179、239〜248 、 および272〜286に存在する。特に興味深い3つの「ホットスポット」は、残基17 5、248、および273に存在する(Levineら、Nature 351:453-456,1991)。これら の改変ならびに上述の他の改変により、新規のコード配列を含有するタンパク質 の産生がもたらされる。これらの配列によってコードされる新規タンパク質は腫 瘍形成性細胞のマーカーとして使用され得、そしてこれらの新規コード領域に対 して指向された免疫応答は、改変配列(p53*)を含有する腫瘍形成性細胞を破壊す るのに使用され得る。 本発明の別の実施態様において、改変Rb(Rb*)遺伝子の発現を指向する組換え レトロウイルスが提供される。簡単に説明すると、網膜芽細胞腫は、染色体バン ド13q14に位置するRbと称される遺伝子座の欠損に関連している子供の眼のガン である。この領域由来の遺伝子がクローニングされており、これは、約110kdの 核リンタンパク質を産生する(Friendら,Nature 323:643,1986; Leeら,Scien ce 235:1394,1987;およびFungら,Science 236:1657,1987)。 Rbは細胞増殖の負の制御因子であると考えられており、そして転写制御および 細胞周期調節における役割を有する。Rbは、核において見いだされる少なくとも 7個のタンパク質と結合し、特にE2F(Bagchiら,Cell 62:659-669,1990)およ びDRTF(ShivjiおよびLa Thangue,Mol.Cell.Biol.11:1686-1695,1991)の 両方で称される細胞転写因子と関与しているようである。Rbは、細胞増殖に関与 している様々な核タンパク質を隔絶することによって細胞増殖を制限すると考え られている。 Rb遺伝子内の欠失が検出されている。これは、Rb遺伝子が腫瘍形成性を担い得 ることを実証する。これらの欠失には、例えば、前立腺ガンおよび膀胱ガン細胞 株のエキソン21における欠失(Booksteinら,Science 247:712-715,1990; Horo witzら,Science 243:937,1989)、肺の小細胞癌腫のエキソン16の欠失(Shew ら,Cell Growth and Diff.1:17,1990)、およびエキソン21と27との間の欠失 (Shewら,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 87:6,1990)が含まれる。これらのエ キソンが欠失することで、欠失したエキソンの接合部に新規なコード配列を含有 するタンパク質の産生がもたらされる。この新規なタンパク質コード配列は腫瘍 形成性細胞のマーカーとして使用され得、そしてこの新規なコード領域に対して 指向された免疫応答は、Rbエキソン欠失を含む腫瘍形成性細胞を排除し得る。 本発明の別の実施態様において、ウィルムス腫瘍の原因となる改変遺伝子の発 現を指向する組換えレトロウイルスが提供される。簡単に説明すると、ウィルム ス腫瘍は代表的には16歳未満の子供に見られる。10,000人に一人の子供にこの腫 瘍が発生するが、これは子供のガンの約5%を占めている。この腫瘍は、通常、 線維状の疑似嚢に囲まれた大きな腹部塊としてそれ自体を提示する。腫瘍の約7 %は一方の腎臓において多巣性であり、そして5.4%は両方の腎臓と関与してい る。ウィルムス腫瘍遺伝子は染色体11p13に局在し、そして腫瘍抑制遺伝子に特 徴的なcDNAクローン(wt1)が単離されている(Callら,Cell 60:509,1990; Gess lerら,Nature 343:744,1990; Roseら,Cell 60:495,1990; およびHaberら, Cell 61:1257,1990)。wt1遺伝子は、4個の亜鉛フィンガーと、グルタミンお よびプロリンリッチのアミノ末端とを有するタンパク質をコードする。このよう な構造は、転写および調節機能に関連していると考えられる。 ウィルムス腫瘍遺伝子の変異には、第3亜鉛フィンガーと第4亜鉛フィンガー との間へのリジン、スレオニン、およびセリンの挿入が含まれる。このような挿 入物を含有しているwt1タンパク質は、EGR-1部位とは結合しない。第2の別の変 異が起こると、約17個のアミノ酸が亜鉛フィンガードメインのすぐNH2末端側の 領域に挿入される(Maddenら,Science 253:1550-1553,1991; Callら,Cell 60 :509,1990; Gesslerら,Nature 343:744,1990; Roseら,Cell 60:495,1990; Haberら,Cell 61:1257,1990;およびBucklerら,Mol.Cell.Biol.11:1707,1 991)。 本発明の別の実施態様において、改変ムチンの発現を指向する組換えレトロウ イルスが提供される。簡単に説明すると、ムチンは、約50%の炭水化物を含有す る高分子量糖タンパク質である。多形性上皮ムチン(PEM)は、ガン患者の血清 中に見い出される腫瘍関連ムチン(Girlingら,Int.J.Cancer 43:1072-1076, 1989)である。全長cDNA配列が同定されている(Gendlerら,J.Biol.Chem.26 5(25):15286-15293,1990; Lanら,J.Biol.Chem.265(25):15294-15299,1990 ;およびLigtenbergら,J.Biol.Chem.265:5573-5578,1990)。乳腫瘍および 膵臓腫瘍はいずれも、20アミノ酸のタンデム反復(Jeromeら,Cancer Res.51:2 908-2916,1991)を有する同一のコア配列を伴うムチンを発現する。乳腫瘍に発 達し、膵臓腫瘍標的と交差反応するCTL株は、さらに特定の20アミノ酸のタンデ ム反復(上述のJeromeら)を特異的に認識するようである。20アミノ酸のタンデ ム反復のうちの1個以上をコードする配列が、この配列を有する腫瘍細胞に対す る免疫応答を生じさせるために、本発明の組換えレトロウイルスによって発現さ れ得る。 本発明の別の実施態様において、改変DCC(結腸直腸癌腫において欠失)遺伝 子の発現を指向する組換えレトロウイルスが提供される。簡単に説明すると、結 腸直腸腫瘍における対立遺伝子欠損の極めて一般的な領域は染色体18qであり、 これは癌腫の70%より多くで、および後期腺腫のほぼ50%で欠損している。この 領域由来の推定的な腫瘍抑制遺伝子(DCC)が同定されている(Fearonら,1990 )。これは、神経細胞接着分子(NCAM)およびコンタクチン(contactin)などの 細胞表面接着分子に対し有意な相同性を有するタンパク質をコードする(Edelma n,Biochem 27:3533-3543,1988によって概説される)。このタンパク質は、お そらく正常な細胞-細胞および/または細胞-細胞外マトリックス相互作用におけ る改変によって、結腸直腸腫瘍の発達に何らかの役割を果たしていると考えられ る。 DCC遺伝子は、正常な結腸粘膜において発現するが、その発現は結陽直腸癌腫 の大部分では減少されるか、または存在しない(Solomon,Nature 343:412-414, 1990)。この発現損失は、DCC遺伝子の体細胞性変異と関連している場合がある 。370kbを有するDNAの連続ストレッチがクローニングされている。これは、およ そ750アミノ酸のタンパク質をコードする(Fearonら,「Identification of a C hromosome 18q Gene That Is Altered in Colorectal Cancers」Science 247:49 -56,1990)。 本発明の別の実施態様において、MCC(結腸直腸ガンで変異)またはAPCの発現 を指向する組換えレトロウイルスが提供される。MCCおよびAPCはいずれも腫瘍抑 制遺伝子として同定されている(Kinzlerら,Science 251:1366-1370,1991)。 これは、家族性肉腫ポリープ症(FAP)において変異するものである。FAPは、ガ ンを引き起こす最も一般的な常染色体優性疾患であると考えられており、そして 米国では5,000個体に少なくとも一人の割合で罹患している(Nishihoら,Scienc e 253:665-669,1991)。罹患個体では通常、結腸および直腸において数百から 数千個の腺種ポリープが形成され、これが進行して癌腫になり得る。ガードナー 症候群(「GS」、FAPの変異体)は、結腸および直腸の多発性腺種と一緒に、類 腱腫、骨腫、およびその他の新生物を提示する。この増殖は、染色体5qにおいて 見いだされる家族性腺腫ポリープ症遺伝子(特に、MCCおよびAPC)の欠損または 不活性化によって誘導されると考えられる。 例えば、Nishihoら(前出)において、FAPおよびGS患者において以下のAPC遺 伝子の生殖系列変異が認められた:(1)コドン280、セリンから終結への変異 (下顎骨腫のある患者)、(2)コドン302、2例の別々の患者(一方は類腱腫 を伴う)におけるアルギニンから終結への変異、(3)コドン414、下顎骨腫の ある患者におけるアルギニンからシステインへの変異、(5)コドン713、下顎 骨腫のある別の患者におけるセリンから終結への変異(Nishihoら,Science 253 :665-669,1991)。さらに、6つの点変異がMCCコドン番号12、145、267、490、 506、および698において同定され、そして、さらに4つの体細胞性変異がAPCに おいて同定された(コドン番号289、332、438、および1338)。 本発明の他の実施態様において、「オン」または「オフ」モードで機能的にロ ックまたはスタックされた改変レセプターの発現を指向する組換えレトロウイル スが提供される。簡単に説明すると、多くの細胞レセプターが、外部環境をモニ ターし、細胞に適宜応答するようシグナルを送ることによって、細胞成長に関与 している。モニターまたはシグナル伝達機構のいずれか一方でも欠如すると、こ の細胞は外部環境にもはや応答しなくなり、そして制御されない成長を示し得る 。多くの異なるレセプターまたはレセプター様構造が改変細胞成分として機能し 得る。これには、例えば、neuおよび変異型または改変型の甲状腺ホルモンレセ プター、PDGFレセプター、インシュリンレセプター、インターロイキンレセプタ ー(例えばIL-1、-2、-3などのレセプター)あるいはG-CSF、GM-CSF、またはM-C SFレセプターなどのCSFレセプターが含まれる。 例えば、neu(ヒト上皮成長因子レセプター「HER」または上皮成長因子「EGF 」レセプターとも呼ばれる)は、乳ガンに罹患した女性の少なくとも28%に見 られる改変レセプターである。このタンパク質をコードするcDNAクローンが単離 されている(Slamonら,Science 244:707-712,1989; Slamonら,Cancer Cells 7:371-380,1989; Shihら,Nature 290:261,1981)。このクローンは、細胞外 ドメイン、膜貫通ドメイン、および細胞内ドメインを有するタンパク質をコード する(Schechter,Nature 312:513,1984; Coussensら,Science 230:1132,198 5)ため、neuレセプターをコードすると考えられる。 化学的に誘導した神経膠芽腫細胞から単離したラットneu遺伝子の研究は、そ の遺伝子が664位でバリンからグルタミン酸への単一変異を含むことを示す(Bar gmannら,EMBO J.7:2043,1988)。他の研究では、N-エチル-N-ニトロソウレア で処置したベビーラットが神経系に悪性腫瘍を発生させた。発生した47個の三叉 神経鞘腫および12個の神経鞘腫はいずれもneu遺伝子の664位でTからAへの塩基 転換を保有していた(Nikitinら,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 88:9939-9943, 1991)。 その他の改変レセプターもまた、選択された腫瘍細胞を破壊するために、組換 えレトロウイルスによって発現され得る。例えば、染色体3p21〜p25における欠 失は、小細胞肺癌腫と関連している(Leducら,Am.J.Hum.Genet.44:282-287 , 1989)。欠失は、DNA結合甲状腺ホルモンレセプター(THR)をコードしなけれ ばERBAb遺伝子において生じると考えられる。 上述のようなレセプターの改変により、新規なコード配列を含むタンパク質( またはレセプター)の産生がもたらされる。これらの配列によってコードされる 新規なタンパク質は腫瘍形成性細胞のマーカーとして使用され得、そしてこれら の新規なコード領域に対して指向された免疫応答は、改変配列または遺伝子を含 有する腫瘍形成性細胞を破壊するのに用いられ得る。 変化した細胞成分が細胞を腫瘍形成性にすることに関係しているならば、変化 した細胞成分を非腫瘍形成性にすることが必要である。例えば、1つの実施態様 において、変化した細胞成分をコードする目的の配列または遺伝子は、遺伝子産 物を非腫瘍形成性にするために端が切断される。変化した細胞成分をコードする 遺伝子は種々のサイズに端が切断され得るが、変化した細胞成分をできるだけ保 持することが好ましい。さらに、端が切断されても、変化した細胞成分の免疫原 性配列の少なくともいくつかは無傷であることが必要である。あるいは、複数の 翻訳終結コドンを、変化した細胞成分をコードする遺伝子内の免疫原性領域の下 流に導入し得る。終結コドンの挿入は、早期にタンパク質発現を終結させ、従っ てタンパク質の形質転換部分の発現を防止する。 1つの実施態様において、ras*遺伝子はras*タンパク質を非腫瘍形成性にする ために端が切断される。簡単に説明すると、ras*のカルボキシ末端のアミノ酸は 、機能的にタンパク質を細胞膜に結合させる。これらの配列の端の切断は、変化 した細胞成分を非腫瘍形成性にする。好ましくは、ras*遺伝子はプリン環形成に おいて、例えば、アミノ酸番号110をコードする配列の近辺で端が切断される。 約20アミノ酸(改変アミノ酸を含む)程度が組換えレトロウイルスによりコード されるように、ras*遺伝子配列の端を切断し得るが、好ましくはできるだけ多く のアミノ酸が(非腫瘍形成性を維持しながら)発現されるべきである。 別の実施態様において、細胞成分を非腫瘍形成性にするためにp53*タンパク質 を端の切断により改変する。前述のように、必ずしもすべてのp53タンパク質の 変異が腫瘍形成性ではなく、従って必ずしもすべての変異で端が切断される必要 はない。それにも関わらず、好適な実施態様では、p53*は、アミノ酸100〜300を コードし、それによって4つすべての主要な「ホットスポット」を含む配列に端 が切断される。 腫瘍形成性である他の変化した細胞成分もまた、それらを非腫瘍形成性にする ために、端が切断され得る。例えば、neuおよびbcr/ablの両方を、これらを非腫 瘍形成性にするために端を切断し得る。非腫瘍形成性は、前述のように端が切断 された変化した細胞成分をアッセイすることにより確認され得る。 しかし、変化した細胞成分が一般に非腫瘍形成性細胞に関連するのみで、そし て細胞を腫瘍形成性にするのに必要でないか、または必須でない場合は、細胞成 分を非腫瘍形成性にする必要がないことに注目すべきである。腫瘍形成性でない このような変化した細胞成分の代表例は、Rb*、ユビキチン*、およびムチン*を 含む。 前述のように、適切な免疫応答を生じさせるために、変化した細胞成分はまた 免疫原性でなければならない。T細胞のエピトープはしばしば免疫原性で両親媒 性のαらせん成分を有するが、多くの場合、特定の配列の免疫原性は予測するこ とが難しい。しかし、一般に、アッセイにおいて免疫原性を決めることが好まし い。代表的なアッセイには、新規に導入したベクターに対する抗体の存在を検出 するELISA、ならびにγインターフェロンアッセイ、IL−2産生アッセイ、およ び増殖アッセイのようにTヘルパー細胞を試験するアッセイが含まれる。免疫原 性を決定するための特に好ましい方法はCTLアッセイである。 少なくとも1つの抗腫瘍剤をコードする配列がいったん得られたら、この配列 が非腫瘍形成性タンパク質をコードすることを確認することが好ましい。特定の 細胞成分の腫瘍形成性を評価する種々のアッセイが公知であり、そして容易に達 成され得る。代表的アッセイには、ヌードマウスまたはラットにおける腫瘍形成 、軟寒天中のコロニー形成、およびトランスジェニック動物(例えばトランスジ ェニックマウス)の調製などが含まれる。 本発明のこの局面および多くの他の局面のために、ヌードマウスまたはラット における腫瘍形成は、抗腫瘍剤の腫瘍形成性を決定するのに特に重要でかつ高感 度な方法である。ヌードマウスは機能的な細胞免疫系が欠如しており(すなわち 、CTLを有さない)、従って細胞の腫瘍形成性の可能性を試験するのに有用なイ ンビボのモデルを提供する。正常な非腫瘍形成性細胞は、ヌードマウス中で注入 されても、制御されない増殖性質を示さない。しかし、形質転換細胞は、ヌード マウス中で急速に増殖し、そして腫瘍を発生させる。簡単に説明すると、1つの 実施態様において、組換えレトロウイルスは同系のマウスの細胞に送達され、次 にヌードマウスに投与される。腫瘍の増殖を決定するために投与後2〜8週間、 マウスを肉眼で観察する。また腫瘍が存在するか否かを決定するために、マウス を屠殺し検屍し得る(Giovanellaら、J.Natl.Cancer Inst.48:1531-1533,1 972;Fureszら、「Tumorigenicity testing of cell lines considered for pro duction of biological drugs」Abnormal Cells,New Products and Risk,Hopp sおよびPetricciani編、Tissue Culture Association,1985;およびLevenbook ら、J.Biol.Std.13:135-141,1985)。腫瘍形成性はまた、軟寒天中のコロ ニー形成を可視化することによっても評価され得る(MacPhersonおよびMontagnie r,Vir.23:291-294,1964)。簡単に説明すると、正常な非腫瘍形成性細胞の 1つの性質は、「接触阻害」(すなわち、細胞は隣接する細胞に接触すると増殖 を止める)である。細胞を半固体寒天支持培地中にプレートすると、正常な細胞 は迅速に接触阻害されて増殖を止めるが、腫瘍形成性細胞は増殖し続けて軟寒天 中でコロニーを形成する。 トランスジェニックマウスのようなトランスジェニック動物はまた、抗腫瘍剤 の腫瘍形成性を検定するために利用され得る(例えば、Stewartら,Cell 38:627 -637,1984; Quaifeら,Cell 48:1023-1034,1987;およびKoikeら,Proc.Natl. Acad.Sci.USA 86:5615-5619,1989)。トランスジェニック動物において、目 的の遺伝子を動物の全ての組織において発現させ得る。このような導入遺伝子の 非調節発現は、新たに導入した遺伝子の腫瘍形成性の可能性についてのモデルと して役立ち得る。 腫瘍形成性に関する研究に加えて、一般に投与前に組換えレトロウイルスの毒 性を決定することが好ましい。当業者において周知の様々な方法を利用して、こ のような毒性を測定し得る。その一例として、例えば、種々のタンパク質および 酵素の全身レベルならびに血液細胞の容量および数を測定する臨床化学アッセイ が挙げられる。 本発明はまた、免疫ダウンレギュレーション可能な組換えレトロウイルスを提 供する。簡単に説明すると、不適切または不要な免疫応答の特異的なダウンレギ ュレーションが自己免疫疾患、または疑似自己免疫疾患(例えば、慢性肝炎、糖 尿病、慢性関節リウマチ、移植片対宿主疾患、およびアルツハイマー)、または 骨髄のような異種組織の移植おいて、移植(MHC)抗原の表面発現を抑制する免 疫抑制ウイルス遺伝子産物、またはその活性部分を用いて、操作され得る。本発 明において、遺伝子産物の「活性部分」は、生物学的活性のために保持されてい なければならない遺伝子産物のフラグメントである。このようなフラグメントま たは活性ドメインは、ヌクレオチド配列をそのタンパク質配列から系統的に除去 し、得られる組換えレトロウイルスで標的細胞を形質転換し、FACS分析またはそ の他の免疫学的アッセイ(例えば、CTLアッセイ)を用いて、細胞表面上のMHCク ラスI提示を測定することによって容易に同定され得る。これらのフラグメント は、タンパク質全体をコードする配列の大きさがウイルスキャリアのキャパシテ ィを超える場合に特に有用である。あるいは、MHC抗原提示インヒビタータンパ ク質の活性ドメインは酵素的に消化され得、そして活性部分が生化学的な方法に よって精製され得る。例えば、このタンパク質の活性部分をブロックするモノク ローナル抗体が、切断されたタンパク質の活性部分を単離および精製するために 用いられ得る(Harlowら,Antibodies: A Laboratory Manual,Cold Springs Ha rbor,1988)。 1つの実施態様において、その抑制は、アクセサリー分子(例えば、CD8、細 胞内接着分子-1(ICAM-1)、ICAM-2、ICAM-3、白血球機能抗原-1(LFA-1)(Altmann ら,Nature 338:521,1989)、B7.1-.3分子(Freemanら,J.Immunol.143:2714 , 1989)、LFA-3(Singer,Science 255:1671,1992; Rao,Crit.Rev.Immunol . 10:495,1991)またはその他の細胞接着分子)に加えて自己MHC分子に関連す る修飾されたペプチドの提示の活性化を特異的に阻害することによって遂げられ る。MHCクラスI分子に関連した抗原ペプチド提示は、CTL活性化を導く。MHC抗原 提示を阻害することが予想される産物を発現し得る特定の配列の移行および安定 的な組み込みは、CD8+CTLのようなT細胞の活性化をブロックし、それにより移 植片拒絶を抑制する。標準的なCTLアッセイが、この応答を検出するために用い られ得る。抗原提示経路の成分として、45Kd MHCクラスI重鎖、β2-ミクログロ ブリン、プロテアーゼのようなプロセシング酵素、アクセサリー分子、カルネキ シン(Gaczynskaら、Nature、365:264-282、1993)のようなシャペロン、および 輸送体タンパク質(例えば、PSF1、TAP1およびTAP2(Driscollら、Nature、365: 262-263、1993))が挙げられる。 他の例において、β2-ミクログロブリンに結合し得る遺伝子産物または遺伝子 産物の活性部分の発現を指向する組換えレトロウイルスが提供される。簡単に説 明すると、抗原提示のためのMHCクラスI分子の細胞表面への移動には、β2-ミク ログロブリンとの会合が必要である。このように、β2-ミクログロブリンと結合 し、そしてこれがMHCクラスIとの会合を阻害するタンパク質は、間接的にMHCク ラスI抗原提示を阻害する。適したタンパク質としては、H301遺伝子産物が挙げ られる。簡潔に記載すると、ヒトサイトメガロウイルス(CMV)から得られたH30 1遺伝子は、MHCクラスI分子の重鎖上のβ2-ミクログロブリン結合部位と配列相 同性のある糖タンパク質をコードする(Browneら,Nature 347:770,1990)。H3 01はβ2-ミクログロブリンと結合し、それによりMHCクラスI分子の成熟が妨げら れ、形質転換細胞を細胞傷害性T細胞によって認識し得ないようにし、MHCクラ スI拘束性免疫監視を逃れる。 別の実施態様において、新たに合成されたMHCクラスI分子と細胞内で結合する タンパク質またはタンパク質の活性部分の発現を指向する組換えレトロウイルス が提供される。この結合は、MHCクラスI分子の小胞体からの移行を妨げ、その結 果末端グリコシル化の阻害が生じる。これは、これらの分子の細胞表面への移動 をブロックし、CTLによる細胞認識および溶解を防止する。例えば、E3遺伝子の 産物の1つが、MHCクラスI分子の形質転換細胞表面への移動を阻害するために使 用され得る。より具体的には、E3は、アデノウイルス2ゲノムのE3領域から転写 された19kD膜貫通糖タンパク質であるE3/19Kをコードする。本発明に関して、組 織細胞は、発現時にE3/19Kタンパク質を産生するE3/19K配列を含む組換えレトロ ウイルスで形質転換される。E3/19Kタンパク質は、MHCクラスI表面分子の表面発 現を阻害し、組換えレトロウイルスにより形質転換された細胞は免疫応答を逃れ る。その結果、ドナー細胞は、移植片拒絶のリスクを引き下げて移植され得、移 植患者においても最小限の免疫抑制措置が要求されるのみであり得る。これは、 受容可能なドナー・レシピエントキメラ状態が、より少ない合併症で存在するこ とを可能とする。同様の処置が、全身エリテマトーデス、多発性硬化症、慢性関 節リウマチまたは慢性B型肝炎感染を含むいわゆる自己免疫疾患を処置するため に使用され得る。 別の免疫抑制方法として、アンチセンスメッセージ、リボザイム、または現存 している自己反応性のT細胞クローンに特異的な他の遺伝子発現インヒビターの 使用が挙げられる。これらは、自己免疫応答を担う特定の不要なクローンのT細 胞レセプターの発現をブロックする。アンチセンス、リボザイム、またはその他 の遺伝子が、ウイルスベクター送達系を用いて導入され得る。 上述したものとは異なる他のタンパク質で、MHCクラスI抗原提示を阻害、抑制 、あるいはダウンレギュレーションする機能を有するタンパク質がまた、同定さ れ、そして本発明に関連する範囲で利用され得る。このようなタンパク質、特に 哺乳 動物の病原体由来のタンパク質(および、代わりに、その活性部分)を同定する ために、MHCクラスI抗原提示を阻害し得ると考えられるタンパク質またはその活 性部分を発現する組換えレトロウイルスが、BCのようなテスター細胞株に形質転 換される。その候補のタンパク質をコードする配列を有するおよび有さないテス ター細胞株が、CTLアッセイにおけるスティミュレータおよび/または標的と比 較される。形質転換したテスター細胞に対応する細胞溶解の減少は、候補のタン パク質がMHC提示を阻害し得ることを示す。 多くの感染性疾患、ガン、自己免疫疾患、および他の疾患には、ウイルス粒子 と細胞、細胞と細胞、または細胞と因子の相互作用が含まれる。ウイルス感染に おいて、ウイルスは通常は感受性細胞の表面のレセプターを介して細胞に入る。 ガンにおいて、細胞は他の細胞または因子由来のシグナルに不適切に応答し得る かまたはまったく応答しない。自己免疫疾患において、「自己」マーカーの不適 切な認識が存在する。本発明において、そのような相互作用は、相互作用におけ るパートナーのいずれかに対するアナログをインビボで産生する組換えレトロウ イルスを利用することによりブロックされ得る。 このブロッキング作用は細胞内、細胞膜上、または細胞外で起こり得る。ブロ ッキング剤のための遺伝子を保有するウイルス(特に組換えレトロウイルス)の ブロッキング作用は、感受性細胞の内部から、または病原性相互作用を局所的に ブロックするブロッキングタンパク質の一種を分泌するかのいずれかにより媒介 され得る。 例えば、HIVの場合、相互作用の2つの物質はgp120/gp41エンベロープタンパ ク質およびCD4レセプター分子である。従って適切なブロッカーは、病原作用を 引き起こさずHIVの侵入をブロックするHIV envアナログ、またはCD4レセプター アナログのいずれかを発現する組換えレトロウイルスである。CD4アナログは、 隣接する細胞を保護するように分泌され、そして機能し、一方gp120/gp41はベク ター含有細胞のみを保護するように、分泌されるかまたは細胞内でのみ産生され る。安定性または補体溶解性を増大するために、CD4にヒト免疫グロブリン重鎖 かまたは他の成分を添加することが有利であり得る。そのようなハイブリッド可 溶性CD4をコードする組換えレトロウイルスの宿主への送達は、安定なハイブリ ッド分子の連続的な供給をもたらす。 HIV envの発現を導くベクター粒子がまた構築され得る。どの部分が明白な病 原性の副作用なしにウイルス吸着を阻止し得るかは当業者に明らかである(Wille yら、J.Virol.62:139,1988;Fisherら、Science 233:655,1986)。 本発明の別の局面は、細胞型において欠失、変異、または発現されない場合に 、その細胞型において腫瘍形成を導く、抑制遺伝子の送達を包含する。ウイルス ベクターによる欠失した遺伝子の再導入は、これらの細胞における腫瘍の表現型 の退縮を導く。悪性腫瘍は、細胞増殖に比較した細胞の末端分化の阻害と考えら れ得るので、腫瘍の分化を導く遺伝子産物の送達および発現はまた、一般的には 退縮を導くはずである。 上記の核酸分子をコードする配列は、種々の供給源から得られ得る。例えば、 改変細胞産物をコードする配列を含むプラスミドは、例えばAmerican Type Cult ure Collection(ATCC、Rockville、Maryland)のような受託機関、またはAdvan ced Biotechnologies(Columbia、Maryland)のような市販の供給源から得られ 得る。上記配列のいくつかを含有するプラスミドの代表例としては、ATCC No.41 000(rasの12番目のコドンにおけるGからTへの変異を含む)、およびATCC No.41 049(12番目のコドンにおけるGからAへの変異を含む)が挙げられる。 上記の物質をコードする他の核酸分子、ならびに本発明において使用するため に有利な他の核酸分子は、種々の供給源、例えばAmerican Type Culture Collec tion(ATCC、Rockville,Maryland)のような受託機関、またはBritish Bio-Tec hnology Limited(Cowley,Oxford、England)のような市販の供給源から容易に 得られる。代表例として、BBG12(127アミノ酸の成熟タンパク質をコードするGM −CSF遺伝子を含有する)、BBG6(γインターフェロンをコードする配列を含有す る)、ATCC No.39656(TNFをコードする配列を含む)、ATCC No.20663(αインタ ーフェロンをコードする配列を含む)、ATCC No.31902およびNo.39517(βインタ ーフェロンをコードする配列を含む)、ATCC No.67024(インターロイキン-1bをコ ードする配列を含む)、ATCC No.39405,No.39452、No.39516、No.39626、およびN o.39673(インターロイキン-2をコードする配列を含む)、ATCC No.59399、No.59 398、およびNo.67326(インターロイキン-3をコードする配列を含む)、ATC C No.57592(インターロイキン-4をコードする配列を含む)、ATCC No.59394およ びNo.59395(インターロイキン-5をコードする配列を含む)、そしてATCC No.671 53(インターロイキン-6をコードする配列を含む)が挙げられる。 分子的にクローニングされたB型肝炎ウイルスをコードするゲノムは、種々の 供給源、例えば、American Type Culture Collection(ATCC,Rockville,Maryland )から入手され得る。例えば、ATCC No.45020は、pBR322(Moriartyら、Proc.Nat l.Acad.Sci.USA 78:2606-2610,1981)のBamHI部位にB型肝炎の全ゲノムDNA (精製したDane粒子から抽出された)(Blumら、TIG 5(5):154-158,1989の図 3を参照のこと)を含む。(ATCC No.45020の配列に生じる修正可能な間違いに注 意のこと)。 あるいは本発明の使用のためのcDNA配列は、その配列を発現するかまたは含む 細胞から得られ得る。簡潔に記載すると、1つの実施態様において、目的の遺伝 子を発現する細胞由来のmRNAは、オリゴdTまたはランダムプライマーを用いて逆 転写酵素により逆転写される。次いでその1本鎖cDNAが、所望の配列のいずれか の側の配列に相補的なオリゴヌクレオチドプライマーを用いてPCR(米国特許第4 ,683,202号、同第4,683,195号および同第4,800,159号を参照のこと。またPCR Te chnology:Principles and Applications for DNA Amplification,Erlich(編 )、Stockton Press,1989も参照)により増幅され得る。特に2本鎖DNA は、熱 安定性Taqポリメラーゼ、配列特異的DNAプライマー、ATP,CTP、GTPおよびTTPの 存在下で、加熱により変性される。合成が完了すると2本鎖DNAが産生される。 このサイクルは何回も繰り返され得、所望のDNAが何乗倍も増幅される。 本明細書中に記載される組換えレトロウイルスにより、保持されるおよび/ま たは発現される核酸分子は、例えば、Applied Biosystems Inc.のDNA合成機(例 えば、APB DNA合成機モデル392(Foster City、California))で合成され得る。 C.標的組織の前処置: レトロウイルスベクターは、優先して分裂細胞に感染することが知られている (Millerら、(1990)Molec.Cell Biol.10:4239を参照のこと)。標的組織における 分裂細胞の数を増加させ、それにより本発明のレトロウイルスベクターによる標 的細胞感染の効率を増大させるために使用され得る種々の技術が存在する。例え ば、成長因子は、標的細胞を刺激して、レトロベクター組み込みが起こり得る細 胞周期の一部に侵入するために使用され得る。このような成長因子およびその標 的組織としては、以下が挙げられるがこれらに限定されない: 神経系細胞および平滑筋細胞に作用するタンパク質SおよびGas6;平滑筋細胞 、胃腸上皮、肝臓肥満貯蔵細胞、歯髄細胞、線維芽細胞、内皮細胞、メサンギウ ム細胞、およびアストロサイトに作用するトロンビン;平滑筋細胞に作用する第 Xa凝固因子;神経系細胞に作用する神経成長因子;胎盤および子宮内膜に作用す るCSF-1;腎臓、骨、皮膚、脂肪組織、気道平滑筋細胞、胃腸上皮、神経組織、 筋肉、および小胞細胞に作用するIGF-1;胃腸上皮、皮膚、および脂肪組織に作 用するインスリン;尿路上皮(urotherium)、哺乳動物上皮、皮膚、肝臓、および 胃腸上皮に作用するKGF;胃腸上皮、歯髄、神経組織、線維芽細胞、結合組織、 内耳感覚上皮、結腸、骨、II型肺胞細胞、角膜、および平滑筋細胞に作用するTG F;腎臓、平滑筋細胞、メラノサイト、心筋、および神経膠星状細胞に作用する エンドセリン;腎臓、気道平滑筋細胞、胃腸上皮、神経組織、および結合組織に 作用するPDGF;腎臓、皮膚、神経組織、内耳感覚上皮、結合組織、線維芽細胞、 子宮内膜、肝臓、および腸に作用するEGF;肝臓、腎臓、哺乳動物上皮、胃腸上 皮、肺胞上皮、メラノサイト、胎盤、およびII型肺胞細胞に作用するHGF;前立 腺、胸、肺、結腸、卵巣、肝臓、および腎臓に作用するPSA;肝臓、腎臓、およ び哺乳動物上皮に作用するインジュリン(injurin)およびHGFアクチベーター;神 経細胞、腎臓、内皮、線維芽細胞、皮膚、骨格筋、結合組織、メラノサイト、角 膜、骨髄、歯髄細胞、肝臓、メラノサイト、平滑筋細胞、および甲状腺小胞細胞 に作用するFGF;内皮細胞に作用するVEGF;肝臓、腎臓、および線維芽細胞に作 用するArgバソプレッシン;骨に作用する甲状腺ホルモン;結腸に作用するアゾ キシメタン;肝臓および歯髄に作用するプロスタグランジン;線維芽細胞に作用 するIL1;T細胞に作用するIL2;筋肉に作用するIL15;肝臓に作用するトリヨー ドチロニン;筋肉および骨に作用するLIF;皮膚に作用するアンフィレグリン(am phiregulin);線維芽細胞に作用する可溶性トロンボモジュリン;赤血球前駆体 に作用する幹細胞因子;軟骨細胞、および骨に作用する骨形成タンパク質1;肝 臓に作用する骨形態発生タンパク質;メラノサイトに作用するMGF;メラノサイ トに作用するMGSA;哺乳動物上皮、ケラチノサイト、およびシュワン細胞に作用 するヘレグリン;ならびにメラノサイトに作用するメラノトロピン。成長因子は また、組み合わせて用いられ得るが、特に1つまたはいくつかのEGF、IGF、PDGF 、FGF、またはKGFからなる混合物に限定され得ない。特に、特定の標的組織の細 胞分裂を刺激することが知られている複数の成長因子は、組織における分裂細胞 の割合を増加させるように組み合わせて用いられ得る。上記のおよび他の成長因 子の作用はまた、デキストラン(dextan)硫酸、ヘパリン、および他の硫酸化グリ コサミノグリカン、FBP、ロイコトリエン、プロスタグランジン、オレイン酸、H GFアクチベーター、アンドロゲン、エストロゲン、エタノール、PF4、ならびにT GFβアンタゴニストを含むが、これらに限定されない物質を用いて強化され得る 。上記の成長因子または他の物質を用いた処置はまた、インビボでその物質を投 与することにより生じ得るか、またはエクソビボ処置のような他の処置調製にお いてもまた使用され得る。 肝臓は、遺伝子治療について魅力のある器官である。なぜなら、循環により容 易に接近し得、そして遺伝異常に関与する種々のタンパク質(第VIII因子を含む )の供給源であるからである。本発明のレトロウイルスベクターを用いる肝臓を 標的化する遺伝子治療は、肝臓の良性増生を誘導するための前処置を伴って、ま たは伴わないで行われ得る。肝臓の良性増生を誘導するための前処置は、例えば 、肝臓成長因子(hGF)での処置により、および/または成長因子αを形質転換する ことにより達成され得る(例えば、Liuら、(1994)Hepatology 19:1521を参照のこ と)。成長因子治療に加えて、肝臓細胞成長また、栄養的操作により刺激され得 る。種々の異なる栄養レジメンが使用され得る。例えば、ある期間のタンパク質 欠乏後の高タンパク質食事の消費は、DNA合成および細胞分裂を刺激するために 用いられ得る(Meadら、(1990)Cancer Res.50:7023-7030を参照のこと)。 特定の組織における細胞分裂の刺激の別の例は、シクロオキシダーゼインヒビ ター(例えば、胃粘膜における増生を誘導するインドメタシン)の使用である。 特に、インドメタシンは、十二指腸粘液および空腸粘液におけるDNA合成および 細胞クリアランスを増加させることが知られている(Uribeら、(1992)Dig.Dis.Sc i.37:403-408を参照のこと)。従って、インドメタシンまたは非ステロイド抗炎 症剤を用いる前処置は、胃粘膜における細胞増生を増加させるために使用され得 る。特に、プロスタグランジンに加えて、プロスタグランジンE2は、形質導入さ れた腸細胞の保持を増加させるための遺伝子治療ビヒクルの導入後、使用され得 る。 D.細胞培養 上記のように、本発明は、ヒトに対する投与に適した高力価の組換えレトロウ イルス調製物を提供する。このような高力価の調製物を産生するために、下記の 細胞培養方法は高力価の組換えレトロウイルスを産生し得るために提供される。 簡単に述べると、広範に多様な方法(例えば、発酵槽またはバイオリアクター、 ローラーボトル、細胞ホテルまたは細胞ファクトリー、および中空ファイバー培 養の使用を含む)が使用され得る。 特に、バイオリアクターまたは発酵槽について、細胞は好ましくはマイクロキ ャリア(すなわち、Cytodex1またはCytodex2;Pharmacia,Piscataway,N.J.3〜15 g/Lマイクロキャリアの範囲の濃度)で増殖される。適切な培地、および増殖条 件は、実施例17の代表的な例示により記載される。 ローラーボトルについて、適切な条件は、マイクロキャリアを利用しないこと を除いて、バイオリアクターについて上述された条件を含む。一般に、細胞は、 15%〜20%FBSを加えたDMEM培地を含む850cm2ローラーボトル(「FALCON」 Corning ,Corning New York)において増殖される。好ましくは、ボトルは汚染を避ける ために密閉されるが、「開いた」ボトルもまた、適切な条件下(例えば、5%CO2 )で利用され得る。一般に、ローラーボトルは、0.5rpm/分の回転速度で、37℃の 温度でインキュベートされる。 細胞ファクトリーはまた、大規模の細胞培養および組換えレトロウイルスの産 生について利用され得る。簡単に述べると、細胞ファクトリー(「細胞ホテル」 とも呼ばれる)は、典型的に2、10、または40個のトレイを含み、そして汚染さ れていないポリスチレンから成型され、Nuclon D表面を提供するように処理さ れ、そしてお互いを超音波結合することにより組み立てられる。一般に、これら のファクトリーは、試薬の添加、または培養液の除去についてチャンバーへの接 近を可能にする2つのポートチューブを有する。10層のファクトリーは、増殖細 胞について6000cm2の表面領域を提供し、これは27 T-225フラスコにほぼ等しい 。細胞ファクトリーは、種々の製造者(例えば、Nuncを含む)から利用可能であ る。 大部分の細胞型は、3〜6日間、培地中に高力価のベクターを産生し得、複数 の収穫を可能にする。各細胞型は、培養物播種後の最適収穫時間、および最適収 穫日数を決定するために試験される。細胞は、典型的に、細胞ファクトリーに播 種するための必要な細胞数が得られるまで、まずローラーボトルにおいて2〜20 %のFBSを補充したDMEM中で増殖される。次いで、細胞はファクトリーに播種さ れ、そして2Lのベクターを含む培養物上清は、4日間、毎日収穫される。新鮮な DMEM/FBSを用いて、培養物を再補充する。 本発明の別の局面において、中空ファイバー培養法が、組換えレトロウイルス の産生のために提供される。簡単に述べると、細胞が減少された培地中で高密度 まで培養される場合、中空ファイバー培養を用いた高力価のレトロウイルス産生 は、ウイルス濃度の増加に基づく。細胞は栄養を与えられ、そして老廃物は多数 の毛細ファイバー管腔を通って循環する大容量の新鮮培地を用いて希釈される。 細胞は、細胞老廃物が毛細ファイバー中の30,000ダルトン孔を通る拡散により栄 養物に交換されるバイオリアクターチャンバー中の毛細ファイバーの外側の空間 で培養される。細胞株から産生されるレトロウイルスは非常に大きいので30,000 ダルトン孔の膜を通過できない。従って、このレトロウイルスは細胞側で中空フ ァイバーバイオリアクター中に濃縮される。細胞側で培養される培地の容量は、 組織培養ディッシュまたはフラスコにおいて培養された同等の細胞密度のために 必要とされる容量よりも約10〜100倍低い。毛細管のレトロウイルス力価を組織 培養デイッシュでの力価またはフラスコでの力価と比較すると、この容量倍数の 減少は力価の誘導倍数に逆に相関する。個々のレトロウイルスプロデュサー細胞 株が毛細ファイバー増殖状態に適する場合、力価で10〜100倍の誘導が示される 。最大細胞密度を達成するために、個々の細胞株は非常に密接に近接して、かつ お互いの先端で増殖し得なければならない。多くの細胞株は、この様式で増殖せ ず、そしてこれらのタイプの細胞株に基づくレトロウイルスパッケージング細胞 株は、 力価において10倍の増加を達成しないかもしれない。非常に良好に増殖する細胞 株は、非接着性の細胞株であり、そして非接着性の細胞株に基づくレトロウイル スプロデュサー株は、組織培養ディッシュまたはフラスコと比較される力価にお いて100倍の増加を達成し得る。 元の設計における収穫手順は、産生されたベクターを収穫するために、シリン ジを用いて取り除き、培養上清を取り替える手順である。このシリンジ手順は、 付随する高い危険性の潜在的な汚染を有し、これは媒体流路の有意な数の手動結 合および非結合を必要とする。しかし、培養物を汚染する危険性を低下させ、収 穫し得る毎日の容量を増加させ、そして培養系を操作するために必要とされる時 間を減少する便利な手順が考案されている。現在、収穫手順が、新鮮培地の正確 な容量を送達し、同容量の収穫物質と交換するためのバッチ蠕動ポンプを用いて 行われ、次いで4℃で保存される収集ボトルへ薄い線管を通して送達される。ポ ンプバッチ配列は、特定の時点にセットされ得るタイマーにより作動され、そし てポンプは、1日24時間、任意の収穫物質のセットされた容量を収穫するように 調節され得る。次いで、回収された上清は凍結され、前の収穫物とともにプール され得るか、または他に記載のように処理され得る。この回収手順は、任意の中 空ファイバー系(セラミックマトリックス高密度培養系を含むCellco(Rockville ,Maryland)、Unisyn(Tustin,CA)、またはCellex(Coon Rapids,MN)系を含む)に ついて使用され得る。 E.組換えレトロウイルス粒子の濃縮および精製 上記のように、本発明は、治療調製物の純度を増大させるため、ならびに投与 され得る組換えレトロウイルスの力価を増大させるために、組換えレトロウイル スの濃縮および精製のための方法を提供する。広範な種々の方法(例えば、硫酸 アンモニウムを用いた組換えレトロウイルスの沈澱、ポリエチレングリコール(「 PEG」)濃縮、PERCOLLのような勾配またはショ糖のような「緩衝物」の存在下ま たは非存在のいずれかでの遠心分離による濃縮、濃縮フィルターの使用(例えば 、Amicon濾過)、および2相分離)が、ウイルス濃度および純度を増大するため に利用され得る。これらの各方法を、さらに詳細に以下に記載する。 簡単に述べると、硫酸アンモニウムを用いた組換えレトロウイルスの沈澱によ る濃縮を達成するために、硫酸アンモニウムを、ゆっくりと適切な濃度まで添加 し、その後、遠心分離を行い、そして透析または疎水性カラムでの分離のいずれ かによって硫酸アンモニウムを除く。しかし、この方法を用いた困難さは、組換 えレトロウイルスの濃縮に加えて、他のタンパク質破壊物もまた濃縮され得るこ とである。 あるいは、組換えレトロウイルスは、PEGを用いて培養培地から濃縮され得る( Greenら、PNAS 67:385-393,1970;Syrewiczら、Appl.Micro.24:488-494,1972)。 このような方法は、迅速で、簡単で、そして費用がかからない。しかし、硫酸ア ンモニウム沈澱と同様に、PEGの使用はまた、溶液から他のタンパク質を濃縮す る。 他の実施態様において、組換えレトロウイルスは、遠心分離、さらに詳細には 低速遠心分離により濃縮され得る。簡単に述べると、低速遠心分離は、組換えレ トロウイルスを濃縮し得、その一方で高速遠心分離に伴うペレット化に関連する 困難さを避ける(例えば、ウイルスの破壊または不活性化)。低速遠心分離によ るウイルス濃縮の特に好ましい方法は、実施例15にさらに詳細に以下に記載され る。 本発明のなお別の局面において、組換えレトロウイルスは、水性2相分離法に より濃縮され得る。簡単に述べると、ポリマーの水性2相系は、水に2つの異な る非融和性ポリマーを溶解することにより調製され得る。多くの水溶性ポリマー 対が、このような2相系の構築(例えば、ポリエチレングリコール(「PEG」)ま たはメチルセルロース、およびデキストランまたはデキストラン硫酸を含む)に 利用され得る(Walter and Johansson,Anal.Biochem.155:215-242,1986;Albertss on,「Partiton of Cell Particles and Macromolecules」Wiley,New York,1960を 参照のこと)。以下の実施例13においてさらに詳細に記載されるように、PEGは5 %〜8%(好ましくは、6.5%)の濃度の範囲で、そしてデキストラン硫酸は0.4 %〜1%(好ましくは、0.4%)の濃度の範囲で利用し、組換えレトロウイルス の精製に適した水性2相系が確立され得る。このような手順を利用して、約1.4 リットルの粗製研究グレードの上清を、総出発レトロウイルスの約50%を回収す る一方で、10mL容量にまで減少し得る。 例示の目的のために、いくつかの濃縮段階を組み合わせる1つの代表的な濃縮 プロセスを以下に示す。簡単に述べると、組換えレトロウイルスは、濃縮の前に 、ローラーボトル、細胞ファクトリー、またはバイオリアクターのいずれかから 調製され得る。好ましくは、プロデュサー細胞からの組換えレトロウイルスの毎 日の収穫、それに続く新鮮培地の添加が好ましい。組換えレトロウイルスを含む 取り出された培地は、-70℃で凍結され得るかまたは、さらに好ましくは、処理 の前に大量にプールされたバッチにおいて2℃〜8℃で保存され得る。 バイオリアクターから得られた物質については、組換えレトロウイルスプール を、最初に、0.65umフィルター(Sartorious)と直列に連結した0.8umフィルター( 1.2umガラスファイバープレフィルター、0.8umセルロースアセテート)を通して 澄明化した。このフィルター配列は、約2平方フィートのフィルターを提供し、 そして詰まる前に、約15〜20リットルのプールされた物質を処理し得る。ローラ ーボトルまたは細胞ファクトリーから得られた物質については、1個の0.65umカ ートリッジ(2平方フィート)は、通常、40リットルまでの容量を処理する。80リ ットルの細胞ファクトリープロセスについては、5平方フィートフィルターが必 要とされ得る。 好ましくは、澄明化後、フィルターを緩衝液(150mM NaCl、25mM Tris(pH7.2〜 7.5))でリンスする。この工程により、80%〜120%の範囲の組換えレトロウイル スを回収し得た。 澄明化後、組換えレトロウイルスを、Filtronユニットおよび300,000mwカット オフのSigma Screenカセットを利用して、タンジェンシャルフロー限外濾過によ り濃縮する。バイオリアクター物質(12%〜16%FBSを含む)については、4〜 5リットルの物質がカセットあたりで濃縮され得る。12〜16%FBSでのローラー ボトルまたは細胞ファクトリーについては、5〜6リットルの物質がカセットあ たりで濃縮され得る。最終的に、10%FBSを含有する細胞ファクトリーについて は、8〜9リットルの物質がカセットあたりで濃縮され得る。濾液(8psi)と残留 液(10psi)との間の2psiの圧力差を利用して、80リットルまでの物質が、2時間 以下で500mL未満の容量まで濃縮され得る。このプロセスはまた、約80%の収率 を提供する。 限外濾過工程に続いて、DNAseを50U/mLの濃度に添加し、そして30分間閉じら れた濾過ラインを用いて、より低いポンプスピードで再循環する。レトロウイル スが限外濾過の間に形成されたゲル層中にトラップされた場合、この工程はトラ ップされたレトロウイルスを破壊し、そして回収を改善する。 次いで、不連続ダイアフィルトレーションは、4リットルのさらなる緩衝液を 添加し、そして上記の同じ交差差圧を利用することにより達成される。一般に、 この工程後の回収は、約70%である。 次いで、濃縮された物質を、最少塩およびイオン強度の濃度として、50mM NaC lおよび25mM Tris(pH7.2〜7.5)を利用して、Phamacia S-500 HGサイズ排除ゲル でカラムクロマトグラフィーに供する。一般に、組換えレトロウイルスは、最初 のピークにおいて溶出する。 タンジェンシャルフロー濾過は、もう1回、200ml以下までに容量をさらに減 少するために利用され得る。最終的に、濃縮された物質は、0.2um Milliporeフ ィルター(PVDFまたはSterivex)を通す濾過により滅菌される。 F.アッセイ 本発明の他の局面において、得られた産物を評価または定量するための方法( 例えば、クマシーブルーまたは銀染色を用いた染色、その後のデンシトメトリー スキャニングが続く方法)とともに、非変性ゲル(例えば、4〜15%勾配ポリア クリルアミドゲル)を利用して、レトロウイルス粒子を定量するための方法が提 供される。このような方法は、生存ベクター粒子と非生存ベクター粒子との間を 区別し得ないが、それらが比較的単純で、かつ迅速であるため有利である。この ような方法の1つの代表的な例は、さらに詳細に以下の実施例10に示す。 本発明の他の局面において、アッセイがサンプル中の組換えレトロウイルスの 力価を測定するために提供される。代表的には、このようなアッセイは、選択マ ーカーの存在、または青色クローンの形成に基づき得る。しかし、特定の実施態 様において、選択マーカーをコードする遺伝子を含まない組換えレトロウイルス が提供される。従って、抗体およびPCRアッセイ(それらのうち後者を以下に記 載する)が、レトロウイルス力価を決定するために使用され得る。PCRを使用し て、本明細書中に記載の組換えレトロウイルスに独特の配列を増幅するために、 種々のプライマーが必要とされる。このようなプライマーは、当業者により容易 に設計され得、そして使用されるレトロウイルスベクター骨格およびそれらの成 分、増幅されることが望まれる特定の領域などに依存する。特定のプライマー対 の代表的な例は、LTR配列、パッケージングシグナル配列またはレトロウイルス 骨格の他の領域に特異的な配列を含み、目的の核酸分子(すなわち、非異種配列 )に特異的なプライマーを含む。 簡単に述べると、本発明の1つの実施態様において、PCR力価測定アッセイは 、収穫前の少なくとも16時間6ウェルプレートで組換えレトロウイルスを用いて 形質導入された既知数の細胞の増殖により行われる。プレートあたり1つのウェ ルが、カウントのために犠牲にされる。他のウェルからの細胞を溶解し、そして その内容物を単離する。DNAをQUIAmp DNA単離キット(QUIAgen,Inc.,Chatsworth, CA)を用いて調製する。DNAを、サンプルあたり5×106個細胞等量/μLに再懸濁 する。 力価を算出するために、標準曲線は、5×106個の非形質導入HT 1080細胞(ネ ガティブコントロール)および公知のベクターで形質導入され、そして細胞ゲノ ムあたり1コピーのそのベクターを有する5×106個のHT 1080細胞(ポジティブ コントロール)から単離されたDNAを用いて作製される(例えば、ネオマイシン 耐性のような選択マーカーをコードする組換えレトロウイルスで形質導入された パッケージング細胞株から調製され得る)。この標準曲線は、異なる量のポジテ ィブおよびネガティブコントロールDNAを組合せ、そして組換えレトロウイルス の特定の領域に特異的なプライマーを用いたPCRによりそれらからの特異的な配 列を増幅することにより作製される。標準曲線作製のための混合物の代表群を以 下に示す: 各チューブからの5μlを、8個の反応チューブの1つに入れ(2連もまた好 ましい)、残りを-20℃で保存する。各サンプルDNA調製物からの5μlを、2連 でそれ自身の反応チューブ内に置く。次いで、PCR反応(50μL総容量)は、試験 されるべきチューブあたり、以下の成分を含む45.0μLの反応混合物を添加する ことにより開始される:24.5μLの水、5μLの10×反応PCR緩衝液、4μLの25mM MgCl2、4μLのdNTPs(2.5mMの各dATP.dGTP、dCTP、およびdTTPを含む)、5 μLのプライマー混合物(100ngまたは各プライマー)、0.25μLのTaqStartモノ クローナル抗体(Clontech Laboratories,Inc.,Palo Alto,CA)、1.00μL TaqStar t緩衝液(Clontech Labs,Inc.)、および0.25μL AmpliTaq DNAポリメラーゼ(Perk in-Elmer,Inc.,Norwalk,CN)。反応混合物を反応チューブに等分する直前に、1 μLのα-32P dCTP(250μCi;3000 C/mmol,10 mCi/mL,Amersham Corp.,Arlingto n Heights,IL)を、反応混合物に添加する。45.0μLの反応混合物を各反応チュー ブに等分した後、チューブに蓋をし、そしてサーモサイクラー内に置く。特定の 変性、アニーリング、伸長時間および温度、ならびにサーモサイクルの数は、使 用されるプライマー対のサイズおよび核酸組成に依存して変化する。次いで、20 〜25の増幅サーモサイクルを行う。次いで、5μLの各反応物を、DE81イオン交 換クロマトグラフィーペーパー(Whatman,Maidstone,England)上にスポットし、 そして10分間風乾する。次いで、フィルターを、1洗浄あたり100mL 50mM Na2PO4 、pH7、200mM NaClで5回洗浄し、この後風乾し、次いで、サランラップでサン ドイッチする。定量は、PhosphoImager SI(Molecular Dynamics,Sunnyvale,CA) で行われる。代表的には、フィルターは蛍光体スクリーンに曝露さる。このスク リーンは、適切な期間、代表的には約120分間、電離放射線からのエネルギーを 貯蔵する。曝露の後、蛍光体スクリーンを、スキャンし、これにより光が元の フィルター上の放射能に比例して放射される。次いで、スキャンの結果をダウン ロードし、そしてcpm(縦座標)対ポジティブコントロールDNAの%(横座標)とし て対数スケールでプロットする。各サンプルの力価(感染ユニット/mL)は、DNAが 単離された細胞の数に、細胞を形質導入するために使用された組換えレトロウイ ルスの容量で割った、検出された放射能に基づく標準曲線から決定される百分率 (10進法の形態に変換される)を掛けることにより計算される。当業者により認 識されるように、比色定量法のような他の検出方法はまた、増幅産物を標識する ために使用され得る。 G.処方 本発明の他の局面において、組換えレトロウイルスが再構成において哺乳動物 細胞に感染し得るように、感染性組換えレトロウイルスを保存する方法が提供さ れる(米国特許出願第08/153,342号を参照のこと)。簡単に述べると、上記のよう に精製されるか、または濃縮された組換えレトロウイルスは、水性懸濁液を形成 するために、最初に十分な量の処方緩衝液を組換えレトロウイルスを含有する培 地に添加することにより保存され得る。処方緩衝液は、水中にサッカライド、高 分子量構造添加剤、および緩衝成分を含む水溶液である。本発明に関連する範囲 において利用されるように、「緩衝化合物」または「緩衝成分」は、水性懸濁液 を所望のpHに維持するために機能する物質を言うことが理解されるべきである。 この水溶液はまた、1つ以上のアミノ酸を含み得る。 組換えレトロウイルスはまた、精製された形態で保存され得る。さらに詳細に は、処方緩衝液の添加の前に、上記の粗製組換えレトロウイルスは、フィルター を通過させることにより不純物を除去され得、次いで、例えば、交差フロー濃縮 システム(Filtron Technology Corp.,Nortborough,MA)により濃縮され得る。1 つの実施態様において、DNaseが外性DNAを消化するために濃縮物に添加される。 次いで、この消化物は、過剰な培地成分を取り除くためにダイアフィルトレート され、そしてさらに望ましい緩衝化溶液における組換えレトロウイルスを確立す る。次いで、ダイアフィルトレートがSephadex S-500ゲルカラムに通され、そし て精製された組換えレトロウイルスが溶出される。十分な量の処方緩衝液がこの 溶出物に添加され、所望の最終濃度の構成成分(例えば、実施例9を参照のこと )に達し、かつ組換えレトロウイルスを最小限に希釈する。次いで、水性懸濁液 は保存される(好ましくは-70℃)かまたはすぐに乾燥される。上記のように、 処方緩衝液は、水中にサッカライド、高分子量構造添加剤、および緩衝成分を含 む水溶液である。この水溶液はまた、1つ以上のアミノ酸を含み得る。 粗製組換えレトロウイルスはまた、イオン交換カラムクロマトグラフィーによ って精製され得る。この方法は、米国特許出願第08/093,436号にさらに詳細に記 載される。一般に、粗製組換えレトロウイルスは、フィルターを通過させること により不純物が除去され、そして濾過物は高度にスルホン化されたセルロースマ トリックスを含むカラムに積載される。この組換えレトロウイルスは、高塩緩衝 液を用いることにより精製された形態でカラムから溶出される。次いで、高塩緩 衝液は、分子排除カラムを通過することによりさらに所望の緩衝液に交換される 。次いで、上記のように、処方緩衝液の十分な量が精製された組換えレトロウイ ルスに添加され、そして水性懸濁液は直ちに乾燥されるか、または保存(好まし くは-70℃)される。 粗製または精製形態の水性懸濁液は、凍結乾燥または周囲の温度での蒸発によ り乾燥され得る。詳細には、凍結乾燥は、ガラス転移温度以下または水性懸濁液 の共融点温度以下で水性懸濁液を冷却する工程、および冷却された懸濁液から昇 華により水を取り除き、凍結乾燥レトロウイルスを形成する工程を含む。簡単に 述べると、処方された組換えレトロウイルスのアリコートは、凍結乾燥器(Super modulyo 12K)を備えたEdwards冷却チャンバー(3棚(shelf)RC3Sユニット)に置 かれる。Phillipsら(Cryobiology 18;414,1981)に記載の多段階凍結乾燥手順を 用いて、好ましくは-40℃〜-45℃の温度で、処方された組換えレトロウイルスを 凍結乾燥する。得られた組成物は、凍結乾燥レトロウイルスの重量の10%より少 ない水を含む。一旦凍結乾燥されると、組換えレトロウイルスは、安定であり、 そして以下にさらに詳細に記載のように-20℃〜25℃で保存される。 蒸発方法において、水は、蒸発により周囲の温度で水性懸濁液から除去される 。1つの実施態様において、水は、スプレー乾燥(EP 520,748)により除去される 。スプレー乾燥手順において、水性懸濁液は、予熱されたガス(たいていは空気 ) の流れに送られ、ここで水は急速に懸濁液の飛沫から蒸発する。スプレー乾燥装 置は、多くの製造者から入手可能である(例えば、Drytec,Ltd.,Tonbridge,Engl and;Lab-Plant,Ltd.,Huddersfield,England)。一旦脱水されると、組換えレトロ ウイルスは安定であり、そして-20℃〜25℃で保存され得る。本明細書中に記載 の方法において、乾燥または凍結乾燥されたレトロウイルスの得られる水分含有 量は、Karl-Fischer装置(EM Science AquastarTMVIB容積測定タイトレーター、C herry Hill,NJ)の使用、または重力測定法により測定され得る。 以前に記載のように処方に用いられる水溶液は、サッカライド、高分子量構造 添加剤、緩衝成分、および水からなる。この水溶液はまた、1つ以上のアミノ酸 を含み得る。これらの組成物の組合せは、凍結および凍結乾燥、または蒸発によ る乾燥での組換えレトロウイルスの活性を保つように作用する。好ましいサッカ ライドは、ラクトースであるが、他のサッカライド(例えば、スクロース、マン ニトール、グルコース、トレハロース、イノシトール、フルクトース、マルトー スまたはガラクトース)もまた使用され得る。さらに、サッカライドの組合せは 、例えば、ラクトースおよびマンニトール、またはスクロースおよびマンニトー ルが使用され得る。特に好ましいラクトースの濃度は、3重量%〜4重量%であ る。好ましくは、サッカライドの濃度は、1重量%〜12重量%で変化する。 高分子量構造添加剤は、凍結の間のウイルス凝集の防止を促進し、そして凍結 乾燥または乾燥状態の構造支持を提供する。本発明に関連する範囲において、構 造添加剤は、分子量が5000より大きな場合、「高分子量」であるとみなされる。 好ましい高分子量構造添加剤は、ヒト血清アルブミンである。しかし、他の物質 (例えば、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、デキス トラン、セルロース、ゼラチン、またはポビドン)もまた使用され得る。特に好 ましいヒト血清アルブミンの濃度は、0.1重量%である。好ましくは、高分子量 構造添加剤の濃度は、0.1重量%〜10重量%で変化する。 アミノ酸が存在する場合、これは水性懸濁液の冷却および解凍におけるウイル ス感染性をさらに保つために機能する。さらに、アミノ酸は、冷却された水性懸 濁液の昇華の間、および凍結乾燥状態の間、ウイルス感染性をさらに保つために 機能する。好ましいアミノ酸は、アルギニンであるが、他のアミノ酸(例えば、 リシン、オルニチン、セリン、グリシン、グルタミン、アスパラギン、グルタミ ン酸、またはアスパラギン酸)もまた使用され得る。特に好ましいアルギニン濃 度は、0.1重量%である。好ましくは、アミノ酸濃度は、0.1重量%〜10重量%で 変化する。 緩衝成分は、比較的一定のpHを維持することにより溶液を緩衝化するように作 用する。種々の緩衝液は、所望のpH範囲に依存して使用され得、好ましくは7.0 と7.8との間である。適切な緩衝液は、リン酸緩衝液およびクエン酸緩衝液を含 む。組換えレトロウイルス処方物の特に好ましいpHは、7.4であり、そして好ま しい緩衝液はトロメタミンである。 さらに、水溶液は、最終的に処方された組換えレトロウイルスを適切な等張塩 濃度に調節するために使用される中性塩を含むことが好ましい。適切な中性塩は 、塩化ナトリウム、塩化カリウム、または塩化マグネシウムを含む。好ましい塩 は、塩化ナトリウムである。 上記の所望の濃度の成分を含む水溶液は、濃縮されたストック溶液として調製 され得る。 後の再構成のための凍結乾燥状態における組換えレトロウイルスの特に好まし い保存方法は、以下の工程を包含する:(a)感染性組換えレトロウイルスを水溶 液と混合させ、水性懸濁液を形成する工程。この水性懸濁液は、4重量%ラクト ース、0.1重量%ヒト血清アルブミン、0.03重量%以下のNaCl、0.1重量%アルギ ニン、および約7.4のpHの水性懸濁液を提供するのに有効なトロメタミン緩衝液 量を含み、これにより感染性組換えレトロウイルスを安定化する;(b)-40℃〜-4 5℃の温度に懸濁液を冷却し、凍結懸濁液を形成する工程;(c)昇華により凍結懸 濁液から水を除去し、凍結乾燥組成物の2重量%より少ない水を有する凍結乾燥 組成物を形成する工程。この組成物は再構成において哺乳動物細胞を感染し得る 。組換えレトロウイルスは複製欠損であり、そして再構成においてヒトへの投与 に適することが好ましい。 図1および2に例示されるように、マンニトールおよびラクトース凍結乾燥組 換えレトロウイルス処方物が、種々の保存温度下で、機能期間としてのウイルス 活性の保存についてアッセイされた。同様に、図3は、種々の保存温度下で、機 能期間としてのウイルス活性の保存についてのトレハロース組換えレトロウイル ス処方物のアッセイの結果を例示する。図4は、液体としての凍結処方組換えレ トロウイルス(-80℃)のウイルス感染性と-20℃で保存された凍結乾燥組換えレ トロウイルスのウイルス感染性との比較を示す。マンニトール処方は、凍結乾燥 においてかなりの活性を損失し得るが(5〜6倍)、凍結乾燥事象の後、安定を 保つようである。好ましくはないが、このような損失は、レトロウイルスの十分 な量が水性溶液中に存在すれば、受容可能である。 凍結乾燥されたレトロウイルスが室温での保存を意図される場合、水性溶液中 の特定のサッカライドを利用することが好ましいことは、本明細書中で提供され た開示により当業者には明白である。さらに詳細には、ジサッカライド(例えば 、ラクトースまたはトレハロース)を、特に室温における保存に利用することが 好ましい。 本発明の凍結乾燥または脱水レトロウイルスは、種々の物質を用いて再構成さ れ得るが、水を用いて再構成されることが好ましい。ある例において、最終処方 物に等張性をもたらす希釈塩溶液がまた使用され得る。さらに、再構成されたレ トロウイルスの活性を増大することが知られている成分を含む水性溶液を使用す ることは有利であり得る。このような成分は、サイトカイン(例えば、IL-2)、ポ リカチオン(例えば、プロタミン硫酸)、または再構成レトロウイルスの形質導 入効率を増大する他の成分を含む。凍結乾燥または脱水組換えレトロウイルスは 、任意の適切な容量の水、または実質的かつ好適に凍結乾燥または脱水サンプル を総可溶化し得る上記の再構成剤を用いて再構成され得る。 H.投与 上記のように、本発明の高力価の組換えレトロウイルス粒子は、幅広い種々の 位置(例えば、脳脊髄液、骨髄、関節、動脈内皮細胞、直腸、頬/舌下、膣、リ ンパ系のような部位、肺、肝臓、脾臓、皮膚、血液、および脳からなる群より選 択される器官、または腫瘍および腸空間からなる群より選択される部位を含む) に投与され得る。他の実施態様において、組換えレトロウイルスは、眼内、鼻内 、舌下、経口、局所、膀胱内、くも膜下、局所、静脈内、腹腔内、頭蓋内、筋肉 内、 または皮下に投与され得る。他の代表的な投与経路は、完全な手術手順および入 院を必要としないが、医療人員の存在を必要とし得る胃鏡検査、ECRP、および結 腸内視術を含む。 本発明の組成物を投与するための考慮は、以下を含む: 経口投与は、容易でかつ便利であり、経済的で(滅菌は必要とされない)、安 全であり(ほとんどの場合において過剰投与量は処理され得る)、そしてこの組 成物(組換えレトロウイルス)の活性成分の制御された放出を可能にする。一方、 局部的刺激(例えば、吐気、嘔吐または下痢、可溶性の乏しい薬物のための迷走 性吸収)が存在し得、組換えレトロウイルスは肝臓代謝ならびに胃酸および酵素 的分解による「初回通過効果」を受ける。さらに、緩慢な作用開始が存在し得、 有効血漿レベルが達成されないおそれがあり、患者の協力を必要とし、そして食 物は吸収に影響を与え得る。本発明の好ましい実施態様は、エリスロポエチン、 インシュリン、GM-CSF、サイトカイン、種々のポリペプチドまたはペプチドホル モン、そのアゴニストまたはアンタゴニスト(ここで、これらのホルモンは、組 織(例えば、下垂体、視床下部、腎臓、内皮細胞、肝臓、膵臓、骨、造血骨髄、 および副腎)由来であり得る)をコードする遺伝子を発現する組換えレトロウイ ルスの経口投与を含む。このようなポリペプチドは、成長の誘導、組織の退行、 免疫応答の抑制、アポトーシス、遺伝子発現、レセプター-リガンド相互作用の ブロック、免疫応答のために使用され得、そして特定の貧血、サッカライド尿病 、感染、高血圧、異常血液化学(例えば、増大した血液コレステロール、血液凝 固因子欠損、低下したHDLに伴う増大したLDL)、アルツハイマー関連アミロイド タンパク質のレベル、骨侵食/カルシウム沈着、および種々の代謝物(例えば、 ステロイドホルモン、プリン、およびピリミジン)の制御レベルのための処置で あり得る。好ましくは、組換えレトロウイルスは、まず凍結乾燥され、次いでカ プセルの中に満たされ、そして投与される。 頬/舌下投与は、組成物の活性成分の急速な作用開始を提供する便利な投与方 法であり、初回通過代謝を回避する。従って、胃酸または酵素的分解がなく、そ して組換えレトロウイルス吸収が実行可能である。高い生物学的利用能が存在し 、そして実質的に即時の処置停止が可能である。一方、このような投与は、比較 的 低い投与量に制限され(代表的には、約10〜15mg)、そして同時に食物、飲み物 または飲み込むものを摂取し得ない。本発明の好ましい実施態様は、口ガンの処 置のために、自己および/または外来MHC、あるいは免疫モジュレーターをコード する遺伝子を含有する組換えレトロウイルスの頬/舌下投与を含む;シューグレ ン症候群の処置は、IgAまたはIgEアンチセンス遺伝子を含むこのような組換えレ トロウイルスの頬/舌下投与を介する;そして歯肉炎および歯周炎の処置は、IgG またはサイトカインアンチセンス遺伝子の頬/舌下投与を介する。 直腸投与は、克服し得る初回通過代謝効果(良好な血管/リンパ管供給が存在 し、そして吸収された物質は直接、下大静脈に排出する)を提供し、そしてこの 方法は、子供、嘔吐患者、および無意識者に適する。この方法は、胃酸および酵 素的分解を回避し、そして組成物のイオン化は、直腸液が緩衝能を有さないので 変わらない(pH6.8;荷電組成物が最もよく吸収する)。一方、緩慢で、不完全か つ迷走的な吸収、刺激、細菌叢による分解が存在し得、そして小さな吸収表面が 存在する(約0.05m2)。さらに、親油性および水溶性の化合物は、直腸粘膜によ る吸収に好ましく、そして吸収増強剤(例えば、塩、EDTA、NSAID)が必要であり 得る。本発明の好ましい実施態様は、大腸ガン抗原、自己および/または外来MHC 、あるいは免疫モジュレーターをコードする遺伝子を含有する組換えレトロウイ ルスの直腸投与を含む。 鼻投与は、初回通過代謝、ならびに胃酸および酵素的分解を回避し、そして便 利である。好ましい実施態様において、鼻投与は、組換えレトロウイルス投与に 有用であり、ここで組換えレトロウイルスは上記のような特性を有するポリペプ チドを発現し得る。一方、このような投与は、局部的な刺激を引き起こし得、そ して吸収は鼻粘膜の状態に依存し得る。 肺投与もまた、初回通過代謝、ならびに胃酸および酵素的分解を回避し、そし て便利である。さらに、肺投与は、全身性の副作用を最少にする限局性作用およ び有効性のために必要とされる投与量を可能にし、そして急速な作用開始および 自己投薬が存在し得る。一方、時々、投与された組成物の小部分が細気管支/肺 胞に達し、局部的な刺激が存在し得、そして過剰投与が起こり得る。さらに、患 者の協力および理解が好ましく、そして投与のための推進剤は毒性作用を有し得 る。本発明の好ましい実施態様は、喘息、枯草熱、アレルギー性肺胞炎、または 線維組織形成肺胞炎のような状態の処置のためにIgAまたはIgE、嚢胞性線維症の 処置のためにCFTR遺伝子、および肺気腫の処置のためにプロテアーゼおよびコラ ゲナーゼインヒビター(例えば、α-1-アンチトリプシン)をコードする遺伝子 を発現する組換えレトロウイルスの肺投与を含む。あるいは、経口投与について 上述で列挙されたポリペプチドまたはペプチドと同一の型の多くが、使用され得 る。 眼投与は、局部的作用を提供し、そして長期作用を可能にする。ここで投与は 挿入物を介する。さらに、初回通過代謝、ならびに胃酸および酵素的分解を回避 し、そして眼滴またはコンタクトレンズ様挿入物の使用による自己投与を可能に する。一方、投与は常に効果的であるとは限らない。なぜなら投与は流涙を誘導 するからである。本発明の好ましい実施態様は、枯草熱結膜炎または春季結膜炎 およびアトピー性(atomic)結膜炎の処置のためにIgAまたはIgEをコードする遺伝 子を発現する組換えレトロウイルスの眼投与;およびメラノーマ特異的抗原(例 えば、高分子量メラノーマ関連抗原)、自己および/または外来MHC、あるいは免 疫モジュレーターをコードする遺伝子を含む組換えレトロウイルスの眼投与を含 む。 経皮投与は、急速な処置停止および長期作用を可能にし、良好なコンプライア ンスを導く。さらに、局部的作用が可能であり、そして初回通過代謝、ならびに 胃酸および酵素的分解を回避する。一方、このような投与は、局部的刺激を引き 起こし得、特に耐性の発達を受けやすく、そして典型的には、非常に強力な組成 物にとっては好ましくない。本発明の好ましい実施態様は、アトピー性皮膚炎お よび他の皮膚アレルギーのような状態の処置のためにIgAまたはIgEをコードする 遺伝子を発現する組換えレトロウイルスの経皮投与;およびメラノーマ特異的抗 原(例えば、高分子量メラノーマ関連抗原)、自己および/または外来MHC、ある いは免疫モジュレーターをコードする遺伝子をコードする組換えレトロウイルス の経皮投与を含む。 膣投与は、局部的処置およびホルモン投与のための1つの好ましい経路を提供 する。さらに、このような投与は、初回通過代謝、ならびに胃酸および酵素的分 解を回避し、そして組換えレトロウイルスがペプチドを発現する場合における組 成物の投与に好ましい。本発明の好ましい実施態様は、自己および/または外来M HC、あるいは免疫モジュレーターをコードする遺伝子を発現する組換えレトロウ イルスの膣投与を含む。他の好ましい実施態様は、精子特異的抗体の生成を促進 し、それにより妊娠を妨げるような精子成分(例えば、ヒストン、フラジェリン など)をコードする遺伝子の膣投与を含む。この効果は逆でもあり得、そして/ または免疫グロブリンアンチセンス遺伝子(その遺伝子は、精子特異的抗体の生 成を妨げる)をコードする組換えレトロウイルスベクターを送達することにより 、いく人かの女性における妊娠が増強され得る。 膀胱内投与は、尿生殖器問題のための局部的処置を可能にし、全身性副作用を 回避し、そして初回通過代謝、ならびに胃酸および酵素的分解を回避する。一方 、この方法は、尿道カテーテル法を必要とし、そして高度に熟練したスタッフを 必要とする。本発明の好ましい実施態様は、抗腫瘍遺伝子(例えば、チミジンキ ナーゼのようなプロドラッグ活性化遺伝子)または種々の免疫調節分子(例えば 、サイトカイン)をコードする組換えレトロウイルスの膀胱内投与を含む。 内視鏡逆行胆嚢膵臓撮影法(ERCP)(口を通過する;皮膚の貫通を必要をしな い)は、広範囲の胃鏡検査に有利であり、そして胆汁管および膵管への選択的な 接近を可能にする。一方、この方法は、高度に熟練したスタッフを必要とし、そ して患者に不快感を与える。 本明細書中に記載の多くの投与経路(例えば、CSF内、骨髄内、関節内、静脈 内、動脈内、頭蓋内、筋肉内、皮下、種々の器官内、腫瘍内、腸空間内、腹腔内 、リンパ腺内(intraalymphatic)または毛細血管床内)が、針、カテーテル、 または関連したデバイスを用いる直接投与により簡単に達成され得る。特に、本 発明の特定の実施態様において、1つ以上の投与量が示された様式で直接投与さ れ得る:脳脊髄液へは105、106、107、108、109、1010または1011cfuより多いか または等しい投与量;骨髄へは105、106、107、108、109、1010または1011cfuよ り多いかまたは等しい投与量;関節へは105、106、107、108、109、1010または1 011cfuより多いかまたは等しい投与量;静脈内へは108、109、1010または1011cf uより多いかまたは等しい投与量;動脈内へは105、106、107、108、109、1010ま たは1011cfu より多いかまたは等しい投与量;頭蓋内へは109、1010または1011cfuより多いか または等しい投与量;筋肉内へは1010または1011cfuより多いかまたは等しい投 与量;眼内へは105、106、107、108、109、1010または1011cfuより多いかまたは 等しい投与量;肺へは105、106、107、108、109、1010または1011cfuより多いか または等しい投与量;鼻へは105、106、107、108、109、1010または1011cfuより 多いかまたは等しい投与量;舌下へは105、106、107、108、109、1010または101 1 cfuより多いかまたは等しい投与量;直腸へは105、106、107、108、109、1010 または1011cfuより多いかまたは等しい投与量;口へは105、106、107、108、109 、1010または1011cfuより多いかまたは等しい投与量;局所へは105、106、107、 108、109、1010または1011cfuより多いかまたは等しい投与量;膣へは105、106 、107、108、109、1010または1011cfuより多いかまたは等しい投与量;皮下へは 109、1010または1011cfuより多いかまたは等しい投与量;膀胱内へは105、106、 107、108、109、1010または1011cfuより多いかまたは等しい投与量;器官(例え ば、肺、肝臓、脾臓、皮膚、血液、または脳)へは105、106、107、108、109、1 010または1011cfuより多いかまたは等しい投与量;腫瘍内へは108、109、1010ま たは1011cfuより多いかまたは等しい投与量;腹腔内へは108、109、1010または1 011cfuより多いかまたは等しい投与量;腸空間へは1010または1011cfuより多い かまたは等しい投与量;リンパ腺内へは105、106、107、108、109、1010または1 011cfuより多いかまたは等しい投与量;毛細血管床へは105、106、107、108、109 、1010または1011cfuより多いかまたは等しい投与量;あるいはくも膜下内へは 105、106、107、108、109、1010または1011cfuより多いかまたは等しい投与量。 組換えレトロウイルスは、体の外側から(外来患者手順として)、または外科 手順として(ここでベクターは他の目的を有する手順の一部として投与される) 、または特にベクターを投与するように設計された手順として標的に送達され得 る。他の投与経路および方法は、非腸管外(non-pareneral)経路ならびに複部位 を介する投与を含む。 以下の実施例は、例示のために提供されるのであって、限定のためではない。 実施例 実施例1 レトロウイルスベクター骨格の調製 A.レトロウイルス骨格KT-1およびKT-3Bの調製 N2ベクター(Armentanoら,J.Vir.61:1647-1650,1987;Eglitasら,Science 230:1395-1398,1985)由来のモロニーマウス白血病ウイルス(MoMLV)5'長末端 反復(LTR)EcoRI-EcoRIフラグメント(gag配列を含む)をプラスミドSK+(Stra tagene,La Jolla,CA)に連結する。得られた構築物をN2R5と名づける。このN2 R5構築物を、ATG開始コドンをATTに変える部位特異的インビトロ変異誘発によっ て変異させ、gag発現を防止する。変異させたこのフラグメントは200塩基対(bp )長であり、PstI制限部位が隣接している。PstI-PstI変異フラグメントをSK+プ ラスミドから精製し、それをプラスミドpUC31中のN2 MoMLV5' LTRのPstI部位に 挿入することによって、非変異200bpフラグメントを置換する。プラスミドpUC31 はpUC19(Stratagene,La Jolla,CA)に由来し、追加の制限部位XhoI、BglII、 BssHIIおよびNcoIがポリリンカーのEcoRI部位とSacI部位との間に挿入されてい る。この構築物をpUC31/N2R5gMと名づける。 N2由来の1.0キロベース(Kb)のMoMLV3' LTR EcoRI-EcoRIフラグメントをプラ スミドSK+中にクローニングして、N2R3-と称する構築物を得る。1.0KbのClaI-Hi ndIIIフラグメントをこの構築物から精製する。 ネオマイシン(neo)ホスホトランスフェラーゼ遺伝子の発現を駆動するSV40 初期プロモーターを含む、pAFVXMレトロウイルスベクター(Krieglerら,Cell 3 8: 483,1984; St.Louisら,PNAS 85:3150-3154,1988)由来のClaI-ClaI優性選 択マーカー遺伝子フラグメントを、SK+プラスミド中にクローニングする。この 構築物をSK+SV2-neoと名づける。1.3KbのClaI-BstBI遺伝子フラグメントをSK+SV2 -neoプラスミドから精製する。 目的の遺伝子を含むXhoI-ClaIフラグメントと1.0KbのMoMLV3' LTR ClaI-HindI IIフラグメントとをpUC31/N2R5gMプラスミドのXhoI-HindIII部位に挿入する3部 分連結によって、KT-3BまたはKT-1ベクターを構築する。これは、KT-1骨格を有 すると称されるベクターを与える。次に、pAFVXMレトロウイルスベクター由来の 1.3KbのClaI-BstBI neo遺伝子フラグメントをこのプラスミドのClaI部位にセン ス方向に挿入して、KT-3B骨格を有すると称されるベクターを得る。 実施例2 組換えレトロウイルス発現の第VIII因子の経口投与 A.全長およびBドメイン欠失の第VIII因子cDNA RETROVECTORTMの構築 以下に、全長の第VIII因子cDNAをコードするいくつかのレトロウイルスベクタ ーの構築を記載する。さらなる考察はまた、1994年12月30日に出願された米国特 許出願番号第 号[代理人整理番号930049.438]に提供される。レトロウイ ルスベクターのパッケージング制約により、そして形質導入細胞の選択は治療に 必要とされないために、選択マーカー遺伝子を欠くレトロウイルス骨格(例えば 、KT-1)を用いる。 1.全長の第VIII因子をコードするプラスミドベクターの作製 全長の第VIII因子をコードする遺伝子を、種々の供給源から入手し得る。1つ のこのような供給源は、プラスミドpCIS-F8(欧州特許第0260148号を参照のこと )である。このプラスミドは全長の第VIII因子cDNAを含み、その発現はCMV主要 即時型(CMV MIE)プロモーターおよびエンハンサーの制御下にある。第VIII因 子cDNAは、第VIII因子遺伝子由来の約80bpの5'非翻訳配列および約500bpの3'非 翻訳領域を含む。さらに、CMVプロモーターと第VIII因子配列との間には、CMVイ ントロン配列、あるいは「シス」エレメントが存在する。このシスエレメントは 、約280bpにわたり、免疫グロブリン遺伝子由来のスプライスアクセプターの約1 40bp上流にCMV主要即時型プロモーター由来のスプライスドナー部位を含む。 より詳細には、全長の第VIII因子を発現するためのレトロウイルスベクターを コードするプラスミド(pJW-2と称する)を、pKT-1由来のKT-1骨格を用いて構築 する。簡潔には、第VIII因子cDNAの挿入物のpKT-1への方向性クローニングを容 易に行うために、唯一のXhoI部位を部位特異的変異誘発によりNotI部位に変換す る。次に、得られたプラスミドベクターをNotIおよびClaIで開裂する。pCIS-F8 をClaIおよびEagIで完全に消化し(これらについてこの2つの部位が存在する) 、全長の第VIII因子をコードするフラグメントを遊離する。次に、このフラグメ ントをNotI/ClaIで制限消化したベクターに連結して、pJW-2と称するプラスミド を生成する。 2.端を切断した第VII因子レトロベクター(ND-5)の構築 第VIII因子cDNAの3'非翻訳領域の約80%(約370bp)の端切断型をコードする プラスミド(pND-5と命名した)を、以下のようにpKT-1ベクターで構築する。pJ W-2に関して記載したように、用いたpKT-1ベクターのXhoI制限部位をNotIの制限 部位に置き換える。第VIII因子の挿入物を、ClaIおよびXbaIでpCIS-F8を消化す ることにより作製する。後者の酵素は第VIII因子の停止コドンの5'を切断する。 次に、第VIII因子の遺伝子の3'コード領域以外のすべてを含む約7kbのフラグメ ントを精製する。pCIS-F8をまた、XbaIおよびPstIで消化して、その遺伝子の終 結コドンを含む121bpフラグメントを遊離する。このフラグメントもまた精製し 、そして次に、第VIII因子遺伝子の残りの部分をコードするより大きなフラグメ ン 記)と3点連結(three way ligation)で連結して、pND-2と称するプラスミドを 作製する。 次に、pND-2内の唯一のSmaI部位を、希釈条件下で、ClaIリンカー(New Engla nd Biolabs,Beverly,MA)をSmaI消化により生じた平滑末端へ連結することに よりClaI部位に変更する。再環状化および連結の後、2つのClaI部位を含むプラ スミドを同定して、pND-3と称する。 pND-3内の第VIII因子配列(ClaI部位により結合させ、そして3'非翻訳領域の 多くの端を切断させた全長遺伝子を含有する)を、以下のように、pKT-1のNotI/ ClaI消化物に由来するプラスミド骨格(XhoI部位で切断し、クレノウで平滑化し 、そしてNotIリンカー(New England Biolabs)を挿入することによるpKT-1誘導 体)にクローン化する。このプラスミド骨格は、5.2kbのNotI/ClaIフラグメント を生じる。pCIS-F8をEagIおよびEcoRVで開裂し、そして約4.2kbの生成フラグメ ント(全長の第VIII因子遺伝子の5'部分をコードする)を単離する。pND-3をEco RVおよびClaIで消化し、そして3.1kbのフラグメントを単離する。次に、第VIII 因子遺伝子の部分を含むこの2つのフラグメントをNotI/ClaI消化のベクター骨 格に連結してpND-5と命名したプラスミドを得る。 3.Bドメイン欠失ベクターの構築 B欠失のFVIIIの前駆体DNAをMiles Laboratoryから入手する。この発現ベクタ ーをp25Dと命名する。これは上記のpCISF8と全く同一の骨格を有する。p25D内の FVI118 cDNAの3'でのHpaI部位をオリゴリンカーによりClaIに改変する。AccI〜C laIフラグメントを、改変したp25Dプラスミドから切り取る。このフラグメント はBドメイン欠失に広がり、そしてcDNAの完全な3'の3分の2を含む。AccI〜Cl aIフラグメントを上記のRetrovectorTMJW-2から除き、そして上記の改変したB ドメイン欠失フラグメントと置き換える。これを、B-del-1と命名する。 B.第VIII因子発現のアッセイ 1.マウス細胞の一時的パッケージングおよび形質導入によるKT-ND5ベクター発 現のアッセイ 細胞株、L33(Dennert,USC Comprehensive Cancer Center,Los Angeles,CA 、Patekら、Int.J.of Cancer 24:624-628,1979)、BCIOME(Patekら、Cell Immunol 72:113,1982,ATCC番号TIB85)、L33env、およびBCenv(L33envおよ びBCenvはHIV-1 IIIBenvを発現する、Warnerら、AIDS Res.and Human Retrovir us 7:645,1991)を、アンフォトロピックまたはVSVGエンベロープタンパク質 を有するKT-ND5ベクターで形質導入し、第VIII因子の発現について調べる。非形 質導入細胞もまた、第VIII因子発現について分析し、そしてKT-ND5形質導入細胞 と比較してタンパク質発現に対する形質導入の効果を決定する。 マウス細胞株、L33-KT-ND5、L33env-KT-ND5、L33env、L33、BC10ME、BC10ME-K T-ND5、BCenv、およびBCenv-KT-ND5を、KT-ND5分子の発現について試験する。細 胞をサブコンフルエントな密度まで増殖させ、そしてその上清を200xgの遠心分 rum Diagnostica,Molndal,Sweden)によりアッセイする。 アッセイを以下のように実施する。100μlの培養培地サンプルを、キットに付 属する作用緩衝液の200μlと混合する。この混合物を37℃で4〜5分間インキュ ベートし、その後、0.025M CaCl2ストック溶液の100μLを添加する。その後、 5分間37℃でインキュベートする。次に、200μLの発色試薬(10mL中に、20mgの S-2222、335μgの合成トロンビン阻害剤(I-2581))と混合する。37℃で5分の インキュベーション後、20%酢酸または2%クエン酸の100μLを添加して、反応 を停止させる。次に、吸光度を、50mM Tris(pH7.3)および0.2%ウシ血清アル ブミン(BSA)を含有するブランクに対して測定する。正常なヒト血漿(1.0IU第 VIII因子/mL)の希釈物に基づく標準曲線を使用する。そしてアッセイをプラス チックチューブ内で行うべきである。非血友病患者の第VIII因子の血清レベルは 、200ng/mLの範囲内である。 このアッセイを患者サンプルについて使用する場合、9容量の血液を、中性pH で1容量の0.1Mクエン酸ナトリウムと混合し、そして20〜25℃で5〜20分間2,0 00xgで遠心分離して細胞をペレット化する。第VIII因子は熱に不安定であるた め、血漿サンプルを、単離の30分以内に試験するか、あるいは、−70℃で直ちに 保存すべきである。しかし、凍結および解凍中に、20%もの第VIII因子の活性が 喪失し得る。 2.ヒト細胞の一時的パッケージングおよび形質導入によるKT-ND5ベクター発現 のアッセイ KT-ND5で形質導入した細胞株を、第VIII因子の発現について調べる。非形質導 入細胞を分析してKT-ND5形質導入細胞と比較し、そして形質導入が発現に対して 有する効果を決定する。 2つのヒト細胞株(JYおよびJY-KT-ND5)をKT-ND5の発現について試験する。1 06細胞/mlに増殖させた懸濁細胞を培養フラスコからピペットにより取り出し、 そして200xgでの遠心分離によりペレット化する。その上清を取り出し、希釈し 、そして上記の実施例2B1に記載のように、CoatestR第VIII因子アッセイによ りアッセイする。 C.ベクター構築物KT-ND5によるパッケージング細胞株HXおよびDAの一過性のト ランスフェクションおよび形質導入 1.プラスミドDNAトランスフェクション 1日目に、パッケージング細胞株HX(WO92/05266)をダルベッコ改変イーグル 培地(DMEM)および10%ウシ胎児血清(FBS)を有する10cm組織培養ディッシュ に5.0×105細胞で播種する。2日目に、トランスフェクションの4時間前に、培 地を5.0mlの新鮮な培地に置換する。40.0μlの2.5M CaCl2、10μgのプラスミドD NAおよび脱イオンH2Oを混合して総容量を400μlにすることによって、標準的な リン酸カルシウム-DNA共沈を行なう。400μlのDNA-CaCl2溶液を、一定に攪拌し ながら400μlの沈澱緩衝液(50mM HEPES-NaOH,pH7.1; 0.25M NaCl,および 1.5m M Na2HPO4-NaH2PO4)に滴下する。この混合物を室温で10分間インキュベートす る。得られた細かい沈殿物を細胞の培養ディッシュに加える。細胞をDNA沈澱物 とともに37℃で一晩インキュベートする。3日目に、培地を吸引し、そして新鮮 な培地を加える。上清を4日目に取り出し、0.45μlのフィルターに通し、そし て−80℃で保存する。 あるいは、29 2 3細胞(WO92/05266)(これらはgagおよびpolを発現する293 細胞である)をベクターDNAおよびプラスミドpMLP-VSVG(または他のVSVGをコー ドするプラスミド)でトランスフェクトして、VSVG偽型化(pseudotyped)ベク ター粒子を得て、それを上記のように収集し、そして保存する。 2.パッケージング細胞株形質導入 1日目に、DA(D17細胞株ATCC寄託番号第183号由来のアンフォトロピッタ細胞 株,WO92/05266)細胞を、10ml DMEMおよび10%FBS、4μg/mlポリブレン(Sigma , St.Louis,MO)中に5.0×105細胞/10cm組織培養ディッシュで播種する。2日 目に、3.0ml、1.0mlおよび0.2mlの新たに採集したウイルス含有HX培地を細胞に 加える。細胞をそのウイルスとともに37℃で一晩インキュベートする。3日目に 、培地を除去し、そして800μg/mlのG418を含む1.0mlのDMEM、10%FBSをそのプ レ ートに加える。ベクターで形質導入され、そしてネオマイシン選択マーカーを含 む細胞だけが生き残る。G418耐性プールを1週間かけて生じさせる。細胞をプレ ートから取り出し、その細胞懸濁液を計数し、その細胞懸濁液を10細胞/mlまで 希釈し、そして96ウェルプレート(Corning,Corning,NY)の各ウェルに0.1ml (1細胞/ウェル)を加えることによって、この細胞のプールを希釈クローン化す る。細胞を37℃、10%CO2で14日間インキュベートする。24クローンを選択し、 そして24ウェルプレート、6ウェルプレート、次いで10cmプレートまで拡大し、 この時点で、それらのクローンを発現についてアッセイし、上清を集め、ウイル ス力価についてアッセイする。 個々のクローンの力価を、HT1080細胞(ATCC寄託番号第CCL 121号)の感染に よって決定する。1日目に、5.0×105のHT1080細胞を、3.0mlのDMEM、10%FBS、 および4μg/mlポリブレン中で、6ウェルマイクロタイタープレートの各ウェル にプレートする。2日目に、各クローン由来の上清を10倍に連続希釈し、そして これを用いて1.0mlアリコートでHT1080細胞を感染させる。培地を新鮮なDMEM、1 0%FBS培地に置換し、そして細胞をベクターとともに37℃、10%CO2で一晩イン キュベートする。3日目に、培地を800μg/ml G418を含む新鮮なDMEM、10%FBS 培地で置換することによって、形質導入細胞の選択を行なう。細胞を37℃、10% CO2で14日間インキュベートし、この時点で、各希釈におけるG418耐性コロニー を評価し、各クローンのウイルス力価をコロニー形成単位(cfu)/mlとして決定 する。 これらの手順を用いて、培養物中に106cfu/ml以上を産生する細胞株を誘導す る。 HX上清によるDA細胞の形質導入について記載したのと同じ方法で、DAベクター を産生する細胞株から生成したベクターを用いて、パッケージング細胞株HXを形 質導入する。 neo選択マーカーを欠くベクターによるDAまたはHX細胞の形質導入(実施例1 )を、上記のように行なった。しかし、3日目にG418を細胞に加える代わりに、 細胞を限界希釈によってクローン化する。力価を上記のように分析する。 3.1つのパッケージング細胞株を介するプロデューサー細胞株の生成 ある状況では、プロデューサー株の生成プロセスにおいて、1より多い細胞株 の使用を避けることが所望され得る。この場合は、1日目に、DA細胞を、DMEMお よび10%照射(最低2.5メガラド)FBSを有する10cm組織培養ディッシュに、5.0 ×105細胞で播種する。2日目に、トランスフェクションの4時間前に、培地を5 .0mlの新鮮な培地に置換する。60μlの2.0M CaCl2、10μgのMLP-Gプラスミド、1 0μgのKT-ND5レトロウイルスベクタープラスミド、および脱イオンH2Oで混合し 容量を400μlにすることによって、標準的なリン酸カルシウム-DNA共沈を行なう 。400μlのDNA-CaCl2溶液を一定に攪拌しながら400μlの2×沈澱緩衝液(50mM HEPES-NaOH,pH7.1,0.25M NaCl、および1.5mM Na2HPO4-NaH2PO4)に滴下する。こ の混合物を室温で10分間インキュベートする。得られた細かい沈澱物を、前日に プレートしたDA細胞の培養ディッシュに加える。細胞をDNA沈澱物とともに37℃ で一晩培養する。3日目に、培地を除去し、そして新鮮な培地を加える。G-偽型 化ウイルスを含有する上清を4日目に取り出し、0.45μlのフィルターに通し、 そしてDAパッケージング細胞を感染するために用いる。 1日目に、DA細胞を、10mlのDMEMおよび10%FBS、4mg/mlポリブレン(Sigma, St.Louis,MO)中で5.0×105細胞で10cm組織培養ディッシュに播種する。2日 目に、2.0ml、1.0ml、または0.5mlの新たに採集し、そして濾過したG-偽型化ウ イルス含有上清を細胞に加える。細胞をそのウイルスとともに37℃で一晩インキ ュベートする。3日目に、培地を除去し、そしてそのプレートに800μg/mlのG41 8を含む10mlのDMEM、10%照射FBSを加える。ベクターによって形質導入され、そ してneo選択マーカーを含有する細胞だけが生き残る。G418耐性プールを1〜2 週間かけて生じさせる。そのプールを発現について試験し、次いで細胞をプレー トから取り出し、その細胞懸濁液を計数し、その細胞懸濁液を10細胞/mlまで希 釈し、そして96ウェルプレートの各ウェルに0.1ml(1細胞/ウェル)を加えるこ とによって、希釈クローン化する。細胞を37℃、10%CO2で2週間インキュベー トする。24クローンを走択し、24ウエルプレート、次いで6ウエルプレート、そ して最後に10cmプレートまで拡大し、この時点でクローンを発現についてアッセ イし、上清を集め、そしてウイルス力価について上記のようにアッセイする。 D.複製可能レトロウイルス(RCR)の検出 1.拡大S+L-アッセイ 拡大S+L-アッセイは、複製可能感染性ウイルスが目的の細胞株の上清中に存在 するかどうかを決定する。このアッセイは感染性レトロウイルスが指示細胞株MI Cl1(ATCC寄託番号第CCL 64.1号)上にフォーカスを生成するという経験的観察 に基づいている。MICl1細胞株はマウス肉腫ウイルス(MSV)を用いる形質導入に よってMvlLuミンク細胞株(ATCC寄託番号第CCL 64号)に誘導される。これは、 複製欠損マウス肉腫プロウイルスを含有する(S+)が、複製可能マウス白血病プ ロウイルスを含有しない(L-)非プロデューサー非形質転換復帰変異クローンで ある。複製可能レトロウイルスによるMiCl1細胞の感染は、MSVゲノムを「活性化 」してフォーカス形成をもたらす「形質転換」を誘発する。 複製可能レトロウイルスの存在について試験すべき細胞株から上清を取り出し 、そして0.45μフィルターに通してすべての細胞を除去する。1日目に、MvlLu 細胞を、2mlのDMEM、10%FBS、および8μg/mlポリブレン中で1.0×105細胞/ウ ェル(試験されるべき1サンプルあたり1ウェル)で6ウェルプレートに播種す る。陽性および陰性コントロールのために、MvlLu細胞を同じ方法で別の6ウエル プレートにプレートする。細胞を37℃、10%CO2で一晩インキュベートする。2 日目に、1.0mlの試験上清をMvlLu細胞に加える。陰性コントロールプレートを、 1.0mlの培地とともにインキュベートする。陽性コントロールは、MAウイルス(M illerら,Molec.and Cell Biol.5:431,1985においてpAMと呼ばれている)の3 種類の希釈(それぞれ1.0ml培地中200フォーカス形成単位(ffu)、20ffu、およ び2ffu)からなり、これを陽性コントロールウエル中の細胞に加える。細胞を一 晩インキュベートする。3日目に、培地を吸引し、そして3.0mlの新鮮なDMEMお よび10%FBSを細胞に加える。細胞をコンフルエントまで増殖させ、そして6日 目および10日目に1:10に分割して、いずれの複製可能レトロウイルスをも増幅 する。13日目に、MvlLu細胞上の培地を吸引し、そして2.0mlのDMEMおよび10%FB Sを細胞に加える。さらに、MiCl1細胞を2.0mlのDMEM、10%FBS、および8μg/ml ポリブレン中で1.0×105細胞/ウェルでプレートする。14日目に、MvlLu細胞由来 の上清 をMiCl1細胞の対応するウェルに移し、そして37℃、10%CO2で一晩インキュベー トする。15日目に、培地を吸引し、そして3.0mlの新鮮なDMEMおよび10%FBSを細 胞に加える。21日目に、細胞を細胞の単層上のフォーカス形成(単層を覆い、か つ付着したままの密集した屈折性細胞として現れる)について調べる。フォーカ スがMiCl1細胞上に現れれば、その試験物は複製可能レトロウイルスで汚染され ていると決定される。これらの手順を用いて、HBVコアプロデューサー細胞株が 複製可能レトロウイルスで汚染されていないことを示し得る。 2.プロデューサー株の同時培養およびMdHマーカーレスキューアッセイ ベクターを産生する細胞株におけるRCRの存在を試験するための別の方法とし て、プロデューサー細胞を同数のMus dunni(NIH NIAID,Bethesda,MD)細胞と ともに同時培養する。0日目に、5.0×105のMus dunni細胞を5.0×105のプロデ ューサー細胞と混合し、そしてその混合物を10cmプレート(10mlの標準培養培地 /プレート、4μg/mlポリブレン)中に播種することによって、小規模の同時培 養を行なう。プロデューサー細胞株を効果的に希釈除去(dilute out)し、そして RCRの最大増幅を提供するために、3〜4日毎に培養物を1:10の比率で分割し、 そして5.0×105のMus dunni細胞を各培養プレートに加える。14日目に、培養上 清を収集し、0.45μのセルロース-アセテートフィルターに通し、そしてMdHマー カーレスキューアッセイで試験する。1.0×108のMus dunni細胞と1.0×108のプ ロデューサー細胞との混合物を合計20のT-150フラスコ(30mlの標準培養培地/フ ラスコ、4μg/mlポリブレン)に播種することによって、大規模の同時培養を行 なう。培養物を、3、6、および13日目には1:10の比率で、そして9日目には 1:20の比率で分割する。15日目に、最終上清を収集し、濾過し、そしてそれぞ れの一部をMdHマーカーレスキューアッセイで試験する。 MdHマーカーレスキュー細胞株を、LHL(ハイグロマイシンB耐性遺伝子をコー ドするレトロウイルスベクター)(Palmerら,PNAS 84:1055-1059,1987)で形質 導入されたMus dunni細胞のプールからクローン化する。このレトロウイルスベ クターを、RCRによる細胞の感染時に、MdH細胞からレスキューし得る。4μg/ml ポリブレンを含む標準培養培地(10%FBS、1% 200mM L-グルタミン、1%非必 須アミノ酸を含むDMEM)2ml中に105のMdH細胞を含む6ウェルプレートのウェル に1mlの試験サンプルを加える。24時間後に、培地をポリブレンを含まない標準 培養培地で置換する。2日後、MdH培養上清の全容量を0.45μのセルロース-アセ テートフィルターに通し、そしてポリブレンを含む標準培養培地2ml中の5.0×104 のMus dunni標的細胞を含む6ウェルプレートのウェルに移す。24時間後、上清 を250μg/mlのハイグロマイシンBを含む標準培養培地で置換し、そしてその後 2日目および5日目に、200μg/mlのハイグロマイシンBを含む培地で置換する 。ハイグロマイシンBに耐性なコロニーが現れ、そしてそれらは選択後9日目に 、0.2%クーマシーブルーで染色することによって可視化される。 F.KT-ND5 ベクター構築物によるヒト細胞の形質導入 1日目に、HT1080細胞を、2mlの標準的な増殖培地(DME+10%FBS)を含有す る6ウエルの組織培養プレートにおいて2×104細胞/ウエルに調整する。2日 目に、コンフルエントなベクター産生細胞株由来のND-5 FVIIIレトロウイルスベ クター粒子を、HX-ND-5クローンとして集める。それらを、0.45μmのシリンジ フィルターを通して濾過し、その後上清を試験する。(あるいは、濾過した培地 上清を、その後の使用のためにアリコートで-80℃で凍結し得る。)ポリブレン を、最終濃度が8μg/mlであるように各ウエルに添加する。30分後、希釈また は未希釈のいずれかのレトロウイルスベクター上清を、2連のウエルに添加する 。代表的な容量および希釈は、0.5ml/ウエル、および増殖培地での4段階以上 の1:3の連続希釈である。コントロールとして、2つのウエルを等容量の増殖 培地のみで形質導入する。3日目に、ウエルに2mlの新鮮な培地を再供給し、そ して細胞をコンフルエントに達するようにする。これは、代表的には、およそ4 日目か5日目であり得る。その日に、細胞に、ウエル当たり1mlの新鮮な増殖培 地を再供給する。24時間後、培地を集め、そして上記のように濾過する。 G.FVIII についての形質導入ベクターの発現 FVIIIについてのベクター形質導入ヒト細胞株の発現を、実施例2B1に上記 するように、CoatestRアッセイにより検出する。活性を、2つのコントロール ウエルのウエル当たりの細胞を計数し、そして24時間当たり1×106細胞当たり にFVIII発現データを正規化することにより、コントロールウエルの上清に比較 してアッセイする。 H.ベクター構築物の投与 1.動物投与プロトコル 腸の上皮細胞は、その迅速な増殖組織集団およびリーベルキューン(Lieberkuh n)陰窩内の幹細胞の位置が既知であることにより、遺伝子送達のための魅力的な 部位である。この陰窩内の幹細胞の深い位置および粘液ゲル層の保護的役割のた めに、レトロウイルスは組織細胞に相対的に接近し得ない。しかし、レトロウイ ルスベクターのこれらの幹細胞への接近可能性は、動物モデルにおいてSanberg, J.ら(Human Gene Therapy 5:3232-329,1994)のインビボ粘液除去法により 改善され得る。 Charles River Breeding Laboratories(Portage,MD)から入手される雄性Sp rague-Dawleyラットを麻酔し、そして盲腸を腹膜腔を開いて確認する。3cmの回 腸セグメントを末端回腸における最後のパイアー斑(last Peyer's patch)から 単離し、そしてそれぞれの末端で結紮する。シリンジに接続したプラスティック カテーテルをこのセグメント内に挿入し、そして粘液溶解剤、ジチオスレイトー ル、およびN-アセチルシステインの2ミリリットルを2分間穏やかな圧力下で滴 注し、次いで除く。この手順を再度繰り返し、その後、106〜1010cfu/mlの0.2〜 2.0mlのレトロウイルスベクター粒子でセグメントを満たす。結紮糸を1〜4時 間後に除き、そして腹腔を縫合する。コントロール動物を処方緩衝液のみで滴注 する。 血液を尾静脈から集め、そして(Zatloukal,K.ら、PNAS 91:5148-5152,199 4の改変手順に従い)ヒト第VIII因子に特異的なサンドイッチELISAにより第VIII 因子産生についてアッセイする。このELISAは、ヒト第VIII因子に対する2つの モノクローナル抗体(ESH4およびESH8:American Diagonistica)に基づく。ESH 4(1.0M NaHCO3/0.5M NaCl(pH9.0)中で25μg/ml)を4℃で一晩ELISAプレー トに結合、PBS中の0.1% Tween20で洗浄し、そしてPBS中の1% BSAでブロ ックする。サンプルを、0.05M Tris-HCl/1M NaCl/2% BSA(pH 7.5)中で、 4時間にわたり室温でアプライする。プレートを洗浄し、そしてN-ヒドロキシス クシンイミドビオチン(Pierce,Rockford,IL)でビオチン化したESH8(0.05M Tris-HCl/1M NaCl/2% BSA、pH 7.5中で2.5μg/ml)を室温で2時間添加す る。発色反応をペルオキシダーゼ結合ストレプトアビジン(Boehringer Mannhei m,Indianapolis,IN)および基質としてのo-フェニレンジアミン二塩酸を用い て行なう。ヒト第VIII因子:c標品(National Institute for Biological Standa rds and Control,Hertfordshire,U.K.由来)および正常ラット血漿を対照とし て使用する。 2.ヒト投与プロトコル 第VIII因子発現のための遺伝子を含む凍結乾燥した組換えレトロウイルスを、 当該分野で公知の方法に従い、腸溶性錠剤またはゲルカプセルに処方する。これ らは、以下の特許に記載される:US 4,853,230号、EP 225,189号、AU 9,224,296 号、AU9,230,801号、およびWO 92144,52号。 カプセルは経口的に投与され、空腸に標的化される。組換えレトロウイルスの 経口投与の1〜4日後に、第VIII因子の発現を、実施例2B1に記載のようにCo atestR第VIII因子アッセイにより血漿および血液において測定する。 実施例3 TKを発現する組換えレトロウイルスの嚢内投与 A.TK ベクター構築物の構築 1.ベクターLTR配列を含有するプラスミドの構築 以下のレトロウイルスベクターのすべては、N2ベクター(Kellerら、Nature 3 18:149-154,1985)に基づく。簡潔には、5'および3'のEcoRI LTRフラグメント (それぞれ、2.8Kbおよび1.0Kb)(Armentano,J.Vir.61:1647,1987;Eglit is,Science 230:1395,1985)を、最初にプラスミドSK+(Stratagene,San Di ego,CA)およびpUC31のEcoRI部位にサブクローン化する。pUC31は、ポリリン カーのEcoRI部位とSacI部位との間にさらなる制限部位(XhoI、 BglII、BssHII およびNcoI)を有するpUC19(Stratagene,San Diego,CA)の改変である。それ により、プラスミドN2R3+/-を、SK+プラスミドと1.0Kbの3'LTRフラグメントとの 連結から作製する。プラスミドp31N2R5+/-およびp31N2R3+/-を、それぞれ、2.8K bの5'LTRおよびパッケージングシグナル(Y)、または1.0Kbの3'LTRフラグメン トとpUC31との連結から構築する。各々の場合において、N2はベクター供絵物を 示し、RはフラグメントがEcoRIフラグメントであるという事実を示し、5およ び3は、5'LTRまたは3'LTRを示し、そして+または−は、挿入物の方向を示す( LTRサブクローンの実施例については図1〜6を参照のこと)。 1つの場合において、N2由来の1.2KbのClaI/EcoRI 5'LTRおよびWフラグメン トをSK+ベクターの同じ部位にサブクローン化する。このベクターをpN2CR5と命 名する。別の場合において、スプライスドナー配列の6bpの欠失を含む5'LTR(Y eeら、Cold Spring Harbor,Quantitative Biology,51:1021,1986)を1.8Kb のEcoRIフラグメントとしてpUC31にサブクローン化する。このベクターをp31N25 D[+]と命名する(図6)。 2.HSVTK を含有するプラスミドの構築 HSV-1のチミジンキナーゼ遺伝子(HSVTK)のコード領域および転写終結シグナ ルを、プラスミド322TK(pBR322のBamHIにクローン化されたHSV-1の3.5KbのBamH Iフラグメント(McKnightら)(ATCC番号31344号))由来の1.8KbのBglII/PvuII フラグメントとして単離し、そしてこれをBglII/SmaI消化したpUC31にクローン 化する。この構築物をpUCTKと命名する。ターミネーターシグナルの欠失を必要 とする構築物については、pUCTKをSmaIおよびBamHIで消化し、そして(A)nシグナ ルを含む0.3Kbのフラグメントを除く。残るコード配列および付着末端のBamHI突 出を、以下のオリゴマーから作製される二本鎖オリゴヌクレオチドを用いて再構 成する: 生成される構築物をpTKD Aと命名する(図7)。 診断目的のために、翻訳タンパク質を変化させることなく、AvaI部位を保持し ながら、SmaI部位を破壊するようにオリゴヌクレオチドを設計する。 プラスミドpPrTKDA(図8)(これは、HSVTKプロモーターおよびコード配列( (A)nシグナルを欠く)を含有する)を以下のように構築する。 1.pTKDAをBglIIで線状化し、アルカリフォスフアターゼで処理し、そしてゲ ル精製する。 2.HSVTK転写プロモーターを含む0.8Kbフラグメントを、p322TKからBamHI/Bg lIIフラグメントとして単離する。 3.(1)および(2)からの産物を連結し、細菌に形質転換し、そして陽性 クローンをプロモーター領域の適切な方向についてスクリーニングする。生成さ れるクローンをpPrTKDAと命名する(図8)。 3.構成的プロモーターからHSVTKを発現するレトロウイルスプロベクターの構 レトロウイルスプロベクター(pTK-1およびpTK-3)を、本質的に以下に記載の 通りに構築する。 1.5KbのXhoI/HindIIIの5'LTRおよびプラスミド配列を、p31N2R5(+)から単 離する(図1)。 2.転写終結配列を欠くHSVTKコード配列を、pTKDAから1.2KbのXhoI/BamHIフ ラグメントとして単離する(図2)。 3.3'LTR配列を、pN2R3(-)から1.0KbのBamHI/HindIIIフラグメントとして単 離する(図2)。 4.工程1〜3からのフラグメントを混合し、連結し、細菌に形質転換し、そ して個々のクローンを制限酵素分析により同定する。この構築物をTK-1と命名す る(図9)。 5.pTK-3を、TK-1をBamHIで線状化し、5'突出をフィルインし、そしてpAFVXM レトロウイルスベクター(Kriegerら、Cell 39:483,1984;St.Louisら、PNAS 85:3150,1988)から得られる細菌のlac UV5プロモーター、SV40初期プロモー ター、+Tn5 neor遺伝子を含有する5'フィルインClaI/ClaIフラグメントを平滑 末端連結することにより構築する。カナマイシン耐性クローンを単離し、そして 個々のクローンを制限酵素分析により適切な方向についてスクリーニングする( 図9)。 これらの構築物を用いて、上記のDAのようなパッケージング細胞株と一緒に感 染性の組換えベクター粒子を作製した。 B.TK-3 ベクターの存在または非存在でのマウス結腸ガン細胞に対するガンシク ロビルの効果の決定 ガンシクロビルが、DA/TK-3で形質導入されたCT26細胞(結腸腫瘍26、Brattai n,Baylor College of Medicine,Houston,TX)に対して効果を有するか否かを 決定するために実験を行った。CT26細胞をG偽型化TK-3ベクターで形質導入する 。ウイルス上清の添加の24時間後、CT26細胞をG-418選択(4501g/ml)下に置く 。10日のインキュベーション後、G-418選択プールを得、これをCT26 TK Neoと命 名する。CT26TK Neo細胞を、2.5×106個/プレートの密度で6つの10cm2プレー トに播種する。コントロールとして、他の2つの細胞型のそれぞれ、CT26および CT26β-gal(この細胞株は、E.coli由来のレポーター遺伝子β−ガラクトシダー ゼを有するレトロウイルスベクターで形質導入された)もまた、コントロールと して、6つの10cm2プレートに播種した。各細胞タイプの5つのプレートを、100 μg/ml、50μg/ml、25μg/ml、12.5μg/ml、および6.25μg/mlの濃度のガンシク ロビルを含む培地で4日間続けて1日に2回処理した。各細胞タイプの1つのプ レートを未処理のままにした。その後、細胞を、トリプシン−EDTAを用いて各デ ィッシュから取り出し、10%FBSを有するDMEM中に再懸濁し、そして計数した。 図10のデータは、最低用量のガンシクロビルでさえも、CT26 TK neo細胞に対し て劇的な細胞傷害性効果を有したことを示す。この用量のガンシクロビル(6.25 μg/ml)またはその次に高い用量(12.5μg/ml)でさえも、CT26細胞またはCT26 β-gal細胞のいずれに対しても効果を有しなかった。しかし、25μg/mlのガンシ クロビルの用量で開始すると、細胞増殖の用量依存的な減少が認められ得たが、 CT26 TK Neo細胞は、常に薬剤に対してより感受性であった。 C.CT26TKNeo 細胞を注入したマウスの処置のためのガンシクロビル用量決定 マウス腫瘍のインビボ形質導入を用いて疾患を処置し得るかどうかを試験する ために、100%の形質導入を確実にするためにインビトロで形質導入し、そして 選択した腫瘍の除去に必要なガンシクロビルの最適濃度を決定するために実験を 行った。3匹ずつの12群のマウスに、2×105個のCT26 TK Neo細胞を注射する。 6群のマウスにはこれらの細胞を腹腔内(I.P.)で注射し、そして6群のマウス にはこれらの細胞を皮下(S.C.)で注射する。他の3匹ずつ2群のマウスには、 2×105個の未改変のCT26細胞(コントロールとして)をI.P.またはS.C.のいず れかで注射する。 CT26細胞またはCT26 TK Neo細胞のこれらの群のマウスへの注射の10日後、い くつかの濃度のガンシクロビル処置を開始する。各用量レジメンは、1日2回、 午前および午後のガンシクロビルのI.P.注射からなる。実験を以下の表Aに要約 する。 5日後、125mg/Kg、250mg/Kg、および500mg/Kg処置群のすべてのマウスは、ガ ンシクロビルの毒性効果のために死亡した。15.63mg/Kg、31.25mg/Kgおよび62.5 mg/Kg処置群のマウスをさらに7日間処置し、そしてこれらは処置に耐性であり 得た。腫瘍測定を23日間行った(図11)。CT26 TK Neoの増殖は、ガンシクロビ ルの非存在下では、未改変CT26よりほんのわずかに遅かった。完全な腫瘍退縮が 、62.5mg/Kgレジメンで処置したマウスの群において認められた。部分的な腫瘍 退縮が、31.25mg/Kg処置群において認められた。15.63mg/Kg処置群では、2つの 未処置コントロール群と比較して、効果はほとんどまたは全く認められなかった 。 62.5mg/Kg群においていくらかの毒性が観測されたとはいえ、これは生命を脅か すものではなく、そしてこの処置の中断に際して可逆的であった。そこで、この 濃度をこの先の研究に用いた(図11)。24日後、I.P.注射動物を屠殺し、そして 評価した。図12および13に示すように、抗腫瘍効果の最適濃度は、腫瘍をI.P.ま たはS.C.で増殖させても、同様であった。 D.CT26 およびCT26TK Neoのインビボにおける腫瘍増殖に対する細胞傷害性の比 ガンシクロビルが、インビボで未改変CT26腫瘍細胞の増殖に対して効果を有す るどうかを決定するために、7匹ずつ2群のマウスにS.C.で2×105個の未改変C T26細胞を注射する。そして7匹ずつ2群のマウスにはS.C.で2×105個のCT26TK Neo細胞を注射する。腫瘍移植の7日後、CT26注射マウスの1群およびCT26TK N eo注射マウスの1群に、62.5mg/Kgで毎日2回(午前および午後)I.P.ガンシク ロビルのレジメンを施す。これらのマウスを12日間、またはCT26TK Neo注射動物 が検出可能な腫瘍負担を全く有しなくなるまで処置する。腫瘍増殖を3週間の期 間にわたりモニターする。CT26を注射しそしてガンシクロビルで処置したマウス は、CT26を注射した未処置マウスより幾分か小さい腫瘍を有した。このことは、 腫瘍増殖に対する少しのHSVTK依存性阻害を示す(図14)。しかし、CT26 TKneo 含有マウスをガンシクロビルで処置した場合、およびそのような場合のみ、腫瘍 負担の劇的な減少が観測された。 E.TK-3 ベクターを有するAY-27ラットガン細胞またはTK-3ベクターを有しないA Y-27ラットガン細胞に対するガンシクロビルの効果の決定 ガンシクロビルが、DA/TK-3で形質導入したAY-27細胞に対して効果を有するか 否かを決定するための実験を実施する。AY-27細胞は、N-[4-(5-ニトロ-2-フリル )-2-チアゾル]ホルムアミドにより誘導されたラットのガン細胞である(Selman, S.ら、J Urol 136:141,1986)。AY-27細胞を、G偽型化TK-3ベクターで形質導 入する。ウイルス上清の添加の24時間後、AY-27細胞をG-418選択(450μg/ml) 下に置く。10日のインキュベーション後、G-418選択されたプールを得、そし てこれをAY-27TKNeoと命名する。AY-27TKNeo細胞を、6つの10cm2プレートに2.5 ×106個/プレートの密度で播種する。コントロールとして、他の2つの細胞型 、AY-27およびAY-27β-gal(この細胞株は、E.coli由来のレポーター遺伝子β- ガラクトシダーゼを有するウイルスで形質導入される)のそれぞれもまた、6つ の10cm2プレートにコントロールとして播種する。各細胞型の5つのプレートを 、100μg/ml、50μg/ml、25μg/ml、12.5μg/ml、および6.25μg/mlのガンシク ロビル濃度を含む培地で4日間続けて1日に2回処理する。それぞれの細胞型の 1つのプレートを未処理のままにする。その後、細胞を、トリプシン−EDTAを用 いて各ディッシュから取り出し、10%FBSを含むDMEM中に再懸濁し、そして計数 する。得られたデータを用いて、AY-27、AY-27β-gal、またはAY-27TKNeo細胞に 対して最高の細胞傷害性効果を有する濃度を決定し得る。 F.AY-27TKNeo 細胞を注射したラットの処置のためのガンシクロビル用量の決定 マウス腫瘍のインビボ形質導入を用いて疾患を処置し得るかどうかを試験する ために、100%の形質導入を確実にするために形質導入し、そしてインビトロで 選択した腫瘍の除去に必要なガンシクロビルの最適濃度を決定するために実験を 行った。3匹ずつ12群のラットに、2×105個のAY-27TKNeo細胞を注射する。6 群のラットにはこれらの細胞を嚢内注射する。他の3匹ずつ6群のラットには、 2×105個の未改変のAY-27細胞(コントロールとして)を嚢内注射する。 AY-27細胞またはAY-27TKNeo細胞のこれらの群のラットへの注射の10日後、い くつかの濃度のガンシクロビル処置を開始する。各用量レジメンは、1日2回、 午前および午後のガンシクロビルのI.P.注射からなる。実験を以下の表Bに要約 する。 ラットを12日間処置し、より高濃度のガンシクロビルにより死亡するラットを 除く。腫瘍測定を、最適なガンシクロビル濃度を決定するために、腫瘍退縮を評 価しながら20日間行なう。 G.投与プロトコル 1.ラット投与プロトコル AY-27ラット膀胱ガン細胞を、20匹の雄性Fischer344ラット(Charles River B reeding Laboratories,Portage,MD)の膀胱内に移植する。移植の1〜14日後 、腫瘍を有する、200グラムと300グラムとの間の体重のラットを麻酔し、それら の膀胱を外科的に体外に出し、27ゲージ針を用いて尿を排泄させる。ウイルスベ クター粒子を、200〜2,000μlの処方緩衝液中の106〜1010cfuで5匹のラットの 膀胱内に滴注する。4〜8μg/mlのポリブレンの添加は、形質導入の効率を増加 させる。漏出を防ぐために、膀胱切開を7-ゼロ(7-zero)の非吸収性縫合糸で修 復する。ウイルスを、動物を麻酔下に保ち、それにより、排泄されることを防ぐ ことにより0.5〜1.0時間腫瘍細胞の存在下でインキュベートさせる。10匹のコン トロールラットは、500μlの処方緩衝液のみを受ける。 あるいは、尿排泄および生理食塩水での洗浄の後、200〜2,000μlのベクター を、尿道を通してのカテーテル導入により直接的に膀胱に滴注し得る。 ベクター処置後の24〜72時間で、ラットを、4〜12日間、1日に2回(午前と 午後)、先に決定した最適用量(例えば、62.5mg/Kg体重)でガンシクロビルのI .P.注射を行う。最後に、ラットは、実験の最後まで(1〜10週)、毎日単回用 量のガンシクロビルを受ける。膀胱全体を取り出し、そして腫瘍増殖を測定する 。 2.ヒト投与プロトコル 尿(Foley)カテーテルを尿道を通して膀胱内に挿入し、そしてその位置に固 定する。膀胱から尿を排泄し、そして膀胱を100〜500mlの無菌生理食塩水で洗浄 する。チミジンキナーゼ発現のための遺伝子を含む組換えレトロウイルスを、10 〜500mlの処方緩衝液(好ましくは4〜8μl/mlのポリブレンまたは他の増強賦 形剤を含む)中に105〜1011cfuで、カテーテルを通して膀胱に滴注する。ウイル ス粒子を0.25〜12時間インキュベートさせ、その後カテーテルを除く。1〜7日 後、ガンシクロビルを、2〜21日間、12時間毎に、(1時間にわたり一定速度で )1〜5mg/Kg I.V.で投与する。ベクターを、複数回(2〜20)再投与する。そ の後、ガンシクロビルを投与する。ガンシクロビルが投与される患者における頻 繁な顆粒球減少および血小板減少のために、薬物の投薬中2日毎に好中球および 血小板の計数を実施することが推奨される。腫瘍退縮を、x線および/またはバ イオプシーによりモニターし、そして必要ならば、処置を繰り返す。 実施例4 第VIII因子を発現する組換えレトロウイルスの複数投与 A.全長およびBドメイン欠失の第VIII因子cDNAレトロベクターTMの構築 全長およびBドメイン欠失の第VIII因子レトロベクターの構築は、実施例2A に記載される。 B.第VIII因子を発現する組換えレトロウイルスのエアロゾル化 4〜8μg/mlのポリブレンまたは他の形質導入増強賦形剤とともに処方緩衝液 中のKT-ND5ウイルス上清を、0.3〜0.5μmの粒子を生成するように設計されるDe Vilbiss#15 Atomizer(DeVilbiss Health Care Division,Somerset,PA)を用 いて霧状にする(Rousculp,M.,Human Gene Therapy 3:471-477,1992)。こ の噴霧器により生成されるエアロゾルは、層流フード内で圧縮空気を使用する。 霧をポリプロピレンチューブ内に導き、そして液化した蒸気(ならびにコントロ ールウイルス上清)を、0.22μm濾過により再度滅菌する。レトロウイルス粒子 は、機能的活性の顕著な喪失を全くすることなくこのフィルターを通過する。 C.ベクター構築物の投与 1.ラット投与プロトコル ラットを麻酔し、そして気管を前方正中切開により露出させる。第VIII因子遺 伝子産物を発現する組換えレトロウイルス粒子を、4〜8μg/mlのポリブレンま たは他の形質導入増強賦形剤の存在または非存在で、105〜1010cfu/mlで300μl の処方緩衝液中に希釈し、そして小ゲージの針を通して気管内に滴注する。コン トロール動物に、300μlの処方緩衝液のみを投与する。切開を縫合し、そしてラ ットを回復させる。ウイルス滴注の2〜14日後、血液を尾静脈から抜き取り、そ して実施例2Hiに記載するように、第VIII因子産生について調べる。 2.ヒト投与プロトコル 組換えレトロウイルスを、DeVilbiss#15 Atomizer(上記)を用いて2〜60分 間で投与する。組換えレトロウイルスの投与の2〜14日後、第VIII因子の発現を 、CoatestR第VIII因子アッセイにより血液および血漿において測定する(実施例 2B1に記載のように)。 実施例5 組換えレトロウイルスの経皮投与 A.TK-3 ベクター構築物の構築 TK-3ベクター構築物および組換えレトロウイルスの構築および確認は、実施例 3A〜3Fに記載される。 B.ベクター構築物の投与 1.動物投与プロトコル ワタオウサギ乳頭腫ウイルス(CRPV)を、高度に発ガン性のヒト乳頭腫ウイル ス(HPV)のための動物モデルとする。乳頭腫をワタオウサギにおいて誘導し得 る。そして、ウイルス感染は、これらのウサギにおいて3つの異なる結果を導く (Lin,Y.ら、J Virol 67:382,1993)。第1に、乳頭腫が出現し、そしてウサ ギの生存中持続する。第2に、乳頭腫は、感染後、2〜3ヶ月で自然に退縮する 。そして、第3に、乳頭腫は8〜15ヶ月後、ガンに進行する。 この実験において、12羽のワタオウサギ(E.Johnson,Rago,KA)に、Steven s,J.ら(J Virol 30:891,1979)に記載のように、皮内注射によりCRPVのB株 (Stevens,J.ら、J Virol 30:891,1979)を注射する。注射の4〜6ヶ月後( この時点で乳頭腫が形成される)、動物を2群に分ける。第1群では、4〜8μ g/mlのポリブレンまたは他の形質導入増強賦形剤の存在または非存在で、105〜1 010cfu/mlで小ゲージの針を通して25〜100μlの処方緩衝液を、6羽の動物の乳 頭腫に注射する。第2群では、コントロール動物に、25〜100μlの処方緩衝液の みを投与する。ベクター処置後の24〜72時間で、ウサギに、4〜12日間、毎日2 回(午前および午後)、先に決定した最適用量(例えば、62.5mg/Kg体重)でガ ンシクロビルのI.P.注射を施す。最後に、ウサギは、実験の最後まで(1〜10週 )、毎日単回用量のガンシクロビルを受ける。乳頭腫の退縮を、2〜14日間、視 覚的にモニターする。 2.ヒト投与プロトコル ヒト乳頭腫ウイルス(HPV)に起因する臨床的皮膚病巣は、尋常性ゆうぜい、 糸状ゆうぜい、足底いぼ、および肛門性器いぼを含む(Cobb,M.ら、J.Am.Aca d.Derm.22:547,1990に総説される)。この実験において、患者を2群に分け る。第1群では、100〜500μlの組換えレトロウイルス粒子を、処方された軟膏 (好ましくは4〜8μg/mlのポリブレンまたは他の形質導入増強賦形剤を含む) 中で109cfu/mlの濃度で、経皮送達システム(TDS)を用いていぼに塗布する。 経皮送達システム(TDS)は、薬物が、治療的に有益である十分な量で全身循 環に達するように、インタクトな皮膚を通して薬物を送達し得る。TDSは広範な 利点を提供し、それには、胃腸吸収問題および肝臓の初期通過効果の除外、投薬 量および投薬間隔の減少、ならびに改善された患者のコンプライアンスを含む。 TDSの主要成分は、ポリマー、投与されるべき薬物、賦形剤、および増強剤から なる制御放出デバイス、ならびに皮膚に対してこのデバイスを固定するための固 定システムである。多数のポリマーが記載され、これには、ゼラチン、アラビア ゴム、パラフィンワックス、およびセルロースアセテートフタレートが含まれる (Sogibayashi,K.ら、J.Controlled Release,29:177-185,1994)。 第2群は、処方緩衝液中の100〜500μlのベクター粒子のみを受ける。領域を 覆い、そしてウイルス粒子を0.25〜12時間インキュベートさせ、その後TDSを除 く。1〜7日後、ガンシクロビルを、(好ましくは、1時間にわたり一定速度で )2〜21日間、12時間毎に、1〜5mg/Kg I.V.で投与する。ベクターを複数回( 2〜20)再度投与し得る。その後、ガンシクロビルを投与する。ガンシクロビル を受ける患者における顆粒球減少及び血小板減少の頻度のために、薬物の投薬中 2日毎に好中球および血小板の計数を実施することが推奨される。いぼの退縮を 、2〜14日間、視覚的にモニターする。 実施例6 E3/19Kのための組換えレトロウイルスの眼投与 A.E3/19K 遺伝子のKT-3Bへのクローニング 1.アデノウイルスの単離および精製 アデノウイルスの単離および精製は、Greenら(Methods in Enzymology 58:4 25,1979)により記載される。詳細には、5リットルのHela細胞(3〜6.0×105 細胞/ml)を、100〜500プラーク形成単位(pfu)/mlのアデノウイルス2型(Ad 2)ビリオン(ATCC番号VR-846)で感染させる。37℃で30〜40時間のインキ ュベーション後、細胞を氷上に置き、230×gで20分間、4℃での遠心分離によ り回収し、そしてTris-HCl緩衝液(pH 8.1)中に再懸濁する。ペレットを超音波 により機械的に破砕し、そしてトリクロロトリフルオロエタン中でホモジナイズ し、その後遠心分離を1,000×gで10分間行う。上の水層を取り出し、そして10m lのCsCl(1.43g/cm3)上に重層し、SW27ローター中で1時間20,000rpmで遠心分 離する。乳白色のウイルスバンドを取り出し、そしてCsClで1.34g/cm3に調整し 、そしてさらにTi50ローター中で16〜20時間30,000rpmで遠心分離する。勾配の 中央の視認し得るウイルスバンドを取り出し、そしてアデノウイルスDNAの精製 まで4℃で保存する。 2.アデノウイルスDNAの単離および精製 アデノウイルスバンドをプロテアーゼとともに1時間37℃でインキュベートし て、タンパク質を消化する。7,800×gで10分間4℃での遠心分離後、粒子を、 5%SDS中で室温で30分間可溶化し、その後、等容量のフェノールで抽出する。 上の水層を取り出し、フェノールで再抽出し、エーテルで3回抽出し、そしてTr is緩衝液中で24時間透析する。ウイルスAd2 DNAをエタノールで沈澱させ、エタ ノールで洗浄し、そしてTris-EDTA緩衝液(pH 8.1)中に再懸濁する。約0.5mgの ウイルスAd2 DNAが1.0Lの細胞において得られたウイルスから単離される。 3.E3/19K 遺伝子の単離 ウイルスAd2 DNAをEcoRIで消化し、そして1%アガロースゲルでの電気泳動に より分離する。75.9〜83.4のAd2座標領域に位置する、E3/19K遺伝子を含む生成 される2.7Kb Ad2 EcoRI Dフラグメント(Herisseら、Nucleic Acids Research 8:2173,1980、Cladarasら、Virology 140:28,1985)を、電気泳動により溶 出し、フェノール抽出し、エタノール沈澱し、そしてTris-EDTA(pH 8.1)中に 溶解する。 4.E3/19K 遺伝子のKT-3Bへのクローニング E3/19K遺伝子をPUC1813のEcoRI部位にクローン化する。PUC1813を、本質的に 、 Kayら(Nucleic Acids Research 15:2778,1987)およびGrayら(PNAS 80:5842 ,1983)に記載の通りに調製する。E3/19KをEcoRI消化により回収し、そして単 離したフラグメントを、ホスファターゼ処理したpSP73プラスミドのEcoRI部位に クローン化する。この構築物をSP-E3/19Kと命名する。SP-E3/19K cDNAの方向を 、適切な制限酵素消化およびDNA配列決定を用いて確認する。センス方向で、cDN Aの5'末端はpSP73ポリリンカーのXhoI部位に隣接し、そして3'末端はClaI部位に 隣接する。センス方向またはアンチセンス方向のいずれかでE3/19K cDNAを含むX hoI〜ClaIフラグメントをSP-E3/19K構築物から回収し、そしてKT-3BBレトロウイ ルスのXhoI〜ClaI部位にクローン化する。この構築物を、KT-3B/E3/19Kと命名す る。 B.PCR 増幅されたE3/19K遺伝子のKT-3Bへのクローニング 1.E3/19K 遺伝子のPCR増幅 Ad2 DNA E3/19K遺伝子(アミノ末端シグナル配列と、その後に、E3/19Kタンパ ク質自身を小胞体(ER)内に埋め込ませる管腔内(intraluminal)ドメインおよびカ ルボキシ末端細胞質テールを含有する)は、ウイルスヌクレオチド28,812と29,2 88との間に位置する。ウイルスゲノムDNAからのAd2 E3/19K遺伝子の単離は、以 下に示されるプライマー対を用いでPCR増幅により達成される: Ad2ヌクレオチド配列28,812〜28,835に対する正方向プライマー Ad2ヌクレオチド配列29,241〜29,213に対する逆方向プライマー Ad2の相補的配列に加えて、両方のプライマーは、PCRアンプリコン産物の効率 的な酵素消化のためbの5ヌクレオチドの「緩衝配列」をその5’末端に含有す る。正方向プライマーにおけるこの配列の後にはXhoI認識部位が続き、そして逆 方向 プライマーではClaI認識部位が続く。従って、5’から3’の方向で、E3/19K遺 伝子にはXhoIおよびClaI認識部位が隣接している。Ad2 DNAからのE3/19K遺伝子 の増幅は、以下のPCRサイクルプロトコルを用いて達成される: 2.PCR 増幅されたE3/19K遺伝子のKT-3Bへの連結 SP-E3/19K構築物由来のE3/19K遺伝子(約780bpの長さ)を取り出し、そして1 %アガロース/TBEゲル電気泳動により単離する。次いで、XhoI-ClaIのE3/19Kフ ラグメントをKT-3Bレトロウイルス骨格に連結する。この構築物をKT-3B/E3/19K と称する。KT-3B/E3/19K構築物を、E.coli、DH5α細菌株(Bethesda Research La bs,Gaithersburg,Maryland)に形質転換することにより増幅する。詳細には、細 菌を1〜100ngの連結反応混合物DNAで形質転換する。形質転換された細菌の細胞 をアンピシリンを含むLBプレート上でプレートする。このプレートを37℃で一晩 インキュベートし、細菌コロニーを選択し、それらからDNAを調製する。このDNA をXhoIおよびClaIで消化する。E3/19K遺伝子を含むプラスミドの予想されるエン ドヌクレアーゼ制限切断フラグメントのサイズは780bpおよび1,300bpである。 C.パッケージング細胞株DAの組換えレトロウイルスベクターKT-3B/E3/19Kによ る形質導入 1.プラスミドDNAトランスフェクション 293 2-3細胞(293細胞由来の細胞株、ATCC寄託番号第CRL 1573号,(WO 92/0526 6))の5.0×105個の細胞を約50%のコンフルエントで6cm組織培養ディッシュ上 に播種する。翌日、トランスフェクションの4時間前に、培地を4mlの新鮮な培 地に取り替える。標準的なリン酸カルシウム-DNA共沈を10.0μgのKT-3B/E3/19K プラスミドおよび10.0μg MLP Gプラスミドを2M CaCl2溶液と混合することによ り行い、1×HEPES緩衝化生理食塩水溶液(pH6.9)を添加し、室温で15分間イン キュベートする。リン酸カルシウム-DNA共沈物を293 2-3細胞に移し、次いで、3 7℃、5%CO2で一晩インキュベートする。翌朝、細胞を1×PBS(pH7.0)中で3回 洗浄する。新鮮な培地を細胞に加え、その後、37℃、10%CO2で一晩インキュベ ーションする。翌日、培地から細胞を回収し、そして0.45μフィルターに通す。 この上清をパッケージング細胞および腫瘍細胞株の形質導入に使用する。他のベ クターのための一過性のベクター上清は、同様にして作製される。 2.パッケージング細胞株の形質導入 パッケージング細胞株の形質導入を、実施例2Cに記載のように行う。 3.複製可能レトロウイルスの検出 複製可能レトロウイルスの検出を、実施例2Dに記載のように行う。 D.組換えレトロウイルスベクターKT-3B/E3/19Kによる細胞株の形質導入 以下の付着性のヒトおよびマウス細胞株を、5×105細胞/10cmディッシュで 、4μg/mlのポリブレンとともに播種する:HT 1080、Hela、およびBC10ME。翌 日、DA E3/19Kプール由来の濾過上清の1.0mlを各細胞培養プレートに添加する。 翌日、800μg/mlのG418をすべての細胞培養の培地に添加する。この培養物を選 択が完成するまで維持し、そして十分な細胞数を遺伝子発現について試験するた めに生成させる。形質導入された細胞株を、それぞれHT 1080-E3/19K.Hela-E3/ 19KおよびBC10ME-E3/19Kと称する。 EBV形質転換細胞株(BLCL)、および他の懸濁細胞株を、DA-E3/19Kのような照 射したプロデューサー細胞株と同時培養することにより形質導入する。詳細には 、照射(10,000 rad)プロデューサー細胞株を、4μg/mlのポリブレンを含む増 殖培地中で5.0×105個細胞/6cmディッシュにプレーティングする。細胞を2〜 24時間付着させた後、106個の懸濁細胞を添加する。2〜3日後、懸濁細胞を取 り出し、遠心分離によりペレット化し、1mg/mlのG418を含む増殖培地中に再懸 濁し、そして丸底96ウェルプレートの10ウェルに播種する。この培養物を24ウェ ルプレートに、次いでT-25フラスコに拡大する。 E.組換えレトロウイルスベクター構築物KT3B-E3/19KにおけるE3/19Kの発現 1. ウェスタンブロット分析 放射線免疫沈降アッセイ(RIPA)溶解物を、E3/19K発現の解析のために選択され た培養物から作製する。RIPA溶解物を、細胞のコンフルエントなプレートから調 製する。詳細には、培地をまず細胞から吸い取る。細胞を含む培養プレートのサ イズに依存し、100〜500ml容量の氷冷RIPA溶解緩衝液(10mM Tris,pH7.4;1% Noni det P40;0.1% SDS;150 mM NaCl)を細胞に添加する。マイクロピペットを用いて 細胞をプレートから取り出し、そして混合物をマイクロ遠心チューブに移す。こ のチューブを5分間遠心分離して細胞破片を沈殿させ、そして上清を別のチュー ブへ移す。この上清を10%SDSポリアクリルアミドゲルで電気泳動する。そして タンパク質のバンドをCAPS緩衝液(10mM CAPS(Aldrich,Milwaukee,WI),pH11.0;1 0%メタノール)中のImmobilonメンブレンに、2〜18時間で、10〜60ボルトで移 す。このメンブレンを、CAPS緩衝液から5%Blotto(5%脱脂粉乳;50mM Tris,p H7.4;150mM NaCl;0.02%アジ化ナトリウム,および0.05%Tween 20)に移し、E3/19K に対するマウスモノクローナル抗体でプローブする(Severinssonら、J.Cell.Bio l.101:540-547,1985)。メンブレンへの抗体の結合を125I-Protein Aにより検出 する。 2.非形質導入細胞と比較したクラスI発現の減少したレベルを証明するための KT3B-E3/19K ベクター形質導入細胞のFACS分析 KT3b-E3/19Kベクターで形質導入した細胞株を、FACS分析によりMHCクラスI分 子の発現について試験する。非形質導入細胞もまた、MHCクラスI分子の発現に ついて分析し、そしてMHCクラスI分子の発現での形質導入効果を決定するため にE3/19K形質導入細胞と比較する。 マウス細胞株、BC10ME、BC10ME-E3/19K、P815(ATCC番号TIB64号)、およびP815 -E3/19Kを、細胞表面上のH-2Dd分子の発現について試験する。サブコンフルエン ト密度まで増殖した細胞をVerseneを用いた処理により培養ディッシュから取り 出し、そして1%BSAおよび0.02%アジ化ナトリウムを含む冷(4℃)PBS(洗浄 緩衝液)を用いて、200gの遠心分離により、2回洗浄する。2百万個の細胞を微 量遠心チューブ内に置き、そして上清を取り除く前に200gで微量遠心においてペ レット化する。細胞ペレットを、H-2Dd特異的Mab34-2-12s(50mlの1:100希釈の 精製抗体、ATCC番号HB87号)を用いて再懸濁し、そして時々混ぜて4℃で30分間 インキュベートする。抗体で標識した細胞を、上清を取り除く前に1mlの洗浄緩 衝液(4℃)で2回洗浄する。細胞をビオチン化ヤギ抗マウスκ軽鎖Mab(50mlの 1:100希釈の精製抗体)(Amersham,Arlington Height,IL)を用いて再懸濁し、そ して4℃で30分間インキュベートする。細胞を洗浄し、50mlのアビジン結合FITC (Pierce,Rockford,IL)を用いて再懸濁し、そして4℃で30分間インキュベートす る。細胞をさらに1回洗浄し、1mlの洗浄緩衝液中に再懸濁し、そしてFACStar分 析器(Becton Dickinson,Los Angeles,CA)での分析の前に氷上で保持した。形質 導入細胞の平均蛍光強度を、E3/19Kタンパク質が表面MHCクラスI分子の発現に対 して有する効果を決定するために、非形質導入細胞の平均蛍光強度と比較する。 F.ベクター構築物の投与 1.ラット投与プロトコル ラットに麻酔をかけ、そして一方の眼に、4〜8μg/mlのポリブレンまたは他 の形質導入増強賦形剤の存在または非存在下で、処方緩衝液中で105〜1010cfu/m lの濃度での5〜100μlの組換えレトロウイルス粒子を滴注する。処方緩衝液の みを含有する5〜100μlの溶液を、コントロールとして使用するためにもう一方 の眼に添加する。この溶液を1時間インキュベートさせ、その後それぞれの眼を 100μlの食塩水で3回リンスする。処理の2〜7日後、ラットを屠殺し、角膜を 取 り出し、そして2mlの氷冷RIPA溶解緩衝液中でホモジナイズする。E3/19Kの発現 を実施例6Elに記載するようにウエスタンブロット分析により検出する。 2.ヒト投与プロトコル 角膜移植拒絶反応率は比較的低いが、拒絶反応を有するものの現在の治療は、 ステロイド化合物の連続的な処置を必要とする。これは、最終的に手術を必要と する白内障の形成を導く。従って、E3/19Kを発現する組換えレトロウイルスの導 入は、このようなステロイドレジメンの必要性を妨げる。処方緩衝液において4 〜8μg/mlのポリブレンまたは他の形質導入増強賦形剤の存在または非存在下で 、処方緩衝液中で105〜1010cfu/mlの濃度での10〜500μlの組換えレトロウイル ス粒子を、うつ伏せに伏した患者の目に投与する。この溶液を、15〜30分間イン キュベートし、その後食塩水で洗浄する。 あるいは、角膜を、外科的な接着の直前に、4〜8μg/mlのポリブレンまたは 他の形質導入増強賦形剤の存在または非存在下で処方緩衝液中で105〜1010cfu/m lの濃度での1mlのレトロウイルスベクター粒子で1時間インキュベートし得る。 上記の場合のいずれにおいて、移植の進行を目視によって組織の生存性を観察す ることによりモニターする。 実施例7 第VIII因子を発現する組換えレトロウイルスの鼻腔内投与 A.全長およびBドメイン欠失の第VIII因子cDNA RetrovectorTMの構築 全長およびBドメイン欠失の第VIII因子レトロベクターの構築は、実施例2Aに 記載される。 B.ベクター構築物の投与 1.ラット投与プロトコル 鼻経路は、鼻腔粘膜下に位置する毛細管の広範囲なネットワークのため、多く の分子の投与に効果的であることが示されてきた。これは、効果的な全身性吸収 を容易にし、そして薬物を吸収促進剤を用いて投与する場合、吸収は高い生物学 的利用能を伴って急速に生じる(Gizurarsonら、Acta Pharm 2:105,1990において 総説する) 6匹のFischer-344ラットの1群を、第VIII因子のレトロウイルスベクター粒 子の鼻腔投与のために使用する。4〜8μg/mlのポリブレンまたは他の形質導入 増強賦形剤の存在または非存在下で、処方緩衝液中で109cfu/mlでの1〜50μlの レトロウイルスベクター粒子を、各鼻孔に約3〜5mm挿入したピペットを用いて 適用する。別の群を同じ方法でベクターを含まない処方緩衝液を投与する。血液 サンプルを、1〜14日後、頚静脈または尾静脈から回収し、そして実施例2Hiに 記載するように第VIII因子生成についてアッセイする。 2.ヒト投与プロトコル 鼻腔についての数タイプの薬物送達デバイスが存在する(Chien,Yら、Crit Rev Therap Drug Carr Sys,4:67,1987において総説される)。これらの系は、鼻スプ レー、鼻滴下、ぬれた綿ガーゼ、エアロゾルスプレー、および吸入器を含む。メ ートル投与噴霧器は、予め決められた容量の処方物を鼻腔に送達し得る。 2群の患者がこの研究において使用される。患者の一方の群は、鼻スプレーま たは鼻滴下を介して各鼻孔に適用された、4〜8μg/mlポリブレンまたは他の形 質導入増強賦形剤の存在または非存在下で処方緩衝液中で109cfu/mlでの100〜50 0μlのレトロウイルスベクター粒子を受ける。もう一方の群は同じ方法で適用さ れた処方緩衝液のみを受ける。血液サンプルを1〜14日後に回収し、そして実施 例2B1で記載するように第VIII因子についてアッセイする。 実施例8 ヒト成長ホルモンの送達のための組換えレトロウイルスの調製 A.hGH を含有するベクターの調製 全長のヒト成長ホルモン遺伝子を含有するベクターpDHF828を、本質的に、以 下のように構築する。簡単に述べると、プラスミドpDHF811を、上記のKT-1レト ロウイルスベクターのXhoI-ClaIフラグメントを取り除き、そして付着末端の連 結により以下のオリゴヌクレオチドリンカーを挿入することにより構築した。 リンカー配列: 詳細には、リンカーを65℃で20分間、42℃で20分間、37℃で20分間、そして室温 で2時間アニールした。両方のオリゴヌクレオチド濃度は18mMであり、塩濃度は1 00mM NaClであった。アニーリングの後、50mlの1.8mMのアニールしたリンカーを 、ClaI末端を生成するために一晩ClaIで消化した。連結のために、3nMのKT-1 X hoI-ClaIフラグメントを、90nMのリンカーと混合し、そして得られた混合物を15 ℃で3時間インキュベートした。連結されたDNAサンプルを、DH-5αコンピテン ト細胞に形質転換し、その後、形質転換体をスクリーニングした。 hGH遺伝子の全長cDNAを含有するプラスミドchGH800(Martial,R.A.ら、Science 205:602,1979)を、HindIIIで消化し、クレノウフラグメント酵素で平滑末端化 し、そしてpDHF811のSrfI部位にクローン化する。得られたプラスミドをpDHF828 と称した。 B.hGH 発現組換えレトロウイルスの調製 次いで、標準的な手順を用いて、pDHF828プラスミドをHXパッケージング細胞 に導入し、キットプロトコルの好ましい改変に従って、HGH化学ルミネセンスキ ット(HGH I00T)(Nichols Institute,San Juan Capistrano,CA)を用いてアッセイ した。1日目に、キット成分を室温まで温め、そして反転することにより穏やか に混合し、その後いくつかのバイアルを開ける。試験サンプルを、最高速度で微 量遠心中で5分間遠心分離し、その後フィブリンおよび他の残骸を取り除くため にそれらを使用した。全てのサンプルを、スタンダードを含む4連で測定した。 インキュベーションを、暗所下で保存した12×17ポリプロピレンチューブ中で行 う。150μlのサンプルまたはスタンダードを、各チューブに等分し、そしてμl の抗体を添加し、そしてサンプルを穏やかに混合した。1個のビーズを、キット において提供されるピンセットを用いて各ウェルに添加した。チューブに蓋をし 、ホイルで覆い、そして室温で24時間、軌道シェーカーで振とうさせた。スタン ダードは530pg/ml(STD D)を含有し、そして連続希釈物を、250、100、50、25、1 0、5、および2.5pg/mlのStd Dのゼロスタンダードにおいて作った。 24時間後、これらのチューブの蓋をあけ、そして0.5mlの洗浄緩衝液を添加し た。これらの洗浄溶液を、ビーズがチューブの底部からはずむように十分な力で 加えた。サンプルを、2.0mlのナノピュア水で3回洗浄し、そして各回で完全に 吸引した。ルミノメーター測定を、暗所で保存した12×75ポリカーボネート(透 明プラスチック)チューブ中で行った。ルミノメーターを性能コントロールスタ ンダードを用いて予備試験した。 このアッセイを用いて、HX/HGHレトロベクター産生細胞株を、4.8×106cfu/ml の力価で生成した。DXパッケージング細胞へのプラスミドの導入は、1.6×107cf u/mlの力価を有するクローン産生細胞の生成をもたらした。 実施例9 組換えレトロウイルスの保存 A.組換えレトロウイルスのラクトース処方 粗製の組換えレトロウイルスを、バイオリアクターマトリックスのビーズに結 合された、組換えレトロウイルスで形質転換されたDA細胞を含有するCelliganバ イオリアクター(New Brunswick、New Brunswick,NJ)から得る。細胞は、連続 的流れプロセス(continuous flow process)において細胞を横切る増殖培地の中 に、組換えレトロウイルスを放出する。バイオリアクターを出る培地を集め、そ して最初に 0.8ミクロンフィルター、次いで0.65ミクロンフィルターに通過させ て、粗製の組換えレトロウイルスを澄明化する。交差流濃縮システム(Filtron ,Boston,MA)を利用して、濾液を濃縮する。濃縮物の1mlあたり約50単位のDNa se(Intergen、New York,NY)を添加して、外因性DNA を消化する。消化物を、 同一の交差流システムを用いて、150mM のNaCl,25mMのトロメタミン、pH7.2 に 対してダイアフィルトレートする。50mMのNaCl,25mMのトロメタミン、pH7.4 中 で平衡化した、Sephadex S−500 ゲルカラム(Pharmacia、Piscataway,NJ)上 にダイアフィルトレート物をロードする。精製組換えレトロウイルスを、50mMの NaCl,25mMのトロメタミン、pH7.4 中でSephadex S−500 ゲルカラムから溶出 する。 ラクトースを含有する処方緩衝液を、2×濃縮ストック溶液として調製した。 この処方緩衝液は、25mMのトロメタミン、70mMCのNaCl,2mg/mlのアルギニン、 10mg/mlのHSA、および 100mg/mlのラクトースを 100mlの最終容量で、pH7.4 に おいて含有する。 1部のS−500精製組換えレトロウイルスに1部の2×ラクトース処方緩衝液 を添加することによって、精製組換えレトロウイルスを処方する。処方した組換 えレトロウイルスを、−70℃〜−80℃において保存するか、または乾燥すること ができる。 Supermodulyo 12K凍結乾燥器(Edwards High Vacuum、Tonawanda,NY)に取り 付けられたEdwards Refrigerated Chamber(3 Shelf RC3Sユニット)中で、処方し たレトロウイルスを凍結乾燥する。凍結乾燥サイクルが完結したとき、わずかな 窒素ガスの放出後、真空下でバイアルに栓をする。取り出す際に、バイアルをア ルミニウムのシールでクリンプする。 所定のラクトース研究において、処方された液体産物を−80℃および-20℃の 循環フリーザーの両方で保存した。図15において、これらのサンプルのウイルス 伝染力を、凍結乾燥サンプルのウイルス伝染力と比較した。凍結乾燥サンプルを 、−20℃、冷蔵温度、および室温で保存した。再構成の際のサンプル活性を、力 価アッセイにより決定する。 凍結乾燥された組換えレトロウイルスを1.0mlの水で再構成する。再構成した 組換えレトロウイルスの伝染力を力価活性アッセイにより決定する。アッセイを 、HT 1080線維芽細胞または3T3マウス線維芽細胞株(ATCC寄託番号第CCL 163号) において行った。詳細には、1×105個の細胞を6cmプレート上にプレーティン グし、そして37℃、10%CO2にて一晩インキュベートする。再構成された組換え レ トロウイルスの連続希釈物10マイクロリットルを、4mg/mlのポリブレン(Sigma, St.Louis,MO)の存在下で細胞に添加し、そして37℃、10%CO2にて一晩インキュ ベートする。インキュベーションに続いて、細胞をG418を含む培地中でネオマイ シン耐性について選択し、そして37℃、10%CO2にて5日間インキュベートする 。最初の選択に続いて、これらの細胞にG418を含む新鮮な培地で再び栄養補給し 、そして5〜6日間インキュベートする。最後の選択の後、コロニー検出のため に、細胞をクーマシーブルーで染色する。サンプルの力価を、コロニーの数、希 釈、および使用した容量から決定する。 図15は、−20℃から冷蔵温度での凍結乾燥形態における保存が、−80℃から− 20℃において液体中で保存された組換えレトロウイルスと類似のウイルス活性を 保持し、保存の間、よりストリンジェントでない温度コントロールを許容するこ とを示す。 B.組換えレトロウイルスのマンニトール処方 この実施例で利用した組換えレトロウイルスを、実施例9Aに記載のように精製 した。 マンニトールを含有する処方緩衝液を、2×濃縮ストック溶液として調製した 。この処方緩衝液は、25mMのトロメタミン、35mMのNaCl,2mg/mlのアルギニン 、10mg/mlのHSA、および 80mg/mlのマンニトールを、100mlの最終容量で、pH7.4 において含有する。 1部のS−500精製組換えレトロウイルスに、1部のマンニトール処方緩衝液 を添加することによって、精製組換えレトロウイルスを処方する。処方した組換 えレトロウイルスを、この段階で、−70℃〜−80℃において保存するか、または 乾燥することができる。 Supermodulyo 12K凍結乾燥器に取り付けられたEdwards Refrigerated Chambe r(3 Shelf RC3Sユニット)中で、処方したレトロウイルスを乾燥する。凍結乾燥 サイクルが完結したとき、窒素ガスの700mbarへの放出後、真空下でバイアルに 栓をする。取り出す際に、バイアルをアルミニウムのシールでクリンプする。 所定のマンニトールの研究において、処方された液体産物を−80℃および−2 0℃の循環フリーザーの両方で保存した。図16において、これらのサンプルのウ イルス伝染力を凍結乾燥サンプルのウイルス伝染力と比較した。凍結乾燥サンプ ルを、−20℃、冷蔵温度、および室温で保存した。再構成の際のサンプルの活性 を、実施例9Aに記載の力価アッセイを用いて決定する。 図16は、−20℃から冷蔵温度での凍結乾燥形態における保存が、−80℃または −20℃において液体中で保存された組換えレトロウイルスに匹敵して、顕著なウ イルス活性を保持し、保存の間、よりストリンジェントでない温度コントロール を許容することを示す。 C.組換えレトロウイルスのトレハロース処方 この実施例において利用した組換えレトロウイルスを、実施例9Aに記載のよう に精製した。 トレハロースを含有する処方緩衝液を、2×濃縮ストック溶液として調製した 。この処方緩衝液は、25mMのトロメタミン、70mMのNaCl,2.0mg/mlのアルギニン 、10.0mg/mlのHSA、および100mg/mlのトレハロースを、100mlの最終容量で、pH7 .2 において含有する。 1部のS−500精製組換えレトロウイルスに1部のトレハロース処方緩衝液を 添加することによって、精製組換えレトロウイルスを処方する。処方した組換え レトロウイルスを、この段階で、−70℃〜−80℃において保存するか、または乾 燥することができる。 Supermodulyo 12K凍結乾燥器に取り付けられたEdwards Refrigerated Chambe r(3 Shelf RC3Sユニット)中で、処方したレトロウイルスを乾燥する。凍結乾燥 サイクルが完結したとき、窒素ガスの700mbarへの放出後、真空下でバイアルに 栓をする。取り出す際に、バイアルをアルミニウムのシールでクリンプする。 所定のトレハロースの研究において、処方された液体産物を−80℃および−20 ℃の循環フリーザーの両方で保存した。図17において、これらのサンプルのウイ ルス伝染力を、凍結乾燥サンプルのウイルス伝染力と比較した。凍結乾燥サンプ ルを、−20℃、冷蔵温度、および室温で保存した。再構成の際のサンプル活性を 、実施例9Aに記載の力価アッセイを用いて決定する。 図17は、−20℃から冷蔵温度での凍結乾燥形態における保存が、−80℃から− 20℃において溶液中で保存された組換えレトロウイルスと比較して類似のウイル ス活性を保持し、保存の間、よりストリンジェントでない温度コントロールを許 容することを示す。 −80℃で保存された溶液処方された組換えレトロウイルスサンプルのウイルス 伝染力を、−20℃で保存された凍結乾燥処方された組換えレトロウイルスのウイ ルス伝染性と比較した。最初に、大量の組換えレトロウイルスを得、そして以下 に示すような4つの異なる方法で処方した。次いで、処方された組換えレトロウ イルスを、大量に1.5ヶ月間凍結し、その後急速に解凍し、そして凍結乾燥する 。陽性コントロールを−80℃で保存し、凍結乾燥後に−20℃で保存した凍結乾燥 サンプルと比較する。処方を以下に列挙する: 図18のグラフにおいて、4つのグラフ(A,B,C,D)それぞれにおけるY軸は、標 準化した力価を表す。凍結乾燥後の開始時間点(t=0)において力価の値を、− 80℃の液体サンプルおよび-20℃の凍結乾燥サンプルの両方について確立した。 安定性の研究の各時間点において、得られた力価を、ゼロ時間点の力価の値で割 り、そしてオリジナルのパーセントをグラフ上に記入した。 このデータは、凍結乾燥後の活性が、液体サンプル(−80℃で保存)と匹敵し て凍結乾燥サンプル(−20℃で保存)において維持されていることを実証する。 この処方された凍結乾燥組換えレトロウイルスは、−20℃フリーザー(霜のない 循環フリーザー)で保存された。−80℃で保存された処方された液体組換えレト ロウイルスと匹敵して、凍結乾燥形態は、保存条件のよりストリンジェントでな いコントロールを許容する。 実施例10 粗製および精製組換えレトロウイルスの分析 組換えレトロウイルス粒子の粗製および精製溶液を、例えば、PHASTGELシステ ム(Pharmacia Biotech)を利用して勾配ポリアクリルアミドゲル上で分離し得る 。簡単に述べれば、サンプルを、前処理していない4〜15%ポリアクリルアミド ゲル上にのせ、そして250Vで35分間泳動する。次いで、このゲルを取り出し、そ してウイルスおよび他のタンパク質成分を検出するために、クマシーブルーで染 色する。次いで、このゲルをウイルスおよび他の成分の内容物を決定するために 、レーザー濃度計測定法によりスキャンする。 ウイルスのバンドを、それらの相対分子量および逆転写酵素活性(RT)により同 定し得る。このアッセイの目的は、逆転写酵素(RT)(この酵素は、全てのレトロ ウイルスに排他的に関連する)の活性を定量することである。サンプルにおける レトロウイルスの相対量を、所定の調製物におけるこの酵素の活性を測定するこ とにより、決定し得る。 簡単に述べれば、モロニーマウス白血病ウイルス逆転写酵素(Pharmacla,Newar k,NJ)を、10mM Tris-HClおよび1mM EDTA(pH8.0)を含む1×Tris/EDTA緩衝溶液 を添加することにより、1μg/mlの濃度まで希釈する。100μlのこの溶液を、6. 84mlの滅菌dH2O、500μlの1M Tris HCl(pH8.0)、10μlの0.1M MnCl2、200μlの 1Mジチオスレイトール、50μlの10%Nonidet P40(NP40)、2μlの100μM dNTP( Pharmacia,Newark,NJ,dNTP Ultrapure KitTM)、および300μlのメチル-3Hチミジ ン5'-三リン酸(30〜50Ci/mmol)に添加する。この混合物を、ウォーターバス中で 37℃で1時間インキュベートする。インキュベーション後、サンプルを氷上に置 く。約1.0mlの2N HClを冷却したサンプルに添加する。沈殿した放射標識されたD NAフラグメントを、Millipore sampling manifold(Millipore,Philadelphia,PA) を用いてガラスファイバーフィルター上で吸引濾過する。このフィルターを、洗 浄し、乾燥し、シンチレーションカクテル中に配置し、そしてBeckman LS5000 TDシンチレーションカウンター(Beckman,Dallas,TX)でカウントする。 実施例11 種々のパッケージング細胞株における補体耐性の分析 A.パッケージング細胞株の調製および形質導入 4つの異なるパッケージング細胞株を、感染性ビリオン内にpCBβ-galをパッ ケージングするために使用した。2つの細胞株は、D17イヌ細胞(「D」)(ATCC C CL 183)に由来し、そして2つの細胞株は、ヒト胚腎臓細胞株293(「2」)(ATC C CRL 1573)に由来した。イヌおよびヒトの両方のパッケージング細胞の場合、 1方の細胞株は、4070Aウイルス由来のアンフォトロピックエンベロープを発現 し(すなわち、それぞれDAおよび2A)、そして他方はNZB9-1ウイルス由来のキセ ノトロピックエンベロープ(すなわち、それぞれDXおよび2X)を発現した。全て のパッケージング細胞を、10%熱不活化ウシ胎児血清(Hyclone,Salt Lake City, UT)を補充したDMEM培地(Irvine Scientific,Santa Ana,CA)中で増殖させた。 4つの各パッケージング細胞株を、G偽型化pCBβ-galで形質導入した(偽型化 手順については、Burnsら、(1993)Proc.Nat'l.Acad.Sci.USA,第90巻、8033-8037 頁を参照のこと)。G418選択の後、選択された細胞のプールを、希釈クローン化 した(クローナルでないプールとして維持されたアンフォトロピックベクターを 産生するヒト細胞株を除く)。HT1080細胞(ATCC寄託番号CCL 121)上で最も高 い力価を産生する、ベクターを産生する細胞株を、選択した。力価を、G418コロ ニー形成単位または単層のX-gal染色により、形質導入の約2日後に決定した( より詳細な力価決定アッセイについては、Current Protocols in Molecular Bio logy,Ausubelら編を参照のこと)。 レトロウイルス含有上清を、個々のアンフォトロピックエンベロープ(DAおよ び2A)またはキセノトロピックエンベロープ(DXまたは2X)ベクターを産生する 細胞株の各々のコンフルエントな単層から収集し、そして0.45μmのフィルター で濾過した後等分し、そして-70℃での保存した。 B.血清不活性化アッセイ 血清不活性化力価アッセイを、以下のように実施した:血清を少なくとも2つ の異なるヒトボランティア、チンパンジー、ヒヒ、およびマカークザルから得た 。約20〜70mLの血液を血清分離チューブ(Becton Dickinson,Los Angeles,CA) 内に各々のドナーから採取した。血液を室温で20〜30分間凝固させ、その時間の 後サンプルを4℃で10分間2000×gで遠心分離した。血清を、約1.1mlのアリコー トで凍結し、そして-80℃で保存した。各々のバッチ由来のバイアルを、全古典 的補体活性(Quantiplate,Kallestad Labs,Inc.,Chaska,MN)について試験し、そ して「正常な」レベルの補体活性を有するバッチのみを使用した。新鮮な100% 血清の1mlのアリコートを、各々の不活性化アッセイに使用した。各血清の補体 を不活性化したコントロールを、56℃で30分間熱不活性化することにより調製し た。組換えレトロウイルス粒子を含む上清の非希釈および希釈調製物(103/ml血 清より多いかまたは同量のBCFU)を、培地コントロール、血清、または熱不活性 化血清で1:10に混合した。次いで、これらの混合物を、37℃で30分間インキュ ベートした。次いで、処理されたベクター粒子を、標準的な青色コロニー形成単 位アッセイ(Current Protocols in Molecular Biology、前出)により力価決定 した。 この実験の結果を、表1にBCFU/mlとして以下に示す。 簡単に述べれば、これらの結果は、ヒトパッケージング細胞株中で作成された 組換えレトロウイルスは、インビトロアッセイにおいて、ヒト血清の熱不安定成 分(おそらく補体)による不活性化に対する検出可能な感受性を示さないことを 証明している。それに対して、この結果は、チンパンジーの血清による不活性化 に対して部分的な感受性を示しており、次いで系統発生上のヒトからの距離が増 す順番で、ヒヒ血清およびマカーク血清に対する感受性が増加することを示す。 さらに、これらのインビトロでの結果は、D17由来のパッケージング細胞株中で 産生される組換えレトロウイルスが、熱不安定成分(おそらくヒト、チンパンジ ー、ヒヒ、およびマカーク血清の補体)による不活性化に対してほとんど全体の 感受性を示すことを証明する。 上記の2つの細胞株(イヌ細胞株DAおよびヒト細胞株2A)のいずれか、および 異なるヒト細胞株(HX,HT1080由来のパッケージング細胞株)にパッケージング された別の組換えレトロウイルスゲノムを用いて行われる他の実験は;上記結果 より得られた結論がベクター依存性ではないということを確証する。さらに、29 3およびHT1080由来のヒトプロデューサー細胞株もまた、同等に補体耐性なベク ターを生成した。 異なるマウスのエンベロープ向性、polyを発現するヒトHT1080由来のパッケー ジング細胞中で作成された組換えレトロウイルス粒子を用いて作製されたさらな る実験データは同様に、熱不安定ヒト血清成分の感受性の欠如を示し、上記の結 論をさらに確証した。 実施例12 中空ファイバー培養物からの組換えレトロウイルスの産生 A.培養の開始 中空ファイバー培養を始めるために、最初に播種の48時間前に、100〜200mlの 完全な増殖培地で37℃での作動条件で模擬試験することにより、中空ファイバー バイオリアクター(HFB)の条件設定をした。増殖培地は、これまでにこの細胞株 が適応したものであるべきである。初めに送られたHFB中の全ての液体を、吸引 し、そして完全な増殖培地で交換すべきである。バイオリアクターに播種する場 合は、この細胞を、48時間より早く分けるべきでなく、そしてこの細胞は、HFB の播種のための回収時に、対数増殖期であるべきである。この細胞を、トリプシ ン処理により回収し、そして遠心分離によりペレット化する。次いで、この細胞 ペレットを、25%の調整前培地4mL中に再懸濁し、そしてHFB上に見いだされる 側面のシリンジ口を用いてシリンジにより毛管外空間(extra-capillary space) へ送達する。HFBの播種後、循環ポンプを始動させる前に、20〜30分間細胞を付 着させる。この時間中、HFBの調整に用いた培地を、100〜200mLの25%の調整前 培地を用いて交換する。循環送液ポンプを、25ml/分にセットした開始流速で開 始する(2本の長いポンプの針で5にセットする)。ポンプをオンにつけた時点 から1時間後、培地のサンプル1mLを、乳酸塩およびアンモニアの初期レベルを 記録するために採取する。毎日の計画として、24時間毎に1mlのサンプルを採取 し、毎日の乳酸塩およびアンモニアの生産をアッセイする。乳酸塩のレベルが2. 0g/L(または、22mM/Lに等価)に達し始めたとき、最初の古い培地100〜200mLを 、新鮮な培地と交換する。培養物が20mmol/Lの毎日のレベルに達するまで、同じ 容量の培地を交換する。毎日の乳酸レベルが20mmol/Lに達したとき、貯蔵ボトル サイズを500mLの新鮮な培地を含む500mLボトルに増大する。次いで、培養物が、 2.2mmol/日の乳酸塩を生産し始めたとき、送液流速を50mL/分に増加させる。500 mLの容量が毎日20mmol/Lの乳酸塩に達した場合、もとのCellcoに供給された貯蔵 送液キャップを、チューブおよび錠の取り付け部品(male luer lock fitting)を 付加することでCellcoシステムに適応させた、さらに大きな貯蔵キャップ(Unisy n-vender part #240820)に交換する。この貯蔵キャップは、2リットルのCornin gボトルの大きさに対応する(培養運転中、貯蔵キャップの交換を避けるため、 さらに小さなボトルサイズもまた支持し得るさらに大きな貯蔵キャップで培養運 転を開始する)。毎日の乳酸塩の読み取りをアッセイし、そして記録する場合、 培養物が最大の細胞密度に達する時(乳酸塩の割合が減少し、そしてレベルが消 失した時)を決定するために、培養物の毎日の乳酸塩の生産レベルを算出し得る 。 B.2X- β-galに対する播種密度 特定の播種必要条件を確立するために、2つの中空ファイバー運転を確立する 。1つの運転は、少数の細胞を播種し、そしてもう1つは、多数の細胞を播種す る。培養の進行を、毎日のグルコース消費および乳酸塩生産レベルを分析するこ とにより追跡する。図22は、ベクタープロデューサー細胞株2X-β-GAL17-14の2 週間の期間にわたって生成されたデータの代表的なグラフである。 この実験において、1方のHFBには、1.3×107細胞を播種し(低播種培養物を 表わす)、他方のHFBには1.6×108細胞を播種した。この実験において、細胞株 (2x-β-GAL17-14)は、低播種条件下および高播種条件下で好適な中空ファイバ ー運転を開始し得た。より少数の細胞でHFBをインキュベートし得ることは、培 養を開始するために必要な細胞の数を生成するのに必要な労力を軽減するための みに便宜的である。しかし、低播種開始はまた、通常最も高い力価を生じる最適 の 細胞密度に到達するために要する時間を延長する。この実験において、用いた細 胞株は、最終的に1日につき500mLの培地交換を毎日必要とする中空ファイバー 培養に非常によく適応した。 C.細胞培養の健康状態および最大の細胞密度: 最初のCellcoの設計において、最初の培地貯蔵キャップは、標準的な100mLお よび500mLの培地ボトル以外のより大きなボトルに適合させるには適さないこと が観察された。これは、精力的な増殖培養物に、500mLより多くの毎日の培地交 換が必要である場合、問題である。毎日の多数回の培地の取り替えは、この系の 毎日の取り扱い時間を増加させることにより、培養物汚染の見込みを増加させる 。毎日の多数回の培地交換を実行することを選ばない場合、培養物は、培養運転 が生き残る長さとともに系の細胞拡大に影響し得る廃棄物の毎日の毒性レベルに 曝される。図22-Bは、培養7日目に到達後、毎日500mLの新鮮な培地の交換が必 要な培養物の乳酸塩濃度を示す。図22-Dは、毎日生産される乳酸塩の量を追跡す ることによる、培養物の健康状態の1つの徴候である。グラフは、培養物が毎日 の乳酸塩の生産の安定水準に達することに基づいてもはや拡大されなかったこと を示す。細胞培養物の健康状態の別の指標は、ピークの力価産生の降下である( 図23を参照のこと)。これは、高レベルの乳酸塩の毎日の曝露にもまた相関する 。これらの知見は、最適力価が、最大細胞密度および培養物の相対的な健康状態 に相関し得ることを示す。 D.最適力価濃度、回収の頻度、および全回収量 上記実験についてのβ-gal力価を、凍結したサンプルから決定し、そして形質 導入の48または72時間後アッセイされた293細胞において力価決定した。形質導 入した細胞を、βGAL活性について染色し、そして個々の細胞を、血球計で計数 し、青色細胞の数/mL(BCT/mL)に基づいて力価を得た。図23に示されるように、 最適力価は、293細胞において、高播種培養物の7日目に、72時間青色細胞力価 から1.8×108BCT/mLで得られた。最初に10倍低い播種密度で播種した2連の培養 物は、48時間青色細胞力価から5.2×107BCT/mlでピークに達した。2X b-GAL17- 14 培養物の以前の平面ストック培養物は、HT1080細胞において48時間青色細胞力価 を用いて力価決定されており、そして、その数は、5×106BCT/mLであると計算 されている。48時間青色細胞力価から得られた値を用いる場合、中空ファイバー 系を用いることによる力価の増加は、組織培養ディッシュまたは組織培養フラス コから得られる粗製上清より10倍高い。これらの最大力価には、次の週に生産さ れる力価を減少させるようである毎日の20mmol/Lの毒性レベルの乳酸塩に達する 前に到達した。粗製上清を、力価のいかなる損失をも伴わずに9時間毎に回収し 得る(図2を参照のこと)。1日につき3回の回収が力価の最小の損失で達成さ れ得ると予想される。さらに、継続的な中空ファイバー培養物を、数週間維持し 得る。力価を低播種培養物と高播種培養物との間で比較した場合、2つの播種培 養物の間で、11日目にほとんど差はなく平均は4×107BCT/mLであった。 実施例13 組換えレトロウイルスの2相精製 A.DA/ND-7 組換え粒子の濃縮 3.5×108cfu/ml(全部で1.75×109cfu)の力価で、処方されたDX/DN-7組換え レトロウイルス粒子の5ミリリットルを、1400mlの培地(5%のウシ胎児血清を 含むDMEM)中に希釈する。300mlの2相分配成分(PEG-8000(オートクレーブした )、硫酸デキストラン、およびNaCl)を、最終濃度が6.5%のPEG、0.4%の硫酸デ キストラン、および0.3M NaClになるように添加する。得られた溶液を、2リッ トルの分離ロート中に入れ、そして24時間コールドルームで放置する(約6〜16 時間の間隔で2回の混合工程を含む)。 24時間後、下層(約20ml)を慎重に抜き取り、そしてこの中間相(約1ml)を 15mlのコニカルFALCONチューブに回収する。ベクターを含む中間相を、PBSを添 加することにより10mlまで希釈し、そしてこの溶液を室温に戻すために37℃でイ ンキュベートし、そしてミセルを不安定化した。 希釈した中間相の半分に対して、KClを最終濃度が0.4Mになるまで添加し、そ して、良く混合する。次いで、このチューブを氷上に10分間置き、そして卓上遠 心分離機により2,000rpmで2分間スピンする。この上清を取り出し、そして0.45 μmのシリンジフィルターにて、濾過する。 ベクターを含む中間相の他方の半分を、1X PBSにおけるS-500 Sephadexクロ マトグラフィーにより分離する。 BCFUアッセイにおいて決定されたように、これらの濃縮プロセスの結果を以下 の表1に示す: 要約すると、KCl分離を最終工程として利用する場合、組換えレトロウイルス 粒子を含む1.4リットルの粗製の研究グレードの上清を、10mlの容量まで減少し 得、約50%(+/-20%)が回収される。S-500クロマトグラフィーを最終工程として 利用する場合、最初の組換えレトロウイルス粒子のうちの約10%のみが14mlの中 に回収される。 レトロウイルスベクター粒子の濃縮を完全にするために、MYメンブレンAmicon フィルターを利用して、ベクター含有溶液をさらに濃縮に供し得、この結果、容 量10〜14mlを1ml未満に減少した。 実施例14 細胞ファクトリーを利用するDX/ND7βGALクローン87由来のベクターの産生 DX/ND7βGALクローン87(発現ベクター)を、細胞ファクトリーで増殖させた 。20の10層細胞ファクトリー(NUNC)に1:3希釈で播種するために十分な細胞を 得るまで、細胞をローラーボトル中でウシ胎児血清を補充したDMEMで増殖させた 。各々の10層細胞ファクトリーを、約0.8リットルの細胞培地で播種する。 懸濁液が均等に10層に満たされるように、ファクトリー内に細胞を含む培地を 注入することにより、細胞ファクトリー内に細胞を播種した。次いで、このファ クトリーを、懸濁液が共通のチューブ中に再分配するのを防ぐために、出入口か ら離して慎重に傾斜させる。最後に、この細胞ファクトリーを、その最終的な直 立位置で循環させる。hepaventフィルターを各々の出入口に取り付ける。次いで 、このファクトリーをCO2インキュベーター内に置いた。 3日目および続く3日間それぞれに、ベクターを含む上清を回収した。細胞フ ァクトリーを、組織培養フード内に置く。1つのフィルターを取り出し、そして 滅菌した輸送チューブを開口部に接続する。チューブ内に上清を排出するために このファクトリーを持ち上げる。約2リットルの上清を各々のファクトリーから 回収する。新鮮なDMEM/FBSを用いて失われた培地を再補充する。輸送チューブを 取り除き、そしてこのファクトリーをインキュベーター内に再び置く。20の細胞 ファクトリーから約90リットルのベクター含有粗製上清を得た。 ベクターの確認を、HT1080細胞の形質導入により実施した。これらの細胞を2 日後に回収し、そしてβ-galタンパク質について染色した。この上清の力価を2 ×107/mlであると決定した。 実施例15 低速遠心分離による組換えレトロウイルスの濃縮 A.レトロベクターの上清調製 プロデューサー細胞株DA/βgalおよびHX/DN-7を、10%ウシ胎児血清と1mM L- グルタミン、ピルビン酸ナトリウム、非必須アミノ酸および抗生物質を添加した ダルベッコ改変イーグル培地(DMEM)を含む培養フラスコ、およびローラーボトル でそれぞれ培養した。ウイルスの上清を、フラスコおよびローラーボトルから回 収し、そして0.45μmシリンジフィルターを通して濾過した。この濾過した上清 を、4℃(HX/ND7)で保存するかまたは-70℃(DAβ-gal)で凍結するかのいずれ かを行った。 B.ウイルスの濃縮 ウイルスの上清を、50mlの滅菌したOAKRIDGEスクリューキャップチューブに等 分し、そしてSorvall遠心分離機を用いてSS34ローター内に設置した。このチュ ーブを16,000rpm(25,000g力)で1時間4℃でスピンした。スピンが完了した際こ のチューブを取り出し、上清をデカントし、そして小さな不透明なペレットを上 記のDMEM培地に再懸濁した。 C.ウイルス力価決定 濃縮したウイルスを、6ウェルプレートにウェルあたり2×105細胞の細胞密 度4μg/mlポリブレンで24時間前にプレーティングされたHT108細胞で力価決定し た。簡単に述べれば、ウイルス調製物を、1/10〜1/10,000に希釈し、そして50μ lの各希釈物を用いて6ウェルプレート中の1つに感染させた。プレートを、37 ℃で一晩インキュベートした。48時間後、細胞を固定し、そしてX-galで染色し た。その結果を以下の表1に示す。 表1から明らかなように、ウイルスの回収率は、30%〜99%の範囲であり、最も 高い回収率は、ヒトプロデューサー細胞から得られた(HX/ND7;回収率は、91% 〜99%の範囲であった)。 実施例16 限外濾過による組換えレトロウイルスの濃縮 組換えレトロウイルスDX/CB-βgalを発現するβ-galを含むS-500で精製した上 清、および同一のウイルスを含む部分的に濃縮した上清を、各々を0.45μmのフ ィルターで濾過し、そしてCENTRIPREP-100フィルター(製品 #4308,Amicon,MA) にロードした。この上清を、遠心分離の間を含む手順の間中4℃の温度に保った 。CENTRIPREPフィルターを500×Gで3回、それぞれ45分間〜60分間スピンした。 各々のスピンの間に濾過物をデカントした。次いで、保持物を連続的に減少させ 、その結果、最初に15ml(または10ml)であった容量を、単位あたり約0.6mlに 減少した。 結果として生じた力価を、ウイルスサンプルの形質導入の24時間前に1ウェル あたり1×105細胞の濃度に設定したHT1080標的細胞をアッセイすることにより 決定した。細胞を、1ウェルあたり8μg/mlのポリブレンおよび2mlの増殖培地 (DMEM+10%FBS)の存在下で、形質導入した。以下の表1に示すように、この手順 を利用して、約100%のウイルスを回収した(力価はBCFU/mlであることに注意す ること)。 実施例17 バイオリアクターにおける組換えレトロウイルスの調製 A.凍結プロトコル 1×107細胞/ml/バイアルの濃度で、プロデューサー細胞を10%〜20%のFBS、 および5%〜15%のDMSOを含むDMEM培地中で凍結した。細胞を速度制御フリーザ ー(Series PC,Controlled Rate Freezing System,Custom Biogenic Systems,Wa rren MI)で1分間に1℃〜10℃の速度で凍結する。凍結細胞を液体窒素中で保 存する。 B.バイオリアクタープロトコル 細胞を凍結バイアルから37℃で融解し、DMSOを除去するために培地で1度洗浄 し、そして850cm2「FALCON」ローラーボトル(Corning,Corning,N.Y.)中で拡大 する。拡大した細胞培養物を用いて、「CELLIGEN PLUS」バイオリアクター(5リ ットル作動容量;New Brunswick,Edison,N.J.)に接種した。この細胞を、3〜15g /1マイクロキャリアの濃度でマイクロキャリア(すなわち、Cytodex 1またはCyt odex 2;Pharmacia,Piscataway,N.J.)上で増殖させる。最初の接種密度は、2〜 24時間で半分から全容量で4〜9細胞/ビーズである。ウイルス産物のためのこ の培地構成成分は、FBS(10%〜20%)、グルタミン(8〜15mM)、グルコース(4.5〜 6.5g/l)、非必須アミノ酸(IX)、RPMI 1640アミノ酸(0.2〜9.6X)、10mM HEPES,R PMI 1640ビタミン(0.2〜5X)を補充したDMEM高グルコース基礎培地(Irvine Scie ntific,SantaAna,CA.)である。 培養の間、pH(6.9〜7.6)および溶存酸素(「DO」5〜90%)を、空気、酸素、窒 素、および二酸化炭素を含む4つのガスシステムの使用により制御する。次いで 、回分増殖の数日後、0.5〜2.5容量/日の割合で灌流を段階的に増加させて、培 養物を回収と同時に新鮮な培地で継続的に灌流する。細胞の保持は、デカントし たカラム中のビーズを覆う細胞の差別的な沈降の結果である。 操作の間、バイオリアクターを、生存細胞、力価、グルコース、乳酸塩、アン モニアレベル、および汚染のないことについてモニターする。生存細胞および力 価は、1×105細胞/ml〜1×107細胞/mlの範囲である。グルコースは、6〜0.25 g/lの範囲であり、乳酸塩は1〜25mMの範囲であり、そしてアンモニアは、0.5〜 30mMの範囲である。細胞を、バイオリアクター中で5〜25日間インキュベートす る。 上記から、本発明の特定の実施態様を、例示を目的として本明細書中に記載し ているが、種々の改変が、本発明の精神および範囲を逸脱することなく実施され 得ることが認識される。従って、本発明は、添付された請求の範囲による以外は 、限定されない。 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION                Production and administration of high titer recombinant retrovirusDescription   The present invention relates generally to recombinant retroviruses, and more particularly to various applications. High-titer recombinant retrovirus particle preparations suitable forBackground of the Invention   Diseases have been developed by recombinant DNA technology that has been in use since the discovery of DNA in the 1940s, Recognize that the course of life can be affected by the interaction of living organisms with nucleic acids Substantial investigations have been conducted in order to do so. Most recently, genes (eg, retro Virus, adenovirus, vaccinia virus, herpes virus, and Includes viral vectors derived from deno-associated virus (Jolly, Cancer Gene Ther apy 1 (1): 51-64, 1994))) And direct transfer techniques (eg, Lipofectin (Felgner et al., Proc. Natl. A cad. Sci. USA 84: 7413-7417, 1989), direct DNA injection (Acsadi et al., Nature 352: 815-). 818, 1991), microprojectile bombardment (Williams et al., PNAS 8 8: 2726-2730, 1991), several types of liposomes (eg, Wang et al., PNAS 84: 785). 1-7855, 1987) and administration of nucleic acid alone (WO 90/11092)) A wide variety of methods have been described.   Of these technologies, the recombinant retroviral gene delivery method is the most widely used. Have been. This includes, in part: (1) the efficiency of genetic material (vector genome) in cells (2) Active and efficient invasion process into target cell nucleus; (3) Relatively high level (4) Control of vector-target cell binding and tissue expression of gene expression Possibility to target specific cell subtype through differential control; (5) Pre-existing A general lack of host immunity; and (6) the substance obtained using such vectors. Due to technical knowledge and clinical experience.   Briefly, retroviruses replicate twice via an integrated DNA intermediate. It is a body positive strand RNA virus. More specifically, , The retroviral genome is a virus-encoded reverse transcriptase (which (Transported as a protein in each retrovirus) You. The viral DNA is then pseudo-randomly integrated into the host cell genome of the infected cell. And form a "provirus" that is inherited by daughter cells.   Wild-type retroviral genomes (and their proviral copies) (Gag, pol, and env genes). Packages preceding these Signal (Ψ) and two long terminal repeat (LTR) sequences flanking both ends There is. Briefly, the gag gene is an internal structure (nucleocapsid) protein Code. The pol gene is an RNA-dependent DNA polymerase that reverse transcribes the RNA genome. And the env gene encodes the retroviral envelope glycoprotein. To load. The 5 'and 3' LTRs regulate transcription and polyadenylation of retroviral RNA. Includes cis-acting elements required to promote.   Sequence required for reverse transcription of the genome adjacent to the 5 'LTR (tRNA primer binding site) And sequences required for efficient encapsidation of retroviral RNA into particles (Ψ sequence ). Removal of the packaging signal involves encapsidation of genomic RNA (infectious Packaging of retroviral RNA into virions), but also However, the resulting mutants still contain all the proteins encoded in the viral genome. Can be oriented.   Recombinant retroviruses and their various uses are described, for example, in Mann et al. 3: 153, 1983), Cane and Mulligan (Proc. Nat'l. Acad. Sci. USA 81: 6349, 198). 4), Miller et al., Human Gene Therapy 1: 5-14, 1990, U.S. Patent No. 4,405,712; No. 4,861,719; No. 4,980,289, and PCT applications WO 89 / 02,468, WO 89/05, 349, and WO 90 / 02,806. Briefly The foreign gene of interest is in the retrovirus instead of the normal retroviral RNA Can be taken into account. When a retrovirus injects its RNA into cells, The gene is also introduced into the cell, then it is as if it is the retrovirus itself Can be integrated into the host cell DNA. Expression of this foreign gene in the host Results in the expression of the foreign protein by the host cell.   However, one drawback of recombinant retroviruses is that they are primarily Infects only cells, making it difficult to perform efficient direct gene transfer It is. In fact, some scientists say that other, more efficient Transfer methods (eg, direct administration of pure plasmid DNA) have been suggested (Davis et al., Human Gene Therapy 4: 733-740, 1993).   To increase the efficacy of a recombinant retrovirus, Methods that have been suggested to increase force are primarily to replicate in desired target cells. Have been sought to induce and thereby infect cells with retroviruses. This For example, a chemical treatment using 10% carbon tetrachloride in mineral oil (Kaleko et al.) , Human Gene Therapy 2: 27-32, 1991). Alternatively, hepatocyte rush In order to stimulate rapid division and thereby increase the infection of such cells, the liver (Eg, 70% in Rettinger et al., PNAS 91: 1460-1464, 1994; Moscion i et al., suggest that 70% in Surgery 113: 304-311, 1993; Was.   Another further disadvantage of recombinant retroviruses is that primates (eg, humans) Derived serum is known to cause inactivation by the antibody-independent complement lysis method It is that you are. In particular, retroviruses of bird, mouse, cat and monkey origin Are all inactivated and lysed by normal human serum (Welsh et al., Nat. ure 257: 612-614, 1975; Welsh et al., Virology 74: 432-440, 1976; Banapour et al. Virology 152: 268-271, 1986; and Cooper et al.Immunology of the Comple ment System , American Press, Inc., pp. 139-162, 1986). By scientific literature , A replication-competent mouse amphotropic retrovirus injected intravenously into primates Luss will be wiped out within 15 minutes, and this disappearance is caused by primate complement. It has also been reported to be wholly or partially mediated (Cornetta et al., Huma n Gene Therapy 2: 5-14, 1991; Cornetta et al., Human Gene Therapy 1: 15-30, 1 990; Banapour et al., Virology 152: 268-271, 1986).   In order to increase the effects of recombinant retroviruses delivered in vivo, Ming provides recombinant retroviral compositions that can withstand inactivation in human serum I do. In addition, the present invention relates to treatment by routes not previously considered possible. Allow the delivery of substances or palliatives, and by chemical treatment or as in the liver High-titer recombinant retroviruses without the need to induce cell replication by excision of the target organ A virus composition is provided. The present invention provides these and other related advantages. .Summary of the Invention   Briefly, the present invention relates to a high titer composition comprising a recombinant retrovirus. , As well as methods for utilizing these compositions. One station of the present invention In terms of measurable levels of protein, nuclear Methods are provided for obtaining acid molecules, or enzymatic products. This method uses HT1080 10 in cellsFivea recombinant retrovirus preparation with a titer greater than cfu / ml Administering to a human, wherein the recombinant retroviral preparation comprises Measurable levels of proteins, nucleic acid molecules, or Or a protein, nucleic acid molecule, or enzymatic product such that an enzymatic product can be obtained. Can be directed to the expression of an enzyme that produces In certain embodiments, the titer is 106c fu / ml, 107cfu / ml, 108cfu / ml, 109cfu / ml, 10Tencfu / ml, or 1011over cfu / ml I can get it.   In another aspect of the invention, a measurable level in a human body fluid or cell. Methods for obtaining a protein, nucleic acid molecule, or enzymatic product of the invention are provided. This Was performed in human serum and HT1080 cells using heat-inactivated serum and HT1080. A recombinant retrovirus preparation having a titer equivalent to that in cells Wherein the recombinant retroviral preparation comprises the human Measurable levels of proteins, nucleic acid molecules, or enzymes in body fluids or cells To produce a protein, nucleic acid molecule, or enzymatic product such that Expression of the enzyme.   As used in the context of the present invention, "measurable levels" of proteins, nucleic acids The molecule, or enzymatic product, can be obtained by any suitable technique (eg, antibody-mediated Sex detection, PCR analysis for the presence of nucleic acid molecules, or visualization of enzymatic products). As used herein, refers to the detection of a level that is statistically significant relative to the background. further, As used in the context of the present invention, an "equivalent" titer is substantially the same in a given assay. And are generally considered to be titers within about three times the range of each other.   In certain embodiments of the invention, the recombinant retrovirus is cerebrospinal fluid, bone marrow, , Joints, arterial endothelial cells, rectum, buccal / sublingual, vaginal, lymphatic system, lung, liver An organ selected from the group consisting of the spleen, spleen, skin, blood, and brain, or a tumor It is administered to a site selected from the group consisting of a tumor and a stromal lumen. In another embodiment Recombinant retrovirus is available intraocular, intranasal, sublingual, oral, topical, intravesical Can be administered intrathecally, topically, intravenously, intraperitoneally, intracranial, intramuscularly, and subcutaneously .   In yet other embodiments of the invention, the protein is a virus (eg, an influenza Enzavirus, RS virus, HPV, HBV, HCV, EBV, HIV, HSV, FeLV, FIV, C Virus, HTLVI, HTLV II, and CMV). other In some embodiments, the protein is a cytokine (eg, IL-1, IL-2, IL-3, IL-3). -4, IL-5, IL-6, IL-7, IL-8, IL-9, IL-10, IL-11, IL-12, IL-13, IL-14, IL- 15, γ-IFN, G-CSF, and GM-CSF) or any of these cytokines Putter.   In another embodiment, the nucleic acid molecule is an antisense sequence, a non-coding non-heterologous sense sequence. Sequence, and ribozyme sequence. In yet another aspect, the protein is toxic It is.   These and other aspects of the invention are described in the following detailed description and accompanying drawings. It will be clear if you refer to Further, certain procedures or compositions (e.g., , Plasmids, etc.) are described below; The entirety of these references is incorporated by reference as each is individually incorporated by reference. Used.BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES   FIG. 1 is a schematic diagram of p31N2R5 (+).   FIG. 2 is a schematic diagram of pN2R3 (−).   FIG. 3 is a schematic diagram of p31N25Δ (+).   FIG. 4 is a schematic diagram of pN2R3 (+).   FIG. 5 is a schematic diagram of pN2R5 (−).   FIG. 6 is a schematic diagram of p31N25Δ (+).   FIG. 7 is a schematic diagram of pTKΔA.   FIG. 8 is a schematic diagram of pPrTKΔA.   FIG. 9 is a schematic diagram of pTK-1 and pTK-3.   FIG. 10 shows gansik against CT26 cells, CT26 bgal cells, and CT26TK Neo cells. 5 is a bar graph showing the effect of Robil.   FIG. 11 shows tumors in a ganciclovir dose study of mice injected with CT26TK Neo. 4 is a graph showing the effect of capacity over time.   FIG. 12 shows the effect of different dose regimens of ganciclovir on intraperitoneal tumor growth 4 is a series of four photographs of the mouse showing   FIG. 13 shows the effect of different dose regimens of ganciclovir on subcutaneous tumor growth. 4 is a series of four photographs of the mouse shown.   FIG. 14 shows the effect of ganciclovir in CT26 cells on CT26TK Neo cells. This is a graph.   FIG. 15 shows a lyophilized representative recombinant in a formulation buffer containing mannitol. 4 is a graph showing the retention of virus activity upon reconstitution of a retrovirus.   FIG. 16 shows a lyophilized representative recombinant in a formulation buffer containing lactose. Fig. 4 is a graph showing the retention of virus activity upon reconstitution of a retrovirus.   FIG. 17 shows a lyophilized representative recombinant in a formulation buffer containing trehalose. 4 is a graph showing the retention of virus activity upon reconstitution of a retrovirus.   FIGS.18A-18D show lyophilized formulation recombinants stored at −20 ° C. using various sugars. Liquid, non-lyophilized recombinant letto stored at -80 ° C against retrovirus 4 is a representative graph comparing the stability of rovirus.   FIG. 19 shows the results of the reverse transcriptase assay on samples cut from the gel. It is a bar graph shown. Slice 1 is from the bottom of the gel and 8 is from the top.   FIG. 20 shows an 8% to 25% gradient polyacrylamide gel. Lane 1 is S- Lane 2 is the crude supernatant of DA / βgal; Lane 3 is 500 purified DA / βgal; Is the crude supernatant of HIV-IT; lane 4 is the crude supernatant of DAC 6A3; lane 5 is , The crude supernatant of HBc / SA2; and lane 5 is the molecular weight marker.   FIG. 21 is a schematic diagram of pDHF811.   FIGS. 22A-22D show the total lactate (lower and higher seeding cultures). FIGS. 22A and 22B) and one day in low and high seeded cultures, respectively. FIG. 22 is a graph showing the level of lactate production per unit (FIGS. 22C and 22D, respectively) .   FIG. 23 is a bar graph showing the titer of cell line 2X-β-gal under different initial seeding conditions. is there.Detailed description of the invention   Before describing the present invention, the definitions of certain terms used in this specification must be stated. May be useful for understanding the present invention.   "Vector constructs", "retroviral vectors", "recombinant vectors", And "recombinant retroviral vectors" carry a nucleic acid molecule of interest and Refers to a nucleic acid construct capable of directing its expression. Retro virus The vector comprises at least one transcription promoter / enhancer or locus. A locus defining element or other means (another splice) Sing, nuclear RNA transport, messenger post-translational modification, or protein transcription Other elements that control gene expression by post-modification) must be included. Such vector constructs also include a packaging signal, a long terminal repeat (LTR). ), Or portions thereof, as well as the appropriate positives for the retrovirus used. And negative strand primer binding sites (already included in the retroviral vector). If not present). Optionally, recombinant retrovirus vector Also include signals that direct polyadenylation, selectable markers (eg, neo- Mycin resistance, TK, hygromycin resistance, phleomycin resistance, histidinow Resistance, or DHFR), and one or more restriction sites and translation termination sequences obtain. By way of example, such vectors typically include a 5 'LTR, a tRNA binding site. , Packaging signal, origin of second strand DNA synthesis, and 3 ′ LTR or their Including parts.   "Recombinant retrovirus", "retroviral gene delivery vehicle", and "Retroviral vector particles", as utilized in the present invention, Both are retroviruses having one gene of interest. Retroviruses also , A selection marker. Recombinant retroviruses carry their genetic Can reverse transcribe material into DNA and incorporate this genetic material into host cell DNA .   As noted above, the present invention provides a high titer recombinant retrovirus suitable for human administration. Provide a luz preparation. Such preparations have not previously been easy for gene therapy To provide effective gene therapy for various diseases (and by various routes) Provide unexpected results. In addition, the present invention provides Can withstand activation, thereby enabling more efficient gene transfer over long periods of time To provide a recombinant retrovirus. A.Recombinant retroviral vectors, packaging cells, producer cells And recombinant retrovirus preparation   As described above, the present invention has or expresses a selected nucleic acid molecule of interest. A recombinant retrovirus constructed as described above. Simply put, many retro An irs gene delivery vehicle may be utilized within the context of the present invention. These include examples For example, EP 0,415,731; WO 90/07936; WO 94/03622; WO 93/25698; WO 93/25234; U.S. Patent No. 5,219,740; WO 9311230; WO 9310218; Vile and Hart, Cancer Re. s. 53: 3860-3864, 1993; Vile and Hart, Cancer Res. 53: 962-967, 1993; Ra m et al., Cancer Res. 53: 83-88, 1993; Takamiya et al., J. Neurosci. Res. 33: 493-50 3, 1992; Baba et al., J. Neurosurg. 79: 729-735, 1993 (U.S. Pat.No. 4,777,127; GB 2,200,651, EP 0,345,242, and vehicles described in WO 91/02805). I will. Particularly preferred recombinant retroviruses are those described in WO 91/02805. Is included.   The retroviral gene delivery vehicles of the present invention are compatible with a wide variety of retroviruses. Viruses (eg, retroviruses B, C, and D, and spumaviruses and And RNA lentiviruses (including RNA Tumor Viruses, No. 2) Edition, Cold Spring Harbor Laboratory, 1985). Retrow of the present invention Preferred retroviruses for preparing or constructing an ils gene delivery vehicle include Chicken leukemia virus, bovine leukemia virus, mouse leukemia virus, mink cell Vesicle focus-forming virus, mouse sarcoma virus, reticuloendotheliosis virus, and A retrovirus selected from the group consisting of Rous sarcoma virus is included. Especially Preferred mouse leukemia viruses include 4070A and 1504A (Hartley and Rowe, J. .Virol. 19: 19-25, 1976), Abelson (ATCC No. VR-999), Friend (ATC) C-No.VR-245), GRAPHICS, Gloss (ATCC No.VR-590), Kirsten, Harvey Sarcoma virus, and Lausher (ATCC VR-998), and Moloney mouse white Hematologic virus (ATCC No. VR-190). Such retroviruses are Trustor or American Type Culture Collection ("ATCC"; Rockville, Marylan d) can be easily obtained from a collection such as or ordinary available It can be isolated from known sources using techniques.   Any of the retroviruses described above are compatible with the disclosure and standard provided herein. Recombinant techniques (eg, Sambrook et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Second Edition, Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1989; Kunkle, PNAS 82: 488. , 1985) to assemble or construct a retroviral gene delivery vehicle It can be easily utilized to Further, in certain embodiments of the present invention, Some parts of the torovirus gene delivery vehicle have different retroviruses Can be derived. For example, in one embodiment of the present invention, the retrovector LTR is Packaging for mouse sarcoma virus and tRNA binding site for Rous sarcoma virus Signal is mouse leukemia virus, and origin of second strand synthesis is chicken leukemia It can be derived from a virus.   In a preferred aspect of the present invention, the recombinant retrovirus comprises the vector construct described above. The construct was required for production of infectious recombinant retrovirus and was missing in the vector construct. Transfection into cells that contain the elements (called "packaging cells") Can be produced. A wide variety of retroviral constructs are contemplated in the present invention. It can be used to prepare a recombinant retrovirus. For example, one station of the present invention In terms of 5 'LTR, tRNA binding site, packaging signal, one or more heterologous sequences , A starting point for second strand DNA synthesis, and a retrovector construct comprising a 3 ′ LTR are provided. . Here, the gag / pol or env coding sequence is missing in this vector construct I ing. Briefly, long terminal repeats ("LTRs") consist of three, termed U5, R, and U3 Is further divided into elements. These elements include the retroviral Various signals responsible for biological activity (for example, promoters located in U3 and And enhancer elements). LTR is the end of the genome Exact duplication at the ends can easily be identified in proviruses. This specification As used herein, the 5'LTR is a 5 'promoter element as well as reverse transcription and And contain sufficient LTR sequences to allow integration of the DNA form of the vector. It should be understood. The 3 'LTR is a polyadenylation signal and reverse transcription and Contain sufficient LTR sequences to allow integration of the DNA form of the vector Should be understood.   The tRNA binding site and the origin of second strand DNA synthesis are also Is important for being active in and can be easily identified by those skilled in the art. An example For example, retroviral tRNAs bind at the tRNA binding site by Watson-Crick base pairing. Position and is carried into the virion along with the retroviral genome. The tRNA is then used by reverse transcriptase as a primer for DNA synthesis. You. The tRNA binding site can be easily identified based on its position just downstream of the 5 'LTR. You. Similarly, the origin of second-strand DNA synthesis is, as the name implies, retrovirus Important for the synthesis of second strand DNA. This area also called polyprint lacto Is located just upstream of the 3 'LTR.   In addition to the 5 'and 3' LTRs, the tRNA binding site and the origin of second strand DNA synthesis, Certain preferred retrovector constructs provided in Signals, as well as one or more nucleic acid molecules (eg, heterologous sequences), which Each is discussed in more detail below.   In one aspect of the invention, both gag / pol and env coding sequences are lacking A retro vector construct is provided. As used herein, "gag / pol Or lacks the env coding sequence "indicates that the retrovector is gag / pol or en v found in the gene, especially for packaging At least in the gag / pol or env expression cassette used to construct the cell line Also 20, preferably at least 15, more preferably at least 10, and most preferably Also preferably does not contain at least 8 contiguous nucleotides Should be understood.   Packaging cells suitable for use with the above retrovector constructs Strains can be readily prepared (US patent application Ser. No. 08 / 240,030, filed May 9, 1994). See also WO 92/05266) and the production of recombinant vector particles. A producer cell line (also known as a vector cell line or "VCL") Can be used to In a particularly preferred embodiment of the present invention, the packaging The cell line may be made from human (eg, HT1080 cells) or a mink parental cell line. This allows for the production of recombinant retroviruses that can withstand inactivation in human serum. Make it work. Determine if recombinant retrovirus is inactivated in human serum One representative assay that can be utilized to determine the activity is described in more detail in Example 11 below. It is described in detail.   Utilizing the method of the invention as disclosed herein, (in the crude supernatant)6Ma Or 107Produce more recombinant retroviral particles at titers greater than cfu / ml Packaging cell lines can be readily obtained. Moreover, such titers are In general, HT1080 produces a titer three times lower than that obtained in mouse 3T3 cells It should be noted that this results from a titer assay on cells. B.Recombinant retrovirus carrying and / or expressing a desired nucleic acid molecule   A wide variety of nucleic acid molecules are carried and carried by the recombinant retroviruses of the present invention. And / or can be expressed. Generally, the nucleic acid molecule described herein is a nucleic acid molecule Does not occur naturally in recombinant retroviruses carrying This means that some The desired benefit, typically the ability to fight the disease, or a pathogenic agent or condition I will provide a. As used herein, a "pathogenic substance" is a cell that is responsible for a disease state. Refers to a vesicle. Representative examples of pathogenic substances include tumor cells, autoreactive immune cells, Hormone secreting cells, cells deficient in normal functions, usually those cells Cells that additionally have inappropriate gene expression that does not occur in the mold; And cells infected with irs or other intracellular parasites. further As used herein, "pathogenic agent" also refers to a recombinant retrovirus ( An example Cells that over- or inappropriately express (eg, the wrong cell type) Refers to cells that have become tumorigenic due to improper insertion into the host cell genome .   Can be carried and / or expressed by a recombinant retrovirus of the invention Examples of nucleic acid molecules that can be obtained are those incorporated into substances, as well as certain intracellular nucleic acid molecules, and Biologically active nucleic acid molecules such as inactivating sequences that inactivate the molecule Encoding genes and other nucleic acid molecules are included. Nucleic acid molecules increase the expression of a substance Biologically active if the molecule itself provides the desired benefits without need it is conceivable that. For example, a biologically active nucleic acid molecule can be a specific intracellular nucleic acid molecule. May be an inactivating sequence that integrates and inactivates the molecule, or The molecule is a tRNA, rRNA, or mRNA with an arrangement that provides binding capacity obtain.   Substances that can be encoded by the nucleic acid molecules described herein include proteins (Eg, antibodies containing single-chain molecules), immunostimulatory molecules (eg, antigens), immunosuppressants Probes, blocking agents, emollients (eg, toxins, antisense ribonucleic acids, Zyms, enzymes and other substances that can interfere with the function of pathogenic substances), cytoca In, various polypeptide or peptide hormones, and agonists or Include antagonists. Here, these hormones are Pituitary, hypothalamus, kidney, endothelial cells, liver, pancreas, bone, hematopoietic medulla, and adrenal glands) Can be derived. Such polypeptides can be used to induce proliferation, tissue regression, Suppression, apoptosis, gene expression, blocking of receptor-ligand interaction, Can be used for immune response and specific anemia, diabetes, infection, hypertension, abnormalities Blood chemistry (eg, elevated blood cholesterol, lack of blood coagulation factors, LDL elevation with falling), Alzheimer-related amyloid protein levels, bone Erosion / calcification and various metabolites, such as steroid hormones (Lumon, purines and pyrimidines).   With respect to a moderating agent, “capable of inhibiting function” when used in the context of the present invention, For example, the presence of cells in a cell from substances that do not normally By mitigating the presence of a substance, the moderator can either directly or indirectly perform its function. It should be understood that the inhibition. Of this function against viral diseases Examples include adsorption, replication, gene expression, assembly, and virus from infected cells. And the emission of loose. Examples of such functions for cancerous diseases include: Cell replication, sensitivity to external signals (eg contact inhibition), and anti-oncogy Deficiency in protein production. Such features for cardiovascular disease Examples of inappropriate blood or substance accumulation in blood vessels, high blood pressure, unwanted blood Fluid level factors (cholesterol or low density lipotan Parkin), localized hypoxia, as well as inappropriately high and damage tissue Levels of free radicals. Of such functions for neurological conditions Examples include pain, lack of dopamine production, inability to replace damaged cells, physical Insufficient motor control of activity, incompatibility from neurological tissue such as the pituitary or hypothalamus Severely low levels of various peptide hormones, amyloid associated with Alzheimer's disease Plaque protein accumulation and the inability to regenerate damaged nerve connections It is. Examples of such functions for autoimmune or inflammatory diseases include: Inappropriate production of itokines and lymphokines, autoimmune antibodies and cellular immunity Inappropriate production and presence of a response, of tissue by proteases and collagenases Usually due to improper disruption, inhibition of the normal activity of proteases, destroyed cells Lack of production of the supplied factor and excessive regeneration of tissue under autoimmune attack or Is abnormal regeneration.   In one aspect of the invention, a recombinant retrovirus that directs expression of a palliative Are provided. In various embodiments, the moderator is DNA It can be a molecule, an RNA molecule, or some combination of the two.   Representative examples of palliatives that act directly on cell growth inhibition include: Toxins. For example, lysine (Lamb et al., Eur. J. Biochem. 148: 265). -270, 1985), Abrin (Wood et al., Eur. J. Biochem. 198: 723-732, 1991; Even). sen et al. of Biol. Chem. 266: 6848-6852, 1991; Collins et al. of Biol. Che m. 265: 8665-8669, 1990; Chen et al., Fed. of Eur. Biochem Soc. 309: 115-118, 1 992), diphtheria toxin (Tweten et al., J. Biol. Chem. 260: 10392-10394, 198). 5), cholera toxin (Mekalanos et al., Nature 306: 551-557, 1983; Sanchez & Ho) lmgren, PNAS 86: 481-485, 1989), gelonin (Stirpe et al., J. Biol. C). hem. 255: 6947-6953, 1980), and the American pokeweed (Irvin, Pharmac. Ther) 21: 371-387, 1983), antiviral proteins (Barbieri et al., Biochem. J. 203: 5). 5-59, 1982; Irvin et al., Arch. Biochem. & Biophys. 200: 418-425, 1980; Irvin,  Arch. Biochem. & Biophys. 169: 522-528, 1975), tritin, dysentery Xin (Calderwood et al., PNAS 84: 4364-4368, 1987; Jackson et al., Microb. Path. 2: 147-153, 1987), and Pseudomonas exotoxin A (Carroll and Collier, J. . Biol. Chem. 262: 8707-8711, 1987). Express Russel's Viper Venom A detailed description of recombinant retroviruses can be found in U.S. Patents filed December 30, 1994. Application number No. (Attorney No. 930049.440).   In another aspect of the invention, the recombinant retrovirus is not itself toxic But proteins such as proteases specific for viruses or other pathogens To identify products that are converted to toxic forms when processed or modified by Have a gene. For example, a recombinant retrovirus encodes a proprotein chain Gene. This proprotein is processed by HIV protease. Toxic if treated. More specifically, recognizing the appropriate "pro" element Arrange the protease encoded by the HIV virus to cleave it Toxic lysine in the form of an inactive synthetic inactive proprotein or The diphtheria A chain can be cleaved to the active form.   In yet another aspect of the invention, the recombinant retrovirus is an inactive precursor Which can be activated by an active inhibitor of a pathogenic substance or a conditional safener Directs the expression of quality. These are moderators that are toxic to cells expressing the pathogenic condition. It is a Japanese medicine. Broadly, as will be apparent from certain disclosures provided herein. A variety of inactive precursors can be converted into active inhibitors of pathogenic females. For example, To specifically inhibit Torovirus reverse transcriptase (and therefore virus replication) Antiviral nucleoside analogs (eg, AZT or ddI) may be activated by cellular machinery. Metabolized to the nucleotide triphosphate form (Furmam et al., Proc. Natl. Acad. Sci.  USA 83: 8333-8337, 1986). Their activity of antiviral nucleoside analogs Herpes simplex virus thymidine kinase (HSVTK), which assists metabolism into forms Or gene products such as varicella-zoster virus thymidine kinase (VZVTK) Recombinant retrovirus that directs the expression of Activating an osido analog precursor (eg, AZT or ddC) to its active form Useful for This makes AZT or ddI treatment more effective and Lower doses, lower systemic toxicity, and higher for virus-producing infections Enable the ability to work well. Nucleotide triphosphate form is retroviral reverse transcriptase Showing selectivity for nucleosides, but substrates for cellular nucleosides and nucleoside kinases As a result of the specificity, another non-phosphorylated nucleoside analog is more effective You.   In one embodiment of the present invention, the HSVTK gene comprises a constitutive macrophage. Alternatively, it can be expressed under the control of a T cell-specific promoter, and Di or T cells. By constitutive expression of HSVTK, AZT or ddI Such nucleotide analogs to biologically active nucleotide triphosphate forms Resulting in more effective metabolism of the drug, which results in better efficacy, lower dose delivery , Less systemic toxicity, and higher potency against virus-producing infections provide. Nucleotide triphosphate forms select for retroviral reverse transcriptase , But results in substrate specificity of cellular nucleosides and nucleotide kinases Other nucleoside analogs that are not phosphorylated as Can be used.   In a related aspect of the invention, the cytotoxicity in the presence of Or a set that directs the expression of a substance that activates another compound that has no at all to a toxic product A modified retrovirus is provided. Local treatment for pathogenic substances To achieve. In this case, the gene product from the recombinant retrovirus Expression is associated with pathogenic agents such as intercellular signals that identify the pathogenic state. Limited to situations where the body is present, thereby preventing the destruction of non-pathogenic cells. Pathogenic disease Label recombinant retroviruses against cells that have or are susceptible to By targeting, this cell type specificity can also be conferred at the infection level.   In a related aspect of the invention, the method has little or no cytotoxicity. Recombinant retrovirus directing expression of a gene product that activates the compound to a toxic product Is provided. Briefly, compounds with little or no cytotoxicity A wide variety of genes that activate toxic products, either directly or indirectly, Things may be utilized within the context of the present invention. Representative examples of such gene products Selectively purine arabinoside and substituted pyrimidine compounds Phosphorylates these compounds into cytotoxic or cytostatic metabolites HSVTK and VZVTK. More specifically, ganciclovir, Such as acyclovir, or any analog thereof (eg, FIAC.DHPG) Exposure of a drug to HSVTK causes the drug to be converted to the corresponding active nucleotide triphosphate form To phosphorylation.   For example, in one embodiment of the present invention, the recombinant retrovirus is Motor (which is not activated unless activated by the HIV tat protein). Herpes simplex under the transcriptional control of what is known to be Directs expression downstream of the illthymidine kinase ("HSVTK") gene. Simply saying For example, tat in human cells infected with HIV and carrying a recombinant retrovirus Expression of the gene product causes an increase in HSVTK production. Then (in vitro or Or in vivo) cells with ganciclovir, acyclovir, or Exposure to drugs such as analogs (FIAC, DHPG). As mentioned above, these drugs Is phosphorylated by HSVTK (but not by cellular thymidine kinase). (Not oxidized), is known to be the corresponding active nucleotide triphosphate form ing. Acyclovir triphosphate generally inhibits cellular polymerases and Leads to specific destruction of HSVTK-expressing cells in transgenic mice (Bor relli et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 85: 7572, 1988). Recombinant Those cells containing retroviruses and expressing the HIV tat protein Vesicles are selectively killed by the presence of certain doses of these drugs.   In one embodiment of the invention, the cis-acting component is converted to a transcript ("CRS / CAR"). ), The expression of the conditional lethal gene of HSVTK can be made even more HIV-specific. It can be. This requires another HIV gene product, rev, for optimal activity. (Rosen et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 85: 2071, 1988). More general Typically, cis elements present in mRNA modulate the stability or translatability of the mRNA. A clause is indicated in some cases. An array of this type That is, post-translational regulation of gene expression) is an event-specific regulation of vector gene expression or Can be used for tissue-specific regulation. In addition, these sequences (ie, Rev responsive “CRS / CAR” element or tat responsive “TAR” element) Quantization can be utilized to produce even better specificity.   In a manner similar to the embodiment described above, the purine or pyrimidine based drug phosphorus Preserve genes for oxidation, phosphoribosylation, ribosylation, or other metabolism A recombinant retrovirus can be produced. Such genes are Have no equivalent in the vesicles and are likely to be viruses, bacteria, fungi, or protozoa. Can be derived from such organisms. Typical examples are: thioxanthine to thioxanthine E. Convert to monophosphate coli guanine phosphoribosyltransferase ("gpt ") Gene products (see Besnard et al., Mol. Cell. Biol. 7: 4139-4141, 1987). And) such as mitomycin phosphate and doxorubicin phosphate. Alkaline phosphatars convert active phosphorylated compounds to toxic dephosphorylated compounds -A protein that converts 5-fluorocytosine to the toxic compound 5-fluorouracil Fungal (eg Fusarium oxysporum) or bacterial cytosine deaminase (Mullen, PNAS 89:33, 1992), para-N-bis (2-chloroethyl) aminobenzoylglutami Cleaves glutamic acid from acetic acid, thereby producing toxic mustard benzoate Carboxypeptidase G2; and doxorubicin and melphalan Penicili converts phenoxyacetabide derivatives into toxic compounds. V-amidase and the like. This type of conditional lethal gene product is Or applied to many currently known anti-cancer drugs based on pyrimidine. This includes intracellular ribosylation or phosphorylation to become an effective cytotoxic agent. Often needed. The conditional lethal gene product may also be purine or pyrimidine. Nontoxic analogs that are not analogs can be metabolized into cytotoxic forms (Searle et al., Brit. J. Cancer 53: 377-384, 1986).   Further, when the target pathogen is a mammalian virus, the mammalian virus In addition, it is necessary for the subsequent transcriptional activation of other viral promoter elements. Taking advantage of the fact that they tend to have "immediate" genes, recombinant retroviral vectors May be built. Gene products of this nature are used as intracellular signals of viral infection. (Or “identifying substance”). Therefore, such an "immediate Transcription from a transcriptional promoter element responsive to "time" viral gene products Conditional lethal gene specifically kills cells infected with any particular virus Can be destroyed. In addition, the human α and β interferon promoter elements Is transcriptionally activated in response to infection by a wide variety of unrelated viruses For example, from these viral responsive elements (VREs), conditional Infection with a variety of different viruses by introducing a vector expressing the lethal gene product Destruction of damaged cells can occur.   In another embodiment of the present invention, an inhibitor that inhibits viral assembly A recombinant retrovirus producing a substance such as a palliative is provided. Related to this As a result, recombinant retroviruses inhibit viral particle assembly in a preferential manner. Harm, incomplete gag, pol. env or other virion proteins or Encodes a peptide. Such inhibition is due to the normal subunit Interaction is disrupted by interaction with imperfect subunits Occurs.   One way to increase the efficiency of inhibitory mitigants is by the virus in question. Along with the expression of genes that increase the probability of infection of resistant cells To express an inhibitory gene such as a gene. The result is the viral productivity A non-productive "dead end" event that antagonizes the staining event. Specific cases of HIV In HIV replication (by expressing antisense tat or the like as described above) A recombinant retrovirus that inhibits production can be administered, and this can also Proteins required for such infections can also be overexpressed. Thus, comparison A very small number of vector-resistant HIV-resistant cells are free virus or virus-infected cells "Sink" or "magnet" for multiple non-productive fusion events with (magnet) ".   In another embodiment of the present invention, an inhibitory peptide specific for a viral protease is used. Recombinant retrovirus for expressing substances such as peptides or proteins Is provided. Viral proteases include viral gag and gag / pol proteins Is cleaved into a number of smaller peptides. In all cases, this disconnection failure Leads to complete inhibition of the production of infectious retroviral particles. HIV protease , Aspartyl protease. And these are proteins Or be inhibited by peptides made from amino acids derived from analogs It has been known. Recombinant retroviruses that inhibit HIV have such peptides Express one or more fusion copies of the inhibitor.   Administration of the recombinant retroviruses described above has been associated with many virus-related diseases, cancer, and Should be effective against other pathogenic substances.   In yet another embodiment of the present invention, a recombinant retrovirus expressing a moderating agent Is provided. Here, the palliative has a membrane anchor and acts as an antitumor agent. To use. Such palliatives can be used, for example, with antitumor agent-membrane anchor fusion proteins. And can be built. Briefly, the aspect of the fusion protein membrane anchor is, for example, For example, it can be selected from various sequences including the transmembrane domain of a known molecule. Generally, membrane An anchor sequence is a region of a protein that binds the protein to a membrane. As usual, There are two types of anchor sequences that attach proteins to the outer surface of the cell membrane: ( 1) Transmembrane spanning the lipid bilayer of the cell membrane and interacting with the hydrophobic central region Region (a protein containing such a region is called an integral membrane protein) (2) and (2) domain interaction with integral membrane proteins or polar surfaces of the membrane. In (such proteins are called peripheral proteins or exogenous proteins) Is).   The membrane anchor used in the present invention is a transmembrane domain that crosses the membrane one or more times. May be included. For example, in glycophorin and guanylyl cyclase, The binding region crosses the membrane once, whereas the transmembrane domain of rhodopsin crosses the membrane seven times. And the transmembrane domain of the photosynthetic reaction center of Rhodopseudomonas viridis Cross the membrane 11 times (Ross et al., J. Biol. Chem. 257: 4152, 1982; Garbers, Pharmac.  Ther. 50: 337-345, 1991; Engelman et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 77: 2023,  1980; Heijne and Manoil, Prot. Eng. 4: 109-112, 1990). Book Membrane anchors for use in the invention may also include, for example, phosphoinositol anchors. It contains. Regardless of the number of times the protein passes through the membrane, the transmembrane region is representative And have a similar structure. More specifically, 20 to 20 domains located inside the membrane The 25 amino acid residue portion generally consists almost entirely of hydrophobic residues (Ei senberg et al., Ann. Rev. Biochem. 53: 595-623, 1984). For example, 28-34 residues in the transmembrane region of lycophorin are hydrophobic (Ross et al., Supra). See Tomita et al., Biochemistry 17: 4756-4770, 1978). Furthermore, β Structures such as sheet and beta barrel occur, but X-ray diffraction, crystal structure analysis, and The transmembrane region is typically an α-helical structure, as determined by (See Eisenberg et al., Supra; Heijne and Manoil, supra). Place The location of these transmembrane helices within a given sequence can be determined based on the hydrophobicity plot. Can often be predicted. Stryer et al., Biochemistry, 3rd edition 304, 1988. In the present invention Membrane anchors that are particularly preferred for use in Naturally occurring cellular proteins that have been shown to function as (Eg, glycophorin).   In a preferred embodiment of the present invention, the membrane anchor gamma interferon fusion tan A DNA sequence encoding a protein is provided. In one embodiment, the fusion The protein encodes a sequence encoding the membrane anchor of the Fc receptor -Feron can be constructed by gene fusion to a sequence encoding the same.   In yet another aspect, the RNA molecule corresponding to the pathogenic function is cleaved, and Activating one or more ribozymes (RNA enzymes) (Haseloff and Gerlach, Nature  334: 585, 1989). Lus provided. Ribozymes recognize specific sequences in target RNA. And since this sequence is usually 12-17 bp, Specific recognition of specific RNA sequences (eg, HIV tat) corresponding to pathogenic conditions And the toxicity is specific for such pathogenic conditions. Further specificity However, in some cases, ribozymes may be used as conditional safeners as described above. Can be achieved by   In yet another aspect, a biologically active nucleic acid molecule that is an antisense sequence (An antisense sequence may also comprise a nucleic acid sequence And can then be produced in a host cell by transcription). Preferred In another embodiment, the antisense sequence comprises an influenza virus, HIV, HSV , It is selected from the group consisting of sequences encoding HPV, CMV, and HBV. This anti A sense sequence is also an antisense RNA that is complementary to an RNA sequence required for virulence. possible. Alternatively, a biologically active nucleic acid molecule is converted to an RNA sequence required for virulence. It can be complementary sense RNA (or DNA).   More specifically, the biologically active nucleic acid molecule can be an antisense sequence. Simple Simply put, antisense sequences are designed to bind RNA transcripts, To prevent the cell synthesis of a particular protein or its RNA sequence by the cell Prevent the use of. Representative examples of such sequences include antisense thymidine Kinase, antisense dihydrofolate reductase (Maher and Dolnick, Arch Biochem. & Biophys. 253: 214-220, 1987; Bzik et al., PNAS 84: 8360-8364, 1987. ), Antisense HER2 (Coussens et al., Science 230: 1132-1139, 1985), antisense Sense ABL (Fainstein et al., Oncogene 4: 1477-1481, 1989), antisense Myc (S tanton et al., Nature 310: 423-425, 1984), and antisense ras; Antisense sequences blocking any enzyme in the nucleotide biosynthetic pathway I can do it.   Further, in a further embodiment of the invention, a strong class I restricted response is elicited. To do so, antisense RNA may be utilized as an antitumor agent. Simply put, R In addition to binding NA and thereby preventing translation of certain mRNAs, Bell's specific antisense sequence is interrupted by the formation of large amounts of double-stranded RNA. Is thought to induce increased expression of erythron (including γ-interferon) I have. Increased expression of gamma interferon in turn increases MHC class I antigen expression You. Preferred antisense sequences used in this regard include actin RNA , Myosin RNA, and histone RNA. Mismatch with actin RNA Are particularly preferred.   In another embodiment, the substance of the invention comprises a surface which is itself therapeutically beneficial. Contains protein. For example, especially in the case of HIV, especially in HIV infected cells Expression of the human CD4 protein can be beneficial in two ways.   1. Soluble CD4 inhibits free virion formation against free virus. Intracellular binding of CD4 to HIV env is a systemic clear run. It can inhibit this without the problem of potential and potential immunogenicity. Because this The protein remains bound to the membrane and is structurally endogenous CD4 (patients Should be immunologically tolerant to).   2. Since the CD4 / HIV env complex has been implicated as a cause of cell death, Further expression of CD4 (in the presence of excess HIV-env present in the cells) It leads to rapid cell death and thus inhibits virus seeding. This is induced by HIV Cytotoxicity (this cytotoxicity is then apparent in the relative loss of CD4 on the cell surface) Result of their relative refractility (relatively due) And macrophages act as carrier of pathogens for virus production It may be particularly applicable to devices.   Yet a further aspect of the invention relates to a recombinant retrovirus capable of effecting immunostimulation. I do. Simply put, recognize foreign pathogens and protect against them Ability is essential for the functioning of the immune system. In particular, the immune system has a host defense mechanism "Self" and "Self" to be oriented towards the invading entity rather than to the organization We must be able to distinguish between "non-self" (ie, extrinsic). Cytolytic T phosphorus Papillocytes (CTL) are typically associated with MHC class I or class II cell surface proteins. Bound, cell surface recognition structures (eg, processed pathogen-specific peptides) Is induced or stimulated by the presentation of   Diseases suitable for treatment include viral infections (eg, influenza virus , RS virus, HPV, HBV, HCV, EBV, HIV, HSV, FeLV, FIV, Hantavirus, H TLV I, HTLV II, and CMV), cancer (eg, melanoma, renal carcinoma, breast cancer, Ovarian cancer, and other cancers), and heart disease.   In one embodiment, the present invention relates to a method for treating an antigen or its antigen in a susceptible target cell. By using a recombinant retrovirus that directs the expression of a modified form, Methods are provided for stimulating an immune response and inhibiting viral spread. here The antigen may (1) mount an immune response against a viral antigen, or (2) virus occupation by occupying cell receptors required for virus interaction Can prevent diffusion. Protein expression can be transient or transgenic. Can be stable over time. Where the immune response should be stimulated against a pathogenic antigen If so, the recombinant retrovirus is preferably a modified form of the antigen (the antigen being Stimulating the response and reduced pathogenicity compared to the natural antigen) Designed to. This immune response indicates that cells are in the correct mode (ie, CD3, ICAM-1). , ICAM-2, LFA-1, or analogs thereof (eg, Altmann et al., Nature 338: 5). MHC class I and / or II molecules with accessory molecules such as This is achieved when the antigen is presented in the situation described above.   The immune response can also be determined by: (a) (if appropriate, in the context of appropriate MHC molecules) Specific T cell receptor gene that recognizes the target antigen, (b) recognizes the target antigen (C) CTL response in the absence of the MHC context The gene of the hybrid of the two genes provided is transferred to a suitable immune cell (eg, T (Lymphocytes). Therefore, recombinant retrowi Ruth can also be used as an immunostimulant, immunomodulator, or vaccine, etc. .   If immune stimulation is desired in certain disease cases caused by HIV infection, Antigens generated from recombinant retroviruses are HLA class I or class II restricted It may be in a form that elicits one or both of the epidemic responses. For example, HIV En In the case of the envelope antigen, the antigen is gp160, g, which has been modified to reduce its pathogenicity. It is preferably selected from p120 and gp41. In particular, the selected antigen Reduce the likelihood of titanium and enhance the expression of epitopes leading to diseases that enhance the immune response. Eliminate or eliminate immunodominant but lineage-specific epitopes Modified to present several strain-specific epitopes, and most HIV Or allow a response that can eliminate infected cells in all strains. This strain-specific Animals that further select for specific epitopes and cross-react with other strains of HIV Can promote the stimulation of the immune response. Other HIV genes or gene combinations Antigens of origin (eg, gag, pol, rev, vif, nef, prot, gag / pol, gag prot, etc.) ) May also provide protection in certain cases.   HIV is just one example. This approach uses a unique antigen (membrane protein Many virus-related diseases or cancers (eg, HP V and cervical vertebral carcinoma, HTLV-I induced leukemia, prostate specific antigen (PSA) and prostate cancer, Mutant p53 and colon carcinoma and melanoma, melanoma-specific antigen (MAGE) and melanoma Ma, mucin and breast cancer).   According to the immunostimulatory aspect of the present invention, it is protected by the recombinant retrovirus of the present invention. Substances possessed and / or expressed are also “immunomodulators” (often described above). Have been included). An immunomodulator is one or more cells involved in the immune response Or when exogenously added to cells. An immune response that occurs in the absence of offspring is an immune response that differs in quality or potency. Refers to factors that occur. This factor is also expressed from non-recombinant retrovirus-derived genes However, expression is driven or controlled by the recombinant retrovirus. response Quality or potency can be determined, for example, by in vitro assays that measure cell proliferation (eg, IfThreeH-thymidine incorporation), and in vitro cytotoxicity assays (eg, ,51(Cr release measurement). (See Warner et al., AIDS Res. And Human Retroviruses 7: 645-655, 1991. ). Immunomodulators can be active both in vivo and ex vivo. this Representative examples of such factors include IL-1, IL-2 (Karupiah et al., J. Immunology 14). 4: 290-298, 1990; Weber et al. Exp. Med. 166: 1716-1733, 1987; Gansbacher et al. , J. et al. Exp. Med. 172: 1217-1224, 1990; U.S. Patent No. 4,738,927), IL-3, IL-4 (Tepper et al., Cell 57: 503-512, 1989; Golumbek et al., Science 254: 713-716, 1991. U.S. Patent No. 5,017,691), IL-5, IL-6 (Brakenhof et al., J. Immunol. 139: 4116). -4121, 1987; WO 90/06370), IL-7 (U.S. Pat. No. 4,965,195), IL-8, IL-9 , IL-10, IL-11, IL-12, IL-13 (Cytokine Bulletin, summer 1994), IL-14, and And IL-15, especially IL-2, IL-4, IL-6, IL-12, and IL-13, alpha interferon (F inter et al., Drugs 42 (5): 749-765, 1991; U.S. Pat. No. 4,892,743; U.S. Pat. No. 66,843; WO No. 85/02862; Nagata et al., Nature 284: 316-320, 1980; Familletti Et al., Methods in Enz. 78: 387-394, 1981; Twu et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 86: 2046-2050, 1989; Faktor et al., Oncogene 5: 867-872, 1990), beta interface Ron (Seif et al., J. Virol. 65: 664-671, 1991), gamma interferon (Radford Et al., The American Society of Hepatology 2008 2015, 1991; Watanabe et al., PNAS 86: 9456-9460, 1989; Gansbacher et al., Cancer Research 50: 7820-7825, 1990; Ma. io et al., Can. Immunol. Immunother. 30: 34-42, 1989; U.S. Patent No. 4,762,791 No. 4,727,138), G-CSF (US Pat. Nos. 4,999,291 and 4,810) No. 643), GM-CSF (WO 85/04188), tumor necrosis factor (TNF) (Jayaraman et al., J. . Immunology 144: 942-951, 1990), CD3 (Krissanen et al., Immunogenetics 26:25). 8-266, 1987), ICAM-1 (Altman et al., Nature 338: 512-514, 1989; Simmons et al., Na 331: 624-627, 1988), ICAM-2, LFA-1, LFA-3 (Wallner et al., J. Exp. Med. 166 (4): 923-932, 1987), MHC class I molecule, MHC class II molecule, B7.1-.3, βTwoMi Globulins (Parnes et al., PNAS 78: 2253-2257, 1981), chaperones (eg, , Calnexin), MHC binding transporter protein or its analog (P owis et al., Nature 354: 528-531, 1991). One In a preferred embodiment, the gene encodes gamma interferon. Immunomodulators can also be agonists, antagonists, or the ligands of these molecules. Can be For example, the soluble form of the receptor is itself a mutant form of the factor. As antagonists to these types of factors, Works often.   One example of an immunomodulator cited above is a B7 family molecule (eg, B7.1-.3 Co-stimulator). Simply put, the full functional activity of T cells Sexualization requires two signals. One signal is an antigen-specific T cell receptor. Interaction between the peptide and a peptide that binds to a major histocompatibility complex (MHC) molecule. A second signal, provided by the antigen presenting cell and called co-stimulation, To be delivered to T cells. The second signal is that interleukin-2 ( Required for the production of IL-2) and B7.1-.3 molecules on antigen presenting cells and on T lymphocytes Interaction with CD28 and CTLA-4 receptors (Linsley et al., J. Ex. p.Med., 173: 721-730,1991a and J.Exp.Med., 174: 561-570,1991). One of the present invention In an embodiment, B7.1-.3 comprises CD8+T cells expand and become fully activated CD8 to produce enough IL-2+Tumor to cause costimulation of T cells It can be introduced into a cell. Because co-stimulation is no longer needed for further CTL function , These CD8+T cells can kill tumor cells that do not express B7. Simultaneous stab Vectors that express both intense B7.1-.3 factors and, for example, immunogenic HBV core proteins. The reactor may be made utilizing the methods described herein. These vectors The cells transduced with the enzyme become more effective antigen-presenting cells. HBV core Specific CTL responses were fully activated by costimulatory ligand B7.1-.3 CD8+T thin Increased from vesicles.   The choice of which immunomodulator to include in the recombinant retrovirus depends on the factors It can be based on known therapeutic effects or can be determined experimentally. For example, chronic B A known therapeutic effector in hepatitis B infection is alpha interferon. You. This compensates for the patient's immunodeficiency, and thereby helps to recover from the disease. Has been found to be effective in removing Alternatively, implement appropriate immunomodulators Can be determined empirically. Briefly, a blood sample is first taken from a patient with liver disease. You. Recombinant retro-directed expression of the immunogenic portion of hepatitis antigens and immunomodulators Autologous cells transduced with the virus or HLA-compatible cells (eg, EBV transformed cells ) To restimulate peripheral blood lymphocytes (PBL) in vitro. Then, HLA-compatible transduction These stimulated cells are used as effectors in CTL assays that target cells. Use PBL. Formed with HLA-compatible stimulants and vectors encoding only the antigen The increase in CTL response seen in the same assay performed with transfected target cells Indicates a useful immunomodulator. In one embodiment of the invention, immunomodulation The factor gamma interferon is particularly preferred.   The present invention also provides a method for producing a desired antigen (eg, a viral, bacterial, or parasitic antigen). (Including recombinant origin). example Immunity when administered by one of the recombinant retroviruses described herein. The various immunogenic portions of the HBV S antigen can be combined to show a response. In addition, Region of the HBV S antigen open reading frame Due to the large immunological diversity, specific areas may require specific sets of antigens for administration. A combination may be preferred. Briefly, all human hepatitis B virus S samples The epitope found therein is defined as antigenic determinant "a". But each other Exclusive subtype antigenic determinants also provide two-dimensional double immunodiffusion (Ouchterlony, Prog r. Allergy 5: 1, 1958). These antigenic determinants are up to "d" Or "y", and "w" or "r" (LeBouvier, J. Infe ct. 123: 671, 1971; Bancroft et al. Immunol. 109: 842, 1972; Courouce et al. Bibl. Haematol. 42: 1-158, 1976). This immunological diversity is based on the hepatitis B virus S A single nucleotide substitution in two regions of the antigen open reading frame Causes the following amino acid changes: (1) hepatitis B virus S antigen open Conversion of lysine-122 to arginine in the reading frame is subtype Is shifted from d to y, and (2) the conversion of arginine-160 to lysine , Shift the subtype from r to w. Subtype ayw among African blacks Is dominant, while in the US and Northern Europe the subtype adwTwoIs more abundant (Molecular Biology of the Hepatitis B Virus, edited by McLachlan, CRC Press, 1991). As will be apparent to those skilled in the art, certain B prevalent in the area of administration. It is generally preferable to construct vectors for administration appropriate for the hepatitis B virus subtype. Good. Can the specific region subtype be determined by two-dimensional double immunodiffusion? , Preferably the S antigen library of HBV virus isolated from individuals in that region. The reading frame can be determined by sequencing.   Those indicated by HBV also include pol ("HBV pol"), ORF5, and ORF6 antibodies. There is a field. Simply put, the polymerase open reading frame of HBV is Reverse transcriptase activity found in virions and core-like particles in infected liver tissue Code sex. Polymerase protein consists of at least two domains : Amino-terminal domain encoding a protein that initiates reverse transcription, and reversal Carboxyl-terminal domain encoding transcriptase and RNase H activity. HBV pol An immunogenic moiety is a group that expresses an antigen of interest to generate an immune response in an animal. By introducing the recombinant retrovirus into an animal, it can be administered to a warm-blooded animal. same And others such as ORF5 and ORF6 (Miller et al., Hepatology 9: 322-327, 1989). HBV antigens can be expressed using the recombinant retroviruses described herein.   As mentioned above, at least one immunogenic portion of the hepatitis B antigen is Virus. Immunogenicity incorporated into recombinant retrovirus The portion can be of various lengths, but generally this portion will be at least 9 amino acids long. It is preferably long and may contain the entire antigen. Immunogenicity of a specific sequence Is often difficult to predict, but T-cell epitopes are e 351: 290, 1991) using the HLA A2.1 motif. This From the analysis of the peptide can be synthesized and in an in vitro cytotoxicity assay Can be used as a target. However, other assays may also be utilized, and such As an assay, for example, to detect the presence of an antibody against a newly introduced vector ELISA and gamma interferon assay, IL-2 production assay, and amplification Assays that test T helper cells, such as the proliferation assay.   In one embodiment of the invention, at least one immunogenic part of a hepatitis C antigen Can be incorporated into a recombinant retrovirus. Preferred immunogenic portions of hepatitis C are C and can be found in the NS3-NS4 region. Because these areas are Because it is the most conserved among the various types of flame viruses (Houghton et al., Hepat ology 14.381-388, 1991). Particularly preferred immunogenic moieties can be determined in various ways. obtain. For example, as described above for hepatitis B virus, The identity of the original moiety can be predicted based on the amino acid sequence. Simply put, this business CTL epitopes are predicted using various computer programs known to obtain. For example, HLAA2. Described by Falk et al. (Nature 351: 290, 1991). 1 motif can be used to predict CTL epitopes for HLA A2.1 haplotype You. From this analysis, the peptides are synthesized and used in in vitro cytotoxicity assays. Use as a target in   In another aspect of the invention, a method is provided for destroying hepatitis B carcinoma cells. . This method directs the expression of an immunogenic portion of antigen X such that an immune response is generated. Administering the recombinant retrovirus to a warm-blooded animal. Provided herein According to the content of the disclosure provided, the sequence encoding HBxAg is readily accessible to those skilled in the art. Can be handled. Briefly, in one embodiment of the present invention, from ATCC 45020 to 64 2 bp of NcoI-TaqI was recovered and assembled as described above for the other hepatitis B antigens. Insert into the replacement retrovirus.   However, the X antigen is similar to other potential oncogenes (eg, EIA) A known transactivator that can function in the formula. Therefore, generally first After altering the X antigen so that the gene product is non-tumorigenic, it is recombined. Preferably, it is inserted into a torovirus. For example, truncation, point mutation, premature termination Various methods, including addition of codons or modification of the phosphorylation site, can be used to The progenitor can be non-tumorigenic. In one embodiment, the eye encoding the X antigen Cut the end of the target sequence or gene. Various fragments due to truncation Can be produced, but it is generally preferable to retain 50% or more of the coding gene sequence. Good. In addition, after any truncation, the complete immunogenic sequence of the gene product It is necessary to keep it as it is. Alternatively, in another embodiment of the present invention, A number of translation stop codons can be introduced into a gene. Insertion of a stop codon is Stops expression of the transformed part of the protein because expression is stopped before maturation .   The tumorigenicity of the X gene or a modified version thereof can be tested in various ways. Typical assays include tumor formation in nude mice and colony in soft agar. Transgenic animals such as Ronnie formation and transgenic mice Preparation of   In another aspect of the invention, a recombinant that directs the expression of an immunogenic portion of a hepatitis C antigen Destroying hepatitis C carcinoma cells, comprising administering a retrovirus to a warm-blooded animal A method is provided for: Preferred immunogenic portions of the hepatitis C antigen are the core antigen and And polypeptides containing the NS1-NS5 region (Choo et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 88: 2451-2455, 1991). Particularly preferred immunogenic moieties are It can be determined by various methods. For example, as described above, Thus, a preferred immunogenic portion can be predicted. Briefly, as is known to those skilled in the art. Various computer programs can be used to predict CTL epitopes. For example (Nature 351: 290, 1991) described by Falk et al. This can be used to predict CTL epitopes for the HLA A2.1 haplotype. Immunogen Another method that can be used to predict sex parts is to use retroviruses Is to determine in the mouse which part has CTL inducing properties (W arner et al., AIDS Res. and Human Retroviruses 7: 645-655, 1991) . As described in Warner et al., CTL induction in mice Cell immunogenicity can be predicted. Preferred immunogenic moieties are also polypeptide anti- Which fragment of the original or peptide is present after vector transduction of the corresponding gene Self-patient lymphocytes (eg, autologous EBV- Transforming lymphocytes) to determine if obtain.   Preferred immunogenic moieties can also be selected as follows. Simply put HCV to determine which antigenic fragments are present in the patient's serum Blood samples from patients suffering from a target disease such as Antibodies against peptide regions (eg, HCV core, E1, E2 / SN1, and NS2-NS5 regions) Analyze by body. Patients treated with alpha interferon to obtain transient remission In some cases, some antigenic determinants are lost and endogenous antibodies to that antigen are replaced. Wrong. Such antigens are useful as immunogenic portions in the context of the present invention (Ha yata et al., Hepatology 13: 1022-1028, 1991; Davis et al. Eng. J. Med. 321: 1501 -1506, 1989).   By cutting off the ends of the coding sequence, Additional immunogenic portions of the selected antigen, such as antigens, can be obtained. For example, HBV To cut the ends of the following sites: Bst UI, SspI, Ppu M1 and MspI. (Valenzuela et al., Nature 280: 815-19, 1979; Valenzuela et al., Animal Virus Genetics: ICN / UCLA Symp. Mol. Cell Biol., 1980, B.N. Fields and R.S. Jaen isch (eds.), pp. 57-70, New York: Academic). Appropriate immunogenic moieties and methods Further methods for determining are also described below in the context of hepatitis C.   Particularly preferred for incorporation into recombinant retroviruses for treatment of HBV Immunogenic moieties include HBeAg, HBcAg, and HBsAgs. In addition, 2 The immunogenic portion (and immunomodulator, if desired) can be Ruth can be taken up. For example, in one embodiment, the immunogenicity of a hepatitis B antigen Set directed to co-expression of both a portion and an immunogenic portion of a hepatitis C polypeptide A recombinant retrovirus can be prepared. Such constructs are of type B or C May be administered to prevent or treat any of the acute or chronic hepatitis infections. You. Similarly, in other embodiments, the immunogenic portion of hepatitis B X antigen and hepatitis C Recombinant retrovirus directing co-expression of both immunogenic portions of the polypeptide Can be prepared. Similarly for such constructs, hepatitis B or C It can be administered to treat hepatocellular carcinoma associated with any. In addition, liver type B Individuals chronically infected with hepatitis C and hepatitis C are at increased risk of developing hepatocellular carcinoma. As such, such vectors are also useful as prophylactic treatments for this disease. Can be used.   Immunogenic moieties can also be selected by other methods. For example, HLA A2.1 / Kb Transgenic mice serve as a model for human T cell recognition of viral antigens. Is shown. Simply put, influenza and hepatitis B In the ills system, the mouse T cell receptor repertoire relies on human T cells. Recognize the same antigenic determinant as that recognized. HLA A2.1 in both systems / KbCTL responses generated in transgenic mice were analyzed by HLA A2.1 haplota To an epitope substantially identical to the epitope recognized by the human CTL (Vitiello et al., J. Exp. Med. 173: 1007-1015, 1991; Vitiello et al., Abst ract of Molecular Biology of Hepatitis B Virus Symposia, 1992).   The immunogenic proteins of the invention also make them more immunogenic It can be operated by various methods known in the art. Such person As a typical example of the method, an amino acid sequence corresponding to the T helper epitope was added. Promoting cell uptake by adding hydrophobic residues; Promoting cellular uptake by forming child structures; or (In general, Hart, supra, Milich et al., Proc. Natl. A. cad. Sci. USA 85: 1610-1614, 1988; Willis, Nature 340: 323-324, 1989; Grif fiths et al. Virol. 65: 450-456, 1991).   The present invention also provides for the detection of various feline diseases (eg, feline leukemia virus (“FeLV”)). And the treatment of feline immunodeficiency virus ("FIV") infections and the like. And methods, as well as vaccines for the prevention of these diseases. These ui Ruth is discussed more fully in PCT Application No. US 93/09070.   Briefly, feline leukemia virus (FeLV) is an oncornavirus Millie's retrovirus. Currently, FeLV has its envelope antigens gp70 and And that there are three subgroups A, B or C, distinguished by Have been. FeLV also has many resources that are highly conserved in all FeLV subgroups. A antigen (including p15, p12, p27, and p10) (Geering et al., Vir. 36 : 678-680,1968; Hardy et al., JAVA 158: 1060-1069,1971; Hardy et al., Science 166: 1. 019-1021, 1969). In one embodiment of the present invention, the recombinant retro Viruses include p15gag, p12gag, p27gag, p10gag, p14pol, p80pol, p46pol, gp70 less feline leukemia virus antigens selected from the group consisting of env and p15env Both lead to partial expression. In a particularly preferred embodiment, the recombinant retrovirus Leads to the expression of gp85env. The sequences encoding these antigens are provided in the description. Provided disclosure (Donahue et al., J. Vir. 62 (3): 722-731, 1988; Stewart et al., J. Vir. 58 (3): 825-834,1986; Kumar et al., J. Vir. 63 (5): 2379-2384,1989; Elder et al., J. Vir. 46 (3): 87. 1-880, 1983; Berry et al., J. Vir. 62 (10): 3631-3641, 1988; Laprevotte et al., J. Vir. 50 (3 ): 884-894, 1984).   Feline immunodeficiency virus (FIV) has a requirement for magnesium in reverse transcriptase (RT) and Retroviruses of the lentivirus subfamily based on morphology of viral particles (Pederesen et al., Science 235: 790-793, 1987. ). Feline immunodeficiency virus is morphologically and antigenically similar to other feline retroviruses ( Feline leukemia virus, oncornavirus type C (RD-114), and cat (Including Yamamoto et al., “Efficacy of exper imental FIV vaccines, '' (abstract), First International Conference of Feline Immunodeficiency Virus Researchers, University of California, Davis, CA, Sep .4-7, 1991). In one embodiment of the present invention, Ils is p15gag, p24gag, p10gag, p13pol, p62pol, p15pol, and p36pol At least one immunogenicity of a feline immunodeficiency virus antigen selected from the group consisting of: Guides expression of the moiety. In a particularly preferred embodiment, the recombinant retrovirus is Directs the expression of gp68env, gp27env, and rev. In the context of the present invention, "rev" is Is understood to refer to the antigen corresponding to the rev open reading frame (Philli ps et al., First International Conference, supra). Arrangements encoding these antigens The columns correspond to the disclosure provided herein (Phillips et al., J. Vir. 64 (10): 4605-4613, 1990). ; Olmsted et al., PNAS 86: 2448-2452,1989; Talbott et al., PNAS 86: 5743-5747,1989. Can be readily obtained by one of ordinary skill in the art given.   Still other examples are non-tumorigenic modified genes (eg, ras (ras*) Gene (WO Includes recombinant retroviruses that direct expression of You. Briefly, ras*Genes are causally linked to neoplastic phenotypes It is an attractive target because it is certainly a widespread clear cancer (eg pancreatic carcinoma, colon carcinoma) , And pulmonary adenocarcinoma). Furthermore, ra s*The gene is found in preneoplastic tumors, so that immune-mediated May be performed prior to the detection of   The normal ras gene is non-tumorigenic and is ubiquitous in all mammals. this is It is highly conserved during evolution and is important for maintaining the cell cycle and normal growth characteristics. Seems to play a key role. Normal ras protein binds to GTP and increases GTPase activity G-protein that transmits signals from the external environment to the inside of the cell To enable cells to respond to the environment. one Ras*Genes help normal neoplastic cells by decoupling their behavior from the environment. Alters growth regulation, thereby leading to uncontrolled growth of neoplastic cells. ras remains Gene mutations are thought to be an early event in carcinoma formation (Kumar et al., Activation o f ras Oncogenes Preceding the Onset of Neoplasia "Science 248: 1101-1104 , 1990), which may prevent tumor formation if treated early.   ras*Genes include a wide range of cancers, including pancreatic, colorectal, and adenocarcinoma of the lung. ). However, ras found in various cancers*Range of mutations occurring in genes The enclosure is very limited. These mutations constitute a normal on / off switch GTPase activity of ras protein is changed by switching to the on position Let ras*The oncogenic mutations in are mainly (in vivo) three codons: 12, 13, And only happens at 61. Codon 12 mutations in both human and animal tumors Is the most.   In another embodiment of the present invention, the modified p53 (p53*) Recombination to direct gene expression Eh, retroviruses are provided. Briefly, p53 is used to extract transformed cells It is the first nuclear phosphoprotein found in an object, and therefore (Linzer and Levine, Cell 17: 43-52, 1979; Lane and Craw ford, Nature 278: 261-263, 1979). Later, the original p53 cDNA clone is It was found to be in body form (Hinds et al., J. Virol. 63: 739-746, 1989). now P53 is a tumor suppressor gene that negatively regulates the cell cycle, and It appears that mutations in offspring can lead to tumor formation. 75% to 80% of colorectal carcinomas studied % Indicate deletion of both p53 alleles (one due to deletion, the other to point mutation) According). Similar mutations are found in lung and brain and breast tumors.   Many p53 mutations (eg, p53* 1, P53* 2Etc.) between amino acid residues 130-290 (See Levine et al., Nature 351: 453-456, 1991; and See also the following references which describe specific mutations in more detail: Baker et al., Science.  244: 217-221, 1989; Nigro et al., Nature 342: 705-708, 1989 (p53 mutations Focus on four “hot spots” that fit highly conserved gene regions and These mutations have been observed in human brain, breast, lung, and colon tumors Vogelstein, Nature 348: 681-682, 1990; Takahashi et al., Science 246: 4. 91-494, 1989; Iggo et al., Lancet 335: 675-679, 1990; James et al., Proc. Natl. Ac ad. Sci. USA 86: 2858-2862, 1989; Mackay et al., Lancet 11: 1384-1385, 1988; Kelman et al., Blood 74: 2318-2324, 1989; Malkin et al., Science 250: 1233-1238, 1 990; Baker et al., Cancer Res. 50: 7717-7722, 1991; Chiba et al., Oncogene 5: 1603. -1610, 1990 (Early etiology of early non-small cell lung cancer was between codons 132 and 283 of the p53 gene. Prosser et al., Oncogene 5: 1573-1579, 1990 ( A mutation in the p53 gene encoding amino acids 126-224 was identified in early breast cancer); C heng and Hass, Mol. Cell. Biol. 10: 5502-5509, 1990; Bartek et al., Oncogene.  5: 893-899, 1990; Rodrigues et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 87: 7555-7559 Menon et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 87: 5435-5439, 1990; Mulliga n et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 87: 5863-5867, 1990; and Romano et al., Onc. ogene 4: 1483-1488, 1990 (p53 modification of codon 156 of human osteosarcoma-derived cell line HOS-SL) Differentiation).   Certain modifications of the p53 gene may be due to certain specific toxins. For example Bresac et al. (Nature 350: 429-431, 1991) reported that patients with hepatocellular carcinoma had A specific G to T mutation at don 249 is described. One suggestion of this mutation The known causative agent is a liver carcinogen known as a food contaminant in Africa Aflatoxin B is quality1It is.   The four regions of the gene that are particularly affected are residues 132-145, 171-179, 239-248 , And 272-286. Three particularly interesting “hot spots” are residues 17 5, 248, and 273 (Levine et al., Nature 351: 453-456, 1991). these Protein containing a novel coding sequence by modification of Is produced. The novel proteins encoded by these sequences are It can be used as a marker for tumorigenic cells and binds to these novel coding regions. The immune response directed by the modified sequence (p53*Destroys tumorigenic cells containing Can be used to   In another embodiment of the present invention, the modified Rb (Rb*) Recombination directing gene expression A retrovirus is provided. Briefly, retinoblastoma is a chromosome van Ocular cancer in children associated with deletion of a locus called Rb located at 13q14 It is. A gene from this region has been cloned, which is approximately 110 kd. Produces nuclear phosphoproteins (Friend et al., Nature 323: 643, 1986; Lee et al., Scien ce 235: 1394, 1987; and Fung et al., Science 236: 1657, 1987).   Rb is thought to be a negative regulator of cell growth, and regulates transcriptional regulation and It has a role in cell cycle regulation. Rb is at least found in the nuclear Binds to seven proteins, especially E2F (Bagchi et al., Cell 62: 659-669, 1990) and And DRTF (Shivji and La Thangue, Mol. Cell. Biol. 11: 1686-1695, 1991). It appears to be involved with a cellular transcription factor referred to as both. Rb is involved in cell proliferation To limit cell proliferation by isolating various nuclear proteins Have been.   A deletion in the Rb gene has been detected. This indicates that the Rb gene may be responsible for tumorigenicity. Demonstrate that. These deletions include, for example, prostate cancer and bladder cancer cells Deletion in exon 21 of the strain (Bookstein et al., Science 247: 712-715, 1990; Horo witz et al., Science 243: 937, 1989), exon 16 deletion in small cell carcinoma of the lung (Shew). Cell Growth and Diff. 1:17, 1990), and the deletion between exons 21 and 27 (Shew et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 87: 6, 1990). These d Deleted exon contains new coding sequence at junction of deleted exon This results in the production of proteins that This novel protein coding sequence is Can be used as a marker for forming cells, and to this novel coding region A directed immune response may eliminate tumorigenic cells containing the Rb exon deletion.   In another embodiment of the invention, the expression of a modified gene responsible for Wilms tumor is described. A recombinant retrovirus directed to the present is provided. Briefly, Wilm Tumors are typically found in children younger than 16 years. This tumor affects one child in 10,000 Tumors develop, which make up about 5% of children's cancer. This tumor is usually Presents itself as a large abdominal mass surrounded by a fibrous pseudocapsule. About 7 of the tumor % Are multifocal in one kidney and 5.4% involve both kidneys You. The Wilms oncogene is located on chromosome 11p13 and is specific for tumor suppressor genes. A characteristic cDNA clone (wt1) has been isolated (Call et al., Cell 60: 509, 1990; Gess ler et al., Nature 343: 744, 1990; Rose et al., Cell 60: 495, 1990; and Haber et al. Cell 61: 1257, 1990). The wt1 gene has four zinc fingers, glutamine and And a protein having a proline-rich amino terminus. like this These structures are likely to be involved in transcription and regulatory functions.   Mutations in the Wilms oncogene include the third and fourth zinc fingers. Insertion of lysine, threonine, and serine between the Such an insertion The wt1 protein containing the input does not bind to the EGR-1 site. The second alternative When a difference occurs, about 17 amino acids are located just NHTwoTerminal Inserted into the region (Madden et al., Science 253: 1550-1553, 1991; Call et al., Cell 60 : 509, 1990; Gessler et al., Nature 343: 744, 1990; Rose et al., Cell 60: 495, 1990; Haber et al., Cell 61: 1257, 1990; and Buckler et al., Mol. Cell. Biol. 11: 1707, 1 991).   In another embodiment of the present invention, a recombinant retrovirus that directs the expression of a modified mucin Irus is provided. Briefly, mucin contains about 50% carbohydrates High molecular weight glycoprotein. Epithelial mucin (PEM) is a serum from cancer patients Tumor-associated mucins found therein (Girling et al., Int. J. Cancer 43: 1072-1076, 1989). A full-length cDNA sequence has been identified (Gendler et al., J. Biol. Chem. 26 5 (25): 15286-15293, 1990; Lan et al. Biol. Chem. 265 (25): 15294-15299, 1990 And Ligtenberg et al. Biol. Chem. 265: 5573-5578, 1990). Breast tumors and All pancreatic tumors were tandem repeats of 20 amino acids (Jerome et al., Cancer Res. 51: 2 908-2916, 1991) with the same core sequence. Developed in breast tumor CTL lines that reach and cross-react with pancreatic tumor targets Appear to specifically recognize system repeats (Jerome et al., Supra). 20 amino acid tande A sequence encoding one or more of the Expressed by the recombinant retrovirus of the present invention to produce an immune response Can be   In another embodiment of the invention, a modified DCC (deleted in colorectal carcinoma) inheritance Recombinant retroviruses are provided that direct expression of the offspring. Briefly, the conclusion A very common region of allelic deficiency in colorectal tumors is chromosome 18q, It is missing in more than 70% of carcinomas and almost 50% of late stage adenomas. this A putative tumor suppressor gene (DCC) from the region has been identified (Fearon et al., 1990 ). This includes neuronal cell adhesion molecules (NCAM) and contactin (contactin). Encodes a protein with significant homology to cell surface adhesion molecules (Edelma n, Biochem 27: 3533-3543, 1988). This protein is Possibly in normal cell-cell and / or cell-extracellular matrix interactions May play a role in the development of colorectal tumors You.   The DCC gene is expressed in normal colon mucosa, but its expression is in colorectal carcinoma Is reduced or absent in most of the population (Solomon, Nature 343: 412-414,  1990). This loss of expression may be associated with somatic mutations in the DCC gene . A continuous stretch of DNA having 370 kb has been cloned. This is Encodes a 750 amino acid protein (Fearon et al., “Identification of a C hromosome 18q Gene That Is Altered in Colorectal Cancers, Science 247: 49 -56, 1990).   In another embodiment of the invention, the expression of MCC (mutated in colorectal cancer) or APC Are provided. MCC and APC are both tumor suppressors It has been identified as a regulatory gene (Kinzler et al., Science 251: 1366-1370, 1991). It is mutated in familial sarcoma polyposis (FAP). FAP Is considered to be the most common autosomal dominant disease causing At least one in 5,000 individuals is affected in the United States (Nishiho et al., Scienc e 253: 665-669, 1991). In affected individuals, usually several hundred to several in the colon and rectum Thousands of glandular polyps are formed, which can progress to carcinomas. Gardner Syndrome ("GS", a variant of FAP), along with multiple glandular species of the colon and rectum, Present tendonomas, osteomas, and other neoplasms. This growth occurs on chromosome 5q Deficiency or missing familial adenoma polyposis genes (especially MCC and APC) It is thought to be induced by inactivation.   For example, in Nishiho et al. (Supra), the following APC remains in FAP and GS patients: Germline mutations in the gene were found: (1) Codon 280, serine to termination mutation (Patient with mandibular osteoma), (2) codon 302, two separate patients (one is tendonoid Arginine to termination mutation in (3) codon 414, mandibular osteoma Arginine to cysteine mutation in one patient, (5) codon 713, lower jaw Serine to termination mutation in another patient with osteoma (Nishiho et al., Science 253 : 665-669, 1991). In addition, six point mutations have MCC codon numbers 12, 145, 267, 490, 506, and 698, and four more somatic mutations in APC (Codon numbers 289, 332, 438, and 1338).   In another embodiment of the present invention, the device is functionally locked in an "on" or "off" mode. Recombinant retrovirus directing expression of a stacked or stacked modified receptor Is provided. Briefly, many cell receptors monitor the external environment. And participate in cell growth by sending signals to respond appropriately to cells doing. Lack of either the monitor or the signal transduction mechanism Cells no longer respond to the external environment and may exhibit uncontrolled growth . Many different receptors or receptor-like structures function as altered cellular components obtain. This includes, for example, neu and mutant or modified thyroid hormone receptors. Puter, PDGF receptor, insulin receptor, interleukin receptor -(Eg, receptors for IL-1, -2, -3, etc.) or G-CSF, GM-CSF, or M-C CSF receptors such as SF receptors are included.   For example, neu (human epidermal growth factor receptor “HER” or epidermal growth factor “EGF "Also called the receptor) is found in at least 28% of women who have breast cancer. Modified receptor. A cDNA clone encoding this protein has been isolated (Slamon et al., Science 244: 707-712, 1989; Slamon et al., Cancer Cells 7: 371-380, 1989; Shih et al., Nature 290: 261, 1981). This clone is extracellular Encodes a protein with a domain, transmembrane domain, and intracellular domain (Schechter, Nature 312: 513, 1984; Coussens et al., Science 230: 1132, 198 5) Therefore, it is thought to encode the neu receptor.   Studies of the rat neu gene isolated from chemically induced glioblastoma cells have Gene contains a single mutation from valine to glutamic acid at position 664 (Bar gmann et al., EMBO J .; 7: 2043, 1988). In other studies, N-ethyl-N-nitrosoureas Baby rats developed malignant tumors in the nervous system. 47 tridents that occurred Schwannomas and 12 schwannomas are both T to A bases at position 664 of the neu gene. (Nikitin et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 88: 9939-9943, 1991).   Other modified receptors are also engineered to destroy selected tumor cells. Can be expressed by retroviruses. For example, a deletion in chromosomes 3p21-p25 Loss is associated with small cell lung carcinoma (Leduc et al., Am. J. Hum. Genet. 44: 282-287). , 1989). Deletion must encode DNA-bound thyroid hormone receptor (THR) For example, it may occur in the ERBAb gene.   By modifying the receptor as described above, a protein containing a novel coding sequence ( Or receptor). Coded by these arrays Novel proteins can be used as markers for tumorigenic cells, and these An immune response directed against a novel coding region of It can be used to destroy tumorigenic cells that have.   If the altered cellular component is involved in making the cells tumorigenic, It is necessary that the resulting cellular components be non-tumorigenic. For example, one embodiment The sequence or gene of interest encoding the altered cellular component is a gene product The ends are cut off to make the object non-tumorigenic. Code for altered cellular components Genes can be truncated to various sizes, but preserve the altered cellular components as much as possible. It is preferable to carry it. Furthermore, even if the end is cut, the immunogen of altered cellular components At least some of the sexual sequences need to be intact. Or multiple The translation termination codon is located below the immunogenic region in the gene encoding the altered cellular component. Can be introduced into the stream. Insertion of a stop codon terminates protein expression early and therefore To prevent expression of the transformed portion of the protein.   In one embodiment, ras*The gene is ras*Make proteins non-tumorigenic The ends are cut off. Briefly, ras*The carboxy terminal amino acid of Functionally binds the protein to the cell membrane. Truncations at the ends of these sequences can change The resulting cellular components are rendered non-tumorigenic. Preferably, ras*Genes form purine rings Here, for example, the end is cut near the sequence encoding amino acid number 110. About 20 amino acids (including modified amino acids) are encoded by recombinant retrovirus Ras as*The ends of the gene sequence may be truncated, but preferably Of amino acids should be expressed (while remaining non-tumorigenic).   In another embodiment, p53 is used to render the cellular component non-tumorigenic.*protein Are modified by truncation of the ends. As mentioned earlier, not all p53 proteins Mutations are not tumorigenic, so not all mutations need to be truncated There is no. Nevertheless, in a preferred embodiment, p53*Replaces amino acids 100-300 Code, thereby terminating an array containing all four major "hot spots" Is disconnected.   Other altered cellular components that are tumorigenic also make them non-tumorigenic To be cut off. For example, both neu and bcr / abl The ends can be cut off to make them ulcerative. Non-tumorigenic, truncated as described above It can be confirmed by assaying the altered cellular components.   However, the altered cellular components are generally only associated with non-tumorigenic cells, and If it is not necessary or not necessary to make the cells tumorigenic, It should be noted that the minutes need not be non-tumorigenic. Not tumorigenic A representative example of such altered cellular components is Rb*, Ubiquitin*, And mucin*To Including.   As mentioned above, in order to generate an appropriate immune response, the altered cellular components also Must be immunogenic. T cell epitopes are often immunogenic and amphipathic However, in many cases the immunogenicity of a particular sequence is not predicted. And difficult. However, it is generally preferable to determine immunogenicity in the assay. No. Typical assays detect the presence of antibodies against newly introduced vectors ELISA, and gamma interferon assay, IL-2 production assay, and Assays that test T helper cells, such as cell proliferation and proliferation assays. Immunogen A particularly preferred method for determining gender is the CTL assay.   Once the sequence encoding at least one anti-tumor agent is obtained, this sequence Preferably encodes a non-tumorigenic protein. specific Various assays for assessing the tumorigenicity of cellular components are known and readily accessible. Can be achieved. Representative assays include tumorigenesis in nude mice or rats. , Colonization in soft agar, and transgenic animals (eg, transgenic Genetic mouse).   For this and many other aspects of the invention, a nude mouse or rat Tumorigenesis is particularly important and sensitive in determining the tumorigenicity of antitumor agents It is an easy method. Nude mice lack a functional cellular immune system (ie, Have no CTL), and thus are useful for testing the potential of cells for tumorigenicity. Provide an in vivo model. Normal non-tumorigenic cells are injected in nude mice When displayed, it does not exhibit uncontrolled growth properties. However, transformed cells are Proliferates rapidly in mice and gives rise to tumors. Briefly, one In embodiments, the recombinant retrovirus is delivered to cells of a syngeneic mouse, Administered to nude mice. 2-8 weeks after administration to determine tumor growth, The mice are observed visually. Mouse to determine if tumors are present (Giovanella et al., J. Natl. Cancer Inst. 48: 1531-1533, 1). 972; Furesz et al., “Tumorigenicity testing of cell lines considered for pro Abduction Cells, New Products and Risk, Hopp s and Petricciani eds., Tissue Culture Association, 1985; and Levenbook J. et al. Biol. Std. 13: 135-141, 1985). Tumorigenicity is also due to the It can also be assessed by visualizing knee formation (MacPherson and Montagnie r, Vir. 23: 291-294, 1964). Briefly, normal non-tumorigenic cells One property is “contact inhibition” (ie, cells proliferate upon contact with adjacent cells). Stop). When cells are plated in semi-solid agar support medium, normal cells Is rapidly inhibited and stops growing, but tumorigenic cells continue to grow and soft agar Form colonies in it.   Transgenic animals, such as transgenic mice, also have antitumor agents. (See, eg, Stewart et al., Cell 38: 627). -637, 1984; Quaife et al., Cell 48: 1023-1034, 1987; and Koike et al., Proc. Natl.  Acad. Sci. USA 86: 5615-5619, 1989). In transgenic animals, eyes The target gene can be expressed in all tissues of the animal. Such a transgene Unregulated expression provides a model for the tumorigenic potential of newly introduced genes. Can be helpful.   In addition to tumorigenicity studies, recombinant retroviral venom is generally It is preferred to determine the gender. Using various methods well known to those skilled in the art, Can be measured. As an example, for example, various proteins and Clinical chemistry assays to measure systemic levels of enzymes and blood cell volume and number Is mentioned.   The present invention also provides a recombinant retrovirus capable of immune downregulation. Offer. Briefly, specific downregulation of inappropriate or unwanted immune responses Is an autoimmune disease or a pseudo-autoimmune disease (eg, chronic hepatitis, sugar Urine, rheumatoid arthritis, graft-versus-host disease, and Alzheimer's disease), or Immunization that suppresses the surface expression of transplantation (MHC) antigens in transplantation of xenogeneic tissue Manipulations can be performed using the epidemic suppressor virus gene product, or an active portion thereof. Departure In fact, the “active part” of a gene product is retained for biological activity. A fragment of the gene product that must be Such fragments Or active domains systematically remove nucleotide sequences from their protein sequences Transform target cells with the resulting recombinant retrovirus, and perform FACS analysis or Using other immunological assays (eg, CTL assays), MHC It can be easily identified by measuring Las I presentation. These fragments Indicates that the size of the sequence encoding the entire protein is the capacity of the virus carrier. It is particularly useful when the distance exceeds the threshold. Alternatively, MHC antigen-presenting inhibitor protein The active domain of proteins can be digested enzymatically and the active moiety Thus, it can be purified. For example, a monoblock that blocks the active portion of this protein Lonal antibodies are used to isolate and purify the active portion of the cleaved protein. (Harlow et al., Antibodies: A Laboratory Manual, Cold Springs Ha rbor, 1988).   In one embodiment, the suppression is achieved with accessory molecules (eg, CD8, cells). Intracellular adhesion molecule-1 (ICAM-1), ICAM-2, ICAM-3, leukocyte functional antigen-1 (LFA-1) (Altmann Et al., Nature 338: 521, 1989), B7.1-.3 molecule (Freeman et al., J. Immunol. 143: 2714). , 1989), LFA-3 (Singer, Science 255: 1671, 1992; Rao, Crit. Rev. Immunol). 10: 495, 1991) or other cell adhesion molecules) as well as self-MHC molecules. By specifically inhibiting the activation of presentation of the modified peptide You. Antigen peptide presentation associated with MHC class I molecules leads to CTL activation. MHC antigen Transfer and stability of specific sequences that can express products that are expected to inhibit presentation Built-in, CD8+Block activation of T cells such as CTLs, and thereby transfer Suppresses rejection of plants. A standard CTL assay is used to detect this response Can be As components of the antigen presentation pathway, 45Kd MHC class I heavy chain, βTwo-Micro gro Processing enzymes such as Blin, Protease, Accessory molecules, Carnequin Chaperones such as Singh (Gaczynska et al., Nature, 365: 264-282, 1993), and Transporter proteins (eg, PSF1, TAP1, and TAP2 (Driscoll et al., Nature, 365: 262-263, 1993)).   In another example, βTwo-Gene products or genes capable of binding to microglobulin Recombinant retroviruses that direct the expression of the active portion of the product are provided. Easy theory To elucidate, the transfer of MHC class I molecules to the cell surface for antigen presentation requires βTwo-Miku Requires association with logoglobulin. Thus, βTwo-Binds with microglobulin And proteins that inhibit its association with MHC class I are indirectly Inhibits Las I antigen presentation. Suitable proteins include the H301 gene product Can be Briefly, H30 obtained from human cytomegalovirus (CMV) One gene is the β on the heavy chain of the MHC class I molecule.Two-Microglobulin binding site and sequence phase Encodes a homosexual glycoprotein (Browne et al., Nature 347: 770, 1990). H3 01 is βTwo-Binds microglobulin, thereby preventing MHC class I molecule maturation To render the transformed cells unrecognizable by cytotoxic T cells, Escape I-restricted immune surveillance.   In another embodiment, binds a newly synthesized MHC class I molecule intracellularly Recombinant retrovirus directing expression of a protein or active portion of a protein Is provided. This binding prevents the transfer of MHC class I molecules from the endoplasmic reticulum, Inhibition of the terminal glycosylation occurs. This is the movement of these molecules to the cell surface To prevent cell recognition and lysis by CTL. For example, the E3 gene One of the products is used to inhibit the transfer of MHC class I molecules to the surface of transformed cells. Can be used. More specifically, E3 is transcribed from the E3 region of the adenovirus 2 genome Encodes the 19kD transmembrane glycoprotein E3 / 19K. In the context of the present invention, Woven cells are recombinant retroviruses containing E3 / 19K sequences that upon expression produce E3 / 19K proteins. Transformed with virus. The E3 / 19K protein is expressed on the surface of MHC class I surface molecules. Inhibits expression and allows cells transformed by the recombinant retrovirus to escape the immune response You. As a result, donor cells can be transplanted with reduced risk of graft rejection, Even minimally immunosuppressive measures may be required in transplanted patients. this is, That an acceptable donor-recipient chimera condition exists with fewer complications And enable. Similar treatments include systemic lupus erythematosus, multiple sclerosis, chronic To treat so-called autoimmune diseases, including rheumatoid arthritis or chronic hepatitis B infection Can be used for   Alternative immunosuppressive methods include antisense messages, ribozymes, or existing Of other gene expression inhibitors specific for a self-reactive T cell clone Use. These are the T cells of specific unwanted clones responsible for the autoimmune response. Block vesicle receptor expression. Antisense, ribozyme, or other Can be introduced using a viral vector delivery system.   Inhibits or suppresses MHC class I antigen presentation with other proteins different from those described above Or proteins with down-regulating functions have also been identified. And may be utilized within the context of the present invention. Such proteins, especially Feeding Identify proteins from animal pathogens (and, alternatively, their active parts) Therefore, a protein or its activity that is considered to be able to inhibit MHC class I antigen presentation Recombinant retrovirus expressing the sex part transforms a tester cell line such as BC Is replaced. Tests with and without sequences encoding the candidate proteins The cell line to the stimulator and / or target in the CTL assay Are compared. A decrease in cell lysis corresponding to the transformed tester cells is Figure 4 shows that proteins can inhibit MHC presentation.   For many infectious diseases, cancer, autoimmune diseases, and other diseases, viral particles And cell, cell to cell, or cell to factor interactions. Virus infection In general, viruses enter cells through receptors on the surface of susceptible cells. In cancer, cells may inappropriately respond to signals from other cells or factors Or no response. Inappropriate "self" marker in autoimmune diseases There is a keen perception. In the present invention, such an interaction is referred to as an interaction. Recombinant in vivo producing analogs for any of its partners It can be blocked by using ills.   This blocking effect can occur intracellularly, on the cell membrane, or extracellularly. Bro Of viruses (especially recombinant retroviruses) that carry genes for Blocking action can be from inside susceptible cells or localize pathogenic interactions Mediated by either blocking or secreting a type of blocking protein Can be done.   For example, in the case of HIV, the two interacting substances are the gp120 / gp41 envelope proteins. Proteins and CD4 receptor molecules. Therefore, a suitable blocker may HIV env analog or CD4 receptor that blocks HIV entry without triggering A recombinant retrovirus that expresses any of the analogs. CD4 analog Gp120 / gp41 is secreted and functions to protect adjacent cells, while gp120 / gp41 Secreted or produced only intracellularly to protect You. Human immunoglobulin heavy chain added to CD4 for increased stability or complement solubility Or it may be advantageous to add other components. Such a hybrid possible Delivery of a recombinant retrovirus encoding soluble CD4 to the host is a stable hybrid. Results in a continuous supply of pad molecules.   Vector particles that direct the expression of HIV env can also be constructed. Which part is obvious disease It is obvious to a person skilled in the art whether virus adsorption can be prevented without the side effects of the origin (Wille y et al., J. Virol. 62: 139,1988; Fisher et al., Science 233: 655,1986).   Another aspect of the invention is when a cell type is deleted, mutated, or not expressed. And delivery of suppressor genes that lead to tumor formation in that cell type. Virus The reintroduction of the deleted gene by the vector will result in a tumor phenotype in these cells Leads to involution. Malignant tumors are thought to inhibit terminal differentiation of cells compared to cell proliferation As such, the delivery and expression of gene products that lead to tumor differentiation may also generally be It should lead to involution.   Sequences encoding the above nucleic acid molecules can be obtained from a variety of sources. For example, Plasmids containing sequences encoding modified cell products are, for example, American Type Cult ure Collection (ATCC, Rockville, Maryland) or Advan obtained from commercial sources such as ced Biotechnologies (Columbia, Maryland) obtain. Representative examples of plasmids containing some of the above sequences include ATCC No. 41 000 (including the G to T mutation at the 12th codon of ras), and ATCC No. 41 049 (including the G to A mutation at the twelfth codon).   Other nucleic acid molecules encoding the above substances, as well as for use in the present invention Other nucleic acid molecules that are advantageous for are available from various sources, such as the American Type Culture Collec. contractors (ATCC, Rockville, Maryland) or British Bio-Tec readily available from commercial sources such as hnology Limited (Cowley, Oxford, England) can get. A typical example is BBG12 (GM encoding a 127 amino acid mature protein). -Contains the CSF gene), BBG6 (containing the sequence encoding gamma interferon) ATCC No. 39656 (including the sequence encoding TNF), ATCC No. 20663 (α No. 31902 and No. 39517 (including β-interferon). ATCC No. 67024 (including interleukin-1b). No. 39405, No. 39452, No. 39516, No. 39626, and N o.39673 (including the sequence encoding interleukin-2), ATCC No.59399, No.59 398, and No. 67326 (including the sequence encoding interleukin-3), ATC C No. 57592 (including the sequence encoding interleukin-4), ATCC No. 59394 and And No.59395 (including the sequence encoding interleukin-5), and ATCC No.671 53 (including the sequence encoding interleukin-6).   The genome that encodes the molecularly cloned hepatitis B virus is Sources such as the American Type Culture Collection (ATCC, Rockville, Maryland ). For example, ATCC No. 45020 is based on pBR322 (Moriarty et al., Proc. Nat. l. Acad. Sci. USA 78: 2606-2610, 1981) Whole genomic DNA of hepatitis B at the BamHI site (Extracted from purified Dane particles) (Blum et al., TIG 5 (5): 154-158, 1989) 3). (Note that correctable mistakes occur in the ATCC No. 45020 sequence. Meaning).   Alternatively, a cDNA sequence for use in the present invention expresses or comprises that sequence It can be obtained from cells. Briefly, in one embodiment, the gene of interest is MRNA from cells expressing the offspring is reversed using oligo dT or random primers. Reverse transcribed by transcriptase. Then, the single-stranded cDNA is replaced with any of the desired sequences. PCR using oligonucleotide primers complementary to the sequence on the side of Nos., 683,202, 4,683,195 and 4,800,159. PCR Te chnology: Principles and Applications for DNA Amplification, Erlich (eds.) ), See also Stockton Press, 1989). In particular, double-stranded DNA Stable Taq polymerase, sequence-specific DNA primers, ATP, CTP, GTP and TTP Denatured by heating in the presence. When the synthesis is completed, double-stranded DNA is produced. This cycle can be repeated many times, and the desired DNA is amplified multiple times.   Retained and / or retained by a recombinant retrovirus described herein. The expressed nucleic acid molecule is, for example, a DNA synthesizer (for example, Applied Biosystems Inc.) For example, it can be synthesized using APB DNA synthesizer model 392 (Foster City, California). C.Pretreatment of target tissue:   Retroviral vectors are known to preferentially infect dividing cells (See Miller et al. (1990) Molec. Cell Biol. 10: 4239). In the target tissue Increase the number of dividing cells, thereby marking with the retroviral vector of the invention. There are various techniques that can be used to increase the efficiency of targeted cell infection. example For example, growth factors stimulate target cells to allow for retrovector integration. Can be used to penetrate part of the cell cycle. Such growth factors and their targets Objective organizations include, but are not limited to, the following:   Proteins S and Gas6 acting on nervous system cells and smooth muscle cells; smooth muscle cells , Gastrointestinal epithelium, liver obesity storage cells, dental pulp cells, fibroblasts, endothelial cells, mesangiu Thrombin acts on astrocytes and astrocytes; Xa clotting factor; nerve growth factor acting on nervous system cells; acting on placenta and endometrium CSF-1; kidney, bone, skin, adipose tissue, airway smooth muscle cells, gastrointestinal epithelium, nervous tissue, IGF-1 acts on muscle and vesicle cells; acts on gastrointestinal epithelium, skin, and adipose tissue Insulin for use; urothelium (urotherium), mammalian epithelium, skin, liver, and KGF acting on gastrointestinal epithelium; gastrointestinal epithelium, dental pulp, nerve tissue, fibroblasts, connective tissue, TGs acting on inner ear sensory epithelium, colon, bone, type II alveolar cells, cornea, and smooth muscle cells F; acts on kidneys, smooth muscle cells, melanocytes, myocardium, and astrocytes Endothelin; in kidney, airway smooth muscle cells, gastrointestinal epithelium, nervous tissue, and connective tissue Acting PDGF; kidney, skin, nerve tissue, inner ear sensory epithelium, connective tissue, fibroblasts, EGF acting on the endometrium, liver, and intestine; liver, kidney, mammalian epithelium, GI HGF acting on skin, alveolar epithelium, melanocytes, placenta, and type II alveolar cells; prostate PSA acting on glands, breast, lung, colon, ovary, liver, and kidney; liver, kidney, and And HGF activators acting on human and mammalian epithelium; Transcellular, kidney, endothelium, fibroblast, skin, skeletal muscle, connective tissue, melanocyte, horn Membrane, bone marrow, dental pulp cells, liver, melanocytes, smooth muscle cells, and thyroid follicle cells Acts on FGF; VEGF acts on endothelial cells; acts on liver, kidney, and fibroblasts Arg vasopressin used; thyroid hormone acting on bone; azo acting on colon Ximethane; Prostaglandin acting on liver and dental pulp; Acting on fibroblasts IL1 which acts on T cells; IL15 which acts on muscle; Triyo which acts on liver Dothyronine; LIF acting on muscle and bone; amphiregulin acting on skin (am phiregulin); soluble thrombomodulin acting on fibroblasts; erythroid precursor Cell factor acting on osteoblasts; chondrocytes and osteogenic protein 1 acting on bone; liver Bone morphogenetic protein acting on the kidney; MGF acting on melanocytes; Works on mammalian epithelium, keratinocytes, and Schwann cells Heregulin; and melanotropins acting on melanocytes. Growth factors It can also be used in combination, but in particular one or several EGF, IGF, PDGF , FGF, or KGF. In particular, the details of a particular target tissue Several growth factors known to stimulate mitosis are found in dividing cells in tissues Can be used in combination to increase the proportion of Above and other growth factors The action of dextran (dextan) sulfate, heparin, and other sulfated Cosaminoglycan, FBP, leukotriene, prostaglandin, oleic acid, H GF activator, androgen, estrogen, ethanol, PF4, and T Can be fortified with substances including but not limited to GFβ antagonists . Treatment with the growth factors or other substances described above also involves administering the substance in vivo. Administration, or can be used in other treatment preparations, such as ex vivo treatments. Can also be used.   The liver is an attractive organ for gene therapy. Because the circulation Various proteins involved in genetic abnormalities (including factor VIII) )). Liver using the retroviral vector of the present invention Targeted gene therapy involves pre-treatment to induce benign hyperplasia of the liver. Or without. Pretreatment for inducing benign hyperplasia of the liver is, for example, Transforms growth factor alpha by treatment with liver growth factor (hGF) and / or (See, for example, Liu et al., (1994) Hepatology 19: 1521. When). In addition to growth factor treatment, liver cell growth can also be stimulated by nutritional manipulation You. A variety of different nutritional regimens can be used. For example, protein for a certain period Consumption of high protein diets after deficiency may stimulate DNA synthesis and cell division (Mead et al., (1990) Cancer Res. 50: 7023-7030).   Another example of stimulating cell division in certain tissues is the use of cyclooxidase inhibitors. (Eg, indomethacin that induces proliferation in the gastric mucosa). In particular, indomethacin is involved in DNA synthesis and duodenal and jejunal mucus. It is known to increase cell clearance (Uribe et al., (1992) Dig.Dis.Sc i.37: 403-408). Therefore, indomethacin or nonsteroidal anti-inflammatory Pretreatment with symptomatic agents can be used to increase cell proliferation in the gastric mucosa You. In particular, in addition to prostaglandins, prostaglandin E2 is transduced. Can be used after introduction of a gene therapy vehicle to increase the retention of isolated enterocytes You. D.Cell culture   As mentioned above, the present invention provides a high titer recombinant retrovirus suitable for administration to humans. Provide an ils preparation. To produce such high titer preparations, Cell culture methods are provided to be able to produce high titers of recombinant retrovirus. Briefly, a wide variety of methods (eg, fermenters or bioreactors, Roller bottles, cell hotels or cell factories, and hollow fiber media (Including the use of nutrition).   Particularly for bioreactors or fermenters, the cells are preferably Carrier (ie, Cytodex 1 or Cytodex 2; Pharmacia, Piscataway, N.J. 3-15). g / L microcarriers). Appropriate medium and growth medium The case is described by a representative illustration of Example 17.   For roller bottles, the appropriate condition is not to use microcarriers With the exception of the conditions described above for the bioreactor. In general, cells 850 cm containing DMEM medium supplemented with 15% to 20% FBSTwoRoller bottle ("FALCON" Corning , Corning New York). Preferably, bottles avoid contamination Bottles are also closed under appropriate conditions (eg, 5% CO2).Two ). Generally, roller bottles are rotated at 0.5 rpm / min at 37 ° C. Incubate at temperature.   Cell factories also support large-scale cell culture and production of recombinant retroviruses. Can be used for raw. In short, Cell Factory ("Cell Hotel") ) Typically contain 2, 10, or 40 trays, and Molded from untreated polystyrene and treated to provide a Nuclon D surface And assembled by ultrasonic bonding together. Generally, these Some factories contact the chamber for reagent addition or media removal. It has two port tubes to allow access. 10-layer factory About 6000cmTwoSurface area, which is approximately equal to a 27 T-225 flask . Cell factories are available from a variety of manufacturers, including, for example, Nunc. You.   Most cell types can produce high-titer vectors in media for 3-6 days, To harvest. Each cell type has an optimal harvest time after seeding the culture, and an optimal yield. Tested to determine harvest days. Cells are typically seeded into a cell factory. Until the required cell number for seeding is obtained, first 2-20 in roller bottles Grow in DMEM supplemented with% FBS. The cells are then seeded in the factory And culture supernatant containing 2 L of vector is harvested daily for 4 days. Fresh Replenish the culture with DMEM / FBS.   In another aspect of the present invention, the hollow fiber culture method comprises Provided for the production of Briefly, cells are denser in reduced media High-titer retrovirus production using hollow fiber cultures Is based on increasing virus concentration. Cells are nourished and waste is numerous Diluted with a large volume of fresh medium circulating through the capillary fiber lumen. Cells are promoted by the diffusion of cellular waste through 30,000 dalton holes in capillary fibers. The space outside the capillary fibers in the bioreactor chamber that is exchanged for nutrients Cultured in 30,000 retroviruses produced from cell lines are very large It cannot pass through the membrane of Dalton holes. Therefore, this retrovirus is hollow on the cell side. It is concentrated in the fiber bioreactor. The volume of medium cultured on the cell side is For equivalent cell density grown in tissue culture dishes or flasks About 10-100 times lower than the required capacity. Tissue capillary retrovirus titer Compared to titers in culture dishes or in flasks, The decrease is inversely correlated with the fold induction of the titer. Individual retroviral producer cells If the strain is suitable for capillary fiber growth conditions, a 10-100 fold induction in titer is shown . In order to achieve maximum cell density, individual cell lines should be very close and Must be able to proliferate at each other's tips. Many cell lines grow in this fashion. And retroviral packaging cells based on these types of cell lines The stock is You may not achieve a 10-fold increase in titer. Cells that grow very well The strain is a non-adherent cell line, and a retrovirus based on the non-adherent cell line Sproducer strains have a titer compared to tissue culture dishes or flasks. And achieve a 100-fold increase.   The harvesting procedure in the original design involves harvesting the produced vector, In this procedure, the culture supernatant is replaced with a new one. This syringe procedure There is an associated high risk potential contamination, which is associated with a significant number of manual connections in the media flow path. Requires binding and non-binding. However, it reduces the risk of contaminating the culture and reduces When needed to increase the daily capacity that can be harvested and to operate the culture system A convenient procedure to reduce the time has been devised. Currently, harvesting procedures are Using a batch peristaltic pump to deliver the same volume and exchange for the same volume of harvested material It is delivered through a thin wire tube to a collection bottle, which is then stored at 4 ° C. Po The batch array is activated by a timer that can be set at a specific time, and Pump to harvest a set volume of any harvested material 24 hours a day Can be adjusted. The recovered supernatant is then frozen and pooled with the previous crop. Or processed as described elsewhere. This recovery procedure is optional Empty fiber system (Cellco (Rockville including ceramic matrix high-density culture system) , Maryland), Unisyn (Tustin, CA), or Cellex (Coon Rapids, MN) Can be used for E. FIG.Enrichment and purification of recombinant retroviral particles   As noted above, the present invention is directed to increasing the purity of a therapeutic preparation, as well as administering To increase the titer of recombinant retroviruses that can be A method for the concentration and purification of a solution is provided. A wide variety of methods (eg, sulfuric acid Precipitation of recombinant retrovirus using ammonium, polyethylene glycol (" PEG ”) concentrated, in the presence of a gradient such as PERCOLL or a“ buffer ”such as sucrose. Or by centrifugation, either in the absence or presence, using a concentration filter (eg, , Amicon filtration), and two-phase separation) to increase virus concentration and purity Can be used for Each of these methods is described in further detail below.   Briefly, precipitation of recombinant retrovirus using ammonium sulfate Add ammonium sulfate slowly to the appropriate concentration to achieve Followed by centrifugation and separation on either a dialysis or hydrophobic column. Remove ammonium sulfate depending on However, the difficulty with this method is that In addition to retrovirus enrichment, other protein disruptions can also be enriched. And   Alternatively, the recombinant retrovirus can be concentrated from the culture medium using PEG ( Green et al., PNAS 67: 385-393, 1970; Syrewicz et al., Appl. Micro. 24: 488-494, 1972). Such a method is quick, simple, and inexpensive. However, sulfuric acid Like ammonium precipitation, the use of PEG also enriches other proteins from solution. You.   In another embodiment, the recombinant retrovirus is centrifuged, more particularly, It can be concentrated by low speed centrifugation. Briefly, low-speed centrifugation is Can concentrate Torovirus, while related to pelleting associated with high speed centrifugation Avoid difficulties (eg, virus destruction or inactivation). By low speed centrifugation A particularly preferred method of virus concentration is described in further detail below in Example 15. You.   In yet another aspect of the invention, the recombinant retrovirus is used in an aqueous two-phase separation method. It can be more concentrated. Briefly, an aqueous two-phase system of a polymer has two distinct Prepared by dissolving an incompatible polymer. Many water-soluble polymers Pairs are used to construct such two-phase systems (eg, polyethylene glycol (“PEG”)). Or methylcellulose and dextran or dextran sulfate) (Walter and Johansson, Anal.Biochem. 155: 215-242, 1986; Albertss on, “Partiton of Cell Particles and Macromolecules” Wiley, New York, 1960 See). As described in more detail in Example 13 below, PEG is 5 % To 8% (preferably 6.5%), and dextran sulfate at 0.4%. % To 1% (preferably, 0.4%). Aqueous two-phase systems suitable for the purification of can be established. Using such a procedure, about 1.4 One liter of crude research grade supernatant recovers about 50% of total starting retrovirus While it can be reduced to a 10 mL volume.   One exemplary enrichment combining several enrichment stages for illustrative purposes The process is shown below. Briefly, recombinant retroviruses must be , From a roller bottle, cell factory, or bioreactor Can be prepared. Preferably, each recombinant retrovirus from the producer cells is Day harvesting followed by addition of fresh medium is preferred. Contains recombinant retrovirus The removed medium can be frozen at -70 ° C or, more preferably, treated. Can be stored at 2 ° C. to 8 ° C. in a large pooled batch before   For materials obtained from bioreactors, the recombinant retrovirus pool Was first connected to a 0.8um filter (Sartorious) in series with a 0.8um filter (Sartorious). 1.2um glass fiber prefilter, 0.8um cellulose acetate) Clarified. This filter array provides about 2 square feet of filter, And about 15-20 liters of pooled material can be processed before clogging. roller -For substances obtained from bottles or cell factories, one 0.65um Cartridges (2 square feet) typically handle volumes up to 40 liters. 80 l A 5-square-foot filter is required for the Tuttle cell factory process. May be required.   Preferably, after clarification, filters are buffered (150 mM NaCl, 25 mM Tris (pH 7.2- Rinse with 7.5)). By this step, a range of 80% to 120% of the recombinant retrovirus Could be recovered.   After clarification, recombinant retrovirus is cut with Filtron unit and 300,000 mw Tangential flow ultrafiltration using off Sigma Screen cassette Concentrate. For bioreactor materials (including 12% -16% FBS) Five liters of material can be concentrated per cassette. Roller with 12-16% FBS For bottles or cell factories, 5-6 liters of material should be placed in the cassette. Can be concentrated. Finally, about a cell factory containing 10% FBS Can concentrate 8-9 liters of material per cassette. Filtrate (8psi) and residual Using a 2 psi pressure difference between the liquid (10 psi) and up to 80 liters of material for 2 hours Below it can be concentrated to a volume of less than 500 mL. This process also yields about 80% I will provide a.   Following the ultrafiltration step, DNAse is added to a concentration of 50 U / mL and closed for 30 minutes. Recirculate at a lower pump speed using a filtered filtration line. Retro virus This step can be performed if the gel is trapped in the gel layer formed during ultrafiltration. Destroy retroviruses capped and improve recovery.   Then discontinuous diafiltration adds 4 liters of additional buffer. Addition and achieved by utilizing the same cross-differential pressure as described above. In general, The recovery after this step is about 70%.   The concentrated material was then reduced to a concentration of minimum salt and ionic strength of 50 mM NaC Phamacia S-500 HG size exclusion gel utilizing l and 25 mM Tris (pH 7.2-7.5) For column chromatography. Generally, recombinant retroviruses are first Elute at the peak of   Tangential flow filtration once again reduces the volume to less than 200 ml. Can be used to reduce. Finally, the concentrated material is Sterilized by filtration through a filter (PVDF or Sterivex). F.Assay   In another aspect of the present invention, a method for evaluating or quantifying the obtained product ( For example, staining with Coomassie blue or silver stain, followed by densitometry Along with the non-denaturing gel (e.g., 4-15% gradient A method for quantifying retroviral particles using acrylamide gel) has been proposed. Provided. Such methods involve the interaction between viable and non-viable vector particles. Although indistinguishable, they are advantageous because they are relatively simple and fast. this One representative example of such a method is shown in more detail in Example 10 below.   In another aspect of the invention, the assay comprises detecting the recombinant retrovirus in the sample. Provided for measuring titer. Typically, such assays are Or the formation of blue clones. But certain implementations , A recombinant retrovirus that does not contain a gene encoding a selectable marker Is provided. Therefore, antibodies and PCR assays (the latter of which are described below) ) Can be used to determine retroviral titers. Using PCR Thus, to amplify sequences unique to the recombinant retroviruses described herein, Various primers are required. Such primers are readily available to those skilled in the art. Retroviral vector backbones that can be designed and used in And the particular region desired to be amplified. Specific primer pairs Typical examples are LTR sequences, packaging signal sequences or retroviruses. The nucleic acid molecule of interest (ie, non-heterologous sequence) contains sequences specific to other regions of the backbone. ) Is included.   Briefly, in one embodiment of the invention, the PCR titration assay is Using recombinant retroviruses in 6-well plates for at least 16 hours before harvest It is performed by growing a known number of transduced cells. One way per plate Is sacrificed for counting. Lyse cells from other wells, and Isolate the contents. Transfer the DNA to the QUIAmp DNA isolation kit (QUIAgen, Inc., Chatsworth, (CA). 5 x 10 DNA per sample6Resuspend in single cell equivalent / μL I do.   To calculate the titer, the standard curve was 5 × 106Non-transduced HT 1080 cells Negative control) and a known vector. 5 × 10 with 1 copy of the vector per system6HT 1080 cells (positive (For example, neomycin) Transduced with a recombinant retrovirus encoding a selectable marker such as resistance Can be prepared from packaging cell lines). This standard curve represents different amounts of positive Combination of active and negative control DNA and recombinant retrovirus PCR using primers specific to specific regions of Created by amplifying a column. The representative group of the mixture for preparing the standard curve is as follows. Shown below:   5 μl from each tube is placed in one of the eight reaction tubes (duplicates are also preferred). And save the rest at -20 ° C. Duplicate 5 μl from each sample DNA preparation And put it in its own reaction tube. The PCR reaction (50 μL total volume) was then tested Add 45.0 μL of reaction mixture containing the following components per tube to be performed Started by: 24.5 μL water, 5 μL 10 × reaction PCR buffer, 4 μL 25 mM  MgClTwo4 μL of dNTPs (including 2.5 mM of each dATP. DGTP, dCTP and dTTP), 5 μL of primer mix (100 ng or each primer), 0.25 μL of TaqStart Mono Clonal antibody (Clontech Laboratories, Inc., Palo Alto, CA), 1.00 μL TaqStar t buffer (Clontech Labs, Inc.) and 0.25 μL AmpliTaq DNA polymerase (Perk in-Elmer, Inc., Norwalk, CN). Immediately before aliquoting the reaction mixture into reaction tubes, μL α-32P dCTP (250 μCi; 3000 C / mmol, 10 mCi / mL, Amersham Corp., Arlingto n Heights, IL) is added to the reaction mixture. Add 45.0 μL of the reaction mixture to each reaction tube. After aliquoting, cap tube and place in thermocycler. specific Denaturation, annealing, extension time and temperature, and the number of thermocycles It will vary depending on the size of the primer pair used and the nucleic acid composition. Then 20 Perform ~ 25 amplification thermocycles. Then, 5 μL of each reaction was added to DE81 ion exchange. Spotted on exchange chromatography paper (Whatman, Maidstone, England), Then air dry for 10 minutes. The filters were then washed with 100 mL 50 mM Na per wash.TwoPOFour Washed 5 times with 200 mM NaCl, pH 7, and then air-dried. To switch. Quantification was performed using PhosphoImager SI (Molecular Dynamics, Sunnyvale, CA) Done in Typically, the filter is exposed to a phosphor screen. This screen Lean provides energy from ionizing radiation for an appropriate period of time, typically about 120 minutes. Store. After the exposure, the phosphor screen is scanned, which restores the light Emitted in proportion to the radioactivity on the filter. Then down the scan results Load and cpm (ordinate) vs.% of positive control DNA (abscissa) Plot on a log scale. The titer of each sample (infection unit / mL) is The recombinant retrovirus used to transduce the cells to the number of cells isolated Percentage determined from a standard curve based on the detected radioactivity divided by the volume of lus Calculated by multiplying (converted to decimal form). Approved by those skilled in the art As will be appreciated, other detection methods, such as colorimetry, also label the amplification product Can be used for G. FIG.Prescription   In another aspect of the invention, the recombinant retrovirus is a mammalian Methods are provided for storing infectious recombinant retroviruses so that they can infect cells. (See US patent application Ser. No. 08 / 153,342). Briefly, as above The purified or concentrated recombinant retrovirus forms an aqueous suspension First, a sufficient amount of formulation buffer is added to the medium containing the recombinant retrovirus. It can be preserved by adding it to the ground. The formulation buffer contains saccharides in water, high An aqueous solution containing a molecular weight structure additive and a buffer component. Range related to the present invention As utilized in, "buffer compounds" or "buffer components" are used in aqueous suspensions. It should be understood that this refers to a substance that functions to maintain a desired pH. The aqueous solution may also include one or more amino acids.   Recombinant retroviruses can also be stored in purified form. Further details Before the addition of the formulation buffer, the crude recombinant retrovirus was filtered The impurities can be removed by passing through It can be concentrated by a system (Filtron Technology Corp., Nortborough, MA). 1 In one embodiment, DNase is added to the concentrate to digest the exogenous DNA. This digest is then diafiltered to remove excess media components. And establish a recombinant retrovirus in a more desirable buffered solution. You. The diafiltrate is then passed through a Sephadex S-500 gel column, and The purified recombinant retrovirus is eluted. Make sure that a sufficient amount of formulation buffer The desired final concentrations of the components added to the eluate (see, eg, Example 9) ) And dilute the recombinant retrovirus to a minimum. Then the aqueous suspension Is stored (preferably at -70 ° C) or immediately dried. As described above, The formulation buffer contains saccharide, high molecular weight structural additives, and buffer components in water. It is an aqueous solution. The aqueous solution may also include one or more amino acids.   Crude recombinant retrovirus can also be purified by ion-exchange column chromatography. Can be purified. This method is described in further detail in U.S. Patent Application Serial No. 08 / 093,436. Will be posted. Generally, the crude recombinant retrovirus is passed through a filter. The impurities are removed by filtration and the filtrate is a highly sulfonated cellulose Loaded on a column containing the tricks. This recombinant retrovirus has a high salt buffer The solution is eluted from the column in a purified form. Next, high salt relaxation The buffer is further exchanged for the desired buffer by passing through a molecular exclusion column. . Then, as described above, a sufficient amount of the formulation buffer was And the aqueous suspension is immediately dried or stored (preferably Or -70 ° C).   Aqueous suspensions in crude or purified form may be lyophilized or evaporated at ambient temperature. Can be dried. In particular, lyophilization is carried out below the glass transition temperature or in aqueous suspensions. Cooling the aqueous suspension below the eutectic temperature of Removing water by sintering to form a lyophilized retrovirus. simply In particular, an aliquot of the formulated recombinant retrovirus was placed in a lyophilizer (Super Modulyo 12K) in Edwards cooling chamber (3 shelf RC3S unit) I will The multi-stage lyophilization procedure described in Phillips et al. (Cryobiology 18; 414, 1981) Using the formulated recombinant retrovirus, preferably at a temperature of -40 ° C to -45 ° C. Lyophilize. The resulting composition is less than 10% by weight of the lyophilized retrovirus. Contains no water. Once lyophilized, the recombinant retrovirus is stable, And stored at -20 ° C to 25 ° C as described in more detail below.   In the evaporation method, water is removed from the aqueous suspension at ambient temperature by evaporation . In one embodiment, the water is removed by spray drying (EP 520,748) . In the spray drying procedure, the aqueous suspension is preheated gas (usually air ) Where the water rapidly evaporates from the suspension droplets. Spray drying equipment The device is available from a number of manufacturers (eg, Drytec, Ltd., Tonbridge, Engl. and; Lab-Plant, Ltd., Huddersfield, England). Once dehydrated, recombinant retro The virus is stable and can be stored at -20C to 25C. Described in this specification The dry or freeze-dried retrovirus resulting in water content The amount is based on Karl-Fischer equipment (EM Science AquastarTMVIB volumetric titrator, C herry Hill, NJ) or by gravimetry.   Aqueous solutions used in formulations as described previously include saccharides, high molecular weight structures Consists of additives, buffer components, and water. The aqueous solution may also contain one or more amino acids May be included. Combinations of these compositions can be obtained by freezing and lyophilization, or evaporation. It acts to maintain the activity of the recombinant retrovirus when dried. Preferred suckers The ride is lactose, but other saccharides (eg, sucrose, man) Nitol, glucose, trehalose, inositol, fructose, maltou Or galactose) can also be used. Furthermore, the combination of saccharides For example, lactose and mannitol, or sucrose and mannitol Can be used. A particularly preferred lactose concentration is 3% to 4% by weight. You. Preferably, the concentration of the saccharide varies from 1% to 12% by weight.   High molecular weight structural additives help prevent virus aggregation during freezing, and Provides structural support in a dry or dry state. Within the scope related to the present invention, A build additive is considered to be "high molecular weight" if the molecular weight is greater than 5000. A preferred high molecular weight structural additive is human serum albumin. But other substances (For example, hydroxyethyl cellulose, hydroxymethyl cellulose, dex (Tolan, cellulose, gelatin, or povidone) may also be used. Especially good The preferred concentration of human serum albumin is 0.1% by weight. Preferably, high molecular weight The concentration of the structural additive varies from 0.1% to 10% by weight.   If amino acids are present, this is the virus in the cooling and thawing of the aqueous suspension. It functions to further maintain infectivity. In addition, amino acids can be To further maintain viral infectivity during suspension sublimation and during lyophilization Function. A preferred amino acid is arginine, but other amino acids (eg, Ricin, ornithine, serine, glycine, glutamine, asparagine, glutami Acid or aspartic acid) can also be used. Particularly preferred arginine concentration The degree is 0.1% by weight. Preferably, the amino acid concentration is between 0.1% and 10% by weight. Change.   The buffer component works to buffer the solution by maintaining a relatively constant pH. To use. Various buffers may be used depending on the desired pH range, preferably 7.0 And between 7.8. Suitable buffers include phosphate and citrate buffers. No. A particularly preferred pH of the recombinant retroviral formulation is 7.4, and A new buffer is tromethamine.   In addition, the aqueous solution can be used to convert the final formulated recombinant retrovirus into a suitable isotonic salt. It is preferable to include a neutral salt used to adjust the concentration. A suitable neutral salt is , Sodium chloride, potassium chloride, or magnesium chloride. Preferred salt Is sodium chloride.   An aqueous solution containing the desired concentrations of the components described above is prepared as a concentrated stock solution Can be done.   Particularly preferred of recombinant retroviruses in lyophilized state for later reconstitution The preservation method involves the following steps: (a) dissolving the infectious recombinant retrovirus in water; Mixing with the liquid to form an aqueous suspension. This aqueous suspension contains 4% by weight Glucose, 0.1% by weight human serum albumin, 0.03% by weight or less NaCl, 0.1% by weight Nin, and a tromethamine buffer effective to provide an aqueous suspension at a pH of about 7.4 Amount, thereby stabilizing the infectious recombinant retrovirus; (b) -40 ° C to -4 Cooling the suspension to a temperature of 5 ° C. to form a frozen suspension; (c) freezing by sublimation Lyophilization to remove water from the suspension and to have less than 2% water by weight of the lyophilized composition Forming a composition. This composition can infect mammalian cells in reconstitution . Recombinant retrovirus is replication-deficient and administered to humans upon reconstitution It is preferable to be suitable.   Lyophilized mannitol and lactose as illustrated in FIGS. Recombinant retroviral formulations can be used at different storage temperatures to allow the virus to function as a functional Assayed for conservation of activity. Similarly, FIG. 3 shows that at various storage temperatures, Trehalose recombinant retrovirus for conservation of viral activity as active period 5 illustrates the results of assaying a pharmaceutical formulation. Fig. 4 shows a frozen prescription recombinant as a liquid. Virus infectivity of torovirus (-80 ° C) and lyophilized recombinant virus stored at -20 ° C Figure 4 shows a comparison of torovirus with viral infectivity. Mannitol prescription freeze-dried Can lose significant activity (5-6 fold), but after a lyophilization event, Seems to keep. Although not preferred, such a loss is sufficient for retrovirus If any amount is present in the aqueous solution, it is acceptable.   If the lyophilized retrovirus is intended for storage at room temperature, It is provided herein that it is preferred to utilize a particular saccharide of The disclosure will be apparent to those skilled in the art. More specifically, disaccharides (eg, , Lactose or trehalose), especially for storage at room temperature. preferable.   The lyophilized or dehydrated retrovirus of the present invention can be reconstituted using various substances. However, it is preferable to reconstitute using water. In some cases, the final prescription Dilute salt solutions that render the substance isotonic can also be used. In addition, the reconstructed Use aqueous solutions containing components known to increase the activity of Torovirus It can be advantageous to do so. Such components include cytokines (eg, IL-2), Transduction of recations (eg, protamine sulfate) or reconstituted retroviruses Contains other components that increase entry efficiency. Lyophilized or dehydrated recombinant retrovirus Any suitable volume of water, or substantially and preferably a lyophilized or dehydrated sample Can be reconstituted using the reconstituting agents described above, which can totally solubilize H.Administration   As described above, the high titer recombinant retroviral particles of the present invention can Location (eg, cerebrospinal fluid, bone marrow, joints, arterial endothelial cells, rectum, buccal / sublingual, vaginal, Selected from the group consisting of lung, liver, spleen, skin, blood, and brain. Selected organ, or site selected from the group consisting of tumor and intestinal space) Can be administered. In another embodiment, the recombinant retrovirus is intraocular, intranasal , Sublingual, oral, topical, intravesical, subarachnoid, topical, intravenous, intraperitoneal, intracranial, muscle Of which Or it can be administered subcutaneously. Other typical routes of administration include complete surgical procedures and Gastroscopy, ECRP, and conclusions that do not require a hospital but may require the presence of medical personnel Including enteroscopy.   Considerations for administering the compositions of the present invention include:   Oral administration is easy, convenient, economical (no sterilization required) and cheap. All (overdose can be treated in most cases), and this set Enables controlled release of the active ingredient of the product (recombinant retrovirus). on the other hand, Local irritation (eg, nausea, vomiting or diarrhea, vagus for poorly soluble drugs) Recombinant retrovirus may be associated with liver metabolism and gastric acid and enzyme Suffers the "first pass effect" due to physical decomposition. In addition, there may be a slow onset of action, Effective plasma levels may not be achieved, require patient cooperation, and Things can affect absorption. A preferred embodiment of the present invention provides erythropoietin, Insulin, GM-CSF, cytokines, various polypeptides or peptide Mon, its agonists or antagonists (where these hormones are Tissue (eg, pituitary, hypothalamus, kidney, endothelial cells, liver, pancreas, bone, hematopoietic bone marrow, And a recombinant retrovirus expressing a gene encoding Including oral administration of Luth. Such polypeptides can induce growth, tissue regression, Suppression of immune response, apoptosis, gene expression, receptor-ligand interaction Blocks, can be used for immune response, and certain anemias, saccharideuria , Infection, high blood pressure, abnormal blood chemistry (eg, increased blood cholesterol, blood clotting Solid factor deficiency, increased LDL with decreased HDL), Alzheimer-related amyloid Protein levels, bone erosion / calcification, and various metabolites (eg, In treatment for controlled levels of steroid hormones, purines, and pyrimidines) possible. Preferably, the recombinant retrovirus is first lyophilized and then Filled and dosed into the capsule.   Buccal / sublingual administration is a convenient method of administration that provides rapid onset of the active ingredients of the composition And avoid first-pass metabolism. Therefore, there is no stomach acid or enzymatic degradation, Thus, recombinant retrovirus absorption is feasible. High bioavailability exists , And substantially immediate treatment cessation is possible. On the other hand, such administration Target Limited to low doses (typically about 10-15 mg), and at the same time food, drink Or cannot eat what to swallow. A preferred embodiment of the present invention is a Encoding self and / or exogenous MHC or immune modulators for placement Buccal / sublingual administration of recombinant retroviruses containing the following genes; Treatment of Syndrome syndrome involves the use of such recombinant genes containing IgA or IgE antisense genes. Via buccal / sublingual administration of torovirus; and treatment of gingivitis and periodontitis Or via buccal / sublingual administration of cytokine antisense genes.   Rectal administration can overcome first-pass metabolic effects (good vascular / lymphatic supply And the absorbed material drains directly into the inferior vena cava) and provides The method is suitable for children, vomiting patients and unconscious persons. This method uses stomach acid and yeast Avoids elemental degradation and ionization of the composition is due to the fact that rectal fluid has no buffer capacity No change (pH 6.8; charged composition absorbs best). On the other hand, slow or incomplete Vagal absorption, irritation, microbial flora degradation can be present, and small absorption surfaces Exists (about 0.05mTwo). In addition, lipophilic and water-soluble compounds are Is preferred for absorption and requires absorption enhancers (e.g., salts, EDTA, NSAIDs) obtain. Preferred embodiments of the present invention include colon cancer antigens, autologous and / or foreign MHC , Or a recombinant retrovirus containing a gene encoding an immune modulator Including rectal administration of luz.   Nasal administration avoids first-pass metabolism and gastric acid and enzymatic degradation and It is profitable. In a preferred embodiment, nasal administration is compatible with recombinant retroviral administration. Is useful, wherein the recombinant retrovirus is a polypeptide having the above-mentioned properties. It can express tide. On the other hand, such administration can cause local irritation, Thus, absorption can depend on the condition of the nasal mucosa.   Pulmonary administration also avoids first-pass metabolism and gastric acid and enzymatic degradation, and And convenient. In addition, pulmonary administration provides localized and minimal effects with minimal systemic side effects. And the dosage required for efficacy and rapid onset of action and Self-medication may be present. On the other hand, sometimes, a small portion of the administered composition is bronchiole / pulmonary Vesicles may be reached, local irritation may be present, and overdose may occur. In addition, The cooperation and understanding of the practitioner is preferred, and the propellant for administration may have toxic effects. You. A preferred embodiment of the present invention is asthma, hay fever, allergic alveolitis, or IgA or IgE for the treatment of conditions such as fibrosis alveolitis, cystic fibrosis CFTR gene for treatment, and protease and collagen for treatment of emphysema Gene encoding a genease inhibitor (eg, α-1-antitrypsin) Pulmonary administration of a recombinant retrovirus expressing Or about oral administration Many of the same types of polypeptides or peptides listed above can be used. You.   Ophthalmic administration provides a local effect and allows for a long-term effect. The administration here Through the insert. In addition, avoids first-pass metabolism and gastric acid and enzymatic degradation And allows self-administration by using eye drops or contact lens-like inserts I do. On the other hand, administration is not always effective. Because administration induces lacrimation Because you do. A preferred embodiment of the present invention is a hay fever or spring conjunctivitis. Encoding IgA or IgE for the treatment of and conjunctivitis atomic Ocular administration of offspring expressing recombinant retrovirus; and melanoma-specific antigens (eg, For example, high molecular weight melanoma-associated antigens), autologous and / or foreign MHC, or immune Including ocular administration of recombinant retrovirus containing the gene encoding the epidemic modulator No.   Transdermal administration allows for rapid treatment cessation and long-term effects and good compliance Lead the dance. In addition, local effects are possible, and first-pass metabolism, as well as Avoid gastric acid and enzymatic degradation. On the other hand, such administration may cause local irritation. Occur, especially susceptible to development of tolerance, and typically have a very strong composition Not good for things. A preferred embodiment of the present invention relates to atopic dermatitis and Encodes IgA or IgE for the treatment of conditions such as and other skin allergies Transdermal administration of recombinant retrovirus expressing the gene; and melanoma specific anti- Original (eg, high molecular weight melanoma associated antigen), autologous and / or foreign MHC, Or a recombinant retrovirus encoding a gene encoding an immune modulator Percutaneous administration.   Vaginal administration provides one preferred route for local treatment and hormonal administration I do. In addition, such administration may include first-pass metabolism and gastric acid and enzymatic Solution and avoiding the case where the recombinant retrovirus expresses the peptide Preferred for administration of the composition. A preferred embodiment of the present invention provides for self and / or exogenous M Recombinant retrovirus expressing the gene encoding HC or immunomodulator Including vaginal administration of ils. Another preferred embodiment promotes the production of sperm-specific antibodies Sperm components (eg histones, flagellin) Vaginal administration of the gene encoding the same. This effect can be reversed, and / Or the immunoglobulin antisense gene (the gene that is used to produce sperm-specific antibodies) By delivering a recombinant retroviral vector encoding Pregnancy in some women may be enhanced.   Intravesical administration allows local treatment for genitourinary problems and reduces systemic side effects Avoid and avoid first-pass metabolism, as well as gastric acid and enzymatic degradation. on the other hand This method requires urinary catheterization, and requires highly skilled staff I need. A preferred embodiment of the present invention relates to an antitumor gene (eg, thymidine) Prodrug activating genes such as Nase) or various immunomodulatory molecules (eg, , Cytokines).   Endoscopic retrograde gallbladder pancreatography (ERCP) (pass through mouth; does not require skin penetration) I) is advantageous for extensive gastroscopy and has selective access to the bile and pancreatic ducts. Allow access. On the other hand, this method requires highly skilled staff, Discomfort to the patient.   Many of the routes of administration described herein (eg, intra-CSF, intra-bone marrow, intra-articular, intravenous) Intra-arterial, intracranial, intramuscular, subcutaneous, various organs, tumor, intestinal space, intraperitoneal , Within the lymph glands (intraalymphatic) or within the capillary bed), needles, catheters, Or it can be easily achieved by direct administration using an associated device. In particular, the book In certain embodiments of the invention, one or more doses are administered directly in the indicated manner. Can be: 10 for cerebrospinal fluidFive,Ten6,Ten7,Ten8,Ten9,TenTenOr 1011more than cfu Or equivalent dose; 10 for bone marrowFive,Ten6,Ten7,Ten8,Ten9,TenTenOr 1011cfu Higher or equal dose; 10 for jointsFive,Ten6,Ten7,Ten8,Ten9,TenTenOr 1 011Dose greater than or equal to cfu; 10 intravenously8,Ten9,TenTenOr 1011cf Dose greater than or equal to u; 10 into arteriesFive,Ten6,Ten7,Ten8,Ten9,TenTenMa Or 1011cfu Higher or equal dose; 10 intracranial9,TenTenOr 1011more than cfu Or equivalent dose; 10 intramuscularlyTenOr 1011Throws greater than or equal to cfu Dosage: 10 into eyesFive,Ten6,Ten7,Ten8,Ten9,TenTenOr 1011more than cfu or Equal dose; 10 for lungFive,Ten6,Ten7,Ten8,Ten9,TenTenOr 1011more than cfu Or equivalent dose; 10 noseFive,Ten6,Ten7,Ten8,Ten9,TenTenOr 1011from cfu High or equal dose; 10 sublinguallyFive,Ten6,Ten7,Ten8,Ten9,TenTenOr 101 1 Dose greater than or equal to cfu; 10 for rectumFive,Ten6,Ten7,Ten8,Ten9,TenTen Or 1011Dose greater than or equal to cfu; 10 by mouthFive,Ten6,Ten7,Ten8,Ten9 ,TenTenOr 1011Dose greater than or equal to cfu; 10 topicalFive,Ten6,Ten7, Ten8,Ten9,TenTenOr 1011Dose greater or equal to cfu; 10 for vaginaFive,Ten6 ,Ten7,Ten8,Ten9,TenTenOr 1011Dose greater or equal to cfu; subcutaneously Ten9,TenTenOr 1011Dose greater than or equal to cfu; 10 into bladderFive,Ten6, Ten7,Ten8,Ten9,TenTenOr 1011Dose greater than or equal to cfu; organ (eg 10 for lung, liver, spleen, skin, blood, or brain)Five,Ten6,Ten7,Ten8,Ten9, 1 0TenOr 1011Dose greater than or equal to cfu; 10 into tumor8,Ten9,TenTenMa Or 1011Dose greater than or equal to cfu; 10 intraperitoneally8,Ten9,TenTenOr 1 011Dose greater than or equal to cfu; 10 to intestinal spaceTenOr 1011more than cfu Equal or equal dose; 10 into lymph glandsFive,Ten6,Ten7,Ten8,Ten9,TenTenOr 1 011Dose greater than or equal to cfu; 10 for capillary bedFive,Ten6,Ten7,Ten8,Ten9 ,TenTenOr 1011Dose greater than or equal to cfu; or intrathecally TenFive,Ten6,Ten7,Ten8,Ten9,TenTenOr 1011Dose greater than or equal to cfu.   Recombinant retroviruses can be delivered from outside the body (as an outpatient procedure) or As a procedure (where the vector is administered as part of a procedure with other purposes) Or specifically delivered as a procedure designed to administer the vector. You. Other routes of administration and methods include non-pareneral routes and multisite Via administration.   The following examples are provided by way of illustration, not by way of limitation.                                  Example                                 Example 1                     Preparation of retroviral vector backbone A.Preparation of retrovirus backbone KT-1 and KT-3B   N2 vector (Armentano et al., J. Vir. 61: 1647-1650, 1987; Eglitas et al., Science). 230: 1395-1398,1985) 5 'long terminus of Moloney murine leukemia virus (MoMLV) Repeat (LTR) EcoRI-EcoRI fragment (containing gag sequence)+(Stra tagene, La Jolla, CA). The resulting construct is named N2R5. This N2 The R5 construct is transformed by site-directed in vitro mutagenesis to change the ATG start codon to ATT. To prevent gag expression. This mutated fragment is 200 base pairs (bp ) Long, flanked by PstI restriction sites. SK PstI-PstI mutant fragment+Step Purified from the plasmid and place it at the PstI site of the N2 MoMLV5 'LTR in plasmid pUC31. The insertion replaces the non-mutated 200 bp fragment. Plasmid pUC31 Is derived from pUC19 (Stratagene, La Jolla, CA) with additional restriction sites XhoI, BglII, BssHII and NcoI are inserted between the EcoRI and SacI sites of the polylinker. You. This construct is named pUC31 / N2R5gM.   Purify the 1.0 kilobase (Kb) MoMLV3 'LTR EcoRI-EcoRI fragment from N2 Sumid SK+Cloned into N2R3-To obtain a construct called 1.0Kb ClaI-Hi The ndIII fragment is purified from this construct.   SV40 drives expression of neomycin (neo) phosphotransferase gene PAFVXM retroviral vector containing the early promoter (Kriegler et al., Cell 3 8: 483, 1984; St. Louis et al., PNAS 85: 3150-3154,1988) from ClaI-ClaI dominant selection. Selectable marker gene fragment, SK+Clone into plasmid. this SK construct+SVTwoName it -neo. SK the 1.3 Kb ClaI-BstBI gene fragment+SVTwo Purify from the -neo plasmid.   XhoI-ClaI fragment containing target gene and 1.0 Kb MoMLV3 'LTR ClaI-HindI Part III which inserts the II fragment into the XhoI-HindIII site of the pUC31 / N2R5gM plasmid KT-3B or KT-1 vectors are constructed by split ligation. It has a KT-1 skeleton This gives the vector referred to as Next, the pAFVXM retrovirus vector-derived Insert the 1.3 Kb ClaI-BstBI neo gene fragment into the ClaI site of this plasmid. To obtain a vector referred to as having a KT-3B backbone.                                 Example 2              Oral administration of recombinant retrovirus-expressed factor VIII A.Construction of full length and B domain deleted factor VIII cDNA RETROVECTOR   Below are several retroviral vectors encoding full length factor VIII cDNA The construction of the key is described. Further discussion is also made in the U.S. Patent Application filed December 30, 1994. License application number No. [Attorney Reference Number 930049.438]. Retro ui Due to the packaging constraints of the lus vector, and the choice of transduced cells is therapeutic A retroviral scaffold lacking a selectable marker gene because it is not required (eg, KT-1). 1.Construction of plasmid vector encoding full length factor VIII   The gene encoding full length factor VIII can be obtained from a variety of sources. One Such a source for the plasmid pCIS-F8 (see EP 0260148) ). This plasmid contains the full-length factor VIII cDNA and its expression is Under the control of the immediate (CMV MIE) promoter and enhancer. Factor VIII The child cDNA has an approximately 80 bp 5 ′ untranslated sequence from the factor VIII gene and an approximately 500 bp 3 ′ non-translated sequence. Includes translation region. In addition, a CMV promoter is inserted between the CMV promoter and the factor VIII sequence. There is an intron sequence, or "cis" element. This cis element , Spanning about 280 bp, about 1 of splice acceptors from immunoglobulin genes Includes a splice donor site from the CMV major immediate early promoter 40 bp upstream.   More specifically, retroviral vectors for expressing full-length factor VIII Construction of the encoding plasmid (designated pJW-2) using the KT-1 backbone derived from pKT-1 I do. Briefly, directional cloning of the factor VIII cDNA insert into pKT-1 is possible. Convert the unique XhoI site to a NotI site by site-directed mutagenesis for ease of use You. Next, the obtained plasmid vector is cleaved with NotI and ClaI. pCIS-F8 Was completely digested with ClaI and EagI (for these two sites are present). To release the fragment encoding full length factor VIII. Next, this flag The plasmid was ligated to a vector digested with NotI / ClaI and the plasmid designated pJW-2. Generate 2.Construction of truncated factor VII retrovector (ND-5)   Encodes a truncated form of about 80% (about 370 bp) of the 3 'untranslated region of Factor VIII cDNA A plasmid (designated pND-5) is constructed with the pKT-1 vector as follows. pJ The XhoI restriction site of the pKT-1 vector used was restricted to NotI as described for W-2. Replace with the site. Factor VIII insert digests pCIS-F8 with ClaI and XbaI It is produced by The latter enzyme cleaves 5 'of the factor VIII stop codon. Next, an approximately 7 kb fragment containing all but the 3 'coding region of the factor VIII gene. Purify the components. pCIS-F8 is also digested with XbaI and PstI to terminate the gene. Release the 121 bp fragment containing the connection codon. This fragment was also purified And, in turn, a larger fragment encoding the rest of the factor VIII gene. N PND-2) and a plasmid called pND-2. Make it.   Next, a unique SmaI site in pND-2 was added under reduced conditions to a ClaI linker (New Engla nd Biolabs, Beverly, MA) to blunt ends generated by SmaI digestion. Change to a ClaI site. After recircularization and ligation, a plasmid containing two ClaI sites The sumid was identified and designated as pND-3.   Factor VIII sequence within pND-3 (linked by a ClaI site and of the 3 'untranslated region Containing many truncated full-length genes) as follows: Plasmid backbone from the ClaI digest (cut at the XhoI site and blunted with Klenow) And pKT-1 induction by inserting a NotI linker (New England Biolabs) Body). This plasmid backbone is a 5.2 kb NotI / ClaI fragment Is generated. pCIS-F8 is cleaved with EagI and EcoRV and the resulting fragment of approximately 4.2 kb Isolate (encoding the 5 'portion of the full length factor VIII gene). Eco pND-3 Digest with RV and ClaI and isolate the 3.1 kb fragment. Next, the VIII These two fragments containing the part of the factor gene were ligated to NotI / ClaI digested vector bone. The plasmid named pND-5 is ligated. 3.Construction of B domain deletion vector   B-deleted FVIII precursor DNA is obtained from Miles Laboratory. This expression vector Is named p25D. It has exactly the same backbone as pCISF8 above. in p25D The HpaI site at 3 'of the FVI118 cDNA is modified to ClaI by an oligo linker. AccI ~ C The laI fragment is excised from the modified p25D plasmid. This fragment Extends to the B domain deletion and contains two thirds of the complete 3 'of the cDNA. AccI ~ Cl aI fragment from the RetrovectorTMRemoved from JW-2 and modified B above Replace with domain deleted fragment. This is named B-del-1. B.Assay for factor VIII expression 1.KT-ND5 vector generation by transient packaging and transduction of mouse cells Current assay   Cell line, L33 (Dennert, USC Comprehensive Cancer Center, Los Angeles, CA Patek et al., Int. J. of Cancer 24: 624-628, 1979), BCIOME (Patek et al., Cell Immunol 72: 113, 1982, ATCC number TIB85), L33env, and BCenv (L33env and And BCenv express HIV-1 IIIBenv, Warner et al., AIDS Res. and Human Retrovir us 7: 645, 1991), using amphotropic or VSVG envelope proteins And transduced with the KT-ND5 vector containing Intangible Transduced cells were also analyzed for Factor VIII expression and KT-ND5 transduced cells. To determine the effect of transduction on protein expression.   Mouse cell line, L33-KT-ND5, L33env-KT-ND5, L33env, L33, BC10ME, BC10ME-K T-ND5, BCenv, and BCenv-KT-ND5 are tested for expression of the KT-ND5 molecule. Fine The cells are grown to subconfluent density and the supernatant is centrifuged at 200 xg. (Rum Diagnostica, Molndal, Sweden).   The assay is performed as follows. 100 μl of culture medium sample is included in the kit. Mix with 200 μl of the working buffer to which it belongs. The mixture is incubated at 37 ° C for 4-5 minutes. And then 0.025M CaClTwoAdd 100 μL of stock solution. afterwards, Incubate for 5 minutes at 37 ° C. Next, 200 μL of the coloring reagent (20 mg S-2222, 335 μg of synthetic thrombin inhibitor (I-2581)). 5 minutes at 37 ° C After incubation, add 100 μL of 20% acetic acid or 2% citric acid and react. To stop. Next, absorbance was measured using 50 mM Tris (pH 7.3) and 0.2% bovine serum Measure against blank containing Bumin (BSA). Normal human plasma (1.0 IU A standard curve based on a dilution of factor VIII / mL) is used. And add an assay Should be done in a tick tube. Factor VIII serum levels in non-hemophilic patients , Within the range of 200 ng / mL.   If this assay is to be used on patient samples, 9 volumes of blood will be collected at neutral pH. Mix with 1 volume of 0.1 M sodium citrate at 20-25 ° C. for 5-20 minutes Centrifuge at 00xg to pellet cells. Factor VIII was thermally unstable Plasma samples should be tested within 30 minutes of isolation or immediately at -70 ° C. Should be saved. However, during freezing and thawing, as much as 20% of the activity of Factor VIII Can be lost. 2.KT-ND5 vector expression by transient packaging and transduction of human cells Assay   Cell lines transduced with KT-ND5 are examined for factor VIII expression. Non-transduction The incoming cells are analyzed and compared to KT-ND5 transduced cells, and transduction is Determine the effect you have.   Two human cell lines (JY and JY-KT-ND5) are tested for KT-ND5 expression. 1 06The suspended cells grown to cells / ml are pipetted out of the culture flask, Then, pelletize by centrifugation at 200 × g. Remove and dilute the supernatant And Coatest as described in Example 2B1 above.RFactor VIII assay Assay. C.Transient transfer of packaging cell lines HX and DA with the vector construct KT-ND5 Transfection and transduction 1.Plasmid DNA transfection   On day 1, Dulbecco's modified Eagle packaging cell line HX (WO92 / 05266) 10 cm tissue culture dish with medium (DMEM) and 10% fetal bovine serum (FBS) 5.0 × 10FiveSeed with cells. On day two, four hours before transfection, Replace the ground with 5.0 ml of fresh medium. 40.0 μl of 2.5 M CaClTwo, 10 μg of plasmid D NA and deionized HTwoStandard mixing by mixing O to a total volume of 400 μl Perform calcium phosphate-DNA coprecipitation. 400 μl DNA-CaClTwoStir the solution constantly 400 μl of precipitation buffer (50 mM HEPES-NaOH, pH 7.1; 0.25 M NaCl, and 1.5 mM M NaTwoHPOFour-NaHTwoPOFour). Incubate this mixture for 10 minutes at room temperature You. The resulting fine precipitate is added to a cell culture dish. DNA precipitate cells And 37 ° C overnight. On the third day, aspirate the medium and Add fresh medium. Remove the supernatant on day 4 and pass through a 0.45 μl filter. And store at -80 ° C.   Alternatively, 29 23 cells (WO92 / 05266), which express gag and pol 293 Cells) are vector DNA and plasmid pMLP-VSVG (or other VSVG Transfected with a VSVG pseudotyped vector Obtain the tar particles, which are collected and stored as described above. 2.Packaging cell line transduction   On day 1, DA (D17 cell line ATCC deposit no. Cells, 10 ml DMEM and 10% FBS, 4 μg / ml polybrene (Sigma). , St. Louis × MO) 5.0 × 10FiveSeed in cells / 10 cm tissue culture dish. Two days Eyes receive 3.0 ml, 1.0 ml and 0.2 ml of freshly harvested virus-containing HX medium Add. The cells are incubated with the virus overnight at 37 ° C. On the third day , Remove medium and add 1.0 ml DMEM, 10% FBS containing 800 μg / ml G418 to the plate. Les Add to the list. Vector transduced and contains neomycin selectable marker Only the cells that survive survive. G418 resistant pools are generated over a week. Cells Remove the cell suspension, count the cell suspension, and transfer the cell suspension to 10 cells / ml. Dilute and add 0.1 ml to each well of a 96-well plate (Corning, Corning, NY) (1 cells / well) to dilute and clone this pool of cells You. Cells at 37 ° C, 10% COTwoAnd incubate for 14 days. Select 24 clones, And expanded to 24 well plate, 6 well plate, then 10cm plate, At this point, the clones are assayed for expression, the supernatant is collected, and the virus Assay for titer.   The titer of individual clones was used to infect HT1080 cells (ATCC Deposit No. CCL 121). Therefore, it is determined. On the first day, 5.0 × 10FiveHT1080 cells, 3.0 ml DMEM, 10% FBS, And 4 μg / ml polybrene in each well of a 6-well microtiter plate Plate. On day two, serially dilute the supernatant from each clone 10-fold and This is used to infect HT1080 cells in 1.0 ml aliquots. Culture medium with fresh DMEM, 1 Replace with 0% FBS medium and cells with the vector at 37 ° C., 10% CO 2TwoIn overnight Cubate. On the third day, the medium was replaced with fresh DMEM containing 800 μg / ml G418, 10% FBS. Selection of transduced cells is performed by replacing the medium. Cells at 37 ° C, 10% COTwoAt which point G418-resistant colonies at each dilution were And determine the virus titer of each clone as colony forming units (cfu) / ml I do.   Using these procedures, 106Induce cell lines that produce more than cfu / ml You.   In the same manner as described for transduction of DA cells with HX supernatant, DA vector Packaging cell line HX using vectors generated from cell lines that produce Introduce quality.   Transduction of DA or HX cells with a vector lacking the neo selectable marker (Example 1 ) Was performed as described above. However, instead of adding G418 to the cells on day 3, Cells are cloned by limiting dilution. The titer is analyzed as described above. 3.Generation of producer cell lines through one packaging cell line   In some situations, in the process of producing a producer strain, more than one cell line It may be desirable to avoid the use of In this case, on the first day, DA cells were 5.0 cm in a 10 cm tissue culture dish with 10% irradiated (minimum 2.5 Mrad) FBS × 10FiveSeed with cells. On day 2, four hours before transfection, the medium was Replace with 0.0 ml of fresh medium. 60 μl 2.0 M CaClTwo, 10 μg of MLP-G plasmid, 1 0 μg of KT-ND5 retroviral vector plasmid, and deionized HTwoMix with O Perform standard calcium phosphate-DNA co-precipitation with a volume of 400 μl . 400 μl DNA-CaClTwoWhile stirring the solution constantly, 400 μl of 2 × precipitation buffer (50 mM HEPES-NaOH, pH 7.1, 0.25 M NaCl, and 1.5 mM NaTwoHPOFour-NaHTwoPOFour). This Incubate the mixture at room temperature for 10 minutes. The fine precipitate obtained is Add to plated DA cell culture dish. Cells at 37 ° C with DNA precipitate And culture overnight. On the third day, the medium is removed and fresh medium is added. G-fake type The supernatant containing immobilized virus was removed on day 4 and passed through a 0.45 μl filter. And used to infect DA packaging cells.   On day 1, DA cells were harvested with 10 ml of DMEM and 10% FBS, 4 mg / ml polybrene (Sigma, St. Louis × MO) 5.0 × 10FiveSeed the cells with a 10 cm tissue culture dish. Two days In the eyes, 2.0 ml, 1.0 ml, or 0.5 ml of freshly collected and filtered G-pseudotyped mouse Add the ils containing supernatant to the cells. Incubate the cells with the virus overnight at 37 ° C. Lab. On day 3, the medium was removed and 800 μg / ml G41 was added to the plate. Add 10 ml of DMEM containing 10 and 10% irradiated FBS. Transduced by the vector Only cells containing the neo selectable marker survive. G418 resistant pool 1-2 Produce over a week. Test the pool for expression, then play cells Remove the cell suspension, count the cell suspension, and dilute the cell suspension to 10 cells / ml. And add 0.1 ml (1 cell / well) to each well of a 96-well plate. And clone by dilution. Cells at 37 ° C, 10% COTwoIncubate for 2 weeks To Select 24 clones, 24 well plate, then 6 well plate, And finally expanded to a 10 cm plate, at which point the clones were assayed for expression. And collect the supernatant and assay for virus titer as described above. D.Detection of replicable retrovirus (RCR) 1.Expanded S + L - assay   Expansion S+L-Assays include replicable infectious virus present in the supernatant of the cell line of interest. Decide if you want to. The assay uses an infectious retrovirus to indicate the cell line MI Cl1Empirical observation of generating focus on (ATCC Deposit No. CCL 64.1) Based on MICl1Cell line for transduction using mouse sarcoma virus (MSV) Thus, it is induced in the MvlLu mink cell line (ATCC Deposit No. CCL 64). this is, Contains replication defective mouse sarcoma provirus (S+) Is a replicable mouse leukemia Contains no virus (L-) Non-producer non-transformed revertant clone is there. MiCl by replicable retrovirus1Cell infection "activates the MSV genome" To induce "transformation" resulting in foci formation.   Remove supernatant from cell line to be tested for the presence of replicable retrovirus And remove all cells by passing through a 0.45μ filter. On the first day, MvlLu Cells were plated at 1.0 × 10 5 in 2 ml DMEM, 10% FBS, and 8 μg / ml polybrene.FiveCell / C Seed wells (1 well per sample to be tested) into 6-well plates You. For positive and negative controls, separate MvlLu cells in the same 6 wells Plate on plate. Cells at 37 ° C, 10% COTwoAnd incubate overnight. 2 On the day, add 1.0 ml of the test supernatant to the MvlLu cells. Negative control plate Incubate with 1.0 ml of medium. The positive control was the MA virus (M iller et al., Molec. and Cell Biol. 5: 431, called pAM in 1985) Different dilutions (200 foci, 1.0 ffu, 20 ffu, And 2ffu), which are added to the cells in the positive control wells. One cell Incubate overnight. On day 3, the medium is aspirated and 3.0 ml of fresh DMEM and And 10% FBS to the cells. Cells are grown to confluence and 6 days Amplify any replicable retroviruses by splitting 1:10 on eyes and day 10 I do. On day 13, aspirate media on MvlLu cells and add 2.0 ml DMEM and 10% FB Add S to the cells. In addition, MiCl1Cells were grown in 2.0 ml DMEM, 10% FBS, and 8 μg / ml 1.0 × 10 in polybreneFivePlate with cells / well. On day 14, from MvlLu cells Supernatant MiCl1Transfer to corresponding wells of cells, and 37 ° C, 10% COTwoIncubate overnight To On day 15, the medium is aspirated and 3.0 ml of fresh DMEM and 10% FBS are Add to the vesicles. On day 21, focus cells on a monolayer of cells (cover the monolayer, (Appearing as confluent refractory cells that remain attached). Foca Is MiCl1Once on the cell, the test article is contaminated with a replicable retrovirus. Is determined to be. Using these procedures, the HBV core producer cell line It may indicate that it is not contaminated with a replicable retrovirus. 2.Producer strain co-culture and MdH marker rescue assay   Another method to test for the presence of the RCR in cell lines producing the vector Producer cells with the same number of Mus dunni (NIH NIAID, Bethesda, MD) cells Both are co-cultured. On day 0, 5.0 × 10Five5.0 x 10 Mus dunni cellsFiveProde And mix the mixture with a 10 cm plate (10 ml of standard culture medium). / Plate, 4 μg / ml polybrene) for small-scale co-culture. Nourish. Effectively dilute out the producer cell line, and Split the culture every 3-4 days in a 1:10 ratio to provide maximal amplification of the RCR, And 5.0 × 10FiveOf Mus dunni cells is added to each culture plate. On day 14, culture Collect the clarification, pass through a 0.45μ cellulose-acetate filter, and Test with car rescue assay. 1.0 × 1081.0 × 10 with Mus dunni cells8No Mix the mixture with the reducer cells in a total of 20 T-150 flasks (30 ml of standard culture medium / floor). Large scale co-culture by inoculating Rasco (4 μg / ml polybrene). Now. Cultures were grown at a 1:10 ratio on days 3, 6, and 13 and on day 9 Divide by a ratio of 1:20. On day 15, the final supernatant is collected, filtered, and each Some of them are tested in the MdH marker rescue assay.   MdH marker rescue cell line was transformed with LHL (Hygromycin B resistance gene Retrovirus vector) (Palmer et al., PNAS 84: 1055-1059, 1987). Clones from the pool of introduced Mus dunni cells. This retrovirus The vector may be rescued from MdH cells upon infection of the cells with the RCR. 4μg / ml Standard culture medium containing polybrene (10% FBS, 1% 200 mM L-glutamine, 1% DMEM containing 10 amino acids)FiveWells of a 6-well plate containing MdH cells Add 1 ml of test sample to After 24 hours, replace the medium with a standard without polybrene. Replace with culture medium. Two days later, the entire volume of the MdH culture supernatant was added to 0.45 μl of cellulose-acetate. 5.0 x 10 in 2 ml of standard culture medium containing polybreneFour Transfer to wells of a 6-well plate containing the target cells of Mus dunni. 24 hours later, supernatant Was replaced with a standard culture medium containing 250 μg / ml hygromycin B, and then On days 2 and 5, replace with medium containing 200 μg / ml hygromycin B . Colonies resistant to hygromycin B appeared and they were 9 days after selection , Visualized by staining with 0.2% Coomassie Blue. F.KT-ND5 Transduction of human cells with vector constructs   On the first day, HT1080 cells contain 2 ml of standard growth medium (DME + 10% FBS). 2x10 in a 6-well tissue culture plateFourAdjust to cells / well. Two days The ND-5 FVIII retroviral vector from a confluent vector-producing cell line The collector particles are collected as HX-ND-5 clones. Place them in a 0.45 μm syringe Filter through a filter and then test the supernatant. (Or filtered media The supernatant may be frozen at -80 ° C in aliquots for subsequent use. ) Polybrene Is added to each well so that the final concentration is 8 μg / ml. After 30 minutes, Add any undiluted retroviral vector supernatant to duplicate wells . Typical volumes and dilutions are 0.5 ml / well and 4 or more steps in growth media 1: 3 serial dilution. As a control, replicate two wells in equal volume Transduce with medium alone. On the third day, the wells were re-fed with 2 ml of fresh medium and To reach confluency. This is typically around 4 It can be day 5 or day 5. On that day, cells were added to 1 ml of fresh growth medium per well. Resupply the ground. After 24 hours, the medium is collected and filtered as described above. G. FIG.FVIII Expression of transduction vector for   Expression of the vector transduced human cell line for FVIII is described in Example 2B1 above. Like, CoatestRDetect by assay. Activity in two controls The cells per well of the well were counted and 1 × 106Per cell Normalize FVIII expression data to compare with control well supernatant And assay. H.Administration of vector constructs 1.Animal dosing protocol   Intestinal epithelial cells form a rapidly growing tissue population and Lieberkuh (Lieberkuh). n) The known location of the stem cells in the crypts makes them attractive for gene delivery. Part. The deep role of stem cells in this crypt and the protective role of the mucus gel layer For this reason, retroviruses are relatively inaccessible to tissue cells. But retro ui The accessibility of the Lus vector to these stem cells has been demonstrated in animal models by Sanberg,  J. et al. (Human Gene Therapy 5: 3232-329, 1994). Can be improved.   Male Sp from Charles River Breeding Laboratories (Portage, MD) The rague-Dawley rats are anesthetized and the cecum is confirmed by opening the peritoneal cavity. 3cm times Intestinal segment from last Peyer's patch in terminal ileum Isolate and ligate at each end. Plastic connected to a syringe A catheter is inserted into this segment and a mucolytic, dithiothreito And 2 ml of N-acetylcysteine dropwise under gentle pressure for 2 minutes Note, then remove. Repeat this procedure again, then6~TenTencfu / ml 0.2 ~ Fill the segment with 2.0 ml of retroviral vector particles. Ligation 1 to 4 o'clock Shortly afterwards, and the abdominal cavity is sutured. Inject control animals with prescription buffer only I do.   Blood was collected from the tail vein and (Zatloukal, K. et al., PNAS 91: 5148-5152, 199). According to a modified procedure of 4) Factor VIII by a sandwich ELISA specific for human Factor VIII Assay for factor production. This ELISA provides two assays for human factor VIII. Based on monoclonal antibodies (ESH4 and ESH8: American Diagonistica). ESH 4 (1.0M NaHCOThree/ 25M NaCl (pH9.0) 25μg / ml) at 4 ℃ overnight ELISA Bind, wash with 0.1% Tween20 in PBS, and block with 1% BSA in PBS. Click. Samples were prepared in 0.05M Tris-HCl / 1M NaCl / 2% BSA (pH 7.5) Apply at room temperature for 4 hours. Wash plate and add N-hydroxys ESH8 (0.05M) biotinylated with succinimide biotin (Pierce, Rockford, IL)  2.5 μg / ml in Tris-HCl / 1M NaCl / 2% BSA, pH 7.5) for 2 hours at room temperature You. The color reaction is performed by using peroxidase-conjugated streptavidin (Boehringer Mannhei m, Indianapolis, IN) and o-phenylenediamine dihydrochloride as substrate Do it. Human factor VIII: c preparation (National Institute for Biological Standa rds and Control, from Hertfordshire, U.K.) and normal rat plasma as controls To use. 2.Human dosing protocol   Lyophilized recombinant retrovirus containing the gene for factor VIII expression, Formulation into enteric tablets or gel capsules according to methods known in the art. this Are described in the following patents: US 4,853,230, EP 225,189, AU 9,224,296. No. AU9,230,801 and WO 92144,52.   The capsule is administered orally and is targeted to the jejunum. Recombinant retrovirus One to four days after oral administration, the expression of factor VIII is determined by CoCo as described in Example 2B1. atestRIt is measured in plasma and blood by the factor VIII assay.                                 Example 3                Intracapsular administration of recombinant TK expressing retrovirus A.TK Construction of vector constructs 1.Construction of plasmid containing vector LTR sequence   All of the following retroviral vectors are N2 vectors (Keller et al., Nature 3 18: 149-154, 1985). Briefly, 5 'and 3' EcoRI LTR fragments (2.8 Kb and 1.0 Kb, respectively) (Armentano, J. Vir. 61: 1647, 1987; Eglit is, Science 230: 1395, 1985), and+(Stratagene, San Di ego, CA) and pUC31 at the EcoRI site. pUC31 is polyline Additional restriction sites (XhoI, BglII, BssHII) between the EcoRI and SacI sites of Kerr And NcoI) with modification of pUC19 (Stratagene, San Diego, CA). It Allows the plasmid N2R3 +/-+Between the plasmid and the 1.0 Kb 3 'LTR fragment Made from the connection. Plasmids p31N2R5 +/- and p31N2R3 +/- 5 'LTR and packaging signal (Y) of b, or 1.0 Kb of 3' LTR fragment Constructed from the ligation of pUC31 with pUC31. In each case, N2 is a vector Where R indicates the fact that the fragment is an EcoRI fragment. And 3 indicate the 5 'LTR or 3' LTR, and + or-indicates the orientation of the insert ( See Figures 1-6 for examples of LTR subclones).   In one case, a 1.2 Kb ClaI / EcoRI 5'LTR from N2 and W fragment SK+Subclone at the same site in the vector. Call this vector pN2CR5 Name. In another case, the 5 'LTR containing the 6 bp deletion of the splice donor sequence (Y ee et al., Cold Spring Harbor, Quantitative Biology, 51: 1021, 1986) Subcloned into pUC31 as an EcoRI fragment. Transfer this vector to p31N25 D [+] (FIG. 6). 2.HSVTK Of a plasmid containing   HSV-1 thymidine kinase gene (HSVTK) coding region and transcription termination signal The plasmid 322TK (3.5 kb BamH of HSV-1 cloned into BamHI of pBR322) 1.8 Kb BglII / PvuII from I fragment (McKnight et al.) (ATCC No. 31344) Isolated as a fragment and cloned into BglII / SmaI digested pUC31 Become This construct is named pUCTK. Requires termination of terminator signal PUCTK was digested with Smal and BamHI, and (A)nSigna Excluding the 0.3 Kb fragment containing Remaining coding sequence and cohesive end BamHI bump Was reconstructed using double-stranded oligonucleotides made from the following oligomers: Accomplish:   The resulting construct is named pTKDA (Figure 7).   For diagnostic purposes, retain the AvaI site without altering the translated protein While designing the oligonucleotide to destroy the SmaI site.   Plasmid pPrTKDA (Figure 8), which contains the HSVTK promoter and coding sequence ( (A)nWhich lacks the signal) is constructed as follows.   1. pTKDA was linearized with BglII, treated with alkaline phosphatase, and Purify.   2. The 0.8 Kb fragment containing the HSVTK transcription promoter was converted from p322TK to BamHI / Bg Isolated as a II fragment.   3. The products from (1) and (2) are ligated, transformed into bacteria and positive Clones are screened for the proper orientation of the promoter region. Generated The resulting clone is named pPrTKDA (FIG. 8). 3.Construction of a retroviral provector expressing HSVTK from a constitutive promoter Construction   Retroviral provectors (pTK-1 and pTK-3) were constructed essentially as described below. Build on the street.   The 1.5 Kb XhoI / HindIII 5 ′ LTR and plasmid sequence were isolated from p31N2R5 (+) Release (Fig. 1).   2. The HSVTK coding sequence lacking the transcription termination sequence was replaced with a 1.2 kb XhoI / BamHI plasmid from pTKDA. Isolate as a fragment (FIG. 2).   3. The 3 ′ LTR sequence was simply ligated as a 1.0 Kb BamHI / HindIII fragment from pN2R3 (−). Release (Figure 2).   4. The fragments from steps 1 to 3 are mixed, ligated, transformed into bacteria, and And individual clones are identified by restriction enzyme analysis. Name this construct TK-1 (FIG. 9).   5. pTK-3, TK-1 was linearized with BamHI, 5 'overhangs were filled in, and pAFVXM Retroviral vectors (Krieger et al., Cell 39: 483, 1984; St. Louis et al., PNAS  85: 3150, 1988), the bacterial lac UV5 promoter, SV40 early promoter. Tar, + Tn5 neorBlunt 5 'fill-in ClaI / ClaI fragment containing gene Constructed by end ligation. Isolating kanamycin resistant clones, and Screen individual clones for appropriate orientation by restriction enzyme analysis ( (FIG. 9).   These constructs can be used to sensitize with packaging cell lines such as DA above. Dyeable recombinant vector particles were produced. B.TK-3 Ganshik against mouse colon cancer cells in the presence or absence of the vector Determining the effect of Robil   Ganciclovir was transformed with DA / TK-3 transduced CT26 cells (colon tumor 26, Brattai n, Baylor College of Medicine, Houston, TX) An experiment was performed to determine. Transduce CT26 cells with G pseudotyped TK-3 vector . 24 hours after addition of virus supernatant, place CT26 cells under G-418 selection (4501 g / ml) . After 10 days of incubation, a G-418 selection pool was obtained, which was transferred to CT26 TK Neo. Name. CT26TK Neo cells, 2.5 × 106Six 10cm at a density of pieces / plateTwoplay Sow the seeds. As controls, each of the other two cell types, CT26 and CT26β-gal (this cell line is a reporter gene β-galactosidase from E. coli) Transduced with a retroviral vector containing And six 10cmTwoSeeded on plates. 5 plates for each cell type Gangsik at concentrations of μg / ml, 50 μg / ml, 25 μg / ml, 12.5 μg / ml, and 6.25 μg / ml Treatment was carried out twice daily for 4 consecutive days with media containing Rovir. One step for each cell type The rate was left untreated. The cells were then transferred to each cell using trypsin-EDTA. Removed from the dish, resuspended in DMEM with 10% FBS and counted. The data in FIG. 10 show that even the lowest dose of ganciclovir Have a dramatic cytotoxic effect. This dose of ganciclovir (6.25 μg / ml) or even the next higher dose (12.5 μg / ml) It had no effect on any of the β-gal cells. However, 25 μg / ml ganshi Starting with a dose of clovir, a dose-dependent decrease in cell proliferation could be seen, CT26 TK Neo cells were always more sensitive to the drug. C.CT26TKNeo Ganciclovir dosing for treatment of mice injected with cells   Testing whether disease can be treated using in vivo transduction of mouse tumors Transduced in vitro to ensure 100% transduction, and Experiments were performed to determine the optimal concentration of ganciclovir needed to remove selected tumors. went. 2 × 10 mice in 12 groups of 3 mice eachFiveOne CT26 TK Neo cell is injected. Six groups of mice were injected with these cells intraperitoneally (I.P.) and six groups of mice Inject these cells subcutaneously (S.C.). The other three mice, two groups each, 2 × 10FiveUnmodified CT26 cells (as control), either I.P. or S.C. Inject with   Ten days after injection of these groups of mice with CT26 or CT26 TK Neo cells, Initiate several concentrations of ganciclovir treatment. Each dose regimen is given twice daily, Consisting of morning and afternoon I.P. injections of ganciclovir. The experiments are summarized in Table A below I do.   After 5 days, all mice in the 125 mg / Kg, 250 mg / Kg, and 500 mg / Kg treatment groups Died due to the toxic effects of nciclovir. 15.63mg / Kg, 31.25mg / Kg and 62.5 Mice in the mg / Kg treatment group were treated for an additional 7 days and these were resistant to treatment Obtained. Tumor measurements were taken for 23 days (FIG. 11). The growth of CT26 TK Neo is In the absence of the compound, it was only slightly slower than the unmodified CT26. Complete tumor regression , In a group of mice treated with the 62.5 mg / Kg regimen. Partial tumor Regression was noted in the 31.25 mg / Kg treatment group. In the 15.63 mg / Kg treatment group, two Little or no effect compared to untreated control group . This is life threatening although some toxicity was observed in the 62.5 mg / Kg group And was reversible upon discontinuation of the treatment. So this Concentrations were used in further studies (FIG. 11). After 24 days, the I.P.injected animal was sacrificed, and evaluated. As shown in FIGS. 12 and 13, the optimal concentration of the antitumor effect, Or when grown on S.C. D.CT26 Ratio of cytotoxicity to tumor growth of in vivo and CT26TK Neo in vivo Comparison   Ganciclovir has an effect on the growth of unmodified CT26 tumor cells in vivo To determine if the mice were 2 × 10 × 7 mice in two groups of 7FiveUnmodified C Inject T26 cells. The mice in two groups of 7 were 2 × 10 in S.C.FiveCT26TK  Inject Neo cells. Seven days after tumor implantation, one group of CT26 injected mice and CT26TK N One group of eo-injected mice received 62.5 mg / Kg twice daily (am and pm) Apply a Roville regimen. These mice were injected for 12 days or CT26TK Neo injected animals Are treated until there is no detectable tumor burden. 3 weeks of tumor growth Monitor over time. Mice injected with CT26 and treated with ganciclovir Had tumors somewhat smaller than untreated mice injected with CT26. This means It shows some HSVTK-dependent inhibition of tumor growth (FIG. 14). But CT26 TKneo If the containing mice were treated with ganciclovir, and only in those cases, A dramatic decrease in burden was observed. E. FIG.TK-3 AY-27 rat cancer cells with vector or A without TK-3 vector Determination of the effect of ganciclovir on Y-27 rat cancer cells   Does ganciclovir have an effect on DA / TK-3 transduced AY-27 cells? An experiment is performed to determine no. AY-27 cells contain N- [4- (5-nitro-2-furyl) ) -2-Thiazol] formamide induced rat cancer cells (Selman, S. et al., J Urol 136: 141, 1986). Transduce AY-27 cells with G pseudotyped TK-3 vector Enter. 24 hours after addition of virus supernatant, AY-27 cells were selected by G-418 (450 μg / ml) Put it down. After 10 days of incubation, a G-418 selected pool was obtained and This is named AY-27TKNeo. AY-27TKNeo cells, 6 10cmTwo2.5 on plate × 106Seed at a density of pieces / plate. As control, the other two cell types , AY-27 and AY-27β-gal (this cell line is a reporter gene β- (Transduced with the virus carrying galactosidase) 10cmTwoSeed on plate as control. 5 plates for each cell type , 100 μg / ml, 50 μg / ml, 25 μg / ml, 12.5 μg / ml, and 6.25 μg / ml Treat twice daily for 4 consecutive days with medium containing rovir concentration. Of each cell type One plate is left untreated. Thereafter, the cells were treated with trypsin-EDTA. Out of each dish, resuspend in DMEM containing 10% FBS, and count I do. Using the obtained data, AY-27, AY-27β-gal, or AY-27TKNeo cells The concentration with the highest cytotoxic effect can be determined. F.AY-27TKNeo Determination of ganciclovir dose for treatment of rats injected with cells   Testing whether disease can be treated using in vivo transduction of mouse tumors Transduced to ensure 100% transduction, and in vitro Experiments were performed to determine the optimal concentration of ganciclovir needed to remove selected tumors. went. 2 x 10 rats in 12 groups of 3 rats eachFiveAY-27TKNeo cells are injected. 6 Groups of rats are injected intrathecally with these cells. The other three groups of rats, each in six groups, 2 × 10FiveTwo unmodified AY-27 cells (as control) are injected intracapsularly.   Ten days after injection of AY-27 cells or AY-27TKNeo cells into rats in these groups, Initiate several concentrations of ganciclovir treatment. Each dose regimen is given twice daily, Consisting of morning and afternoon I.P. injections of ganciclovir. The experiments are summarized in Table B below I do.   Rats are treated for 12 days and rats that die from higher concentrations of ganciclovir except. Tumor measurements were evaluated for tumor regression to determine optimal ganciclovir concentrations. Perform for 20 days while paying. G. FIG.Dosing protocol 1.Rat dosing protocol   AY-27 rat bladder cancer cells were cultured in 20 male Fischer 344 rats (Charles River B (Reeding Laboratories, Portage, MD). 1-14 days after transplantation Anesthetize rats weighing between 200 g and 300 g, with tumors, The bladder is surgically removed from the body and urine is excreted using a 27 gauge needle. Virus Particles in 200-2,000 μl of formulation buffer.6~TenTencfu of 5 rats Inject into the bladder. Addition of 4-8 μg / ml polybrene increases transduction efficiency Let it. Repair the cystotomy with a 7-zero non-absorbable suture to prevent leakage To recover. The virus keeps the animal under anesthesia, thereby preventing excretion Incubate for 0.5-1.0 hours in the presence of tumor cells. 10 cons Troll rats receive only 500 μl of formulation buffer.   Alternatively, after urinary excretion and washing with saline, 200-2,000 μl of vector Can be instilled directly into the bladder by catheterization through the urethra.   At 24 to 72 hours after vector treatment, rats are twice daily for 4 to 12 days (morning and PM), ganciclovir I at the optimal dose determined previously (eg, 62.5 mg / Kg body weight) Perform an injection. Finally, rats are given a single daily dose until the end of the experiment (1-10 weeks). Receive an amount of ganciclovir. Remove whole bladder and measure tumor growth . 2.Human dosing protocol   A urine (Foley) catheter is inserted through the urethra into the bladder and fixed in place. Set. Drain urine from the bladder, and flush the bladder with 100-500 ml of sterile saline I do. A recombinant retrovirus containing the gene for thymidine kinase expression was ~ 500 ml of formulation buffer (preferably 4-8 μl / ml polybrene or other potentiator 10 inFive~Ten11With the cfu, instill the bladder through the catheter. Will The particles are allowed to incubate for 0.25-12 hours, after which the catheter is removed. 1-7 days Thereafter, ganciclovir was administered every 12 hours for 2-21 days (at a constant rate for 1 hour). ) Administer 1-5 mg / Kg I.V. The vector is re-administered multiple times (2-20). So After that, ganciclovir is administered. Frequency in patients receiving ganciclovir Due to prolonged granulocytopenia and thrombocytopenia, neutrophils and It is recommended to perform a platelet count. Tumor regression is assessed by x-ray and / or Monitor by iopsy and repeat treatment if necessary.                                 Example 4            Multiple administration of recombinant retrovirus expressing factor VIII A.Construction of Factor VIII cDNA retroviral vectors TM of full-length and B-domain deleted   Construction of a full length and B domain deleted Factor VIII retrovector is described in Example 2A. It is described in. B.Aerosolization of recombinant retrovirus expressing factor VIII   Formulation buffer with 4-8 μg / ml polybrene or other transduction enhancing excipient KT-ND5 virus supernatant in a De designed to produce 0.3-0.5 μm particles. Use Vilbiss # 15 Atomizer (DeVilbiss Health Care Division, Somerset, PA) And atomize (Rousculp, M., Human Gene Therapy 3: 471-477, 1992). This The aerosols produced by the nebulizers use compressed air in a laminar flow hood. The mist is guided into a polypropylene tube and the liquefied steam (and control Virus supernatant) is again sterilized by 0.22 μm filtration. Retroviral particles Pass through this filter without any significant loss of functional activity. C.Administration of vector constructs 1.Rat dosing protocol   Rats are anesthetized and the trachea is exposed by an anterior midline incision. Factor VIII remains Recombinant retroviral particles expressing the gene product are reconstituted with 4-8 μg / ml polybrene. Or in the presence or absence of other transduction enhancing excipients, 10Five~TenTen300 μl at cfu / ml Diluted in the formulation buffer and intratracheally instilled through a small gauge needle. Con Troll animals receive only 300 μl of formulation buffer. Suture the incision and To recover Blood is drawn from the tail vein 2-14 days after virus instillation and And test for Factor VIII production as described in Example 2Hi. 2.Human dosing protocol   Recombinant retrovirus was purified using DeVilbiss # 15 Atomizer (above) for 2-60 minutes. Administer in between. 2-14 days after administration of the recombinant retrovirus, expression of factor VIII , CoatestRMeasured in blood and plasma by the factor VIII assay (Example 2B1).                                 Example 5                      Transdermal administration of recombinant retrovirus A.TK-3 Construction of vector constructs   Construction and confirmation of TK-3 vector constructs and recombinant retroviruses are described in Examples 3A to 3F. B.Administration of vector constructs 1.Animal dosing protocol   Cottontail rabbit papillomavirus (CRPV), a highly carcinogenic human papilloma virus Animal model for HPV (HPV). Papillomas can be induced in cottontail rabbits You. And viral infection leads to three different consequences in these rabbits (Lin, Y. et al., J Virol 67: 382, 1993). First, papillomas appear and It lasts for the life of the giant. Second, papillomas regress spontaneously 2-3 months after infection . And third, papillomas progress to cancer after 8 to 15 months.   In this experiment, 12 cottontail rabbits (E. Johnson, Rago, KA) were given Steven s, J. et al. (J Virol 30: 891, 1979) by intradermal injection of the B strain of CRPV. (Stevens, J. et al., J Virol 30: 891, 1979). 4-6 months after the injection ( At this point papillomas form), the animals are divided into two groups. In the first group, 4-8μ In the presence or absence of g / ml polybrene or other transduction enhancing excipients, 10Five~ 1 0Ten25-100 μl of formulation buffer is passed through a small gauge needle at cfu / ml into 6 animal milk Inject into the head tumor. In the second group, control animals received 25-100 μl of formulation buffer. Administer only Rabbits are given daily for 4 to 12 days 24 to 72 hours after vector treatment. Times (morning and afternoon) at the optimal dose determined previously (eg, 62.5 mg / Kg body weight). An i.p. injection of niciclovir is given. Finally, rabbits are allowed to reach the end of the experiment (1-10 weeks ), Receive a single dose of ganciclovir daily. Papilloma regression for 2-14 days Monitor visually. 2.Human dosing protocol   Clinical skin lesions caused by human papillomavirus (HPV) include vulgaris vulgaris, Includes filamentous warts, plantar warts, and genital warts (Cobb, M. et al., J. Am. Aca d. Derm. 22: 547, 1990). In this experiment, patients were divided into two groups You. In the first group, 100-500 μl of the recombinant retroviral particles were added to the prescribed ointment (Preferably containing 4-8 μg / ml polybrene or other transduction enhancing excipient) In 109At a concentration of cfu / ml, it is applied to the wart using a transdermal delivery system (TDS).   Transdermal delivery systems (TDS) provide a systemic system in which a drug is delivered in sufficient quantities to be therapeutically beneficial. The drug may be delivered through intact skin to reach the annulus. TDS is extensive Provides benefits, including the elimination of gastrointestinal absorption problems and the first-pass effect of the liver, medication Includes reduced amounts and dosing intervals, and improved patient compliance. The main components of TDS consist of polymers, drugs to be administered, excipients, and enhancers Controlled release device, as well as a solid for securing the device to the skin. It is a fixed system. Numerous polymers have been described, including gelatin, Arabic Contains rubber, paraffin wax, and cellulose acetate phthalate (Sogibayashi, K. et al., J. Controlled Release, 29: 177-185, 1994).   The second group receives only 100-500 μl of vector particles in formulation buffer. Area Cover and allow the virus particles to incubate for 0.25-12 hours, after which the TDS is removed. Good. After 1 to 7 days, ganciclovir is administered (preferably at a constant rate for one hour). ) Administer 1 to 5 mg / Kg I.V. every 12 hours for 2 to 21 days. Vector multiple times ( 2-20) can be administered again. Thereafter, ganciclovir is administered. Ganciclovir Due to the frequency of granulocytopenia and thrombocytopenia in patients receiving It is recommended that neutrophil and platelet counts be performed every two days. Regression of warts Monitor visually for 2-14 days.                                 Example 6                Ocular administration of recombinant retrovirus for E3 / 19K A.E3 / 19K Cloning of gene into KT-3B 1.Adenovirus isolation and purification   Adenovirus isolation and purification is described in Green et al., Methods in Enzymology 58: 4. 25, 1979). Specifically, 5 liters of Hela cells (3-6.0 × 10Five Cells / ml) were transformed with 100-500 plaque forming units (pfu) / ml of adenovirus type 2 (Ad 2) Infect with virions (ATCC number VR-846). Ink for 30-40 hours at 37 ° C After incubation, the cells were placed on ice and centrifuged at 230 xg for 20 minutes at 4 ° C. And resuspend in Tris-HCl buffer (pH 8.1). Ultrasonic pellet Crushed mechanically and homogenized in trichlorotrifluoroethane Then centrifuge at 1,000 xg for 10 minutes. Take out the upper water layer, and 10m l CsCl (1.43g / cmThree) And centrifuged at 20,000 rpm for 1 hour in a SW27 rotor. Let go. Remove the milky virus band and add 1.34 g / cm with CsClThreeAdjust to And further centrifuged at 30,000 rpm for 16-20 hours in a Ti50 rotor. Gradient Remove the central visible virus band and purify the adenovirus DNA Store at 4 ° C until 2.Isolation and purification of adenovirus DNA   Incubate adenovirus band with protease for 1 hour at 37 ° C To digest the protein. After centrifugation at 7,800 × g for 10 minutes at 4 ° C., the particles were Solubilize in 5% SDS for 30 minutes at room temperature, then extract with an equal volume of phenol. The upper aqueous layer is removed, re-extracted with phenol, extracted three times with ether, and Dialyze for 24 hours in is buffer. The virus Ad2 DNA is precipitated with ethanol and Wash with knol and resuspend in Tris-EDTA buffer (pH 8.1). About 0.5mg Viral Ad2 DNA is isolated from the virus obtained in 1.0 L of cells. 3.E3 / 19K Gene isolation   Virus Ad2 DNA was digested with EcoRI and electrophoresed on a 1% agarose gel. Separate more. Generation containing the E3 / 19K gene, located in the Ad2 coordinate region of 75.9 to 83.4 2.7 Kb Ad2 EcoRI D fragment (Herisse et al., Nucleic Acids Research 8: 2173, 1980; Cladaras et al., Virology 140: 28, 1985). Out, phenol extract, ethanol precipitate and in Tris-EDTA (pH 8.1) Dissolve. 4.E3 / 19K Cloning of gene into KT-3B   The E3 / 19K gene is cloned into the EcoRI site of PUC1813. PUC1813, essentially , Kay et al. (Nucleic Acids Research 15: 2778, 1987) and Gray et al. (PNAS 80: 5842). , 1983). E3 / 19K is recovered by EcoRI digestion and The released fragment was inserted into the EcoRI site of the phosphatase-treated pSP73 plasmid. Clone. This construct is named SP-E3 / 19K. SP-E3 / 19K cDNA direction Confirm using appropriate restriction enzyme digests and DNA sequencing. In sense direction, cDN The 5 'end of A is adjacent to the XhoI site of the pSP73 polylinker, and the 3' end is Adjacent. X containing E3 / 19K cDNA in either sense or antisense orientation The hoI to ClaI fragment was recovered from the SP-E3 / 19K construct and Clone into the XhoI-ClaI site of Lus. This construct is named KT-3B / E3 / 19K You. B.PCR Cloning of amplified E3 / 19K gene into KT-3B 1.E3 / 19K PCR amplification of gene   Ad2 DNA E3 / 19K gene (amino terminal signal sequence followed by E3 / 19K protein Intraluminal domains and caps that allow the matrix to be embedded in the endoplasmic reticulum (ER) Containing the ruboxyl-terminal cytoplasmic tail) are the viral nucleotides 28,812 and 29,2. Located between 88 and. Isolation of the Ad2 E3 / 19K gene from viral genomic DNA Achieved by PCR amplification using the primer pairs shown below: Forward primer for Ad2 nucleotide sequence 28,812-28,835 Reverse primer for Ad2 nucleotide sequence 29,241-29,213   In addition to the complementary sequence of Ad2, both primers are used for the efficiency of the PCR amplicon product. Contains a 5 nucleotide "buffer sequence" at its 5 'end for efficient enzymatic digestion You. This sequence in the forward primer is followed by an XhoI recognition site, and vice versa. direction The primer is followed by a ClaI recognition site. Therefore, in the direction from 5 'to 3', E3 / 19K The gene is flanked by XhoI and ClaI recognition sites. E3 / 19K gene from Ad2 DNA Is achieved using the following PCR cycling protocol: 2.PCR Ligation of amplified E3 / 19K gene to KT-3B   The E3 / 19K gene (about 780 bp in length) from the SP-E3 / 19K construct was removed and 1 Isolate by% agarose / TBE gel electrophoresis. Next, the XhoI-ClaI E3 / 19K The fragment is linked to the KT-3B retroviral backbone. KT-3B / E3 / 19K Called. The KT-3B / E3 / 19K construct was transformed with E. coli, DH5α bacterial strain (Bethesda Research La bs, Gaithersburg, Maryland). For details, The bacteria are transformed with 1-100 ng of the ligation mixture DNA. Transformed bacterial cells On an LB plate containing ampicillin. Plate at 37 ° C overnight Incubate, select bacterial colonies, and prepare DNA from them. This DNA Is digested with XhoI and ClaI. Expected end of plasmid containing E3 / 19K gene The sizes of the nuclease restriction cleavage fragments are 780 bp and 1,300 bp. C.Recombinant retrovirus vector KT-3B / E3 / 19K of packaging cell line DA     Transduction 1.Plasmid DNA transfection   293 2-3 cells (cell line derived from 293 cells, ATCC Deposit No. CRL 1573, (WO 92/0526 6)) 5.0 × 10FiveIndividual cells at approximately 50% confluence on a 6 cm tissue culture dish Sowing The following day, 4 hours before transfection, the medium was reconstituted in 4 ml of fresh medium. Replace with the ground. 10.0 μg of KT-3B / E3 / 19K with standard calcium phosphate-DNA co-precipitation Plasmid and 10.0 μg MLPG plasmid were replaced with 2M CaClTwoBy mixing with the solution And add 1X HEPES buffered saline solution (pH 6.9) and incubate for 15 minutes at room temperature. Cubate. Transfer the calcium phosphate-DNA coprecipitate to 293 2-3 cells, then 7 ℃, 5% COTwoAnd incubate overnight. The next morning, cells are washed three times in 1 × PBS (pH 7.0) Wash. Add fresh medium to the cells, then 37 ° C, 10% COTwoIncubate overnight To The next day, harvest the cells from the medium and pass through a 0.45μ filter. This supernatant is used for transduction of packaging cells and tumor cell lines. Other bees Transient vector supernatants for the vector are prepared in a similar manner. 2.Transduction of packaging cell lines   Transduction of the packaging cell line is performed as described in Example 2C. 3.Detection of replicable retroviruses   Detection of the replicable retrovirus is performed as described in Example 2D. D.Transduction of cell line with recombinant retrovirus vector KT-3B / E3 / 19K   The following adherent human and mouse cell lines wereFiveIn a cell / 10cm dish Seed with 4 μg / ml polybrene: HT 1080, Hela, and BC10ME. Next day On the day, add 1.0 ml of the filtered supernatant from the DA E3 / 19K pool to each cell culture plate. The next day, 800 μg / ml G418 is added to all cell culture media. Select this culture Selections are completed and sufficient cell numbers are tested for gene expression. To be generated. The transduced cell lines were each designated HT 1080-E3 / 19K. Hela-E3 / Named 19K and BC10ME-E3 / 19K.   EBV transformed cell lines (BLCL) and other suspension cell lines were Transduction is performed by co-culture with the irradiated producer cell line. For details Irradiated (10,000 rad) producer cell line with 4 μg / ml polybrene 5.0 × 10 in culture mediumFivePlate on individual cells / 6 cm dish. Cells 2 to After attaching for 24 hours, 106Add individual suspended cells. After 2-3 days, remove the suspended cells. And pelleted by centrifugation and resuspended in growth medium containing 1 mg / ml G418. Turbid and seed 10 wells of a round bottom 96 well plate. This culture is Plate and then into a T-25 flask. E. FIG.Expression of E3 / 19K in the recombinant retroviral vector construct KT3B-E3 / 19K 1.Western blot analysis   Radioimmunoprecipitation assay (RIPA) lysates were selected for analysis of E3 / 19K expression From the culture. Prepare RIPA lysate from confluent plate of cells To make. Specifically, the medium is first aspirated from the cells. Culture plate containing cells 100-500 ml of ice-cold RIPA lysis buffer (10 mM Tris, pH 7.4; 1% Noni det P40; 0.1% SDS; 150 mM NaCl) is added to the cells. Using a micropipette The cells are removed from the plate and the mixture is transferred to a microcentrifuge tube. This Centrifuge the tube for 5 minutes to pellet cell debris, and discard the supernatant in another tube. Transfer to The supernatant is electrophoresed on a 10% SDS polyacrylamide gel. And The protein band was treated with CAPS buffer (10 mM CAPS (Aldrich, Milwaukee, Wis.), PH 11.0; 1 (0% methanol) at 10-60 volts for 2-18 hours. You. This membrane was washed from CAPS buffer with 5% Blotto (5% skim milk; 50 mM Tris, p). H7.4; 150 mM NaCl; 0.02% sodium azide, and 0.05% Tween 20) and transfer to E3 / 19K (Severinsson et al., J. Cell. Bio l. 101: 540-547,1985). Binding of antibody to membrane125Detected by I-Protein A I do. 2.To demonstrate reduced levels of class I expression compared to non-transduced cells                 KT3B-E3 / 19K FACS analysis of vector transduced cells   A cell line transduced with the KT3b-E3 / 19K vector was analyzed by FACS analysis for MHC class I Test for expression of offspring. Non-transduced cells also express MHC class I molecules To analyze and determine the transduction effect on the expression of MHC class I molecules And compared with E3 / 19K transduced cells.   Mouse cell lines, BC10ME, BC10ME-E3 / 19K, P815 (ATCC No.TIB64), and P815 -E3 / 19K, H-2D on cell surfacedTest for expression of the molecule. Sub confluence The cells that have grown to their densities are removed from the culture dish by treatment with Versene. And cold (4 ° C.) PBS containing 1% BSA and 0.02% sodium azide (wash (Buffer solution) and washing twice by centrifugation at 200 g. 2 million cells Microcentrifuge at 200 g before removing the supernatant. To let. Transfer cell pellet to H-2DdSpecific Mab34-2-12s (50 ml 1: 100 dilution) (Purified antibody, ATCC No. HB87) and mix occasionally for 30 minutes at 4 ° C. Incubate. Wash the antibody-labeled cells with 1 ml of washing buffer before removing the supernatant. Wash twice with buffer (4 ° C.). Cells are harvested with biotinylated goat anti-mouse κ light chain Mab (50 ml (1: 100 dilution of purified antibody) (Amersham, Arlington Height, IL). And incubate at 4 ° C for 30 minutes. Wash cells and add 50 ml avidin-conjugated FITC (Pierce, Rockford, IL) and incubate at 4 ° C. for 30 minutes You. The cells are washed once more, resuspended in 1 ml of wash buffer, and They were kept on ice prior to analysis on an analyzer (Becton Dickinson, Los Angeles, CA). Trait The average fluorescence intensity of the transfected cells was determined by the E3 / 19K protein versus surface MHC class I molecule expression. In order to determine the effect, the average fluorescence intensity of non-transduced cells is compared. F.Administration of vector constructs   1.Rat dosing protocol   Rats are anesthetized and one eye is treated with 4-8 μg / ml polybrene or other In a formulation buffer in the presence or absence ofFive~TenTencfu / m 5-100 μl of the recombinant retroviral particles at a concentration of 1 l are instilled. Of prescription buffer 5-100 μl of the solution containing only Add to eyes. This solution was allowed to incubate for 1 hour, after which each eye was Rinse three times with 100 μl saline. Two to seven days after treatment, the rats are sacrificed and the cornea is Taking Remove and homogenize in 2 ml of ice-cold RIPA lysis buffer. Expression of E3 / 19K Is detected by Western blot analysis as described in Example 6El. 2.Human dosing protocol   Although corneal transplant rejection rates are relatively low, current treatments for those with rejection Requires continuous treatment of steroid compounds. It eventually requires surgery Leads to the formation of cataracts. Therefore, introduction of recombinant retrovirus expressing E3 / 19K Incorporation hinders the need for such steroid regimens. 4 in formulation buffer In the presence or absence of 88 μg / ml polybrene or other transduction enhancing excipients , 10 in prescription bufferFive~TenTen10-500 μl of recombinant retrovirus at a concentration of cfu / ml The particles are administered to the eyes of a prone patient. Incubate this solution for 15-30 minutes. Cuvate and then wash with saline.   Alternatively, the cornea can be treated with 4-8 μg / ml polybrene or just prior to surgical adhesion. 10 in formulation buffer with or without other transduction enhancing excipientsFive~TenTencfu / m One hour can be incubated with 1 ml of retroviral vector particles at a concentration of l. In any of the above cases, the progress of the transplant is visually observed for tissue viability. Monitor by doing                                 Example 7           Intranasal administration of recombinant retrovirus expressing factor VIII A.Construction of full-length and B-domain deleted Factor VIII cDNA Retrovector   Construction of a full length and B domain deleted Factor VIII retrovector is described in Example 2A. be written. B.Administration of vector constructs   1.Rat dosing protocol   The nasal passage is often due to the extensive network of capillaries located below the nasal mucosa. Have been shown to be effective in the administration of molecules. This is an effective systemic absorption And when the drug is administered with an absorption enhancer, absorption is highly biological. Occur rapidly with global availability (Gizurarson et al., Acta Pharm 2: 105, 1990). (Review)   One group of six Fischer-344 rats was treated with Factor VIII retroviral vector particles. Used for nasal administration of pups. 4-8 μg / ml polybrene or other transduction 10 in formulation buffer with or without enhancing excipients91-50 μl at cfu / ml Using a pipette with retroviral vector particles inserted into each nostril about 3-5 mm Apply. Another group receives the vector-free formulation buffer in the same manner. blood Samples were collected from the jugular or tail vein 1-14 days later, and as described in Example 2Hi. Assay for Factor VIII production as described. 2.Human dosing protocol   There are several types of drug delivery devices for the nasal cavity (Chien, Y et al., Crit Rev  Therap Drug Carr Sys, 4:67, 1987). These systems use a nasal sp Including laye, nasal drip, wet cotton gauze, aerosol spray, and inhaler. Me The needle-dispensing nebulizer can deliver a predetermined volume of the formulation to the nasal cavity.   Two groups of patients are used in this study. One group of patients may receive a nasal spray or Or 4-8 μg / ml polybrene or other form applied to each nostril via nasal instillation 10 in formulation buffer in the presence or absence of9100-50 at cfu / ml Receive 0 μl of retroviral vector particles. The other group is applied in the same way Receive only the prescribed formulation buffer. Blood samples are collected after 1-14 days and performed Assay for Factor VIII as described in Example 2B1.                                 Example 8         Preparation of recombinant retrovirus for delivery of human growth hormone A.hGH Preparation of a vector containing   The vector pDHF828 containing the full-length human growth hormone gene is essentially Build as below. Briefly, plasmid pDHF811 was replaced with the KT-1 Remove the XhoI-ClaI fragment of the virus vector and connect the cohesive ends. It was constructed by inserting the following oligonucleotide linkers. Linker sequence: Specifically, the linker was added at 65 ° C for 20 minutes, 42 ° C for 20 minutes, 37 ° C for 20 minutes, and room temperature. For 2 hours. The concentration of both oligonucleotides was 18 mM and the salt concentration was 1 00 mM NaCl. After annealing, add 50 ml of 1.8 mM annealed linker. , Digested with ClaI overnight to generate ClaI ends. 3 nM KT-1 X for coupling The hoI-ClaI fragment was mixed with 90 nM linker and the resulting mixture was Incubated for 3 hours at ° C. Transfer the ligated DNA sample to DH-5α competent And transformed cells were screened.   Plasmid chGH800 containing the full-length cDNA of the hGH gene (Martial, R.A., et al., Science  205: 602,1979), digested with HindIII and blunt-ended with Klenow fragment enzyme And cloned into the SrfI site of pDHF811. The resulting plasmid was cloned into pDHF828 It was called. B.hGH Preparation of expressed recombinant retrovirus   The pDHF828 plasmid is then transferred to HX packaging cells using standard procedures. According to the preferred modification of the kit protocol. Assay (HGH I00T) (Nichols Institute, San Juan Capistrano, CA) did. On day 1, warm kit components to room temperature and gently invert by inversion And then open some vials. The test sample is Centrifuge in a volume centrifuge for 5 minutes, then remove fibrin and other debris Used them. All samples were measured in quadruplicates, including standards. Incubation was performed in 12 x 17 polypropylene tubes stored in the dark. U. Aliquot 150 μl of sample or standard into each tube and add Of antibody was added and the samples were mixed gently. One bead in the kit Were added to each well using the tweezers provided in. Cover the tube , Covered with foil and shaken on an orbital shaker at room temperature for 24 hours. Stan Dard contains 530 pg / ml (STD D) and serial dilutions are given at 250, 100, 50, 25, 1 0, 5, and 2.5 pg / ml were made in a zero standard of Std D.   After 24 hours, open the tubes and add 0.5 ml of wash buffer. Was. Combine these washing solutions with enough force so that the beads come off the bottom of the tube. added. The samples are washed three times with 2.0 ml of nanopure water and thoroughly each time Aspirated. Luminometer measurements were taken on 12 x 75 polycarbonate (transparent) stored in the dark. Light plastic) in a tube. Luminometer for performance control Preliminary tests were performed using a darn.   Using this assay, HX / HGH retrovector producing cell lines were transformed to 4.8 x 106cfu / ml Produced at a titer of Introduction of plasmid into DX packaging cells is 1.6 × 107cf This resulted in the generation of clonogenic cells with a titer of u / ml.                                 Example 9                        Preservation of recombinant retrovirus A.Lactose formulation of recombinant retrovirus   Crude recombinant retrovirus is bound to beads in a bioreactor matrix. Celligan cells containing the combined recombinant retrovirus-transformed DA cells Obtained from Io Reactor (New Brunswick, New Brunswick, NJ). Cells are continuous In a growth medium that traverses cells in a continuous flow process Next, the recombinant retrovirus is released. Collect the medium leaving the bioreactor and Through a 0.8 micron filter and then a 0.65 micron filter To clarify the crude recombinant retrovirus. Crossflow enrichment system (Filtron , Boston, MA). About 50 units of DNa per ml of concentrate The exogenous DNA is digested by the addition of se (Intergen, New York, NY). Digestion, Using the same cross-flow system, 150 mM NaCl, 25 mM tromethamine, pH 7.2 Diafiltrate against. In 50 mM NaCl, 25 mM tromethamine, pH 7.4 On a Sephadex S-500 gel column (Pharmacia, Piscataway, NJ) equilibrated with Load the diafiltrate into Purified recombinant retrovirus at 50 mM Elution from Sephadex S-500 gel column in NaCl, 25mM tromethamine, pH 7.4 I do.   A formulation buffer containing lactose was prepared as a 2x concentrated stock solution. This formulation buffer contains 25 mM tromethamine, 70 mM NaCl, 2 mg / ml arginine, 10 mg / ml HSA and 100 mg / ml lactose in a final volume of 100 ml to pH 7.4 Contained.   1 part of S-500 purified recombinant retrovirus plus 1 part of 2x lactose formulation buffer To form a purified recombinant retrovirus. Prescribed recombination Storing or drying the retrovirus at -70 ° C to -80 ° C Can be.   Supermodulyo 12K freeze dryer (Edwards High Vacuum, Tonawanda, NY) In the attached Edwards Refrigerated Chamber (3 Shelf RC3S unit), Lyophilized retrovirus. When the lyophilization cycle is complete, After the release of nitrogen gas, the vial is stoppered under vacuum. Remove vials when removing Crimp with a luminium seal.   In a given lactose study, the formulated liquid product was stored at -80 ° C and -20 ° C. Stored in both circulation freezer. In FIG. 15, the virus of these samples Infectivity was compared to the virus infectivity of the lyophilized sample. Lyophilized sample , -20 ° C, refrigerated, and room temperature. Sample activity during reconstitution Determined by a titration assay.   The lyophilized recombinant retrovirus is reconstituted with 1.0 ml of water. Reconstructed The infectivity of the recombinant retrovirus is determined by a titer activity assay. Assay , HT1080 fibroblast or 3T3 mouse fibroblast cell line (ATCC Deposit No. CCL 163) It went in. Specifically, 1 × 10FivePlate cells on a 6cm plate And 37 ° C, 10% COTwoIncubate overnight at. Reconstituted recombination Les Ten microliters of serial dilutions of Torovirus were added to 4 mg / ml polybrene (Sigma, (St. Louis, MO) and added to the cells at 37 ° C., 10% CO 2TwoIncubate overnight at Beate. Following incubation, cells are neomycined in medium containing G418. Select for thin tolerance, and 37 ° C, 10% COTwoIncubate for 5 days at . Following the initial selection, these cells are re-fed with fresh medium containing G418. And incubate for 5-6 days. After the last selection, for colony detection Next, the cells are stained with Coomassie blue. Determine the sample titer based on the number of colonies, Determine from the label and the volume used.   FIG. 15 shows that storage in a lyophilized form at −20 ° C. to refrigerated temperature was −80 ° C. to −80 ° C. Similar virus activity to recombinant retrovirus stored in liquid at 20 ℃ Retain and allow less stringent temperature control during storage. And B.Mannitol formulation of recombinant retrovirus   The recombinant retrovirus utilized in this example was purified as described in Example 9A. did.   Formulation buffer containing mannitol was prepared as a 2x concentrated stock solution . This formulation buffer contains 25 mM tromethamine, 35 mM NaCl, 2 mg / ml arginine , 10 mg / ml HSA, and 80 mg / ml mannitol in a final volume of 100 ml, pH 7.4.  Contained in   1 part S-500 purified recombinant retrovirus, 1 part mannitol formulation buffer To form a purified recombinant retrovirus. Prescribed recombination The retrovirus is stored at -70 ° C to -80 ° C at this stage, or Can be dried.   Edwards Refrigerated Chambe mounted on a Supermodulyo 12K freeze dryer Dry the formulated retrovirus in r (3 Shelf RC3S units). freeze drying When the cycle is complete, release the nitrogen gas to 700 mbar and place in a vial under vacuum. Stopper. Upon removal, the vial is crimped with an aluminum seal.   In a given mannitol study, the prescribed liquid product was stored at -80 ° C and -2 ° C. Stored in both 0 ° C. circulating freezer. FIG. The virus transmission power of the lyophilized sample was compared to the virus transmission power of the ills. Lyophilized sump Were stored at −20 ° C., refrigerated temperature, and room temperature. Sample activity during reconstitution Is determined using the titer assay described in Example 9A.   FIG. 16 shows that storage in lyophilized form at −20 ° C. to refrigerated temperatures is −80 ° C. Significant virus, comparable to recombinant retrovirus stored in liquid at -20 ° C Temperature control that retains virus activity and is less stringent during storage Is allowed. C.Trehalose formulation of recombinant retrovirus   The recombinant retrovirus utilized in this example was prepared as described in Example 9A. Was purified.   Formulation buffer containing trehalose was prepared as a 2x concentrated stock solution . This formulation buffer contains 25 mM tromethamine, 70 mM NaCl, 2.0 mg / ml arginine , 10.0 mg / ml HSA, and 100 mg / ml trehalose in a final volume of 100 ml, pH 7 Contained in .2.   Add 1 part of trehalose formulation buffer to 1 part of S-500 purified recombinant retrovirus By addition, a purified recombinant retrovirus is formulated. Prescribed recombination The retrovirus is now stored at -70 ° C to -80 ° C or dried. Can be dried.   Edwards Refrigerated Chambe mounted on a Supermodulyo 12K freeze dryer Dry the formulated retrovirus in r (3 Shelf RC3S units). freeze drying When the cycle is complete, release the nitrogen gas to 700 mbar and place in a vial under vacuum. Stopper. Upon removal, the vial is crimped with an aluminum seal.   In a given trehalose study, the formulated liquid product was stored at -80 ° C and -20 Stored in both circulating freezer at ° C. In FIG. 17, the windows of these samples are shown. Russ transmission was compared to the virus transmission of lyophilized samples. Lyophilized sump Were stored at −20 ° C., refrigerated temperature, and room temperature. Sample activity during reconstitution Determined using the titer assay described in Example 9A.   FIG. 17 shows that storage in a lyophilized form at −20 ° C. to refrigerated temperature was Similar virus compared to recombinant retrovirus stored in solution at 20 ° C Retention of activity and allow for less stringent temperature control during storage. It indicates that it is acceptable.   Virus in solution formulated recombinant retrovirus sample stored at -80 ° C Infectivity was determined by lyophilized recombinant retrovirus storage at -20 ° C. Compared to Lus infectivity. First, obtain a large amount of recombinant retrovirus, and then Formulated in four different ways as shown in Then, the prescribed recombinant retro Irus is frozen in bulk for 1.5 months, then quickly thawed and lyophilized . The lyophilized positive control was stored at -80 ° C and then lyophilized at -20 ° C. Compare with sample. The prescriptions are listed below:   In the graph of FIG. 18, the Y axis in each of the four graphs (A, B, C, D) is It represents the normalized titer. At the starting time point after freeze-drying (t = 0), Established for both 80 ° C liquid samples and -20 ° C lyophilized samples. At each time point in the stability study, the titer obtained was divided by the titer value at the zero time point. And the original percentage was plotted on the graph.   This data shows that the activity after lyophilization is comparable to that of liquid samples (stored at -80 ° C). To demonstrate that it is maintained in lyophilized samples (stored at -20 ° C). The formulated lyophilized recombinant retrovirus is stored in a -20 ° C freezer (frost-free). (Circulation freezer). Formulated liquid recombinant leto stored at -80 ° C Lyophilized forms, compared to virus, are less stringent of storage conditions. Tolerant controls.                                 Example 10                 Analysis of crude and purified recombinant retrovirus   Crude and purified solutions of recombinant retroviral particles can be used, for example, with PHASTGEL system. (Pharmacia Biotech) to separate on a gradient polyacrylamide gel . Briefly, samples were run with 4-15% untreated polyacrylamide. Run on gel and run at 250V for 35 minutes. The gel is then removed and Stained with Coomassie Blue to detect viruses and other protein components To color. This gel is then used to determine the contents of the virus and other components. Scan by laser densitometry.   Viral bands are identified by their relative molecular weight and reverse transcriptase activity (RT). Can be determined. The purpose of this assay is to reverse transcriptase (RT) (this enzyme (Associated exclusively with the virus). In the sample The relative amount of retrovirus can be determined by measuring the activity of this enzyme in a given preparation. And can be determined.   Briefly, Moloney murine leukemia virus reverse transcriptase (Pharmacla, Newar k, NJ) in 1 × Tris / EDTA buffer solution containing 10 mM Tris-HCl and 1 mM EDTA (pH 8.0) To a concentration of 1 μg / ml. Add 100 μl of this solution to 6. 84ml sterile dHTwoO, 500 μl 1 M Tris HCl (pH 8.0), 10 μl 0.1 M MnClTwo200 μl 1 M dithiothreitol, 50 μl of 10% Nonidet P40 (NP40), 2 μl of 100 μM dNTP ( Pharmacia, Newark, NJ, dNTP Ultrapure KitTM), And 300 μl of methyl-ThreeH Chimiji To 5'-triphosphate (30-50 Ci / mmol). Place this mixture in a water bath Incubate at 37 ° C for 1 hour. After incubation, place samples on ice. Good. About 1.0 ml of 2N HCl is added to the cooled sample. Precipitated radiolabeled D The NA fragment was subjected to Millipore sampling manifold (Millipore, Philadelphia, PA) Filter with suction on a glass fiber filter using. Wash this filter Clean, dry, place in scintillation cocktail, and Beckman LS5000 Count on a TD scintillation counter (Beckman, Dallas, TX).                                 Example 11             Analysis of complement resistance in various packaging cell lines A.Preparation and transduction of packaging cell lines   Four different packaging cell lines were packaged with pCBβ-gal in infectious virions. Used for caging. Two cell lines are D17 dog cells ("D") (ATCC C CL 183) and two cell lines are derived from the human embryonic kidney cell line 293 ("2") (ATC C CRL 1573). For both canine and human packaging cells, One cell line expresses an amphotropic envelope derived from 4070A virus (Ie, DA and 2A, respectively), and the other is xenobiotic derived from the NZB9-1 virus. Nootropic envelopes (ie, DX and 2X, respectively) were expressed. all Of 10% heat-inactivated fetal bovine serum (Hyclone, Salt Lake City, (UT) supplemented in DMEM medium (Irvine Scientific, Santa Ana, CA).   Each of the four packaging cell lines was transduced with G pseudotyped pCBβ-gal (pseudotyped For procedures, see Burns et al., (1993) Proc. Nat'l. Acad. Sci. USA, Vol. 90, 8033-8037. See page.) After G418 selection, a pool of selected cells is diluted and cloned (Amplified vector maintained as a non-clonal pool) Producing human cell lines). Highest on HT1080 cells (ATCC deposit number CCL 121) Cell lines producing the vector producing high titers were selected. G418 roller Determined about 2 days after transduction by X-gal staining of knee forming units or monolayers ( For a more detailed titration assay, see Current Protocols in Molecular Bio logy, Ausubel et al.).   The retrovirus-containing supernatant was transferred to individual amphotropic envelopes (DA and And 2A) or xenotropic envelope (DX or 2X) vectors Collect from each confluent monolayer of cell lines and filter with a 0.45 μm After filtration over, aliquoted and stored at -70 ° C. B.Serum inactivation assay   The serum inactivation titer assay was performed as follows: at least two sera From different human volunteers, chimpanzees, baboons, and macaque monkeys . Approximately 20-70 mL of blood is separated into serum separation tube (Becton Dickinson, Los Angeles, CA) Within each donor. Blood is allowed to clot for 20-30 minutes at room temperature, The samples were then centrifuged at 2000 xg for 10 minutes at 4 ° C. Serum was added to about 1.1 ml And frozen at -80 ° C. All classic vials from each batch For complement activity (Quantiplate, Kallestad Labs, Inc., Chaska, MN) Only batches with "normal" levels of complement activity were used. 100% fresh A 1 ml aliquot of serum was used for each inactivation assay. Complement of each serum Was prepared by heat inactivation at 56 ° C for 30 minutes. Was. Undiluted and diluted preparations of supernatants containing recombinant retroviral particles (10Three/ ml blood BCFU) or medium control, serum, or heat-inactive The mixture was mixed 1:10 with the immobilized serum. These mixtures are then incubated at 37 ° C for 30 minutes. I was vate. The treated vector particles were then transformed into standard blue colony forming cells. Titration by position assay (Current Protocols in Molecular Biology, supra) did.   The results of this experiment are shown below in Table 1 as BCFU / ml.   Briefly, these results were generated in a human packaging cell line. Recombinant retrovirus is a thermolabile product of human serum in an in vitro assay. Show no detectable sensitivity to inactivation by minutes (probably complement) Prove. In contrast, this result indicates that inactivation by chimpanzee serum Partially susceptible to This order shows that susceptibility to baboon serum and macaque serum increases. In addition, these in vitro results have been demonstrated in D17-derived packaging cell lines. The recombinant retrovirus produced contains heat-labile components (probably human, chimpanzee). , Baboon, and macaque serum). Demonstrate sensitivity.   Any of the above two cell lines (canine cell line DA and human cell line 2A), and Packaging in different human cell lines (HX, HT1080-derived packaging cell lines) Other experiments performed with another recombinant retroviral genome performed; Confirm that the conclusions obtained are not vector dependent. In addition, 29 3 and HT1080-derived human producer cell lines are also equally complement resistant vectors. Generated.   A package derived from human HT1080 expressing the envelope tropism of different mice, poly Further generated using recombinant retroviral particles generated in zing cells. Experimental data also indicate a lack of sensitivity for thermolabile human serum components, and The argument was further confirmed.                                 Example 12           Production of recombinant retrovirus from hollow fiber culture A.Start culture   To begin hollow fiber culture, first 48 hours before seeding, 100-200 ml Hollow fibers can be simulated at 37 ° C operating conditions in complete growth media. Bioreactor (HFB) conditions were set. The growth medium has been Should be adapted. Aspirate all liquid in HFB sent first And should be replaced with complete growth medium. Place to sow in bioreactor If this is the case, the cells should not be split faster than 48 hours and the cells Should be in exponential phase at the time of harvest for seeding. The cells are Collected by centrifugation and pelleted by centrifugation. Then this cell The pellet is resuspended in 4 mL of 25% unconditioned medium and found on HFB Extra-capillary space with a syringe using the syringe port on the side Deliver to After seeding the HFB, allow the cells to sit for 20-30 minutes before starting the circulation pump. To wear. During this time, the medium used to prepare the HFB must be 100-200 mL before the 25% preparation. Replace with medium. Open the circulation pump at the starting flow rate set at 25 ml / min. Start (set to 5 with 2 long pump needles). When the pump is turned on One hour after starting, a 1 mL sample of the medium was used to reduce the initial lactate and ammonia levels. Collect for recording. Take 1ml samples every 24 hours as daily plan And assay daily lactate and ammonia production. Lactate levels are 2. When starting to reach 0 g / L (or equivalent to 22 mM / L), add 100-200 mL of the first old medium Replace with fresh medium. The same until the culture reaches the daily level of 20 mmol / L Replace volume of medium. When the daily lactate level reaches 20 mmol / L, a storage bottle Increase size to 500 mL bottle containing 500 mL fresh medium. The culture is then: When the production of lactate at 2.2 mmol / day begins, the flow rate is increased to 50 mL / min. 500 If the volume of mL reaches 20 mmol / L lactate daily, the storage supplied to the original Cellco Replace the liquid cap with the male luer lock fitting. Larger storage caps (Unisy Replace with n-vender part # 240820). This storage cap is a 2 liter Cornin g Corresponds to the size of the bottle (to avoid changing the storage cap during the culture operation, Cultures can be transported with larger storage caps that can also support smaller bottle sizes. Start rolling). When assaying and recording daily lactate readings, When the culture reaches maximum cell density (lactate percentage is reduced and levels are The daily lactate production level of the culture can be calculated to determine . B.2X- Seeding density for β-gal   Establish two hollow fiber runs to establish specific sowing requirements . One run seeds a small number of cells and the other seeds a large number of cells You. The progress of the culture can be monitored for daily glucose consumption and lactate production levels. And track by. FIG. 22 shows the vector producer cell line 2X-β-GAL17-142 5 is a representative graph of data generated over a period of weeks.   In this experiment, one HFB contained 1.3 × 107Seed cells (low seeding culture 1.6) for the other HFB8Cells were seeded. In this experiment, the cell line (2x-β-GAL17-14) Is a suitable hollow fiber under low and high seeding conditions -I could start driving. The ability to incubate HFB with fewer cells is To reduce the effort required to generate the number of cells needed to start feeding It is only convenient. However, a low seeding start is also usually optimal to produce the highest titers. of Extend the time required to reach cell density. In this experiment, the details used were The spore strain is a hollow fiber that ultimately requires a daily medium change of 500 mL per day. Very well adapted to culture. C.Cell culture health and maximum cell density:   In the initial Cellco design, the initial media storage cap was a standard 100 mL And not suitable for larger bottles other than 500 mL media bottles Was observed. This allows more than 500 mL of daily medium exchange for vigorous growth cultures. If replacement is necessary, it is a problem. A large number of medium changes daily Increasing the probability of culture contamination by increasing daily handling time . If you do not choose to perform multiple daily medium changes, the culture will run To the daily toxicity level of waste that can affect cell expansion in the system as well as how long it survives Exposed. Fig. 22-B shows that 500 mL of fresh medium must be replaced every day after culturing on day 7. The lactate concentration of the required culture is shown. Figure 22-D tracks the amount of lactate produced daily This is one indication of the health of the culture. The graph shows that the culture is No longer expanded based on reaching stable levels of lactate production Is shown. Another indicator of cell culture health is a decrease in peak titer production ( See FIG. 23). This also correlates with high levels of daily lactate exposure . These findings suggest that the optimal titer is determined by the maximum cell density and the relative health of the culture. It shows that it can be correlated with D.Optimal titer concentration, frequency of recovery, and total recovery   Β-gal titers for the above experiments were determined from frozen samples and Titration was performed in 293 cells assayed 48 or 72 hours after transfection. Transduction Entered cells are stained for βGAL activity and individual cells are counted with a hemocytometer. The titer was obtained based on the number of blue cells / mL (BCT / mL). As shown in FIG. Optimal titers were 72 h blue cell titers in 293 cells on day 7 of high seed culture. From 1.8 × 108Obtained at BCT / mL. Duplicate cultures initially seeded at 10 times lower seeding density The product was 5.2 x 10 from the 48 hour blue cell titer.7Peak reached at BCT / ml. 2X b-GAL17- 14 Previous planar stock cultures of the cultures were blue cell titers for 48 hours on HT1080 cells. And the number is 5 × 106Calculated as BCT / mL Have been. If using the value obtained from the 48 hour blue cell titer, use the hollow fiber The increase in titer due to the use of the system 10 times higher than the crude supernatant obtained from Ko. These maximum titers include Reaches lactate with a daily toxicity level of 20 mmol / L that appears to reduce potency Reached before. Crude supernatant was collected every 9 hours without any loss of titer (See FIG. 2). Three recoveries per day achieved with minimal loss of titer It is expected that it can be done. In addition, continuous hollow fiber cultures can be maintained for several weeks. obtain. When the titers were compared between low and high seeding cultures, two seeding cultures were used. There is almost no difference between the nutrients on day 11 and the average is 4 × 107BCT / mL.                                 Example 13                      Two-phase purification of recombinant retrovirus A.DA / ND-7 Enrichment of recombinant particles   3.5 × 108cfu / ml (total 1.75 × 109DX / DN-7 recombination at a titer of cfu) Five milliliters of retroviral particles were added to 1400 ml of medium (5% fetal bovine serum Diluted DMEM). 300 ml of two-phase partitioning components (PEG-8000 (autoclaved) ), Dextran sulfate, and NaCl) to a final concentration of 6.5% PEG, 0.4% Add kisstran and 0.3 M NaCl. The resulting solution is Place in a separating funnel and leave in the cold room for 24 hours (approximately 6-16 (Including two mixing steps at time intervals).   After 24 hours, carefully withdraw the lower layer (about 20 ml) and remove the intermediate phase (about 1 ml). Collect in a 15 ml conical FALCON tube. Add mesophase containing vector with PBS Dilute to 10 ml by addition and incubate at 37 ° C to bring the solution to room temperature. Incubated and destabilized micelles.   To half of the diluted mesophase, add KCl to a final concentration of 0.4M and add And mix well. The tube is then placed on ice for 10 minutes and Spin at 2,000 rpm for 2 minutes with a heart separator. The supernatant is removed and 0.45 Filter with a μm syringe filter.   The other half of the mesophase containing the vector was purified by S-500 Sephadex chromatography in 1X PBS. Separate by chromatography.   The results of these enrichment processes, as determined in the BCFU assay, are described below. Shown in Table 1 of:   In summary, if KCl isolation is used as a final step, recombinant retrovirus Reduce 1.4 liters of crude research grade supernatant containing particles to a volume of 10 ml. About 50% (+/- 20%) is recovered. S-500 chromatography as the final step If used, only about 10% of the first recombinant retroviral particles are in 14 ml Will be collected.   MY membrane Amicon for complete retroviral vector particle enrichment Utilizing a filter, the vector-containing solution may be subjected to further concentration, resulting in a volume The volume 10-14 ml was reduced to less than 1 ml.                                 Example 14   Production of DX / ND7βGAL clone 87-derived vector using cell factory   DX / ND7βGAL clone 87 (expression vector) was propagated in a cell factory . Enough cells to seed 20 10-layer cell factories (NUNC) at 1: 3 dilution Cells were grown in DMEM supplemented with fetal calf serum in roller bottles until obtained . Each 10-layer cell factory is seeded with approximately 0.8 liter of cell culture medium.   Place the medium containing cells in the factory so that the suspension is evenly filled to 10 layers. Cells were seeded into the cell factory by injection. Then this file To prevent redistribution of the suspension into common tubes. Carefully tilt away from it. Finally, this cell factory is Circulate in the upright position. Attach hepavent filters to each doorway. Then , This factory COTwoPlaced in incubator.   On day 3 and each of the following 3 days, the supernatant containing the vector was collected. Cell The factory is placed in a tissue culture hood. Take out one filter, and Connect a sterile transport tube to the opening. To drain the supernatant into a tube Lift this factory. About 2 liters of supernatant from each factory to recover. Refill the lost media with fresh DMEM / FBS. Transport tube Remove and put the factory back in the incubator. 20 cells About 90 liters of the crude supernatant containing the vector was obtained from the factory.   Vector validation was performed by transduction of HT1080 cells. These cells Collected after days and stained for β-gal protein. The supernatant was titrated to 2 × 107/ ml.                                 Example 15               Concentration of recombinant retrovirus by low-speed centrifugation A.Preparation of supernatant of retro vector   Producer cell lines DA / βgal and HX / DN-7 were combined with 10% fetal bovine serum and 1 mM L- Added glutamine, sodium pyruvate, non-essential amino acids and antibiotics Culture flask containing Dulbecco's modified Eagle's medium (DMEM), and roller bottle Respectively. Transfer virus supernatant from flask and roller bottle. Collected and filtered through a 0.45 μm syringe filter. This filtered supernatant Is stored at 4 ° C (HX / ND7) or frozen at -70 ° C (DAβ-gal) Or did. B.Virus concentration   Transfer the virus supernatant to a 50 ml sterile OAKRIDGE screw cap tube. And placed in an SS34 rotor using a Sorvall centrifuge. This tu The tube was spun at 16,000 rpm (25,000 g force) for 1 hour at 4 ° C. When the spin is completed Remove tube, decant supernatant, and place small opaque pellet on top The cells were resuspended in the DMEM medium described above. C.Virus titer determination   Concentrated virus was placed in a 6-well plate at 2 x 10FiveCell density HT108 cells plated 24 h before with 4 μg / ml polybrene. Was. Briefly, the virus preparation was diluted 1/10 to 1 / 10,000 and 50 μl One of each dilution was used to infect one of the 6-well plates. Plate, 37 Incubated overnight at ° C. After 48 hours, cells were fixed and stained with X-gal Was. The results are shown in Table 1 below. As is evident from Table 1, virus recovery rates ranged from 30% to 99%. High recovery was obtained from human producer cells (HX / ND7; recovery was 91% ~ 99% range).                                 Example 16                 Enrichment of recombinant retrovirus by ultrafiltration   Purified on S-500 containing β-gal expressing recombinant retrovirus DX / CB-βgal The supernatant and partially concentrated supernatant containing the same virus were each added to a 0.45 μm filter. Filter through filter and CENTRIPREP-100 filter (Product # 4308, Amicon, MA) Loaded. The supernatant was kept at a temperature of 4 ° C. throughout the procedure, including during centrifugation. . CENTRIPREP filters were spun three times at 500 × G for 45-60 minutes each. The filtrate was decanted between each spin. The retentate is then continuously reduced As a result, the volume that was initially 15 ml (or 10 ml) is reduced to about 0.6 ml per unit. Diminished.   The resulting titer is transferred to one well 24 hours before transduction of the virus sample. 1 × 10 perFiveBy assaying HT1080 target cells set at the cell concentration Decided. Cells were treated with 8 μg / ml polybrene and 2 ml growth medium per well Transduction was performed in the presence of (DMEM + 10% FBS). This procedure is shown in Table 1 below. Approximately 100% of the virus was recovered (note that the titer is BCFU / ml) That).                                 Example 17            Preparation of recombinant retrovirus in bioreactor A.Freezing protocol   1 × 107At a concentration of cells / ml / vial, 10% to 20% of FBS, And frozen in DMEM medium containing 5% to 15% DMSO. Freezer for speed control of cells ー (Series PC, Controlled Rate Freezing System, Custom Biogenic Systems, Wa Freeze at 1 ° C to 10 ° C per minute with rren MI). Keep frozen cells in liquid nitrogen Exist. B.Bioreactor protocol   Thaw cells from frozen vials at 37 ° C and wash once with medium to remove DMSO And 850cmTwoExpanded in FALCON roller bottles (Corning, Corning, N.Y.) I do. Using the expanded cell culture, a “CELLIGEN PLUS” bioreactor (5 The working volume of the turtle; New Brunswick, Edison, NJ) was inoculated. 3-15 g of these cells Microcarriers (ie, Cytodex 1 or Cyt odex 2; Pharmacia, Piscataway, NJ). The initial inoculation density is 2 4 to 9 cells / bead in half to full volume in 24 hours. For virus products The medium components of FBS (10% -20%), glutamine (8-15 mM), glucose (4.5- 6.5 g / l), non-essential amino acids (IX), RPMI 1640 amino acids (0.2-9.6X), 10 mM HEPES, R DMEM high glucose basal medium supplemented with PMI 1640 vitamins (0.2-5X) (Irvine Scie ntific, SantaAna, CA.).   During the cultivation, the pH (6.9-7.6) and dissolved oxygen ("DO" 5-90%) are removed by air, oxygen, nitrogen. It is controlled by the use of a four gas system containing sulfur and carbon dioxide. Then After several days of batch growth, the perfusion was increased stepwise at a rate of 0.5-2.5 volumes / day, The nutrients are collected and continuously perfused with fresh medium at the same time. Cell retention, decant FIG. 3 is the result of differential sedimentation of cells covering the beads in the column.   During the operation, the bioreactor is replaced with live cells, titers, glucose, lactate, Monitor for monia level and no contamination. Living cells and power Price is 1 × 10FiveCells / ml-1 x 107In the range of cells / ml. Glucose is 6-0.25 g / l, lactate ranges from 1 to 25 mM, and ammonia ranges from 0.5 to It is in the range of 30 mM. Incubate cells in bioreactor for 5-25 days You.   From the foregoing, certain embodiments of the present invention have been described herein for purposes of illustration. However, various modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention. It will be appreciated that it will gain. Accordingly, the invention is not limited except as by the appended claims. , But not limited to.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI A61K 39/00 ADY A61K 37/02 AED (C12N 15/09 ZNA C12R 1:92) (C12P 21/02 C12R 1:92) (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FR,GB,GR,IE,IT,LU,M C,NL,PT,SE),AM,AT,AU,BB,B G,BR,BY,CA,CH,CN,CZ,DE,DK ,EE,ES,FI,GB,GE,HU,IS,JP, KE,KG,KP,KR,KZ,LK,LR,LT,L U,LV,MD,MG,MN,MW,MX,NO,NZ ,PL,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI, SK,TJ,TM,TT,UA,UG,UZ,VN (72)発明者 チャン,スティーブン エム.ダブリュ ー. アメリカ合衆国 カリフォルニア 92064, ポウェイ,カミノデルバレ 12912 (72)発明者 レスペス,ジェイムズ ジー. アメリカ合衆国 カリフォルニア 92109, サンディエゴ,ラモントストリート 4966 (72)発明者 アレン,ジョン アール. アメリカ合衆国 カリフォルニア 92083, ビスタリッジ,エルム リッジ ドライブ 1907 (72)発明者 ボドナー,モルデチャイ アメリカ合衆国 カリフォルニア 92104, サンディエゴ,ジュニパーストリート 3480 (72)発明者 チョン,キンバリー アメリカ合衆国 カリフォルニア 92128, サンディエゴ,アベニュー ベヌスト ナ ンバー7 14955 (72)発明者 デ ラ ベガ,ダン ジュニア アメリカ合衆国 カリフォルニア 92104, サンディエゴ,グリム アベニュー 3243 (72)発明者 デポロ,ニコラス ジェイ. アメリカ合衆国 カリフォルニア 92605, ソラナビーチ,サンタエストレラ 904 (72)発明者 フ,デイビッド チ−タン アメリカ合衆国 カリフォルニア 92122, サンディエゴ,カミノ トランキロ 8012 (72)発明者 イバネス,カルロス イー. アメリカ合衆国 カリフォルニア 92129, サンディエゴ,ミルポンドウェイ 13592 (72)発明者 ミッテルステード,デニス エム. アメリカ合衆国 カリフォルニア 92129, サンディエゴ,クイントンロード 13687 (72)発明者 プルサック,チャールズ イー. アメリカ合衆国 カリフォルニア 92124, サンディエゴ,カミノ プラヤ マラヤ 5121──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI A61K 39/00 ADY A61K 37/02 AED (C12N 15/09 ZNA C12R 1:92) (C12P 21/02 C12R 1:92) ( 81) Designated country EP (AT, BE, CH, DE, DK, ES, FR, GB, GR, IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE), AM, AT, AU, BB, BG , BR, BY, CA, CH, CN, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, GB, GE, HU, IS, JP, KE, KG, KP, KR, KZ, LK, LR, LT, L U, LV, MD, MG, MN, MW, MX, NO, NZ, PL, PT, RO, RU, SD, SE, SG, SI, SK, TJ, TM, TT, A, UG, UZ, VN (72) inventor Chan, Stephen M.. W. California 92064, Poway, Camino Del Valle 12912 (72) Inventor Respeth, James G. United States of America 92109, San Diego, Lamont Street 4966 (72) Inventor Allen, John Earl. United States of America 92083, Vista Ridge, Elm Ridge Drive 1907 (72) Inventor Bodner, Moldechai United States of America California 92104, San Diego, Juniper Street 3480 (72) Inventor Chong, Kimberly United States of America California 128128, San Diego, Avenue Venue Number 7 14955 (72) Inventor de la Vega, Dan Jr. United States of America California 92104, Grimm Avenue, San Diego, 3243 (72) Inventor Depolo, Nicholas Jay. California, USA 926 05, Solana Beach, Santa Estrela 904 (72) Inventor, David Chi-Tan United States California 92122, San Diego, Camino Tranquilo 8012 (72) Inventor Ivanes, Carlos E. United States California 92129, San Diego, Milpondway 13592 (72) Inventor Mittelstade, Dennis M. United States 92129, Quinton Road, San Diego, 13687 (72) Inventor Pulsack, Charles E. California 92124, San Diego, Camino Playa Malaya 5121

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1.ヒトの体液または細胞における測定可能なレベルのタンパク質、核酸分子、 または酵素的産物を得るための方法であって、HT1080細胞において105cfu/mlよ り大きい力価を有する組換えレトロウイルス調製物をヒトに投与する工程を包含 し、ここで、該組換えレトロウイルス調製物は、該ヒトの体液または細胞におい て測定可能なレベルのタンパク質、核酸分子、または酵素的産物が得られ得るよ うに、該タンパク質、核酸分子、または酵素的産物を生成する酵素の発現を指向 し得る、方法。 2.前記力価が、106cfu/mlより大きい、請求項1に記載の方法。 3.前記力価が、107cfu/mlより大きい、請求項1に記載の方法。 4.前記力価が、108cfu/mlより大きい、請求項1に記載の方法。 5.前記力価が、109cfu/mlより大きい、請求項1に記載の方法。 6.前記力価が、1010cfu/mlより大きい、請求項1に記載の方法。 7.前記力価が、1011cfu/mlより大きい、請求項1に記載の方法。 8.ヒトの体液または細胞における測定可能なレベルのタンパク質、核酸分子、 または酵素的産物を得るための方法であって、ヒト血清中およびHT1080細胞にお いて、熱不活性化血清およびHT1080細胞における力価に等価な力価を有する組換 えレトロウイルス調製物をヒトに投与する工程を包含し、ここで、該組換えレト ロウイルス調製物は、該ヒトの体液または細胞において測定可能なレベルのタン パク質、核酸分子、または酵素的産物が得られ得るように、該タンパク質、核酸 分子、または酵素的産物を生成する酵素の発現を指向し得る、方法。 9.前記組換えレトロウイルスが、脳脊髄液、骨髄、関節、動脈内皮細胞、直腸 、膣、およびリンパ系からなる群より選択される部位に投与される、請求項1ま たは8に記載の方法。 10.前記組換えレトロウイルスが、眼内、鼻腔内、舌下、経口、局所的、膀胱 内、および鞘内からなる群より選択される様式で投与される、請求項1または8 に記載の方法。 11.前記組換えレトロウイルスが、肺、肝臓、脾臓、皮膚、血液、および脳か らなる群より選択される器官に投与される、請求項1または8に記載の方法。 12.前記組換えレトロウイルスが、静脈内投与される、請求項1または8に記 載の方法。 13.前記組換えレトロウイルスが、頭蓋内、筋肉内、および皮下からなる群よ り選択される様式で投与される、請求項1または8に記載の方法。 14.前記組換えレトロウイルスが、腫瘍および間質内腔からなる群より選択さ れる部位に投与される、請求項1または8に記載の方法。 15.前記タンパク質が、インフルエンザウイルス、RSウイルス、HPV、HBV、HC V、EBV、HIV、HSV、FeLV、FIV、ハンタウイルス、HTLVI、HTLV II、およびCMV からなる群より選択されるウイルスから得られるウイルス抗原である、請求項1 または8に記載の方法。 16.前記タンパク質が、IL-1、IL-2、IL-3、IL-4、IL-5、IL-6、IL-7、IL-8、 IL-9、IL-10、IL-11、IL-12、IL-13、IL-14、IL-15、γ-IFN、G-CSF、およびGM- CSFからなる群より選択されるサイトカインである、請求項1または8に記載の 方法。 17.前記核酸分子が、アンチセンス配列、非コード非異種センス配列、および リボザイム配列からなる群から選択される、請求項1または8に記載の方法。 18.前記タンパク質がトキシンである、請求項1または8に記載の方法。[Claims] 1. Protein measurable levels in human body fluids or cells, a method for obtaining a nucleic acid molecule or enzymatic products, the recombinant retroviral preparations with 10 5 cfu / ml greater than titers in HT1080 cells Administering to a human, wherein the recombinant retroviral preparation is prepared such that a measurable level of a protein, nucleic acid molecule, or enzymatic product is obtained in the human body fluid or cells. A method that can direct the expression of a protein, nucleic acid molecule, or enzyme that produces an enzymatic product. 2. The titer is greater than 10 6 cfu / ml, The method of claim 1. 3. The titer is greater than 10 7 cfu / ml, The method of claim 1. 4. The titer is greater than 10 8 cfu / ml, The method of claim 1. 5. The titer is greater than 10 9 cfu / ml, The method of claim 1. 6. 2. The method of claim 1, wherein said titer is greater than 10 < 10 > cfu / ml. 7. 2. The method of claim 1, wherein said titer is greater than 10 < 11 > cfu / ml. 8. A method for obtaining measurable levels of proteins, nucleic acid molecules, or enzymatic products in human body fluids or cells, which is equivalent in human serum and HT1080 cells to a titer in heat-inactivated serum and HT1080 cells Administering to a human a recombinant retroviral preparation having a high titer, wherein the recombinant retroviral preparation comprises measurable levels of proteins, nucleic acid molecules, in the human body fluids or cells. Or a method that can direct the expression of the protein, nucleic acid molecule, or enzyme that produces the enzymatic product, such that an enzymatic product can be obtained. 9. 9. The method of claim 1 or 8, wherein the recombinant retrovirus is administered to a site selected from the group consisting of cerebrospinal fluid, bone marrow, joints, arterial endothelial cells, rectum, vagina, and lymphatic system. 10. The method of claim 1, wherein the recombinant retrovirus is administered in a manner selected from the group consisting of intraocular, intranasal, sublingual, oral, topical, intravesical, and intrathecal. 11. 9. The method according to claim 1 or 8, wherein the recombinant retrovirus is administered to an organ selected from the group consisting of lung, liver, spleen, skin, blood, and brain. 12. 9. The method according to claim 1 or 8, wherein the recombinant retrovirus is administered intravenously. 13. 9. The method of claim 1 or 8, wherein the recombinant retrovirus is administered in a manner selected from the group consisting of intracranial, intramuscular, and subcutaneous. 14. 9. The method of claim 1 or 8, wherein said recombinant retrovirus is administered to a site selected from the group consisting of a tumor and a stromal lumen. 15. A virus antigen obtained from a virus selected from the group consisting of influenza virus, RS virus, HPV, HBV, HCV, EBV, HIV, HSV, FeLV, FIV, hantavirus, HTLVI, HTLV II, and CMV; The method according to claim 1 or 8, wherein 16. The protein is IL-1, IL-2, IL-3, IL-4, IL-5, IL-6, IL-7, IL-8, IL-9, IL-10, IL-11, IL- The method according to claim 1 or 8, which is a cytokine selected from the group consisting of 12, IL-13, IL-14, IL-15, γ-IFN, G-CSF, and GM-CSF. 17. 9. The method according to claim 1, wherein the nucleic acid molecule is selected from the group consisting of an antisense sequence, a non-coding non-heterologous sense sequence, and a ribozyme sequence. 18. 9. The method according to claim 1, wherein the protein is a toxin.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS6015308A (en) * 1983-07-06 1985-01-26 Central Conveyor Kk Conveyor with endless circulating body having automatic tension maintaining device
JPH05284896A (en) * 1992-04-10 1993-11-02 Ajinomoto Co Inc Refrigerated dough for bread and production of breads

Patent Citations (2)

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