JPH10512243A - 遺伝子送達ビヒクルの非外傷性投与 - Google Patents

遺伝子送達ビヒクルの非外傷性投与

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JPH10512243A
JPH10512243A JP8521148A JP52114896A JPH10512243A JP H10512243 A JPH10512243 A JP H10512243A JP 8521148 A JP8521148 A JP 8521148A JP 52114896 A JP52114896 A JP 52114896A JP H10512243 A JPH10512243 A JP H10512243A
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Abstract

(57)【要約】 1つ以上の遺伝子送達ビヒクル(「GDV」)の動物への非外傷性投与。このような非外傷性投与は、以前の投与方法に対して顕著な利点を提供する。なぜなら、本発明の投与は、いかなる注射または患者への他の侵入をも必要とせず、それゆえ患者への損傷がずっと少ないためである。さらに、注射または侵入がないために、代表的には、GDVを投与するために非常に熟練した者の必要性がより少なく、滅菌状態の必要性はより少なく、そして感染、損傷、および他の副作用の危険性がより少ない。

Description

【発明の詳細な説明】 遺伝子送達ビヒクルの非外傷性投与発明の分野 本発明の分野は、所望の物質の発現または特定の核酸配列内に組み込む能力の ような、所望の性質を有する核酸配列を含有する組換え核酸ベクターおよび他の ビヒクルの動物内への投与である。発明の背景 所望の核酸分子の操作を含むバイオテクノロジーの分野における最近の進歩は 、例えば癌、遺伝的疾患、関節炎、およびAIDSのような疾患の処置において顕著 な進歩を生じた。これらの進歩の多くは、被験体、特にヒト被験体への所望の核 酸分子の投与を含む。このような核酸分子の、経口投与のような、非外傷性(非 経口でない)投与は、簡便で、容易で、損傷の少ない分子の投与を提供し得、そ してまた無菌操作の必要性を減少させ得る。 しかし、非外傷性投与の利点にもかかわらず、このような疾患または他の病原 性状態の処置に適切な所望の核酸は、非外傷性経路によって投与されなかった。 なぜなら、核酸は、不可欠な薬学的に受容可能なキャリアまたは希釈物と組み合 わせるために適切な単離、精製、乾燥形態で得られず、その上、口、胃、および 腸を通過する際の厳しさ(極端なpH)に耐えられ得なかったからである。例えば 、錠剤およびカプセルのような送達系の物理的調製では、伝統的に、有効成分お よび賦形剤が無水の形態であることが要求される。残留水は、投薬調製物を攻撃 して不安定な産物を生じる。さらに、送達系に加えて、核酸分子および産物は、 全体として、乾燥状態において安定でなければならない。核酸分子が水性の環境 で保存される場合、分子は代表的には低温においてのみ安定であるために、この ことはこのような分子について特に重要である。 従って、非外傷性投与に適切な所望の核酸分子を含有する組成物、およびこの ような分子を非外傷的に投与する方法が必要である。 本発明は、核酸分子を非外傷的に投与するこのような方法、錠剤の便利な製造 を可能にするために十分に単離および精製されたこのような核酸分子を含有する 組成物、および関連する他の利点を提供する。発明の要旨 1つの局面において、本発明は、薬学的に受容可能なキャリアまたは希釈物と 組み合わせて遺伝子送達ビヒクルを含有する組成物を、動物に非外傷的に投与す る工程を含む、動物または患者に核酸分子を導入する方法に関する。この遺伝子 送達ビヒクルは、遺伝子送達ビヒクルを含む宿主細胞内で、少なくとも1つの物 質の発現を指向する。この物質は、本来は遺伝子送達ビヒクルにより発現されな い。 別の局面において、本発明は、薬学的に受容可能なキャリアまたは希釈物と組 み合わせて遺伝子送達ビヒクルを含有する組成物を、動物に非外傷的に投与する 工程を含む、動物または患者に核酸分子を導入する方法に関する。この遺伝子送 達ビヒクルは、少なくとも1つの生物学的に活性な核酸配列を含有し、ここで、 このような生物学的活性は、本来は遺伝子送達ビヒクルに含まれない。 さらなる局面において、本発明は、薬学的に受容可能なキャリアまたは希釈物 と組み合わせて遺伝子送達ビヒクルを含有する組成物を、動物に非外傷的に投与 する工程を含む、動物または患者に核酸分子を導入する方法に関する。この遺伝 子送達ビヒクルは、本来は遺伝子送達ビヒクル内に含まれない核酸配列を含有す る。 好ましい実施態様において、本発明は、上に記載のような方法を包含し、ここ でこの薬学的に受容可能なキャリアまたは希釈物は、遺伝子送達ビヒクルの非外 傷性投与を促進する。他の好ましい実施態様において、上に記載の方法では、物 質または生物学的活性は、非外傷性投与の前には、GDVを含有する宿主細胞にお いて示されない。さらなる実施態様において、生物学的活性は、非外傷性投与の 前には動物内では示されない。別の実施態様において、生物学的活性は、非外傷 性投与の前には、動物内では、減少するかまたは最適状態に達しない。 他の好ましい実施態様において、上に記載の方法では、生物学的活性は、非外 傷性投与前の動物中の宿主細胞内に存在する生物学的活性を、補足、活性化、置 換、および/または抑制する。 さらなる局面において、本発明は、動物への核酸分子の非外傷性投与に適切な 組成物を提供する。この組成物は、遺伝子送達ビヒクルを含む宿主細胞内で、少 なくとも1つの物質の発現を指向するか、または生物学的に活性な核酸分子をコ ードする、無水の凍結乾燥した遺伝子送達ビヒクルを、薬学的に受容可能なキャ リアまたは希釈物と組み合わせて含有する。この物質または生物学的に活性な核 酸分子は、遺伝子送達ビヒクルによって天然には発現されないが、またはこのビ ヒクル内に天然に含まれない。 本発明のこれらまたは他の局面は、以下の詳細な説明を参照すれば明らかにな る。さらに、特定の手順または組成物を詳細に記載する様々な参考文献が本明細 書中に記載される;このような参考文献は、そ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、CT26 β-gal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、腹膜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内で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内で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内で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〜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 ロウイルスに対する−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。比較を容易にするために、力 価を標準化した。発明の詳細な説明 本発明は、動物への1つ以上の遺伝子送達ビヒクル(「GDV」)の非外傷性投 与に関する。このような非外傷性投与は、以前の投与方法に対して顕著な利点を 提供する。なぜなら、本発明の投与は、いかなる注射または患者への他の侵入を も必要とせず、それゆえ患者への損傷がずっと少ないためである。さらに、注射 または侵入がないために、代表的には、GDVを投与するために非常に熟練した者 の必要性がより少なく、滅菌状態の必要性はより少なく、そして感染、損傷、お よび他の副作用の危険性がより少ない。 I.遺伝子送達ビヒクル 「遺伝子送達ビヒクル」は、ウイルスベクター、核酸ベクター(例えば、プラ スミドなど)のような組換え体ビヒクル、遺伝子のような裸の核酸分子、核酸分 子上の負の荷電を中和して核酸分子をコンパクトな分子に凝集し得るポリカチオ ン性分子と複合体化した核酸分子、細菌、および生物において1つ以上の所望の 特性を有する核酸分子を宿主細胞に送達し得るプロデユーサー細胞のような特定 の真核生物細胞である。以下においてさらに説明するように、所望の特性として は、タンパク質、酵素または抗体などの所望の物質を発現する能力および/また は生物学的活性を提供する能力が挙げられる。この生物学的活性とは、GDVに保 有される核酸分子が所望の物質の発現を必要とせずにそれ自体、活性剤であるこ とである。このような生物学的活性の一例は、送達された核酸分子を特定の遺伝 子に組み込むことにより、この遺伝子を不活性化し、そして遺伝子が生成してい る産物を「停止(turn off)」する遺伝子療法である。 代表的に、GDVは核酸分子(または配列)を保有する集合体であり、このよう な分子は、しばしば、目的の配列または遺伝子を発現し得る。タンパク質発現と 関連して、GDVは、例えば、RNAポリメラーゼIIまたはRNAレプリカーゼのための プロモーターエレメントを含んでいなければならず、そしてポリアデニル化を指 向するシグナルを含み得る。さらに、GDVは、転写された場合、好ましくは、目 的の分子または遺伝子に作動可能に連結され、そして翻訳開始配列として機能す る分子を含む。GDVは、ネオマイシン、チミジンキナーゼ、ハイグロマイシン、 フレオマイシン、ヒスチジノールまたはジヒドロ葉酸レダクターゼ(DHFR)のよ うな選択マーカー、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 。さらに、GDVを使用してレトロウイルス粒子を産生する場合、GDVは、レトロウ イルスパッケージングシグナルおよび使用するレトロウイルスに適したLTRが存 在していなければ、これらを含まなければならない。GDVはまた、その他のウイ ルスベクターと組み合わせて使用されるか、または後述するように細胞または組 織に物理的に挿入され得る。GDVは、タンパク質もしくはタンパク質の活性部分 、アンチセンスまたはリボザイムをコードする配列を含有し得る。このような配 列は、細胞傷害性Tリンパ球の移植組織に対する免疫応答を抑制するために、MH C抗原提示を阻害するように設計され得る。 本発明において、GDVとして使用するのに特に好ましいウイルスベクターとし ては、組換えレトロウイルスベクターおよび組換えアデノウイルスベクターが挙 げられる。組換えレトロウイルスベクターの構築については、「組換えレトロウ イルス」という名称の出願(本願で引用される当該引例およびすべての他の引例 は、全体が本明細書中において援用される)により詳細に説明されている。これ らの組換えレトロウイルスベクターを使用し、これを適切なパッケージング細胞 株に導入することによって形質導入可能なレトロウイルスベクター粒子を生成し 得る。同様に、本明細書中において提示される開示内容を考慮すれば、アデノウ イルスベクターも容易に調製し利用し得る(Berkner,Biotechniques 6:616-627 ,1988およびRosenfeldら,Science 252:431-434,1991,WO 93/07283、WO 93/0 6223およびWO 93/07282も参照のこと)。 別の好ましい実施態様では、GDVは、順に、シンドビスウイルスの転写を開始 し得る5'配列、シンドビス非構造タンパク質をコードするヌクレオチド配列、ウ イルス接合領域、異種配列、シンドビスRNAポリメラーゼ認識配列、および25個 の連続ポリアデニル酸残基のストレッチを含むシンドビスRNA発現ベクターであ る。種々の異種配列がGDVに含まれ得る。本発明の種々の実施態様において、GDV は2つ以上の異種配列を含有し得る(および特定の実施態様の範囲内で発現させ 得る)。 本発明で使用するに適切なその他のウイルスベクターとしては、例えばポリオ ウイルス(Evansら,Nature 339:385-388,1989およびSabin,J.of Biol.Stan dardization 1:115-118,1973);ライノウイルス(Arnold,J.Cell.Biochem .L401-405,1990);カナリアポックスウイルスまたはワクシニアウイルスのよ うなポックスウイルス(Fisher-Hochら,PNAS 86:317-321,1989; Flexnerら,A nn.N.Y.Acad.Sci.569:86-103,1989; Flexnerら,Vaccine 8:17-21,1990; 米国特許第4,603,112号および同第4,769,330号;WO 89/01973)、SV40(Mulliga nら,Nature 277:108-114,1979);インフルエンザウイルス(Luytjesら,Cell 59:1107-1113,1989; McMichealら,The New England Journal of Medicine 30 9:13-17,1983; およびYapら,Nature 273:238-239,1978);アデノ関連ウイル スのようなパルボウイルス(Samulskiら,Journal of Virology 63:3822-3828,1 989,およびMendelsonら,Virology 166:154-165,1988);ヘルペス(Kit,Adv .Exp.Med.Biol.215:219-236,1989);HIV;麻疹(EP 0 440,219);麻疹( EP 0 440,219);アストロウイルス(Munroe,S.S.ら,J.Vir.67:3611-3614, 1993);セムリキ森林ウイルスおよびコロナウイルスならびにその他のウイルス 系(例えば、EP 0,440,219; WO 92/06693; 米国特許第5,166,057号)が挙げられる 。さらに、ウイルスキャリアは、同種で非病原性(不完全な)の複製可能ウイル ス(例えば、Overbaughら,Science 239:906-910,1988)であり得る。 GDVがレトロウイルスベクターである好ましい実施態様において、このレトロ ウイルスベクターに保有されている核酸分子は、生ウイルスの産生を可能にする のに十分な大きさのものであるべきである。本発明に関して言えば、感受性単層 上で感染性ウイルスの測定可能な任意の力価が生成すれば、「生ウイルスの産生 」が考えられる。好ましい実施態様の範囲内において、レトロウイルスベクター GDV内の異種配列は、少なくとも100塩基、少なくとも2kb、3.5kb、5kbもしく は7kb、または少なくとも8kbの異種配列を含有する。 ウイルスカプシドまたは細菌細胞膜のような任意の被覆のない核酸分子も本発 明においてGDVとして使用するのに適している。このような「裸の」核酸には、 プラスミド、被覆のないウイルスベクター、および任意の制御領域のない裸の遺 伝子も含まれる。GDVはDNAまたはRNAのいずれであってもよく、またはこれら2 つの組み合わせ(1つの分子にDNAとRNAとの両方を含む)であり得る。 別の代わりの他の実施態様において、GDVはリポソームである。リポソームは 、脂質二重層によって囲まれた水性画分からなる小さな脂質ベシクルであり、代 表的には、球状またはわずかに細長い構造を有し、直径数百オングストロームで ある。リポソームは、いくつかの容易に利用される特徴を示す。適切な条件下で 、リポソームは、標的細胞の原形質膜と、またはリポソームを内在化した細胞に おけるエンドサイトーシスによるベシクルの膜と融合し得、これによってその内 容物を細胞質に排出し得る。しかし、標的細胞の表面との相互作用の前に、リポ ソーム膜は、例えば、細胞質中の分解酵素からその内容物を隔離して保護する比 較的不透過性の障壁として機能する。このため、リポソームは「マイクロピル( micropill)」とも呼ばれる。さらに、リポソームは合成的な構造を有するため 、特別に処方したリポソームは所望の特徴を有するように設計され得る(Stryer ,L.,Biochemistry,236-240頁 1975(W.H.Freeman,San Francisco); Szoka ら,Biochim.Biophys.Acta.600: 1-18(1980); Bayerら,Biochim.Biophys. Acta.550:464(1979); Rivnayら,Meth.Enzymol.149:119(1987); Wangら,PNA S 84:7851,1987およびPlantら,Anal.Biochem.176:420(1989)。 本発明において、GDVとして使用するに適した細菌細胞としては、抗腫瘍剤の ような細胞傷害性物質を細菌の表面上で発現するか、または細菌から搬出される 細胞傷害性物質を発現する細菌が挙げられる。代表的な例としては、BCG(Stove r,Nature 351:456-458,1991)およびサルモネラ(Newtonら,Science 244:70- 72,1989)が挙げられる。本発明において使用するに適切な真核細胞は、プロデ ューサー細胞およびエクスビボで形質導入された細胞を含む。 本発明の1つの実施態様において、GDVは、事象特異的なプロモーターの活性 化により核酸分子が発現されるような、事象特異的なプロモーターの転写制御条 件下の核酸分子を含有する。本発明に関して数多くの事象特異的なプロモーター を利用し得、例えば、チミジンキナーゼまたはチミジル酸シンテターゼプロモー ターのような細胞増殖によって活性化される(あるいはそうでなければ、細胞周 期依存性)プロモーター(Merrill,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 86:4987-91, 1989; Dengら,Mol.Cell.Biol.9:4079-82,1989);細胞がウイルスに感染 した際に活性化されるα-またはβ-インターフェロンプロモーターのようなプロ モーター(FanおよびManiatis,EMBO J.8(1):101-110,1989; Goodbournら C ell 45:601-610,1986);およびホルモンが存在することで活性化されるプロモ ーター(例えば、エストロゲン応答プロモーター;Tooheyら,Mol.Cell.Biol. 6:4526-38,1986を参照のこと)が挙げられる。 好ましい実施態様において、組換えウイルスベクター(好ましいが、必ずしも 必要ではない、組換えMLVレトロウイルス)は、細胞周期依存性プロモーター( 例えば、ヒト細胞チミジンキナーゼまたはトランスフェリンレセプタープロモー ター)のような事象特異的なプロモーターから発現される遺伝子を保有する。こ れは、主に腫瘍のような増殖細胞において転写的に活性なものである。このよう に、これらのプロモーターからの転写を活性化し得る因子を含む複製細胞は、GD Vによつて産生される物質によって優先的に影響を受ける(例えば破壊される) 。 本発明の別の実施態様において、GDVは、組織特異的なプロモーターの活性化 により核酸分子が発現されるような、組織特異的プロモーターの転写制御条件下 の核酸分子を含有する。本発明に関して、種々の組織特異的プロモーターが利用 され得る。このようなプロモーターの代表的な例としては、ホスホエノールピル ビン酸カルボキシキナーゼ(Hatzogiouら,J.Biol.Chem.263:17798-808,198 8; Benvenistyら,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 86:1118-22,1989; Vaulontら ,Mol.Cell.Biol.9:4409-15,1989)、アルブミンプロモーター、およびα フェトプロテインプロモーター(AFP)(Feuermanら,Mol.Cell.Biol.9:4204- 12,1989; CamperおよびTilghman,Genes Develop.3:537-46,1989);IgGプ ロモーターのようなB細胞特異的プロモーター;ガン胎児性抗原(CEA)プロモ ーター(Schreweら,Mol.and Cell.Biol.10:2738,1990)のような乳癌腫ま たは肝細胞癌腫に特異的なプロモーター;エラスターゼプロモーターのような膵 臓腺房細胞特異的プロモーター(Swiftら,Genes Develop.3:687-96,1989) ;カゼインプロモーターのような乳上皮特異的プロモーター(Dopplerら,Proc .Natl.Acad.Sci.USA 86:104-08,1989);ポルフォビリノーゲンデアミナー ゼプロモーターのような、赤血球細胞において活性な赤血球特異的転写プロモー ター(Mignotteら,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 86:6458-52,1990);α-また はβ-グロビン特異的プロモーター(van Assendelftら,Cell 56:969-77,1989 ,Forresterら,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 86:5439-43,1989);ミオD結合 部位のような、骨格筋を調節するプロモーター(Burden,Nature 341:716,1989 ; Weintraubら,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 86:5434-38,1989);インスリン プロモーターのような、膵臓のβ細胞に特異的なプロモーター(Ohlssonら,Pro c.Natl.Acad.Sci.USA 85:4228-31,1988; Karlssonら,Mol.Cell.Biol. 9:823-27,1989);成長ホルモン因子プロモーターのような、脳下垂体に特異 的なプロモーター(Ingrahamら,Cell 55:519-29,1988; Bodnerら,Cell 55:50 5-18,1988);チロシンヒドロキシラーゼプロモーターのような、メラニン形成 細胞に特異的なプロモーター;HER2/neuプロモーターのような乳癌腫特異的プロ モーター(Talら,Mol.and Cell.Biol.7:2597,1987);アルコール脱水素酵 素プロモーター(Felder,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 86:5903-07,1989)の ような肝臓特異的プロモーター;T細胞レセプタープロモーターのようなT細胞 特異的プロモーター(Andersonら,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 85:3551-54,1 988; W inotoおよびBaltimore,EMBO J.8:729-33,1989);オステオカルシンプロモー ターのような骨芽細胞または骨特異的プロモーター(Markoseら,Proc.Natl.A cad.Sci.USA 87:1701-1705,1990; McDonnellら,Mol.Cell.Biol.9:3517- 23,1989; Kernerら,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 86:4455-59,1989)、IL-2 プロモーター、IL-2レセプタープロモーター、乳清(WAP)プロモーターおよびM HCクラスIIプロモーターなどが挙げられる。 本発明に関して、例えば、βグロビン遺伝子およびT細胞マーカーCD2のよう な遺伝子座規定エレメントを含む遺伝子発現を制御する種々の他のエレメントを 利用し得る。さらに、スプライシングおよび核輸送レベルで発現を制御するエレ メントは、βグロビンイントロン配列、HIV-1のrevおよびrreエレメント、D型 アカゲザルレトロウイルスのCTEエレメントである。 本発明の好ましい実施態様の範囲において、GDVはレトロウイルスベクターで あり、遺伝子は腫瘍に対する物質を産生する。この遺伝子は、腫瘍由来の組織に 対する特異性を有する組織特異的プロモーターの制御下にある。レトロウイルス ベクターは複製中の細胞(例えば、正常な肝細胞はゆっくりと複製するのみであ るが、肝細胞癌腫の細胞はより迅速に複製している)のゲノムに優先的に組み込 まれるので、このような2種類の特異性レベル(ウイルス組み込み/複製および 組織特異的転写調節)によって、腫瘍細胞が優先的に殺傷される。 本発明のさらに別の関連する実施態様において、GDVは、事象特異的プロモー ターおよび組織特異的プロモーターの両方の活性化により核酸分子が最大に発現 されるような、事象特異的プロモーターおよび組織特異的プロモーターの両方の 転写制御下の核酸分子を含有する。特に、このようなベクターを利用することで 、核酸分子から発現された物質は、両方の特徴(例えば、上記の例では、組み合 わされたプロモーターエレメントは急速に分裂する肝細胞においてのみ機能する )を満たす細胞型においてのみ発現される。本発明の好ましい実施態様の範囲に おいて、細胞型特異性の厳密さを改善するために転写プロモーターエレメントの 数を増し得る。 上記の転写プロモーター/エンハンサーエレメントは、内部プロモーター(例 えばレトロウイルスについてはウイルスLTR間に存在する)として存在する必要 はないが、改変ウイルスLTRから条件特異的(すなわち、事象または組織特異的 )転写発現が直接起こるように、転写制御エレメントを、それ自体が転写プロモ ーターであるウイルスLTRにおいて添加または置換し得る。この場合、最大発現 させるための条件は、レトロウイルスパッケージング細胞株を模倣しているか( 例えば、増殖条件を変える、必要な発現トランスレギュレータを供給する、また は適切な細胞株をパッケージング株の親として使用する)、または、LTR改変を3 'LTR U3領域に限定し、最大の組換えウイルス力価を得るか、どちらかの必要が ある。後者の場合、感染/組み込みが1回行われた後に、その時点で3'LTR U3が 5'LTR U3であれば、所望の組織特異的発現が得られる。同様に、その他のウイル スベクターについても、プロモーターは外因性であるか、または正常なウイルス プロモーターエレメントとのハイブリッドであり得る。 また、本発明は真核細胞重層ベクターイニシエーション系も提供する。この系 は、5'プロモーター、1つ以上の異種ヌクレオチド配列を発現し得、そして自律 的または1つ以上の因子に応答して細胞を複製し得る構築物、ポリアデニル化配 列、および転写終結配列を含む。簡単に言うと、真核細胞重層ベクターイニシエ ーション系によって、異種ヌクレオチド配列の発現を制御する二段階すなわち「 層状の」機構が提供される。第1の層は第2の層の転写を開始し、5'プロモータ ー、ポリアデニル化部位、および転写終結部位、ならびに必要であれば、1つ以 上のスプライス部位を含有する。このような目的で用いるに適切なプロモーター の代表的な例としては、CMV、レトロウイルスLTR、SV40、βアクチン、免疫グロ ブリンプロモーターのようなウイルスまたは細胞プロモーター、ならびにメタロ チオネインプロモーターおよびグルココルチコイドプロモーターのような誘導プ ロモーターが挙げられる。第2の層は、1つ以上の異種ヌクレオチド配列を発現 し得、自律的または1つ以上の因子に応答して細胞を複製し得る構築物を含む。 本発明の1つの実施態様において、この構築物は上記のシンドビスGVDであり得 る。 好ましい実施態様において、本発明は、レトロウイルスベクターを包含するGD Vを提供する。このレトロウイルスベクターは、好ましくは、KT-1、KT-3、クロ スレス(clossless)骨格ベクター、または組織特異的または事象特異的な発現を 促進するプロモーターを用いるベクターを含む群から選択される。さらに、レト ロウイルスベクターは、好ましくは、ネオマイシン耐性のようなマーカー遺伝子 、および単純ヘルペスウイルスチミジンキナーゼ(HSVTK)遺伝子のような「自殺 遺伝子」の一方または両方を含む。 次いで、これらのGDVは、適切なパッケージング細胞株に導入され、この細胞 株は、GDVがそれぞれアンフォトロピック、ゼノトロピック、またはポリトロピ ックな特徴を示すような、特に所望の特徴を選択し得る。他の適切なパッケージ ング細胞株は、293 2-3 VSV-G系、および好ましい場所へ(例えば地域のリンパ 節または特定の抗原を提示する細胞)ベクターの形質導入の標的化を容易にする ために改変されたベクター構造タンパク質を示す細胞株を含む。次いでこの細胞 株は、所望の組成物を含むことを確認するために試験され得る。 次に、細胞培養物を調製し、レトロウイルスベクターを含む上清液を回収する 。この液体はGDV潜在力について試験され得、これは典型的には、適切なコロニ ー形成単位(CFU)またはプラーク形成単位(PFU)を測定される。1つのアプローチ において、GDV自身は宿主細胞または宿主植物への投与の前にはそれ以上プロセ スされない。好ましいアプローチにおいて、次いで、このGDVは、投与される前 に濃縮、精製、および処方される。 II.非外傷性投与 非外傷性投与は、伝統的な非外傷経路(例えば、頬/舌下、直腸、経口、鼻、 局所(例えば、経皮および眼)、膣、ならびに肺投与)に従った、本発明のGDV 投与を含む。非外傷性投与はまた、尿道を通る膀胱への送達を含む。従って、GD Vは、切開、注射、または自然にはない開口部への器具の挿入によるような生体 への侵入が必要な侵襲性経路を介しては投与されない。このような侵襲性投与経 路の例として、動脈内、筋肉内、腹腔内、皮下、眼内、および静脈内投与が挙げ られる。 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(GDV)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、そしてGDV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、また は他のサイトカイン、あるいは種々のポリペプチドまたはペプチドホルモン、そ れら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含むレトロウイルスベクターを 含むGDVの経口投与を含む。これらのポリペプチドは、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、糖尿病、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)のための処置であり得る。このようなポリ ペプチドはまた、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/ カルシウム沈着のレベルを制御するため、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用いられ 得る。好ましくは、レトロウイルスベクターは、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、そして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、そしてペプチドを呈示するGDVの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、本発明によって 解消される問題)、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レトロウ イルスベクターを含むGDV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レトロウイルスベクターの頬 /舌下投与を介する;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;そして経口送達に関して上述した多く の適用が含まれる。 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レトロウイルスベ クターを含むGDV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、GDV投与に有用であり、ここ でGDVは上記のような特性を有するポリペプチドの発現を引き起こし得る。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 を含むレトロウイルスベクターを含むGDV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の同一の型の多くが、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 子を含むレトロウイルスベクターを含むGDV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コードするレトロウイルスベク ターの眼投与を含む。例えば、血管形成のインヒビターを発現するGDVが、眼の 糖尿病病巣の処置のために用いられ得る。 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、局部的処置が可能であり、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 遺伝子を含むレトロウイルスベクターを含むGDV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M HC、免疫モジュレーター、あるいは上述のポリペプチドのタイプをコードする遺 伝子をコードするレトロウイルスベクターの経皮投与を含む。 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GDVがペプチドを呈示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レトロウイルスベクターを含むGDV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。膀胱内投与の好ましい実施態様は、抗腫瘍遺伝子(例えば、キナー ゼのようなプロドラッグ活性化遺伝子)(同時係属を参照のこと)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GDVの投与を含む。 内視鏡逆行胆嚢膵臓撮影法(ERCP)(口を通過する;皮膚の貫通を必要としな 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。 好ましくは、投与方法は経口投与であり、これは、胃および肝臓を通過し、そ して投与のために医療人員の存在を必要としない、無菌であるが非特異的な投与 方法である。あるいは、この投与は、投与のために医療人員の存在を必要としな い、無菌経路でもある他の非外傷性経路(例えば、頬/舌下、鼻、経皮、膣、直 腸、眼、肺および腔内(interotic)(好ましくは、頬/舌下、鼻、膣または直腸 )を通してもたらされる。他の適切な非外傷性投与経路として、十分な手術手順 および入院を必要としないが、また医療人員の存在を必要とし得る胃鏡検査、EC RPおよび結腸鏡検査が挙げられる。 本発明の非外傷性投与によれば、GDVはポリカチオン分子と複合体化されて、 ポリカチオン補助非外傷性投与を提供し得る。このような遺伝子送達方法は、遺 伝子転移の効率および特異性を増大させる複数の成分で構成される物理的粒子に よる媒介を介する遺伝子の送達を容易にする。詳細には、ポリカチオン分子(例 えば、ポリリジンおよびヒストン)は核酸分子上の負電荷を中和し、そしてコン パクトな形態に分子を凝縮することが示されている。この分子形態は、細胞内で 高い効率で、明らかにエンドサイトーシス経路を通って移される。宿主細胞中の 核酸分子の発現における取り込みは、以下の一連の段階の後に生じる:(1)細 胞表面への接着;(2)エンドサイトーシスまたは他の機構を介する細胞侵入; (3)エンドソーム放出の後の細胞質区画侵入;(4)核輸送;および(5)GD Vによって保有される核酸分子の発現。さらに好ましい実施態様において、多層 技術が、1つ以上のこれらの段階の完了を容易にするためにポリカチオン核酸分 子複合体に適用される。例えば、リガンド(例えば、アシアル糖タンパク質、ト ランスフェリンおよび免疫グロブリン)は細胞表面への細胞複合体の結合を容易 にするために複合体に添加され得、エンドソーム破裂成分(例えば、ウイルスタ ンパク質、インフルエンザウイルス赤血球凝集素のn末端のような融合誘導性ペ プチド、または不活性化ウイルス)はエンドソームからDNAの放出を容易にする ために添加され、あるいは核タンパク質(または核局在化シグナルを含有するペ プチド)は核へのDNAの輸送を容易にするために添加される。さらに好ましい実 施態様において、この複合体を含む組成物は、不活性化アデノウイルス粒子を含 む(Curiel,D.T.ら、PNAS 88:8850-8854,1991;Cristiano,R.J.,PNAS 90:2122-212 6 1993;Cotten,M.ら、PNAS 89:6094-6098 1992;Lozier,J.N.ら、Human Gene The rapy 5:313-322,1994;Curiel,D.T.ら、Human Gene Therapy 3:147-154,1992;Pla nk,C.ら、Bioconjugate Chem.3:533-539,1992;Wagner,E.ら、PNAS 88:4255-4259 ,1991)。多層複合体を含む類別された成分は所望となるように変えられ得、その ため所定の組織についての複合体の特異性、またはGDVから発現される遺伝子が 特定の疾患または状態によりよく合うように変えられ得る。 本発明の本実施態様の特性は、複合体のサイズが80〜100nmの範囲にある傾向 があることであり(Wagner,E.、前出)、これはエンドソーム小胞中への容易な 接近を可能にし(エンドソーム小胞の平均サイズは100〜200nmであり)、そして 凝集粒子サイズは核酸分子の分子量に依存せず、48kbのDNA分子がより小さなサ イズのDNA構築物と同じ効率で標的細胞中に移入される(Cotten,M.,1992)。 エクソビボ手順が非外傷性投与をもたらすのであれば、GDVはまたエクソビボ 手順の使用と組み合わせて投与され得る。このようなエクソビボ手順は、例えば 、 免疫応答を誘導する膣投与を用いた使用に特に有利である。このようなエクソビ ボ手順は、リン酸カルシウム沈澱(Dubenskyら、PNAS 81:7529-7533,1984)、完全 な標的細胞へのDNAの直接マイクロインジェクション(Acsadiら、Nature 352:815 -818,1991)、およびエレクトロポレーション(これにより、膜を一過的に分極さ せるために伝導溶液中に懸濁された細胞を強度の電場にかけ、高分子を侵入させ る)のような方法を介する宿主細胞中へのGDVの取り込みの物理的方法および化 学的方法を含む。インビボおよびエクソビボの両方での使用に適切な他の手順は 、リガンドに結合したDNA、不活性アデノウイルスに結合したDNA(Cottonら、PNA S 89:6094,1990)、リポフェクション(Felgnerら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 84:7 413-7417,1989)、マイクロプロジェクタイルボンバードメント(microprojectil e bombardment)(Williamsら、PNAS 88:2726-2730,1991)、ポリリジンのような ポリカチオン化合物、レセプター特異的リガンド、リポソームでトラップされた 組換えGDV、スフェロプラスト融合(これによりGDV構築物を含有するE.coliは、 その外側の細胞壁を取り除かれ、そしてポリエチレングリコールおよびウイルス 形質導入を用いて動物細胞に融合される)(Clineら、Pharmac.Ther.29:69,1985; およびFriedmannら、Science 244:1275,1989)、およびDNAリガンド(Wuら、J.of Biol.Chem.264:16985-16987,1989)ならびにプソラレンで不活性化したウイルス (例えば、センダイまたはアデノウイルス)の使用を含む。次いで、これらの細 胞は、本発明のGDVとなる。 あるいは、上記のように構築物はウイルス(ワクシニア、シンドビスまたはコ ロナウイルス)により保持され得る。さらに、宿主細胞中にレトロウイルスベク ターを含むGDVを導入する方法は、「組換えレトロウイルス」を名付けられた出 願においてより詳細に記載される。 エクソビボでの状況において、形質導入された細胞は動物に投与され、そして 遺伝子発現についてモニターされ、またはさもなければ所望の活性についてスク リーニングされる。プロトコルは選択される組織細胞および活性に依存して変わ る。簡単に述べると、1つの実施態様において、ある配列を有する組換えGDVが 組織細胞に形質転換され、この配列の発現によりMHCクラスI提示が阻害される。 好ましくは、105、106、107、108〜109個の組織細胞が形質転換される。これら の 細胞は培養され、そして形質転換細胞は抗生物質耐性により選択され得る。細胞 はウエスタンブロットおよびFACS分析、またはその他の手段により、遺伝子発現 についてアッセイされる。形質導入され得る細胞は、線維芽細胞、骨髄細胞、内 皮細胞、ケラチノサイト、肝細胞、および甲状腺小胞細胞を含むが、これらに限 定されない。 本発明の別の実施態様において、動物中の病原性物質を破壊する方法が提供さ れる。ここで、GDVはベクターを産生する細胞(「VCL」または「プロデューサー 細胞」ともいう)を含み、病原性物質を破壊するために動物にVCLを投与する工 程を含む。しかし、VCLの投与による1つの障害は、特定の場合、非常に強い免 疫応答が生じ得、従って非常に短い期間(2週間未満)しかこのような治療を実 行できないことである。従って、本発明の好ましい実施態様において、VCLに対 する免疫応答は、自家細胞またはHLA適合ヒト細胞から作製されたパッケージン グヒト細胞株を選択することにより最少にされ得る。さらに、VCLにより発現さ れるウイルス構造タンパク質に対する免疫応答をより限定するために、細胞は半 透膜を有するビーズまたはバッグ(bag)のような構造物中に封入され得る。これ は、ベクター粒子を動物中に拡散させ得るが、宿主免疫細胞が膜を通過し、それ により免疫応答が発生するのを妨げる。免疫応答を減少させる方法は、インビボ 形質導入が生じるためのさらなる時間を可能にし、それにより治療が改善される 。それぞれの場合において、細胞のインビボ形質導入におけるその役割が達成さ れた後、好ましくは、VClはアシクロビルまたはガンシクロビルを用いた処置に より破壊される。 本発明の別の実施態様において、転移性の散在性ガンを有する患者もまた、本 発明の方法に従って処置され得る。例えば、例えば肝臓に転移した原発性の膵臓 癌腫または結腸直腸癌腫は、例えば、ウイルスベクターまたは本発明のVCLを用 いて、経口投与により処置され得る。肺または大腸における腫瘍は、肺または直 腸投与により同様に接近され得る。膀胱ガン腫瘍は、尿道を通して膀胱にGDVを 導入することにより処置され得る。例えば、HSVTKを発現するベクターによりイ ンビボで形質導入された腫瘍細胞は、次いで、患者にアシクロビルまたはガンシ クロビルを投与することにより破壊され得、組合せ中に第2のGDVに起因して存 在し得るサイトカインの存在下で増大した抗腫瘍応答を生じる。 本発明の好ましい実施態様において、細胞傷害性遺伝子または上記のような遺 伝子産物(例えば、HSVTK)の投与に加えて、病原性物質を阻害しまたは破壊する ため、種々の付加的な治療組成物が温血動物に同時に投与され得るか、または続 いて投与され得る。このような治療組成物は、直接投与されるか、または他の実 施態様において独立したGDVから発現され得る。あるいは、細胞傷害性遺伝子ま たは遺伝子産物および治療組成物をコードする遺伝子(上記のような非ベクター 由来遺伝子)の両方の発現を指向する単一ベクターは、病原性物質を阻害するか 、または破壊するために温血動物に投与され得る。特に好ましい実施態様におい て、HSVTK遺伝子および免疫アクセサリー分子(例えば、ヒトγ-IFN)をコード する遺伝子の両方を送達し、そして発現するベクターまたはVCLは、好ましくは 別の治療ベクター(例えば、IL-2のような第2のサイトカインをコードする)の 前に、または同時に患者に投与され得る。このような構築物では、ある遺伝子が ベクターLTRから発現され得、そして他の遺伝子はLTR間で見出される付加的な転 写プロモーターを利用し得るか、または内部リボソーム結合部位を利用するポリ シストロンmRNAとして発現され得る。インビボ遺伝子転移の後、患者の免疫系は γ-IFNおよび/またはIL-2の発現により活性化される。これが生じた後、全腫瘍 荷重(tumor burden)自身は、アシクロビルまたはガンシクロビルを用いて患者 を処置することにより減少し得、さらに有効な腫瘍免疫攻撃を可能にする。炎症 細胞を用いた末期腫瘍の浸潤は、順に免疫提示を増加させ、そして腫瘍に対する 患者の免疫応答をさらに改善する。 従っていくつかの実施態様において、GDVは、GDVが(a)正常で健康な細胞を形 質導入し、そしてその細胞を治療タンパク質または全身に分泌される他の物質の プロデュサーに形質転換するか、あるいは(b)異常または欠陥細胞を形質導入し 、その細胞を正常に機能している表現型に形質転換するかのいずれかであり得る ように、このような様式で投与され得る。GDVを含有する組成物はまた、異なる 部位に投与され得、この組成物はまた複数のGDVを含み得、そして組成物はまた 高力価のウイルスを含み得、ここでGDVはウイルスである。 III.核酸分子 本発明に従って動物に非外傷的に投与される核酸分子は、これを保有するGDV に本来存在せず、および不活性でもなく一般に動物に対して有害でもなく、むし ろいくつかの所望の利益、典型的には、疾患またはその他の病原性物質と闘う能 力を提供する。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、レトロウイルスベクタ ー(例えば、誤った細胞型)を過剰に発現するまたは不適切に発現する細胞、ま たは宿主細胞ゲノム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 こともある。 広範に多様な核酸分子が本発明のGDVによって保有され得る。このような核酸 分子の例としては、物質をコードする遺伝子およびその他の核酸分子、ならびに 特定の細胞内核酸分子に組み込まれ、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 。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に組み込まれ、 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、または、この分子は 、結合能力を提供する構造を有するtRNA、rRNA、またはmRNAであり得る。 物質としては、タンパク質(例えば、単鎖分子を含む抗体)、免疫刺激性分子 (例えば、抗原)、免疫抑制分子、ブロッキング剤、および緩和剤(例えば、ト キシン、アンチセンスリボ核酸、リボザイム、酵素、抗血管形成化合物、および 病原性物質の機能を阻害し得るその他の物質)が挙げられる。抗血管形成化合物 を、ガンを含む種々の障害の処置、および糖尿病の眼病変のような糖尿病病変の 処置に使用し得る。物質としてはまた、サイトカインおよび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。このような物 質を、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、ならび に特定の貧血、糖尿病、感染症、高血圧、異常な血液化学(例えば、血中コレス テロール値の上昇、血液凝固因子の欠如、HDL下降を伴うLDL上昇)に対する処置 として使用し得る。このような物質をまた、アルツハイマー関連アミロイドタン パク質のレベル、骨の浸食/カルシウム沈着、およびステロイドホルモン、プリ ンおよびピリミジンのような種々の代謝物のレベルを制御するために使用し得る 。 本発明において「機能を阻害し得る」は、緩和剤が、例えば、細胞に存在する 物質を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変換するこ とにより、機能を直接的または間接的のいずれかで阻害することを意味する。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、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。 本発明の1つの実施態様において、DNA分子として緩和剤の発現を指向する真 核ウイルスcDNA発現ベクターのような種々のGDVを投与するための方法が提供さ れる。本発明の別の実施態様において、RNA分子として緩和剤の発現を指向する 種々のGDVを投与するための方法を提供する。 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:リシン(Lambら,Eur.J.Biochem.148:265-270,19 85)、アブリン(Woodら,Eur.J.Biochem.198:723-732,1991; Evensenら,J .of Biol.Chem.266:6848-6852,1991; Collinsら,J.of Biol.Chem.265:8 665-8669,1990; Chenら,Fed.of Eur.Biochem Soc.309:115-118,1992)、ジ フテリアトキシン(Twetenら,J.Biol.Chem.260:10392-10394,1985)、コレ ラトキシン(Mekalanosら,Nature 306:551-557,1983; Sanchez & Holmgren,P NAS 86:481-485,1989)、ゲロニン(gelonln)(Stirpeら,J.Biol.Chem.255: 6947-6953,1980)、ヨウシュヤマゴボウ(Irvin,Pharmac.Ther.21:371-387 ,1983)、抗ウイルスタンパク質(Barbieriら,Biochem.J.203:55-59,1982; Irvinら,Arch.Biochem.& Biophys.200:418-425,1980; Irvin,Arch.Bioch em.& Biophys.169:522-528,1975)、トリチン(tritin)、赤痢トキシン(Calde rwoodら,PNAS 84:4364-4368,1987; Jacksonら,Microb.Path.2:147-153,19 87)、およびシュードモナスエクソトキシンA(CarrollおよびCollier,J.Bio l.Chem.262:8707-8711,1987)。 本発明の他の局面において、GDV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 は修飾される場合、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GDVは、プロタンパク質鎖をコードする遺伝子を 保有し得るが、これはHIVプロテアーゼによって処理される際に毒性になる。よ り具体的には、HIVウイルスにコードされるプロテアーゼに対してアレンジして 適当な「プロ」エレメントを認識して切断することによって、有毒なリシンまた はジフテリアA鎖の不活性な合成プロタンパク質形態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、GDVは、そのままでは不活性な前駆物質を 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(これは、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)に活性化し得る物質の発現を指 向する。本願明細書中に提供された開示から当業者には明らかなように、広範に 多様な不活性前駆物質を病原性物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 、細胞機構によって、抗ウイルスヌクレオシドアナログ(例えば、AZTまたはddI )は、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ゼ(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ウイルスベクターは、それゆえ、ヌ クレオシドアナログ前駆物質(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 、低用量、およびほとんどない全身性毒性、および生産的感染に対するより高い 作 用強度を可能にする。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、リン酸化は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。 本発明の一実施態様において、HSVTK遺伝子を、構成的なマクロファージまた はT細胞特異的プロモーターの制御下で発現させ得、および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 効果的な代謝発現を生じ、これによってより優れた効力、より低用量の送達、ほ とんどない全身性毒性、および生産的感染に対するより高い作用強度を提供する 。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 ン酸化は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、GDVは、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 向し、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。この場合、GDV 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。病原条件を有するかまたはこれに感受性である細胞に対するベクター を保有するGDV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、GDVは、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。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に毒 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、またはそれらの全ての 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、GDVは、HIVプロモーター(HIV ta t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GDV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の産生量の増加を引 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(Borrelliら,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 85:75 72,1988を参照のこと)。組換えベクターを含有し、および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 に殺傷される。 本発明の1つの実施態様において、cis作用性エレメント(「CRS/CAR」)を転 写産物中に含むことによって、HSVTK条件的致死遺伝子の発現を、より一層HIV特 異的にし得、最適な活性のために、別のHIV遺伝子産物(米国特許出願第07/586, 603号を参照のこと)すなわちrevを必要とする(Rosenら,Proc.Natl.Acad.S ci.USA 85:2071,1988)。より一般的には、mRNAに存在するcisエレメントはmR NA安定性または翻訳可能性を調節するために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。 上述の実施態様の場合に類似の様式で、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についての遺 伝子を保有するGDVを生成し得る。このような遺伝子は、哺乳動物の細胞におけ る等価物を有さず、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ェラーゼ(「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 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Fusari um oxysporum)または細菌のシトシンデアミナーゼ(Mullen,PNAS 89:33,1992 )、para-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、それによって毒性安息香酸マスタード(mustard)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ェノキシ 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、現在知られている プリンまたはピリミジンベースの多くの抗ガン剤に適用されており、効果的な細 胞傷害性剤となるために、細胞間リボシル化またはホスホリボシル化をしばしば 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.C ancer 53:377-384,1986を参照のこと)。 アデノ関連ウイルスベクターおよびより短い期間の効果を有するベクター(例 えば、アデノウイルスベクターおよび後述するその他のベクター)を含むウイル スベタターのようなGDVを用いて、不活性な前駆物質を細胞において活性な産物 への数種類の条件的活性化が達成され得る。このようなベクターは、効果的に細 胞に入り込み、2、3日〜1か月程度の期間にわたって、ベクターによってコー ドされるタンパク質を発現させ得る。この期間は病原細胞を殺傷するのに十分な 期間でなければならない。さらに、物理的な遺伝子移入法も、同様に利用され得 る。 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「 即時初期」遺伝子を有する傾向がある事実を利用してGDV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間シグナル(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「即時初期」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、特異的に殺傷し得る。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不完全な妨害 ウイルス構造タンパク質の送達および発現に関与するインヒビター緩和剤のよう な物質を産生するための方法が提供される。この情況において、GDV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ので生じる。 阻害性緩和剤の効率を増加させる方法の1つは、問題の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、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GDVが 非外傷的に投与され得、また、CD4のような感染に必要なタンパク質を過剰に発 現させ得る。この方法において、比較的少数のベクター感染HIV耐性細胞が、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」または「マグネット」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な阻害ペプチド またはタンパク質のような物質を発現させるための方法が提供される。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 て知られており、そして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GDV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。 上述のアプローチは、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べきである。 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GDVが提供される。 ここで、緩和剤は膜アンカーを有し、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、周知の分子の膜貫通 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 パク質を膜に結合す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 を通過し、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)である。 本発明において用いられる膜アンカーは、膜を1回以上通過する膜貫通ドメイ 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回通過するのに対し、ロドプシンの膜貫通ドメインは、膜を 7回通過し、Rhodopseudomonas viridisの光合成反応中心の膜貫通ドメインは膜 を11回通過する(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)。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、一般に、類似の構造 を有する。より具体的には、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(Eisenberg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,Bi ochemistry 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、一般に、αらせん構造を有する(Eisenber g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)(例 えば、グリコホリン)が挙げられる。 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、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、この融合タンパク質は、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、GDVは治療効果を提供する。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、およ びこの配列は、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、および毒性はこの 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、GDVは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(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。 より特定すると、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,Ar ch.Biochem.& Biophys.253:214-220,1987: Bzikら,PNAS 84:8360-8364,19 87)、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 (Stanton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、およびそれにより特定の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RN A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通りで有益であり得る。 1. CD4のHIV envへの細胞内結合は、可溶性CD4がフリーウイルスについて生 ウイルス粒子形成を阻害し得るが、全身的なクリアランスおよび潜在的な免疫原 性の問題を伴わないことが示されている。なぜなら、タンパク質は膜に結合した ままであり、そして内因性CD4(患者はこれに対して免疫学的に耐性であるべき である)と構造的に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するので、(HIV感染細胞 に存在する過剰な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 害性に対するそれらの相対的屈折(relative refractility)(これは、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)の結果としてウイルス産生 用のリザーバー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る 。 本発明のなおさらなる局面は、免疫刺激を行い得るGDVの非外傷性の投与に関 する。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「自己」と「非自己」(すなわち外来性 )とを区別し得なければならない。宿主の防御機構は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される。細胞溶解性Tリンパ球(CTL)は、典 型的には、MHCクラスIまたはクラスII細胞表面タンパク質と共に結合して、細胞 表面認識構造(例えば、プロセスされた病原特異的ペプチド)の提示により誘導 されるか、または刺激される。 治療に適した疾患としては、ウイルス感染(例えば、HIV、HBVおよびHPV)、 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 修飾形態の発現を指向するGDV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、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、一過的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場合、組換えウイルスベクターは、改変 型の抗原(この抗原は免疫応答を刺激し、および天然の抗原に比べて病原性が軽 減される)を発現するように、好ましくは設計される。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 338:512,1989)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。好ましい実施態様によれば、シンドビスウイルスベクターで感染した 細胞は、これを効率よく行うことが予測される。なぜなら、シンドビスウイルス ベクターは、真のウイルス感染を極めてよく模倣し、そして(a)非複製細胞に感 染し得;(b)宿主細胞ゲノム中へ組み込めず;ならびに(c)生命を脅かす疾患に関 連しないからである。 本発明のこの実施態様は、同様の様式において機能することが予測され得た他 の系よりも、提示細胞が完全に生存可能かつ健康であり、およびその他のウイル ス抗原(これは、十分に免疫優勢であり得る)が発現されないという点で、さら に利点を有する。これは明瞭な利点である。なぜなら、抗原に対する遺伝子のサ ブフラグメントを、組換えシンドビスウイルスに選択的にクローン化することに よって、発現される抗原性エピトープを変化させ得、そうでなければ免疫優勢エ ピトープによって隠され得る免疫原性エピトープに対する応答に導くからである 。このようなアプローチは、1つ以上のエピトープが異なるタンパク質に由来す る、複数のエピトープを有するペプチドの発現に延長し得る。さらに、本発明の この局面は、抗原エピトープおよび遺伝子のサブフラグメントでコードされる抗 原のペプチドフラグメントに対して指向された細胞傷害性Tリンパ球(CTL)の 効率的な刺激を、これらペプチドフラグメントの細胞間合成およびそのMHCクラ スI分子との会合によって可能にする。このアプローチは、CTL誘導に対する主要 な免疫優勢エピトープをマップするために利用され得る。 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)問題の 抗原を認識する特定のT細胞レセプターの遺伝子、(b)問題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、GDVは、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に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ゲノム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惹起する形態である。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gp16 0、gp120、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が減少し、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、免疫優勢エピトープであるが、系統特異的エピトープを除去する(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、HIVのほ とんどまたは全ての系統に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 動物において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(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、特徴的な抗原(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およびガン(例えば、 HPVおよび子宮頸椎癌腫、HTLV-I誘導性白血病、前立腺特異抗原(PSA)および前 立腺ガン、変異p53および結腸癌腫およびメラノーマ、メラノーマ特異抗原(MAG E)、およびメラノーマ、ムチン、ならびに乳ガン)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。非GDV由来遺伝子から因子はまた発現され得るが、 発現はGDVによって駆動または制御される。応答の質または強度は、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 Ret roviruses 7:645-655,1991を参照のこと)。免疫調節因子は、インビボおよび エクソ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.Immunol ogy 144:290-298,1990; Weberら,J.Exp.Med.166:1716-1733,1987; Gansba cher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.13 9:4116-4121,1987; 国際公開第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 Bullitein,Summer 1994 )、特にIL-2、IL-4、IL-6、IL-12、およびIL-13αインターフェロン(Finterら ,Drugs 42(5):749-765,1991; 米国特許第4,892,743号; 米国特許第4,966,843 号; 国際公開第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(国際公開第85/04188号)、腫瘍壊死因子(TNF)(Jayaramanら, J.Immunology 144:942-951,1990)、CD3(Krissanenら,Immunogenetics 26:2 58-266,1987)、ICAM-1(Altmanら,Nature 338:512-514,1989; Simmonsら,N ature 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 、カルネクシン(calnexin))、MHC結合輸送体タンパク質またはそのアナログ(Po wis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、遺伝子はγインターフェロンをコードする。 上記で引用した免疫調節因子の一例はB7ファミリー分子の一員である(例えば 、B7.1-.3同時刺激因子)。簡単には、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)分子に結合され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リンパ球のCD28およびC TLA-4レセプターとの相互作用を含むようである(Linsleyら、J.Exp.Med.,173:72 1-730,1991a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形質導入された 細胞は、より効果的な抗原提示細胞である。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。 GDV中にどの免疫調節因子を含めるかの選択は、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、疾患からの回復を補助するのに有効である 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。 簡単に説明すると、肝疾患の患者からまず血液サンプルを採取する。自己細胞ま たは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GDVを形質導 入したHLA適合細胞(例えば、EBV形質転換細胞)を用いて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CT L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 つ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γ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の免疫原性部分も包含する。例えば、本明細書中に記 載のGDVの1つにより投与されたときに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、HBVのS抗原のオープンリーディングフレ ームの異なる地域に見出される大きな免疫学的多様性のために、特定の地域では 非外傷的な投与のために抗原の特定の組合せが好適であり得る。簡単に説明する と、全てのヒトB型肝炎ウイルスSサンプル中に見いだ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,Progr.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.Infect.123:671,1971;Bancroftら、 J.Immunol.109:842,1972;および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抗原の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抗原の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がより優性である(Molecular Biology of the Hepatitis B Virus,McLachlan 編、CRC Press,1991)。当業者には明 らかなように、投与の地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 イプに適切な非外傷的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 定の地域のサブタイプは、二次元二重免疫拡散により決定され得るか、または; 好ましくは、その地域の個体から単離されたHBVウイルスS抗原のオープンリー 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。 pol(「HBV pol」)、ORF5、およびORF6抗原がまた、HBVにより示される。簡単 に説明すると、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:逆転写をプ ライム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(好ましくは温血動物)内で免疫応答を生成するために投与される GDVを利用する方法を用いて決定され得る。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GD Vを利用して発現され得る。 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、GDV中に取 り込まれ得る。GDV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(Nature 351:290,1991)に記載されているHLA A2.1モ チーフを利用して予測され得る。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、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GDVに取り込まれ得る。C型肝炎の好ましい免疫原性部分(単数または複数) 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、H epatology 14:381-388,1991)。特に好ましい免疫原性部分は、多様な方法により 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、ポリタンパ ク質の免疫原性部分の同定は、アミノ酸配列に基づいて予測し得る。簡単に説明 すると、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 351:290,1 991)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。この分析から、ペプチドを合成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使用する。 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GDVを温血動物に非外傷的に投与する工程を含む。本明細書中に提示される 開示から、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 説明すると、本発明の1つの実施態様では、ATCC 45020から642bpのNcoI-Taq I を回収し、他のB型肝炎抗原について上述したようにGDV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、E1A)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。このように、一般には最 初に遺伝子産物が非腫瘍形成性になるようにX抗原を変化させた後、これをGDV に挿入するのが好ましい。例えば、短縮化(truncation)、点変異、成熟前終結 コドンの追加、またはリン酸化部位の変化により、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つの実施態様の範囲において、X抗原をコードする 、目的の配列または遺伝子を短縮化する。短縮化によって、種々のフラグメント が産生され得るが、一般にはコード化遺伝子配列の50%以上を保持しておくこと が好ましい。さらに、いかなる短縮化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、本発明の他の実施態様で 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、従って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、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GDV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.Sc i.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。簡単に説明すると、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、HL A 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 するために利用し得る別の方法は、レトロウイルスベクター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(Warner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。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、好ましい免疫原性部分を推定し得る。 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。簡単に説明す ると、どの抗原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、HC V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。一時的な緩解を得るために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、本発明の文脈において、免疫原性部分として有用である(Haya taら,Hepatology 13:1022-1028,1991; Davisら,N.Eng.J.Med.321:1501-1 506,1989)。 コード配列を短縮化することによって、B型肝炎またはC型肝炎ウイルス由来 のような、選択した抗原の別の免疫原性部分を入手し得る。例えば、HBVを用い ると、以下の部位、すなわちBst UI、Ssp I,Ppu M1、およびMsp Iを短縮化し得 る(Valenzuelaら,Nature 280:815-19,1979; Valenzuelaら,Animal Virus Ge netics: ICN/UCLA Symp.Mol.Cell Biol.,1980,B.N.FieldsおよびR.Jaenis ch(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型肝炎を例に挙げて後述する。 HBVの治療に関して、GDV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、1つ以上の免疫原性部 分(および必要であれば免疫調節因子)をGDV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GDVを調製し得る。このような構築物は 、 B型肝炎またはC型肝炎のいずれかの急性感染または慢性感染を予防または処置 するために非外傷的に投与され得る。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GDVを調製し得る。このような構築物は、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非外傷的に投与され得る 。さらに、B型肝炎またはC型肝炎を慢性的に感染した個体は、肝細胞癌腫が発 達するリスクが高いため、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。簡単に説明すると、インフルエンザ系および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、HL A 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ものと実質的に同一のエピトープに指 向する(Vitielloら,J.Exp.Med.173:1007-1015,1991; Vitielloら,Abstrac t of Molecular Biology of HePatitis B Virus Symposia,1992)。 本発明の免疫原性タンパク質は、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;または 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,op.cit.,Milichら,Proc. Natl.Acad.Sci.USA 85:1610-1614,1988; Willis,Nature 340:323-324,198 9; Griffiths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、同時係属出願においてさらに十分に議論される。 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;Ha rdyら、JAVMA 158:1060-1069,1971;Hardyら、Science 166:1019-1021,1969を参 照のこと)。本発明の1つの実施態様において、GDVは、p15gag、p12gag、p27gag 、p10gag、p14pol、p80pol、p46pol、gp70env、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、GDVは、gp85envの発現を導く。これらの抗原をコードする 配列は、本細書中で提供された開示(Donahueら、J.Vir.62(3):722-731,1988;Ste wartら、J.Vir.58(3):825-834,1986;Kumarら、J.Vir.63(5):2379-2384,1989;Eld erら、J.Vir.46(3):871-880,1983;Berryら、J.Vir.62(10):3631-3641,1988;Lapr evotteら、J.Vir.50(3):884-894,1984を参照のこと)を与えれば、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、GDV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、GDV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(Phillipsら、First International Conferenc e,前出)。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(Phil lipsら、J.Vir.64(10):4605-4613,1990;Olmstedら、PNAS 86:2448-2452,1989;Ta lbott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、非腫瘍形成性の変化したras(ras*)遺伝子の発現を指向す るGDV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)の腫瘍形成の誘導および維持に必要であり得る 。さらに、ras*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適用され得る。 正常ras遺伝子は非腫瘍形成性であり、そして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、そして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 ナルを伝達するのに関与しており、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、「Act ivation of 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防止し得る。 ras*遺伝子は広範なガン(例えば、膵臓腺癌、大腸腺癌、および肺腺腺癌を含 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、変化したp53(p53*)遺伝子の発現を指向するG DVが提供される。簡単に説明すると、p53は当初形質転換した細胞の抽出物中に 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Crawford,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、コドン132〜283の間のp53遺伝子 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遺伝子の特定の変化は、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 175、248、および273に存在する(Levineら、Nature 351:453-456,1991)。これ らの変化ならびに上述の他の変化により、新規のコード配列を含有するタンパク 質が生成される。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、変化した配列(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、変化したRb(Rb*)遺伝子の発現を指向するGDV が提供される。簡単に説明すると、網膜芽細胞腫は、染色体帯13q14に位置するR b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ン化されており、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,Science 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 細胞周期調節において役割を有する。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)と 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成長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)、肺の小細胞ガンのエキソン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 するタンパク質が生成される。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利用され得、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エキソン欠失のある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変化した遺伝子 の発現を指向するGDV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人に一人の子供がこの腫瘍を発達させ 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; Gesslerら,Nat ure 343:744,1990; Roseら,Cell 60:495,1990; およびHaberら,Cell 61:125 7,1990)。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 写機能および調節機能に関与すると考えられる。 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、トレオニン、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、変化したムチンの発現を指向するGDVが提供 される。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だ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.265(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.51:2908-2916,1991)を有する同一の コア配列を伴うムチンを発現する。膵臓腫瘍標的と交差反応する乳腫瘍に発達し たCTL株は、さらに特定の20アミノ酸のタンデム反復(Jeromeら、前出)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発達させるために、 本発明のGDVによって発現され得る。 本発明の別の実施態様において、変化したDCC(結腸直腸癌腫において欠失) 遺伝子の発現を指向するGDV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7 0%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(Edelman,Biochem 2 7:3533-3543,1988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変化によっ て、結腸直腸腫瘍の発達に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、その発現は結腸直賜癌腫 の大部分では減少するか、または存在しない(Solomon,Nature 343:412-414,1 990)。この発現の欠損は、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ン化されている。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 Chr omosome 18q Gene That Is Altered in Colorectal Cancers」Science 247:49-5 6,1990)。 本発明の別の実施態様において、MCC(結腸直腸ガンにおいて変異)またはAPC の発現を指向するGDV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 族性腺腫ポリープ症(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,Science 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 腫ポリープが発生し、これは癌腫に進行し得る。ガードナー症候群(「GS」、FA Pの変異体)は、類腱腫、骨腫、結腸および直腸の多発性腺腫と一緒の、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APC遺伝子の 生殖系列の以下の変異が認められた:(1)コドン280、セリンから停止への変 異(下顎骨腫の患者において)、(2)コドン302、2例の異なる患者(一方は 類腱腫を有する)におけるアルギニンから停止への変異、(3)コドン414、下 顎骨腫の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、 下顎骨腫の別の患者におけるセリンから停止への変異(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」モードで機能的に固 定されたかまたは動かなくなった変化したレセプターの発現を指向するGDC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、外部環境をモニタリン グし、そして細胞に適切に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。モニタリングまたはシグナル送信機構のいずれか一方でも機能 しない場合、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変化した細胞成 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変化型の甲状 腺ホルモンレセプター、PDGFレセプター、インスリンレセプター、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-CSFレセプターなどのCSFレセプターが含まれる。 例えば、neu(ヒト表皮成長因子レセプター「HER」または表皮成長因子「EGF 」レセプターとも呼ばれる)は、乳ガンの女性の少なくとも28%に見られる変化 したレセプターである。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し(Sc hechter,Nature 312:513,1984; Coussensら,Science 230:1132,1985)、従 って、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の変異を含むことを示す(B argmann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は神経系の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位での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)。 その他の変化したレセプターもまた、選択された腫瘍細胞を破壊するために、 GDV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 ガンと関連している(Leducら,Am.J.Hum.Genet.44:282-287,1989)。欠失 は、これが生じなければDNA結合甲状腺ホルモンレセプター(THR)をコードする 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変化により、新規なコード配列を含むタンパク質( またはレセプター)が生成される。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、変化した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短縮化される。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短縮化され得るが、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、短縮化されても、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 ために短縮化される。簡単に説明すると、ras*のカルボキシ末端のアミノ酸は、 タンパク質を機能的に細胞膜に結合させる。これらの配列の短縮化は、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短縮化される。約20ア ミノ酸(変化したアミノ酸を含む)程度がGDVによりコードされるように、ras* 遺伝子配列を短縮化し得るが、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 を短縮化により改変する。前述のように、必ずしも、p53タンパク質のすべての 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を短縮化する必要はな 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」を含む配列に短縮化さ 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、短縮化され得る。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短縮化し得る。非腫瘍形成性は、前述のように短縮化された 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 とは難しい。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、GDV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の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、マウスを屠殺し剖検し 得る(Giovanellaら、J.Natl.Cancer Inst.48:1531-1533,1972;Fureszら 、「Tumorigenicity testing of cell lines considered for production of bi ological drugs」Abnormal Cells,New Products and Risk,Hopps and Petricc iani編、Tissue Culture Association,1985;およびLevenbookら、J.Biol.St d. 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Montagnier,Vir.23:291-29 4,1964)。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 の腫瘍形成性を評価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は 、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。トランスジーンのこ の調節されない発現は、新たに導入した遺伝子の腫瘍形成化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、非外傷性投与前に抗腫瘍剤のよう な有毒な緩和剤の毒性を決定することが好ましい。当業者間で周知の種々の方法 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。 細胞媒介性および体液性応答が、上記の免疫原性部分を非外傷的に投与するこ とによって、病原体、特にウイルス疾患および細菌疾患に対して誘導され得る。 簡潔に記載すると、適切なエピトープを有する免疫原性部分は、化学合成(Berg otら,Applied Biosystems Peptide Synthesizer User Bulletin No.16,1986 ,Applied Biosystems,Foster City,California)、ならびに昆虫由来のバキ ュロウイルス系(Doerfler,Current Topics in Immunology 131:51-68,1986) 、哺乳動物由来の系(例えばCHO細胞)(Bermanら,J.Virol.63:3489-3498,1 989)、酵母由来の系(McAleerら,Nature 307:178-180)、および原核生物系( Burrelら,Nature 279:43-47,1979)のような組換え系におけるDNA発現を含む 多数の公知の方法によって、産生され得る(EllisおよびGerety,J.Med.Virol . 31:54-58,1990)。 また、本発明は、免疫ダウンレギュレーション可能なGDVも提供する。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GDV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 La boratory Manual,Cold Springs Harbor,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)と一緒に自己MHC分子に会合し て処理済ペプチドを提示することにより、CTL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。生成物を発現し得る特定の配列の移入および安定的な組み込みは、MH C抗原提示を阻害し、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ことが予期される。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る。抗原提示経路の成分は、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(calnexin)(Gaczynskaら、Nature,365:264-282,1993)のよう なシャペロン、およびPSF1、TAP1およびTAP2(Driscollら、Nature,365:262-263 ,1993)のような輸送体タンパク質を包含する。 他の例において、組換えGDVは、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。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遺伝子産物を含む。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H301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)。H301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 識できないようにし、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、組換えGDVは、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。この 結合は、MHCクラスI分子の小胞体からの移入を妨げ、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、そし てCTLによる細胞認識および溶解が防止する。例えば、E3遺伝子の生成物の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GDV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、GDVによ り形質転換された細胞は免疫応答を逃れることになる。その結果、ドナー細胞は 、より減少した移植片拒絶のリスクで移植され得、移植患者においても最小限の 免疫抑制レジメンが要求されるのみである。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。 別の免疫抑制法として、アンチセンスメッセージ、リボザイム、または他の天 然に存在する自己反応性のT細胞クローンに特異的な他の遺伝子発現インヒビタ ーを使用が挙げられる。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その他のタンパク質のうち、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、そして本発明の文脈内で利用され得る。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タンパク質またはその活性部分 を発現する、組換えGDVが、BCのようなテスター細胞株に形質転換される。この テスター細胞系を、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ーおよび/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。 MHCクラスI表面発現のダウンレギュレーションを測定するための別の方法は、 FACS分析によるものである。より具体的には、細胞株が候補のタンパク質をコー ドする組換えGDVで形質転換される。薬物選択そして拡大の後、その細胞がFACS によってMHCクラスI発現について分析され、そして非形質転換細胞の場合と比較 される。MHCクラスIの細胞表面発現の減少は、候補のタンパク質がMHC提示を阻 害し得ることを示す。本発明のこの局面については、優先権出願においてさらに 考察される。 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、または細胞と因子との相互作用を含む。ウイルス感染にお いて、ウイルスは通常は感受性のある細胞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GDVを利用する ことによりブロックされ得る。このようなアナログはブロッキング剤として公知 である。 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GDV、または特にレトロウイルスG DV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ことにより媒介され 得る。 例えば、HIVの場合、相互作用の2つの作用物質は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GDVである。CD4アナログは、分泌され、そし て隣接する細胞を保護するように機能し、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 は補体溶解性を強化するために、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 ドするレトロウイルスベクターの宿主への送達は、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することができるかは当業者に明らかで ある(Willeyら、J.Virol.62:139,1988;Fisherら、Science 233:655,1986)。 本発明の別の局面では、細胞型の中で欠失、変異、または発現されない場合に 、その細胞型の中で腫瘍形成を導く、抑制遺伝子の送達に関する。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、その送達、および腫瘍の分化を導く遺伝子産物の発現はまた、一般的に は退縮を導くはずである。 上記の変化した細胞成分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、変化した細胞産物をコードする配列を含むプラスミドは、American Typ e Culture Collection(ATCC、Rockville、Maryland)のような寄託機関、また はAdvanced Biotechnologies(Columbia、Maryland)のような市販の供給源から 得られ得る。前記の配列のいくつかを含むプラスミドの代表例として、ATCC No. 41000(rasの12番目のコドンにGからTへの変異を含む)、およびATCC No.4104 9(12番目のコドンにGからAへの変異を含む)を含む。 あるいは正常な細胞成分をコードするプラスミドはまた、ATCCのような寄託機 関から得られ得(例えば、ATCC No.41001、正常なrasタンパク質をコードする配 列を含む;ATCC No.57103,ablをコードする;およびATCC No.59120またはNo.59 121,bcr座をコードする)、そして変化した細胞成分を形成するために変異させ る。特定の部位を変異させる方法は、当該分野で公知の方法(例えば、Sambrook ら、前出、15.3以下を参照のこと)を用いて容易に実施され得る。特にrasのよ うな正常な細胞成分の点変異は、特定のコドン(例えば、コドン12、13、または 61)の部位特異的変異誘発により容易に実施され得る。 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)、またはBritish Bio-Technology Limited (Cowley、Oxford、England)のような市販の供給源から容易に得られ得る。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);ATCCNo .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.31902,31902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No.3967 3(インターロイキン-2をコードする配列を含む);ATCC No.59399、No.59398、 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);ATCC 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.67153 (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。 B型肝炎ウイルスをコードする分子をクローン化されたゲノムは、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.Natl.Acad .Sci.USA 78:2606-2610,1981)のBam HI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。(修正可能な間違いがATCC No.45020の配列に生じることに 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、S tockton Press,1989も参照)により増幅し得る。特に2本鎖DNAは、熱安定性Ta q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。 本発明での使用に適切な核酸分子はまた、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。 IV.遺伝子療法 本発明の1つのさらなる局面は、治療効果または増強した治療効果を達成する ための上述のようなベクターおよび核酸配列の非外傷性投与である。 本発明の実施例のように、GDVはゴシェ病の処置に用いられ得る。ゴシェ病は 酵素グリコセレブロシダーゼの欠損を特徴とする遺伝子障害である。この型の治 療は、欠損細胞酵素を提供することによる単一の遺伝子置換療法の1例である。 この酵素の欠損は、体内のすべての細胞のリソソーム中のグルコセレブロシドの 蓄積を導く。しかし疾患の表現型は、この疾患の非常にまれな神経障害の形態を 除いて、マクロファージにのみ現れる。この疾患は通常肝臓および脾臓の拡大な らびに骨の傷害を導く(総説については、Science 256:794,1992 およびThe M etabolic Basis of Inherited Disease、第6版、Scriver ら、第2巻、1677頁 を参照のこと)。処置のための種々のアプローチには、免疫グロブリンでコート された赤血球の再封およびリポソーム技術を含む種々のマクロファージ標的化技 術を用いてヒト胎盤から精製された外因性の酵素の供給が挙げられるが、患者に おける臨床進歩は最小であった。ヒトグリコセレブロシダーゼが工業的な規模で 精製され、マクロファージ標的化のために改変されるまで(agluceraseTMとして 商業的に公知である)、重要な臨床的進歩が観察されなかった。しかし、この処 置には1患者あたり1年に平均$765,000の費用がかかり得る(Science 256:794 ,1992の総説を参照のこと)。 本発明の状況において、患者が発現する能力を有さないタンパク質に対する遺 伝子で処置される場合、そのタンパク質に応答する抗体のみではなく、そのタン パク質を作る細胞に対する細胞免疫応答も生じ得る。これは、アデノウイルスE3 タンパク質のような免疫抑制遺伝子をコードするGDVと組み合わせて、グリコセ レブロシダーゼをコードするGDVを投与することにより未然に防ぎ得るか、また は最小化し得る。 V.薬学的に受容可能なキャリアおよび希釈物 薬学的に受容可能なキャリアまたは希釈物は、使用される投与量および濃度で は、患者に対して非毒性である。好ましくは、キャリアは錠剤またはカプセル中 の無水GDVの投与の促進に適切な固体キャリアである。 GDVの1つ以上、および好ましくは全てのGDVが、レトロウイルスベクターであ る実施態様においては、粗製なまたは精製形態のGDVを含む水性懸濁物を、凍結 乾燥または室温での蒸発により乾燥させ得る。具体的には、凍結乾燥は、水溶性 の懸濁物を、ガラス転移温度以下に、または水性懸濁物の共融点温度以下に冷却 する工程、および冷却した懸濁物から凍結乾燥したウイルスを形成するために、 昇華により水分を除去する工程を包含する。簡潔に記載すると、処方された組換 えウイルスのアリコートが凍結乾燥機(Supermodulyo 12K)に取り付けたEdward s Refrigerated Chamber(3 shelf RC3S unit)に置かれる。Phillipsら(Cryobiol ogy,18:414,1981)により記載されたような多段階凍結乾燥手順が、処方された 組換えウイルスを、好ましくは−40℃〜−45℃の温度で凍結乾燥するために用い られる。得られる組成物は、凍結乾燥ウイルスの10重量%未満の水を含む。いっ たん凍結乾燥されると、その組換えウイルスは安定であり、そして−20℃〜−25 ℃で保存され得る。 蒸発法では、水分は室温で蒸発により水性懸濁物から除去される。1つの実施 態様において、水分は噴霧乾燥により除去される(欧州特許第 520,748号)。噴 霧乾燥プロセスにおいて、水性懸濁物は予め加熱された気体流(通常は空気流) の中に送達され、この際懸濁液の液滴から水分は急速に蒸発する。噴霧乾燥装置 は、多くの製造業者から入手可能である(例えば、Drytec Ltd.,Tonbridge、Eng land;Lab-Plant,Ltd.,Huddersield、England)。一旦脱水されると、組換え ウイルスは安定であり、そして、−20℃〜−25℃で保存され得る。本明細書に記 載した方法において、得られる乾燥または凍結乾燥ウイルスの水分含量は、カー ル−フィッシャー装置(EM Science AquastarTMVIB 容積滴定機、Cherry Hill、 NJ)の使用により、または重量法により測定され得る。 キャリアまたは希釈物の代表例として、水、好ましくは生理学的なpHに緩衝化 される(例えば、リン酸緩衝化生理食塩水またはTris緩衝化生理食塩水)等張生理 食塩水溶液、マンニトール、デキストロース、グリセロール、およびエタノール 、ならびにヒト血清アルブミンのようなポリペプチドまたはタンパク質が挙げら れ、ここでこの組成物は乾燥していない。好ましい組成物は、10mg/mlマンニト ール、1mg/ml HSA、20mM Tris(pH7.2)、および150mM NaCl中のベクターまたは 組換えウイルスを包む。この場合、GDVは約1mgの物質であるので、高分子量物 質の1%未満であり得、そして総物質(水を含む)の1/100,000未満であり得る 。この組成物は−70℃で少なくとも6カ月は安定である。いくつかの場合におい て、形質導入頻度を改良するために弱いポリカチオン(例えば、ポリプレンまた はDEAE-デキストラン)を1〜30μg/mlで添加することが必要であり得る。 薬学的に受容可能なキャリアまたは希釈物は、液体溶液として、または投与前 に溶液に再懸濁されてもよいが、好ましくは再懸濁されない固体の形態(例えば 、凍結乾燥された)のいずれかとしての組成物を提供するためにGDVと組み合わ せられ得る。さらに、組成物は口、鼻、または直腸投与のいずれかに適切なキャ リアまたは希釈物、あるいはその組成物に適切な他の手法を用いて調製され得る 。代表的にはGDVは、処方前に0.25%から25%に、そして好ましくは約5%から2 0%の範囲の濃度に精製される。次いで、GDVが組換えウイルスである組成物の調 製後、組換えウイルスは、約10倍の物質量が存在する同時精製された汚染物質と ともに、1投与量あたり約10ng〜1μgの物質から構成される。好ましくは、そ の組成物は、下記の様に処方された0.1〜1.0mlの水溶液中に調製される。 本発明の薬学的に受容可能な組成物はまた、細胞分裂を刺激する因子をさらに 含み得、そしてそれゆえ、組換えレトロウイルスベクターのようなGDVの取り込 みおよび組み込みを刺激する。代表的な例として、メラノサイトに対するメラノ サイト刺激ホルモン(MSH)、乳癌腫または上皮癌腫に対する上皮成長因子(EGF )、および筋肉内注射用の麻酔ビプボカイン(bipuvocaine)(または関連化合 物)が挙げられる。組換えウイルスを保存するための特に好ましい方法、および 組成物は、「組換えウイルスを保存するための方法」と題された米国特許出願に 記載される。 前記のように、GDVは、所望の抗原の少なくとも1つの免疫原部分に加えて、 免疫調節因子の発現を指向し得る。しかし、GDVがサイトカインである免疫調節 因子を発現しない場合、このサイトカインは前記の組成物に含有され得るか、ま たは前記組成物と分けて(同時にまたは続いて)投与され得る。簡潔に記載する と、このような実施態様においては、免疫調節因子は、好ましくはThe Physicia n's Desk Referenceに規定されたような標準的なプロトコルおよび投与量に従っ て投与される。例えば、αインターフェロンは、1日あたり100万から500万ユニ ットの投与量で、2〜4ヶ月間投与され得、そしてIL-2は、体重1kgあたり10,0 00〜100,000ユニットの投与量で1日あたり1〜3回で、2〜12週間投与され得 る。γインターフェロンは、150,000〜1,500,000ユニットの投与量で1週間に2 〜3回で、2〜12週間投与され得る。 好ましい組成物は、10mg/mlマンニトール、1mg/ml HSA、20mM Tris(pH7.2)、 および150mM NaCl中のベクターまたは組換えウイルスを含む。この場合において 、組換えベクターは約1μgの物質を示すので、高分子量物質の1%未満、およ び総物質(水を含む)の1/100,000未満であり得る。この組成物は、−70℃で少 なくとも6ヶ月間は安定である。 好ましくは、組成物または組成物の代表的なサンプルは、最初に所望の経路を 介して動物へ非外傷的に投与され、次いでこの動物を生物学的応答について試験 する。このような試験は、HIV遺伝子産物およびHBV遺伝子産物に対する免疫応答 の証拠のための免疫学的スクリーニングアッセイ(例えば、CTLアッセイ、抗体 アッセイ)を含み得る。このような試験に基づいて、GDVの力価を所望の効果を さらに増大するように調整し得る。次に、この組成物は、適切な経路によりヒト に非外傷的に投与され、この後に組成物の効力を決定するためのスクリーニング アッセイおよび他の試験が続く。 本発明の薬学的に受容可能な組成物はまた、細胞分裂を刺激する因子をさらに 含み得、そしてそれゆえ、組換えレトロウイルスベクターのようなGDVの取り込 みおよび組み込みを刺激する。代表的な実施例として、メラノーマに対するメラ ノサイト刺激ホルモン(MSH)、乳癌腫または他の上皮癌腫に対する上皮成長因 子(EGF)が挙げられる。 前記のように、GDVは、所望の物質に加えて、免疫調節補因子の発現を指向し 得る。しかし、GDVがこのような免疫調節補因子(例えば、サイトカイン)を発 現しない場合、この免疫調節補因子は前記の組成物に含有され得るか、または前 記組成物と分けて(同時にまたは続いて)投与され得る。簡潔に記載すると、こ のような実施態様においては、免疫調節補因子は、好ましくはThe Physician's Desk Referenceに規定されるような標準的なプロトコルおよび投与量に従って投 与される。例えば、αインターフェロンは、1日あたり100万〜500万ユニットの 投与量で、2〜4ヶ月間、そしてIL-2は、体重1kgあたり10,000〜100,000ユニ ットの投与量で1日あたり1〜3回で、2〜12週間投与され得る。γインターフ ェロンは、150,000〜1,500,000ユニットの投与量で1週間に2〜3回で、2〜12 週間投与され得る。 本発明の好ましい実施態様において、前記の細胞傷害性遺伝子または遺伝子産 物(例えば、HSVTK)の非外傷性投与に加え、種々の付加的な治療的組成物が、病 原性物質を阻害または破壊するために、温血動物に同時に非外傷的に投与される か、または続いて投与され得る。このような治療的組成物は、直接投与され得る か、または別の実施態様によれば、独立のGDVから発現され得る。あるいは、細 胞傷害性遺伝子または遺伝子産物、および治療的組成物をコードする遺伝子(例 えば、前記のような非ベクター由来の遺伝子)の両方の発現を指向する単一のGD Vが、病原性物質を阻害または破壊するために、温血動物に投与され得る。特に 好ましい実施態様において、HSVTK遺伝子およびヒトγ-IFNのような免疫アクセ サリー分子をコードする遺伝子の両方を送達および発現するベクターまたはベク ターVCLが、患者に投与され得る。このような構築物において、1つの遺伝子は ベクターLTRから発現され得、そしてその他のものは、LTR間に見出される付加的 な転写プロモーターを利用し得るか、または内部のリボソーム結合部位を利用し て、ポリシストロン性のmRNAとして発現され得る。インビボの遺伝子転移の後、 患者の免疫系はc-IFNの発現のために活性化される。これが起こった後に、全体 の腫瘍荷重それ自体は、より効果的な腫瘍の免疫攻撃を可能とするアシクロビル またはガンシクロビルを用いて患者を処置することにより減少し得る。引き続い て、炎症性細胞での死腫瘍の浸潤は、免疫提示を増大させ、そしてさらに腫瘍に 対する患者の免疫応答を改善する。 従って、いくつかの実施態様において、GDVが(a)正常の健康な細胞を形質導 入し、そしてその細胞を全身に分泌される治療的タンパク質または他の物質のプ ロデューサーに形質転換するか、あるいは(b)異常または欠陥細胞を形質転換 し、その細胞を正常な機能の表現型に形質転換するか、そのいずれかであり得る ように、GDVは、このような様式で非外傷性投与され得る。 GDVは動物に投与され得る。好ましい実施態様において、動物は温血動物であ り、さらに好ましくはマウス、ニワトリ、ウシ、ウマ、およびヒトからなる群よ り選択される。あるいは、動物は冷血動物であり得、好ましくは魚類、水生脊椎 動物、および貝類・甲殻類からなる群より選択される。 実施例 実施例1 レトロウイルスベクター骨格の調製 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pU C19(Stratagene,La Jolla,CA)に由来し、追加の制限部位XhoI、BgIII、BssH II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+中にクローン化して、N2R3-と称する構築物を得る。1.0KbのClaI-Hind III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ン化する。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-HindII I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 第VIII因子のレトロウイルスベクターの経口投与 A.全長およびBドメイン欠失の第VIII因子cDNA RETROVECTORTMの構築 i.全長の第VIII因子をコードするプラスミドベクターの産生 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。レトロウイルスベクターのパッケージング抑制により、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。 全長の第VIII因子をコードする遺伝子は、種々の供給源から入手し得る。ここ で、この全長の遺伝子は、プラスミドpCIS-F8(1993年3月3日に公開された欧 州特許第0 260 148 A2号を参照のこと)から得られる。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主要前初期(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因子配列のと間には、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、Ig可変領域イン トロンによって供給される介在領域を有する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140bp上流にCMV主要前初期プロモーター由来のスプライス ドナー部位を含む。 ii.レトロウイルスベクターND-5をコードするプラスミドの構築 第VIII因子cDNAの3'非翻訳領域の約80%(約370bp)の短縮物をコードするプ ラスミドベクター(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:pJW-2に関して以下に記載したように、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因子の遺伝子のすべてであるがその3'コード領域を含 む約7kbのフラグメントを精製する。pCIS-F8はまた、XbaIおよびPstIで消化し て、その遺伝子の終止コドンを含む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因子遺伝子の残り部分をコードするよ ド(Stratagene、前出)との3点連結(a three way ligation)で連結して、pND- 2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 多くを短縮化した全長遺伝子を含有する)を、以下のように、pJW-1のNotI/ClaI 消化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EcoRV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。 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 多くを短縮化した全長遺伝子を含有する)を、以下のように、pJW-1のNotI/ClaI 消化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EcoRV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を得る。 当業者が評価するように、上記のようにレトロウイルスベクターをコードする プラスミドの構築後、次いで、このようなプラスミドを、感染性組換えレトロウ イルスを産生し得る種々の細胞株の産生に使用し得る。このような細胞株の産生 を以下の実施例に記載する。 これらの構築物を、以下の実施例2Ca〜2Ccに記載のように感染ベクター粒子を 作製するために使用する。 iii.レトロウイルスベクターJW-2をコードするプラスミドの構築 全長の第VIII因子を発現させ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)をpKT-1由来のKT-1骨格を用いて構築する。pKT-1内の第VIII因 子cDNAインサートの直接的クローン化を促進するために、部位特異的変異誘発に より、唯一のXhoI部位をNotI部位に変換する。次いで、得られたプラスミドベク ターをNotIおよびClaIで開く。pCIS-F8をClaIおよびEagIで完全に消化し(この ため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放 出する。次いで、このフラグメントを、NotI/ClaI制限ベクター内に連結し、pJW -2を生成する。 iv.Bドメイン欠失ベクターの構築 B欠失のFVIIIの先駆体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 FVIII8 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ドメイン欠失におよび、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RetrovectorTM JW-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.i.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 ー発現の有用性のアッセイ 細胞株、L33(Dennert,USC Comprehensive Cancer Center,Los Angeles,CA 、Patekら、Int.J.of Cancer 24:624-628,1979)、BC10ME(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外皮タンパク質を担う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、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200×gの遠心 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(pH 7.3)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。そしてアッセイはプラス 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、pH7.5 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 00×g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分以内に試験すべきであり、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。 ii.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 発現の有用性のアッセイ 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200×gでの遠心分離によりペレット化する。その上清を除き、希釈し、 そして上記の実施例2Bi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 a.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DNA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1.5 mM 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。 b.パッケージング細胞株形質導入およびプロデューサー株の生成 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ク細胞 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、その細胞懸濁物を計数し、その細胞懸濁物を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0.1m l(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。 c.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の別法 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、その細胞懸濁物を計数し、その細胞懸濁物を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クローンを選択し、24ウェルプレート、次いで6ウェルプレート、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 i.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Mv1Luミンク細胞株(ATCC寄託番号第CCL 64号)に由来する。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、Mv1Lu 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、Mv1Lu細胞を同じ方法で別の6ウェルプ 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Mv1Lu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(Mil ler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ェ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、Mv1Lu細胞上の培地を吸引し、そして2.0mlのDMEMおよび10%FBS 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/ウェルで播種する。14日目に、Mv1Lu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。 ii.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.FVIII を発現するレトロウイルスベクターによるHT1080ヒト線維芽細胞への 発現アッセイの移入 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ウェルの組織培養プレートにおいて2×104細胞/ウェルに調整する。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であるように各ウェルに添加する。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連のウェルに添加する 。代表的な容量および希釈は、0.5ml/ウェル、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つのウェルを等容量の増殖 培地のみで形質導入する。3日目に、ウェルに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、ウェル当たり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2Bi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ェル のウェ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 発現データを標準化することにより、コントロールウェ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 i.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Sandberg ,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、そして粘液溶解剤であるジチオスレイ 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、107、108、109 、1010(106〜1010)cfu/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(pH 9.0)中で25μg/ml)を4℃で一晩ELISAプレ ートに結合し、0.1% Tween20を含むPBSで洗浄し、そして1% BSAを含むPBS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 Man nheim,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 S tandards 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。 ii.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レトロウイルスベタターを 、当該分野で公知の方法に従い、腸溶性のコートされた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、AU 9,230,801号、およびWO 92144,52号。 カプセルは好ましくは経口的に投与され、空腸に標的化される。カプセル化用 量は、106、107、108、109、1010、または1011(106〜1011)cfuあるいは等価な 単位である。レトロウイルスベクターの経口投与の1〜4日後に、第VIII因子の 発現を、実施例2Biに記載のようにCOATESTR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を発現するレトロウイルスベクターの嚢内投与 A.TK ベクター構築物の構築 i.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)の改変物である。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、2.8Kb 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はベクター供給物を 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)。 ii.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: 5’GAG AGA TGG GGG AGG CTA ACT GAG 3’(配列番号1) 5’GAT CCT CAG TTA GCC TCC CCC ATC TCT C 3’(配列番号2)。 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.pTKD AをBglIIで線状化し、アルカリホスファターゼで処理し、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)。 iii.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 の構築 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(450lg/ml)下に置く 。1 0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。CT26 TK 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CT 26β-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、100μg/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(6.25μg/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CT26β-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.CT26 TK Neo 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よりほんのわずかだけ遅かった。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匹の2群のマウスにS.C.で2×105個の未改変CT2 6細胞を注射し、そして7匹の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 Neo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 可能な腫瘍負荷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、CT 26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 殖に対するわずかな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、腫瘍負荷 の劇的な減少が観測された(図14)。 E.TK-3 ベクターを有するAY-27ラット癌腫細胞またはTK-3ベクターを有しないA Y-27 ラット癌腫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-チアゾリル]ホルムアミドにより誘導されたラットの癌腫細胞である(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-27TK Neo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-27TK Neo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-27TK Neo 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 マウス腫瘍のインビボ形質導入が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ように形質導入し、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14群のラットに、細胞を注射する。3匹ずつ6群のラットに、2×105 個の未改変のAY-27細胞(コントロールとして)を嚢内注射し、そして6群のラ ットに2×105個のAY-27TKNeo細胞を嚢内注射する。 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 i.ラット投与プロトコル AY-27ラット膀胱癌腫細胞を、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 せ得る。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。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でウイル スを、0.5〜1.0時間腫瘍細胞の存在下でインキュベートし得る。5匹のコントロ ールラットは、500μlの処方緩衝液のみ、および上記のベクターの効果的な用量 を受ける。 あるいは、類似の形式の実験において、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1回の 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。 ii.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の滅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レトロウイルスベクター粒子 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、薬物の投薬の間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因子を発現するレトロウイルスベクターの複数投与 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因子を発現するレトロウイルスベクターのエアロゾル化 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、そして濃縮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。ベクターは、機能的活性 の有意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 i.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レトロウイルスベクター粒子を、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下または非存在下で、105〜1010cfu/mlで3 00μl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。 ii.ヒト投与プロトコル レトロウイルスベクターを、DeVilbiss#15 Atomizer(上記)を用いて2〜60 分間で投与する。総投与量は、ポリブレンまたは他の形質導入増強剤の存在また は非存在下で、105、106、107、108、109または1010(105〜1010)cfu/mlである 。レトロウイルスベクター粒子の投与の2〜14日後、第VIII因子の発現を、Coat estR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2Biに 記載のように)。 実施例5 TK-3を発現するレトロウイルスベクターの経皮投与 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レトロウイルスベクター粒子の構築および確認は、 実施例3A〜3Fに記載される。 ベクター構築物の投与 i.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して提供する。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は、乳頭腫が出現し、そ してウサギの生存中持続する;第2は、乳頭腫は、感染後、2〜3ヶ月で自然に 退縮する;そして、第3は、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。 ii.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、尋常性疣贅、糸状 疣贅、足底疣、および肛門性器疣を含む(Cobb,M.ら、J.Am.Acad.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のレトロウイルスベクター粒子を、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106 〜1011cfu/mlの濃度で、経皮送達系(TDS)を用いて疣に塗布する。 経皮送達系(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系で 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(Sogibayash i,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。FDAにより立証され た場合、別の投与プロトコルが使用され得る。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。疣の退縮を、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ベクターの眼投与 A.E3/19K 遺伝子のKT-3Bへのクローン化 i.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10mlのC sCl(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。 ii.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。 iii.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。 iv.E3/19K 遺伝子のKT-3Bへのクローン化 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 80:5 842,1983)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、c DNA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XhoI〜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へのクローン化 i.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て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(配列番号3) 5'-TATATCTCCAGATGAGGTACATGATTTTAGGCTTG-3' 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(配列番号4) 5'-TATATATCGATTCAAGGCATTTTCTTTTCATCAATAAAAC-3'。 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: ii.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 i.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、細胞を含まないように培地を回収し、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。 ii.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。 iii.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ディッシュで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 i.ウェスタンブロット分析 放射免疫沈降アッセイ(RIPA)溶解物を、E3/19K発現の分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% Nonide t 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澱させ、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、そして 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.Ce ll.Biol.101:540-547,1985)。メンブレンへの抗体の結合を125I-Protein Aの使 用により検出する。 ii.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、そして時々混合しながら4℃で 30分間インキュベートする。抗体標識細胞を、1mlの洗浄緩衝液(4℃)で2回 洗浄した後に、上清を取り除く。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FI TC(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)での分析まで氷上で保持した。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 i.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のレトロウイルスベクター粒子を滴注する。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6Ei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。 ii.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に対する現在の治 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を発現するレトロウイルスベク ターの導入は、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のレトロウイ ルスベクター粒子を、うつ伏せに伏した患者の眼に投与する。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 /ml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因子を発現するレトロウイルスベクターの鼻腔内投与 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 i.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106〜1011cfu/mlでの1〜5 0μl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。別の群に、同じように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因子産生についてアッセイする。 ii.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106〜1011cfu/mlで の100〜500μl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 ように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2Biで記載するように第VIII因子産生についてアッセイする。 実施例8 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(Filtro n,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DN ase(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Na Cl,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、70mMのNaCl,2mg/mlのアルギニン、1 0mg/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 感染力を、凍結乾燥サンプルのウイルス感染力と比較した。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感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(Sigm a,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8A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、1 0mg/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 乾燥し得る。 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−20 ℃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 ルス感染力を凍結乾燥サンプルのウイルス感染力と比較した。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8A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8A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、pH 7.2 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 燥し得る。 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 ルス感染力を、凍結乾燥サンプルのウイルス感染力と比較した。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8A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 感染力を、−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 ルス感染力と比較した。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。 前記から、本発明の特定の実施態様が例示の目的のために本明細書中で記載さ れたが、種々の改変は本発明の意図および範囲を逸脱することなくなされ得るこ とが認識される。従って、本発明は、添付の請求の範囲によってのみ限定される 。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI 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,KR,KZ,LK,LR,LT,LU,LV,M D,MG,MN,MW,MX,NO,NZ,PL,PT ,RO,RU,SD,SE,SG,SI,SK,TJ, TM,TT,UA,AG,AZ,VN (72)発明者 ジョリー,ダグラス ジェイ. アメリカ合衆国 カリフォルニア 92024, ルーカディア,ヒルクレスト ドライブ 277 (72)発明者 モンティサノ,ドミニク アメリカ合衆国 カリフォルニア 92117, サンディエゴ,メリマック コート 5069

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.動物に核酸分子を導入する方法であって、薬学的に受容可能なキャリアまた は希釈物と組み合わせて遺伝子送達ビヒクルを含有する組成物を、動物に非外傷 的に投与する工程を包含し、該遺伝子送達ビヒクルは、該遺伝子送達ビヒクルを 含む宿主細胞内で、少なくとも1つの物質の発現を指向し、該物質は、本来は該 遺伝子送達ビヒクルにより発現されない、方法。 2.動物に核酸分子を導入する方法であって、薬学的に受容可能なキャリアまた は希釈物と組み合わせて遺伝子送達ビヒクルを含有する組成物を、動物に非外傷 的に投与する工程を包含し、該遺伝子送達ビヒクルは、少なくとも1つの生物学 的に活性な核酸配列を含有し、ここでこのような生物学的活性は、本来は該遺伝 子送達ビヒクルに含まれない、方法。 3.動物に核酸分子を導入する方法であって、薬学的に受容可能なキャリアまた は希釈物と組み合わせて遺伝子送達ビヒクルを含有する組成物を、動物に非外傷 的に投与する工程を包含し、該遺伝子送達ビヒクルは、本来は該遺伝子送達ビヒ クル内に含まれない核酸配列を含有する、方法。 4.前記薬学的に受容可能なキャリアまたは希釈物が、前記遺伝子送達ビヒクル の投与を促進する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。 5.前記物質または前記生物学的活性が、前記投与の前の前記宿主細胞内では示 されない、請求項1または3のいずれか1項に記載の方法。 6.前記生物学的活性が、投与前の前記動物内では示されない、請求項2または 3のいずれか1項に記載の方法。 7.前記生物学的活性が、投与前の前記動物における宿主細胞内に存在する生物 学的活性を補足する、請求項2または3のいずれか1項に記載の方法。 8.前記生物学的活性が、投与前の前記動物における宿主細胞内で示されない生 物学的活性を活性化する、請求項2または3のいずれか1項に記載の方法。 9.前記生物学的に活性が、投与前の前記動物における宿主細胞内で示される生 物学的活性を置換する、請求項2または3のいずれか1項に記載の方法。 10.前記生物学的活性が、投与前の前記動物における宿主細胞内で示される生 物学的活性を抑制する、請求項2または3のいずれか1項に記載の方法。
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