JPH11501518A - レシチン−コレステロールアシルトランスフェラーゼを発現する組換えウイルス及び遺伝子治療におけるその使用 - Google Patents

レシチン−コレステロールアシルトランスフェラーゼを発現する組換えウイルス及び遺伝子治療におけるその使用

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JPH11501518A JP8527333A JP52733396A JPH11501518A JP H11501518 A JPH11501518 A JP H11501518A JP 8527333 A JP8527333 A JP 8527333A JP 52733396 A JP52733396 A JP 52733396A JP H11501518 A JPH11501518 A JP H11501518A
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、レシチン−コレステロールアシルトランスフェラーゼ(LCAT)又はその変異体の全部又は一部をコードする少なくとも1種の挿入遺伝子を含む欠損組換えウイルス、これらのウイルスを含む医薬組成物、及びリポタンパク異常血症に関連する疾病の治療又は予防のためのその使用に関する。

Description

【発明の詳細な説明】 レシチン−コレステロールアシルトランスフェラーゼを 発現する組換えウイルス及び遺伝子治療におけるその使用 本発明は新規組換えウイルス、その製造及び遺伝子治療において所望の遺伝子 をインビボ導入発現させるためのその使用に関する。より詳細には、本発明はレ シチン−コレステロールアシルトランスフェラーゼ(LCAT)又はその変異体 の全部又は一部をコードする挿入遺伝子を含む新規組換えウイルスに関する。本 発明は更に、前記組換えウイルスを含む医薬組成物にも関する。より詳細には、 本発明は欠損組換えウイルスと、心臓血管及び神経レベルに重大な影響を及ぼす として知られているリポタンパク異常血症に関連する疾病の予防又は治療のため のその使用に関する。 リポタンパク異常血症は、コレステロールやトリグリセリド等の脂質を血液及 び末梢体液に輸送するのに関与するリポタンパク質の代謝不全である。リポタン パク異常血症は、特にアテローム性動脈硬化症等の高コレステロール血症又は高 トリグリセリド血症に夫々結びつけられる重大な疾病を誘発する。アテローム性 動脈硬化症は、組織学的には大及び中動脈(大動脈、 冠動脈、頚動脈)の壁における脂質及び他の血液誘導体の沈着(脂質又は繊維脂 質斑)として定義される多元性合併症である。これらの斑は進度に応じて多少な りとも石灰化しており、病変に相関していると考えられ、主にコレステロールエ ステルから構成される脂肪沈着の動脈蓄積に結び付けられる。これらの斑は動脈 壁の肥厚をもたらし、平滑筋の肥厚、泡状細胞の出現及び繊維組織の蓄積を伴う 。アテローム斑は壁から非常に著しく突出しているので狭窄性をもち、重度患者 に突発するアテローム、血栓症又は塞栓症による血管閉塞の原因となる。このた め、コレステロール過剰血症は梗塞、突然死、心臓代償不全、脳血管発作等の非 常に重度の心臓血管病を誘発し得る。 従って、所定の疾病状態で血漿コレステロール濃度を低下させ、更には末梢組 織のレベルでコレステロールの流出(コレステロールの逆輸送)を刺激し、アテ ローム斑の形成に関連して細胞に蓄積したコレステロールを除去することが可能 な治療を実施できることが、特に重要である。コレステロールは血液中で低密度 リポタンパク質(LDL)と高密度リポタンパク質(HDL)を含む種々のリポ タンパク質により運搬される。LDLは肝レベルで合成され、末梢組織にコレス テロールを供給する ことができる。他方、HDLは末梢組織のレベルでコレステロールを捕獲し、肝 臓に運搬して貯蔵及び/又は分解させる。 現在、脂血症、特に高コレステロール血症は、コレステロールの生合成(ヒド ロキシメチルグルタリル補酵素Aレダクターゼの阻害剤、スタチン)、胆汁コレ ステロールの捕獲及び除去(キレート剤又は樹脂)、又は分子面でまだ解明され ていない作用モードによる脂肪分解(フィブレート)に作用する化合物を用いて 主に治療されている。従って、この適応症で使用されている広い分類の全医薬( キレート剤、フィブレート又はスタチン)は、アテローム斑の形成の予防のみに 向けられており、実際にアテロームの治療は目的としていない。冠動脈発作後の アテロームの現在の治療はコレステロールのホメオスタシスに介在するのではな く、外科処置(冠動脈バイパス、血管形成術)であるため、対症療法に過ぎない 。 遺伝子治療によるこれらの疾病の治療の最初のアプローチは国際出願公開第W O94/25073号に記載されている。このアプローチは特に、アポリポタン パク質をコードする遺伝子の直接導入に関する。本発明はリポタンパク異常血症 に関連する疾病の治療のための新規治療アプローチである。本発明はよ り詳細には、コレステロールの異化作用に関与する酵素をコードする遺伝子の導 入に関する。特に、本発明によるLCATのインビボ導入及び発現は、循環HD L率のみならず、コレステロールの逆輸送に結び付けられるその酵素活性にも働 きかきることができるという利点がある。従って、本発明のアプローチはコレス テロールを肝臓に戻すことを目的とする二重の刺激効果がある。本発明は更に、 コレステロールの代謝酵素をコードする遺伝子を肝レベルで導入発現させ、循環 系で前記酵素を分泌させ、高い効率でその活性を発揮させることが可能なウイル スの使用に関する。後述する実施例では特に、アデノウイルスがレシチン−コレ ステロールアシルトランスフェラーゼ(LCAT)をコードする遺伝子を投与方 法に応じて細胞毒性作用なしに長期間有効に導入発現できることを示す。 従って、本発明の第1の目的は、レシチン−コレステロールアシルトランスフ ェラーゼ(LCAT)及びその変異体の全部又は一部をコードする少なくとも1 種の挿入遺伝子を含む欠損組換えウイルスにある。 本発明の別の目的は、リポタンパク異常血症に関連する疾病の治療又は予防用 医薬組成物の製造のための、前記欠損組換え ウイルスの使用である。 ヒトレシチン−コレステロールアシルトランスフェラーゼ(LCAT)は65 〜69kDの相対分子量をもつ416アミノ酸の糖タンパク質である。LCAT をコードする遺伝子及びcDNAは夫々4200及び1744bpの長さであり 、クローニング及び配列決定されている(McLeanら,Proc.Natl .Acad Sci.83(1986)2335及びMcLeanら,Nucl eic Acids Res.14(23)(1986)9397)。LCAT はコレステロールのヒドロキシル残基にホスファチジルコリンのアシル基を転移 して遊離コレステロールのエステル化を触媒し、コレステロールのエステルとリ ゾホスファチジルコリンを形成する酵素である。LCATはヒトでは肝臓で特異 的に合成され、血漿中に遊離され(6μg/ml)、抗アテローム原性リポタン パク質である高密度リポタンパク質(HDL)と結合する。これらの粒子は細胞 中に過剰に存在するコレステロールを受容することができ、その後、LCATに よりエステル化される。コレステロールエステル濃度の高いHDLは肝臓で捕獲 された後、排出される。生物から過剰のコレステロールを排出できるこのメカニ ズムはコレステロールの逆輸送と呼ばれ、アテローム原性の予防に明らかに関係 がある(Ana Jonas BBA 1084(1991)273及びJoh nsonら,BBA 1085(1991)205)。LCATは細胞膜と循環 リポタンパク質の間に遊離コレステロール勾配を生じることにより、このプロセ スで重要な役割を果たすとほぼ確信される。 血漿中のLCAT酵素の活性の部分的又は完全な不在による生理的影響は、「 魚眼」症候群(フィッシュアイ病、FES)や一般LCAT欠損症に見られる病 変として現れる。FESの臨床症状は不透明角膜と腎障害及び貧血である。後者 2つの症状は低αリポタンパク血症と血漿トリグリセリド濃度の上昇に結び付け られる。これらの症状は血漿中のLCAT活性の生化学的定量によっても検出で きる。一般LCAT欠損症患者ではコレステロールの血漿エステル化活性は検出 できないが、FES特徴をもつ患者ではLCAT残留活性が観察される。本発明 によるLCAT遺伝子の導入は、心臓血管病の治療のための新規アプローチとな る。本発明によると、この遺伝子をインビボ導入し、LCATを過剰発現させる ことができるため、循環HDL率の増加とこれらのHDLの酵素活性の増加とい う両面で、 コレステロール流出に二重の刺激活性作用を発揮することができる。 本発明のウイルスでは、挿入遺伝子は相補的DNA(cDNA)、ゲノムDN A(gDNA)フラグメントでもよいし、例えばcDNAに1個以上のイントロ ンを挿入するなどしたハイブリッド構築物でもよい。遺伝子は合成配列でも半合 成配列でもよい。上述のように、遺伝子はLCAT又はその変異体の全部又は一 部をコードする遺伝子であり得る。本発明によると、変異体なる用語はLCAT の少なくとも1種の生物学的性質をもつ任意の突然変異体、フラグメント又はペ プチドと、LCATの全天然変異体を意味する。これらのフラグメント及び変異 体は当業者に公知の任意の技術により得られ、特に遺伝子及び/又は化学的及び /又は酵素修飾、又はその生物活性に応じて変異体の選択が可能な発現によるク ローニングを利用できる。遺伝子修飾としては、抑圧、欠失、突然変異等が挙げ られる。 本発明における挿入遺伝子は、ヒトLCATの全部又は一部をコードする遺伝 子が好ましい。cDNA又はgDNAがより好ましい。 一般に、挿入遺伝子は感染細胞におけるその発現を可能にす る配列も含む。このような配列は、該配列が感染細胞で機能し得るときに挿入遺 伝子の発現に天然に関与する配列であり得る。(他のタンパク質又は合成タンパ ク質の発現に関与する)別の起源の配列でもよい。特に、遺伝子の転写を特異的 又は非特異的に誘導的又は非誘導的に刺激又は抑制する真核もしくはウイルス遺 伝子の配列又は誘導配列が挙げられる。例えば、感染させたい細胞のゲノム、又 はウイルスのゲノムに由来するプロモーター配列、特にアデノウイルスのE1A ,MLP遺伝子のプロモーター、CMV、LTR−RSVプロモーター等を挙げ ることができる。真核プロモーターとしては、ユビキチンプロモーター(HPR T、ビメンチン、α−アクチン、チューブリン等)、中間フィラメント(デスミ ン、ニューロフィラメント、ケラチン、GFAP等)のプロモーター、治療遺伝 子プロモーター(MDR、CFTR、VIII因子型等)、組織特異的プロモー ター(ピルビン酸キナーゼ、ビリン、脂肪酸結合腸タンパク質のプロモーター、 平滑筋細胞のαアクチンプロモーター、肝特異的プロモーター、アポAI、アポ AII、ヒトアルブミン等)又は刺激応答プロモーター(ステロイドホルモンレ セプター、レチノイン酸レセプター等)を挙げることができる。更 に、活性化配列、調節配列等を加えてこれらの発現配列を修飾してもよい。また 、挿入遺伝子が発現配列を含まない場合には、このような配列の下流で欠損ウイ ルスのゲノムに挿入してもよい。 更に、挿入遺伝子は一般に標的細胞の分泌経路に合成ポリペプチドを誘導する シグナル配列をコーディング配列の上流に含む。このシグナル配列はLCATの 天然シグナル配列でもよいし、他の任意の機能シグナル配列又は人工シグナル配 列でもよい。 本発明によるウイルスは欠損ウイルスであり、即ち標的細胞で自律的に複製で きないウイルスである。従って、一般に本発明の範囲で使用される欠損ウイルス のゲノムは感染細胞で少なくとも該ウイルスの複製に必要な配列を欠失している 。これらの領域は(完全又は部分的に)除去してもよいし、非機能的にしてもよ いし、他の配列、特に挿入遺伝子で置換してもよい。他方、欠損ウイルスはウイ ルス粒子のパッケージングに必要なそのゲノムの配列を保存することが好ましい 。 本発明によるウイルスはアデノウイルス、アデノ随伴ウイルス(AAV)又は レトロウイルスに由来し得る。好適態様によ ると、ウイルスはアデノウイルスである。 構造と性質が多少異なる種々の血清型のアデノウイルスが存在する。これらの 血清型のうちでは、本発明の範囲では2もしくは5型のヒトアデノウイルス(A d2又はAd5)又は動物起源のアデノウイルス(国際公開第WO94/269 14号参照)を使用するのが好ましい。本発明の範囲で使用可能な動物起源のア デノウイルスのうちでは、イヌ、ウシ、マウス(例えばMav1,Beardら ,Virology,75(1990)81)、ヒツジ、ブタ、トリ又はサル( 例えばSAV)起源のアデノウイルスを挙げることができる。好ましくは動物起 源のアデノウイルスはイヌアデノウイルス、より好ましくはアデノウイルスCA V2[例えばマンハッタン株又はA26/61(ATCC VR−800)]で ある。本発明の範囲ではヒトもしくはイヌ由来のアデノウイルス又は混合アデノ ウイルスを使用するのが好ましい。 好ましくは、本発明の欠損アデノウイルスはITRと、パッケージングを可能 にする配列と、有用核酸を含む。より好ましくは、本発明のアデノウイルスのゲ ノムにおいて少なくともE1領域は非機能的である。着目ウイルス遺伝子は当業 者に公知 の任意の技術、特に完全抑圧、置換、部分欠失、又は着目遺伝子への1個以上の 塩基の付加により非機能的にすることができる。このような改変は例えば遺伝子 工学技術又は突然変異誘発物質で処理することにより、(単離したDNAで)イ ンビトロ又はin situで得られる。特にE3(WO95/02697)、 E2(WO94/28938)、E4(WO94/28152、WO94/12 649、WO95/02697)及びL5(WO95/02697)等の他の領 域も改変できる。好適態様によると、本発明によるアデノウイルスはE1及びE 4領域に欠失を含む。別の好適態様によると、前記アデノウイルスはE1領域に 欠失を含み、このレベルにE4領域とLCATをコードする配列を挿入する(仏 国特許出願第FR94 13355号参照)。 本発明による欠損組換えアデノウイルスは、当業者に公知の任意の技術により 作製することができる(Levreroら,Gene 101(1991)19 5,EP185 573;Graham,EMBO J.3(1984)291 7)。特に、アデノウイルスと特に有用DNA配列をもつプラスミドの相同組換 えにより作製することができる。相同組換えは前記ア デノウイルスとプラスミドを適当な細胞系に同時トラクスフェクション後に生じ る。使用する細胞系は、(i)前記要素により形質転換可能であり、(ii)好 ましくは組換えの危険を避けるように組み込み形態で欠損アデノウイルスのゲノ ムの部分を相補することが可能な配列を含んでいることが好ましい。細胞系の例 としては、特にアデノウイルスAd5のゲノムの左側部分(12%)をそのゲノ ムに組込んだ293ヒト胎児腎細胞系(Grahamら,J.Gen.Viro l.36(1977)59)や、特に国際公開第WO94/26914号及びW 095/02697号に記載されているようなE1及びE4機能を相補すること が可能な系を挙げることができる。 その後、増殖したアデノウイルスを実施例に記載するような慣用分子生物学技 術により回収精製する。 アデノ随伴ウイルス(AAV)は、感染細胞のゲノムに安定且つ部位特異的に 組み込まれる比較的小寸法のDNAウイルスである。アデノ随伴ウイルスは細胞 増殖、形態又は分化に影響することなく広範な細胞に感染することができる。ま た、ヒトの病理に関与しないと思われる。AAVのゲノムは既にクローニングさ れ、配列及び特性を決定されている。このようなゲノ ムは約4700塩基を含み、各末端にウイルス複製起点として機能する約145 塩基の逆方向反復領域(ITR)を含む。ゲノムの残余はパッケージング機能を もつ2つの主領域に分けられ、ゲノムの左側はウイルス複製とウイルス遺伝子の 発現に関与するrep遺伝子を含み、ゲノムの右側はウイルスのキャプシドタン パク質をコードするcap遺伝子を含む。 AAVに由来するベクターを遺伝子のインビトロ及びインビボ導入に使用する ことは文献に記載されている(特に国際出願公開第WO91/18088号、同 WO93/09239号、米国特許第4,797,368号、同第5,139, 941号、ヨーロッパ特許第488528号参照)。これらの特許出願はAAV に由来し、rep及び/又はcap遺伝子を欠失し、有用遺伝子で置換した種々 の構築物と、前記有用遺伝子を(培養細胞に)インビトロ又は(生物に直接)イ ンビボ導入するための前記構築物の使用について記載している。本発明による欠 損組換えAAVは、AAVの2つの逆方向反復領域(ITR)に挟まれた有用核 酸配列を含むプラスミドと、AAVのパッケージング遺伝子(rep及びcap 遺伝子)をもつプラスミドとをヒト補助ウイルス(例えばアデノウイルス)に感 染させた細 胞系に同時トランスフェクトすることにより作製できる。生成した組換えAAV をその後、慣用技術により精製する。従って、本発明はAAVから誘導される組 換えウイルスであって、そのゲノムがAAVのITRに挟まれたLCATをコー ドする配列を含む組換えウイルスにも関する。本発明は更に、AAVの2つのI TRに挟まれたLCATをコードする配列を含むプラスミドにも関する。このよ うなプラスミドは、場合によりリポソームベクター(プソイドウイルス)に組み 込み、LCATの配列を導入するためにそのまま使用できる。 レトロウイルスについては、組換えベクターの構築が文献に広く記載されてお り、特にヨーロッパ特許第453242号及び同178220号; Berns teinら,Genet.Eng.7 (1985) 235; McCorm ick,BioTechnology 3 (1985) 689等を参照され たい。特に、レトロウイルスは分裂中の細胞に感染する組込みウイルスである。 レトロウイルスのゲノムは主に2つのLTRと、1つのパッケージング配列と、 3つのコーディング領域(gag、pol及びenv)を含む。レトロウイルス に由来する組換えベクターでは、gag、pol及びenv遺 伝子は一般に全部又は一部が欠失しており、有用異種核酸配列で置換されている 。これらのベクターは特にMoMuLV(「モロニーマウス白血病ウイルス」、 MoMLVとも呼ぶ)、MSV(「モロニーマウス肉腫ウイルス」)、HaSV (「ハーベー肉腫ウイルス」)、SNV(「脾臓壊死ウイルス」)、RSV(「 ラウス肉腫ウイルス」)又はフレンドウイルス等の種々のレトロウイルスから作 製することができる。 本発明によるLCATをコードする配列を含む組換えレトロウイルスを構築す るためには、一般には特にLTRとパッケージング配列と前記コーディング配列 を含むプラスミドを構築した後、プラスミドに欠損レトロウイルス機能をトラン ス付加することが可能な所謂パッケージング細胞系にトランスフェクトするため に使用する。従って、パッケージング系は一般にgag、pol及びenv遺伝 子を発現することが可能である。このようなパッケージング系は従来技術に記載 されており、特にPA317系(米国特許第4,861,719号)、PsiC RIP系(WO90/02806号)及びGP+envAm−12系(WO89 /07150号)が挙げられる。更に、組換えレトロウイルスはLTRのレベル に転写活性を抑制するため の修飾を含んでいてもよく、gag遺伝子の一部を含む延長パッケージング配列 を含んでもよい(Benderら,J.Virol.61 (1987) 16 39)。生成した組換えレトロウイルスをその後、慣用技術により精製する。 本発明は、1種以上の上記のような欠損組換えウイルスを含む医薬組成物にも 関する。このような組成物は局所、経口、非経口、鼻腔内、静脈内、筋肉内、皮 下、眼内等の経路で投与するように調合することができる。 好ましくは、本発明による組成物は注射用調合物に医薬的に許容可能なキャリ ヤーを含有する。キャリヤーとしては、特に滅菌等張塩類溶液(一塩基リン酸塩 、二塩基リン酸塩、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、塩化マグ ネシウム等、又はこれらの塩類の混合物)、又は場合に応じて滅菌水もしくは生 理的血清を加えると注射可能な溶質を構成できる乾燥組成物、特に凍結乾燥組成 物が挙げられる。 リポタンパク異常血症に関連する疾病の治療に使用するには、本発明による欠 損組換えアデノウイルスは種々の方法、特に静脈注射により投与できる。門脈の レベルに注射するのが好ましい。レトロウイルスについては、場合により新臓器 (WO94 /24298)としてインビボ再移植する目的で感染細胞をエクスビボ利用でき るという利点がある。 注射に使用するウイルスの用量は種々のパラメーター、特に使用する投与方法 、該当疾病、又は所望の治療期間に応じて適応できる。一般に、本発明による組 換えウイルスは104〜1014pfu/mlの用量で調合及び投与される。AA V及びアデノウイルスでは、106〜1010pfu/mlの用量も使用できる。 pfu(「プラーク形成単位」)なる用語はビリオン懸濁液の感染能に対応し、 適当な細胞培養物の感染により測定され、一般に48時間後の感染細胞のプラー ク数を表す。ウイルス溶液のpfu力価の測定方法は文献に詳細に記載されてい る。 更に、本発明の医薬組成物はアポリポタンパク質をコードする挿入遺伝子を含 む1種以上の欠損組換えアデノウイルスも含んでいてもよい。これらの2種の遺 伝子を組み合わせることにより、HDLの活性とコレステロールの逆輸送に相乗 効果を発揮することができる。アポリポタンパク質をコードする挿入遺伝子を含 むアデノウイルスの構築については国際公開第WO94/25073号に記載さ れている。好ましい組み合わせの1 例は、本発明によるアデノウイルスとアポリポタンパク質AI又はアポリポタン パク質AIVをコードする遺伝子を含むアデノウイルスである。 本発明は特に心筋梗塞、アンギナ、突然死、心臓代償不全、脳血管発作、アテ ローム性動脈硬化症又は再発狭窄症等の心臓血管疾患の分野で、リポタンパク異 常血症に関連する疾病の治療又は予防に非常に有効な新規手段を提供する。より 広義には、本発明のアプローチは各症例でLCATの遺伝又は代謝不全を緩和で きる非常に有望な治療手段を提供する。 更に、この治療はヒトだけでなく、ヒツジ、ウシ、家畜(イヌ、ネコ等)、ウ マ、魚類等の全動物に適用できる。 以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、これらの実施例は非限定 的な例示とみなすべきである。図面の説明 図1 :プラスミドpXL2639の模式図。図2 :プラスミドpXL2640の模式図。図3 :アデノAdCMV hLCATによるHep3B細胞のトランスフェクシ ョン。Hep3B細胞にアデノAdCMVhLCAT(白四角)又はアデノAd CMV βgal(黒四 角)を感染多重度10、25、50、100、250及び500で感染させた。 72時間後に上清中のLCAT活性を測定した。測定は2回行い、各値は平均± 標準偏差を表す。図4 :感染又は非感染マウスの肝臓から単離したRNAのノーザンブロット分析 。対照マウス(1)、アデノAdCMV βgal感染マウス(2)又はアデノ AdCMV hLCAT感染マウス(3)の肝臓から完全RNAを採取した。R NA10μgをホルムアルデヒド−1.2%アガロース電気泳動により分離し、 ナイロン膜に移してヒトLCAT及びマウスアポEの各プローブとハイブリダイ ズさせた。図5A及び5B :ヒトLCATの遺伝子の導入が血漿中の総コレステロール濃度 及びHDLコレステロール濃度に及ぼす効果。対照マウス(白四角)又はヒトア ポリポタンパク質A−Iを発現するトランスジェニックマウスに1×109pf uのアデノAdCMV hLCAT(白丸)もしくは1×109pfuのアデノ AdCMV βgal(黒四角)を注射後の血漿中の総コレステロール濃度及び HDLコレステロール濃度(平均±標準偏差)。*:アデノAdCMV βga lを感染させたマウスとの差P<0.0001。図6 :ヒトLCATの遺伝子の導入が血漿のヒトアポA−I濃度に及ぼす効果。 対照マウス(白四角)又はヒトアポリポタンパク質A−Iを発現するトランスジ ェニックマウスに1×109pfuのアデノAdCMV hLCAT(白丸)も しくは1×109pfuのアデノAdCMV βgal(黒四角)を注射後の血 漿中のヒトアポA−I濃度(平均±標準偏差)。*:アデノAdCMV βga lを感染させたマウスとの差P<0.0001。図7 :ヒトLCATの遺伝子の導入がコレステロールのリポタンパク質分布に及 ぼす効果。5×108pfuのアデノAdCMV hLCAT(黒四角)もしく は1×109pfuのアデノAdCMV hLCAT(黒丸)の注射から5日後 のマウス又は対照マウス(白四角)から血漿を採取した。血漿をゲル濾過クロマ トグラフィーによりSuperose−6カラムで分離し、各溶出フラクション 中のコレステロールを測定する。図8 :ヒトLCATの遺伝子の導入がHDL粒子の寸法に及ぼす効果。1×109 pfuのアデノAdCMV hLCATの注射から5日後のマウス(実線)又 は対照マウス(破線)から血漿を採取した。血漿をポリアクリルアミドゲル(勾 配4→2 0%)上で分離し、ウェスタンブロットにより展開した後、ヒト抗アポA−I特 異抗体によりヒトアポA−Iを検出する。その後、ブロットをデンシトメーター によりスキャンする。図9 :ヒトLCATの遺伝子の導入がアポA−Iを含む粒子の移動度に及ぼす効 果。1×109pfuのアデノAdCMV βgal(1)、5×108pfuの アデノAdCMV hLCAT(2)又は1×109pfuのアデノAdCMV hLCAT(3)の注射から5日後にマウスから血漿を採取した。血漿2μl を使用してアガロースゲル電気泳動によりHDLを分離した後、脂質をスーダン ブラックで着色する。図10 :ヒトLCATの遺伝子の導入が血清のコレステロール流出促進能に及ぼ す効果。1×109pfuのアデノAdCMVhLCAT(白丸)もしくは1× 109pfuのアデノAdCMV βgal(黒四角)の注射から5日後のマウ ス又は対照マウス(白四角)から血漿を採取した。2.5%に希釈した血清を、 放射性コレステロールを予め添加しておいたFu5Ah細胞と共にインキュベー ション後に培地と細胞中の放射能を測定することによりコレステロール流出を計 算する。*:対照マウスとの差P<0.01。**:対照マウス又はアデノAd CM V βgalを感染させたマウスとの差P<0.0005。一般分子生物学技術 プラスミドDNAの分取抽出、プラスミドDNAの塩化セシウム勾配遠心分離 、アガロース又はアクリルアミドゲル電気泳動、DNAフラグメントの電気溶離 精製、タンパク質のフェノール又はフェノール−クロロホルム抽出、塩類溶媒中 のDNAのエタノール又はイソプロパノール沈降、大腸菌での形質転換等の分子 生物学で慣用的に使用されている方法は当業者に周知であり、文献に詳細に記載 されている[Maniatis T.ら,“Molecular Clonin g,a Laboratory Manual”,Cold Spring H arbor Laboratory,Cold Spring Harbor, N.Y.,1982; Ausubel F.M.ら(編),“Current P rotocols in Molecular Biology”,John Wiley & Sons,New York,1987]。 pBR322、pUC型のプラスミド及びM13系ファージは市販品である( Bethesda Resear−ch Laboratories)。 連結については、DNAフラグメントをアガロース又はアクリルアミドゲル電 気泳動によりその寸法に応じて分離し、フェノール又はフェノール/クロロホル ム混合物で抽出し、エタノール沈降させた後、製造業者の指示に従ってファージ T4(Biolabs)のDNAリガーゼの存在下でインキュベートする。 付着5’末端の充填は製造業者の指示に従って大腸菌(Biolabs)のD NAポリメラーゼIのクレノーフラグメントにより実施できる。付着3’末端の 破壊は、ファージT4(Biolabs)のポリメラーゼDNAを製造業者の指 示に従って使用することにより実施される。付着5’末端の破壊はヌクレアーゼ S1処理により実施される。 合成オリゴヌクレオチドによるインビトロ突然変異誘発は、Amersham から市販されているキットを使用することにより、Taylorら[Nucle ic Acids Res.13(1985)8749〜8764]により開発 された方法に従って実施することができる。 所謂PCR法[olymerase−catalyzed hain eaction,Saiki R.K.ら,S cience 230(1985)1350〜1354; Mullis K. B.とFaloona F.A.,Meth.Enzym.155(1987) 335〜350]によるDNAフラグメントの酵素増幅は、「DNAサーマルサ イクラー」(Perkin Elmer Cetus)を製造業者の指示に従っ て使用することにより実施することができる。 ヌクレオチド配列の確認は、Amershamにより市販されているキットを 使用することにより、Sangerら[Proc.Natl.Acad.Sci .USA,74(1977)5463〜5467]により開発された方法により 実施することができる。実施例 実施例1:ヒトレシチン−コレステロールアシルトランスフェラーゼ(hLCA T)の遺伝子を含む欠損組換えアデノウイルスゲノムの構築: 上述のように、特に挿入したい遺伝子をもつプラスミドとアデノウイルスを適 当な細胞系に同時トランスフェクション後に相同組換えさせて欠損組換えアデノ ウイルスを作製した。A.ヒトLCATの遺伝子をもつプラスミドの作製: 1.プラスミドpXL2616の構築 プラスミドpXL2616はヒトレシチン−コレステロールアシルトランスフ ェラーゼをコードするcDNAを含む。 このプラスミドは次のように構築した。 HepG2細胞の完全RNAからRT−PCR法によりLCATのcDNAに 対応するDNAフラグメントを単離した(First−Strand cDNA 合成キット、Pharmacia)。cDNAはヘキサヌクレオチドプローブを 用いてポリアデニル化RNAの逆転写により作製した。次に、LCATの配列の 5’ClaI部位と3’SalI部位を付加することが可能なヒトLCATの配 列の特異的オリゴヌクレオチドSq5209:CCC TCG AGG CCA TCG ATG AGG CCT GAC TTT TTC AAT AAA (配列番号1)及びSq5287:GCG TCG ACA GCT CAG TCC CAG GCC TCA GAC GAG(配列番号2)(Mac L eanら,Proc.Natl.Acad.Sci.,83,1986)を用い てこれらのcDNAでPCR反応を行った。得られた1750bpフラグ メントをプラスミドpCR−II(TAクローニングキット、Invitrog en)にクローニングし、その配列を確認した。得られたプラスミドをpXL2 616と命名した。 2.プラスミドpXL2639(図1)及びpXL2640(図2)の構築 プラスミドpXL2639及びpXL2640は夫々CMVの初期プロモータ ーとRSVウイルスのLTRプロモーターの制御下にヒトLCATのcDNAを 含む。 これらのプラスミドは、 −国際公開第WO94/25073号に記載されているプラスミドpXL237 5(CMVプロモーター)及びpXL2376(RSV−LTRプロモーター) をClaI及びSalIで消化してアポA−IのcDNAを切り出し、次いで −予め消化しておいた上記プラスミドにヒトLCATのcDNAを含むプラスミ ドpXL2616のClaI−SalIフラグメントを挿入することにより構築 した。B.ヒトレシチン−コレステロールアシルトランスフェラーゼのインビトロ発現 こうして構築したベクター(pXL2639及びpXL26 40)を293細胞に一過性トランスフェクション後に酵素の発現と機能性を試 験した。 Wilgerら,Cell,11(1977)223の方法に従ってリン酸カ ルシウム−DNA複合体によりDNAを導入した。 トランスフェクションから60時間後に、ChenとAlbers,JLR, 23(1982)680の方法に従って細胞上清でLCAT活性を測定した。測 定は、アポA−I、14Cコレステロール及びホスファチジルコリンを0.8: 12.5:250のモル比で30分間37℃でインキュベートすることより調製 したプロテオリポソームを外来基質として使用することにより実施した。活性は 、基質を血漿又は培養上清4μlと共に37℃で2時間インキュベーション後に 14Cコレステロールから14Cコレステロールエステルへの転化を測定するこ とにより決定する。形成されたエステルを石油エーテル−ジエチルエーテル−酢 酸の76:20:1混合物によりシリカプレート上で薄層クロマトグラフィー分 離し、液体シンチレーションスペクトル分析により放射能を測定する。 得られた結果は、トランスフェクトした293細胞により分 泌されるヒトLCATが機能的であることを示す。C.組換えアデノウイルスの作製 次に、Aで作製したプラスミドを直鎖化し、アデノウイルスのE1領域(E1 A及びE1B)によりコードされる機能をトランス付加するヘルパー細胞(29 3系)に同時トランスフェクトし、欠損アデノウイルスベクターとの組換えを行 った。 アデノウイルスAd.CMVLCATは、酵素XmnIにより直鎖化したプラ スミドpXL2639とClaIにより直鎖化したアデノウイルスAd.RSV βgalをリン酸カルシウムの存在下で293系に同時トランスフェクトして相 同組換えさせるというプロトコールに従い、アデノウイルスAd.RSVβga l(Stratford−Perricaudetら,J.Clin,Inve st 90(1992)626)とプラスミドpXL2639の相同組換えによ り得た。こうして生成した組換えアデノウイルスをプレート上で精製して選択す る。単離後、組換えアデノウイルスを293細胞系で増幅し、約1010pfu/ mlの力価をもつ非精製欠損組換えアデノウイルスを含む培養上清を得る。 公知技術(特にGrahamら,Virology 52(1 973)456参照)に従ってウイルス粒子を塩化セシウム勾配上で遠心分離によ り精製する。アデノウイルスAd.CMVLCATを20%グリセロール中で− 80℃で保存する。 同一プロトコールをプラスミドpXL2640で繰り返し、組換えアデノウイ ルスAd.RSVLCATを得た。実施例2:欠損組換えアデノウイルスに媒介されるヒトLCATの遺伝子のイン ビトロ発現 Hep3B細胞(ヒト肝細胞系)に組換えアデノウイルスAdCMV−hLC ATを10、25、50、100、250及び500のMOIで感染させた後に 酵素の発現及び機能性を試験した。組換えアデノウイルスAdCMVβgalを 対照として使用した。ChenとAlbers,JLR,23(1982)68 0の方法に従い、感染から72時間後に細胞上清上でLCAT活性(培地100 μl中に1時間に生産されるコレステロールエステルの総量)を測定した。結果 (図3)は、培地に分泌されるヒトLCATが機能的であり、酵素の発現レベル が細胞中のウイルス濃度に依存することを示す。実施例3:欠損組換えアデノウイルスに媒介されるヒトLCATの遺伝子のイン ビボ発現 ヒトアポA−IのトランスジェニックC57B1/6マウスの尾静脈に組換え アデノウイルスAdCMV−hLCAT(5×108又は1×109pfu)、A dCMV−βgal(1×109pfu)又は非ウイルス溶液を注射して感染さ せた。AdCMV−hLCATを感染させたマウスの血漿中には注射から5日後 に非常に高レベルのLCAT活性(3266±292〜9068±812nmo l/ml/h)が検出されたが、非感染マウス又はAdCMV−βgalを感染 させたマウスで観察されたレベルはマウスの血漿の基礎LCAT活性に対応する 。 AdCMV−hLCATを感染させたマウスの肝臓のRNAでノーザンブロッ トを実施した処、ヒトLCATの完全cDNAに対応するプローブとハイブリダ イズする単一種のメッセンジャーRNAの発現を検出することができたが、対照 マウスの肝臓のRNAで実施したノーザンブロットではハイブリダイゼーション は全く検出されなかった(図4)。実施例4:ヒトLCATの発現が血漿中のリポタンパク質及びアポリポタンパク 質濃度に及ぼす効果 ヒトLCATの一過性発現は循環脂質及びヒトアポリポタンパク質A−I(h アポA−I)濃度の有意変化をもたらした。 表Iに要約するように、感染から5日後に最大の変化が観察された。 1×109pfuのAdCMV−hLCATを感染させたマウスの血漿中HD Lコレステロール及び総コレステロール(TC)濃度は、対照マウスで観察され た濃度の夫々7倍及び6倍であった(図5a及び5b)。これらの変化に加え、 エステル化コレステロール(EC)及び遊離コレステロール(FC)は対照マウ スで得られた濃度の夫々8倍及び2.5倍に増加している。血漿中EC濃度が増 加すると、HDLフラクション中のCE/TC比が増加する。1×109pfu のAdCMV−hLCATを感染させたマウスのヒトアポA−I濃度は、対照マ ウスに比較して2.5倍の増加を示す(図6)。 実施例5:ヒトLCATの発現がリポタンパク質中のコレステロールの分配、H DLの寸法及び電気泳動移動度に及ぼす効果 ゲル濾過分析クロマトグラフィーによりマウスの血漿プールからリポタンパク 質フラクション中にコレステロールを分配させた(図7)。溶出フラクション中 のTC及びヒトアポA−I濃度を測定した。これらの分析によると、1×109 pfuのAdCMV−hLCATを感染させたマウスでは対照マウスに比較して HDLフラクション中のコレステロールの多量の蓄積とHDLの寸法の増加が検 出される。ヒトアポA−IはHDLの寸法の粒子に結合していることが認められ る。 ヒトアポA−IのトランスジェニックマウスにおけるアポA−Iを含むリポタ ンパク質の寸法の分布はバイモーダルであり、9.4nmと11nmの寸法のピ ークがある。対照マウスではこの同一分布が保たれるが、AdCMV−hLCA Tを感染させたマウスでは分布が変化する。1×109pfuのAdCMV−h LCATを感染させたマウスでは、小さいほうのピークが消え、より大きい13 .3及び14.2nmの2つのピークが出現する(図8)。 血漿リポタンパク質を非変性アガロースゲルで電気泳動によ り分離した後、脂質を検出した。図9に示すように、AdCMV−hLCATを 感染させたマウスの血漿にはプレα移動度をもつHDLが検出され、HDLの寸 法だけでなくHDLの表面電荷も変化していることが認められる。 要約すると、ヒトアポA−IのトランスジェニックマウスにおけるヒトLCA Tの強い一過性発現は、HDLコレステロール及びヒトアポA−I濃度の増加と HDLの寸法及び電荷の増加をもたらし、アテローム原性の低いリポタンパク質 特徴を形成する。実施例6:ヒトLCATの発現が細胞コレステロールの流出に及ぼす効果 Fu5AHラットの肝癌細胞を感染又は非感染マウスの血漿プールと共にイン キュベーション後に細胞コレステロールの流出を測定した。図10は、AdCM V−hLCATを感染させたマウスの血漿ではAdCMV βgalを感染させ たマウスの血漿に比較して65%の流出の増加が得られることを示す。この増加 はAdCMV−hLCATを感染させたマウスにおける高濃度のヒトアポA−I 及びHDL−コレステロールに相関していることが明らかである。これらの結果 はヒトLCATの 強い発現によりコレステロールの逆輸送の効果を高めるのに有利である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L U,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF ,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE, SN,TD,TG),AP(KE,LS,MW,SD,S Z,UG),UA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD ,RU,TJ,TM),AL,AU,BB,BG,BR ,CA,CN,CZ,EE,FI,GE,HU,IS, JP,KP,KR,LK,LR,LT,LV,MG,M K,MN,MX,NO,NZ,PL,RO,SG,SI ,SK,TR,TT,UA,US,UZ,VN (72)発明者 ラタ−マイユ,マルテイーヌ フランス国、エフ−94220・シヤラントン −ル−ポン、リユ・ドウ・パリ、141 (72)発明者 セギユレ,サンドリーヌ フランス国、エフ−78180・モンテイニー −ル−ブルトヌー、リユ・シヤルル−リ ネ、13

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.レシチン−コレステロールアシルトランスフェラーゼ(LCAT)又はその 変異体の全部又は一部をコードする少なくとも1種の挿入遺伝子を含む欠損組換 えウイルス。 2.感染細胞におけるその複製に必要なそのゲノムの領域を欠失していることを 特徴とする請求項1に記載のウイルス。 3.好ましくはAd5又はAd2型のアデノウイルスであることを特徴とする請 求項1又は2に記載のウイルス。 4.動物、好ましくはイヌ起源のアデノウイルスであることを特徴とする請求項 1又は2に記載のウイルス。 5.挿入遺伝子がヒトLCAT又はその変異体の全部又は一部をコードすること を特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載のウイルス。 6.挿入遺伝子がヒトLCATをコードすることを特徴とする請求項5に記載の ウイルス。 7.挿入遺伝子がcDNAであることを特徴とする請求項1から6のいずれか一 項に記載のウイルス。 8.挿入遺伝子がgDNAであることを特徴とする請求項1か ら6のいずれか一項に記載のウイルス。 9.挿入遺伝子が感染細胞におけるその発現を可能にする配列を含むことを特徴 とする請求項1から8のいずれか一項に記載のウイルス。 10.挿入遺伝子が標的細胞の分泌経路に合成ポリペプチドを誘導するシグナル 配列を含むことを特徴とする請求項1から9のいずれか一項に記載のウイルス。 11.E1領域の全部又は一部の欠失を含むことを特徴とする請求項3又は4に 記載のアデノウイルス。 12.更にE4領域の全部又は一部の欠失を含むことを特徴とする請求項11に 記載のアデノウイルス。 13.アデノ随伴ウイルス(AAV)であることを特徴とする請求項1又は2に 記載のウイルス。 14.そのゲノムが2個のITRに挟まれたレシチン−コレステロールアシルト ランスフェラーゼ(LCAT)又はその変異体の全部又は一部をコードする遺伝 子を含むことを特徴とする請求項13に記載のウイルス。 15.レトロウイルスであることを特徴とする請求項1又は2に記載のウイルス 。 16.リポタンパク異常血症に関連する疾病の治療又は予防用医薬組成物の製造 のための、請求項1から15のいずれか一項に記載のウイルスの使用。 17.アテローム性動脈硬化症及び/又は再発狭窄症の治療用医薬組成物の製造 のための請求項16に記載の使用。 18.請求項1から15のいずれか一項に記載の1種以上の欠損組換えウイルス を含む医薬組成物。 19.注射可能な形態であり、104〜1014pfu/mlのアデノウイルスを 含むことを特徴とする請求項18に記載の医薬組成物。 20.アポリポタンパク質をコードする1種以上の欠損組換えアデノウイルスを 更に含むことを特徴とする請求項19に記載の医薬組成物。
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