JPH11505128A - Chimeric integrase protein-mediated site-specific integration of vector constructs into eukaryotic genomes - Google Patents

Chimeric integrase protein-mediated site-specific integration of vector constructs into eukaryotic genomes

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JPH11505128A
JPH11505128A JP8535720A JP53572096A JPH11505128A JP H11505128 A JPH11505128 A JP H11505128A JP 8535720 A JP8535720 A JP 8535720A JP 53572096 A JP53572096 A JP 53572096A JP H11505128 A JPH11505128 A JP H11505128A
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Abstract

(57)【要約】 標的真核生物ゲノムの特定の領域内への、1つ以上の所望の遺伝子をコードするベクター構築物の位置特異的組み込みを指向する、組成物および方法が提供される。このような組成物および方法は、生殖細胞および生殖細胞遺伝子療法を実施するために有用である。位置特異的組み込みによって提供される利点は、所望の遺伝子の発現のより一定のレベル、および挿入変異誘発の可能性の実質的な排除である。 (57) SUMMARY Compositions and methods are provided that direct the site-specific integration of a vector construct encoding one or more desired genes into a particular region of a target eukaryotic genome. Such compositions and methods are useful for performing germ cells and germ cell gene therapy. The advantages provided by site-specific integration are a more constant level of expression of the desired gene and the substantial elimination of the possibility of insertional mutagenesis.

Description

【発明の詳細な説明】 キメラインテグラーゼタンパク質に媒介される 真核生物ゲノム中へのベクター構築物の位置特異的組み込み技術的分野 本発明は、一般に、遺伝子療法の分野に関し、そしてより詳細には、ベクター 構築物を標的真核生物細胞ゲノムの特定の領域へ導入するために有用な組成物お よび方法に関する。発明の背景 1940年代にDNAが遺伝的物質として発見されて以来、そしてそれに続く最も最 近の年代の組換えDNA技術により、疾患の過程が生きている生物の核酸との相互 作用により影響され得るという可能性を現実化するための実質的な研究が、行わ れてきた。最も最近、遺伝子を変化させるかまたは影響を与えるための非常に広 範な方法が記載されてきた。 これらには例えば、レトロウイルス、アデノウイ ルス、ワクシニアウイルス、ヘルペスウイルス、およびアデノ随伴ウイルス由来 のウイルスベクター(Jolly,Cancer Gene Therapy 1(1):51-64,1994を参照のこ と)、ならびにリポフェクション(Felgnerら、Proc Natl.Acad.Sci.USA 84:74 13-7417,1989)、直接DNA注入(Acsadiら、Nature 352:815-818,1991)、マイク ロプロジェクタイルボンバードメント(microprojectile bombardment)(Williams ら、PNAS 88:2726-2730,1991)、いくつかの型のリポソーム(例えば、Wangら、PN AS 84:7851-7855,1987を参照のこと)、および核酸単独の投与(WO 90/11092)のよ うな遺伝子移入の物理的方法が含まれる。 現在まで研究された技術のうち、組換えレトロウイルス遺伝子送達法が最も広 範に利用されており、これは部分的に:(1)遺伝的物質(ベクターゲノム)の細胞 への効率的侵入;(2)標的細胞核への侵入の、活性で効率的なプロセス;(3)比較 的高レベルの遺伝子発現;(4)ベクター-標的細胞結合の制御および遺伝子発現の 組織特異的制御による特定の細胞のサブタイプを標的化する可能性;(5)先在す る宿主免疫性の一般的な欠損;および(6)このようなベクターで得られた実質的 な知識および臨床的経験に起因する。 簡潔にいうと、レトロウイルスは組み込まれたDNA中間体を介して複製する2 倍体ポジティブ鎖RNAウイルスである。代表的には、レトロウイルスはウイルス ゲノムを含有するタンパク質でカプシド化されたコアを囲むタンパク質含有脂質 エンベロープを含む。レトロウイルスの感染は、ウイルス粒子が真核生物細胞の 表面上の特定のレセプターに結合することによって開始する。その後、細胞とウ イルス膜が融合し、ゲノム含有カプシドを細胞の細胞質に放出する。次いでレト ロウイルスゲノムが、各感染性レトロウイルス粒子内にパッケージされた成分の 中に存在する、ウイルスにコードされる逆転写酵素によって2本鎖の線状DNAに 逆転写される。DNAの各3'末端から2つのヌクレオチドを取り出すための、イン テグラーゼ(IN)タンパク質(これもまたレトロウイルスによってコードされ、そ してビリオンの組立の間に逆転写酵素とともにレトロウイルス粒子内にパッケー ジされる)による線状DNAのプロセシングの後、核タンパク質複合体は、核に入り 、次いでここで、宿主細胞ゲノムの交互の(staggered)切断、および鎖転移によ るウイルスDNAの宿主細胞DNAへの連結、娘細胞に遺伝するレトロウイルスゲノム の「プロウイルス」形態の作製により、ウイルスDNAは偽似乱数的に組み込まれ る。プロセシングおよび連結反応は、INにより媒介され、そして偽似乱数的な組 み込みの位置は、ヌクレオチド配列によってではなく主に宿主DNA接近能によっ て決定されるようである(Kulkoskyら、(1994),Pharmac.Ther.,第61巻:185-20 3)。 野生型レトロウイルスゲノム(およびそれらのプロウイルスコピー)は、少なく とも3つの遺伝子(gag、pol、およびenv遺伝子)を含み、これらはパッケージン グシグナル(y)および両末端に隣接して位置する長末端反復(LTR)配列に先行され る。簡潔に述べると、gag遺伝子は内部のコア構造タンパク質をコードする。pol 遺伝子は、RNAゲノムを逆転写するRNA依存性DNAポリメラーゼ、およびINをコー ドし、そしてenv遺伝子はレトロウイルスエンベロープ糖タンパク質をコードす る。5'および3'LTRはレトロウイルスRNAの転写およびポリアデニル化を促進す るに必要なシス作用エレメントを含む。 5'LTRに隣接して、ゲノム(tRNAプライマー結合部位)の逆転写およびレトロウ イルスRNAの粒子(y配列)への効率的なカプシド化に必要な配列がある。パッケ ージングシグナルの除去により、ゲノムRNAのカプシド化(レトロウイルスRNAの 感染性ビリオンへのパッケージング)が妨げられるが、得られる変異体はなお、 ウイルスゲノム中で、コードされる全てのタンパク質の合成を指示し得る。 組換えレトロウイルスおよびそれらの種々の使用は、多数の参考文献に記載さ れている。例えば、Mannら、(Cell 33:153,1983)、CaneおよびMulligan(Proc.N at'l.Acad.Sci.USA 81:6349,1984)、Millerら、Human Gene Therapy 1:5-14, 1990、米国特許第4,405,712号;同第4,861,719号;同第4,980,289号、PCT出願WO 89/02,468; WO89/05,349、およびWO90/02,806、および米国特許出願第08/116,82 7号(1993年9月3日出願)、第08/116,828号(1993年9月3日出願)、第08/116,98 3号(1993年9月3日出願)、第08/366,851号(1994年12月30日出願)、第08/425,18 0号(1995年4月20日出願)、および第08/425,762号(1995年4月20日出願)。簡単 にいうと、1つ以上の目的の外来遺伝子が、正常レトロウイルスRNAの大部分の 代わりにレトロウイルス内に組み込まれ得る。得られた組換えレトロウイルスベ クター構築物は、感染性ビリオンを形成するに必要な、必須のレトロウイルスタ ンパク質(すなわち、gag、pol、およびenv遺伝子にコードされる種々のタンパク 質)を供給するいくつかの系の1つを使用して、感染性レトロウイルス粒子内に パッケージングされる。このような組換えレトロウイルスでの細胞の感染後、次 いで外来遺伝子をコードする組換えゲノムを、あたかもそれがレトロウイルス自 身であるかのように、宿主細胞DNA中に組み込み得る。この外来遺伝子の宿主内 での発現の結果、宿主細胞による外来タンパク質の発現が生じる。 組換えレトロウイルスの遺伝子送達ビヒクルとしての有用性にも関わらず、い くつかの欠点が知られている。それらとしては、複製中の細胞のみに感染するそ れらの一般的な能力、それらの遺伝するゲノムパッケージングサイズの制限、挿 入物の変異誘発の可能性(すなわち、レトロウイルス組み込みの無作為な性質に よる、オンコジーンの活性化、または腫瘍抑制遺伝子あるいは細胞の生存に必要 な他の必須の遺伝子の破壊)、および種々のパッケージング細胞系またはプロデ ューサー細胞系において組換えビリオンを生成するために使用するベクター間で の1つ以上の組換え事象の結果として生じ得る、野生型の複製可能レトロウイル ス(RCR)での組換えレトロウイルス調製物の汚染の可能性、が挙げられる。 複製中の細胞のみに感染するレトロウイルスの見かけの能力のため、組換えレ トロウイルスの効力を増加するための方法が開発されている。このような方法は 、代表的には、細胞の複製を誘導し、それによってレトロウイルスが細胞に感染 するのを可能にすることを目的とする。このような方法として、例えば、鉱油中 の10%四塩化炭素での化学的処理(Kalekoら、Human Gene Therapy 2:27-32,1991 )および特定の組織を除去し、それによって迅速な細胞の分割を刺激して、細胞 の感染能を増加させる外科手術(Rettingerら、PNAS 91:1460-1464,1994; Moscio niら、Surgery 113:304-311,1993;)が挙げられる。さらに、標準的な形質導入 技術に耐性の細胞(例えば、幹細胞および非分裂細胞)を、実質的に、複製可能レ トロウイルスによる汚染のない高力価の組換えレトロウイルス粒子の調製物を使 用して、形質導入する(すなわち、組換えレトロウイルスで細胞を感染する)ため の他の方法が、最近開発されている。米国特許出願第08/425,180号、前出を参照 のこと。 RCRでの組換えレトロウイルス調製物の汚染についての心配は、RCR産生を妨げ るように設計された種々のパッケージング細胞系の開発によって実質的に避けら れてきたかまたは排除されてきた。このような系を、以下により詳細に記載する 。 レトロウイルス遺伝子送達技術のこれらおよび他の進歩にもかかわらず、遺伝 子移入の他の潜在的により効率的な方法(例えば、純粋なプラスミドDNAの直接投 与(Davisら、Human Gene Therapy 4:733-740,1993)、あるいは、他のウイルス遺 伝子送達ビヒクル(例えば、DNAウイルスまたは非組み込みRNAウイルスに基づく ウイルス遺伝子送達ビヒクル)が利用されることを示唆した科学者も何人かいた 。しかし、これらの別の系もまた、欠点(例えば、一過性の発現を提供するのみ であり、従って、遺伝子療法のアプローチに影響を受け易い多くの疾患の処置の ためには反復投与を必要とすること)を有する。しかし、このような別のウイル ス系の野生型形態に対するか、または裸の核酸の場合には、遺伝子送達ビヒクル それ自身の免疫原性に対する、多くの潜在的な患者にもともと存在する免疫性の ために、同一の遺伝子送達ビヒクルを使用する反復療法が可能でないことがある 。 遺伝子送達ビヒクルに関して、当該分野の現在の状況に照らして、現存する遺 伝子送達技術の欠点の多くを伴うことなく1つ以上の所望の遺伝子の安定で長期 的な発現を提供し得る遺伝子送達ビヒクルを提供する必要性が存在する。この目 的のために、1つ以上の所望の遺伝子をコードするベクター構築物の真核生物ゲ ノム内への位置特異的導入を可能にする組成物および方法を提供することが本発 明の目的である。従って、本発明は、体細胞および生殖細胞遺伝子療法の領域に 関連する。発明の要旨 簡潔に述べると、本発明はベクター構築物の標的真核生物ゲノムの規定された 領域への組み込みを指向し得るキメラインテグラーゼタンパク質、ならびにキメ ラインテグラーゼタンパク質を作製および利用するための方法を提供する。この 局面の1つの実施態様において、キメラインテグラーゼタンパク質は、RNAポリ メラーゼIIIによって転写される真核生物遺伝子に隣接する領域へのベクター構 築物の組み込みを指向する。好ましくは、このような組み込みは、代表的には、 RNA polIII転写開始部位の約1,000bp未満の内で生じ、転写開始部位の約100bp未 満の内がより好ましく、そして転写開始部位の10bp未満(すなわち、9、8、7 、6、5、4、3、2、および1bp)の内が最も好ましい。 この局面の1つの実施態様において、キメラインテグラーゼタンパク質の位置 特異性は、Ty3インテグラーゼ由来のドメインに媒介される。別の実施態様にお いて、キメラインテグラーゼは、レトロウイルスインテグラーゼタンパク質由来 である。好ましい実施態様において、キメラインテグラーゼタンパク質は、モロ ニーマウス白血病ウイルス由来である。このようなキメラレトロウイルスインテ グラーゼの代表的な例として、アミノ末端からカルボキシ末端に、Aドメイン、 Bドメイン、およびCドメインを含み、ここで少なくともこのようなドメインの 1つはTy3インテグラーゼ由来のものがある。このようなキメラインテグラーゼ の特定の例としては、AmBmCt、AmBtCm、AmBtCt、AtBtCm、およびAtBmCmからなる 群より選択されるインテグラーゼが挙げられ、ここで「m」はMoMLVインテグラー ゼの派生物を示し、そして「t」はTy3インテグラーゼの派生物を示す。他の実施 態様において、キメラインテグラーゼタンパク質は単離され得るか、または精製 され得る。 この局面のなお別の実施態様は、遺伝子送達ビヒクル内に取り込まれている標 的真核生物ゲノムの規定された領域へのベクター構築物の組み込みを指向するキ メラインテグラーゼタンパク質に関し、ここで、この遺伝子送達ビヒクルは、異 種遺伝子産物をコードするベクター構築物をさらに含み、この異種遺伝子産物は 、ポリペプチド、アンチセンスRNA、センスRNA、およびリボザイムからなる群よ り選択される。 別の局面において、本発明のキメラインテグラーゼタンパク質をコードするベ クター構築物が提供される。このような構築物はまた、「キメラインテグラーゼ 発現ベクター」といわれ、キメラインテグラーゼタンパク質をコードする遺伝子 の機能的な会合(すなわち、遺伝子発現の調節をもたらすため)において、遺伝子 発現を制御する少なくとも1つのエレメント(例えば、原核生物または真核生物 転写プロモーター、エンハンサー、もしくは遺伝子座規定エレメント、または他 の手段(例えば、別のスプライシング、核RNA輸出、メッセンジャーRNAの転写後 修飾、またはタンパク質の翻訳後修飾)によって遺伝子発現を制御する他のエレ メント)を含む。 本発明の関連する局面は、キメラインテグラーゼをコードするベクター構築物 が、例えば、形質転換、トランスフェクション、形質導入、または細胞内への核 酸の導入に有用な任意の他の技術によって導入される宿主細胞に関する。このよ うな宿主細胞は、原核生物宿主細胞、および真核生物宿主細胞の両方を含む。こ のような細胞は、種々の目的(例えば、キメラインテグラーゼタンパク質の生成) のために使用され得る。キメラインテグラーゼは、キメラインテグラーゼタンパ ク質の発現を可能にする様式において、適切な栄養条件下(これは、使用される 宿主細胞、使用する発現系などに依存して変化する)で宿主細胞を培養すること によってこうして生成され得る。得られたキメラインテグラーゼは、例えば、キ メラインテグラーゼのエピトープに対して反応性の抗体を使用したアフィニティ ークロマトグラフィーによって、必要に応じて単離または精製され得る。1つの 実施態様において、こうして生成されたキメラインテグラーゼタンパク質は、イ ンビトロのプロセスによって組み立てられた遺伝子送達ビヒクル内に取り込まれ る。別の実施態様において、このような宿主細胞は、組換えウイルス粒子の生成 のためのパッケージング細胞である。感染性ウイルス粒子の組み立てに必要な他 の成分に加えて、パッケージング細胞はまた、ウイルス粒子内に取り込まれるキ メラインテグラーゼタンパク質を産生する。 本発明の別の局面において、標的真核生物ゲノムの規定された領域内へのベク ター構築物の組み込みを指向するキメラインテグラーゼタンパク質、およびベク ター構築物を含む、遺伝子送達ビヒクルが提供される。1つの実施態様は、標的 真核生物ゲノムの規定された領域内への組換えレトロウイルスベクター構築物の 組み込みを指向するキメラレトロウイルスインテグラーゼタンパク質、および組 換えレトロウイルスベクター構築物を含む、組換えレトロウイルス粒子に関する 。好ましい実施態様において、このような組換えレトロウイルス粒子は、形質導 入可能であり、そしてより好ましくは、実質的に複製可能レトロウイルスでの汚 染がない。別の好ましい実施態様において、標的真核生物ゲノムの規定された領 域は、RNAポリメラーゼIIIによって転写される真核生物遺伝子に隣接する領域で ある。RNA polIIIによって転写される真核生物遺伝子は、tRNA遺伝子および5SRN A遺伝子を含む。別の実施態様において、野生型レトロウイルスインテグラーゼ タンパク質を有する形質導入可能組換えレトロウイルス粒子に媒介される組換え レトロウイルスベクター構築物の組み込みと比較して、真核生物ゲノムへの組換 えレトロウイルスベクター構築物の組み込みにより生じる挿入変異誘発の割合の 減少を導く形質導入可能組換えレトロウイルス粒子が提供される。別の実施態様 は、形質導入された真核生物細胞において、野生型レトロウイルスインテグラー ゼタンパク質を有する形質導入可能組換えレトロウイルス粒子で形質導入された 真核生物細胞内での目的の遺伝子の発現と比較して、組換えレトロウイルスベク ター構築物が保有する目的の遺伝子の発現における変化の減少を導く、形質導入 可能組換えレトロウイルス粒子を含む。 本発明の別の局面において、本発明の遺伝子送達ビヒクルを含有する薬学的組 成物、および薬学的に受容可能なキャリアが提供される。別の実施態様は、凍結 乾燥されるかまたは脱水された、遺伝子送達ビヒクル、例えば、組換えウイルス 粒子(例えば、組換えレトロウイルス粒子、組換えアルファウイルス粒子(例えば 、 組換えシンビドスウイルス粒子)、組換えアデノウイルス粒子、組換えアデノ随 伴ウイルス粒子、組換えヘルペスウイルス粒子、および組換えポックスウイルス 粒子)を含有する薬学的組成物が提供される。好ましい実施態様では、遺伝子送 達ビヒクルは、形質導入可能である。特に好ましい実施態様は、凍結乾燥された 形質導入可能組換えレトロウイルス粒子である。 本発明のなお別の局面において、規定された領域内に組み込まれたベクター構 築物を含有する真核生物細胞ゲノム(および対応する形質導入された真核生物細 胞)が提供される。この局面の1つの実施態様において、ベクター構築物が組み 込まれる規定された領域は、RNAポリメラーゼIIIによって転写される真核生物遺 伝子に隣接する領域である。 本発明の別の局面において、真核生物細胞ゲノム内にベクター構築物を導入し 、その結果、野生型インテグラーゼタンパク質によるベクター構築物の組み込み により生じる挿入変異誘発の割合と比較して、真核生物細胞ゲノム内へのベクタ ー構築物の組み込みによって生じる挿入変異誘発の割合を減少させるための方法 が提供される。この方法は、本発明のキメラインテグラーゼタンパク質を使用し て、ベクター構築物を真核生物細胞ゲノム内に導入することを包含する。 関連する局面において、ベクター構築物を真核生物細胞ゲノムの規定された領 域内へ導入し、その結果、真核生物細胞における目的の遺伝子の発現と比較して 、ベクター構築物が導入される真核生物細胞におけるベクター構築物由来の目的 の遺伝子の発現における変化を減少させるための方法が提供され、ここで、ベク ター構築物は野生型インテグラーゼタンパク質を使用して導入される。この方法 は、本発明のキメラインテグラーゼタンパク質を使用してベクター構築物を真核 生物細胞ゲノム内に導入することを包含する。 本発明の他の局面は、遺伝的疾患、ガン、感染性疾患、変性性疾患、炎症性疾 患、心血管疾患、および自己免疫疾患からなる群より選択される疾患の処置方法 に関する。1つの実施態様において、本方法は、標的真核生物ゲノムの規定され た領域内へのベクター構築物の組み込みを指向する遺伝子送達ビヒクルの患者へ のインビボ投与を包含する。別の実施態様において、本方法は、標的真核生物ゲ ノムの規定された領域内へのベクター構築物の組み込みを指向する遺伝子送達ビ ヒクルでエクスビボで処理した細胞を患者に投与することを包含する。このよう なエクスビボの方法は、好ましくは形質導入された自己由来の細胞を用いて実施 される。図面の簡単な説明 図1は、Ty-3およMoMLVゲノムを図示する。 図2は、Ty-3およびMoMLVインテグラーゼタンパク質の「A」、「B」、およ び「C」ドメインを図示する。アミノ酸数は、各ドメインの境界を示す。 図3は、Ty-3インテグラーゼ(上)およMoMLVインテグラーゼ(下)の一次配列間 のアミノ酸アラインメントである。「A」、「B」、および「C」ドメインの境 界を矢印によって示す。各タンパク質における保存されたH-H-C-CおよびD-D-Eモ チーフを示す。 は実施例1に記載のキメラインテグラーゼタンパク質を作製するために使用した 発現ベクターを一般的に参照する。 図5は、7つのキメラMoMLV/Ty3インテグラーゼタンパク質の各々を図示する 。 図6(a)および(b)は、実施例1に記載のキメラインテグラーゼタンパク質の 作製に使用したプラスミド構築物を図示する。 図7は、実施例1に記載の7つのキメラインテグラーゼタンパク質のうちの5 つを作製するために使用したオリゴヌクレオチドのヌクレオチド配列を提供する 。上の各オリゴヌクレオチド配列は、MLVおよびTy3インテグラーゼ遺伝子の相補 的配列である。「//」は、各変異誘発反応において生じたループアウトの場所を 示す。 図8は、NC10細胞におけるキメラインテグラーゼタンパク質を含む感染性レト ロウイルス粒子を作製するために使用した偽型化(pseudotyping)手順を示す。 図9は、実施例1に記載の組み込みライブラリーがどのようにして作製される かを示す。発明の詳細な説明 本発明を示す前に、本明細書中以下で使用される特定の用語の定義を示すこと が、その理解に役立ち得る。 「ベクター構築物」は、1つ以上の目的の遺伝子(本明細書中でときに「異種 配列」という)の発現を指向し得る組換え的に作製された核酸分子をいう。ベク ター構築物は、この目的の遺伝子、および異種配列の発現を指向し得る(すなわ ち、「機能的に関連する」)プロモーターを含まなければならず、好ましくはこ の発現産物は治療的または予防的価値を有する。このような遺伝子の発現産物は 、タンパク質、ポリペプチド、アンチセンスRNA、センスRNA、およびリボザイム を含む。必要に応じて、ベクター構築物は、転写終結部位、スプライス認識部位 、ポリアデニル化付加部位、および選択マーカーをコードする1つ以上の遺伝子 を含み得る。多価のベクター構築物(すなわち、1つより多い目的の遺伝子をコ ードするベクター構築物)において、各異種配列の発現を指向するプロモーター が、必要ではないが、存在し得る。多価のベクター構築物が2つ以上の目的の遺 伝子の発現をコードする好ましい実施態様において、第1の遺伝子下流の発現は 内部リボソーム侵入部位(「IRES」)配列に媒介される。 「ウイルスベクター」、「組換えウイルスベクター」、「ウイルスベクター構 築物」、および「組換えウイルスベクター構築物」は、本発明のベクター構築物 を含有し、そして特定の実施態様においては、本発明のベクター構築物の発現を 指向し得る、核酸構築物をいう。ウイルスベクターは、少なくとも1つの転写プ ロモーター/エンハンサー、もしくは遺伝子座規定エレメント、または別のスプ ライシング、核RNA輸出、メッセンジャーの翻訳後修飾、またはタンパク質の転 写後修飾のような他の手段によって遺伝子の発現を制御する他のエレメントを含 まなければならない。さらに、意図される特定の型のウイルス粒子内への封入に 必須な、他の任意の核酸成分が含まれる。必要に応じて、組換えレトロウイルス ベクターはまた、ポリアデニル化を指向するシグナル、選択マーカー(例えば、 ネオマイシン、ハイグロマイシン、フレオマイシン、ヒスチジノールに対する耐 性)、またはDHFR(メトトレキサート耐性を付与する)およびHSVTK(ガンシクロビ ル感受性を付与する)のようなタンパク質、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。 「レトロウイルスベクター構築物」、「レトロウイルスベクター」、「組換え レトロウイルスベクター」、および「組換えレトロウイルスベクター構築物」は 、本発明のベクター構築物を有し、かつ、特定の実施態様においては、本発明の ベクター構築物の発現を指向し得る、核酸構築物をいう。レトロウイルスベクタ ーは、少なくとも1つの転写プロモーター/エンハンサー、もしくは遺伝子座規 定エレメント、または別のスプライシング、核RNA輸出、メッセンジャーの翻訳 後修飾、またはタンパク質の転写後修飾のような他の手段によって遺伝子の発現 を制御する他のエレメントを含まなければならない。このようなベクター構築物 はまた、パッケージングシグナルをコードする配列、長末端反復(LTR)、または その一部、および(これらがレトロウイルスベクター中にすでに存在しない場合 は)使用されるレトロウイルスに適切なポジティブおよびネガティブ鎖プライマ ー結合部位を含まなければならない。必要に応じて、組換えレトロウイルスベク ターはまた、ポリアデニル化を指向するシグナル、選択マーカー(例えば、ネオ マイシン、ハイグロマイシン、フレオマイシン、ヒスチジノールに対する耐性) 、またはDHFR(メトトレキサート耐性を付与する)およびHSVTK(ガンシクロビル感 受性を付与する)のようなタンパク質、ならびに1つ以上の制限部位、および翻 訳終結配列を含み得る。例として、このようなベクターは、代表的には、5'LTR 、tRNA結合部位をコードする配列、パッケージングシグナルをコードする配列、 第2の鎖のDNA合成の起点、および3'LTR、またはその一部を含む。 「組換えDNA分子」は、「ベクター構築物」または「レトロウイルスベクター 構築物」の代わりに時々使用される。 「遺伝子送達ビヒクル」は、ベクター構築物を真核生物細胞に送達し得、真核 生物細胞のゲノム内へのベクター構築物の位置特異的組み込みを促進するために 、本発明のキメラINタンパク質をさらに含む、組成物をいう。遺伝子送達ビヒク ルの代表例として、組換えウイルスベクター(例えば、シンビドスのようなアル ファウイルス)、物理的システム(例えば、ELVS)、他のウイルス系(例えば、アデ ノウイルス、アデノ随伴ウイルス、およびポックスウイルス)、核酸ベクター(例 えば、プラスミド)、裸の核酸分子(例えば、遺伝子)、核酸分子の負の電荷を中 和し得、そして核酸分子を密集した分子に縮合し得るポリカチオン性分子と複合 体 を形成した核酸分子(WO 93/03709を参照のこと)、リポソームに結合した核酸(Wa ngら、PNAS 84:7851,1987)、細菌、および1つ以上の所望の特性を有する核酸分 子を生物内の宿主細胞に送達し得る、プロデューサー細胞のような特定の真核生 物細胞が挙げられる。以下で議論するように、所望の特性として、タンパク質、 酵素、または抗体のような所望の物質を発現する能力、および/または生物学的 活性(これは、GDVが保有する核酸分子がそれ自体、所望の物質の発現を必要とせ ずに活性な物質である場合である)を提供する能力が挙げられる。このような生 物学的活性の1つの例として、遺伝子療法が挙げられ、ここで、送達された核酸 分子は、指定された遺伝子中に取り込まれ、その結果、この遺伝子を不活化し、 そしてこの遺伝子が作製している産物を「消す(turn off)」。別の例は、核酸配 列が、mRNAに結合し、そして翻訳を阻害するアンチセンス分子である場合である 。核酸配列がリボザイムをコードする場合、リボザイムはmRNAに結合し、そして それを切断し、それによって翻訳を阻害する。 「標的真核生物ゲノムの規定された領域」は、組み込み事象を媒介するインテ グラーゼの位置特異性により、本発明のベクター構築物が組み込まれる領域であ る。代表的な例は、RNAポリメラーゼIIIによって転写される真核生物遺伝子に隣 接する領域である。 上記のように、本発明はキメラインテグラーゼタンパク質の使用による、真核 生物細胞ゲノムへのベクター構築物の位置特異的組み込みを指向する組成物およ び方法を提供する。このような組成物は、種々の真核生物、特に哺乳動物、およ び特にヒトを含む温血動物への投与に適している。ベクター構築物を真核生物ゲ ノム内の特定の位置に組み込むことによって、特に、目的の遺伝子の発現レベル における細胞-細胞間の変異性、および挿入変異誘発のような潜在的な障害が、 実質的に避けられ得るか、または排除され得る。結果として、このような組成物 は、種々の経路によって種々の疾患のための有効な遺伝子療法に有用である。 A.キメラインテグラーゼタンパク質の調製 組込み現象の触媒作用を担う酵素は、レトロウイルスINであり、これは3'ジヌ クレオチドの染色体外レトロウイルスベクターDNAの末端からの脱離、特徴的な (4〜6)bpの5'突出を生成する標的部位の切断、およびレトロウイルスベクター DNAの3'末端の宿主染色体DNAの5'末端への連結を媒介する(Fujiwaraら、(1988) ,Cell,vol.54:497-504; Brownら、(1989),Proc.Natl.Acad.Sci.USA,vol .86:2525-2529)。複製されたDNAを含むMoMLV細胞内ウイルスコア粒子は、組込 み能力を有することが示された(Brownら、(1987),Cell,vol.49:347-356; Fuj iwaraら、(1989),Proc.Natl.Acad.Sci.USA,vol.86:3065-3069)。より最近 では、精製された組換えINは、複製されたウイルスDNAを表わす線状分子または 緩衝液および2価陽イオンの存在下で複製されたウイルスの末端を表わすオリゴ ヌクレオチド二重鎖を伴って、ニッキングおよび連結を触媒するのに十分である ことが示され、組込み反応を模倣した(Katzら、(1990),Cell,vol.63:87-95; C raigieら、(1990),Cell,vol.62:829-837; Bushmanら、(1990),Science,vol. 249:1555-1558)。さらに、INは、オリゴヌクレオチド基質DNA上で、組込み反応 の逆を行い得る(Chowら、(1992),Science,vol.255:723-726)。 Ty3は、酵母レトロトランスポゾンであり、env遺伝子が存在しないことを除け ば、動物レトロウイルスに組織的におよび機能的に類似している(Hansenら、(19 88),Mol.Cell.Biol.,vol.8:5245-5256; Hansenら、(1990),J.Virol.,vol .64:2599-2607; Hansenら、(1992),J.Virol.,vol.66:1414-1424.)。図1を参 照のこと。Ty3 INは、複製されたTy3 DNAの3'末端を2bpだけニッキングするの に必要であり、そしてTy3の組込みに必要である。Ty3は、4.7kbpの内部ドメイン に隣接する340bp LTRから構成される。5.2kbpゲノムRNAの転写は、5'LTRおよび3 'LTRにおいて、それぞれ、開始および終了する。内部ドメインは、レトロウイル スのgag遺伝子およびpol遺伝子に対応する2つのORF(GAG3およびPOL3)を含む 。GAG3遺伝子は、前駆体ポリタンパク質Pr38GAG3をコードし、これは26kDaカプ シド(CA)種および9kDaヌクレオカプシド(NC)種にプロセシングされる。これら の種は、これらのレトロウイルス対応物に見出される保存されたモチーフを有し 、そしてこれらのタンパク質と機能的に等価である。GAG3-POL3173融合ポリペプ チドは、上記のGAG3タンバク質、16kDaのアスパルチルプロテアーゼ(PR)、INド メインを含む逆転写酵素(RT)から構成されるp115 POL3種、55kDa RT、ならびに6 1および58kDa IN種にプロセシングされる。これらのタンパク質は、Ty3 RNA を伴って、直径が約50nmでサイズが156Sのウイルス様粒子(VLP)を形成する。RNA およびTy3タンパク質を有することに加えて、粒子画分は、RT活性を呈し、そし て全長の、複製されたTy3 DNAを含む。Ty3複製のプライマーは、イニシエーター tRNAMetであり、これは、U5内部ドメイン接合部の2bp下流で開始するTy3プライ マー結合部位に相補的である。レトロウイルスの場合と同様に、このDNAは、短 い、保存された、逆方向反復で終わり、そして組込まれた形態と比較して2bpの 末端伸長を有する。従って、それは、レトロウイルスの複製された染色体外中間 体に、構造的に類似している。 本発明の1つの実施態様において、酵母Ty3エレメントの位置特異性は、Molon eyマウス白血病ウイルスを基にしたレトロウイルスベクターのインテグラーゼ(I N)に与えられる。インテグラーゼタンパク質は、少なくとも3つのドメインを包 含することが知られている:アミノ末端ドメイン、鎖転移および金属キレート活 性を有するコアドメイン(図2中の「B」)。一方、カルボキシル末端ドメイン( 図2中の「C」)はDNA結合に関わる。位置特異的組込みを与えることが知られ るインテグラーゼ(例えばTy3 IN)の1つ以上のこれらの分離したドメインは、 本発明による遺伝子送達ビヒクルに組込まれるインテグラーゼの対応するドメイ ンと置換され得る。キメラインテグラーゼをコードする本発明のベクター構築物 は、Ty3 INのアミノ末端領域、コア領域、およびカルボキシル末端領域のコード 領域から、MoMLVの非特異的なインテグラーゼ活性の類似的なコード領域への置 換を有する。 Ty3 INおよびMoMLV INの全長のタンパク質配列を、整列化する(図3)。Ty3お よびレトロウイルスINに保存されたD-D-E領域の変異ならびに領域B内に存在す る変異は、3'ニッキングおよび鎖転移に影響する(Kirchner,J.およびSandmeyer ,S.(1992)。Ty3タンパク質のタンパク質分解性プロセシングは、遺伝子転位に 必要である。J.Virol.67:1,19-28.Kulkoskyら、(1992),Mol.Cell.Biol. ,vol.12:2331-2338; Engelmanら、(1992),J.Virol,vol.66:6361-6369)。IN のアミノ末端領域およびカルボキシル末端領域は、完全な3'プロセシングおよび 鎖転移活性に必要であるが、これらのドメインはまた、機能的に異なるようであ る(Bushmanら、(1993),Proc.Natl.Acad.Sci.USA,vol.90:3428-3432;Gei duschekら、(1988),Annu.Rev.Biochem.,vol.57:873-914)。組換えタンパク 質として発現されたHIV由来のこのコア領域のサブドメイン(Kassavetisら、(199 0),Cell,vol.60:235-245)は、「分解」反応と呼ばれる、組込みの逆(reversa l of integration)を媒介するのに十分であることが示されている。保存された 酸性残基は、2価陽イオンをキレートするようであり、そしてこの領域は、完全 な活性部位を包含するドメインを含む。 7つの代表的なキメラ構築物を、以下の実施例1に記載する。転写開始部位の いくつかのヌクレオチド内のTy3挿入物およびRNA polIII遺伝子配列は、高度に 保存され、そして組織特異的な様式では調節されていないので、予想可能でほと んど変化のない発現レベルが達成され得る。目的の遺伝子の発現のレベルを評価 するために使用され得る技術として、特にノーザン分析およびPCRがある。 Ty3 INとそのレトロウイルス対応物との間の類似性にも関わらず、Ty3は、い かなるレトロウイルスにも観察されない位置特異性を有して組込まれる。Ty3は 、特に、RNAポリメラーゼIIIにより転写された遺伝子、例えば、5S、U6、および tRNA遺伝子の転写開始領域内に組込まれる。ポリメラーゼIIIで転写される遺伝 子のtRNAクラスは、boxAおよびboxBの内部プロモーターエレメントにより区別さ れる(Chalkerら、(1990),Genetics,vol.126:837-850)。tRNA遺伝子コード配 列のこれらの領域は、転写因子TFIIICの結合を指向する。転写因子TFIIICは、続 いてTFIIIBをtRNA遺伝子の5'隣接領域に結合させる。DNAテンプレートに結合し たTFIIIBは、RNA polIIIに複数回の転写を開始させるのに十分である(Chalkerら 、(1992),Genes Dev.,vol 6:117-128)。TFIIIBに対するコンセンサスDNA結合 配列は、観察されておらず、そしてこの遺伝子の上流の領域は、保存されたプロ モーターエレメントを含まない。 Ty3のインビボ特異性は、プラスミド標的アッセイを用いて直接試験され(Nats oulisら、(1989),Genetics,vol.123:269-279)、tRNA、5S、およびU6の遺伝子 は、Ty3組込みの標的であることが示されている。組込み現象が起きると、組込 み部位での遺伝子-最も近いメンバーのねじれたニックが、転写開始位置の1ま たは2bp以内でTFIIIBの位置のすぐ下流に存在した。標的tRNA遺伝子へのTy3組 込みは、機能的なtRNA遺伝子プロモーターエレメントを必要とし(Natsoulisら、 (1989),Genetics,vol.123:269-279)、そして転写因子は、組込みのときに遺伝 子の上流に結合するようである(Kinseyら、(1991),Nucleic Acids Res.,vol.1 9:1317-1324)。 RNA polIIIプロモーターエレメントは内部にあるので、polIII開始部位のすぐ 上流の、Ty3 INの位置特異性を有するキメラインテグラーゼによる、本発明の組 換えDNA分子の組込みは、tRNAの遺伝子発現を破壊しない。Ty3エレメントまたは そのLTR配列の発現レベルが50倍を超えて変化する条件下の両方向での、1つのt RNA遺伝子単独およびTy3を伴うtRNA遺伝子の転写の分析は、Ty3が、tRNA遺伝子 の発現レベルに対して、わずかな正の効果を有しただけであったことを示した(E ngelmanら、(1993),EMBO J.,vol.12:3269-3275)。試験された真核生物細胞のt RNA遺伝子は、高度に重複しており、それにより挿入効果を最小限にする。 最近、インビトロアッセイが開発され、それを用いてTy3組込み反応の成分の 研究を行った。この反応は、インビトロのレトロウイルスコア組込みアッセイに 基づく(Brownら、(1987),Cell,vol.49:347-356)。Ty3 VLPは、他の成分に加え て、INおよび全長Ty3 DNAを含み、そしてTy3 DNAをプラスミド標的に与え得る。 VLPは、Ty3を過剰発現する細胞から単離され、そしてRNA polIII転写抽出物また は精製された因子(IIICおよびIIIB)およびポリメラーゼIIIが添加されるプラス ミドと混合される。プラスミドは、改変されたSUP2 tRNA遺伝子を、野生型また は変異型(G56)のboxBプロモーターエレメントのいずれかと共に含む。組込み反 応の成分は、氷上で、5〜20mM MgCl2を含む緩衝液中で一緒に混合され、次いで 30℃で30分間インキュベートされる。次いで、DNAを抽出し、そして蛍光測定ア ッセイによって定量される。Ty3 DNAのtRNA遺伝子を含有する標的プラスミドへ の組込みは、PCRアッセイによってモニターされ得る。tRNA遺伝子標的の開始領 域へのTy3 DNAの組込みにより、診断的フラグメントに増幅され得る産物が得ら れる。 真核生物レトロウイルスとレトロトランスポゾンとの間のコドン使用頻度が異 なるので、当業者は、それぞれのベクター構築物を、位置特異性ドメインが挿入 されるべき特定のインテグラーゼによって好まれる縮重したコドンを用いて改変 し得る。レトロウイルスによる感染に感受性の宿主(単数または複数)(または ビリオンもしくはインテグラーゼの発現に用いられる細胞株)におけるコドン使 用頻度に関する情報は、もし文献中で入手できなければ、多量に発現されるタン パク質をコードする遺伝子におけるコドン使用頻度を調べることによって決定さ れ得る。次いで、1つ以上の好ましいコドンが、標準的な技術、例えば、部位特 異的変異誘発または固体核酸合成によってキメラインテグラーゼ遺伝子内へ導入 され得る。 A.組換えレトロウイルスベクター、パッケージング細胞、プロデューサー細胞 、および組換えレトロウイルスの調製 上記のように、本発明の1つの実施態様は、1つ以上の選択された目的の核酸 分子、または「遺伝子」を、真核生物細胞のゲノムに位置特異的な様式で送達す るために構築される組換えレトロウイルスを提供する。位置特異的な組込みは、 組換えレトロウイルス粒子内にへ取り込まれたキメラINタンパク質によって媒介 される。簡略には、多数のレトロウイルス遺伝子送達ビヒクルが、本発明の文脈 内で利用され得る。これらには、例えば、EP 0,415,731;WO 90/07936;WO 94/0 3622;WO 93/25698;WO 93/25234;米国特許第5,219,740号;WO 9311230;WO 93 10218;VileおよびHart,Cancer Res.53:3860-3864,1993;VileおよびHart,C ancer Res.53:962-967,1993;Ramら,Cancer Res.53:83-88,1993;Takami yaら,J.Neurosci.Res.33:493-503,1992;Babaら,J.Neurosurg.79:729-73 5,1993(米国特許第4,777,127号、GB 2,200,651,EP 0,345,242、およびWO 91/ 02805)に記載されるビヒクルが含まれる。特に好ましい組換えレトロウイルス には、WO 91/02805に記載されるものが挙げられる。 本発明のレトロウイルス遺伝子送達ビヒクルは、広範囲の種々のレトロウイル ス(例えば、B、C、およびD型レトロウイルス、ならびにスプマウイルスおよ びレンチウイルスを含む)から容易に構築され得る(RNA Tumor Viruses,第2 版,Cold Spring Harbor Laboratory,1985を参照のこと)。本発明のレトロウ イルス遺伝子送達ビヒクルの調製または構築に好ましいレトロウイルスには、ニ ワトリ白血病ウイルス、ウシ白血病ウイルス、マウス白血病ウイルス、ミンク細 胞フォーカス誘導ウイルス、マウス肉腫ウイルス、細網内皮症ウイルス、および ラウス肉腫ウイルスからなる群より選択されるレトロウイルスが含まれる。特に 好ましいマウス白血病ウイルスには、4070Aおよび1504A(HartleyおよびRowe,J .Virol.19:19-25,1976)、アーベルソン(ATCC第VR-999号)、フレンド(ATC C第VR-245号)、グラフィ、グロス(ATCC第VR-590号)、キルステン、ハーベイ 肉腫ウイルス、およびラウシャー(ATCC第VR-998号)、およびモロニーマウス白 血病ウイルス(ATCC第VR-190号)が含まれる。このようなレトロウイルスは、寄 託者またはAmerican Type Culture Collection(「ATCC」;Rockville,Marylan d)のようなコレクションから容易に得られ得るか、あるいは普通に利用可能な 技術を用いて公知の供給源から単離され得る。 上記の任意のレトロウイルスはいずれも、本明細書中に提供される開示および 標準的な組換え技術(例えば、Sambrookら,Molecular Cloning:A Laboratory Manual,第2版,Cold Spring Harbor Laboratory Press,1989;Kunkle,PNAS 82:488,1985)によれば、レトロウイルス遺伝子送達ビヒクルを組み立てるか 、または構築するために容易に利用され得る。さらに、本発明の特定の実施態様 において、レトロウイルス遺伝子送達ビヒクルのいくつかの部分が、異なるレト ロウイルスに由来し得る。例えば、本発明の1つの実施態様において、レトロウ イルスベクターLTRはマウス肉腫ウイルスに、tRNA結合部位はラウス肉腫ウイル スに、パッケージングシグナルはマウス白血病ウイルスに、そして第2鎖合成の 起点はニワトリ白血病ウイルスに由来し得る。 本発明の好ましい実施態様において、本発明の実施に有用な組換えレトロウイ ルスは、感染性組換えレトロウイルスの産生に必要なエレメントを含む上記のベ クター構築物を、細胞(「パッケージング細胞」という)に導入することにより 作製され得る。このエレメントは、組換えレトロウイルスゲノムの位置特異的組 込みを媒介するが、組換えレトロウイルスゲノムが転写されるベクター構築物中 には欠如している。広範な種々のレトロウイルスベクター構築物が、本発明にお いて、組換えレトロウイルスを調製するために利用され得る。例えば、本発明の 1つの局面では、5'LTR、tRNA結合部位、パッケージングシグナル、1つ以上の 異種配列、第2鎖DNA合成の起点、および3'LTRを含むレトロウイルスベクター構 築物が提供される。ここで、このベクター構築物は、gag/polまたはenvのコード 配列が欠如している。簡略には、長末端反復(「LTR」)は、U5、R,およびU3 と称する3つのエレメントにさらに分割される。これらのエレメントには、レト ロウイルスの生物学的活性を担う種々のシグナル(例えば、U3内に位置するプロ モーターおよびエンハンサーエレメントを含む)が含まれる。LTRは、ゲノムの いずれかの末端における正確な複製によりプロウイルスにおいて容易に同定され 得る。本明細書中で利用するように、5'LTRは、5'プロモーターエレメントなら びに逆転写およびベクターのDNA形態の組込みを可能にするのに十分なLTR配列を 含むことが理解されるべきである。3'LTRは、ポリアデニル化シグナルならびに 逆転写およびベクターのDNA形態の組込みを可能にするのに十分なLTR配列を含む ことが理解されるべきである。 tRNA結合部位および第2鎖DNA合成の起点はまた、レトロウイルスが生物学的 に活性であるために重要であり、そして当業者によって容易に同定され得る。例 えば、レトロウイルスtRNAは、ワトソン−クリック塩基対形成によりtRNA結合部 位に結合し、そしてレトロウイルスゲノムとともにウイルス粒子中に運ばれる。 次いで、tRNAは、逆転写酵素によりDNA合成のためのプライマーとして利用され る。tRNA結合部位は、5'LTRのすぐ下流のその位置に基づいて容易に同定され得 る。同様に、第2鎖DNA合成の起点は、その名が暗示するように、レトロウイル スの第2鎖DNAの合成に重要である。ポリプリントラクトともいわれるこの領域 は、3'LTRのすぐ上流に位置する。 位置特異的組込みが本発明の本質的な局面であるので、レトロウイルスベクタ ー構築物は、組込まれるべきレトロウイルスゲノムの逆転写された二重鎖形態で 配置された場合、インタクトなキメラINタンパク質によってプロセシングされる 配列を含むことが重要である。レトロウイルスRNAゲノムの逆転写の後、LTRは、 線状の二重鎖のDNA分子の各末端に存在する。いくつかのヌクレオチド、典型的 には2つが、レトロウイルスDNAの3'-OH末端からキメラINによって除去される。 特に好ましい実施態様において、基質DNAは、2つの相補的なDNA鎖の各々の3'末 端に由来するシトシン、アデノシン(5'-CA-3')ジヌクレオチドの2塩基対を有す る。Kulkoskyら(前出)を参照のこと。しかし、どちらかまたは両方のヌクレオ チドの置換を含むか、あるいはジヌクレオチドがDNAの1端または両端からさら にくぼんでいる得られたレトロウイルスDNAがまた使用され得る。しかし、レト ロウイルスDNAの(切断された真核生物ゲノムへの)プロセシングおよび結合(jo ining)は、あまり効果的でないようである。 5'および3'LTR、tRNA結合部位および第2鎖DNA合成の起点に加えて、本明細書 中で提供される特定の好ましいレトロウイルスベクター構築物はまた、パッケー ジングシグナル、ならびに1つ以上の核酸分子(例えば、異種配列)を含む。こ れらのそれぞれは、以下でより詳細に議論される。 本発明の好ましい実施態様において、gag/polおよびenvのコード配列の両方を 欠如しているレトロウイルスベクター構築物が提供される。本明細書中で利用す る用語、「gag/polまたはenvのコード配列を欠如する」は、このレトロウイルス ベクターが、gag/polまたはenvの遺伝子中、特に、レトロウイルスベクター構築 物に対するパッケージング細胞株を構築するために用いられるgag/polまたはenv の発現カセット内に見出される、少なくとも20個、好ましくは少なくとも15個、 より好ましくは少なくとも10個、そして最も好ましくは少なくとも8個の連続す るヌクレオチドを含まないことを意味すると理解すべきである。 上記のレトロウイルスベクター構築物とともに用いるために適切なパッケージ ング細胞株は、容易に調製され得(米国特許出願番号第08/240,030号、1994年5 月9日出願を参照のこと;WO 92/05266も参照のこと)、そして位置特異的組込 みを媒介する組換えベクター粒子の産生のためのプロデューサー細胞株(ベクタ ー細胞株または「VCL」ともいう)を作製するために利用され得る。本発明の特 に好ましい実施態様では、パッケージング細胞株は、得られる組換えレトロウイ ルス粒子で処置されるものと同じ種から得られた細胞株由来である。例えば、ヒ ト(例えば、HT1080細胞)細胞株から製作された組換えレトロウイルス粒子は、 ヒト血清中の不活性化体を生存させ得ることが見出されている。米国特許出願第 08/367,071号(1994年12月30日出願)を参照のこと。 本発明の好ましい実施態様において、(粗上清中で)106または107cfu/mlより 大きな力価で組換えレトロウイルス粒子を産生するパッケージング細胞株が、容 易に得られ得る。さらに、このような力価は、一般に、マウス3T3細胞において 得られる力価よりも3倍低い力価を生じる、HT1080細胞での力価アッセイから 得られることに留意すべきである。 B.所望の核酸分子を保有および/または発現する組換えレトロウイルス 広範な種々の核酸分子は、本発明の組換えベクター構築物によって保有および /または発現され得る。一般に、本明細書中に記載の核酸分子は、この核酸分子 を保有する遺伝子送達ビヒクル中で自然に生じない。このことは、いくつかの所 望の利点、代表的には、疾患と闘うかまたはそれを阻止する能力、あるいは他の 病原性物質因子もしくは病状を提供する。本明細書中において使用する「病原性 物質」は、疾患状態を担う細胞をいう。病原性物質の代表的な例としては、腫瘍 細胞、自己反応性免疫細胞、ホルモン分泌細胞、通常有する機能を欠損している 細胞、通常であればその細胞型では生じない不適切な遺伝子発現を有する細胞、 および細菌、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。 本発明の遺伝子送達ビヒクルによって保有され得るおよび/または発現され得 る核酸分子の例は、物質、例えば、ポリペプチド、アンチセンスRNA、センスRNA 、またはリボザイム、ならびに特定の細胞内核酸分子内に取り込まれ、そしてそ の分子を不活性化する不活性化配列のような生物学的に活性な核酸分子をコード する遺伝子および他の核酸分子が挙げられる。核酸分子は、物質の発現を必要と せずに、分子自体が所望の利点を提供する場合に、生物学的に活性であると考え られる。例えば、生物学的に活性な核酸分子は、特定の細胞内核酸分子に組込ま 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、あるいは、この 分子は、結合能力を提供する形態を有するtRNA、rRNA、またはmRNAであり得る。 本明細書中に記載の核酸分子によりコードされ得る物質としては、タンパク質 (例えば、単鎖分子を含む抗体)、免疫刺激分子(例えば、抗原)、免疫抑制分 子、ブロッキング剤、緩和剤(例えば、トキシン、アンチセンスリボ核酸、リボ ザイム、酵素、および病原性物質の機能を阻害し得るその他の物質)、サイトカ イン、種々のポリペプチドまたはペプチドホルモン、およびそのアゴニストまた はアンタゴニストが挙げられる。ここで、これらのホルモンは、組織(例えば、 下垂体、視床下部、腎臓、内皮細胞、肝臓、膵臓、骨、造血髄、および副腎)に 由来し得る。このようなポリペプチドを、増殖の誘導、組織の退行、免疫応答の 抑制、アポトーシス、遺伝子発現、レセプター-リガンド相互作用のブロック、 免疫応答に対して使用し得、そして特定の貧血、糖尿病、感染症、高血圧、異常 な血液化学(例えば、血中コレステロールの上昇、血液凝固因子の不足、HDL下 降を伴うLDL上昇)、アルツハイマー関連のアミロイドタンパク質のレベル、骨 の浸食/カルシウム沈着のため、および種々の代謝物(例えば、ステロイドホル モン、プリンおよびピリミジン)のレベルを制御するために処理し得る。 緩和剤に関して、「機能を阻害し得る」は、本発明の文脈で利用される場合、 例えば、病原性物質の機能を通常は阻害しない物質から阻害する物質へ細胞内に 存在する物質を変換することにより、緩和剤が機能を直接的または間接的のいず れかで阻害すると理解されるべきである。ウイルス疾患に対するこのような機能 の例としては、感染細胞由来のウイルスの吸着、複製、遺伝子発現、アセンブリ 、および排出が挙げられる。ガン性疾患に対するこのような機能の例としては、 細胞複製、外部シグナルに対する感受性(例えば接触阻害)、および抗オンコジ ーンタンパク質の産生の欠損が挙げられる。心臓血管疾患に対するこのような機 能の例は、血管における不適切な成長または物質の蓄積、高血圧、所望されない 血液レベルの因子(例えば、疾患にかかりやすくするコレステロールまたは低密 度リポタンパク質)、局在化した低酸素症、ならびに不適切に高く、そして組織 を損傷するレベルのフリーラジカルが挙げられる。神経学的状態に対するこのよ うな機能の例は、痛み、ドーパミン産生の欠損、損傷した細胞を置換し得ないこ と、身体的活動の運動制御の不全、下垂体または視床下部のような神経学的組織 由来の種々のペプチドホルモンの不適切に低いレベル、アルツハイマー病に関連 するアミロイド斑タンパク質の蓄積、および損傷した神経連結部を再生し得ない ことが挙げられる。自己免疫疾患または炎症性疾患に対するこのような機能の例 としては、サイトカインおよびリンホカインの不適切な産生、自己免疫抗体およ び細胞性免疫応答の不適切な産生および存在、プロテアーゼおよびコラゲナーゼ による組織の不適切な崩壊、破壊された細胞によって通常供給される因子の産生 の欠如、および自己免疫攻撃下での組織の過剰な再生または異常な再生が挙げら れる。 本発明の1つの局面において、遺伝子送達ビヒクルを投与するための方法が提 供される。この核酸は、少なくとも1つの緩和剤をコードし、そしてその発現を 指向する。種々の実施態様において、緩和剤は、DNA分子、RNA分子、これら2つ の特定の組合せ、またはタンパク質であり得る。 細胞増殖の阻害に直接的に作用する緩和剤の代表的な例としては、以下のよう なトキシンが挙げられる。例えば、リシン(Lambら,Eur.J.Biochem.148:265 -270,1985)、アブリン(Woodら,Eur.J.Biochem.198:723-732,1991;Evens enら,J.of Biol.Chem.266:6848-6852,1991;Collinsら,J.of Biol.Chem .265:8665-8669,1990;Chenら,Fed.of Eur.Biochem Soc.309:115-118,19 92)、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 & Hol mgren,PNAS 86:481-485,1989)、ゲロニン(gelonin)(Stirpeら,J.Biol.Che m.255:6947-6953,1980)、アメリカヤマイモゴボウ(Irvin,Pharmac.Ther. 21:371-387,1983)、抗ウイルスタンパク質(Barbieriら,Biochem.J.203:55 -59,1982;Irvinら,Arch.Biochem.& Biophys.200:418-425,1980;Irvin, Arch.Biochem.& Biophys.169:522-528,1975)、トリチン(tritin)、赤痢トキ シン(Calderwoodら,PNAS 84:4364-4368,1987;Jacksonら,Microb.Path.2: 147-153,1987)、およびシュードモナス外毒素A(CarrollおよびCollier,J. Biol.Chem.262:8707-8711,1987)である。Russel's Viper Venomを発現する 組換えレトロウイルスの詳細な記載が、1994年12月30日に出願された米国特許出 願第08/368,574号中で提供される。 本発明の他の実施態様において、遺伝子送達ビヒクルは、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 質によってプロセシングまたは改変される場合、有毒な形態に変換される産物を 特定する遺伝子を保有する。例えば、組換えレトロウイルスは、プロタンパク質 鎖をコードする遺伝子を保有し得る。このプロタンパク質は、HIVプロテアーゼ によってプロセシングされると有毒となる。より具体的には、適切な「プロ」エ レメントを認識してこれを切断するためにHIVウイルスにコードされるプロテア ーゼを用いることによって、有毒なリシンまたはジフテリアA鎖の合成された不 活性の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実施態様において、遺伝子送達ビヒクルにより運ばれるベ クター構築物は、不活性な前駆体を、病原性物質の活性インヒビターまたは条件 的な毒性緩和剤に活性化し得る物質の発現を指向する。これらは、病原状態を発 現する細胞に対して毒性である緩和剤である。本願明細書中に提供された開示か ら明らかなように、広範に多様な不活性前駆体を病原性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、抗ウイルスヌクレオシドアナログ(例えば、AZTまた はddI)は、細胞機構によってヌクレオチド三リン酸形態に代謝される(Furmam ら,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 83:8333-8337,1986)。抗ウイルスヌクレオ シドアナログのそれらの活性形態への代謝を補助する、単純ヘルペスウイルスチ ミジンキナーゼ(HSVTK)または水痘帯状疱疹ウイルスチミジンキナーゼ(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レトロウイ ルスは、それゆえ、ヌクレオシドアナログ前駆体(例えば、AZTまたはddC)をそ の活性形態に活性化するのに有用である。これによって、AZT治療またはddI治療 は、より効果的であり、より低い用量、より少ない全身性毒性、および生産性感 染に対するより高い作用能を可能にする。ヌクレオチド三リン酸形態がレトロウ イルス逆転写酵素に対する選択性を示すが、細胞ヌクレオシドおよびヌクレオチ ドキナーゼの基質特異性の結果として、リン酸化されない別のヌクレオシドアナ ログが、より効果を生じる。 本発明の1つの実施態様において、HSVTK遺伝子を、構成的なマクロファージ またはT細胞特異的なプロモーターの制御下で発現させ得、そしてマクロファー ジまたはT細胞に導入し得る。HSVTKの構成的な発現によって、AZTまたはddIの ようなヌクレオチドアナログの、その生物学的に活性なヌクレオチド三リン酸形 態へのより効果的な代謝を生じ、これによってより優れた効力、より低い用量の 送達、より少ない全身性毒性、および生産性感染に対するより高い作用能を提供 する。ヌクレオチド三リン酸形態がレトロウイルス逆転写酵素に対して選択性を 示すが、細胞ヌクレオシドおよびヌクレオチドキナーゼの基質特異性の結果とし てリン酸化されないさらなるヌクレオシドアナログはまた、本発明の文脈内で利 用され得る。 本発明の関連した局面において、病原性物質の存在下で細胞傷害性をほとんど または全く有さない別の化合物を毒性産物へ活性化する物質の発現を指向するベ クター構築物が提供される。それにより病原性物質に対して局所的な治療を達成 する。この場合、組換えレトロウイルス由来の遺伝子産物の発現は、病原状態を 同定する細胞間シグナルのような病原性物質に関連した実体が存在し、それによ り非病原細胞の破壊を防止する状況に限定される。この細胞型特異性はまた、病 原状態を有するかまたはこれに感受性である細胞に対して、ベクター構築物を保 有する組換え遺伝子DNAビヒクルを標的化することによって、感染レベルで付与 され得る。 関連した実施態様において、細胞傷害性をほとんどまたは全く有さない化合物 を毒性産物へ活性化する遺伝子産物の発現を指向するベクター構築物が提供され る。簡単に言うと、細胞傷害性をほとんどまたは全く有さない化合物を直接的ま たは間接的のいずれかで毒性産物へ活性化する広範に多様な遺伝子産物を、本発 明の文脈内において利用し得る。このような遺伝子産物の代表的な例としては、 特定のプリンアラビノシドおよび置換ピリミジン化合物を選択的に一リン酸化し て、これらの化合物を細胞傷害性代謝物または細胞増殖抑制性代謝物に変換する HSVTKおよびVZVTKが挙げられる。より具体的には、ガンシクロビル、アシクロビ ル、またはそれらの任意のアナログ(例えば、FIAC、DHPG)のような薬物のHSVT Kへの曝露は、この薬物を対応する活性なヌクレオチド三リン酸形態へリン酸化 する。例えば、ベクター構築物は、HIV tatタンパク質によって活性化される場 合を除いて転写的にサイレントであると知られているHIVプロモーターの転写制 御下で、HSVTK遺伝子の発現を指向し得る。簡単に言えば、HIVに感染してベクタ ー構築物を保有しているヒト細胞におけるtat遺伝子産物の発現は、HSVTK産生を 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 、細胞のチミジンキナーゼによってリン酸化されない)、その対応する活性なヌ クレオチド三リン酸形態になることが知られている。アシクロビル三リン酸は、 一般に、細胞ポリメラーゼを阻害し、トランスジェニックマウスにおいてHSVTK を 発現している細胞の特異的な破壊を導く(Borrelliら,Proc.Natl.Acad.Sci .USA 85:7572,1988を参照のこと)。ベクター構築物を含有し、そしてHIV tat タンパク質を発現するそれらの細胞は、適切な用量のこれらの薬物の存在下で選 択的に死滅される。 本発明の別の実施態様において、シス作用エレメントをベクター構築物から転 写されるmRNA(「CRS/CAR」)中に含むことによって、条件的致死HSVTK遺伝子の 発現を、より一層HIV特異的にし得る。これは、最適な活性のために、さらなるH IV遺伝子産物、例えばrevを必要とする(Rosenら,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 85:2071,1988)。より一般的には、mRNA内に存在するシスエレメントは、mRNA の安定性または翻訳可能性を調節することが、いくつかの場合において示されて いる。この型の配列(すなわち、遺伝子発現の翻訳後調節のために)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t at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 に利用され得る。 上述の実施態様に類似の様式で、プリンまたはピリミジンに基づくの薬物のリ ン酸化、ホスホリボシル化、リボシル化、またはその他の代謝のための遺伝子を 保有する遺伝子送達ビヒクルが生成され得る。このような遺伝子は、哺乳動物細 胞における等価物を有さず、そしてウイルス、細菌、真菌、または原生動物のよ うな生物に由来し得る。代表的な例としては:チオキサンチンをチオキサンチン 一リン酸に変換するE.coliのグアニンホスホリボシルトランスフェラーゼ(「g pt」)遺伝子産物(Besnardら,Mol.Cell.Biol.7:4139-4141,1987を参照の こと);マイトマイシンホスフェートおよびドキソルビシンホスフェートのよう な不活性なリン酸化化合物を毒性の脱リン酸化化合物に変換するアルカリホスフ ァターゼ;5-フルオロシトシンを毒性化合物である5-フルオロウラシルに変換す る真菌(例えばFusarium oxysporum)または細菌のシトシンデアミナーゼ(Mull en,PNAS 89:33,1992)、パラ-N-ビス(2-クロロエチル)アミノベンゾイルグル タミン酸からのグルタミン酸を切断し、それによって毒性の安息香酸マスタード を生成するカルボキシペプチダーゼG2;およびドキソルビシンおよびメルファラ ンのフ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、プ リンまたはピリミジンに基づく現在知られている多くの抗ガン剤に適用されてお り、これらには、効果的な細胞傷害性剤となるために、細胞内のリボシル化また はリン酸化をしばしば必要とする。条件的致死遺伝子産物はまた、プリンまたは ピリミジンのアナログではない非毒性薬物を代謝して細胞傷害性の形態にし得る (Searleら,Brit.J.Cancer 53:377-384,1986を参照のこと)。 さらに、標的病原が哺乳動物ウイルスである場合、哺乳動物ウイルスが、一般 に、他のウイルスプロモーターエレメントのその後の転写活性化に必要である「 即時型」遺伝子を有する傾向がある事実を利用して、ベクター構築物を構築し得 る。この性質の遺伝子産物は、ウイルス感染の細胞内シグナル(または「同定物 質」)についての優れた候補物である。従って、このようなウイルス「即時型」 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る条件的致 死遺伝子は、任意の特定のウイルスで感染した細胞を特異的に死滅し得る。さら に、ヒトαおよびβインターフェロンプロモーターエレメントは、広範に多様な 非関連ウイルスによる感染に応答して転写的に活性化されるので、例えば、これ らのウイルス応答性エレメント(VRE)から、HSVTKのような条件的致死遺伝子産 物を発現するベクターの導入により、多様な異なるウイルスで感染した細胞の破 壊が生じ得る。 本発明の別の実施態様において、ウイルスアセンブリを阻害するインヒビター 緩和剤のような物質を産生する遺伝子送達ビヒクルへの取り込みのためのベクタ ー構築物が提供される。これに関連して、組換えDNA分子は、ウイルス粒子のア ンブリを優先的な様式で阻害する、不完全なgag,pol、env、またはその他のウ イルス粒子タンパク質またはペプチドをコードする。このような阻害は、ウイル ス粒子の正常なサブユニットの相互作用が、不完全なサブユニットとの相互作用 によって破壊されるために生じる。 阻害性緩和剤の効率を増加させる方法の1つは、問題としているウイルスによ る耐性細胞の感染の確率を増加させる遺伝子の発現と共に、ウイルスの阻害性遺 伝子のような阻害性遺伝子を発現させることである。この結果、産生性感染事象 について拮抗する非産生性「行き止まり」事象が生じる。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 阻害するベクター構築物が投与され得、そして、これはまた、CD4のような感染 に必要なタンパク質を過剰に発現させ得る。このように、比較的少数のベクター 感染HIV耐性細胞は、遊離のウイルスまたはウイルス感染細胞を伴う複数の非産 生性融合事象に対する「シンク(sink)」または「マグネット(magnet)」として作 用する。 本発明の別の実施態様において、ウイルスプロテアーゼに特異的な阻害性のペ プチドまたはタンパク質のような物質を発現させるためのベクター構築物が提供 される。ウイルスプロテアーゼは、ウイルスgagおよびgag/polタンパク質を多数 のより小さなペプチドに切断する。全ての場合において、この切断の失敗は、感 染性レトロウイルス粒子の産生の完全な阻害を導く。HIVプロテアーゼは、アス パルチルプロテアーゼとして知られている。そしてこれらは、タンパク質または アナログ由来のアミノ酸から作製されるペプチドによって阻害されることが知ら れている。HIVを阻害するベクター構築物は、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。 適切な遺伝子送達ビヒクル中での上述のベクター構築物の投与は、多くのウイ ルス関連疾患、ガン、またはその他の病原性因子に対して効果的であるはずであ る。 本発明のさらに他の実施態様において、緩和剤の発現をコードするベクター構 築物が提供される。ここで、緩和剤は膜アンカーを有し、そして抗腫瘍剤として 作用する。このような緩和剤は、例えば、抗腫瘍剤-膜アンカー融合タンパク質 として構築され得る。簡単に言えば、融合タンパク質の膜アンカーの性状は、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させるタンパク質の領域である。通 例、タンパク質を細胞膜の外面に付着させるアンカー配列の2つの型が存在する :(1)細胞膜の脂質二重層にまたがり、そして疎水性中心領域と相互作用する 膜貫通領域(このような領域を含有するタンパク質は、完全な膜タンパク質と呼 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、周辺タンパク質または外因性タンパク質と呼 ばれる)。しかし、タンパク質はまた、細胞膜の脂質成分に直接共有結合的に固 定され得る。 本発明において用いられる膜アンカーは、1回以上膜をまたぐ膜貫通ドメイン を含み得る。例えば、グリコホリンおよびグアニリルシクラーゼにおいて、膜結 合領域は、膜を1回またぐのに対し、ロドプシンの膜貫通ドメインは、膜を7回 またぎ、そしてRhodopseudomonas viridisの光合成反応中心の膜貫通ドメインは 膜を11回またぐ(Rossら,J.Biol.Chem.257:4152,1982;Garbers,Pharmac .Ther.50:337-345,1991;Engelmanら,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 77:2023 ,1980;HeijneおよびManoil,Prot.Eng.4:109-112,1990を参照のこと)。タ ンパク質が膜を通過する回数には関係なく、膜をまたがる領域は、代表的に、類 似の構造を有する。より詳細には、膜の内側に位置するドメインの20〜25個のア ミノ酸残基部分は、一般に、ほとんど完全に、疎水性残基からなる(Eisenberg ら,Ann.Rev.Biochem.53:595-623,1984を参照のこと)。例えば、グリコホ リンの膜をまたがる領域における34残基のうち28残基は、疎水性である(Rossら 、前出;Tomitaら,Biochemistry 17:4756-4770,1978を参照のこと)。さらに 、βシートおよびβバレルのような構造が生じるが、X線回折、結晶構造解析、 および架橋研究によって決定されるように、膜をまたがる領域は、代表的に、α らせん構造を有する(Eisenbergら、前出;HeijneおよびManoil、前出を参照の こと)。所定の配列内におけるこれらの膜貫通らせんの位置は、疎水性プロット に基づいてしばしば予測され得る。Stryerら,Biochemistry,第3版304,1988 。本発明において使用するために特に好ましい膜アンカーとしては、膜シグナル アンカーとして機能することが示されている天然に存在する細胞タンパク質(こ れは、非免疫原性である)(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ベクター構築物が提供される。1つの実施態様において、 この融合タンパク質は、Fcレセプターのγ鎖の膜アンカーをコードする配列を、 γインターフェロンをコードする配列に遺伝子的に融合することによって構築さ れ得る。 さらに別の実施態様において、病原性機能に対応する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る治療効果を有するベクター構築 物が提供される。リボザイムは、標的RNAにおける特異的な配列を認識すること によって機能し、そしてこの配列は、通常、12〜17bpであるので、これにより病 原性状態に対応する特定のRNA配列(例えば、HIVtat)の特異的な認識が可能と なり、そして毒性はこのような病原性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。 さらに別の実施態様において、アンチセンス配列である生物学的に活性な核酸 分子を含むベクター構築物が提供される(アンチセンス配列はまた、核酸配列に よってコードされ、次いで転写によって宿主細胞内で産生され得る)。好ましい 実施態様において、アンチセンス配列は、インフルエンザウイルス、HIV、HSV、 HPV、CMV、およびHBVをコードする配列からなる群から選択される。このアンチ センス配列はまた、病原性に必要なRNA配列に対して相補的なアンチセンスRNAで あり得る。あるいは、生物学的に活性な核酸分子は、病原性に必要なRNA配列に 相補的なセンスRNA(またはDNA)であり得る。 より詳細には、生物学的に活性な核酸分子はアンチセンス配列であり得る。簡 単に言えば、アンチセンス配列は、RNA転写物に結合するよう設計され、それに より、特定のタンパク質の細胞合成を妨げるか、または細胞によるそのRNA配列 の使用を妨げる。このような配列の代表的な例としては、アンチセンスチミジン キナーゼ、アンチセンスジヒドロ葉酸レダクターゼ(MaherおよびDolnick,Arch .Biochem.& Biophys.253:214-220,1987;Bzikら,PNAS 84:8360-8364,1987 )、アンチセンスHER2(Coussensら,Science 230:1132-1139,1985)、アンチ センスABL(Fainsteinら,Cncogene 4:1477-1481,1989)、アンチセンスMyc(S tantonら,Nature 310:423-425,1984)、およびアンチセンスras、ならびにヌ クレオチド生合成経路における任意の酵素をブロックするアンチセンス配列が挙 げられる。 さらに、本発明のさらなる実施態様において、強力なクラスI拘束性応答を誘 導するために、抗腫瘍剤としてアンチセンスRNAを利用し得る。簡単に言えば、R NAを結合し、そしてそれにより特定のmRNAの翻訳を妨げることに加え、高いレベ ルの特定のアンチセンス配列は、大量の二本鎖RNAの形成により、インターフェ ロン(γ-インターフェロンを含む)の発現の増加を誘導すると考えられている 。γインターフェロンの発現の増加は、次にMHCクラスI抗原の発現を高める。こ れに関して用いられる好ましいアンチセンス配列としては、アクチンRNA、ミオ シンRNA、およびヒストンRNAが挙げられる。アクチンRNAとのミスマッチを形成 するアンチセンスRNAが、特に好ましい。 別の実施態様において、本発明の物質は、それ自体が治療的に有益である表面 タンパク質を含む。例えば、特にHIVの場合において、特にHIV感染細胞における ヒトCD4タンパク質の発現は、2つの方法において有益であり得る: 1.可溶性CD4は遊離のウイルスに対して生存ウイルス粒子の形成を阻害する ことが示されているが、細胞内でのCD4のHIVenvへの結合は、全身的なクリアラ ンスおよび潜在的な免疫原性の問題を伴わずにこれを阻害し得る。なぜなら、こ のタンパク質は膜に結合したままであり、そして構造的に内因性CD4(患者はこ れに対して免疫学的に寛容であるはずである)と同一であるからである。 2.CD4/HIV env複合体は、細胞死の原因として関連しているので、(HIV感染 細胞中に存在する過剰なHIV-envの存在下での)CD4のさらなる発現は、より迅速 な細胞死を導き、従って、ウイルス播種を阻害する。これは、単球およびマクロ ファージに特に適用可能であり得、これらは、HIVで誘導される細胞傷害性(こ の細胞傷害性は、次いで、細胞表面上のCD4の相対的欠損に明らかに起因する) に対するそれらの相対的屈折(relative refractility)の結果としてウイルス産 物の保有者として作用する。 本発明のなおさらなる実施態様は、免疫刺激を行い得るベクター構築物に関す る。簡単に言えば、外来性病原体を認識し、そしてこの病原体に対して防御する 能力は、免疫系の機能に必須である。特に、免疫系は、宿主の防御機構が宿主組 織に対するのではなく侵入してくる実体に対して指向するように「自己」と「非 自己」(すなわち外来性)とを区別し得なくてはならない。細胞溶解性Tリンパ 球(CTL)は、代表的には、MHCクラスIまたはクラスII細胞表面タンパク質と結 合した、細胞表面認識構造(例えば、プロセスされた病原体特異的ペプチド)の 提示により誘導されるか、または刺激される。 免疫刺激による処置に適した疾患としては、ウイルス感染(例えば、インフル エンザウイルス、呼吸性シンシチウムウイルス、HPV、HBV、HCV、EBV、HIV、HSV 、FeLV、FIV、ハンタウイルス、HTLV I、HTLV II、およびCMV)、ガン(例えば 、メラノーマ、腎癌腫、乳ガン、卵巣ガン、およびその他のガン)、ならびに心 疾患が挙げられる。 この実施態様の1つの例において、本発明は、感受性標的細胞において抗原ま たはその改変形態の発現を指向するベクター構築物を用いることにより、特異的 な免疫応答を刺激し、そしてウイルスの拡散を阻害するための方法を提供する。 ここで、この抗原は、(1)ウイルス抗原に対する免疫応答を開始し得るか、ま たは(2)ウイルス相互作用に必要な細胞レセプターを占領することによってウ イルスの拡散を妨げ得るかのいずれかである。タンパク質の発現は、一過性また は経時的に安定であり得る。免疫応答が病原性抗原に対して刺激されるべきであ る場合、ベクター構築物は、好ましくは、この抗原の改変形態(これは免疫応答 を刺激し、かつ天然の抗原に比べて病原性が軽減されている)を発現するように 設計される。この免疫応答は、細胞が、正しい様式(すなわち、CD3、ICAM-1、I CAM-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)で抗原を提示する場合に達成される。 免疫応答はまた、(a)(必要であれば、適切なMHC分子の情況において)目 的の抗原を認識する特異的なT細胞レセプターの遺伝子、(b)目的の抗原を認 識する免疫グロブリンの遺伝子、または(c)MHC情況の非存在においてCTL応答 を提供するこの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、ベクター構築物はま た、免疫刺激剤、免疫調節剤、またはワクチンなどとして使用され得る。 HIV感染により生じた特定の症例において、免疫刺激が望ましい場合、ベクタ ー構築物から生成された抗原は、HLAクラスIまたはクラスII拘束性免疫応答のい ずれか一方または両方を誘発する形態であり得る。例えば、HIVエンベロープ抗 原の場合、抗原は、好ましくは、その病原性を減少するように改変されたgp160 、gp120、およびgp41から選択される。特に、選択された抗原は、シンシチウム の可能性を減少し、免疫応答を増強して疾患に導くエピトープの発現を回避し、 免疫優勢であるが、系統特異的なエピトープを除去するか、または、いくつかの 系統特異的エピトープを提示するように改変され、そしてHIVのほとんどまたは 全ての系統で感染した細胞を排除し得る応答を可能にする。この系統特異的エピ トープをさらに選択し、HIVのその他の系統に対して交差反応する動物内の免疫 応答の刺激を促進し得る。その他のHIV遺伝子または遺伝子の組み合わせ由来の 抗原(例えば、gag、pol、rev、vif、nef、prot、gag/pol、gag protなど)はま た、特定の事例において防御を提供し得る。 HIVは一例にすぎない。このアプローチは、特有の抗原(膜タンパク質である 必要はない)が発現される、多くのウイルス関連性疾患またはガン(例えば、HP Vと子宮頸癌腫、HTLV-I誘導性白血病、前立腺特異抗原(PSA)と前立腺ガン、変 異p53と結腸癌腫およびメラノーマ、メラノーマ特異抗原(MAGE)とメラノーマ 、ムチンと乳ガン)に対して効果的であるはずである。 本発明の免疫刺激の局面によれば、本発明のベクター構築物によって保有され 、そして/または発現される物質はまた、「免疫調節因子」(多くが上述されて いる)を含み得る。免疫調節因子は、免疫応答に関与する1つ以上の細胞により 製造される場合、または細胞に対して外因的に添加される場合に、この因子の非 存在において生じる免疫応答とは質または作用強度が異なる免疫応答を生じる因 子をいう。この因子はまた遺伝子送達ビヒクル由来遺伝子から発現され得るが、 発現は組換えレトロウイルスによって駆動または制御される。応答の質または作 用強度は、例えば、細胞増殖を測定するインビトロアッセイ(例えば、3Hチミジ ン取り込み)、およびインビトロでの細胞傷害性アッセイ(例えば、51Cr放出を 測定する)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(Warn erら,AIDS Res.and Human Retroviruses 7:645-655,1991を参照のこと)。免 疫調節因子は、インビボおよびエクスビボの両方で活性であり得る。 このような因子の代表的な例としては、IL-1、IL-2(Karupiahら,J.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;WO第90/06370号)、IL-7(米国特許第4,965,195号)、IL-8 、IL-9、IL-10、IL-11,IL-12、IL-13(Cytokine Bulletin、1994年夏)、IL-14 、およびIL-15、特にIL-2、IL-4、IL-6、IL-12、およびIL-13、αインターフェ ロン(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;WO第85/02862号;Nagataら,Nature 284:316-320,1980;Fam illettiら,Methods in Enz.78:387-394,1981;Twuら,Proc.Natl.Acad.Sc i.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 50:7820-7825,1 990;Maioら,Can.Immunol.Immunother.30:34-42,1989;米国特許第4,762,7 91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4,8 10,643号)、GM-CSF(WO第85/04188号)、腫瘍壊死因子(TNF)(Jayaramanら, J.Immunology 144:942-951,1990)、CD3(Krissanenら,Immunogenetics 26:25 8-266,1987)、ICAM-1(Altmanら,Nature 338:512-514,1989;Simmonsら,Na ture 331:624-627,1988)、ICAM-2、LFA-1、LFA-3(Wallnerら,J.Exp.Med. 166(4):923-932,1987)、MHCクラスI分子、MHCクラスII分子、B7.1-.3、b2ミク ログロブリン(Parnesら,PNAS 78:2253-2257,1981)、シャペロン(例えば、 カルネキシン(calnexin))、MHC結合輸送体タンパク質またはそのアナログ(Pow isら,Nature 354:528-531,1991)のようなサイトカインが挙げられる。1つの 好ましい実施態様において、この遺伝子はγインターフェロンをコードする。免 疫調節因子はまた、これらの分子のアゴニスト、アンタゴニスト、またはリガン ドであり得る。例えば、レセプターの可溶性形態は、因子の変異形態それ自身が 作用し得るように、これらの型の因子に対するアンタゴニストとしてしばしば作 用し得る。 上記で引用した免疫調節因子の一例は、B7ファミリー分子(例えば、B7.1-.3 同時刺激因子)のメンバーである。簡単に言えば、T細胞の完全な機能活性の活 性化は2つのシグナルを必要とする。1つのシグナルは、抗原特異的T細胞レセ プターと主要組織適合遺伝子複合体(MHC)分子に結合した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)の産生に必要であり、そして抗原提示細胞上のB7.1-.3分子とTリン パ球上のCD28およびCTLA-4レセプターとの相互作用を含むようである(Linsleyら 、J.Exp.Med.,173:721-730,1991aおよびJ.Exp.Med.,174:561-570,1991)。本発明 の1つの実施態様では、B7.1-.3は、CD8+T細胞の同時刺激を引き起こし、その 結果、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を産生させ るために、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 れらのベクターで形質導入された細胞は、より効果的な抗原提示細胞になる。HB V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。 どの免疫調節因子を使用するかの選択は、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、α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。簡単に言えば 、肝疾患の患者からまず血液サンプルを採取する。抹消血リンパ球(PBL)を、肝 炎抗原の免疫原性部分および免疫調節因子の発現を指向する組換えレトロウイル スで形質導入した自己細胞またはHLA適合細胞(例えば、EBV形質転換細胞)で、 インビトロで再刺激する。次いで、HLA適合形質導入細胞を標的として用いるCTL アッセイのエフェクターとして、これらの刺激されたPBLを使用する。HLA適合刺 激物質、および抗原のみをコードするベクターで形質導入した標的細胞を用いて 行った同じアッセイで認められるCTL応答に対するCTL応答の増加は、有用な免疫 調 節因子であることを示す。本発明の1つの実施態様では、免疫調節因子であるガ ンマインターフェロンが特に好ましい。 本発明はまた、所望の抗原(例えば、ウイルス抗原、細菌抗原、または寄生虫 抗原を含む)の免疫原性部分をコードするベクター構築物も包含する。例えば、 本明細書中に記載の組換えレトロウイルスの1つにより投与された場合に免疫応 答を示させるために、HBV S抗原の種々の免疫原性部分を組合せ得る。さらに、 異なる地域においてHBVのS抗原オープンリーディングフレームについて見出さ れる広範な免疫学的多様性のために、特定の地域では投与のために抗原の特定の 組合せが好適であり得る。簡単に言えば、全てのヒトB型肝炎ウイルスSサンプ ル中に見い出されるエピトープは、抗原決定基「a」と定義される。しかし互い に排他的なサブタイプ抗原決定基がまた、二次元二重免疫拡散(Ouchterlony,Pr ogr.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.In fect.123:671,1971;Bancroftら、J.Immunol.109:842,1972;Courouceら 、Bibl.Haematol.42:1-158,1976)。この免疫学的多様性はB型肝炎ウイルス S抗原オープンリーディングフレームの2つの領域の単一のヌクレオチド置換に 起因し、以下のアミノ酸変化を引き起こす:(1)B型肝炎ウイルスS抗原オー プンリーディングフレーム中のリジン-122のアルギニンへの変換は、サブタイプ をdからyにシフトさせる、そして(2)アルギニン-160のリジンへの変換は、 サブタイプをrからwにシフトさせる。アフリカ黒人の間では、サブタイプayw が優勢であり、一方米国および北ヨーロッパではサブタイプadw2がより豊富であ る(Molecular Biology of the Hepatitis B Virus,McLachlan 編、CRC Press, 1991)。当業者には明らかなように、投与する地域で優勢である特定のB型肝炎 ウイルスサブタイプに適切な投与用のベクターを構築することが一般に好ましい 。特定の領域のサブタイプは、二次元二重免疫拡散により決定され得るか、また は好ましくは、その領域の個体から単離されたHBVウイルスのS抗原オープンリ ーディングフレームを配列決定することにより決定され得る。 HBVにより示されるものにはまた、pol(「HBV pol」)、ORF5、およびORF6抗 原がある。簡単に言えば、HBVのポリメラーゼオープンリーディングフレームは 、 感染した肝組織中のビリオンおよびコア様粒子に見い出される逆転写酵素活性を コードする。ポリメラーゼタンパク質は少なくとも2つのドメインからなる:逆 転写を開始するタンパク質をコードするアミノ末端ドメイン、ならびに逆転写酵 素およびRNase H活性をコードするカルボキシル末端ドメイン。HBV polの免疫原 性部分は、動物内で免疫応答を生じさせるために、目的の抗原を発現する組換え レトロウイルスを動物に導入することにより、温血動物に投与され得る。同様に 、ORF5およびORF6(Millerら、Hepatology 9:322-327,1989)のような他のHBV 抗原が、本明細書に記載のベクター構築物を用いて発現され得る。 前述のように、B型肝炎抗原の少なくとも1つの免疫原性部分が、ベクター構 築物中に取り込まれ得る。ベクター構築物に取り込まれる免疫原性部分は種々の 長さであり得るが、一般的にはこの部分は少なくとも9アミノ酸の長さであるこ とが好ましく、そして抗原全体を含有し得る。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モチーフを用いて予測され得る。この解析から 、ペプチドが合成され得、そしてインビトロの細胞傷害性アッセイで標的として 使用され得る。しかし、他のアッセイもまた利用され得、このようなアッセイと して例えば、新規に導入したベクターに対する抗体の存在を検出するELISA、な らびにγインターフェロンアッセイ、IL−2産生アッセイ、および増殖アッセイ のようなヘルパーT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、位置特異的組み込みを運命づけられたベクター構築物に取り込まれ得る。好 ましいC型肝炎の免疫原性部分はCおよびNS3-NS4領域において見出され得る。 なぜなら、これらの領域はC型肝炎ウイルスの種々の型の間で最も保存されてい るからである(Houghtonら、Hepatology 14:381-388,1991)。特に好ましい免疫原 性部分は、種々の方法で決定され得る。例えば、B型肝炎ウイルスに関して上述 したように、ポリペプチドの免疫原性部分の同定は、アミノ酸配列に基づいて予 測され得る。簡単に言えば、当業者に公知の様々なコンピュータプログラムを利 用して、CTLエピトープを予測し得る。例えば、Falkらによって記載されている (Nature 351:290,1991)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、そ してインビトロ細胞傷害性アッセイにおける標的として利用する。 本発明の別の局面では、B型肝炎癌腫細胞を破壊するための方法が提供される 。この方法は、抗原Xの免疫原性部分の発現を指向するベクター構築物を含む遺 伝子送達ビヒクルを温血動物に投与し、その結果免疫応答を生じさせる工程を包 含する。本明細書中に提供される開示の内容によれば、当業者によってHBxAgを コードする配列は容易に入手され得る。簡単に言えば、本発明の1つの実施態様 では、ATCC 45020から、642bpのNcoI-Taq Iを回収し、そして他のB型肝炎抗原 について上述したように組換えレトロウイルスに挿入する。 しかし、X抗原は、他の潜在的なオンコジーン(例えば、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。従って、一般には最初に 遺伝子産物が非腫瘍形成性であるようにX抗原を変化させた後、これを組換えレ トロウイルスに挿入するのが好ましい。例えば、端の切断、点変異、成熟前停止 コドンの追加、またはリン酸化部位改変を含む、種々の方法を利用してX抗原を 非腫瘍形成性にし得る。1つの実施態様において、X抗原をコードする、目的の 配列または遺伝子の端を切断する。端の切断によって、種々のフラグメントを産 生し得るが、一般にはコード遺伝子配列の50%以上を保持しておくことが好まし い。さらに、いかなる切断の後も遺伝子産物の免疫原性配列の一部を完全なまま 保持しておくことが必要である。あるいは、本発明の別の実施態様では、複数の 翻訳終結コドンを遺伝子に導入し得る。終結コドンの挿入は、タンパク質の発現 を成熟前に停止させるため、タンパク質の形質転換部分の発現は妨げられる。 X遺伝子またはその改変バージョンの腫瘍形成性を種々の方法で試験し得る。 代表的なアッセイとしては、ヌードマウスにおける腫瘍形成、軟寒天におけるコ ロニー形成、およびトランスジェニックマウスのようなトランスジェニック動物 の調製が挙げられる。 本発明の別の局面では、C型肝炎抗原の免疫原性部分の発現を指向する組換え レトロウイルスを温血動物に投与する工程を包含する、C型肝炎癌腫細胞を破壊 するための方法が提供される。C型肝炎抗原の好ましい免疫原性部分は、コア抗 原およびNS1〜NS5領域を含有するポリペプチドにおいて見出され得る(Chooら, Proc.Natl.Acad.Sci.USA 88:2451-2455,1991)。特に好ましい免疫原性部 分は種々の方法によって決定され得る。例えば、上述したように、アミノ酸配列 に基づいて好ましい免疫原性部分を予測し得る。簡単に言えば、当業者らに公知 の様々なコンピュータプログラムを利用して、CTLエピトープを予測し得る。例 えば、Falkらによって記載されている(Nature 351:290,1991)HLA A2.1モチー フを利用して、HLA A2.1ハプロタイプに対するCTLエピトープを予測し得る。免 疫原性部分を予測するのに利用され得るまた別の方法は、レトロウイルスを利用 してどの部分がCTL誘導特性を有しているかをマウスにおいて決定することであ る(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。好ましい免疫原性部分はまた、ポリペプ チド抗原またはペプチドのどのフラグメントが、対応する遺伝子のベクター形質 導入後にフラグメントを発現する標的細胞の自己患者リンパ球(例えば、自己EB V-形質転換リンパ球)による溶解を誘導し得るかを決定することにより、推定さ れ得る。 好ましい免疫原性部分はまた、以下のようにして選択され得る。簡単に言えば 、どの抗原性フラグメントが患者の血清中に存在するかを決定するために、HCV のような標的疾患に罹患した患者から採取した血液サンプルを、個々のHCVポリ ペプチド領域(例えば、HCVコア、E1、E2/SN1およびNS2〜NS5領域)に対する抗 体で分析する。一過性の緩解を得るためにαインターフェロンで処置された患者 では、いくつかの抗原決定基が消失し、そしてその抗原に対する内因性抗体が取 って代わる。このような抗原は、本発明に関しては免疫原性部分として有用であ る(Hayataら,Hepatology 13:1022-1028,1991;Davisら,N.Eng.J.Med.321: 1501-1506,1989)。 コード配列の端を切断することによって、B型またはC型肝炎ウイルス由来の 抗原ような、選択した抗原のさらなる免疫原性部分が得られ得る。例えば、HBV を用いて、以下の部位を切断し得る。Bst UI、Ssp I、Ppu M1およびMsp I(Vale nzuelaら,Nature 280:815-19,1979;Valenzuelaら,Animal Virus Genetics: ICN/UCLA Symp.Mol.Cell Biol.,1980,B.N.FieldsおよびR.Jaenisch(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型肝炎に関連して後述する。 HBVの処置に関して、組換えレトロウイルスへの取り込み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より 多い免疫原性部分(ならびに所望であれば免疫調節因子)をベクター構築物に取 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型肝炎ポリペブチドの免疫原性部分の両方の同時発現を指向するベクター構 築物を調製し得る。このような構築物は、B型またはC型のいずれかの急性およ び慢性の肝炎感染を予防または処置するために投与され得る。同様に、他の実施 態様では、B型肝炎X抗原の免疫原性部分およびC型肝炎ポリペプチドの免疫原 性部分の両方の同時発現を指向するベクター構築物を調製し得る。このような構 築物も同様に、B型肝炎またはC型肝炎のいずれかに関連した肝細胞癌腫を処置 するために投与され得る。さらに、B型肝炎およびC型肝炎に慢性的に感染して いる個体は、肝細胞癌腫が発生する危険性がより高いため、このようなベクター はまた、この疾患に対する予防的処置として利用され得る。 免疫原性部分はまた、他の方法によって選択され得る。例えば、HLA A2.1/Kb トランスジェニックマウスは、ウイルス抗原のヒトT細胞認識のモデルとして有 用であることが示されている。簡単に言えば、インフルエンザウイルスおよびB 型肝炎ウイルス系において、マウスT細胞レセプターレパートリーは、ヒトT細 胞によって認識されるものと同一の抗原決定基を認識する。両方の系において、 HLA A2.1/Kbトランスジェニックマウスにおいて生じたCTL応答は、HLA A2.1ハプ ロタイプのヒトCTLによって認識されるエピトープと実質的に同一のエピトープ に指向される(Vitielloら,J.Exp.Med.173:1007-1015,1991;Vitielloら, Abstract of Molecular Biology of Hepatitis B Virus Symposia,1992)。 本発明の免疫原性タンパク質はまた、これらをより免疫原性の高いものにする ために当該分野において公知の種々の方法によって操作され得る。このような方 法の代表的な例としては:ヘルパーTエピトープに対応するアミノ酸配列を追加 すること;疎水性残基を添加することによって細胞取り込みを促進すること;粒 子構造を形成することによって細胞取り込みを促進すること;またはこれらの任 意の組み合わせが挙げられる(一般的に、Hart,前出,Milichら,Proc.Natl.A cad.Sci.USA 85:1610-1614,1988;Willis,Nature 340:323-324,1989;Grif fithsら,J.Virol.65:450-456,1991を参照のこと)。 本発明はまた、種々のネコの疾患(例えば、ネコ白血病ウイルス(「FeLV」)感 染およびネコ免疫不全ウイルス(「FIV」)感染を含む)の処置のための組成物お よび方法、ならびにこれらの疾患の予防のためのワクチンを含む。これらのウイ ルスは、PCT出願番号第US 93/09070号においてさらに十分に議論される。 簡単に述べれば、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の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、Vi r.36:678-680,1968;Hardy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、ベクター構 築物は、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 一部分の発現を指向する。特に好ましい実施態様において、ベクター構築物は、 gp85envの発現を指向する。これらの抗原をコードする配列は、本明細書中で提 供された所定の開示(Donahueら、J.Vir.62(3):722-731,1988;Stewartら、J.Vir. 58(3):825-834,1986;Kumarら、J.Vir.63(5):2379-2384,1989;Elderら、J.Vir.46 (3):871-880,1983;Berryら、J.Vir.62(10):3631-3641,1988;Laprevotteら、J.Vi r.50(3):884-894,1984を参照のこと)により容易に得られ得る。 ネコ免疫不全ウイルス(FIV)は、逆転写酵素(RT)のマグネシウム要求性および ウイルス粒子の形態に基づいて、レンチウイルスサブファミリーのレトロウイル スとして分類されている(Pederesenら、Science 235:790-793,1987を参照のこと )。ネコ免疫不全ウイルスは、形態学的および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、「試験的なFIVワク チンの効力」,(要約),First International Conference of Feline Immunodef iciency 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、ベクター構築物は、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指向 する。特に好ましい実施態様において、ベクター構築物は、gp68env、gp27env、 およびrevの発現を指向する。本発明の内容において、「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ことが理解される(Phillipsら、Fir st International Conference,前出、を参照のこと)。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所定の開示(Phillipsら、J.Vir.64(10):4605 -4613,1990;Olmstedら、PNAS 86:2448-2452,1989;Talbottら、PNAS 86:5743-574 7,1989を参照のこと)により当業者により容易に得られ得る。 さらに他の例は、非腫瘍形成性の改変遺伝子(例えば、ras(ras*)遺伝子(WO93 /10814;米国特許出願第08/367,071号、前出を参照のこと))、改変p53(p53*) 遺伝子(LinzerおよびLevine、Cell 17:43-52,1979;LaneおよびCrawford,Nature 278:261-263,1979;Hindsら、J.Virol.63:739-746,1989;米国特許出願番号第08/ 367,071号,前出)、改変Rb(Rb*)遺伝子(Friendら、Nature 323:643,1986;Lee ら、Science 235:1394,1987;Fungら、Science 236:1657,1987;米国特許出願番号 第08/367,071号,前出)、ウィルムス腫瘍の原因となる改変遺伝子(Callら、Cel l 60:509,1990;Gesslerら、Nature 343:744,1990;Roseら、Cell 60:495,1990;Ha berら、Cell 61:1257,1990;米国特許出願番号第08/367,071号,前出)、改変ムチ ン遺伝子(Girlingら、Int.J.Cancer 43:1072-1076,1989;Gendlerら、J.Biol.Ch em.265(25):15286-15293,1990;Lanら、J.Biol.Chem.265(25):15294-15299,199 0;Ligtenbergら、J.Biol.Chem.265:5573-5578,1990;Jeromeら、Cancer Res.51 :2908-2916,1991;および米国特許出願番号第08/367,071号,前出)、改変DCC(結 腸直腸ガン腫中で欠失した)遺伝子(Edelman、Biochem 27:3533-3543,1988;Sol omon,Nature 343:412-414,1990;Fearonら、Science 247:49-56,1990;米国特許出 願番号第08/367,071号,前出により概説される)、MCC(結腸直腸ガン中で変異し た)またはAPC)の発現を指向するベクター構築物を包含する。MCCおよびAPC遺 伝子の両方(Kinzlerら、Science 251:1366-1370,1991;Nishihoら、Scienc e 253:665-669,1991)、例えば、チロイド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、IL-2、 IL-3などのレセプター)、またはCSFレセプター(例えば、G-CSF、GM-CSF、また はM-CSFレセプター(米国特許出願番号第08/367,071号,前出、Slamonら、Scienc e 244:707-712,1989;Slamonら、Cancer Cells 7:371-380,1989;Shihら、Nature 290:261,1981;Schechter,Nature 312:513,1984;Coussensら、Science 230:1132 ,1985;Leducら、Am.J.Hum.Genet.44:282-287,1989))のneuおよび変異したまた は改変した形態を含む改変細胞レセプター。このようなレセプターにおける改変 により、新規のコード配列を含むタンパク質(またはレセプター)の産生がもた らされる。これらの配列によってコードされる新規のタンパク質は、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のコード領域に対して指 向される免疫応答を利用して、改変配列または遺伝子を含む腫瘍形成性細胞を破 壊し得る。 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場合、変化し た細胞成分を非腫瘍形成性にすることが必要である。例えば、1つの実施態様に おいて、変化した細胞成分をコードする目的の配列または遺伝子は、遺伝子産物 を非腫瘍形成性にするために端が切断される。変化した細胞成分をコードする遺 伝子は種々のサイズに端が切断され得るが、変化した細胞成分をできるだけ保持 することが好ましい。さらに、端が切断されても、変化した細胞成分の免疫原性 配列の少なくともいくつかはインタクト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。米国特許出願番号第08/367 ,071号、前出を参照のこと。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-ヘリックス成分を有するが、特定の配列の免疫原性は、しばしば予測す ることが難しい。しかし、一般に、アッセイにおいて免疫原性を決めることが好 ましい。代表的なアッセイは、新しく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を含む。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。米国特許出願番号第0 8/367,071号、前出を参照のこと。 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。代表的アッセイは、ヌードマウスまたはラットにおける腫瘍形成、 軟寒天におけるコロニー形成、およびトランスジェニック動物(例えばトランス ジェニックマウス)の作製などを含む。 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を欠如しており(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、ヌードマウスに注入し た場合、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。簡単に述べれば、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ベクター構築物は同系のマウスの 細胞に送達され、次にヌードマウスに投与される。腫瘍の成長を決定するために 投与後2〜8週間、マウスを肉眼で観察する。また腫瘍が存在するか否かを決定 するために、マウスを屠殺し検屍し得る(Giovanellaら、J.Natl.Cancer Inst .48:1531-1533,1972;Fureszら、「生物学的医薬を産生すると考えられる細 胞株の腫瘍形成試験」Abnormal Cells,New Products and Risk,HoppsおよびPe tricciani編、Tissue Culture Association,1985;およびLevenbookら、J.Bio l.Std.13:135-141,1985)。腫瘍形成性はまた、軟寒天におけるコロニー形 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 .23:291-294,1964)。簡単に述べれば、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停止する )である。細胞を半固体寒天支持培地にプレートすると、正常な細胞は迅速に接 触阻害されて増殖を停止するが、腫瘍形成性細胞は増殖し続けて軟寒天でコロニ 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、 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 非調節発現は、新たに導入した遺伝子の腫瘍形成性の可能性についてのモデルと して役立ち得る。 腫瘍形成性に関する研究に加えて、一般に投与前に遺伝子送達ビヒクルの毒性 を決定することが好ましい。当業者において周知の様々な方法を利用して、この ような毒性を測定し得る。この方法として、例えば、全身レベルの種々のタンパ ク質および酵素ならびに血液細胞の容量および数を測定する臨床化学アッセイが 挙げられる。 本発明はまた、免疫ダウンレギュレーションが可能な1つ以上の遺伝子産物を コードするベクター構築物を提供する。簡単述べれば、例えば、自己免疫疾患も しく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に おけ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、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取り出し、得られたベクター構築物で標的細胞 を形質転換し、FACS分析または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 ルスキャリアの収容量を超える場合に特に有用である。あるいは、MHC抗原提示 インヒビタータンパク質の活性ドメインは酵素的に消化され得、そして活性部分 が生化学的な方法によって精製され得る。例えば、このタンパク質の活性部分を ブロックするモノクローナル抗体が、切断されたタンパク質の活性部分を単離お よび精製するために用いられ得る(Harlowら,Antibodies:A Laboratory Manua l,Cold Springs Harbor,1988)。 例えば、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 338:521,198 9)、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 他の細胞接着分子)に加えて自己MHC分子に関連するプロセシングされたペプチ ドの提示の活性化を特異的に阻害することによって遂げられる。MHCクラスI分子 に関連する抗原ペプチドの提示は、CTL活性化を導く。MHC抗原提示を阻害するこ とが予想される産物を発現し得る特定の配列の移行および安定的な組み込みは、 CD8+CTLのようなT細胞の活性化をブロックし、それにより移植片拒絶を抑制す る。標準的なCTLアッセイが、この応答を検出するために用いられ得る。抗原提 示経路の成分として、45Kd MHCクラスI重鎖、b2-ミクログロブリン、プロテアー ゼのようなプロセシング酵素、アクセサリー分子、カルネキシン(Gaczynskaら 、Nature、365:264-282、1993)のようなシャペロン、および輸送体タンパク質 (例えば、PSF1、TAP1およびTAP2(Driscollら、Nature、365:262-263、1993) )が挙げられる。 他の例において、b2-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ベクター構築物が提供される。簡単に述べれば 、抗原提示のためのMHCクラスI分子の細胞表面への輸送には、b2-ミクログロブ リンとの会合が必要である。このように、b2-ミクログロブリンと結合し、そし てその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。適切なタンパク質としては、H301遺伝子産物が挙げられる。簡単 に 述べれば、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b2-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b2-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細胞によって認識され得ないようにし、MHCクラスI拘束性免疫監視 を逃れる。 別の実施態様において、新たに合成されたMHCクラスI分子と細胞内で結合する タンパク質またはタンパク質の活性部分の発現を指向するベクター構築物が提供 される。あるいは、MHCクラスIタンパク質の翻訳を阻害するアンチセンスRNAま たはリボザイムが、ベクター構築物によってコードされる。これらの活性は、小 胞体からのMHCクラスI分子の移動を防止し、その結果終結グリコシル化の阻害が もたらされる。これは、これらの分子の細胞表面への輸送をブロックし、CTLに よる細胞認識および溶解を防止する。例えば、E3遺伝子の産物の1つが、MHCク ラスI分子の形質転換細胞表面への輸送を阻害するために使用され得る。より詳 細には、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配列を含むベクター構築物で形質転換される。 E3/19Kタンパク質は、MHCクラスI表面分子の表面発現を阻害し、組換えレトロウ イルスにより形質転換された細胞は免疫応答を逃れる。その結果、ドナー細胞は 、移植片拒絶の危険性が減少されて移植され得、移植患者においても最小限の免 疫抑制措置が要求されるのみであり得る。これは、受容可能なドナー・レシピエ ントキメラ状態をより少ない合併症で存在させる。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。 別の代わりの免疫抑制方法として、アンチセンスメッセージ、リボザイム、ま たは現存している自己反応性のT細胞クローンに特異的な他の遺伝子発現インヒ ビターの使用が挙げられる。これらは、自己免疫応答を担う特定の不要なクロー ンのT細胞レセプターの発現をブロックする。アンチセンス、リボザイム、また は他の遺伝子が、遺伝子送達ビヒクルを用いて導入され得る。 上述したものとは異なる他のタンパク質で、MHCクラスI(MHCクラスII提示) 抗原提示を阻害、抑制、あるいはダウンレギュレートするために機能するタンパ ク質がまた、同定され、そして本発明に関連する範囲で利用され得る。このよう なタンパク質、特に哺乳動物の病原体由来のタンパク質(および、代わりに、そ の活性部分)を同定するために、MHCクラスI抗原提示を阻害し得ると考えられる タンパク質またはその活性部分を発現する組換えレトロウイルスが、BCのような テスター細胞株に形質転換される。その候補のタンパク質をコードする配列を有 するおよび有さないテスター細胞株が、CTLアッセイにおけるスティミュレータ 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。 多くの感染性疾患、ガン、自己免疫疾患、および他の疾患は、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細胞の表面のレセプターを介して細胞に入る。ガン において、細胞は他の細胞または因子由来のシグナルに不適切に応答し得るかま たはまったく応答しない。自己免疫疾患において、「自己」マーカーの不適切な 認識が存在する。本発明において、そのような相互作用は、相互作用におけるパ ートナーのいずれかに対するアナログのインビボ発現をコードするベクター構築 物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。このブロッキング剤のブロッキング作用は、感受性細胞の内部 から、または病原性相互作用を局所的にブロックするブロッキングタンパク質の 一種を分泌するかのいずれかにより媒介され得る。 例えば、HIVの場合、相互作用の2つの物質はgp120/gp41エンベロープタンパ ク質およびCD4レセプター分子である。従って、適切なブロッカーは、病原作用 を引き起こさずにHIVの侵入をブロックするHIV envアナログ、またはCD4レセプ ターアナログである。CD4アナログは、隣接する細胞を保護するように分泌され 、そして機能し、一方gp120/gp41はベクター含有細胞のみを保護するように、分 泌されるかまたは細胞内でのみ産生される。安定性または補体溶解性を増大する ために、CD4にヒト免疫グロブリン重鎖かまたは他の成分を添加することが有利 で あり得る。そのようなハイブリッド可溶性CD4をコードするベクター構築物の位 置特異的な様式での送達は、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の発現を媒介する組換えDNA分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ブロックし得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)。 本発明の別の実施態様は、細胞型において欠失、変異、または発現されない場 合に、その細胞型において腫瘍形成を導く、抑制遺伝子の送達を包含する。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、細胞成長と比較すると細胞の末端分化の阻害であると考えられ得るので 、腫瘍の分化を導く遺伝子産物の送達および発現はまた、一般的には退縮を導く はずである。 上記の核酸分子をコードする配列は、種々の供給源から得られ得る。例えば、 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、例えば、American Typ e Culture Collection(ATCC、Rockville、Maryland)のような受託機関、Advan ced Biotechnologies(Columbia、Maryland)、またはBritish Bio-Technology Limited(Cowley,Oxford England)のような市販の供給源から得られ得る。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。簡単に述べれば、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。次いでその一本鎖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 Technology :Principles and Applications for DNA Amplification,Erlich(編)、stock ton Press,1989も参照のこと)により増幅され得る。特に、二本鎖DNA は、熱 安定性Taqポリメラーゼ、配列特異的DNAプライマー、ATP、CTP、GTPおよびTTPの 存在下で、加熱により変性される。合成が完了すると二本鎖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。さらに 、発明の実施に有用な公知のヌクレオチド配列の遺伝子は、利用可能なcDNAまた はmRNAライブラリーから標準的な技術を用いて所望の遺伝子をクローニングする こ とによって得られ得る。本明細書中に記載の組換えDN分子によって保有および/ または発現される核酸分子は、例えば、Applied Biosystems Inc.のDNA合成機( 例えば、APB DNA合成機モデル392(Foster City、California))で、全体または 部分的に、合成され得る。 C.細胞培養 上記のように、本発明の特定の実施態様は、ヒトへの投与に適切なウイルス調 製物を提供する。 特に好ましい実施態様において、高力価組換えレトロウイルス調製物が使用さ れる。このような高力価の調製物を産生するために、米国特許出願番号第08/367 ,071号、前出のような細胞培養方法が使用される。簡単に述べれば、広範に様々 な方法(例えば、発酵槽またはバイオリアクター、ローラーボトル、細胞ホテル または細胞ファクトリー、および中空ファイバー培養の使用を含む)が利用され 得る。バイオリアクターまたは発酵槽について、細胞は、適切な培地1リットル あたり3〜15gグラムのマイクロキャリアの範囲の濃度で、好ましくはマイクロ キャリア(すなわち、Cytodex1またはCytodex2;Pharmacia,Piscataway,N.J.)で 増殖される。ローラーボトルについて、適切な条件は、マイクロキャリアビーズ を利用しないことを除いて、バイオリアクターのために使用した条件を含む。細 胞ファクトリーはまた、大規模の細胞培養および接着細胞からの組換えレトロウ イルスの産生について利用され得る。簡単に述べれば、細胞ファクトリー(「細 胞ホテル」とも呼ばれる)は、代表的には、一方を他方に超音波結合することに より組み立てられた汚染されていないポリスチレンから成型され、その後Nuclon D表面を提供するように処理された複数のトレイを含み、そしてこれらは例え ばNuncを含む種々の製造者から入手可能である。中空ファイバー培養法はまた、 組換えレトロウイルスの産生のために使用され得る。簡単に述べれば、中空ファ イバー培養を用いた高力価のレトロウイルス産生は、細胞が減少した容量の培地 中で高密度まで培養されるにつれてウイルスが濃度すること増加に基づく。細胞 側で培養される培地の容量は、組織培養ディッシュまたはフラスコにおいて培養 される等価の細胞密度のために必要とされる容量よりも約10〜100倍低い。それ により、個々のレトロウイルスプロデューサー細胞株が、中空ファイバーの増殖 条件に従う場合、10〜100倍増大した力価がもたらされる。最大細胞密度を達成 するために、個々の細胞株は非常に密に近接し、そして互いに接するように増殖 し得なければならない。多くの細胞株は、この様式で増殖せず、そしてこれらの タイプの細胞株に基づくレトロウイルスパッケージング細胞株は、力価において 10倍の増加を達成しないかもしれない。非常に良好に増殖する細胞株は、非接着 性の細胞株であり、そして非接着性の細胞株に基づくレトロウイルスプロデュサ ー株は、組織培養ディッシュおよびフラスコと比較して力価において100倍の増 加を達成し得ると考えられている。 D.組換えレトロウイルス粒子の濃縮および精製 レトロウイルス遺伝子送達ビヒクルが本発明の実施において使用される場合、 治療学的調製物の純度を増加すること、ならびに投与され得る組換えレトロウイ ルスの力価を増加させることが好ましい。広範な種々の方法(例えば、硫酸アン モニウムを用いた組換えレトロウイルスの沈澱、ポリエチレングリコール(「PE G」)濃縮、PERCOLLのような勾配またはショ糖のような「緩衝物」の存在下また は非存在のいずれかでの遠心分離による濃縮、濃縮フィルターの使用(例えば、A micon濾過)、および2相分離を含む)が、ウイルス濃度および純度を増大するた めに利用され得る。米国特許出願番号第08/367,071号、前出および米国特許出願 番号第08/153,342号を参照のこと。 E.アッセイ 本発明の他の局面において、得られた産物を評価または定量するための方法( 例えば、クマシーブルーまたは銀染色を用いた染色、その後のデンシトメトリー スキャニング)とともに、非変性ゲル(例えば、組換えレトロウイルス粒子の分 離のための4〜15%勾配ポリアクリルアミドゲル)を利用して、遺伝子送達ビヒ クルを定量するための方法が提供される。このような方法は、生存遺伝子送達ビ ヒクルと非生存遺伝子送達ビヒクルとを識別し得ないが、それらが比較的単純で 、かつ迅速であるため有利である。このような方法の1つの代表的な例を、さ らに詳細に以下の実施例10に示す。 本発明の他の局面において、サンプル中の組換えウイルス(例えば、組換えレ トロウイルス)の力価を測定するためにアッセイが提供される。代表的には、こ のようなアッセイは、選択マーカーの存在、または青色コロニーの形成に基づき 得る。しかし、特定の実施態様において、選択マーカーをコードする遺伝子を含 まない遺伝子送達ビヒクルが提供される。従って、抗体およびPCRアッセイ(そ れらのうち後者を以下に記載する)が、力価を決定するために使用され得る。PC Rを使用して、遺伝子送達ビヒクルに保有されるベクター構築物に独特な配列を 増幅するために、適切な増幅プライマーが必要とされる。このようなプライマー は、当業者により容易に設計され得、そして使用されるベクター構築物、それら の成分、増幅されることが望まれる特定の領域などに依存する。組換えレトロウ イルスが遺伝子送達として使用される場合、代表的なPCRプライマー対は、LTR配 列、パッケージングシグナル配列またはレトロウイルス骨格の他の領域に特異的 な配列を含み、そして目的の遺伝子に特異的なプライマーを含み得る。 簡単に述べれば、本発明の1つの実施態様において、PCR力価測定アッセイは 、組換えレトロウイルス調製物の力価を決定するために使用される。このアッセ イは、収穫前の少なくとも16時間、6ウェルプレートで組換えレトロウイルスを 用いて形質導入された既知数の細胞の増殖により行われる。プレートあたり1つ のウェルが、カウントのために犠牲にされる。他のウェルからの細胞を溶解し、 そしてその内容物を単離する。DNAをQUIAmp DNA単離キット(QUIAgen,Inc.,Chats worth,CA)を用いて調製する。DNAを、サンプルあたり5×106個細胞等量/μLに 再懸濁する。 力価を算出するために、標準曲線は、5×106個の非形質導入HT 1080細胞(ネ ガティブコントロール)および公知のベクターで形質導入され、そして細胞ゲノ ムあたりそのベクターの1つの組み込まれたコピーを有する5×106個のHT 1080 細胞(ポジティブコントロール)から単離されたDNAを用いて作製される(例え ば、ネオマイシン耐性のような選択マーカーをコードする組換えレトロウイルス で形質導入されたパッケージング細胞株から調製され得る)。この標準曲線は、 異なる量のポジティブおよびネガティブコントロールDNAを組合せ、そして組換 えレトロウイルスの特定の領域に特異的なプライマーを用いたPCRによりそれら からの特異的な配列を増幅することにより作製される。標準曲線作製のための混 合物の代表群を以下に示す: 各チューブからの5μlを、8個の反応チューブの1つに入れ(2連もまた好 ましい)、残りを-20℃で保存する。各サンプルDNA調製物からの5μlを、2連 でそれ自身の反応チューブ内に入れる。次いで、PCR反応(50μL総容量)が、試 験されるべきチューブあたり、以下の成分を含む45.0μLの反応混合物を添加す ることにより開始される:24.5μLの水、5μLの10×反応PCR緩衝液、4μLの25 mM MgCl2、4μLのdNTP(2.5mMの各dATP、dGTP、dCTP、およびdTTPを含む)、5 μLのプライマー混合物(100ngの各プライマー)、0.25μLのTaqStartモノクロ ーナル抗体(Clontech Laboratories,Inc.,Palo Alto,CA)、1.00μL TaqStart緩 衝液(Clontech Labs,Inc.)、および0.25μL AmpliTaq DNAポリメラーゼ(Perkin- Elmer,Inc.,Norwalk,CN)。反応混合物を反応チューブに等分する直前に、1μL のα-32P dCTP(250μCi;3000 C/mmol,10mCi/mL,Amersham Corp.,Arlington He ights,IL)を、反応混合物に添加する。45.0μLの反応混合物を各反応チューブに 等分した後、チューブに蓋をし、そしてサーモサイクラー内に置く。特定の変性 、アニーリング、伸長時間および温度、ならびにサーモサイクルの数は、使用さ れるプライマー対のサイズおよびヌクレオチド組成に依存して変化する。次いで 、20〜25の増幅サーモサイクルを行う。次いで、5μLの各反応物を、DE81イオ ン交換クロマトグラフィーペーパー(Whatman,Maidstone,England)上にスポット し、そして10分間風乾する。次いで、フィルターを、50mM Na2PO4、pH7、200mM NaCl中、1洗浄あたり100mLで5回洗浄し、この後風乾し、次いで、サランラッ プで サンドイッチする。定量は、PhosphoImager SI(Molecular Dynamics,Sunnyvale, CA)で行われる。代表的には、フィルターを蛍光体スクリーンに曝露する。この スクリーンは、適切な期間、代表的には約120分間、電離放射線からのエネルギ ーを貯蔵する。曝露後、蛍光体スクリーンを、スキャンし、これにより光が元の フィルター上の放射能に比例して放射される。次いで、スキャンの結果をダウン ロードし、そしてcpm(縦座標)対ポジティブコントロールDNAの%(横座標)とし て対数スケールでプロットする。各サンプルの力価(感染ユニット/mL)は、DNAが 単離された細胞の数に、細胞を形質導入するために使用した組換えレトロウイル スの容量で割った、検出した放射能に基づく標準曲線から決定される百分率(10 進法の形態に変換される)を掛けることにより計算される。当業者により認識さ れるように、比色定量法のような他の検出方法はまた、増幅産物を標識するため に使用され得る。 F.処方 本発明の別の局面は、本発明による遺伝子送達ビヒクルの処方に関する。 本発明のこの局面の好ましい実施態様は、感染性の組換えレトロウイルス調製 物の保存に関する。組換えレトロウイルスは、再構成の際に真核生物細胞に感染 し得(米国特許出願番号第08/153,342号参照)、そしてベクター構築物を位置特 異的な様式でそのような細胞のゲノムに送達し得る。簡便には、精製され、そし て必要に応じて濃縮された組換えレトロウイルスは、最初に十分な量の処方緩衝 液を組換えレトロウイルスを含有する媒体に添加し、水性の懸濁液を形成するこ とにより保持され得る。好ましくは、処方緩衝液は、糖類、高分子量の構造的な 添加物、および水中での緩衝成分を含む水溶液である。本発明の文脈内で使用さ れる「緩衝化合物」または「緩衝成分」は、所望のpHで水性懸濁液を維持するよ うに機能する物質を指すと理解されるべきである。水溶液はまた、1つ以上のア ミノ酸を含有する。 組換えレトロウイルスはまた、精製された形態で保存され得る。より詳細には 、処方緩衝液の添加に先立って、上記の粗製の組換えレトロウイルスは、例えば クロスフロー濃縮システム(Filtron Technology Corp.,Nortborough,MA)に よ り、フィルターを介してレトロウイルスを通すことにより明澄化し、次いで濃縮 され得る。1つの実施態様において、DNaseを濃縮物に添加し、外因性のDNAを消 化する。次いで消化物を透析濾過(diafiltrate)して、過剰の媒体成分を除き 、そしてより望ましい緩衝化溶液中の組換えレトロウイルスを確立する。次いで 透析濾液をSephadex S-500ゲルカラムに通し、そして精製された組換えレトロウ イルスを溶出する。十分量の処方緩衝液をこの溶出液に添加し、構成成分を所望 の最終濃度の構成物にし(例えば、実施例9参照)、そして組換えレトロウイル スを最小限に希釈する。次いで水性懸濁液を、好ましくは-70℃で、または直ち に乾燥して貯蔵する。上記のように、処方緩衝液は、糖類、高分子量の構造的な 添加物、および水中で緩衝成分を含む水溶液である。水溶液はまた、1つ以上の アミノ酸を含有し得る。 粗製の組換えレトロウイルスはまた、イオン交換カラムクロマトグラフィーに より精製され得る。この方法は、米国特許出願番号第08/093,436号に、より詳細 に記載される。一般に、粗製の組換えレトロウイルスは、フィルターを介してレ トロウイルスを通すことにより明澄化され、そして高度にスルホネート化された セルロースマトリックスを含有するカラムに濾液をロードする。組換えレトロウ イルスを、高塩緩衝液を用いることにより、精製された形態でカラムから溶出す る。次いで高塩緩衝液は、分子排除カラムに溶出液を通すことにより、より望ま しい緩衝液に交換される。次いで、十分量の処方緩衝液を、上記のように、精製 された組換えレトロウイルスに添加し、そして水性懸濁液を、直ちに乾燥するか 、または好ましくは-70℃で貯蔵する。 粗製形態または精製形態の水性懸濁液は、凍結乾燥または任意の温度でのエバ ポレーションにより乾燥され得る。詳細には、凍結乾燥は、ガラス転移温度未満 または水性懸濁液の共融点温度未満に水性懸濁液を冷却する工程、および昇華に より冷却した懸濁液から水を除き凍結乾燥レトロウイルスを形成させる工程を包 含する。簡便には、処方された組換えレトロウイルスのアリコートを、凍結乾燥 機(Supermodulyo 12K)に接続したエドワーズ冷蔵チャンバー(Edwards Refrig erated Chamber)(3 shelf RC33Sユニット)内に置く。Phillipsら(Cryobiolo gy 18:414,1981)により記載されるような多段階冷凍乾燥手順を用いて、処方 された組換えレトロウイルスを、好ましくは-40℃〜-45℃の温度から凍結乾燥す る。得られる組成物は、凍結乾燥されたレトロウイルスの重量比で10%未満の水 を含有する。一旦凍結乾燥されると、組換えレトロウイルスは安定であり、そし てより詳細には下記で議論されるように、-20℃〜25℃で貯蔵され得る。 エバポレーション法では、水は、蒸発により任意の温度で水性懸濁液から除去 される。1つの実施態様において、水は、スプレードライ(欧州特許第520,748 号)により除去される。スプレードライプロセスにおいて、水性懸濁液は、予熱 されたガス(通常、空気)の流れの中に送達される。そこで水は、懸濁液の小滴 から迅速に蒸発する。スプレードライの装置は、多くの製造者(例えば、Drytec ,Ltd.,Tonbridge,England;LabPlant,Ltd.,Huddersfield,England)から 入手できる。一旦脱水されると、組換えレトロウイルスは安定であり、-20℃〜2 5℃で貯蔵され得る。本明細書中に記載される方法において、得られる乾燥また は凍結乾燥されたレトロウイルスの水分含量は、Karl-Fischer装置(EM Science Aquastar 「V1B volumetric titrator」,Cherry Hill,NJ)を用いて、また は重量法により決定され得る。 前記のように、処方のために使用される水溶液は、糖類、高分子量の構造的な 添加物、緩衝成分および水を含む。この溶液はまた、1つ以上のアミノ酸を含む 。これらの成分の組み合わせは、冷凍および凍結乾燥、またはエバポレーション による乾燥に際して、組換えレトロウイルスの活性の保存に作用する。好ましい 糖類はラクトースであるが、他の糖類、例えば、スクロース、マンニトール、グ ルコース、トレハロース、イノシトール、フラクトース、マルトースまたはガラ クトースが使用され得る。さらに、糖類の組み合わせ、例えばラクトースとマン ニトール、またはスクロースとマンニトールが使用され得る。ラクトースの特に 好ましい濃度は、重量比で3%〜4%である。好ましくは、糖類の濃度は、重量 比で1%〜12%の範囲である。 高分子量の構造的な添加物は、凍結中のウイルスの凝集の防止を助け、そして 凍結乾燥状態または乾燥状態における構造的な支持を提供する。本発明の文脈に おいて、構造的な添加物は、それらが5000を超える分子量である場合、「高分子 量」であると見なされる。好ましい高分子量の構造的な添加物は、ヒト血清アル ブミンである。しかし、他の物質、例えば、ヒドロキシエチルセルロース、ヒド ロキシメチルセルロース、デキストラン、セルロース、ゼラチン、またはポビド ンもまた、使用され得る。ヒト血清アルブミンの特に好ましい濃度は、重量比で 0.1%である。好ましくは、高分子量の構造的な添加物の濃度は、重量比で0.1% 〜10%の範囲である。 アミノ酸(もし存在すれば)は、水性懸濁液の冷却および解凍に際してウイル スの感染能をさらに保つために機能する。さらに、アミノ酸は、冷却された水性 懸濁液の昇華の間、および凍結乾燥状態の間のウイルスの感染能をさらに保つよ うに機能する。好ましいアミノ酸は、アルギニンである。しかし、他のアミノ酸 、例えば、リジン、オルニチン、セリン、グリシン、グルタミン、アスパラギン 、グルタミン酸、またはアスパラギン酸もまた使用され得る。特に好ましいアル ギニン濃度は、重量比で0.1%である。好ましくは、アミノ酸濃度は、重量比で0 .1%〜10%の範囲である。 緩衝成分は、比較的一定のpHを維持することにより溶液を緩衝化するように作 用する。種々の緩衝液が、所望されるpHの範囲(好ましくは、7.0〜7.8の間)に 依存して使用され得る。適切な緩衝液は、リン酸緩衝液およびクエン酸緩衝液を 含む。組換えレトロウイルス処方の特に好ましいpHは7.4であり、そして好まし い緩衝剤はトロメタミン(tromethamine)である。 さらに、水溶液は、最終の処方された組換えレトロウイルスを適切な等張塩濃 度に調節するために使用される中性塩を含有することが好ましい。適切な中性塩 は、塩化ナトリウム、塩化カリウム、または塩化マグネシウムを包含する。好ま しい塩は、塩化ナトリウムである。 所望の濃度の上記成分を含有する水溶液は、濃縮されたストック溶液として調 製され得る。 その後の再構成のための凍結乾燥状態の組換えレトロウイルスの保存の特に好 ましい方法は、以下の工程を包含する:(a)感染性の組換えレトロウイルスを水 溶液と混合し、水性懸濁液を形成させる工程で、この水性懸濁液は、重量比で4 %のラクトース、重量比で0.1%のヒト血清アルブミン、重量比で0.03%以下のN aCl、重量比で0.1%のアルギニン、および約7.4の水性懸濁液のpHを提供する ために有効量のトロメタミン緩衝剤を含み、それにより感染性の組換えレトロウ イルスを安定化させる工程;(b)懸濁液を-40℃〜-45℃の温度に冷却して凍結し た懸濁液を形成させる工程;および(c)昇華により凍結した懸濁液から水を除 き、重量比で凍結乾燥組成物の2%未満の水を有する凍結乾燥された組成物を形 成する工程で、この組成物は、再構成に際して哺乳動物細胞に感染し得る、工程 。組換えレトロウイルスは、複製欠陥であり、そして再構成に際してヒトへの投 与に適することが好ましい。 本明細書中に提供される開示により当業者には明らかなように、凍結乾燥され たレトロウイルスが室温での貯蔵を意図される場合、水溶液中で特定の糖類を用 いることが好ましくあり得る。より詳細には、二糖類(例えば、ラクトースまた はトレハロース)が、特に、室温での貯蔵に用いることが好ましい。 本発明の凍結乾燥または脱水されたレトロウイルスは、種々の物質を用いて再 構成され得るが、好ましくは、水を用いて再構成される。ある例において、最終 の処方物を等張性にする希薄な塩溶液もまた使用され得る。さらに、再構成され たレトロウイルスの活性を増強することが知られている成分を含有する水溶液を 使用することは有利であり得る。そのような成分は、サイトカイン(例えば、IL -2)、ポリカチオン(例えば、プロタミン硫酸)、または再構成されたレトロウ イルスの形質導入効率を増大させる他の成分を包含する。凍結乾燥または脱水さ れた組換えレトロウイルスは、任意の便利な容量の水、または凍結乾燥または脱 水されたサンプルの実質的で、好ましくはすべての溶解を可能にする上記の再構 成剤を用いて再構成され得る。 G.投与 本発明の別の局面において、種々の疾患を患う真核生物(特に温血動物、そし て特にヒト)を処置する方法を提供する。疾患は、遺伝病、ガン、感染性疾患、 自己免疫疾患、および炎症性疾患、心臓血管疾患、ならびに変性疾患を含む。遺 伝病の例は、以下のものに限定されないが、サラセミア、フェニルケトン尿症、 レッシュ−ナイアン(Lesch-Nyan)症候群、SCID、血友病AおよびB、嚢胞性線 維症、ダッケン(Duchenn)筋ジストロフィー、遺伝性気腫、家族性高コレステ ロール血症、およびゴーシャ(Gaucher)病が挙げられる。ガンの例は、以下の ものに限定されないが、固形腫瘍、白血病およびリンパ腫が挙げられる。代表的 な例として、黒色腫、結腸直腸癌腫、肺癌腫(大細胞、小細胞、鱗状および腺癌 を含む)、腎細胞癌腫、頸部ガン、成人T細胞リンパ白血病、および胸部腺癌が 挙げられる。感染性疾患は、以下のものに限定されないが、肝炎、結核、マラリ ア、ヒト免疫不全ウイルス、ヘルペスウイルス、破傷風、赤痢、シゲラ(shigel la)、FeLV、およびFIVが挙げられる。変性疾患は、以下のものに限定されない が、アルツハイマー病、多発性硬化症、筋ジストロフィー、筋萎縮側索硬化症が 挙げられる。炎症性疾患は、慢性関節リウマチ、脊髄髄膜炎、膵炎が挙げられる 。自己免疫疾患は、糖尿病、ブドウ膜炎、HIV、およびSCIDが挙げられる。心臓 血管疾患は、慢性リウマチ心疾患、動脈硬化、僧帽弁および大動脈の狭窄、心筋 炎、心膜炎、Marfan症候群、エーレース−ダンロス(Ehlers-Danlos)症候群、 チャーグ−ストラウス(Churg-Strauss)症候群、および硬皮症が挙げられる。 これらの方法のそれぞれは、本発明による遺伝子送達ビヒクルの投与を包含す る。その結果、遺伝子送達ビヒクルにより輸送された目的の遺伝子がコードする 遺伝子産物の治療有効量が産生される。本明細書中で使用される、本発明による ベクター構築物から発現される遺伝子産物の「治療有効量」は、患者がその遺伝 子産物で処置されないときに観測されるよりも、大きな程度に、患者において所 望の治療の利益を達成する量である。例えば、遺伝子産物が第VIII因子である場 合、「治療有効量」は、治療的に有益な凝固を生じるのに必要な第VIII因子の量 をいう。従って、「治療有効量」は、一般に、それぞれの患者の主治医によって 決定されるが、約0.2ng/mLの血清レベル(「正常」レベルの約0.1%)またはそ れ以上が、典型的には、治療的に有益である。遺伝子産物が、アンチセンスRNA またはリボザイムのような内在性の生物学的活性を有するRNA分子である場合、 「治療有効量」は、標的遺伝子産物(多くの場合、タンパク質)の減少した発現 により患者の状態の臨床的に関連する変化を達成するのに十分な量である。好ま しい実施態様において、内在性の生物学的活性を有するRNA分子(すなわち、ア ンチセンスRNAまたはリボザイム)は、形質導入された細胞において標的RNA分子 に対して過剰モルで、その位置特異的な位置から発現する。異種RNAおよび標的R NAの発現レベルは、種々のアッセイ、例えばPCR分析により決定され得る。 造血幹細胞のエキソビボ処置のための典型的な用量は、一般に、約105、106、 107、108、109、1010、I011〜1012の感染性遺伝子送達ビヒクルの範囲であり、 そして107〜1010の感染性粒子の用量が好ましい。 本発明の遺伝子送達ビヒクルは、広範囲の部位に投与され得る。例えば、脳脊 髄液、骨髄、関節、動脈内皮細胞、直腸、頬/舌下、膣、リンパ系のような部位 に、肺、肝臓、脾臓、皮膚、血液および脳からなる群から選択される器官に、ま たは腫瘍および間質空間からなる群から選択される部位に投与され得る。他の実 施態様において、組換えレトロウイルスは、眼内、鼻腔内、舌下、経口、局所的 、膀胱内、膣内、局所的、静脈内、腹腔内、頭蓋内、筋肉内、または経皮的に投 与され得る。他の代表的な投与経路は、胃鏡検査、ECRP、および直腸検査を包含 する。これらは、完全な操作手順および入院を必要としないが、医師の立ち会い を必要とし得る。 本発明の組成物の投与について、以下の考慮がなされる: 経口投与は、容易かつ便利であり、経済的であり(殺菌性を必要としない)、 安全であり(多くの場合、過剰用量で処置され得る)、そして組成物の有効成分 の制御された放出を可能にする(遺伝子送達ビヒクル)。逆に、局所的な過敏、 例えば、悪心、嘔吐または下痢、溶解性の低い薬物の不安定な吸収が存在する。 そして遺伝子送達ビヒクルは、肝臓の代謝ならびに胃酸および酵素分解による「 第1通過効果(first pass effect)」を受けやすい。さらに、作用はゆっくり と開始し得、有効な血漿レベルには到達しされないかもしれず、患者の協力を必 要とし、そして食物は吸収に影響し得る。本発明の好ましい実施態様は、エリス ロポエチン、インスリン、GM-CSFサイトカイン、種々のポリペプチドまたはペプ チドのホルモン、それらのアゴニストまたはアンタゴニストをコードする遺伝子 を発現する遺伝子送達ビヒクルの経口投与を包含する。この場合、これらのホル モンは、下垂体、視床下部、腎臓、内皮細胞、肝臓、膵臓、骨、造血骨髄、およ び副腎などの組織に由来し得る。このようなポリペプチドは、増殖の誘導、組織 の後退、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 互作用の遮断、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、異常な血液化学(単数または複数)(例えば、上昇した血中コレス テロール、血液凝固因子の不全、低HDLを伴う上昇したLDL)、アルツハイマーに 関連するアミロイドタンパク質のレベル、骨浸食/カルシウム沈積、および種々 の代謝物(例えば、ステロイドホルホン、プリン、およびピリミジン)のレベル の制御について処置であり得る。好ましくは、遺伝子送達ビヒクルは、最初に凍 結乾燥され、次いでカプセルに充填され、そして投与される。 頬/舌下投与は、組成物の活性成分(単数または複数)の作用の迅速な開始を 提供し、そして初回通過代謝(first pass metabolism)を回避する便利な投与 法である。従って、胃酸分解または酵素的な分解はなく、そして遺伝子送達ビヒ クルの吸収は容易である。高い生物有効性であり、そして処置の事実上即時的な 停止が可能である。逆に、このような投与は、比較的低い用量(典型的には、約 10〜15mg)に限られ、そして同時の摂食、飲むこと、または飲み込みがあり得な い。本発明の好ましい実施態様は、遺伝子送達ビヒクルの頬/舌下投与を包含し 、この遺伝子送達ビヒクルは、以下の処置のために、自己および/または外来の MHC、または免疫モジュレーターをコードする遺伝子を含有する:口腔ガンの処 置;IgAまたはIgEアンチセンス遺伝子を含有するこのような遺伝子送達ビヒクル の頬/舌下投与を介するシェーグレン(Sjogren)症候群の処置;およびIgGまた はサイトカインのアンチセンス遺伝子の頬/舌下投与を介する歯肉炎および歯周 炎の処置。 直腸投与は、無視し得る初回通過代謝効果を提供する(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下大静脈へ直接的に排出される)。この 方法は、子供、嘔吐する患者、無意識の患者に適する。この方法は、胃酸分解お よび酵素的な分解を回避し、そして組成物のイオン性は変化しない。なぜなら、 直腸液は、緩衝能を有しないからである(pH 6.8;荷電した組成物は最も良く吸 収される)。逆に、遅いか、乏しいか、または不安定な吸収、過敏、細菌叢によ る分解が存在し得、そして吸収表面は小さい(約0.05m2)。さらに、親油性で水 に可溶な化合物は、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)を必要とし得る。本発明の好ましい実施態様は、結腸ガン 抗原、自己および/または外来のMHC、または免疫モジュレーターをコードす る遺伝子を含有する遺伝子送達ビヒクルの直腸投与を包含する。 鼻腔投与は、初回通過代謝、ならびに胃酸分解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、鼻腔投与は遺伝子送達ビヒクルの 投与に有用である。ここで、遺伝子送達ビヒクルは、本明細書中に記載される性 質を有するポリペプチドを発現し得る核酸を有する。逆に、このような投与は、 局所的な過敏を引き起こし得る。そして吸収は、鼻腔粘膜の状態に依存し得る。 肺投与はまた、初回通過代謝、ならびに胃酸分解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、局在化した作用を可能にし、それは全身 的な副作用および有効性に必要な用量を最少にする。そして、作用および自己薬 物治療(self-medication)を迅速に開始し得る。逆に、投与された組成物のほ んの少量が細気管支/肺胞に到達するときに、局所的な過敏が生じ得、そして過 剰な投薬が可能である。さらに、患者の協力および理解が好ましく、そして投薬 の推進は毒性効果を有し得る。本発明の好ましい実施態様は、ぜん息、枯草熱、 アレルギー性肺胞炎または線維性肺胞炎などの状態の処置のためのIgAまたはIgE をコードする遺伝子、嚢胞性線維症の処置のためのCFTR遺伝子、および気腫の処 置のためのプロテアーゼおよびコラーゲンインヒビター(例えば、1-アンチトリ プシン)を発現するビヒクルの肺投与を包含する。あるいは、経口投与のための 同じタイプの多くの上記のポリペプチドまたはペプチドが、使用され得る。 眼投与は、局所的な作用を提供し、そして投与が挿入を介する場合、延長され た作用を可能にする。さらに、初回通過代謝、ならびに胃酸分解および酵素的分 解を回避し、そして点眼またはコンタクトレンズ様の挿入物の使用を介する自己 投与を可能にする。逆に、投与は、必ずしも効率的ではない。なぜなら、投与は 涙を流すことを包含するからである。本発明の好ましい実施態様は、枯草熱の結 膜炎または春期結膜炎およびアトピー性(atomic)結膜炎の処置のためのIgAま たはIgEをコードする遺伝子を発現する遺伝子送達ビヒクルの眼投与;およびメ ラノーマ特異的抗原(例えば、高分子量のメラノーマ関連抗原)、自己および/ または外来MHC、または免疫モジュレーターをコードする遺伝子を含有する遺伝 子送達ビヒクルの眼投与を包含する。 経皮投与は、良好なコンプライアンスを導く迅速な処置および延長された作用 の停止を可能にする。さらに、局所的処置が可能であり、そして初回通過代謝、 ならびに胃酸分解および酵素的分解を回避する。逆に、このような投与は、局所 的な刺激を引き起こし得、特に発症の寛容に感受性があり、そして典型的には、 高い効力の組成物には好ましくない。本発明の好ましい実施態様は、以下の経皮 投与を包含する:症状(例えば、アトピー性皮膚炎および他の皮膚アレルギー) の処置のためのIgAまたはIgEをコードする遺伝子を発現させるための経皮投与; およびメラノーマ特異的抗原(例えば、高分子量のメラノーマ関連抗原)、自己 および/または外来MHC、または免疫モジュレーターをコードする遺伝子をコー ドする遺伝子送達ビヒクルの経皮投与。 膣投与は、ホルモン投与のための局所的な処置および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分解および酵素 的分解を回避し、そして遺伝子送達ビヒクルがペプチドを発現する組成物の投与 に好ましい。本発明の好ましい実施態様は、自己および/または外来のMHC、ま たは免疫モジュレーターをコードする遺伝子を発現するための膣投与を包含する 。他の好ましい実施態様は、精子特異的抗体の産生を促進し、それによって妊娠 を妨げる、ヒストン、フラゲリンなどの精子成分をコードする遺伝子の膣投与を 包含する。この効果は、(その遺伝子が精子特異的抗体の産生を妨害する)免疫 グロブリンアンチセンス遺伝子をコードするベクターを有する遺伝子送達ビヒク ルを送達することにより、逆になり得、および/またはいくらかの婦人の妊娠は 増大され得る。 膀胱内投与は、泌尿性器の問題の局所的処置を可能にし、全身的な副作用を回 避し、そして初回通過代謝ならびに胃酸分解および酵素的分解を回避する。逆に 、本方法は、尿道カテーテルの挿入を必要とし、そして高度に熟練したスタッフ を必要とする。本発明の好ましい実施態様は、チミジンキナーゼのようなプロド ラッグ活性化遺伝子などの種々の抗腫瘍遺伝子または種々のサイトカインのよう な免疫調節分子を送達するための膀胱内投与を包含する。 内視鏡的逆行性膀胱膵臓撮影(endoscopic retrograde cystopancreatography (ERCP))(口を通して入れる;皮膚の貫通を要しない)は、拡大された胃鏡検 査法を利用し、そして胆管および膵管への選択的な接近を可能にする。逆に、本 方法は、高度に熟練したスタッフを必要とし、そして患者には不快である。 本明細書中に記載される多くの投与経路(例えば、CSF内、骨髄内、関節内、 静脈内、動脈内、頭蓋内、筋肉内、皮下、種々の器官内、腫瘍内、間質空間内、 腹腔内、リンパ内、または毛細血管床内へ)は、針、カテーテル、または関連す るデバイスを用いて直接的な投与により簡便に達成され得る。特に、本発明の特 定の実施態様において、1つ以上の用量が、指示された様式で以下のように直接 的に投与され得る:105、106、107、108、109、1010、または1011cfuに等しいか 、またはそれ以上の用量で脳脊髄液に;105、106、107、108、109、1010、また は1011cfuに等しいか、またはそれ以上の用量で骨髄に;105、106、107、108、1 09、1010、または1011cfuに等しいか、またはそれ以上の用量で関節(単数また は複数)に;108、109、1010、または1011cfuに等しいか、またはそれ以上の用 量で静脈内に;105、106、107、108、109、1010、または1011cfuに等しいか、ま たはそれ以上の用量で動脈内に;109、1010、または1011cfuに等しいか、または それ以上の用量で頭蓋内に;1010または1011cfuに等しいか、またはそれ以上の 用量で筋肉内に;105、106、107、108、109、1010、または1011cfuに等しいか、 またはそれ以上の用量で眼内に;105、106、107、108、109、1010、または1011c fuに等しいか、またはそれ以上の用量で肺に;105、106、107、108、109、1010 、または1011cfuに等しいか、またはそれ以上の用量で鼻腔内に;105、106、107 、108、109、1010、または1011cfuに等しいか、またはそれ以上の用量で舌下に ;105、106、107、108、109、1010、または1011cfuに等しいか、またはそれ以上 の用量で直腸に;105、106、107、108、109、1010、または1011cfuに等しいか、 またはそれ以上の用量で経口に;105、106、107、108、109、1010、または1011c fuに等しいか、またはそれ以上の用量で局所的に;105、106、107、108、109、1 010、または1011cfuに等しいか、またはそれ以上の用量で膣内に;109、1010、 または1011cfuに等しいか、またはそれ以上の用量で皮下に;105、106、107、108 、109、1010、または1011cfuに等しいか、またはそれ以上の用量で膀胱内に;1 05、106、107、108、109、1010、または1011cfuに等しいか、またはそれ以上の 用量で器官(例えば、肺、肝臓、脾臓、皮膚、血液、または脳)に;108、109、 1010、または1011cfuに等しいか、またはそれ以上の用量で腫瘍内に;108、109 、1010、また は1011cfuに等しいか、またはそれ以上の用量で腹腔内に;1010または1011cfuに 等しいか、またはそれ以上の用量で間質空間に;105、106、107、108、109、101 0 、または1011cfuに等しいか、またはそれ以上の用量でリンパ内に;105、106、 107、108、109、1010、または1011cfuに等しいか、またはそれ以上の用量で毛細 血管床に;または105、106、107、108、109、1010、または1011cfuに等しいか、 またはそれ以上の用量で硬膜に。「cfu」は、「コロニー形成単位」を意味する と理解され、従って、本発明の実施に有用な種々の遺伝子送達ビヒクルのどれに も適用できる。コロニー形成単位は、特定の検出様式(例えば、薬剤耐性、抗体 との反応により検出される遺伝子発現、形質導入された遺伝子のPCRなど)でイ ンビトロで形質導入された細胞の数を意味する。 遺伝子送達ビヒクルは、例えば、他の目的のための手術手順の間、他の目的を 有する手順の一部として、または遺伝子送達ビヒクルを投与するために明瞭に設 計された手順として、処置されるべき生物の外部から送達され得る。投与のため の他の経路および方法は、米国特許出願第08/366,788号(1994年12月30日出願) に開示される非腸管外経路、ならびに米国特許出願第08/3 , 号(1994年12月 30日出願)[代理人整理番号930049.427]に開示されるような複数の部位を介す る投与を包含する。 インビボ投与に加えて、本発明の遺伝子送達ビヒクルはまた、エキソビボ形式 で送達され得る。 以下の実施例は、例示として提供され、そして限定のために提供されない。 実施例 以下の実施例は本発明をより十分に例示するために挙げられる。さらに、これ らの実施例は本発明の好ましい実施態様を提供するものであり、そして本発明の 範囲を制限することを意図しない。以下の実施例に記載される多くの手順または 適切な他の手順に関する標準的方法は、例えば、「Molecular Cloning」第2版 (Sambrookら、Cold Spring Harbor Laboratory Press,1987)および「Current Protocols in Molecular Biology」(Ausubelら編、Greene Associates/Wiley In terscience,NY,1990)のような、広く認識されている分子生物学のマニュアル中 に提供される。 実施例1 キメラレトロウイルスインテグラーゼの調製 本実施例は、酵母Ty3エレメント(米国特許第5,292,662号)の位置特異性をMo loneyマウス白血病ウイルス由来のインテグラーゼ(IN)タンパク質に付与する方 法を記載する。次いで、適切な条件下で、生じたキメラインテグラーゼを種々の 遺伝子送達ビヒクルへパッケージングして、本発明によるベクター構築物で、そ れにより形質導入されたかそうでなければ形質転換された真核生物細胞のゲノム 中への位置特異的組込みを付与し得る。 以前に記載されているように、Ty3 INは、MoMLV INを含むレトロウイルスINタ ンパク質の機能的および構造的アナログである。UWGCG Bestfitアルゴリズム(De vereuxら、(1984)、Nucl.Acids Res.,第12巻、387-395)を用いてTy3とMoMLVとの アミノ酸配列アラインメント(図3を参照のこと)は、レトロウイルスINタンパ ク質間で保存されるD-D-Eモチーフを含有するコア領域内で約25%の同一性を表 した。MoMLV INは、408アミノ酸を含む。コア領域は、約220残基に対応し、アミ ノ末端ドメインは最初の約40アミノ酸を含み、および残りのカルボキシ末端は14 0ほどのアミノ酸を含む。Ty3 INは、536のアミノ酸から成る。アミノ末端ドメイ ンは、最初の約60残基にわたり、コアドメインは、次の240アミノ酸を含み、カ ルボキシ末端ドメインは、約230アミノ酸を含む。各タンパク質において、図2 で称されるように、アミノ末端ドメインは「A」ドメイン、そしてカルボキシ末 端は「C」ドメイン、そしてコアドメインは「B」ドメインといわれる。各ドメ インの源をさらに特定するために、それについての単一の大文字表示は、はMoML V INに由来するドメインの「m」、またはTy3に由来するドメインの「t」が直 後に続き得る。例えば「At」は、Ty3に由来するAドメイン、およびAmBmCrとし ていわれるキメラINタンパク質あるいはその遺伝子(またはこのような遺伝子を 有するベクター)は、例えば、MoMLV IN由来のAドメインおよびBドメインなら びにTy3由来のCドメインを含むキメラである。下記の各キメラINタンパク質お よびそれらの対応する遺伝子を設計する目的のために実際のA−B切断点(MoML V IN中の残基41およびTy3中の残基61で)、およびB-C切断点(MoMLV INおよび Ty3中のアミノ酸263および304で)を、それぞれキメラタンパク質中の2次構造 および3次構造の破壊を最小にするために、ランダムコイルの領域中に存在する ように選択した。 A.キメラINタンパク質をコードする組換えレトロウイルスベクターの構築 各キメラINレトロウイルスベクターは、図4に例示されるレトロウイルスベク ターpRgpKanに基づく。pRgpKanは、高力価レトロウイルスベクターの全てのシス エレメントを含む。さらに、pRgpKanは、機能的なgagおよびpolの遺伝子産物を 発現し、そして適切なenv遺伝子産物を発現する細胞株に導入されると、pRgpKan ゲノムRNAを含有する組換えレトロウイルス粒子の産生を生じる。pRgpKanは、ト ランスポゾンTn5由来のネオマイシンホスホトランスフェラーゼ遺伝子を含有す る;この遺伝子は、細菌中ではカナマイシン耐性として発現し、そして哺乳動物 細胞中ではG418耐性として発現する(SV40初期プロモーターを利用する)。レトロ ウイルスベクターはまた、プラスミドがE.coli中で増殖することを可能にするた めのcolE1複製起点を含む。pRgpKanの特性は、形質導入細胞の選択、および続く カナマイシン選択後の細菌中のこれらの細胞由来のベクターDNAのレスキューを 可能にする。pRgpKanに基づくレトロウイルスベクターから発現される遺伝子は 、envがトランスで供給されるため、MoMLV IN遺伝子中に見出されるスプライス アクセプター配列を必要としない。pRgpKanのプラスミド型は、1つのLTRのみを 含有する。しかし、細胞中で発現すると、RNAゲノムは2つのLTRで転写される。 pRgpKanは、BAGベクター由来である(Priceら、(1987)、Proc.Natl.Acad.sci.US A、第84巻:156-160)。 図5に示される7つのキメラレトロウイルスベクターを、以下のようにpRgpKa n骨格を用いて構築した。最初に、INコード領域を含有する2.8 kbの配列を、MoM LVゲノムをコードするpMLV-K(Millerら、J.Mol.Cell Biol.5:431、1985)または 2xMLVのようなプラスミドから切り出し、それぞれの両端でLTRにより隣接させた (図6を参照のこと)。切り出しは、SalIおよびBamHIを用いて行った。生じた アガロースゲル精製フラグメントを、pMLVINを生成するためにSalI-BamHI消化し たpIBI-20にクローン化した(図6)。次に、pVB193由来のTy3 INコード領域を 含有するTy3由来の4.5 kbのSalI〜ScaIフラグメント(Ty3エレメント自体の3132 〜5332塩基対にわたる(Hansenら(1990)、J.Virol.,第64巻:2599-2607))を、 pMLVINのゲル精製した4.4 kbのScaIフラグメントにクローン化して、8.8 kbのプ ラスミドベクターpMLV/Ty3INを得た。このプラスミドベクターは、異種MLVおよ びTy3インテグラーゼ遺伝子を含有し、以下のようにタンデムに配置された:AmB mCm-AtBtCt。次いで、Kunkel変異誘発(Kunkel,T.A.(1985)、Proc.Natl.Acad.Sci .USA、82:488-492;MoMLVおよびTy3 IN中の所望の接合領域に相補的なオリゴヌ クレオチド架橋を用いる一本鎖ファージDNAのループアウト)を、pMLV/Ty3INで行 って、インフレームでMLV INの最初の3つのコドンおよびTy3インテグラーゼの すぐ上流の5’以外の全てを欠失させてプラスミドpfTY3INを産生した(図6) 。この変異誘発を行うために用いたオリゴヌクレオチドの核酸配列であるオリゴ 1(配列番号5)を図7に提供する。オリゴ1の配列に相補的なMLVおよびTy3配 列もまた示す。 次いで、pfTY3/MLVINを、pfTY3IN由来のXmnI〜EcoRIフラグメントを、pMLVIN 由来の3.8 KbのXmnIフラグメントに連結することにより生成した。pfTY3/MLVIN は、図6に示すようにAtBtCt-AmBmCmと整列されたTy3およびMLVインテグラーゼ を含有する。設計されたように、pfTY3/MLVIN構築物は、Ty3-INコード領域のア ミノ末端にMLVのタンパク質分解性切断部位を含有する。次いで、pMLV/Ty3INお よびpfTY3IN/MLVINの、2つのファージミド構築物のそれぞれを、Kunkel変異誘 発の基質として用いて4つのキメラIN遺伝子を作製した。特に、オリゴ4および オリゴ5(図7;それぞれ、配列番号14および配列番号17)を用いて、pMLV/Ty3 INから、それぞれ、pAmBtCtおよびpAmBmCtを作製した。オリゴ2(図7;配列 番号8)を用いて、pfTY3/MLVINを変異誘発してpAmBmCmを作製し、一方オリゴ3 (図7;配列番号11)を用いてpyTy3/MLVINを変異誘発してpAtBtCmを作製した。 他方のAドメインとCドメインとの間に一方のインテグラーゼ由来のBドメイ ンを含有する残りの2つのキメラを、以下のように作製した。pAtBtCmをHindII およびMscIで切断してBtCm含有領域を放出した。このフラグメントを、同様に切 断されてBtCt領域を除去したpAmBtCtにクローン化した。生じた構築物(pAmBtCm と称する)は、MLV由来のA領域およびC領域ならびにTy3由来のBドメインを有 するキメラINをコードしていた。Ty3由来のAドメインおよびCドメインのコー ド領域ならびにMLV由来のBドメインコード領域を含有するpAtBmCtを、pAmBmCt をHindIIIで消化し、そしてBmCt含有領域をゲル精製することにより作製し、次 いでこれをHindIII消化によりBmCm領域を除去したpAtBmCmにクローン化した。 次いで、キメラINタンパク質をコードするそれぞれ7つのプラスミド、または 「ファージミド」(pAmBmCt、pAtBmCm、pAtBmCt、pAmBtCm、pAtBtCm、pAmBtCtお よびpfTy3IN)を、Sal1-Xho1またはSal1-BamHIのいずれかで消化してキメライン テグラーゼをコードするコード領域を放出した。次いで、コード領域を含有する 約2.7kbのそれぞれのフラグメントを、pRgpKan由来の4.1 kbのNheI〜SalIフラ ラグメントと、別個の3通りのライゲーションで結合させる。図4を参照のこと 。得られた構築物をpRgpAxByCz(ここで、x、y、およびzは、tまたはmのいずれ かであり、ファージミド供給源に依存している)と称し、これはキメラインテグ ラーゼ遺伝子中のA、B、およびCドメインの起源に依存している。各構築物に 対する2つの独立したカナマイシン耐性クローンを、制限消化により分析し、そ して配列決定分析により確認した。 上述の7つのキメラレトロウイルスベクター構築物に加えて、陰性コントロー ルレトロウイルスベクター(pRgpAmBtCt(-)と称する)を、アンチセンス方向でA mBtCt DNA配列を挿入することにより調製した。pRgpAmBtCt(-)が適切なパッケー ジング細胞株(例えば、NC10または292 2-3)中に導入される場合、組換えレト ロウイルス粒子が産生されるが、これらの粒子は複製不能であり、そして機能的 なINを含有しない。MoMLV INコード領域から最初に得られたpRgpKanを陽性コン トロールとして用いた。 B.キメラINタンパク質をコードする組換えレトロウイルスベクターを用いる組 換えレトロウイルス粒子の産生 ヒトおよび他の哺乳動物細胞における生物学的活性および位置特異的組込みに ついて試験するために、キメラインテグラーゼを保有する組換えレトロウイルス 粒子を産生する培養物を、本明細書中以下に記載のように産生し得る。最初に、 ヒトアデノウイルス5-形質転換胚腎細胞株293(ATCC#CRL1573)から生成され、そ してMoMLV gagおよびpol遺伝子を発現する、293 2-3細胞(AKA 293-GP、Burnsら 、Proc.Natl.Acad.Sci.90:8033 1993、WO 92/05266を参照のこと)を産生する。4 070Aアンフォトロピックエンベロープを発現するNC10細胞(WO 92/05266を参照の こと)を、HT1080ヒト線維肉腫株(ATCC#CCL 121)から生成する。HT1080および292 細胞の両方は、MoMLVゲノムにハイブリダイズするDNA配列を欠失していることが 示されている。プラスミド構築物であるpMLP-Gは、水疱性口内炎ウイルスGタン パク質を発現し、そして偽型レトロウイルスベクター粒子に対して相補的なMoML V gag-polタンパク質に用いられる。図8は、プロデューサー培養物を生成する 方法を例示する。それぞれの場合において、キメラINレトロウイルスベクターを コードするプラスミドを、293 2-3細胞株にpMLP-Gとともに1:1の比で同時ト ランスフェクトする(Grahamら、(1973)、Virology,第52巻:456-467)。293 2-3 細胞において、キメラINをコードするレトロウイルスRNAゲノムを、polタンパク 質とともにgag遺伝子産物により形成された粒子にカプセル化する。これらの粒 子もまた、VSV-Gタンパク質をその外表面上に含む。48時間後、濾過(.45μmの 酢酸セルロース)した上清液をNC10細胞上にのせる。さらに24時間後、形質導入 された(Emiら、(1991)、J.Virol.,65:1202-1207)NC10培養物を、G418(600μg/ml )の選択下に移す。選択を非形質導入NC10制御培養物中に生存細胞がなくなるま で続ける。得られた培養物は以下からなるレトロウイルス粒子を生成する:特に キメラINタンパク質をコードするPNAゲノム;キメラレトロウイルスベクター構 築物から発現したgagおよびpol遺伝子産物;アンフォトロピックエンベロープ; およびキメラINタンパク質。 これらのレトロウイルス粒子の機能性を標的細胞(例えば、HT1080)上に濾過 した上清液をのせ、そしてG418耐性形質導入体を選択することにより続けて評価 する。産生された全てのキメラレトロウイルスベクター粒子を首尾良く用いて、 NC10プロデューサー細胞(すなわち、感染性の組換えレトロウイルス粒子を産生 する細胞)を生成する。相対的な一過性の力価により判定することにより、キメ ラINタンパク質をコードするレトロウイルスゲノムを、RgpKanについて観察され たものと同じ割合でパッケージングする。 gagおよびpol成分の生物学的活性を確認するNC10プロデューサー細胞をさらに 特徴づけするために、NC10細胞溶解物および上清をノザン分析(Sambrookら、前 出)で試験して、キメラインテグラーゼをコードするレトロウイルス構築物の発 現レベルおよびパッケージングを、コントロールのRgpKan構築物に対して検定さ れた発現レベルと比較して決定する。転写、パッケージング、または複製に必要 ないシス作用配列は改変されたので、キメラレトロウイルスベクターについての 結果は、コントロールに対して決定されたものと類似していることが予測される 。 さらに、NC10細胞溶解物および上清を、標準的な技術に従って別々に調製され た抗p30、抗MOMLV IN、および抗-Ty3 INウサギポリクローナル抗体を用いるMoML V gagおよびINタンパク質の産生についてのウェスタンブロット分析により試験 する。gagタンパク質のレベルをコントロールのRgpKanおよび7つのキメラ構築 物との比較のため、これらはpol由来INタンパク質のレベルに対する内部コント ロールとして作用する。各構築物から生成されたキメラインテグラーゼの移動度 および検出された量は、Atドメインを含むそれらのキメラに対する、Ty3配列と の接合部の前の3つのアミノ酸であるMoMLV INプロセシング部位でMoMLVプロテ アーゼが生じることにより、正しくプロセシングされているかどうかを示す。レ トロウイルスプロセシング部位は、約7つの残基を必要とすること(Pettitら、( 1991)、J.Biol.Chem.,第266巻:14539-14547)が明瞭に局所的に決定されており、 そしてTy3プロテアーゼプロセシング部位に類似するので、MoMLV IN部位の機能 的なプロセシング部位は、AtBtCt構築物に対しても生じるはずである。 さらに、NC10細胞上清を遠心分離により濃縮し、そして逆転写酵素活性(Goff ら、(1981)、J.Virol.,第38巻:329-248)について試験して、異種INドメインのレ トロウイルス粒子への組込みが逆転写酵素機能を破壊するかどうかを決定する。 試験構築物の活性を、RgpKan上清の活性と比較し、そしてこの両方はgagタンパ ク質のレベルを標準化する。 7つのキメラIN構築物の2つのクローンおよび2つのコントロール構築物であ るRgpKanならびにRgpAmBtCt(-)の各々について、3つのG418耐性培養物が派生し 、そして上清を採集する。 C.標的細胞形質導入 上述のように、NC10プロデューサーから生成された組換えレトロウイルスベク ターが形質導入能を有するかどうかを評価するために、真核生物細胞株(例えば 、HT1080)を用いる形質導入アッセイを使用する。HT1080細胞はアンフォトロピ ックレトロウイルスベクターによる感染に対して感受性であるが、この形質導入 (G418耐性により決定されるように)は、インテグラーゼ機能が292 2-3細胞で 産生されたVSV-g偽型ビリオンにより導入されたレトロウイルスベクターによっ てNC細胞にコードされる場合、NC10プロデューサー細胞におけるビリオンアセン ブリの間にレトロウイルス粒子に組み込まれたキメラINにより媒介される首尾良 い組込みに依存する。 形質導入アッセイを以下のように行う;NC10プロデューサー由来の約10mlの濾 過(0.45μm)上清液を、約106の新鮮なHT1080細胞に入れる。24時間後、培地をDM EM+10%FBSで置換する。さらに24時間後、培地を再度交換し、そしてこの時点 で600μg/mlのG418を含有するようにする。HT1080細胞の非形質導入コントロー ル培養物がG418選択下で生存し得なくなったときに、G418耐性コロニーを首尾良 い形質導入事象として記録する。次いで、キメラ構築物由来のHT1080 G418耐性 クローンの数、ならびにコントロール構築物由来のHT1080 G418耐性クローンの 数を、ウェスタンブロットにより測定された、NC10上清のgagタンパク質の量に 基づいて標準化して、コントロールおよびキメラ構築物の相対的な感染能を粒子 産生について標準化する。上述のキメラ構築物を用いる形質導入アッセイの結果 が以下の表1で示され、そしてMoMLV INの対応するドメインについてのTy3配列 の置換が組込みを媒介し得るインテグラーゼを生じることを示す。 逆転写およびウイルスDNAプロセシングを分析するために、感染の4時間後、 細胞を採集しそしてHirt上清を得る(Rothら、(1989)、Cell、第58巻:47-54)。各 サンプルで用いた上清の量を、gagタンパク質レベルに基づいて標準化する。こ れらの上清は、細胞侵入に続くレトロウイルスRNAゲノムの逆転写により産生さ れる染色体外ウイルスDNAを含有しているはずである。RNase消化後、逆転写され たDNAのレベルを、MoMLV特異的プローブを用いるサザンブロット分析により決定 する。ウイルスDNAプロセシングを染色体外DNAの末端の試験によりアッセイする 。レトロウイルスおよびTy3 INタンパク質の両方は、組込みの前に、複製された レトロウイルスDNAの3'末端から2bpを除去する。ウイルスの末端に近接するHi rt上清液中のDNAを、制限酵素で消化し、予想されるサイズの溶解しているフラ グメントに適したゲルで分画し(これは核酸の配列および選択された制限酵素に 依存する)、ニトロセルロースにトランスファーし、そして末端プロセシングが 生じるかどうかを決定するために末端鎖特異的なプローブでプローブする。この 情報を以下(D節)に記載するように使用して、別のセットの構築物を最適化す る。 D.位置特異的組込みの分析 真核生物ゲノム中のプロウイルスの位置を決定するために、組込みライブラリ を形質導入した細胞のDNAから構築し得る。以下に、プロウイルスについての分 析を記載する。プロウイルスのHT1080標的細胞のゲノム中への組込みは、上述の キメラINタンパク質により媒介される。キメラインテグラーゼおよびpRgpKanコ ントロールをコードするレトロウイルスベクターのそれぞれは、複製のcol E1起 点(ori)、ならびにE.coli中のカナマイシン耐性遺伝子を発現させる細菌制御エ レメントを含有する。結果として、組込みの部位に隣接する宿主DNAとともに組 み込まれたプロウイルスは、細菌中で直接クローン化され得る(Cepkoら、(1984) 、Cell、第37巻:1053-1062)。 図9は、組み込まれたプロウイルスDNAを単離するための本明細書中に記載の 技術を例示する。HT1080標的細胞がG418処理による形質導入について選択された 後、プールされた培養物由来のゲノムDNAを単離し、そしてプロウイルスDNA中に は存在しない(例えば、ScaI、Bst1107Iであるキメラベクター構築物中に存在し ない制限認識部位)制限酵素で完全に消化する。次いで、このDNAを、組込み部 位のいずれかの側の宿主DNAが環状分子に含まれるように、好ましい環化条件下 で連結する。次いで、環状DNAを用いてE.coliのDH12s C株(Gibco BRL)、または 非細菌性DNAをクローニングするために設定された別のE.coli株で形質転換する 。次いで、カナマイシン耐性コロニーを単離し、そしてプールして、その後プラ スミドDNAを取り出す。 Ty3インテグラーゼはRNAポリメラーゼIIIで転写された遺伝子(tRNA遺伝子を 含む)に隣接する組込みを媒介するので、tRNA遺伝子の隣の挿入のおよその頻度 を決定するために、動物細胞tRNAを精製し、標識化し(Goddardら、(1983)、Nuc. Acids Res.,第11巻:2551-62)、そしてカナマイシン耐性細菌由来のプールされた プラスミドDNAのサザンブロットをプローブするために用いる。LTR特異的なプロ ーブでプローブされた平行したブロットは、プロウイルスDNAおよび隣接するtRN A遺伝子の相対発生量を明らかにする。RgpKanコントロールについて予想された ように、非特異的組込みは、3kbのクローン化された組込みフラグメントの平均 サイズおよび約1,300 tRNA遺伝子を有する106kbの総ゲノムDNAに基づいて、1,00 0クローン中の1より少ないプロウイルスとtRNA遺伝子との結合の頻度を生じる( Hatlenら、(1971)、J.Mol.Biol.,第56巻:535-553)。プールされたDNAおよびコロ ニーはまた、5SおよびU6配列プローブを用いる同様の様式でスクリーニングさ れ得る。なぜなら、これらの遺伝子は、配列中で保存されるが、5S遺伝子につい ては1,000〜2,000(Sorensenら、(1991)、Nuc.Acids.Res.,第19巻,4147-51)、そ してU6については200(Hayashi,K.(1981)、Nuc.Acids Res.,第9巻,3379-88)回、 ゲノム中で反復されるためである。 組込みライブラリー由来のクローンおよびプールはまた、放射標識されたAlu 特異的プローブでプローブされ得る。Aluエレメントは一般には転写活性がない が、pol IIIプロモーターエレメントを含有する。 好ましくは、各構築物について少なくとも10のプラスミドを、配列決定により 分析してプローブ反応性と無関係の潜在的な標的遺伝子を同定する(Pavesiら、( 1994)、Nuc.Acids Res.,vol.22:1247-56)。LTRからの配列決定は、pol IIIで転 写されるエレメントに関してプロウイルス位置づけの決定を可能にする。挿入が 、成熟tRNAコード領域(または別のRNA pol III遺伝子のコード領域)の5'末端 の500bp以内、好ましくは100bp以内、より好ましくは20bp以内である場合、組込 みは位置特異性を伴うと考えられる。しかし、約10〜20の位置特異的事象が分析 された後のみ、キメラIN機能は位置特異的であると考えられる。 さらに、本発明のキメラインテグラーゼにより位置特異的な様式で組み込まれ たプロウイルス由来の目的の遺伝子の発現のレベルもまた分析され得る。好まし くは、発現レベルは、位置特異的様式で組み込まれた目的の所定の遺伝子につい て、比較可能な真核生物細胞ゲノム中にランダムに組み込まれた同じ遺伝子と比 較して、100倍未満、好ましくは50倍未満、そして最も好ましくは10倍未満で変 化する。代表的には、標的細胞は、組み込まれたプロウイルスから産生された転 写物の発現レベルについて定量的なノザンブロット分析により試験される。統計 学的分析を行うために、元の構築物あたり少なくとも10個の独立したクローンを 試験する。 実施例2 レトロウイルスベクター骨格の調製 A.レトロウイルス骨格KT-1およびKT-3Bの調製 N2ベクター(Armentanoら,J.Vir.61:1647-1650,1987;Eglitasら,Science 230:1395-1398,1985)由来のモロニーマウス白血病ウイルス(MoMLV)5'長末端 反復(LTR)EcoRI-EcoRIフラグメント(gag配列を含む)を、プラスミドSK+(St ratagene,La Jolla,CA)に連結する。得られた構築物をN2R5と名づける。この N2R5構築物を、ATG開始コドンをATTに変える部位特異的インビトロ変異誘発によ って変異させ、gag発現を防止する。変異誘発したこのフラグメントは、200塩基 対(bp)長であり、そして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、そしてプラスミドpUC31中のN2 MoMLV5’L TRのPstI部位に挿入することによって、変異していない200bpフラグメントを置 換する。プラスミドpUC31はpUC19(Stratagene,La Jolla,CA)に由来し、この 中では追加の制限部位XhoI、BglII、BssHIIおよびNcoIがポリリンカーのEcoRI部 位とSacI部位との間に挿入されている。この構築物をpUC31/N2R5gMと名づける。 N2由来の1.0キロベース(Kb)のMoMLV3' LTR EcoRI-EcoRIフラグメントを、プ ラスミドSK+中にクローニングして、N2R3-と称する構築物を得る。1.0KbのClaI- HindIII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.Loulsら,PNAS 85:3150-3154,1988)由来のClaI-ClaI優性選 択マーカー遺伝子フラグメントを、SK+プラスミド中にクローニングする。この 構築物をSK+SV2-neoと名づける。1.3KbのClaI-BstBI遺伝子フラグメントをSK+SV2 -neoプラスミドから精製する。 目的の遺伝子を含むXhoI-ClaIフラグメントと1.0KbのMoMLV3' LTR ClaI-HindI IIフラグメントとを、pUC31/N2R5gMプラスミドのXhoI-HindIII部位に挿入する3 部分連結によって、KT-3BまたはKT-1ベクターを構築する。これは、KT-1骨格を 有すると称されるベクターを与える。次に、pAFVXMレトロウイルスベクター由来 の1.3KbのClaI-BstBI neo遺伝子フラグメントを、このプラスミドのClaI部位に センス方向に挿入して、KT-3B骨格を有すると称されるベクターを得る。 実施例3 第VIII因子を発現する組換えレトロウイルスの構築 A.全長およびBドメイン欠失第VIII因子cDNA レトロウイルスベクターの構築 以下に、全長の第VIII因子cDNAをコードするいくつかのレトロウイルスベクタ ーの構築を記載する。さらなる考察はまた、1994年12月30日に出願された米国特 許出願番号第08/366,851号に提供される。レトロウイルスベクターのパッケージ ング制約により、そして形質導入細胞の選択は治療に必要とされないために、選 択マーカー遺伝子を欠くレトロウイルス骨格(例えば、KT-1)を用いる。 1.全長第VIII因子をコードするプラスミドベクターの作製 全長の第VIII因子をコードする遺伝子を、種々の供給源から入手し得る。1つ のこのような供給源は、プラスミドpCIS-F8(欧州特許第0 260 148号を参照のこ と)である。このプラスミドは全長の第VIII因子cDNAを含み、その発現はCMV主 要即時初期型(CMV MIE)プロモーターおよびエンハンサーの制御下にある。第V III因子cDNAは、第VIII因子遺伝子由来の約80bpの5'非翻訳配列および約500bpの 3'非翻訳領域を含む。さらに、CMVプロモーターと第VIII因子配列との間には、C MVイントロン配列、あるいは「シス」エレメントが存在する。このシスエレメン トは、約280bpにわたり、免疫グロブリン遺伝子由来のスプライスアクセプター の約140bp上流にCMV主要即時型初期プロモーター由来のスプライスドナー部位を 含む。 より詳細には、全長の第VIII因子を発現するためのレトロウイルスベクターを コードするプラスミド(pJW-2と称する)を、pKT-1由来のKT-1骨格を用いて構築 する。簡潔には、第VIII因子cDNAの挿入物のpKT-1への方向性クローニングを容 易に行うために、唯一のXhoI部位を部位特異的変異誘発によりNotI部位に変換す る。次いで、得られたプラスミドベクターをNotIおよびClaIで開裂する。pCIS-F 8をClaIおよびEagIで完全に消化し(これらについてこの2つの部位が存在する )、全長の第VIII因子をコードするフラグメントを遊離する。次いで、このフラ グメントをNotI/ClaIで制限消化したベクターに連結して、pJW-2と称するプラス ミドを生成する。 2.短縮型第VII因子レトロウイルスベクター(ND-5)の構築 第VIII因子cDNAの3'非翻訳領域の約80%(約370bp)の短縮型をコードするプ 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。次いで、第VIII因子遺伝子の3'コード領域以外のすべてを含む約7kbのフ ラグメントを精製する。pCIS-F8をまた、XbaIおよびPstIで消化し、そしてその 遺伝子の終結コドンを含む121bpのフラグメントを遊離させる。このフラグメン トをまた精製し、次いで、第VIII因子遺伝子の残りの部分をコードするより大き ratagene、前出)と3点連結(three way ligation)で連結して、pND-2と称する プラスミドを作製する。 次いで、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、そしてpND-3と称する。 pND-3内の第VIII因子配列(ClaI部位により結合され、そして3'非翻訳領域の 多くの短縮型全長遺伝子を含有する)を、以下のように、pKT-1のNotI/ClaI消化 物に由来するプラスミド骨格(XhoI部位で切断し、クレノウで平滑化し、そして NotIリンカー(New England Biolabs)を挿入することによるpKT-1誘導体)にク ローン化する。このプラスミド骨格は、5.2kbのNotI/ClaIフラグメントを生じる 。pCIS-F8をEagIおよびEcoRVで切断し、そして得られる約4.2kbのフラグメント (これは、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。次いで、 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で消化した ベクター骨格に連結して、pND-5と命名したプラスミドを生成する。 3.Bドメイン欠失ベクターの構築 B欠失のFVIIIの前駆体DNAをMiles Laboratoryから入手する。この発現ベクタ ーをp25Dと命名する。これは上記のpCISF8と全く同一の骨格を有する。p25D内の 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ドメイン欠失に広がり、そしてcDNAの完全な3'の3分の2を含む。AccI〜Cl aIフラグメントを上記のレトロウイルスベクター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 。 次いで、本明細書中に記載されたベクターを使用して、適切なレトロウイルス パッケージング細胞株(好ましくはヒトパッケージング細胞株)内で、キメライ ンテグラーゼタンパク質を取り込んでいる、感染性の複製不能な組換えレトロウ イルス粒子を産生する。複製可能レトロウイルス(RCR)の検出 1.拡大S+L-アッセイ 拡大S+L-アッセイは、複製可能感染性ウイルスが目的の細胞株の上清中に存在 するかどうかを決定する。このアッセイは感染性レトロウイルスが指示細胞株Mi Cl1(ATCC受託番号第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受託番号第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。 2.プロデューサー株の同時培養およびMdHマーカーレスキューアッセイ ベクターを産生する細胞株におけるRCRの存在を試験するための別の方法とし て、プロデューサー細胞を同数のMus dunni(NIH NIAID,Bethesda,MD)細胞と ともに同時培養する。0日目に、5.0×105のMus dunni細胞を5.0×105のプロデ ューサー細胞と混合し、そしてその混合物を10cmプレート(10mlの標準培養培地 /プレート、4μg/mlポリブレン)中に播種することによって、小規模の同時培 養を行なう。プロデューサー細胞株を効果的に希釈除去(dilute out)し、そして RCRの最大増幅を提供するために、3〜4日毎に培養物を1:10の比率で分割し、 そして5.0×105のMus dunni細胞を各培養プレートに加える。14日目に、培養上 清を収集し、0.45μのセルロース-アセテートフィルターに通し、そしてMdHマー カーレスキューアッセイで試験する。1.0×108のMus dunni細胞と1.0×108のプ ロデューサー細胞との混合物を合計20のT-150フラスコ(30mlの標準培養培地/フ ラスコ、4μg/mlポリブレン)に播種することによって、大規模の同時培養を行 なう。培養物を、3、6、および13日目には1:10の比率で、そして9日目には 1:20の比率で分割する。15日目に、最終上清を収集し、濾過し、そしてそれぞ れの一部をMdHマーカーレスキューアッセイで試験する。 MdHマーカーレスキュー細胞株を、LHL(ハイグロマイシンB耐性遺伝子をコー ドするレトロウイルスベクター)(Palmerら,PNAS 84:1055-1059,1987)で形質 導入されたMus dunni細胞のプールからクローン化する。このレトロウイルスベ クターを、RCRによる細胞の感染時に、MdH細胞からレスキューし得る。4μg/ml ポリブレンを含む標準培養培地(10%FBS、1% 200mM L-グルタミン、1%非必 須アミノ酸を含むDMEM)2ml中に105のMdH細胞を含む6ウェルプレートのウェル に1mlの試験サンプルを加える。24時間後に、培地をポリブレンを含まない標準 培養培地で置換する。2日後、MdH培養上清の全容量を0.45μのセルロース-アセ テートフィルターに通し、そしてポリブレンを含む標準培養培地2ml中の5.0×104 のMus dunni標的細胞を含む6ウェルプレートのウェルに移す。24時間後、上清 を250μg/mlのハイグロマイシンBを含む標準培養培地で置換し、そしてその後 2日目および5日目に、200μg/mlのハイグロマイシンBを含む培地で置換する 。ハイグロマイシンBに耐性なコロニーが現れ、そしてそれらは選択後9日目に 、0.2%クーマシーブルーで染色することによって可視化される。ベクター構築物の投与 1.動物投与プロトコル 腸の上皮細胞は、その迅速な増殖組織集団およびリーベルキューン(Lieberkuh n)陰窩内の幹細胞の位置が既知であることにより、遺伝子送達のための魅力的な 部位である。この陰窩内の幹細胞の深い位置および粘液ゲル層の保護的役割のた めに、レトロウイルスは組織細胞に相対的に接近させない。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チックカ テーテルをこのセグメント内に挿入し、そして2ミリリットルの粘液溶解剤、ジ チオスレイトール、およびN-アセチルシステインを2分間穏やかな圧力下で滴注 し、次いで除く。この手順を再度繰り返し、その後、106〜1010cfu/mlの0.2〜2. 0mlのレトロウイルスベクター粒子でセグメントを満たす。結紮糸を1〜4時間 後に除き、そして腹腔を縫合する。コントロール動物を処方緩衝液のみで滴注す る。 血液を尾静脈から集め、そして(Zatloukal,K.ら、PNAS 91:5148-5152,199 4の改変手順に従い)ヒト第VIII因子に特異的なサンドイッチELISAにより第VIII 因子産生についてアッセイする。このELISAは、ヒト第VIII因子に対して指向す る2つのモノクローナル抗体(ESH4およびESH8:American Diagonistica)に基 づく。ESH4(1.0M NaHCO3/0.5M NaCl(pH9.0)中で25μg/ml)を4℃で一晩EL ISAプレートに結合し、PBS中の0.1% Tween20で洗浄し、そしてPBS中の1% BSA でブロックする。サンプルを、0.05M Tris-HCl/1M NaCl/2% BSA(pH 7.5) 中で、4時間にわたり室温でアプライする。プレートを洗浄し、そしてN-ヒドロ キシスクシンイミドビオチン(Pierce,Rockford,IL)でビオチン化したESH8( 0.05M Tris-HCl/1M NaCl/2% BSA(pH 7.5)中で2.5μg/ml)を室温で2時 間添加する。発色反応をペルオキシダーゼ結合ストレプトアビジン(Boehringer Mannheim,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 Biologica l Standards and Control,Hertfordshire,U.K.由来)および正常ラット血漿を 対照として使用する。 2.ヒト投与プロトコル 第VIII因子発現のための遺伝子を含む凍結乾燥した組換えレトロウイルスを、 当該分野で公知の方法に従い、腸溶性錠剤またはゲルカプセルに処方する。これ らは、以下の特許に記載される:US 4,853,230号、EP 225,189号、AU 9,224,296 号、AU 9,230,801号、およびWO 92,14452号。 カプセルは経口的に投与され、空腸に標的化される。組換えレトロウイルスの 経口投与の1〜4日後に、第VIII因子の発現を、実施例2B1に記載のようにCo atestR第VIII因子アッセイにより血漿および血液において測定する。 実施例4 TKを発現する組換えレトロウイルスの嚢内投与TK ベクター構築物の構築 1.ベクターLTR配列を含有するプラスミドの構築 以下のレトロウイルスベクターのすべては、N2ベクター(Kellerら、Nature 3 18:149-154,1985)に基づく。簡単に述べれば、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 ;Eglitis,Science 230:1395,1985)を、最初にプラスミドSK+(Stratagene ,San Diego,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、Bs sHII、およびNcol)を保有するpUC19(Stratagene,San Diego,CA)の改変であ る。それにより、プラスミドN2R3+/-を、SK+プラスミドと1.0Kbの3'LTRフラグメ ントとの連結から作製する。プラスミドp31N2R5+/-およびp31N2R3+/-を、それぞ れ、2.8Kb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)。 2.HSVTK を含有するプラスミドの構築 HSV-1のチミジンキナーゼ遺伝子(HSVTK)のコード領域および転写終結シグナ ルを、プラスミド322TK(pBR322のBamHIにクローン化されたHSV-1の3.5KbのBamH Iフラグメント(McKnightら)(ATCC番号31344号))由来の1.8KbのBglII/PvuII フラグメントとして単離し、そしてこれをBglII/SmaI消化したpUC31にクローン 化する。この構築物をpUCTKと命名する。ターミネーターシグナルの欠失を必要 とする構築物については、pUCTKをSmaIおよびBamHIで消化し、そして(A)nシグナ ルを含む0.3Kbのフラグメントを除く。残るコード配列および付着末端のBamHI突 出を、以下のオリゴマーから作製される二本鎖オリゴヌクレオチドを用いて再構 成する: 生成される構築物をpTKD Aと命名する(図7)。 診断目的のために、翻訳タンパク質を変化させることなく、AvaI部位を保持し ながら、SmaI部位を破壊するようにオリゴヌクレオチドを設計する。 プラスミドpPrTKDA(図8)(これは、HSVTKプロモーターおよびコード配列( (A)nシグナルを欠く)を含有する)を以下のように構築する。 1.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。得られ るクローンをpPrTKDAと命名する(図8)。 3.構成的プロモーターからHSVTKを発現するレトロウイルスプロベクターの構 レトロウイルスプロベクター(pTK-1およびpTK-3)を、本質的に以下に記載の 通りに構築する。 1.5KbのXhoI/HindIIIの5'LTRおよびプラスミド配列を、p31N2R5(+)から単 離する(図1)。 2.転写終結配列を欠くHSVTKコード配列を、pTKDAから1.2KbのXhoI/BamHIフ ラグメントとして単離する(図2)。 3.3'LTR配列を、pN2R3(-)から1.0KbのBamHI/HindIIIフラグメントとして単 離する(図2)。 4.工程1〜3からのフラグメントを混合し、連結し、細菌に形質転換し、そ して個々のクローンを制限酵素分析により同定する。この構築物をTK-1と命名す る(図9)。 5.pTK-3を、TK-1をBamHIで線状化し、5'突出をフィルインし、そしてpAFVXM レトロウイルスベクター(Kriegerら、Cell 39:483,1984;St.Louisら、PNAS 85:3150,1988)から得られる細菌のlac UV5プロモーター、SV40初期プロモー ター、および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。 実施例5 ヒト成長ホルモンの送達のための組換えレトロウイルスの調製 A.hGH を含有するベクターの調製 全長のヒト成長ホルモン遺伝子を含有するベクターpDHF828を、本質的に、以 下のように構築する。簡単に述べると、プラスミドpDHF811を、上記のKT-1レト ロウイルスベクターのXhoI-ClaIフラグメントを取り除き、そして付着末端の連 結により以下のオリゴヌクレオチドリンカーを挿入することにより構築した。 リンカー配列: 詳細には、リンカーを65℃で20分間、42℃で20分間、37℃で20分間、そして室温 で2時間アニールした。両方のオリゴヌクレオチド濃度は18mMであり、塩濃度は1 00mM NaClであった。アニーリングの後、50mlの1.8mMのアニールしたリンカーを 、ClaI末端を生成するために一晩ClaIで消化した。連結のために、3nMのKT-1 X hoI-ClaIフラグメントを、90nMのリンカーと混合し、そして得られた混合物を15 ℃で3時間インキュベートした。連結されたDNAサンプルを、DH-5αコンピテン ト細胞に形質転換し、その後、形質転換体をスクリーニングした。 hGH遺伝子の全長cDNAを含有するプラスミドchGH800(Martial,R.A.ら、Science 205:602,1979)を、HindIIIで消化し、クレノウフラグメント酵素で平滑末端化 し、そしてpDHF811のSrfI部位にクローン化した。得られたプラスミドをpDHF828 と称し、そしてこれは、適切なパッケージング細胞株に導入されて、標的化ゲノ ムへの部位特異的組込みを付与するキメラインテグラーゼタンパタ質を取り込ん でいる組換えレトロウイルス粒子を産生し得る。 実施例6 粗製および精製組換えレトロウイルスの分析 組換えレトロウイルス粒子の粗製および精製溶液を、例えば、PHASTGELシステ ム(Pharmacia Biotech)を利用して勾配ポリアクリルアミドゲル上で分離し得る 。簡単に述べれば、サンプルを、前処理を行うことなく、4〜15%ポリアクリル アミドゲル上にのせ、そして250Vで35分間電気泳動する。次いで、このゲルを取 り出し、そしてウイルスおよび他のタンパク質成分を検出するために、クマシー ブルーで染色する。次いで、このゲルをウイルスおよび他の成分の含有量を決定 するために、レーザーデンシトメトリーによりスキャンする。 ウイルスのバンドを、それらの相対分子量および逆転写酵素活性(RT)により同 定し得る。このアッセイの目的は、逆転写酵素(RT)(この酵素は、全てのレトロ ウイルスに排他的に関連する)の活性を定量することである。サンプルにおける レトロウイルスの相対量を、所定の調製物におけるこの酵素の活性を測定するこ とにより、決定し得る。 簡単に述べれば、モロニーマウス白血病ウイルス逆転写酵素(Pharmacia,Newar k,NJ)を、10mM Tris-HClおよび1mM EDTA(pH8.0)を含む1×Tris/EDTA緩衝溶液 を添加することにより、1μg/mlの濃度まで希釈する。100μlのこの溶液を、6. 84mlの滅菌dH2O、500μlの1M Tris HCl(pH8.0)、10μlの0.1M MnCl2、200μlの 1Mジチオスレイトール、50μlの10%Nonidet P40(NP40)、2μlの100μM dNTP( Pharmacia,Newark,NJ,dNTP Ultrapure KitTM)、および300μlのメチル-3Hチミジ ン5'-三リン酸(30〜50Ci/mmol)に添加する。この混合物を、ウォーターバス中で 37℃で1時間インキュベートする。インキュベーション後、サンプルを氷上に置 く。約1.0mlの2N HClを冷却したサンプルに添加する。沈殿した放射標識されたD NAフラグメントを、Millipore sampling manifold(Millipore,Philadelphia,PA) を用いてガラスファイバーフィルター上で吸引濾過する。このフィルターを、洗 浄し、乾燥し、シンチレーションカクテル中に配置し、そしてBeckman LS5000TD シンチレーションカウンター(Beckman,Dallas,TX)で計数する。 本発明を、一般的に、および好ましい実施態様に関しての両方で上記に記載し たが、変化および改変が、上記説明に照らして、当業者に考えられることが認識 される。従って、添付の請求の範囲が、請求される本発明の範囲内にあるこのよ うな全ての変化を包含することが意図される。 さらに、本発明の背景を明らかにするため、そして特に、詳細な説明および実 施例において記載されるように、その実施に関するさらなる詳細を提供するため に引用される刊行物および他の資料は、本明細書中において、その全体が参考と して援用される。 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION                 Mediated by chimeric integrase protein           Site-specific integration of vector constructs into eukaryotic genomesTechnical fields   The present invention relates generally to the field of gene therapy, and more particularly to vectors Compositions and compositions useful for introducing the construct into specific regions of the target eukaryotic cell genome And methods.Background of the Invention   Since the discovery of DNA as genetic material in the 1940s, and Recent advances in recombinant DNA technology have enabled disease processes to interact with living organisms' nucleic acids. Substantial research has been undertaken to realize the possibility of being affected by effects. I have been. Most recently, very widespread approaches to altering or affecting genes An exemplary method has been described. These include, for example, retroviruses, adenowis From Rus, Vaccinia virus, Herpes virus, and Adeno-associated virus Viral vectors (see Jolly, Cancer Gene Therapy 1 (1): 51-64, 1994). And lipofection (Felgner et al., Proc Natl. Acad. Sci. USA 84:74). 13-7417, 1989), direct DNA injection (Acsadi et al., Nature 352: 815-818, 1991), microphone Microprojectile bombardment (Williams Et al., PNAS 88: 2726-2730, 1991), several types of liposomes (e.g., Wang et al., PN AS 84: 7851-7855, 1987), and administration of nucleic acids alone (WO 90/11092). Such physical methods of gene transfer are included.   Among the technologies studied to date, recombinant retroviral gene delivery is the most widely used method. It has been partially used for: (1) cells of genetic material (vector genome) Efficient and efficient process of entry into the target cell nucleus; (3) comparison High level of gene expression; (4) regulation of vector-target cell binding and gene expression Possibility of targeting specific cell subtypes through tissue-specific control; (5) pre-existing General deficiency in host immunity; and (6) the substantial deficiency obtained with such vectors. Due to extensive knowledge and clinical experience.   Briefly, retroviruses replicate via an integrated DNA intermediate. It is a diploid positive strand RNA virus. Typically, retroviruses are viruses Protein-containing lipids surrounding a core encapsidated with a genome-containing protein Including the envelope. Retroviral infection involves the transfer of viral particles to eukaryotic cells. It begins by binding to a specific receptor on the surface. Then, cells and c The irs membrane fuses and releases the genome-containing capsid into the cytoplasm of the cell. Then leto Rovirus genome contains the components packaged within each infectious retroviral particle. Into double-stranded linear DNA by the reverse transcriptase encoded by the virus Reverse transcribed. In order to remove two nucleotides from each 3 'end of the DNA, Teglase (IN) protein (also encoded by a retrovirus and Packaged in retroviral particles with reverse transcriptase during virion assembly After processing of the linear DNA, the nucleoprotein complex enters the nucleus. And then, here, by staggered cutting of the host cell genome and strand transfer. Ligation of viral DNA to host cell DNA, retroviral genome inherited by daughter cells Virus DNA is pseudo-randomly incorporated You. Processing and ligation are mediated by IN and are pseudo-random pairs. The location of the embedding is mainly determined by the host DNA accessibility, not by the nucleotide sequence. (Kulkosky et al., (1994), Pharmac. Ther., Vol. 61: 185-20). 3).   Wild-type retroviral genomes (and their proviral copies) Both contain three genes (gag, pol, and env genes), which are packaged Signal (y) and a long terminal repeat (LTR) sequence located adjacent to both ends. You. Briefly, the gag gene encodes an internal core structural protein. pol The gene encodes an RNA-dependent DNA polymerase that reverse transcribes the RNA genome, and IN. And the env gene encodes a retroviral envelope glycoprotein You. 5 'and 3' LTRs promote retroviral RNA transcription and polyadenylation Cis-acting elements required for   Adjacent to the 5 'LTR, reverse transcription of the genome (tRNA primer binding site) and retro There are sequences required for efficient encapsidation of irs RNA into particles (y-sequence). Package The removal of the aging signal allows encapsidation of genomic RNA (retroviral RNA Packaging into infectious virions), but the resulting mutants are still It can direct the synthesis of all encoded proteins in the viral genome.   Recombinant retroviruses and their various uses are described in numerous references. Have been. See, for example, Mann et al. (Cell 33: 153, 1983), Cane and Mulligan (Proc. N at'l. Acad. Sci. USA 81: 6349, 1984), Miller et al., Human Gene Therapy 1: 5-14, 1990, U.S. Patent Nos. 4,405,712; 4,861,719; 4,980,289, PCT Application WO 89 / 02,468; WO89 / 05,349, and WO90 / 02,806, and U.S. Patent Application 08 / 116,82. No. 7 (filed on September 3, 1993), No. 08 / 116,828 (filed on September 3, 1993), No. 08 / 116,98 No. 3 (filed on September 3, 1993), No. 08 / 366,851 (filed on December 30, 1994), No. 08 / 425,18 No. 0 (filed on April 20, 1995) and No. 08 / 425,762 (filed on April 20, 1995). Simple In other words, one or more foreign genes of interest contain most of the normal retroviral RNA. Alternatively, it can be incorporated into a retrovirus. The resulting recombinant retroviral vector Constructs the essential retroviral genes necessary to form infectious virions. Proteins (i.e., various proteins encoded by gag, pol, and env genes) Using one of several systems to provide infectious retroviral particles. Packaged. After infection of cells with such a recombinant retrovirus, A recombinant genome that encodes a foreign gene It can be incorporated into host cell DNA as if it were itself. In the host of this foreign gene Results in expression of the foreign protein by the host cell.   Despite the utility of recombinant retroviruses as gene delivery vehicles, Several disadvantages are known. These include those that infect only replicating cells. Their general capabilities, limitations on the size of their genomic packaging, and insertions Potential mutagenesis of the input (i.e., due to the random nature of retroviral integration) Required for activation of oncogenes or survival of tumor suppressor genes or cells Disruption of other essential genes), and various packaging cell lines or prod Between vectors used to produce recombinant virions in a tumor cell line Wild-type replicable retrovirus that can result from one or more recombination events of Contamination of the recombinant retrovirus preparation with the virus (RCR).   Due to the apparent ability of retroviruses to infect only replicating cells, Methods have been developed to increase the efficacy of torovirus. Such a method , Typically, induces cell replication, thereby causing the retrovirus to infect the cells The purpose is to be able to do. As such a method, for example, in mineral oil Treatment with 10% carbon tetrachloride (Kaleko et al., Human Gene Therapy 2: 27-32,1991 ) And remove certain tissues, thereby stimulating rapid cell division Surgery to Increase the Infectivity of the Mouse (Rettinger et al., PNAS 91: 1460-1464, 1994; Moscio ni et al., Surgery 113: 304-311, 1993;). In addition, standard transduction Cells that are resistant to the technology (e.g., stem and non-dividing cells) can be substantially replicated. Use a high-titer recombinant retroviral particle preparation that is free of torovirus contamination. To transduce (i.e., infect cells with the recombinant retrovirus) Other methods have recently been developed. See U.S. Patent Application No. 08 / 425,180, supra. That.   Concerns about contamination of recombinant retrovirus preparations with RCRs hinder RCR production Virtually eliminated by the development of various packaging cell lines designed to Have been or have been excluded. Such systems are described in more detail below. .   Despite these and other advances in retroviral gene delivery technology, Other potentially more efficient methods of transferring a child (e.g., direct injection of pure plasmid DNA) (Davis et al., Human Gene Therapy 4: 733-740, 1993), or other viral Gene delivery vehicles (e.g., based on DNA viruses or non-integrated RNA viruses) Some scientists suggested that viral gene delivery vehicles could be used . However, these alternative systems also have disadvantages (e.g., only providing transient expression). Therefore, the treatment of many diseases susceptible to gene therapy approaches Requires multiple doses). But another vial like this Gene delivery vehicle to the wild-type form of the strain, or in the case of naked nucleic acids. The immunogenicity that exists in many potential patients against its own immunogenicity Therapy may not be possible with repeat therapy using the same gene delivery vehicle .   With regard to gene delivery vehicles, existing survivors are considered in light of the current state of the art. Stable and long-term stability of one or more desired genes without many of the disadvantages of gene delivery technology There is a need to provide a gene delivery vehicle that can provide efficient expression. This eye For purpose, eukaryotic genes of vector constructs encoding one or more desired genes It is an object of the present invention to provide compositions and methods that allow for site-specific introduction into a nome. This is the purpose of Ming. Thus, the present invention is in the area of somatic and germ cell gene therapy. Related.Summary of the Invention   Briefly, the present invention provides a defined eukaryotic genome of a vector construct. Chimeric integrase proteins capable of directing integration into regions Provided are methods for making and utilizing a La Integrase protein. this In one embodiment of the aspect, the chimeric integrase protein is an RNA poly Vector construction into regions flanked by eukaryotic genes transcribed by Merase III Oriented for building incorporation. Preferably, such incorporation typically comprises Occurs within less than about 1,000 bp of the RNA pol III transcription start site and less than about 100 bp of the transcription start site. Fullness is more preferred and less than 10 bp of the transcription start site (ie, 9, 8, 7 , 6, 5, 4, 3, 2, and 1 bp).   In one embodiment of this aspect, the location of the chimeric integrase protein Specificity is mediated by the domain from Ty3 integrase. In another embodiment, And chimeric integrase is derived from retroviral integrase protein It is. In a preferred embodiment, the chimeric integrase protein is Moro It is derived from the knee mouse leukemia virus. Such a chimeric retrovirus inte Representative examples of glases include, from the amino terminus to the carboxy terminus, an A domain, A B domain, and a C domain, wherein at least the One is from Ty3 integrase. Such a chimeric integrase Specific examples of consist of AmBmCt, AmBtCm, AmBtCt, AtBtCm, and AtBmCm Integrase selected from the group, where "m" is MoMLV integrator And "t" indicates a derivative of Ty3 integrase. Other practices In embodiments, the chimeric integrase protein can be isolated or purified Can be done.   Yet another embodiment of this aspect is a marker incorporated in a gene delivery vehicle. Key to the integration of vector constructs into defined regions of the eukaryotic genome For the mela integrase protein, the gene delivery vehicle is Further comprising a vector construct encoding a seed gene product, wherein the heterologous gene product is , Polypeptides, antisense RNAs, sense RNAs, and ribozymes Selected.   In another aspect, a vector encoding the chimeric integrase protein of the present invention. A constructor construct is provided. Such constructs are also described as "Chimeric integrase An expression vector, a gene encoding a chimeric integrase protein Functional association (i.e., to effect regulation of gene expression) At least one element that regulates expression (eg, prokaryotic or eukaryotic) Transcription promoter, enhancer, or locus defining element, or other Means (eg, alternative splicing, nuclear RNA export, post-transcription of messenger RNA) Modification, or post-translational modification of the protein) Ment).   A related aspect of the invention is a vector construct encoding a chimeric integrase Can be transformed, transfected, transduced, or nucleated into a cell, for example. Host cells introduced by any other technique useful for introducing acids. This Such host cells include both prokaryotic and eukaryotic host cells. This Such cells can be used for various purposes (e.g., production of chimeric integrase proteins). Can be used for Chimeric integrase is a chimeric integrase protein In a manner that allows expression of the protein (It varies depending on the host cell, the expression system used, etc.) Can thus be generated. The resulting chimeric integrase is, for example, Affinity using antibodies reactive to melaintegrase epitopes Can be isolated or purified as required by chromatography. One In an embodiment, the chimeric integrase protein thus generated is Incorporated into a gene delivery vehicle assembled by the in vitro process You. In another embodiment, such a host cell is capable of producing recombinant viral particles. For packaging cells. Others required for assembly of infectious virus particles In addition to the components of the packaging cells, the packaging cells also Produces mela integrase protein.   In another aspect of the present invention, vectors into defined regions of the target eukaryotic genome. Chimeric integrase proteins that direct integration of A gene delivery vehicle is provided, comprising a protein construct. One embodiment is a target Of recombinant retroviral vector constructs into defined regions of the eukaryotic genome Chimeric retroviral integrase proteins directing integration and sets A recombinant retroviral particle, including a recombinant retroviral vector construct. . In a preferred embodiment, such recombinant retroviral particles are transduced. And, more preferably, substantially stained with a replicable retrovirus. There is no dye. In another preferred embodiment, in a defined region of the target eukaryotic genome The region is the region adjacent to the eukaryotic gene transcribed by RNA polymerase III is there. Eukaryotic genes transcribed by RNA polIII include tRNA gene and 5SRN Including the A gene. In another embodiment, a wild-type retroviral integrase Recombination mediated by transducible recombinant retroviral particles with proteins Recombination into eukaryotic genomes compared to integration of retroviral vector constructs Of the rate of insertional mutagenesis caused by integration of the retroviral vector construct Transducible recombinant retroviral particles that lead to a reduction are provided. Another embodiment Is a wild-type retroviral integrator in transfected eukaryotic cells. Transduced with a transducible recombinant retroviral particle with a ze protein Compared to the expression of the gene of interest in eukaryotic cells, Transduction, leading to reduced changes in expression of the gene of interest carried by the constructor Includes possible recombinant retroviral particles.   In another aspect of the present invention, a pharmaceutical set comprising the gene delivery vehicle of the present invention Compositions and pharmaceutically acceptable carriers are provided. Another embodiment is freezing. Dried or dehydrated gene delivery vehicles, such as recombinant viruses Particles (e.g., recombinant retroviral particles, recombinant alphavirus particles (e.g., , (Recombinant Symbidos virus particles), recombinant adenovirus particles, recombinant adenovirus Associated virus particles, recombinant herpesvirus particles, and recombinant poxvirus (Particles) are provided. In a preferred embodiment, the gene transfer The delivery vehicle is transducible. A particularly preferred embodiment is lyophilized Transducable recombinant retroviral particles.   In yet another aspect of the invention, a vector construct integrated within a defined region. The eukaryotic cell genome containing the building (and the corresponding transduced eukaryotic cell) Vesicle) is provided. In one embodiment of this aspect, the vector construct is The defined region in which eukaryotic organisms are transcribed by RNA polymerase III This is the area adjacent to the gene.   In another aspect of the invention, a vector construct is introduced into a eukaryotic cell genome. , Resulting in integration of vector constructs with wild-type integrase protein Vector into the eukaryotic cell genome compared to the rate of insertional mutagenesis caused by Methods for reducing the rate of insertional mutagenesis caused by integration of a construct Is provided. This method uses the chimeric integrase protein of the present invention. And introducing the vector construct into the genome of a eukaryotic cell.   In a related aspect, the vector construct is transformed into a defined region of a eukaryotic cell genome. Into the region, and as a result, compared to the expression of the gene of interest in eukaryotic cells , The purpose of the vector construct in the eukaryotic cell into which the vector construct is introduced Provided is a method for reducing changes in the expression of a gene of The construct is introduced using a wild-type integrase protein. This way Transforms a vector construct into a eukaryotic using the chimeric integrase protein of the present invention. And introduction into the genome of a biological cell.   Other aspects of the invention include genetic diseases, cancer, infectious diseases, degenerative diseases, inflammatory diseases. For treating a disease selected from the group consisting of a disease, a cardiovascular disease, and an autoimmune disease About. In one embodiment, the method comprises defining a target eukaryotic genome. Gene Delivery Vehicles Directing the Integration of Vector Constructs into the Restricted Region In vivo administration. In another embodiment, the method comprises the steps of: Gene delivery vias that direct integration of the vector construct into defined regions of the nom Administering to the patient the cells treated ex vivo with the vehicle. like this Ex vivo methods are preferably performed using transduced autologous cells. Is done.BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES   FIG. 1 illustrates the Ty-3 and MoMLV genomes.   FIG. 2 shows “A”, “B”, and Ty-3 and MoMLV integrase proteins. And the "C" domain. The number of amino acids indicates the boundary of each domain.   Figure 3 shows the primary sequence between Ty-3 integrase (top) and MoMLV integrase (bottom). Amino acid alignment of Boundary between "A", "B", and "C" domains The field is indicated by an arrow. Conserved H-H-C-C and D-D-E models for each protein Show the chief. Was used to make the chimeric integrase protein described in Example 1. Reference is generally made to expression vectors.   FIG. 5 illustrates each of the seven chimeric MoMLV / Ty3 integrase proteins. .   6 (a) and (b) show the chimeric integrase protein described in Example 1. The plasmid construct used for construction is illustrated.   FIG. 7 shows five of the seven chimeric integrase proteins described in Example 1. Provide the nucleotide sequence of the oligonucleotide used to make one . Each of the above oligonucleotide sequences is complementary to the MLV and Ty3 integrase genes. It is a strategic arrangement. “//” indicates the location of the loop-out that occurred in each mutagenesis reaction. Show.   FIG. 8 shows infectious reticulum containing chimeric integrase protein in NC10 cells. Figure 4 shows the pseudotyping procedure used to generate virus particles.   FIG. 9 shows how the integrated library described in Example 1 is created. IndicatesDetailed description of the invention   Before presenting the invention, the definitions of certain terms used hereinafter are given. Can be helpful in understanding that.   A "vector construct" is one or more genes of interest (sometimes referred to herein as "heterologous" (Referred to as a "sequence"). Baek The vector construct can direct the expression of the gene of interest, as well as the heterologous sequence (i.e., (`` Functionally related '') promoter, preferably Expression products have therapeutic or prophylactic value. The expression products of such genes are , Proteins, polypeptides, antisense RNA, sense RNA, and ribozymes including. Optionally, the vector construct may include a transcription termination site, a splice recognition site. One or more genes encoding a polyadenylation addition site, and a selectable marker May be included. Multivalent vector constructs (i.e., co- Promoter that directs the expression of each heterologous sequence. Can, but need not, be present. Multivalent vector constructs are used for more than one purpose In a preferred embodiment encoding the expression of the gene, the expression downstream of the first gene is It is mediated by an internal ribosome entry site ("IRES") sequence.   “Virus vector”, “Recombinant virus vector”, “Virus vector structure” "Construct" and "recombinant viral vector construct" are the vector constructs of the present invention. And, in certain embodiments, directs expression of the vector constructs of the invention. Refers to a nucleic acid construct that can be directed. The viral vector contains at least one transcription vector. Motor / enhancer, or locus defining element, or another sp Licensing, nuclear RNA export, messenger post-translational modification, or protein Including other elements that control gene expression by other means, such as post-transcriptional modification I have to wait. In addition, for inclusion in the intended specific type of virus particle Essential other optional nucleic acid components are included. If necessary, recombinant retrovirus The vector also contains a signal that directs polyadenylation, a selectable marker (e.g., Resistance to neomycin, hygromycin, phleomycin and histidinol DHFR (confers methotrexate resistance) and HSVTK (ganciclovir) And one or more restriction sites, and And translation termination sequences.   “Retroviral vector construct”, “Retroviral vector”, “Recombinant "Retroviral vectors" and "recombinant retroviral vector constructs" Having the vector construct of the present invention, and in certain embodiments, A nucleic acid construct capable of directing the expression of a vector construct. Retro virus vector -Means at least one transcription promoter / enhancer or gene locus Constant element or alternative splicing, nuclear RNA export, messenger translation Gene expression by post-modification or other means such as post-transcriptional modification of proteins Must include other elements that control Such a vector construct Can also be a sequence encoding a packaging signal, a long terminal repeat (LTR), or Some of them, and (if they are not already present in the retroviral vector A) Positive and negative strand primers appropriate for the retrovirus used -It must contain a binding site. If necessary, recombinant retrovirus vector A signal that directs polyadenylation, a selectable marker (e.g., (Resistance to mycin, hygromycin, phleomycin, histidinol) Or DHFR (to confer methotrexate resistance) and HSVTK (ganciclovir sensitivity) As well as one or more restriction sites, and translation It may include a translation termination sequence. By way of example, such vectors are typically 5 ′ LTR A sequence encoding a tRNA binding site, a sequence encoding a packaging signal, The origin of second strand DNA synthesis, and the 3 'LTR, or a portion thereof.   A “recombinant DNA molecule” is a “vector construct” or “retroviral vector Sometimes used instead of "construct."   A “gene delivery vehicle” can deliver a vector construct to a eukaryotic cell, To facilitate site-specific integration of vector constructs into the genome of biological cells , A composition further comprising the chimeric IN protein of the present invention. Gene delivery vehicle Representative examples of recombinant virus vectors (e.g., Favirus), physical systems (e.g. ELVS), other viral systems (e.g. Virus, adeno-associated virus, and poxvirus), nucleic acid vectors (e.g., (E.g., plasmids), naked nucleic acid molecules (e.g., genes), Complexes with polycationic molecules that can integrate and condense nucleic acid molecules into dense molecules body (See WO 93/03709), liposome-bound nucleic acid (Wa ng et al., PNAS 84: 7851, 1987), bacteria, and nucleic acid components having one or more desired properties. Certain eukaryotic organisms, such as producer cells, that can deliver offspring to host cells in an organism Cell. As discussed below, desired properties include proteins, The ability to express a desired substance, such as an enzyme, or an antibody, and / or Activity (this is because the nucleic acid molecule carried by GDV itself requires expression of the desired substance) Which is the active substance without the active substance). Such raw One example of a physical activity includes gene therapy, where the delivered nucleic acid The molecule is incorporated into the designated gene, thereby inactivating this gene, And the product made by this gene is "turned off". Another example is nucleic acid delivery. If the sequence is an antisense molecule that binds to mRNA and inhibits translation . If the nucleic acid sequence encodes a ribozyme, the ribozyme binds to the mRNA, and Cleave it, thereby inhibiting translation.   "Defined regions of the target eukaryotic genome" are the The region into which the vector construct of the present invention is integrated due to the positional specificity of gluse. You. A typical example is the adjacency of eukaryotic genes transcribed by RNA polymerase III. It is an area that touches.   As described above, the present invention provides for the use of chimeric integrase proteins Compositions directed to site-specific integration of vector constructs into the genome of biological cells And methods. Such compositions include various eukaryotes, particularly mammals, and And particularly suitable for administration to warm-blooded animals, including humans. Eukaryotic vector constructs Incorporation at specific locations within the nom, in particular, allows the expression level of the gene of interest Cell-to-cell variability and potential impairments such as insertional mutagenesis in It can be substantially avoided or eliminated. As a result, such a composition Is useful for effective gene therapy for various diseases by various routes. A.Preparation of chimeric integrase protein   The enzyme responsible for the catalysis of the integration phenomenon is retrovirus IN, which is a 3 ' Detachment of nucleotides from the end of extrachromosomal retroviral vector DNA, characteristic (4-6) Cleavage of target site producing 5 'overhang of 5' and retroviral vector Mediates ligation of the 3 'end of the DNA to the 5' end of the host chromosomal DNA (Fujiwara et al., (1988) , Cell, vol. 54: 497-504; Brown et al., (1989), Proc. Natl. Acad. Sci. USA, vol .86: 2525-2529). MoMLV intracellular viral core particles containing the replicated DNA are integrated (Brown et al., (1987), Cell, vol. 49: 347-356; Fuj). Iwara et al., (1989), Proc. Natl. Acad. Sci. USA, vol. 86: 3065-3069). More recently Thus, the purified recombinant IN is a linear molecule representing the replicated viral DNA or Oligos representing the ends of the virus replicated in the presence of buffer and divalent cation Enough to catalyze nicking and ligation, with nucleotide duplexes And mimicked the integration reaction (Katz et al., (1990), Cell, vol. 63: 87-95; C raigie et al., (1990), Cell, vol. 62: 829-837; Bushman et al., (1990), Science, vol. 249: 1555-1558). In addition, IN is used for the integration reaction on oligonucleotide substrate DNA. (Chow et al., (1992), Science, vol. 255: 723-726).   Ty3 is a yeast retrotransposon, except for the absence of the env gene. Are systematically and functionally similar to animal retroviruses (Hansen et al., (19 88), Mol. Cell. Biol., Vol. 8: 5245-5256; Hansen et al., (1990), J. Am. Virol., Vol .64: 2599-2607; Hansen et al., (1992), J. Am. Virol., Vol. 66: 1414-1424.). See FIG. Teru. Ty3 IN nicks the 3 'end of the replicated Ty3 DNA by 2 bp Required for Ty3 integration. Ty3 is a 4.7kbp internal domain Consists of a 340 bp LTR adjacent to Transcription of the 5.2 kbp genomic RNA is 5 'LTR and 3 'Start and end, respectively, in the LTR. Internal domain is a retrovirus Contains two ORFs (GAG3 and POL3) corresponding to the gag and pol genes . GAG3 gene is a precursor polyprotein Pr38GAG3And this is a 26kDa cap Processed to Sid (CA) species and 9 kDa nucleocapsid (NC) species. these Species have conserved motifs found in these retroviral counterparts And are functionally equivalent to these proteins. GAG3-POL3173Fusion polypep Pide is the GAG3 protein described above, 16 kDa aspartyl protease (PR), IN Three p115 POLs composed of reverse transcriptase (RT), including mains, 55 kDa RT, and 6 Processed into 1 and 58 kDa IN species. These proteins are Ty3 RNA With virus-like particles (VLPs) about 50 nm in diameter and 156S in size. RNA And in addition to having the Ty3 protein, the particle fraction exhibited RT activity and And contains full-length, replicated Ty3 DNA. The primer for Ty3 replication is the initiator tRNAMetThis is a Ty3 primer that starts 2 bp downstream of the U5 internal domain junction. Complementary to the mer binding site. As with retroviruses, this DNA is short Conserved, ends with inverted repeats, and 2 bp compared to the integrated form Has terminal extensions. Therefore, it is the replicated extrachromosomal intermediate of the retrovirus It is structurally similar to the body.   In one embodiment of the invention, the regiospecificity of the yeast Ty3 element is Molon ey mouse leukemia virus-based retroviral vector integrase (I N). Integrase protein contains at least three domains Known to include: amino terminal domains, chain transfer and metal chelating activities Core domain having sex ("B" in FIG. 2). On the other hand, the carboxyl terminal domain ( “C” in FIG. 2 relates to DNA binding. Known to give site-specific integration One or more of these separate domains of an integrase (eg, Ty3 IN) Corresponding domain of integrase incorporated into a gene delivery vehicle according to the invention Can be replaced with Vector constructs of the invention encoding chimeric integrase Are the codes for the amino-terminal, core, and carboxyl-terminal regions of Ty3 IN Region to a similar coding region for MoMLV non-specific integrase activity. Have commutations.   The full length protein sequences of Ty3 IN and MoMLV IN are aligned (FIG. 3). Ty3 Mutations in the D-D-E region conserved in retrovirus IN and in region B Mutations affect 3 'nicking and strand transfer (Kirchner, J. and Sandmeyer , S. (1992). Proteolytic processing of Ty3 protein is necessary. J. Virol. 67: 1, 19-28. Kulkosky et al., (1992), Mol. Cell. Biol. , Vol. 12: 2331-2338; Engelman et al., (1992), J. Am. Virol, vol. 66: 6361-6369). IN The amino- and carboxyl-terminal regions of Although required for strand transfer activity, these domains also appear to be functionally distinct. (Bushman et al., (1993), Proc. Natl. Acad. Sci. USA, vol. 90: 3428-3432; Gei duschek et al., (1988), Annu. Rev. Biochem., Vol.57: 873-914). Recombinant protein Subdomains of this core region from quality expressed HIV (Kassavetis et al., (1992). 0), Cell, vol. 60: 235-245) is a reversal of incorporation (reversa l of integration) has been shown to be sufficient. Saved The acidic residues appear to chelate divalent cations, and this region Domain containing the active site.   Seven representative chimeric constructs are described in Example 1 below. Of the transcription start site The Ty3 insert and the RNA polIII gene sequence within some nucleotides are highly Preserved and not regulated in a tissue-specific manner, so An almost unchanged expression level can be achieved. Assess the level of expression of the gene of interest Techniques that can be used to do so include Northern analysis and PCR, among others.   Despite the similarities between Ty3 IN and its retroviral counterpart, Ty3 remains It is integrated with a position specificity not observed in such retroviruses. Ty3 is In particular, genes transcribed by RNA polymerase III, such as 5S, U6, and It is integrated into the transcription initiation region of the tRNA gene. Genetics transcribed by polymerase III Offspring tRNA classes are distinguished by the internal promoter elements of boxA and boxB. (Chalker et al., (1990), Genetics, vol. 126: 837-850). tRNA gene code arrangement These regions of the sequence direct the binding of the transcription factor TFIIIC. The transcription factor TFIIIC continues To bind TFIIIB to the 5 'flanking region of the tRNA gene. Binds to the DNA template TFIIIB is sufficient to cause RNA polIII to initiate multiple rounds of transcription (Chalker et al. , (1992), Genes Dev., Vol 6: 117-128). Consensus DNA binding to TFIIIB No sequence has been observed, and the region upstream of this gene contains a conserved protein. Does not include motor elements.   The in vivo specificity of Ty3 was tested directly using a plasmid targeting assay (Nats oulis et al. (1989), Genetics, vol. 123: 269-279), tRNA, 5S, and U6 genes Has been shown to be a target for Ty3 integration. When the embedding phenomenon occurs, the embedding At the transcription site-the twisted nick of the closest member is one of the transcription initiation sites. Or within 2 bp immediately downstream of the position of TFIIIB. Ty3 pair to target tRNA gene Integration requires a functional tRNA gene promoter element (Natsoulis et al., (1989), Genetics, vol. 123: 269-279), and transcription factors are inherited during integration. It appears to bind upstream of the offspring (Kinsey et al. (1991), Nucleic Acids Res., Vol. 9: 1317-1324).   Since the RNA polIII promoter element is internal, An upstream pair of the present invention by a chimeric integrase having Ty3 IN position specificity Integration of the recombinant DNA molecule does not disrupt tRNA gene expression. Ty3 element or One t in both directions under conditions where the expression level of the LTR sequence varies by more than 50-fold Analysis of RNA gene alone and transcription of tRNA gene with Ty3 showed that Ty3 Had only a slight positive effect on the expression level of ngelman et al., (1993), EMBO J., vol.12: 3269-3275). T of eukaryotic cells tested RNA genes are highly redundant, thereby minimizing insertion effects.   Recently, an in vitro assay has been developed that uses the components of the Ty3 integration reaction to Researched. This reaction can be used in in vitro retroviral core integration assays. (Brown et al., (1987), Cell, vol. 49: 347-356). Ty3 VLP is in addition to other ingredients Containing IN and full length Ty3 DNA, and can provide Ty3 DNA to a plasmid target. VLPs were isolated from cells overexpressing Ty3, and RNA polIII transcript extracts or Means that purified factors (IIIC and IIIB) and polymerase III are added Mixed with mid. The plasmid harbors the modified SUP2 tRNA gene into a wild-type or Contains with any of the mutant (G56) boxB promoter elements. Built-in anti On ice, 5-20 mM MgClTwoMixed together in a buffer containing Incubate at 30 ° C for 30 minutes. The DNA is then extracted and the fluorometric assay Quantified by Assay. To a target plasmid containing the tRNA gene of Ty3 DNA Can be monitored by a PCR assay. Start of tRNA gene target Incorporation of Ty3 DNA into the region yields a product that can be amplified into a diagnostic fragment. It is.   Differences in codon usage between eukaryotic retroviruses and retrotransposons Therefore, those skilled in the art will be able to insert the site specificity domain into each vector construct. Modified using degenerate codons preferred by the particular integrase to be done I can do it. Host (s) susceptible to infection by the retrovirus (or Cell lines used for virion or integrase expression) Information on frequency of use can be obtained if abundantly expressed tanks are not available in the literature. Determined by examining codon usage in the gene encoding the protein Can be One or more preferred codons can then be obtained by standard techniques, e.g. Introduction into chimeric integrase gene by mutagenesis or solid-state nucleic acid synthesis Can be done. A.Recombinant retroviral vectors, packaging cells, producer cells And recombinant retrovirus preparation   As noted above, one embodiment of the present invention provides for one or more selected nucleic acids of interest. Deliver molecules, or "genes," to the genome of eukaryotic cells in a site-specific manner To provide a recombinant retrovirus constructed to Position-specific integration Mediated by chimeric IN protein incorporated into recombinant retroviral particles Is done. Briefly, a number of retroviral gene delivery vehicles have been identified in the context of the present invention. Can be used within. These include, for example, EP 0,415,731; WO 90/07936; WO 94/0 WO 93/25698; WO 93/25234; U.S. Patent No. 5,219,740; WO 9311230; WO 93 10218; Vile and Hart, Cancer Res. 53: 3860-3864, 1993; Vile and Hart, C ancer Res. 53: 962-967, 1993; Ram et al., Cancer Res. 53: 83-88, 1993; Takami ya et al., J. Neurosci. Res. 33: 493-503, 1992; Baba et al., J. Neurosurg. 79: 729-73 5,1993 (U.S. Patent No. 4,777,127, GB 2,200,651, EP 0,345,242, and WO 91 / 02805). Particularly preferred recombinant retrovirus Include those described in WO 91/02805.   The retroviral gene delivery vehicles of the present invention are compatible with a wide variety of retroviruses. Viruses (eg, retroviruses B, C, and D, and spumaviruses and And RNA lentiviruses (including RNA Tumor Viruses, No. 2) Edition, Cold Spring Harbor Laboratory, 1985). Retrow of the present invention Preferred retroviruses for preparing or constructing an ils gene delivery vehicle include Chicken leukemia virus, bovine leukemia virus, mouse leukemia virus, mink cell Vesicle focus-inducing virus, mouse sarcoma virus, reticuloendotheliosis virus, and A retrovirus selected from the group consisting of Rous sarcoma virus is included. Especially Preferred mouse leukemia viruses include 4070A and 1504A (Hartley and Rowe, J. .Virol. 19: 19-25, 1976), Abelson (ATCC No. VR-999), Friend (ATC) C-No.VR-245), GRAPHICS, Gloss (ATCC No.VR-590), Kirsten, Harvey Sarcoma virus, and Lausher (ATCC VR-998), and Moloney mouse white Hematologic virus (ATCC No. VR-190). Such retroviruses are Trustor or American Type Culture Collection ("ATCC"; Rockville, Marylan d) can be easily obtained from a collection like or normally available It can be isolated from known sources using techniques.   Any of the retroviruses described above may be any of the disclosures provided herein and Standard recombination techniques (eg, Sambrook et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 2nd edition, Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1989; Kunkle, PNAS 82: 488, 1985), whether to construct a retroviral gene delivery vehicle. , Or can be easily utilized to build. Further, certain embodiments of the present invention In some parts of the retroviral gene delivery vehicle, different Virus. For example, in one embodiment of the present invention, Ils vector LTR is mouse sarcoma virus, tRNA binding site is Rous sarcoma virus In addition, the packaging signal is to the murine leukemia virus and to second-strand synthesis. The origin may be from chicken leukemia virus.   In a preferred embodiment of the invention, a recombinant retrovirus useful in the practice of the invention is provided. The virus described above contains the elements necessary for the production of infectious recombinant retrovirus. By introducing the constructor into cells (referred to as "packaging cells"). Can be made. This element is a position-specific set of recombinant retroviral genomes. Vector construct that mediates integration, but transcribes the recombinant retroviral genome Is lacking. A wide variety of retroviral vector constructs are described in the present invention. And can be used to prepare recombinant retroviruses. For example, the present invention In one aspect, the 5 'LTR, a tRNA binding site, a packaging signal, one or more Retroviral vector constructs containing heterologous sequences, origin of second strand DNA synthesis, and 3 'LTR A structure is provided. Where the vector construct is the gag / pol or env code Missing sequence. Briefly, long terminal repeats ("LTRs") consist of U5, R, and U3 Are further divided into three elements called. These elements include Various signals responsible for the biological activity of rovirus (for example, pro- Motor and enhancer elements). LTR is Easily identified in proviruses by accurate replication at either end obtain. As used herein, a 5 ′ LTR is a 5 ′ promoter element. Sufficient LTR sequence to allow reverse transcription and integration of the DNA form of the vector. It should be understood that it includes. The 3 'LTR has a polyadenylation signal and Contains sufficient LTR sequences to allow reverse transcription and integration of the DNA form of the vector It should be understood that.   The tRNA binding site and the origin of second strand DNA synthesis are also Is important for being active in and can be easily identified by those skilled in the art. An example For example, retroviral tRNAs bind at the tRNA binding site by Watson-Crick base pairing. Position and is carried into the virion along with the retroviral genome. The tRNA is then used by reverse transcriptase as a primer for DNA synthesis. You. The tRNA binding site can be easily identified based on its position just downstream of the 5 'LTR. You. Similarly, the origin of second-strand DNA synthesis is, as the name implies, retrovirus Important for the synthesis of second strand DNA. This area also called polyprint lacto Is located just upstream of the 3 'LTR.   Because site-specific integration is an essential aspect of the invention, retroviral vectors Construct is a reverse transcribed double-stranded form of the retroviral genome to be integrated When deployed, processed by intact chimeric IN protein It is important to include the sequence. After reverse transcription of the retroviral RNA genome, the LTR Present at each end of a linear double-stranded DNA molecule. Some nucleotides, typical Are removed by chimeric IN from the 3'-OH end of the retroviral DNA. In a particularly preferred embodiment, the substrate DNA is the 3 'end of each of two complementary DNA strands. It has two base pairs of cytosine and adenosine (5'-CA-3 ') dinucleotide derived from the end You. See Kulkosky et al., Supra. But either or both nucleos Contains substitutions of tides or dinucleotides from one or both ends of the DNA The resulting retroviral DNA recessed can also be used. But Leto Processing and binding of rovirus DNA (to a truncated eukaryotic genome) (jo ining) does not seem to be very effective.   In addition to the 5 'and 3' LTRs, the tRNA binding site and the origin of second strand DNA synthesis, Certain preferred retroviral vector constructs provided in Zing signals, as well as one or more nucleic acid molecules (eg, heterologous sequences). This Each of these is discussed in more detail below.   In a preferred embodiment of the invention, both the gag / pol and env coding sequences are A missing retroviral vector construct is provided. Used in this specification The term "lacking the gag / pol or env coding sequence" Vector is a gag / pol or env gene, especially retroviral vector construction Gag / pol or env used to construct a packaging cell line for the product At least 20, preferably at least 15, found in the expression cassette of More preferably, at least 10, and most preferably, at least 8 consecutive rows. Should be understood to mean not containing any nucleotides.   Packages suitable for use with the retroviral vector constructs described above Cell lines can be readily prepared (US Patent Application No. 08 / 240,030, May 1994). See application filed on Jan. 9, 2009; see also WO 92/05266), and site-specific integration Producer cell lines (vectors) for the production of recombinant vector particles Cell line or “VCL”). Features of the present invention In a particularly preferred embodiment, the packaging cell line is the resulting recombinant retrovirus. Derived from a cell line obtained from the same species as that treated with Rus particles. For example, (For example, HT1080 cells), a recombinant retroviral particle produced from It has been found that inactivated forms in human serum can survive. U.S. Patent Application No. See 08 / 367,071 (filed December 30, 1994).   In a preferred embodiment of the invention, in a crude supernatant6Or 107from cfu / ml Packaging cell lines that produce recombinant retroviral particles at high titers It can be easily obtained. In addition, such titers are generally higher in mouse 3T3 cells. From a titer assay on HT1080 cells, yielding a titer three times lower than the titer obtained It should be noted that it can be obtained. B.Recombinant retrovirus carrying and / or expressing a desired nucleic acid molecule   A wide variety of nucleic acid molecules are carried and carried by the recombinant vector constructs of the present invention. And / or can be expressed. Generally, the nucleic acid molecule described herein is a nucleic acid molecule Does not occur naturally in gene delivery vehicles that carry This is in several places The desired benefits, typically the ability to fight or stop the disease, or other Provide a pathogenic agent or condition. As used herein, "pathogenicity" "Substance" refers to a cell responsible for a disease state. Typical examples of pathogenic substances include tumors Cells, self-reactive immune cells, hormone-secreting cells, lack normal functions Cells, cells with inappropriate gene expression that would not normally occur in that cell type, And cells infected with bacteria, viruses, or other intracellular parasites Can be   Can be carried and / or expressed by a gene delivery vehicle of the invention Examples of nucleic acid molecules include, but are not limited to, substances such as polypeptides, antisense RNAs, sense RNAs. Or ribozymes, as well as being incorporated into certain intracellular nucleic acid molecules and Encodes a biologically active nucleic acid molecule, such as an inactivating sequence that inactivates other molecules Genes and other nucleic acid molecules. Nucleic acid molecules require expression of a substance Without being considered biologically active if the molecule itself provides the desired benefits. Can be For example, a biologically active nucleic acid molecule is incorporated into a specific intracellular nucleic acid molecule. And may be an inactivating sequence that inactivates the molecule, or The molecule can be a tRNA, rRNA, or mRNA having a form that provides binding ability.   Substances that can be encoded by the nucleic acid molecules described herein include proteins (Eg, antibodies containing single-chain molecules), immunostimulatory molecules (eg, antigens), immunosuppressants Probes, blocking agents, emollients (eg, toxins, antisense ribonucleic acids, Zyms, enzymes and other substances that can interfere with the function of pathogenic substances), cytoca In, various polypeptide or peptide hormones, and agonists or Include antagonists. Here, these hormones are Pituitary, hypothalamus, kidney, endothelial cells, liver, pancreas, bone, hematopoietic medulla, and adrenal glands) Can be derived. Such polypeptides can be used to induce proliferation, tissue regression, Suppression, apoptosis, gene expression, blocking of receptor-ligand interaction, Can be used for immune response and specific anemia, diabetes, infection, hypertension, abnormalities Blood chemistry (eg, elevated blood cholesterol, lack of blood coagulation factors, LDL elevation with falling), Alzheimer-related amyloid protein levels, bone Erosion / calcification and various metabolites (eg, steroid hormones) Mon, purine and pyrimidine).   With respect to a moderating agent, “capable of inhibiting function” when used in the context of the present invention, For example, a substance that does not normally inhibit the function of a pathogenic substance By converting existing substances, the moderator can either directly or indirectly function. It should be understood that it inhibits with. Such a function against viral diseases Examples include virus adsorption, replication, gene expression, and assembly of virus from infected cells. , And emissions. Examples of such functions for cancerous diseases include: Cell replication, sensitivity to external signals (eg, contact inhibition), and anti-oncogene Deficiency in the production of protein proteins. Such a machine for cardiovascular disease Examples of noses include inappropriate growth or accumulation of substances in blood vessels, high blood pressure, undesired Blood level factors (such as cholesterol or Degree lipoprotein), localized hypoxia, as well as inappropriately high and tissue Damage levels of free radicals. This for neurological conditions Examples of such functions include pain, loss of dopamine production, and inability to replace damaged cells. And lack of motor control of physical activity, neurological tissue such as the pituitary or hypothalamus Low levels of various peptide hormones of different origin, associated with Alzheimer's disease Amyloid plaque protein accumulation and inability to regenerate damaged nerve connections It is mentioned. Examples of such functions for autoimmune or inflammatory diseases These include inappropriate production of cytokines and lymphokines, autoimmune antibodies and Production and presence of immune and cellular immune responses, proteases and collagenases Inappropriate disruption of tissue due to, production of factors normally supplied by destroyed cells And excessive or abnormal regeneration of tissue under an autoimmune attack It is.   In one aspect of the present invention, a method for administering a gene delivery vehicle is provided. Provided. The nucleic acid encodes at least one moderating agent and modulates its expression. Be oriented. In various embodiments, the moderating agent is a DNA molecule, an RNA molecule, Or a specific combination of   Representative examples of palliatives that act directly on cell growth inhibition include: Toxins. For example, ricin (Lamb et al., Eur. J. Biochem. 148: 265 -270, 1985), Abrin (Wood et al., Eur. J. Biochem. 198: 723-732, 1991; Evens en et al. of Biol. Chem. 266: 6848-6852, 1991; Collins et al. of Biol. Chem . 265: 8665-8669, 1990; Chen et al., Fed. of Eur. Biochem Soc. 309: 115-118, 19 92), diphtheria toxin (Tweten et al., J. Mol. Biol. Chem. 260: 10392-10394,1985 ), Cholera toxin (Mekalanos et al., Nature 306: 551-557, 1983; Sanchez & Hol). mgren, PNAS 86: 481-485, 1989), gelonin (Stirpe et al., J. Biol. Biol. Che m. 255: 6947-6953, 1980), and the pokeweed burdock (Irvin, Pharmac. Ther. 21: 371-387, 1983), antiviral proteins (Barbieri et al., Biochem. J. 203: 55 -59, 1982; Irvin et al., Arch. Biochem. & Biophys. 200: 418-425, 1980; Irvin, Arch. Biochem. & Biophys. 169: 522-528, 1975), tritin, dysentery ibis Shin (Calderwood et al., PNAS 84: 4364-4368, 1987; Jackson et al., Microb. Path. 2: 147-153, 1987), and Pseudomonas exotoxin A (Carroll and Collier, J. Mol. Biol. Chem. 262: 8707-8711, 1987). Express Russel's Viper Venom A detailed description of the recombinant retrovirus was published in a U.S. patent filed December 30, 1994. Provided in application Ser. No. 08 / 368,574.   In another embodiment of the present invention, the gene delivery vehicle is not itself toxic. However, proteins such as proteases specific for viruses or other pathogens Products that, when processed or modified by quality, are converted to toxic forms Carry the specific gene. For example, a recombinant retrovirus contains a proprotein It may carry a gene encoding a chain. This proprotein is an HIV protease Toxic if processed by More specifically, the appropriate “professional” HIV-encoded proteases to recognize and cleave elements Use of lysine to synthesize toxic lysine or diphtheria A chains. The active proprotein form may be cleaved into the active form.   In yet another embodiment of the invention, a vehicle carried by a gene delivery vehicle. The construct protects the inactive precursor from the active inhibitor or condition of the pathogenic substance. And the expression of a substance that can be activated by an effective safener. These develop pathogenic conditions It is a moderating agent that is toxic to the appearing cells. Disclosure provided herein As is evident, a wide variety of inactive precursors can be used to Can be converted to For example, retroviral reverse transcriptase (and thus viral replication) To specifically inhibit, antiviral nucleoside analogs (eg, AZT or Is ddI) is metabolized to the nucleotide triphosphate form by cellular machinery (Furmam Proc. Natl. Acad. Sci. USA 83: 8333-8337, 1986). Antiviral nucleo Herpes simplex virus virus, which supports the metabolism of sid analogs into their active forms Midine kinase (HSVTK) or varicella-zoster virus thymidine kinase (VZVTK) Recombinant retrovirus that directs the expression of gene products (eg, proteins) such as Lus therefore removes the nucleoside analog precursor (eg, AZT or ddC). It is useful for activating to an active form. This allows AZT or ddI treatment Are more effective, lower doses, lower systemic toxicity, and Allows a higher potency for dyeing. Retronucleotide triphosphate form Shows selectivity for irs reverse transcriptase, but shows cellular nucleoside and nucleotidic Another nucleoside analog that is not phosphorylated as a result of the substrate specificity of Logs are more effective.   In one embodiment of the present invention, the HSVTK gene comprises a constitutive macrophage. Alternatively, it can be expressed under the control of a T cell-specific promoter, and Di or T cells. By constitutive expression of HSVTK, AZT or ddI Biologically active nucleotide triphosphates of such nucleotide analogs Resulting in more effective metabolism of the Delivers delivery, less systemic toxicity, and greater potency against productive infections I do. Nucleotide triphosphate forms selectivity for retroviral reverse transcriptase Shown as a result of the substrate specificity of cellular nucleosides and nucleotide kinases. Additional nucleoside analogs that are not phosphorylated are also useful within the context of the present invention. Can be used.   In a related aspect of the invention, the cytotoxicity in the presence of Or a vector that directs the expression of a substance that activates another compound that has no A constructor construct is provided. Achieving local treatment for pathogenic substances I do. In this case, expression of the gene product from the recombinant retrovirus will There is an entity associated with the pathogenic substance, such as an intercellular signal to identify, Limited to situations that prevent destruction of non-pathogenic cells. This cell type specificity also The vector construct is maintained against cells that are in the original state or sensitive to it. Granted at the infection level by targeting a recombinant gene DNA vehicle Can be done.   In a related embodiment, the compound has little or no cytotoxicity Vector constructs that direct the expression of gene products that activate You. Briefly, compounds with little or no cytotoxicity are directly or A wide variety of gene products that activate either directly or indirectly into toxic products It can be used within the context of light. Representative examples of such gene products include: Selective phosphorylation of selected purine arabinoside and substituted pyrimidine compounds To convert these compounds into cytotoxic or cytostatic metabolites HSVTK and VZVTK. More specifically, ganciclovir, acyclovir HSVT for drugs such as le, or any of their analogs (eg, FIAC, DHPG) Exposure to K phosphorylates this drug to the corresponding active nucleotide triphosphate form I do. For example, a vector construct may contain a vector activated by the HIV tat protein. Transcriptional regulation of the HIV promoter, which is known to be transcriptionally silent except for Under control, it can direct the expression of the HSVTK gene. Simply put, HIV infected vector Expression of the tat gene product in human cells harboring the construct results in HSVTK production. cause. The cells are then transferred (either in vitro or in vivo) to the cancer For drugs like cyclovir, acyclovir, or their analogs (FIAC, DHPG) Expose. As mentioned above, these drugs are phosphorylated by HSVTK (but Is not phosphorylated by cellular thymidine kinase) and its corresponding active It is known to be in the form of nucleotide triphosphate. Acyclovir triphosphate is Generally, it inhibits cellular polymerases and causes HSVTK in transgenic mice. To Leads to specific destruction of expressing cells (Borrelli et al., Proc. Natl. Acad. Sci . USA 85: 7572, 1988). Containing the vector construct and HIV tat Those cells that express the protein are selected in the presence of an appropriate dose of these drugs. Alternatively killed.   In another embodiment of the present invention, the cis-acting element is transferred from the vector construct. Included in the mRNA to be transcribed ("CRS / CAR") Expression may be even more HIV-specific. This is due to the additional H Requires an IV gene product, such as rev (Rosen et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA  85: 2071, 1988). More generally, cis elements present in the mRNA It has been shown in some cases to regulate the stability or translatability of I have. Sequences of this type (ie, for post-translational regulation of gene expression) -Can be used for event-specific or tissue-specific regulation of gene expression. further, These sequences (ie, the rev responsive “CRS / CAR” element for HIV or t at responsive “TAR” element) can lead to even better specificity Can be used for   In a manner similar to the embodiments described above, purine or pyrimidine-based drug Genes for phosphorylation, phosphoribosylation, ribosylation, or other metabolism A retained gene delivery vehicle can be generated. Such genes are Have no equivalent in the vesicles and are likely to be viruses, bacteria, fungi, or protozoa. Can be derived from such organisms. Typical examples are: thioxanthine to thioxanthine E. Convert to monophosphate coli guanine phosphoribosyltransferase ("g pt ") gene product (Besnard et al., Mol. Cell. Biol. 7: 4139-4141, see 1987. Such as mitomycin phosphate and doxorubicin phosphate Alkaline phosphat converts inactive phosphorylated compounds into toxic dephosphorylated compounds Vatase converts 5-fluorocytosine to the toxic compound 5-fluorouracil Fungal (eg, Fusarium oxysporum) or bacterial cytosine deaminase (Mull en, PNAS 89:33, 1992), para-N-bis (2-chloroethyl) aminobenzoyl glu Cleaves glutamic acid from tamic acid, thereby toxic benzoic mustard Carboxypeptidase G2 that produces lipase; and doxorubicin and melphala To convert phenoxyacetabide derivatives of Nisillin V amidase and the like. This type of conditional lethal gene product is Applied to many currently known anticancer drugs based on phosphorus or pyrimidine These include intracellular ribosylation or ribosylation to become effective cytotoxic agents. Often requires phosphorylation. The conditional lethal gene product may also be purine or A nontoxic drug that is not an analog of pyrimidine can be metabolized into a cytotoxic form (Searle et al., Brit. J. Cancer 53: 377-384, 1986).   Further, when the target pathogen is a mammalian virus, the mammalian virus In addition, it is necessary for the subsequent transcriptional activation of other viral promoter elements. Taking advantage of the fact that they tend to have "immediate" genes, vector constructs can be constructed. You. Gene products of this nature are used to signal intracellular signals of viral infection (or A good candidate for "quality"). Therefore, such virus "immediate type" Conditional transcription transcribed from a transcription promoter element responsive to the gene product Death genes can specifically kill cells infected with any particular virus. Further In addition, the human α and β interferon promoter elements are widely diverse. Because it is transcriptionally activated in response to infection by an unrelated virus, The production of conditional lethal genes such as HSVTK from their viral responsive elements (VRE) Disruption of cells infected with a variety of different viruses by introducing a vector that expresses Breakage can occur.   In another embodiment of the present invention, an inhibitor that inhibits viral assembly Vectors for incorporation into gene delivery vehicles producing substances such as palliatives -A construct is provided. In this context, the recombinant DNA molecule is the virus particle Incomplete gag, pol, env or other cue that inhibits assembly in a preferential manner Encodes an irs particle protein or peptide. Such an inhibition is Interaction of normal subunits of particles with interaction of incomplete subunits It is caused by being destroyed by.   One way to increase the efficiency of inhibitory mitigants is by the virus in question. Along with the expression of genes that increase the probability of infection of resistant cells To express an inhibitory gene such as a gene. This results in a productive infection event A non-productive "dead end" event that antagonizes In the specific case of HIV To replicate HIV (by expressing antisense tat or the like as described above). Inhibiting vector constructs can be administered and this can also lead to infections such as CD4 Can be overexpressed. Thus, a relatively small number of vectors Infected HIV-resistant cells may have multiple non-productive with free virus or virus-infected cells. Created as a 'sink' or 'magnet' for biotic fusion events To use.   In another embodiment of the present invention, an inhibitory peptide specific for a viral protease is used. Provides vector constructs for expressing substances such as peptides or proteins Is done. Viral proteases abundant in viral gag and gag / pol proteins To smaller peptides. In all cases, this failure to disconnect is This leads to a complete inhibition of the production of infectious retroviral particles. HIV protease Also known as party protease. And these are proteins or Known to be inhibited by peptides made from amino acids derived from analogs Have been. Vector constructs that inhibit HIV are such peptide inhibitors Express one or more fusion copies of   Administration of the above-described vector constructs in a suitable gene delivery vehicle can be accomplished by a number of Should be effective against lupus-related diseases, cancer, or other virulence factors You.   In yet another embodiment of the present invention, a vector construct encoding the expression of a moderator is provided. A structure is provided. Here, the palliative has a membrane anchor, and as an antitumor agent Works. Such moderating agents include, for example, antitumor agent-membrane anchor fusion proteins Can be constructed as Simply stated, the properties of the fusion protein membrane anchor are For example, it can be selected from a variety of sequences including the transmembrane domain of a known molecule. In general The membrane anchor sequence is the region of the protein that binds the protein to the membrane. Through For example, there are two types of anchor sequences that attach proteins to the outer surface of the cell membrane : (1) spans the lipid bilayer of the cell membrane and interacts with the hydrophobic central region Transmembrane domain (a protein containing such a domain is called a complete membrane protein) Interacts with integral membrane proteins or polar surfaces of the membrane Do Main (such proteins are called peripheral or exogenous proteins) ). However, proteins also directly covalently bind to lipid components of the cell membrane. Can be determined.   The membrane anchor used in the present invention is a transmembrane domain that crosses the membrane one or more times. May be included. For example, in glycophorin and guanylyl cyclase, The binding region crosses the membrane once, whereas the transmembrane domain of rhodopsin crosses the membrane seven times. And the transmembrane domain of the photosynthetic reaction center of Rhodopseudomonas viridis Cross the membrane 11 times (Ross et al., J. Mol. Biol. Chem. 257: 4152, 1982; Garbers, Pharmac . Ther. 50: 337-345, 1991; Engelman et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 77: 2023 Heijne and Manoil, Prot. Eng. 4: 109-112, 1990). Ta Regardless of the number of times the protein passes through the membrane, the area across the membrane is typically of a type It has a similar structure. More specifically, 20-25 members of the domain located inside the membrane The amino acid residue portion generally consists almost entirely of hydrophobic residues (Eisenberg Ann. Rev. Biochem. 53: 595-623, 1984). For example, Glycoho Of the 34 residues in the region across the phosphorus membrane, 28 are hydrophobic (Ross et al. See Tomita et al., Biochemistry 17: 4756-4770, 1978). further , Β-sheet and β-barrel-like structures occur, but X-ray diffraction, crystal structure analysis, The region across the membrane, as determined by and cross-linking studies, is typically α Has a helical structure (see Eisenberg et al., Supra; Heijne and Manoil, supra). thing). The location of these transmembrane helices within a given sequence is indicated by a hydrophobic plot. Can often be predicted based on Stryer et al., Biochemistry, 3rd edition 304, 1988. . Particularly preferred membrane anchors for use in the present invention include membrane signal A naturally occurring cellular protein that has been shown to function as an anchor (this It is non-immunogenic) (eg, glycophorin).   In a preferred embodiment of the present invention, the membrane anchor-γ interferon fusion tag A vector construct encoding a protein is provided. In one embodiment, This fusion protein has a sequence encoding the membrane anchor of the γ chain of the Fc receptor, constructed by genetically fusing to a sequence encoding gamma interferon Can be   In yet another embodiment, the RNA molecule corresponding to the pathogenic function is cleaved and Therefore, one or more ribozymes (RNA enzymes) that inactivate (Haseloff and Gerlach, (Nature 334: 585, 1989) by construction of a therapeutically effective vector Things are provided. Ribozymes recognize specific sequences in target RNA And this sequence is usually 12-17 bp, Specific recognition of specific RNA sequences (eg, HIVtat) corresponding to the primordial state And the toxicity is specific for such pathogenic conditions. Further anomalies Sex, in some cases, makes ribozymes a conditional safener as described above. Can be achieved.   In yet another embodiment, a biologically active nucleic acid that is an antisense sequence A vector construct comprising the molecule is provided (the antisense sequence is also included in the nucleic acid sequence). Thus, it can be encoded and then produced in a host cell by transcription). preferable In embodiments, the antisense sequence comprises an influenza virus, HIV, HSV, It is selected from the group consisting of sequences encoding HPV, CMV, and HBV. This anti A sense sequence is also an antisense RNA that is complementary to an RNA sequence required for virulence. possible. Alternatively, a biologically active nucleic acid molecule is converted to an RNA sequence required for virulence. It can be complementary sense RNA (or DNA).   More specifically, the biologically active nucleic acid molecule can be an antisense sequence. Simple Simply put, antisense sequences are designed to bind RNA transcripts, To prevent the cell synthesis of a particular protein or its RNA sequence by the cell Prevent the use of. Representative examples of such sequences include antisense thymidine Kinase, antisense dihydrofolate reductase (Maher and Dolnick, Arch . Biochem. & Biophys. 253: 214-220, 1987; Bzik et al., PNAS 84: 8360-8364, 1987. ), Antisense HER2 (Coussens et al., Science 230: 1132-1139, 1985), antisense Sense ABL (Fainstein et al., Cncogene 4: 1477-1481, 1989), antisense Myc (S tanton et al., Nature 310: 423-425, 1984), and antisense ras; Antisense sequences blocking any enzyme in the nucleotide biosynthetic pathway I can do it.   Further, in a further embodiment of the invention, a strong class I restricted response is elicited. To do so, antisense RNA may be utilized as an antitumor agent. Simply put, R In addition to binding NA and thereby preventing translation of certain mRNAs, Specific antisense sequences can interfere with the formation of large amounts of double-stranded RNA. Ron (including γ-interferon) is thought to induce increased expression . Increased expression of gamma interferon in turn increases expression of MHC class I antigen. This Preferred antisense sequences used in this regard include actin RNA, myo Syn RNA, and histone RNA. Form a mismatch with actin RNA Antisense RNA is particularly preferred.   In another embodiment, the substance of the invention comprises a surface which is itself therapeutically beneficial. Contains protein. For example, especially in the case of HIV, especially in HIV infected cells Expression of the human CD4 protein can be beneficial in two ways:   1. Soluble CD4 inhibits live virus particle formation against free virus It has been shown that intracellular binding of CD4 to HIVenv This can be inhibited without the problem of immunological and potential immunogenicity. Because this Of the protein remain bound to the membrane and are structurally endogenous CD4 (patients Should be immunologically tolerant).   2. Since the CD4 / HIV env complex has been implicated as a cause of cell death, Further expression of CD4 (in the presence of excess HIV-env present in cells) is more rapid Cell death, thus inhibiting virus seeding. This is a monocyte and macro It may be particularly applicable to phage, which are capable of HIV-induced cytotoxicity. Cytotoxicity is then apparently due to the relative loss of CD4 on the cell surface) Virus production as a result of their relative refractility to Acts as a holder of goods.   Yet a further embodiment of the present invention relates to a vector construct capable of effecting immunostimulation. You. In short, recognizes and protects against foreign pathogens Competence is essential for the functioning of the immune system. In particular, the immune system is responsible for host defense mechanisms. "Self" and "non- We must be able to distinguish from "self" (ie, extrinsic). Cytolytic T lymphocyte Spheres (CTLs) typically bind to MHC class I or class II cell surface proteins. Combined, cell surface recognition structures (eg, processed pathogen-specific peptides) Induced or stimulated by presentation.   Diseases suitable for treatment with immunostimulation include viral infections (eg, influenza Enzavirus, respiratory syncytial virus, HPV, HBV, HCV, EBV, HIV, HSV , FeLV, FIV, Hantavirus, HTLV I, HTLV II, and CMV), cancer (eg , Melanoma, renal carcinoma, breast, ovarian, and other cancers), and heart Disease.   In one example of this embodiment, the present invention provides that the antigen or antigen may be present in sensitive target cells. Or by using a vector construct that directs the expression of A method for stimulating the immune response and inhibiting the spread of the virus is provided. Here, the antigen can (1) initiate an immune response against the viral antigen, or Or (2) by occupying cell receptors required for virus interaction, Either can hinder the spread of ills. Protein expression can be transient or May be stable over time. The immune response should be stimulated against a pathogenic antigen If a vector construct is used, a modified form of the antigen, preferably an immune response Stimulates and reduces the pathogenicity compared to the natural antigen) Designed. This immune response indicates that the cells are in the correct mode (ie, CD3, ICAM-1, I CAM-2, LFA-1, or analogs thereof (eg, Altmann et al., Nature 338: 512, 1989) with information on MHC class I and / or II molecules with accessory molecules. This is achieved when presenting the antigen in the context.   The immune response can also be determined by: (a) (if appropriate, in the context of appropriate MHC molecules) A specific T cell receptor gene recognizing a target antigen, and (b) a target antigen CTL response in the absence of an immunoglobulin gene or (c) MHC context The genes of the two hybrids that provide for By embedding the spheres. Therefore, the vector construct is In addition, it can be used as an immunostimulant, immunomodulator, vaccine or the like.   If immunostimulation is desired in certain cases caused by HIV infection, vectors -Antigens generated from the constructs are responsible for HLA class I or class II restricted immune responses. It may be in a form that induces one or both. For example, HIV envelope anti In the case of the original, the antigen is preferably gp160 which has been modified to reduce its pathogenicity , Gp120, and gp41. In particular, the selected antigen was syncytium Avoiding the expression of epitopes that lead to disease by enhancing the immune response, Remove immunodominant but strain specific epitopes, or Modified to present a lineage-specific epitope, and most or All lines allow a response that can eliminate infected cells. This strain-specific epi Further selection of topes and immunity in animals that cross-react with other strains of HIV It may facilitate stimulation of a response. From other HIV genes or gene combinations Antigens (eg, gag, pol, rev, vif, nef, prot, gag / pol, gag prot, etc.) It may also provide protection in certain cases.   HIV is just one example. This approach uses a unique antigen (membrane protein Many virus-related diseases or cancers (eg, HP V and cervical carcinoma, HTLV-I-induced leukemia, prostate specific antigen (PSA) and prostate cancer, Different p53 and colon carcinoma and melanoma, melanoma specific antigen (MAGE) and melanoma , Mucins and breast cancer).   According to the immunostimulation aspect of the invention, it is carried by the vector construct of the invention. And / or the expressed substance may also be referred to as an "immunomodulator" (often described above). Included). An immunomodulator is activated by one or more cells involved in the immune response. When manufactured or added exogenously to cells, Causes of an immune response that differs in quality or potency from the immune response that occurs in presence A child. This factor can also be expressed from a gene delivery vehicle-derived gene, Expression is driven or controlled by the recombinant retrovirus. Quality of response or crop The application intensity may be determined, for example, by an in vitro assay for measuring cell proliferation (eg,ThreeH Chimiji And in vitro cytotoxicity assays (eg,51Cr release (Warning), including a variety of assays known to those skilled in the art (Warn er et al., AIDS Res. and Human Retroviruses 7: 645-655, 1991). Exemption Epidemiological regulators can be active both in vivo and ex vivo.   Representative examples of such factors include IL-1, IL-2 (Karupiah et al., J. Immunol. ogy 144: 290-298, 1990; Weber et al. Exp. Med. 166: 1716-1733, 1987; Gansba cher et al. Exp. Med. 172: 1217-1224, 1990; U.S. Patent No. 4,738,927), IL-3 , IL-4 (Tepper et al., Cell 57: 503-512, 1989; Golumbek et al., Science 254: 713-716. U.S. Patent No. 5,017,691), IL-5, IL-6 (Brakenhof et al., J. Immunol. 13). 9: 4116-4121, 1987; WO 90/06370), IL-7 (U.S. Pat. No. 4,965,195), IL-8 , IL-9, IL-10, IL-11, IL-12, IL-13 (Cytokine Bulletin, summer 1994), IL-14 , And IL-15, especially IL-2, IL-4, IL-6, IL-12, and IL-13, alpha interface Ron (Finter et al., Drugs 42 (5): 749-765, 1991; U.S. Patent No. 4,892,743; No. 4,966,843; WO 85/02862; Nagata et al., Nature 284: 316-320, 1980; Fam. illetti et al., Methods in Enz. 78: 387-394, 1981; Twu et al., Proc. Natl. Acad. Sc i. USA 86: 2046-2050, 1989; Faktor et al., Oncogene 5: 867-872, 1990), β-in. Terferon (Seif et al., J. Virol. 65: 664-671, 1991), gamma interferon ( Radford et al., The American Society of Hepatology 2008 2015, 1991; Watanabe et al. , PNAS 86: 9456-9460, 1989; Gansbacher et al., Cancer Research 50: 7820-7825, 1 990; Maio et al., Can. Immunol. Immunother. 30: 34-42, 1989; U.S. Patent No. 4,762,7 No. 91; U.S. Pat. No. 4,727,138); G-CSF (U.S. Pat. Nos. 4,999,291 and 4,8 10,643), GM-CSF (WO 85/04188), tumor necrosis factor (TNF) (Jayaraman et al., J. Immunology 144: 942-951, 1990), CD3 (Krissanen et al., Immunogenetics 26:25). 8-266, 1987), ICAM-1 (Altman et al., Nature 338: 512-514, 1989; Simmons et al., Na 331: 624-627, 1988), ICAM-2, LFA-1, LFA-3 (Wallner et al., J. Exp. Med. 166 (4): 923-932, 1987), MHC class I molecule, MHC class II molecule, B7.1-.3, bTwoMiku Logoglobulin (Parnes et al., PNAS 78: 2253-2257, 1981), chaperones (eg, Calnexin), MHC binding transporter protein or its analog (Pow is et al., Nature 354: 528-531, 1991). One In a preferred embodiment, the gene encodes gamma interferon. Exemption Epidemic regulators may also be agonists, antagonists, or ligands of these molecules. Can be For example, the soluble form of the receptor is Often act as antagonists to these types of factors so that they can act. Can be used.   One example of an immunomodulator cited above is a B7 family molecule (eg, B7.1-.3 Co-stimulator). Simply put, the full functional activity of T cells Sexualization requires two signals. One signal is an antigen-specific T cell receptor. Interaction of Ster with Peptide Bound to Major Histocompatibility Complex (MHC) Molecule A second signal, provided by and referred to as costimulation, Thus, it is delivered to T cells. The second signal is interleukin by T cells. B7.1-.3 molecule required for the production of IL-2 (IL-2) and on antigen presenting cells It is likely to involve interaction with CD28 and CTLA-4 receptors on papocytes (Linsley et al. J. Exp. Med., 173: 721-730, 1991a and J. Exp. Med., 174: 561-570, 1991). The present invention In one embodiment, B7.1-.3 comprises CD8+Cause co-stimulation of T cells, Result, CD8+T cells produce enough IL-2 to expand and be fully activated To be introduced into tumor cells. Co-stimulation is no longer necessary for further CTL function It's not necessary, so these CD8+T cells kill tumor cells that do not express B7 I can do it. Both costimulatory B7.1-.3 factor and, for example, immunogenic HBV core protein A vector expressing one can be made utilizing the methods described herein. This Cells transduced with these vectors become more effective antigen presenting cells. HB V core-specific CTL response was fully activated by costimulatory ligand B7.1-.3 CD8+ Increased from T cells.   The choice of which immunomodulator to use can be based on the known therapeutic effects of the factor Or can be determined experimentally. For example, known cures in chronic hepatitis B infection The therapeutic effector is alpha interferon. This compensates for the patient's immunodeficiency , And thereby found to be effective in assisting recovery from the disease Have been. Alternatively, appropriate immunomodulators can be determined experimentally. Simply put First, a blood sample is collected from a patient with liver disease. Peripheral blood lymphocytes (PBLs) Recombinant retrovirus directing expression of the immunogenic portion of the inflammatory antigen and immunomodulators Autologous or HLA-compatible cells (eg, EBV-transformed cells) Restimulate in vitro. Next, CTL using HLA-compatible transduced cells as targets Use these stimulated PBLs as effectors in the assay. HLA compatible stab Using target cells transduced with excitatory substances and vectors encoding only antigens The increase in CTL response relative to the CTL response seen in the same assay performed Key Indicates a nodal factor. In one embodiment of the present invention, the immune modulator Mamma interferon is particularly preferred.   The present invention also provides a method for producing a desired antigen (eg, a viral antigen, a bacterial antigen, or a parasite). (Including antigens). For example, Immune response when administered by one of the recombinant retroviruses described herein The different immunogenic portions of the HBV S antigen can be combined to give an answer. further, HBV S antigen open reading frame found in different regions Due to the widespread immunological variability of certain antigens, Combinations may be suitable. Briefly, all human hepatitis B virus S sumps The epitope found in the antigen is defined as the antigenic determinant "a". But each other A subtype antigenic determinant that is exclusive to is also two-dimensional double immunodiffusion (Ouchterlony, Pr. ogr. Allergy 5: 1, 1958). These antigenic determinants are "d" Or "y" and "w" or "r" (LeBouvier, J. In. fect. 123: 671, 1971; Bancroft et al. Immunol. 109: 842, 1972; Courouce et al. , Bibl. Haematol. 42: 1-158, 1976). This immunological diversity is based on the hepatitis B virus For single nucleotide substitutions in two regions of the S antigen open reading frame Causes the following amino acid changes: (1) Hepatitis B virus S antigen The conversion of lysine-122 to arginine in the pun reading frame is subtype Is shifted from d to y, and (2) the conversion of arginine-160 to lysine is Shift subtype from r to w. African black among subtype ayw Is dominant, while in the United States and Northern Europe the subtype adwTwoIs more abundant (Molecular Biology of the Hepatitis B Virus, edited by McLachlan, CRC Press, 1991). As will be apparent to those skilled in the art, certain hepatitis B It is generally preferred to construct vectors for administration appropriate for the viral subtype . The subtype of a particular region can be determined by two-dimensional double immunodiffusion, or Is preferably the S antigen open library of the HBV virus isolated from individuals in that region. The reading frame can be determined by sequencing.   Those indicated by HBV also include pol ("HBV pol"), ORF5, and ORF6 antibodies. There is a field. Simply put, the polymerase open reading frame of HBV is , Reverse transcriptase activity found in virions and core-like particles in infected liver tissue Code. The polymerase protein consists of at least two domains: reverse Amino-terminal domain encoding a protein that initiates transcription, and reverse transcriptase Carboxyl-terminal domain encoding elemental and RNase H activities. HBV pol immunogen The sexual moiety is a recombinant that expresses the antigen of interest to produce an immune response in the animal. The retrovirus can be administered to a warm-blooded animal by introducing it into the animal. Likewise HBV, such as, ORF5 and ORF6 (Miller et al., Hepatology 9: 322-327, 1989) Antigens can be expressed using the vector constructs described herein.   As described above, at least one immunogenic portion of the hepatitis B antigen comprises a vector construct. Can be incorporated into structures. The immunogenic moiety incorporated into the vector construct can vary It can be long, but in general this part should be at least 9 amino acids long. And may contain the entire antigen. Predict the immunogenicity of a particular sequence Although often difficult, epitopes on T cells have been described by Falk et al. (Nature 351: 290, 1991) using the HLA A2.1 motif. From this analysis Can be synthesized and targeted in in vitro cytotoxicity assays Can be used. However, other assays may also be utilized, and such assays For example, an ELISA that detects the presence of an antibody against a newly introduced vector, such as Laby and gamma interferon assay, IL-2 production assay, and proliferation assay Assays for testing helper T cells such as   In one embodiment of the invention, at least one immunogenic part of a hepatitis C antigen Can be incorporated into vector constructs destined for site-specific integration. Good The preferred immunogenic portion of hepatitis C can be found in the C and NS3-NS4 regions. Because these regions are the most conserved among the various types of hepatitis C virus. (Houghton et al., Hepatology 14: 381-388, 1991). Particularly preferred immunogen The sex part can be determined in various ways. For example, as described above for the hepatitis B virus As described above, the identification of the immunogenic portion of the polypeptide is based on the amino acid sequence. Can be measured. Briefly, various computer programs known to those skilled in the art are utilized. Can be used to predict CTL epitopes. For example, as described by Falk et al. (Nature 351: 290, 1991) Using HLA A2.1 motif, HLA A2.1 haplotype Can predict the CTL epitope for a group. From this analysis, the peptide was synthesized and As a target in an in vitro cytotoxicity assay.   In another aspect of the invention, a method is provided for destroying hepatitis B carcinoma cells. . This method comprises a vector construct that directs the expression of an immunogenic portion of antigen X. Administering the gene delivery vehicle to the warm-blooded animal, resulting in an immune response. Include. According to the disclosure provided herein, HBxAg is The coding sequence is readily available. Briefly, one embodiment of the present invention Now, 642 bp of NcoI-Taq I was recovered from ATCC 45020, and other hepatitis B antigens were recovered. Is inserted into the recombinant retrovirus as described above.   However, the X antigen does not resemble other potential oncogenes (eg, E1A) A known transactivator that can function in the formula. Therefore, generally first After altering the X antigen so that the gene product is non-tumorigenic, it is recombined. Preferably, it is inserted into a torovirus. For example, truncation, point mutation, premature termination The X antigen can be prepared using various methods, including addition of codons or modification of the phosphorylation site. It can be non-tumorigenic. In one embodiment, the X antigen encodes an antigen of interest. Trim the ends of the sequence or gene. Various fragments are produced by cutting off the ends. But it is generally preferable to retain at least 50% of the coding gene sequence. No. In addition, after any cleavage some of the immunogenic sequence of the gene product remains intact It is necessary to keep it. Alternatively, in another embodiment of the present invention, a plurality of A translation termination codon can be introduced into the gene. Insertion of a stop codon can result in protein expression Is stopped before maturation, which prevents expression of the transformed portion of the protein.   The tumorigenicity of the X gene or a modified version thereof can be tested in various ways. Typical assays include tumor formation in nude mice and colony in soft agar. Transgenic animals such as Ronnie formation and transgenic mice Preparation of   In another aspect of the invention, a recombinant that directs the expression of an immunogenic portion of a hepatitis C antigen Destroying hepatitis C carcinoma cells, comprising administering a retrovirus to a warm-blooded animal A method is provided for doing so. The preferred immunogenic portion of the hepatitis C antigen is And polypeptides containing the NS1-NS5 region (Choo et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 88: 2451-2455, 1991). Particularly preferred immunogenic part The minutes can be determined by various methods. For example, as described above, the amino acid sequence The preferred immunogenic portion can be predicted based on the Briefly, known to those skilled in the art Various computer programs can be used to predict CTL epitopes. An example For example, HLA A2.1 Mochy described by Falk et al. (Nature 351: 290, 1991) Can be used to predict CTL epitopes for the HLA A2.1 haplotype. Exemption Another method that can be used to predict the epidemiological portion uses retroviruses To determine which parts have CTL-inducing properties in mice (See Warner et al., AIDS Res. And Human Retroviruses 7: 645-655, 1991. When). As described by Warner et al. Cell immunogenicity in a cell. Preferred immunogenic moieties are also polypep Which fragment of the peptide antigen or peptide is the vector trait of the corresponding gene Autologous patient lymphocytes (eg, autologous EBs) of target cells that express the fragment after transduction V-transformed lymphocytes) to determine if they can induce lysis. Can be   Preferred immunogenic moieties can also be selected as follows. Simply put HCV to determine which antigenic fragments are present in the patient's serum Blood samples from patients suffering from a target disease such as Antibodies against peptide regions (eg, HCV core, E1, E2 / SN1, and NS2-NS5 regions) Analyze by body. Patients treated with alpha interferon to obtain transient remission In some cases, some antigenic determinants are lost and endogenous antibodies to that antigen are recovered. Instead of Such antigens are useful as immunogenic portions in the context of the present invention. (Hayata et al., Hepatology 13: 1022-1028, 1991; Davis et al., N. Eng. J. Med. 321: 1501-1506, 1989).   By truncating the coding sequence, the hepatitis B or C virus Additional immunogenic portions of the selected antigen, such as antigens, can be obtained. For example, HBV Can be used to cut the following sites: Bst UI, Ssp I, Ppu M1 and Msp I (Vale nzuela et al., Nature 280: 815-19, 1979; Valenzuela et al., Animal Virus Genetics: ICN / UCLA Symp. Mol. Cell Biol., 1980, B.N. Fields and R.S. Jaenisch (ed.), 57-70, New York: Academic). To determine appropriate immunogenic moieties and methods Further methods for this are also described below in connection with hepatitis C.   Particularly preferred immunity for uptake into recombinant retroviruses for treatment of HBV Genogenic moieties include HBeAg, HBcAg, and HBsAgs. More than 1 Many immunogenic moieties (and immunomodulators, if desired) are incorporated into the vector construct. It can be inserted. For example, in one embodiment, the immunogenic portion of the hepatitis B antigen and Vector vector that directs the simultaneous expression of both the immunogenic portion of hepatitis C polypeptide and hepatitis C polypeptide A structure can be prepared. Such constructs may be of type B or type C acute and And prevent or treat chronic hepatitis infection. Similarly, other implementations In an aspect, an immunogenic portion of a hepatitis B X antigen and an immunogen of a hepatitis C polypeptide Vector constructs can be prepared that direct co-expression of both sex moieties. Such a structure The structure also treats hepatocellular carcinoma associated with either hepatitis B or hepatitis C To be administered. In addition, chronic infection with hepatitis B and C Because some individuals are at higher risk of developing hepatocellular carcinoma, Can also be used as a prophylactic treatment for this disease.   Immunogenic moieties can also be selected by other methods. For example, HLA A2.1 / Kb Transgenic mice serve as a model for human T cell recognition of viral antigens. Is shown. Briefly, influenza virus and B In the hepatitis B virus system, the mouse T cell receptor repertoire contains human T cells. Recognizes the same antigenic determinants as those recognized by the vesicle. In both systems, HLA A2.1 / KbThe CTL response generated in transgenic mice was Epitopes substantially identical to those recognized by human CTLs (Vitiello et al., J. Exp. Med. 173: 1007-1015, 1991; Vitiello et al., Abstract of Molecular Biology of Hepatitis B Virus Symposia, 1992).   The immunogenic proteins of the invention also make them more immunogenic It can be operated by various methods known in the art. Such person A typical example of the method is: Add amino acid sequence corresponding to helper T epitope Promoting cell uptake by adding hydrophobic residues; Promoting cellular uptake by forming child structures; or (In general, Hart, supra, Milich et al., Proc. Natl. A. cad. Sci. USA 85: 1610-1614, 1988; Willis, Nature 340: 323-324, 1989; Grif fiths et al. Virol. 65: 450-456, 1991).   The present invention also provides for the detection of various feline diseases (eg, feline leukemia virus (“FeLV”)). And the treatment of feline immunodeficiency virus ("FIV") infections and the like. And methods, as well as vaccines for the prevention of these diseases. These ui Ruth is discussed more fully in PCT Application No. US 93/09070.   Briefly, feline leukemia virus (FeLV) is It is a family retrovirus. Currently, FeLV has its envelope antigen gp70 And that there are three subgroups A, B or C, distinguished by Has been obtained. FeLV is also highly conserved in all FeLV subgroups. Core antigens (including p15, p12, p27, and p10) (Geering et al., Vi r. 36: 678-680, 1968; Hardy et al., JAVA 158: 1060-1069, 1971; Hardy et al., Science 166. : 1019-1021, 1969). In one embodiment of the present invention, the vector construct The structures are p15gag, p12gag, p27gag, p10gag, p14pol, p80pol, p46pol, gp70env , And at least a feline leukemia virus antigen selected from the group consisting of p15env Directs partial expression. In a particularly preferred embodiment, the vector construct comprises Directs gp85env expression. Sequences encoding these antigens are provided herein. Provided disclosure (Donahue et al., J. Vir. 62 (3): 722-731, 1988; Stewart et al., J. Vir. 58 (3): 825-834,1986; Kumar et al., J. Vir. 63 (5): 2379-2384,1989; Elder et al., J. Vir. 46 (3): 871-880, 1983; Berry et al., J. Vir. 62 (10): 3631-3641, 1988; Laprevotte et al., J. Vi. r.50 (3): 884-894, 1984).   Feline immunodeficiency virus (FIV) has a requirement for magnesium in reverse transcriptase (RT) and Retroviruses of the lentivirus subfamily based on morphology of viral particles (Pederesen et al., Science 235: 790-793, 1987. ). Feline immunodeficiency virus is morphologically and antigenically similar to other feline retroviruses. (Feline leukemia virus, type C oncornavirus (RD-114), and cat (Including the FeSFV) (see Yamamoto et al., “Experimental FIV vaccines”). Efficacy of Chin '', (Summary), First International Conference of Feline Immunodef iciency Virus Researchers, University of California, Davis, CA, Sep.4-7,1991 checking). In one embodiment of the present invention, the vector construct comprises p15gag Selected from the group consisting of p24gag, p10gag, p13pol, p62pol, p15pol, and p36pol Directing the expression of at least one immunogenic portion of a subject feline immunodeficiency virus antigen I do. In a particularly preferred embodiment, the vector construct comprises gp68env, gp27env, And rev expression. In the context of the present invention, "rev" means rev open It is understood to refer to the antigen corresponding to the reading frame (Phillips et al., Fir st International Conference, supra). Encoding these antigens The sequence described in the disclosure provided herein (Phillips et al., J. Vir. 64 (10): 4605). -4613,1990; Olmsted et al., PNAS 86: 2448-2452,1989; Talbott et al., PNAS 86: 5743-574. 7,1989) can be readily obtained by those skilled in the art.   Still other examples are non-tumorigenic modified genes (eg, ras (ras*) Gene (WO93 / 10814; U.S. patent application Ser. No. 08 / 367,071, supra)), modified p53 (p53).*) Genes (Linzer and Levine, Cell 17: 43-52, 1979; Lane and Crawford, Nature  278: 261-263,1979; Hinds et al., J. Virol. 63: 739-746,1989; U.S. Patent Application No. 08 /. 367,071, supra), modified Rb (Rb*) Gene (Friend et al., Nature 323: 643,1986; Lee Et al., Science 235: 1394,1987; Fung et al., Science 236: 1657,1987; U.S. Patent Application No. 08 / 367,071, supra), a modified gene that causes Wilms tumor (Call et al., Cel l 60: 509,1990; Gessler et al., Nature 343: 744,1990; Rose et al., Cell 60: 495,1990; Ha ber et al., Cell 61: 1257,1990; U.S. Patent Application No. 08 / 367,071, supra), modified whip Gene (Girling et al., Int. J. Cancer 43: 1072-1076, 1989; Gendler et al., J. Biol. Ch. em. 265 (25): 15286-15293, 1990; Lan et al., J. Biol. Chem. 265 (25): 15294-15299,199 0; Ligtenberg et al., J. Biol. Chem. 265: 5573-5578, 1990; Jerome et al., Cancer Res. 51 : 2908-2916,1991; and U.S. Patent Application No. 08 / 367,071, supra), a modified DCC (conclusion). Gene (deleted in colorectal carcinoma) (Edelman, Biochem 27: 3533-3543,1988; Sol) omon, Nature 343: 412-414,1990; Fearon et al., Science 247: 49-56,1990; U.S. Patent Application No. 08 / 367,071, supra), MCC (mutated in colorectal cancer Or APC). MCC and APC remains Both genes (Kinzler et al., Science 251: 1366-1370, 1991; Nishiho et al., Sciencec e 253: 665-669, 1991), for example, thyroid hormone receptor, PDGF receptor , Insulin receptor, interleukin receptor (eg, IL-1, IL-2, A receptor such as IL-3), or a CSF receptor (eg, G-CSF, GM-CSF, or Are M-CSF receptors (U.S. patent application Ser. No. 08 / 367,071, supra, Slamon et al., Scienc e 244: 707-712,1989; Slamon et al., Cancer Cells 7: 371-380,1989; Shih et al., Nature. 290: 261,1981; Schechter, Nature 312: 513,1984; Coussens et al., Science 230: 1132. Leduc et al., Am. J. Hum. Genet. 44: 282-287, 1989)) Is a modified cell receptor containing a modified form. Modifications in such receptors Has led to the production of proteins (or receptors) containing novel coding sequences. Be sent. Novel proteins encoded by these sequences are It can be used as a marker for cells, and Utilizes the directed immune response to destroy tumorigenic cells containing altered sequences or genes Can break.   If the altered cellular component is involved in making the cells tumorigenic, It is necessary that the cellular components that have become non-tumorigenic. For example, in one embodiment The sequence or gene of interest encoding the altered cellular component is a gene product The ends are truncated to make them non-tumorigenic. Remains encoding changed cellular components Genes can be truncated to various sizes but retain as much of the altered cellular components as possible Is preferred. In addition, the immunogenicity of altered cellular components, even when the ends are truncated At least some of the sequences need to be intact. Or, multiple Number of translation termination codons to alter the immunogenic region in the gene encoding the altered cellular component Downstream. Insertion of a termination codon terminates protein expression early, Thus, expression of the transformed portion of the protein is prevented. U.S. Patent Application No. 08/367 No., 071, supra. However, altered cellular components are generally non-tumorigenic cells. Is only associated with the vesicle and is not necessary to make the cell tumorigenic, or Note that if not essential, the cellular components do not need to be non-tumorigenic It is. A representative example of such altered cellular components that are not oncogenic is Rb*, Ubi Kitchen*, And mucin*including.   As mentioned above, in order to generate an appropriate immune response, the altered cellular components also Must be immunogenic. T cell epitopes are often immunogenic and amphipathic However, the immunogenicity of a particular sequence is often predictive. Is difficult to do. However, it is generally preferable to determine immunogenicity in the assay. Good. A typical assay tests for the presence of antibodies against a newly introduced vector. ELISA, gamma interferon assay, IL-2 production assay, And assays that test T helper cells, such as proliferation assays. Immunogenicity A particularly preferred method for determining is the CTL assay. U.S. Patent Application No. 0 See 8 / 367,071, supra.   Once the sequence encoding at least one anti-tumor agent is obtained, this sequence Preferably encodes a non-tumorigenic protein. specific Various assays for assessing the tumorigenicity of cellular components are known and readily accessible. Can be achieved. Representative assays include tumor formation in nude mice or rats, Colonization in soft agar, and transgenic animals (eg, trans Transgenic mice).   For this and many other aspects of the invention, a nude mouse or rat Tumorigenesis is particularly important and sensitive in determining the tumorigenicity of antitumor agents It is an easy method. Nude mice lack a functional cellular immune system (ie, Have no CTL), and thus are useful for testing the potential of cells for tumorigenicity. Provide an in vivo model. Normal non-tumorigenic cells are injected into nude mice. Does not show uncontrolled growth properties. However, transformed cells are Proliferates rapidly in the mouse and gives rise to tumors. Briefly, one implementation In embodiments, the vector construct encoding the altered cellular component is derived from a syngeneic mouse. The cells are delivered and then administered to nude mice. To determine tumor growth The mice are observed visually for 2-8 weeks after administration. Also determine if a tumor is present Mice can be sacrificed and necropsied (Giovanella et al., J. Natl. Cancer Inst. . 48: 1531-1533, 1972; Furesz et al., Abnormal Cells, New Products and Risk, Hopps and Pe tricciani ed., Tissue Culture Association, 1985; and Levenbook et al. Bio l. Std. 13: 135-141, 1985). Tumorigenicity also depends on colony formation in soft agar. Can also be evaluated by visualizing the composition (MacPherson and Montagnier, Vir . 23: 291-294, 1964). Briefly, one property of normal non-tumorigenic cells Is a "contact inhibition" (ie, cells stop growing when they come into contact with adjacent cells) ). When cells are plated on a semi-solid agar support medium, normal cells are quickly contacted. The tumorigenic cells continue to proliferate and colony in soft agar To form   Transgenic animals, such as transgenic mice, also have antitumor agents. (See, eg, Stewart et al., Cell 38: 627). -637, 1984; Quaife et al., Cell 48: 1023-1034, 1987; and Koike et al., Proc. Natl . Acad. Sci. USA 86: 5615-5619, 1989). In transgenic animals, The gene of interest can be expressed in all tissues of the animal. This transgene Unregulated expression provides a model for the tumorigenic potential of newly introduced genes. Can be helpful.   In addition to studies on tumorigenicity, the toxicity of gene delivery vehicles is generally Is preferably determined. Using various methods well known to those skilled in the art, Such toxicity can be measured. This includes, for example, systemic levels of various tampering. Clinical chemistry assays that measure the volume and number of proteins and enzymes and blood cells No.   The present invention also provides one or more gene products capable of immune downregulation. An encoding vector construct is provided. Simply put, for example, autoimmune diseases Or pseudo-autoimmune diseases (eg, chronic hepatitis, diabetes, rheumatoid arthritis, transplantation) Transplantation of heterologous tissues such as uni-versus-host disease, and Alzheimer's), or bone marrow Specific down regulation of inappropriate or unwanted immune responses in transplantation (MHC) An immunosuppressive viral gene product that suppresses antigen surface expression, or its activity. It can be manipulated using the sex part. In the present invention, the "active portion" of the gene product is Fragmentation of gene products that must be retained for biological activity It is. Such a fragment or active domain may comprise a nucleotide sequence Systematic removal from the protein sequence and the resulting vector construct For FACS analysis or other immunological assays (eg, CTL assays) To Can be easily identified by measuring MHC class I presentation on the cell surface You. These fragments have the size of the sequence encoding the entire protein It is particularly useful when the capacity of the loose carrier is exceeded. Alternatively, MHC antigen presentation The active domain of the inhibitor protein can be digested enzymatically and the active moiety Can be purified by biochemical methods. For example, the active part of this protein Blocking monoclonal antibodies isolate and isolate the active portion of the cleaved protein. And used for purification (Harlow et al., Antibodies: A Laboratory Manua) 1, Cold Springs Harbor, 1988).   For example, inhibition can be achieved with accessory molecules (e.g., CD8, intracellular adhesion molecule-1 (ICAM-1) , ICAM-2, ICAM-3, leukocyte functional antigen-1 (LFA-1) (Altmann et al., Nature 338: 521, 198). 9), B7.1-.3 molecule (Freeman et al., J. Immunol. 143: 2714, 1989), LFA-3 (Singer , Science 255: 1671, 1992; Rao, Crit. Rev. Immunol. 10: 495, 1991) or Processed pepti associated with self MHC molecules in addition to other cell adhesion molecules) This is achieved by specifically inhibiting the activation of presentation of the drug. MHC class I molecule Presentation of antigenic peptides associated with CTLs leads to CTL activation. Inhibit MHC antigen presentation The transfer and stable integration of certain sequences that can express the expected product is CD8+Block activation of T cells, such as CTL, and thereby suppress graft rejection You. Standard CTL assays can be used to detect this response. Antigen Components of the indicated pathway, 45Kd MHC class I heavy chain, bTwo-Microglobulin, protea Processing enzymes, accessory molecules, calnexin (Gaczynska et al.) , Nature, 365: 264-282, 1993), and transporter proteins. (Eg, PSF1, TAP1 and TAP2 (Driscoll et al., Nature, 365: 262-263, 1993) ).   In another example, bTwo-Gene products or genes capable of binding to microglobulin Vector constructs are provided that direct the expression of the active portion of the product. Simply put For transport of MHC class I molecules to the cell surface for antigen presentation, bTwo-Microglob Meeting with phosphorus is required. Thus, bTwo-Binds with microglobulin and Proteins that inhibit its association with MHC class I indirectly provide MHC class I antigens. Inhibit the indication. Suitable proteins include the H301 gene product. Simple To In other words, the H301 gene obtained from human cytomegalovirus (CMV) B on the heavy chain of Las I moleculeTwo-A glycoprotein with sequence homology to the microglobulin binding site Encodes proteins (Browne et al., Nature 347: 770, 1990). H301 is bTwo-Micro gro Binds to Brin, thereby preventing the maturation of MHC class I molecules and MHC class I-restricted immune surveillance that cannot be recognized by cytotoxic T cells Escape.   In another embodiment, binds a newly synthesized MHC class I molecule intracellularly Provides vector constructs that direct the expression of proteins or active portions of proteins Is done. Alternatively, antisense RNA or the like that inhibits the translation of MHC class I proteins Or the ribozyme is encoded by the vector construct. These activities are small Prevents migration of MHC class I molecules from the endoplasmic reticulum, resulting in inhibition of termination glycosylation Brought. This blocks the transport of these molecules to the cell surface, Cell recognition and lysis by For example, one of the products of the E3 gene It can be used to inhibit the transport of ras I molecules to the surface of transformed cells. More details Specifically, E3 is a 19 kD transmembrane glycoprotein transcribed from the E3 region of the adenovirus 2 genome. Encodes the protein E3 / 19K. In the context of the present invention, tissue cells are expressed as E3 Transformed with a vector construct containing the E3 / 19K sequence producing the / 19K protein. The E3 / 19K protein inhibits surface expression of MHC class I surface molecules and Cells transformed by Irus escape the immune response. As a result, the donor cells Transplantation with reduced risk of graft rejection and minimal immunity in transplant patients Epidemiological control measures may only be required. This is an acceptable donor recipe Ant chimerism is present with fewer complications. A similar treatment is used for systemic lupus erythema Including Todes, multiple sclerosis, rheumatoid arthritis or chronic hepatitis B infection It can be used to treat any autoimmune disease.   Other alternative immunosuppression methods include antisense messages, ribozymes, or Or other gene expression inhibitors specific for existing autoreactive T cell clones. Use of bitter. These are specific unwanted clones responsible for the autoimmune response. Block T cell receptor expression. Antisense, ribozyme, also Other genes can be introduced using a gene delivery vehicle.   MHC class I (MHC class II presentation) other proteins different from those described above A protein that functions to inhibit, suppress, or down regulate antigen presentation Proteins can also be identified and utilized within the context of the present invention. like this Proteins, especially those from mammalian pathogens (and, instead, May be able to inhibit MHC class I antigen presentation in order to identify Recombinant retrovirus expressing a protein or an active part thereof, such as BC Transformed into a tester cell line. Has a sequence encoding the candidate protein Tester cell line with and without stimulator in CTL assay And / or compared to the target. Cells corresponding to transformed tester cells Reduced lysis indicates that the candidate protein can inhibit MHC presentation.   Many infectious diseases, cancer, autoimmune diseases, and other diseases are associated with viral particles. Including the interaction of cells, cells and cells, or cells and factors. Virus infection smell Thus, the virus usually enters cells via receptors on the surface of susceptible cells. gun In some cases, cells may respond inappropriately to signals from other cells or factors. Or do not respond at all. Inappropriate "self" markers in autoimmune diseases Recognition exists. In the present invention, such interactions are referred to as Of vectors encoding in vivo expression of analogs for any of the toners It can be blocked by using things. Such analogs are blockin It is known as a bulking agent. This blocking effect can occur intracellularly, on cell membranes, or in cells. It can happen outside. The blocking action of this blocking agent is From or blocking proteins that block pathogenic interactions locally It can be mediated by either secretion.   For example, in the case of HIV, the two interacting substances are the gp120 / gp41 envelope proteins. Proteins and CD4 receptor molecules. Therefore, a suitable blocker may have HIV env analog, or CD4 receptor that blocks HIV entry without causing It is a tar analog. CD4 analogs are secreted to protect adjacent cells And functions, while gp120 / gp41 protects only vector-containing cells, It is excreted or produced only intracellularly. Increases stability or complement solubility To add human immunoglobulin heavy chains or other components to CD4 so possible. Position of the vector construct encoding such hybrid soluble CD4 Delivery in a position-specific manner results in a continuous supply of stable hybrid molecules .   Recombinant DNA molecules that mediate the expression of HIV env can also be constructed. Which part is obvious It is clear to a person skilled in the art whether virus adsorption can be blocked without (Willey et al., J. Virol. 62: 139,1988; Fisher et al., Science 233: 655,1986).   Another embodiment of the present invention is directed to a method for removing, mutating, or not expressing in a cell type. And the delivery of suppressor genes that lead to tumor formation in that cell type. Deletion Reintroduction of the resulting gene leads to a regression of the tumor phenotype in these cells. Malignant Tumors can be considered to be an inhibition of terminal differentiation of cells as compared to cell growth Delivery and expression of gene products that lead to tumor differentiation also generally lead to regression Should be.   Sequences encoding the above nucleic acid molecules can be obtained from a variety of sources. For example, Plasmids containing sequences encoding altered cell products are, for example, American Typ Advan, such as e Culture Collection (ATCC, Rockville, Maryland) ced Biotechnologies (Columbia, Maryland) or British Bio-Technology It can be obtained from commercial sources such as Limited (Cowley, Oxford England). There Is the cDNA sequence for use in the present invention a cell that expresses or contains the sequence? Can be obtained. Briefly, in one embodiment, the gene of interest is expressed Cell-derived mRNA is reverse transcribed using oligo dT or random primers. For reverse transcription. The single-stranded cDNA is then sequenced on either side of the desired sequence. PCR using oligonucleotide primers complementary to the columns (US Pat. No. 4,683,202). Nos. 4,683,195 and 4,800,159. Also PCR Technology : Principles and Applications for DNA Amplification, Erlich (ed.), Stock ton Press, 1989). In particular, double-stranded DNA Stable Taq polymerase, sequence specific DNA primers, ATP, CTP, GTP and TTP Denatured by heating in the presence. Upon completion of synthesis, double-stranded DNA is produced. This cycle can be repeated many times, and the desired DNA is amplified multiple times. further Genes of known nucleotide sequence useful in the practice of the invention are available cDNA or Clones the desired gene from an mRNA library using standard techniques This And can be obtained by Carried and / or by the recombinant DN molecule described herein. Alternatively, the expressed nucleic acid molecule is, for example, a DNA synthesizer (Applied Biosystems Inc.) For example, APB DNA synthesizer model 392 (Foster City, California)) In part, it can be synthesized. C.Cell culture   As mentioned above, certain embodiments of the present invention provide for the preparation of viral preparations suitable for human administration. Provide products.   In a particularly preferred embodiment, a high titer recombinant retrovirus preparation is used. It is. To produce such high titer preparations, U.S. patent application Ser. No. 7,071, supra, a cell culture method is used. In short, a wide variety Methods (eg, fermenters or bioreactors, roller bottles, cell hotels) Or use of cell factories and hollow fiber cultures) obtain. For a bioreactor or fermentor, cells are collected in 1 liter of appropriate medium. At a concentration in the range of 3 to 15 g microcarriers per microgram, preferably micro Carrier (ie, Cytodex1 or Cytodex2; Pharmacia, Piscataway, N.J.) Proliferate. For roller bottles, the appropriate conditions are microcarrier beads Includes the conditions used for the bioreactor, except that no is utilized. Fine Cell factories are also used for recombinant retroviruses from large cell cultures and adherent cells. It can be used for the production of ills. In short, the cell factory (" Typically referred to as “cell hotels”) is to ultrasonically couple one to the other Molded from more assembled uncontaminated polystyrene, then Nuclon  D includes a plurality of trays that have been treated to provide a surface, and For example, it is available from various manufacturers including Nunc. The hollow fiber culture method also It can be used for production of recombinant retrovirus. Simply put, hollow fan High titer retrovirus production using ivver cultures is based on reduced cell volumes of medium. Based on the increase in virus concentration as it is cultured to high density in. cell The volume of medium to be cultured on the side should be cultivated in a tissue culture dish or flask. Approximately 10-100 times lower than required for equivalent cell density. It Allows individual retroviral producer cell lines to propagate hollow fibers If the conditions are followed, a 10 to 100-fold increased titer results. Achieve maximum cell density Individual cell lines are very close together and grow so that they touch each other Must be able to do it. Many cell lines do not grow in this manner and these Retroviral packaging cell lines based on cell types You may not achieve a 10-fold increase. Very good growing cell lines are non-adherent Retroviral producer based on non-adherent and non-adherent cell lines -The strain has a 100-fold increase in titer compared to tissue culture dishes and flasks. It is believed that addition can be achieved. D.Enrichment and purification of recombinant retroviral particles   When a retroviral gene delivery vehicle is used in the practice of the present invention, Increasing the purity of a therapeutic preparation, as well as recombinant retroviruses that can be administered It is preferred to increase the titer of the loose. A wide variety of methods (eg, Precipitation of recombinant retrovirus using monium, polyethylene glycol (“PE G ") enrichment, in the presence of a gradient such as PERCOLL or a" buffer "such as sucrose or Is concentrated by centrifugation in the absence of any, using a concentration filter (e.g., A micon filtration), and two-phase separation) to increase virus concentration and purity. Can be used for U.S. Patent Application No. 08 / 367,071, supra and U.S. Patent Application See No. 08 / 153,342. E. FIG.Assay   In another aspect of the present invention, a method for evaluating or quantifying the obtained product ( For example, staining with Coomassie blue or silver stain, followed by densitometry Scanning) along with non-denaturing gels (eg, (4-15% gradient polyacrylamide gel for separation) A method is provided for quantifying a vehicle. Such methods are useful for surviving gene delivery Although it is not possible to distinguish between vehicles and non-viable gene delivery vehicles, they are relatively simple. This is advantageous because it is fast. One typical example of such a method is Further details are shown in Example 10 below.   In another aspect of the invention, the recombinant virus (eg, recombinant An assay is provided for measuring the titer of Torovirus). Typically, this Assays based on the presence of a selectable marker or the formation of blue colonies obtain. However, in certain embodiments, including a gene encoding a selectable marker. A gene delivery vehicle is provided. Therefore, antibodies and PCR assays (that The latter of which is described below) can be used to determine the titer. PC Use R to create unique sequences for the vector constructs carried in the gene delivery vehicle. To amplify, appropriate amplification primers are required. Such primers Vector constructs that can be readily designed and used by those skilled in the art, , The particular region desired to be amplified, and the like. Recombinant retro When irus is used for gene delivery, a typical PCR primer pair is an LTR Specific to the sequence, packaging signal sequence or other regions of the retroviral backbone And may include primers specific for the gene of interest.   Briefly, in one embodiment of the invention, the PCR titration assay is Used to determine the titer of the recombinant retroviral preparation. This asse B. Recombinant retrovirus in a 6-well plate for at least 16 hours before harvest This is accomplished by growing a known number of cells transduced with the cells. One per plate Wells are sacrificed for counting. Lyse cells from other wells, Then the contents are isolated. Use the QUIAmp DNA isolation kit (QUIAgen, Inc., Chats worth, CA). 5 x 10 DNA per sample6Individual cell equivalent / μL Resuspend.   To calculate the titer, the standard curve was 5 × 106Non-transduced HT 1080 cells Negative control) and a known vector. 5x10 with one integrated copy of the vector per system6HT 1080 Produced using DNA isolated from cells (positive control) A recombinant retrovirus encoding a selectable marker such as neomycin resistance Can be prepared from a packaging cell line transduced with This standard curve is Combine and recombine different amounts of positive and negative control DNA PCR using primers specific to specific regions of the retrovirus Produced by amplifying a specific sequence from Mix for standard curve generation Representative groups of the compounds are shown below:   5 μl from each tube is placed in one of the eight reaction tubes (duplicates are also preferred). And save the rest at -20 ° C. Duplicate 5 μl from each sample DNA preparation Into its own reaction tube. Next, the PCR reaction (50 μL total volume) was Add 45.0 μL reaction mixture containing the following components per tube to be tested: Start with: 24.5 μL water, 5 μL 10 × reaction PCR buffer, 4 μL 25 mM MgClTwo4 μL of dNTP (containing 2.5 mM of each dATP, dGTP, dCTP, and dTTP), 5 μL primer mix (100 ng each primer), 0.25 μL TaqStart Monochrome Antibody (Clontech Laboratories, Inc., Palo Alto, CA), 1.00 μL TaqStart buffer Buffer (Clontech Labs, Inc.) and 0.25 μL AmpliTaq DNA polymerase (Perkin- Elmer, Inc., Norwalk, CN). Immediately before aliquoting the reaction mixture into reaction tubes, add 1 μL Α-32P dCTP (250 μCi; 3000 C / mmol, 10 mCi / mL, Amersham Corp., Arlington He ights, IL) is added to the reaction mixture. 45.0 μL of reaction mixture to each reaction tube After aliquoting, cap tube and place in thermocycler. Specific degeneration , Annealing, extension time and temperature, and the number of thermocycles It will vary depending on the size and nucleotide composition of the primer pair used. Then Perform 20 to 25 amplification thermocycles. Then, 5 μL of each reaction was added to DE81 ion Spot on exchange chromatography paper (Whatman, Maidstone, England) And air dry for 10 minutes. The filter was then filtered with 50 mM NaTwoPOFour, PH 7, 200 mM Wash 5 times with 100 mL per wash in NaCl, then air dry, then dry At Sandwich. Quantification was performed using PhosphoImager SI (Molecular Dynamics, Sunnyvale, CA). Typically, the filter is exposed to a phosphor screen. this The screen is exposed to energy from ionizing radiation for a suitable period of time, typically about 120 minutes. Store. After exposure, the phosphor screen is scanned, which allows the light to Emitted in proportion to the radioactivity on the filter. Then down the scan results Load and cpm (ordinate) vs.% of positive control DNA (abscissa) Plot on a log scale. The titer of each sample (infection unit / mL) is Recombinant retrovirus used to transduce cells to the number of cells isolated Percentage determined from a standard curve based on the detected radioactivity divided by the volume of (Converted to base form). Recognized by those skilled in the art As described, other detection methods, such as colorimetry, can also be used to label amplification products. Can be used for F.Prescription   Another aspect of the present invention relates to the formulation of a gene delivery vehicle according to the present invention.   A preferred embodiment of this aspect of the invention is the preparation of an infectious recombinant retrovirus. Concerning the preservation of things. Recombinant retrovirus infects eukaryotic cells during reconstitution (See US patent application Ser. No. 08 / 153,342), and locate the vector construct. It can be delivered to the genome of such cells in an unusual manner. Conveniently purified and If necessary, first concentrate the recombinant retrovirus with sufficient formulation buffer. Solution to the medium containing the recombinant retrovirus to form an aqueous suspension. And can be held by Preferably, the formulation buffer is a saccharide, high molecular weight structural An aqueous solution containing additives and buffer components in water. Used within the context of the present invention The "buffer compound" or "buffer component" is used to maintain an aqueous suspension at the desired pH. It should be understood to refer to a substance that functions as follows. The aqueous solution may also contain one or more Contains amino acids.   Recombinant retroviruses can also be stored in purified form. More specifically Prior to the addition of the formulation buffer, the crude recombinant retrovirus described above is, for example, Cross flow enrichment system (Filtron Technology Corp., Nortborough, MA) Yo Clarify by passing the retrovirus through a filter, then concentrate Can be done. In one embodiment, DNase is added to the concentrate to eliminate exogenous DNA. Become The digest is then diafiltrated to remove excess media components. And establish the recombinant retrovirus in a more desirable buffered solution. Then The dialysis filtrate is passed through a Sephadex S-500 gel column, and the purified recombinant retrovirus is purified. Elute the virus. Add sufficient formulation buffer to this eluate to obtain the desired components (See, eg, Example 9) and recombinant retrovirus Dilute to a minimum. The aqueous suspension is then added, preferably at -70 ° C or immediately. Dry and store. As mentioned above, the formulation buffer contains saccharides, high molecular weight structural An aqueous solution containing additives and buffer components in water. The aqueous solution may also contain one or more It may contain amino acids.   Crude recombinant retrovirus can also be used for ion-exchange column chromatography. It can be more purified. This method is described in more detail in US patent application Ser. No. 08 / 093,436. It is described in. Generally, the crude recombinant retrovirus is recovered through a filter. Clarified by passage of torovirus and highly sulfonated Load the filtrate into the column containing the cellulose matrix. Recombinant retro The virus is eluted from the column in purified form by using a high salt buffer. You. The high salt buffer is then more desirably passed by passing the eluate through a molecular exclusion column. Replace with a new buffer. A sufficient amount of the formulation buffer is then purified as described above. Added to the recombinant retrovirus, and immediately dry the aqueous suspension. Or preferably stored at -70 ° C.   The aqueous suspension in crude or purified form can be lyophilized or evaporated at any temperature. It can be dried by poration. Specifically, freeze drying is below the glass transition temperature Or cooling the aqueous suspension below the eutectic temperature of the aqueous suspension, and sublimation Removing the water from the more cooled suspension to form a lyophilized retrovirus. Include. Conveniently, aliquots of the formulated recombinant retrovirus are lyophilized. Refrig chamber (Edwards Refrig) connected to a machine (Supermodulyo 12K) erated Chamber) (3 shelf RC33S unit). Phillips et al. (Cryobiolo gy 18: 414, 1981), using a multi-stage freeze-drying procedure. The isolated recombinant retrovirus is lyophilized, preferably from a temperature of -40 ° C to -45 ° C. You. The resulting composition contains less than 10% water by weight of lyophilized retrovirus. It contains. Once lyophilized, the recombinant retrovirus is stable and And may be stored at -20 ° C to 25 ° C, as discussed in more detail below.   In the evaporation method, water is removed from the aqueous suspension at any temperature by evaporation Is done. In one embodiment, the water is spray-dried (EP 520,748). No.). In the spray drying process, the aqueous suspension is preheated Delivered into a stream of gas (usually air). So the water is a droplet of the suspension Evaporates quickly from. Spray-drying equipment is available from many manufacturers (eg, Drytec , Ltd., Tonbridge, England; LabPlant, Ltd., Huddersfield, England) Available. Once dehydrated, the recombinant retrovirus is stable, -20 ° C to 2 ° C. Can be stored at 5 ° C. In the method described herein, the resulting dried or Indicates the water content of the lyophilized retrovirus using the Karl-Fischer instrument (EM Science  Aquastar “V1B volumetric titrator”, Cherry Hill, NJ) Can be determined gravimetrically.   As mentioned above, the aqueous solutions used for the formulation are sugars, high molecular weight structural Contains additives, buffer components and water. This solution also contains one or more amino acids . Combinations of these components can be frozen and lyophilized, or evaporated. When dried by, it acts to preserve the activity of the recombinant retrovirus. preferable The saccharide is lactose, but other saccharides such as sucrose, mannitol, Lucose, trehalose, inositol, fructose, maltose or gala Ktose may be used. In addition, combinations of sugars, such as lactose and man Nitol, or sucrose and mannitol may be used. Especially lactose The preferred concentration is 3% to 4% by weight. Preferably, the concentration of the saccharide is The ratio ranges from 1% to 12%.   High molecular weight structural additives help prevent virus aggregation during freezing, and Provides structural support in a lyophilized or dry state. In the context of the present invention Structural additives, if they have a molecular weight above 5000 Is considered to be "amount". A preferred high molecular weight structural additive is human serum alcohol. This is Bumin. However, other substances, such as hydroxyethyl cellulose, hydrid Roxymethylcellulose, dextran, cellulose, gelatin, or povid Can also be used. A particularly preferred concentration of human serum albumin is by weight 0.1%. Preferably, the concentration of high molecular weight structural additives is 0.1% by weight It is in the range of ~ 10%.   The amino acids (if present) are added to the aqueous suspension upon cooling and thawing. It functions to further maintain the infectivity of the virus. In addition, amino acids are chilled aqueous Keep the virus infectious during sublimation of the suspension and during lyophilization. Works like A preferred amino acid is arginine. But other amino acids For example, lysine, ornithine, serine, glycine, glutamine, asparagine , Glutamic acid, or aspartic acid may also be used. Particularly preferred al Guinine concentration is 0.1% by weight. Preferably, the amino acid concentration is 0% by weight. It is in the range of .1% to 10%.   The buffer component works to buffer the solution by maintaining a relatively constant pH. To use. The various buffers are adjusted to the desired pH range (preferably between 7.0 and 7.8). Can be used depending. Suitable buffers include phosphate and citrate buffers. Including. A particularly preferred pH of the recombinant retroviral formulation is 7.4 and is preferred. Another buffer is tromethamine.   In addition, the aqueous solution can be used to transfer the final formulated recombinant retrovirus to a suitable isotonic saline solution. It preferably contains a neutral salt used for adjusting the temperature. Suitable neutral salt Includes sodium chloride, potassium chloride, or magnesium chloride. Like A new salt is sodium chloride.   An aqueous solution containing the desired concentrations of the above components is prepared as a concentrated stock solution. Can be made.   Particularly preferred is the storage of the lyophilized recombinant retrovirus for subsequent reconstitution. A preferred method involves the following steps: (a) culturing the infectious recombinant retrovirus in water; Mixing with the solution to form an aqueous suspension, wherein the aqueous suspension is 4 wt. % Lactose, 0.1% human serum albumin by weight, N less than 0.03% by weight Provides aCl, 0.1% arginine by weight, and pH of aqueous suspension of about 7.4 An effective amount of a tromethamine buffer, thereby providing an infectious recombinant retrovirus. (B) cooling the suspension to a temperature of -40 ° C to -45 ° C and freezing; Forming a suspended suspension; and (c) removing water from the frozen suspension by sublimation. To form a lyophilized composition having less than 2% water by weight of the lyophilized composition. Wherein the composition is capable of infecting mammalian cells upon reconstitution. . Recombinant retroviruses are replication deficient and, upon reconstitution, are Preferably, it is suitable.   Lyophilized, as will be apparent to those skilled in the art from the disclosure provided herein. Retroviruses intended for storage at room temperature use specific saccharides in aqueous solution. May be preferred. More specifically, disaccharides (eg, lactose or Is trehalose), but it is particularly preferable to use it for storage at room temperature.   The lyophilized or dehydrated retrovirus of the present invention can be regenerated using various substances. It can be constituted, but is preferably reconstituted using water. In one example, the final A dilute salt solution that renders the formulation isotonic can also be used. Furthermore, it is restructured An aqueous solution containing a component known to enhance the activity of Use may be advantageous. Such components include cytokines (eg, IL -2), polycations (eg, protamine sulfate), or reconstituted retro Includes other components that increase the efficiency of transduction of irus. Lyophilized or dehydrated Recombinant retrovirus is used in any convenient volume of water or lyophilized or dehydrated. Reconstruction as described above to allow substantial, and preferably all, dissolution of the watered sample It can be reconstituted with an agent. G. FIG.Administration   In another aspect of the present invention, eukaryotes (especially warm-blooded animals, And especially humans). Diseases include genetic diseases, cancer, infectious diseases, Includes autoimmune and inflammatory diseases, cardiovascular diseases, and degenerative diseases. Remains Examples of transmission include, but are not limited to, thalassemia, phenylketonuria, Lesch-Nyan syndrome, SCID, hemophilia A and B, cystic line Fibrosis, Duchenn muscular dystrophy, hereditary emphysema, familial hypercholesterol Examples include rollemia, and Gaucher's disease. An example of a cancer is Examples include, but are not limited to, solid tumors, leukemias and lymphomas. Typical Examples are melanoma, colorectal carcinoma, lung carcinoma (large cell, small cell, squamous and adenocarcinoma) ), Renal cell carcinoma, cervical cancer, adult T-cell lymphocytic leukemia, and breast adenocarcinoma No. Infectious diseases include, but are not limited to, hepatitis, tuberculosis, malaria A, human immunodeficiency virus, herpes virus, tetanus, dysentery, Shigella (shigel la), FeLV, and FIV. Degenerative diseases are not limited to But Alzheimer's disease, multiple sclerosis, muscular dystrophy, amyotrophic lateral sclerosis No. Inflammatory diseases include rheumatoid arthritis, spinal meningitis, pancreatitis . Autoimmune diseases include diabetes, uveitis, HIV, and SCID. heart Vascular disease includes chronic rheumatic heart disease, atherosclerosis, stenosis of the mitral valve and aorta, myocardium Inflammation, pericarditis, Marfan syndrome, Ehlers-Danlos syndrome, Churg-Strauss syndrome, and scleroderma.   Each of these methods involves the administration of a gene delivery vehicle according to the present invention. You. As a result, the gene of interest transported by the gene delivery vehicle encodes A therapeutically effective amount of the gene product is produced. As used herein, according to the present invention A “therapeutically effective amount” of a gene product expressed from a vector construct is To a greater extent than observed when not treated with offspring products, The amount that achieves the desired therapeutic benefit. For example, if the gene product is factor VIII, Where "therapeutically effective amount" is the amount of factor VIII required to produce a therapeutically beneficial coagulation Say. Accordingly, a “therapeutically effective amount” is generally determined by the attending physician of each patient. As determined, serum levels of about 0.2 ng / mL (about 0.1% of "normal" levels) or More than that is typically therapeutically beneficial. Gene product is an antisense RNA Or if it is an RNA molecule with intrinsic biological activity such as a ribozyme, "Therapeutically effective amount" refers to reduced expression of a target gene product (often a protein) Is sufficient to achieve a clinically relevant change in the patient's condition. Like In a preferred embodiment, an RNA molecule having endogenous biological activity (ie, Antisense RNA or ribozyme) is the target RNA molecule in the transduced cells. And expressed from its position-specific position. Heterologous RNA and target R The expression level of NA can be determined by various assays, eg, PCR analysis.   Typical doses for ex vivo treatment of hematopoietic stem cells are generally about 10Five,Ten6, Ten7,Ten8,Ten9,TenTen, I011~Ten12A range of infectious gene delivery vehicles; And ten7~TenTenIs preferred.   The gene delivery vehicles of the present invention can be administered to a wide range of sites. For example, cerebral spine Cerebrospinal fluid, bone marrow, joints, arterial endothelial cells, rectum, buccal / sublingual, vaginal, lymphatic system And organs selected from the group consisting of lung, liver, spleen, skin, blood and brain. Or a site selected from the group consisting of tumor and interstitial space. Other fruit In embodiments, the recombinant retrovirus is intraocular, intranasal, sublingual, oral, topical Intravesical, intravesical, topical, intravenous, intraperitoneal, intracranial, intramuscular, or transdermal Can be given. Other typical routes of administration include gastroscopy, ECRP, and rectal examination I do. They do not require complete operating procedures and hospitalization, but must be attended by a physician. May be required.   For administration of the compositions of the present invention, the following considerations are made:   Oral administration is easy and convenient, economical (does not require bactericidal), Is safe (often can be treated in overdose) and the active ingredient of the composition (Gene delivery vehicle). Conversely, local hypersensitivity, For example, there is nausea, vomiting or diarrhea, unstable absorption of poorly soluble drugs. And gene delivery vehicles rely on hepatic metabolism and gastric acid and enzymatic degradation to " It is susceptible to a "first pass effect". In addition, the action is slow Effective plasma levels may not be reached and require patient cooperation. In short, and food can affect absorption. A preferred embodiment of the present invention Lopoietin, insulin, GM-CSF cytokine, various polypeptides or peptides Genes encoding the hormones of pide, their agonists or antagonists Oral administration of a gene delivery vehicle that expresses In this case, these Mont is a pituitary, hypothalamus, kidney, endothelial cell, liver, pancreas, bone, hematopoietic bone marrow, And may be from tissues such as the adrenal gland. Such polypeptides can be used to induce proliferation, tissue Regression, suppression of immune response, apoptosis, gene expression, receptor-ligand phase It can be used for blocking interactions, for immune responses, and for certain anemias, diabetes, Staining, high blood pressure, abnormal blood chemistry (s) (eg, elevated blood choles) Terol, blood clotting factor deficiency, elevated LDL with low HDL), Alzheimer's Relevant amyloid protein levels, bone erosion / calcification, and various Levels of metabolites (eg, steroid hormones, purines, and pyrimidines) Can be a treatment for the control of Preferably, the gene delivery vehicle is first frozen Dried and then filled into capsules and administered.   Buccal / sublingual administration provides a rapid onset of action of the active ingredient (s) of the composition Convenient administration to provide and avoid first pass metabolism Is the law. Thus, there is no gastric acid degradation or enzymatic degradation and the gene delivery The absorption of the vehicle is easy. High bioavailability and virtually immediate treatment Suspension is possible. Conversely, such administration requires relatively low doses (typically, about 10-15 mg) and cannot have concurrent eating, drinking, or swallowing No. A preferred embodiment of the present invention involves buccal / sublingual administration of a gene delivery vehicle. The gene delivery vehicle may be self- and / or exogenous for the following treatments: Contains genes encoding MHC or immune modulators: treatment of oral cancer Such a gene delivery vehicle containing an IgA or IgE antisense gene For Sjogren's syndrome via buccal / sublingual administration of IgG; and IgG or Indicates gingivitis and periodontitis via buccal / sublingual administration of cytokine antisense genes Flame treatment.   Rectal administration provides negligible first-pass metabolic effects (good vascular / lymphatic vessels There is a supply and the absorbed material is excreted directly into the inferior vena cava). this The method is suitable for children, vomiting patients and unconscious patients. This method is useful for gastric acid degradation and And avoids enzymatic degradation and does not change the ionicity of the composition. Because Rectal fluid has no buffering capacity (pH 6.8; charged compositions are best absorbed). Collected). Conversely, slow, poor or unstable absorption, irritability, Degradation can be present and the absorbing surface is small (about 0.05 mTwo). In addition, lipophilic and water Compounds that are soluble in water are preferred for absorption by the rectal mucosa and absorption enhancers (eg, , Salt, EDTA, NSAID). A preferred embodiment of the present invention is a colon cancer Encodes an antigen, self and / or foreign MHC, or immune modulator Rectal administration of a gene delivery vehicle containing the gene.   Nasal administration avoids first-pass metabolism and gastric acidolysis and enzymatic degradation, It is convenient. In a preferred embodiment, the nasal administration is performed using a gene delivery vehicle. Useful for administration. Here, the gene delivery vehicle is the sex delivery vehicle described herein. It has a nucleic acid capable of expressing a quality polypeptide. Conversely, such administration May cause local hypersensitivity. And absorption can depend on the condition of the nasal mucosa.   Pulmonary administration also avoids first-pass metabolism, and gastric acidolysis and enzymatic degradation, And it is convenient. In addition, pulmonary administration allows for a localized effect, Minimize doses required for effective side effects and efficacy. And action and self-medication Self-medication can be started quickly. Conversely, most of the administered composition When small amounts of cancer reach the bronchioles / alveoli, local hypersensitivity can occur and Excess dosing is possible. In addition, patient cooperation and understanding are preferred and Propulsion can have toxic effects. Preferred embodiments of the present invention include asthma, hay fever, IgA or IgE for the treatment of conditions such as allergic or fibrous alveolitis Gene, CFTR gene for treatment of cystic fibrosis, and treatment of emphysema Protease and collagen inhibitors (eg, 1-antitri Psin). Alternatively, for oral administration Many of the above polypeptides or peptides of the same type can be used.   Ocular administration provides a local effect and is prolonged when administration is through insertion Enable the action. In addition, first-pass metabolism, and gastric acidolysis and enzymatic Avoid solutions and self through the use of eye drops or contact lens-like inserts Allow dosing. Conversely, administration is not always efficient. Because the administration This is because it includes tearing. In a preferred embodiment of the present invention, IgA for the treatment of conjunctivitis or spring conjunctivitis and atopic conjunctivitis Ocular administration of a gene delivery vehicle that expresses a gene encoding IgE or Ranoma-specific antigens (eg, high molecular weight melanoma-associated antigens), autologous and / or Or a gene containing a foreign MHC, or a gene encoding an immune modulator Ocular administration of a child delivery vehicle.   Transdermal administration provides rapid treatment and prolonged action leading to good compliance Enable the suspension of In addition, local treatment is possible and first-pass metabolism, And avoid gastric acid degradation and enzymatic degradation. Conversely, such administration is topical And can be particularly susceptible to developmental tolerance, and typically It is not preferred for high potency compositions. A preferred embodiment of the present invention is a transdermal Including administration: symptoms (eg, atopic dermatitis and other skin allergies) Transdermal administration to express a gene encoding IgA or IgE for the treatment of And melanoma-specific antigens (eg, high molecular weight melanoma-associated antigens), autologous And / or a gene encoding a foreign MHC or an immune modulator. Transdermal administration of a gene delivery vehicle to be administered.   Vaginal administration provides a local treatment for hormone administration and one preferred route. Offer. In addition, such administration may involve first-pass metabolism and gastric acid degradation and enzymes Of a composition that avoids chemical degradation and wherein the gene delivery vehicle expresses the peptide Preferred. Preferred embodiments of the present invention include self and / or exogenous MHC, Or vaginal administration to express a gene encoding an immune modulator . Another preferred embodiment enhances the production of sperm-specific antibodies, thereby Vaginal administration of genes encoding sperm components such as histones and flagellin Include. This effect is due to the immune (where the gene interferes with the production of sperm-specific antibodies) Gene delivery vehicle having a vector encoding a globulin antisense gene By delivering a drug, the pregnancy of some women may be reversed and / or Can be increased.   Intravesical administration allows local treatment of urological problems and eliminates systemic side effects. Avoid and avoid first-pass metabolism and gastric acidolysis and enzymatic degradation. vice versa The method requires the insertion of a urinary catheter, and highly skilled staff Need. A preferred embodiment of the present invention relates to a prodrug such as thymidine kinase. Such as various anti-tumor genes or various cytokines such as lag-activating genes And intravesical administration to deliver various immunomodulatory molecules.   Endoscopic retrograde cystopancreatography (ERCP)) (through the mouth; does not require skin penetration) is an enlarged gastroscopy Utilization and allows selective access to the bile and pancreatic ducts. Conversely, the book The method requires highly skilled staff and is uncomfortable for the patient.   Many of the routes of administration described herein (eg, intra-CSF, intra-bone marrow, intra-articular, Intravenous, intraarterial, intracranial, intramuscular, subcutaneous, in various organs, in tumors, in interstitial space, Into the abdominal cavity, into the lymph, or into the capillary bed). It can be conveniently achieved by direct administration using a device. In particular, the features of the present invention In certain embodiments, one or more doses are administered in the indicated manner directly as follows: Can be administered: 10Five,Ten6,Ten7,Ten8,Ten9,TenTenOr 1011is equal to cfu Cerebrospinal fluid at or above dose; 10Five,Ten6,Ten7,Ten8,Ten9,TenTen,Also Is 1011into bone marrow at doses equal to or greater than cfu; 10Five,Ten6,Ten7,Ten8, 1 09,TenTenOr 1011Joints (single or single) at doses equal to or greater than cfu Are plural); 108,Ten9,TenTenOr 1011For use equal to or greater than cfu Intravenously in quantity; 10Five,Ten6,Ten7,Ten8,Ten9,TenTenOr 1011equal to or equal to cfu Or higher doses into arteries; 109,TenTenOr 1011equal to cfu or Intracranial at higher doses; 10TenOr 1011greater than or equal to cfu Intramuscularly at the dose; 10Five,Ten6,Ten7,Ten8,Ten9,TenTenOr 1011equal to cfu or Or higher dose into eyes; 10Five,Ten6,Ten7,Ten8,Ten9,TenTenOr 1011c into the lung at a dose equal to or greater than fu; 10Five,Ten6,Ten7,Ten8,Ten9,TenTen Or 1011intranasally at doses equal to or greater than cfu; 10Five,Ten6,Ten7 ,Ten8,Ten9,TenTenOr 1011sublingually at doses equal to or greater than cfu ;TenFive,Ten6,Ten7,Ten8,Ten9,TenTenOr 1011greater than or equal to cfu Rectal at a dose of 10;Five,Ten6,Ten7,Ten8,Ten9,TenTenOr 1011equal to cfu or Orally in higher doses; 10Five,Ten6,Ten7,Ten8,Ten9,TenTenOr 1011c topically at a dose equal to or greater than fu; 10Five,Ten6,Ten7,Ten8,Ten9, 1 0TenOr 1011Intravaginally at doses equal to or greater than cfu; 109,TenTen, Or 1011subcutaneously at a dose equal to or greater than cfu; 10Five,Ten6,Ten7,Ten8 ,Ten9,TenTenOr 1011into the bladder at a dose equal to or greater than cfu; 1 0Five,Ten6,Ten7,Ten8,Ten9,TenTenOr 1011greater than or equal to cfu Dose to organs (eg, lung, liver, spleen, skin, blood, or brain); 108,Ten9, TenTenOr 1011In a tumor at a dose equal to or greater than cfu; 108,Ten9 ,TenTen,Also Is 1011intraperitoneally at doses equal to or greater than cfu; 10TenOr 1011cfu Into the interstitial space at equal or greater doses; 10Five,Ten6,Ten7,Ten8,Ten9,Ten1 0 Or 1011Intralymph at doses equal to or greater than cfu; 10Five,Ten6, Ten7,Ten8,Ten9,TenTenOr 1011Capillary at doses equal to or greater than cfu On the vascular bed; or 10Five,Ten6,Ten7,Ten8,Ten9,TenTenOr 1011equal to cfu or Or to the dura at higher doses. "Cfu" means "colony forming unit" And therefore, any of a variety of gene delivery vehicles useful in the practice of the present invention. Can also be applied. Colony-forming units are used to identify specific modes of detection (eg, drug resistance, antibody Gene expression detected by the reaction with PCR, PCR of the transduced gene, etc.) Mean number of cells transduced in vitro.   Gene delivery vehicles may serve other purposes, e.g., during surgical procedures for other purposes. As part of a procedure that has or specifically to administer the gene delivery vehicle. As a metered procedure, it can be delivered from outside the organism to be treated. For administration Other routes and methods are described in US patent application Ser. No. 08 / 366,788, filed Dec. 30, 1994. Non-parenteral route disclosed in US Patent Application No. 08/3 , Issue (December 1994 (Filed on the 30th) through multiple sites as disclosed in [Attorney Docket No. 930049.427] Administration.   In addition to in vivo administration, the gene delivery vehicles of the present invention can also be used in an ex vivo format. Can be delivered.   The following examples are provided by way of illustration and not by way of limitation.                                  Example   The following examples are provided to more fully illustrate the invention. Furthermore, this These examples provide preferred embodiments of the present invention, and It is not intended to limit the scope. Many procedures described in the examples below or Standard methods for other suitable procedures are described, for example, in "Molecular Cloning" 2nd edition. (Sambrook et al., Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1987) and "Current Protocols in Molecular Biology '' (edited by Ausubel et al., Greene Associates / Wiley In) terscience, NY, 1990). Provided to                                 Example 1                 Preparation of chimeric retrovirus integrase   This example demonstrates that the positional specificity of the yeast Ty3 element (US Pat. No. 5,292,662) How to add to the integrase (IN) protein from loney leukemia virus Describe the law. Then, under appropriate conditions, the resulting chimeric integrase is Once packaged into a gene delivery vehicle, the vector Genome of eukaryotic cells transduced or otherwise transformed thereby Site-specific incorporation may be provided.   As previously described, Ty3 IN is a retroviral IN containing MoMLV IN. It is a functional and structural analog of protein. UWGCG Bestfit algorithm (De Vereux et al., (1984), Nucl.Acids Res., Vol. 12, 387-395) using Ty3 and MoMLV. Amino acid sequence alignment (see FIG. 3) was performed using retrovirus IN protein. Show approximately 25% identity within the core region containing the D-D-E motif conserved between proteins did. MoMLV IN contains 408 amino acids. The core region corresponds to about 220 residues, The no-terminal domain contains the first about 40 amino acids, and the remaining carboxy terminus has 14 Contains about 0 amino acids. Ty3 IN consists of 536 amino acids. Amino-terminal domain Over the first approximately 60 residues, the core domain contains the next 240 amino acids, The ruboxyl-terminal domain contains about 230 amino acids. For each protein, Figure 2 The amino terminal domain is the "A" domain, and the carboxy terminal The ends are referred to as the "C" domain and the core domain as the "B" domain. Each domain To further identify the source of the in, a single capitalization about it is "M" of the domain derived from V IN or "t" of the domain derived from Ty3 Can follow. For example, "At" means A domain derived from Ty3 and AmBmCr. The chimeric IN protein or its gene (or For example, if the A domain and B domain derived from MoMLV IN And a chimera containing a C domain derived from Ty3. Each of the following chimeric IN proteins And the actual AB breakpoint (MoML) for the purpose of designing their corresponding genes. At residue 41 in V IN and residue 61 in Ty3), and the BC breakpoint (MoMLV IN and At amino acids 263 and 304 in Ty3), respectively, And in the area of the random coil to minimize tertiary structure destruction So selected. A.Construction of recombinant retroviral vector encoding chimeric IN protein   Each chimeric IN retrovirus vector is a retrovirus vector exemplified in FIG. Based on pRgpKan. pRgpKan is responsible for all cis Contains elements. In addition, pRgpKan provides functional gag and pol gene products. When expressed and introduced into a cell line that expresses the appropriate env gene product, pRgpKan This results in the production of recombinant retroviral particles containing genomic RNA. pRgpKan Contains the neomycin phosphotransferase gene from lanpozone Tn5 This gene is expressed as kanamycin resistance in bacteria and It is expressed as G418 resistant in cells (using the SV40 early promoter). Retro Viral vectors also allow the plasmid to grow in E. coli. ColE1 origin of replication. Properties of pRgpKan are important for selection of transduced cells, and Rescue vector DNA from these cells in bacteria after kanamycin selection to enable. Genes expressed from retroviral vectors based on pRgpKan , Splices found in the MoMLV IN gene because env is supplied in trans Does not require an acceptor sequence. The plasmid type of pRgpKan contains only one LTR contains. However, when expressed in cells, the RNA genome is transcribed in two LTRs. pRgpKan is derived from the BAG vector (Price et al., (1987), Proc. Natl. Acad.sci. US A, 84: 156-160).   The seven chimeric retroviral vectors shown in FIG. 5 were constructed using pRgpKa as follows. Constructed with n skeleton. First, a 2.8 kb sequence containing the IN coding region was PMLV-K encoding the LV genome (Miller et al., J. Mol. Cell Biol. 5: 431, 1985) or Excised from plasmids such as 2xMLV, flanked by LTRs at each end (See FIG. 6). Excision was performed using SalI and BamHI. occured The agarose gel purified fragment was digested with SalI-BamHI to generate pMLVIN. Cloned into pIBI-20 (FIG. 6). Next, the Ty3 IN coding region from pVB193 was The containing 4.5 kb SalI-ScaI fragment from Ty3 (3132 of the Ty3 element itself) (Hansen et al. (1990) J. Virol. 64: 2599-2607)). pMLVIN was cloned into a gel-purified 4.4 kb ScaI fragment and 8.8 kb The rasmid vector pMLV / Ty3IN was obtained. This plasmid vector contains the heterologous MLV and And the Ty3 integrase gene, arranged in tandem as follows: AmB mCm-AtBtCt. Subsequently, Kunkel mutagenesis (Kunkel, T.A. (1985), Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 82: 488-492; oligonucleotides complementary to the desired junction region in MoMLV and Ty3 IN Loop-out of single-stranded phage DNA using nucleotide bridges) with pMLV / Ty3IN. Thus, the first three codons of MLV IN and the Ty3 integrase All but the 5 'immediately upstream were deleted to produce plasmid pfTY3IN (Figure 6). . An oligo that is the nucleic acid sequence of the oligonucleotide used to perform this mutagenesis 1 (SEQ ID NO: 5) is provided in FIG. MLV and Ty3 sequences complementary to oligo 1 sequence The columns are also shown.   Then, pfTY3 / MLVIN, the XmnI-EcoRI fragment from pfTY3IN, pMLVIN It was generated by ligating to the 3.8 Kb XmnI fragment from E. coli. pfTY3 / MLVIN Shows Ty3 and MLV integrase aligned with AtBtCt-AmBmCm as shown in FIG. It contains. As designed, the pfTY3 / MLVIN construct was designed to address the Ty3-IN coding region. Contains the proteolytic cleavage site of MLV at the mino terminus. Next, pMLV / Ty3IN and Kunkel mutagenesis of each of the two phagemid constructs, and pfTY3IN / MLVIN Four chimeric IN genes were generated using as substrates for development. In particular, oligo 4 and Using oligo 5 (FIG. 7; SEQ ID NO: 14 and SEQ ID NO: 17, respectively), pMLV / Ty3  PAmBtCt and pAmBmCt were prepared from IN, respectively. Oligo 2 (FIG. 7; Sequence No. 8) was used to generate pAmBmCm by mutagenizing pfTY3 / MLVIN while oligo 3 PyTy3 / MLVIN was mutagenized using (FIG. 7; SEQ ID NO: 11) to produce pAtBtCm.   B domain from one integrase between the other A and C domains The remaining two chimeras containing the chitin were made as follows. HindII to pAtBtCm And cut with MscI to release the BtCm-containing region. Cut this fragment as well. It was cloned into pAmBtCt which had been cut and the BtCt region was removed. The resulting construct (pAmBtCm Has an A region and a C region derived from MLV and a B domain derived from Ty3. Chimeric IN. Coding of A and C domains from Ty3 PAtBmCt containing the B domain coding region derived from the Was made by digesting with HindIII and gel purifying the BmCt-containing region, This was cloned into pAtBmCm from which the BmCm region had been removed by HindIII digestion.   Then, each of the seven plasmids encoding the chimeric IN protein, or `` Phagemid '' (pAmBmCt, pAtBmCm, pAtBmCt, pAmBtCm, pAtBtCm, pAmBtCt and And pfTy3IN) were digested with either Sal1-Xho1 or Sal1-BamHI The coding region encoding teglase was released. Then contains the coding region Approximately 2.7 kb of each fragment was combined with the 4.1 kb NheI to SalI plasmid from pRgpKan. The fragment and the ligation are combined in three separate ligations. See FIG. . The resulting construct is called pRgpAxByCz, where x, y, and z are either t or m. Depending on the source of the phagemid). It depends on the origin of the A, B and C domains in the lase gene. For each construct Two independent kanamycin resistant clones were analyzed by restriction digestion and And confirmed by sequencing analysis.   In addition to the seven chimeric retroviral vector constructs described above, a negative control Retroviral vector (designated pRgpAmBtCt (-)) in the antisense orientation with A Prepared by inserting the mBtCt DNA sequence. pRgpAmBtCt (-) is an appropriate package When introduced into a Zing cell line (eg, NC10 or 292 2-3), Virus particles are produced, but these particles are Contains no special IN. PRgpKan originally obtained from the MoMLV IN coding region Used as troll. B.A set using a recombinant retroviral vector encoding a chimeric IN protein Production of recombinant retroviral particles   For biological activity and site-specific integration in human and other mammalian cells Recombinant retrovirus carrying chimeric integrase to test for Cultures that produce particles can be produced as described herein below. At first, Produced from human adenovirus 5-transformed embryonic kidney cell line 293 (ATCC # CRL1573), 293-2 cells (AKA 293-GP, Burns et al.) Expressing MoMLV gag and pol genes Proc. Natl. Acad. Sci. 90: 8033 1993, WO 92/05266). Four NC10 cells expressing the 070A amphotropic envelope (see WO 92/05266) Is generated from the HT1080 human fibrosarcoma strain (ATCC # CCL121). HT1080 and 292 Both cells may lack DNA sequences that hybridize to the MoMLV genome. It is shown. The plasmid construct pMLP-G is vesicular stomatitis virus G protein. MoML expressing protein and complementary to pseudotyped retroviral vector particles V Used for gag-pol proteins. FIG. 8 produces a producer culture. The method is illustrated. In each case, the chimeric IN retroviral vector was The encoding plasmid was co-transfected into the 293 2-3 cell line with pMLP-G at a 1: 1 ratio. Transfect (Graham et al., (1973), Virology, 52: 456-467). 293 2-3 In cells, the retroviral RNA genome encoding chimeric IN is pol protein Encapsulates into particles formed by the gag gene product along with the quality. These grains Offspring also contain the VSV-G protein on its outer surface. 48 hours later, filtration (.45 μm The supernatant liquid (cellulose acetate) is placed on NC10 cells. After another 24 hours, transduction (Emi et al., (1991), J. Virol., 65: 1202-1207) NC10 cultures were cultured with G418 (600 μg / ml Move under the selection of). Select until no viable cells are present in the non-transduced NC10 control culture. Continue with. The resulting culture produces retroviral particles consisting of: PNA genome encoding chimeric IN protein; chimeric retroviral vector construct Gag and pol gene products expressed from the building; an amphotropic envelope; And chimeric IN protein.   Filter the functionality of these retroviral particles onto target cells (eg, HT1080) Layered supernatant and subsequently evaluated by selecting G418 resistant transductants I do. Using all the chimeric retroviral vector particles produced successfully, NC10 producer cells (ie, produce infectious recombinant retroviral particles Cells). By making decisions based on relative transient titers, The retroviral genome encoding the la IN protein was observed for RgpKan Packaging at the same rate as   Additional NC10 producer cells confirm biological activity of gag and pol components NC10 cell lysates and supernatants were analyzed by Northern analysis (Sambrook et al., Supra) for characterization. C) to generate a retroviral construct encoding chimeric integrase. The current level and packaging are tested against the control RgpKan construct. It is determined by comparison with the expression level obtained. Required for transfer, packaging, or duplication The missing cis-acting sequences have been modified so that Results are expected to be similar to those determined for controls .   In addition, NC10 cell lysates and supernatants are separately prepared according to standard techniques. MoML using anti-p30, anti-MOMLV IN, and anti-Ty3 IN rabbit polyclonal antibodies Tested by Western blot analysis for V gag and IN protein production I do. RagKan for control of gag protein level and construction of 7 chimeras These are internal controls for the level of pol-derived IN protein for comparison with Act as a roll. Mobility of chimeric integrase generated from each construct And the amount detected is the Ty3 sequence for those chimeras containing the At domain. MoMLV protein at the MoMLV IN processing site, three amino acids before the junction of The occurrence of ase indicates whether it is correctly processed. Les The torovirus processing site requires about seven residues (Pettit et al., ( 1991), J. Biol. Chem., 266: 14539-14547) have been clearly and locally determined, And because it is similar to the Ty3 protease processing site, the function of the MoMLV IN site A unique processing site should also occur for the AtBtCt construct.   Further, the NC10 cell supernatant was concentrated by centrifugation and reverse transcriptase activity (Goff (1981), J. Virol. 38: 329-248), and Determine whether incorporation into the torovirus particle disrupts reverse transcriptase function. The activity of the test construct was compared to the activity of the RgpKan supernatant, and both were Standardize the quality level.   Two clones of the seven chimeric IN constructs and two control constructs. For each of RgpKan and RgpAmBtCt (-), three G418 resistant cultures were derived. And collect the supernatant. C.Target cell transduction   As described above, recombinant retroviral vectors generated from the NC10 producer Eukaryotic cell lines (e.g., , HT1080) is used. HT1080 cells are unphotopiped Susceptible to infection by a retroviral vector (As determined by G418 resistance) showed integrase function in 292 2-3 cells. The retroviral vector introduced by the VSV-g pseudotyped virion produced Virion assembly in NC10 producer cells when encoded by NC cells Machiyo is mediated by chimeric IN incorporated into retroviral particles during yellowtail Depends on the integration.   The transduction assay is performed as follows; about 10 ml of filtration from the NC10 producer. Excess (0.45 μm) supernatant solution for about 106Put in fresh HT1080 cells. 24 hours later, the medium is DM Replace with EM + 10% FBS. After another 24 hours, the medium was changed again and at this point To contain 600 μg / ml G418. Non-transduction control of HT1080 cells G418-resistant colonies were successfully harvested when the cultures could no longer survive under G418 selection. Recorded as a new transduction event. Then HT1080 G418 resistance from the chimeric construct Number of clones, as well as HT1080 G418 resistant clones from control constructs The number is determined by the amount of gag protein in the NC10 supernatant, as determined by Western blot. Based on the relative infectivity of control and chimeric constructs Standardize for production. Results of a transduction assay using the chimeric construct described above Is shown in Table 1 below and the Ty3 sequence for the corresponding domain of MoMLV IN Shows that the substitution of the integrase results in an integrase that can mediate integration.   Four hours after infection, to analyze reverse transcription and viral DNA processing, Cells are harvested and Hirt supernatant is obtained (Roth et al., (1989), Cell, 58: 47-54). each The amount of supernatant used in the sample is normalized based on gag protein levels. This These supernatants were produced by reverse transcription of the retroviral RNA genome following cell entry. Should contain extrachromosomal viral DNA. After RNase digestion, DNA levels determined by Southern blot analysis using MoMLV-specific probes I do. Viral DNA processing is assayed by examining the ends of extrachromosomal DNA . Both the retrovirus and the Ty3 IN protein were replicated before integration Remove 2 bp from the 3 'end of the retroviral DNA. Hi near the end of the virus Digest the DNA in the rt supernatant with restriction enzymes and dissolve the Fractionation on a gel suitable for fragmentation (this depends on the nucleic acid sequence and the selected restriction enzymes). Dependent), transfer to nitrocellulose, and end processing Probe with an end-strand specific probe to determine if it occurs. this The information is used as described below (Section D) to optimize another set of constructs. You. D.Analysis of site-specific integration   An integrated library to determine the location of the provirus in the eukaryotic genome Can be constructed from the DNA of the transduced cells. Below, we will discuss the provirus The analysis is described. The integration of the provirus into the genome of HT1080 target cells is described above. It is mediated by the chimeric IN protein. Chimeric integrase and pRgpKan co Each of the retroviral vectors encoding a control Point (ori), as well as bacterial control genes expressing the kanamycin resistance gene in E. coli. Contains Rement. As a result, integration with the host DNA adjacent to the integration site Incorporated proviruses can be cloned directly in bacteria (Cepko et al., (1984) Cell, Vol. 37, 1053-1062).   FIG. 9 shows the results described herein for isolating integrated proviral DNA. The technique is illustrated. HT1080 target cells selected for transduction by G418 treatment Later, genomic DNA from the pooled culture was isolated and incorporated into proviral DNA. Is not present (eg, present in chimeric vector constructs that are ScaI, Bst1107I). No restriction recognition sites) Digest completely with restriction enzymes. Next, this DNA is inserted into the integration section. Preferred cyclization conditions so that host DNA on either side of the position is included in the circular molecule. Connect with. Then, using the circular DNA, E. coli DH12s C strain (Gibco BRL), or Transform with another E. coli strain set up for cloning non-bacterial DNA . Kanamycin resistant colonies were then isolated and pooled, Remove the Smid DNA.   Ty3 integrase is a gene transcribed by RNA polymerase III (tRNA gene Mediates integration adjacent to the tRNA gene, so the approximate frequency of insertion next to the tRNA gene Animal cell tRNA was purified, labeled (Goddard et al., (1983), Nuc. Acids Res., Vol. 11: 2551-62), and pooled from kanamycin-resistant bacteria Used to probe Southern blots of plasmid DNA. LTR-specific professional Parallel blots probed with the probe show proviral DNA and adjacent tRN Determine the relative abundance of the A gene. Expected about RgpKan control As such, non-specific integration was the average of the 3 kb cloned integration fragment. 10 with size and about 1,300 tRNA genes61,00 kb based on total genomic DNA This results in a frequency of binding of the tRNA gene with less than one provirus in 0 clones ( Hatlen et al. (1971), J. Mol. Biol., 56: 535-553). Pooled DNA and rollers Knee was also screened in a similar fashion using 5S and U6 sequence probes. Can be Because these genes are conserved in the sequence, (Sorensen et al., (1991), Nuc.Acids.Res., Vol. 19, 4147-51). For U6, 200 (Hayashi, K. (1981), Nuc. Acids Res., Vol. 9, 3379-88) times, This is because it is repeated in the genome.   Clones and pools from the integrated library were also radiolabeled Alu It can be probed with a specific probe. Alu elements generally lack transcriptional activity Contains the pol III promoter element.   Preferably, at least 10 plasmids for each construct are sequenced Analysis to identify potential target genes unrelated to probe reactivity (Pavesi et al., ( 1994), Nuc. Acids Res., Vol. 22: 1247-56). Sequencing from the LTR is transferred with pol III Allows determination of proviral positioning with respect to the element being transcribed. Insertion The 5 'end of the mature tRNA coding region (or the coding region of another RNA pol III gene) Within 500 bp, preferably within 100 bp, more preferably within 20 bp of Only is thought to be accompanied by position specificity. However, about 10-20 position-specific events were analyzed Only after that, the chimeric IN function is considered to be position specific.   Furthermore, the chimeric integrase of the present invention incorporates it in a position-specific manner. The level of expression of the gene of interest from the provirus may also be analyzed. Preferred Alternatively, expression levels are determined for a given gene of interest integrated in a site-specific manner. To the same gene randomly integrated into the comparable eukaryotic cell genome Less than 100 times, preferably less than 50 times, and most preferably less than 10 times. Become Typically, the target cells are transformed cells produced from the integrated provirus. The transcripts are tested for expression levels by quantitative Northern blot analysis. statistics At least 10 independent clones per original construct for biological analysis. test.                                 Example 2                     Preparation of retroviral vector backbone A.Preparation of retrovirus backbone KT-1 and KT-3B   N2 vector (Armentano et al., J. Vir. 61: 1647-1650, 1987; Eglitas et al., Science). 230: 1395-1398,1985) 5 'long terminus of Moloney murine leukemia virus (MoMLV) The repeat (LTR) EcoRI-EcoRI fragment (containing the gag sequence) was+(St ratagene, La Jolla, CA). The resulting construct is named N2R5. this The N2R5 construct was modified by site-directed in vitro mutagenesis to change the ATG start codon to ATT. To prevent gag expression. This mutagenized fragment contains 200 bases. Pair (bp) long and flanked by PstI restriction sites. PstI-PstI mutation flag SK+Purified from plasmid and N2 MoMLV5'L in plasmid pUC31 Place the unmutated 200 bp fragment by inserting it into the PstI site of TR. Replace. Plasmid pUC31 is derived from pUC19 (Stratagene, La Jolla, CA). In the additional restriction sites XhoI, BglII, BssHII and NcoI are the EcoRI part of the polylinker Inserted between the position and the SacI site. This construct is named pUC31 / N2R5gM.   A 1.0 kilobase (Kb) MoMLV3 'LTR EcoRI-EcoRI fragment from N2 was Rasmid SK+Cloned into N2R3-To obtain a construct called 1.0Kb ClaI- The HindIII fragment is purified from this construct.   SV40 drives expression of neomycin (neo) phosphotransferase gene PAFVXM retroviral vector containing the early promoter (Kriegler et al., Cell 3 8: 483, 1984; St. Louls et al., PNAS 85: 3150-3154,1988) from ClaI-ClaI dominant selection. Selectable marker gene fragment, SK+Clone into plasmid. this SK construct+SVTwoName it -neo. SK the 1.3 Kb ClaI-BstBI gene fragment+SVTwo Purify from the -neo plasmid.   XhoI-ClaI fragment containing target gene and 1.0 Kb MoMLV3 'LTR ClaI-HindI Insert the II fragment into the XhoI-HindIII site of the pUC31 / N2R5gM plasmid 3 The KT-3B or KT-1 vector is constructed by partial ligation. This is the KT-1 skeleton A vector is provided that is referred to as having. Next, the pAFVXM retrovirus vector Of the 1.3 Kb ClaI-BstBI neo gene fragment into the ClaI site of this plasmid. Insertion in the sense direction yields a vector referred to as having a KT-3B backbone.                                 Example 3              Construction of recombinant retrovirus expressing factor VIII A.Construction of full length and B domain deleted factor VIII cDNA retroviral vectors   Below are several retroviral vectors encoding full length factor VIII cDNA The construction of the key is described. Further discussion is also made in the U.S. Patent Application filed December 30, 1994. No. 08 / 366,851. Retrovirus vector package Due to signaling constraints and because the selection of transduced cells is not required for treatment, A retroviral backbone lacking a selectable marker gene (eg, KT-1) is used. 1.Construction of a plasmid vector encoding full-length factor VIII   The gene encoding full length factor VIII can be obtained from a variety of sources. One One such source for this is plasmid pCIS-F8 (see EP 0 260 148). And). This plasmid contains the full-length factor VIII cDNA and its expression is Under immediate control of the immediate early (CMV MIE) promoter and enhancer. No. V Factor III cDNA has approximately 80 bp of 5 'untranslated sequence from the factor VIII gene and approximately 500 bp. Includes 3 'untranslated region. In addition, between the CMV promoter and the factor VIII sequence, C There is an MV intron sequence, or "cis" element. This cis element The splice acceptor derived from the immunoglobulin gene spans approximately 280 bp. About 140 bp upstream of the splice donor site from the CMV major immediate early promoter Including.   More specifically, retroviral vectors for expressing full-length factor VIII Construction of the encoding plasmid (designated pJW-2) using the KT-1 backbone derived from pKT-1 I do. Briefly, directional cloning of the factor VIII cDNA insert into pKT-1 is possible. Convert the unique XhoI site to a NotI site by site-directed mutagenesis for ease of use You. Next, the obtained plasmid vector is cleaved with NotI and ClaI. pCIS-F 8 is completely digested with ClaI and EagI (for these two sites are present ) To release the full length factor VIII-encoding fragment. Next, Fragment was ligated to a vector digested with NotI / ClaI and called pJW-2. Produces mid. 2.Construction of truncated factor VII retroviral vector (ND-5)   A coding sequence for a truncated form of about 80% (about 370 bp) of the 3 'untranslated region of Factor VIII cDNA. A rasmid vector (designated pND-5) is constructed with the pKT-1 vector as follows. You. As described for pJW-2, the XhoI restriction site of the pKT-1 vector used was NotI To the restriction site. Insert the Factor VIII insert with pCIS-F8 with ClaI and XbaI. Prepared by digestion. The latter enzyme cuts the factor VIII stop codon 5 '. I do. Next, an approximately 7 kb fragment containing all but the 3 'coding region of the factor VIII gene. Refine the fragment. pCIS-F8 was also digested with XbaI and PstI and The 121 bp fragment containing the gene termination codon is released. This fragment Again purified, and then the larger fragment encoding the rest of the factor VIII gene. ratagene, supra) and three-way ligation, termed pND-2 Make a plasmid.   The unique SmaI site in pND-2 was then replaced with a ClaI linker (New Engla nd Biolabs, Beverly, MA) to blunt ends generated by SmaI digestion. Change to ClaI site. After recircularization and ligation, a plasmid containing two ClaI sites A rasmid was identified and designated as pND-3.   Factor VIII sequence in pND-3 (linked by a ClaI site and of the 3 'untranslated region NotKT / ClaI digestion of pKT-1 as follows: Plasmid backbone (cut at the XhoI site, blunted with Klenow, and NotI linker (pKT-1 derivative by inserting a New England Biolabs) Make a loan. This plasmid backbone yields a 5.2 kb NotI / ClaI fragment. . pCIS-F8 is cut with EagI and EcoRV and the resulting approximately 4.2 kb fragment (Which encodes the 5 'portion of the full length factor VIII gene). pND-3 Is digested with EcoRV and ClaI, and the 3.1 kb fragment is isolated. Then These two fragments containing the part of the factor VIII gene were digested with NotI / ClaI. Ligation into the vector backbone produces a plasmid designated pND-5. 3.Construction of B domain deletion vector   B-deleted FVIII precursor DNA is obtained from Miles Laboratory. This expression vector Is named p25D. It has exactly the same backbone as pCISF8 above. in p25D The HpaI site at 3 'of the FVIII8 cDNA is modified to ClaI by an oligo linker. AccI ~ C The laI fragment is excised from the modified p25D plasmid. This fragment Extends to the B domain deletion and contains two thirds of the complete 3 'of the cDNA. AccI ~ Cl The aI fragment was removed from the retroviral vector JW-2 described above and modified as described above. Replace with the altered B domain deletion fragment. This is named B-del-1 .   Then, using the vectors described herein, the appropriate retrovirus Within a packaging cell line (preferably a human packaging cell line), Infectious, non-replicable recombinant retrovirus that incorporates integrase protein Produces irs particles.Detection of replicable retrovirus (RCR) 1.Expanded S + L - assay   Expansion S+L-Assays include replicable infectious virus present in the supernatant of the cell line of interest. Decide if you want to. The assay uses an infectious retrovirus to indicate the cell line Mi. Cl1Empirical observation of creating focus on (ATCC Accession No. CCL 64.1) Based on MiCl1Cell line for transduction using mouse sarcoma virus (MSV) Thus, it is derived from the Mv1Lu mink cell line (ATCC Accession No. CCL 64). This is Containing the defective mouse sarcoma provirus (S+) But replicable mouse leukemia pro Virus free (L-) Non-producer non-transformed revertant clone You. MiCl by replicable retrovirus1Cell infection "activates" MSV genome To induce "transformation" that leads to focus formation.   Remove supernatant from cell line to be tested for the presence of replicable retrovirus And remove all cells by passing through a 0.45μ filter. On the first day, Mv1Lu Cells were plated at 1.0 × 10 5 in 2 ml DMEM, 10% FBS, and 8 μg / ml polybrene.FiveCell / C Seed wells (1 well per sample to be tested) into 6-well plates You. For positive and negative controls, Mv1Lu cells were transferred to another 6 wells in the same manner. Lup Plate to rate. Cells at 37 ° C, 10% COTwoAnd incubate overnight. Two days In the eye, add 1.0 ml of the test supernatant to the Mv1Lu cells. Place the negative control plate in 1. Incubate with 0 ml medium. The positive control was MA virus (Mil ler et al., Molec. and Cell Biol. 5: 431, called pAM in 1985) Dilutions (200 focus forming units (ffu), 20 ffu, and 2ffu), which is added to the cells in the positive control wells. Cells overnight Incubate. On day 3, the medium is aspirated and 3.0 ml of fresh DMEM and And 10% FBS to the cells. Cells are grown to confluence and on day 6 And amplify any replicable retroviruses by splitting 1:10 on day 10 You. On day 13, the medium on the Mv1Lu cells is aspirated and 2.0 ml of DMEM and 10% FBS Is added to the cells. In addition, MiCl1Cells were grown in 2.0 ml DMEM, 10% FBS, and 8 μg / ml 1.0 × 10 in polybreneFiveSeed cells / well. On day 14, the Mv1Lu cells MiCl1Transfer to corresponding wells of cells, and 37 ° C, 10% COTwoIncubate overnight To On day 15, the medium is aspirated and 3.0 ml of fresh DMEM and 10% FBS are added. Add to cells. On day 21, focus cells on a monolayer of cells (cover the monolayer , And appear as confluent refractory cells that remain attached). Pho Focus is MiCl1If present on cells, the test article is contaminated with a replicable retrovirus Is determined to be. Using these procedures, HBV core producer cells It may indicate that the strain is not contaminated with a replicable retrovirus. 2.Producer strain co-culture and MdH marker rescue assay   Another method to test for the presence of the RCR in cell lines producing the vector Producer cells with the same number of Mus dunni (NIH NIAID, Bethesda, MD) cells Both are co-cultured. On day 0, 5.0 × 10Five5.0 x 10 Mus dunni cellsFiveProde And mix the mixture with a 10 cm plate (10 ml of standard culture medium). / Plate, 4 μg / ml polybrene) for small-scale co-culture. Nourish. Effectively dilute out the producer cell line, and Split the culture every 3-4 days in a 1:10 ratio to provide maximal amplification of the RCR, And 5.0 × 10FiveOf Mus dunni cells is added to each culture plate. On day 14, culture Collect the clarification, pass through a 0.45μ cellulose-acetate filter, and Test with car rescue assay. 1.0 × 1081.0 × 10 with Mus dunni cells8No Mix the mixture with the reducer cells in a total of 20 T-150 flasks (30 ml of standard culture medium / floor). Large scale co-culture by inoculating Rasco (4 μg / ml polybrene). Now. Cultures were grown at a 1:10 ratio on days 3, 6, and 13 and on day 9 Divide by a ratio of 1:20. On day 15, the final supernatant is collected, filtered, and each Some of them are tested in the MdH marker rescue assay.   MdH marker rescue cell line was transformed with LHL (Hygromycin B resistance gene Retrovirus vector) (Palmer et al., PNAS 84: 1055-1059, 1987). Clones from the pool of introduced Mus dunni cells. This retrovirus The vector may be rescued from MdH cells upon infection of the cells with the RCR. 4μg / ml Standard culture medium containing polybrene (10% FBS, 1% 200 mM L-glutamine, 1% DMEM containing 10 amino acids)FiveWells of a 6-well plate containing MdH cells Add 1 ml of test sample to. After 24 hours, replace the medium with a standard without polybrene. Replace with culture medium. Two days later, the entire volume of the MdH culture supernatant was added to 0.45 μl of cellulose-acetate. 5.0 x 10 in 2 ml of standard culture medium containing polybreneFour Transfer to wells of a 6-well plate containing the target cells of Mus dunni. 24 hours later, supernatant Was replaced with a standard culture medium containing 250 μg / ml hygromycin B, and then On days 2 and 5, replace with medium containing 200 μg / ml hygromycin B . Colonies resistant to hygromycin B appeared and they were 9 days after selection , Visualized by staining with 0.2% Coomassie Blue.Administration of vector constructs 1.Animal dosing protocol   Intestinal epithelial cells form a rapidly growing tissue population and Lieberkuh (Lieberkuh). n) The known location of the stem cells in the crypts makes them attractive for gene delivery. Part. The deep role of stem cells in this crypt and the protective role of the mucus gel layer For example, retroviruses do not allow relatively close access to tissue cells. But retro ui The accessibility of the Lus vector to these stem cells has been demonstrated in animal models by Sandberg. , Revised by the in vivo mucus removal method of J. et al. (Human Gene Therapy 5: 3232-329, 1994). Can be improved.   Male Sp from Charles River Breeding Laboratories (Portage, MD) The rague-Dawley rats are anesthetized and the cecum is confirmed by opening the peritoneal cavity. 3cm times Intestinal segment from last Peyer's patch in terminal ileum Isolate and ligate at each end. Plastic container connected to syringe The catheter is inserted into this segment and 2 ml of the mucolytic, Thiothreitol and N-acetylcysteine are instilled under gentle pressure for 2 minutes And then remove. Repeat this procedure again, then6~TenTencfu / ml 0.2-2. Fill the segment with 0 ml of retroviral vector particles. Ligation for 1-4 hours Remove later and suture the abdominal cavity. Inject control animals with prescription buffer only You.   Blood was collected from the tail vein and (Zatloukal, K. et al., PNAS 91: 5148-5152, 199). According to a modified procedure of 4) Factor VIII by a sandwich ELISA specific for human Factor VIII Assay for factor production. This ELISA is directed against human factor VIII. Based on two monoclonal antibodies (ESH4 and ESH8: American Diagonistica) Follow. ESH4 (1.0M NaHCOThree/ 25Mg / ml in 0.5M NaCl (pH 9.0) at 4 ° C overnight Bind to ISA plate, wash with 0.1% Tween20 in PBS, and 1% BSA in PBS Block with. Samples were prepared using 0.05M Tris-HCl / 1M NaCl / 2% BSA (pH 7.5) For 4 hours at room temperature. Wash plate and add N-hydro ESH8 biotinylated with xysuccinimide biotin (Pierce, Rockford, IL) ( 2.5 μg / ml in 0.05 M Tris-HCl / 1 M NaCl / 2% BSA (pH 7.5) for 2 hours at room temperature During the addition. The color reaction is performed using peroxidase-conjugated streptavidin (Boehringer  Mannheim, Indianapolis, IN) and o-phenylenediamine disalt as substrate This is performed using an acid. Human factor VIII: c preparation (National Institute for Biologica l Standards and Control, from Hertfordshire, U.K.) and normal rat plasma Use as a control. 2.Human dosing protocol   Lyophilized recombinant retrovirus containing the gene for factor VIII expression, Formulation into enteric tablets or gel capsules according to methods known in the art. this Are described in the following patents: US 4,853,230, EP 225,189, AU 9,224,296. No. AU 9,230,801 and WO 92,14452.   The capsule is administered orally and is targeted to the jejunum. Recombinant retrovirus One to four days after oral administration, the expression of factor VIII is determined by CoCo as described in Example 2B1. atestRIt is measured in plasma and blood by the factor VIII assay.                                 Example 4                Intracapsular administration of recombinant TK expressing retrovirusTK Construction of vector constructs 1.Construction of plasmid containing vector LTR sequence   All of the following retroviral vectors are N2 vectors (Keller et al., Nature 3 18: 149-154, 1985). Briefly, 5 'and 3' EcoRI LTR flags (2.8 Kb and 1.0 Kb, respectively) (Armentano, J. Vir. 61: 1647, 1987) Eglitis, Science 230: 1395, 1985) and+(Stratagene , San Diego, CA) and pUC31 at the EcoRI site. pUC31 Additional restriction sites (XhoI, BglII, BsI) between the EcoRI and SacI sites of the relinker modification of pUC19 (Stratagene, San Diego, CA) harboring sHII and Ncol). You. Thereby, plasmid N2R3 +/-+Plasmid and 1.0 Kb 3 'LTR fragment It is made from the connection with the client. Plasmids p31N2R5 +/- and p31N2R3 +/- 2.8 Kb 5 'LTR and packaging signal (Y), or 1.0 Kb 3' LTR Constructed from the connection of fragment and pUC31. In each case, N2 is a vector Indicates the feed, R indicates the fact that the fragment is an EcoRI fragment , 5 and 3 indicate the 5 'LTR or 3' LTR, and + or-indicates the orientation of the insert (See FIGS. 1-6 for examples of LTR subclones).   In one case, a 1.2 Kb ClaI / EcoRI 5'LTR from N2 and W fragment SK+Subclone at the same site in the vector. Call this vector pN2CR5 Name. In another case, the 5 'LTR containing the 6 bp deletion of the splice donor sequence (Y ee et al., Cold Spring Harbor, Quantitative Biology, 51: 1021, 1986) Subcloned into pUC31 as an EcoRI fragment. Transfer this vector to p31N25 D [+] (FIG. 6). 2.HSVTK Of a plasmid containing   HSV-1 thymidine kinase gene (HSVTK) coding region and transcription termination signal The plasmid 322TK (3.5 kb BamH of HSV-1 cloned into BamHI of pBR322) 1.8 Kb BglII / PvuII from I fragment (McKnight et al.) (ATCC No. 31344) Isolated as a fragment and cloned into BglII / SmaI digested pUC31 Become This construct is named pUCTK. Requires termination of terminator signal PUCTK was digested with Smal and BamHI, and (A)nSigna Excluding the 0.3 Kb fragment containing Remaining coding sequence and cohesive end BamHI bump Was reconstructed using double-stranded oligonucleotides made from the following oligomers: Accomplish:   The resulting construct is named pTKDA (Figure 7).   For diagnostic purposes, retain the AvaI site without altering the translated protein While designing the oligonucleotide to destroy the SmaI site.   Plasmid pPrTKDA (Figure 8), which contains the HSVTK promoter and coding sequence ( (A)nWhich lacks the signal) is constructed as follows.   1. pTKDA was linearized with BglII, treated with alkaline phosphatase, and Purify.   2. The 0.8 Kb fragment containing the HSVTK transcription promoter was converted from p322TK to BamHI / Bg Isolated as a II fragment.   3. The products from (1) and (2) are ligated, transformed into bacteria and positive Clones are screened for the proper orientation of the promoter region. Obtained The clone obtained is named pPrTKDA (FIG. 8). 3.Construction of a retroviral provector expressing HSVTK from a constitutive promoter Construction   Retroviral provectors (pTK-1 and pTK-3) were constructed essentially as described below. Build on the street.   The 1.5 Kb XhoI / HindIII 5 ′ LTR and plasmid sequence were isolated from p31N2R5 (+) Release (Fig. 1).   2. The HSVTK coding sequence lacking the transcription termination sequence was replaced with a 1.2 kb XhoI / BamHI plasmid from pTKDA. Isolate as a fragment (FIG. 2).   3. The 3 ′ LTR sequence was simply ligated as a 1.0 Kb BamHI / HindIII fragment from pN2R3 (−). Release (Figure 2).   4. The fragments from steps 1 to 3 are mixed, ligated, transformed into bacteria, and And individual clones are identified by restriction enzyme analysis. Name this construct TK-1 (FIG. 9).   5. pTK-3, TK-1 was linearized with BamHI, 5 'overhangs were filled in, and pAFVXM Retroviral vectors (Krieger et al., Cell 39: 483, 1984; St. Louis et al., PNAS  85: 3150, 1988), the bacterial lac UV5 promoter, SV40 early promoter. And Tn5 neor5 ′ fill-in ClaI / ClaI fragment containing the gene Constructed by blunt end ligation. Kanamycin resistant clones were isolated and Individual clones for appropriate orientation by restriction enzyme analysis. (FIG. 9).   These constructs can be used to sensitize with packaging cell lines such as DA above. Dyeable recombinant vector particles were produced.                                 Example 5         Preparation of recombinant retrovirus for delivery of human growth hormone A.hGH Preparation of a vector containing   The vector pDHF828 containing the full-length human growth hormone gene is essentially Build as below. Briefly, plasmid pDHF811 was replaced with the KT-1 Remove the XhoI-ClaI fragment of the virus vector and connect the cohesive ends. It was constructed by inserting the following oligonucleotide linkers. Linker sequence: Specifically, the linker was added at 65 ° C for 20 minutes, 42 ° C for 20 minutes, 37 ° C for 20 minutes, and room temperature. For 2 hours. The concentration of both oligonucleotides was 18 mM and the salt concentration was 1 00 mM NaCl. After annealing, add 50 ml of 1.8 mM annealed linker. , Digested with ClaI overnight to generate ClaI ends. 3 nM KT-1 X for coupling The hoI-ClaI fragment was mixed with 90 nM linker and the resulting mixture was Incubated for 3 hours at ° C. Transfer the ligated DNA sample to DH-5α competent And transformed cells were screened.   Plasmid chGH800 containing the full-length cDNA of the hGH gene (Martial, R.A., et al., Science  205: 602,1979), digested with HindIII and blunt-ended with Klenow fragment enzyme And cloned into the SrfI site of pDHF811. The resulting plasmid was cloned into pDHF828 And this is introduced into the appropriate packaging cell line and Incorporates a chimeric integrase protein that confers site-specific integration into the system Recombinant retroviral particles can be produced.                                 Example 6                 Analysis of crude and purified recombinant retrovirus   Crude and purified solutions of recombinant retroviral particles can be used, for example, with PHASTGEL system. (Pharmacia Biotech) to separate on a gradient polyacrylamide gel . Briefly, samples were prepared with 4-15% polyacrylic without pre-treatment. Load on amide gel and electrophorese at 250V for 35 minutes. The gel is then removed Coomassie to extract and detect viruses and other protein components Stain in blue. This gel is then used to determine the content of virus and other components Scanning by laser densitometry.   Viral bands are identified by their relative molecular weight and reverse transcriptase activity (RT). Can be determined. The purpose of this assay is to reverse transcriptase (RT) (this enzyme (Associated exclusively with the virus). In the sample The relative amount of retrovirus can be determined by measuring the activity of this enzyme in a given preparation. And can be determined.   Briefly, Moloney murine leukemia virus reverse transcriptase (Pharmacia, Newar k, NJ) in 1 × Tris / EDTA buffer solution containing 10 mM Tris-HCl and 1 mM EDTA (pH 8.0) To a concentration of 1 μg / ml. Add 100 μl of this solution to 6. 84ml sterile dHTwoO, 500 μl 1 M Tris HCl (pH 8.0), 10 μl 0.1 M MnClTwo200 μl 1 M dithiothreitol, 50 μl of 10% Nonidet P40 (NP40), 2 μl of 100 μM dNTP ( Pharmacia, Newark, NJ, dNTP Ultrapure KitTM), And 300 μl of methyl-ThreeH Chimiji To 5'-triphosphate (30-50 Ci / mmol). Place this mixture in a water bath Incubate at 37 ° C for 1 hour. After incubation, place samples on ice. Good. About 1.0 ml of 2N HCl is added to the cooled sample. Precipitated radiolabeled D The NA fragment was subjected to Millipore sampling manifold (Millipore, Philadelphia, PA) Filter with suction on a glass fiber filter using. Wash this filter Clean, dry, place in scintillation cocktail, and Beckman LS5000TD Count with a scintillation counter (Beckman, Dallas, TX).   The invention has been described above, both generally and with respect to preferred embodiments. However, it is recognized that changes and modifications are possible to those skilled in the art in light of the above description. Is done. It is therefore intended that the appended claims be within the scope of the invention as claimed. It is intended to encompass all such changes.   Furthermore, to clarify the background of the invention, and in particular, the detailed description and To provide further details on its implementation, as described in the examples Publications and other materials cited in this specification are hereby incorporated by reference in their entirety. Be used as a helper.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI // A61K 31/70 ABB A61K 39/21 ABN 38/43 ABE C12N 5/00 B 39/21 ABN A61K 37/48 ABE (72)発明者 レスペス,ジェイムズ ジー. アメリカ合衆国 カリフォルニア 92109, サンディエゴ,ラモント ストリート 4966 (72)発明者 サンドメイヤー,スーザン ビー. アメリカ合衆国 カリフォルニア 92625, コロナデルマー,ジャスミン 226 (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, エンシニタス,ヒルクレスト ドライブ 277 (72)発明者 ビランチョーン,バージニア ダブリュ ー. アメリカ合衆国 カリフォルニア 92714, アーバイン,サンダウン パス 13 (72)発明者 ディルダイン,サンドラ エル. アメリカ合衆国 カリフォルニア 92677, ラグーナ ニゲール,トラウラー 26──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification symbol FI // A61K 31/70 ABB A61K 39/21 ABN 38/43 ABE C12N 5/00 B 39/21 ABN A61K 37/48 ABE (72 Inventor Respeth, James G. United States of America 92109, San Diego, Lamont Street 4966 (72) Inventor Sandmeyer, Susan Be. United States of America 92625, Corona del Mar, Jasmine 226 (72) Inventor Jolly, Douglas J. United States of America 92024 , Encinitas, Hillcrest Drive 277 (72) Inventor Bilanchoon, Virginia W. USA 92714, Irvine, Sandown Scan 13 (72) inventor Dirudain, Sandra El. United States California 92677, Laguna Niguel, Toraura 26

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1.標的真核生物ゲノムの規定された領域へのベクター構築物の組み込みを指向 する、キメラインテグラーゼタンパク質。 2.RNAポリメラーゼIIIによって転写される真核生物遺伝子に隣接する領域への ベクター構築物の組み込みを指向する、請求項1に記載のキメラインテグラーゼ タンパク質。 3.組み込みの位置特異性がTy3インテグラーゼ由来のドメインに媒介される、 請求項2に記載のキメラインテグラーゼタンパク質。 4.請求項3に記載のキメラレトロウイルスインテグラーゼタンパク質。 5.モロニーマウス白血病ウイルス由来の、請求項4に記載のキメラレトロウイ ルスインテグラーゼタンパク質。 6.前記インテグラーゼが、アミノ末端からカルボキシ末端に、ドメインA、ド メインB、およびドメインCを含み、少なくとも1つのドメインがTy3インテグ ラーゼ由来である、請求項5に記載のキメラレトロウイルスインテグラーゼタン パク質。 7.AmBmCt、AmBtCm、AmBtCt、AtBtCm、およびAtBmCmからなる群より選択され、 ここで「m」はMoMLVインテグラーゼ由来のドメインを示し、そして「t」はTy3イ ンテグラーゼ由来のドメインを示す、請求項6に記載のキメラレトロウイルスイ ンテグラーゼタンパク質。 8.遺伝子送達ビヒクルに取り込まれた、請求項1に記載のキメラインテグラー ゼタンパク質であって、ここで、該遺伝子送達ビヒクルは、ポリペプチド、アン チセンスRNA、センスRNA、およびリボザイムからなる群より選択される異種遺伝 子産物をコードするベクター構築物をさらに含む、キメラインテグラーゼタンパ ク質。 9.請求項1〜7のいずれかに記載のキメラインテグラーゼタンパク質をコード する遺伝子と機能的に結合して、遺伝子の発現を制御する、少なくとも1つのエ レメントを含む、ベクター構築物。 10.請求項9に記載のベクター構築物が導入されている、宿主細胞。 11.キメラインテグラーゼタンパク質を作製するための方法であって、該方法 は、適切な栄養条件下で、請求項10に記載の宿主細胞を、該キメラインテグラ ーゼタンパク質の発現を可能にする様式で増殖させる工程を包含する、方法。 12.単離されている、請求項1に記載のキメラインテグラーゼタンパク質。 13.組換えウイルス粒子を産生するためのパッケージング細胞であって、ここ で該パッケージング細胞は請求項1に記載のキメラインテグラーゼタンパク質を 産生する、パッケージング細胞。 14.(i)標的真核生物ゲノムの規定された領域内へのベクター構築物の組み込 みを指向するキメラインテグラーゼタンパク質、および(ii)該ベクター構築物を 含む、遺伝子送達ビヒクル。 15.(i)RNAポリメラーゼIIIによって転写される真核生物遺伝子に隣接する領 域への組換えレトロウイルスベクター構築物の組み込みを指向するキメラレトロ ウイルスインテグラーゼ、および(ii)該組換えレトロウイルスベクター構築物を 含む、形質導入可能組換えレトロウイルス粒子。 16.請求項15に記載の形質導入可能組換えレトロウイルス粒子であって、野 生型レトロウイルスインテグラーゼタンパク質を有する形質導入可能組換えレト ロウイルス粒子に媒介される該組換えレトロウイルスベクター構築物の組み込み と比較して、真核生物ゲノムへの該組換えレトロウイルスベクター構築物の組み 込みにより生じる挿入変異誘発の割合の減少を導く、形質導入可能組換えレトロ ウイルス粒子。 17.請求項15に記載の形質導入可能組換えレトロウイルス粒子であって、形 質導入された真核生物細胞において、野生型レトロウイルスインテグラーゼタン パク質を有する形質導入可能組換えレトロウイルス粒子で形質導入された真核生 物細胞内での目的の遺伝子の発現と比較して、該組換えレトロウイルスベクター 構築物が保有する目的の遺伝子の発現における変化の減少を導く、形質導入可能 組換えレトロウイルス粒子。 18.請求項14に記載の遺伝子送達ビヒクル、および薬学的に受容可能なキャ リアを含む、薬学的組成物。 19.請求項15に記載の形質導入可能組換えレトロウイルス粒子、および薬学 的に受容可能なキャリアを含む、薬学的組成物。 20.凍結乾燥された形質導入可能組換えレトロウイルス粒子を含む、薬学的組 成物。 21.規定された領域内に組み込まれたベクター構築物を含む、真核生物細胞ゲ ノム。 22.前記規定された領域が、RNAポリメラーゼIIIによって転写される真核生物 遺伝子に隣接する領域である、請求項21に記載の真核生物細胞ゲノム。 23.RNAポリメラーゼIIIによって転写される遺伝子に隣接する領域において組 換えレトロウイルスベクター構築物を含む、形質導入された真核生物細胞であっ て、ここで、該組換えレトロウイルスベクター構築物の組み込みは、RNAポリメ ラーゼIIIによって転写される真核生物遺伝子に隣接する領域への該組換えレト ロウイルスベクター構築物の組み込みを指向するキメラレトロウイルスインテグ ラーゼによって媒介される、形質導入された真核生物細胞。 24.ベクター構築物を真核生物細胞ゲノム内に導入する方法であって、この方 法により、野生型インテグラーゼタンパク質による該ベクター構築物の組み込み によって生じる挿入変異誘発の割合と比較して、該真核生物細胞ゲノムへの該ベ クター構築物の組み込みにより生じる挿入変異誘発の割合が減少し、該方法は、 該ベクター構築物を請求項1に記載のキメラインテグラーゼタンパク質を使用し て該真核生物細胞ゲノム内に導入する工程を包含する、方法。 25.ベクター構築物を真核生物細胞ゲノムの規定された領域内に導入する方法 であって、この方法により、該ベクター構築物が野生型インテグラーゼタンパク 質を使用して導入される真核生物細胞内における目的の遺伝子の発現と比較して 、該ベクター構築物が導入される真核生物細胞における該ベクター構築物由来の 目的の遺伝子の発現における変化が減少し、該方法は、該ベクター構築物を請求 項1に記載のキメラインテグラーゼタンパク質を使用して該真核生物細胞ゲノム 内に導入する工程を包含する、方法。 26.遺伝的疾患、ガン、感染性疾患、変性性疾患、炎症性疾患、心血管疾患、 および自己免疫疾患からなる群より選択される疾患を処置する方法であって、該 方法は、標的真核生物ゲノムの規定された領域へのベクター構築物の組み込みを 指向する遺伝子送達ビヒクルをインビボで患者に投与する工程を包含する、方法 。 27.遺伝的疾患、ガン、感染性疾患、変性性疾患、炎症性疾患、心血管疾患、 および自己免疫疾患からなる群より選択される疾患を処置する方法であって、該 方法は、標的真核生物ゲノムの規定された領域へのベクター構築物の組み込みを 指向する遺伝子送達ビヒクルでエクスビボで処理した細胞を患者に投与する工程 を包含する、方法。 28.前記エクスビボで処理された細胞が自己由来の細胞である、請求項26に 記載の方法。[Claims] 1. Directs integration of vector constructs into defined regions of the target eukaryotic genome A chimeric integrase protein. 2. To regions adjacent to eukaryotic genes transcribed by RNA polymerase III 2. The chimeric integrase of claim 1, wherein the chimeric integrase is directed to integration of a vector construct. protein. 3. The site specificity of integration is mediated by the domain from Ty3 integrase, The chimeric integrase protein according to claim 2. 4. A chimeric retrovirus integrase protein according to claim 3. 5. The chimeric retrovirus according to claim 4, which is derived from Moloney mouse leukemia virus. Ruth integrase protein. 6. The integrase has a domain A, a domain from the amino terminus to the carboxy terminus. Including main B and domain C, at least one domain has Ty3 integration The chimeric retroviral integrase tannin according to claim 5, which is derived from an enzyme. Park quality. 7. AmBmCt, AmBtCm, AmBtCt, AtBtCm, and selected from the group consisting of AtBmCm, Where "m" indicates the domain from MoMLV integrase and "t" is the Ty3 7. The chimeric retrovirus according to claim 6, which shows a domain derived from integrase. Integrase protein. 8. 2. The chimeric integrator of claim 1, wherein the chimera integrator is incorporated into a gene delivery vehicle. Wherein the gene delivery vehicle is a polypeptide, Heterologous inheritance selected from the group consisting of chisense RNA, sense RNA, and ribozyme A chimeric integrase protein further comprising a vector construct encoding a progeny product. Quality. 9. The chimeric integrase protein according to any one of claims 1 to 7 is encoded. At least one gene that is operatively linked to the gene to regulate expression of the gene. Vector constructs, including the elements. 10. A host cell into which the vector construct according to claim 9 has been introduced. 11. A method for producing a chimeric integrase protein, said method comprising: Under suitable nutrient conditions, transform the host cell of claim 10 into the chimeric integra Growing the protein in a manner that allows expression of the protease protein. 12. 2. The chimeric integrase protein of claim 1, which is isolated. 13. A packaging cell for producing a recombinant virus particle, comprising: Wherein the packaging cell comprises the chimeric integrase protein according to claim 1. Producing packaging cells. 14. (i) integration of the vector construct into a defined region of the target eukaryotic genome And (ii) the vector construct And a gene delivery vehicle. 15. (i) Regions adjacent to eukaryotic genes transcribed by RNA polymerase III Retro to direct integration of a recombinant retroviral vector construct into the region A viral integrase, and (ii) the recombinant retroviral vector construct. A transducible recombinant retroviral particle, comprising: 16. 16. The transducible recombinant retroviral particle of claim 15, wherein Transducible recombinant leto with live retroviral integrase protein B virus particle mediated integration of the recombinant retroviral vector construct Combining the recombinant retroviral vector construct into a eukaryotic genome as compared to Transducible recombination, leading to a reduced rate of insertional mutagenesis caused by Virus particles. 17. 16. The transducible recombinant retroviral particle of claim 15, wherein In transfected eukaryotic cells, wild-type retrovirus integrase tan Eukaryotes transduced with transducible recombinant retroviral particles with protein Comparing the expression of the gene of interest in the cells Transducable, leading to reduced changes in expression of the gene of interest carried by the construct Recombinant retroviral particles. 18. A gene delivery vehicle according to claim 14, and a pharmaceutically acceptable carrier. A pharmaceutical composition comprising a rear. 19. 16. The transducible recombinant retroviral particle according to claim 15, and pharmaceutical. A pharmaceutical composition comprising a chemically acceptable carrier. 20. Pharmaceutical set comprising lyophilized transducible recombinant retroviral particles Adult. 21. A eukaryotic cell culture containing a vector construct integrated into a defined region. Nom. 22. A eukaryote wherein the defined region is transcribed by RNA polymerase III 22. The eukaryotic cell genome of claim 21, which is a region adjacent to the gene. 23. Pairs in the region adjacent to the gene transcribed by RNA polymerase III A transduced eukaryotic cell containing the recombinant retroviral vector construct. Here, the integration of the recombinant retroviral vector construct is performed by RNA polymerization. Said recombination into a region flanked by eukaryotic genes transcribed by Rase III Chimeric retroviral integrators for integration of roviral vector constructs Transduced eukaryotic cells mediated by the enzyme. 24. A method for introducing a vector construct into a eukaryotic cell genome, the method comprising: Integration of the vector construct by wild-type integrase protein Compared to the rate of insertional mutagenesis caused by the eukaryotic cell genome. The rate of insertional mutagenesis resulting from the integration of the vector construct is reduced, The vector construct uses the chimeric integrase protein of claim 1. And introducing into the genome of the eukaryotic cell. 25. Methods for introducing vector constructs into defined regions of the eukaryotic cell genome Wherein the vector construct comprises a wild-type integrase protein Expression of a gene of interest in eukaryotic cells introduced using Derived from the vector construct in a eukaryotic cell into which the vector construct is introduced. A change in the expression of the gene of interest is reduced, and the method comprises claiming the vector construct. Item 1. The eukaryotic cell genome using the chimeric integrase protein according to item 1. A method comprising the steps of: 26. Genetic disease, cancer, infectious disease, degenerative disease, inflammatory disease, cardiovascular disease, And a method for treating a disease selected from the group consisting of an autoimmune disease, The method comprises integrating the vector construct into a defined region of the target eukaryotic genome. Administering a directed gene delivery vehicle to a patient in vivo. . 27. Genetic disease, cancer, infectious disease, degenerative disease, inflammatory disease, cardiovascular disease, And a method for treating a disease selected from the group consisting of an autoimmune disease, The method comprises integrating the vector construct into a defined region of the target eukaryotic genome. Administering ex vivo treated cells to a patient with a directed gene delivery vehicle A method comprising: 28. 27. The method of claim 26, wherein the ex vivo treated cells are autologous cells. The described method.
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