JPH11507530A - Cell lines producing analgesic compounds for treating pain - Google Patents

Cell lines producing analgesic compounds for treating pain

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JPH11507530A
JPH11507530A JP9501908A JP50190897A JPH11507530A JP H11507530 A JPH11507530 A JP H11507530A JP 9501908 A JP9501908 A JP 9501908A JP 50190897 A JP50190897 A JP 50190897A JP H11507530 A JPH11507530 A JP H11507530A
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Abstract

(57)【要約】 疼痛の処置のための、少なくとも1つのカテコールアミン、少なくとも1つのエンドルフィン、および少なくとも1つのエンケファリンを産生する緯線学的に操作された細胞株。この細胞は、その必要のある患者に直接提供され得るか、または生物人工器官を形成するためにカプセル化され得る。 (57) Abstract: A latitudinal engineered cell line that produces at least one catecholamine, at least one endorphin, and at least one enkephalin for the treatment of pain. The cells can be provided directly to the patient in need thereof, or can be encapsulated to form a bioprosthesis.

Description

【発明の詳細な説明】 疼痛を処置するための鎮痛化合物を産生する細胞株発明の分野 本発明は疼痛の処置に有用な細胞株に関する。より特定すると、本発明の細胞 株は、エンドルフィン、エンケファリン、およびカテコールアミンからなる群の それぞれからの少なくとも1つの鎮痛化合物を産生するように遺伝子操作されて いる。本発明の背景 疼痛は疾患の共通の症状である。侵害受容性情報を伝える一次求心性線維が終 結する脊髄の表在性後角は、エンケファリン性介在ニューロンおよび高密度のオ ピエートレセプターを含む。さらに、脊髄の表在性板には稠密濃度のノルアドレ ナリン作動性線維がある。 急性疼痛は、急性の有害な刺激に応じて発生する。慢性疼痛は、主として、中 枢または末梢起源の神経障害のためである。この神経障害性疼痛は、正常でない 体性感覚プロセシングの結果であり、これは疼痛刺激に対して増加した感受性( 痛覚過敏)、および通常は疼痛を引き起こさない刺激に付随する疼痛(異痛)を生 じ得る。 脊髄クモ膜下腔へのモルヒネの硬膜下腔内注入は、強力な鎮痛を生じる。同様 に、ノルエピネフリンまたはノルアドレナリン性アゴニストの硬膜下腔内投与も また鎮痛を生じる。例えば、Sagenら、Proc .Natl.Acad.Sci.USA,83,7522- 26頁(1986)を参照のこと。 エンケファリンのようなオピエート、およびノルエピネフリンのようなカテコ ールアミンの有効用量以下の同時投与は、鎮痛を生じるために相乗作用し得る。 同書。副腎髄質のクロム親和性細胞は、ノルエピネフリン、エピネフリン、met- エンケファリン、leu-エンケファリン、ニューロペプチドY、バソアクティブイ ンスティナルポリペプチド、ソマトスタチン、ニューロテンシン、コレシストキ ニン、およびカルシトニン遺伝子関連ペプチドを含むいくつかの神経活性物質を 産生しそして放出する。例えば、Sagenら、Proc .Natl.Acad.Sci.USA,83,7 522-26頁(1986);Sagenら、Jour .Neurochem.,56,623-27頁(1991)を参照のこ と。 クロム親和性細胞がオピオイドペプチドおよびカテコールアミンの両方を産生 するので、侵害受容性の応答または痛覚の減少への1つのアプローチは、鎮痛を 提供するための試みにおいて、副腎髄質組織ならびに単離された副腎クロム親和 性細胞を、CNS疼痛調節領域に移植することを研究している。例えば、Sagenら、Brain Research ,384,189-94頁(1986);Vagueroら、Neuroreport,2,149-51頁 (1991);GinzbergおよびSeltzer,Brain Research,523 147-50頁(1990);Sagen ら、Pain,42,69-79頁(1990)を参照のこと。 鎮痛薬を産生するための試みは、同種および異種の両方のクロム親和組織また は細胞の移植物を使用して行われている。同種移植片組織は、限定された供給に あり、そして特にヒト疼痛処置プログラムについては容易に利用可能ではない。 さらに、同種ヒト組織は病原性夾雑物の危険を伴う。例えば、HamaおよびSagen 、Brain Research,651,183-93頁(1994)を参照のこと。 異種ドナーは、容易に得られ得る大量の材料を提供し得る。この理由のため、 ウシ副腎組織が使用されている。例えば、HamaおよびSagen、Brain Research,6 51,183-93頁(1994)を参照のこと。 しかし、潜在的な重大な宿主の結果ならびに最終的な移植片拒絶は、異なる種 間の移植における固有の問題である。全体または切除された組織の完全な移植片 拒絶は、異種移植片中の非常に抗原性の細胞、特に内皮細胞の存在のため、通常 は免疫学的に特権化されていると考えられるCNSでさえも起こり得る。さらに、 ドナー組織は、ウイルス夾雑物または他の病原体の宿主への導入を避けるために 、注意深くスクリーニングされなければならない。移植片拒絶を克服するために 、代表的にはサイクロスポリンAを使用する免疫抑制が必要とされる。 痛覚のいくらかの減少は、特に低強度の慢性疼痛の減少について、これらの移 植片から生じることが報告されている。ほとんどの報告では、コントロールと移 植した動物との間の顕著な差が、オピオイドペプチド産生を刺激するためのニコ チン投与後にのみ示された。しかし、鎮痛が、ラット慢性疼痛モデルにおいて、 クロム親和組織同種移植片の基底レベルの活性から観察されているといういくつ かの報告がある。例えば、Vaqueroら、NeuroReport,2,149-51頁(1991)、およ びHamaおよびSagen、Brain Research,651,183-93頁(1994)を参照のこと。 ウシ副腎クロム親和性細胞は、急性および慢性疼痛の処置のためのラットへの 移植用の生物人工器官(「BAO」)を形成するために、カプセル化されている。例え ば、Sagenら、J .Neurosci.,13,2415-23頁(1993)、およびHamaら、7th World Congress Pain ,Abstruct 982,Paris France(1993)を参照のこと。ヒト被験体 における最初の試験は、カプセル化したウシクロム親和性細胞を使用して行われ た。Aebischerら、Transplantation,58,1275-77頁(1994)を参照のこと。 他の細胞、例えば、AtT-20細胞を使用して抗侵害受容性を誘導することがまた 試みられている。AtT-20細胞は、元来、マウス下垂体前葉腫瘍に由来した。これ らの細胞はβ-エンドルフィンを合成しそして分泌する。例えば、Wuら、J .Neur al Transpl.& Plasticity ,5,15-26頁(1993)を参照のこと。AtT-20/hENK細胞 は、200塩基の5'隣接配列および2.66キロ塩基の3'隣接配列とともに全体のヒト プロ-エンケファリンA遺伝子(すなわち、6つのmet-エンケファリン配列および 1つのleu-エンケファリン配列を含む)を有するように遺伝子操作されているAtT -20細胞である。Wuら、前出、Combら、EMBO J.,4,3115-22頁(1985)を参照のこ と。 Wuら、J .Neural Transpl.& Plasticity,5,15-26頁(1993)は、AtT-20また はAtT-20/hENK細胞で移植されたラット宿主に関する。刺激されていないAtT-20/ hENK細胞は、AtT-20移植物によって産生されるよりも多くの抗侵害受容性を生じ た(挙尾(tail flick)テスト)。反対に、イソプロテレノール刺激は、AtT-20/hEN K細胞よりもAtT-20細胞でより多くの抗侵害受容性を生じた。同書。 マウス宿主において、AtT-20またはAtT-20/hENK移植物は、熱侵害受容性刺激 への基礎の応答には影響しなかった。AtT-20移植物を与えられたマウスは、β- エンドルフィンおよびμ-オピオイドアゴニスト(DAMGO)に対する耐性を生じた。 AtT-20/hENK移植物を与えられたマウスは、δ-オピオイドアゴニスト(DPDPE)に 対する耐性を生じた。μオピエートアゴニストの繰り返しの用量に対して、AtT- 20/hENK移植物を与えられたマウスは、AtT-20細胞を与えられたマウスまたはコ ントロールに比較してより低い耐性を生じた。 イソプロテレノール処置の抗侵害受容性効果は、AtT-20またはAtT-20/hENK細 胞移植物を与えられたマウスで等しく現れた。Wuら、J .Neuroscience,14,480 6-14頁(1994)を参照のこと。Wuらは、エンケファリン産生AtT-20/hENK細胞を移 植されたマウスにおけるさらなる抗侵害受容性の不在についての1つの理由が、 行動アッセイの感受性がないためであり得ると推測した。他の可能性のある理由 は、モルヒネ誘導した抗侵害受容性に対するmet-エンケファリンの公知のアンタ ゴニスト効果が、特にプロ-エンケファリンAにおける各leu-エンケファリン配 列について6つのmet-エンケファリンがあるので、単一のleu-エンケファリンの 可能性のある効果を相殺することであった。発明の要旨 本発明は、エンドルフィン、エンケファリン、およびカテコールアミンからな る群のそれぞれからの少なくとも1つの鎮痛化合物を産生するように遺伝子操作 されている細胞株を提供する。細胞株は疼痛の処置に使用され得る。 初代細胞の使用よりも細胞株を使用することに利点がある。細胞に対する安全 性および実行基準を確実にするための高価なおよび時間のかかる試験を、初代細 胞の個々の単離物について行われなければならない。より少ない試験が細胞バン クについて必要とされる。初代細胞を単離する必要はない。初代細胞の実行がド ナー動物の年齢、性別、健康またはホルモン状態に依存し得るので、所望の鎮痛 薬の産出はより安定であり得る。所望の産物のより高い産出を達成すること、な らびに特定の改変されたペプチドを細胞株に操作することもまた可能である。こ れは、同時に多くの鎮痛薬の送達を可能にする。1つ以上の鎮痛薬の発現は(発 現を駆動するための調節可能なプロモーターを使用することによって)調節され 得る。さらに、安全のために、「自殺」遺伝子が細胞株中に組み込まれ得る。さら に、カプセル化の目的で、増殖している細胞は、これらが死滅する細胞または死 滅した細胞を置き換えるように分割する利点を有する。図面の簡単な説明 図1は、ベクターpBS-hPOMC-027、pBS-IgSP-hPOMC-028、およびpBS-IgSP-hPOM C-ΔACTH-029のプラスミドマップである。 図2は、ベクターpCEP4-hPOMC-030、pCEP4-hPOMC-031、pcDNA3-hPOMC-034、お よびpcDNA3-hPOMC-035のプラスミドマップである。 図3は、ベクターpCEP4-hPOMC-ΔACTH-032、pCEP4-hPOMC-ΔACTH-033、pcDNA3 -hPOMC-ΔACTH-36、およびpcDNA3-hPOMC-ΔACTH-037のプラスミドマップである 。 図4は、ベクターpcDNA3-rTH-044、pcDNA3-rTHΔ-045、およびpcDNA3-rTHDKS- 075(pcDNA3-rTHΔKS-075としても示される)のプラスミドマップである。 図5は、ベクターpcDNA3-rTHΔ-IRES-bDBH-088およびpcDNA3-rTHΔKS-IRES-bD BH-076のプラスミドマップである。 図6は、ベクターpZeo-Pcmv-rTHΔKS-IRES-bDBH-088のプラスミドマップであ る。 図7は、ベクターpBS-Pcmv-rTHΔIRES-bDBH-067のプラスミドマップである。 図8は、ベクターpBS-hPOMC-ΔACTH-IRES-rTHΔIRES-bDBH-068のプラスミドマ ップである。 図9は、ベクターpcDNA3-hPOMC-ΔACTH-IRES-rTHΔ-IRES-bDBH-069のプラスミ ドマップである。 図10は、ベクターpcDNA3-IRES-Zeocin-072のプラスミドマップである。 図11は、ベクターpcDNA3-hPOMC-ΔACTH-IRES-rTHΔ-IRES-bDBH-IRES-Zeocin -073のプラスミドマップである。 図12は、ベクターpcDNA3-hPROA+KS-091のプラスミドマップである。発明の詳細な説明 本発明がより十分に理解され得るために、以下の詳細な説明が記載される。 任意の適切な細胞は、本発明の組換えDNA分子で形質転換され得る。意図され る細胞の中には、クロム親和性細胞(例えば、WO 96/02646に記載のような条件付 きで不死化されたクロム親和性細胞、Neuro-2A、PC12、PC12a、SK-N-MC、AtT-20 )、およびRIN細胞(RINaおよびRINbを含む)がある。好ましくは、細胞は、内因 性プロホルモンコオンベルターゼおよび/またはドーパデカルボキシラーゼを有 する。 SK-N-MC細胞は、神経上皮腫細胞株であり、エンケファリン、コレシストキニ ン、およびガストリン放出ペプチドを含むいくつかの神経ペプチドを同時発現す る。例えば、Verbeeckら、J .Biol.Chem.,265,18087-090頁(1990)を参照のこ と。プロエンケファリンA遺伝子は、SK-N-MC細胞で発現されている。例えば、F olkessonら、Mol .Brain Res.,3,147-54頁(1988)を参照のこと。AtT-20および RIN細胞が好ましく、最も好ましくはRIN細胞である。 RIN細胞は、ラット由来の膵臓内分泌細胞株である。例えば、Horellouら、J Physiol. ,85,158-70頁(1991)を参照のこと。RIN細胞は、GABAおよびβ-エンド ルフィンを内因的に産生することが公知である。 種々の意図された細胞の特徴のいくつかを表1に示す。 TH= チロシンヒドロキシラーゼは、チロシンをl-ド-パに変換する DDC= ド-パミンデカルボキシラーゼは、l-ド-パをド-パミン(DA)に変換する DβH= ド-パミンβ-ヒドロキシラーゼは、DAをノルエピネフリン(NA)に変換する PC= プロホルモンコンベルターゼは、POMCをβ-エンドルフィンに、およびプロエンケファリンA (ProA)をmet-エンケファリンにプロセシングする AtT20= プロ-オピオメラノコルチン(POMC)の発現によってβ-エンドルフィンを内因的に分泌 するマウス下垂体コルチコトロピン細胞株 RIN= ラットインスリノーマ Neuro 2A= マウス神経芽細胞腫 一次送達産物は、エンドルフィン、エンケファリン、およびカテコールアミン のそれぞれの少なくとも1つを含む。 エンケファリンおよびエンドルフィンは、ヒトにおける内因性オピオイドペプ チドである。これらのオピオイドペプチドは、5から31アミノ酸の範囲の約15化 合物を含む。これらの化合物は、少なくとも一部はモルヒネと同様のμオピオイ ドレセプターに結合しそしてそれを介して作用するが、モルヒネとは化学的に関 連しない。さらに、これらの化合物は他のオピエートレセプターを刺激する。Ya kshおよびMalmberg、Textbook of Pain,第3版(P.WallおよびR.Melzack編)、「 Central Pharmacology of Nociceptive Transmission」165-200頁、1994(New Yo rk)。 オピオイドペプチドは共通の化学特性を有するが、異なる経路で合成される。 最も豊富なエンドルフィンであるβ-エンドルフィンは、より大きな前駆体分 子であるプロオピオメラノコルチン(「POMC」)の一部として合成される。POMC分子 は、副腎皮質刺激ホルモン(「ACTH」)、α-メラニン細胞刺激ホルモン(「α-MSH」) 、β-MSH、およびβ-リポトロピンの全配列を含む。POMC前駆体分子はまた、α- エンドルフィンおよびγ-エンドルフィンを含む他のエンドルフィンを生成する 可能性を有する。POMC前駆体のプロセシングは、その組織内のプロホルモンコン ベルターゼのような切断酵素の局在化により、種々の組織内で異なって起こる。 下垂体では、POMCは切断されてACTHおよびβ-エンドルフィンを産生し、そし てこのACTHはさらにプロセシングされない。反対に、視床下部では、ACTHはβ-M SHに変換される。種々の細胞タイプが同じ一次遺伝子産物を合成し得るが、ホル モン分泌の最終的なプロフィルは大きく異なり得る。 本発明は、鎮痛活性を有する任意の適切なエンドルフィンをコードするDNA配 列の使用を意図する。さらに、鎮痛活性を有するこれらのエンドルフィンのアナ ログまたはフラグメントも意図される。したがって、本発明の細胞によって産生 されるエンドルフィンは、所望のエンドルフィンの天然に存在するアミノ酸配列 中の1つ以上の部位での、アミノ酸挿入、欠失、置換、および改変によって特徴 づけられ得る。保存的改変および置換(すなわち、エンドルフィンの二次構造ま たは三次構造に、およびエンドルフィンの鎮痛特性に対して、最小の影響を有す るもの)が好ましい。このような保存的置換には、Dayhoff Atlas of Protein Se quence and Structure ,5,(1978)およびArgos、Embo J.,3,779-85頁(1989)に 記載されるものが含まれる。 天然に存在するエンドルフィンのこのような改変体を生成する技法は周知であ る。例えば、野生型エンドルフィンをコードするDNA配列中のコドンは、部位特 異的変異によって変更され得る。 本発明は、完全なPOMC前駆体分子をコードするDNA配列を使用することを意図 する。この実施態様は、宿主細胞の切断酵素(すなわち、プロホルモンコンベル ターゼ2)を利用して一組のエンドルフィンを生成し、そのいくつかまたはすべ ては鎮痛特性を有し得る。 本発明はまた、特定の所望のエンドルフィンをコードするPOMC遺伝子のDNAフ ラグメントの使用を意図する。 POMCのDNAおよびアミノ酸配列は周知である。Cochetら、Nature,297,335-9 頁(1982);Takahashiら、Nucl .Acids Res.,11,6847-58頁(1983)。 ACTHコーディング領域が欠失されているPOMCをコードするDNA配列が好ましい 。この構築物によってコードされる好ましいエンドルフィンはβ-エンドルフィ ンである。 いくつかのエンケファリンは、大きなタンパク質であるプロエンケファリンA の一部として副腎で合成され、これはMet-エンケファリン配列の6つのリピート および1つのLeu-エンケファリン構造を含む。Met-エンケファリン、ならびにMe t-エンケファリン-Arg-PheおよびMet-エンケファリン-Arg-Gly-Leuも、有意な抗 侵害受容性活性を有する。例えば、Sagenら、Brain Res.,502,1-10頁(1989)を 参照のこと。 他のエンケファリン、すなわち、ダイノルフィンおよびネオエンドルフィンは 、異なる分子であるプロエンケファリンBに由来する。追加の「隠れた(cryptic)」 ペプチドもまた、これらの前駆体タンパク質の構造内でコードされ、そして「プ ロホルモンタイプ」の切断によって放出され得る。例えば、Harrison's「Principi es Of Internal Medicine」,第12版,1168-69頁(1991)を参照のこと。 本発明は、鎮痛活性を有する任意の適切なエンケファリンをコードするDNA配 列の使用を意図する。鎮痛特性を有するアナログおよび活性フラグメントもまた 意図される。したがって、このようなアナログまたはフラグメントは、天然に存 在するアミノ酸配列中の1つ以上の部位での、アミノ酸挿入、欠失、置換を有し 得る。このような改変体は上記のように生成され得る。 本発明は、その「成熟」形態で所望のエンケファリンをコードするDNA配列の使 用を意図する。さらに、本発明は、完全なプロエンケファリンA前駆体、または 完全なプロエンケファリンB前駆体をコードするDNA配列を使用することを意図 する。さらに、これらの配列の融合体またはフラグメントをコードするDNAを使 用することも意図し、これは、発現時に、鎮痛特性を有する1つ以上のエンケフ ァリン様分子を得る。 完全なプロエンケファリンA前駆体分子をコードするDNA配列の使用が好まし い。プロエンケファリンAのDNAおよびアミノ酸配列は周知である。Folkesson、 前出。この実施態様は、プロホルモンコンベルターゼのような宿主細胞の切断酵 素を利用して、一組のエンケファリンを生成し、そのいくつかまたはすべては鎮 痛特性を有し得る。この構築物によってコードされる好ましいエンケファリンは 、Met-エンケファリンである。 中枢神経系で神経伝達物質として機能する、3つの天然に存在するカテコール アミンがある;ノルエピネフリン(「NE」)、エピネフリン(「E」)、およびドーパミ ン。NEは、交感神経節後神経終末に関連する。NEは、その放出に非常に近接して 局所的にその効果を及ぼす。 カテコールアミンは、アミノ酸チロシンから合成され、これは、引き続いてヒ ドロキシル化されてジヒドロキシフェニルアラニン(ドーパ)を形成し、脱カルボ キシ化されてドーパミンを形成し、次いで、ドーパミンβヒドロキシラーゼによ って側鎖のβ位でヒドロキシル化されてNEを形成する。Harrison's、前出,380 頁。NEは、フェニルエタノールアミン-N-メチルトランスフェラーゼ(「PNMT」)に よってEへN-メチル化される。 チロシンヒドロキシラーゼ(「TH」)によるチロシンのヒドロキシル化は、NE合成 における律速段階である。副腎髄質におけるドーパおよびNE合成の調節は、THの 量および活性の変化によって完成され得る。 さらに、NEからのEの合成の調節は、フェニルエタノールアミン-N-メチルトラ ンスフェラーゼ(「PNMT」)の量および活性の変化によって起こり得る。PNMTは、副 腎皮質からのグルココルチコイドによって誘導可能である。同書。 カテコールアミンは、主としてEのような副腎髄質クロム親和組織中で高濃度 で維持される。オピオイドペプチドはまた、副腎中で貯蔵される。 NEおよびEは、α2レセプターで同様の親和性を有し、したがって、両方とも鎮 痛に潜在的に寄与し得る。Bylund、FASEB J.,6,832-39頁(1992)。met-エンケ ファリンを主として含むエンケファリンペプチドは、デルタ(δ)オピオイドレセ プターを選択的に活性化する。ReisineおよびBell、Trends Neurosci.,16,506 -10頁(1993)。脊髄におけるα2アドレナリン作動薬およびδオピオイドレセプタ ーの活性化は、それぞれ、抗侵害受容性を生じ、そして潜在的に相乗作用する。 YakshおよびMalmberg、Progress in Pain Research and Management,第1巻,F ieldsおよびLisbeskind編,IASP Press,Seattle,141-71頁(1994)。実験動物に おけるδ対(μ)オピオイドレセプターの活性化は、便秘および耽溺傾向を含む有 害な副作用をほとんど生じない(Leeら、J .Pharmacol.Exp.Ther.,267,883-8 7頁(1993))。種々のオピオイド作動薬およびアドレナリン作動薬の合わせた送達 は、単一の薬剤に対して生じそして持続した疼痛緩和に導く耐性の程度を低下さ せ得る。YakshおよびReddy、Anesthesiol.,54,451-67頁(1981)。 本発明は、鎮痛特性を有するカテコールアミンを得るために、カテコールアミ ン生合成酵素またはそのアナログもしくはフラグメントをコードするDNA配列の 使用を意図する。本発明において好ましいカテコールアミンはNEおよびEである 。 1つの実施態様では、宿主細胞は、所望であれば、NEまたはEの産生を完了す るために必要な遺伝子で形質転換される。必要とされる異種遺伝子配列の選択は 、宿主細胞に通常存在するカテコールアミン合成酵素の補体に依存する。例えば 、RIN細胞およびAtT-20細胞は、チロシンヒドロキシラーゼ(「TH」)およびドーパ ミンβヒドロキシラーゼ(「DBH」)を欠いている。しかし、RINおよびAtT-20細胞は 内 因性ドーパデカルボキシラーゼ(「DDC」)を含む。所望のカテコールアミンがEで ある場合、次いで、PNMTをコードする遺伝子もまた必要とされる。PNMTをコード する遺伝子は公知である。Baetgeら、Proc .Natl.Acad.Sci.,83,5455-58頁 (1986)。 THをコードする遺伝子は公知である。例えば、米国特許第5,300,436号(参考と して本明細書中に援用される)を参照のこと。改変されたTH改変体もまた公知で ある。米国特許第5,300,436号。さらに、必要なC末端触媒ドメインを含むTH短 縮型の改変体もまた公知である。例えば、Daubnerら、Protein Science,2,145 2-60頁(1993)を参照のこと。 AtT-20細胞は、野生型TH、ならびに種々のTH変異体で形質転換されている。例 えば、Wuら、J .Biol.Chem.,267,25754-758頁(1992)を参照のこと。 DBH遺伝子の配列もまた周知である。例えば、Lamorouxら、EMBO J.,6,3931- 37頁(1987)を参照のこと。 本明細書に記載された好ましいDNA配列の他に、所望の鎮痛薬をコードする多 くの縮重DNA配列があることが理解される。 潜在的な鎮痛作用を有する二次化合物はまた、本発明の細胞によって産生され 得る。このような化合物には、ガラニン(galanin)およびソマトスタチンが含ま れる。さらに、ニューロペプチドY、ニューロテンシン、およびコレシストキニ ンは、本発明の形質転換された細胞によって産生され得る。本発明の細胞は、こ れらの化合物のいくつかまたはすべてを通常産生し得るか、または標準的な技術 を使用するように遺伝子操作され得る。 本発明の細胞によって産生される鎮痛化合物をコードする遺伝子を得るまたは 合成するために、標準的方法が使用され得る。 例えば、所望の化合物の完全なアミノ酸配列が、逆翻訳された遺伝子を構築す るために使用され得る。所望の鎮痛化合物をコードするヌクレオチド配列を含む DNAオリゴマーが合成され得る。例えば、各所望のポリペプチドの部分をコード するいくつかの小さなオリゴヌクレオチドが合成され、次いで連結され得る。代 表的には、個々のオリゴヌクレオチドは、アセンブリについて5'または3'の突出 を含む。 各所望の鎮痛化合物をコードするDNA配列は、シグナル配列をコードするDNA配 列もまた含んでいてもいなくてもよい。このようなシグナル配列は、存在するな らば、鎮痛化合物の発現のために選択された細胞によって認識されるものである べきである。それは、原核生物由来、真核生物由来、または2つの組み合わせで あり得る。それは、元の化合物のシグナル配列でもあり得る。一般的に、シグナ ル配列がコードされることが好ましく、そして元のシグナル配列が使用されるこ とが最も好ましい。 一旦アセンブリされると、所望の化合物をコードするDNA配列は、1つ以上の 発現ベクターに挿入され、そして所望の形質転換された細胞中での発現に適切な 発現制御配列に作動可能に連結される。 適切なアセンブリは、ヌクレオチド配列決定、制限マッピング、および形質転 換された細胞中での生物学的に活性なポリペプチドの発現によって確認され得る 。当該分野で周知のように、宿主中でトランスフェクトされた遺伝子の高い発現 レベルを得るために、遺伝子は、選択された発現細胞中で機能的である転写およ び翻訳発現制御配列に作動可能に連結されなければならない。 発現制御配列および発現ベクターの選択は、細胞の選択に依存する。広範な種 々の発現宿主/ベクターの組み合わせが用いられ得る。真核生物宿主に有用な発 現ベクターには、例えば、SV40、ウシパピローマウイルス、アデノウイルス、お よびサイトメガロウイルスからの発現制御配列を含むベクターが挙げられる。 pcDNA3、pCEP4、pZeoSV(InVitorgen,San Diego)、およびpNUTが好ましい。 広範な種々の発現制御配列のいずれかが、これらのベクターに使用され得る。 このような有用な発現制御配列には、前出の発現ベクターの構造遺伝子に付随す る発現制御配列が含まれる。有用な発現制御配列の例としては、例えば、SV40ま たはアデノウイルスの初期および後期プロモーター、3-ホスホグリセレートキナ ーゼまたは他の解糖系酵素のプロモーター、酸性ホスファターゼのプロモーター (例えば、Pho5)、酵母α接合系のプロモーター、および真核生物細胞またはそれ らのウイルスの遺伝子の発現を制御することが公知の他の配列、ならびにその種 々の組み合わせが挙げられる。 すべてのベクターおよび発現制御配列が、本明細書中に記載されたDNA配列を 発現するために等しく十分に機能するわけではないことが、もちろん、理解され るべきである。また、すべての細胞が、同じ発現系で等しく十分に機能するわけ ではない。しかし、当業者は、過度の実験をすることなく、これらのベクター、 発現制御配列、および細胞の中での選択を行い得る。例えば、ベクターの選択に おいて、ベクターが細胞中で複製されなければならないので、宿主細胞は考慮さ れなければならない。ベクターのコピー数、そのコピー数を制御する能力、およ び抗生物質マーカーのようなベクターによってコードされる任意の他のタンパク 質の発現もまた、考慮されるべきである。 発現制御配列の選択において、種々の因子もまた考慮されるべきである。これ らには、例えば、配列の相対強度、その制御能力、および所望の鎮痛化合物をコ ードする実際のDNA配列との特に潜在的な二次構造に関しての適合可能性が挙げ られる。宿主細胞は、選択されたベクターとのそれらの適合可能性、DNA配列に よってコードされる産物の毒性、それらの分泌特徴、ポリペプチドを正確に折り 畳む能力、およびそれらの培養必要物の考慮によって選択されるべきである。宿 主細胞がカプセル化されるべきである場合、カプセル化されそしてレシピエント に移植された場合の細胞生存性もまた考慮されるべきである。 これらのパラメータ内で、当業者は、培養物中で所望のDNA配列を発現する種 々のベクター/発現制御配列/宿主組み合わせ物を選択し得る。 1つの実施態様では、細胞(例えば、RIN細胞)は、POMC遺伝子、プロエンケフ ァリンA遺伝子、TH遺伝子、およびDBH遺伝子を含む4つの別々の発現ベクター で、連続的に形質転換される。このように形質転換された宿主細胞において、異 種遺伝子のコピー数の増幅は、達成することがより困難である。したがって、よ り少ない発現ベクターの使用が好ましい。最も好ましくは、4つのすべての異種 遺伝子を含む単一の発現ベクターが使用される。 特定の実施態様では、RIN細胞は、3つの発現ベクターで連続して形質転換さ れる。第1のベクターは、CMVプロモーターに作動可能に連結されたPOMC遺伝子 を含む。好ましくは、POMC遺伝子の短縮型が使用され、これは欠失したACTHコー ド領域を有する。第2のベクターは、CMVプロモーターに作動可能に連結された プロエンケファリンA遺伝子を含む。好ましくは、proA構築物は、開始コドンの すぐ上流にKozak配列を含む。第3のベクターは、TH遺伝子(好ましくは短縮され そして開始コドンのすぐ上流にKozakコンセンサス配列を有する)およびDBH遺伝 子の両方を含む。この実施態様では、TH遺伝子はCMVプロモーターに作動可能に 連結される。DBH遺伝子は内部リボソーム侵入部位プロモーター配列に作動可能 に連結される。次いで、RIN細胞は、公知のプロトコルに従って、各発現ベクタ ーで連続して形質転換される。 他の実施態様では、プロエンケファリンA遺伝子、POMC遺伝子、TH遺伝子、お よびDBH遺伝子を含む単一の発現ベクターが構築される。好ましくは、POMC遺伝 子のACTH領域が欠失される。好ましくはTH遺伝子は短縮される。 単一の転写物からの複数の遺伝子発現は、複数の転写単位からの発現よりも好 ましい。単一の真核生物転写物からの複数の遺伝子の発現を達成するための1つ のアプローチは、内部リボソーム侵入部位(「IRES」)として公知のピコルナウイル スmRNAの配列を利用する。これらの部位は、mRNAの最初のAUGの下流に位置する 配列からのタンパク質翻訳を促進するように機能する。 MacejakおよびSarnowは、免疫グロブリン重鎖結合タンパク質(BiP、CRP 78と しても公知、分子量78,000のグルコースで調節されるタンパク質)mRNAの5'の翻 訳されていない配列は、5'-キャップの独立した様式で、哺乳動物細胞におけるm RNAへの内部リボソーム結合を直接与え得ることを報告し、これは、内部リボソ ーム結合メカニズムによる翻訳開始がこの細胞性mRNAによって使用されることを 示す。Nature,353,90-94頁(1991)。 Wo 94/24870は、単一転写物からの翻訳開始のための2より多いIRESの使用、 ならびに単一構築物中の同じIRESの複数のコピーの使用に関する。 本発明はまた、形質転換された細胞における「自殺」遺伝子の使用を意図する。 最も好ましくは、細胞は、安全の尺度としてTK(チミジンキナーゼ)遺伝子を有し 、ガンシクロビルでの処置によってインビボで宿主細胞を殺させる。 「自殺」遺伝子の使用は当該分野で公知である。例えば、Anderson、公開された PCT出願WO 93/10218;Hamre、公開されたPCT出願WO 93/02556を参照のこと。レ シピエント自体の免疫系は、移植された細胞への有害な反応からの第1のレベル の保護を提供する。カプセル化される場合、ポリマーカプセルはそれ自体、免疫 隔離であり得る。発現構築物中のTK遺伝子(または他の自殺遺伝子)の存在は、移 植された細胞のレシピエントに安全性のさらなるレベルを追加する。 本発明における使用に好ましいベクターには、鎮痛化合物をコードするDNAを コピー数で増幅させるベクターが含まれる。このような増幅可能なベクターは、 当該分野で周知である。これらには、例えば、DHFR増幅によって増幅され得るベ クター(例えば、Kaufman、米国特許第4,470,461号、KaufmanおよびSharp、「Cons truction Of A Modular Dihydrafolate Reductase cDNA Gene: Analysis Of Sig nals Utilized For Efficient Expression」,Mol .Cell.Biol.,2,1304-19頁( 1982)を参照のこと)、またはグルタミンシンセターゼ(「GS」)増幅(例えば、米国 特許第5,122,464号および欧州公開された出願第338,841号を参照のこと)が挙げ られる。このような増幅は、所望の鎮痛化合物の産出を増加するために使用され 得る。 所望の鎮痛化合物の産出を増加させるための他の技法が意図される。例えば、 現存するポリクローナル細胞株をサブクローニングすることが意図される。細胞 は、各ウェル中で単一細胞への希釈を限定することによってクローン化される。 細胞クローンは培養物であり、そしてクローンは鎮痛物質の最高の産出でクロー ンを選択するために試験される。 所望の鎮痛化合物の産出を増加させるための他の技法は、野生型形態よりも高 い活性を有する生合成酵素の改変された形態をクローニングすることを包含する (すなわち、短縮型TH 1-155)。いくつかの短縮型形態のTHは、野生型形態のTHよ りも4〜6倍増加した活性を有する。例えば、Daubnerら、「Expression and cha racterization of catalytic and regulatory domains of rat tyrosine hydrox ylase」,Protein Science,2,1452-60頁(1993)を参照のこと。 さらに、テトラヒドロビオプテリン補因子レベルを増加させるように選択する ためのチロシンを含まない培地の使用は、チロシンヒドロキシラーゼ活性を潜在 的に増加させ得る。例えば、Horellouら、「Retroviral transfer of a human ty rosine hydroxylase cDNA in various cell lines; regulated release of dopa mine in mouse anterior pituitary AtT-20 cells」,Proc .Natl.Acad.Sci.U SA ,86,7233-37頁(1989)を参照のこと。 好ましくは、β-エンドルフィンの産出は、1と10,000pg/106細胞/時間との間 の範囲である。好ましくは、met-エンケファリンの産出は、1と10,000pg/106細 胞/時間との間の範囲である。好ましくは、カテコールアミンの産出は、1と1,0 00pmol/106細胞/時間との間の範囲である。 本発明の細胞は、疼痛の処置のために、ヒトを含む哺乳動物に移植され得る。 カプセル化されていないものが移植される場合、任意の適切な移植プロトコルが 使用され得、Sagenら、米国特許第4,753,635号(参考として本明細書に援用され る)に概説されるものを含む。 移植前に、本発明の遺伝学的に改変された細胞をカプセル化することが望まし いものであり得る。このようなカプセル化された細胞は、生物人工器官(「BAO」) を形成する。BAOは、レシピエントにおける移植のために設計され得るか、また は体外的に機能するように作成され得る。本発明で有用なBAOは、代表的には、 少なくとも1つの半透性外表面膜または細胞含有コアを取り囲むジャケットを有 する。このジャケットは、栄養物、生物学的活性分子、および他の選択された産 物の、BAOを介する拡散を可能にする。BAOは生体適合性である。 いくつかの場合においては、膜は、免疫学的拒絶の細胞性および分子性エフェ クターをブロックすることによって、細胞を免疫隔離することにも役立ち得る。 免疫隔離性膜の使用は、免疫抑制の使用なしの、個体への同種および異種細胞の 移植を可能にする。生物学的活性分子が単離された細胞から放出される場合、こ れらは周囲の半透膜を通り抜けてレシピエントの体中へ入る。代謝機能が単離さ れた細胞によって提供される場合、代謝されるべき物質は、細胞によって作用さ れるべき膜を通ってレシピエントの体からBAOに侵入する。 種々のタイプの膜が、BAOの構築に使用されている。一般的に、BAOに使用され る膜は、微孔性膜または限外濾過グレードの膜のいずれかである。種々の膜材料 はBAOでの使用について示唆されており、これには、PAN/PVC、ポリウレタン、ポ リスホン(polysufone)、ポリビニリデン(polyvinylidiene)、およびポリスチレ ンが含まれる。代表的な膜の幾何学的形状には、平面シートが含まれ、これは、「 サンドイッチ」タイプ構築物に製造され得、これはデバイスの周囲のまわりに形 成されるシールを有して、2つの本質的に平面な膜間に配置される、生細胞の層 を有する。あるいは、中空繊維デバイスが使用され得、ここでは生細胞は管状膜 の内部に位置する。中空繊維BAOは、中空繊維の管腔中に生細胞を充填すること 、および繊維の末端にシールを提供することによって、段階的に形成され得る。 中空繊維BAOはまた、共押出しプロセスによって形成され得、ここで生細胞は細 胞のまわりに膜を形成するポリマー溶液とともに共押出しされる。 BAOは、例えば、米国特許第4,892,538号、第5,106,627号、第5,156,844号、第 5,158,881号、および第5,182,111号、ならびにPCT出願第PCT/US/94/07015号、WO 92/19195、WO 93/03901、およびWO 91/00119に記載されており、これらはすべて 参考として本明細書に援用される。 BAOは、カプセル化された細胞の長期の生存を促進する他の成分を含み得る。 例えば、WO 92/19195は、細胞の生存性を増強するためにヒドロゲルマトリクス を有する移植可能な免疫隔離性生体適合性ビヒクルに関する。 BAOのカプセル化膜は、コアと同じ材料から製造され得るか、または異なる材 料から製造され得る。いずれの場合でも、選択透過性および生体適合性であるBA Oの周囲または周辺の膜領域が形成される。膜はまた、所望であれば、免疫隔離 性であるように構築され得る。コアは、液体培地中に懸濁されるかまたはヒドロ ゲルマトリクス内に固定化されるかのいずれかの、単離された細胞を含む。 BAOを構築するために使用される材料の選択は、多くの因子によって決定され 、そしてDionne WO 92/19195に詳細に記載される。簡単にいえば、種々のポリマ ーおよびポリマーブレンドが、カプセルジャケットを製造するために使用され得 る。BAOおよび増殖表面をその中に形成するポリマー膜としては、ポリアクリレ ート(アクリル酸コポリマーを含む)、ポリビニリデン、ポリ塩化ビニルコポリマ ー、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリアミド、酢酸セルロース、硝酸セルロー ス、ポリスルホン、ポリホスファゼン、ポリアクリロニトリル、ポリ(アクリロ ニトリル/コ塩化ビニル)、ならびにその誘導体、コポリマー、および混合物が挙 げられ得る。 BAOは、当該分野で公知の任意の適切な方法によって形成され得る。このよう な方法の1つは、ポリマーキャスティング溶液および凝固剤の共押出しを包含し 、これは、Dionne、WO 92/19195および米国特許第5,158,881号、第5,283,187号 、 および第5,284,761号(参考として本明細書に援用される)に記載のように、生物 学的組織フラグメント、オルガネラ、あるいは細胞および/または他の治療剤の 懸濁液を含み得る。 ジャケットは、シングルスキン(single skin)またはダブルスキン(double ski n)を有し得る。シングルスキンの中空繊維は、共押出しされる時に、ポリマー溶 液の表面の一方のみをクエンチングすることによって生成され得る。ダブルスキ ンの中空繊維は、共押出されるときに、ポリマー溶液の両方の表面をクエンチン グすることによって生成され得る。 円柱状、ディスク形状、または球形のような多くのカプセル形状が可能である 。 BAOのジャケットは、選択透過性膜の名目上の分子量カットオフ(nMWCO)を決定 する孔サイズを有する。nMWCOよりも大きい分子は、膜を横切ることを物理的に 妨害される。名目上の分子量カットオフは、対流条件下での90%拒絶として定義 される。BAOが免疫隔離性であることが望まれる状況で、膜の孔サイズは、細胞 によって産生される特定の因子がビヒクルから拡散するが、BAO中への宿主免疫 応答因子の侵入を排除することを可能にするように選択される。代表的には、nM WCOは、50と200kDとの間、好ましくは90と150kDとの間の範囲である。最も適切 な膜組成物はまた、選択された移植部位に存在することが公知の宿主免疫エフェ クター分子と、BAOの外膜成分との間の反応性を最小にする。 BAOのコアは、その中に単離された特定の細胞に適切な局所環境を提供するよ うに構築される。コアは、細胞増殖を維持するために十分な液体培地を含み得る 。液体コアは、PC12細胞のような形質転換された細胞株を維持するために特に適 切である。あるいは、コアはゲルマトリクスを含み得る。ゲルマトリクスは、ヒ ドロゲル(アルギネート、「VitorogenTM」など)または細胞外マトリクス成分から 構成され得る。例えば、Dionne WO 92/19195を参照のこと。 ヒドロゲルを形成する組成物は、3つの一般的クラスに分かれる。第1のクラ スは、正味の負電荷を有する(例えば、アルギネート)。第2のクラスは、正味の 正電荷を有する(例えば、コラーゲンおよびラミニン)。市販の細胞外マトリクス 成分の例には、MatrigelTMおよびVitrogenTMが含まれる。第3のクラスは、電荷 が正味の中性である(例えば、高度に架橋したポリエチレンオキシド、またはポ リビニルアルコール)。 BAOをシールする任意の適切な方法が使用され得、これにはポリマー接着およ び/またはクリンピング、結節、ならびにヒートシールの使用が含まれる。これ らのシール技法は当該分野で公知である。さらに、任意の適切な「ドライ」シール 方法もまた使用され得る。このような方法において、それを通して細胞含有溶液 が導入される実質的に無孔性のフィッティングが提供される。充填後、BAOはシ ールされる。このような方法は、同時係属中の米国特許出願第08/082,407号に記 載され、これは参考として本明細書に援用される。 1つ以上のインビトロアッセイが、インビボでの移植前にBAOの機能性を確立 するために好ましく使用される。当該分野で周知のアッセイまたは診断テストが 、これらの目的に使用され得る。例えば、Methods In Enzymology,Abelson編, Academic Press,1993を参照のこと。例えば、分泌された産物に特異的なELISA( エンザイムリンクドイムノソルベントアッセイ)、クロマトグラフィーアッセイ または酵素的アッセイ、あるいはバイオアッセイが使用され得る。所望であれば 、移植物の分泌機能は、レシピエントから適切な試料(例えば、血清)を収集し、 そしてそれらをアッセイすることによって、経時的にモニターされ得る。レシピ エントが霊長類である場合、マイクロ透析が使用され得る。 BAOの数およびBAOのサイズは、移植の際に治療的効果を生じるために十分であ るべきであり、特定の適用に必要とされる生物学的活性の量によって決定される 。治療的物質を放出する分泌細胞の場合に、当該分野で公知の標準的用量の考慮 および基準が、必要とされる分泌物質の量を決定するために使用される。考慮す べき因子は、Dionne、WO 92/19195で議論される。 BAOの移植は、滅菌条件下で行われる。一般的に、BAOは、分泌された産物また は機能を宿主に、および栄養物をカプセル化された細胞または組織に適切に送達 することを可能にし、そしてまた修復および/または置換のためのBAOへの接近 を可能にする、宿主中の部位に移植される。好ましい宿主は、霊長類であり、最 も好ましくはヒトである。 多くの異なる移植部位が意図される。これらの移植部位には中枢神経系が含ま れ、これは脳、脊髄、ならびに眼の房水および硝子体液を含む。脳における好ま しい部位には、線条体、大脳皮質、視床下核、およびMeynert基底核(nucleus Ba salis of Meynert)が含まれる。他の好ましい部位は、脳脊髄液、最も好ましく はクモ膜下腔および側脳室である。本発明はまた、腎臓被膜下部位、ならびに腹 腔内および皮下部位、または任意の他の治療的に有益な部位への移植を意図する 。 本発明がよりよく理解され得るために、以下の実施例が記載される。これらの 実施例は、例証の目的のみであり、そしていかなるようにも本発明の範囲を限定 するように解釈されるべきではない。実施例 ポリシストロン性発現ベクターの構築 IgSP-POMC融合物の構築 ヒトPOMCエクソン3を含むSmaI-SalIフラグメントを、pBSクローニングベクタ ー(Stratagene)中にサブクローニングした。Takahashi、前出;Cochet、前出を 参照のこと。得られるプラスミドを、pBS-hPOMC-027と命名した。図1を参照の こと。 PCRフラグメントを、oCNTF-003(配列番号1)およびoIgSP-018(配列番号2)と いう2つのオリゴヌクレオチドプライマー、ならびにヒトCNTF遺伝子を含むpNUT プラスミドを使用して生成した。Baetgeら、Proc .Natl.Acad.Sci.USA,83, 5454-58頁(1986)を参照のこと。oCNTF-003およびoIgSP-018の両方のプライマー は、5'末端にそれぞれ合成BamHIおよびSmaI制限部位を含む。 196塩基対(bp)PCRフラグメントを、制限エンドヌクレアーゼBamHIおよびSmaI- アイソシゾマーXmaIで消化し、そして1% SeaPlaqueアガロースで電気泳動した 。193bpのHindIII/XmaI DNAフラグメントを切り出し、そしてFMC SPinBind DNA 精製キット(FMC BioProducts,Rockland,ME)を使用して精製した。 pBS-hPOMc-027もBamHIおよびXmaIで消化し、そしてFMC SPinBind DNA精製キッ ト(FMC BioProducts,Rockland,ME)を使用して、1% SeaPlaqueアガロースか ら精製した。ライゲーション混合物を、E.coli DH5α(Gibco BRL,Gaithersbur g,MD)中に形質転換した。 ポジティブサブクローンを、クラッキングゲル手順(cracking gel procedure) (Promega Protocols and Applications Guide,1991)によって最初に同定した。 次いで、ミニライゼートDNAを、FMC SpinBind DNA精製キット(FMC BioProducts ,Rockland,ME)を使用して調製し、そしてBamHIおよびSmaI制限消化に供した。 ポジティブサブクローンを、pBS-IgSP-hPOMC-028と命名した。図1を参照のこと 。pBS-IgSP-hPOMC-028における融合連結部のヌクレオチド配列を、Sequenaseキ ット(USBC,Cleveland)を使用して、ジデオキシヌクレオチド配列決定法によっ て決定した。IgSP-hPOMC融合物の配列を、配列番号3に示す。 IgSP-POMC発現ベクターの構築 pBS-IgSP-hPOMC-028中のIgSP-hPOMC DNAフラグメントを、pcDNA3(Invitrogen Corp.,San Diego,CA)およびpCEP4(Invitrogen Corp.,San Diego,CA)中に、 センスおよびアンチセンス配向でサブクローニングした。 pBS-IgSP-hPOMC-028由来のNotI-SalI IgSP-hPOMCフラグメントを、NotI-XhoI 消化したpCEP4と連結し、pCEP4-hPOMC-030と命名したセンス配向クローンを得た 。図2。pBS-IgSP-hPOMC-028由来のBamHI-SalI IgSP-hPOMCフラグメントを、Bam HI-XhoI消化したpCEP4と連結し、pCEP4-hPOMC-031と命名したアンチセンス配向 クローンを得た。図2。pCEP4-hPOMC-030および-031中のインサートの配向を、B amHI、NotI、SalI、およびNotI/SalI制限消化によって、ならびにSequenaseキッ ト(USBC,Cleveland)を使用して、ジデオキシヌクレオチド配列決定法によって 確認した。 pBS-IgSP-hPOMC-028由来のBamHI-SalI IgSP-hPOMCフラグメントを、BamHI-Xho I消化したpcDNA3と連結し、pcDNA3-hPOMC-034と命名したセンス配向クローンを 得た。図2。pBS-IgSP-hPOMC-028由来のNotI-HindIII IgSP-hPOMCフラグメント を、NotI-HindIII消化したpcDNA3と連結し、pcDNA3-hPOMC-035と命名したアンチ センス配向クローンを得た。図2。SmaI、BamHI、EcoRI、およびBamHI/EcoRIを 用いる制限消化を使用して、pcDNA3-hPOMC-034中のインサートの配向を確認し、 一方pcDNA3-hPOMC-035についてはHindIII、NotI、およびSalIを使用した。 ACTH欠失IgSP-POMCの構築 pBS-IgSP-hPOMC-028におけるPOMC遺伝子中のACTHコード領域を欠失させた。pB S-IgSP-hPOMC-028を、まずXmaI制限酵素で消化し、そしてpfu DNAポリメラーゼ( Promega,Madison,WI)で処理した。次いで、XmaI-pfu DNAポリメラーゼ処理し たpBS-IgSP-hPOMC-028を、StuI制限酵素で消化し、そしてFMC SpinBind DNA精製 キット(FMC BioProducts,Rockland,ME)を使用して1%SeaPlaqueアガロースか ら精製した。セルフライゲーション混合物を、E.coli DH5α(Gibco BRL,Gaith ersburg,MD)中に形質転換した。ポジティブサブクローンをBamHI/HindIII制限 消化によって同定し、そしてpBS-IgSP-hPOMCΔACTH-029と命名した。図1を参照 のこと。pBS-IgSP-hPOMC-ΔACTH-029におけるACTH欠失領域のヌクレオチド配列 を、ジデオキシヌクレオチド配列決定法によって確認した。IgSP-hPOMC-ΔACTH 融合物の配列を配列番号4に示す。 ACTH欠失IgSP-POMC発現ベクターの構築 pBS-IgSP-hPOMC-ΔACTH-029中のIgSP-hPOMC-ΔACTH DNAフラグメントを、pcDN A3(Invitrogen Corp.,San Diego,CA)およびpCEP4(Invitrogen Corp.,San Die go,CA)中に、センスおよびアンチセンス配向でサブクローニングした。pBS-IgS P-hPOMC-ΔACTH-029由来のNotI-SalI IgSP-hPOMC-ΔACTHフラグメントを、NotI- XhoI消化したpCEP4に連結し、pCEP4-hPOMC-ΔACTH-032と命名したセンス配向ク ローンを得た(図3)。pBS-IgSP-hPOMC-ΔACTH-029由来のBamHI-SalI IgSP-hPOMC -ΔACTHフラグメントを、BamHI-XhoI消化したpCEP4に連結し、pCEP4-hPOMC-ΔAC TH-033と命名したアンチセンス配向クローンを得た(図3)。pCEP4-hPOMC-ΔACTH -032および-033中のインサートの配向を、BamHIおよびEcoRI制限消化によって、 ならびにSequenaseキット(USBC,Cleveland)を使用して、ジデオキシヌクレオチ ド配列決定法によって確認した。 pBS-IgSP-hPOMC-ΔACTH-029由来のBamHI-SalI IgSP-hPOMC-ΔACTHフラグメン トを、BamHI-XhoI消化したpcDNA3に連結し、pcDNA3-hPOMΔACTH-036と命名した センス配向クローンを得た(図3)。pBS-IgSP-hPOMC-ΔACTH-029由来のNotI-Hind III IgSP-hPOMC-ΔACTHフラグメントを、NotI-HindIII消化したpcDNA3に連結し 、 pcDNA3-hPOMC-ΔACTH-037と命名したアンチセンス配向クローンを得た(図3)。 PvuIIおよびEcoRIを用いる制限消化を使用して、pcDNA3-hPOMC-ΔACTH-036中 のインサートの配向を確認し、一方pcDNA3-hPOMC-ΔACTH-037についてはSalIお よびEcoRIを使用した。 全長および短縮型TH cDNAのクローニング PC12細胞由来の全RNAを、グアニジウムチオシアネートに基づくTRI試薬(Molec ular Research Center,Inc.,Cincinnati,OH)を使用して調製した。500ngのPC 12全RNAを、10mM Tris.HCl(pH8.3)、50mM KCl、4mMの各dNTP、5mM MgCl2、1.25 μM オリゴ(dT)15マー、1.25μM ランダムヘキサマー、31ユニットのRNase Guar d RNase Inhibitor(Pharmacia,Sweden)、および200ユニットのSuperScript II 逆転写酵素(Gibco BRL,Gaithersburg,MD)を含む20μlの反応容量中で、42℃に て30分間逆転写した。2μlの上記の逆転写されたcDNAを、10mM Tris.HCl(pH8.3 )、50mM KCl、800nMの各dNTP、2mM MgCl2、400nMのプライマー#1および#2、なら びに2.5ユニットのThermus aquaticus(Taq)DNAポリメラーゼ(Boehringer Mann heim,Germany)を含む25μlのPCR反応混合物に、添加した。 全長TH cDNAを生成するために、オリゴヌクレオチドプライマーorTH-052(配列 番号5)およびorTH-053(配列番号6)を使用した。短縮型THについては、プライ マーorTH-054(配列番号7)およびorTH-053(配列番号6)を代わりに使用した。こ れらのオリゴヌクレオチドを、Grimaら、Nature,326,707-11頁(1987);米国特 許第5,300,436号、およびDaubner、前出における公表されたTH配列情報に基づい て構築した。 プライマーorTH-052(配列番号5)およびorTH-054(配列番号7)は、5'末端に合 成HindIII制限部位を有し、一方orTH-053は5'末端にBamHIを有する。PCR反応混 合物を、以下からなる30回の増幅サイクルに供した:変性、94℃30秒(最初のサ イクルは2分);アニーリング、50℃ 1分;および伸長、72℃ 3.5分(最後のサ イクルは5分)。1537bpの全長および1087bpの短縮型のラットTH PCRフラグメン トを、制限エンドヌクレアーゼBamHIおよびHindIIIで消化し、そして1%SeaPla queアガロースゲルで分離した。1531-bpおよび1081-bpのHindIII/BamHI DNAフラ グメントを切り出し、そしてFMC SPinBind DNA精製キット(FMC BioProducts,Ro ckland,ME)を使用して精製した。 pcDNA3発現ベクターもまた、BamHIおよびHindIIIで消化し、そしてFMC SPinBi nd DNA精製キット(FMC BioProducts,Rockland,ME)を使用して1%SeaPlaqueア ガロースから精製した。ライゲーション混合物を、E.coli DH5α(Gibco BRL,G aithersburg,MD)中に形質転換した。 クラッキングゲル手順(Promega Protocols and Applications Guide,1991)を 使用して、ポジティブサブクローンをスクリーニングした。適正なクローンの同 定を、BamHI/HindIII二重消化によってさらに確認した。 pcDNA3中の全長および短縮型のラットTHについてのポジティブサブクローンを 、それぞれpcDNA3-rTH-044(図4)およびpcDNA3-rTHΔ-045(図4)として命名した 。全長および短縮型ラットTH PCRクローンの両方のヌクレオチド配列を、Sequen aseキット(USBC,Cleveland)を用いて、ジデオキシヌクレオチド配列決定法によ って決定した。rTHΔ構築物の配列を、配列番号16に示す。 短縮型ラットTHの翻訳効率を最適化するために、オリゴヌクレオチドプライマ ーorTH-078(配列番号8)を、コンセンサスKozak配列が、開始コドンATGのすぐ上 流にあるように設計した。pcDNA3-rTHΔ-45を、オリゴヌクレオチドプライマー がorTH-078(配列番号8)およびorTH-053(配列番号6)で置き換えられる以外は上 記のものと同一の試薬組成を有する50μlのPCR反応混合物中で、テンプレートと して使用した。1097bp PCR産物を、上記と同様の方法でpcDNA3にクローニングし た。得られたサブクローンをpoDNA3-rTHΔKS-75(図4)と命名した。rTHΔKS構築 物の配列を配列番号17に示す。 rTH-IRES-bDBH融合遺伝子の構築 組換えPCR方法論を使用してrTH-IRES-bDBH融合遺伝子を生成した。オリゴヌク レオチドoIRES-057(配列番号9)およびobDBH-065(配列番号10)は、それぞれIRES およびbDBH遺伝子配列に特異的であり、そしてそれぞれ5'末端に合成BamHIおよ びNotI制限部位を含む。オリゴヌクレオチドoIRES-bDBH-064(配列番号11)および oIRES-bDBH-066(配列番号12)は互いに相補的である。さらに、オリゴヌクレオチ ドプライマーoIRES-bDBH-064(配列番号11)は、IRES配列と同一のその5'の16ヌク レオチドおよびbDBH配列と同一のその3'の18ヌクレオチドを有し;そしてoIRES- bDBH-066(配列番号12)については逆である。 2つの最初のPCR反応を、それぞれ、テンプレートpCTI-001(配列番号30に示す IRES配列を含むインサートを有する)およびpBS-bDBH-006(ウシ副腎クロム親和性 細胞からクローニングしたウシDBH遺伝子を含む、Lamorouxら、EMBO J.,6,393 1-37頁(1987))プラスミドに対して、オリゴヌクレオチド対oIRES-057/oIRES-bDB H-066およびoIRES-bDBH-064/obDBH-065を使用して行った。100ngのテンプレート DNAを、10mM Tris.HCl(pH8.3)、50mM KCl、800nMの各dNTP、2mM MgCl2、400nMの プライマー#1および#2、ならびに2.5ユニットのThermus aquaticus(Taq)DNAポ リメラーゼ(Boehringer Mannheim,German)を含む50μlのPCR反応混合物に、添 加した。 PCR反応混合物を、以下からなる30回の増幅サイクルに供した:変性、94℃ 30 秒間(最初のサイクルは2分);アニーリング、50℃ 1分;および伸長、72℃ 30 秒(最後のサイクルは5分)。PCR産物を1%TrivieGel 500(TrivieGen)で分離し た。第1のPCR産物の各々を含む2つのアガロースプラグを、オリゴヌクレオチ ドoIRES-057およびobDBH-065を使用した以外は上記のものと同一の50μlのPCR反 応混合物を含むチューブに移した。 第2のPCR反応を、以下からなる30回の増幅サイクルに供した:変性、94℃ 30 秒間(最初のサイクルは2分);アニーリング、60℃ 30秒(第2〜4のサイクルは 37℃2分);および伸長、72℃ 30秒(最後のサイクルは2分)。2407bp IRES-bDBH 融合PCR産物およびクローニングベクターpcDNA3-rTHΔ-45を、BamHIおよびNotI 制限酵素で消化し、続いてFMC SpinBind DNA精製キット(FMC BioProducts,Rock land,ME)を使用して1%SeaPlaqueアガロースゲルから精製した。 IRES-bDBH/BamHI/NotIおよびpcDNA3-rTHΔ-045/BamHI/NotIのライゲーション は、pcDNA3-rTHΔ-IRES-bDBH-066と命名されたrTHΔ-IRES-bDBH発現ベクター(図 5)を生成し、一方IRES-bDBH/BamHI/NotIおよびpcDNA3-rTHΔKS-075/BamHI/NotI のライゲーションは、pcDNA3-rTHΔKS-IRES-bDBH-076と命名されたrTHΔKS-IRES -bDBH発現ベクター(図5)を生成し、ここでrTHΔにおける開始コドンATGの前に コンセンサスKozak配列がある。rTHΔ-IRES-bDBH構築物の配列を配列番号18に示 す。rTHΔKS-IRES-bDBH構築物の配列を配列番号19に示す。ライゲーション混合 物をDH5α(Gibco BRL,Gaithersburg.MD)中に形質転換した。ポジティブクロー ンを、クラッキングゲル手順(Promega,Madison,WI)、ならびにHindIII、BamHI 、HindIII/BamHI、SmaI、およびNotIを用いる制限消化によって同定した。 CMVプロモーター-rTHΔKS-IRES-bDBHを含む4114bp NruI-XhoIフラグメントを 、pcDNA3-rTHΔKS-IRES-bDBH-076から切り出し、そしてマルチクローニング部位 中のScaIおよびXhoIで消化したpZeoSVクローニングベクター Invitrogen Corp. ,San Diego,CA)中にサブクローニングした。得られた発現ベクターを、pZeo-P cmv-rTHΔKS-IRES-bDBH-088と命名した(図6)。 IgSP-hPOMC ACTH-rTHD-IRES-bDBH融合遺伝子の構築 CMVプロモーター、rTHD-IRES-bDBH融合遺伝子、およびBGHポリアデニル化配列 を含む4100bp NruI-NotIフラグメントを、pcDNA3-rTHΔ-IRES-bDBH-066から切り 出し、そしてpBS(Stratagene,La Jolla,CA)中にサブクローニングした。 得られたプラスミドpBS-Pcmv-rTHΔ-IRES-bDBH-067(図7)を、それに組換えPC R IgSP-hPOMCDACTH-IRESフラグメントが挿入される中間構築物として使用した。 合成EcoRV制限部位を含むオリゴヌクレオチドoIgSP-068(配列番号13)は、IgSP 配列に特異的である。 オリゴヌクレオチドプライマーorTHΔ-073(配列番号14)はrTHΔに特異的であ り、そして内因性SmaI制限部位を含む。 オリゴヌクレオチドプライマーohPOMC-IRES-069(配列番号15)およびohPOMC-IR ES-070(配列番号20)は互いに相補的である。さらに、オリゴヌクレオチドプライ マーohPOMC-IRES-069は、hPOMC配列と同一のその5'の18ヌクレオチド、およびIR ES配列と同一のその3'の12ヌクレオチドを有し;そしてohPOMC-IRES-070につい ては反対である。 オリゴヌクレオチドプライマーoIRES-rTHΔ-071(配列番号21)およびoRIRES-rT HΔ-072(配列番号22)は互いに相補的である。さらに、オリゴヌクレオチドプラ イマーoIRES-rTHΔ-071は、rTHΔ配列と同一のその5'の15ヌクレオチド、および IRES配列と同一のその3'の18ヌクレオチド配列を有し;そしてoRIRES-rTHΔ-072 については反対である。 3組の第1のPCR反応を行った。 PCR反応A:テンプレートpBS-IgSP-hPOMCDACTH-029、オリゴヌクレオチドoTgS P-068/ohPOMC-IRES-069; PCR反応B:テンプレートpCTI-001、オリゴヌクレオチドohPOMC-IRES-070/oIR ES-rTHΔ-071;および PCR反応C:テンプレートpcDNA3-rTHΔ-045、オリゴヌクレオチドorIRES-rTH Δ-072/orTHΔ-073。 3組の第1のPCR反応を、100ngのテンプレートDNA、10mM Tris.HCl(pH8.3)、5 0mM KCl、800nMの各dNTP、2mM MgCl2、400nMのプライマー#1および#2、ならびに 2.5ユニットのThermus aquaticus(Taq)DNAポリメラーゼ(Boehringer Mannheim ,Germany)を含む50μlのPCR反応混合物中で行った。 PCR反応混合物を、以下からなる30回の増幅サイクルに供した:変性、94℃ 30 秒間(最初のサイクルは2分);アニーリング、50℃ 1分;および伸長、72℃ 30 秒(最後のサイクルは5分)。 PCR産物を1%TrivieGel 500(TrivieGen)で分離した。PCR反応BおよびC由来 のPCR産物の各々を含む2つのアガロースプラグを、オリゴヌクレオチドohPOMC- IRES-070およびorTHΔ-073を使用した以外は上記のものと同一の50μlのPCR反応 混合物を含むチューブに移した。 第2のPCR反応を、以下からなる30回の増幅サイクルに供した:変性、94℃ 30 秒間(最初のサイクルは2分);アニーリング、60℃ 30秒(第2〜4サイクルは37 ℃ 2分);および伸長、72℃ 30秒(最後のサイクルは2分)。 PCR産物を上記のように処理した。第2のPCR反応およびPCR反応A由来のPCR産 物を含むアガロースプラグを合わせ、そしてoIgSP-068/rTHΔ-073を使用する第 3のPCR増幅に供した。1203bpのIgSP-hPOMC-IRES-rTHΔ融合PCR産物およびクロ ーニングベクターpBS-Pcmv-rTHΔ-IRES-bDBH-067を、EcoRVおよびXmaI制限酵素 で消化し、そして続いてFMC SpinBind DNA精製キット(FMC BioProducts,Rockla nd,ME)を使用して1%SeaPlaqueアガロースゲルから精製した。ライゲーション 混合物を、DH5α(Gibco BRL,Gaithersburg,MD)中に形質転換した。 ポジティブクローンを、クラッキングゲル手順(Promega,Madison,WI)なら びにEcoRI、KpnI、およびNotIを使用する制限消化によって同定した。得られた クローンをpBS-IgSP-hPOMCΔACTH-IRES-rTHΔ-IRES-bDBH-068と命名した。図8 。この構築物の配列を配列番号23に示す。 IgSP-hPOMCACTH-IRES-rTHΔ-IRES-bDBH発現ベクターの構築 IgSP-hPOMCΔACTH-IRES-rTHΔ-IRES-bDBH遺伝子を含む4491bp NotIフラグメン トを、pBS-IgSP-hPOMCΔACTH-IRES-rTHΔ-IRES-bDBH-068から切り出し、そして マルチクローニング部位中のNotI部位でpcDNA3(Invitrogen Corp.,San Diego, CA)中にサブクローニングした。NotIおよびSmaIを使用する制限消化は、IgSP-hP OMCΔACTH-IRES-rTHΔ-IRES-bDBH遺伝子がセンス配向で挿入され、pcDNA3-IgSP- hPOMCΔACTH-IRES-rTHΔ-IRES-bDBH-069が得られたことを確認した。図9を参照 のこと。 IgSP-hPOMCΔACTH-IRES-rTHΔ-IRES-bDBH-IRES-Zeocine発現ベクターの構築 組換えPCR方法論を使用して、IRES-Zeocine融合遺伝子を生成した。オリゴヌ クレオチドoIRES-074(配列番号24)およびoZeocin-077(配列番号25)は、それぞれ IRESおよびZeocin遺伝子配列に特異的であり、そしてそれぞれ5'末端に合成NotI およびXhoI制限部位を含む。オリゴヌクレオチドoIRES-Zeocin-075(配列番号26) およびoIRES-Zeocin-076(配列番号27)は互いに相補的である。さらに、オリゴヌ クレオチドoIRES-Zeocin-075は、Zeocin配列と同一のその5'の15ヌクレオチド、 およびIRES配列と同一のその3'の18ヌクレオチドを有し;そしてoIRES-Zeocin-0 76については反対である。 2つの第1のPCR反応を、それぞれ、テンプレートpCTI-001およびpZeoSV(Invi trogen Corp.,San Diego,CA)プラスミドに対して、オリゴヌクレオチド対oIRE S-074/oIRES-Zeocin-075およびoIRES-Zeocin-076/oZeocin-075を使用して行った 。 100ngのテンプレートDNAを、10mM Tris.HCl(pH8.3)、50mM KCl、800nMの各dNT P、2mM MgCl2、400nMのプライマー#1および#2、ならびに2.5ユニットのThermus aquaticus (Taq)DNAポリメラーゼ(Boehringer Mannheim,Germany)を含む50μl のPCR反応混合物に添加した。 PCR反応混合物を、以下からなる30回の増幅サイクルに供した:変性、94℃ 30 秒間(最初のサイクルは2分);アニーリング、50℃ 1分;および伸長、72℃ 30 秒(最後のサイクルは5分)。 PCR産物を1%TrivieGel 500(TrivieGen)で分離した。第1のPCR産物の各々を 含む2つのアガロースプラグを、オリゴヌクレオチドoIRES-074およびoZeocin-0 77を使用した以外は上記のものと同一の50μlのPCR反応混合物を含むチューブに 移した。 第2のPCR反応を、以下からなる30回の増幅サイクルに供した:変性、94℃ 30 秒間(最初のサイクルは2分);アニーリング、50℃ 30秒(第2〜4サイクルは37 ℃ 2分);および伸長、72℃ 30秒(最後のサイクルは2分)。 974bp IRES-Zeocin融合PCR産物およびクローニングベクターpcDNA3を、NotIお よびXhoI制限酵素で消化し、そして続いてFMC SpinBind DNA精製キット(FMC Bio Products,Rockland,ME)を使用して1%SeaPlaqueアガロースゲルから精製した 。 IRES-Zeocin/NotI/XhoIおよびpcDNA3/NotI/XhoIのライゲーションは、pcDNA3- IRES-Zeocin-072と命名された中間クローニングベクターを生成する。図10。 ポジティブクローンを、クラッキングゲル手順(Promega,Madison,WI)なら びにHindIII、SmaI、XhoI、NotI、およびNotI/XhoIを使用する制限消化によって 同定した。 最終的なIgSP-hPOMCDACTH-IRES-rTHD-IRES-bDBH-IRES-Zeocine発現ベクターを 生成するために、IgSP-hPOMCΔACTH-IRES-rTHΔ-IRES-bDBH遺伝子を含む4491bp NotIフラグメントを、pBS-IgSP-hPOMCΔACTH-IRES-rTHΔ-IRES-bDBH-068(図8; 配列番号23)から切り出し、そしてマルチクローニング部位中のNotI部位でpcDNA 3-IRES-Zeocin-072(図10)中にサブクローニングした。 NotIおよびSmaIを使用する制限消化は、IgSP-hPOMCΔACTH-IRES-rTHΔ-IRES-b DBH遺伝子がセンス配向で挿入され、pcDNA3-IgSP-hPOMCΔACTH-IRES-rTHΔ-IRES -bDBH-IRES-Zeocin-073が得られたことを確認した。この構築物の配列を配列番 号28に示す。図11。 ProA+KS融合物の構築 開始コドンATGのすぐ上流のコンセンサスKozak配列を有する、ヒトプロエンケ ファリンA遺伝子のコード領域を含む構築物。この構築物の配列を配列番号29に 示す。 hProA+KS発現ベクターの構築 hProA+KS融合物を含むHindIII/BamHIフラグメントを、実質的に上記のように 、BamHIおよびHindIII消化したpcDNA3発現ベクター中に連結した。上記のように スクリーニングした後、ポジティブサブクローンをpcDNA3-hProA+KS-091と命名 した。図12。pBS-CMV Pro Aベクターの構築は、Mothis,J.およびLindberg,I .,Endocrinology,131,2287-96頁(1992)に詳述されている。 細胞の形質転換 RINおよびAtT-20細胞を以下のように形質転換した。 RINaおよびAtT-20に基づく細胞株を、10%ウシ胎児血清およびpen-strep-fung izone(Gibco)基礎培地を含むDMEM(Gibco)中で増殖した。細胞を、10mlの基礎培 地中、P100ペトリディッシュ(750,000細胞/ディッシュ)に播種した。18〜24時間 後、細胞を、Stratagene(San Diego,CA)製のキットでリン酸カルシウム法を使 用してトランスフェクトした。10μg量のプラスミドベクターDNAを、450μlの脱 イオン化した滅菌水で希釈した。次いで、50μlの10×緩衝液(溶液#1)を、プラ スミドDNAに添加した。500μl量の溶液#2を、DNA含有溶液に直ちに添加し、そし て穏やかに混合した。これを室温にて20分間インキュベートし、次いで、1.0ml 溶液をペトリディッシュ中の細胞に添加した。細胞を一晩インキュベートし、そ して18〜24時間後、細胞を、カルシウムおよびマグネシウムを含まないHanks平 衡化塩溶液で2回洗浄した。次いで、細胞を、基礎培地+選択薬物中で培養した 。細胞を、600μg/mlゲネチシン(Gibco)または400μg/mlハイグロマイシン(Boeh ri nger Mannheim)または500μg/ml Zeocin(In Vitrogen,San Diego,CA)のいずれ かで選択した。続いて細胞をトランスフェクトし、そして最終細胞株を得るため に選択した。 RINa細胞を、POMC遺伝子を含むプラスミドpCEP4-hPOMC-030でトランスフェク トした。これはハイグロマイシン耐性ベクターである。細胞をまた、プラスミド pcDNA3-hProA+KS-091で形質転換した。これはゲネチシン耐性ベクターである。 最後に、細胞を、Zeocin耐性を与えるプラスミドpZeo-PCMV-rTHΔKS-IRES-bDBH- 088でトランスフェクトした。 AtT-20細胞を、それぞれゲネチシンおよびハイグロマイシン耐性を与えるプラ スミドpBS-CMV-ProAおよびpCEP4-POMC-ΔACTH-32でトランスフェクトした。最後 に、細胞を、プラスミドpZeo-Pcmv-rTHΔKS-IRES-bDBH-088でトランスフェクト した。 発明者らは、細胞増殖のための多くの培地を試験した。驚くべきことに、本発 明者らは一定の無血清培地において、上記細胞株が、血清含有培地と比較して神 経伝達物質の産出を増強したことを見いだした。AtT-20細胞の増殖についてはCH O-Ultra(Biowhitaker)が、およびRINa細胞の増殖についてはUltra-Culture(Biow hitaker)が好ましい。 1つの形質転換したRINa細胞(RINa/ProA/P030/P088)からの種々の鎮痛薬の産 出を表2に示す。すべての値は刺激していない細胞を示す。β-エンドルフィン およびmet-エンケファリンの産出は、pg/106細胞/時間である。β-エンドルフィ ンおよびmet-エンケファリンを、Incstarキット(Stillwater,Minnesota)を使用 するラジオイムノアッセイによって測定した。カテコールアミンの産出は、pmol /106細胞/時間である。括弧内の数字は、100μMテトラヒドロビオプテリンとと もに18時間予めインキュベートした細胞からの値を示す。カテコールアミンを、 Lavoieら、「Two PC12 pheochromocytoma lines sealed in hollow fiber-based capsules tonically release l-dopa in vitro」,Cell transplantation,2,16 3-73頁(1993)に記載のような高速液体クロマトグラフィーによって測定した。こ れらのRINa細胞からのGABAの産出は、28ng/106細胞/時間であった。 プロエンケファリン前駆体分子から十分にプロセシングされていない、暗号化さ れたエンケファリンフラグメントがある。これらの暗号化されたエンケファリン は、オピオイドレセプター結合活性を有する。オピオイド活性を測定するために 、これらの暗号化されたエンケファリンを切断した。トリプシン切断プロトコル は以下のとおりである。2μg/ml トリプシン(Worthington #34E470)溶液を、氷 上の培地試料に添加する。試料をボルテックスし、次いで37℃の水浴中で20分間 インキュベートする。20分の切断の後、試料を氷に戻し、そして100ng/ml カル ボキシペプチダーゼB(Sigma #C-7011)を添加する。試料をボルテックスするこ とによって混合し、そして15分間37℃の水浴に戻す。試料をもう1度氷上に置き 、そして10ug/ml トリプシンインヒビターを添加する。この段階で、試料をmet- エンケファリンについて抽出するか、または将来の抽出のためにすぐに凍結する かのいずれかを行う。これは、より長い暗号化されたフラグメントからすべての met-エンケファリンを遊離するための完全な酵素的切断を生じる。切断した試料 のmet-エンケファリンラジオイムノアッセイは、上清から全met-エンケファリン を与える。形質転換されたRINa細胞は、完全にプロセシングされたmet-エンケフ ァリンと比較して、5倍よりも多い暗号化されたエンケファリンを有するようで ある。繊維カプセル形成および特徴付け 中空繊維を、湿潤紡績技法によって12.5〜13.5% ポリ(アクリロニトリルビニ ルクロリド)溶液から紡ぐ。Cabasso、Hollow Fiber Membranes,第12巻,Kirk-O thmer Encyclopedia of Chemical Technology ,Wiley,New York,第3版,492- 517頁(1980)、米国特許第5,158,881号、参考として本明細書中に援用される。 得られる膜繊維は、二重皮または一重皮のいずれかのPAN/PVC繊維であり得る 。移植可能なカプセルを製造するために、繊維の長さを、最初に5cm長のセグメ ントに切断し、そして各セグメントの遠位末端をアクリル膠でシールする。カプ セル化ハブアセンブリを、上記の長さの膜を提供し、LCM 24(光硬化性アクリレ ート膠、ICIから入手可能)の1滴で繊維の一端をシールし、青色光で膠を硬化し 、そして第2の滴をもちいてこの工程を繰り返すことによって調製する。反対の 末端を、壊れやすい首のハブアセンブリに予め付着し、これは細胞溶液がそれを 通って導入され得るシリコーン隔膜を有する。LCM 22をハブアセンブリの外側の 直径に塗布し、繊維をその上に引き上げ、そして青色光で硬化させることによっ て、繊維をハブアセンブリに接着する。ハブ/繊維アセンブリを、滅菌バッグ中 に置き、そしてETO滅菌する。 エチレンオキサイドでの滅菌および排気した後、最初に70% EtOHを、次いでH EPES緩衝化生理食塩水溶液を真空下で繊維の壁を通して限外濾過することによっ て、繊維を脱グリセリンする。形質転換した細胞の調製およびカプセル化 形質転換した細胞を以下のように調製しそしてカプセル化する: マトリクス溶液を、市販のアルギネート、コラーゲン、または他の適切なマト リクス材料を使用して調製する。細胞溶液を、2部の(マトリクス溶液)対1部の (上記の形質転換された細胞を含む細胞溶液9の比で希釈した。AtT-20細胞用のマ トリクスとしてはVitrogen(Celtix,Santa Clara)が好ましい。 RINa細胞用のマトリクスとしてはOrganogen(Organogenesis,Canton,MA)が好 ましい。RINaに基づく細胞を、以下の方法によりカプセル化のために調製する。 細胞を、増殖期の間、DMEM+10%ウシ胎児血清の基礎培地中で増殖する。これら の細胞は、カルシウムおよびマグネシウムを含まないHanks平衡化塩溶液中での 2回の洗浄によって、組織培養フラスコから取り出され得る。次いで、細胞を、 0.25% トリプシン+EDTA中で1分間インキュベートする。これを取り出し、そ して細胞を、カルシウムおよびマグネシウムを含まないHanks平衡化塩溶液を使 用して、フラスコからすすぎ落とす。細胞を10mlの基礎培地中に置き、そして10 0×gで2分間遠心分離する。細胞を、10mlの好ましい無血清培地(Ultra culture ,Biowhitaker,Walkersville,MD)に再懸濁する。驚くべきことに、RINa細胞は 、この無血清培地で培養される場合、血清含有基礎培地に対して、より多くの培 地物質を分泌する。 細胞を好ましいOrganogenマトリクスで1:1に濃縮する前に、細胞を好ましい無 血清培地で2回100gにて遠心分離する。Organogenは、滅菌溶液として得られる 1%ウシ腱コラーゲンである。この溶液の8部を、1部の10×DPBSと混合する。 0.5N水酸化ナトリウムを、生理学的pHに達するまで添加する(約250μl)。 カプセル化に使用される細胞+マトリクス溶液の最終濃度は、20,000〜50,000 細胞/μlの範囲であり得る。細胞を血球計で標準的方法で計数する。 細胞/マトリクス懸濁液を1mlシリンジに入れる。Hamilton 1800 Seriesの50 μlシリンジを、15μlの気泡にセットし、細胞溶液を含む1mlシリンジ中に挿入 し、そして30μlを引き上げる。細胞溶液を、ハブ/繊維アセンブリのシリコー ンシールを通して、約50,000〜100,000ダルトンの分子量カットオフを有するモ ドアクリル中空繊維膜の管腔中に注入する。限外濾過が繊維の全体の長さに沿っ て観察されるべきである。1分後、ハブをサブハブから折り取り、細胞溶液にぬ れていない新鮮な表面を曝す。LCM 24の1滴を塗布し、そして粘着物を青色光で 硬化する。デバイスを、最初にHEPES緩衝化NaCl溶液中に、次いでCaCl2溶液中に 置いて、アルギネートを架橋する。各移植物は、約5cmの長さ、1mmの直径であ り、そして約2,500,000細胞が含まれる。 デバイスを充填しそしてシールした後、シリコーンつなぎ鎖(Speciality Sil icone Fabrication,Paso Robles,CA)(ID: 0.69、OD: 1.25)を、次いで繊維 の近位末端上に置く。放射線不透過性チタニウムプラグを、放射線写真マーカー として作用するために、シリコーンつなぎ鎖の管腔中に挿入する。次いで、デバ イスを100mm組織培養ディッシュ中の1.5ml PC-1培地中に置き、そして、インビ トロ分析のためにおよび移植までの貯蔵のために、37℃にて5%CO2インキュベ ーター中に貯蔵する。 次いでカプセル化された細胞を以下のようにヒトクモ膜下腔に移植する:外科的手順 IVアクセスを確立しそして予防的に抗生物質(セファゾリンナトリウム、1グ ラム IV)を投与した後、患者を、腰椎を前方に曲げてほぼ側臥位または膝-胸位 のいずれかで手術台の上に載せる。手術領域は、無菌的に調製して覆い、正中線 の背側腰部領域をS-1レベルからL-1まで露出し、そしてC-アームX線透視法を用 いて腰椎の手術時造影を行う。1.0%リドカインを用いた局所浸潤を用いて皮膚 、ならびに骨膜および、黄色靭帯までを含む他の深部結合性組織構造に麻酔を確 立する。 3〜5cmの皮膚切開を、止血のために電気メスを用いて正中線の右または左1 〜2cmの側矢状平面に作成し、そして胸腰筋膜まで続けた。腸骨稜および腰椎棘 突起を含む伝統的な骨の標認点ならびにX線透視法の指標を用いて、18ゲージの Touhy注射針を、L-3とL-4との間のクモ膜下腔に、斜位側正中アプローチを経て 導入する。注射針は、クモ膜下腔に浅く入るような向き、好ましくは矢状面また は横断面のいずれかで脊髄に関して30〜35°を超えない角度にする。注射針先端 の適切な位置を、移植前カテコールアミン、エンケファリン、グルコース、ヒト CNTF、およびタンパク質レベルおよび細胞数のための数mlの脳脊髄液(CSF)の引 き抜きにより確認する。 Touhy注射針ハブを再検査し、先端部で開口部が好ましい方向に向いているこ とを確認し(開口部の向きは、注射針ハブ上の栓子用の指示ノッチにより示され る)、そしてガイドワイヤがクモ膜下腔中に4〜5cmに伸びるまで(予め測定する ことにより決定)注射針の管腔に沿って通過させる。ワイヤの通過の間に、注射 針からワイヤの進行に抵抗がなく、そして患者が顕著な神経学的症状を訴えない ことに注意すること。これら観察のいずれもが、ガイドワイヤの誤操作を示し得 、そして神経根または脊髄損傷の切迫した可能性を示し得る。 ガイドワイヤがクモ膜下腔で適切に配置されたように見えた後、Touhy注射針 を別に引き抜きそしてワイヤから取り出す。次いで、脊柱管の正中線中のワイヤ の位置(馬尾の予想される位置の前方)およびねじれまたは説明不能な屈曲がない ことをX線透視法で確認する。Touhy注射針を除去した後、ガイドワイヤは、粗い ワイヤ表面が密で繊維状の黄色靭帯を通って進行するのでほんのごくわずかの抵 抗でクモ膜下腔中におよびクモ膜下腔から出て自由に動き得るべきである。 7French拡張器を、次いで、ガイドワイヤ上に置き、ワイヤを用いて拡張器が ワイヤの軌跡に追従して、クモ膜下腔に向かって、筋膜、傍脊髄筋、および黄色 靭帯を通って、穏やかにしかし確実に押されるように仕向ける。7French拡張器 の進行を停止し、そして黄色靭帯を通過した後に抵抗がなくなるのを検出すると すぐにワイヤから拡張器を取り除く。これは、クモ膜下腔内で比較的剛直なこの 拡張器を任意の有意な程度まで、進行させそして操作することをさけるために行 われる。 ワイヤの軌跡が7French拡張器により「過剰拡張された」後、6French拡張器お よびカニューレシースを組立て、そしてガイドワイヤ上に置いた。6French拡張 器およびカニューレを、カニューレの開口先端部がクモ膜下腔内の7cmの位置に 配置されるまで注意深く進行させる。7French拡張器の場合と同様に、組み立て た6French拡張器およびカニューレを、拡張器の管腔内でワイヤにより仕向ける 。クモ膜下腔内の位置を、デバイスを予備測定することにより測定し、そして総 体的にはX線透視法により確認する。クモ膜下腔内の拡張器およびカニューレの 操作にはかなり注意し、誤方向および可能な神経学的損傷を避けるべきである。 カニューレが適切に配置されたことが確認されたとき、ガイドワイヤおよび6 French拡張器を順番にカニューレの管腔からゆっくりと取り出す。手術台上での 患者の位置に依存して、この点でのカニューレを通るCSF流れが認知されるべき であり、非常に活発であり得、過剰のCSF損失を避けるために、カニューレにふ たをしまたはカプセル移植片の非常に迅速な配置が必要である。 カプセル化されたもの(形質転換された細胞)は、輸送媒体中に浴され、そして 管状のシリコーンのつなぎを備えて完全に組立てられた、殺菌、二重外被コンテ ナ中で提供され得る。カニューレを通じてそしてクモ膜下腔中への移植の前に、 カプセルを挿入キットトレイに移し得、そこではカプセルは、それが損傷または 主要な欠陥について総体的に検査される間輸送媒体中に維持される位置に配置さ れるが、シリコーンつなぎ鎖は、押し器の長さを調節し、そして外部末端をふさ ぐhemaclipTMを除去するように整えられる。 カプセルのつなぎ部分は、デバイスのメンブレン部分に押し出し具の小直径ワ イヤ部分を挿入することによりステンレス鋼押し出し具上に取り付けられ、そし て注意深くカニューレ中に導入される。カプセルを、メンブレンの先端部分が、 クモ膜下腔中のカニューレの頭側の先端部内2〜10mmである点に達するまで進め る。この配置は、カニューレおよびカプセル-つなぎ-押し出し具アセンブリを予 め測定することにより達成され、そしてそれはカプセルのメンブレン部分が位置 に進められる全時間の間カニューレにより保護されることを確実にする。 カプセルがカニューレ内に配置された後、カニューレがカプセルおよび押し出 し具上から完全に引き抜かれる間、カプセルがクモ膜下腔中の位置に(進むこと もなくまたは引き抜かれることもなく)押し出し具を用いて保持される。次いで 、押し出し具を、シリコーンのつなぎから押し出し具のワイヤ部分をスライドさ せることによりカプセルから取り外す。この方法を用いて、カプセルを、デバイ スのメンブレン部分が、CSFを含むクモ膜下腔内で馬尾腹側に完全に横たわるよ うに最終配置する。それは、硬膜および黄色靭帯からシリコーンのつなぎが出る 前に、このつなぎがクモ膜下腔内を通る、ほぼ1〜2cmの長さのこのつなぎによ り、その尾側の末端で係留される。このつなぎは、このレベルから、傍脊髄筋を 通って外に続き、そして胸腰筋膜から出て、デバイスを取り付けるために利用可 能なほぼ10〜12cmのフリーのつなぎ材料を残す。 走路中に注入し、そして巾着縫合を用いて走路の浅在筋膜開口部を硬く閉じるこ とことにより最小にする。次いで、つなぎの自由末端を非吸収縫合糸を用いて係 留し、そして皮膚および皮下組織の2層閉鎖で完全に覆う。 次いで、患者を神経手術回復エリアに移し、そして手術後24時間の間、ベッド 上に横たわって、厳格に安静に維持する。抗生物質による予防もまた、移植手順 後24時間継続する。配列 以下は、配列表に記載の配列のまとめである: 配列番号1−−オリゴoCNTF-003のDNA配列 配列番号2−−オリゴoIgSP-018のDNA配列 配列番号3−−IgSP-hPOMC融合物のDNA配列 配列番号4−−IgSP-hPOMC-ΔACTH融合物のDNA配列 配列番号5−−オリゴorTH-052のDNA配列 配列番号6−−オリゴorTH-053のDNA配列 配列番号7−−オリゴorTH-054のDNA配列 配列番号8−−オリゴorTH-078のDNA配列 配列番号9−−オリゴoIRES-057のDNA配列 配列番号10−−オリゴobDBH-065のDNA配列 配列番号11−−オリゴoIRES-bDBH-064のDNA配列 配列番号12−−オリゴoIRES-bDBH-066のDNA配列 配列番号13−−オリゴoIRE-068のDNA配列 配列番号14−−オリゴorTHΔ-073のDNA配列 配列番号15−−オリゴohPOMC-IRES-069のDNA配列 配列番号16−−rTHΔ1-155のDNA配列 配列番号17−−rTHΔ+KSのDNA配列 配列番号18−−rTHΔ-IRES-bDBHのDNA配列 配列番号19−−rTHΔKS-IRES-bDBHのDNA配列 配列番号20−−オリゴohPOMC-IRES-070のDNA配列 配列番号21−−オリゴoIRES-rTHΔ-071のDNA配列 配列番号22−−オリゴorIRES-rTHΔ-072のDNA配列 配列番号23−−IgSP-hPOMCΔACTH-IRES-rTHΔ-IRES-bDBH-068融合物のDNA配列 配列番号24−−oIRES-074のDNA配列 配列番号25−−オリゴoZeocin-077のDNA配列 配列番号26−−オリゴoIRES-Zeocin-075のDNA配列 配列番号27−−オリゴoIRES-Zeocin-076のDNA配列 配列番号28−−IgSP-hPOMCΔACTH-IRES-rTHΔ-IRES-bDBH-IRES-Zeocin-073の DNA配列 配列番号29−−proA+KSのDNA配列 配列番号30−−IRESフラグメントのDNA配列寄託 RINa/ProA/POMC/TH-IRES-DBH細胞は、実施例(および表2)に上記のように、カ テコールアミン、エンケファリン、およびエンドルフィンを産生するように形質 転換され、RINa/ProA/P030/P088と命名されており、これは寄託されている。寄 託はブダペスト条約に従って行われ、そしてアメリカンタイプカルチャーコレク ション、Rockville,Maryland,U.S.A.に1995年6月7日に寄託された。寄託物 は受託番号CRL 11921を受けた。 上記の説明は例示および説明のみの目的で行われている。この説明は、例示さ れる正確な形態に本発明を限定することを意図しない。本発明の範囲が以下に添 付される請求の範囲によって規定されることを意図する。 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION             Cell lines producing analgesic compounds for treating painField of the invention   The present invention relates to cell lines useful for treating pain. More specifically, the cells of the present invention The strain is a member of the group consisting of endorphin, enkephalin, and catecholamine. Genetically engineered to produce at least one analgesic compound from each I have.Background of the invention   Pain is a common symptom of the disease. Primary afferent fibers convey nociceptive information end The superficial dorsal horn of the connecting spinal cord is composed of enkephalin interneurons and dense Including piate receptor. In addition, the superficial plate of the spinal cord has a dense concentration of noradore. There are narinergic fibers.   Acute pain occurs in response to acute noxious stimuli. Chronic pain is mainly moderate Due to neuropathy of central or peripheral origin. This neuropathic pain is not normal The result of somatosensory processing, which is the increased sensitivity to pain stimuli ( Produces hyperalgesia) and pain (allodynia) usually associated with non-painful stimuli I can do it.   Intradural injection of morphine into the spinal subarachnoid space produces strong analgesia. As well Intradural administration of norepinephrine or noradrenergic agonist Also causes analgesia. For example, Sagen et al.Proc . Natl. Acad. Sci. USA, 83,7522- See page 26 (1986).   Opiates like enkephalin, and catechols like norepinephrine Co-administration of sub-effective doses of olamine may be synergistic to produce analgesia. Ibid. The chromaffin cells of the adrenal medulla are norepinephrine, epinephrine, met- Enkephalin, leu-enkephalin, neuropeptide Y, bathoactive Persistent polypeptide, somatostatin, neurotensin, cholecystocyst Nin, and several neuroactive substances, including calcitonin gene-related peptides Produce and release. For example, Sagen et al.Proc . Natl. Acad. Sci. USA, 83,7 522-26 (1986); Sagen et al.,Jour . Neurochem., 56, pp. 623-27 (1991). When.   Chromaffin cells produce both opioid peptides and catecholamines Therefore, one approach to reducing nociceptive responses or pain sensations is to In an attempt to provide, adrenal medulla tissue as well as isolated adrenal chromaffin We are studying the transplantation of sex cells into the CNS pain control region. For example, Sagen et al.Brain Research 384, 189-94 (1986); Vaguero et al.Neuroreport, 2, pp. 149-51 (1991); Ginzberg and Seltzer,Brain Research, 523 147-50 (1990); Sagen. Et al.,Pain, 42, pp. 69-79 (1990).   Attempts to produce analgesics have included both homologous and xenogeneic chromaffin tissue or Has been done using cell transplants. Allograft tissue is available in limited supply Yes, and not particularly readily available for human pain treatment programs. In addition, allogeneic human tissues carry the risk of pathogenic contaminants. For example, Hama and Sagen ,Brain Research, 651, pp. 183-93 (1994).   Heterologous donors can provide large amounts of material that can be readily obtained. For this reason, Bovine adrenal tissue has been used. For example, Hama and Sagen,Brain Research, 6 51, pages 183-93 (1994).   However, potential serious host consequences, as well as eventual graft rejection, are different species It is an inherent problem in transplanting between. Complete graft of whole or excised tissue Rejection is usually due to the presence of highly antigenic cells in the xenograft, especially endothelial cells. Can even occur in the CNS, which is considered immunologically privileged. further, Donor tissue should be used to avoid introducing viral contaminants or other pathogens into the host. Must be carefully screened. Overcoming graft rejection Typically, immunosuppression using cyclosporin A is required.   Some reduction in pain sensation, especially for the reduction of low intensity chronic pain, It has been reported to arise from planting. In most reports, control and transfer The striking difference between the planted animals is the nicotine for stimulating opioid peptide production. Only shown after tin administration. However, in the rat chronic pain model, How many basal levels of chromaffin tissue allografts have been observed There is a report. For example, Vaquero et al.NeuroReport, 2, pp. 149-51 (1991), and And Hama and Sagen,Brain Research, 651, pp. 183-93 (1994).   Bovine adrenal chromaffin cells can be used in rats for treatment of acute and chronic pain. Encapsulated to form a bioprosthesis ("BAO") for implantation. example Sagen et al.J . Neurosci., 13, 2415-23 (1993), and Hama et al.7th World Congress Pain See Abstruct 982, Paris France (1993). Human subject The first test in was performed using encapsulated bovine chromaffin cells. Was. Aebischer et al.Transplantation, 58, pp. 1275-77 (1994).   Inducing antinociception using other cells, such as AtT-20 cells, can also be used. Attempted. AtT-20 cells were originally derived from a mouse anterior pituitary tumor. this These cells synthesize and secrete β-endorphin. For example, Wu et al.J . Neur al Transpl. & Plasticity , 5, 15-26 (1993). AtT-20 / hENK cells Is an entire human with a 200 base 5 'flanking sequence and a 2.66 kilobase 3' flanking sequence The pro-enkephalin A gene (ie, six met-enkephalin sequences and AtT engineered to have one leu-enkephalin sequence) -20 cells. Wu et al., Supra, Comb et al.EMBO J., 4, 3115-22 (1985). When.   Wu et al.J . Neural Transpl. & Plasticity, 5, 15-26 (1993) describes AtT-20 and Relates to a rat host transplanted with AtT-20 / hENK cells. Unstimulated AtT-20 / hENK cells produce more antinociceptive than is produced by AtT-20 implants (Tail flick test). Conversely, isoproterenol stimulation is associated with AtT-20 / hEN AtT-20 cells produced more antinociceptivity than K cells. Ibid.   In the mouse host, AtT-20 or AtT-20 / hENK implants produce heat nociceptive stimuli It did not affect the basal response to Mice given the AtT-20 transplant had β- This resulted in resistance to endorphins and μ-opioid agonists (DAMGO). Mice given the AtT-20 / hENK implants were given a δ-opioid agonist (DPDPE) Resistance to the disease. For repeated doses of μ opiate agonist, AtT- Mice given the 20 / hENK transplant were mice or mice given AtT-20 cells. Resulted in lower resistance compared to the control.   The antinociceptive effect of isoproterenol treatment was attributable to AtT-20 or AtT-20 / hENK cells. Appeared equally in mice given vesicle implants. Wu et al.J . Neuroscience, 14,480 See pages 6-14 (1994). Wu et al. Transferred enkephalin-producing AtT-20 / hENK cells. One reason for the additional absence of antinociceptive in implanted mice is that It was speculated that this may be due to the lack of sensitivity of the behavioral assay. Other possible reasons Is a known antagonist of met-enkephalin for morphine-induced antinociception. The gonist effect is particularly significant for each leu-enkephalin distribution in pro-enkephalin A. Since there are 6 met-enkephalins per row, a single leu-enkephalin It was to offset possible effects.Summary of the Invention   The present invention is directed to endorphins, enkephalins, and catecholamines. Genetic engineering to produce at least one analgesic compound from each of the groups Provided cell lines. Cell lines can be used for the treatment of pain.   There are advantages to using cell lines over using primary cells. Cell safety Expensive and time-consuming tests to ensure performance and performance standards Must be performed on individual isolates of vesicles. Fewer tests are cell buns Needed about There is no need to isolate primary cells. Run primary cells Desired analgesia as it can depend on the age, gender, health or hormonal status of the animal Drug output may be more stable. To achieve higher yields of the desired product, It is also possible to engineer specific modified peptides into cell lines. This It allows for the delivery of many analgesics at the same time. The expression of one or more analgesics (By using a regulatable promoter to drive the present) obtain. Further, for safety, a "suicide" gene can be integrated into the cell line. Further In addition, for the purpose of encapsulation, cells that are growing are cells that die or die. It has the advantage of splitting to replace dead cells.BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES   FIG. 1 shows the vectors pBS-hPOMC-027, pBS-IgSP-hPOMC-028, and pBS-IgSP-hPOM. It is a plasmid map of C-ΔACTH-029.   FIG. 2 shows the vectors pCEP4-hPOMC-030, pCEP4-hPOMC-031, pcDNA3-hPOMC-034, 4 is a plasmid map of pcDNA3-hPOMC-035.   FIG. 3 shows the vectors pCEP4-hPOMC-ΔACTH-032, pCEP4-hPOMC-ΔACTH-033, pcDNA3 FIG. 7 is a plasmid map of -hPOMC-ΔACTH-36 and pcDNA3-hPOMC-ΔACTH-037. .   FIG. 4 shows the vectors pcDNA3-rTH-044, pcDNA3-rTHΔ-045, and pcDNA3-rTHDKS- FIG. 7 is a plasmid map of 075 (also designated as pcDNA3-rTHΔKS-075).   FIG. 5 shows the vectors pcDNA3-rTHΔ-IRES-bDBH-088 and pcDNA3-rTHΔKS-IRES-bD. It is a plasmid map of BH-076.   FIG. 6 is a plasmid map of the vector pZeo-Pcmv-rTHΔKS-IRES-bDBH-088. You.   FIG. 7 is a plasmid map of the vector pBS-Pcmv-rTHΔIRES-bDBH-067.   FIG. 8 shows the plasmid vector pBS-hPOMC-ΔACTH-IRES-rTHΔIRES-bDBH-068. Up.   FIG. 9 shows the plasmid of the vector pcDNA3-hPOMC-ΔACTH-IRES-rTHΔ-IRES-bDBH-069. Domap.   FIG. 10 is a plasmid map of the vector pcDNA3-IRES-Zeocin-072.   FIG. 11 shows the vector pcDNA3-hPOMC-ΔACTH-IRES-rTHΔ-IRES-bDBH-IRES-Zeocin. It is a plasmid map of -073.   FIG. 12 is a plasmid map of the vector pcDNA3-hPROA + KS-091.Detailed description of the invention   In order that the invention may be more fully understood, the following detailed description is set forth.   Any suitable cell can be transformed with a recombinant DNA molecule of the present invention. Intended Some cells are chromaffin cells (e.g., conditioned cells as described in WO 96/02646). Immortalized chromaffin cells, Neuro-2A, PC12, PC12a, SK-N-MC, AtT-20 ), And RIN cells (including RINa and RINb). Preferably, the cells are endogenous Possesses the sex prohormone coonvertase and / or dopa decarboxylase I do.   SK-N-MC cells are neuroepithelial cell lines, enkephalin, cholecystokinin And several neuropeptides including gastrin-releasing peptide You. For example, Verbeeck et al.J . Biol. Chem., 265, pp. 18087-090 (1990). When. The proenkephalin A gene is expressed in SK-N-MC cells. For example, F olkesson et al.Mol . Brain Res., 3, pp. 147-54 (1988). AtT-20 and RIN cells are preferred, most preferably RIN cells.   RIN cells are a rat-derived pancreatic endocrine cell line. For example, Horellou et al.J . Physiol. , 85, pp. 158-70 (1991). RIN cells contain GABA and β-endo It is known to produce ruffin endogenously.   Some of the characteristics of the various intended cells are shown in Table 1. TH = tyrosine hydroxylase converts tyrosine to l-dopa DDC = dopamine decarboxylase converts l-dopa to dopamine (DA) DβH = dopamine β-hydroxylase converts DA to norepinephrine (NA) PC = prohormone convertase converts POMC to β-endorphin and proenkephalin A             Processing (ProA) to met-enkephalin AtT20 = Endogenous β-endorphin secreted by expression of pro-opiomelanocortin (POMC)             Mouse pituitary corticotropin cell line RIN = Rat insulinoma Neuro 2A = mouse neuroblastoma   Primary delivery products include endorphin, enkephalin, and catecholamine At least one of each.   Enkephalins and endorphins are endogenous opioid pep It is a tide. These opioid peptides have approximately 15 amino acids ranging from 5 to 31 amino acids. Including compounds. These compounds have at least a portion of the same opioid as morphine. Binds and acts through its receptor but is chemically associated with morphine. Do not run. In addition, these compounds stimulate other opiate receptors. Ya ksh and Malmberg,Textbook of Pain, 3rd edition (edited by P. Wall and R. Melzack), " Central Pharmacology of Nociceptive Transmission, pp. 165-200, 1994 (New Yo rk).   Opioid peptides have common chemical properties, but are synthesized by different routes.   Beta-endorphin, the most abundant endorphin, has a larger precursor fraction It is synthesized as part of the pro-opiomelanocortin ("POMC"), a child. POMC molecule Is adrenocorticotropic hormone (ACTH), α-melanocyte stimulating hormone (α-MSH) , Β-MSH, and β-lipotropin. POMC precursor molecules also contain α- Produces other endorphins, including endorphins and gamma-endorphins Has the potential. Processing of the POMC precursor is dependent on prohormone Localization of a cleavage enzyme, such as vertase, occurs differently in various tissues.   In the pituitary, POMC is cleaved to produce ACTH and β-endorphin, and Lever ACTH is not further processed. Conversely, in the hypothalamus, ACTH is β-M Converted to SH. Although different cell types can synthesize the same primary gene product, The final profile of Mon secretion can vary widely.   The present invention relates to a DNA sequence encoding any suitable endorphin having analgesic activity. Intended for the use of columns. In addition, the analysis of these endorphins with analgesic activity Logs or fragments are also contemplated. Therefore, produced by the cells of the invention Is a naturally occurring amino acid sequence of the desired endorphin Characterized by amino acid insertions, deletions, substitutions, and alterations at one or more of the following sites: Can be attached. Conservative modifications and substitutions (i.e., Or minimal effects on tertiary structure and on the analgesic properties of endorphins Are preferred. For such conservative substitutions, see DayhoffAtlas of Protein Se quence and Structure , 5, (1978) and Argos,Embo J., 3, 779-85 (1989) Includes what is described.   Techniques for producing such variants of naturally occurring endorphins are well known. You. For example, codons in the DNA sequence encoding wild-type endorphin are site-specific. It can be altered by mutation.   The present invention contemplates using DNA sequences that encode the entire POMC precursor molecule I do. This embodiment is directed to a host cell cleaving enzyme (i.e., a prohormone convertor). A set of endorphins is produced using the enzyme 2) and some or all of them May have analgesic properties.   The present invention also relates to the DNA fragment of the POMC gene encoding a particular desired endorphin. Intended for use with fragments.   The DNA and amino acid sequences of POMC are well known. Cochet et al.Nature, 297,335-9 Page (1982); Takahashi et al.Nucl . Acids Res., 11, 6847-58 (1983).   DNA sequences encoding POMC in which the ACTH coding region has been deleted are preferred . The preferred endorphin encoded by this construct is β-endorphin It is.   Some enkephalins are large proteins, proenkephalin A Is synthesized in the adrenal gland as part of the Met-enkephalin sequence And one Leu-enkephalin structure. Met-enkephalin and Me t-Enkephalin-Arg-Phe and Met-Enkephalin-Arg-Gly-Leu also have significant anti- Has nociceptive activity. For example, Sagen et al.Brain Res., 502, pp. 1-10 (1989) See also.   Other enkephalins, dynorphin and neoendorphin, From a different molecule, proenkephalin B. Additional "cryptic" Peptides are also encoded within the structure of these precursor proteins, and It can be released by cleavage of the "hormone type". For example, Harrison's "Principi es Of Internal Medicine, 12th edition, pages 1168-69 (1991).   The present invention relates to a DNA sequence encoding any suitable enkephalin having analgesic activity. Intended for the use of columns. Analogs and active fragments with analgesic properties are also Intended. Therefore, such analogs or fragments are naturally occurring. Has an amino acid insertion, deletion, or substitution at one or more sites in the existing amino acid sequence obtain. Such variants can be generated as described above.   The present invention provides for the use of a DNA sequence encoding the desired enkephalin in its "mature" form. Intended for use. Furthermore, the present invention relates to the complete proenkephalin A precursor, or Intended to use DNA sequence encoding the complete proenkephalin B precursor I do. In addition, DNA encoding fusions or fragments of these sequences may be used. It is also intended to provide, when manifested, one or more enkeffes having analgesic properties. To obtain an argin-like molecule.   Preference is given to using a DNA sequence encoding the complete proenkephalin A precursor molecule No. The DNA and amino acid sequences of proenkephalin A are well known.Folkesson, I mentioned earlier. This embodiment comprises a host cell cleavage enzyme such as prohormone convertase. Element is used to produce a set of enkephalins, some or all of which are May have pain characteristics. The preferred enkephalin encoded by this construct is , Met-enkephalin.   Three naturally occurring catechols that function as neurotransmitters in the central nervous system There are amines; norepinephrine ("NE"), epinephrine ("E"), and dopami N. NE is associated with post-sympathetic nerve endings. NE is very close to its release It exerts its effect locally.   Catecholamine is synthesized from the amino acid tyrosine, which is subsequently It is droxylated to form dihydroxyphenylalanine (dopa) and decarboxylated. Oxidized to form dopamine and then by dopamine β-hydroxylase Thus, it is hydroxylated at the β-position of the side chain to form NE. Harrison's, supra, 380. page. NE uses phenylethanolamine-N-methyltransferase ("PNMT") Therefore, it is N-methylated to E.   Hydroxylation of tyrosine by tyrosine hydroxylase ("TH") leads to NE synthesis Is the rate-determining step. Regulation of dopa and NE synthesis in the adrenal medulla It can be accomplished by varying the amount and activity.   In addition, regulation of the synthesis of E from NE is based on phenylethanolamine-N-methyltra It can be caused by changes in the amount and activity of the transferase ("PNMT"). PNMT Inducible by glucocorticoids from the renal cortex. Ibid.   Catecholamines are high in mainly adrenal medullary chromaffin tissues such as E Is maintained in. Opioid peptides are also stored in the adrenal glands.   NE and E are αTwoHave similar affinities at the receptor, and therefore both May potentially contribute to pain. Bylund,FASEB J., 6, pp. 832-39 (1992). met-enke Enkephalin peptides, mainly containing farin, are delta (δ) opioid receptors. Activate the putter selectively. Reisine and Bell,Trends Neurosci., 16,506 -10 (1993). Α in the spinal cordTwoAdrenergic agonists and delta opioid receptors Activation, respectively, results in antinociception and potentially synergizes. Yaksh and Malmberg,Progress in Pain Research and Management, Volume 1, F Ed. ields and Lisbeskind, IASP Press, Seattle, pp. 141-71 (1994). For laboratory animals Activation of δ vs. (μ) opioid receptors in rats includes constipation and With few harmful side effects (Lee et al.,J . Pharmacol. Exp. Ther., 267,883-8 7 (1993)). Combined delivery of various opioid and adrenergic agonists Reduces the degree of resistance that occurs to a single drug and leads to sustained pain relief I can do it. Yaksh and Reddy,Anesthesiol., 54, pp. 451-67 (1981).   The present invention relates to catecholamines for obtaining catecholamines having analgesic properties. DNA sequences encoding biosynthetic enzymes or their analogs or fragments Intended for use. Preferred catecholamines in the present invention are NE and E .   In one embodiment, the host cell completes NE or E production, if desired. Transformed with the necessary genes. The selection of the required heterologous gene sequence Catecholamine synthase normally present in the host cell. For example , RIN and AtT-20 cells use tyrosine hydroxylase ("TH") and dopa Lack of min beta hydroxylase ("DBH"). However, RIN and AtT-20 cells Inside Inducible dopa decarboxylase ("DDC"). The desired catecholamine is E In some cases, then, the gene encoding PNMT is also required. Code PNMT Genes to be used are known. Baetge et al.Proc . Natl. Acad. Sci. , 83,5455-58 (1986).   Genes encoding TH are known. For example, U.S. Pat.No. 5,300,436 (reference and And incorporated herein by reference). Modified TH variants are also known. is there. U.S. Patent No. 5,300,436. In addition, a TH short containing the required C-terminal catalytic domain Truncated variants are also known. For example, Daubner et al.Protein Science, 2,145 See pages 2-60 (1993).   AtT-20 cells have been transformed with wild-type TH, as well as various TH variants. An example For example, Wu et al.J . Biol. Chem., 267, pp. 25754-758 (1992).   The sequence of the DBH gene is also well known. For example, Lamoroux et al.EMBO J., 6,3931- See page 37 (1987).   In addition to the preferred DNA sequences described herein, a number encoding a desired analgesic can be used. It is understood that there are many degenerate DNA sequences.   Secondary compounds with potential analgesic action are also produced by the cells of the invention. obtain. Such compounds include galanin and somatostatin It is. Additionally, neuropeptide Y, neurotensin, and cholecystokini Can be produced by the transformed cells of the present invention. The cells of the present invention Some or all of these compounds can usually be produced or Can be genetically engineered to use   Obtaining a gene encoding an analgesic compound produced by the cells of the invention; or For synthesis, standard methods can be used.   For example, the complete amino acid sequence of the desired compound constitutes a back-translated gene. Can be used to Contains the nucleotide sequence encoding the desired analgesic compound DNA oligomers can be synthesized. For example, encoding a portion of each desired polypeptide Some small oligonucleotides can be synthesized and then ligated. Teens Representatively, individual oligonucleotides have 5 'or 3' overhangs for assembly. including.   The DNA sequence encoding each desired analgesic compound is a DNA sequence encoding a signal sequence. Columns may or may not be included. Such a signal sequence must not exist. Is recognized by cells selected for expression of the analgesic compound Should. It can be prokaryotic, eukaryotic, or a combination of the two possible. It can also be the signal sequence of the original compound. Generally, Signa Preferably, the original signal sequence is used. Is most preferred.   Once assembled, the DNA sequence encoding the desired compound may contain one or more DNA sequences. Inserted into an expression vector and suitable for expression in the desired transformed cells. Operably linked to an expression control sequence.   Proper assembly involves nucleotide sequencing, restriction mapping, and transformation. Can be confirmed by expression of a biologically active polypeptide in the transformed cells . As is well known in the art, high expression of transfected genes in a host To obtain levels, the gene must be transcribed and functional in the selected expression cell. And operably linked to a translation expression control sequence.   The choice of expression control sequences and expression vectors depends on the choice of cells. Broad species Various expression host / vector combinations can be used. Useful sources for eukaryotic hosts Current vectors include, for example, SV40, bovine papillomavirus, adenovirus, And vectors containing expression control sequences from cytomegalovirus.   pcDNA3, pCEP4, pZeoSV (InVitorgen, San Diego), and pNUT are preferred.   Any of a wide variety of expression control sequences can be used in these vectors. Such useful expression control sequences include those associated with the structural genes of the aforementioned expression vectors. Expression control sequences. Examples of useful expression control sequences include, for example, SV40 and Or adenovirus early and late promoters, 3-phosphoglycerate quina Promoter for lyase or other glycolytic enzymes, promoter for acid phosphatase (E.g., Pho5), yeast alpha mating promoter, and eukaryotic cells or Other sequences known to control the expression of the genes of these viruses, as well as their species Various combinations are mentioned.   All vectors and expression control sequences are compatible with the DNA sequences described herein. It is, of course, understood that they do not function equally well to express Should be. Also, not all cells function equally well with the same expression system. is not. However, one of ordinary skill in the art can, without undue experimentation, use these vectors, Expression control sequences and selection among cells can be made. For example, in selecting a vector The host cell, since the vector must be replicated in the cell. Must be done. The number of copies of the vector, the ability to control that copy number, and And any other proteins encoded by the vector, such as antibiotic markers Quality expression should also be considered.   Various factors should also be considered in selecting an expression control sequence. this These include, for example, the relative strength of the sequence, its ability to control, and the desired analgesic compound. Compatibility with the actual DNA sequence to be loaded, especially with regard to potential secondary structure Can be Host cells are subject to their compatibility with the chosen vector, DNA sequence. Thus, the toxicity of the encoded products, their secretory characteristics, and the exact folding of the polypeptide The choice should be made in consideration of the ability to fold and their culture requirements. Inn If the primary cell is to be encapsulated, it is encapsulated and the recipient Cell viability when transplanted into a cell should also be considered.   Within these parameters, one skilled in the art will recognize species that express the desired DNA sequence in culture. Different vector / expression control sequence / host combinations may be selected.   In one embodiment, the cell (eg, a RIN cell) contains the POMC gene, proenkeffe Four separate expression vectors containing the argin A gene, the TH gene, and the DBH gene And is continuously transformed. In the host cell thus transformed, Amplification of the copy number of the seed gene is more difficult to achieve. Therefore The use of less expression vectors is preferred. Most preferably, all four heterogeneous A single expression vector containing the gene is used.   In certain embodiments, RIN cells are sequentially transformed with the three expression vectors. It is. The first vector is a POMC gene operably linked to a CMV promoter. including. Preferably, a shortened version of the POMC gene is used, which is Having a storage region. The second vector was operably linked to the CMV promoter Contains the proenkephalin A gene. Preferably, the proA construct has an initiation codon. Contains the Kozak sequence immediately upstream. The third vector is the TH gene (preferably abbreviated And has a Kozak consensus sequence immediately upstream of the start codon) and the DBH gene Including both children. In this embodiment, the TH gene is operable on the CMV promoter. Be linked. DBH gene can operate on internal ribosome entry site promoter sequence Linked to Next, the RIN cells were transformed with each expression vector according to a known protocol. And transformed continuously.   In other embodiments, the proenkephalin A gene, POMC gene, TH gene, A single expression vector is constructed containing the and DBH genes. Preferably, POMC genetics The child's ACTH region is deleted. Preferably, the TH gene is truncated.   Multiple gene expression from a single transcript is better than expression from multiple transcription units. Good. One to achieve expression of multiple genes from a single eukaryotic transcript Approach uses a picornavirus known as an internal ribosome entry site ("IRES"). Utilizes the sequence of mRNA. These sites are located downstream of the first AUG of the mRNA It functions to facilitate protein translation from the sequence.   Macejak and Sarnow discuss immunoglobulin heavy chain binding proteins (BiP, CRP 78 and Also known, a glucose-regulated protein with a molecular weight of 78,000) 5 'translation of mRNA The untranslated sequence is expressed in mammalian cells in a 5'-cap independent fashion. Report that it can directly provide internal ribosome binding to RNA, That translation initiation by a cellular binding mechanism is used by this cellular mRNA. Show.Nature353, 90-94 (1991).   Wo 94/24870 describes the use of more than two IRESs for initiating translation from a single transcript, As well as the use of multiple copies of the same IRES in a single construct.   The present invention also contemplates the use of "suicide" genes in transformed cells. Most preferably, the cells have the TK (thymidine kinase) gene as a measure of safety Kills host cells in vivo by treatment with ganciclovir.   The use of "suicide" genes is known in the art. For example, Anderson, published See PCT application WO 93/10218; Hamre, published PCT application WO 93/02556. Les Scipient's own immune system is the first level from adverse reactions to the transplanted cells. Provide protection. When encapsulated, polymer capsules are themselves immune Can be isolation. The presence of the TK gene (or other suicide gene) in the expression construct is Add an additional level of safety to the recipient of the implanted cells.   Preferred vectors for use in the present invention include DNA encoding an analgesic compound. Includes vectors that are amplified by copy number. Such an amplifiable vector is It is well known in the art. These include, for example, vectors that can be amplified by DHFR amplification. (E.g., Kaufman, U.S. Pat.No. 4,470,461, Kaufman and Sharp, "Cons. truction Of A Modular Dihydrafolate Reductase cDNA Gene: Analysis Of Sig nals Utilized For Efficient Expression ",Mol . Cell. Biol., 2, 1304-19 ( 1982)), or glutamine synthetase (`` GS '') amplification (e.g., US (See Patent 5,122,464 and European Published Application 338,841). Can be Such amplification is used to increase the production of the desired analgesic compound. obtain.   Other techniques for increasing the output of the desired analgesic compound are contemplated. For example, It is contemplated that existing polyclonal cell lines will be subcloned. cell Is cloned by limiting dilution to a single cell in each well. Cell clones are cultures and clones are cloned with the highest production of analgesics. Tested to select an option.   Other techniques for increasing the production of desired analgesic compounds are higher than wild-type forms. Cloning of a modified form of a biosynthetic enzyme having high activity (Ie, shortened TH 1-155). Some truncated forms of TH are better than wild-type forms of TH. It has a 4-6 fold increased activity. For example, Daubner et al., "Expression and cha racterization of catalytic and regulatory domains of rat tyrosine hydrox ylase ",Protein Science, 2, 1452-60 (1993).   In addition, select to increase tetrahydrobiopterin cofactor levels The use of tyrosine-free media for potential tyrosine hydroxylase activity Can be increased. For example, Horellou et al., "Retroviral transfer of a human ty rosine hydroxylase cDNA in various cell lines; regulated release of dopa mine in mouse anterior pituitary AtT-20 cells ",Proc . Natl. Acad. Sci. U SA 86, 7233-37 (1989).   Preferably, the production of β-endorphin is between 1 and 10,000 pg / 106Between cells / hour Range. Preferably, the production of met-enkephalin is between 1 and 10,000 pg / 106Fine Range between cells / hour. Preferably, the production of catecholamines is between 1 and 1,0 00 pmol/106Range between cells / hour.   The cells of the invention can be transplanted into mammals, including humans, for the treatment of pain. If an unencapsulated one is to be transplanted, any suitable transplant protocol may be used. Sagen et al., U.S. Pat.No. 4,753,635, which is incorporated herein by reference. ).   It is desirable to encapsulate the genetically modified cells of the present invention prior to transplantation. It can be. Such encapsulated cells are used as bioprosthetic devices ("BAO"). To form BAO can be designed for transplantation in recipients, or Can be created to function extracorporeally. BAOs useful in the present invention are typically A jacket surrounding at least one semipermeable outer surface membrane or cell-containing core I do. This jacket is designed for nutrition, biologically active molecules, and other selected products. Enables the diffusion of objects through BAO. BAO is biocompatible.   In some cases, the membrane is a cellular and molecular effector of immunological rejection. Blocking the vector may also help to immunoisolate cells. The use of immunoisolating membranes allows the transfer of allogeneic and xenogeneic cells to an individual without the use of immunosuppression. Enable transplantation. When biologically active molecules are released from the isolated cells, They pass through the surrounding semipermeable membrane and into the recipient's body. Metabolic function isolated When provided by a dead cell, the substance to be metabolized It enters the BAO from the recipient's body through the membrane to be removed.   Various types of membranes have been used in the construction of BAO. Generally used for BAO The membrane is either a microporous membrane or an ultrafiltration grade membrane. Various membrane materials Has been suggested for use in BAO, including PAN / PVC, polyurethane, Lishon (polysufone), polyvinylidiene (polyvinylidiene), and polystyrene Included. Representative membrane geometries include planar sheets, which are described as " It can be manufactured into a "sandwich" type construction, which is shaped around the perimeter of the device. A layer of living cells disposed between two essentially planar membranes with a seal formed Having. Alternatively, a hollow fiber device may be used, where the live cells are a tubular membrane Located inside. Hollow fiber BAO fills the living cells into the hollow fiber lumen , And by providing a seal at the end of the fiber. Hollow fiber BAO can also be formed by a co-extrusion process, where live cells are It is co-extruded with a polymer solution that forms a membrane around the vesicle.   BAO is disclosed, for example, in U.S. Pat.Nos. 4,892,538, 5,106,627, 5,156,844, 5,158,881, and 5,182,111, and PCT Application No.PCT / US / 94/07015, WO 92/19195, WO 93/03901, and WO 91/00119, all of which are Incorporated herein by reference.   BAO may include other components that promote long-term survival of the encapsulated cells. For example, WO 92/19195 discloses a hydrogel matrix for enhancing cell viability. And an implantable immunoisolating biocompatible vehicle having:   The BAO encapsulation membrane can be manufactured from the same material as the core, or It can be manufactured from raw materials. In each case, BAs that are permselective and biocompatible A film area around or around O is formed. The membrane can also be immunoisolated, if desired. Can be constructed to be sexual. The core is suspended in liquid medium or Contains isolated cells, either immobilized within a gel matrix.   The choice of materials used to construct a BAO is determined by many factors. And in Dionne WO 92/19195. Briefly, various polymers And polymer blends can be used to make capsule jackets. You. The polymer film that forms the BAO and growth surface therein includes polyacryl (Including acrylic acid copolymer), polyvinylidene, polyvinyl chloride copolymer ー, polyurethane, polystyrene, polyamide, cellulose acetate, cellulose nitrate Polysulfone, polyphosphazene, polyacrylonitrile, poly (acryloyl Nitrile / vinyl chloride) and its derivatives, copolymers, and mixtures. Can be done.   BAO can be formed by any suitable method known in the art. like this One method involves co-extrusion of a polymer casting solution and a coagulant. This is described in Dionne, WO 92/19195 and U.S. Pat.Nos. 5,158,881, 5,283,187. , And 5,284,761 (hereby incorporated by reference). Tissue fragments, organelles, or cells and / or other therapeutic agents It may include a suspension.   Jackets can be single or double skin n). Single-skin hollow fibers are polymer-extruded when co-extruded. It can be produced by quenching only one of the surfaces of the liquid. Double ski When the hollow fibers of the polymer are co-extruded, they quench both surfaces of the polymer solution. Can be generated by   Many capsule shapes are possible, such as cylindrical, disc-shaped, or spherical .   BAO jacket determines nominal molecular weight cut-off (nMWCO) of permselective membrane Have a pore size of Molecules larger than nMWCO physically cross the membrane Be disturbed. Nominal molecular weight cutoff defined as 90% rejection under convective conditions Is done. In situations where it is desired that BAO be immunoisolated, the pore size of the membrane will Certain factors produced by the cells diffuse out of the vehicle, but host immunity into BAO It is chosen so as to allow the ingress of the response factor to be ruled out. Typically, nM The WCO ranges between 50 and 200 kD, preferably between 90 and 150 kD. Most appropriate A novel membrane composition is also known to be a host immune effect known to be present at a selected implantation site. Minimize the reactivity between the receptor molecule and the outer membrane components of BAO.   The BAO core provides an appropriate local environment for the particular cells isolated within it. Is built. The core may contain enough liquid medium to maintain cell growth . Liquid cores are particularly suitable for maintaining transformed cell lines such as PC12 cells. It is off. Alternatively, the core may include a gel matrix. The gel matrix is Drogel (alginate, `` VitorogenTM) Or from extracellular matrix components Can be configured. See, for example, Dionne WO 92/19195.   Compositions that form hydrogels fall into three general classes. The first class Have a net negative charge (eg, alginate). The second class is net It has a positive charge (eg, collagen and laminin). Commercial extracellular matrix Examples of ingredients include MatrigelTMAnd VitrogenTMIs included. The third class is charge Is net neutral (e.g., highly crosslinked polyethylene oxide, or Vinyl alcohol).   Any suitable method of sealing the BAO can be used, including polymer bonding and And / or the use of crimping, knotting, and heat sealing. this These sealing techniques are well known in the art. In addition, any suitable "dry" seal The method can also be used. In such a method, a cell-containing solution is passed through A substantially non-porous fitting into which is introduced is provided. After filling, the BAO Is controlled. Such a method is described in co-pending US patent application Ser. No. 08 / 082,407. Which is incorporated herein by reference.   One or more in vitro assays establish BAO functionality before transplantation in vivo It is preferably used for Assays or diagnostic tests well known in the art Can be used for these purposes. For example,Methods In Enzymology, Edited by Abelson, See Academic Press, 1993. For example, an ELISA specific for the secreted product ( Enzyme-linked immunosorbent assay), chromatographic assay Or an enzymatic assay, or a bioassay may be used. If desired The secretory function of the implant is to collect the appropriate sample (e.g., serum) from the recipient, And by assaying them, they can be monitored over time. recipe If the ent is a primate, microdialysis can be used.   The number and size of BAOs are sufficient to produce a therapeutic effect during transplantation. Should be determined by the amount of biological activity required for a particular application . For secretory cells releasing therapeutic substances, consider standard dosages known in the art. And criteria are used to determine the amount of secreted substance required. Take into account Factors of power are discussed in Dionne, WO 92/19195.   BAO implantation is performed under sterile conditions. In general, BAO is a secreted product or Properly delivers function to the host and nutrients to the encapsulated cells or tissues Access to BAO for repair and / or replacement To be implanted at a site in the host. Preferred hosts are primates, most Is also preferably human.   Many different implantation sites are contemplated. These transplant sites include the central nervous system This includes the brain, spinal cord, and aqueous and vitreous humor of the eye. Preference in the brain New areas include the striatum, cerebral cortex, hypothalamus, and Meynert basal ganglia (nucleus Ba salis of Meynert). Other preferred sites are cerebrospinal fluid, most preferred Is the subarachnoid space and the lateral ventricle. The invention also relates to the subcapsular site of the kidney, as well as the abdomen. Intended for endoluminal and subcutaneous sites, or any other therapeutically beneficial site .   In order that the present invention may be better understood, the following examples are set forth. these The examples are for illustrative purposes only and in any way limit the scope of the invention Should not be construed asExample Construction of polycistronic expression vector   Construction of IgSP-POMC fusion   The SmaI-SalI fragment containing human POMC exon 3 was transferred to a pBS cloning vector. (Stratagene).Takahashi, Supra;CochetThe above See also. The resulting plasmid was named pBS-hPOMC-027. See FIG. thing.   The PCR fragment was combined with oCNTF-003 (SEQ ID NO: 1) and oIgSP-018 (SEQ ID NO: 2). PNUT containing two oligonucleotide primers and human CNTF gene Produced using a plasmid. Baetge et al.Proc . Natl. Acad. Sci. USA, 83, See pages 5454-58 (1986). Both oCNTF-003 and oIgSP-018 primers Contains synthetic BamHI and SmaI restriction sites at the 5 'end, respectively.   The 196 base pair (bp) PCR fragment was digested with the restriction endonucleases BamHI and SmaI- Digested with the isoschizomer XmaI and electrophoresed on 1% SeaPlaque agarose . A 193 bp HindIII / XmaI DNA fragment was excised and FMC SPinBind DNA Purification was performed using a purification kit (FMC BioProducts, Rockland, ME).   pBS-hPOMc-027 is also digested with BamHI and XmaI and FMC SPinBind DNA purification kit. 1% SeaPlaque agarose using FMC BioProducts, Rockland, ME And purified. The ligation mixture was added to E. coli. coli DH5α (Gibco BRL, Gaithersbur g, MD).   Positive subclone is subjected to cracking gel procedure (Promega Protocols and Applications Guide, 1991). Then, the minilysate DNA was purified using the FMC SpinBind DNA Purification Kit (FMC BioProducts , Rockland, ME) and subjected to BamHI and SmaI restriction digests. The positive subclone was named pBS-IgSP-hPOMC-028. See FIG. . The nucleotide sequence of the fusion junction in pBS-IgSP-hPOMC-028 was Kit (USBC, Cleveland) using dideoxynucleotide sequencing. Decided. The sequence of the IgSP-hPOMC fusion is shown in SEQ ID NO: 3.   Construction of IgSP-POMC expression vector   The IgSP-hPOMC DNA fragment in pBS-IgSP-hPOMC-028 was converted to pcDNA3 (Invitrogen Corp., San Diego, CA) and pCEP4 (Invitrogen Corp., San Diego, CA). Subcloned in sense and antisense orientation.   NotI-SalI IgSP-hPOMC fragment from pBS-IgSP-hPOMC-028 was converted to NotI-XhoI Ligation with the digested pCEP4 yielded a sense-oriented clone named pCEP4-hPOMC-030 . FIG. The BamHI-SalI IgSP-hPOMC fragment from pBS-IgSP-hPOMC-028 was Antisense orientation ligated with HI-XhoI digested pCEP4 and named pCEP4-hPOMC-031 A clone was obtained. FIG. The orientation of the insert in pCEP4-hPOMC-030 and-031 was amHI, NotI, SalI, and NotI / SalI restriction digestion, and the Sequenase kit. (USBC, Cleveland) using dideoxynucleotide sequencing confirmed.   The BamHI-SalI IgSP-hPOMC fragment from pBS-IgSP-hPOMC-028 was After ligation with pcDNA3 digested with I, a sense-oriented clone named pcDNA3-hPOMC-034 was Obtained. FIG. NotI-HindIII IgSP-hPOMC fragment derived from pBS-IgSP-hPOMC-028 Was ligated with NotI-HindIII-digested pcDNA3 and named antisense pcDNA3-hPOMC-035. A sense orientation clone was obtained. FIG. SmaI, BamHI, EcoRI, and BamHI / EcoRI Confirm the orientation of the insert in pcDNA3-hPOMC-034 using the restriction digest used, On the other hand, HindIII, NotI and SalI were used for pcDNA3-hPOMC-035.   Construction of ACTH deleted IgSP-POMC   The ACTH coding region in the POMC gene in pBS-IgSP-hPOMC-028 was deleted. pB S-IgSP-hPOMC-028 was first digested with Xmal restriction enzyme, and pfu DNA polymerase ( Promega, Madison, WI). Then, it was treated with XmaI-pfu DNA polymerase. PBS-IgSP-hPOMC-028 was digested with StuI restriction enzyme and FMC SpinBind DNA purified 1% SeaPlaque agarose using the kit (FMC BioProducts, Rockland, ME) And purified. The self-ligation mixture was added to E. coli. coli DH5α (Gibco BRL, Gaith ersburg, MD). BamHI / HindIII restriction of positive subclones Identified by digestion and named pBS-IgSP-hPOMCΔACTH-029. See FIG. That. Nucleotide sequence of ACTH deletion region in pBS-IgSP-hPOMC-ΔACTH-029 Was confirmed by dideoxynucleotide sequencing. IgSP-hPOMC-ΔACTH The sequence of the fusion is shown in SEQ ID NO: 4.   Construction of ACTH-deleted IgSP-POMC expression vector   The IgSP-hPOMC-ΔACTH DNA fragment in pBS-IgSP-hPOMC-ΔACTH-029 was A3 (Invitrogen Corp., San Diego, CA) and pCEP4 (Invitrogen Corp., San Die go, CA) in the sense and antisense orientation. pBS-IgS NotI-SalI IgSP-hPOMC-ΔACTH fragment derived from P-hPOMC-ΔACTH-029 was Ligated to XhoI-digested pCEP4 and labeled with pCEP4-hPOMC-ΔACTH-032 I got a loan (Figure 3). BamHI-SalI IgSP-hPOMC from pBS-IgSP-hPOMC-ΔACTH-029 The -ΔACTH fragment was ligated into BamHI-XhoI digested pCEP4, pCEP4-hPOMC-ΔAC An antisense orientation clone named TH-033 was obtained (FIG. 3). pCEP4-hPOMC-ΔACTH The orientation of the inserts in -032 and -033 was determined by BamHI and EcoRI restriction digestion. And dideoxynucleotides using the Sequenase kit (USBC, Cleveland). Confirmed by DNA sequencing.   BamHI-SalI IgSP-hPOMC-ΔACTH fragment derived from pBS-IgSP-hPOMC-ΔACTH-029 Was ligated to BamHI-XhoI digested pcDNA3 and named pcDNA3-hPOMΔACTH-036 A sense orientation clone was obtained (FIG. 3). NotI-Hind derived from pBS-IgSP-hPOMC-ΔACTH-029 The III IgSP-hPOMC-ΔACTH fragment was ligated to NotI-HindIII digested pcDNA3. , An antisense-oriented clone named pcDNA3-hPOMC-ΔACTH-037 was obtained (FIG. 3).   Using restriction digestion with PvuII and EcoRI, in pcDNA3-hPOMC-ΔACTH-036 The orientation of the insert was confirmed, whereas for pcDNA3-hPOMC-ΔACTH-037, SalI and And EcoRI were used.   Cloning of full-length and truncated TH cDNA   Total RNA from PC12 cells was converted to guanidium thiocyanate-based TRI reagent (Molec ular Research Center, Inc., Cincinnati, OH). 500ng PC 12 Total RNA, 10 mM Tris.HCl (pH 8.3), 50 mM KCl, 4 mM each dNTP, 5 mM MgClTwo, 1.25 μM oligo (dT) 15mer, 1.25μM random hexamer, 31 units RNase Guar d RNase Inhibitor (Pharmacia, Sweden) and 200 units of SuperScript II In a reaction volume of 20 μl containing reverse transcriptase (Gibco BRL, Gaithersburg, MD) at 42 ° C For 30 minutes. 2 μl of the above reverse transcribed cDNA was added to 10 mM Tris.HCl (pH 8.3). ), 50 mM KCl, 800 nM each dNTP, 2 mM MgClTwo, 400nM primers # 1 and # 2, if 2.5 unitsThermus aquaticus(Taq) DNA polymerase (Boehringer Mann heim, Germany) was added to 25 μl of the PCR reaction mixture.   Oligonucleotide primers orTH-052 (sequence No. 5) and orTH-053 (SEQ ID NO: 6) were used. For shortened TH, The markers orTH-054 (SEQ ID NO: 7) and orTH-053 (SEQ ID NO: 6) were used instead. This These oligonucleotides, Grima et al.,Nature, 326, pp. 707-11 (1987); No. 5,300,436, andDaubnerBased on published TH sequence information Built.   The primers orTH-052 (SEQ ID NO: 5) and orTH-054 (SEQ ID NO: 7) It has a mature HindIII restriction site, while orTH-053 has a BamHI at the 5 'end. PCR reaction mix The compound was subjected to 30 amplification cycles consisting of: denaturation, 30 seconds at 94 ° C (first sample). Annealing, 50 ° C for 1 minute; and elongation, 72 ° C for 3.5 minutes (final sample). Icle is 5 minutes). 1537 bp full length and 1087 bp truncated rat TH PCR fragment Is digested with the restriction endonucleases BamHI and HindIII and 1% SeaPla Separated by que agarose gel. 1531-bp and 1081-bp HindIII / BamHI DNA Fragments, and use the FMC SPinBind DNA purification kit (FMC BioProducts, Ro (ckland, ME).   The pcDNA3 expression vector was also digested with BamHI and HindIII and FMC SPinBi nd DNA purification kit (FMC BioProducts, Rockland, ME) with 1% SeaPlaque Purified from galose. The ligation mixture was added to E. coli. coli DH5α (Gibco BRL, G aithersburg, MD).   Cracking gel procedure (Promega Protocols and Applications Guide, 1991) Used to screen positive subclones. The same clone Assay was further confirmed by BamHI / HindIII double digestion.   positive subclone for full-length and truncated rat TH in pcDNA3 Were designated as pcDNA3-rTH-044 (FIG. 4) and pcDNA3-rTHΔ-045 (FIG. 4), respectively. . Nucleotide sequences of both full-length and truncated rat TH PCR clones were Using dideoxynucleotide sequencing with an ase kit (USBC, Cleveland) Was decided. The sequence of the rTHΔ construct is shown in SEQ ID NO: 16.   Oligonucleotide primers to optimize translation efficiency of truncated rat TH -OrTH-078 (SEQ ID NO: 8) with consensus Kozak sequence just above the start codon ATG Designed to be in the flow. pcDNA3-rTHΔ-45, oligonucleotide primer Is replaced by orTH-078 (SEQ ID NO: 8) and orTH-053 (SEQ ID NO: 6) In a 50 μl PCR reaction mixture having the same reagent composition as described above, Used. The 1097 bp PCR product was cloned into pcDNA3 in the same manner as described above. Was. The obtained subclone was named poDNA3-rTHΔKS-75 (FIG. 4). rTHΔKS construction The sequence of the product is shown in SEQ ID NO: 17.   Construction of rTH-IRES-bDBH fusion gene   The rTH-IRES-bDBH fusion gene was generated using recombinant PCR methodology. Oligonuk Leotide oIRES-057 (SEQ ID NO: 9) and obDBH-065 (SEQ ID NO: 10) And bDBH gene sequences, and synthetic BamHI and And NotI restriction sites. Oligonucleotides oIRES-bDBH-064 (SEQ ID NO: 11) and oIRES-bDBH-066 (SEQ ID NO: 12) is complementary to each other. In addition, oligonucleoti Primer IIRES-bDBH-064 (SEQ ID NO: 11) has its 5 '16 nucleotides identical to the IRES sequence. Has the same 3 ′ 18 nucleotides as the leotide and bDBH sequences; and oIRES- The opposite is true for bDBH-066 (SEQ ID NO: 12).   The two first PCR reactions were each performed using the template pCTI-001 (shown in SEQ ID NO: 30). PBS-bDBH-006 (with insert containing IRES sequence) and bovine adrenal chromaffin Lamoroux et al., Including the bovine DBH gene cloned from cells,EMBO J., 6,393 Oligonucleotide pair oIRES-057 / oIRES-bDB Performed using H-066 and oIRES-bDBH-064 / obDBH-065. 100ng template The DNA was treated with 10 mM Tris.HCl (pH 8.3), 50 mM KCl, 800 nM of each dNTP, 2 mM MgClTwo, 400nM Primer # 1 and # 2 and 2.5 unitsThermus aquaticus(Taq) DNA port Add 50 μl of the PCR reaction mixture containing remelase (Boehringer Mannheim, Germany) Added.   The PCR reaction mixture was subjected to 30 amplification cycles consisting of: denaturation, 94 ° C. 30 Seconds (first cycle 2 minutes); annealing, 50 ° C. for 1 minute; and extension, 72 ° C. 30 Seconds (last cycle is 5 minutes). Separate the PCR product with 1% TrivieGel 500 (TrivieGen) Was. Two agarose plugs containing each of the first PCR products were 50 μl of the same PCR reaction as above except that oIRES-057 and obDBH-065 were used. The mixture was transferred to a tube containing the reaction mixture.   The second PCR reaction was subjected to 30 amplification cycles consisting of: denaturation, 94 ° C. 30 Seconds (first cycle is 2 minutes); annealing, 60 ° C. for 30 seconds (second to fourth cycles 37 ° C for 2 minutes); and extension, 72 ° C for 30 seconds (last cycle is 2 minutes). 2407bp IRES-bDBH The fusion PCR product and the cloning vector pcDNA3-rTHΔ-45 were converted to BamHI and NotI Digestion with restriction enzymes, followed by FMC SpinBind DNA Purification Kit (FMC BioProducts, Rock land, ME) using a 1% SeaPlaque agarose gel.   Ligation of IRES-bDBH / BamHI / NotI and pcDNA3-rTHΔ-045 / BamHI / NotI Is an rTHΔ-IRES-bDBH expression vector named pcDNA3-rTHΔ-IRES-bDBH-066 (Fig. 5), whereas IRES-bDBH / BamHI / NotI and pcDNA3-rTHΔKS-075 / BamHI / NotI The ligation of rTHΔKS-IRES named pcDNA3-rTHΔKS-IRES-bDBH-076 -bDBH expression vector (FIG. 5), where the start codon ATG in rTHΔ There is a consensus Kozak sequence. The sequence of the rTHΔ-IRES-bDBH construct is shown in SEQ ID NO: 18 You. The sequence of the rTHΔKS-IRES-bDBH construct is shown in SEQ ID NO: 19. Ligation mix The product was transformed into DH5α (Gibco BRL, Gaithersburg. MD). Positive claw The cracking gel procedure (Promega, Madison, WI) as well as HindIII, BamHI , HindIII / BamHI, SmaI, and NotI.   4114 bp NruI-XhoI fragment containing CMV promoter-rTHΔKS-IRES-bDBH Excised from pcDNA3-rTHΔKS-IRES-bDBH-076 and multiple cloning sites PZeoSV cloning vector digested with ScaI and XhoI in Invitrogen Corp. , San Diego, CA). The obtained expression vector was ligated with pZeo-P It was named cmv-rTHΔKS-IRES-bDBH-088 (FIG. 6).   Construction of IgSP-hPOMC ACTH-rTHD-IRES-bDBH fusion gene   CMV promoter, rTHD-IRES-bDBH fusion gene, and BGH polyadenylation sequence Was cut from pcDNA3-rTHΔ-IRES-bDBH-066. And subcloned into pBS (Stratagene, La Jolla, CA).   The resulting plasmid pBS-Pcmv-rTHΔ-IRES-bDBH-067 (FIG. 7) The R IgSP-hPOMCDACTH-IRES fragment was used as an intermediate construct to be inserted.   Oligonucleotide oIgSP-068 (SEQ ID NO: 13) containing a synthetic EcoRV restriction site is an IgSP Specific to the sequence.   Oligonucleotide primer orTHΔ-073 (SEQ ID NO: 14) is specific for rTHΔ And contains an endogenous SmaI restriction site.   Oligonucleotide primers ohPOMC-IRES-069 (SEQ ID NO: 15) and ohPOMC-IR ES-070 (SEQ ID NO: 20) is complementary to each other. In addition, oligonucleotide ply The mer ohPOMC-IRES-069 has its 5 ′ 18 nucleotides identical to the hPOMC sequence, and IR Has its 3 ′ 12 nucleotides identical to the ES sequence; and for ohPOMC-IRES-070 Is the opposite.   Oligonucleotide primers oIRES-rTHΔ-071 (SEQ ID NO: 21) and oRIRES-rT HΔ-072 (SEQ ID NO: 22) is complementary to each other. In addition, oligonucleotide The immersion oIRES-rTHΔ-071 has its 5 ′ 15 nucleotides identical to the rTHΔ sequence, and Has its 3 ′ 18 nucleotide sequence identical to the IRES sequence; and oRIRES-rTHΔ-072 The opposite is true.   Three sets of first PCR reactions were performed.   PCR reaction A: template pBS-IgSP-hPOMCDACTH-029, oligonucleotide oTgS P-068 / ohPOMC-IRES-069;   PCR reaction B: template pCTI-001, oligonucleotide ohPOMC-IRES-070 / oIR ES-rTHΔ-071; and   PCR reaction C: template pcDNA3-rTHΔ-045, oligonucleotide orIRES-rTH Δ-072 / or THΔ-073.   Three primary PCR reactions were performed with 100 ng of template DNA, 10 mM Tris.HCl (pH 8.3), 5 0 mM KCl, 800 nM each dNTP, 2 mM MgClTwo, 400 nM of primers # 1 and # 2, and 2.5 unitsThermus aquaticus(Taq) DNA polymerase (Boehringer Mannheim , Germany) in a 50 μl PCR reaction mixture.   The PCR reaction mixture was subjected to 30 amplification cycles consisting of: denaturation, 94 ° C. 30 Seconds (first cycle 2 minutes); annealing, 50 ° C. for 1 minute; and extension, 72 ° C. 30 Seconds (last cycle is 5 minutes).   PCR products were separated on a 1% TrivieGel 500 (TrivieGen). From PCR reactions B and C Two agarose plugs containing each of the PCR products of the oligonucleotides ohPOMC- The same 50 μl PCR reaction as above except using IRES-070 and orTHΔ-073 Transferred to tube containing mixture.   The second PCR reaction was subjected to 30 amplification cycles consisting of: denaturation, 94 ° C. 30 Seconds (first cycle: 2 minutes); annealing, 60 ° C. for 30 seconds (37 cycles for second to fourth cycles) And extension, 72 ° C. for 30 seconds (last cycle is 2 minutes).   The PCR product was processed as described above. Second PCR reaction and PCR product from PCR reaction A Align the agarose plug with the stuff and use oIgSP-068 / rTHΔ-073 3 was subjected to PCR amplification. The 1203 bp IgSP-hPOMC-IRES-rTHΔ fusion PCR product and Vector pBS-Pcmv-rTHΔ-IRES-bDBH-067 with EcoRV and XmaI restriction enzymes With FMC SpinBind DNA Purification Kit (FMC BioProducts, Rockla (nd, ME) using a 1% SeaPlaque agarose gel. Ligation The mixture was transformed into DH5α (Gibco BRL, Gaithersburg, MD).   Positive clones, if cracking gel procedure (Promega, Madison, WI) And by restriction digestion with EcoRI, KpnI, and NotI. Got The clone was named pBS-IgSP-hPOMCΔACTH-IRES-rTHΔ-IRES-bDBH-068. FIG. . The sequence of this construct is shown in SEQ ID NO: 23.   Construction of IgSP-hPOMCACTH-IRES-rTHΔ-IRES-bDBH expression vector   4449 bp NotI fragment containing IgSP-hPOMCΔACTH-IRES-rTHΔ-IRES-bDBH gene From pBS-IgSP-hPOMCΔACTH-IRES-rTHΔ-IRES-bDBH-068, and At the NotI site in the multiple cloning site, pcDNA3 (Invitrogen Corp., San Diego, (CA). Restriction digestion using NotI and SmaI was performed using IgSP-hP OMCΔACTH-IRES-rTHΔ-IRES-bDBH gene is inserted in the sense orientation, pcDNA3-IgSP- It was confirmed that hPOMCΔACTH-IRES-rTHΔ-IRES-bDBH-069 was obtained. See FIG. 9 That.   Construction of IgSP-hPOMCΔACTH-IRES-rTHΔ-IRES-bDBH-IRES-Zeocine expression vector   An IRES-Zeocine fusion gene was generated using recombinant PCR methodology. Oligonu The nucleotides oIRES-074 (SEQ ID NO: 24) and oZeocin-077 (SEQ ID NO: 25) Specific to the IRES and Zeocin gene sequences, and at each 5 'end a synthetic NotI And a XhoI restriction site. Oligonucleotide oIRES-Zeocin-075 (SEQ ID NO: 26) And oIRES-Zeocin-076 (SEQ ID NO: 27) are complementary to each other. In addition, Oligonu The nucleotide oIRES-Zeocin-075 is its 5 '15 nucleotides identical to the Zeocin sequence, And its 3 '18 nucleotides identical to the IRES sequence; and oIRES-Zeocin-0 The opposite is true for 76.   The two first PCR reactions were performed with the templates pCTI-001 and pZeoSV (Invi trogen Corp., San Diego, Calif.) Performed using S-074 / oIRES-Zeocin-075 and oIRES-Zeocin-076 / oZeocin-075 .   100 ng of template DNA was added to 10 mM Tris.HCl (pH 8.3), 50 mM KCl, 800 nM of each dNT. P, 2mM MgClTwo, 400 nM of primers # 1 and # 2, and 2.5 unitsThermus aquaticus (Taq) 50 μl containing DNA polymerase (Boehringer Mannheim, Germany) Was added to the PCR reaction mixture.   The PCR reaction mixture was subjected to 30 amplification cycles consisting of: denaturation, 94 ° C. 30 Seconds (first cycle 2 minutes); annealing, 50 ° C. for 1 minute; and extension, 72 ° C. 30 Seconds (last cycle is 5 minutes).   PCR products were separated on a 1% TrivieGel 500 (TrivieGen). Each of the first PCR products Containing two agarose plugs, oligonucleotides oIRES-074 and oZeocin-0 In the tube containing the same 50 μl PCR reaction mixture as described above except that 77 was used. Moved.   The second PCR reaction was subjected to 30 amplification cycles consisting of: denaturation, 94 ° C. 30 Second (2 minutes for the first cycle); annealing, 50 ° C. for 30 seconds (37 cycles for the second to fourth cycles) And extension, 72 ° C. for 30 seconds (last cycle is 2 minutes).   The 974 bp IRES-Zeocin fusion PCR product and the cloning vector pcDNA3 were And XhoI restriction enzyme, followed by FMC SpinBind DNA purification kit (FMC Bio Products, Rockland, ME) using a 1% SeaPlaque agarose gel. .   The ligation of IRES-Zeocin / NotI / XhoI and pcDNA3 / NotI / XhoI Generate an intermediate cloning vector named IRES-Zeocin-072. FIG.   Positive clones, if cracking gel procedure (Promega, Madison, WI) By restriction digestion with HindIII, SmaI, XhoI, NotI, and NotI / XhoI. Identified.   Final IgSP-hPOMCDACTH-IRES-rTHD-IRES-bDBH-IRES-Zeocine expression vector 4951 bp containing the IgSP-hPOMCΔACTH-IRES-rTHΔ-IRES-bDBH gene to generate The NotI fragment was ligated with pBS-IgSP-hPOMCΔACTH-IRES-rTHΔ-IRES-bDBH-068 (FIG. 8; SEQ ID NO: 23) and pcDNA at the NotI site in the multiple cloning site It was subcloned into 3-IRES-Zeocin-072 (FIG. 10).   Restriction digestion using NotI and SmaI was performed using IgSP-hPOMCΔACTH-IRES-rTHΔ-IRES-b The DBH gene was inserted in the sense orientation, pcDNA3-IgSP-hPOMCΔACTH-IRES-rTHΔ-IRES It was confirmed that -bDBH-IRES-Zeocin-073 was obtained. Sequence number of this construct No. 28. FIG.   Construction of ProA + KS fusion   A human proenke with a consensus Kozak sequence immediately upstream of the start codon ATG A construct comprising the coding region of the Farin A gene. The sequence of this construct is set forth in SEQ ID NO: 29. Show.   Construction of hProA + KS expression vector   The HindIII / BamHI fragment containing the hProA + KS fusion was substantially as described above. , BamHI and HindIII digested into pcDNA3 expression vector. as mentioned above After screening, the positive subclone was named pcDNA3-hProA + KS-091 did. FIG. Construction of the pBS-CMV Pro A vector is described in Mothis, J. and Lindberg, I. .,Endocrinology, 131, pp. 2287-96 (1992).   Cell transformation   RIN and AtT-20 cells were transformed as follows.   A cell line based on RINa and AtT-20 was prepared using 10% fetal bovine serum and pen-strep-fung. Grow in DMEM (Gibco) with izone (Gibco) basal medium. Transfer cells to 10 ml The seeds were seeded underground in P100 Petri dishes (750,000 cells / dish). 18-24 hours The cells were then harvested using the calcium phosphate method with a kit from Stratagene (San Diego, CA). And transfected. Remove 10 μg of plasmid vector DNA into 450 μl Diluted with sterile ionized water. Then, 50 μl of 10 × buffer (solution # 1) was Added to sumid DNA. Immediately add 500 μl of solution # 2 to the DNA-containing solution and add And mixed gently. This is incubated for 20 minutes at room temperature, then 1.0 ml The solution was added to the cells in the Petri dish. Incubate the cells overnight and allow After 18-24 hours, the cells are washed with calcium and magnesium free Hanks plates. Washed twice with balanced salt solution. The cells were then cultured in basal medium + selective drug . Cells were harvested with 600 μg / ml geneticin (Gibco) or 400 μg / ml hygromycin (Boeh ri nger Mannheim) or 500 μg / ml Zeocin (In Vitrogen, San Diego, CA) I chose it. Then transfect the cells and get the final cell line Selected.   RINa cells were transfected with plasmid pCEP4-hPOMC-030 containing the POMC gene. I did it. This is a hygromycin resistance vector. Cells can also be It was transformed with pcDNA3-hProA + KS-091. This is a geneticin resistance vector. Finally, cells were transformed with plasmid pZeo-PCMV-rTHΔKS-IRES-bDBH-, which confers Zeocin resistance. Transfected at 088.   AtT-20 cells were harvested from plasmids conferring geneticin and hygromycin resistance, respectively. Transfected with the pmids pBS-CMV-ProA and pCEP4-POMC-ΔACTH-32. last Next, cells are transfected with the plasmid pZeo-Pcmv-rTHΔKS-IRES-bDBH-088 did.   We have tested a number of media for cell growth. Surprisingly, The authors reported that in certain serum-free media, the cell line It has been found that it has enhanced the production of transtransmitters. CH for AtT-20 cell proliferation O-Ultra (Biowhitaker) and Ultra-Culture (Biow hitaker) is preferred.   Production of various analgesics from one transformed RINa cell (RINa / ProA / P030 / P088) The results are shown in Table 2. All values indicate unstimulated cells. β-endorphin And the production of met-enkephalin is pg / 106Cells / hour. β-endorphy And met-enkephalin using Incstar kit (Stillwater, Minnesota) It was determined by radioimmunoassay. Catecholamine production is pmol /Ten6Cells / hour. Numbers in parentheses are 100 μM tetrahydrobiopterin Values from cells previously incubated for 18 hours are shown. Catecholamine, Lavoie et al., `` Two PC12 pheochromocytoma lines sealed in hollow fiber-based capsules tonically release l-dopa in vitro ",Cell transplantation, 2,16 It was measured by high performance liquid chromatography as described on page 3-73 (1993). This The production of GABA from these RINa cells is 28 ng / 106Cells / hour. Encrypted, poorly processed from proenkephalin precursor molecule Enkephalin fragment. These encrypted enkephalins Has opioid receptor binding activity. To measure opioid activity Cleaved these encrypted enkephalins. Trypsin cleavage protocol Is as follows. Add 2 μg / ml trypsin (Worthington # 34E470) solution to ice Add to the above medium sample. Vortex the sample and then in a 37 ° C water bath for 20 minutes Incubate. After a 20 minute cut, return the sample to ice and remove 100 ng / ml Boxypeptidase B (Sigma # C-7011) is added. Vortex the sample And return to a 37 ° C. water bath for 15 minutes. Place the sample on ice again And 10 ug / ml trypsin inhibitor is added. At this stage, the sample is met- Extract for enkephalin or freeze immediately for future extraction Do either one. This means that all longer encrypted fragments This results in complete enzymatic cleavage to release met-enkephalin. Cut sample The meta-enkephalin radioimmunoassay is used to measure total met-enkephalin from the supernatant. give. Transformed RINa cells are fully processed met-enkefu Seems to have more than 5 times more encrypted enkephalin compared to is there.Fiber capsule formation and characterization   The hollow fiber is made from 12.5-13.5% poly (acrylonitrile vinyl) by wet spinning technique. (Chloride) spin from solution. Cabasso,Hollow Fiber Membranes, Volume 12,Kirk-O thmer Encyclopedia of Chemical Technology , Wiley, New York, 3rd edition, 492- 517 (1980), U.S. Patent No. 5,158,881, which is incorporated herein by reference.   The resulting membrane fibers can be either double or single skin PAN / PVC fibers . To produce an implantable capsule, the length of the fiber must first be And the distal end of each segment is sealed with acrylic glue. Cap The cellized hub assembly can be provided with a membrane of the above length and LCM 24 (light curable acryl Seal one end of the fiber with a drop of (available from ICI) and cure the glue with blue light. And by repeating this process with a second drop. Opposite The end is pre-attached to the fragile neck hub assembly, which allows the cell solution to It has a silicone septum that can be introduced through it. LCM 22 outside of hub assembly By applying to the diameter, pulling the fiber over it, and curing with blue light. To bond the fibers to the hub assembly. Hub / fiber assembly in sterile bag And sterilize with ETO.   After sterilization with ethylene oxide and evacuation, first 70% EtOH, then H Ultrafiltration of the EPES buffered saline solution through the fiber wall under vacuum To deglycerine the fibers.Preparation and encapsulation of transformed cells   Transformed cells are prepared and encapsulated as follows:   Mix the matrix solution with commercially available alginate, collagen, or other suitable matrices. Prepared using Rix material. Add 2 parts (matrix solution) to 1 part cell solution (Diluted at a ratio of cell solution 9 containing the transformed cells as described above. As the Trix, Vitrogen (Celtix, Santa Clara) is preferred.   Organogen (Organogenesis, Canton, MA) is a good matrix for RINa cells. Good. RINa-based cells are prepared for encapsulation by the following method. The cells are grown in a basal medium of DMEM + 10% fetal calf serum during the growth phase. these Cells in Hanks balanced salt solution without calcium and magnesium With two washes, it can be removed from the tissue culture flask. The cells are then Incubate for 1 minute in 0.25% trypsin + EDTA. Take this out, The cells using a Hanks balanced salt solution without calcium and magnesium. And rinse from flask. Place cells in 10 ml of basal medium and add 10 Centrifuge at 0 × g for 2 minutes. Cells are grown in 10 ml of a preferred serum-free medium (Ultra culture , Biowhitaker, Walkersville, MD). Surprisingly, RINa cells When cultured in this serum-free medium, more culture medium is Secretes earth materials.   Before concentrating the cells 1: 1 with the preferred Organogen matrix, the cells are Centrifuge twice at 100 g in serum medium. Organogen is obtained as a sterile solution 1% bovine tendon collagen. Eight parts of this solution are mixed with one part of 10 × DPBS. 0.5 N sodium hydroxide is added until physiological pH is reached (about 250 μl).   The final concentration of cells + matrix solution used for encapsulation is 20,000-50,000 It can be in the range of cells / μl. Cells are counted in a hemacytometer by standard methods.   Place the cell / matrix suspension in a 1 ml syringe. Hamilton 1800 Series 50 Set the μl syringe in a 15 μl bubble and insert into a 1 ml syringe containing the cell solution And raise 30 μl. Transfer the cell solution to the hub / fiber assembly silicone Through the seal, a model with a molecular weight cutoff of about 50,000 to 100,000 daltons. Inject into the lumen of the acrylic acrylic fiber membrane. Ultrafiltration along the entire length of the fiber Should be observed. After one minute, break the hub off the sub-hub and remove it from the cell solution. Expose fresh, unsurfaced surfaces. Apply one drop of LCM 24 and remove the sticky with blue light To cure. The device was first placed in a HEPES buffered NaCl solution, then CaCl 2TwoIn solution To crosslink the alginate. Each implant is approximately 5 cm long and 1 mm in diameter. And contains about 2,500,000 cells.   After filling and sealing the device, the silicone tether (Speciality Sil icone Fabrication, Paso Robles, CA) (ID: 0.69, OD: 1.25), followed by fiber Place on the proximal end of the Radiopaque titanium plug with radiographic marker Insert into the lumen of the silicone tether to act as Then, the device Place the chairs in 1.5 ml PC-1 medium in a 100 mm tissue culture dish and incubate 5% CO at 37 ° C. for toro analysis and storage until transplantationTwoIncube Store in a mortar.   The encapsulated cells are then implanted into the human subarachnoid space as follows:Surgical procedure   Establish IV access and prophylactically treat antibiotics (cefazolin sodium, 1 g After administration of Lamb IV), the patient is bent forward with the lumbar spine approximately Place it on the operating table. Surgical area is aseptically prepared and covered, midline Exposed the dorsal lumbar region from S-1 level to L-1 and use C-arm fluoroscopy And perform lumbar spine surgery. Skin using local infiltration with 1.0% lidocaine And anesthesia to the periosteum and other deep connective tissue structures, including the yellow ligament Stand up.   A 3-5 cm skin incision is made using an electric scalpel to stop bleeding, one to the right or left A 矢 2 cm lateral sagittal plane was created and continued to the thoracolumbar fascia. Iliac crest and lumbar spine Using traditional bone landmarks, including projections, and fluoroscopy indices, 18 gauge A Touhy needle was placed into the subarachnoid space between L-3 and L-4 via an oblique median approach Introduce. The injection needle should be oriented so that it enters the subarachnoid space shallowly, preferably in a sagittal plane or Is at an angle not exceeding 30-35 ° with respect to the spinal cord in any of the cross sections. Injection needle tip Proper position of catecholamine, enkephalin, glucose, human CNTF and a few ml of cerebrospinal fluid (CSF) for protein level and cell number Confirm by punching.   Re-examine the Touhy needle hub and make sure the opening is in the desired direction at the tip. (The orientation of the opening is indicated by the indicating notch for the obturator on the needle hub. Until the guidewire extends 4-5 cm into the subarachnoid space (measure in advance). Determined) to pass along the lumen of the injection needle. During the passage of the wire, the injection No resistance to needle-to-wire advancement, and patient does not complain of significant neurological symptoms Note that Neither of these observations can indicate a guidewire misoperation. And may indicate an imminent possibility of nerve root or spinal cord injury.   After the guidewire appears to be properly positioned in the subarachnoid space, the Touhy injection needle Is pulled separately and removed from the wire. Then the wire in the midline of the spinal canal Position (forward of the expected position of the cauda equina) and no torsion or unexplained flexion This is confirmed by fluoroscopy. After removing the Touhy needle, guidewire Very little resistance as the wire surface travels through the dense, fibrous yellow ligament It should be able to move freely into and out of the subarachnoid space.   The 7 French dilator is then placed on a guide wire and the dilator is Following the wire trajectory, towards the subarachnoid space, fascia, paraspinal muscle, and yellow Gently but firmly pushed through the ligament. 7 French Extender Stops progressing and detects that resistance is gone after passing through the yellow ligament Remove the dilator from the wire immediately. This is because of the relatively rigid nature of the Move the dilator to any significant degree to avoid advancing and manipulating it. Will be   After the wire trajectory is "overextended" by the 7 French extender, the 6 French extender and The cannula sheath was assembled and placed over the guidewire. 6 French extension The cannula with the open tip of the cannula at 7 cm in the subarachnoid space. Proceed carefully until deployed. Assembling as with the 7 French extender 6French dilator and cannula with wire inside dilator lumen . The position in the subarachnoid space was determined by pre-measuring the device, and the total Physically, it is confirmed by X-ray fluoroscopy. Intrathecal dilator and cannula Great care should be taken in the operation to avoid misdirection and possible neurological damage.   When it is confirmed that the cannula has been properly positioned, the guidewire and 6 Slowly remove the French dilator sequentially from the cannula lumen. On the operating table Depending on the position of the patient, the CSF flow through the cannula at this point should be perceived And can be very active and cannulated with a cannula to avoid excessive CSF loss. Very quick placement of the capsule or implant is required.   The encapsulated (transformed cells) are bathed in a transport medium, and Fully assembled, sterile, double jacket container with tubular silicone tether Can be provided throughout the country. Through the cannula and prior to implantation into the subarachnoid space, The capsule can be transferred to an insertion kit tray where the capsule is damaged or damaged. Placed in a location maintained in the transport medium during a comprehensive inspection for major defects But the silicone tether adjusts the length of the pusher and blocks the outer ends. HemaclipTMIs arranged to remove   The tether of the capsule is attached to the membrane of the device by the small diameter The ear part is inserted on the stainless steel extruder by inserting Carefully introduced into the cannula. The capsule, the tip of the membrane, Proceed until reaching a point 2-10 mm within the cranial tip of the cannula in the subarachnoid space You. This arrangement allows for a cannula and capsule-tether-extruder assembly. Measurement, which is accomplished by measuring the position of the membrane portion of the capsule. Ensure that it is protected by the cannula for the entire time that it is advanced to.   After the capsule has been placed in the cannula, the cannula is While completely withdrawn from the tool, the capsule is moved to a position in the subarachnoid space (Without or without being pulled out). Then Slide the extruder out of the silicone ties and the wire portion of the extruder. Remove from capsule by letting. Using this method, capsules can be Membrane completely lies on the ventral side of the cauda equina in the subarachnoid space containing CSF. To the final position. It has silicone tethers from the dura and yellow ligament Previously, the tether was passed through the subarachnoid space and was approximately 1-2 cm long. And is moored at its caudal end. From this level, the connection Available to attach to device, continuing through and out of thoracolumbar fascia Leave a good 10-12cm free splicing material. Inject into the runway and use a purse string suture to tightly close the superficial fascia opening of the runway. To minimize it. The free end of the tether is then engaged using a non-absorbable suture. Retain and completely cover with a two-layer closure of skin and subcutaneous tissue.   The patient is then transferred to a neurosurgical recovery area and placed in bed for 24 hours after surgery. Lying on top, keep strictly at rest. Antibiotic prophylaxis is also a transplant procedure Continue for 24 hours.Array   The following is a summary of the sequences listed in the sequence listing: SEQ ID NO: 1--DNA sequence of oligo oCNTF-003 SEQ ID NO: 2-DNA sequence of oligo oIgSP-018 SEQ ID NO: 3-DNA sequence of IgSP-hPOMC fusion SEQ ID NO: 4-DNA sequence of IgSP-hPOMC-ΔACTH fusion SEQ ID NO: 5--DNA sequence of oligo orTH-052 SEQ ID NO: 6--DNA sequence of oligo or TH-053 SEQ ID NO: 7--DNA sequence of oligo or TH-054 SEQ ID NO: 8--DNA sequence of oligo or TH-078 SEQ ID NO: 9--DNA sequence of oligo oIRES-057 SEQ ID NO: 10--DNA sequence of oligo obDBH-065 SEQ ID NO: 11--DNA sequence of oligo oIRES-bDBH-064 SEQ ID NO: 12--DNA sequence of oligo oIRES-bDBH-066 SEQ ID NO: 13--DNA sequence of oligo oIRE-068 SEQ ID NO: 14--DNA sequence of oligo or THΔ-073 SEQ ID NO: 15--DNA sequence of oligo ohPOMC-IRES-069 SEQ ID NO: 16--DNA sequence of rTHΔ1-155 SEQ ID NO: 17--DNA sequence of rTHΔ + KS SEQ ID NO: 18--DNA sequence of rTHΔ-IRES-bDBH SEQ ID NO: 19--DNA sequence of rTHΔKS-IRES-bDBH SEQ ID NO: 20--DNA sequence of oligo ohPOMC-IRES-070 SEQ ID NO: 21--DNA sequence of oligo oIRES-rTHΔ-071 SEQ ID NO: 22--DNA sequence of oligo orIRES-rTHΔ-072 SEQ ID NO: 23-DNA sequence of IgSP-hPOMCΔACTH-IRES-rTHΔ-IRES-bDBH-068 fusion SEQ ID NO: 24-DNA sequence of oIRES-074 SEQ ID NO: 25--DNA sequence of oligo oZeocin-077 SEQ ID NO: 26--DNA sequence of oligo oIRES-Zeocin-075 SEQ ID NO: 27--DNA sequence of oligo oIRES-Zeocin-076 SEQ ID NO: 28--of IgSP-hPOMCΔACTH-IRES-rTHΔ-IRES-bDBH-IRES-Zeocin-073               DNA sequence SEQ ID NO: 29--DNA sequence of proA + KS SEQ ID NO: 30--DNA sequence of IRES fragmentDeposit   RINa / ProA / POMC / TH-IRES-DBH cells were cultured as described above in the Examples (and Table 2). Traits to produce techolamine, enkephalin, and endorphin Converted and named RINa / ProA / P030 / P088, which has been deposited. Bye Commissioning is performed in accordance with the Budapest Treaty, and the American Type Culture Collection Was deposited with Rockville, Maryland, U.S.A. on June 7, 1995. Deposit Received accession number CRL 11921.   The above description has been made for the purposes of illustration and description only. This description is an example It is not intended to limit the invention to the precise form in which it is performed. The scope of the present invention is as follows: It is intended to be defined by the appended claims.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C12N 5/10 A61K 37/24 (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L U,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF ,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE, SN,TD,TG),AP(KE,LS,MW,SD,S Z,UG),UA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD ,RU,TJ,TM),AL,AM,AT,AU,AZ ,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,CZ, DE,DK,EE,ES,FI,GB,GE,HU,I L,IS,JP,KE,KG,KP,KR,KZ,LK ,LR,LS,LT,LU,LV,MD,MG,MK, MN,MW,MX,NO,NZ,PL,PT,RO,R U,SD,SE,SG,SI,SK,TJ,TM,TR ,TT,UA,UG,US,UZ,VN (72)発明者 ウォン,ショウ アメリカ合衆国 ロード アイランド 02903,プロビデンス,パーク ロウ ウ エスト 50,ナンバー209,センター プ レース──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI C12N 5/10 A61K 37/24 (81) Designated country EP (AT, BE, CH, DE, DK, ES, FI, FR, GB , GR, IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE), OA (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (KE, LS, MW, SD, SZ, UG), UA (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), AL, AM, AT, AU, AZ, BB, BG , BR, BY, CA, CH, CN, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, GB, GE, HU, IL, IS, JP, KE, KG, KP, KR, KZ, LK LR, LS, LT, LU, LV, MD, MG, MK, MN, MW, MX, NO, NZ, PL, PT, RO, RU, SD, SE, SG, SI, SK, TJ, TM, TR , TT, UA, UG, US, UZ, VN (72) Inventor Wong, Shaw United States Rhode Island 02903, Providence, Park Row West 50, Number 209, Center Place

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1.エンドルフィン、エンケファリン、およびカテコールアミンからなる群の それぞれからの少なくとも1つの鎮痛化合物を産生するために安定に形質転換さ れた細胞。 2.前記エンドルフィンがβ-エンドルフィンである、請求項1に記載の細胞 。 3.前記エンケファリンがmet-エンケファリンである、請求項1に記載の細胞 。 4.前記カテコールアミンがノルエピネフリンまたはエピネフリンである、請 求項1に記載の細胞。 5.前記細胞がRIN細胞である、請求項1〜4のいずれかに記載の細胞。 6.前記細胞がAtT-20細胞である、請求項1〜4のいずれかに記載の細胞。 7.前記細胞が、ガラニン、ソマトスタチン、ニューロペプチドY、ニューロ テンシン、またはコレシストキニンからなる群より選択される化合物をさらに産 生する、請求項1〜6のいずれかに記載の細胞。 8.POMCをコードするDNA、THをコードするDNA、DBHをコードするDNA、および ProAをコードするDNAで形質転換された細胞であって、各DNA分子が発現制御配列 に作動可能に連結された、細胞。 9.前記細胞が、pCEP4-POMC-030、pcDNA3-hproA+KS-091、およびpZeo-pCMV-r THΔKS-IRES-bDBH-088で形質転換された、請求項8に記載の細胞。 10.前記細胞が、pCEP4-hPOMC-ΔACTH-032、pBS-CMV-proA、およびpZeo-pCM V-rTHΔKS-IRES-bDBH-088で形質転換された、請求項8に記載の細胞。 11.前記細胞が、pcDNA3-hPOMCDACTH-IRES-rTHD-IRES-bDBH-IRES-Zeocin-07 3およびpcDNA3-proA+KS-091で形質転換された、請求項8に記載の細胞。 12.少なくとも、1つのエンケファリン、1つのエンドルフィン、および1 つのカテコールアミンを産生する形質転換された細胞であって、該細胞が、 発現制御配列に作動可能に連結されたPOMCをコードするDNAを含む第1のベク ター、 発現制御配列に作動可能に連結されたプロエンケファリンAをコードするDNA を含む第2のベクター、 発現制御配列に作動可能に連結されたTHをコードするDNAおよび発現制御配列 に作動可能に連結されたドーパミンβヒドロキシラーゼをコードするDNAを含む 第3のベクター、 で形質転換される、細胞。 13.患者の移植部位に、治療的有効数の請求項1〜12のいずれかに記載の 細胞を移植する工程を包含する、疼痛を処置する方法。 14.前記細胞が、半透膜中にカプセル化されて生物人工器官を形成する、請 求項13に記載の方法。 15.前記生物人工器官が免疫隔離されている、請求項14に記載の方法。 16.前記移植部位がCNSである、請求項13〜15のいずれかに記載の方法 。 17.前記移植部位がクモ膜下腔である、請求項13〜15のいずれかに記載 の方法。 18.少なくとも、1つのエンケファリン、1つのエンドルフィン、および1 つのカテコールアミンを分泌する細胞を産生する方法であって、第1の発現制御 配列に作動可能に連結されたPOMCをコードするDNA、第2の発現制御配列に作動 可能に連結されたプロエンケファリンAをコードするDNA、ならびに第3の発現 制御配列に作動可能に連結されたTHをコードするDNAおよび第4の発現制御配列 に作動可能に連結されたドーパミンβヒドロキシラーゼをコードするDNAで、該 細胞を形質転換する工程を包含する、方法。 19.前記第1、第2、第3、および第4の発現制御配列が同一である、請求 項18に記載の方法。 20.疼痛の処置のための医薬品を製造するための、請求項1〜12のいずれ かに記載の細胞の使用。 21.前記細胞が移植される、請求項20に記載の細胞。 22.前記細胞が、半透膜中にカプセル化されて生物人工器官を形成する、請 求項21〜22のいずれかに記載の細胞。 23.前記生物人工器官が免疫隔離されている、請求項22に記載の細胞。 24.前記移植部位がCNSである、請求項21〜23のいずれかに記載の細胞 。 25.前記移植部位がクモ膜下腔である、請求項21〜23のいずれかに記載 の細胞。 26.(a) コアを取り囲む生体適合性の透過性ジャケット;および (b) エンドルフィン、エンケファリン、およびカテコールアミンからなる群 のそれぞれからの少なくとも1つの鎮痛化合物を産生するために形質転換された 少なくとも1つの生細胞を含む、該コア を含む、生物人工器官。 27.疼痛を処置することにおける使用のための、請求項26に記載の生物人 工器官。 28.エンドルフィン、エンケファリン、およびカテコールアミンからなる群 のそれぞれからの少なくとも1つの鎮痛化合物を産生するために形質転換された 少なくとも1つの生細胞を含むコアを、生体適合性の透過性ジャケットでカプセ ル化する工程を包含する、生物人工器官を製造する方法。 29.疼痛の処置のための医薬品の製造における、請求項1〜12に記載の細 胞を含む生物人工器官の使用。[Claims]   1. Of the group consisting of endorphins, enkephalins and catecholamines Stably transformed to produce at least one analgesic compound from each Cells.   2. The cell according to claim 1, wherein the endorphin is β-endorphin. .   3. 2. The cell of claim 1, wherein said enkephalin is met-enkephalin. .   4. Wherein the catecholamine is norepinephrine or epinephrine. The cell according to claim 1.   5. The cell according to any one of claims 1 to 4, wherein the cell is a RIN cell.   6. The cell according to any one of claims 1 to 4, wherein the cell is an AtT-20 cell.   7. The cells may be composed of galanin, somatostatin, neuropeptide Y, neuron, Further produce a compound selected from the group consisting of tensin or cholecystokinin The cell according to any one of claims 1 to 6, which grows.   8. DNA encoding POMC, DNA encoding TH, DNA encoding DBH, and A cell transformed with DNA encoding ProA, wherein each DNA molecule has an expression control sequence. A cell operably linked to a cell.   9. The cells are pCEP4-POMC-030, pcDNA3-hproA + KS-091, and pZeo-pCMV-r 9. The cell according to claim 8, which has been transformed with THΔKS-IRES-bDBH-088.   10. The cells are pCEP4-hPOMC-ΔACTH-032, pBS-CMV-proA, and pZeo-pCM The cell according to claim 8, which has been transformed with V-rTHΔKS-IRES-bDBH-088.   11. The cells, pcDNA3-hPOMCDACTH-IRES-rTHD-IRES-bDBH-IRES-Zeocin-07 The cell according to claim 8, which has been transformed with 3 and pcDNA3-proA + KS-091.   12. At least one enkephalin, one endorphin, and one A transformed cell producing two catecholamines, wherein the cell comprises:   First vector containing DNA encoding POMC operably linked to an expression control sequence Tar,   DNA encoding proenkephalin A operably linked to an expression control sequence A second vector, comprising:   DNA encoding TH operably linked to expression control sequences and expression control sequences Contains DNA encoding dopamine β-hydroxylase operably linked to The third vector, The cells, which are transformed with   13. 13. A therapeutically effective number of any of claims 1 to 12 at the patient's implantation site. A method for treating pain, comprising transplanting cells.   14. Wherein the cells are encapsulated in a semi-permeable membrane to form a bioprosthesis. 14. The method according to claim 13.   15. 15. The method of claim 14, wherein the bioprosthesis is immunoisolated.   16. The method according to any one of claims 13 to 15, wherein the implantation site is the CNS. .   17. 16. The transplantation site of any one of claims 13 to 15, wherein the implantation site is a subarachnoid space. the method of.   18. At least one enkephalin, one endorphin, and one A method for producing cells secreting two catecholamines, comprising: DNA encoding POMC operably linked to a sequence, operable to a second expression control sequence DNA encoding proenkephalin A operably linked, and a third expression DNA encoding TH operably linked to a control sequence and a fourth expression control sequence DNA encoding dopamine β-hydroxylase operably linked to A method comprising the step of transforming a cell.   19. The first, second, third, and fourth expression control sequences are identical. Item 19. The method according to Item 18.   20. 13. A method according to any of claims 1 to 12, for the manufacture of a medicament for the treatment of pain. Use of the cell according to the above.   21. 21. The cell of claim 20, wherein said cell is transplanted.   22. Wherein the cells are encapsulated in a semi-permeable membrane to form a bioprosthesis. 23. The cell according to any one of claims 21 to 22.   23. 23. The cell of claim 22, wherein said bioprosthesis is immunoisolated.   24. The cell according to any one of claims 21 to 23, wherein the transplantation site is the CNS. .   25. 24. The method according to claim 21, wherein the implantation site is a subarachnoid space. Cells.   26. (a) a biocompatible permeable jacket surrounding the core; and   (b) the group consisting of endorphin, enkephalin and catecholamine Transformed to produce at least one analgesic compound from each of the The core comprising at least one living cell And a biological prosthesis.   27. 27. The living human of claim 26, for use in treating pain. Engineering organ.   28. Group consisting of endorphin, enkephalin, and catecholamine Transformed to produce at least one analgesic compound from each of the The core containing at least one living cell is encapsulated with a biocompatible permeable jacket. A method for producing a biological prosthesis, comprising the step of   29. 13. The method according to claim 1, wherein the medicament is used for the treatment of pain. Use of bioprostheses containing vesicles.
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