JPS61502932A - Ltrベクタ−、製法及び用途 - Google Patents

Ltrベクタ−、製法及び用途

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JPS61502932A
JPS61502932A JP50235085A JP50235085A JPS61502932A JP S61502932 A JPS61502932 A JP S61502932A JP 50235085 A JP50235085 A JP 50235085A JP 50235085 A JP50235085 A JP 50235085A JP S61502932 A JPS61502932 A JP S61502932A
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JP50235085A
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ハセルテイン,ウイリアム・エイ
ローザン,クレイグ・エイ
レンズ,ジヤツク・アール
セランダー,ダニエル・ダブリユ
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デイナ−フア−バ−・キヤンサ−・インステイテユ−ト
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/79Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
    • C12N15/85Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for animal cells

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 LTRベクター、製法及び用途 発 明 の 分 野 本発明は絹換えDNA操作並びに治療法及び分析法におけるウィルスベクターの 使用に関する。より特定的には、本発明は異種(heterologous)遺 伝子の選択しうる組織での発現を得るためにri飾された哺乳類の末端長反復配 列(long te「1na+repeat、 LTR)ベクターを使用するこ とに関する。
発 明 の 背 景 ウィルスの作用機序、特にレトロウィルスの作用は序を理解しようとする多くの 努力が多年に亘りなされている。答をめていた問題には、このようなウィルスの あるものが他の型の細胞に比べである種の型の細胞に優先的に感染し及び/又は そこで複製づる理由が包含されている。
従来の考えでは、ウィルスがある種の型の細胞に感染し及び/又はそこで?!2 製’J−る能力はウィルスゲノム内でウィルスのエンベロープの産生に関係する セグメント(すなわち、エンベロープ(匹)遺伝子)で制御されているとされて いた。にもかかわらず、ウィルスゲノムのL T Rセグメントが関係するかも しれないといういくつかの示唆もあった[デ グロセイラーズ。
エル、(Dcs GroscillCrs、L、)、バンプ・ウッド(Vand e Woudclらによる通常は休止している細胞性DNA配列(a nora +allyquiescent c、ellular DNA 5equenc e)、米国特許第4,405,712号明細四。又、グルラマン(Gluzma nlら編、エンハンサ−及び真核遺伝子発現([nhancers and E ukaryotic Gene Expression)、コールド・スプリン グ・ハーバ−・ラボラトリ−(Cold Springllarbor Lab oratory)(1983)も参照。しかしながら、このような系はLTRの 組織向性エンハンサ−領域を利用していなかった。
発 明 の 要 約 本発明は修飾LTRベクターを用いる異種遺伝子の組織特異的発現(tissL le 5pecific expressionlプロセスに向けられている。
本明細書中に記載した方法を用いてどんなレトロウィルスLTRでもそのエンハ ンサ−領域を合成的に修飾することができ、そうして組織特異性を達成しうる。
又、LTRベクターの組織特異性を分析又は予測するために有用なアッセイにつ いても記載する。本発明は新規な組織特異性LTRベクターにも向りられている 。
本発明によると、所望のポリペプチドに対応する異種DNAセグメント並びにそ の遺伝子の下?R(3’)のストップコドン及びポリアデニル化配列と共に同じ 配列中に機能するように配置された組織特異性エンハンサ−(?!数でもよい) を用いて組織特異性ベクターが構築される。白菜名には公知の如く、ベクターは 複製起点も含んでいなければならない。
ベクターは少なくともエンハンサ−内でそのエンハンサ−の組織特異性を決定づ るセグメントく以下[組織特異性決定基ft1ssue 5pecificit y determinant)Jとする)を含んでいる。
ベクターは、好ましくは所望組織に対する組織特異性決定基を含んでいる完全な ウィルスエンハンサ−を含有しているのが好ましい。
ベクターに合まれるプロモーターは、選択した宿主中で所望の産物を発現させる 曙能を有するいかなる公知のプロモーターでムよい。プロモーターはエンパン4 ノーと同じ種類(class)のウィルスに由来するウィルスプロモーターであ ると好ましい。
好ましい種類のウィルスはレトロウィルスであり、本発明と共に用いるに好まし いウィルスはAkv、313−3及びフレンド(rriend)ウィルスである 。
本明細書中及び請求の範[IJlで使用される「組織特異性」という用語は、通 常の培養条fi下においてベクターが他の組織中に比し標的組織中で所望産物を より天皇に産生させるように別面することを意味している。組織特異性ベクター は標的組織において他の組織中に比し 1.5〜1000倍又はそれ以上の発現 産物を産生ずることができる。
組織特異性決定基はプロモーターと同じウィルス由来という意味で同種(hom o Iogous)であってよく、又は、プロモーターと同じウィルス由来のも のではない異種であってもよい。異種組織特異性決定基は他のウィルス系から切 除してもよく、公知の手法を用いて合成してもよい。標的組織に特異的な組織特 異性決定基は複数のアッセイ手法で同定することができ、これらのアッセイでは どのベクターが組織中で有効であるかを決定するためにベクターはインディケー タ−すなわちマーカー化合物、例えばクロラムフエニコールアヒチルトランスフ エラーゼ(CAT。
後述のように簡+1に定量できるインディケータ−〉をコードしている。
所望であれば、組織特異性ベクター由来のエンハンサ−と標的組織に特異的では ないエンハンサ−とのDNA配列を比較して組織特異性決定基のDNA配列を決 定することができる。その後、組織特異性決定基を含有するエンハンサ−を、発 現を所望する遺伝子を含有する所望のベクター中に用いることができ、得られた 組織特異性ベクターを用いて選択した組織中で所望産物を発現することができる 。
選択した組織から所望産物を人聞に製造するには組織特異的発現が非常に有利で ある。これは他の組織中での発現を最小限にする。このような手法は、組織を特 性化又は同定するため、他の組織よりある組織の成長を促進するため、夾雑物の 産生量を最少限にするため、及びその他の目的に使用できる。
本発明ベクターはプラスミドの形態又はウィルスベクター、例えばマン(Han nlら、セル(Co l + )、33:153(1983)に記載の手順に従 って製造されるものの如きものであってよい。
本発明に従って6%築されるベクターはインビボ(in ViVO)で、例えば ある種の型の細胞が特定の物質を過剰又は破壊的な小で産生ずる遺伝子的又は他 の欠陥による疾患の治療にも利用できる。接菌の場合、例えば過剰産生物質と反 応する醇索又は他の物質をコードする遺伝子を発現させることにより、このよう な過剰な物質を根絶できる。本発明を利用する遺伝子的療法の他の方法について は以下に記載する。
本発明の組織特異性ベクターをインビボで利用する場合、使用するベクターは上 記のウィルスベクターが好ましい。
図1八、IB、+CtJ、Akv(pAU3c八T)及びS L 3−3(pH 3cAT) ノ13領域をクロラムフェニコールアセチルミーランスフェラーゼ (CAT)遺伝子の5゛に置いたときに作成される同一遺伝子(isogeni c)の椛築体を表わし、 図2(a)〜(d)はAkv及びS L 3−3の間に見られるLTR配列CA T活性の劇的な差異を表わし、 図3は八kv LTR[パン・ベベーレン、シー、(Van BeVeren。
c、)ら、ジエー、ビロール、 (J、Virol、)、41:542〜556 (19821F、S L3−3 LTR[レンツ、ジx−,(Lenz、J、) ら、ジエー、ヒロール、 (J、Viroに)、47:317〜328(198 3)]及びFr−HuLV57 LTR[オリッフ、ニー、アイ、 (Olif f、A、Ijら、ジェー、ビロール9(J、Virol、)、33:475〜4 86(198011のタンデム反復領域(tandoIIlrepeat re gion)内の配列構成の比較である。Akvの1つの99bp反復エレメント の配列を上部に示す。下方の実線は各々5L3−3とFr−HuLV57の72 bp反復配列及び66bp反復配列中に存在する同一の配列を表わす。カッコで 括った領域の後の数はその配列が何回繰り返されるかを示す。欠失はデルタ記号 で示し、挿入は上向きの矢印で示す。星印の場所の中の実際の配列は(b)に示 す。これらの配列はAkvの反復領域には存在しない。
好ましい実ms様の詳細な説明 ウィルスに疾患を増強する能力を与えるウィルスゲノムの領一連の組換え体を溝 築した。5L3−3は八にRマウスの自然発症下細胞リンパ腫から単離したN向 性(tropic)で、エコトロピック(OCOtrOllie)で、強力な白 血病誘発性のウィルスである。5L3−3はウィルスゲノム構造と組織培養での 複製特性との両者において内因性のN向性Akvウィルスに類似しているにもが がゎらず、5L3−3が広範囲の種類のマウス株でT細胞白血病を誘発しうるの に対し八kVは白血病非誘発性である。
5L3−3とAkvの組換えプロウィルスでNIH3T3をトランスフェクショ ンした際に産生じたウィルスの疾患誘発能についてテストした。このような絹換 え体の1つ(313−3LTR配列をフランクにつなげた^kv構造遺伝子全体 を含有するウィルス)はマウスのいくつかの株でT細胞自白病を誘発した。5L 3−3 LTRのヌクレオチド配列分析によって、無毒性へkvウィルスのLT RからSL3のLTRを区別する唯一の相違は、(LTRの5゛末端の近くの1 つのヌクレオチド変化を除いては> 03領域に存在する反復エレメント内にあ ることが判明した。関連ウィルス中でエンハンザ−ニレメンi−として機能する ことが知られているこの反復領域は適当な細胞の情況でウィルス遺伝子の発現を 引き起こすことができる。このため、数種の細胞型で5L3−3とAkvのLT R配列が転写エレメントとして鋤く能力をテストした。
マウスの感受性株にネズミ白血病ウィルスの5L3−3株を接種するとT細胞リ ンパ腫が誘発されるが、Akv株の注射では誘発されない[レンツ、ジエー、  (Lcnz、J、)ら、ジェー、ごロール。
(J、Virol、) 、す:943〜951 (1982) ;ベダーセン、 エフ、ニス。
(Pedersen、 F、S、 )ら、ネイチt −(Nature)、29 2:167〜1’70(1981)、及びレンツ、ジエー、 (Lcnz、、L lら、ジェー、ビロール、(J、Virol、) 、 47:317〜328( 1983’) 参照] 。5L3−3ウイルスの末端長反復配列(LTR)と^ kvウィルスのIIJL、 toolおよびユ遺伝子とを含有する組換えウィル スもト細胞白血病を誘発領域内に位置することを示している。5L3−3のLT R領域を右する組換えウィルスは又、感染した動物の胸腺細胞中では高力価で複 製するが、骨髄又は牌臓細胞では複製しない。無毒性AkVウィルス自身はこれ ら組織のいずれにおいても高力価で複製することはない。
種々のLTR配列を含有するウィルスで誘発される白血病の細胞型特異性は一部 、適当な細胞環境下でのウィルスの複製能による[デスグロレイラーズ、エル、 (DesGroseillers、L、)ら、PNAS US八、80 : 4 203〜4207(1983) : カヂス、ピー、ニー。
(Chatis、P、 A、 )ら、PN八へlISA、 80 : 440B  〜4414(1983)参照]。
細胞向性(trODism)及び白血病誘発能の両者を決定する際にL T R が果たす役割に対づる1つの説明はl−T Rが組織許容性(Dermissi vc)の転写ニレメン1−をコードするということである。
いろいろなネズミの細胞型では5L3−3とAkvのLTR配列の転′q活竹が 異なることと、5L3−3のLTR中に存在する配列はT細胞中で靜v1.TR の対応する領域と比較してかなり高い転写活性を示ずこととが発見された。この 結果は転写エレメントがこれ1うウィルスの細胞向性及び白血病誘発性の主要な 決定基であることを示唆している。
八kV及び5L3−3のl−T R配列が様々な細胞環境においてプロモーター ニレメン1へとして動く能力を評価ηるために、AkVの[3領14(ρΔ1I 3cAT)及びS l−3−3の113領域(psU3cAT)をクロラムフ工 二コールアセチルトランスノエラーゼ(CATl m伝子に対し5゛に置いた同 一遺伝子1MM体を作成した[図18及びゴーマン、シー、]ニエム (Gor man、C,H,)ら、モル、セル、パイオール、 (Mol。
Ccll、Biol、l 、2:1044〜+051(1982)参照。また、 マニアチス。
ディー (HaniatiS、 rjら、「分子クローニング、実験マニュアル (Molecular Cloning、八1.aboratory Hanu al) J−]−ルド崇スプリング・ハーバ〜・ラボラトリ−(Cold Sp ring 1larbcrLaboratoryH1982) 参照]。リンF liカルシウム法Cつrjラ−。
エム、 (Wigler、H,)ら、セル(収旦) 、i4ニア25〜731N 978)参照]又はDEAE−デ4−ス1〜ラン法[スタフオード、ディー。
(Starford、J、 )ら、ネイチt −(Nature) 、 306 :77〜79(1983)参照コを用いて18養細胞中にこれらのプラスミドを 導入した。
44〜50時間の過渡的発現期の後に、細胞抽出物を調製し、C△TM素活性の レベルを測定した[ゴーマンfGorman)ら、上記]。
以前の研究者は、水明II青中で用いられている構築体のような構築体、すなわ ちRNA間始部位を囲む配列は同一であり、出発部位から離れた所にある配列に のみ変化がある構築体[レンツ(Lenz)ら、ネイチP −(NatLlr( り 、上記]では、インディケータ−遺伝子活性のレベルは転写速度と直接的に 対応すること[例えば、ケラ−、ジエー、エム、 (KcllCr、J、H,) ら、セル(Cell) 、36:381〜389(1984) ;ヘレラーエス トレラ、エル。
(llerrcra−Estrel la、 L、 )ら、ネイチ1?−(Na ture)、310:115〜120(1984) ; vフナイト、ニス、エ ル、 (HcKniaht、S、L、)ら、セル(収旦) 25:385〜39 8(1981);及びスパンディトス、ディー。
ニー、(Spanditlos、D、A、lら、EHBOJ、、2:N93〜N 99(1983)参照1を示した。
ネズミ細胞でCΔTM伝子の非特異的及び特異的発現のレベルを各々測定するた めに、真核性プロモーターニレメン1−を含まないプラスミド(DSVOCAT ) [ゴーマン(Gormanlら、上記]又はCAT3!!仏子に対して5° の位置にあるラウスザルコーマウィルス(7) 3’−1,TR@含ム75スミ ト(pR3Vc八T) へ[:r−?:/、シー(Gorman C,)ら、P NAS tlsΔ、77 : 6777〜6781 (1982)’J照]に培 養細胞を露出するトランスフェクション実験を平行して実施しlこ。
種々のけルラインはトランスフェクトしたDNAを取り込む能力や発現する能力 が5′I!なる。各実験において、ネズミL T R配列を○イiするプラスミ ドによって支配されるCAT活性は、ラウスザルコーマウィルス(nsv)の3 ’LTRを含有するプラスミドの活性にり・1して規格化した。R8V3°LT Rの転写エレメントは、広範囲の細胞型において橢能することが示されており、 同様の研究における比較的中立の参照プロモーターとして用いられてきた[ゴー マン(Gormanlら、上記:及びエム、ディー、ウォーカー(L D、 W alkCr)ら、ネイチt (Natllr(り 、306:557(+983 )]、。
ネズミ線組芽細胞中にこれらのプラスミドをトランスフェクトしたときのCAT 活性のレベルを図2及び表1に示す。N1113T3細胞にJ3いては、Akv  1.TR配列を含イラづるプラスミドのC△T遺伝子発現のレベルはS L3 −3ウイルスの対応領域をS右づるプラスミドのものの3倍である。もう 1つ のネズミ線維芽細胞セルラインであるマウスL細胞を用いても同様の結果が得ら れた。これらの結果から、いくつかのネズミ腺維芽細胞では八kv 1.TR配 列の方が5l−3−3のl−T R配列よりCAT遺伝子発現をより強力に促進 す゛ると結論される。
ネズミリンパ様細胞セルラインを用いて同様な一連の実験を実施した。線維芽細 胞を用いて観察された結果と非常に対照的に、テストしたTセルライン全部にお いて、5L3−3 LTR配列を含イテするプラスミドによって支配されるCA T活性レベルは対応するAkV配列を含有するものの活性レベルより非1δに高 い(表11図28)。転写エレメント活性の5L3−3/Akv比は、線紺芽細 胞では03〜0.6 、Tリンパ球では6〜20である。
S 1.3−3に感染したL691111胞(L691.5L3−3と表わす) にA3’=プる転写エレメント活性の5L3−3/Akv比は非感染L6911 Il胞で12寮されたものと同様なので、pAU3cATのものに比較してI) S 113 CA Tプラスミドの丁セルラインでの好ましい発現は明らかにウ ィルス感染の結果ではない、、Sl、3−31TR配列の方が優先的であること はNFS/Nマウスの胸腺から溶出されたばかりのに一次細胞調製物(prim ary cell preparations)でも観察される(表1)。確立 されたTセルラインでの31−3−31−TR配列の転写優先性はTifl胞の 一般的特性であることは明らかである。ネズミBセルライン(M12)のトラン スフェクションに際しpSυ3CATの優先的な発現は観察されず(表1)、こ のことはpsU3cATの優先的な発現は全リンパ球様細胞の一般的特性ではな いことを示唆している。
5L3−3と八kvのLTR配列の間の唯一の差違は、RNA間始部位から22 1〜443bDに位置するタンデムに皿回繰り返された領域[レンツ(Lenz )ら、ネイヂt −(nature) 、同上〕にある領域、すなわち他のネズ ミレトロウィルスのエンハンサ−エレメント機能を含有することが示された領域 内に位置している[スパンジドス(Spand 1dos)ら、上記;ブラー、 ディー、ジー。
(Blair、D、G、)ら、PNAS US^、77 : 3504〜350 8(1980) :ブラー。
ディー、ジー、(Blair、D、G、)ら、サイエンス(扛旦五射、212・ 941〜43(1981) ;レビンソン、ビー、 (Levinson、B、 )ら、ネイヂty −(Nature)、295:568〜572(1982)  :レーミンス、エル。
ニー、(Laimins、L、八、)ら 、 PN八へ USA、 79 :  6453〜6457(1982)ニジヨリ−、ディー、ジエー、 (Jolly 、D、J、)ら、ヌクレイックアシッズ レス、(Nucleic Ac1ds  Rcs、) 、11 : 1855〜1872(1983) :ベールグ、ビ ー、イー、 (Berg、P、E、)ら、モル、セル。
ビオール、(Ho1.Ce11.Biol、) 、3:124G 〜1254( 1983);クリ−グラ−、エム、(にriegler、H,)ら、モル、セル 、ピオール。
(Ho1.Ccll、Biol、 )、3:325〜339(1983) ;ウ ッド、T4−。
ジー、 (ffood、T、G、)ら、ジェー、ビロール、(J、Virol、 ) 、46:726〜736(1983) ;レイミンズ、エル、ニー、(La imins、L、A、)ら、ジェー、ごロール、(J、Virol、) 、49 :183〜189(1984) :スリニバサン、ニー、 (Srinivas an、A、)ら、サイエンス(江口二)、223:28G〜289(1984)  :ソニー。イー、(1−inney、E、)ら、ネイチt −(Nature )、308:470〜472(1984) ; コニ+ラン。
エル、エム、 (Cocoran、L、H,)ら、セル(劇旦)、37:113 〜122(1984)参照]。
この観察から、開始部位から遠くに位置する配列が種々の細胞型でプロモーター エレメントを利用する効率の一次決定基として機能する可能性が示される。この 可能性をテストするために、5L3−3とAkvのLTR配列のタンデムに繰り 返されるエレメントを有する113領域の部分がネズミT細胞内で転写エンハン サ−エレメントとして働く能力を測定した。
開始部位特異性を司るSV40初期領域プロモーターの部分[ベノイスト、シー 、 (Benoist、C,)ら、ネイチty −(Nature)、290: 304〜310(1981)及びフロム、エム、 (FroIIII++、H, )ら、ジ工−9モル、アブル、ジェネト、(J、Ho1.^[、)、1:457 〜481(1982) ] ヲCA T ill伝子((psVIXcAT−A B3と表わス)ノ5°に配置し、5L3−3又はAkvのタンデム反復エレメン トを有する領域をSV40初期開始部位から約2キロ塩基の部位で両方の配向で シスに結合した(図ib)。これらのプラスミドをネズミ下細胞(へKSL3セ ルライン)にトランスフェクトし、pRSVCAT及びpsVIXcAT−AB 3)と比較してCAT活性のレベルを測定した(図20、表2)。5L3−3反 復領域を含有するプラスミドによって支配されるCAT活性のレベルはネズミL TR配列を持たないI)SVIXCAT−AB3プラスミドのCAT活性レベル の30倍以上であった。5L3−3配列含有プラスミドについて観察されたCA T活性の顕箸な上昇とは対照的に、^kvタンデム反復領域配列含有プラスミド についてのCAT活性のレベルはpSVIXCAT−AB3に比し2倍上昇する のみである。もう 1つ別のネズミTセルライン、5L3Bセルラインを用いて も同様の結果が得られたくデータは示さず)。
これらの結果は、■細胞においては5L3−3 LTRのタンデム反復エレメン トを有づる領域が転写エンハンサ−エレメントとして動り[パナージ、ジx − 、(Bancrji、J、 )う、ffル(劇11)、27:299〜308( 1981)及びワシリク、ビー、 (14asylyk、B、)ら、セル(凹)  、 32:503〜514(1983)参照]、寸なわら、遠くに位置するヘ テロ特異的なプロモーターエレメントからの増強された活性を配向に依らずに可 能にすることを示ず。従って、Akv配列と比較したネズミT細胞での5L3− 3 LTR配列の転写活性の増強はu3領域内で遠くに位置する配列がコードし ているエンハンサ−エレメント機能の相違によるものでありうる。
AkV配列によるものと比べてT細胞内で313−3 LTRエレメントによっ て支配されるCAT遺伝子転写の速度が大きいことにより、5L3−3 LTR 含有ウィルスのTII胞向性と白血病誘発能が説明できる。レトロウィルスの複 製は組込まれたプロウィルスからの転写を介して進行する。ここで112察され た10〜60倍という大きさの転写速度の組織特異的な差異はウィルス複製の程 度に対し大きな作用を持ちうる。何故ならば、このような差異は複製の連続的− 巡に際してべき乗関数として大きくなることが予期されうるからである。このモ デルと一致して、最近の研究はウィルス複製の細胞特異性と、L、TR領域内で のみ異なる同一遺伝子のウィルス群で誘導される白血病の型との間に相関がある ことを示している[デスグロセイラーズ(DesGrosei I Iers) ら、上記、及びヂャティス(Chatis)ら、上記参照]。従って、適当な細 胞環境での転写を介するウィルス複製はこれらウィルスによる組織特異的疾患の 誘発に主要な役割を演じているかもしれない。
最侵に、最近の研究によると、ネズミ白血病ウィルスは共通の座に隣接してプロ ウィルスが組込まれることによって疾患を14しえ[ココラン(Cocoran lら、上記:シクリス、ビー、エフ、 (rsichlis、P、N、)ら、ネ イチp −1ature)、302:445〜449(1983) ;ステフェ ン、ディー、 (Stcffcn、D、)、 PNAS US^・81 : 2 097〜2101(+984) ;及びキュイパース、エイチ、ティー。
(Cuypars、 Il、 T、 )ら、セル(Cell) 、 37:14 1〜150(1984)参照]、その中のいくつかは公知の腫瘍遺伝子を含有し ている[ココラン(CocoranJら、上記及びステフェン(Steffen ) 、上記]。これらの組込み部位を分析すると、これらの座は隣接するウィル スのL T Rエンハンサ−エレメントにより転写活性化されうろことが示され る[ココラン(Cocoranlら、上記; ツクリス(Tsichl isl ら、上記;ステフェン(Sterfen) 、上記及びキュイバース(cuyp crs)ら、上記]。
本発明名らの推測では、もし同時でなければ追加的な、Tel胞白血病誘発性ウ ィルスのL T Rの特性が隣接する細胞性座の転写を活性化づるに十分強力な エンハンサ−エレメント灘能を提供するであろう。
Nl113T3細胞では、Akv LTR配列を含有するプラスミドでのCAT 遺伝子発現のレベルは5L3−3ウイルスの対応領域を含有するプラスミドによ り観察されたものの3倍である。マウスL細胞、すなわちもう 1つ別のネズミ 線帷芽細胞セルラインを用いても同様な結果が得られた。
ネズミリンパ球様細胞セルラインを用いて同様な一連の実験を実施した。ネズミ Tリンパ腫から確立したいくつかのTセルラインを受容体として用いたが、これ にはSL3.1なわらS[3−3ウイルスを注射されたへKRマウスの未成熟胴 線T細胞腫瘍由来(Dセルラー(ン[ハイニス、 −1’−、エフ、 (lla yc−s、 E、 F、 )ら、ジェー、ナトル、キャンザー インスト(J、 Na口、Cancer In5t、)69 : 1077〜1082(1982 ) :及びハイニス、イー、エフ、(1layes。
E、F、) ラ、キpンサー リス、(Cancer Res、) 37:72 6〜730(1977)参照] : 八KSL3 ′IjなわちへKIIIマウ スの自然発症腫瘍から確立したセルラインであり、これから31.3−3ウイル スを単離したセルライン[ノウインスキ、アール、シー(Nowinski、R ,C,)ら、ジェー、ごロール(J、Virol、)、27:13〜18(19 78) :レイミンズ、エル、ニー、 (Laiiins、L、八)ら、PII AS Its^、79:6543〜6547(1982) ;オスカーソン、エ ム、 (Oskarsson、H,)ら、サイエンス(Science ) 、 207:1224〜1226(1980) :及びクリ−グラ−。
エム、(Kriegler、 Hl)ら、モレク5セル、パイオール9(Hol cc、Ccll、Biol、) 3:325〜339(1983)参照]:及び 非感染マウス下セルライン、 L691 [マクグラス、エム、ニス。
(HcGratl+、 H,S、 )ら、免疫生物学の最近の課題(Conte mporary丁opics in T+nmunobiology ) Vo l、II、ワーナー、エフ、エル。
(Warner、 H,L、 )編、157〜184頁(1980) :及びノ ウインスキー。
アール、シー、 (Nowinski、R,C,)ら、ピロロジー(L皿旦■) 、81:3G3〜370(1977)参照]:並びにイン ビトロ(1nyit ro)で313−3ウイルスに感染させたL691(L691.5L3−3)が 含まれる。
ネズミBセルライン旧2も受容体として用いた。
線稚芽細胞を用いて観察した結果と非常に対照的に、5L3−3LTR配列を含 有づるプラスミドによって支配されるCAT活性のレベルは、テストした全ての Tセルラインで、対応する^kv配列を含有するものの活性レベルより非常に高 かった。活性の5L3−3/^kvの比は、線維芽細胞では0.3〜0.6 、  Tリンパ球では6〜20である。これらの結果は、線紺芽細胞と比較して、T 細胞における5L3−3と^kvのLTR配列の礪能は劇的に異なることを示し ている。
本発明によりl’lられるもう 1つの実質的な利点はこの組織特異性決定基は ウィルスがコードしているいかなる遺伝子産物の産生にも依存しないという事実 に基づくものであり、この事実によって効率的でコンパクトなベクターの設計に おけるこれらニレメン1−の有用性が更に支持される。これらのプラスミドでN IH3T3線維芽ill胞をトランスフェクションした後のCAT活性のレベル は表1に要約しである。平行した実験では、CAT遺伝子の5゛に位置する、S V40のエンハンサ−プロモーター領域(psV2c八丁)とへウスサ/L/  :l−?ウイ/lzスノ1−TRW4域(DR3VCAT)を有するプラスミド にもIII 3131胞を露出した。これら2つのプラスミドの活性レベルは使 用した全ての細胞型で概同様であり、ネズミLTR配列を含有するウィルスの活 性はpR3VCAT及びpsV2cATプラスミドによるl−ランスフエクショ ン実験で得られたCAT活性レベルに対して表わされている。
表 1 種々の細胞型におけるプロモーターエレメントとしてのネズミLTR配列の相対 活性 線 胞 型 プ。ニー、−線維芽細胞 リンパ球様細胞エレメント Nll13T3 L 旧 2 5L3B AKSL3 1691 L691゜L3−3 R3V3’LTR1,001,001,001,001,001,001,00 なし 0.2 0.05 0.Ql 0.01 0.01 0.04 0.01 Akv 03 4.94 5.96 2.7G 0.76 0.51 0.64  0.224SL3−313 1.52 3.74 1.75 4.50 10 .46 4.90 1.73SL3−3/Akv 13活性比 0.31 0.62 0.64 5.9420.51 6.39 7.20各エ レメントの活性は、各セルライン内でのpH5VcAT中のRSVの3’LTR の絶対活性に対して規格化する。セルライン毎の各プラスミドについての絶対活 性は、図2に示したような蛋白質4oorgを含有する細胞抽出物についてのC AT酵素アッセイの初期速度の直線の勾配から計粋した。各プラスミドでトラン スフェクトした所与のセルラインでの絶対活性は、イン ビトロ(in vit ro)アッセイでの変換率(%)7時間として表わし、pl?sVc^■でトラ ンスフェクトした同じセルラインの絶対活性値を表中の相対値に掛けることによ り定量的に得られる。
各セルラインでのpR3VcATの絶対活性をカッコ内に示す二NTH3T3  (2,06%/時) 、L(0,64%/時) 、 )112(2,5%/時) 、八KSL3これらの結果は、旧113T3 II雑芽m飽では、Akv LT R配列を含有するプラスミドのCAT活性レベルは5L3−3のu3配列を含有 するものの約2倍であることを示している。これらの実験は、線維芽細胞ではC AT転写の促進にはSL3 LTR配列よりも^kvのLTR配列の方が強力で あり、■細胞ではAkVよりもSL3のLTR配列の方がずっと強力であること を示している。
非急性のネズミ及びトリのレトロウィルスにより誘発される白血病誘発の一段階 は近接のプロウィルスの組込みを介する細胞性腫瘍遺伝子の転写活性化であるこ とが最近の証拠から示されている。利用しうる証拠は、プロウィルスの組込みが 多くの可能な部位で発生し、このプロセスはランダムでありうることを支持して いる。従って、細胞性腫瘍遺伝子の活性化には複製を何度も行うことが必要であ るようである。本明細書に記載したように、ウィルス複製部位と、LTR領域内 のみが異なる同一遺伝子のウィルス群で誘導される白血病の型との間に良い相  ′関があることが発見された。そのために、非急性白血病ウィルスのT18M向 性と白血病誘発能の両者は、分化した細胞型でウィルスが効率よく複製する能力 を決定する転写エンハンサ−エレメントの特性であることが提起される。
マウスの感受性株に注射すると、ネズミ白血病ウィルスは特徴的な組織特異性、 潜伏期間及び疾患表現型を示す、、最近の知見は、■細胞白血病を誘発する能力 がこれらのウィルスの非−コーディング末端長反復配列(LTR)に関係するこ とを示している[レンツ(L(+nZ)、上記;カチス、ビー、 ニー、 (C hatis、P、A、)ら、PNAS IIs^、80 : 4408(19g 3) ;及びデグロセイラーズ(DesGroseillers)、上記]。L TR配列が複製の好ましい臓器部位と疾病表現型を決定するかどうかをテストす るために、LTR領域のみが異なる一連の同−遺伝子型の組換えウィルスを構築 した。使用したウィルスはAkvウィルス[ローウェ、ダブリュ。
ビー、 (Rowc、14.P、)ら、D −)’v F スフ 1J ン)j  バー バー シンプ、クオント、パイオール、(Cold Spring H arbor Symp。
Quant、 Btol、 ) 、44 : 1265〜1268(1979)  ;及びハイス、イー。
エフ、 (flays、E、F、)ら、キャンサー リス、 (Cancer  Ras、)、37:726〜730(1977)] ; AKRマウスに内因性 の無毒性株、胸腺白血病ウィルス、5L3−3 [ベダーセン、エフ、ニス、  (Pedersen。
F、S、)ら、ネイチt −(Nature) (0ンドン)、292:167 〜170(1981)]、及び赤赤白痔病ィルス、フレンド(Friand)ヘ ルパー”フィルス(Fr−HuLV) [t’J7. ニー、 フイ、 (01 iN、A、1.)6、シx −、ヒロール、(,1,Virol、 ) 、35 :924〜936(198011fテあった。本明細書中に記載したように、こ れらウィルスが胸腺又は牌臓内で効率よく複製し、胸腺又は赤白血痰を誘発する 能力はLTR配列で決定される。更に、これらウィルスに感染した動物では組換 えMCFウィルスが検出されないことも発見された。
これらの実験に使用したクローン化した感染性プロウィルスは無毒性へkvウィ ルス、31−3−3、[レンツ(Lenz)、上記]、及びフレンドウィルス複 合体、Fr−HuLV57の非欠損成分であった。
実質的な配列の差はこれらウィルスのu3領域で発見された(図3)。特異的な 組織でこれらの差がウィルスの複製にどのように作用するかを調べるために、図 1に示す一連の組換えプロウィルスを構築した。S13 LTR−Akvゲノム 組換え体、R[Cへ5115はマウスの八にR,C3A、C21(、SJL及び NFS株で慢性白血病を誘発することが既に示されている[レンツ(Lcnz) 、上記]。
Fr−HuLV57のLTR配列が対応するAkV LTR又は5L3−3配列 に置き換った組換えプロウィルスも溝築した(図1)。NIH3T3細胞をプロ ウィルスDNAでトランスフェクトすることによりこれら組換えプロウィルスの 各々から感染性ウィルスを得た[レンツ(Lcnzl、上記:レンツ(Lenz )、上記(1982)]。
ウィルスの複製部位を決定するために、XCプラークアッセイで測定して +x 104の感染単位を新生11FSマウスに注射した[グロス、月し、 (Gro ss、L、)、プロ乞ツク、エクスブ、ノ\イオール、メト、(Proc、So c、Exp、Biol、Hed、)、94: 767〜171(1957) ] 。マウスのNFS株はこれらのマウスが内因性Mu LVを検出可能なレベルで 発現しないという理由で選択した。
臓’5 カらノ11′l胞を水洗(flushing)L、感染中心、XCアッ セイを用いて感染した細胞数を測定することにより、胸腺、牌臓及び骨髄細胞で のウィルスの複製能を測定した。表2は、20〜40遍間の実験期間中、AkV に感染した動物の胸腺、牌臓及び骨髄では^kvウィルスの力価が低いままであ ることを示して(Xる。
対照的に、RECAS115を接種した動物の胸腺でのウィルス力価(よ接種6 週後まで1〜5x 10 の範囲で高かった。しかしながら、未満だった。
表 2 AKVウイルス力価 接種後の週数 マウス 1 2 3 、’156 76 91011 12胸 腺 IK 5K  OO02000115K 0 0 40に 0牌 臓 600 0 0 0  0 300 03K 、0 0 100K O骨 髄 1.4に 100 15 0 0 0 150 0 450 50 0 30K OXC十感染中心/10 7細胞として表わす。
感染した胸腺細胞が成熟皮質群((OrtiCal population)を 示すかどうかを決定するために、胸腺摘出の1日前にいくつかの動物にアキ4ノ メタゾンを注射した。この処理により感染した胸腺細胞の数が大きく減少し、感 染した胸腺細胞のほとんど全てが皮質起源のものであることを示している(表3 参照)。
表 3 (LTR−gag) 5L3−3 (loot env 3°) AkvR−8 接種後の週数 マウスNo、5 8 8 12 12 12 12 12 20 20メタシン  1 2 34567 8 9 10胸 腺 4K 1K 3に 10に 4K  10K 200 0 100K 30に牌 臓 400 90 120500 40055 900 120 900 1.6にft u 140 14030 0280140 − − − 90 1900XC十感染中心/107細胞とし て表わす。
細胞の表現型も調べた。これらの研究によると、5L3−3 LTR配列を含有 するウィルスに感染した細胞の大部分はナイロンウールにもプラスチックにも接 着せず、θ抗原陽性、IgG陰性、しy1+、Lt2−であった。これら動物の 牌臓中の感染細胞の約20%はθ陰性でIQG陽性であり、B細胞又はB細胞前 駆体も感染したかもしれないことを示した。■細胞白血病を誘発するウィルスは 低いが測定できる頻度で8細胞にも感染することを従来の研究が示している。
フレンド組換A臓器向性はAkV又は313−3のLTR組換え体のものと劇的 に異なっている(表4)。これらのウィルスは牌臓内では高い力価まで複製する が胸腺内では複製しない。AkV及びRECAS115と比較するとウィルス力 価は、牌臓では少なくとも2のオーダーの大きさでより大きく、胸腺では約2の オーダーの大きさでより小さい。
表 4 RECAS 115 (LTR5L3−3) (oaa pol env 3’  八kv)デキサメタシン − 接種後週数 4 4 4 6 マウス 1 2 3 4 胸 腺 600 2.4k 2 30に牌 臓 48 110 52 250 骨 髄 3k 900 1.8k XC十感染中心/107細胞として表わす。
フレンド−組換えウィルスを接種した動物のあるものでは赤白血痰が起った。こ れらの動物から得Iこ牌臓リンパ球は非特異的エステラーゼに対して正に染色さ れ、スーダンブラックでは負に染色された。
表 5 ウィルス(フレンドLTR)’−(Clagpot env 3°^kv)接種 後週数 4 4 6 牌臓力価 110 48 250 ナイロンウール 270 68 400プラスチツクのり 130 50 78 0θ+ 210 56 440 θ+ 49 24 17O Iq+34 29 120 I Q −10061340 L V r + 98 38 300 L V r −221090 L y 2 +74 a 110 しy 2− 90 45 240 接種したウィルスと、MCFエンベロープ遺伝子をコードする細胞性配列との間 の組換え体が、胸腺及び赤白血病ウィルスの両者により誘発された疾患の前白血 病及び白血病状態でしばしば検出される[ティク、エフ。エム、(Te1ch、  N、 H,)ら、セル(収見) 、12:937〜982(1977) :コ ッフィン、ジエー。
(Coffin、J、) 、 RNA腫瘍ウィルス中の内因性ウィルス(担鋭姐 並姐と■組且辷江」仏J旦肛コ旦五胚)、コールドスプリング ハーバ−ラボラ トリ−(Co1d Spring HarborLaboratory)(19 82) ;ファムラリ、エフ。ジー、 (Faiulari N。
G、)ら、ジエー、ビロール、 (J、Virol、)、40:971〜976 (1981)]。
ここに記載したウィルスを接種した動物中にMCFウィルスが存在するかどうか を決めるために感染した胸腺又はl1IW4細胞をする昼±曇暑能力[ハートレ イ、ジエー、ダブリュ、 (llartley。
し、腎、)ら、ブロク、ナトル、アカデ、サイ、米国(Proc、Natl。
^cad、sci、UsA) 、74ニア89〜792(1977)]、ミンク の細胞でシンクチア(syrtct+a)を誘発する能力を調べた(IIV−ミ ンクテス1へ)。
感染細胞によるMCF特異的組挟え抗体の結合も調べた。これらのテストではM CF様ウィルスは検出されなかった。胸腺又は赤白血病が完全に発症し多くの割 合の細胞が感染性ウィルスを産生pしている動物でさえも感染細胞内にはMCF 様糖蛋白質又はウィルスは存在しなかった。
表 6 接種後週数 3 3 6 8 ウィルス 5F−24八226 A226 へ226胸 腺 22 700 1 ,500 5.000牌 臓 4,800 25,000 75,000 1, 000,000 ” +ここに示した結果は、NFSマウスの胸腺又は稗臓のい ずれかで効率よく複製するウィルスの能力はLTRの特性であって、ウィルスの 匠、匪又はenv W転子により決定されるのではないことを表わしている。
これらの結果は、HuLVウィルスのLTR領域が主要な組織向性及び疾患表現 型をコードすることを示した以前の研究と一致する[レンツ(Lcnz)、上記 (1983) :カチス(Chatis)、上記(1983) :デ グロセイ ラーズ(Des Groseillers ) 、上記。 クロス(Gross ) Aウィルス313−3の疾患表現型はLTR配列が決定する[デ グロセイ ラーズ(Ocs Groscillers) 、上記]。
モロネイ(Holoney )ネズミ白血病ウィルスの胸腺白血病つを含有する 組換えウィルスはNo−HuLVのT細胞白血病特性を誘発する[カチスCCh atis) 、上記、一方、相互的組換え体は(reciprocal rec oibinant)フレンドウィルスの典型的疾患を誘発する。
本明細書でLTR配列の特性であることを示している特異的組織中で高い力価ま で複製するというウィルスの能力は非急性レトロウィルスによる疾患誘発にとっ ての必須要件である。[r−3L3組換えウィルスである5F24を注射したマ ウスでは、今日までのところ胸腺疾患は起っていない。このこと自身から、適当 なLTRを含有しない5L3−3のコーティング配列は胸腺疾患を誘導するには 不十分であることが確認される。しかしながら、これらのマウスの少しではFr −HuLV感染に特徴的である赤芽球症を起した。
ここで検討したウィルスの複製の組織特異性はMFC組換え体の形成によるもの ではない。何故ならばこれらウィルスのいずれについてもNFSマウスの感染時 にこのような組換え体が形成されなかったからである。同じ理由から、胸腺白血 病又は赤白血病の誘導にMFCの形成が必要であるとは信じられない。
^kv、 5L3−3. Fr−HuLV及びHa−MuLVのLTRの配列は 図3に示しである。前述の如く、唯一の点突然変異を除いては、八kv及び5L 3−3ウイルスの配列にAHノる唯一の差はLTRの03領域のタンデム反復配 列中にある[レンツ(Lenz) 、上記]。Fr−HuLVのu:+fi域の 配列は、同様に配置されているタンデム反復領域中で^kv及び5L3−3のも のと異なっている。
rr−HuLVのLTRの配列もタンデム反復エレメントの3゛領域内で^kv 及びS L 3−3のものと異なる。しかしながら、l−T Rのこの領域内で は、フレンドLTRの配列は胸腺向性Ho−HuLVのものと非常に類似してい る[コツホ(にoch)、1983]。従って、これはウィルスの組織向性を決 定するタンデム反復内の配列のトは異種プロモーターの高レベルでの転写を支配 しうる転写エンパン4ノーエレメントとしては能することが示されている[レビ ンソン、ビー、 (Levinson、B、)ら、ネイチャー([ature) 、295:568〜572(1982) :レイミンズ(1,aimins)  、上記:オスカーソン、エム、 (Oskarsson、H,)ら、リイエンス (Science )、297:1224〜1226(1980) :及びクレ イグラ−、エム、(Kreiglcr。
H,)ら、モレク、t!ル、パイオール、(Ho1cc、Ce11.Biol、 )、3:325−−339(1983)]。従って、タンデム反復エレメントが 転写を促進し、それにより特異的な分化した組織でウィルスの複製を促進Jる能 力における差がこれらウィルスの組織向性と病因との両者を決定する。
本発明を以下の実施例により更に説明する。これら実施例は本発明を理解するた めに提示づるものであって、本発明を限定することを意図するものではない。
実 施 例 1 マウスLTR配列のプロモーターエレメント礪能を評価するために使用したプラ スミドの構築 ^kvと5L3−3の5’−LTRを有するプラスミド サブクローン(各々p LTR−A4及びDLTR−33)はジエー、レンツ(J、 Lenz)によっ て提供された。LTRのPstl−へvalフラグメントは各ウィルスのウィル スRNA開始部位(+1と表わす)に対して−443〜+31に広がる、Rff (域の小画分とU3とからなる。このフラグメントは、Hind[[[合成リン カ−を用いて天然へva 工部位を1lindl1部位に変換し、天然Pst  I部位を平滑末端に変換した各L T R4)ブクローンから単離した。
L T Rフラグメントの受容体ベクターとして用いたプラスミドは、72bp タンデム反復エレメントのほぼ全体を欠失したSV40初期領域プロモーター突 然変異体の制御下にあるCAT遺伝子転子コニット全体[ゴーマン(Gorma n)ら、モル、セル、パイオール、(Ho1.Ce11.Biol、) 、同上 ] (シミアンウィルス40(SV40)のt−イントロンとポリアデニル化シ グナルが後続しているCATコーディング配列)を含有している(pSVIXC ATと表わツ、下記参照)。合成Xho 工部位(5゛)と天然旧ndI[部位 (3゛)とで区切られたSV40初1ガ領域プロモーターを、Xho I部位が 平滑末端に変換される方法でXho 丁、 T4 DNAポリメラーゼ及び1l ind■酵素で連続的に消化して1)SVIXCATから除去した。LTRフラ グメントをCAT遺伝子転写中位を含有しているベクターフラグメントに連結し て、C△−「遺伝子が八kv(pAU3cAT)又は5L3−3(psU3cA T)のU3i域内の転写エレメントの制御下にあるプラスミドを作成した。^k vと5L3−3の03領域は、八kvに比べ5L3−3ではヌクレオヂド位置6 5(星印で示す)に1塩基の挿入があること、及び反復エレメント内の配列(矢 印で示す)を除いては同じである[レンツ(LenZ)ら、ネイヂ1戸−(Na tllre) 、上記参照]。CAAT、 TへTへ及び開始(+1と表わず) 配列の相対位置を示1゜pAU3cAT 及U pslI3cAT ニ使用り、  k L T R配列(7) 位置トjA 界を典型的なレトロウィルスL T  Rと対比して示ず。
実 施 例 2 マウスLTRjのエンハンザ−エレメントと を するために使用したプラスミ ドの 築 5VB40初期領域プロモーターの制御下にCAT遺伝子を担持するプラスミド (pSV2CATと表わす)[ゴーマン(Gorman)ら、モレク、セル、パ イオール、 [Ho1ec、Ccll、Biol暑、上記]をACCIとSph  [で消化して72bt)反復領域の大部分を除去した。T4DNAポリメラー ゼ及びXho I合成リーダーを用いて天然へC工及びSph I部位をXho  丁部位に変換した。Xho Iで消化し、DNAリガーゼの存在下で再環化し て得られたプラスミド(psVIXcAT)は、(最も5°側の開始部位に対し て)−127〜+65に広がるSV40プロモーター配列の制御下にCATm仏 子を含有する[ベノイス1〜(Bcnoist)ら、上記]。このプロモーター 欠失変異体の構造を、pSV2CATで見られる完全なSV40初期領域プロモ ーターと対比して示す。反復ニレメンl−(矢印で示ず)、複製起点(ori)  、 TAT^エレメント(A/Tで示す)及び初期開始部位(+1で示71) を承り。1lsVlXcAT中に存在するSV40プロモーター配列はエンハン サ−エレメント活性を欠いている。しかしながら、エンハンザ−活性を含イjM る配列をSV40初期開始部位に対して種々の部位でpsVIXcATに連結す ることによりこの活性は元に戻りうる(未公表の知見)。
この研究のために、SV40初期開始部位から2.1キロ塩基以上離れている天 然式pa I部位[フイアーズ、ダブリュ(Fiers、Wlら、ネイチャー  (Nattlr(り、273:113〜120(1978)参照]を■4ONλ ポリメラーゼと合成りoj IIリンカ−とを用いてBaj! U部位に変換し TSVIXCAT (7)変異体(psV[XcAT−AB 3.!:呼ぶ)  をm築した。LTRサブクローン、 I)LTR−A4及びIILTR−S3を 5au3八及びEcoRf テ消化し、u3領領域列の337bDとpBR32 2の5au3八フラグメントDの283bpとを含有する620 bp 5au 3Aフラグメントを中離した。620 bp 5au3^フラグメントに存在す るu3領領域列は、(図18のウィルスのLTR開始部位に対して) −443 〜−106に広がる配列からなり、各ウィルスのタンデム反復領域全体を含有し ている。各LTRサブクローンからの620 bp 5au3Aフラグメントを psVIXcAT−八B3の唯一のBgj I[部位にどちらかの配向で挿入し た。全ての操作は標準的組換えDNA手法[マニアチス(Haniatislら 、上記]により行った。
実 施 例 3 支配されるCAT活性 J8養細胞中に平行にトランスフェクトされた、CAT″ii伝子転写ユ転子ト の5°に結合されたAkv lJ3領域(^u3と略す) 、5L3−3 U3 1域(SU3と略ず)、ラウスザルコーマウィルスの3’−LTR(R3νと略 す)のいずれかを含有するか又は真核性プロモーターエレメントを持たない(S VOと略す)プラスミドについての代表的なCATアッセイを、N1113T3 線雑芽細胞(a)及びAKSL3 T細胞(b)について図1(a)〜1(C) に示す。CAT遺伝子に結合された、エンハンサ−結合配列を欠(SV40プロ モーター配列(SVIX−八B3と略す):CAT遺伝子転写と同じ及び反対の 転写方向でSV40初期開始部位から2キロ塩基離れたhIIT部位に挿入され たAkv反復領域(各々AI’(+、) 、AE(−)と略す)、CAT遺伝子 転写と同じ及び反対の転写方向でBap n部位に挿入された5L3−3反復領 域(各々SE(÷) 、5F(−)と略す)、及びラウスザルコーマウィルスの 3’LTR(RSVと略す)のいずれかを含有し、培養細胞内に平行にトランス フェクトされたプラスミドについてのエンハンサ−エレメント機能の代表的CA Tアッセイを八KSL3 T細胞(C)について示す。結果は、(a)及び(b )では蛋白質400埒、(C)では600埒を含有する抽出物により14cmク ロラムフェニコールが14C−クロラムフェニコールアセテートに変換されるパ ーセンテージとして表わされている。挿入図は30分(a)、80分(b)及び 30分(C)でのCATアッセイの典型的オートラジオグラムを示している。上 の2つのスポットは14G−クロラムフェニコールモノアセテートの2つの異性 体に対応し、一方、そのスポットは未反応基質、14C−クロラムフェニコール である。
トランスフェクションカクテル当り各プラスミドDNAの等mで各マウスセルラ インをトランスフェクトした。各実験で使用したDNAf!lは最適CAT活性 の直線範囲内にあった。前述のようにして[ウィグラー(Wigler)ら、上 記] 、ni+−+3y3細胞のトランスフェクションを行った。前述のように して[スタフオード(Stafford)ら、上記]、シ細胞とリンパ球様Il l胞のトランスフェクションを行った。過渡的な発現期[(a)と(b)でのプ ロモーター試験では44時間;(C)でのエンハンサ−試験では50時間]の後 、細胞を冷たい1xPBSで洗浄し、pl+ 7.9の0.258トリス−HC 1200pHに再懸濁した。凍結(−10℃)−解凍(37℃)処理のサイクル を3回繰り返し、遠心して細胞抽出物をW[L。
た。
各抽出物アッセイで最終濃度2.4mHのアセチルコエンザイムAを用いたこと 以外は公表された手順[ゴーマン(corman)ら、モル、セル、パイオール 、(Ho1.Ce11.Biol、) 、上記]に従ってインビトo (in  vitro)のCAT酊素アッセイを行った。前述の手順(同上)に従って、イ ンビトロ(in vitro)の酵素アッセイの分析と定」を行った。
表 8 種々の細胞型におけるプロモーターエレメントとしての792LTR配列の相対 活性9SL3−3Akv プロモーター RSV AkV 03 5L3−313 03 amiii!エ レメント 且 3°LTR肛−A 肛−−11」L1細 胞 型 線維芽細胞 ++1 瞥13T3 0.02 1.00 4.94 1.52 0.31L  O,051,005,9& 3.74 0.62九Zバ里呈鳳1“ 八KSL3 0.01 1.QOO,764,505,943に38 G、01  1.00 0.51 10.46 20.51L601 0.04 1.00  0.64 4.09 6.39、L691.5L3−3 0.01 1.00  0.24 1.74 7.2ONFS/N胸腺細胞 0.85 1.00 0 .92 13.57 14.75812 G、01 1.80 2.7G 1. 75 0.64表8で、各プラスミドのCAT活性は各セルライン内でのセルラ イン毎の各プラスミドについての絶対活性は、400埒の蛋白質を含有する細胞 抽出物についてのCATIW素アッセイの初期速度の直線勾配から計算した。各 プラスミドでトランスフェクトした所与のセルラインでの絶対活性は、インごト ロ(L!!vitro)アッセイで変換率(X)7時間で表わされ、pR3Vc Δ■でトランスフェクトした同じセルラインの絶対活性値を表8の相対値に11 )けることにより定量的に得られる。各セルラインでのpR3VCAT (7) 絶対活性を力yコ内に示T : N11I3T3(2,061/hr) 、L( 0,64%/h4)、 812(2,5%/hr)、 AKSL3(4,87X /hr)、5L3B(2,04X/hr)。
1.691(0,84X/hr)、 L691.5L3−3(2,37X/hr )及びNFS/N胸腺細胞(003%/hr)。
これらのデータは少なくとも2つの独立したトランスフェクションの実験の平均 と、400埒の蛋白質を含有した抽出物を用いて行ったCATアッセイを反映し ている。特定値を中心とする活性の範囲はその値の30%以下で変化した。
lマウスTリンパ肝から確立したいくつかのTセルラインを受容体として使用し た。これには、AKRマウスの自然発症腫瘍から確立したセルライン、AKSL 3 (Sl3−3ウイルスを単離した起源のセルライン)[ノウインスキー、ア ール、シー、(Nowinski。
R,C,)ら、ジエー、ビロール、 (J、Virol、)27: 13〜18 (1978)参照]:予めSl3ウイルスを注射した八にRマウスの胸腺T細胞 腫瘍由来のセルライン、5L3B [ヘイス、イー、エフ、 (flays、  E、 F、 )ら、ジエー9ナトル、キャンサー インスチチュート(J、Na tl。
Cancer In5titute) 、 69: 1077〜1082(19 82)参照]:非非感染マウス上セルラインL691[vフグラス、エム、ニス 、 (HcGrath。
H,S、 )ら、免疫生物学の最近の課題(contemporary TOp iC3inIma+unobiology)、Vol、[、エフ、エル、ワープ −(N、 1.、 Warncr1編、プレナムプレス(Plcnum Pre ss) 、 二:l −E−り、151〜184(1980)参照];インビト D (in VitrO)で5L3−3ウイルスに感染した1、691細胞、L 691.5L3−3、及びNFS/Nマウスから単離し新たに溶出した一次胸腺 細胞[ノウインスギ−、アール、シー、(Hovinski、R,C,)ら、ビ opシイ(柱匹回丑) 、81:363〜370(1977)参照]が包含され る。マウスBセルライン、N12も受容体として使用した。
表 9 マウス■細胞、八に313におけるエンハンサ−エレメントとしてのマウスLT RFii!列の相対活性プロモーター ウィルス反復 相対増強エレメント 領 域及び配向 相対活性1 倍率 *9R33’−LT1 1.000 SV40初期領域変異体 なし 0.01 1.00SV40初期領域変異体  へkv、同方向 0.01 1 、00SV40初期領域変異体 へkv、反対 方向 0.02 2.00SV40i期領域変異体 5L3−3.同方向 0. 37 37.00SV40初期領域変異体 S 1.3−3 、反対方向 0. 34 34.00表9に承りように、各プラスミドのCATg性は、Tセルライ ンΔKSL3内での1tsVcAT中の3−LTRの絶対活性に対して規格化さ れている。絶対活性は表8に示したようにして測定した。ここに示した結果は6 00乃の蛋白質を含有する抽出物を用いて行った3回のトランスフェクション実 験とCATアッセイの平均である。特定値を中心とした活性の変化範囲はその値 の30%を超えなかった。
ウィルスの反復領域を欠いたプラスミドであるPSVIXCVAT−八83に対 比して、ウィルスの反復領域を含有するプラスミドの増強倍率を測定した。
実 施 例 4 組換え イルスゲツムの構造 (a)図1は組換えプラスミド中にあるウィルスの配列を示す。
(b)実線は各組換えゲノムに存在する5L3−31TRの領域を示す。
Sl、3−3 LTRに対応する領域を黒と斜線で各々示す。組換えゲノムPR −8,RECAS 115の構築に用いた方法は既述されている[レンツ(Le nz)、(1982)、上記] 。RECAS 115は^kvウィルスのコー ディング配列と5L3−3ウイルスの非翻訳リーダー配列の75ヌクレオヂド及 びLTRを含有jノでいる。組換えゲノム5F24と^「226はFr−HuL V 03領域とRの一部と各々5L3−3とへkvウィルスのコーディング配列 を含有している。U3領域とRの一部とを囲む約4sobD (7)Pstl− にpnlフラグメントは八kv(LTR八4へ及び5L3LTR(LTR33) サブクローンから除去した。rr−HuLV57の対応領域を包囲づる同様なP sti−Kpnlフラグメントはプロウィルス性クローン[Aリフ(Olil’ f)ら、上記]から単離し、pLTR−33及びpLTRA4Iナブクローンに 連結した。得られた1ナブクローンをPVIII4coRIで開裂し、LTR配 列のないAkv及びSl3ゲノムの制限フラクションに連結した。各LTRに独 特な制限酵素で演化づることにより組換えゲノムの構造を確認した。1つのLT Rを含有する組換えゲノムをそのPst1部位で直線化し、2つのL T Rを 含有するコンカテマーを形成するために連結した。感染性ウィルスを得るための 旧113T3細胞中への組換えプロウィルスDNAのトランスフェクションは前 述されている[レンツ(LenZ)ら、(19831上記:及びレンツ(1,c nzlら、(1982)、上記]。
実 施 例 5 図10は、Akv [パン ベベレン(Van Bevcren)ら、上記]、 5L3−3 [レンツ(LcnzJら、[983)、上記]及びFr−HuLV 57 []ッホ(にoch)、(1983)、上記]のLTRのタンデム反復領 域内の配列M4造を比較して示している。頂部にAkvの単一99b11反復ニ レメン1−の配列を示す。下の実線は各々5L3−3及びFr−Hul、VS2 の72bp反復及び66bp反復配列中に存在する同じ配列を表わす。
カッコした領域の後の数字は何回その配列が繰り返されるかを示す。星印の部分 内の実際の配列を(b)に示す。これらの配列はAkvの反復領域中には存在し ない。
できる。例えば、1つの実m態様では、二遺転子とI−T Rとの間の本発明の ゲノムの3“領域内に、組織特異性エンハンサ−含有感染性ウィルスベクターを 挿入する。次に、特定組織を標的とするに適するこの修飾L T Rベクターを 含有するウィルスに動物を感染さぜうる。これらの条件下で1感染させると、エ ンハン]ノーを選択Jることにより決められる特異的な組織にかなりなレベルで 選択的な感染を起す。例えば、51−3又はフレンドウィルスを各々用いて成熟 胸腺細胞又は赤芽細胞に遺伝子を選択的に向けることができる。このよ°うにこ の考えは、(1) CATアッセイを用いて他の組織特異性エンハンザ−を決定 すること、及び■適当な組織特異性LTRベクターを作るために使用することが できる。
本発明のLTRベクターのもう 1つの用途は癌の治療である。
各癌細胞又は癌の各一般型はいろいろなエンハンサ−エレメントが認識しうる様 々な転写特性を有しているー。水引1111書中に概説した一般的方法を用いて 、癌細胞の特定の型(CATアッセイを用いて決定する)用のエンハンサ−配列 を作成することができる。一度適当なエンハンサ−が同定されると、2つの方法 が使用できる。第一は、工学処理されたエンハンサ−を右するLTRを遺伝子含 有ウィルス上に、又は非複製感染源ウィルス上に作る感染ルートである。どちら の場合でも、特定の癌にかかっている患者に感染させるためにウィルスを使用で き、組織特異性エンハンサ−により、ウィルスは腫瘍細胞に選択的に感染するで あろう。又、癌性細胞を思考の例えば骨髄から取り出し、その侵にウィルスで感 染させ、患者に戻すことができる。LTRベクター中の遺伝子の性質により、破 壊的産物が発現されえて、それが腫瘍細胞を殺すか、又は、蛋白質が発現されえ て、細胞表面を覆う際にモノクローナル又はポリクローナル抗体の認識部位を提 供しえる。例えば、複製又は非複製細胞のどららの中で、ヘマグルテンflu又 はリシンA鎖遺伝子を本発明ベクター内に挿入することができる。
本発明の組織特異性LTR又はその部分(特に組織特異性決定基)の有用性のも う 1つの表現はこれらの種の最初の製剤学的使用を表わづ。例えば、ウィルス LTRは哺乳類に対して組織特異性の実体を与えるための適当な製剤担体と組み 合せうる。
さらに、組織特異性ベクターは、フィジシャンズ デスク リファレンス(Ph  5ician’s Desk Reference) 、38版、メディカル  エIIノミックス社(Medical [conomics Co、) 、オ ラデル(Oradcll)、N、J(198/l)に記載されてイルような抗癌 剤又は同様の薬剤を分配するためにも使用できる。上記文献の開示は引用により 本明細書に含まれる。
実験が確立したように、本発明の組n特異性の有効性を得るためには用いるベク ターが何らかのウィルス蛋白質をコードする必要はない。又、組織特異性エンハ ンサ−を用いて所望の蛋白質を発現するために感染組織を利用することは必要で もなく、有利でもない。異種エンハンサ−は、非感染咄乳類組織で組織特異的産 生を提供するために非ウィルスプロモーターと共に有利に使用しうる。
組織特異性ウィルスエンハンサ−が提供され、それらが特異的である組織は、テ ストすべきエンハンサ−配列を有するウィルスを提供し、好ましくは検出できる マーカーを持つウィルスゲノムも提供し、このようなウィルスで吐乳類を感染さ せ、ウィルス及びマーカー産物の存在について種々の哺乳類組織を分析すること により同定しつる。
前述の開示を利用ずれば白菜省が本発明の概念から離れることなく本明細書に記 載された特定の実施@様の多くの他の使用及び改修、及び新展開をな1−ことが できることは明白である。
結局、本発明は本明細書に記載の生成物及び手法に存在するかまたはそれらが有 する特徴の各々及びあらゆる新しい組み合せを包含すると考えられ、別記請求の 範囲の及ぶ範囲と思想とによってのみ限定される。
を 浄書(内容に変更なし) 浄W<内容に変更ない ネヌ゛二4■d身1m 11’1 ネス電Fl 矩吃 、筆書(内τ’jl、:’1..史7エ1−>呆ス゛三 H#7怠−ニヶ匂II 乞 NFS/N 呼関CIIf2 ・ri書(内tgI;変更なし)。
手続ネ甫正書C方式2 %式% 、発明の名称 LTRベクター、製法及び用途、補正をする者 事件との関係 特許出願人 名 称 ディナーファーバー・キャンサー・、代 理 人 東京都新宿区新宿1 丁目1番14号 山田ビル、補正命令の日付 昭和61年7月3日、補正により 増加する発明の数 、補正の対象 図面の翻訳文 、補正の内容 1)FialA、IB、2Δ、2B、2G、2D及び3Bに関する適正な図面の 翻訳文を別紙の通り補充する。
国際調査報告 K181AI+l°°°“°“°°“°8° PCT/US85100986

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.組織特異性決定基と、プロモーターと、選択組織内での選択産物の発現をコ ードする異種DNAフラグメントとからなり、組織特異性決定基が選択組織に特 異的である組織特異性ベクター。
  2. 2.ベクターが少なくとも1つのウィルス性エンハンサーを含有し、組織特異性 決定基がウィルス性エンハンサーの1部である請求の範囲1の粗織特異性ベクタ ー。
  3. 3.組織特異性決定基がプロモーターに対して異種である請求の範囲1の組織特 異性ベクター。
  4. 4.組織特異性決定基がAkv、SL3−3又はフレンドウィルス由来のもので ある請求の範囲1の組織特異性ベクター。
  5. 5.標準発現条件下でベクターを用いて選択組織中で産生される産物と他の組織 中で産生される産物との比が少なくとも1.5対1である請求の範囲1の組織特 異性ベクター。
  6. 6.比が少なくとも5対1である請求の範囲5の組織特異性ベクター。
  7. 7.比が少なくとも10対1である請求の範囲6の組織特異性ベクター。
  8. 8.発現ベクターを選択組織に対して特異的にするDNA配列からなる組織特異 性決定基。
  9. 9.産物の発現をコードするDNA配列を組織特異性決定基含有発現ベクターと 合せ、ベクターを選択組織中にトランスフェクトし、産物を発現させることから なる選択組織中で産物を発現する方法。
  10. 10.インディケーター物質の発現をコードするDNA配列を含有するベクター 内にテストエンハンサーを連結し、選択組織中でベクターを発明させ、選択組織 中でインディケーター物質を発現させるベクターをスクリーニングすることから なる、選択組織に対して特異的な組織特異性エンハンサーを得る方法。
  11. 11.インディケーター物質がクロラムフェニコールアセチルトランスフェラー ゼである請求の範囲10の方法。
  12. 12.組織特異性決定基と製薬上許容しうる担体とからなる医薬組成物。
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