JPWO2018088519A1 - 遺伝子導入細胞の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
(1) (i)抗体結合タンパク質と水疱性口内炎ウイルスG (VSV-G)タンパク質とのキメラタンパク質と、外来遺伝子とを含むウイルスと;
(ii)標的細胞と前記標的細胞に特異的な抗体、及び/又は膜型抗体を含む標的細胞;
とをインビトロで接触させることにより標的細胞にウイルスをインビトロで感染させる工程を含む、遺伝子導入細胞の製造方法。
(2) 抗体結合タンパク質が、プロテインAのIgG結合ドメイン及びプロテインLのIgG結合ドメインのうちの何れか又は両方を含む、(1)に記載の遺伝子導入細胞の製造方法。
(3) 抗体結合タンパク質が、プロテインAのIgG結合ドメインを3個以上含む、(2)に記載の遺伝子導入細胞の製造方法。
(4) 抗体結合タンパク質が、プロテインLのIgG結合ドメインを3個以上含む、(2)又は(3)に記載の遺伝子導入細胞の製造方法。
(5) 前記キメラタンパク質において、抗体結合タンパク質が、水疱性口内炎ウイルスG (VSV-G)タンパク質のN末端側に存在している、(1)から(4)の何れか一に記載の遺伝子導入細胞の製造方法。
(6) ウイルスが、レトロウイルスである、(1)から(5)の何れか一に記載の遺伝子導入細胞の製造方法。
(7) レトロウイルスが、レンチウイルスである、(6)に記載の遺伝子導入細胞の製造方法。
(9) 標的細胞が末梢血単核球細胞である、(1)から(8)の何れか一に記載の遺伝子導入細胞の製造方法。
(10) 標的細胞が、ヒトB細胞、ヒトT細胞又はヒト間葉系幹細胞である、(1)から(8)の何れか一に記載の遺伝子導入細胞の製造方法。
(11) 標的細胞が、ヒトT細胞であり、標的細胞に特異的な抗体が、抗ヒトCD3抗体、抗ヒトCD8a抗体及び抗ヒトCD11a抗体から選択される少なくとも一以上である、(1)から(10)の何れか一に記載の遺伝子導入細胞の製造方法。
(12) 標的細胞が、ヒトB細胞であり、IL−4、ODN 2006、CD40受容体を介した刺激、及びBAFF受容体を介した刺激から選択される少なくとも一以上の存在下において前記ウイルスと前記標的細胞とをインビトロで接触させる、(1)から(10)の何れか一に記載の遺伝子導入細胞の製造方法。
(13) 標的細胞が、ヒト間葉系幹細胞であり、標的細胞に特異的な抗体が、抗ヒトCD90抗体である、(1)から(10)の何れか一に記載の遺伝子導入細胞の製造方法。
(15) 前記ウイルスにおける、前記キメラタンパク質と、前記水疱性口内炎ウイルスG (VSV-G)タンパク質のモル比が、1:1〜1:512の範囲内である、(14)に記載の遺伝子導入細胞の製造方法。
(16) 抗体結合タンパク質と水疱性口内炎ウイルスG (VSV-G)タンパク質とのキメラタンパク質を含むウイルスが、抗体結合タンパク質と水疱性口内炎ウイルスG (VSV-G)タンパク質とのキメラタンパク質をコードする塩基配列を含むプラスミドベクターと、抗体結合タンパク質をコードする塩基配列を含まず、水疱性口内炎ウイルスG (VSV-G)タンパク質をコードする塩基配列を含むプラスミドベクターとを組み合わせて使用することによって製造されたものである、(1)から(15)の何れか一に記載の遺伝子導入細胞の製造方法。
(17) 抗体結合タンパク質をコードする塩基配列を含まず、水疱性口内炎ウイルスG (VSV-G)タンパク質をコードする塩基配列を含むプラスミドベクターと、抗体結合タンパク質と水疱性口内炎ウイルスG (VSV-G)タンパク質とのキメラタンパク質をコードする塩基配列を含むプラスミドベクターとの質量比が64:1〜64:256の範囲内である、(16)に記載の遺伝子導入細胞の製造方法。
(19) ウイルスが、レトロウイルスである、(18)に記載のウイルス。
(20) レトロウイルスが、レンチウイルスである、(19)に記載のウイルス。
(21) (18)から(20)の何れか一に記載のウイルスを含む遺伝子治療剤。
(22) (1)から(17)の何れか一に記載の遺伝子導入細胞の製造方法により得られる遺伝子導入細胞。
(23) (18)から(20)の何れか一に記載のウイルスが感染している遺伝子導入細胞。
(24) 抗体結合タンパク質と水疱性口内炎ウイルスG (VSV-G)タンパク質とのキメラタンパク質をコードする塩基配列を含むプラスミドベクター。
(25) ヒト初代細胞、ヒト人工多能性幹細胞(iPS細胞)、ヒト胚性幹細胞(ES細胞)又はヒト間葉系幹細胞から選択される標的細胞と、前記標的細胞に特異的な抗体とを含む、(1)から(17)の何れか一に記載の遺伝子導入細胞の製造方法を行うためのキット。
本発明による遺伝子導入細胞の製造方法は、
(i)抗体結合タンパク質と水疱性口内炎ウイルスG (VSV-G)タンパク質とのキメラタンパク質と、外来遺伝子とを含むウイルスと;
(ii)標的細胞と前記標的細胞に特異的な抗体、及び/又は膜型抗体を含む標的細胞;
とをインビトロで接触させることにより標的細胞にウイルスをインビトロで感染させる工程を含む、遺伝子導入細胞の製造方法である。
本発明で用いるウイルスは、抗体結合タンパク質と水疱性口内炎ウイルスG (VSV-G)タンパク質とのキメラタンパク質を含む。
レトロウイルスとしては、例えばHIV(Human immunodeficiency virus)又はSIV(Simian Immuno−deficiency Virus)又はBIV(Bovine immunodeficiency virus)由来レンチウイルスベクター、あるいはマウス白血病ウイルス(MoMLV)由来レトロウイルスベクター、マウス幹細胞ウイルス(MSCV)由来レトロウイスルベクター等を使用することができる。特に、複製能を欠損したレトロウイルスベクターが好適である。
抗体結合タンパク質がプロテインAのIgG結合ドメイン及びプロテインLのIgG結合ドメインの両方を含む場合には、上記ドメインの合計数は、好ましくは3個以上であり、例えば、3個〜15個、3個〜12個、3個〜9個、又は3個〜6個でもよい。
・外来遺伝子を有するプラスミドベクター(後記する実施例では、CSIV-CMV-Venus);
・gag遺伝子及びpol遺伝子を有するパッケージングプラスミドベクター(後記する実施例では、pLenti-P3A);
・rev遺伝子を有するパッケージングプラスミドベクター(後記する実施例ではpLenti-P3B);及び
・抗体結合タンパク質と水疱性口内炎ウイルスG (VSV-G)タンパク質とのキメラタンパク質をコードする塩基配列を有するプラスミドベクター:
を使用することができる。
ウイルスの調製や標的細胞への感染に用いる培地に添加する血清として、一般に動物細胞培養に用いられる血清を用いることができるが、免疫グロブリンを含まないものや低減した血清を用いることが好ましい。また、免疫グロブリンを含まない完全合成培地を使用してもよい。
本発明による遺伝子導入細胞の製造方法においては、(i)ウイルスと、(ii)標的細胞と前記標的細胞に特異的な抗体、及び/又は膜型抗体を含む標的細胞とを接触させることにより標的細胞にウイルスを感染させる。
標的細胞に特異的な抗体としては、細胞表面に存在する抗原に特異的な抗体を使用することができる。細胞表面に存在する抗原としては、以下のものを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
クラスIおよびクラスIIの主要組織適合性抗原;
サイトカイン及び成長ホルモン(例えば、脳由来神経栄養因子(BDNF)、毛様体神経栄養因子(CTNF)、コロニー刺激因子、内皮増殖因子、上皮増殖因子、繊維芽細胞増殖因子、グリア細胞由来神経栄養因子、グリア細胞増殖因子、gro−beta/mip 2、肝細胞増殖因子、インスリン様増殖因子、インターフェロン類(α−IFN、β−IFN、γ−IFN、コンセンサスIFN)、インターロイキン類(IL−1,IL−2,IL−3,IL−4,IL−5,IL−6,IL−7,IL−8,IL−9,IL−10,IL−11,IL−12,IL−13,IL−14)、角質細胞増殖因子、白血病阻害因子、マクロファージ/単球走化性活性化因子、神経成長因子、好中球活性化プロテイン2、血小板由来成長因子、幹細胞因子、トランスフォーミング増殖因子、腫瘍壊死因子および血管内皮増殖因子)の受容体;
細胞接着分子;
アミノ酸などの代謝物の輸送分子;
B−およびT−リンパ球の抗原受容体;及び
リポタンパク質の受容体がある。
なお、特定の標的細胞と、それに特異的な細胞表面マーカーの組み合わせは、下記以外についても、BioGPS(http://biogps.org/)、又はUniProt (http://www.uniprot.org/)から探索することができる。
造血幹細胞(Hematopoietic Stem Cells:HSCs):CD34,CD49,CD90/Thy1
多能性前駆細胞(multipotent progenitor:MPP):CD34
リンパ系共通前駆細胞(Common lymphoid progenitor:CLP):CD34,CD38,CD10,CD45RA
骨髄球性共通前駆細胞(common myeloid progenitor:CMP):CD34,CD38,CD135
巨核球・赤芽球共通前駆細胞(megakaryocyte/erythroid progenitor:MEP):CD34,CD38
顆粒球/マクロファージ前駆細胞(granulocyte/macrophageprogenitor:GMP):CD34,CD38,CD45RA,CD123,CD135
NK細胞:CD56,CD94,NKp46
T細胞:CD3
B細胞:CD19
単球:CD14
マクロファージ:CD11b,CD68,CD163
樹状細胞:CD11c,HLA−DR
好中球:CD11b,CD16,CD18,CD32,CD44,CD55
好酸球:CD45,CD125,CD193,F4/80,Siglec−8
好塩基球:CD22,CD45low,CD123
マスト細胞:CD32,CD33,CD117,CD203c,FcεRI
巨核球:CD41b,CD42a,CD42b,CD61
間葉系幹細胞(Mesenchymal stem cells:MSC):CD44,CD73,CD90,CD105,CD146,CD271
神経幹細胞(Neural Stem Cell:NSC):CD15mid,CD24,CD184
ニューロン:CD15low,CD24
腫瘍:CD15,CD24,CD34,CD44,CD45,CD49f,CD166,CD326,CD338,Her−2/Neu,Lgr5
本発明の別の例においては、標的細胞が、ヒトB細胞であり、IL−4、ODN 2006、CD40受容体を介した刺激、及びBAFF受容体を介した刺激から選択される少なくとも一以上の存在下において前記ウイルスと前記標的細胞とをインビトロで接触させることができる。これにより、細胞の増殖を誘導したり、細胞を活性化することができる。
本発明のさらに別の例においては、標的細胞が、ヒト間葉系幹細胞であり、標的細胞に特異的な抗体が、抗ヒトCD90抗体である。
本発明によれば、目的遺伝子を標的細胞へ導入することができる。 即ち、本発明による遺伝子導入細胞の製造方法は、遺伝子導入方法として利用することができる。
本明細書に記載したウイルスは遺伝子治療剤の有効成分として有用である。即ち、本発明によれば、本明細書に記載したウイルスを含む遺伝子治療剤が提供される。より具体的には、抗体結合タンパク質と水疱性口内炎ウイルスG (VSV-G)タンパク質とのキメラタンパク質と、外来遺伝子とを含むウイルスであって、抗体結合タンパク質が、プロテインLのIgG結合ドメインを含むか、及び/又はプロテインAのIgG結合ドメインを3個以上含む、ウイルスを含む遺伝子治療剤が提供される。本発明の遺伝子治療剤は、有効成分であるウイルスと組み合せて、薬学上許容できる担体又は希釈剤等のその他の成分を含んでいてもよい。本明細書に記載したウイルスを含む遺伝子治療剤を被験者(患者など)に投与することを含む遺伝子治療方法も本発明の範囲内である。
pVSV−G(クロンテック社)をXhoIで部分消化(消化箇所が2箇所以上あるが全部が消化されないように処理している)後、平滑化、電気泳動し約6500bpのバンドを回収し、MinElute Gel Extraction Kit(QIAGEN社)を用いて精製、DNA Ligation Kit Ver.2.1(タカラバイオ社)を用いてライゲーションし、VSV−GのORF下流のXho I部位がPvuIに変換されたプラスミド(pVSV-G(back XhoI to PvuI))を作製した。配列番号1及び配列番号2を全合成し、XhoIとSwaIで消化後、電気泳動しそれぞれ約550bpのバンド及び約560bpのバンドを回収、精製した。pVSV-G(back XhoI to PvuI)をXhoIとSwaIで消化し、脱リン酸化処理後、電気泳動し約6400bpのバンドを回収、精製した。配列番号1及び配列番号2由来の断片それぞれとpVSV−G(back XhoI to PvuI)由来の断片をライゲーションしプラスミドpPA2d−VSV−G、pPG2d−VSV−Gを作製した(図1)。ライゲーションしたプラスミドを用い大腸菌JM109(TOYOBO社)を形質転換し最終濃度100μg/mlのカルベニシリンを含む2×YT寒天培地及び2×YT培地で培養し、配列解析やプラスミド調製を行なった。プラスミドの精製は、QIAprep Spin Miniprep Kit(QIAGEN社)やNucleoBond Xtra Midi(タカラバイオ社)を用いた。
細胞への感染効率を測定するレンチウイルスベクタープラスミドとして、CSIV−CMV−Venusを用いた。CSIV−CMV−MCS−IRES2−Venus(Cancer Sci. 2014 Apr;1054:402−8.)をBalIで部分消化し、Aor51HIで消化後、電気泳動し約9030bpのバンドを回収、精製、ライゲーションし、CSIV−CMV−Venusを作製した。レンチウイルス作製時に用いる、パッケージングプラスミドとしては、3rd Generation pLenti−Combo Mix(アプライドバイオロジカル社)のpLenti−P3A(gag、polのパッケージングプラスミド)及びpLenti−P3B(revのパッケージングプラスミド)を用いた。envのパッケージングプラスミドとしては実施例1に記載のパッケージングプラスミドを用いた。
ヒトB細胞培養のためヒトCD40リガンドとヒトBAFFを発現するフィーダー細胞を作製した。ヒトCD40リガンド(例えば、Eur J Immunol. 1992 Dec;22(12):3191-4.及び、EMBO J. 11 (12), 4313-4321 (1992)、NCBI Reference Sequence: NM_000074)参照)を及びヒトBAFF(例えば、J Exp Med. 1999 Jun 7;189(11):1747-56. 、Science. 1999 Jul 9;285(5425):260-3. 、NCBI Reference Sequence: NM_006573)は文献情報等を元に全合成した。pMSCV−bact−fEPO−wpreをNotIとClaIで消化し、脱リン酸化処理後、電気泳動し約5000bpのバンドを回収、精製した。配列番号10、配列番号11の5’末端をリン酸化した1本鎖DNAを合成し、混合し熱処理後、穏やかに冷却し2本鎖DNAとし、pMSCV−bact−fEPO−wpre由来の断片とライゲーションし、pMSCV−MCS−wpreを作製した。pMSCV−MCS−wpreをNotIとXhoIで消化し、脱リン酸化処理後、電気泳動し約5100bpのバンドを回収、精製した。CSIV−CMV−MCS−IRES2−VenusをNotIとXhoIで消化後、電気泳動し約1300bpのバンドを回収、精製した。pMSCV−MCS−wpre由来の断片とCSIV−CMV−MCS−IRES2−Venus由来の断片をライゲーションし、pMSCV−IRES2−Venus−wpreを作製した。pMSCV−IRES2−Venus−wpreをNotIとEcoRIで消化し、脱リン酸化処理後、電気泳動し約5000bpのバンドを回収、精製した。CSIV−CMV−MCS−IRES2−Venusを鋳型とし、配列番号12、配列番号13をプライマーとしてPCRにより増幅後、電気泳動し約1300bpのバンドを回収、精製した。合成したヒトCD40リガンドcDNAを鋳型として、配列番号14、配列番号15をプライマーとしてPCRにより増幅後、電気泳動し約830bpのバンドを回収、精製した。約1300bpのバンドと約830bpのバンドを鋳型として、配列番号12、配列番号15をプライマーとしてPCRにより増幅後、精製した。これをNotIとEcoRIで消化し、電気泳動し約1400bpのバンドを回収、精製し、pMSCV−IRES2−Venus−wpre由来の断片とライゲーションし、pMSCV−IRES2−CD40L−wpreを作製した。pMSCV−IRES2−CD40L−wpreをNotIで消化し、脱リン酸化処理後、電気泳動し約6400bpのバンドを回収、精製した。合成したヒトBAFFcDNAを鋳型として、配列番号16、配列番号17をプライマーとしてPCRにより増幅後、精製し、NotIで消化し、電気泳動し約900bpのバンドを回収、精製しpMSCV−IRES2−CD40L−wpre由来の断片とライゲーションし、5`LTRプロモーター側にヒトBAFFの開始コドンが挿入されたプラスミドを選択し、pMSCV−BAFF−IRES2−CD40L−wpreを作製した。特許第5198747号に従って、レトロウイルスベクターを作製し、Balb/c 3T3細胞に感染させた。BAFFの発現はHuman BAFF Quantikine ELISA Kit(R&D Systems社)、CD40Lの発現はFITC anti-human CD154 Antibody(バイオレジェンド社)を用いてフローサイトメーターで評価した。BAFFとCD40Lの発現を指標にクローン化してh40LBとした。
E. coli HST04 Competent Cells(タカラバイオ社)をpIRES(タカラバイオ社)で形質転換し、最終濃度100μg/mlのカルベニシリンを含む2×YT培地で培養し、プラスミド調製を行なった。pIRESをClaIで消化後、電気泳動し約4100bpのバンドを回収、精製、ライゲーションし、dpIRESを作製した。dpIRESをSmaIで完全に消化し、脱リン酸化処理後、電気泳動し約4100bpのバンドを回収、精製した。pLVSIN−EF1α Pur(タカラバイオ社)を鋳型とし、配列番号18、配列番号19をプライマーとしてPCRにより増幅した断片を精製、回収し、リン酸化後、電気泳動し約600bpのバンドを回収、精製した。dpIRES由来の断片とpLVSIN−EF1α Pur由来の断片をライゲーションし、IRES側に開始コドンが挿入されたプラスミドを選択しdpIRES−Purを作製した。dpIRES−PurをXhoIとMluIで消化し、脱リン酸化処理後、電気泳動し約4700bpのバンドを回収、精製した。配列番号20、配列番号21の5’末端をリン酸化した1本鎖DNAを合成し、混合し熱処理後、穏やかに冷却し2本鎖DNAとし、dpIRES−Pur由来の断片とライゲーションし、dpCMV−MCS−IRES−Purを作製した。配列番号22を全合成し、NheIとEcoIで消化後、電気泳動しそれぞれ約900bpのバンドを回収、精製した。dpCMV−MCS−IRES−PurをNheIとEcoIで消化し、脱リン酸化処理後、電気泳動し約4700bpのバンドを回収、精製した。配列番号22由来の断片とdpCMV−MCS−IRES−Pur由来の断片をライゲーションし、dpCMV−sCD40L−IRES−Purを作製した。dpCMV−sCD40L IRES−Purを用いて293T細胞を形質転換し、ピューロマイシン存在下で安定発現細胞を選択し293T(sCD40L)をクローン化した。293T(sCD40L)を293 SFM II(Thermo Fisher Scientific社)(2×GlutaMAX(Thermo Fisher Scientific社)を含む)で培養し、上清をStrep−Tactin Sepharose Column(IBA社)で精製した。溶出した精製溶液はVivaspin Turbo 15 (MWCO:10,000)(ザルトリウス社)を用いてPBSに置換した(精製sCD40L)。配列番号23を全合成し、同様の実験を行うことによって、精製sBAFFを得ることができる。CD40LやBAFFはTNFスーパーファミリーに属するホモ三量体のII型膜タンパク質である。CD40LやBAFFの細胞外領域と配列番号24のコイルドコイル配列(Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 1995 Apr 29;348(1323):81-8.)を融合させることにより、活性型の三量体タンパク質として生産することができる。
血液の使用は社内の倫理委員会によって承認され、インフォームドコンセントを条件として行なった。医師・看護師によりテルモ血液バッグCPDA(テルモ社)に採血し、Lymphoprep Tube (tube size: 50mL)(Alere Technologies AS社)を用いて単核球分離を行ないPBMCとした。常法により、ビオチン−抗ヒトCD2抗体(バイオレジェンド社)、ビオチン−抗ヒトCD235a抗体(eBioscience社)を反応させ、CD2、CD235陰性の細胞を、Streptavidin−Particle Plus−DM、BD IMagnet(BD Bioscience Pharmingen社)を用いて回収した。これに、常法によりPE/Cy7抗ヒトCD19抗体を反応させ、ARIAIII(BD バイオサイエンス社)でCD19陽性の細胞ソーティングし、ヒトB細胞を得た。これを、CELLBANKER2(タカラバイオ社)で凍結保存し、凍結B細胞とした。また、採血した血液をRosetteSep human B cell(STEMCELL Technologies社)を用いてB細胞を分離し新鮮B細胞とした。
293T細胞をコラーゲンコートした24ウェルプレートに6×105となるように播種し、Advanced RPMI 1640培地(2×GlutaMAXと10%FBSを含む)(Thermo Fisher Scientific社)で一晩培養した。翌日、0.5 mLのAdvanced RPMI 1640培地(2×GlutaMAXと2%FBSを含む)に交換し、Lipofectamine 3000 Reagent(Thermo Fisher Scientific社)を用いてCSIV−CMV−Venusを0.5 μg及びpLenti−P3Aを0.5 μg及びpLenti−P3Bを0.5 μgと、エンベロープタンパク質発現ベクター(pVSV−G、pCI−VSV−G、pCI−SP−VSV−G)をトランスフェクションした。エンベロープタンパク質発現ベクターは、2μgから1/64μgで検討した。トランスフェクションから4時間後に2mLのAdvanced RPMI 1640培地(2×GlutaMAXと2%FBSを含む)に交換し2日間培養しレンチウイルスベクターを作製した。作製したレンチウイルスベクターは0.8μmのフィルターでろ過してウイルス上清液ストックとし、1mLずつを24ウェルプレートに2×105で播種した293T細胞に一晩感染させた。翌日培地交換し、感染から2日後にAccumax(Innovative Cell Technologies社)で剥離させた細胞をヨウ化プロピジウム溶液(SIGMA社)で染色後、フローサイトメーターで解析し、感染時細胞数(2×105)×生細胞Venus陽性/総生細胞から力価(titer (TU/ml))を算出した。VSV-Gベクター濃度と力価の関係の結果を図3に示す。どのVSV−Gベクターでもウイルスが産生するが、至適ベクター濃度が異なった。これは、ベクター毎にVSV−Gの発現量が異なるためで、各ベクターの発現量はpCI−VSV−G<pCI−SP−VSV−G<pVSV−Gと推察される。ウイルス力価はpVSV−G(1/16 μg/24 ウェルプレート)、pCI−SP−VSV−G(1/2 μg/24 ウェルプレート)、pCI−VSV−G(1 μg/24 ウェルプレート)で高くなっため、pCI−VSV−GはpVSV−Gの1/16前後、pCI−SP−VSV−GはpVSV−Gの1/8前後の発現量であると推察される。
レンチウイルスベクターの作製と力価測定は、実施例6と同様に行なった(図4)。但し、エンベロープタンパク質発現ベクターは、表1のような量比で用いた。B細胞への感染検討は、凍結B細胞を1.25×10の5乗となるように遠心分離し、ウイルス上清液(IL−4 50 ng/mL、IL−2 25 U/mL、sCD40L 400 ng/mL、sBAFF 100 ng/mLを含む)1 mLで懸濁し24ウェルプレートに播種し一晩感染させた。翌日、細胞を遠心分離し、Advanced RPMI 1640(2% FBS、IL−4 50 ng/mL、IL−2 25 U/mL、sCD40L 400 ng/mL、sBAFF 100 ng/mL、A286982 2 μM) に懸濁し培養を続けた。3日後、細胞を遠心分離し、Advanced RPMI 1640(2% FBS、IL−21 10 ng/mL、IL−2 25 U/mL、sCD40L 400 ng/mL、sBAFF 100 ng/mL、A286982 2 μM)に懸濁し培養を続けた。3日後、ヨウ化プロピジウム溶液染色後、フローサイトメーターで解析し、Venus陽性細胞の割合い(%)を算出した。結果を図4に示す。PA又はPLとVSV−Gタンパク質のキメラエンベロープタンパク質発現ベクターを用いることにより、B細胞への感染効率が顕著に増加している。PGとVSV−Gタンパク質のキメラエンベロープタンパク質発現ベクターでは、pVSV−GよりもB細胞への感染効率は低下した。また、PAでドメイン数を、2ドメインから3ドメインに増やすことにより力価あたりの感染効率が約1.8倍に増加した。
293T細胞をコラーゲンコートした12ウェルプレートに1.1×106となるように播種し、Advanced RPMI1640培地(2×GlutaMAXと10%FBSを含む)で一晩培養した。翌日、1mLのAdvanced RPMI1640培地(2×GlutaMAXと2%FBS(ultra−low IgG)(Thermo Fisher Scientific社)を含む)に交換し、Lipofectamine 3000 Reagentを用いてCSIV−CMV−Venusを1 μg及びpLenti−P3Aを1μg及びpLenti−P3Bを1μgとpVSV−Gを0.125μgとキメラエンベロープタンパク質発現ベクター0.25μgをトランスフェクションした。トランスフェクションから4時間後に5mLのAdvanced RPMI1640培地(2×GlutaMAXと2%FBS(ultra−low IgG)を含む)に交換し2日間培養しレンチウイルスベクターを作製した。作製したレンチウイルスベクターは0.8μmのフィルターでろ過してウイルス上清液ストックとした。24ウェルプレートに293T細胞を1.3×105で播種し、1mLのAdvancedDMEM培地(Thermo Fisher Scientific社)(2×GlutaMAXと2%FBSを含む)で培養した。これに、0.2mLずつのウイルス上清液ストックを添加し一晩感染させた。翌日培地交換し、感染から5日後にAccumaxで剥離させた細胞をヨウ化プロピジウム溶液で染色後、フローサイトメーターで解析し、感染時細胞数(1.3×105)×生細胞Venus陽性/総生細胞から力価(titer (TU/ml))を算出した。抗体結合タンパク質のドメイン数と力価の関係の結果を図5に示す。凍結B細胞をAdvanced RPMI1640(2%FBS(ultra−low IgG)、IL−4 50ng/mL、IL−2 25U/mL、sCD40L 400ng/mL、sBAFF 100ng/mL、A286982 2μMを含む)で2日間培養した。これを遠心分離し、5000個のB細胞にウイルス上清液ストック1mLを感染させた。2時間後遠心分離し、B細胞をフィーダー細胞(前日に24ウェルプレートに1×105となるように播種したh40LB)上に播種し、Advanced RPMI1640(2% FBS、IL−21 10ng/mL、IL−2 25U/mLを含む)で培養した。5日後、Accutase(Innovative Cell Technologies社)で細胞を剥離、遠心分離した。これに常法により、Alexa Fluor 647抗ヒトCD19抗体を反応させ、ヨウ化プロピジウム溶液染色後、フローサイトメーターで解析し、CD19陽性細胞をB細胞として、生存B細胞中のVenus陽性B細胞の割合い(%)を算出した。抗体結合タンパク質のドメイン数とB細胞への感染効率の結果を図5に示す。pVSV−Gでは、感染効率は1%未満であったが、キメラエンベロープタンパク質ではどのドメイン数でも6%以上の感染効率を示した。PLとPAを組み合わせたものでも、B細胞への感染効率は7%以上であった。PA、PLどちらにおいても、6〜12ドメインで3ドメインより高いB細胞への感染効率を示した。
293T細胞をコラーゲンコートした24ウェルプレートに6×105となるように播種し、Advanced DMEM培地(2×GlutaMAXと10%FBSを含む)で一晩培養した。翌日、0.5mLのAdvanced DMEM培地(2×GlutaMAXと2%FBS(ultra−low IgG)と10 mM HEPES(Thermo Fisher Scientific社)を含む)に交換し、Lipofectamine 3000 Reagentを用いてCSIV−CMV−Venusを0.5μg及びpLenti−P3Aを0.5μg及びpLenti−P3Bを0.5μgと、エンベローププラスミドを表2、3、4の量比でトランスフェクションした。トランスフェクションから4時間後に2mLのAdvanced DMEM培地(2×GlutaMAXと2%FBS(ultra−low IgG)と10mM HEPESを含む)に交換し2日間培養しレンチウイルスベクターを作製した。作製したレンチウイルスベクターは0.8μmのフィルターでろ過してウイルス上清液ストックとした。10μLずつを24ウェルプレートに5×105で播種した293T細胞に一晩感染させた(2mLのAdvancedDMEM培地(2×GlutaMAXと2%FBSを含む)で培養)。翌日培地交換し、感染から2日後にAccumaxで剥離させた細胞をヨウ化プロピジウム溶液で染色後、フローサイトメーターで解析し、感染時細胞数(5×105)×生細胞Venus陽性/総生細胞から力価(titer (TU/ml))を算出した。表2、3、4の結果を図6、7、8に示す。凍結B細胞を5×104となるように遠心分離し、ウイルス上清液(IL−4 50ng/mL、IL−2 25U/mL、sCD40L 400ng/mL、sBAFF 100ng/mLを含む)1mLで懸濁し24ウェルプレートに播種し一晩感染させた。これを遠心分離し、B細胞をフィーダー細胞(前日に24ウェルプレートに1×105となるように播種したh40LB)上に播種し、Advanced RPMI1640(2% FBS(ultra−low IgG)、IL−21 10ng/mL、IL−2 25U/mLを含む)で培養した。5日後、Accutaseで細胞を剥離、遠心分離した。これに常法により、Alexa Fluor 647抗ヒトCD19抗体とBrilliant Violet 421抗マウスH−2Kd抗体を反応させ、ヨウ化プロピジウム溶液染色後、フローサイトメーターで解析し、ヒトCD19陽性、マウスH−2Kd陰性細胞をB細胞として、生存B細胞中のVenus陽性B細胞の割合い(%)を算出した。表2、3、4の結果を図6、7、8に示す。図6からキメラエンベロープベクターの比率が増えるに連れてウイルス力価が低下する傾向が見られる。一方で、B細胞への感染は、pVSV−G:pCI−SP−PL6d−VSV−Gが64:32で最大となった。実施例6(図3)の結果から、pCI−SP−VSV−GはpVSV−Gの1/8前後であったため、ウイルスベクター上でVSV−Gタンパク質:キメラエンベロープタンパク質が16:1前後でB細胞への感染効率が高いと推定される。図7でpVSV−Gとキメラエンベロープベクターの比率をより細かく調べた。pVSV−G:pCI−SP−PA6d−VSV−Gでは5:5、pVSV−G:pCI−SP−PL6d−VSV−Gでは5:4でB細胞への感染効率が最大となった。pVSV−G:pCI−SP−PA6d−VSV−Gでは、pCI−SP−PA6d−VSV−Gの比率がもっと多くてもよい可能性がある。図8でpCI−SP−VSV−Gとキメラエンベロープベクターの比率を調べた。pCI−SP−VSV−G:pCI−SP−PA6d−VSV−Gでは16:8、pCI−SP−VSV−G:pCI−SP−PL6d−VSV−Gでは16:2でB細胞への感染効率が最大となった。pCI−SP−PA6d−VSV−Gでは、pCI−SP−PL6d−VSV−Gに比べてより多くのベクター量が必要となる。
293T細胞をコラーゲンコートした6ウェルプレートに3×106となるように播種し、Advanced DMEM培地(2×GlutaMAXと10%FBSを含む)で一晩培養した。翌日、2mLのAdvanced DMEM培地(2×GlutaMAXと2%FBS(ultra−low IgG)とを含むと10mM HEPESを含む)に交換し、Lipofectamine 3000 Reagentを用いてCSIV−CMV−Venusを2.5μg及びpLenti−P3Aを2.5μg及びpLenti−P3Bを2.5μgと、pVSV−Gを0.625μg、又はpVSV−Gを0.625μgとpCI−SP−PA6d−GS2−VSV−G、又はpVSV−Gを0.625μgとpCI−SP−PL6d−GS2−VSV−Gを0.625μgをトランスフェクションした。トランスフェクションから4時間後に12mLのAdvanced DMEM培地(2×GlutaMAXと2%FBS(ultra−low IgG)と10mM HEPESを含む)に交換し2日間培養しレンチウイルスベクターを作製した。作製したレンチウイルスベクターは0.8μmのフィルターでろ過してウイルス上清液ストックとした。10μLずつを24ウェルプレートに5×105で播種した293T細胞に一晩感染させた(2mLのAdvanced DMEM培地(2×GlutaMAXと2%FBSを含む)で培養)。翌日培地交換し、感染から5日後にAccumaxで剥離させた細胞をDRAQ7(BioStatus Limited社)で染色後、フローサイトメーターで解析し、感染時細胞数(5×105)×生細胞Venus陽性/総生細胞から力価(titer (TU/ml))を算出した。結果を図9に示す。1×106のPBMCを常法により、抗ヒトCD3抗体、又は、抗ヒトCD8a抗体、又は、抗ヒトCD11a抗体、又は、抗ヒトCD19抗体(バイオレジェンド社)と1.0 μg/mlの濃度で反応させ、PBSによる洗浄で余剰の抗体をよく取り除いた後、1 mLのウイルス上清液ストックを用い、37℃で30分間感染させた。遠心分離でウイルス液を除いた後、Advanced RPMI1640(2% FBS(ultra−low IgG)、IL−2 600U/mL、抗ヒトCD3抗体 30ng/mLを含む)で4日間培養した。これに常法により、APC抗ヒトCD3抗体とBrilliant Violet 421抗ヒトCD19抗体を反応させ、ヨウ化プロピジウム溶液染色後、フローサイトメーターで解析し、CD3陽性、CD19陰性細胞をT細胞として、生存T細胞中のVenus陽性T細胞の割合い(%)を算出した。結果を図9に示す。pCI−SP−PA6d−GS2−VSV−Gを用いた際、T細胞表面に発現していると考えられるCD3、又はCD8a、又はCD11aと、抗ヒトCD3抗体、又は、抗ヒトCD8a抗体、又は、抗ヒトCD11a抗体とを介してT細胞への感染効率が向上した。pCI−SP−PL6d−GS2−VSV−Gでは、pVSV−Gよりは感染効率が高いが、pCI−SP−PA6d−GS2−VSV−Gほどの感染効率の向上は見られない。PAとPLでは、抗体への結合領域が違うため抗体を介した感染効率に影響している可能性がある。
GP293細胞をコラーゲンコートした12ウェルプレートに1.5×106となるように播種し、Advanced DMEM培地(2×GlutaMAXと10mM HEPESと10%FBSを含む)で一晩培養した。翌日、1mLのAdvanced DMEM培地(2×GlutaMAXと10mM HEPESと10%FBS(ultra−low IgG)を含む)に交換し、Lipofectamine 3000 Reagentを用いてpMSCV−bact−Venus−wpreを2μgと、pVSV−Gを0.5μg又はpVSV−Gを0.5μgとpCI−SP−PA6d−GS2−VSV−Gを0.5μg又はpVSV−Gを0.5μgとpCI−SP−PL6d−GS2−VSV−Gを0.5 μgをトランスフェクションした。トランスフェクションから4時間後に5mLのAdvanced DMEM培地(2×GlutaMAXと10%FBS又は10%FBS(ultra−low IgG)を含む)に交換し2日間培養しレトロウイルスベクターを作製した。作製したレトロウイルスベクターは0.8μmのフィルターでろ過してウイルス上清液ストックとした。20μLずつを24ウェルプレートに5.0×105で播種した293T細胞に一晩感染させた(2mLのAdvanced DMEM培地(2×GlutaMAXと2%FBSを含む)で培養)。翌日培地交換し、感染から5日後にAccumaxで剥離させた細胞をヨウ化プロピジウム溶液染色後、フローサイトメーターで解析し、感染時細胞数(5.0×105)×生細胞Venus陽性/総生細胞から力価(titer (TU/ml))を算出した。結果を図10に示す。凍結B細胞を解凍、遠心分離し、8000個のB細胞にウイルス上清液ストック1mLを感染させた。2時間後遠心分離し、B細胞をフィーダー細胞(前日に24ウェルプレートに1×105となるように播種したh40LB)上に播種し、Advanced RPMI1640(2% FBS(ultra−low IgG)、IL−21 10ng/mL、IL−2 25U/mLを含む)で培養した。5日後、Accutaseで細胞を剥離、遠心分離した。これに常法により、Alexa Fluor 647抗ヒトCD19抗体とBrilliant Violet 421抗マウスH−2Kd抗体を反応させ、ヨウ化プロピジウム溶液染色後、フローサイトメーターで解析し、ヒトCD19陽性、マウスH−2Kd陰性細胞をB細胞として、生存B細胞中のVenus陽性B細胞の割合い(%)を算出した。結果を図10に示す。レンチウイルス以外のレトロウイルスでは、レンチウイルスの場合よりB細胞への感染効率は低いが、pVSV−Gに比べてキメラエンベロープタンパク質発現ベクター用いた際に感染効率が向上している。また、キメラエンベロープタンパク質発現ベクター用いた際にFBS(ultra−low IgG)の利用で力価、B細胞への感染効率ともに向上している。
レンチウイルス上清液ストックを実施例6と同様に調製した。20mLを、42,200 ×g、4℃で2時間遠心分離した。それぞれの沈殿を1mLのAdvanced RPMI1640(IL−4 50ng/mL、IL−2 25U/mL、sCD40L 400ng/mL、sBAFF 100ng/mL、ODN 2006(ミルテニーバイオテク社) 2.5μg/mLを含む)に懸濁し、濃縮レンチウイルス液を作製した。濃縮レンチウイルス液1μLずつを24ウェルプレートに2×105で播種した293T細胞に一晩感染させた。翌日培地交換し、感染から2日後にAccumax(Innovative Cell Technologies社)で剥離させた細胞をヨウ化プロピジウム溶液(SIGMA社)で染色後、フローサイトメーターで解析し、感染時細胞数(2×105)×生細胞Venus陽性/総生細胞から力価(titer (TU/ml))を算出した。VSV-Gベクター濃度と力価の関係の結果を図11に示す。新鮮B細胞を遠心分離し、1×105個とし、これに濃縮レンチウイルス液1mLを感染させた。6時間後遠心分離し、B細胞をフィーダー細胞(前日に6ウェルプレートに5×105となるように播種したh40LB)上に播種し、Advanced RPMI 1640(2% FBS(ultra−low IgG)、IL−4 50ng/mL、IL−2 25U/mLを含む)で培養した。2日後、培地をAdvanced RPMI 1640(2% FBS(ultra−low IgG)、IL−21 10ng/mL、IL−2 25U/mLを含む)に交換し培養を続けた。2日後、Accutaseで細胞を剥離、遠心分離した。これに常法により、Alexa Fluor 647抗ヒトCD19抗体を反応させ、ヨウ化プロピジウム溶液染色後、フローサイトメーターで解析し、ヒトCD19陽性細胞をB細胞として、生存B細胞中のVenus陽性B細胞の割合い(図11)を算出した。結果を図11に示す。新鮮B細胞や濃縮レンチウイルスやTOLL様受容体からの刺激を組み合わせることによってB細胞への感染効率を向上させることができる。また、新鮮B細胞はB細胞に対する抗体は添加せずに調製している。抗体を別途添加しなくてもB細胞上のBCRを介してキメラエンベロープタンパク質発現ベクターを利用することにより、効率よくB細胞にウイルスベクターを感染させることが出来た。
293T細胞をコラーゲンコートした6ウェルプレートに3×106となるように播種し、Advanced DMEM培地(2×GlutaMAXと10%FBSを含む)で一晩培養した。翌日、2mLのAdvanced DMEM培地(2×GlutaMAXと2%FBS(ultra−low IgG)とを含むと10mM HEPESを含む)に交換し、Lipofectamine 3000 Reagentを用いてCSIV−CMV−Venusを2.5μg及びpLenti−P3Aを2.5μg及びpLenti−P3Bを2.5μgとpVSV−Gを0.625μgとpCI−SP−PA6d−GS2−VSV−Gを0.625μgをトランスフェクションした。トランスフェクションから4時間後に12mLのAdvanced DMEM培地(2×GlutaMAXと2%FBS(ultra−low IgG)と10mM HEPESを含む)に交換し2日間培養しレンチウイルスベクターを作製した。作製したレンチウイルスベクターは0.8μmのフィルターでろ過してウイルス上清液ストックとした。Advanced DMEM培地(2×GlutaMAXと2%FBSを含む)で培養した5×105のヒト骨髄MSC(プロモセル社)を常法により、抗ヒトCD90抗体(バイオレジェンド社)と1.0 μg/mlの濃度で反応させ、PBSによる洗浄で余剰の抗体をよく取り除いた後、2 mLのウイルス上清液ストックを用い、37℃で1時間感染させた。遠心分離でウイルス液を除いた後、Advanced DMEM(2×GlutaMAXと2% FBS(ultra−low IgG)を含む)で24ウェルプレートに播種した。翌日培地交換し、感染から3日後にAccumaxで剥離させた細胞をDRAQ7で染色後、フローサイトメーターで解析し、生存MSC中のVenus陽性細胞の割合い(%)を算出した。結果を図12に示す。MSC上に発現しているCD90に対する抗CD90抗体を添加して感染させたときは、抗体を添加せずに感染させたときに比べて感染効率の向上が見られた。
Claims (25)
- (i)抗体結合タンパク質と水疱性口内炎ウイルスG (VSV-G)タンパク質とのキメラタンパク質と、外来遺伝子とを含むウイルスと;
(ii)標的細胞と前記標的細胞に特異的な抗体、及び/又は膜型抗体を含む標的細胞;
とをインビトロで接触させることにより標的細胞にウイルスをインビトロで感染させる工程を含む、遺伝子導入細胞の製造方法。 - 抗体結合タンパク質が、プロテインAのIgG結合ドメイン及びプロテインLのIgG結合ドメインのうちの何れか又は両方を含む、請求項1に記載の遺伝子導入細胞の製造方法。
- 抗体結合タンパク質が、プロテインAのIgG結合ドメインを3個以上含む、請求項2に記載の遺伝子導入細胞の製造方法。
- 抗体結合タンパク質が、プロテインLのIgG結合ドメインを3個以上含む、請求項2又は3に記載の遺伝子導入細胞の製造方法。
- 前記キメラタンパク質において、抗体結合タンパク質が、水疱性口内炎ウイルスG (VSV-G)タンパク質のN末端側に存在している、請求項1から4の何れか一項に記載の遺伝子導入細胞の製造方法。
- ウイルスが、レトロウイルスである、請求項1から5の何れか一項に記載の遺伝子導入細胞の製造方法。
- レトロウイルスが、レンチウイルスである、請求項6に記載の遺伝子導入細胞の製造方法。
- 標的細胞が、ヒト初代細胞、ヒト人工多能性幹細胞(iPS細胞)、ヒト胚性幹細胞(ES細胞)、ヒト間葉系幹細胞、及び前記細胞から分化誘導された細胞の何れか一種以上である、請求項1から7の何れか一項に記載の遺伝子導入細胞の製造方法。
- 標的細胞が末梢血単核球細胞である、請求項1から8の何れか一項に記載の遺伝子導入細胞の製造方法。
- 標的細胞が、ヒトB細胞、ヒトT細胞又はヒト間葉系幹細胞である、請求項1から8の何れか一項に記載の遺伝子導入細胞の製造方法。
- 標的細胞が、ヒトT細胞であり、標的細胞に特異的な抗体が、抗ヒトCD3抗体、抗ヒトCD8a抗体及び抗ヒトCD11a抗体から選択される少なくとも一以上である、請求項1から10の何れか一項に記載の遺伝子導入細胞の製造方法。
- 標的細胞が、ヒトB細胞であり、IL−4、ODN 2006、CD40受容体を介した刺激、及びBAFF受容体を介した刺激から選択される少なくとも一以上の存在下において前記ウイルスと前記標的細胞とをインビトロで接触させる、請求項1から10の何れか一項に記載の遺伝子導入細胞の製造方法。
- 標的細胞が、ヒト間葉系幹細胞であり、標的細胞に特異的な抗体が、抗ヒトCD90抗体である、請求項1から10の何れか一項に記載の遺伝子導入細胞の製造方法。
- 抗体結合タンパク質と水疱性口内炎ウイルスG (VSV-G)タンパク質とのキメラタンパク質を含むウイルスが、前記キメラタンパク質以外に、水疱性口内炎ウイルスG (VSV-G)タンパク質を含む、請求項1から11の何れか一項に記載の遺伝子導入細胞の製造方法。
- 前記ウイルスにおける、前記キメラタンパク質と、前記水疱性口内炎ウイルスG (VSV-G)タンパク質のモル比が、1:1〜1:512の範囲内である、請求項14に記載の遺伝子導入細胞の製造方法。
- 抗体結合タンパク質と水疱性口内炎ウイルスG (VSV-G)タンパク質とのキメラタンパク質を含むウイルスが、抗体結合タンパク質と水疱性口内炎ウイルスG (VSV-G)タンパク質とのキメラタンパク質をコードする塩基配列を含むプラスミドベクターと、抗体結合タンパク質をコードする塩基配列を含まず、水疱性口内炎ウイルスG (VSV-G)タンパク質をコードする塩基配列を含むプラスミドベクターとを組み合わせて使用することによって製造されたものである、請求項1から15の何れか一項に記載の遺伝子導入細胞の製造方法。
- 抗体結合タンパク質をコードする塩基配列を含まず、水疱性口内炎ウイルスG (VSV-G)タンパク質をコードする塩基配列を含むプラスミドベクターと、抗体結合タンパク質と水疱性口内炎ウイルスG (VSV-G)タンパク質とのキメラタンパク質をコードする塩基配列を含むプラスミドベクターとの質量比が64:1〜64:256の範囲内である、請求項16に記載の遺伝子導入細胞の製造方法。
- 抗体結合タンパク質と水疱性口内炎ウイルスG (VSV-G)タンパク質とのキメラタンパク質と、外来遺伝子とを含むウイルスであって、抗体結合タンパク質が、プロテインLのIgG結合ドメインを含むか、及び/又はプロテインAのIgG結合ドメインを3個以上含む、ウイルス。
- ウイルスが、レトロウイルスである、請求項18に記載のウイルス。
- レトロウイルスが、レンチウイルスである、請求項19に記載のウイルス。
- 請求項18から20の何れか一項に記載のウイルスを含む遺伝子治療剤。
- 請求項1から17の何れか一項に記載の遺伝子導入細胞の製造方法により得られる遺伝子導入細胞。
- 請求項18から20の何れか一項に記載のウイルスが感染している遺伝子導入細胞。
- 抗体結合タンパク質と水疱性口内炎ウイルスG (VSV-G)タンパク質とのキメラタンパク質をコードする塩基配列を含むプラスミドベクター。
- ヒト初代細胞、ヒト人工多能性幹細胞(iPS細胞)、ヒト胚性幹細胞(ES細胞)又はヒト間葉系幹細胞から選択される標的細胞と、前記標的細胞に特異的な抗体とを含む、請求項1から17の何れか一項に記載の遺伝子導入細胞の製造方法を行うためのキット。
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