KR20010012313A - Techniques and compositions for treating heart failure and ventricular remodeling by in vivo delivery of angiogenic transgenes - Google Patents

Techniques and compositions for treating heart failure and ventricular remodeling by in vivo delivery of angiogenic transgenes Download PDF

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KR20010012313A
KR20010012313A KR1019997010265A KR19997010265A KR20010012313A KR 20010012313 A KR20010012313 A KR 20010012313A KR 1019997010265 A KR1019997010265 A KR 1019997010265A KR 19997010265 A KR19997010265 A KR 19997010265A KR 20010012313 A KR20010012313 A KR 20010012313A
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KR1019997010265A
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하몬드에이치.커크
켈리탐신엘.
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더 리젠츠 오브 더 유니버시티 오브 캘리포니아
컬래터럴 테러퓨틱스
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Abstract

울혈성 심장질환(팽창된 심근증과 심한 관상동맥질병과 연관된 울혈성 심장 질환 포함)을 가진 환자의 치료와 심근경색후 해로운 심실 리모델링 예방 또는 완화를 위한 방법이 제공된다. 본발명의 바람직한 방법은 유전자를 함유하는 벡터의 심장으로 가는 혈관으로의 직접 주입에 의해 혈관 형성성 단백질 또는 펩티드를 코딩하는 유전자를 심근으로 생체내 송달하는 것을 포함한다.Methods are provided for the treatment of patients with congestive heart disease (including congestive heart disease associated with expanded cardiomyopathy and severe coronary artery disease) and for preventing or alleviating harmful ventricular remodeling after myocardial infarction. Preferred methods of the present invention include in vivo delivery of genes encoding angiogenic proteins or peptides to the myocardium by direct injection into the heart of a vector containing the gene.

Description

혈관형성성 트랜스유전자의 생체내 송달에 의한 심장 질환 및 심실 리모델링을 치료하기 위한 방법 및 조성물{TECHNIQUES AND COMPOSITIONS FOR TREATING HEART FAILURE AND VENTRICULAR REMODELING BY IN VIVO DELIVERY OF ANGIOGENIC TRANSGENES}TECHNIQUES AND COMPOSITIONS FOR TREATING HEART FAILURE AND VENTRICULAR REMODELING BY IN VIVO DELIVERY OF ANGIOGENIC TRANSGENES}

미국에서 3 백만 내지 4 백만명의 성인이 울혈성 심장 질환 (이하 "CHF" 로 약칭함)에 걸려 있으며 CHF 의 발생율도 증가하고 있는 것으로 보고되고 있다(Baughman, K., Cardiology Clinics 13:27-34, 1995 참조). 해마다 미국의 병원에서는 CHF 가 가장 빈번한 비-선택적 입원사유이며, 500,000 명의 환자가 퇴원진단을 받는다. 일단 심장 질환의 증상이 어느 정도 심각해지면, 그 예후는 대부분의 암보다도 나빠져서 그러한 환자들의 50 % 가 2 년 이내에 사망한다(Braunwald, E.(ed), In: Heart Disease, W. B. Saunders, Philadelphia, page 471-485, 1988). 의료적 치료법이 심장 질환의 증상(예컨대 부종, 운동 과민증 및 가쁜 숨)을 초기에 약화시킬 수 있으며, 어떤 경우에는 생명을 연장시킬 수도 있다. 그러나, 이들 질병에 대한 예후는 의료적인 치료가 진행된다 하더라도, 두려운 것으로 남는다(Baughman, K., Cardiology Clinics 13:27-34, 1995).Three to four million adults in the United States have congestive heart disease (abbreviated as "CHF") and the incidence of CHF is reported to increase (Baughman, K., Cardiology Clinics 13: 27-34). , 1995). Each year, CHF is the most frequent non-selective cause of hospitalization in US hospitals, and 500,000 patients are diagnosed with discharge. Once the symptoms of heart disease become more severe, the prognosis is worse than most cancers, with 50% of those patients dying within two years (Braunwald, E. (ed), In: Heart Disease, WB Saunders, Philadelphia, page 471-485, 1988). Medical therapies can initially weaken symptoms of heart disease (such as edema, motor intolerance and shortness of breath), and in some cases, may prolong life. However, the prognosis for these diseases remains fearful even if medical treatment is advanced (Baughman, K., Cardiology Clinics 13: 27-34, 1995).

CHF 는 부적당한 심장 유출을 초래함으로써 대사상의 요구와 부딪치게 되는 비정상적인 심장 기능으로서 규정된다(Braunwald, E.(ed), In: Heart Disease, W.B. Saunders, Philadelphia, page 426, 1988). 그러한 증상으로는 가쁜 숨, 피로, 허약, 다리 부기 및 운동 과민증이 있다. 물리적 실험시에는, 심장 질환에 걸려 있는 환자들은 박동 및 호흡 속도가 증가하는 경향이 있으며, 라르 (폐에 유체가 있다는 표시), 부종, 경정맥 팽창, 및 일반적으로 심장 비대를 나타낸다. CHF 의 가장 통상적인 원인은 심장 근육에 혈액을 공급하는 관상 동맥의 차단을 유발하는 아테로마성 동맥경화증이다. 궁극적으로 그러한 차단은 심근경색 (심장 근육의 사망)과 계속해서 심장 기능의 쇠퇴와 결과적으로 심장의 정지를 초래할 수 있다. CHF 의 다른 원인으로는 심장판막성 심장 질환, 고혈압, 심장의 바이러스성 감염, 알코올 및 당뇨병이 있다. 어떤 경우의 심장 질환은 뚜렷한 병인학 없이도 발생하며, 그런 경우 특발성이라 불린다.CHF is defined as an abnormal heart function that encounters metabolic needs by causing inadequate cardiac outflow (Braunwald, E. (ed), In: Heart Disease, W.B. Saunders, Philadelphia, page 426, 1988). Such symptoms include shortness of breath, fatigue, weakness, swelling of the legs and hypersensitivity to exercise. In physical experiments, patients with heart disease tend to have increased heart rate and respiratory rate, showing lar (indicative of fluid in the lungs), edema, jugular swelling, and generally cardiac hypertrophy. The most common cause of CHF is atherosclerosis, which causes blockage of the coronary arteries that supply the heart muscle. Ultimately, such blockade can lead to myocardial infarction (death of heart muscle) and subsequent loss of heart function and consequently cardiac arrest. Other causes of CHF include heart valve heart disease, high blood pressure, viral infections of the heart, alcohol and diabetes. In some cases, heart disease occurs without pronounced etiology, in which case it is called idiopathic.

CHF 에 대한 현재의 치료법으로는 약리학적 치료법, 관상동맥 혈관이식 과정 (예컨대 관상동맥 우회 수술 및 혈관형성술), 및 심장 이식법이 있다. 약리학적 치료법은 심장의 수축력을 증가시킴 (디기탈리스 및 β-아드레날린작용성 수용체 아고니스트와 같은 근융수축성 제제를 사용함에 의해)으로써 폐 및 다른 곳에서의 유체 축적을 감소시키고 (이뇨제 사용에 의함), 심장의 일을 감소시키는 것(안지오텐상 전환 효소 억제제와 같은 전신성 혈관 저항을 감소시키는 제제를 사용함에 의해) 것에 향해 있다. β-아드레날린작용성 수용체 길항제도 또한 시험되었다. 그러한 약리학적 제제들은 증상을 개선시키고 잠재적으로 생명을 연장시킬 수 있는 한편으로, 대부분의 경우 예후는 여전히 두려운 것으로 남아있다.Current treatments for CHF include pharmacological therapies, coronary angioplasty processes (such as coronary artery bypass surgery and angioplasty), and heart transplantation. Pharmacological treatments increase the contractile force of the heart (by using myelastic contractile agents such as digitalis and β-adrenergic receptor agonists) to reduce fluid accumulation in the lungs and elsewhere (by using diuretics), To reduce the work of the heart (by using agents that reduce systemic vascular resistance, such as angiotensive converting enzyme inhibitors). β-adrenergic receptor antagonists were also tested. Such pharmacological agents can improve symptoms and potentially prolong life, while in most cases the prognosis remains scary.

관련된 관상동맥 질병으로 인한 심장 질환에 걸려 있는 일부의 환자들은 최소한 일시적으로는 관상동맥 우회 수술 및 혈관형성술과 같은 혈관이식 과정에 의하여 효과를 볼 수 있다. 그러한 과정들은 심장 근육이 사망한 것이 아니라 부적절한 혈행 때문에 기능장애를 나타내는 것일 때 일시적으로 유익한 것이다. 만약 정상적인 관상동맥 혈행이 복귀된다면, 생존가능한 기능장애를 일으킨 심근이 보다 정상적으로 수축할 것이며, 심장 기능도 개선될 것이다. 그러나, 부적절한 미소혈관 베드(bed:상) 때문에, 혈관이식으로 CHF 에 걸려 있는 환자들에서, 비록 때로는 약간의 개선점이 주지되기는 하지만 심장의 기능이 정상적인 또는 거의 정상에 가까운 수준으로 거의 복귀되지 못한다.Some patients with heart disease from related coronary artery disease may benefit, at least temporarily, by angioplasty processes such as coronary artery bypass surgery and angiogenesis. Such processes are temporarily beneficial when the heart muscle is not dying but exhibits dysfunction due to inadequate blood circulation. If normal coronary blood circulation is restored, myocardium causing viable dysfunction will contract more normally and heart function will improve. However, due to inadequate microvascular beds, in patients suffering from CHF due to angioplasty, the cardiac function rarely returns to normal or near normal levels, although sometimes some improvement is noted.

심장 이식은 다른 심각한 질병이 없고 상대적으로 젊은 환자들에 대한 적당한 선택일 수 있지만, 이것은 아주 적은 수의 심장질환 환자에게만 선택의 기회가 주어지고, 매우 비용이 많이 든다. 요약하면, CHF 는 매우 불량한 예후를 가지고 있으며 현재의 치료법에는 거의 부합하지 못한다.Cardiac transplantation may be a suitable choice for relatively young patients without other serious illnesses, but this is a very expensive option, with only a small number of patients with cardiac disease. In summary, CHF has a very poor prognosis and is hardly compatible with current therapies.

나아가 CHF 와 관련된 생리적 상태를 복잡하게 하는 것들은 심장이 기능장애에 걸려 있는 환자들에서 발생하기 쉬운 경향이 있는 다양한 천연 적응이다. 비록 이들 천연 반응들이 초기에는 심장 기능을 개선시키지만, 궁극적으로는 CHF 를 악화시키고, 치료를 혼란스럽게 하며, 생존시에도 부작용을 나타낼 수 있는 문제점들을 초래한다. CHF 에서 통상적으로 관찰되는 그러한 적응성 반응으로는 세 가지가 있다: (i) 나트륨 재흡수의 변화에 의해 유도되는 부피 보유, 이것은 혈장 부피를 확장시키며 초기에는 심장의 유출을 개선시킨다; (ii) 상대적으로 정상적인 벽 장력을 유지하면서 스트로우크 부피를 증가시킬 수 있는 심장의 팽창 (확장 및 비대로부터); 및 (iii) 심장의 β-아드레날린작용성 수용체와의 상호작용에 의하여 심박의 및 수축력을 증가시키는 경향이 있고, 그로써 심장의 유출을 증가시키는, 심장에 부딪치는 아드레날린작용성 신경 말단으로부터의 증가된 노르에피네프린 방출. 그러나, 이들 세가지 천연 적응의 각각은 궁극적으로는 다양한 반응에 대하여 실패하는 경향이 있다. 특히, 유체 보유는 부종 및 호흡에 손상을 주는 폐 안의 유체 보유를 초래할 경향이 있다. 심장의 확대는 후속되는 심각한 확장 및 증가된 벽 장력을 수반하는 해로운 좌심실 리모델링을 유도할 수 있으며, 따라서 CHF 를 악화시킨다. 마지막으로, 노르에피네프린에 대한 심장의 장기간의 노출은 심장이 아드레날린작용성 자극에 대해 반응하지 않도록 만드는 경향이 있으며, 불량한 예후와 연관되어 있다.Further complicating the physiological conditions associated with CHF are various natural adaptations that tend to occur in patients with cardiac dysfunction. Although these natural reactions initially improve cardiac function, they ultimately lead to problems that can worsen CHF, confuse treatment, and cause side effects in survival. There are three such adaptive reactions commonly observed in CHF: (i) volume retention induced by changes in sodium resorption, which expands plasma volume and initially improves cardiac outflow; (ii) swelling of the heart (from dilatation and hypertrophy), which can increase stroke volume while maintaining relatively normal wall tension; And (iii) increased tendency to increase heart rate and contractility by interacting with the heart's β-adrenergic receptors, thereby increasing the outflow of the heart, thereby increasing the adrenergic nerve endings impinging on the heart. Norepinephrine release. However, each of these three natural adaptations ultimately tends to fail for various responses. In particular, fluid retention tends to result in fluid retention in the lung that damages edema and respiration. Enlargement of the heart can lead to detrimental left ventricular remodeling with subsequent severe dilation and increased wall tension, thus exacerbating CHF. Finally, prolonged exposure of the heart to norepinephrine tends to make the heart unresponsive to adrenergic stimuli and is associated with poor prognosis.

혈관형성은 일반적으로 혈관의 발생 및 분화에 대해 언급된다. 많은 단백질들, 전형적으로 "혈관형성성 단백질들"로 언급되는 것들은 혈관형성을 촉진하는 것으로 알려져 있다. 그러한 혈관형성성 단백질들로는 섬유아세포 성장 인자 (FGF) 패밀리, 혈관 내피 성장 인자 (VEGF) 패밀리, 혈소판-유도된 성장 인자 (PDGF) 패밀리, 인슐린-형 성장인자 (IGF) 패밀리, 및 다른 것들 (이하에서 및 당해 기술분야에서 보다 상세하게 설명됨)의 구성원들이 있다. 예를 들어, FGF 및 VEGF 패밀리의 구성원들은 성장 및 발생중에 혈관형성의 조절제로서 인지되었다. 그것들의 성숙한 동물에서의 혈관형성을 촉진하는 역할이 최근에 이르러 조사된 바 있다 (하기에서 논의됨). FGF 및 VEGF 패밀리의 혈관형성 활성은 단백질 주입의 세팅시에 타당하게 잘 정립되어 있다. 예를 들어, 콜라겐-코팅된 매트릭스내의 산성 FGF ("aFGF") 단백질은 성숙한 쥐의 복강내에 놓이게 될 때 혈관신생이 잘 되어 있고 정상적으로 관류되는 구조를 초래하는 것으로 밝혀졌다(Thompson, et al., PNAS, 86:7928-7932, 1989). 관상동맥 폐색중에 염기성 FGF ("bFGF") 단백질의 성숙한 개의 관상동맥안으로의 주입은, 전하는 바에 의하면 감소된 심근 기능장애, 더 작은 심근 경색, 및 위험이 있는 베드 (bed)에서의 증가된 혈관질을 유도하였다(Yanagisawa-Miwa, et al., Science, 257:1401-1403, 1992). 유사한 결과가 bFGF 단백질을 사용한 심근 허혈증의 동물 모델에서도 보고되었다(Harada, et al., J. Clin. Invest., 94:623-630, 1994; Unger, et al., Am. J. Physiol., 266:H1588-H1595, 1994). 병행하는 혈행의 증가는 VEGF 단백질로 처리된 개에게서 볼 수 있었다(Banai, et al., Circulation 89:2183-2189, 1994). 심장의 혈관형성을 촉진하기 위한 그러한 단백질 주입의 잠재적인 사용과 관련된 어려움들로는 적절한 정위를 수립하는 것과, 단백질이 심근 세포 내에서의 혈관신생 효과의 흡수 및 촉진에 요구되는 적절한 형태 및 농도이고 그 형태 및 농도로 유지되는 것을 확실하게 하는 것이 있다. 다른 어려움은 단백질의 반복된 주입이 요구된다는 것이다.Angiogenesis is generally referred to the development and differentiation of blood vessels. Many proteins, typically referred to as "angiogenic proteins", are known to promote angiogenesis. Such angiogenic proteins include fibroblast growth factor (FGF) family, vascular endothelial growth factor (VEGF) family, platelet-induced growth factor (PDGF) family, insulin-type growth factor (IGF) family, and others (hereinafter And as described in more detail in the art). For example, members of the FGF and VEGF families have been recognized as regulators of angiogenesis during growth and development. The role of promoting angiogenesis in their mature animals has recently been investigated (discussed below). Angiogenic activity of the FGF and VEGF families is reasonably well established at the time of setting up protein infusion. For example, acidic FGF ("aFGF") proteins in collagen-coated matrices have been shown to result in well-vascularized and normally perfused structures when placed in the abdominal cavity of mature mice (Thompson, et al., PNAS, 86: 7928-7932, 1989). Infusion of basic FGF ("bFGF") protein into the coronary arteries of mature dogs during coronary artery occlusion has reportedly resulted in decreased myocardial dysfunction, smaller myocardial infarction, and increased vascular quality in risky beds. (Yanagisawa-Miwa, et al., Science, 257: 1401-1403, 1992). Similar results have been reported in animal models of myocardial ischemia using bFGF protein (Harada, et al., J. Clin. Invest., 94: 623-630, 1994; Unger, et al., Am. J. Physiol., 266: H1588-H1595, 1994). Parallel increases in blood circulation were seen in dogs treated with VEGF protein (Banai, et al., Circulation 89: 2183-2189, 1994). Difficulties associated with the potential use of such protein infusion to promote angiogenesis of the heart include the proper form and concentration and the form in which the protein is required for the uptake and promotion of angiogenic effects in cardiomyocytes. And ensuring concentration is maintained. Another difficulty is that repeated infusion of proteins is required.

플라스미드, 레트로바이러스, 아데노바이러스 및 다른 벡터들을 사용한 심근안으로의 생체내 유전자 전달에 대해서는 여러 그룹들이 발표한 바 있다(예컨대 Barr, et al., Supplement II, Circulation, 84(4): Abstract 1673, 1991: Barr, et al., Gene Therapy, 1:51-58, 1994; French et al., Circulation, 90(5):2414-2424 (1994); French et al., Circulation, 90:1517 Abstract No. 2785 (1994); Giordano et al., Clin. Res., 42:123A (1994); Giordano et al., J. Investigative Med., Supplement 2, 43:287A (1995); Guzman et al., Circulation Research, 73(6):1202-1207 (1993); Kass-Eisler et al., PNAS (USA) 90:11498-11502 (1993); Muhlhauser et al., Human Gene Therapy, 6:1457-1465 (1995); Muhlhauser et al., Circulation Research, 77(6):1077-1086 (1995); French et al., Circulation, 90(5):2402-2413 (1994); Rowland et al., Am. Thorao. Surg., 60(3):721-728 (1995)). 일반적으로, 이들 보고된 방법들은 하나 또는 그 이상의 다음의 결함들을 가지고 있다: 부적절한 형질도입 효율 및 트랜스유전자 발현; 염증 및 조직 괴사를 포함한, 사용된 벡터에 대한 현저한 면역 반응; 및 중요한 것은, 형질도입 및 트랜스유전자 발현을 심장에 대해 표적화하지 못하는 상대적인 무능력 (즉, 유전자 전달이 또한 트랜스유전자가 시험 동물의 간, 신장, 폐, 뇌 및 고환과 같은 비-심장 부위에 전달되는 것을 초래함). 심근벽안에 삽입된 바늘을 통하여 심근내로 직접 주사된 후에 심장에서 염증성 침윤물이 있음이 증명되었다(French et al., Circulation, 90(5):2414-2424 (1994)).In vivo gene transfer into the myocardium using plasmids, retroviruses, adenoviruses and other vectors has been published (see Barr, et al., Supplement II, Circulation, 84 (4): Abstract 1673, 1991). : Barr, et al., Gene Therapy, 1: 51-58, 1994; French et al., Circulation, 90 (5): 2414-2424 (1994); French et al., Circulation, 90: 1517 Abstract No. 2785 (1994); Giordano et al., Clin.Res., 42: 123A (1994); Giordano et al., J. Investigative Med., Supplement 2, 43: 287A (1995); Guzman et al., Circulation Research 73 (6): 1202-1207 (1993); Kass-Eisler et al., PNAS (USA) 90: 11498-11502 (1993); Muhlhauser et al., Human Gene Therapy, 6: 1457-1465 (1995) Muhlhauser et al., Circulation Research, 77 (6): 1077-1086 (1995); French et al., Circulation, 90 (5): 2402-2413 (1994); Rowland et al., Am. Thorao.Surg , 60 (3): 721-728 (1995)). In general, these reported methods have one or more of the following defects: inadequate transduction efficiency and transgene expression; Significant immune response to the vector used, including inflammation and tissue necrosis; And importantly, the relative inability to target transduction and transgene expression to the heart (ie, gene transfer also causes the transgene to be delivered to non-heart sites such as the liver, kidneys, lungs, brain and testes of the test animal). Results). After direct injection into the myocardium through a needle inserted into the myocardium wall, it was demonstrated that there was an inflammatory infiltrate in the heart (French et al., Circulation, 90 (5): 2414-2424 (1994)).

β-아드레날린작용성 신호화와 관련된 울혈성 심장 질환의 특정 형태를 치료하는 한 가지 방법이 해몬드 등에 의해 증명된 바 있다 (Hammond et al., 미국 특허 출원 제 08/708,661 호, 1996 년 9 월 5 일 출원됨). 이 방법은 β-아드레날린작용성 신호화 경로의 엘레먼트들을 코드화하는 유전자들이 β-아드레날린작용성 신호화의 감소와 관련된 심장 질환에 걸려 있는 환자의 심장에 전달되는 것을 포함한다. 심근 허혈증 및 말초 혈관 질병과 같은 심장 질병의 다양한 형태를 치료하기 위한 방법은 해몬드 등에 의해 PCT 공보 WO96/26472 (1996 년 9 월 6 일에 공개됨)에 발표되었다.One method of treating certain forms of congestive heart disease associated with β-adrenergic signaling has been demonstrated by Hammond et al. (Hammond et al., US patent application Ser. No. 08 / 708,661, Sep. 5, 1996). Filed). The method involves the genes encoding elements of the β-adrenergic signaling pathway delivered to the heart of a patient suffering from a heart disease associated with a decrease in β-adrenergic signaling. Methods for treating various forms of heart disease such as myocardial ischemia and peripheral vascular disease have been published by Hammond et al. In PCT publication WO96 / 26472 (published September 6, 1996).

울혈성 심장 질환의 한 가지 형태는 관상동맥 질병 ("CAD")과 관련되어 있으며, 만성 또는 급성 심장 질환의 발생을 초래한다는 점에서 범주 또는 갑작스러움이 심각하다. 그러한 환자들에서, 하나 또는 그 이상의 관상동맥의 광범위하고 및/또는 갑작스러운 폐색은 적절한 혈액이 심근에 흐르는 것을 방해하며, 그 결과 심각한 허혈과, 때로는 심근 경색 또는 심장 근육의 사망까지도 초래한다. 그 결과의 심근의 괴사는 진행성 만성 심장 질환 또는 급성 저유출 상태 - 이것들 둘다는 높은 사망률과 관련이 있다 - 를 수반하는 경향이 있다.One form of congestive heart disease is associated with coronary artery disease (“CAD”) and is severe in category or sudden in that it results in the development of chronic or acute heart disease. In such patients, extensive and / or sudden blockage of one or more coronary arteries prevents adequate blood from flowing into the myocardium, resulting in severe ischemia and sometimes myocardial infarction or even death of the heart muscle. The resulting myocardial necrosis tends to involve progressive chronic heart disease or acute low leakage conditions, both of which are associated with high mortality.

울혈성 심장 질환의 몇가지 형태는 질환의 원인이 미지로 남아있거나 또는 치료불가능한 것으로 남아 있기 때문에 특히 문제가 되었다. 그러한 한가지 실예는 "확장형 심근증" (또는 이하 DCM 으로 언급됨)이다. DCM 은 전형적으로 관상동맥 폐색과 같은 다른 특징적인 심장 질병의 형태 또는 심근 경색의 병력이 없는 상태에서 확장되고 수축력이 낮은 좌 및/또는 우심실의 발견에 의해 진단되는 심장 질환이다. DCM 에 걸려 있는 환자들은 그들이 심한 관상동맥 질병에 걸려 있지 않다 하더라도 협심증을 경험할 수 있다. 이들 경우중 일부에서는, DCM 의 원인이 알려져 있거나 또는 추정된다. 예를 들면, 가족의 심근증 (예컨대 진행성 근위축증, 근경직성 근위축증, 프리드리히 운동실조증, 및 유전성 확장형 심근증과 관련된 것과 같은 심근증), 심근 염증을 초래하는 감염 (예컨대 다양한 바이러스, 박테리아 및 다른 기생충들에 의한 감염), 비감염성 염증 (예컨대 자가면역 질병, 페리파튬 (peripartum) 심근증, 과민성 반응 또는 이식 거부반응으로 인한 염증), 심근염을 유발하는 대사 장애 (영양성, 내분비성 및 전해질 이상을 포함함) 및 심근염을 유발하는 독성제제 (예컨대 알코올, 또한 특정 화학요법 약물 및 카테콜아민류)에 대한 노출이 있다. 그러나 대부분의 경우, 대략 80 % 의 경우, DCM 의 원인은 미지인 채로 남아 있으며, 그러므로 질환은 "특발성 확장형 심근증" 으로 언급된다. DCM 의 발생은 진행성 심근 손상, 확장된 심장과 관련된 혈류역학적 무능력, 전신성 색전증의 전조, 및 심실 부정맥의 위험을 포함한 여러 가지 중요한 치료적 관심을 일으킨다. 관례적인 혈관이식은 폐색성 관상동맥 질병이 일차적인 문제가 아니기 때문에 확장된 심근증의 치료에 대해 임의적인 것이 아니다. DCM 의 원인이 공지이거나 또는 추정되는 경우의 환자들에 대해서조차 손상은 전형적으로 쉽게 역전되지 않는다. 예를 들면, 아드리아마이신-유도된 심장독성의 경우에, 심근증은 일반적으로 비가역적이며, 그 결과 고통을 받는 환자들중 60 % 이상이 사망하게 된다. DCM 에 걸려 있는 대부분의 환자들의 경우, 병의 원인 그 자체에 대해서는 알려져 있지 않다. 그 결과로서, DCM 에 대해 일반적으로 적용되는 치료법은 없다. 의사들은 관례적으로 DCM 을 나타내는 환자들에게 존재하는 증상들을 경감시키는데 (예컨대 이뇨제로 유체 보유를 완화시키거나, 및/또는 심장 근육의 산소 및 영양분에 대한 요구를 안지오텐신 전환 효소 억제제를 사용하여 감소시킴에 의해) 초점을 맞추고 있다. 그 결과로서, DCM 을 나타내는 환자들의 대략 50 % 가 진단후 2 년 이내에, 때로는 심실 부정맥과 관련된 갑작스러운 심박정지로 사망한다.Some forms of congestive heart disease have been particularly problematic because the cause of the disease remains unknown or untreated. One such example is "dilated cardiomyopathy" (or referred to hereinafter as DCM). DCM is typically a heart disease diagnosed by the formation of other characteristic heart diseases, such as coronary artery occlusion, or the discovery of left and / or right ventricle with an extended and low contractile force in the absence of a history of myocardial infarction. Patients with DCM may experience angina even if they do not have severe coronary artery disease. In some of these cases, the cause of DCM is known or estimated. For example, cardiomyopathy in the family (eg, cardiomyopathy, such as those associated with progressive muscular dystrophy, muscular dystrophy, Friedreich's ataxia, and hereditary dilatation myocardial disease), infections that cause myocardial inflammation (such as by various viruses, bacteria, and other parasites) ), Non-infectious inflammation (such as autoimmune diseases, peripartum cardiomyopathy, inflammation due to hypersensitivity reactions or transplant rejection), metabolic disorders causing myocarditis (including nutritional, endocrine and electrolyte abnormalities), and myocarditis Exposure to eliciting toxic agents (such as alcohols, as well as certain chemotherapeutic drugs and catecholamines). In most cases, however, in approximately 80% of cases, the cause of DCM remains unknown, and therefore the disease is referred to as "idiopathic dilated cardiomyopathy". The development of DCM raises several important therapeutic interests, including progressive myocardial injury, hemodynamic inability associated with an enlarged heart, precursors to systemic embolism, and the risk of ventricular arrhythmias. Conventional angiografts are not arbitrary for the treatment of dilated cardiomyopathy because obstructive coronary artery disease is not a primary problem. Even for patients where the cause of DCM is known or presumed, the damage is typically not easily reversed. For example, in the case of adriamycin-induced cardiotoxicity, cardiomyopathy is generally irreversible, resulting in death of more than 60% of the suffering patients. For most patients with DCM, the cause of the disease itself is unknown. As a result, no treatment is generally applied for DCM. Doctors routinely alleviate the symptoms present in patients with DCM (e.g., dilute the fluid retention with diuretics, and / or reduce the need for oxygen and nutrients in the heart muscle using angiotensin converting enzyme inhibitors. By). As a result, approximately 50% of patients with DCM die from sudden cardiac arrest associated with ventricular arrhythmias, sometimes within two years after diagnosis.

"심실 리모델링" 은 때로 심근 경색후에 발생하며, 그 결과 빈약한 심실 기능을 초래한다. 심근 경색이 치유된 후에, 심장은 확장되고 리모델링되는 경향이 있다. 이러한 확장 또는 리모델링은 때로 심실 기능의 추가의 손상을 유발한다. 빈약한 좌심실 기능은 심근 경색후 수반되는 반대의 유출의 가장 단일한 전조자이다. 그러므로, 심근 경색후 심실의 리모델링을 방지하는 것이 유익할 것이다. 심실 리모델링을 방지하기 위한 한가지 접근법은 심근 경색으로 고생하는 환자들을 안지오텐신 전환 효소 ("ACE") 억제제로 치료하는 것이다(McDonald, K.M., Trans. Assoc. Am. Physicians 103:229-235, 1990; Cohn, J. Clin. Cardiol. 18(Suppl. IV)IV-4-IV-12, 1995). 그러나, 이들 제제들은 해로운 심실 리모델링을 방지하는데에만 다소 효과적이며, 따라서 새로운 치료법이 요구된다."Ventricular remodeling" sometimes occurs after myocardial infarction, resulting in poor ventricular function. After myocardial infarction has healed, the heart tends to expand and remodel. Such expansion or remodeling sometimes causes further impairment of ventricular function. Poor left ventricular function is the single precursor of concomitant outflow following myocardial infarction. Therefore, it would be beneficial to prevent remodeling of the ventricles after myocardial infarction. One approach to preventing ventricular remodeling is to treat patients suffering from myocardial infarction with angiotensin converting enzyme (“ACE”) inhibitors (McDonald, KM, Trans. Assoc. Am. Physicians 103: 229-235, 1990; Cohn , J. Clin. Cardiol. 18 (Suppl. IV) IV-4-IV-12, 1995). However, these agents are rather effective only in preventing harmful ventricular remodeling and therefore new treatments are required.

본 발명은 심장혈관 질환을 치료하기 위한 방법 및 조성물에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 혈관형성성 트랜스유전자의 생체내 송달에 의하여 심장 질환 및 심실 리모델링을 치료하기 위한 기법 및 폴리뉴클레오티드 구성물에 관한 것이다.The present invention relates to methods and compositions for treating cardiovascular disease. More specifically, the present invention relates to techniques and polynucleotide constructs for treating heart disease and ventricular remodeling by in vivo delivery of angiogenic transgenes.

도 1 은 울혈성 심장 질환의 돼지 모델에서 심박조율(pacing)중의 % 벽 두께를 나타내는 그레프도이다. % 벽 두께는 심박조율전 (제 0 일)과 심장 질환이 진행됨에 따라 (실시예 1 에서 설명됨) 매 7 일 간격으로 심실간 격막과 측벽에서 순차적으로 평가되었다. 기호는 평균값을 나타낸다; 에러 바는 1 SD 를 나타낸다. 2-방식 ANOVA (반복된 측정)는 % 벽 두께가 심박조율의 기간 (P〈0.001) 및 영역 (P=.001)에 의하여 영향을 받았음을 나타낸다. 나아가, % 벽 두께의 변화 패턴은 두 개의 영역사이에서 상이하였다 (P〈0.0001). 각 시간점에서 % 벽 두께에 대한 평균 값은 튜키 (Tukey) 방법에 의하여 호크 (hoc) 뒤의 두 개의 영역사이의 차이에 대하여 시험되었다; 이들 분석에 대한 P 값은 에러 바 밑에 표시된다.1 is a graph of the percent wall thickness during pacing in a swine model of congestive heart disease. Percent wall thickness was sequentially assessed in the interventricular septum and sidewall at intervals of 7 days prior to cardiac pacing (day 0) and as heart disease progressed (described in Example 1). Symbol represents an average value; Error bars indicate 1 SD. Two-way ANOVA (repeated measurement) indicates that% wall thickness was affected by the period of pacemaker (P <0.001) and area (P = .001). Furthermore, the pattern of change in% wall thickness was different between the two regions (P &lt; 0.0001). The mean value for the% wall thickness at each time point was tested for the difference between the two areas behind the hoc by the Tukey method; P values for these analyzes are displayed below the error bar.

도 2a 및 2b 는 하기 실시예 1 에서 설명되는 바와 같이, 울혈성 심장 질환의 돼지 모델에서 심박조율중의 하위심막내의 혈행을 나타내는 그래프도이다.2A and 2B are graphs showing blood flow in the lower pericardium during pacing in a swine model of congestive heart disease, as described in Example 1 below.

도 2a 에서, 하위심막내 (endo) 혈행은 심실간 격막과 측벽에서 x 축을 따라 열거된 조건하에서 순차적으로 평가되었다. 일(Day)은 측정치가 얻어지는 심박조율이 지속되는 일을 언급한다 (0, 심박조율의 개시; 14, 14 일 경과; 21-28, 21 내지 28 일 경과). PACE 는 혈행 측정이 활성화된 (+) 또는 비활성화된 (0) 페이스마아커를 이용하여 얻어졌는지의 여부를 언급한다. 심박조율기 속도는 225 bpm 이었다 (수치에 대해서는 하기 표 3 참조). 기호는 평균값을 나타낸다; 에러 바는 1 SD 를 나타낸다. 2-방식 ANOVA (반복된 측정)는 하위심막내 혈행이 심박조율의 기간 (P=.0001) 및 영역 (P=.017)에 의하여 영향을 받았음을 나타낸다. 나아가, 하위심막내 혈행의 변화 패턴은 두 개의 영역사이에서 상이하였다 (P〈.006). 각 시간점에서 하위심막내 혈행에 대한 평균 값은 튜키 분석법에 의하여 호크 (hoc) 뒤의 두 개의 영역사이의 차이에 대하여 시험되었다; 이들 분석에 대한 P 값은 에러 바 밑에 표시된다.In FIG. 2A, the subendocardial (endo) hematoma was evaluated sequentially under the listed conditions along the x axis at the interventricular septum and sidewall. Day refers to the day in which the heart rate at which the measurement is obtained persists (0, onset of heart rate; 14, 14 days; 21-28, 21-28 days). PACE refers to whether blood flow measurements were obtained using activated (+) or deactivated (0) pacemarkers. Pacemaker pace was 225 bpm (see Table 3 below for values). Symbol represents an average value; Error bars indicate 1 SD. Two-way ANOVA (repeated measurement) indicates that the lower pericardial blood circulation was affected by the duration of pacemaker (P = .0001) and region (P = .017). Furthermore, the pattern of change in the lower pericardial blood circulation was different between the two regions (P <.006). The mean value for lower pericardial blood circulation at each time point was tested for differences between the two regions behind the hoc by means of the Tukey assay; P values for these analyzes are displayed below the error bar.

도 2b 에서, 심박당 하위심막내 혈행이 x 축을 따라 열거된 조건하에 심실간 격막과 측벽에서 순차적으로 평가되었다. 기호 및 조건은 도 2a에 대한 것과 같다 (수치에 대해서는 하기 표 4 참조). 2-방식 ANOVA (반복된 측정)는 심박당 하위심막내 혈행이 심박조율의 기간 (P=.0001) 및 영역 (P=.0198)에 의하여 영향을 받았음을 나타낸다.In FIG. 2B, pericardial lower pericardial blood circulation was sequentially evaluated at the interventricular septum and sidewall under the listed conditions along the x axis. Symbols and conditions are as for FIG. 2A (see Table 4 below for values). Two-way ANOVA (repeated measurement) indicates that pericardial lower pericardial blood circulation was affected by duration of pacemaker (P = .0001) and region (P = .0198).

도 3a 는 심박조율전 (제 0 일)과 심장 질환이 진행됨에 따라 (실시예 1 에서 설명됨) 매 7 일마다 심실간 격막 및 측벽에서 순차적으로 평가된 메리디오날 (meridional) 단부-수축기 벽 압력을 나타내는 그래프도이다. 2-방식 ANOVA (반복된 측정)는 수축기 벽 압력이 심박조율 기간에 의해 영향을 받았음을 나타냈다 (P〈.0001). 그러나, 수축기 벽 압력의패턴은 두 영역에서 유사하였다. 측정은 비활성화된 심박조율기를 사용하여 이루어졌다.FIG. 3A shows a meridional end-deflator wall evaluated sequentially in the interventricular septum and sidewall every 7 days as cardiac pacemaker (day 0) and as heart disease progresses (described in Example 1). A graph showing pressure. Two-way ANOVA (repeated measurement) indicated that systolic wall pressure was affected by the pacemaker period (P <.0001). However, the pattern of systolic wall pressure was similar in both areas. Measurements were made using deactivated pacemakers.

도 3b 는 하기 실시예 1 에서 설명되는 바와 같이, 울혈성 심장 질환의 돼지 모델에서 심박조율중의 관상동맥 혈관 저항을 나타내는 그래프도이다. 관상동맥 혈관 저항의 지수는 x 축을 따라 열거된 조건하에서 심실간 격막 및 측벽에서 순차적으로 평가되었다. 기호 및 조건은 도 2 에서 설명된 바와 같다. 2-방식 ANOVA (반복된 측정)는 관상동맥 혈관 저항이 심박조율의 기간(P=.0001) 및 영역 (P=.013)에 의하여 영향을 받았음을 나타낸다. 나아가, 관상동맥 혈관 저항의 변화 패턴은 두 개의 영역사이에서 상이하였다(P=.0012). 각 시간점에서 관상동맥 혈관 저항에 대한 평균 값은 튜키 분석법에 의하여 호크뒤의 두 개의 영역사이의 차이에 대하여 시험되었다. 이들 분석은 관상동맥 혈관 저항이 심박조율이 개시된 직후에 격막에서보다 측벽에서 더 높았음을 나타탰다 (P 값은 에러 바 아래에 포시된다).3B is a graphical representation of coronary vascular resistance during cardiac pacing in a swine model of congestive heart disease, as described in Example 1 below. The index of coronary vascular resistance was evaluated sequentially in the interventricular septum and sidewall under the listed conditions along the x axis. Symbols and conditions are as described in FIG. Two-way ANOVA (repeated measurement) indicates that coronary vascular resistance was affected by duration of pacemaker (P = .0001) and area (P = .013). Furthermore, the pattern of change in coronary vascular resistance was different between the two regions (P = .0012). The mean value for coronary vascular resistance at each time point was tested for the difference between the two areas behind the hawk by Tukey analysis. These analyzes indicated that coronary vascular resistance was higher at the side walls than at the diaphragm immediately after the onset of pacemaker (P value is indicated below the error bar).

도 4 는 하기 실시예들에서 설명되는 바와 같이, 세포 및 심장안으로의 유전자 전달에 유용한 예시적인 복제-결핍성 재조합 아데노바이러스 벡터의 구성을 개략적으로 도시한다.4 schematically depicts the construction of an exemplary replication-deficient recombinant adenovirus vector useful for gene transfer into cells and the heart, as described in the Examples below.

도 5 는 트랜스유전자를 코드화하는 아데노바이러스의 구조 (rescue) 재조합 구성을 도시하는 개략도이다.FIG. 5 is a schematic diagram showing the structural recombination configuration of an adenovirus encoding a transgene. FIG.

도 6a 및 6b 는 하기 실시예 5 에서 설명되는 바와 같이, 처리된 동물의 국부적인 수축성 기능을 나타내는 그래프도이다. 도 6a는 유전자 전달후 2 주후에 조사된 동물의 결과를 나타내고 도 6b는 유전자 전달후 12 주후에 조사된 동물의 결과를 나타낸다.6A and 6B are graphs showing local contractile function of treated animals, as described in Example 5 below. 6A shows the results of animals examined 2 weeks after gene delivery and FIG. 6B shows the results of animals investigated 12 weeks after gene delivery.

도 7a, 7b 및 7c 도는 심근의 대비 초음파 심장 에코 검사도에 상응하는 다이아그램을 도시한다. 백색 부분은 대비 증강 (더 많은 혈행)을 나타내고 어두운 부분은 감소된 혈행을 나타낸다. 도 7a는 정상적인 돼지에서의 급성 LCx 폐색을 도시한다. 도 7b는 lacZ 를 사용한 유전자 전달 후 14 일후에 IVS 상과 LCx 상 사이의 대비 증강의 차이를 도시하며, 이것은 심방 심박조율 (200 bpm)중의 두 영역에서의 상이한 혈행을 나타낸다. 도 7c에서, 대비 증강은 FGF-5 를 이용한 유전자 전달후 14 일후에 IVS 와 LCx 상에서 동등한 것으로 나타났으며, 이것은 심방 심박조율중의 두 영역에서의 유사한 혈행을 나타낸다. 이들 결과는 하기 실시예 5 에서 설명된다.7A, 7B and 7C show diagrams corresponding to contrast ultrasound cardiac echoograms of the myocardium. White areas show contrast enhancement (more blood circulation) and dark areas show reduced blood circulation. 7A depicts acute LCx occlusion in normal pigs. FIG. 7B shows the difference in contrast enhancement between IVS and LCx phases 14 days after gene delivery with lacZ, which shows different hematogenesis in the two regions during atrial pacing (200 bpm). In FIG. 7C, the contrast enhancement was shown to be equivalent on IVS and LCx 14 days after gene delivery with FGF-5, indicating similar hematogenesis in both regions of atrial pacing. These results are illustrated in Example 5 below.

도 8 은 lacZ (대조 유전자) 및 FGF-5 를 이용한 유전자 전달 전 및 14±1 일후에, 및 5 마리의 동물에서 FGF-5 유전자 전달후 12 주후 (실시예 5 에서 설명되는 바와 같음), 심박조율(200 bpm)중에 컴퓨터-기초 영상 분석 프로그램을 사용하여 비디오 영상으로부터 측정된, 심실간 격막 (IVS)의 피크 영상 세기로 나눈 허혈성 영역 (LCx 상)에서의 피크 영상 세기의 비율로서 표시된 피크 대조 비율 (혈행의 상관관계)을 도시한다. 허혈성 상에 대한 혈행은 대조 유전자를 이용한 유전자 전달후 정상의 50 % 를 유지하였지만, FGF-5 를 이용한 유전자 전달후에는 정상의 2-배 이상으로 증가하였고 (p=0.0018), 이 효과는 최소한 12 주동안 지속되었다.FIG. 8 shows before and after 14 ± 1 day gene delivery with lacZ (control gene) and FGF-5 and 12 weeks after FGF-5 gene delivery in five animals (as described in Example 5), heart rate Peak contrast, expressed as the ratio of peak image intensity in the ischemic region (on LCx) divided by the peak image intensity of the interventricular septum (IVS), measured from the video image using a computer-based image analysis program during tuning (200 bpm) The ratio (correlation of blood circulation) is shown. Hemostasis to the ischemic phase was maintained at 50% of normal after gene transfer using control genes, but increased to more than 2-fold normal after gene transfer using FGF-5 (p = 0.0018), with at least 12 effects. Lasted for weeks.

도 9 는 FGF-5 및 lacZ 를 이용한 유전자 전달후 허혈성 및 비허혈성 영역에서의 현미경 분석에 의하여 정량화된 혈관 수를 도시한다 (실시예 5 에서 설명됨). lacZ 유전자가 전달된 동물에 비교하여 FGF-5 유전자가 전달된 (p〈0.038) 동물의 허혈성 및 비허혈성 영역에서 각각의 섬유를 둘러싼 모세혈관수가 증가하였다.9 depicts vascular numbers quantified by microscopic analysis in ischemic and non-ischemic regions after gene transfer with FGF-5 and lacZ (described in Example 5). The capillary counts surrounding each fiber in the ischemic and non-ischemic regions of animals that received the FGF-5 gene (p <0.038) increased compared to animals that received the lacZ gene.

도 10a, 10b 및 도 10c 는 본 발명에 따라 (실시예 5 에서 설명되는 바와 같이) 심근에 혈관형성성 트랜스유전자가 전달된 후에 DNA, mRNA 및 단백질발현을 증명하는 겔을 도시한다. 도 10d는 (실시예 5 에서 설명되는 바와 같이) 처리된 동물의 망막, 간 또는 골격 근육에 어떠한 검출가능한 수준의 유전자도 전달되지 않았음을 보여주는 PCR 증폭을 따르는 겔을 도시한다.10A, 10B and 10C show gels demonstrating DNA, mRNA and protein expression after delivery of angiogenic transgenes to the myocardium (as described in Example 5) according to the present invention. FIG. 10D depicts a gel following PCR amplification showing no detectable levels of genes were delivered to the retina, liver or skeletal muscle of treated animals (as described in Example 5).

도 11 은 실시예 6 및 7 에서 설명되는 바와 같이, 상이한 혈관형성성 유전자 구성물, FGF-4, FGF-5 및 FGF-2LI+/-sp(즉 FGF-2LI 플러스 또는 마이너스 분비 신호 펩티드)를 사용한 생체내 유전자 전달로 이루어진 벽 두께를 비교한 도면이다.FIG. 11 shows biomarkers using different angiogenic gene constructs, FGF-4, FGF-5 and FGF-2LI +/- sp (ie, FGF-2LI plus or negative secretion signal peptide), as described in Examples 6 and 7. This is a comparison of the wall thickness of the gene transfer.

도 12 는 FGF-4 유전자 전달후에 (벽 두께에 의해 나타나는 바와 같이) 허혈성 영역에서의 개선된 기능이 개선된 국부적 관류와 관련되었음을 도시한다.12 shows that improved function in the ischemic region (as indicated by the wall thickness) after FGF-4 gene delivery was associated with improved local perfusion.

도 13 은 하기 실시예 6 에서 설명되는 바와 같이, FGF-4, FGF-5 또는 FGF-2LI+/-sp (즉 FGF-2LI 플러스 또는 마이너스 신호 펩티드)의 주입 결과로부터의 관류 (혈행)를 비교 도시한다.FIG. 13 shows a comparison of perfusion (blood circulation) from the results of infusion of FGF-4, FGF-5 or FGF-2LI +/- sp (ie FGF-2LI plus or minus signal peptide), as described in Example 6 below do.

도 14 는 하기 실시예 7 에서 설명되는 바와 같이, FGF-2 플러스 (FGF-2LI+sp) 또는 마이너스 분비 신호 펩티드 (FGF-2LI-sp) 를 이용하여 유전자 전달한 결과로서의 벽 두께를 비교 도시한다.FIG. 14 shows the comparison of wall thickness as a result of gene transfer using FGF-2 plus (FGF-2LI + sp) or negative secretion signal peptide (FGF-2LI-sp), as described in Example 7 below.

바람직한 구체예의 상세한설명Detailed Description of the Preferred Embodiments

정의Justice

"심장 질환" 은 심장이 대사적 요구를 충족시키기 위하여 적당한 혈행을 제공하지 못하는 질환으로서 임상적으로 규정된다. 증상으로는 가뿐 숨, 피로, 허약, 다리 팽창, 및 운동 과민증이 있다. 물리적인 조사시에, 심장 질환에 걸려 있는 환자들은 박동 및 호흡 속도가 증가하는 경향이 있으며, 라르 (폐에 유체가 있다는 표시), 부종, 경정맥 팽창, 및 일반적으로 심장 비대를 나타낸다. 심장 질환에 걸려 있는 환자들은 높은 사망율로 괴로워한다; 전형적으로 50 % 의 환자들이 증상을 나타낸지 2 년 이내에 사망한다. 어떤 경우에는, 심장 질환이 심각한 관상동맥 질병 ("CAD")과 결합하여, 본원에서 및 당해 기술분야에서 설명된 바와 같이, 전형적으로 심근 경색 및 진행성 만성 심장 질환 또는 급성 저유출 상태중 어느 하나를 초래한다. 다른 경우에, 심장 질환은 심각한 관상동맥 질병과 관련되지 않으면서 확장형 심근증 (하기에서 설명되는 바와 같음)과 결합된다."Heart disease" is clinically defined as a disease in which the heart does not provide adequate blood circulation to meet metabolic needs. Symptoms include mild breath, fatigue, weakness, leg swelling, and motor hypersensitivity. In physical investigations, patients with heart disease tend to have increased heart rate and respiratory rate, showing lar (indicative of fluid in the lungs), edema, jugular swelling, and generally cardiac hypertrophy. Patients with heart disease suffer from high mortality rates; Typically 50% of patients die within two years of symptom onset. In some cases, heart disease is associated with severe coronary artery disease (“CAD”), and as described herein and in the art, typically involves either myocardial infarction and progressive chronic heart disease or an acute low leakage condition. Cause. In other cases, heart disease is associated with dilated cardiomyopathy (as described below) without being associated with severe coronary artery disease.

"확장형 심근증" (또는 본원에서 DCM 으로 사용됨)은 전형적으로 관상동맥 폐색 또는 심근 경색의 병력과 같은 다른 특정 형태의 심장 질병이 없이 확장되고 수축력이 약한 좌 및/또는 우심실의 발견에 의해 진단되는 심장 질환의 유형이다. DCM 은 빈약한 심실 기능 및 심장 질환의 증상과 관련되어 있다. 이들 환자에게서, 실 (chamber) 확장 및 벽의 얇아짐은 일반적으로 좌측 심실벽에 높은 장력을 유발시킨다. 비록 전형적인 폐색성 관상동맥 질병이 없긴 하지만, 이들 환자들은 때로 협심증을 호소하기도 한다. 다른 증상으로는 가분 숨, 피로, 허약, 다리 팽창 및 운동 과민증이 있다. 많은 그러한 환자들이 약간의 활동 상태에서나 또는 휴식시에도 이런 증상들을 나타내며, 따라서 심각한, 즉 각각 "타입-III" 또는 "타입-IV" 의 심장 질환을 나타내는 것을 특징으로 한다. 물리적 실험시에, DCM 에 걸려 있는 환자들은 박동 및 호흡 속도가 증가하는 경향이 있으며, 라르 (폐에 유체가 있다는 표시), 부종, 경정맥 팽창, 및 일반적으로 심장 비대를 나타낸다. 심장 초음파 에코 검사법이 전형적으로 DCM 의 진단에 사용된다. DCM 에 걸려 있는 환자들은 그들이 심각한 관상동맥 질병을 갖고 있지 않더라도 협심증을 경험한다. 일부의 경우에는 DCM 의 원인이 공지되어 있거나 추정된다. 그러한 경우의 실예로는 예를 들면, 가족의 심근증 (예컨대 진행성 근위축증, 근경직성 근위축증, 프리드리히 운동실조증, 및 유전성 확장형 심근증과 관련된 것과 같은 심근증), 심근 염증을 초래하는 감염, 비감염성 염증 (예컨대 자가면역 질병, 페리파튬 (peripartum) 심근증, 과민성 반응 또는 이식 거부반응으로 인한 염증), 대사 장애 (영양성, 내분비성 및 전해질 이상을 포함함) 및 독성제제 (예컨대 알코올, 또한 특정 화학요법 약물 및 카테콜아민류)에 대한 노출이 있다. 대부분의 경우 (대략 80 %), DCM 의 원인은 미지인 채로 남아 있으며, 그러므로 질환은 "특발성 확장형 심근증" 으로 언급된다."Expanded cardiomyopathy" (or used herein as DCM) is a heart that is typically diagnosed by the discovery of left and / or right ventricle that is diminished and lacks contractile force without other specific forms of heart disease such as a history of coronary occlusion or myocardial infarction. Type of disease. DCM is associated with symptoms of poor ventricular function and heart disease. In these patients, chamber dilation and thinning of the walls generally cause high tension in the left ventricular wall. Although there is no typical obstructive coronary artery disease, these patients sometimes complain of angina. Other symptoms include increased breathing, fatigue, weakness, leg swelling and hypersensitivity. Many such patients exhibit these symptoms even at some active state or at rest, and are thus characterized by severe, ie, "type-III" or "type-IV" heart disease, respectively. In physical experiments, patients with DCM tend to increase their pulsating and respiratory rates and show lar (indicative of fluid in the lungs), edema, jugular swelling, and generally cardiac hypertrophy. Echocardiography is typically used for the diagnosis of DCM. Patients with DCM experience angina even if they do not have serious coronary artery disease. In some cases, the cause of DCM is known or estimated. Examples of such cases include, for example, cardiomyopathy in the family (eg, cardiomyopathy, such as those associated with progressive muscular dystrophy, muscular dystrophy, Friedreich's ataxia, and hereditary dilated cardiomyopathy), infections that cause myocardial inflammation, and non-infectious inflammation (such as autologous). Immune diseases, peripartum cardiomyopathy, inflammation due to hypersensitivity or transplant rejection, metabolic disorders (including nutritional, endocrine, and electrolyte abnormalities) and toxic agents (such as alcohols, and also certain chemotherapeutic drugs and catecholamines) ) Is exposed. In most cases (approximately 80%), the cause of DCM remains unknown and the disease is therefore referred to as "idiopathic dilatation cardiomyopathy".

본원에서 사용되는 바, 용어 "치료적 효과를 가지는" 및 "성공적인 치료" 는 본질적으로 동일한 의미를 내포한다. 특히, 만약 심장 질환에 걸려 있는 환자가 본 발명의 방법에 따라 혈관형성성 인자 트랜스유전자를 받은 후 상술된 증상들중 하나 또는 그 이상이 관찰가능한 및/또는 측정가능한 감소를 보이거나 또는 없어진다면, 상기 심장 질환 (심각한 CAD 또는 DCM 과 관련된)으로 고생하는 환자는 그 질환에 대해 성공적으로 "치료된다". 이들 신호 또는 증상의 감소는 또한 환자에 의해 느껴지기도 한다. 그러므로, 그러한 심장 질환의 성공적인 치료의 표시자로는 협심증, 피로, 허약, 가뿐 숨, 다리 팽창, 라르, 심장 또는 호흡 속도, 부종 또는 경정맥 팽창의 제증상중 어느 하나의 감소를 보이거나 느끼는 환자를 포함한다. 환자는 또한 보다 큰 운동 허용도를 보이며, 심실 및 심장 기능이 개선된 더 작은 심장을 가지고 있고, 일반적으로 심장 질환과 관련하여 병원 방문 횟수가 더 적어진다. 바람직하게도, 심장 기능의 개선은 환자의 대사적 요구를 충족시키기 위하여 적당하며, 환자는 약간의 활동시에 또는 휴식시에 증상들을 나타내지 않는다. 많은 이들 신호 및 증상들이 쉽게 육안으로 관찰가능하며 및/또는 의사에게 친숙한 기본적인 과정들에 의하여 측정가능하다. 개선된 심장 기능의 한가지 표시자는 특히 전에는 허혈성 영역이었던 심장부위에서 혈행이 증가된 것이고, 이것은 또한 성공적인 치료의 표시자이다. 하기에서 설명될 바와 같이, 환자에서의 혈행은 탈륨 영상화에 의해 (Braunwald in Heart Disease, 4thed., pp. 276-311, Saunders, Philadelphia, 1992) 또는 초음파 심장 에코 검사법 (하기 실시예 1 및 5 에서 설명되며, Sahn, DJ, et al., Circulation, 58:1072-1083, 1978)에 의하여 측정될 수 있다. 혈관형성성 유전자 전달 전 및 후의 혈행은 이들 방법을 사용하여 비교될 수 있다. 개선된 심장 기능은 상기 주지된 바와 같이 감소된 신호 및 증상과 관련되어 있다. 초음파 심장 에코 검사법 외에, 당해 기술분야에 공지되어 있는 바와 같이 핵 (비-공격성) 기법에 의하여 배출 분획 (LV)을 측정할 수 있다.As used herein, the terms "having a therapeutic effect" and "successful treatment" have essentially the same meaning. In particular, if a patient suffering from heart disease receives or loses an observable and / or measurable decrease in one or more of the above-described symptoms after receiving an angiogenic factor transgene according to the method of the present invention, Patients suffering from the heart disease (associated with severe CAD or DCM) are successfully "treated" for that disease. Reduction of these signals or symptoms may also be felt by the patient. Thus, indicators of successful treatment of such heart disease include patients who exhibit or feel angina, fatigue, weakness, relentless breathing, leg swelling, larva, cardiac or respiratory rate, edema, or symptoms of any one of jugular swelling. do. The patient also has greater exercise tolerance, a smaller heart with improved ventricular and cardiac function, and generally fewer hospital visits with respect to heart disease. Preferably, improvement of heart function is suitable to meet the metabolic needs of the patient, and the patient does not exhibit symptoms at some activity or at rest. Many of these signals and symptoms are readily visible to the naked eye and / or measurable by basic procedures familiar to the physician. One indicator of improved cardiac function is increased blood circulation, especially in the heart region, formerly an ischemic area, which is also an indicator of successful treatment. As will be described below, blood circulation in the patient is determined by thallium imaging (Braunwald in Heart Disease, 4 th ed., Pp. 276-311, Saunders, Philadelphia, 1992) or by ultrasound cardiac echocardiography (Examples 1 and 5, and can be measured by Sahn, DJ, et al., Circulation, 58: 1072-1083, 1978). Blood circulation before and after angiogenic gene delivery can be compared using these methods. Improved cardiac function is associated with reduced signals and symptoms as noted above. In addition to the echocardiography, the emission fraction (LV) can be measured by nuclear (non-aggressive) techniques as is known in the art.

"심실 리모델링" 은 때로 심근 경색후 일어나며 전형적으로 다음과 같은 것들을 특징으로 한다. 심근 경색이 치유된 후에 치유된 경색 부분과 정상적인 조직 및 다른 인자들 사이의 경계 영역에서 일어나는 계속적인 허혈이, 원래는 경색 팽창으로서 언급되었던 상태인 나머지 심장 조직의 팽창 및/또는 리모델링을 유도한다. 전체 심장의 팽창이 그러한 경색을 경험한 환자의 약 50 % 에서 발생한다. 이러한 확장, 또는 리모델링은 심실 기능의 추가의 손상을 유발한다. 리모델링은 경색후 1 내지 2 주 정도로 초기에 일어날 수 있긴 하지만, 통상적으로 심근 경색후 여러 달 이내에 발생한다."Ventricular remodeling" sometimes occurs after myocardial infarction and is typically characterized by the following: After myocardial infarction has healed, continuous ischemia that occurs in the border region between the infarcted portion and normal tissue and other factors, leads to swelling and / or remodeling of the remaining heart tissue, which was originally referred to as infarct swelling. Dilation of the entire heart occurs in about 50% of patients who have experienced such an infarction. This expansion, or remodeling, causes additional impairment of ventricular function. Remodeling can occur as early as 1 to 2 weeks after infarction, but typically occurs within months after myocardial infarction.

"해로운 좌심실 리모델링" (또는 간단히 "해로운 리모델링")은 심근 경색후 실 확장을 말하며, 심각한 심장 질환으로 진행될 수 있다. 본원에 설명된 처리 방법을 사용하여, 그러한 해로운 리모델링은 방지될 수 있거나 또는 최소한 실질적으로 경감될 수 있을 것으로 예상된다. 심실 리모델링이 이미 시작된 경우에도, 미소혈관 상의 발생 및 혈행의 증가가 여전히 심실 기능장애를 상쇄할 수 있기 때문에 혈관형성을 유도하는 것이 여전히 바람직하다. 심근 경색으로 고생하는 환자에서 해로운 심실 리모델링은, 만약 실 확장이 없고 심장 질환의 증상들 ("심장 질환" 하에 상술된)이 발생되지 않는다면 "방지된다". 해로운 심실 리모델링은 만약 심장 질환의 기존의 증상이 조금이라도 관찰가능하게 또는 측정가능하게 감소된다면 경감된다. 예를 들어, 환자는 덜 숨차하고 개선된 운동 허용도를 나타낼 것이다. 심장 기능의 개선 및 증상의 감소를 평가하는 방법들은 본질적으로 DCM 에 대해 상술된 것과 유사하다. 개선된 병행 혈행 및 심실 기능의 결과로서의 해로운 심실 리모델링의 방지 또는 경감은 본 발명에서 설명된 방법을 사용하여 환자에 생체내 혈관형성성 유전자를 전달한 후 수주 이내에 이루어질 수 있을 것으로 기대된다."Hazardous left ventricular remodeling" (or simply "harmful remodeling") refers to ventricular dilatation after myocardial infarction and can lead to severe heart disease. Using the treatment methods described herein, it is anticipated that such deleterious remodeling may be prevented or at least substantially alleviated. Even if ventricular remodeling has already begun, it is still desirable to induce angiogenesis because the development of microvascular and increase in blood circulation can still offset ventricular dysfunction. Harmful ventricular remodeling in patients suffering from myocardial infarction is "prevented" if there is no loss of seal and no symptoms of heart disease (described above under "heart disease") occur. Harmful ventricular remodeling is alleviated if existing symptoms of heart disease are reduced to any observable or measurable. For example, the patient will breath less and exhibit improved exercise tolerance. Methods of evaluating improvement of heart function and reduction of symptoms are essentially similar to those described above for DCM. The prevention or alleviation of deleterious ventricular remodeling as a result of improved parallel hematopoiesis and ventricular function is expected to occur within a few weeks after delivery of the angiogenic gene in vivo to the patient using the methods described herein.

"폴리뉴클레오티드" 는 리보뉴클레오티드 또는 데옥시리보뉴클레오티드중 어 느 하나, 또는 그것의 유사체중 하나로 어떠한 길이의 것이든지 뉴클레오티드의 중합체 형태를 말한다. 이 용어는 분자의 일차 구조를 언급한 것이므로, 이중- 및 단일-가닥의 DNA 뿐만 아니라 이중- 및 단일-가닥의 RNA 를 포함한다. 또한 메틸화된 및/또는 캡핑된 폴리뉴클레오티드와 같은 변형된 폴리뉴클레오티드도 포함된다."Polynucleotide" refers to a polymeric form of nucleotides of any length, either ribonucleotide or deoxyribonucleotide, or one of its analogs. As the term refers to the primary structure of a molecule, it includes double- and single-stranded DNA as well as double- and single-stranded RNA. Also included are modified polynucleotides, such as methylated and / or capped polynucleotides.

"재조합" 은 폴리뉴클레오티드에 적용될 때, 폴리뉴클레오티드가 클로닝, 제한 및/또는 결찰 단계, 및 자연에서 발견되는 폴리뉴클레오티드와는 구별되는 구조물을 초래하는 다른 과정의 다양한 조합의 생성물임을 의미한다."Recombinant" means that when applied to a polynucleotide, the polynucleotide is the product of various combinations of cloning, restriction and / or ligation steps, and other processes that result in a structure that is distinct from polynucleotides found in nature.

"유전자" 또는 "트랜스유전자" 는 단백질을 코드화하는 서열을 포함하고 있는 폴리뉴클레오티드 또는 폴리뉴클레오티드의 부분을 말한다. 대부분의 상황의 경우, 유전자는 또한 전사를 효과적으로 촉진하기 위하여 코딩 서열에 작동가능하게 연결된 프로모터를 포함하는 것이 바람직할 것이다. 당해 기술분야에서 잘 알려져 있는 바와 같이 인핸서, 리프레서 및 다른 조절 서열들이 또한 유전자의 활성을 조절하기 위해서 포함될 수 있다."Gene" or "transgene" refers to a polynucleotide or portion of a polynucleotide that contains a sequence encoding a protein. In most situations, it will also be desirable for the gene to include a promoter operably linked to the coding sequence to effectively promote transcription. As is well known in the art, enhancers, refreshers, and other regulatory sequences may also be included to regulate the activity of the gene.

용어 "폴리펩티드", "펩티드" 및 "단백질" 은 어떠한 길이의 것이든지 아미노산의 중합체를 언급하기 위하여 상호교환적으로 사용된다. 이들 용어는 또한 글리코실화, 아세틸화 및 인산화를 포함한 반응들을 통하여 번역후에 변형되는 단백질들을 포함한다.The terms "polypeptide", "peptide" and "protein" are used interchangeably to refer to polymers of amino acids of any length. These terms also include proteins that are post-translationally modified through reactions including glycosylation, acetylation and phosphorylation.

"혈관형성 펩티드 또는 단백질" 은 혈관형성 또는 혈관형성 활성, 즉 혈관 발생을 촉진하는 어떠한 단백질 또는 펩티드를 말한다. 혈관형성에서 발생하는 혈관으로는 약 8 미크론의 직경을 가지고 있는 가장 작은 안지름의 혈관인 모세혈관, 및 최소한 약 10 미크론의 직경을 가지고 있는 보다 큰 안지름을 가지는 혈관이 있다. 혈관형성 활성은 본원에서 설명되는 또는 당해 기술분야에 공지되어 있는 과정을 사용하여, 혈행, 심근 기능의 증가 또는 혈관의 존재를 측정함으로써 측정될 수 있다. 예를 들어, 모세혈관 수 또는 밀도는 육안으로 또는 조직 부위의 현미경 분석에 의하여 동물에서 정량될 수 있다(실시예 5 참조). 심근의 혈행은 문헌에 설명되어 있는 바와 같이 방사성 미소구 기법에 의하여 측An “angiogenic peptide or protein” refers to any protein or peptide that promotes angiogenic or angiogenic activity, ie angiogenesis. Blood vessels that occur in angiogenesis include capillaries, the smallest inner diameter vessels having a diameter of about 8 microns, and larger inner diameter vessels having a diameter of at least about 10 microns. Angiogenic activity can be measured by measuring blood circulation, increased myocardial function, or the presence of blood vessels, using procedures described herein or known in the art. For example, capillary number or density can be quantified in animals visually or by microscopic analysis of tissue sites (see Example 5). Myocardial blood circulation was measured by radioactive microsphere techniques as described in the literature.

정될 수 있다(Roth, DM, et al., Am. J. Physiol. 253:H1279-H1288, 1987 또는 Roth, DM, et al., Circulation 82:1778-1789, 1990). 심근의 혈행은 또한 예컨대 탈륨 영상화에 의하여 정량될 수 있는데, 이 방법은 브라운발트에 의해 설명된 바와 같이 심장을 방사성 핵종 탈륨으로 관류시키는 것을 포함한다(Braunwald in Heart Disease, 4thed., pp.276-311, Saunders, Philadelphia, 1992). 심장안의 세포들은 탈륨에 대하여 친화력을 가지고 있다. 탈륨의 흡수는 혈행과 명백하게 상관관계가 있다. 그러므로, 감소된 흡수는 관류가 부족한 허혈 상태에서 발생하는 것과 같은 감소된 혈행을 가리킨다. 의식이 있는 개체에서, 혈관형성성 활성은 하기 실시예 1 및 5 에서 및 문헌에서 설명되는 바와 같이 대비 초음파 심장 에코 검사법에 의하여 쉽게 평가될 수 있다(Sahn, DJ, et al., Circulation 58:1072-1083, 1978). 개선된 심근 기능은 예컨대 흉강을 통한 초음파 심장 에코 검사법에 의하여 벽의 두께를 측정함으로써 측정될 수 있다. 혈관형성은 만약 혈관형성성 트랜스유전자를 받은 후에 환자의 심장에서 트랜스유전자로 치료받기 전과 비교하여 혈관형성성 활성의 증가가 측정할 수 있을 정도이면 "촉진된" 것이다. 혈관형성성 펩티드로는 활성 펩티드로 번역후에 프로세싱되는 펩티드 선구체들이 있다. 바람직하게도, 혈관형성성 단백질 또는 펩티드는 섬유아세포 성장 인자 (FGF) 패밀리 (그것들에만 한정되는 것은 아니지만 aFGF (FGF-1 로도 공지됨), bFGF (FGF-2 로도 공지됨), FGF-4, FGF-5 및 FGF-6 을 포함함)의 구성원, 혈관 내피 성장인자 (VEGF) 패밀리의 구성원, 그것들에만 한정되는 것은 아니지만 VEGF-A 패밀리 (예컨대 VEGF-121, VEGF-145, VEGF-165, VEGF-189 및 VEGF-206)의 구성원들, VEGF-B 패밀리 (예컨대 VEGF-167 및 VEGF-186)의 구성원, VEGF-C 패밀리의 구성원; 혈소판-유도 성장인자 (PDGF) 패밀리 (예컨대 PDGF A 또는 PDGF B)의 구성원, 또는 인슐린-형 성장인자 (IGF) 패밀리의 구성원이다. 그러나, 예컨대 상기 언급된 방법에 의하여 측정가능한 혈관형성성 활성을 나타내는 어떠한 단백질 또는 펩티드를 코드화하는 유전자도 본 발명의 방법에 유용한 것으로 보인다. 혈관형성성 펩티드 또는 단백질은 예컨대 FGFs, VEGFs, PDGFs 및 IGFs 와 같은 혈관형성성 단백질의 "유도체" 및 "기능성 동등물" 을 포함한다. 그러한 혈관형성성 단백질 또는 펩티드의 유도체는 유사한 아미노산 서열을 가지고 있으며 어느 정도는 관련된 혈관형성성 단백질 또는 펩티드의 하나 또는 그 이상의 활성을 보유하고 있는 펩티드들이다. 유용한 유도체는 일반적으로 혈관형성 활성과 관련된 단백질의 영역 또는 도메인에 실질적인 서열 유사성 (아미노산 수준에서의)을 가지고 있다. "서열 유사성" 이란 펩티드 기원과는 상관없이 두 개의 상이한 단백질 또는 펩티드의 아미노산 서열사이에서 관찰되는 유사성을 말한다. 당해 기술분야에서 잘 알려져 있는 바와 같이, 치환된 아미노산이 상대적으로 원래의 아미노산과 유사한 (예컨대 크기 및 전하에서), 자연계에서 본질적으로 "보존성"인 많은 아미노산 대체물이 있다. 실질적인 서열 유사성은 전형적으로 관련된 혈관형성 단백질 또는 펩티드에 대하여 최소한 30 % 의 서열 동일성 (일반적으로 10 개 또는 그 이상의 아미노산의 스트레치에 대해 측정된다), 바람직하게는 70 %, 보다 바람직하게는 90 %, 가장 바람직하게는 95 % 의 서열 유사성을 포함한다. 당해 기술분야에 또한 잘 알려져 있는 바와 같이, 보존성 첨가 또는 결실은 일반적으로 활성에는 포함되는 것으로 여겨지지 않는 단백질의 영역 또는 도메인에 위치한 것들로, 이 경우에는 혈관형성을 촉진한다. "기능성 동등물" 이란 특정한 혈관형성 단백질 또는 펩티드의 하나 또는 그 이상의 활성을 대체할 수 있는 활성을 가지고 있는 단백질 또는 펩티드를 의미한다. 바람직한 기능성 동등물은 특정 혈관형성 단백질 또는 펩티드의 활성을 모두 보유하고 있다; 그러나 기능성 동등물은 정량적으로 측정되었을 때 혈관형성 검정에서 측정된 바 야생형 펩티드 또는 단백질보다 더 강하거나 더 약한 활성을 가질 수 있다. 바람직한 기능성 동등물은 관련된 혈관형성 단백질 또는 펩티드 또는 서브유니트의 활성의 1 % 내지 10,000 % 내에, 보다 바람직하게는 10 % 내지 1000 % 사이에, 보다 더 바람직하게는 50 % 내지 200 % 사이에 있는 활성을 가지고 있다. 당해 기술분야에 공지인 것처럼, 컴퓨터 모델링을 포함하여 다양한 기법들이 그러한 변이체의 있을 듯한 충격을 평가하기 위하여 활용될 수 있다; 예상되는 후보는 본원에서 설명되는 바와 같이 시험관내 및/또는 생체내 검정을 사용하여 혈관형성 잠재력의 보유에 대하여 쉽게 스크린될 수 있다.Roth, DM, et al., Am. J. Physiol. 253: H1279-H1288, 1987 or Roth, DM, et al., Circulation 82: 1778-1789, 1990). Myocardial blood circulation can also be quantified by thallium imaging, for example, which involves perfusion of the heart with radionuclide thallium as described by Braunwald (Braunwald in Heart Disease, 4 th ed., Pp. 276-311, Saunders, Philadelphia, 1992). Cells in the heart have affinity for thallium. Absorption of thallium is clearly correlated with blood circulation. Therefore, reduced absorption refers to reduced blood flow as occurs in an ischemic state lacking perfusion. In conscious individuals, angiogenic activity can be readily assessed by contrast ultrasound echocardiography as described in Examples 1 and 5 below and in the literature (Sahn, DJ, et al., Circulation 58: 1072). -1083, 1978). Improved myocardial function can be measured by measuring the thickness of the wall, for example by ultrasound cardiac echocardiography through the thoracic cavity. Angiogenesis is "promoted" if the increase in angiogenic activity is measurable after receiving the angiogenic transgene compared to before being treated with the transgene in the patient's heart. Angiogenic peptides include peptide precursors that are post-translationally processed into active peptides. Preferably, the angiogenic protein or peptide is a fibroblast growth factor (FGF) family (but not limited to them) aFGF (also known as FGF-1), bFGF (also known as FGF-2), FGF-4, FGF Members of the vascular endothelial growth factor (VEGF) family, including but not limited to the VEGF-A family (e.g., VEGF-121, VEGF-145, VEGF-165, VEGF-) Members of the VEGF-B family (such as VEGF-167 and VEGF-186), members of the VEGF-C family; Members of the platelet-induced growth factor (PDGF) family (such as PDGF A or PDGF B), or members of the insulin-type growth factor (IGF) family. However, genes encoding any protein or peptide that exhibit angiogenic activity measurable, for example, by the methods mentioned above, appear useful in the methods of the invention. Angiogenic peptides or proteins include “derivatives” and “functional equivalents” of angiogenic proteins such as, for example, FGFs, VEGFs, PDGFs and IGFs. Derivatives of such angiogenic proteins or peptides are peptides that have similar amino acid sequences and to some extent retain one or more activities of related angiogenic proteins or peptides. Useful derivatives generally have substantial sequence similarity (at the amino acid level) to regions or domains of proteins involved in angiogenic activity. "Sequence similarity" refers to the similarity observed between the amino acid sequences of two different proteins or peptides regardless of peptide origin. As is well known in the art, there are many amino acid substitutions that are essentially "conservative" in nature, where the substituted amino acids are relatively similar (eg in size and charge) to the original amino acids. Substantial sequence similarity is typically at least 30% sequence identity to a related angiogenic protein or peptide (generally measured for stretches of 10 or more amino acids), preferably 70%, more preferably 90%, Most preferably comprises 95% sequence similarity. As is also well known in the art, conservative additions or deletions are those located in regions or domains of proteins that are not generally considered to be involved in activity, in this case promoting angiogenesis. By "functional equivalent" is meant a protein or peptide having an activity that can replace one or more activities of a particular angiogenic protein or peptide. Preferred functional equivalents retain all of the activity of a particular angiogenic protein or peptide; However, functional equivalents may have stronger or weaker activity than wild-type peptides or proteins as measured in angiogenesis assays when measured quantitatively. Preferred functional equivalents are those that are within 1% to 10,000%, more preferably between 10% and 1000%, even more preferably between 50% and 200% of the activity of the angiogenic protein or peptide or subunit involved. Have As is known in the art, various techniques, including computer modeling, can be utilized to assess the likely impact of such variants; Prospective candidates can be easily screened for retention of angiogenic potential using in vitro and / or in vivo assays as described herein.

"이종성" 성분은 그것이 본래 위치하고 있던 것과는 상이한 존재안에 또는 존재내에 도입되는 성분을 말한다. 예를 들어, 하나의 유기체로부터 유도되고 유전공학적 기법에 의하여 상이한 유기체에 도입된 폴리뉴클레오티드는 만약 발현된다면 이종성 폴리펩티드를 코드화할 수 있는 이종성 폴리뉴클레오티드이다. 유사하게, 그것의 천연 코딩 서열로부터 제거되고 상이한 코딩 서열에 작동가능하게 연결된 프로모터 또는 인핸서는 이종성 프로모터 또는 인핸서이다.A "heterologous" component refers to a component that is introduced into or in a different entity from where it was originally located. For example, polynucleotides derived from one organism and introduced into different organisms by genetic engineering techniques are heterologous polynucleotides that, if expressed, can encode heterologous polypeptides. Similarly, a promoter or enhancer removed from its native coding sequence and operably linked to a different coding sequence is a heterologous promoter or enhancer.

본원에서 사용되는 바, "프로모터" 는 그것이 작동가능하게 연결되어 있는 유전자 또는 코딩 서열의 전사를 제어하는 폴리뉴클레오티드 서열을 말한다. 구성성, 유도성 및 억제성 프로모터를 포함하여, 다양한 상이한 공급원으로부터 유도되는 대다수의 프로모터들이 당해 기술분야에 공지이며 (또한 GenBank 와 같은 데이터베이스에서 확인된다), 그 자체로 또는 클론된 폴리뉴클레오티드 서열로 활용될 수 있다 (예컨대 다른 상업적인 또는 개별적인 공급원뿐만 아니라 ATCC 와 같은 기탁기관으로부터).As used herein, "promoter" refers to a polynucleotide sequence that controls the transcription of a gene or coding sequence to which it is operably linked. The majority of promoters derived from a variety of different sources, including constitutive, inducible and inhibitory promoters, are known in the art (also found in databases such as GenBank), on their own or in cloned polynucleotide sequences. May be utilized (eg from other commercial or individual sources as well as from deposits such as ATCC).

본원에서 사용되는 바, "인핸서" 는 그것이 작동가능하게 연결되어 있는 유전자 또는 코딩 서열의 전사를 증강시키는 폴리뉴클레오티드 서열을 말한다. 다양한 상이한 공급원으로부터 유도되는 대다수의 인핸서가 당해 기술분야에 공지이며 (또한 GenBank 와 같은 데이터베이스에서 확인된다), 그 자체로 또는 클론된 폴리뉴클레오티드 서열로 활용될 수 있다 (예컨대 다른 상업적인 또는 개별적인 공급원뿐만 아니라 ATCC 와 같은 기탁기관으로부터). 프로모터 서열 (예컨대 통상적으로 사용되는 CMV 프로모터)을 포함하고 있는 많은 폴리뉴클레오티드들이 또한 인핸서 서열을 포함하고 있다.As used herein, an "enhancer" refers to a polynucleotide sequence that enhances the transcription of a gene or coding sequence to which it is operably linked. The majority of enhancers derived from a variety of different sources are known in the art (also found in databases such as GenBank) and can be utilized on their own or in cloned polynucleotide sequences (eg, as well as other commercial or individual sources). From deposits such as ATCC). Many polynucleotides that contain promoter sequences (such as commonly used CMV promoters) also include enhancer sequences.

"작동가능하게 연결된" 은 둘 또는 그 이상의 성분들이 병령상태로 위치한 것을 말하며, 이렇게 설명된 성분들은 그것들의 의도된 방식으로 기능하는 것이 하용되는 관계에 있다. 프로모터는 만약 프로모터가 유전자 또는 코딩 서열의 전사를 제어한다면 유전자 또는 코딩 서열에 작동가능하게 연결되어 있다. 비록 작동가능하게 연결된 프로모터가 일반적으로 코딩 서열의 상류에 위치하고 있더라도, 반드시 인접하고 있을 필요는 없다. 인핸서는 만약 인핸서가 코딩 서열의 전사를 증가시킨다면 코딩 서열에 작동가능하게 연결된 것이다. 작동가능하게 연결된 인핸서는 코딩 서열의 상류에, 그 서열 내에 또는 하류에 위치할 수 있다. 폴리아데닐화 서열은 만약 그것이 전사가 코딩 서열을 통하여 폴리아데닐화 서열로 진행되도록 코딩 서열의 하류쪽 단부에 위치하고 있다면 코딩 서열에 작동가능하게 연결된 것이다."Operably linked" means that two or more components are placed in a parallel state, and the components described in this regard are used to function in their intended manner. A promoter is operably linked to a gene or coding sequence if the promoter controls the transcription of the gene or coding sequence. Although operably linked promoters are generally located upstream of the coding sequence, they do not necessarily have to be contiguous. An enhancer is operably linked to a coding sequence if the enhancer increases the transcription of the coding sequence. An operably linked enhancer may be located upstream, within, or downstream of the coding sequence. The polyadenylation sequence is operably linked to the coding sequence if it is located at a downstream end of the coding sequence such that transcription proceeds through the coding sequence to the polyadenylation sequence.

"레플리콘" 은 적절한 숙주 세포에서 폴리뉴클레오티드의 복제를 가능하게 하는 복제 기원을 포함하고 있는 폴리뉴클레오티드를 말한다. 그 실예로는 그 안에 이종성 핵산이 통합될 수 있는 표적 세포의 레플리콘 (예컨대 핵 및 미토콘드리아의 염색체)과, 염색체외재성 레플리콘 (예컨대 복제하는 플라스미드 및 에피솜)이 있다."Replicon" refers to a polynucleotide that contains a origin of replication that enables replication of the polynucleotide in a suitable host cell. Examples include replicons of target cells (such as chromosomes of the nucleus and mitochondria) and extrachromosomal replicons (such as replicating plasmids and episomes) into which heterologous nucleic acids can be incorporated.

본원에서 사용되는 "유전자 송달", "유전자 전달" 등은 도입의 방법과는 상관없이, 숙주 세포안으로 외래성 폴리뉴클레오티드 (때로는 "트랜스유전자"로도 불림)가 도입되는 것을 언급하는 용어이다. 그러한 방법으로는 벡터-중재된 유전자 전달 (예컨대 바이러스 감염/형질전환, 또는 다양한 다른 단백질-기초 또는 지질-기초 유전자 송달 복합체에 의하여)과 같은 널리 알려져 있는 다양한 기법들 및 "네이키드" 폴리뉴클레오티드의 송달을 용이하게 하는 기법들 (예컨대 일렉트로포레이션, "유전자 총" 송달 및 폴리뉴클레오티드를 도입시키기 위하여 사용된 다양한 다른 기법들)이 있다. 도입된 폴리뉴클레오티드는 숙주 세포에서 안정하거나 또는 일시적으로 유지될 수 있다. 안정한 유지는 전형적으로 도입된 폴리뉴클레오티드가 숙주 세포와 부합하는 복제 기원을 함유하거나 또는 염색체외재성 레플리콘 (예컨대 플라스미드) 또는 핵 또는 미토콘드리아 염색체와 같은 숙주 세포의 레플리콘안에 통합되는 것을 필요로 한다. 많은 벡터들이 당해 기술분야에 공지이고 본원에서 설명되는 바와 같이 포유동물 세포에 유전자를 전달하는 것을 중재할 수 있는 것으로 알려져 있다.As used herein, "gene delivery", "gene delivery", and the like are terms that refer to the introduction of an exotic polynucleotide (sometimes also called a "transgene") into a host cell, regardless of the method of introduction. Such methods include various well-known techniques such as vector-mediated gene delivery (such as by viral infection / transformation, or various other protein-based or lipid-based gene delivery complexes) and "naked" polynucleotides. Techniques that facilitate delivery (such as electroporation, "gene gun" delivery, and various other techniques used to introduce polynucleotides). The introduced polynucleotide may be stable or temporarily maintained in the host cell. Stable maintenance typically requires that the introduced polynucleotide contains a replication origin consistent with the host cell or is incorporated into the replicon of the host cell, such as an extrachromosomal replicon (such as a plasmid) or a nuclear or mitochondrial chromosome. . Many vectors are known in the art and are known to be able to mediate gene delivery to mammalian cells as described herein.

본원에서 사용되는 "생체내" 유전자 송달, 유전자 전달, 유전자 치료법 등은 외래성 폴리뉴클레오티드를 포함하고 있는 벡터가 직접 유기체, 예컨대 사람 또는 비-사람 포유동물의 신체에 도입됨으로써, 외래성 폴리뉴클레오티드가 그러한 유기체의 생체안의 세포안에 도입되는 것을 언급하는 용어이다.As used herein, "in vivo" gene delivery, gene delivery, gene therapy, and the like are such that a vector comprising an exogenous polynucleotide is introduced directly into an organism, such as a human or non-human mammal, such that the exogenous polynucleotide is such an organism. Is a term referring to being introduced into cells in vivo.

"벡터" (때로는 유전자 송달 또는 유전자 전달 "비히클"로도 언급된다)는 시험관에서 또는 생체내에서 숙주 세포에 송달될 폴리뉴클레오티드를 포함하고 있는 거대분자 또는 분자들의 복합체를 말한다. 송달될 폴리뉴클레오티드는 유전자 치료법에서 관심의 코딩 서열을 포함할 것이다. 벡터로는 예를 들면, 바이러스성 벡터 (예컨대 아데노바이러스 (Ad), 아데노-관련 바이러스 (AAV), 및 레트로바이러스), 리포솜 및 다른 지질-함유 복합체, 및 숙주 세포에 폴리뉴클레오티를 전달하는 것을 중재할 수 있는 다른 거대분자 복합체가 있다. 벡터는 또한 추가로 유전자 송달 및/또는 유전자 발현을 조절하거나, 또는 그렇지 않으면 표적화된 세포에 유익한 성질을 제공하는 다른 성분들 또는 기능을 포함할 수 있다. 그러한 다른 성분들로는 예를 들면, 세포에 대한 결합 또는 표적화에 영향을 주는 성분들 (세포-유형 또는 조직-특이적 결합을 중재하는 성분들을 포함함); 세포에 의한 벡터 핵산의 흡수에 영향을 주는 성분들; 흡수후에 세포내에서 폴리뉴클레오티드의 정위에 영향을 주는 성분들 (예컨대 핵의 정위를 중재하는 제제); 및 폴리뉴클레오티드의 발현에 영향을 주는 성분들이 있다. 그러한 성분들은 또한 예를 들면 벡터에 의해 송달된 핵산을 흡수하고 발현하는 세포들을 검출하고 선택하기 위해 사용될 수 있는 검출가능하고 및/또는 선택가능한 마아커들을 포함할 수 있다. 그러한 성분들은 벡터의 천연 특징으로서 (예컨대 결합 및 흡수를 중재하는 성분들 또는 기능을 가지고 있는 특정 바이러스 벡터의 사용) 제공될 수 있으며, 또는 벡터는 그러한 기능들을 제공하도록 변형될 수 있다. 아주 다양한 그러한 벡터들이 당해 기술분야에 공지이며 일반적으로 활용가능하다.A "vector" (sometimes referred to as a gene delivery or gene delivery "vehicle") refers to a complex of macromolecules or molecules containing a polynucleotide to be delivered to a host cell in vitro or in vivo. The polynucleotide to be delivered will comprise the coding sequence of interest in gene therapy. Vectors include, for example, viral vectors (such as adenovirus (Ad), adeno-associated virus (AAV), and retroviruses), liposomes and other lipid-containing complexes, and polynucleotides to host cells. There are other macromolecular complexes that can mediate things. The vector may further comprise other components or functions that further regulate gene delivery and / or gene expression, or otherwise provide beneficial properties to the targeted cell. Such other components include, for example, components that affect binding or targeting to a cell (including components that mediate cell-type or tissue-specific binding); Components that influence uptake of the vector nucleic acid by the cell; Components that influence the positioning of the polynucleotide in the cell after uptake (eg, agents that mediate the positioning of the nucleus); And components that influence the expression of polynucleotides. Such components can also include detectable and / or selectable markers that can be used, for example, to detect and select cells that absorb and express nucleic acids delivered by the vector. Such components may be provided as a natural feature of the vector (eg, the use of specific viral vectors having components or functions that mediate binding and uptake), or the vector may be modified to provide such functions. A wide variety of such vectors are known in the art and are generally available.

"재조합 바이러스 벡터" 는 하나 또는 그 이상의 이종성 유전자 또는 서열을 포함하고 있는 바이러스 벡터를 말한다. 많은 바이러스 벡터들이 팩키징과 관련된 크기-제한을 나타내기 때문에, 이종성 유전자 또는 서열은 전형적으로 바이러스 게놈의 하나 또는 그 이상의 부분들을 대체함에 의해 도입된다. 그러한 바이러스들은 레플리콘이 결핍될 수 있으며, 결실된 기능(들)이 바이러스 복제 및 캡슐화중에 반대쪽으로(in trans) 제공되는 것 (예컨대 헬퍼 바이러스 또는 복제 및/또는 캡슐화에 필요한 유전자들을 포함하고 있는 팩키징 셀라인을 사용함으로써)을 필요로 한다. 전달될 폴리뉴클레오티드가 바이러스 입자의 바깥쪽에 운반되는 변형된 바이러스 벡터들이 또한 설명되어 있다(Curiel, DT, et al., PNAS 88:8850-8854, 1991)."Recombinant viral vector" refers to a viral vector comprising one or more heterologous genes or sequences. Since many viral vectors exhibit size-limits associated with packaging, heterologous genes or sequences are typically introduced by replacing one or more portions of the viral genome. Such viruses may be deficient in replicon, in which the deleted function (s) are provided in trans during virus replication and encapsulation (eg containing helper virus or genes necessary for replication and / or encapsulation). By using packaging cell lines). Modified viral vectors are also described in which the polynucleotide to be delivered is carried out of the virus particle (Curiel, DT, et al., PNAS 88: 8850-8854, 1991).

본원에서 사용되는 바이러스 "팩키징" 은 바이러스 벡터의 합성 및 어셈블리를 유발하는 일련의 세포내 사건들을 말한다. 전형적으로 팩키징은 "프로바이러스 게놈" 의 복제, 또는 "벡터 플라스미드" 로서 전형적으로 언급되는 재조합 프로-벡터 (바이러스 게놈에 유사한 방식으로 팩키징될 수 있는 재조합 폴리뉴클레오티드로, 전형적으로 적절한 바이러스 "팩키징 서열" 이 양 옆에 있는 결과이다)의 복제와, 이어서 캡슐화 또는 핵산의 다른 코팅을 포함한다. 그러므로, 적당한 벡터 플라스미드가 적절한 조건하에 팩키징 셀라인안에 도입되는 경우, 그것은 복제되고 바이러스 입자안으로 조립될 수 있다. 많은 바이러스 게놈에서 발견되는 바이러스 "rep" 및 "cap" 유전자들은 각각 복제 및 캡슐화 단백질을 코드화하는 유전자들이다. "복제-결핍성" 또는 "복제-무능력" 바이러스 벡터는 복제 및/또는 팩키징에 필요한 하나 또는 그 이상의 기능들이 없거나 변경되어서 바이러스 벡터가 숙주 세포에 의한 흡수에 이어 바이러스 복제를 개시할 수 없도록 만드는 바이러스 벡터를 말한다. 그러한 복제-결핍성 바이러스 벡터의 스톡을 제조하기 위해서, 바이러스 또는 프로-바이러스 핵산이 반대쪽으로(in-trans) 공급될 수 있는 빠져있는 기능들을 코드화하는 유전자를 함유하도록 변형된 "팩키징 셀라인"안에 도입될 수 있다. 예를 들어, 그러한 팩키징 유전자들은 팩키징 셀라인의 레플리콘에 안정하게 통합될 수 있거나 또는 상기 유전자들은 "팩키징 플라스미드" 또는 빠져있는 기능들을 코드화하는 유전자들을 포함하고 있는 헬퍼 바이러스를 사용한 형질전환에 의하여 도입될 수 있다.Virus "packaging" as used herein refers to a series of intracellular events that lead to the synthesis and assembly of viral vectors. Packaging typically is a replication of the "proviral genome", or a recombinant pro-vector typically referred to as a "vector plasmid" (recombinant polynucleotides that can be packaged in a manner similar to the viral genome, typically with appropriate viral "packaging sequences" Replication of both sides), followed by encapsulation or other coating of nucleic acid. Therefore, when the appropriate vector plasmid is introduced into the packaging cell line under appropriate conditions, it can be replicated and assembled into viral particles. The viral "rep" and "cap" genes found in many viral genomes are the genes encoding the replication and encapsulation proteins, respectively. A "replicating-deficient" or "replicating-incompetent" viral vector is a virus that does not have one or more of the functions required for replication and / or packaging or is altered such that the viral vector cannot initiate viral replication following uptake by the host cell. Say vector. To prepare a stock of such replication-deficient viral vectors, a "packaging cell line" modified to contain genes encoding missing functions that virus or pro-viral nucleic acid can be supplied in-trans. Can be introduced. For example, such packaging genes can be stably integrated into the replicon of the packaging cell line or they can be transformed by a helper virus containing a "packaging plasmid" or genes encoding missing functions. Can be introduced.

"검출가능한 마아커 유전자" 는 유전자를 함유하고 있는 세포들이 특이적으로 검출되는 것 (예컨대 마아커 유전자를 포함하고 있지 않은 세포와 구별됨)을 가능하게 하는 유전자이다. 많은 다양한 그러한 마아커들이 당해 기술분야에 공지되어 있다. 마아커의 바람직한 실예로는 세포 표면에 나타남으로써 간단하고 신속한 검출 및/또는 세포 분류를 용이하게 하는 단백질을 코드화하는 검출가능한 마아커 유전자가 있다. 예를 들면, 베타-갈락토시다제를 코드화하는 lacZ 유전자가 검출가능한 마아커로서 사용될 수 있으며, 이것으로 lacZ 유전자를 포함하고 있는 벡터로 형질전환된 세포가 하기에서 설명되는 바와 같이 염색에 의해 검출되는 것이 가능해진다.A "detectable marker gene" is a gene that allows cells containing the gene to be specifically detected (eg, distinguished from cells that do not contain a marker gene). Many various such markers are known in the art. Preferred examples of markers are detectable marker markers that encode proteins that appear on the cell surface to facilitate simple and rapid detection and / or cell sorting. For example, the lacZ gene encoding beta-galactosidase can be used as a detectable marker, whereby cells transformed with the vector containing the lacZ gene are detected by staining as described below. It becomes possible.

"선택가능한 마아커 유전자" 는 유전자를 포함하고 있는 세포가 상응하는 선택제제가 있을 때 특이적으로 선택되거나 또는 그 반대가 되는 것을 가능하게 하는 유전자이다. 예를 들면, 항생물질 내성 유전자가 숙주 세포가 상응하는 항생물질이 있을 때 양성으로 선택되는 것을 가능하게 하는 양성 선택가능한 마아커 유전자로서 사용될 수 있다. 선택가능한 마아커 유전자는 양성, 음성 또는 이중성일 수 있다. 양성의 선택가능한 마아커들은 마아커를 포함하고 있는 세포의 선택을 가능하게 하는 한편, 음성의 선택가능한 마아커 유전자들은 그 마아커를 포함하고 있는 세포가 선택적으로 제거되는 것을 가능하게 한다. 다양한 그러한 마아커들이 이중성 마아커 (즉, 양성/음성)를 포함하여 설명되어 있다(WO 92/08796, 1992 년 5 월 29 일 공개됨, WO 94/28143, 1994 년 12 월 8 일 공개됨). 그러한 마아커 유전자들은 유전자 치료법과 관련하여 유리할 수 있는 대조표준의 추가의 척도를 제공할 수 있다.A "selectable marker gene" is a gene that allows a cell containing the gene to be specifically selected or vice versa when there is a corresponding selection agent. For example, an antibiotic resistance gene may be used as a positive selectable marker marker gene that allows the host cell to be selected positive when there is a corresponding antibiotic. Selectable marker markers may be positive, negative or dual. Positive selectable markers allow selection of the cell containing the marker, while negative selectable marker genes allow the cell containing the marker to be selectively removed. Various such markers are described, including dual markers (ie positive / negative) (WO 92/08796, published May 29, 1992, WO 94/28143, published December 8, 1994). Such marker markers may provide an additional measure of control that may be advantageous with respect to gene therapy.

"혈관구조" 또는 "혈관의" 는 포유동물의 신체를 통하여 혈액 (및 림프액)을 운반하는 관의 시스템을 말한다."Vascular structure" or "vascular" refers to a system of tubes that carries blood (and lymphatic fluid) through the mammal's body.

"혈관" 은 포유동물의 혈관 시스템의 모든 관, 예를 들면 동맥, 소동맥, 모세혈관, 작은 맥, 정맥, 동 (sinus) 및 맥관 (vasa vasorum)을 말한다. 본 발명의 바람직한 측면으로, 혈관형성 트랜스유전자를 포함하고 있는 벡터들이 심근에 혈액을 공급하는 혈관 도관에 직접 도입된다. 그러한 혈관 도관은 복재정맥 또는 내부 유방 동맥 이식편과 같은 관 뿐만 아니라 관상동맥을 포함한다."Vascular" refers to all vessels of the mammalian vascular system, such as arteries, arterioles, capillaries, small veins, veins, sinus and vasava vasorum. In a preferred aspect of the present invention, vectors containing angiogenic transgenes are introduced directly into a vascular conduit that supplies blood to the myocardium. Such vascular conduits include coronary arteries as well as tubing such as saphenous veins or internal mammary artery grafts.

"동맥" 은 그것을 통하여 혈액이 심장으로부터 통과하는 혈관을 말한다. 관상동맥은 심장 자체의 조직에 공급하는 한편, 다른 동맥들은 신체의 나머지 기관에 혈액을 공급한다. 동맥의 일반적인 구조는 다층의 동맥벽에 둘러쌓여 있는 내강으로 구성된다."Artery" refers to the blood vessel through which blood passes from the heart. Coronary arteries supply tissue to the heart itself, while other arteries supply blood to the rest of the body. The general structure of an artery consists of a lumen surrounded by multiple arterial walls.

"개체" 또는 "환자" 는 포유동물, 바람직하게는 큰 포유동물, 가장 바람직하게는 사람을 말한다."Individual" or "patient" refers to a mammal, preferably a large mammal, most preferably a human.

본원에서 사용되는 "처리" 또는 "치료" 는 개체에 대해 예방, 치료 또는 다른 유익한 효과를 유도할 수 있는 제제를 개별적인 환자에게 투여하는 것을 말한다.As used herein, “treatment” or “treatment” refers to the administration of an individual patient to an agent that can induce a prophylactic, therapeutic or other beneficial effect on an individual.

본원에서 사용되는 "유전자 치료법" 은 개별적인 환자에게 치료 유전자를 포함하는 벡터를 투여하는 것을 말한다.As used herein, "gene therapy" refers to the administration of a vector comprising a therapeutic gene to an individual patient.

"치료용 폴리뉴클레오티드" 또는 "치료 유전자" 는 개체에 투여되었을 때 개체에서 예방, 치료 또는 다른 유익한 효과를 유도할 수 있는 뉴클레오티드 서열을 말한다."Therapeutic polynucleotide" or "therapeutic gene" refers to a nucleotide sequence that, when administered to an individual, can induce a prophylactic, therapeutic or other beneficial effect in the individual.

참고문헌references

본발명의 실시에는 달리 지적하지 않는한 본 분야의 분자생물학 등의 종래기술이 사용될 것이다. 이러한 기술은 다음 문헌에 충분히 설명되어 있다:The practice of the present invention will use prior art, such as molecular biology in the art, unless otherwise indicated. Such techniques are explained fully in the literature:

본발명 방법에 사용될 수 있는 송달 및 외과적 수송학을 기술하는 추가의 문헌은 다음을 포함한다.Additional literature describing delivery and surgical transport that can be used in the present invention includes:

혈관에서 발견된 세포유형을 기술하는 추가의 문헌들과 본발명 방법에 유용할 수 있는 맥관구조의 문헌들은 다음을 포함한다: W.Bloom & D. Fawcett, A Textbook of Histology (V.B.Saunders Co. 1975).Additional literature describing cell types found in blood vessels and vasculature that may be useful in the present method include: W. Bloom & D. Fawcett, A Textbook of Histology (VBSaunders Co. 1975 ).

여러 간행물들이 심장질환을 포함하는 질환의 예방을 위한 유전자 전달의 용도에 대해 주장하였다. 예를들면, 다음 문헌 참조.Several publications have argued for the use of gene transfer for the prevention of diseases including heart disease. See, eg, the following references.

상기 섹션에 인용된 문헌들은 이들 문헌이 본발명의 실시에 사용되는 기술들을 교시하는 정도만큼 여기에 참고로 포함된다.The documents cited in the above sections are hereby incorporated by reference to the extent that these documents teach techniques used in the practice of the present invention.

참고문헌의 포함Inclusion of References

특허, 공개된 출원 및 기타 간행물을 포함하는 본 출원에 인용된 참고문헌들은 여기에 참고로 포함된다.References cited in this application, including patents, published applications, and other publications, are incorporated herein by reference.

다양한 바람직한 구체예의 상세한 설명Detailed Description of Various Preferred Embodiments

본 발명의 다양한 바람직한 측면들을 하기에 요약하며, 계속되는 상세한 설명 및 도면에 추가로 설명하고 예시한다.Various preferred aspects of the invention are summarized below and further described and illustrated in the following detailed description and drawings.

본 발명은 환자의 심근안에 혈관형성성 단백질을 코드화하는 트랜스유전자를 도입함에 의해 관상동맥 질병 (CAD) 및 심근 경색과 관련된 심각한 심장 질환뿐만 아니라 확장형 심근증 ("DCM") 을 포함한 울혈성 심장 질환을 치료하기 위한, 및 해로운 심실 리모델리을 방지 또는 경감시키기 위한 방법 및 조성물에 관한 것이다.The present invention provides for the introduction of transgenes encoding angiogenic proteins into a patient's myocardium, thereby preventing congestive heart disease including coronary artery disease (CAD) and severe heart disease associated with myocardial infarction as well as dilated cardiomyopathy ("DCM"). A method and composition for treating and for preventing or alleviating harmful ventricular remodeling.

울혈성 심장 질환을 치료하기 위한 본 발명의 방법에서, 혈관형성성 단백질 또는 펩티드를 코드화하는 유전자를 함유하고 있는 벡터 구성물이 환자의 심장에 표적화되고, 그 곳에서 심근의 외인성 혈관형성 단백질의 합성이 혈관형성을 촉진하고, 그로써 새롭게 형성된 혈관을 통해 혈행을 개선시킴으로써 심장의 기능장애를 개선시킨다. 개선된 심장 기능은 궁극적으로는 심장 질환의 증상들이 감소 또는 소멸되도록 유도하고 심각한 CHF 가 발생되는 2 년내에 예상되는 사망율을 뛰어넘어 생명을 연장시킨다.In the method of the present invention for treating congestive heart disease, vector constructs containing genes encoding angiogenic proteins or peptides are targeted to the patient's heart, where synthesis of exogenous angiogenic proteins of the myocardium is prevented. It promotes angiogenesis and thereby improves heart dysfunction by improving blood circulation through newly formed blood vessels. Improved cardiac function ultimately leads to reduced or eliminated symptoms of heart disease and prolongs life beyond the expected mortality rate within two years of severe CHF.

바람직한 방법은 상대적으로 환자의 심근에 제한된 혈관형성성 단백질의 정위된 발현을 초래하는 벡터 구성물 및/또는 전달 방법을 사용한다. 혈관형성성 단백질의 실예로는 FGF 패밀리 (FGF-1, FGF-2, FGF-4, FGF-5 및 FGF-6 을 포함함, 보다 바람직하게는 FGF-2, FG-4 및 FGF-5)의 구성원; 혈관 내피 성장인자 (VEGF) 패밀리의 구성원, 그것들에만 한정되는 것은 아니지만 VEGF-A 패밀리 (예컨대 VEGF-121, VEGF-145, VEGF-165, VEGF-189 및 VEGF-206)의 구성원들, VEGF-B 패밀리 (예컨대 VEGF-167 및 VEGF-186)의 구성원 및 VEGF-C 패밀리의 구성원; 혈소판-유도 성장인자 (PDGF) 패밀리의 구성원; 및 인슐린-형 성장인자 (IGF) 패밀리의 구성원이 있다.Preferred methods use vector constructs and / or delivery methods that result in coordinated expression of relatively limited angiogenic proteins in the myocardium of the patient. Examples of angiogenic proteins include the FGF family (FGF-1, FGF-2, FGF-4, FGF-5 and FGF-6, more preferably FGF-2, FG-4 and FGF-5) Member of; Members of the vascular endothelial growth factor (VEGF) family, including but not limited to members of the VEGF-A family (eg, VEGF-121, VEGF-145, VEGF-165, VEGF-189 and VEGF-206), VEGF-B Members of the family (such as VEGF-167 and VEGF-186) and members of the VEGF-C family; Members of the platelet-induced growth factor (PDGF) family; And members of the insulin-like growth factor (IGF) family.

본 발명에 사용하기에 유용한 바람직한 벡터로는 DNA 를 세포분열하지 않는 세포에 생체내로 전달할 수 있는 바이러스 벡터, 지질-기초 벡터 및 다른 벡터들이 있다. 현재 바람직한 것은 바이러스 벡터, 특히 복제-결핍성 바이러스 벡터, 예컨대 복제-결핍성 아데노바이러스 (Ad) 벡터 및 아데노-관련 바이러스 (AAV) 벡터이다. 제조 및 본 발명에 사용하기에 용이하다는 면에서, 복제-결핍성 아데노바이러스 벡터가 현재 가장 바람직하다.Preferred vectors useful for use in the present invention include viral vectors, lipid-based vectors, and other vectors capable of delivering DNA in vivo to cells that do not divide. Presently preferred are viral vectors, in particular replication-deficient viral vectors such as replication-deficient adenovirus (Ad) vectors and adeno-associated virus (AAV) vectors. In view of ease of manufacture and use in the present invention, replication-deficient adenovirus vectors are currently most preferred.

본 발명에서 생체내 송달의 바람직한 수단 (특히 그렇지 않다면 심근에 한정되도록 송달 및/또는 발현에 대해 표적화되지 못할 벡터 구성물에 대해)은 직접 심근에 공급하는 혈관안에 벡터를 주입하는 것, 바람직하게는 관상동맥안에 주입하는 것이다. 그러한 주입은 하나 또는 두가지의 관상동맥 또는 하나 또는 그 이상의 복재정맥 또는 내부 유방 동맥 이식편 또는 심근에 혈액을 송달하는 다른 도관의 내강내에 실질적으로 깊게 (전형적으로 최소한 약 1 cm) 도입되는 카테테르를 사용하여 이루어진다. 관상동맥에 충분히 깊지 않게 주입되는 것은 바이러스가 전신의 동맥에 분포하게 되는 결과를 초래할 수 있다.Preferred means of in vivo delivery in the present invention (particularly for vector constructs that would otherwise not be targeted for delivery and / or expression to be limited to the myocardium) would be to inject the vector directly into the vessel that feeds the myocardium, preferably coronary It is injected into the artery. Such infusion uses a catheter introduced substantially deep (typically at least about 1 cm) into the lumen of one or two coronary arteries or one or more saphenous veins or other ducts delivering blood to an internal mammary artery graft or myocardium. It is done by Infusion not deep enough into the coronary arteries can result in the virus becoming distributed in arteries throughout the body.

바람직하게는 야생형 바이러스를 함유하지 않은 바이러스 벡터 스톡을 하나 또는 두 종류의 관상동맥 (또는 이식편 및 다른 혈관 도관)의 내강안에, 바람직하게는 좌측 및 우측의 두가지의 관상동맥 (또는 이식편 및 다른 혈관의 도관) 안에, 또 바람직하게는 광학 밀도계에 의해 측정되는 바 106내지 1014의 바이러스 입자 (보다 바람직하게는 108내지 1012의 바이러스 입자)의 양으로 깊게 주입함에 의해, 원하는 수의 세포, 특히 심근세포를 영향을 받은 심근에서의 혈관형성을 촉진하는 단백질을 코드화하는 유전자로 국소적으로 형질전환시키고, 그로써 유전자 전달의 치료 효율을 최대화하고, 심장외의 부위에서의 원하지 않는 효과 및 바이러스 단백질에 대한 염증 반응의 가능성을 최소화하는 것이 가능하다. 심근에 특이적으로 표적화되는 벡터 구성물, 예컨대 심근-특이적 결합 또는 흡수 성분들, 및/또는 심근-특이적 전사 조절 서열 (예컨대 혈관 근세포-특이적 프로모터)의 제어하에 있는 혈관형성 단백질 트랜스유전자를 통합시키는 벡터가 심근, 특히 혈관의 심근에 대한 발현의 추가의 제한 수단으로서 그러한 특정한 주입 기법 대신에, 또는 바람직하게는 그것과 조합하여 사용될 수 있다. 면역 반응을 유도할 수 있는 벡터에 대해서는, 심장외에서의 발현에 대한 잠재성을 제한하기 위하여 추가의 기법들이 또한 사용될 수 있긴 하지만, 심근에 공급하는 혈관에 직접 벡터를 주입하는 것이 바람직하다.Preferably, a viral vector stock that does not contain wild-type viruses is placed in the lumen of one or two types of coronary arteries (or grafts and other vascular conduits), preferably of the two coronary arteries (or grafts and other blood vessels) Conduit) and preferably by injecting deeply in an amount of 10 6 to 10 14 viral particles (more preferably 10 8 to 10 12 viral particles) as measured by an optical density meter. In particular, cardiomyocytes are transformed locally with genes encoding proteins that promote angiogenesis in the affected myocardium, thereby maximizing the therapeutic efficiency of gene transfer, and unwanted effects and viral proteins at sites other than the heart. It is possible to minimize the possibility of an inflammatory response to. Vector constructs targeted specifically to the myocardium, such as myocardial-specific binding or uptake components, and / or angiogenic protein transgenes under the control of myocardial-specific transcriptional regulatory sequences (eg, vascular myocyte-specific promoters); The incorporating vector can be used in place of, or in combination with, that particular injection technique as a further limiting means of expression of the myocardium, particularly of the blood vessels. For vectors capable of eliciting an immune response, additional techniques may also be used to limit the potential for extracardiac expression, but it is preferred to inject the vector directly into the blood vessels supplying the myocardium.

환자는 CHF 의 경우에 어떤 시간에든지 혈관형성 유전자 치료를 투여받을 수 있다. 그러나 심근 경색이 발생한 후 약 1 내지 4 주 이내에 투여받는 것이 보다 바람직하다. 투여는 바람직하게는 단일 (1 회) 관상동맥내 주입 (예컨대 각각의 관상동맥안에)을 통하여 이루어지며, 1 회 이상의 주입도 때로는 필요할 수 있다.The patient may be administered angiogenic gene therapy at any time in the case of CHF. However, it is more preferable to receive the drug within about 1 to 4 weeks after the occurrence of myocardial infarction. Administration is preferably via a single (one) intra-coronary injection (eg in each coronary artery), and one or more injections may sometimes be necessary.

하기에서 상세하게 설명되는 바와 같이, 본 발명자들은 혈관형성성 단백질 트랜스유전자를 포함하고 있는 벡터를 사용한 그러한 기법의 사용이, 비-심장 조직에 대한 어떠한 효과도 관찰되지 않고 염증 반응을 생성하지 않으면서, 관상의 병행한 혈관 발생을 효과적으로 촉진하고 큰 포유동물 심장의 심근내의 기능을 효과적으로 증강시킬 수 있음을 발견하였다. 혈관형성성 유전자 전달 후 2 주후에, 심근의 혈행은 개선되었고 허혈도 개선되었으며, 그로써 심근 기능도 증강되었다. 이들 유익한 효과는 최소한 12 주동안 지속되었다. 예를 들어, 본 발명자들은 단일한 관상동맥내 주입 (약 1011의 벡터 입자를 주입함)을 사용하였고, 그 결과 혈관형성 단백질이 적절하게 발현되어 독성없이 치료적 장점이 생성되었음을 관찰하였다. 심근의 혈행이 증강됨에 따라 본 발명자들의 분석 결과, 생체내에서 심근 세포의 60 % 이상의 고수율의 형질도입이 이 과정을 사용하여 이루어질 수 있는 것으로 나타났다.As described in detail below, the inventors have found that the use of such a technique with vectors containing angiogenic protein transgenes has not been observed for any effect on non-cardiac tissues and without generating an inflammatory response. In addition, it has been found to effectively promote coronary angiogenesis and effectively enhance the functioning of the myocardium of large mammalian hearts. Two weeks after angiogenic gene delivery, myocardial blood circulation improved and ischemia improved, thereby enhancing myocardial function. These beneficial effects lasted for at least 12 weeks. For example, we used a single intracoronary injection (injecting about 10 11 vector particles) and observed that the angiogenic proteins were properly expressed to produce therapeutic benefits without toxicity. As myocardial blood circulation is enhanced, our analysis shows that high yield transduction of at least 60% of myocardial cells in vivo can be achieved using this procedure.

아데노바이러스-중재된 유전자 전달은 일반적으로 숙주 게놈 안으로의 트랜스유전자의 안정한 통합을 초래하지는 않는다. 그러므로, 트랜스유전자 발현은 상대적으로 일시적인 것이다 (비록 벡터가 5 달 정도까지 존재하는 것으로 나타나긴 하지만). 그러나, 상기 언급한 심장 질환들에 대한 본 발명의 처리 방법에서, 혈관형성성 트랜스유전자의 일시적인 발현은 대체로 치료 목표를 달성하기에는 적절하다. 실제로, 본 발명의 목적에 대해서는, 일시적 발현이 숙주 게놈의 파괴를 피할 수 있기 때문에 안전성의 견지에서 안정한 통합 이상으로 일반적으로 바람직하다. 실험 실시예가 하기에서 증명하는 바와 같이, 교차 유전자 발현은 병행하는 혈관 발생 및 정상적인 심장 기능의 부수적인 회복을 가능하게 하기에 충분히 길게 유지되었다. 그러므로, 혈관형성성 인자 유전자는 치료 효과를 생성하기 위하여 수주 이상동안 형질전환된 세포안에 존재하고 있을 필요가 없다. 일단 새로운 혈관이 형성되면, 외래성 혈관형성성 단백질의 계속되는 발현이 새로운 혈관 구조 및 증가된 혈행을 유지하기 위해 필요하지 않게 될 것이다.Adenovirus-mediated gene delivery generally does not result in stable integration of transgenes into the host genome. Therefore, transgene expression is relatively transient (although the vector appears to exist for up to five months). However, in the method of treatment of the present invention for the above-mentioned heart diseases, transient expression of angiogenic transgenes is generally adequate to achieve therapeutic goals. Indeed, for the purposes of the present invention, transient expression is generally preferred over stable integration in terms of safety since transient expression can avoid destruction of the host genome. As the experimental example demonstrates below, cross gene expression was maintained long enough to allow for parallel vascular development and concomitant recovery of normal heart function. Therefore, the angiogenic factor gene need not be present in the transformed cells for more than a few weeks to produce a therapeutic effect. Once new blood vessels are formed, continued expression of adventitious angiogenic proteins will not be necessary to maintain new blood vessel structure and increased blood flow.

그러므로 본 발명에 의해 제공되는 생체내 트랜스유전자 전달 기법은 혈관형성 단백질의 다회 주입 또는 주사에 대한 요구를 효과적으로 피하게 된다. 본 발명의 방법에 의해 이루어진 국한된 형질도입 및 트랜스유전자 발현은 또한 망막과 같은 비-심장 조직에서의 혈관형성의 잠재적으로 해로운 효과를 피할 수 있다.Therefore, the in vivo transgene delivery technique provided by the present invention effectively avoids the need for multiple injections or injections of angiogenic proteins. Localized transduction and transgene expression made by the methods of the invention can also avoid the potentially deleterious effects of angiogenesis in non-cardiac tissue such as the retina.

본 발명의 다른 측면은 심근 경색후 환자에서의 심실 리모델링을 방지 또는 경감시키기 위한 방법으로, 이 방법은 혈관형성성 단백질 또는 펩티드를 코드화하는 유전자를 함유하고 있는 벡터 구성물을, 혈관형성을 촉진하기 위하여 환자의 심장에 대해 생체내 표적화하는 것을 포함한다. 본 발명의 방법을 사용하여 이루어진 증가된 혈관형성 및 혈행은 허혈을 감소시키는 경향이 있고, 그러므로 해로운 심실 리모델링으로의 진행을 완화시킨다. 이들 질병 상태를 조정하기 위하여, 환자들은 바람직하게는 경색이 발생한 직후에, 바람직하게는 경색후 1 달 이내에, 보다 바람직하게는 경색후 1 내지 3 주 이내에 처리되는 것이 바람직하다. 본 발명은 또한 예방 차원에서 그러한 경색을 나타내는 것같은 환자에게서 사용될 수 있다. 다른 언급이 없는 한, 심실 리모델링을 방지 또는 경감시키기 위하여 환자의 심장에서 표적화된 유전자 전달을 이루기 위한 기법들 및 벡터 조성물은 DCM 의 치료를 위한 것들과 본질적으로 동일하다.Another aspect of the invention is a method for preventing or alleviating ventricular remodeling in a patient after myocardial infarction, which method comprises a vector construct containing a gene encoding an angiogenic protein or peptide to promote angiogenesis. Targeting in vivo to the patient's heart. Increased angiogenesis and hematogenesis made using the method of the present invention tends to reduce ischemia, thus mitigating progression to detrimental ventricular remodeling. In order to adjust these disease states, patients are preferably treated immediately after infarction, preferably within one month after infarction, more preferably within one to three weeks after infarction. The present invention can also be used in patients that are prone to such infarction as a prophylactic. Unless stated otherwise, the techniques and vector compositions for achieving targeted gene delivery in the patient's heart to prevent or alleviate ventricular remodeling are essentially the same as those for the treatment of DCM.

동물 모델Animal model

유전자 치료법에 대한 성공적인 연구를 위한 중요한 선행조건은 (a) CHF 의 세팅에서 혈관형성에 대한 메카니즘과 관련된 유용한 데이터를 제공할 수 있는, 임상적인 울혈성 심장 질환을 적용할 수 있는 동물 모델의 구성, 및 (b) 유전자 전달의 효과에 대한 정확한 평가이다. 돼지가 사람 생리와 관련성이 있기 때문에 심장 질병을 연구하기 위해 특별히 적당한 모델이다. 돼지 심장은 다음과 같이 사람 심장과 매우 닮아 있다. 돼지는 천연의 관상 병행 혈관이 없는 것을 포함하여 사람의 그것과 매우 유사한 천연 관상 순환계를 가지고 있다. 둘째, 돼지 심장의 크기는 총 체중의 백분율로 볼 때, 사람 심장의 그것과 유사하다. 추가로, 돼지는 큰 동물 모델이며, 따라서 효과적인 벡터 용량, 독성 등과 같은 다양한 매개변수에 대해 보다 더 정확한 외삽이 가능하다. 대조적으로, 개 및 쥐과 동물의 구성원들과 같은 동물들의 심장은 많은 내인성 병행 혈관을 가지고 있다. 또 총 체중과 관련하여 볼 때 개의 심장의 크기는 사람 심장의 크기의 두배이다.Important prerequisites for successful research on gene therapy include: (a) the construction of animal models to which clinical congestive heart disease can be applied, which can provide useful data regarding the mechanism for angiogenesis in the setting of CHF, And (b) an accurate assessment of the effect of gene delivery. It is a particularly suitable model for studying heart disease because pigs are associated with human physiology. The pig heart is very similar to the human heart as follows. Pigs have a natural coronary circulatory system very similar to that of humans, including the absence of natural coronary vessels. Second, the size of the pig heart is similar to that of the human heart, in terms of percentage of total weight. In addition, pigs are large animal models and thus more accurate extrapolation is possible for various parameters such as effective vector dose, toxicity and the like. In contrast, the heart of animals such as dogs and members of murine animals have many endogenous parallel blood vessels. In relation to total weight, the dog's heart is twice the size of the human heart.

두 개의 돼지 모델이 본 발명에 사용되었다. 하기 실시예 1 에서 설명되는 첫 번째 모델은 임상적인 울혈성 심장 질환과 흡사하다. 이 모델에서, 3 내지 4 주의 기간동안에 걸친 연속적인 빠른 심박조율로 심장 질환 (심각한 관상동맥 질병과 관련된 심장 질환뿐만 아니라 DCM 을 포함함)의 많은 특징과 유사함을 보이는 심장 질환을 유도한다. 그러한 심박조율은 심장 질환에서 볼 수 있는 국부적인 기능 이상 (심각한 관상동맥 질병 (CAD), 또는 (DCM)과 관련된 것들을 포함하여)과 유사한 손상된 수축기 기능을 나타내는 좌심실 팽창을 초래하였다. 그러므로, 이 모델은 혈관형성성 펩티드 또는 단백질을 코드하는 벡터 구성물의 전달이 이들 질환과 관련된 심장의 기능장애를 경감시키는데 효과적인지를 측정하는데 사용될 수 있다. 이 모델은 특히 그것에 의하여 울혈성 심장 질환 및 심실 리모델링의 치료를 위한 생체내 유전자 치료법의 효력을 평가하는 몇가지의 매개변수를 제공하는데 유용하다.Two pig models were used in the present invention. The first model described in Example 1 below resembles clinical congestive heart disease. In this model, continuous rapid pacemakers over a period of 3 to 4 weeks lead to heart disease showing similarities to many features of heart disease (including DCM as well as heart disease associated with severe coronary artery disease). Such cardiac pacing has resulted in left ventricular dilatation showing impaired systolic function similar to the local dysfunction seen in heart disease (including those associated with severe coronary artery disease (CAD), or (DCM)). Therefore, this model can be used to determine whether delivery of vector constructs encoding angiogenic peptides or proteins is effective in alleviating cardiac dysfunction associated with these diseases. This model is particularly useful for providing several parameters thereby assessing the efficacy of in vivo gene therapy for the treatment of congestive heart disease and ventricular remodeling.

심근의 허혈의 모델인 두 번째 모델은 하기 실시예 5 에서 설명된다. 이 두 번째 모델을 사용하여, 혈관형성성 단백질을 코드화하는 유전자의 아데노바이러스-중재된 전달이 병행하는 혈관 발생을 자극하고 허혈 영역에서의 혈행을 증강시킴으로써 심근 허혈을 경감시킨다는 것이 증명되었다. 예를 들어, 본 발명자들은 두 개의 천연 형태와 뮤테인 (mutein)을 포함하는 세 개의 상이한 혈관형성성 단백질을 사용하여 이들 유전자 전달 기법을 성공적으로 증명하였다 (하기 실시예에서 상세하게 설명됨).A second model, which is a model of myocardial ischemia, is described in Example 5 below. Using this second model, it has been demonstrated that adenovirus-mediated delivery of genes encoding angiogenic proteins reduces myocardial ischemia by stimulating concurrent angiogenesis and enhancing blood circulation in the ischemic region. For example, we have successfully demonstrated these gene transfer techniques using three different angiogenic proteins, including two natural forms and muteins (described in detail in the Examples below).

두 번째 모델에서, 좌측 서컴플렉스 (LCx) 관상동맥 주변의 아메로이드 수축근의 대체가 최소한의 경색을 나타내면서 점차적으로 완전한 폐쇄를 초래한다 (대체후 7 일 이내에) (좌심실의 1 %, 4 ± 1 % 의 LCx 상)(Roth, et al., Circulation, 82:1778, 1990; Roth, et al., Am. J. Physiol., 235:1-11279, 1987; White, et al., Circ. Res., 71:1490, 1992; Hammond, et al., Cardiol., 23:475, 1994; 및 Hammond, et al., J. Clin. Invest., 92:2644, 1993). 심근 기능 및 혈행은 전에 폐색된 동맥에 의해 관류된 영역 (허혈성 동맥으로 언급됨)에서 휴식시에 정상적이지만, 제한된 내인성의 병행하는 혈관 발생에 기인하여 혈행 보류는 심근의 산소 요구량이 증가하는 때 허혈을 방지하기에는 불충분하다. 그러므로, LCx 상이 임상적인 협심증과 유사한 일시적인 허혈의 대상이 되기 쉽다. 병행하는 혈관 발생 및 흐름-기능 관계는 아메로이드 대체후 21 일 이내에 안정하며, 4 달동안 변하지 않은 채로 유지된다(Roth, et al., circulation, 82:1778, 1990; Roth, et al., Am. J. Physiol., 235:H1279, 1987; White, et al., Circ. Res., 71:1490, 1992). 주기적인 허혈성 기능장애를 위험한 상 (bed)에 가지고 있는 동물이 하루 전체를 통하여 급식, 전체 동물 등에 의한 간섭중에 심박의 갑작스러운 증가와 관련된 것이 원격측정법에 의하여 증명되었다. 그러므로, 모델은 안정하지만 부적절한 병행혈관을 가지는 상을 가지고 있으며, 따라서 주기적인 허혈이 되기 쉽다. 이 모델의 다른 뚜렷한 장점은 비정상적으로 관류되고 기능하는 영역 (LCx 상)에 인접하여 정상적으로 관류되고 기능하는 영역 (LAD 상)이 있으며, 그로써 각각의 동물내에 대조상이 제공된다는 것이다.In the second model, the replacement of the americoid contractile muscles around the left circumflex (LCx) coronary artery with minimal infarction gradually leads to complete closure (within 7 days after replacement) (1% of the left ventricle, 4 ± 1 % Of LCx) (Roth, et al., Circulation, 82: 1778, 1990; Roth, et al., Am. J. Physiol., 235: 1-11279, 1987; White, et al., Circ.Res , 71: 1490, 1992; Hammond, et al., Cardiol., 23: 475, 1994; and Hammond, et al., J. Clin. Invest., 92: 2644, 1993). Myocardial function and hematogenesis are normal at rest in regions previously referred to by occluded arteries (referred to as ischemic arteries), but due to limited endogenous concomitant angiogenesis, hemostasis ischemia when myocardial oxygen demand increases Insufficient to prevent this. Therefore, LCx phase is susceptible to transient ischemia similar to clinical angina. Parallel angiogenesis and flow-function relationships are stable within 21 days after ameroid replacement and remain unchanged for 4 months (Roth, et al., Circulation, 82: 1778, 1990; Roth, et al., Am J. Physiol., 235: H1279, 1987; White, et al., Circ.Res., 71: 1490, 1992). Telemetry has demonstrated that animals carrying periodic ischemic dysfunction in dangerous beds are associated with a sudden increase in heart rate during feeding, whole animals, etc. throughout the day. Therefore, the model has a stable but inadequate parallel vein, and therefore is prone to periodic ischemia. Another distinct advantage of this model is that there is a normally perfused and functioning region (on the LAD phase) adjacent to an abnormally perfused and functioning region (on the LCx phase), thereby providing a contrast in each animal.

국부적인 심근의 관류를 평가하기 위하여 심근 대비 초음파 심장 에코 검사법이 사용되었다. 대비 물질은 갈락토오스의 미소응집물로 구성되며 영상의 에코생성능력 (백색)을 증가시킨다. 미소응집물은 관상동맥 및 심근 벽안에 혈행과 비례하는 방식으로 분포된다(Skyba, et al., Circulation, 90:1513-1521, 1994). 대비의 피크 강도는 현미경에 의해 측정되는 바 심근의 혈행과 밀접하게 상관관계가 있는 것으로 밝혀졌다(Skyba, et al., Circulation, 90:1513-1521, 1994). 본 발명에 사용된 초음파 심장 에코검사법의 영상이 정확하게 LCx 상을 확인하는 지를 증명하기 위하여, 또 심근의 대비 초음파 심장 에코검사법이 심근의 혈행을 평가하기 위하여 사용될 수 있는 지를 증명하기 위하여, 수압식 커프 (cuff) 폐색기를 아메로이드에 인접한 기부의 LCx 주변에 놓았다.Myocardial echocardiography was used to assess local myocardial perfusion. The contrast material consists of microaggregates of galactose and increases the echogenicity (white) of the image. Microaggregates are distributed in a manner proportional to blood circulation in the coronary and myocardial walls (Skyba, et al., Circulation, 90: 1513-1521, 1994). The peak intensity of the contrast was found to be closely correlated with the blood flow of the myocardium as measured by microscopy (Skyba, et al., Circulation, 90: 1513-1521, 1994). Hydraulic cuff to verify that the image of the echocardiography used in the present invention correctly confirms the LCx image, and to demonstrate whether the contrast myocardial echocardiography of the myocardium can be used to evaluate the blood circulation of the myocardium. (cuff) The occluder was placed around the LCx of the base adjacent to the americoid.

본 연구에서는, 동물들이 희생되었을 때, 현미경에 의하여 모세혈관 성장을 정량하기 위하여 심장을 관류-고정시켰다 (글루타르알데히드, 생리적 압력, 제자리). 유전자를 전달받은 동물로부터 심근에서의 혈관형성성 단백질 DNA 및 mRNA 를 검출하기 위하여 PCR 이 사용되었다. 하기에서 설명되는 바와 같이, 유전자를 전달받은 후 2 주후에, 모두 5 마리의 lacZ-형질도입된 동물로부터 취한 심근 샘플들은 조직학적 검사시에 실질적인 β-갈락토시다제 활성을 나타냈다. 마지막으로, 유전자를 전달받은 동물로부터 얻은 세포 및 심근에서의 혈관형성 단백질 발현은 혈관형성 단백질에 대한 다클론성 항체를 사용하여 증명되었다.In this study, when animals were sacrificed, the heart was perfused-fixed to quantify capillary growth by microscopy (glutaraldehyde, physiological pressure, in situ). PCR was used to detect angiogenic protein DNA and mRNA in the myocardium from the transgenic animals. As described below, two weeks after gene transfer, myocardial samples taken from all five lacZ-transduced animals showed substantial β-galactosidase activity upon histological examination. Finally, expression of angiogenic proteins in cells and myocardium obtained from gene-transmitted animals has been demonstrated using polyclonal antibodies against the angiogenic proteins.

치료 연구에 대한 전략은 트랜스유전자 전달의 적절한 시기, 트랜스유전자의 투여 경로, 및 혈관형성 유전자의 선택을 포함하였다. 심근 허혈의 아메로이드 모델에서, 유전자 전달은 안정하지만 불충분한 병행 혈관이 발생된 후에 수행되었다. 아메로이드 모델을 사용한 선행 연구들은 아메로이드가 폐쇄되는 중에 혈관형성 펩티드가 전달되는 것과, 이어서 허혈 및 측 혈관의 발생을 포함하였다. 그러나, 이 전략은 여러 가지 이유로 사용되지 않았다. 먼저, 선행 연구들은 유전자 전달이 진행중인 심근 허혈의 세팅시에 제공되는 임상적인 심근 허혈의 치료에 존재할 조건들을 근접하게 복사하는데에는 적당하지 않다; 선행 연구들은 허혈에 참여하는 펩티드를 제공하는 데 유사하고 그러므로 관련성이 적다. 둘째, 세포 배양에서의 선행 연구를 토대로, 혈관형성 펩티드와 조합된 허혈성 자극이 혈관형성의 자극을 위해서는 최적의 환경이 될 것이라고 추정되었다. 혈관형성은 심장 질환 (DCM 또는 심각한 관상동맥 질병과 관련된) 또는 심실 리모델링의 개시가 이미 존재하는 때에 트랜스유전자의 전달에 의하여 가장 적절하게 이루어질 수 있을 것이다. 이들 결론과 연결하여 트랜스유전자 전달을 이루기 위한 방법이 선택된다.Strategies for therapeutic studies included the appropriate timing of transgene delivery, the route of transgene administration, and the selection of angiogenic genes. In the americoid model of myocardial ischemia, gene transfer was performed after stable but insufficient parallel vessels developed. Previous studies using the ameroid model included delivery of angiogenic peptides during the closure of the ameoid followed by the development of ischemia and lateral vessels. However, this strategy was not used for various reasons. First, prior studies are not suitable for closely copying the conditions that will be present in the treatment of clinical myocardial ischemia that is provided when gene delivery is established in ongoing myocardial ischemia; Previous studies are similar and therefore less relevant for providing peptides that participate in ischemia. Second, based on previous studies in cell culture, it was estimated that ischemic stimulation combined with angiogenic peptides would be the optimal environment for stimulation of angiogenesis. Angiogenesis may be most appropriate by delivery of the transgene when there is already an onset of heart disease (associated with DCM or severe coronary artery disease) or ventricular remodeling. Coupled with these conclusions, a method for achieving transgene delivery is selected.

돼지 모델이 유전자 전달 전 및 후에 국부적인 혈행 및 기능을 추적하기 위한 우수한 수단을 제공해주었다. 동일하지만 리포터 유전자가 포함된 재조합 아데노바이러스 구성물을 받은 대조 동물을 사용함으로써 이들 연구에 대한 대조표준이 제공되었다. 전술한 것들 및 공개된 선행 연구들을 토대로, 당업자는 돼지에서 얻어진 하기에서 설명되는 결과가 사람에서의 예상되는 결과가 될 것으로 예상된다는 것을 인지할 것이다.Swine models provided an excellent means to track local blood flow and function before and after gene transfer. Controls were provided for these studies by using control animals that received the same but recombinant adenovirus construct containing the reporter gene. Based on the foregoing and published prior studies, one skilled in the art will recognize that the results described below obtained in pigs are expected to be the expected results in humans.

혈관형성 단백질 및 펩티드를 코드화하는 트랜스유전자Transgenes Encoding Angiogenic Proteins and Peptides

본 발명에서는, 심장에서의 혈관형성 활성을 촉진할 수 있는 혈관형성 단백질 또는 펩티드 인자를 코드화하는 하나 또는 그 이상의 트랜스유전자가 사용될 수 있다. 본 발명에서 및 당해 기술분야에서 개시된 방법에 의하여 측정될 수 있는 "혈관형성 활성" (상기에서 정의됨)을 나타내는 어떠한 단백질 또는 펩티드든지 본 발명과 관련하여 잠재적으로 사용될 수 있다. 적당한 혈관형성 단백질 또는 펩티드의 실예로는 섬유아세포 성장 인자 (FGF)의 패밀리, 혈관 내피 성장인자 (VEGF)의 패밀리, 혈소판-유도된 성장 인자 (PDGF)의 패밀리, 인슐린-형 성장 인자 (IGF)의 패밀리 등의 구성원들이다. FGF 패밀리의 구성원들로는, 그것들에만 한정되는 것은 아니지만, aFGF(FGF-1), bFGF(FGF-2), FGF-4 (또한 "hst/KS3" 로도 언급됨), FGF-5, FGF-6 이 있다. VEGF 는 시험관내에서 및 생체내에서 허혈에 대한 반응으로 심근세포에 의하여 발현되는 것으로 밝혀졌다; 그것은 병리학적 상태에 대한 적응성 반응중에 뿐만 아니라 생리적인 조건하에서도 혈관형성의 조절자이다(Banai et al., Circulation 89:2183-2189, 1994). VEGF 패밀리에는 그것들에만 한정되는 것은 아니지만, VEGF-A 서브-패밀리의 구성원들 (예컨대 VEGF-121, VEGF-145, VEGF-165, VEGF-189 및 VEGF-206]과, VEGF-B 서브-패밀리의 구성원들 (예컨대 VEGF-167 및 VEGF-186) 및 VEGF-C 서브-패밀리의 구성원들이 있다. PDGF 는 PDGF A 와 PDGF B 를 포함한다. 이들 단백질을 코드화하는 유전자들의 뉴클레오티드 서열, 및 상응하는 아미노산 서열은 당해 기술분야에 공지이다 (예컨대 이들 및 다른 서열에 대해서 GENBANK 서열 데이터베이스). FGF 패밀리에 대해서는 다음의 문헌을 참조한다: Burgess, Ann. N.Y. Acad. Sci. 638:89-97, 1991; Burgess et al., Annu. Rev. Biochem. 58:575-606, 1989; Muhlhauser et al., Hum. Gene Therapy 6:1457-1465, 1995; Zhan et al., Mol. Cell. Biol., 8:3487, 1988; Seddon et al., Ann. N.Y. Acad. Sci. 638:98-108, 1991. 사람 hst/KS3 (즉 FGF-4)에대해서는 Taira et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 84:2980-2984, 1987 참조. 사람 VEGF 에 대해서는 Tischer et al., J. Biol. Chem. 206:11947-11954, 1991 및 이 문헌에 참조된 참조문헌들; Muhlhauser et al., Cir. Res. 77:1077-1086, 1995 참조. 그러한 유전자들 및 코드화된 폴리펩티드에 대한 서열 정보는 GenBank 또는 EMBL 과 같은 서열 데이터베이스로부터 쉽게 얻을 수 있다. 이들 단백질을 코드화하는 폴리뉴클레오티드는 또한 유전자 라이브러리로부터, 예컨대 당해 기술분야에서 기본적인 PCR 또는 혼성화 기법을 사용함으로써 얻을 수 있다.In the present invention, one or more transgenes encoding an angiogenic protein or peptide factor that can promote angiogenic activity in the heart can be used. Any protein or peptide exhibiting "angiogenic activity" (as defined above), which can be measured in the present invention and by methods disclosed in the art, can potentially be used in connection with the present invention. Examples of suitable angiogenic proteins or peptides include family of fibroblast growth factor (FGF), family of vascular endothelial growth factor (VEGF), family of platelet-induced growth factor (PDGF), insulin-type growth factor (IGF) Members of the family. Members of the FGF family include, but are not limited to, aFGF (FGF-1), bFGF (FGF-2), FGF-4 (also referred to as "hst / KS3"), FGF-5, FGF-6 have. VEGF has been shown to be expressed by cardiomyocytes in vitro and in vivo in response to ischemia; It is a regulator of angiogenesis not only during adaptive responses to pathological conditions but also under physiological conditions (Banai et al., Circulation 89: 2183-2189, 1994). Members of the VEGF-A sub-family (such as VEGF-121, VEGF-145, VEGF-165, VEGF-189 and VEGF-206) and the VEGF-B sub-family are not limited to them in the VEGF family. Members (such as VEGF-167 and VEGF-186) and members of the VEGF-C sub-family.PDGF includes PDGF A and PDGF B. Nucleotide sequences of genes encoding these proteins, and corresponding amino acid sequences. Are known in the art (such as the GENBANK sequence database for these and other sequences), see the following document for the FGF family: Burgess, Ann. NY Acad. Sci. 638: 89-97, 1991; Burgess et. al., Annu. Rev. Biochem. 58: 575-606, 1989; Muhlhauser et al., Hum. Gene Therapy 6: 1457-1465, 1995; Zhan et al., Mol. Cell. Biol., 8: 3487, 1988; Seddon et al., Ann. NY Acad. Sci. 638: 98-108, 1991. For human hst / KS3 (ie FGF-4), Taira et al., Proc. Natl. Acad. Sci. US A 84: 2980-2984, 1987. For human VEGF, see Tischer et al., J. Biol. Chem. 206: 11947-11954, 1991 and references cited therein; Muhlhauser et al., Cir.Res. 77: 1077-1086, 1995. Sequence information for such genes and encoded polypeptides can be readily obtained from sequence databases such as GenBank or EMBL Polynucleotides encoding these proteins can also be obtained from gene libraries, such as Obtained by using basic PCR or hybridization techniques in the art.

유전자 전달 접근법의 성공은 유전자 생성물의 합성 및 형질전환된 세포로부터의 분비, 이 두가지를 필요로 한다. 이러한 견지에서, FGF-4, FGF-5, 또는 FGF-6 를 코드화하는 유전자가, 이들 단백질이 기능성 분비 신호 서열을 함유하고 세포로부터 쉽게 분비되기 때문에 바람직하다. 대부분이 아니라면 많은 사람 VEGF 단백질 (그것들에 한정되는 것은 아니지만 VEGF-121 및 VEGF-165 를 포함하여)도 또한 쉽게 분비되고 분비후에는 확산가능하다. 그러므로, 발현되었을 때 이들 혈관형성 단백질들은 심장의 간세포 (cardiac interstitium)를 쉽게 불러내어 (access) 혈관형성을 유도할 수 있다.The success of the gene delivery approach requires two things: synthesis of gene products and secretion from transformed cells. In this respect, genes encoding FGF-4, FGF-5, or FGF-6 are preferred because these proteins contain functional secretory signal sequences and are readily secreted from cells. Many, if not most, human VEGF proteins (including but not limited to VEGF-121 and VEGF-165) are also readily secreted and diffuse after secretion. Therefore, when expressed, these angiogenic proteins can easily induce cardiac interstitium and induce access angiogenesis.

천연 분비 신호 서열이 없는 aFGF (FGF-1) 및 bFGF (FGF-2)와 같은 다른 혈관형성 단백질을 사용하여, 분비 신호 서열을 가지고 있는 융합 단백질들이 당업자에게 친숙한 표준 재조합 DNA 방법론을 사용하여 재조합적으로 제조될 수 있다. aFGF 및 bFGF 둘다 천연적으로 어느 정도는 분비될 수 있는 것으로 여겨진다; 그러나, 추가의 분비 신호 서열을 포함시키는 것이 단백질의 분비를 증강시키기 위하여 사용될 수 있다. 분비 신호 서열은 전형적으로 원하는 단백질의 N-말단에 위치할 수 있지만, 혈관형성 인자의 분비를 허용하기에 적당하면 어떠한 위치에든지 놓일 수 있다. 예를 들어, 적당한 신호 서열을 함유하고 있는 폴리뉴클레오티드가 선택된 혈관형성 단백질 유전자의 첫 번째 코돈에 그 코돈의 5' 에 융합될 수 있다. 적당한 분비 신호 서열로는 FGF-4, FGF-5, FGF-6 의 신호 서열 또는 IL-1β 와 같은 상이한 분비 단백질의 신호 서열이 있다. 하기의 실시예 7 은 다른 단백질로부터의 신호 서열을 함유하기 위한 혈관형성 단백질의 변형의 한 가지 유형을 예시하고 있는데, 이 변형은 분비된 두 번째 단백질의 분비를 특정하는 잔기를 가지고 있는 혈관형성 단백질에서의 잔기들의 대체에 의해 이루어진 것이다. 심근세포로부터 정상적으로 분비된 단백질로부터 유도된 신호 서열이 사용될 수도 있다.Using other angiogenic proteins such as aFGF (FGF-1) and bFGF (FGF-2) without a naturally secreted signal sequence, fusion proteins with secretory signal sequences are recombinant using standard recombinant DNA methodology familiar to those skilled in the art. It can be prepared as. It is believed that both aFGF and bFGF can be naturally secreted to some extent; However, including additional secretion signal sequences can be used to enhance secretion of the protein. Secretory signal sequences may typically be located at the N-terminus of the desired protein, but may be placed at any position as appropriate to allow for secretion of angiogenic factors. For example, a polynucleotide containing an appropriate signal sequence can be fused to the 5 'of the codon to the first codon of the selected angiogenic protein gene. Suitable secretory signal sequences include the signal sequences of FGF-4, FGF-5, FGF-6 or signal sequences of different secretory proteins such as IL-1β. Example 7 below illustrates one type of modification of angiogenic proteins to contain signal sequences from other proteins, wherein the modification is an angiogenic protein with residues specifying the secretion of the second secreted protein. By replacement of residues in. Signal sequences derived from proteins normally secreted from cardiomyocytes may be used.

사람을 치료하기 위해서는, 비록 종-교차 활성을 나타내는, 즉 사람에서 혈관형성 활성을 가지고 있는 다른 포유동물 기원의 혈관형성 단백질도 사용될 수 있지만, 사람 기원의 혈관형성 단백질을 코드화하는 유전자들이 바람직하다.For treating humans, genes encoding angiogenic proteins of human origin are preferred, although angiogenic proteins of other mammalian origin that exhibit species-crossing activity, ie, have angiogenic activity in humans, can also be used.

생체 내에서의 유전자 전달을 위한 벡터Vectors for Gene Delivery in Vivo

일반적으로, 관심의 유전자가 심근세포를 포함하여 심장에 생체내로 전달되며, 코드화된 단백질의 생성을 특정한다. 그러한 단백질은 (비록 유도성 발현 시스템도 사용될 수 있긴 하지만) 구성성인 것이 바람직하다.Generally, the gene of interest is delivered in vivo to the heart, including cardiomyocytes, and specifies the production of encoded proteins. Such proteins are preferably constitutive (although inducible expression systems can also be used).

본 발명에 유용한 벡터로는 바이러스 벡터, 지질-기초 벡터 (예컨대 리포솜) 및 비-분할 세포에 생체내로 DNA 를 전달할 수 있는 다른 벡터들이 있다. 현재 바람직한 것으로는 바이러스 벡터, 특히 예를 들어 복제-결핍성 아데노바이러스 벡터 및 아데노-관련 바이러스 (AAV) 벡터를 포함하여 복제-결핍성 바이러스 벡터이다. 제조 및 본 발명에 사용하기에 용이한 측면에서 복제-결핍성 아데노바이러스 벡터가 현재 가장 바람직하다. 레트로바이러스와는 대조적으로, 아데노바이러스는 일반적으로 통합이 아데노바이러스 생명 사이클의 한 성분이 아니기 때문에 유전자 발현을 위하여 숙주 세포의 복제를 필요로 하지 않는다. 아데노바이러스는 세포분열을 하지 않는 세포를 효과적으로 감염시키며, 그러므로 심근세포의 비복제성 성질 때문에 심근에서 재조합 유전자의 발현에 유용하다.Vectors useful in the present invention include viral vectors, lipid-based vectors (such as liposomes), and other vectors capable of delivering DNA in vivo to non-dividing cells. Presently preferred are viral vectors, particularly replication-deficient viral vectors, including, for example, replication-deficient adenovirus vectors and adeno-associated virus (AAV) vectors. Replication-deficient adenovirus vectors are currently most preferred in terms of ease of preparation and use in the present invention. In contrast to retroviruses, adenoviruses generally do not require replication of host cells for gene expression because integration is not a component of the adenovirus life cycle. Adenoviruses effectively infect cells that do not divide and are therefore useful for the expression of recombinant genes in the myocardium because of the nonreplicative nature of cardiomyocytes.

생체내 유전자 치료법에 적당한 다른 다양한 벡터들이 본 발명에 사용하기 위한 혈관형성 단백질 트랜스유전자를 전달하기 위하여 쉽게 사용될 수 있다. 그러한 다른 벡터로는 다른 바이러스 벡터 (예컨대 AAV), 비-바이러스성 단백질-기초 전달 플랫폼, 및 지질-기초 벡터가 있다. 이들 및 다른 유전자 전달 벡터에 대한 참조가 당해 기술분야에 공지이다.Various other vectors suitable for in vivo gene therapy can be readily used to deliver angiogenic protein transgenes for use in the present invention. Such other vectors include other viral vectors (such as AAV), non-viral protein-based delivery platforms, and lipid-based vectors. Reference to these and other gene transfer vectors is known in the art.

상기에서 설명된 바와 같이, 벡터는 또한 유전자 전달 및/또는 유전자 발현을 추가로 조절하는, 또는 그렇지 않으면 표적화된 세포에 유익한 성질을 제공하는 다른 성분 또는 기능들을 포함할 수 있다. 그러한 다른 성분으로는, 예를 들면 세포에 대한 결합 또는 표적화에 영향을 주는 성분들 (세포-유형 또는 조직-특이적 결합을 중재하는 성분들을 포함함); 세포에 의한 벡터 핵산의 흡수에 영향을 미치는 성분들; 흡수후에 세포내에서 폴리뉴클레오티드의 정위에 영향을 주는 성분들 (예컨대 핵의 정위를 중재하는 제제); 및 폴리뉴클레오티드의 발현에 영향을 주는 성분들이 있다. 그러한 성분들은 또한 마아커, 예컨대 벡터에 의해 전달된 핵산을 흡수하고 발현하는 세포를 검출하고 선택하는데 사용될 수 있는 검출가능한 및/또는 선택가능한 마아커들을 포함할 것이다. 그러한 성분들은 벡터의 천연적인 특징으로서 제공될 수 있거나 (예컨대 결합 및 흡수를 중재하는 성분 또는 기능들을 가지고 있는 특정 바이러스성 벡터의 사용), 또는 벡터는 그러한 기능을 제공하도록 변형될 수 있다. 선택가능한 마아커 유전자는 양성, 음성 또는 이중성일 수 있다. 양성의 선택가능한 마아커들은 마아커를 포함하고 있는 세포의 선택을 가능하게 하는 한편, 음성의 선택가능한 마아커 유전자들은 그 마아커를 포함하고 있는 세포가 선택적으로 제거되는 것을 가능하게 한다. 다양한 그러한 마아커들이 이중성 마아커 (즉, 양성/음성)를 포함하여 설명되어 있다(Lupton, S., WO 92/08796, 1992 년 5 월 29 일 공개됨; 및 Lupton, S., WO 94/28143, 1994 년 12 월 8 일 공개됨). 그러한 마아커 유전자들은 유전자 치료법과 관련하여 유리할 수 있는 대조표준의 추가의 척도를 제공할 수 있다. 많은 다양한 그러한 벡터들이 당해 기술분야에 공지이며, 대체로 활용가능하다.As described above, the vector may also include other components or functions that further regulate gene delivery and / or gene expression, or otherwise provide beneficial properties to the targeted cell. Such other components include, for example, components that affect binding or targeting to a cell (including components that mediate cell-type or tissue-specific binding); Components that influence uptake of the vector nucleic acid by the cell; Components that influence the positioning of the polynucleotide in the cell after uptake (eg, agents that mediate the positioning of the nucleus); And components that influence the expression of polynucleotides. Such components will also include detectable and / or selectable markers that can be used to detect and select markers, such as cells that absorb and express nucleic acids delivered by a vector. Such components can be provided as a natural feature of the vector (eg, the use of a particular viral vector having components or functions that mediate binding and absorption), or the vector can be modified to provide such a function. Selectable marker markers may be positive, negative or dual. Positive selectable markers allow selection of the cell containing the marker, while negative selectable marker genes allow the cell containing the marker to be selectively removed. Various such markers have been described including dual markers (ie positive / negative) (Lupton, S., WO 92/08796, published May 29, 1992; and Lupton, S., WO 94/28143 , Released December 8, 1994). Such marker markers may provide an additional measure of control that may be advantageous with respect to gene therapy. Many various such vectors are known in the art and are generally available.

본 발명의 방법에 사용될 수 있는 아데노바이러스 벡터 및 다른 바이러스성 벡터들에 대한 참조문헌으로는 다음과 같은 것들이 있다:References to adenovirus vectors and other viral vectors that may be used in the methods of the present invention include the following:

다양한 아데노바이러스 플라스미드가 또한 예컨대 캐나다 온타리오 터론토에 소재하는 Microbix Biosystems 를 포함한 상업적 공급원으로부터 활용가능하다 (Microbix Product Information Sheet: Plasmids for Adenovirus Vector Construction, 1996 참조).Various adenovirus plasmids are also available from commercial sources, including, for example, Microbix Biosystems, Toronto, Ontario, Canada (see Microbix Product Information Sheet: Plasmids for Adenovirus Vector Construction, 1996).

본 발명의 방법에 사용될 수 있는 AAV 벡터들을 설명하는 참조문헌으로는 다음과 같은 것들이 있다:References describing AAV vectors that can be used in the method of the present invention include the following:

본 발명의 방법에 사용될 수 있는 비-바이러스 벡터들을 설명하는 참조문헌으로는 다음과 같은 것들이 있다:References describing non-viral vectors that can be used in the methods of the present invention include the following:

사람에서 헬퍼-독립성 및 복제-결핍성인 예시적인 아데노바이러스 벡터Exemplary Adenovirus Vectors That Are Helper-Independent and Replication-Deficient in Humans

일반적으로, 관심의 유전자는 심근세포를 포함하여 심장에 생체내로 전달되며, 코드화된 단백질의 생성을 특정한다. 여러 가지 상이한 유전자 전달 접근법들이 사용가능하다. 현재 바람직한 것은 사람 아데노바이러스 5 를 기초로 한 헬퍼-독립성 복제-결핍성 시스템이다. 이 시스템을 사용하여, 본 발명자들은 단일한 관상동맥내 주입에 의하여 생체내에서 심근세포의 60 % 이상의 형질전환을 증명하였다(Giordano and Hammond, Clin. Res. 42:123A, 1994). 비-복제성 재조합 아데노바이러스 벡터들이 관상동맥내 주입후 고도로 효과적인 형질전환을 초래하는 관상동맥 내피 및 심근세포의 형질전환에 특히 유용하다.In general, genes of interest are delivered in vivo to the heart, including cardiomyocytes, and specify the production of encoded proteins. Several different gene transfer approaches are available. Currently preferred is a helper-independent replication-deficient system based on human adenovirus 5. Using this system, we demonstrated more than 60% transformation of cardiomyocytes in vivo by a single intra-arterial infusion (Giordano and Hammond, Clin. Res. 42: 123A, 1994). Non-replicating recombinant adenovirus vectors are particularly useful for the transformation of coronary endothelial and cardiomyocytes resulting in highly effective transformation after intracoronary injection.

본원에서 증명되는 바와 같이, 헬퍼-독립성 복제-결핍성 사람 아데노바이러스 5 시스템이 큰 백분율의 심근세포를 생체내에서 단일한 관상동맥내 주입에 의하여 효과적으로 형질전환시키는데 사용될 수 있다. 본 발명자들은 또한 그러한 전달 기법이 큰 포유동물 심장의 심근에 벡터를 효과적으로 표적화하는데 사용될 수 있음을 증명하였다. 특정 세포 또는 조직 유형에 벡터를 표적화하는 추가의 수단이 하기 및 당해 기술분야에 설명되어 있다.As demonstrated herein, a helper-independent replication-deficient human adenovirus 5 system can be used to efficiently transform large percentages of cardiomyocytes by single coronary infusion in vivo. We also demonstrated that such delivery techniques can be used to effectively target vectors to the myocardium of large mammalian hearts. Additional means of targeting the vector to a particular cell or tissue type are described below and in the art.

하기에 설명되는 다양한 예시에서, 사용된 재조합 아데노바이러스 벡터들은 아데노바이러스 게놈으로부터 필수적인 초기 유전자들 (통상 E1A/E1B)이 빠져 있음으로써 빠져 있는 유전자 생성물들이 트란스로 (in trans) 제공되는 허용되는 셀라인에서 성장하지 않으면 복제할 수 없는 사람 아데노바이러스 5 (McGrory WJ et al., Virology 163:614-617, 1988) 를 기초로 한 것이다. 빠져 있는 아데노바이러스 게놈 서열 대신에, 관심의 트랜스유전자가 클론될 수 있고 복제-결핍성 아데노바이러스로 감염된 조직/세포에서 발현될 수 있다. 비록 아데노바이러스-기초 유전자 전달이 일반적으로는 트랜스유전자의 숙주 게놈안으로의 안정한 통합 (0.1 % 이하의 아데노바이러스-중재된 형질전환이 숙주 DNA 안으로의 트랜스유전자 통합을 초래한다)을 초래하지 못한다 하더라도, 아데노바이러스 벡터는 높은 역가로 증식될 수 있으며; 그리고 트랜스유전자가 딸 세포에 계대되지 않는다 하더라도 이것은 능동적으로 분열하지 않는 성숙한 심근세포에 유전자를 전달하는데 적당하다. 레트로바이러스 벡터는 안정한 유전자 전달을 제공하며, 현재는 레트로바이러스 위유형화 (pseudotyping)를 통하여 높은 역가도 얻을 수 있지만(Burns, et al., Proc. Natl. Acad. Sci. (USA) 90:8033-8037, 1993), 현행 레트로바이러스 벡터는 일반적으로 비복제 세포 (예컨대 심근세포)를 효과적으로 형질도입시킬 수는 없다. 또한, 숙주 DNA 안으로의 트랜스유전자 통합의 잠재적인 위험이 만약 단기 유전자 전달이 충분하다면 경고되지 않는다.In the various examples described below, the recombinant adenovirus vectors used are allowed cell lines in which transgenic gene products are provided in trans by missing essential genes (typically E1A / E1B) from the adenovirus genome. It is based on human adenovirus 5 (McGrory WJ et al., Virology 163: 614-617, 1988), which cannot replicate unless grown in. Instead of missing adenovirus genomic sequences, the transgene of interest can be cloned and expressed in tissues / cells infected with a replication-deficient adenovirus. Although adenovirus-based gene transfer generally does not result in stable integration of the transgene into the host genome (less than 0.1% adenovirus-mediated transformation results in transgene integration into the host DNA). Adenovirus vectors can be propagated to high titers; And even if the transgene is not passaged to daughter cells, it is suitable for delivering genes to mature cardiomyocytes that do not actively divide. Retroviral vectors provide stable gene delivery, and high titers are now available through retrovirus pseudotyping (Burns, et al., Proc. Natl. Acad. Sci. (USA) 90: 8033-). 8037, 1993), current retroviral vectors generally cannot effectively transduce nonreplicated cells (such as cardiomyocytes). In addition, the potential risk of transgene integration into the host DNA is not warned if short-term gene delivery is sufficient.

실제로, 본 발명자들은 혈관형성 단백질의 발현에서 제한된 기간이 실질적인 혈관형성에 충분함을 증명하였다 (실시예 5 참조). 그러므로, 트랜스유전자 전달은 그러한 심장 혈관 질환을 치료하는데 치료적으로 적절하다. FGF-5 의 심근안으로의 유전자 전달후 14 일 이내에 허혈상으로의 혈행은 2-배로 증가되었고, 그 효과는 최소한 12 주동안 계속되었다 (실시예 5 및 도 8). 증가된 혈행은 심장의 모세혈관의 수의 증가와 상관관계가 있었다 (실시예 5 참조). 벽의 두꺼워짐은 또한 유전자 전달 후 2 주 이내에 증가되었고 최소한 12 주동안 지속되었다. 그러므로, 혈관형성 인자 유전자는 치료 효과를 생성하기 위하여 수주 이상동안 감염된 세포에 존재할 필요는 없다. 일단 혈관이 발생되면, 외인성 혈관형성 단백질의 계속된 발현이 새로운 혈관 구조 및 증가된 혈행을 유지하기 위하여 요구되지는 않는다.Indeed, we demonstrated that a limited period of time in the expression of angiogenic proteins is sufficient for substantial angiogenesis (see Example 5). Therefore, transgene delivery is therapeutically appropriate for treating such cardiovascular disease. Within 14 days after gene delivery to the myocardium of FGF-5, hematopoiesis was increased 2-fold, and the effect continued for at least 12 weeks (Example 5 and FIG. 8). Increased blood circulation correlated with an increase in the number of capillaries in the heart (see Example 5). Wall thickening also increased within 2 weeks after gene transfer and lasted for at least 12 weeks. Therefore, angiogenic factor genes need not be present in infected cells for more than a few weeks to produce a therapeutic effect. Once blood vessels develop, continued expression of exogenous angiogenic proteins is not required to maintain new blood vessel structure and increased blood flow.

근세포와 같이 세포분열을 하지 않는 세포와 관련된 장점은 바이러스 벡터가 숙주 세포 분열에 의하여 쉽게 "희석"되지 않는다는 것이다. 그러나, 만약 심장에서의 트랜스유전자 발현의 기간이 추가로 증강될 필요가 있거나 바람직하다면, 또한 E1 과 E4 결실을 둘다 가지고 있는 다양한 두 번째 생성 아데노바이러스 벡터를 사용하는 것이 가능하며, 이것은 시클로포스파미드 투여와 함께 사용될 수 있다(Dai et al., Proc. Nat'l Acad. Sci. (USA) 92:1401-1405, 1995). 추가로 초기 유전자 전달의 범위를 증가시키기 위해서는, 추가의 주입 또는 단리된 관상동맥 순환중에 주입이 또한 사용될 수 있다.An advantage associated with cells that do not divide, such as myocytes, is that viral vectors are not easily "diluted" by host cell division. However, if the duration of transgene expression in the heart needs to be further enhanced or desired, it is also possible to use a variety of second producing adenovirus vectors that have both E1 and E4 deletions, which is cyclophosphamide May be used with administration (Dai et al., Proc. Nat'l Acad. Sci. (USA) 92: 1401-1405, 1995). In order to further increase the scope of early gene transfer, injection may also be used during further injection or isolated coronary artery circulation.

아데노바이러스 E1A/E1B 유전자로 형질전환된 사람 배의 신장세포인 사람 293 세포 (승인 번호 ATCC CRL1573; Rockville, MD)는 그러한 복제-결핍성 벡터의 제조를 위한 유용한 허용된 셀라인의 전형적인 예이다. 그러나, HeLa 세포와 같이 그 안에서 복제-결핍성 아데노바이러스 벡터의 증식이 허용되는 다른 셀라인도 또한 사용될 수 있다.Human 293 cells (approval number ATCC CRL1573; Rockville, MD), which are renal cells of human embryos transformed with adenovirus E1A / E1B genes, are typical examples of useful accepted cell lines for the production of such replication-deficient vectors. However, other cell lines may also be used, such as HeLa cells, which allow the proliferation of replication-deficient adenovirus vectors therein.

재조합 아데노바이러스 벡터의 제조Preparation of Recombinant Adenovirus Vectors

본 발명에 사용된 아데노바이러스 벡터는 문헌에 설명된 구조 재조합 기법에 의하여 구성될 수 있다(McGrory W.J., et al., Virology, 163:614-617, 1988). 간단히 설명하면, 관심의 트랜스유전자가 프로모터, 폴리링커 및 바이러스 복제에 필수적인 E1A/E1B 유전자가 결실된 아데노바이러스 서열을 함유하고 있는 셔틀 벡터안에 클론된다. 트랜스유전자는 폴리링커안에 있는 편리한 제한 부위안에 클론될 수 있다. 적당한 셔틀 벡터로는 초기 단백질을 코드화하는 E1A 및 E1B 서열이 없는 사람 아데노바이러스 5 게놈(Virology, 163:614-617, 1988)의 좌측 단부 부분을 코드화하는 플라스미드 pAC1 (McGrory et al., Virology, 163:614-617, 1988) (또는 아날로그), 및 플라스미드 ACCMVpLpA (Gomez-Foix et al., J. Biol. Chem., 267:25129-25134, 1992)가 있다. pACCMVpLpA 는 E1 영역이 pUC 19 (당해 기술분야에 잘 알려져 있는 플라스미드)로부터 얻어지는 사람 사이토메갈로바이러스 인핸서-프로모터 (CMV 프로모터)와 이어서 다중 클로닝 부위 (폴리링커)와, 계속해서 SV40 폴리아데닐화 부위로 치환되어 있는 아데노바이러스 혈청형 5 게놈 (지도 유니트 0 내지 17)의 5' 단부를 함유하고 있다. 플라스미드 pAC1 또는 ACCMVPLA 의 사용으로 클로닝 과정이 용이해진다.Adenovirus vectors used in the present invention can be constructed by structural recombination techniques described in the literature (McGrory W.J., et al., Virology, 163: 614-617, 1988). In brief, the transgene of interest is cloned in a shuttle vector containing an adenoviral sequence that lacks the promoter, polylinker and E1A / E1B genes essential for viral replication. The transgene may be cloned in a convenient restriction site in the polylinker. Suitable shuttle vectors include plasmid pAC1 (McGrory et al., Virology, 163) encoding the left end portion of the human adenovirus 5 genome (Virology, 163: 614-617, 1988) without the E1A and E1B sequences encoding the initial protein. : 614-617, 1988) (or analog), and plasmid ACCMVpLpA (Gomez-Foix et al., J. Biol. Chem., 267: 25129-25134, 1992). pACCMVpLpA is a human cytomegalovirus enhancer-promoter (CMV promoter) whose E1 region is obtained from pUC 19 (plasmids well known in the art), followed by multiple cloning sites (polylinkers), followed by substitution with an SV40 polyadenylation site. The 5 'end of the adenovirus serotype 5 genome (map units 0-17). The use of plasmid pAC1 or ACCMVPLA facilitates the cloning process.

그런 다음 셔틀 벡터가 캡시드화되기에는 너무 큰 길이를 가지고 있는 전체 아데노바이러스 5 게놈을 함유하고 있는 플라스미드와 함께 293 세포안으로 공-형질전환된다. 공-형질전환은 인산 칼슘 침전법 또는 리포펙션과 같은 당해 기술분야에서 통상 사용되는 어떠한 수단에 의해서든지 수행될 수 있다(Biotechniques, 15:868-872, 1993 참조).The shuttle vector is then co-transformed into 293 cells with a plasmid containing the entire adenovirus 5 genome that is too long to be encapsidated. Co-transformation can be performed by any means commonly used in the art, such as calcium phosphate precipitation or lipofection (see Biotechniques, 15: 868-872, 1993).

공-형질전환을 위한 플라스미드의 예로는 전체 사람 아데노바이러스 5 게놈 외에 암피실린 내성에 대한 유전자 (4.3 kb)를 포함하고 있는 벡터 pBR322 의 일부분을 코드화하는 플라스미드 "JM17" 을 들 수 있다. 비록 JM17 이 성숙한 바이러스 입자를 만들기 위하여 필요한 모든 아데노바이러스 단백질을 코드화하고 있지만, 성숙한 비리온안으로 캡시드화되기에는 너무 크다 (야생형에 대한 36 kb 대 40 kb).Examples of plasmids for co-transformation include plasmid “JM17”, which encodes a portion of vector pBR322 that contains genes for ampicillin resistance (4.3 kb) in addition to the entire human adenovirus 5 genome. Although JM17 encodes all the adenovirus proteins needed to make mature virus particles, it is too large to be encapsidated into mature virions (36 kb vs. 40 kb for wild type).

공-형질전환된 세포의 작은 하위세트에서, "구조 재조합" 이 트랜스유전자-함유 셔틀 벡터 (예컨대 플라스미드 pAC1)와 전체 아데노바이러스 5 게놈을 가지고 있는 플라스미드 (예컨대 플라스미드 pJM17) 사이에 일어나서, 결실된 E1A/E1B 서열 대신에 관심의 트랜스유전자를 함유하고 있고, 재조합중에 2차적으로 추가의 서열 (예컨대 pBR322 서열)을 잃어버림으로써, 캡시드화되기에 충분히 작게 되는 재조합 게놈이 생성된다(도 4 및 5 참조; Giordano et al., Nature Medicine 2(5):534-538, 1996; Giordano et al., Circulation, 88:I-139, 1993; 및 Giordano and Hammond, Clin. Res., 42:123A, 1994). 아데노바이러스 HCMVSP1lacZ 에서 β-갈락토시다제 유전자를 작동시키는 CMV 프로모터(Clin. Res., 42:123A, 1994)와 함께 X-gal 처리를 사용함으로써 유전자 전달의 효율을 평가할 수 있었다.In a small subset of co-transformed cells, a "structural recombination" occurs between the transgene-containing shuttle vector (such as plasmid pAC1) and the plasmid (such as plasmid pJM17) having the entire adenovirus 5 genome, resulting in deletion of E1A. Recombinant genomes are generated that contain the transgene of interest instead of the / E1B sequence, and that additional sequences (such as the pBR322 sequence) are secondarily lost during recombination (see FIGS. 4 and 5). Giordano et al., Nature Medicine 2 (5): 534-538, 1996; Giordano et al., Circulation, 88: I-139, 1993; and Giordano and Hammond, Clin.Res., 42: 123A, 1994) . The efficiency of gene delivery could be assessed by using X-gal treatment with a CMV promoter (Clin. Res., 42: 123A, 1994) that drives the β-galactosidase gene in adenovirus HCMVSP1lacZ.

그러한 벡터의 제조 및 사용을 증명하는 예시적인 실시예를 하기에 제공한다. 이들 벡터의 장점으로는 고효율 (생체내에서 형질전환된 표적 기관 세포의 60 % 이상)의 유전자 전달을 이루는 능력, 고역가의 바이러스 스톡을 쉽게 얻을 수 있는 용이함, 및 이들 벡터가 심근세포와 같은 세포분열을 일으키지 않는 세포안에 유전자 전달을 이룰 수 있는 능력이 있다.Exemplary examples demonstrating the manufacture and use of such vectors are provided below. The advantages of these vectors include the ability to achieve high efficiency (more than 60% of the target organ cells transformed in vivo) gene delivery, the ease of obtaining high titer virus stocks, and the division of these vectors into cardiomyocytes. It has the ability to achieve gene transfer in cells that do not produce it.

표적화된 혈관형성 단백질 벡터 구성물Targeted Angiogenic Protein Vector Constructs

혈관형성 트랜스유전자의 발현을 심장에, 또는 심장내의 특정 유형의 세포 (예컨대 심근 세포)에 한정함으로써, 하기에서 논의되는 바와 같은 특정한 장점을 얻을 수 있다.By limiting the expression of angiogenic transgenes to the heart or to certain types of cells (such as cardiomyocytes) in the heart, certain advantages can be obtained as discussed below.

본 발명은 트랜스유전자의 관상동맥안으로의 송달에 의해서만이 아니라, 예를 들면 표적 유전자 전달 및/또는 유전자 발현을 특정한 숙주 세포 또는 숙주 세포 유형 (예컨대 심근세포)에 향하게 하는 특징을 가지고 있는 표적화된 벡터 구성물의 사용에 의하여 세포 표적화를 사용하는 것을 포함한다. 그러한 표적화된 벡터 구성물은 따라서 하기에서 및 공개된 기술분야에서 상세하게 설명되는 바와 같이, 표적화된 송달 벡터 및/또는 표적화된 벡터를 포함할 것이다. 송달 및/또는 발현을 제한하는 것은 유전자 치료법의 잠재적인 효과에 추가로 초점을 맞추는 수단으로서 유익할 수 있다. 추가로 송달/발현을 제한하는 것의 잠재적인 유용함은 크게는 사용되는 벡터의 유형 및 그러한 벡터의 도입 장소에 좌우된다. 본원에서 설명되는 바와 같이, 관상동맥 주사를 통한 심근으로의 바이러스 벡터의 송달은, 그 자체로서 고도로 표적화된 유전자 송달을 제공한다 (하기 실시예 참조). 또한 숙주 세포의 레플리콘안으로의 트랜스유전자의 통합을 유발하지 않는 벡터 (예컨대 아데노바이러스 및 많은 다른 벡터)를 사용함으로써, 심근세포가 그것이 일반적으로 복제하지 않기 때문에 상대적으로 긴 트랜스유전자 발현을 나타낼 것으로 예상된다. 대조적으로, 내피 세포와 같은 빠르게 분할하는 세포에서의 발현은 세포 분할 및 교체에 의해 감소되는 경향이 있을 것이다. 그러나, 송달 및/또는 발현을 제한하는 다른 수단이 또한 본원에서 설명되는 바와 같이 예시된 송달 방법외에 또는 대신에 사용될 수 있다.The present invention is directed to targeted vectors not only by delivery of the transgene into the coronary arteries, but also by, for example, directing target gene delivery and / or gene expression to a particular host cell or host cell type (eg cardiomyocytes). Use of cell targeting by use of the construct. Such targeted vector constructs will therefore include targeted delivery vectors and / or targeted vectors, as described in detail below and in the art as disclosed. Restricting delivery and / or expression may be beneficial as a means of further focusing on the potential effects of gene therapy. Further the potential usefulness of limiting delivery / expression largely depends on the type of vector used and the place of introduction of such vector. As described herein, delivery of the viral vector to the myocardium via coronary artery injection provides for itself highly targeted gene delivery (see Examples below). In addition, by using vectors (such as adenoviruses and many other vectors) that do not cause the integration of the transgene into the replicon of the host cell, the cardiomyocytes will exhibit relatively long transgene expression because it generally does not replicate. It is expected. In contrast, expression in rapidly dividing cells, such as endothelial cells, will tend to be reduced by cell division and replacement. However, other means of limiting delivery and / or expression may also be used in addition to or instead of the illustrated delivery method as described herein.

표적화된 송달 벡터로는 예를 들면 표면 성분들 (예컨대 리간드-수용체 쌍의 구성원, 표적화될 숙주 세포상에서 발견되는 나머지 절반) 또는 특정 숙주 세포 또는 숙주 세포 유형에 대한 우선적인 결합 및/또는 유전자 송달을 중재하는 다른 특징들을 가지고 있는 벡터들 (예컨대 바이러스, 비-바이러스 단백질-기초 벡터 및 지질-기초 벡터)이 있다. 당해 기술분야에 공지되어 있는 바와 같이, 바이러스 및 비-바이러스 기원 두가지를 모두 가지고 있는 많은 벡터들이 그러한 우선적인 결합을 용이하게 하는 고유의 성질을 가지고 있거나 및/또는 우선적인 표적화를 이루도록 변형되었다(Douglas et al., Nature Biotechnology 14:1574-1578, 1996; Kasahara, N. et al., Science 266:1373-1376, 1994; Miller, N., et al., FASEB Journal 9:190-199, 1995; Chonn, A., et al., Curr. Opin. in Biotech. 6:698-708, 1995; Schofield, JP, et al., British Med. Bull. 51:56-71, 1995; Schreier, H, Pharmaceutica Acta Helvetiae 68:145-159, 1994; Ledley, F.D., Human Gene Therapy 6:1129-1144, 1995; Conary, J.T., et al., WO 95/34647 (1995. 12. 21.); Overell, R.W., et al., WO 95/28494 (1995. 10. 26.); 및 Truong, V.L. et al., WO 96/00295 (1996. 1. 4.)).Targeted delivery vectors include, for example, preferential binding and / or gene delivery to surface components (such as members of ligand-receptor pairs, the other half found on the host cell to be targeted) or to a particular host cell or host cell type. There are vectors with other features that mediate (eg viral, non-viral protein-based vectors and lipid-based vectors). As is known in the art, many vectors with both viral and non-viral origins have inherent properties that facilitate such preferential binding and / or have been modified to achieve preferential targeting (Douglas). et al., Nature Biotechnology 14: 1574-1578, 1996; Kasahara, N. et al., Science 266: 1373-1376, 1994; Miller, N., et al., FASEB Journal 9: 190-199, 1995; Chonn, A., et al., Curr. Opin. In Biotech. 6: 698-708, 1995; Schofield, JP, et al., British Med. Bull. 51: 56-71, 1995; Schreier, H, Pharmaceutica Acta Helvetiae 68: 145-159, 1994; Ledley, FD, Human Gene Therapy 6: 1129-1144, 1995; Conary, JT, et al., WO 95/34647 (Dec. 21, 1995); Overell, RW, et al., WO 95/28494 (October 26, 1995); and Truong, VL et al., WO 96/00295 (1996. 1. 4.).

표적화된 벡터로는 전달 결과 트랜스유전자 발현이 상대적으로 특정 숙주 세포 또는 숙주 세포 유형에 한정되어 있는 벡터들 (예컨대 바이러스, 비-바이러스 단백질-기초 벡터 및 지질-기초 벡터)이다. 예를 들어, 본 발명에 따라 송달될 혈관형성성 트랜스유전자는 이종성 조직-특이적 프로모터에 작동가능하게 연결될 수 있고, 그로써 발현이 특정 조직의 세포에 한정된다.Targeted vectors are vectors (eg, viral, non-viral protein-based vectors and lipid-based vectors) in which transgene expression is relatively limited to a particular host cell or host cell type. For example, an angiogenic transgene to be delivered in accordance with the present invention may be operably linked to a heterologous tissue-specific promoter, whereby expression is limited to cells of a particular tissue.

예를 들어, 좌심실 미오신 경쇄-2 (MLC2V) 또는 미오신 중쇄 (MHC) 를 코드화하는 유전자로부터 유도된 조직-특이적 전사 조절 서열은 상술된 아데노바이러스 구성물과 같은 벡터내의 FGF 유전자와 같은 트랜스유전자에 융합될 수 있다. 그러므로 트랜스유전자의 발현은 심실의 심근세포에 상대적으로 한정될 수 있다. 유전자 발현의 효력 및 lacZ 를 포함하는 MLC2V 및 MHC 프로모터에 의해 제공된 특이성의 정도가 측정되었고 (본원에서 예시된 것과 같은 재조합 아데노바이러스 시스템을 사용하여); 심장-특이적 발현도 보고되었다(Lee et al., J. Biol. Chem. 267:15875-15885, 1992).For example, tissue-specific transcriptional regulatory sequences derived from genes encoding left ventricular myosin light chain-2 (MLC2V) or myosin heavy chain (MHC) are fused to transgenes such as the FGF gene in vectors such as the adenovirus constructs described above. Can be. Therefore, the expression of the transgene can be relatively limited to cardiomyocytes of the ventricles. The potency of gene expression and the degree of specificity provided by the MLC2V and MHC promoters, including lacZ, were measured (using recombinant adenovirus systems as exemplified herein); Heart-specific expression was also reported (Lee et al., J. Biol. Chem. 267: 15875-15885, 1992).

MLC2V 프로모터가 단지 약 250 bp 만을 포함하고 있기 때문에, 그것은 본원에서 예시된 아데노바이러스-5 팩키징 시스템과 같은 크기-한정된 송달 벡터내에도 잘 맞을 것이다. 전사의 격렬한 프로모터인 것으로 공지되어 있는 미오신 중쇄 프로모터는 다른 대용 심장-특이적 프로모터를 제공하고 300 bp 보다 작다. 한편으로 고도로 효율적이며 충분히 작은 트로포닌-C 프로모터와 같은 다른 프로모터들은 그러한 조직 특이성을 제공하지 못한다.Since the MLC2V promoter contains only about 250 bp, it will fit well into size-limited delivery vectors such as the adenovirus-5 packaging system exemplified herein. The myosin heavy chain promoter, known to be a violent promoter of transcription, provides another surrogate cardiac-specific promoter and is less than 300 bp. On the one hand other promoters, such as the highly efficient and sufficiently small troponin-C promoter, do not provide such tissue specificity.

심장 질병을 치료하기 위한 본 발명의 방법에서, 벡터의 고역가를 사용하여 관상동맥내 주입에 의하여 유전자 전달을 심장에 표적화하는 것이 현재로서는 바람직하다.In the method of the present invention for treating heart disease, it is presently desirable to target gene delivery to the heart by intracoronary injection using high titers of the vector.

아데노바이러스 벡터의 증식 및 정제Proliferation and Purification of Adenovirus Vectors

아데노바이러스 벡터와 같은 재조합 바이러스 벡터는 표준 방법에 따라 플라크 정제될 수 있다. 예를 들어, 결과의 재조합 아데노바이러스 벡터는 사람 293 세포 (E1A 및 E1B 기능을 트란스로 제공함)에서 약 1010내지 1012바이러스 입자/ml 의 바람직한 범위의 역가로 증식될 수 있다. 본 발명과 공동으로 사용될 수 있는 다양한 바이러스 벡터에 대해 증식 및 정제 기법이 설명되어 있다. 아데노바이러스 벡터가 본원에서 예시되지만 AAV 와 같은 다른 바이러스 벡터들도 또한 사용될 수 있다. 아데노바이러스의 경우, 세포는 80 % 의 집밀도로 감염되고 감염 후 48 시간후에 수득될 수 있다. 감염된 세포는 냉동-해동 사이클을 3 회 반복한 후, 세포 파편은 원심분리에 의하여 펠릿화되고, 바이러스는 CsCl 구배 초원심분리 (이중 CsCl 구배 초원심분리가 바람직하다)에 의하여 정제된다. 생체내로 주입되기 전에, 바이러스 스톡은 탈염될 수 있다 (예컨대 세파덱스 G25 와 같은 세파로오스 칼럼을 통한 겔 여과에 의하여). 본 발명자들은 전형적으로 이중 CsCl 초원심분리에 의하여, 이어서 인산염 완충된 식염수 (PBS)로 평형화된 세파덱스 G25 상에서의 크로마토그래피에 의하여 바이러스 스톡을 농축하고 정제하였다. 그 결과의 바이러스 스톡은 전형적으로 최소한 약 1010내지 1012바이러스 입자/ml 의 최종 바이러스 역가를 가진다.Recombinant viral vectors, such as adenovirus vectors, can be plaque purified according to standard methods. For example, the resulting recombinant adenovirus vector can be propagated to a desired range of titers of about 10 10 to 10 12 virus particles / ml in human 293 cells (providing E1A and E1B functions as trans). Proliferation and purification techniques have been described for various viral vectors that can be used in conjunction with the present invention. Although adenovirus vectors are exemplified herein, other viral vectors such as AAV can also be used. For adenoviruses, cells are infected at a density of 80% and can be obtained 48 hours after infection. Infected cells repeat three freeze-thaw cycles, cell debris is pelleted by centrifugation, and viruses are purified by CsCl gradient ultracentrifugation (preferably dual CsCl gradient ultracentrifugation). Prior to injection in vivo, the viral stock can be desalted (eg by gel filtration through a Sepharose column such as Sephadex G25). We typically concentrated and purified the virus stock by double CsCl ultracentrifugation followed by chromatography on Sephadex G25 equilibrated with phosphate buffered saline (PBS). The resulting virus stock typically has a final viral titer of at least about 10 10 to 10 12 virus particles / ml.

바람직하게도, 재조합 아데노바이러스는 고도로 정제되고 실질적으로 야생형 (잠재적으로 복제성인) 바이러스가 없다. 이런 이유로, 증식 및 정제는 예컨대 성공적인 재조합 바이러스를 적절한 프라이머를 사용한 PCR 을 이용하여 확인하고, 플라크 정제를 2 회 수행하며, 이중 CsCl 구배 초원심분리를 수행함으로써 오염물 및 야생형 바이러스가 배제되도록 수행될 수 있다.Preferably, the recombinant adenovirus is highly purified and substantially free of wild-type (potentially replicating) viruses. For this reason, proliferation and purification can be carried out to exclude contaminants and wild-type viruses, for example, by identifying successful recombinant viruses using PCR using appropriate primers, performing plaque purification twice, and performing double CsCl gradient ultracentrifugation. have.

혈관형성성 트랜스유전자를 포함하고 있는 벡터의 송달Delivery of a Vector Containing Angiogenic Transgenes

혈관형성성 단백질 트랜스유전자를 포함하고 있는 벡터를 송달하기 위해 사용된 수단 및 조성물은, 당해 기술 분야에 잘 알려져 있는 바와 같이 사용된 특정 벡터에 좌우된다. 그러나 전형적으로, 벡터는 약학적으로 허용되는 담체/부형제, 예를 들면 인산염 완충된 식염수를 함유하고 있는 주사가능한 제제 형태일 수 있다. 다른 약학적 담체, 제형 및 용량은 하기에서 설명된다.The means and compositions used to deliver the vector containing the angiogenic protein transgene depend on the particular vector used, as is well known in the art. Typically, however, the vector may be in the form of an injectable preparation containing a pharmaceutically acceptable carrier / excipient, for example phosphate buffered saline. Other pharmaceutical carriers, formulations and doses are described below.

현재 생체내 송달의 바람직한 수단 (특히 그렇지 않으면 심근에 한정된 송달 및/또는 발현에 대해 표적화되지 않을 벡터에 대해)은 벡터를 직접 심근에 공급하는 혈관안에 주사하는 것, 바람직하게는 하나 또는 두 개의 관상동맥안에 주사하는 것에 의한 것이다. 그러한 주사는 바람직하게는 하나 또는 두가지의 관상동맥의 내강내에 또는 하나 또는 그 이상의 복재정맥의 내강안에 또는 내부 유방 동맥 이식편안에 또는 심근에 혈액을 송달하는 다른 혈관에 실질적으로 (전형적으로 최소한 약 1 cm) 도입되는 카테테르에 의해 이루어진다. 바람직하게도 주사는 심장의 모든 영역에 보편적으로 분포되도록 두가지의 관상동맥에서 이루어진다.Currently preferred means of in vivo delivery (especially for vectors that would otherwise not be targeted for delivery and / or expression limited to the myocardium) would be to inject the vector directly into the blood vessel that supplies the myocardium, preferably one or two tubular By injection into an artery. Such injection is preferably substantially (typically at least about 1 cm) in the lumen of one or two coronary arteries or in the lumen of one or more saphenous veins or in an internal mammary graft or other blood vessel that delivers blood to the myocardium. ) By the catheter introduced. Preferably the injection is made in two coronary arteries so as to be universally distributed in all areas of the heart.

벡터는 트랜스유전자가 발현되고 치료적 유익을 제공하기에 충분한 양으로 전달된다. 바이러스 벡터 (예컨대 아데노바이러스)의 경우, 주사가능한 제제안의 바이러스의 최종 역가는 바람직하게는 효과적인 유전자 전달이 가능한 약 106내지 1014바이러스 입자의 범위내에 있다. 바람직하게는 야생형 바이러스가 없는 아데노바이러스 벡터 스톡이 하나 또는 두가지의 관상동맥 (또는 이식편)의 내강에, 바람직하게는 우측 및 좌측 관상동맥 (또는 이식편)안에, 바람직하게는 광학 밀도계에 의해 측정되는 바 108내지 1012의 바이러스 입자의 양으로 깊게 주사될 수 있다. 바람직하게도 벡터는 각각의 혈관에 (예컨대 각각의 관상동맥안에) 단일 주사로 전달된다.The vector is delivered in an amount sufficient for the transgene to be expressed and provide therapeutic benefit. In the case of viral vectors (such as adenoviruses), the final titer of the virus in the injectable preparation is preferably in the range of about 10 6 to 10 14 virus particles capable of effective gene delivery. Preferably, adenovirus vector stocks devoid of wild-type virus are measured in the lumen of one or two coronary arteries (or grafts), preferably in the right and left coronary arteries (or grafts), preferably by an optical density meter. in an amount of virus-like particles of the bar 10 8 to 10 12 can deeply be injected. Preferably the vector is delivered to each blood vessel (eg in each coronary artery) in a single injection.

벡터 조성물이 관상 카테테르에 의하여 관상동맥의 내강안에 직접 주사됨으로써, 유전자가 보다 효과적으로 표적화되고, 주사중에 근위 대동맥에 대한 재조합 벡터의 손실이 최소화되는 것이 가능하다. 이런 유형의 주사로 원하는 수의 세포, 특히 심근 세포의 국소적인 형질전환이 혈관형성성 단백질- 또는 펩티드-코드화 유전자로 영향을 받은 심근에서 일어나는 것이 가능해지고, 그로써 유전자 전달의 치료적 효과가 최대화되고, 심장외 부위에서의 원하지 않는 혈관형성이 최소화된다.By injecting the vector composition directly into the lumen of the coronary artery by a coronary catheter, it is possible to more efficiently target the gene and minimize the loss of the recombinant vector to the proximal aorta during injection. This type of injection makes it possible for local transformation of the desired number of cells, especially cardiomyocytes, to occur in the myocardium affected by angiogenic protein- or peptide-coding genes, thereby maximizing the therapeutic effect of gene transfer and In addition, unwanted angiogenesis in the extracardiac region is minimized.

특이적으로 심근에 표적화되는 벡터 구성물, 예컨대 심근-특이적 결합 또는 흡수 성분들을 통합시키는, 및/또는 심근-특이적 전사 조절 서열 (예컨대 심실 근세포-특이적 프로모터)의 제어하에 있는 혈관형성 단백질 트랜스유전자를 통합시키는 벡터들이, 심근, 특히 심실 근세포에 대한 발현을 한층 더 제한하는 수단으로서 그러한 특정된 주입 기법 대신에, 또는 바람직하게는 그러한 기법과 공동으로 사용될 수 있다. 면역 반응을 유도할 수 있는 벡터에 대해서는, 심장외 발현의 가능성을 제한하기 위한 추가의 기법이 또한 사용될 수 있긴 하지만, 상술된 바와 같이 심근에 공급하는 혈관안으로 직접 벡터를 주입하는 것이 바람직하다.Angiogenic protein trans incorporation of vector constructs specifically targeted to the myocardium, such as myocardial-specific binding or uptake components, and / or under the control of myocardial-specific transcriptional regulatory sequences (such as ventricular myocyte-specific promoters) Vectors incorporating genes may be used in place of, or preferably in conjunction with, such techniques as a means of further limiting expression to myocardium, particularly ventricular myocytes. For vectors capable of eliciting an immune response, additional techniques for limiting the possibility of extracardiac expression may also be used, but it is preferred to inject the vectors directly into the blood vessels supplying the myocardium as described above.

하기에서 상세하게 설명되는 바와 같이, 혈관형성 트랜스유전자를 함유하고 있는 바이러스 벡터를 생체내 송달하기 위하여 그러한 기법을 사용함으로써, 간세포에서 트랜스유전자 발현이 일어나지 않았고, 관상동맥내 주입후 어느 시점에서도 뇨에서 바이러스 RNA 가 발견되지 않았음이 증명되었다. 또한, 이런 방식으로 트랜스유전자를 관상동맥내 송달 후 2 주후에 PCR 에 의해 확인된 결과, 눈, 간, 또는 골격 근육에서 심장외적으로 유전자가 발현되었다는 증거는 검출되지 않았다.As described in detail below, by using such a technique to deliver viral vectors containing angiogenic transgenes in vivo, no transgene expression occurred in hepatocytes, and in urine at any point after coronary infusion. It was proved that no viral RNA was found. In addition, as confirmed by PCR two weeks after transcolonial delivery of the transgene in this manner, no evidence of extracardiac gene expression in the eye, liver, or skeletal muscle was detected.

다양한 카테테르 및 전달 경로가 당해 기술분야에 공지되어 있는 바와 같이, 관상동맥내 전달을 이루기 위하여 사용될 수 있다. 직접적인 관상동맥내 (또는 이식 혈관내) 주입은 형광투시적 지침하에 표준 경피 카테테르-기초 방법을 사용하여 수행될 수 있다. 어떠한 것이든지 다양한 관상동맥 카테테르, 또는 예컨대 스택 관류 카테테르가 본 발명에 사용될 수 있다. 예를 들면, 변형된 카테테르뿐만 아니라 본 발명에 사용하기에 적당한 일반적인 목적의 다양한 카테테르가 상업적 공급자, 예컨대 어드밴스드 카디오바스큘라 시스템 (Advanced Cardiovascular System (ACS)), 타겟 쎄라퓨틱스 (Target Therapeutics), 보스턴 사이언티픽 앤드 코디스 (Boston Scientific and Cordis) 로부터 이용가능하다. 또한, 심근에 대한 전달이 관상동맥안으로의 직접적인 주입에 의하여 이루어지는 경우에 (이것이 가장 바람직한 경우이다), 당해 기술분야에 공지된 것처럼 많은 접근법들이 카테테르를 관상동맥안에 도입시키기 위하여 사용될 수 있다. 예를 들면, 카테테르는 대퇴동맥에 편리하게 도입된 후 장골 동맥과 복부 대동맥을 통해 역행하여 관상동맥안으로 뻗어 나갈 수 있다. 또는 달리, 카테테르는 먼저 기관지 또는 경동맥안에 도입된 후 관상동맥안으로 역행하여 뻗어 나간다. 이들 및 다른 기법들에 대한 상세한 설명은 문헌에서 찾아볼 수 있다(Topol, EJ (ed.), The Textbook of Interventional Cardiology, 2nd Ed. (W.B. Saunders Co. 1994); Rutherford, RB, Vascular Surgery, 3rd Ed. (W.B. Saunders Co. 1989); Wyngaarden JB et al. (eds.), The Cecil Textbook of Medicine, 19th Ed. (W.B. Saunders, 19920; 및 Sabiston, D, The Textbook of Surgery, 14th Ed. (W.B. Saunders Co. 1991)).Various catheters and delivery routes can be used to effect intra-arterial delivery, as is known in the art. Direct coronary (or grafting vascular) infusion can be performed using standard transdermal catheter-based methods under fluoroscopic guidance. Any of a variety of coronary catheter, or for example stack perfusion catheter, can be used in the present invention. For example, modified catheters, as well as a variety of general purpose catheters suitable for use in the present invention, are available from commercial suppliers such as Advanced Cardiovascular System (ACS), Target Therapeutics. , Boston Scientific and Cordis. In addition, where delivery to the myocardium is by direct injection into the coronary artery (which is the most preferred case), many approaches can be used to introduce the catheter into the coronary artery, as is known in the art. For example, the catheter can be conveniently introduced into the femoral artery and then retrograde through the iliac and abdominal aorta and extend into the coronary artery. Alternatively, the catheter is first introduced into the bronchus or carotid artery and then extends back into the coronary artery. A detailed description of these and other techniques can be found in the literature (Topol, EJ (ed.), The Textbook of Interventional Cardiology, 2nd Ed. (WB Saunders Co. 1994); Rutherford, RB, Vascular Surgery, 3rd (WB Saunders Co. 1989); Wyngaarden JB et al. (Eds.), The Cecil Textbook of Medicine, 19th Ed. (WB Saunders, 19920; and Sabiston, D, The Textbook of Surgery, 14th Ed. (WB Saunders Co. 1991).

표적화된 유전자 발현Targeted Gene Expression

본 발명의 예상하지 못하였던 발견은 재조합 아데노바이러스가 그것이 만나게 되는 첫 번째 혈관상에 매우 효과적으로 흡수된다는 것이다. 실제로, 하기 실시예 4 의 동물 모델에서, 관상동맥내 주입후 심장에서의 바이러스 흡수의 효율은 98 % 였다. 즉, 바이러스의 98 % 가 심근 혈관상을 통하여 바이러스가 첫 번째 통과하는 중에 제거되었다. 나아가, 주입중에 동물로부터 취한 혈청은 200-배로 희석될 때까지 바이러스 플라크를 성장시키지 못하였고(Graham, Virology, 163:614-617, 1988), 이것은 바이러스 증식을 억제하는 혈청 인자 (또는 결합 단백질)의 존재를 시사한다. 이들 두가지 인자들 (바이러스의 효과적인 첫 번째 통과 부착 및 혈청 결합 단백질의 가능성)은 바이러스가 부딪치게 되는 첫번째 혈관상에 대하여 유전자 발현을 제한하기 위하여 함께 작용할 것이다.An unexpected finding of the present invention is that the recombinant adenovirus is very effectively absorbed on the first blood vessel it encounters. Indeed, in the animal model of Example 4 below, the efficiency of viral uptake in the heart after intracoronary injection was 98%. That is, 98% of the virus was removed during the first passage of the virus through the myocardial vessels. Furthermore, serum taken from animals during infusion did not grow virus plaques until it was diluted 200-fold (Graham, Virology, 163: 614-617, 1988), which was a serum factor (or binding protein) that inhibited virus growth. Implies the existence of. These two factors (the effective first pass adhesion of the virus and the possibility of serum binding proteins) will work together to limit gene expression on the first blood vessel on which the virus will encounter.

유전자 전달이 관상동맥내 유전자 전달후에 심장에 대하여 어느 정도까지 제한이 되었는지를 추가로 평가하기 위하여, 중합효소 사슬 반응 (PCR)을 사용하여 두 마리의 처리된 동물에서 유전자 전달후 2 주후에 바이러스 DNA 가 심장외에 존재하는 증거가 있는 지의 여부를 살펴보았다 (하기 실시예 4). 동물들은 그것들의 망막, 골격 근육, 또는 간에서가 아니라 심장에서 바이러스 DNA 의 존재를 나타냈다. PCR 의 민감성은 5,000,000 세포당 단일한 DNA 서열을 검출할 수 있을 정도였다. 그러므로 이들 데이터는 유전자 전달 후 2 주후에 심장외적 조직에서 바이러스 DNA 가 존재하지 않았음을 증명하였다. 이들 결과는 하기 설명되는 바와 같은 다른 혈관형성 단백질 및 유도체를 사용하여 한층 더 확인되었다. 이들 발견은 이것들이 심장의 트랜스유전자 표적화의 개념 (즉 그 밖의 곳이 아닌 심장에서의 트랜스유전자의 발현을 제공한다)을 확증하기 때문에 지극히 중요한 것이다. 국소화된 트랜스유전자 전달 및 발현은 안전성이라는 장점을 제공하고, 나아가 본 발명의 방법을 환자의 치료에 사용하는 빈도를 증가시킬 수 있게 된다.To further assess the extent to which gene delivery was limited to the heart after intracoronary gene delivery, viral DNA was used two weeks after gene delivery in two treated animals using polymerase chain reaction (PCR). It was examined whether there is any evidence that is present outside the heart (Example 4 below). Animals showed the presence of viral DNA in the heart, not in their retina, skeletal muscle, or liver. The sensitivity of PCR was enough to detect a single DNA sequence per 5,000,000 cells. Therefore, these data demonstrated that viral DNA was absent in extracardiac tissue two weeks after gene transfer. These results were further confirmed using other angiogenic proteins and derivatives as described below. These findings are extremely important because they confirm the concept of transgene targeting of the heart (ie provide expression of the transgene in the heart and not elsewhere). Localized transgene delivery and expression offers the advantage of safety and further increases the frequency of using the methods of the invention in the treatment of patients.

치료적 적용Therapeutic application

혈관형성 단백질을 코드화하는 트랜스유전자를 생체내로 전달하는 본 발명의 방법은 울혈성 심장 질환 (확장형 심근증 (DCM) 및 심각한 관상동맥 질병 (CAD)과 관련된 질환을 포함하여)의 치료에, 및 심실 리모델링을 방지 또는 경감시키기 위하여 적용될 수 있다. 하기의 데이터가 보여주는 것과 같이, 심근에서 외인성으로 제공된 혈관형성 트랜스유전자의 발현은 혈관형성을 촉진하여, 그 결과, 심장의 허혈성 및 비-허혈성 영역에서의 혈행 및 기능이 증가된다. 이렇게 증가된 혈관질은 울혈성 심장 질환을 경감시킬 것이고, 심실 리모델링과 관련된 심실 기능장애를 상쇄할 것이다.The methods of the invention for delivering transgenes encoding angiogenic proteins in vivo are intended for the treatment of congestive heart disease (including diseases associated with expanded cardiomyopathy (DCM) and severe coronary artery disease (CAD)), and ventricular remodeling. It can be applied to prevent or alleviate the problem. As the data below shows, the expression of angiogenic transgenes exogenously presented in the myocardium promotes angiogenesis, resulting in increased blood circulation and function in the ischemic and non-ischemic regions of the heart. This increased vascular quality will relieve congestive heart disease and offset ventricular dysfunction associated with ventricular remodeling.

본원에서 설명되는 바와 같이, 많은 상이한 벡터들이 본 발명의 방법을 따라 혈관형성 단백질 트랜스유전자를 전달하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들면, 본원에서 예시된 복제-결핍성 재조합 아데노바이러스 벡터들은 유전자 발현 영역에 세포독성 효과 또는 염증을 유발함이 없이 매우 효과적인 생체내 유전자 전달을 이루었다.As described herein, many different vectors can be used to deliver angiogenic protein transgenes according to the methods of the present invention. For example, the replication-deficient recombinant adenovirus vectors exemplified herein achieved very effective in vivo gene delivery without causing cytotoxic effects or inflammation in the gene expression region.

울혈성 심장 질환을 치료할 때에, 트랜스유전자를 코드화하는 혈관형성 단백질의 유전자 전달은 예를 들면 심장 질환의 진단 후에 또는 심장 질환과 유사한 발생이 진단된 후에 수행될 수 있다. 심실 리모델링을 치료하기 위해서는, 유전자 전달이 환자가 경색으로 고생한 후 어느 시점에든지, 바람직하게는 경색후 30 일 이내에, 보다 바람직하게는 경색후 7 내지 20 일 이내에 수행될 수 있다.In treating congestive heart disease, gene delivery of angiogenic proteins encoding transgenes can be performed, for example, after diagnosis of heart disease or after an occurrence similar to heart disease is diagnosed. To treat ventricular remodeling, gene transfer can be performed at any point after the patient suffers from infarction, preferably within 30 days after infarction, more preferably within 7 to 20 days after infarction.

본 발명의 조성물 또는 생성물은 편리하게도 혈류안에 투여되기에 (예컨대 관상동맥내 주입에 의하여) 적당한 제형의 형태로 제공될 수 있다. 적당한 투여 방식은 각 환자에 대하여 의료를 실싱하는 자에 의해 개별적으로 가장 잘 결정될 수 있다. 적절한 약학적으로 허용되는 담체 및 그것들의 제형은 표준 제형 전문서적에 설명되어 있다(E.W. Martin, Remington's Pharmaceuticals Sciences; Wang, Y.J. and Hanson, M.A., "Parental Formulations of Proteins and Peptides: Stability and Stabilizers", Journals of Parental Sciences and Technology, Technical Report No.10, Supp.42:2S (1988)). 본 발명의 벡터들은 바람직하게는 중성의 pH, 예를 들면 약 pH 6.5 내지 약 pH 8.5, 보다 바람직하게는 약 pH 7 내지 8 의 용액에서, 당업계에 공지되어 있는 통상적으로 안전한 것으로 간주되는 완충용액, 예컨대 인산 나트륨으로 pH 완충되어 있는, 용액을 거의 등장성으로 만드는 부형제, 예를 들면 4.5 % 의 만니톨 또는 0.9 % 의 염화 나트륨을, 메타크레솔 0.1 % 내지 0.75 %, 보다 바람직하게는 0.15 % 내지 0.4 % 메타크레솔과 같은 허용되는 보존제와 함께 사용하여 제형되어야만 한다. 원하는 등장성은 염화 나트륨 또는 다른 약학적으로 허용되는 제제, 예컨대 덱스트로오스, 붕산, 질산 나트륨, 프로필렌 글리콜, 폴리올 (예컨대 만니톨 및 소르비톨), 또는 다른 무기 또는 유기 용질을 사용하여 이루어질 수 있다. 염화 나트륨이 나트륨 이온을 함유하고 있는 완충액에 대해 특히 바람직하다. 필요하다면, 보관 기간 및 안정성을 증강시키기 위하여 상기 조성물의 용액이 또한 제조될 수 있다. 치료적으로 유용한 본 발명의 조성물은 보편적으로 허용되는 과정을 따라 성분들을 혼합함으로써 제조된다. 예를 들어, 선택된 성분들은 혼합되어 농축 혼합물이 제조되고 그런 다음 pH 를 조절하기 위하여 물 및/또는 완충제 또는 강장성 (tonicity)을 조절하기 위하여 추가의 용질을 첨가함으로써 최종 농도 및 점도로 조정될 수 있다.The compositions or products of the present invention may conveniently be presented in the form of a formulation suitable for administration into the blood stream (eg, by coronary infusion). Appropriate mode of administration can be best determined individually by the person who is practicing medical care for each patient. Suitable pharmaceutically acceptable carriers and their formulations are described in standard formulation literature (EW Martin, Remington's Pharmaceuticals Sciences; Wang, YJ and Hanson, MA, "Parental Formulations of Proteins and Peptides: Stability and Stabilizers", Journals of Parental Sciences and Technology, Technical Report No. 10, Supp. 42: 2S (1988). The vectors of the present invention are preferably buffer solutions that are generally considered safe in the art, at solutions of neutral pH, for example from about pH 6.5 to about pH 8.5, more preferably from about pH 7 to 8. For example, excipients which make the solution almost isotonic, such as pH buffered with sodium phosphate, for example 4.5% mannitol or 0.9% sodium chloride, from 0.1% to 0.75%, more preferably from 0.15% to methacresol It should be formulated with an acceptable preservative such as 0.4% methacresol. Desired isotonicity can be achieved using sodium chloride or other pharmaceutically acceptable agents such as dextrose, boric acid, sodium nitrate, propylene glycol, polyols (such as mannitol and sorbitol), or other inorganic or organic solutes. Sodium chloride is particularly preferred for buffers containing sodium ions. If desired, solutions of such compositions can also be prepared to enhance shelf life and stability. Therapeutic useful compositions of the present invention are prepared by mixing the components according to universally acceptable procedures. For example, the selected ingredients may be mixed to produce a concentrated mixture and then adjusted to final concentration and viscosity by adding water and / or additional solutes to adjust buffer or tonicity to adjust pH. .

의사에 의해 사용되기 위해서는, 조성물은 1 회 또는 여러번의 투여로 치료적 효과를 제공하기에 충분한 혈관형성을 유도하기에 효과적인 본 발명의 벡터의 양을 함유하고 있는 단위용량 형태로 제공될 것이다. 당업자에 의해 인지되는 바와 같이, 치료제의 유효량은 환자의 연령 및 체중, 환자의 상태, 및 얻어져야 할 혈관형성 정도와, 다른 인자들을 포함하여 많은 인자들에 따라 달라질 것이다.For use by a physician, the composition will be provided in unit dosage form containing an amount of a vector of the invention that is effective to induce angiogenesis sufficient to provide a therapeutic effect in one or several administrations. As will be appreciated by those skilled in the art, the effective amount of therapeutic agent will depend on many factors, including the age and weight of the patient, the condition of the patient, the degree of angiogenesis to be obtained, and other factors.

본 발명의 화합물의 유효량은 전형적으로 약 106내지 1014바이러스 입자, 바람직하게는 약 108내지 1012바이러스 입자의 범위내에 있을 것이다. 바이러스 입자의 수는 그러나 바람직하게는 1014을 초과하지 않아야 한다. 주지되는 바와 같이, 투여되어야 할 정확한 용량은 환자를 돌보는 임상의에 의해 결정되겠지만, 바람직하게는 생리적 완충용액 (예컨대 인산염 완충된 식염수)중에 5 ml 이하, 보다 바람직하게는 1 내지 3 ml 의 양이 좋다.An effective amount of a compound of the present invention will typically be in the range of about 10 6 to 10 14 virus particles, preferably about 10 8 to 10 12 virus particles. The number of viral particles however should preferably not exceed 10 14 . As will be appreciated, the exact dose to be administered will be determined by the clinician taking care of the patient, but preferably an amount of up to 5 ml, more preferably 1 to 3 ml, in physiological buffers (such as phosphate buffered saline) good.

심장 질환의 경우에 현재 바람직한 투여 방식은 적절한 관상 카테테르를 사용하여 하나 또는 두가지의 관상동맥에 (또는 하나 또는 그 이상의 복재정맥 또는 내부 유방 동맥 이식편에) 관상동맥내 주입에 의한 것이다.In the case of heart disease, the presently preferred mode of administration is by intracoronary infusion into one or two coronary arteries (or into one or more saphenous veins or internal mammary artery grafts) using an appropriate coronary catheter.

하기의 실시예들을 당업자들을 추가로 보조하기 위하여 제공한다. 그러한 실시예들은 예시의 목적으로 제공된 것이며, 그러므로 본 발명을 제한하는 것으로 간주되어서는 안된다. 많은 예시적인 변형 및 변화가 본 명세서에서 설명되며 다른 것들고 당업자에게 명백해질 것이다. 그러한 변화는 본원에서 설명되고 청구되는 바와 같이 본 발명의 범주에 포함되는 것으로 간주된다.The following examples are provided to further assist those skilled in the art. Such embodiments are provided for purposes of illustration and therefore should not be considered as limiting of the invention. Many exemplary variations and modifications are described herein and others will be apparent to those skilled in the art. Such changes are considered to be included within the scope of the invention as described and claimed herein.

본 발명은 혈관형성성 단백질을 코드화하는 트랜스유전자를 환자의 심근에 도입시킴에 의해 울혈성 심장 질환 (심각한 관상 동맥 질병과 관련된 울혈성 심장 질환 뿐만 아니라 확장형 심근증을 포함함)을 치료하기 위한, 및 해로운 심실 리모델링을 방지 또는 경감하기 위한 방법 및 조성물에 관한 것이다. 다양한 본 발명의 측면들은 다음과 같다:The present invention provides for the treatment of congestive heart disease (including congestive heart disease as well as dilated cardiomyopathy associated with severe coronary artery disease) by introducing into the patient's myocardium a transgene encoding an angiogenic protein, and A method and composition for preventing or alleviating deleterious ventricular remodeling. Various aspects of the invention are as follows:

울혈성 심장 질환에 걸려 있는 환자의 심장에 트랜스유전자의 발현을 위한 프로모터에 작동가능하게 연결되어 있는 혈관형성성 단백질 또는 펩티드를 코드화하는 트랜스유전자를 포함하는 벡터를 송달하는 것으로 이루어지는, 울혈성 심장 질환에 걸려 있는 환자의 치료 방법. 울혈성 심장 질환에 걸려 있는 환자들중에는 확장형 심근증을 나타내는 환자들이 있다. 울혈성 심장 질환에 걸려 있는 다른 환자들은 전형적으로 심각한 또는 폐색성 관상동맥 질병과 관련되어 있는 심각한 심근 경색을 나타낸다. 심근에서의 혈관형성성 단백질의 합성은 혈관형성을 촉진하며 혈행을 증가시킨다. 벡터는 바람직하게는 심근세포에 벡터를 송달하기 위하여 혈액을 심장의 심근에 공급하는 혈관에 도입되는 것이 좋다. 바람직한 것은 벡터는 관상동맥의 내강, 복재정맥 이식편, 또는 내부 유방 동맥 이식편에 도입되는 것이 좋으며; 가장 바람직한 것은 벡터가 오른쪽 및 왼쪽의 관상동맥의 내강에 도입되는 것이다. 관상동맥내 주입은 바람직하게는 동맥내에 상대적으로 깊게, 바람직하게는 좌측 및 우측 관상동맥의 내강안으로 최소한 약 1 cm 에서 이루어진다. 관상동맥내 주입은 또한 복재정맥 이식편 및/또는 내부 유방 동맥 이식편의 내강의 약 1 cm에서 이루어질 수 있으며, 이것은 관상동맥내 주입 외에 이루어질 수 있다. 벡터는 단일한 주사로 각각의 그러한 혈관에 송달될 수 있다.Congestive heart disease, comprising delivering a vector comprising a transgene encoding an angiogenic protein or peptide operably linked to a promoter for expression of the transgene in the heart of a patient with congestive heart disease How to treat a patient who is sick. Some patients with congestive heart disease show dilatable cardiomyopathy. Other patients with congestive heart disease typically have severe myocardial infarction associated with severe or obstructive coronary artery disease. Synthesis of angiogenic proteins in the myocardium promotes angiogenesis and increases blood circulation. The vector is preferably introduced into blood vessels that supply blood to the heart myocardium to deliver the vector to the cardiomyocytes. Preferably, the vector is introduced into the lumen of the coronary artery, the saphenous vein graft, or the internal mammary artery graft; Most preferably, the vector is introduced into the lumen of the right and left coronary arteries. Intra-arterial infusion is preferably made relatively deep within the artery, preferably at least about 1 cm into the lumen of the left and right coronary arteries. Intra-arterial injection may also be made at about 1 cm of the lumen of the saphenous vein graft and / or the internal mammary artery graft, which may be in addition to the intra-coronary injection. The vector can be delivered to each such vessel in a single injection.

심근 경색으로 고생하는 (또는 고생할 수 있는) 환자의 심장에, 유전자의 발현을 위한 프로모터에 작동가능하게 연결되어 있는 혈관형성성 단백질 또는 펩티드를 코드화하는 유전자를 포함하고 있는 벡터를 송달하는 것으로 이루어지는, 심근 경색으로 고생하는 (또는 고생할 수 있는) 환자에서 해로운 심실 리모델링을 방지 또는 경감시키기 위한 방법. 심근에서의 혈관형성성 단백질의 합성으로 혈관형성이 유도됨으로써, 혈행이 증가되고 해로운 심실 리모델링이 경감된다.Consisting of delivering a vector containing a gene encoding an angiogenic protein or peptide operably linked to a promoter for expression of the gene in the heart of a patient suffering from (or suffering from) myocardial infarction And to prevent or alleviate harmful ventricular remodeling in a patient suffering from (or potentially suffering from) myocardial infarction. Induction of angiogenesis by the synthesis of angiogenic proteins in the myocardium increases blood circulation and mitigates harmful ventricular remodeling.

선행되는 구체예중 한가지를 따라 심장 질환을 치료하는데 혈관형성을 촉진하는 바람직한 방법에서, 벡터는 FGF (섬유아세포 성장 인자), VEGF (혈관 내피 성장 인자), PDGF (혈소판-유도된 성장 인자) 또는 IGF (인슐린-형 성장 인자)의 패밀리로부터의 혈관형성성 단백질 또는 펩티드를 코드화하는 최소한 하나의 유전자를 포함한다. 특정의 바람직한 구체예에서, 벡터는 그것들에 한정되는 것은 아니지만, FGF-4, FGF-5, FGF-6, aFGF (FGF-1 으로도 공지됨) 및 bFGF (FGF-2 로도 공지됨)를 포함하여 FGF 를 코드화하는 유전자를 포함하고 있다. 바람직한 혈관형성 단백질로는 자연적으로 분비되는 것들, 또는 분비가 증가되도록 변형된 것들이 있다. 그러한 혈관형성성 단백질들중 현재 바람직한 것으로는 자연적으로 분비되거나 또는 분비가 증가되도록 변형된 FGF-4, FGF-5, FGF-6, FGF-1 및 FGF-2 의 형태들이다. 다른 구체예에서는, 유전자는 그것들에 한정되는 것은 아니지만, VEGF-A 패밀리 (예컨대 VEGF-121, VEGF-145, VEGF-165, VEGF-189 및 VEGF-206)의 구성원, VEGF-B 패밀리 (예컨대 VEGF-167 및 VEGF-186)의 구성원, 및 VEGF-C 패밀리의 구성원 (예컨대 PDGF 또는 IGF)을 포함하여 VEGF 를 코드화한다.In a preferred method of promoting angiogenesis in the treatment of heart disease according to one of the preceding embodiments, the vector may comprise FGF (fibroblast growth factor), VEGF (vascular endothelial growth factor), PDGF (platelet-derived growth factor) or IGF. At least one gene encoding an angiogenic protein or peptide from a family of (insulin-type growth factors). In certain preferred embodiments, vectors include, but are not limited to, FGF-4, FGF-5, FGF-6, aFGF (also known as FGF-1) and bFGF (also known as FGF-2) Genes encoding FGFs. Preferred angiogenic proteins are those that are naturally secreted, or those that are modified to increase secretion. Currently preferred of such angiogenic proteins are forms of FGF-4, FGF-5, FGF-6, FGF-1 and FGF-2 which are naturally secreted or modified to increase secretion. In other embodiments, genes are not limited to, but are members of the VEGF-A family (such as VEGF-121, VEGF-145, VEGF-165, VEGF-189 and VEGF-206), the VEGF-B family (such as VEGF -167 and VEGF-186), and members of the VEGF-C family (such as PDGF or IGF), encode VEGF.

혈관형성성 단백질-코드화 유전자는 포유동물 세포, 바람직하게는 심근세포에서 유전자의 전사 및 발현을 특정하는 프로모터에 작동가능하게 연결된다. 현재 바람직한 한가지 프로모터는 CMV 프로모터이다. 다른 바람직한 구체예에서는, 프로모터는 조직 특이적 프로모터, 바람직하게는, 심장-특이적 프로모터, 보다 바람직하게는 심실 근세포-특이적 프로모터이다. 심실 근세포-특이적 프로모터의 바람직한 실예로는 심실 미오신 경쇄-2 프로모터 및 미오신 중쇄 프로모터이다. 바람직하게도, 혈관형성성 인자를 코드화하는 유전자는 또한 폴리아데닐화 신호에 작동가능하게 연결된다.The angiogenic protein-encoding gene is operably linked to a promoter that specifies the transcription and expression of the gene in mammalian cells, preferably cardiomyocytes. One presently preferred promoter is the CMV promoter. In another preferred embodiment, the promoter is a tissue specific promoter, preferably a heart-specific promoter, more preferably a ventricular myocyte-specific promoter. Preferred examples of ventricular myocyte-specific promoters are the ventricular myosin light chain-2 promoter and the myosin heavy chain promoter. Preferably, the gene encoding the angiogenic factor is also operably linked to a polyadenylation signal.

본 발명에 따라 심장 질환 (DCM 을 포함하여)을 치료하는 바람직한 방법 또는 해로운 심실 리모델링 (예컨대 심근 경색후의)을 경감시키는 바람직한 방법에서, 벡터는 바이러스성 벡터 또는 지질-기초 벡터이고, 바람직하게는 바이러스성 벡터이다. 벡터는 표적화된 벡터, 특히 심실 근세포를 우선적으로 표적화하는 벡터일 수 있다. 현재 바람직한 바이러스성 벡터들은 아데노바이러스로부터 유도된 것 (Ad) 또는 아데노-관련 바이러스로부터 유도된 것 (AAV)이다. 두가지의 사람 및 비-사람 바이러스성 벡터들이 사용될 수 있지만, 바람직한 재조합 바이러스성 벡터는 사람에서 복제할 수 없는 (복제-결핍성) 것이다. 벡터가 아데노바이러스성인 경우, 그것은 바람직하게는 FGF (예컨대 FGF-1, FGF-2, FGF-4, FGF-5 또는 FGF-6)를 코드화하는 유전자에 작동가능하게 연결되어 있는 프로모터를 가지고 있는 폴리뉴클레오티드를 포함하며, 사람에게서는 복제할 수 없다. 현재 바람직한 복제-결핍성 아데노바이러스성 벡터는 E1A 및 E1B 유전자들을 제거하는 결실을 가지고 있거나, 또는 E1A, E1B 및 E4 유전자들을 제거하는 결실을 가지고 있다. 바람직하게는 약 106내지 1014의 아데노바이러스 벡터 입자들, 보다 바람직하게는 약 108내지 1012의 벡터 입자들이 혈관, 바람직하게는 심근에 공급하는 혈관에 도입된다. 가장 바람직한 것은, 혈관형성성 단백질-코드화 유전자를 포함하고 있는 아데노바이러스 벡터가 환자의 심장안에 두가지 관상동맥의 내강안에 직접 관상동맥내 주사에 의하여 도입되는 것이다.In a preferred method of treating heart disease (including DCM) according to the invention or in a preferred method of alleviating harmful ventricular remodeling (eg after myocardial infarction), the vector is a viral vector or a lipid-based vector, preferably a virus. Castle vector. The vector may be a targeted vector, particularly a vector that preferentially targets ventricular myocytes. Currently preferred viral vectors are those derived from adenoviruses (Ad) or those derived from adeno-associated viruses (AAV). Although two human and non-human viral vectors can be used, the preferred recombinant viral vector is one that cannot replicate in humans (replica-deficient). If the vector is adenovirus, it is preferably a poly with a promoter operably linked to the gene encoding FGF (eg FGF-1, FGF-2, FGF-4, FGF-5 or FGF-6). Contains nucleotides and cannot be reproduced in humans. Presently preferred replication-deficient adenovirus vectors have a deletion to remove the E1A and E1B genes, or have a deletion to remove the E1A, E1B and E4 genes. Preferably about 10 6 to 10 14 adenovirus vector particles, more preferably about 10 8 to 10 12 vector particles are introduced into the blood vessel, preferably the blood vessel that supplies the myocardium. Most preferably, adenovirus vectors containing angiogenic protein-encoding genes are introduced by direct coronary injection into the lumen of two coronary arteries in the patient's heart.

AAV 벡터의 경우, 벡터는 AAV 전환된 말단 반복부 (ITRs)가 양 옆에 있는 혈관형성성 단백질을 코드화하는 유전자에 작동가능하게 연결되어 있는 프로모터를 가지고 있는 폴리뉴클레오티드를 포함하는 것이 바람직하다. 바람직하게도, AAV 벡터는 사람에서는 복제될 수 없다. 현재 바람직한 복제-결핍성 AAV 벡터는 하나 또는 그 이상의 AAV 복제 또는 캡슐화 서열에 영향을 미치는 결실을 가지고 있다. 보다 바람직한 것은, AAV rep 및 cap 유전자들이 둘다 제거되는 것이다 (그 결과 AAV 기술분야에서 공지되어 있는 바와 같이, 전형적으로 패키징 셀라인에서 AAV 벡터가 복제되고 패키지되도록 반대쪽으로 (in trans) 공급되어야 한다).In the case of an AAV vector, the vector preferably comprises a polynucleotide having a promoter with AAV converted terminal repeats (ITRs) operably linked to a gene encoding the angiogenic protein on either side. Preferably, AAV vectors cannot be replicated in humans. Presently preferred replication-deficient AAV vectors have deletions that affect one or more AAV replication or encapsulation sequences. More preferably, both AAV rep and cap genes are removed (as a result, as is known in the AAV art, typically must be supplied in trans so that AAV vectors are replicated and packaged in packaging cell lines). .

벡터는 또한 혈관형성성 단백질을 코드화하는 유전자를 포함하고 있는 지질-기초 벡터일 수 있다. 다양한 그러한 지질-기초 벡터는 리포솜, 미셀 및 지질-함유 에멀젼을 포함하여 당해 기술분야에 잘 설명되어 있다.The vector may also be a lipid-based vector containing genes encoding angiogenic proteins. Various such lipid-based vectors are well described in the art, including liposomes, micelles and lipid-containing emulsions.

본 발명의 바람직한 방법은 심장 질환 및/또는 심실 리모델링에 걸려 있는 환자의 치료를 포함한다.Preferred methods of the invention include treatment of patients suffering from heart disease and / or ventricular remodeling.

실시예 1은 연장된 (3 내지 4 주 기간 이상) 빠른 심실 심박조율에 의해 유도된 심장 질환의 모델을 설명한다. 이 실시예는 심장 질환의 동물 모델에서, 좌심실 심근 혈행은 좌심실이 팽창되고 심장 질환의 신호가 존재할 때 비정상적으로 낮다. 이 모델에서, 심근의 요구는 때로 심근의 혈행 (산소 공급)을 대신하여 심근의 허혈을 유도한다.Example 1 describes a model of heart disease induced by prolonged ventricular tachycardia (extended 3-4 week period or longer). This example shows that in animal models of heart disease, left ventricular myocardial hematoma is abnormally low when the left ventricle is swollen and a signal of heart disease is present. In this model, myocardial demands sometimes induce myocardial ischemia in place of myocardial blood circulation (oxygen supply).

실시예 2는 본 발명에 사용된 아데노바이러스 벡터의 구성을 증명한다.Example 2 demonstrates the construction of the adenovirus vector used in the present invention.

실시예 3은 본 발명의 아데노바이러스 벡터의 효력을 확실하게 세우기 위한 예비 시험관내 실험을 설명한다. 대조 (β-갈락토시다제-코드화) 아데노바이러스 벡터 (AdlacZ)도 또한 시험되었다. 그 결과는 본 발명의 재조합 아데노바이러스 벡터가 실제로 성숙한 심근세포를 감염시킬 수 있으며, 트랜스유전자의 발현을 높은 효율로 제공할 수 있음을 나타냈다. 그런 다음 생체내 연구가 수행되었다.Example 3 describes preliminary in vitro experiments to ensure the potency of the adenovirus vectors of the invention. Control (β-galactosidase-encoded) adenovirus vectors (AdlacZ) were also tested. The results showed that the recombinant adenovirus vector of the present invention can actually infect mature cardiomyocytes and provide high efficiency for expression of the transgene. In vivo studies were then performed.

실시예 4는 돼지의 심근을 β-갈락토시다제를 코드화하는 아데노바이러스 벡터 (AdLacZ)로 생체내 감염시키는 것과 심근에서의 β-gal 의 발현을 나타낸다.Example 4 shows in vivo infection of pig myocardium with an adenovirus vector (AdLacZ) encoding β-galactosidase and expression of β-gal in the myocardium.

실시예 5는 심근에 대한 FGF-5 혈관형성성 트랜스유전자의 바이러스-중재된 생체내 전달이 국부적인 혈행을 개선시킬 수 있으며, 국부적인 심근 수축성 기능장애를 개선시킬 수 있음을 나타낸다.Example 5 shows that virus-mediated in vivo delivery of the FGF-5 angiogenic transgene to the myocardium can improve local hematogenesis and can improve local myocardial contractile dysfunction.

실시예 6은 심근에 대한 FGF-4 혈관형성성 트랜스유전자의 바이러스-중재된 생체내 전달이 국부적인 혈행을 개선시킬 수 있으며, 국부적인 심근 수축성 기능장애를 개선시킬 수 있음을 나타낸다.Example 6 shows that virus-mediated in vivo delivery of the FGF-4 angiogenic transgene to the myocardium can improve local hematogenesis and can improve local myocardial contractile dysfunction.

실시예 7은 심근에 대한 FGF-2 혈관형성성 트랜스유전자의 바이러스-중재된 생체내 전달이 국부적인 혈행을 개선시킬 수 있으며, 국부적인 심근 수축성 기능장애를 개선시킬 수 있음을 나타낸다.Example 7 shows that virus-mediated in vivo delivery of the FGF-2 angiogenic transgene to the myocardium can improve local blood circulation and improve local myocardial contractile dysfunction.

실시예 1Example 1

울혈성 심장 질환 및 관련된 심근 허혈의 돼지 모델Porcine Model of Congestive Heart Disease and Associated Myocardial Ischemia

1-A. 동물 및 수술 과정1-A. Animal and Surgery Courses

체중이 40 ± 6 kg 인 9 마리의 요오크셔 돼지 (Sus scrofa)를 케타민 (50 mg/kg IM) 및 황산 아트로핀 (0.1 mg/kg IM)과 이어서 소디움 아미탈 (100 mg/kg IV)을 사용하여 마취시켰다. 기관내에 삽관한 후에 할로탄 (0.5 % 내지 1.5 %)을 전 과정을 통하여 압력-순환식 벤틸레이터에 의해 전달하였다. 좌측의 가슴을 열었을 때, 카테테르를 대동맥, 페 동맥, 및 좌심방에 넣었다. 쾨니히스베르크 마이크로마노메터 (micromanometer)를 좌심실 정 (apex)에 넣고, 심장외막의 단극성 리드 (lead)를 좌심실의 측벽에 있는 심실 홈 아래 1.0 cm 되는 곳에 놓았다. 힘 생성기 (Spectrax 5985; Medtronic, Inc.)를 복부의 피하낭 (subcutaneous pocket)에 삽입하였다. 4 마리의 동물에게 주요 폐동맥 주변에 흐름 탐침 (Transonic, Inc.)을 달았다. 심막을 느슨하게 근접시키고 가슴을 닫았다. 개흉술 후 7 일 내지 10 일이 지난후, 혈류 역학의 바탕 측정치, 좌심실 기능, 및 심근의 혈행을 만들었다. 그런 다음 심실의 심박조율을 개시하였다 (26±4 일 동안 220±9 bpm (분 당 박동)). 자극의 크기는 2.5 V 였고, 펄스 기간은 0.5 ms 이었다. 추가로 9 마리의 돼지 (40±7 kg)를 대조표준으로서 사용하였다; 5 마리에게는 상기와 같이 개흉술을 수행하였고, 심박조율 없이 기계를 달아 초기 개흉술 후 30±7 일후에 희생시켰다. 우측 및 좌측 심실 질량에 대한 데이터는 그것들이 개흉술을 받았는지에 관계없이 대조 동물에서는 유사하였고, 따라서 그것들의 데이터를 단일한 대조군에 모았다.Nine yorkshire pigs (Sus scrofa) weighing 40 ± 6 kg were subjected to ketamine (50 mg / kg IM) and atropine sulfate (0.1 mg / kg IM) followed by sodium amital (100 mg / kg IV). Anesthesia was used. After intubation, halotan (0.5% to 1.5%) was delivered by pressure-circulating ventilator throughout. When the left chest was opened, the catheter was placed in the aorta, the pulmonary artery, and the left atrium. A Königsberg micromanometer was placed in the left ventricular apex and the unipolar lead of the epicardium was placed 1.0 cm below the ventricular groove in the side wall of the left ventricle. A force generator (Spectrax 5985; Medtronic, Inc.) was inserted into the subcutaneous pocket of the abdomen. Four animals were equipped with a flow probe (Transonic, Inc.) around the main pulmonary artery. Loosely close the pericardium and close the chest. Seven to ten days after thoracotomy, background measurements of hemodynamics, left ventricular function, and myocardial blood circulation were made. The heart rate of the ventricles was then started (220 ± 9 bpm (beats per minute) for 26 ± 4 days). The magnitude of the stimulus was 2.5 V and the pulse duration was 0.5 ms. In addition 9 pigs (40 ± 7 kg) were used as control; Thoracotomy was performed on five rats as described above, and was sacrificed 30 ± 7 days after the initial thoracotomy with a machine without pacing. The data for right and left ventricular masses were similar in control animals regardless of whether they had thoracotomy, and therefore their data were collected in a single control group.

1-B. 혈류역학 연구1-B. Hemodynamic Study

혈류역학 데이타를 심박조율기를 최소한 1 시간동안 비활성화시킨 다음 동물들을 기초 상태로 돌아가게 한 후 의식이 있는, 흥분 상태의 동물로부터 얻었다. 모든 데이터를 각각의 동물에서 7 일 간격으로 얻었다. 압력을 좌심방, 폐동맥, 및 대동맥으로부터 얻었다. 좌심실 dP/dt 를 신뢰도가 높은 좌심실 압력으로부터 얻었다. 폐동맥의 흐름을 기록하였다. 대동맥 및 폐의 혈액 샘플을 동정맥 산소 함량 차이를 계산하기 위하여 얻었다.Hemodynamic data was obtained from a conscious, excited animal after deactivating the pacemaker for at least 1 hour and then returning the animals to their basal state. All data were obtained at 7 day intervals in each animal. Pressure was obtained from the left atrium, the pulmonary artery, and the aorta. Left ventricular dP / dt was obtained from a reliable left ventricular pressure. The flow of the pulmonary artery was recorded. Blood samples of the aorta and lung were obtained to calculate the difference in arteriovenous oxygen content.

1-C. 초음파 심장 에코 검사 연구1-C. Ultrasound Cardiac Echo Scan Study

초음파 심장 에코 검사법은 대비 물질을 개체 또는 동물에게 주입하는 것을 포함하는 국부적 심근 혈행을 측정하는 방법이다. 대비 물질 (갈락토오스의 미소응집물)은 좌심방 주입후 영상의 에코생성성 ("백색")을 증가시킨다. 미소응집물은 관상동맥 및 심근벽 안으로 혈행에 비례하는 방식으로 분배된다(Skyba, et al., Circulation, 90:1513-1521, 1994). 대비 증강의 피크 강도는 미소구에 의해 측정되는 바 심근의 혈행과 상관관계가 있다(Skyba, et al., Circulation, 90:1513-1521, 1994).Ultrasound echocardiography is a method of measuring local myocardial blood circulation, which involves injecting a contrast agent into an individual or animal. Contrast material (microaggregates of galactose) increases echogenicity ("white") of the image after left atrial injection. Microaggregates are distributed in a manner proportional to blood flow into the coronary and myocardial walls (Skyba, et al., Circulation, 90: 1513-1521, 1994). Peak intensity of contrast enhancement correlates with myocardial blood flow as measured by microspheres (Skyba, et al., Circulation, 90: 1513-1521, 1994).

2-차원 및 M-방식 영상을 휼렛 팩카드 소노스 1500 영상 시스템을 사용하여 얻었다. 영상을 우측 부 (para)흉골 접근법으로부터 중간-돌기 근육 수준에서 얻어서 VHS 테이프상에 기록하였다. 측정은 미국 초음파 심장 에코검사 협회의 기준을 따라 이루어졌다(Sahn, DJ, et al., Circulation 58:1072-1083 (1978)). 돼지의 심실간 격막 (IVS) 의 중심선 배향 및 우측 부흉골도의 사용때문에, IVS 및해부학적 측벽을 통하여 짧은 축 M-방식의 측정이 이루어졌다. 단부-확장기 치수 (EDD), 단부-수축기 치수 (ESD), 및 벽 두께를 포함한 모든 매개변수들을 최소한 5 의 무작위 단부-호흡 박자에 대해 측정하였고, 평균을 내었다. 단부-확장기 치수는 QRS 복합체가 개시될 때 얻었다. 단부-수축기 치수는 IVS 의 최대 측위치의 경우에 또는 T 파장의 끝에서 얻었다. 좌심실 수축기 기능은 부분적 단축화, FS = [(EDD-ESD)/EDD] × 100 을 사용함으로써 평가하였다. % 벽 두께 (% WTh)는 % WTh = [(ESWTh - EDWTh)/EDWTh] × 100 으로서 계산하였다. 초음파 심장 에코 검사 측정의 재생성을 증명하기 위하여, 동물들을 심박·조율 프로토콜을 시작하기 전에 계속해서 2 일에 걸쳐 영상화하였다. 별도의 측정으로부터 얻어진 데이터는 매우 재생성이 높은 것으로 나타났다(부분적 단축화, R2= .94, P = .006; 측벽 두께, R2= .90, P = .005). 모든 이들 측정치는 비활성화된 심박조율기를 사용하여 얻었다.Two-dimensional and M-method imaging was obtained using the Hewlett Packard Sonos 1500 imaging system. Images were obtained at the mid-projectile muscle level from the right para sternum approach and recorded on VHS tape. Measurements were made according to the criteria of the American Association of Ultrasound Cardiology (Sahn, DJ, et al., Circulation 58: 1072-1083 (1978)). Due to the centerline orientation of the interventricular septum (IVS) of pigs and the use of the right parasternal diagram, IVS and Short axis M-method measurements were made through the anatomical sidewalls. All parameters, including end-dilator dimensions (EDD), end-deflator dimensions (ESD), and wall thickness, were measured for at least five random end-breath beats and averaged. End-dilator dimensions were obtained when the QRS composite was started. End-shrinkage dimensions were obtained for the maximum side position of IVS or at the end of the T wavelength. Left ventricular systolic function was assessed by using partial shortening, FS = [(EDD-ESD) / EDD] × 100. % Wall thickness (% WTh) was calculated as% WTh = [(ESWTh-EDWTh) / EDWTh] x 100. To demonstrate the reproducibility of the ultrasound cardiac echo test measurements, animals were imaged over two days before beginning the heart rate tuning protocol. Data obtained from separate measurements showed very high reproducibility (partially shortened, R 2 = .94, P = .006; sidewall thickness, R 2 = .90, P = .005). All these measurements were obtained using an inactive pacemaker.

1-D. 심근의 혈행1-D. Myocardial blood circulation

심근 혈행을 선행 기술에서 상세하게 설명된 바와 같이(Roth, DM, et al., Am. J. Physiol. 253:H1279-H1288, 1987; Roth, dm, et al., Circulation 82:1778-1789, 1990), 방사성 미소구 기법에 의하여 측정하였다. 좌심실 측벽 및 IVS 로부터 얻은 벽을 가로지르는 (transmural) 샘플을 심장내, 중간벽, 및 심장외막 3 가지로 나누고, 각각의 1/3 에 대한 혈행 및 벽을 가로지르는 흐름을 측정하였다. 벽을 가로지르는 부분을, 심장내 측정이 혈행 및 기능성 측정이 각각의 상 내에서 상응할 수 있도록 이루어진 영역으로부터 얻었다. 미소구를 대조 상태에서 (심박조율되지 않음), 심실 심박조율을 시작할 때 (225 bpm), 그리고 225 bpm 에서 심실 심박조율중에 7 일 간격으로 주입하였다; 미소구를 또한 비활성화된 심박조율기와 함께 14 일 (n=4)에, 및 21 일 내지 28 일 (n=3)에 주입하였다. 박동당 심근의 혈행을 심근의 혈행을 심박 (미소구를 주입하는 동안 기록함)으로 나눔으로써 계산하였다(Indolfi, C., et al., Circulation 80:933-993 (1989)). 평균 좌심방 및 평균 동맥압력을 미소구를 주입하는 중에 기록하여서, 관상 혈관 저항의 평가를 계산할 수 있었고; 관상 혈관 저항 지수는 (평균 동맥압 - 평균 좌심방 압력) ÷ 벽을 가로지르는 관상 혈행과 같다.Myocardial hematogenesis is described in detail in the prior art (Roth, DM, et al., Am. J. Physiol. 253: H1279-H1288, 1987; Roth, dm, et al., Circulation 82: 1778-1789, 1990) by radioactive microsphere technique. The transmural samples from the left ventricular side wall and the IVS were divided into three intracardiac, middle wall, and epicardium, and blood circulation and flow across the wall for each third were measured. The portion across the wall was obtained from the area where the intracardiac measurements were made such that blood flow and functional measurements could correspond within each phase. Microspheres were injected at 7 days intervals during ventricular pacing at the control state (not pacemaker), at the onset of ventricular pacing (225 bpm), and at 225 bpm; Microspheres were also injected at 14 days (n = 4) and 21 to 28 days (n = 3) with an inactive pacemaker. Myocardial blood circulation per beat was calculated by dividing myocardial blood circulation by heart rate (recorded during microsphere infusion) (Indolfi, C., et al., Circulation 80: 933-993 (1989)). The average left atrium and average arterial pressure were recorded during the infusion of microspheres to calculate the assessment of coronary vascular resistance; The coronary resistance index is equal to (average arterial pressure-average left atrial pressure) ÷ coronary blood circulation across the wall.

1-E. 수축기 벽 압력1-E. Systolic wall pressure

주변의 수축기 벽 압력은 본 발명자들이 좌심실의 긴 축을 평가하기 위한 적당한 보기를 얻을 수 없었기 때문에 측정할 수 없었다. 그러므로, 본 발명자들은 메리디온 단부-수축기 벽 압력(Riechek, N., et al., Circulation 65:99-108 (1982))을 식 메리디온 단부-수축기 벽 압력 (다인) = (0.334xPxD) ÷ [h(I-h/D)] (P 는 좌심실 단부-수축기 압력, 다인; D 는 좌심실 단부-수축기 직경, cm; h 는 단부-수축기 벽 두께이다)을 사용하여 계산하였다. 메리디온 단부-수축기 벽 압력을 심박조율을 개시하기 전에 및 계속해서 1 주 간격으로 (심박조율기는 없음) 측벽 및 IVS 에 대하여 계산하였다.Peripheral systolic wall pressure could not be measured because we could not obtain a suitable view for evaluating the long axis of the left ventricle. Therefore, the inventors have formulated Meridion end-deflator wall pressure (Riechek, N., et al., Circulation 65: 99-108 (1982)), formulating Meridion end-deflator wall pressure (dyne) = (0.334xPxD) ÷ [h (Ih / D)] (P is left ventricular end-contractor pressure, dyne; D is left ventricular end-contractor diameter, cm; h is end-contractor wall thickness). Meridion end-deflator wall pressures were calculated for the side wall and IVS prior to initiating pacemaker and subsequently at weekly intervals (no pacemaker).

1-F. 말단 수술1-F. Terminal surgery

연속적인 심박조율후 26±2 일 후에, 동물들을 마취시키고 카뉼레를 삽입한 다음, 흉골해부학적 중심선을 만들었다. 여전히 박동하고 있는 심장을 식염수중에 넣고 (4 ℃), 관상동맥을 재빨리 식염수 (4 ℃)로 관류시킨 다음, 우심실 및 좌심실 (IVS 를 포함하여) 무게를 측정하고, 각 영역으로부터 벽을 가로지르는 샘플을 액체 질소중에 넣어 재빨리 냉동시켜서 -70 ℃ 의 온도에서 보관하였다.After 26 ± 2 days of continuous pacemakers, animals were anesthetized, cannulated, and a sternal anatomical centerline created. Place the still beating heart in saline (4 ° C.), quickly coronate the coronary artery with saline (4 ° C.), weigh the right ventricle and left ventricle (including IVS), and sample across the wall from each region. Was quickly frozen in liquid nitrogen and stored at -70 ° C.

1-G. 아데닌 뉴클레오티드1-G. Adenine nucleotide

심장 질환에 걸려 있는 4 마리의 동물 (28 일동안 심박조율함) 및 4 마리의 대조 동물에게서 얻은 IVS 및 측벽의 벽을 가로지르는 샘플로부터 ATP 와 ADP 를 측정하였다. 심장 질환이 있는 동물로부터의 샘플을 동물을 희생시킨 날에 심박조율기가 없는 (60 분) 채로 얻었다. 샘플을 모든 동물에게서 동일하게 얻었다. ATP 와 ADP 를 워터스 (Waters) 고성능 액체 크로마토그래피에 의해 측정하였다(Pilz, R.B., et al., J. Biol. Chem. 259:2927-2935 (1984)).ATP and ADP were measured from samples across the walls of the side wall and IVS obtained from four animals suffering from heart disease (tracing for 28 days) and four control animals. Samples from animals with heart disease were obtained without pacemaker (60 minutes) on the day of animal sacrifice. Samples were obtained identically from all animals. ATP and ADP were measured by Waters high performance liquid chromatography (Pilz, R.B., et al., J. Biol. Chem. 259: 2927-2935 (1984)).

1-H. 통계학적 분석1-H. Statistical analysis

데이터를 평균 ± 표준편차 (SD)로서 표시하였다. 대조 (심박조율전) 상태로부터 및 심박조율중에 1 주 간격으로 얻은 특이한 측정치를 반복 측정 ANOVA (Crunch4, Crunch Software Corp.)에 의해 비교하였다. 어떤 비교 (예컨대 측벽 대 IVS)에서는 2-방식 ANOVA 를 사용하였다. hoc 후 비교는 당업계에 설명되어 있는 바와 같이 "튜키 방법" 을 사용하여 수행하였다. 심박조율 21 일에 9 마리의 동물이 생존하였다; 이 동물들중 심박조율 28 일에는 6 마리가 생존하였다. 28 일에 생존한 동물로부터 얻은 데이터는 21 일에만 살아남은 동물들로부터 얻어진 데이터와 구별되었다. 그러므로, ANOVA 를 4 의 시간점에서 9 마리의 동물에 대하여 수행하였다: 대조표준 (심박조율전), 제 7 일, 제 14 일, 및 제 21 일 내지 28 일. P RK .05 보다 작을 때 (2-tailed) 무의미한 가설은 버렸다.Data are expressed as mean ± standard deviation (SD). Specific measurements obtained at control intervals from the control (primary pacemaker) state and at weekly intervals were compared by repeated measures ANOVA (Crunch4, Crunch Software Corp.). In some comparisons (eg sidewall vs. IVS) a two way ANOVA was used. Post hoc comparisons were performed using the “tucky method” as described in the art. Nine animals survived at 21 days of pacing; Six of these animals survived at 28 days of pacing. Data from animals surviving on day 28 was distinguished from data from animals surviving only on day 21. Therefore, ANOVA was performed on 9 animals at 4 time points: control (primary pacing), 7th, 14th, and 21st-28th days. When P RK .05 is smaller (2-tailed), the meaningless hypothesis was discarded.

결과result

1-I. 혈류 역학 연구1-I. Hemodynamics Research

빠른 심실 심박조율은 혈류역학에 변화를 초래하였고, 그것은 심박조율 7 일 내지 14 일 후에 상당하였다. 제 7 일에, 동물들은 평균 좌측 동맥압력 및 폐동맥 압력이 증가하였다. 이들 압력은 심박조율을 계속했을 때 점점 비정상적이 되었다 (하기 표 1). 순환성 울혈 (급속 호흡, 복수증, 빈맥)의 신호들이 14 일 내지 21 일에 뚜렷하였다. 폐동맥 흐름 (심장 출력)은 심박조율 21 일에 감소하였다 (대조표준, 3.3±0.1 L/분; 21 일, 1.9±0.4 L/분; P 〈 .05).Fast ventricular pacemakers resulted in changes in hemodynamics, which were significant after 7-14 days. On day 7, the animals had increased mean left arterial pressure and pulmonary artery pressure. These pressures became more and more abnormal as the pacemaker continued (Table 1 below). Signals of circulating congestion (rapid breathing, ascites, tachycardia) were apparent at days 14-21. Pulmonary artery flow (cardiac output) decreased at 21 days of pacemaker (control, 3.3 ± 0.1 L / min; 21 days, 1.9 ± 0.4 L / min; P <.05).

1-J. 전체적인 좌심실 기능1-J. Holistic left ventricular function

좌심실 기능을 심박조율기를 비활성화시킨 후에 초음파 심장 에코 검사법 및 혈류역학 변수에 의해 평가하였다. 부분적인 단축화를 심박조율 기간에 따라 점차적으로 감소시켜서 (P=.0001; 표 1), 21 내지 28 일에 가장 낮은 값에 도달하였다 (대조표준, 39±3 %; 21 내지 28 일, 13±4 %; P〈.0002). 좌심실 단부-확장기 치수는 심박조율중에 점차 증가하여서 (P〈.0001; 표 1), 21 내지 28 일에 가장 높은 값에 도달하였다 (대조표준, 3.9±0.4 cm; 21 내지 28 일, 5.8±0.6 %; P=.0002). 좌심실 피크 포지티브 dP/dy 또한 연구과정을 통하여 감소시켰다 (P=.0001; 표 1). dP/dt 에서의 점진적인 강하는 좌심실 단부-확장기 압력의 증가를 수반하였고, 이것은 증가된 예비부하가 정상적으로 좌심실 피크 dP/dt 를 증대시켰음을 나타낸다(Mahler, F., et al., Am. J. Cardiol. 35:626-634 (1975)).Left ventricular function was assessed by echocardiography and hemodynamic parameters after deactivation of pacemakers. Partial shortening gradually decreased with the pacemaker period (P = .0001; Table 1), reaching the lowest value at 21-28 days (control, 39 ± 3%; 21-28 days, 13 ±). 4%; P <.0002). Left ventricular end-dilator dimensions gradually increased during cardiac pacing (P <.0001; Table 1), reaching the highest values between 21 and 28 days (control, 3.9 ± 0.4 cm; 21 to 28 days, 5.8 ± 0.6 %; P = .0002). Left ventricular peak positive dP / dy was also reduced throughout the study (P = .0001; Table 1). The gradual drop in dP / dt was accompanied by an increase in left ventricular end-dilator pressure, indicating that increased preload normally increased the left ventricular peak dP / dt (Mahler, F., et al., Am. J. Cardiol. 35: 626-634 (1975).

1-K. 좌심실의 국부적인 기능1-K. Local function of the left ventricle

심박조율기가 비활성화됨에 따라, 국부적인 좌심실 기능을 좌심실 측벽 및 IVS 의 % 벽 두께를 측정함으로써 평가하였다. 측벽으로부터의 심실 심박조율은 IVS 와 비교하여 측벽의 기능의 상당한 약화를 유발하였다 (P=.0001; 도 1 및 표 2). 이런 차이는 제 7 일에 상당하였고, 측벽 기능이 악화됨에 따라 21 내지 28 일에 추가로 증가하였다. IVS 는 연구기간에 걸쳐 눈에 띄지 않을 정도의 벽 두께의 감소를 나타냈다. 단부-확장기 벽 두께는 연구기간중에 점차적으로 얇아지는 것으로 나타났고, 이것은 측벽에서 더 심각하였다 (표 2).As the pacemaker was deactivated, local left ventricular function was assessed by measuring the left ventricular sidewall and% wall thickness of the IVS. Ventricular tachycardia from the sidewalls caused a significant weakening of the function of the sidewalls as compared to IVS (P = .0001; FIG. 1 and Table 2). This difference was equivalent to day 7 and further increased from 21 to 28 days as the sidewall function deteriorated. IVS showed an insignificant decrease in wall thickness over the course of the study. The end-dilator wall thickness was found to gradually become thinner during the study, which was more severe at the sidewalls (Table 2).

1-L. 좌심실의 국부적인 혈행1-L. Local blood circulation of the left ventricle

분당 하위심장내 혈행은 심박조율이 개시되었을 때 측벽에서보다 IVS 에서 더 증가하였다 (도 2 및 하기 표 3). 심박조율 기간중의 국부적인 혈행의 이런 차이는 연구기간중 지속되었고, 혈행의 변화 패턴은 두 개의 영역 사이에서 상이하였다 (P=.006). 심박조율중의 두 개의 영역사이에서의분당 혈행의 변화 패턴은 심장내 (P=.006), 중간벽 (P=.002), 심장외 (P=.016), 또는 격막 (P=.003) 부분에서 측정되는 지에 따라 일관되었다 (표 3). 대조적으로, 심박조율기가 비활성화되었을 때, 하위심장내 혈행은 대조 상태에서, 14일에, 또는 21 내지 28 일에 측정되었을 때에도 국부적인 차이를 나타내지 않았다 (도 2 및 표 3).Subcardiac hematogenesis per minute increased more in IVS than in the side wall when pacing was started (FIG. 2 and Table 3 below). This difference in local blood circulation during cardiac pacing persisted during the study and the pattern of blood circulation change was different between the two regions (P = .006). The pattern of change in blood circulation per minute between the two regions of cardiac pacing is intracardiac (P = .006), medial wall (P = .002), extracardiac (P = .016), or septum (P = .003). Consistent depending on whether measured in parts (Table 3). In contrast, when the pacemaker was inactivated, the subcardiac hemostasis showed no local differences, even when measured at control, 14 days, or 21 to 28 days (Figure 2 and Table 3).

심장내-대-심장외 혈행비는 심장 질환이 진행됨에 따라 유의할만하게 변하지 않았다 (P=.058). 그러나, 심박조율을 개시했을 때, 심장내-심장외 비율은 실질적으로 IVS 에서보다 측벽에서 더 낮았다(IVS, 1.32±0.23; 측벽, 0.77±0.10; P=.0002; 표 3). 두 영역에서의 비율은 나머지 연구기간을 통해 1.0 보다 컸다. 박동당 심장내 혈행 (도 2 및 표 4)은 심박조율 개시전에는 두 영역에서 유사하였다 (IVS, 0.013±0.003 mL·min-1·g-1·박동-1; 측벽, 0.012±0.004 mL·min-1·g-1·박동-1; P=NS). 심실의 심박조율이 시작되었을 때 (225 bpm)에는, 측벽에서는 박동당 심장내 혈행에 국부적으로 손실이 있었지만 IVS 에서는 그렇지 않았다 (IVS, 0.009±0.002 mL·min-1·g-1·박동-1; 측벽, 0.005±0.001 mL·min-1·g-1·박동-1; P=.001). 14 일째 및 21 내지 28 일에는 박동당 심장내 혈행이 심박조율 기간중에 IVS 에서보다 측벽에서 더 적었다 (도 2 및 표 4). 이들 데이터는 측벽에서의 심근 저관류가 심박조율의 개시와 함께 시작하며, 이런 상대적인 허혈 상태가 지속됨을 나타낸다. 그러나, 박동당 심장내 혈행은 심박조율기가 없을 때에도 두 영역에서 정상적으로 유지되었다 (도 2 및 표 4).Intracardiac-to-cardiac hemostasis did not change significantly as heart disease progressed (P = .058). However, when initiating cardiac pacing, the intracardiac-to-cardiac ratio was substantially lower in the sidewall than in IVS (IVS, 1.32 ± 0.23; sidewall, 0.77 ± 0.10; P = .0002; Table 3). The ratio in both areas was greater than 1.0 over the remainder of the study. Intracardiac blood flow per beat (FIG. 2 and Table 4) was similar in both regions prior to onset of pacemaker (IVS, 0.013 ± 0.003 mL · min −1 −g −1 beat-1; sidewall, 0.012 ± 0.004 mL · min -1 g-1 beats-1; P = NS). At the onset of ventricular pacing (225 bpm), there was a local loss of intracardiac blood per beat on the sidewalls but not on IVS (IVS, 0.009 ± 0.002 mL min-1 g-1 beats-1). Sidewall, 0.005 ± 0.001 mL · min −1 − g − beat −1; P = .001). On days 14 and 21-28, intracardiac hematogenesis was less on the sidewalls than in IVS during the pacemaker period (Figure 2 and Table 4). These data indicate that myocardial low perfusion at the sidewall begins with the onset of pacemaker and this relative ischemic state persists. However, intracardiac blood circulation remained normal in both regions even without a pacemaker (Figure 2 and Table 4).

두 영역에서의 혈행은 심박조율의 최종 주 동안에 증가하는 경향이 있다 (도 2 및 표 3). 이런 패턴은 관상 혈관 저항 지수의 점진적인 강하와 관련이 있고 (도 3), 이것은 관상 혈관 구조 및 기능의 변경이 심장 질환이 진행됨에 따라 좌심실의 리모델링을 수반할 수 있음을 시사한다. 관상 혈관 저항 지수는 심박조율이 개시될 때 IVS 에서보다 측벽에서 상당히 더 컸으며, 관상 혈관 저항의 변화 패턴은 두 영역 사이에서 상이하였다 (P=.0012) (도 3). 이들 발견은 변경된 전기적 활성화가 심근 관류에 미치는 영향을 나타내는 것일 것이다.Blood circulation in both regions tends to increase during the final week of pacemaker (Figure 2 and Table 3). This pattern is associated with a gradual drop in the coronary vascular resistance index (FIG. 3), suggesting that alterations in coronary vascular structure and function may involve remodeling of the left ventricle as heart disease progresses. Coronary vascular resistance index was significantly greater in the sidewall than in IVS when heart rate was initiated, and the pattern of change in coronary vascular resistance was different between the two regions (P = .0012) (FIG. 3). These findings would indicate the effect of altered electrical activation on myocardial perfusion.

1-M. 좌심실 단부-수축기 벽 압력1-M. Left Ventricular End-Shrink Wall Pressure

심박조율의 기간과 관련하여 어림잡은 메리디온 단부-수축기 벽 압력에 상당한 증가가 있었지만 (P〈.0001), 벽 압력의 변화 패턴은 측벽 및 IVS 에 대한 것과 유사하였고 (P=33), hoc 후 시험은 어떤 특정 시간점에서 수축기 벽 압력에 어떠한 국부적인 차이도 나타내지 않았다 (도 3). 단부-수축기 벽 압력의 증가는 측벽의 그것보다 대략 3 배였고 (대조표준, 168±40×103다인; 28 일, 412±143×103다인; P=.0001) IVS 의 그것보다도 대략 3 배였다 (대조표준, 159±35×103다인; 28 일, 480±225×103다인; P=.0001).There was a significant increase in the estimated Meridion end-deflator wall pressure with respect to the duration of pacemaker (P <.0001), but the pattern of change in wall pressure was similar to that for the sidewall and IVS (P = 33), but after hoc The test showed no local difference in systolic wall pressure at any particular time point (FIG. 3). The increase in end-shrink wall pressure was approximately three times that of the sidewall (control, 168 ± 40 × 10 3 dynes; 28 days, 412 ± 143 × 10 3 dynes; P = .0001) approximately 3 than that of IVS (Control, 159 ± 35 × 10 3 dynes; 28 days, 480 ± 225 × 10 3 dynes; P = .0001).

1-N. 검시1-N. autopsy

검시할 때 심장 질환에 걸려 있는 동물들은 복수를 가지고 있었고 (평균 량, 1809 mL; 범위, 300 내지 3500 mL), 팽창되고 얇은 벽두께의 심장을 가지고 있었으며, 네 개의 모든 방과 실이 조잡하게 확대된 것으로 나타났다. 체중에 대한 심실의 중량 비는 우심실만의 비대를 나타냈고, 이것은 이 모델을 사용하여 앞서 얻은 데이터를 확증한다 [Roth, D.A., et al., J. Clin. Invest. 91:939-949 (1993)]. 중량을 매치시킨 대조 동물과 비교할 때, 심장 질환과 관련된 좌심실에서는 변화가 없었고 (대조표준, 112±10 g; 심장 질환, 114±17 g); 체중에 대한 좌심실 중량비는 또한 두 군에서 유사하였다 (대조표준, 2.8±0.3 g/kg; 심장 질환, 2.9±0.3 g/kg). 대조적으로, 심장 질환은 증가된 우심실 중량 (대조표준, 38±3 g; 심장 질환, 52±11 g; P=.003) 및 체중에 대한 우심실의 중량비와 관련이 있었다 (대조표준, 0.09±0.1 g/kg; 심장 질환, 1.3±0.3 g/kg; P〈.003). 페이스된 동물들은 연구 기간중에 4 kg 이 증가되었고, 이 양은 부분적으로는 복수 축적을 나타낸다. 만약 초기 체중이 체중에 대한 좌심실 중량비를 계산하기 위하여 사용된다면, 비율은 여전히 중량이 매치된 대조 동물로부터 얻어지는 것보다 유의할만하게 더 높지는 않다. 이들 데이터는 연구기간중에 좌심실 중량에 실질적인 증가가 없었음을 확인해준다.At necropsy, animals with heart disease had ascites (average, 1809 mL; range, 300 to 3500 mL), had an expanded, thin-walled heart, and all four rooms and threads were coarsely enlarged. Appeared. The weight ratio of the ventricles to body weight indicated the hypertrophy of the right ventricle alone, which confirms the data obtained earlier using this model [Roth, D.A., et al., J. Clin. Invest. 91: 939-949 (1993). There was no change in the left ventricle associated with heart disease when compared to control animals that matched weight (control, 112 ± 10 g; heart disease, 114 ± 17 g); Left ventricular weight ratio to body weight was also similar in the two groups (control, 2.8 ± 0.3 g / kg; heart disease, 2.9 ± 0.3 g / kg). In contrast, heart disease was associated with increased right ventricular weight (control, 38 ± 3 g; heart disease, 52 ± 11 g; P = .003) and weight ratio of right ventricle to weight (control, 0.09 ± 0.1 g / kg; heart disease, 1.3 ± 0.3 g / kg; P <.003). The phased animals increased 4 kg during the study period and this amount partially shows ascites accumulation. If the initial body weight is used to calculate the left ventricular weight to weight ratio, the ratio is still not significantly higher than that obtained from the matched control animals. These data confirm that there was no substantial increase in left ventricular weight during the study.

1-O. 아데닌 뉴클레오티드1-O. Adenine nucleotide

드릴 생검과 이어서 액체 질소에의 즉각적인 하위침전에 의해 수집된 돼지 심장에서 보고된 것 [White, F.C., and Boss, G., J. Cardiovasc. Pathol. 3:225-2236 (1990)]과 유사한, 정상적인 ATP/ADP 비를 나타낸 대조 동물은 사용된 샘플링 기법이 적당하였음을 증명한다. 심장 질환에 걸려 있는 동물들은 IVS 로부터 (대조표준, 14.8±1.1; 심장 질환, 2.4±0.3; P〈.0001, n=4 두 군 모두) 및 측벽으로부터 (대조표준, 14.3±4.0; 심장 질환, 2.4±0.9; P=.0012, n=4 두 군 모두) 취한 샘플에서 ATP/ADP 비율에 현저한 감소를 나타냈다. 이것은 심근의 산소 공급과 요구 사이에 평형이 이루어져 있음을 증명한다.Reported in pig heart collected by drill biopsy followed by immediate subprecipitation into liquid nitrogen [White, F.C., and Boss, G., J. Cardiovasc. Pathol. 3: 225-2236 (1990), control animals showing normal ATP / ADP ratios demonstrate that the sampling technique used was adequate. Animals suffering from heart disease were from IVS (control, 14.8 ± 1.1; heart disease, 2.4 ± 0.3; P <.0001, n = 4 both groups) and from the sidewalls (control, 14.3 ± 4.0; heart disease, 2.4 ± 0.9; P = .0012, n = 4 Both groups) showed a significant decrease in the ATP / ADP ratio in the samples taken. This proves that there is a balance between oxygen supply and demand of the myocardium.

1-P. 심근의 혈행1-P. Myocardial blood circulation

빠른 심실의 심박조율의 즉각적인 결과인 심근 혈행의 국부적인 변화는, 심박조율-유도된 심장 질환에서 국부적인 및 전체적인 기능장애의 발병학에 일익을 담당할 것이다. 심박조율중에, 좌심실 측벽 (자극 부위에 인접함)과 IVS 사이에서 분당 심근 혈행에 차이가 있는 것이 발견되었다. 감소된 혈행은 심박조율이 개시된 직후에 측벽에서 나타났고, 21 내지 28 일동안 유지되었다. 심박조율중에 IVS 보다 더 적은 양의 혈액을 받은 좌심실 측벽은 21 내지 28 일의 심박조율 중에 벽 두께에 점진적인 감소(심박조율 중지)를 나타냈다. 대조적으로, 심박조율중에 더 많은 양의 혈액을 받은 IVS 는 21 내지 28 일의 심박조율중에 상대적으로 정상적인 벽 두께를 유지하였다.Local changes in myocardial blood circulation, which are immediate consequences of rapid ventricular pacemakers, will play a role in the pathogenesis of local and global dysfunction in pacemaker-induced heart disease. During cardiac pacing, a difference in myocardial blood circulation per minute was found between the left ventricular sidewall (adjacent to the stimulus site) and the IVS. Reduced blood circulation appeared on the sidewalls immediately after the pacemaker started and remained for 21 to 28 days. Left ventricular sidewalls receiving less blood than IVS during cardiac pacing showed a gradual decrease in wall thickness (pace pacing) during pacing between 21 and 28 days. In contrast, IVS, which received a greater amount of blood during pacing, maintained a relatively normal wall thickness during pacing between 21 and 28 days.

분당 심근의 혈행이 상대적인 심근 허혈의 접근을 쉽게 허용하지 않기 때문에, 본 발명자들은 또한 관상 흐름을 박동당 심장내 혈행으로서 표시하였다. 그러한 분석에 대한 생리적 기초는 국부적인 분당 하위심장내 혈행 (격벽 흐름의 바깥벽보다)이 점진적인 관상 동맥 협착증 상태하에서 국부적인 심근 수축의 일차적인 결정요인이라는 것 [Gallagher, K.P., et al., Am. J. Physiol. 16:H727-H738 (1984)]과 심박의 증가가 이런 흐름-기능 관계를 하향으로 움직이며, 이 때 하위심장내 혈행의 어느 수준에서든지 국부적인 기능은 더 낮다는 것 [Delbaas, T., et al., J. Physiol. 477:481-496 (1990)]을 나타내는 선행 실험을 토대로 한다. 그러나, 만약 흐름-기능 관계가 심박 효과를 보정하기 위하여 국부적인 기능 대 박동당 심장내 혈행으로서 도표화된다면, 상이한 심박에서의 단일한 관계가 있게 되고, 그것은 관상 혈행이 감소되는 때 박동당 심장내 혈행이 주로 벽 기능의 수준을 결정함을 가리킨다 [Indolfi, C., et al., Circulation 80:933-993 (1989); Ross, J., Circulation 83:1076-1083 (1991)]. 심박조율을 개시하면, IVS 와 비교할 때 측벽에서 박동당 심장내 혈행이 50 % 이상이 감소하게 되었다 (P〈.001; 표 4).Because myocardial blood circulation per minute does not readily allow for access of relative myocardial ischemia, we also indicated coronary flow as intracardiac blood circulation per beat. The physiological basis for such an analysis is that local intracardiac subcardiac hemorrhage (rather than the outer wall of septum flow) is the primary determinant of local myocardial contraction under progressive coronary stenosis [Gallagher, KP, et al., Am . J. Physiol. 16: H727-H738 (1984)] and increased heart rate move this flow-function relationship downward, with local function lower at any level of subcardiac blood circulation [Delbaas, T., et. al., J. Physiol. 477: 481-496 (1990). However, if the flow-function relationship is plotted as local function versus intracardiac blood flow to compensate for the heart rate effect, there is a single relationship at different heart rates, which is when the coronary blood circulation decreases and the intracardiac blood flow per heart rate decreases. This mainly refers to determining the level of wall function [Indolfi, C., et al., Circulation 80: 933-993 (1989); Ross, J., Circulation 83: 1076-1083 (1991)]. Initiating cardiac pacing resulted in a 50% or more decrease in intracardiac blood circulation per beat in the side wall compared to IVS (P <.001; Table 4).

의식이 있는 돼지에서 행한 선행 연구에서, 본 발명자들은 심장내 혈행의 50 % 의 감소가 국부적인 기능의 50 % 감소를 유발하였고, 본 연구에서 측벽에서 관찰된 것 (표 4)과 유사한 박동당 하위심장내 혈행과 관련되었음을 증명하였다. 심박조율중에 측벽에서의 혈행의 감소는 연구 전체를 통하여 지속되었다. 이들 데이터는 심실의 심박조율이 개시될 때 측벽에서의 심근 허혈에 대한 증거를 제공한다. 대조적으로, IVS 기능 및 박동당 심장내 혈행은 상대적으로 정상으로 유지되었다. 심박조율기가 없어지면, 박동당 하위심장내 혈행이 전 연구과정을 통해서 두 영역에서 모두 정상으로 유지된 한편, 측벽에서 지속된 국부적인 기능장애는 그 영역에서의 심근 기절 (stunning)의 발생과 일치하였다. 그러므로, 본 발명자들은 측벽의 지속된 허혈이 심박조율중 및 후의 전체적인 기능에 상당한 효과를 미칠 것으로 간주하였다.In a previous study in conscious pigs, we found that a 50% reduction in intracardiac blood circulation resulted in a 50% reduction in local function, and the per-beat subtype similar to that observed in the sidewall in this study (Table 4). Proved to be associated with intracardiac blood circulation. The decrease in blood circulation in the sidewalls during cardiac pacing persisted throughout the study. These data provide evidence for myocardial ischemia at the sidewalls when the ventricular pacing is initiated. In contrast, IVS function and intracardiac blood circulation per beat remained relatively normal. After the pacemaker disappeared, the percardiac subcardiac hemorrhage remained normal in both areas throughout the course of the study, while local dysfunction persisted in the sidewalls coincided with the occurrence of myocardial stunning in that area. . Therefore, the inventors considered that sustained ischemia of the side wall would have a significant effect on the overall function during and after cardiac pacing.

실시예 2Example 2

아데노바이러스 구성물의 제조Preparation of Adenovirus Constructs

헬퍼 독립적인 복제 결핍성 사람 아데노바이러스-5 시스템을 사용하였다. 벡터 구성물에 대한 초기 예로서 본 발명자들은 β-갈락토시다제 및 FGF-5 를 코드화하는 유전자들을 사용하였다. β-갈락토시다제 또는 FGF-5 를 코드화하는 재조합 아데노바이러스들은 전 길이의 cDNA 를 사용하여 구성하였다. 재조합 아데노바이러스를 만들기 위하여 사용한 시스템은 트랜스유전자 삽입물에 대하여 약 5 kb 의 팩킹 한계를 내포하였다. CMV 프로모터에 작동가능하게 연결되고 SV40 폴리아데닐화 서열을 가지고 있는 β-gal 및 FGF-5 유전자의 각각은 4 kb 미만이었으며, 따라서 팩키징 한계내에 포함된다.A helper independent replication deficient human adenovirus-5 system was used. As an early example for vector constructs, we used genes encoding β-galactosidase and FGF-5. Recombinant adenoviruses encoding β-galactosidase or FGF-5 were constructed using full length cDNA. The system used to make the recombinant adenovirus contained a packing limit of about 5 kb for the transgene insert. Each of the β-gal and FGF-5 genes operably linked to the CMV promoter and having the SV40 polyadenylation sequence was less than 4 kb and therefore included within the packaging limits.

사람 FGF-5 에 대한 전 길이의 cDNA 를 유전자의 오픈 리딩 프레임의 981 bp 를 포함하는 1.1 kb ECOR1 단편으로서 플라스미드 pLTR122E [Zhan et al., Mol. Cell. Biol., 8:3487, 1988]로부터 방출시켜서, 셔틀 벡터 플라스미드 ACCMVpLpA 의 폴리링커안에 클론하였다. FGF-5 의 뉴클레오티드 및 아미노산 서열을 문헌에 나와 있다 [Figure 1 in Zhan et al., Mol. Cell. Biol., 8:3487, 1988]. pACCMVpLpA 도 문헌에 설명되어 있다 [Gomez-Foix et al., J. Biol. Chem., 267:25129-25134, 1992]. pACCMVpLpA 는 E1 영역이 사람 사이토메갈로바이러스 인핸서-프로모터 (CMV 프로모터)와 pUC 19 (당업계에 널리 공지되어 있는 벡터)로부터의 다중 클로닝 부위 (폴리링커), 및 이어서 SV40 폴리아데닐화 신호로 치환되어 있는 아데노바이러스 혈청형 5 게놈의 5' 단부 (지도 유니트 0 내지 17)를 함유하고 있다. lacZ-코드화 대조 아데노바이러스는 지도 유니트 1 내지 9.8 로부터의 E1A/E1B 결실을 기초로 한다. FGF-5-코드화 아데노바이러스 (Ad.FGF-5)는 지도 유니트 1.3 내지 9.3 으로부터의 E1A/E1B 결실을 기초로 한다. 이들 벡터 두가지는 모두 전체 E1A 코딩 서열과 대부분의 E1B 코딩 서열을 제거한다. 두가지의 벡터는 아데노바이러스 서열에 비교하여 안티-센스 배향으로 클론된 트랜스유전자 삽입물을 가지고 있다. 그러므로, 판독-통과 전사의 일어날 것 같지 않은 사건에서, 아데노바이러스 전사물은 안티센스일 것이며 바이러스 단백질을 발현하지 않을 것이다.The full-length cDNA for human FGF-5 was plasmid pLTR122E [Zhan et al., Mol.] As a 1.1 kb ECOR1 fragment containing 981 bp of the open reading frame of the gene. Cell. Biol., 8: 3487, 1988] and cloned into the polylinker of the shuttle vector plasmid ACCMVpLpA. Nucleotide and amino acid sequences of FGF-5 are shown in the literature [Figure 1 in Zhan et al., Mol. Cell. Biol., 8: 3487, 1988]. pACCMVpLpA has also been described in the literature [Gomez-Foix et al., J. Biol. Chem., 267: 25 129-25134, 1992]. pACCMVpLpA is a region wherein the E1 region is substituted with human cytomegalovirus enhancer-promoter (CMV promoter) and multiple cloning sites (polylinkers) from pUC 19 (vectors well known in the art), and then with SV40 polyadenylation signal. Contains the 5 'end of the adenovirus serotype 5 genome (map units 0-17). The lacZ-encoded control adenovirus is based on E1A / E1B deletions from map units 1 to 9.8. FGF-5-encoded adenovirus (Ad.FGF-5) is based on E1A / E1B deletions from map units 1.3 to 9.3. Both of these vectors eliminate the entire E1A coding sequence and most of the E1B coding sequence. Both vectors have transgene inserts cloned in anti-sense orientation compared to adenovirus sequences. Therefore, in the unlikely event of read-through transcription, the adenovirus transcript will be antisense and will not express viral protein.

FGF-5 유전자-함유 플라스미드를, 293 세포에, 추가로 4.3 kb 의 삽입물을 가지고 있는 전체 사람 아데노바이러스 5 게놈을 함유하고 있는 플라스미드 JM17 (pJM17)과 함께 공-형질전환시켜서 (인산 칼슘 침전법을 사용하여), 성숙한 아데노바이러스 비리온안으로 캡시드화되기에는 너무 큰 pJM17 을 만들었다. 그런 다음 세포를 영양 아가로오스로 덮었다. 혈관형성 유전자를 함유하고 있는 감염성 바이러스 입자들을 293 세포에서의 동종 구조 재조합에 의하여 제조하고, 10 내지 12 일후에 단일 플라크로서 단리하였다. (성공적인 재조합 바이러스의 확인은 또한 문헌에서 설명되는 바와 같이 리포펙션에 의해 및 세포병리학적 효과를 직접 현미경에 의해 관찰함으로써 공-형질전환에 의하여 수행하였다 [Zhang et al., Biotechniques 15(5):868-872, 1993]). 그 결과의 아데노바이러스 벡터는 트랜스유전자를 함유하지만 E1A/E1B 서열은 없으며, 그러므로 복제-결핍성이다. FGF-5 유전자를 포함하고 있는 아데노바이러스 벡터는 또한 본원에서 Ad.FGF-5 로 언급된다.FGF-5 gene-containing plasmid was co-transformed into plasmid JM17 (pJM17) containing the whole human adenovirus 5 genome with an additional 4.3 kb insert into 293 cells (calcium phosphate precipitation) ), Too large pJM17 to be encapsidated into mature adenovirus virions. The cells were then covered with nutrient agarose. Infectious virus particles containing angiogenic genes were prepared by homologous recombination in 293 cells and isolated as single plaques after 10-12 days. (Identification of successful recombinant viruses was also performed by co-transformation by lipofection and by direct microscopic observation of cytopathological effects as described in literature [Zhang et al., Biotechniques 15 (5): 868-872, 1993). The resulting adenovirus vector contains the transgene but lacks the E1A / E1B sequence and is therefore replication-deficient. Adenovirus vectors containing the FGF-5 gene are also referred to herein as Ad.FGF-5.

비록 이들 재조합 아데노바이러스가 포유동물 세포에서 복제할 수 없는 것이긴 하지만, 그것들은 E1A/E1B 로 형질전환되어 있고 이들 필수 유전자 생성물을 트란스로 제공하는 293 세포에서도 증식될 수 있다. 개별적인 플라크로부터 얻어지는 재조합 바이러스는 293 세포에서 증식하였고, 바이러스 DNA 는 제한 분석에 의하여 특성을 확인하였다.Although these recombinant adenoviruses are incapable of replicating in mammalian cells, they can also be propagated in 293 cells transformed with E1A / E1B and provide these essential gene products as trans. Recombinant virus from individual plaques was propagated in 293 cells and viral DNA was characterized by restriction analysis.

그런 다음 성공적인 재조합 바이러스에 대해 표준 과정을 사용하여 플라크 정제를 2 회 수행하였다. 바이러스 스톡을 광학 밀도계에 의해 측정되는 바 밀리리터 (ml)당 1010내지 1012바이러스 입자의 범위의 역가로 293 세포에서 증식시켰다. 사람 293 세포를 80 % 의 집밀도로 감염시켰고, 배양 상층액을 36 내지 48 시간후에 수득하였다. 바이러스-함유 상층액에 대해 동결-해동 사이클을 수행한 후에, 표준 원심분리에 의하여 세포 파편을 펠릿화한 다음, 바이러스를 2 회의 염화 세슘 (CsCl) 구배 초원심분리 (비연속식 1.33/1/45 CsCl 구배; CsCl 은 5 mM 트리스, 1 mM EDTA (pH 7.8) 중에 제조함; 90,000×g (2 시간), 105,000×g (18 시간))에 의하여 추가로 정제하였다. 생체내 주사 전에, 바이러스 스톡을 세파로오스 칼럼 (예컨대 PBS 로 평형화한 G25 세파덱스)을 통한 겔 여과에 의하여 탈염시켰다. 최종 바이러스 농도는 광학 밀도계에 의해 측정되는 바, ml 당 약 1011의 바이러스 입자였다. 바이러스 스톡은 편리하게도 -70 ℃ 에서 배지중의 세포내에 저장된다. 주사를 위해서는 정제된 바이러스가 식염수중에 재현탁되는 것이 바람직하다. 아데노바이러스 벡터 제제를 고도로 정제하였고, 그 결과 야생형 (잠재적으로 복제성인) 바이러스가 없었다. 그러므로 심장에서 아데노바이러스 감염 및 염증성 침입이 최소화되었다.Plaque purification was then performed twice using standard procedures for successful recombinant viruses. Virus stocks were grown in 293 cells with titers ranging from 10 10 to 10 12 virus particles per milliliter (ml) as measured by an optical density meter. Human 293 cells were infected at a density of 80% and culture supernatants were obtained after 36 to 48 hours. After performing a freeze-thaw cycle on the virus-containing supernatant, the cell debris was pelleted by standard centrifugation, and then the virus was subjected to two cesium chloride (CsCl) gradient ultracentrifuges (discontinuous 1.33 / 1 / 45 CsCl gradient; CsCl prepared in 5 mM Tris, 1 mM EDTA, pH 7.8; further purified by 90,000 × g (2 hours), 105,000 × g (18 hours). Prior to in vivo injection, virus stocks were desalted by gel filtration through Sepharose columns (eg G25 Sephadex equilibrated with PBS). The final virus concentration was about 10 11 virus particles per ml as measured by an optical density meter. Virus stocks are conveniently stored in cells in medium at -70 ° C. For injection, the purified virus is preferably resuspended in saline. Adenovirus vector preparations were highly purified, resulting in no wild type (potentially replicating) viruses. Therefore, adenovirus infection and inflammatory invasion in the heart were minimized.

실시예 3Example 3

성숙한 쥐 심근세포에서의 유전자 전달Gene Transfer in Mature Rat Cardiomyocytes

성숙한 쥐의 심근세포를 표준 방법을 따라 콜라게나제 함유 관류물을 사용하여 랑겐도르프 관류에 의하여 제조하였다. 막대형 세포를 라미닌 코팅된 플레이트위에서 배양하고, 24 시간째에 상기 실시예 2 에서 얻어진 β-갈락토시다제-코드화 아데노바이러스를 사용하여 1:1 의 감염 다중도로 감염시켰다. 다시 36 시간이 지난후, 세포를 글루타르알데히드로 고정시키고 X-gal 과 함께 인큐베이션하였다. 일관되게, 70 내지 90 % 의 성숙한 근세포가 재조합 아데노바이러스로 감염된 후 β-갈락토시다제 트랜스유전자를 발현하였다. 감염 다중도가 1 내지 2:1 인 경우에는 세포독성이 관찰되지 않았다.Mature rat cardiomyocytes were prepared by Langendorff perfusion using collagenase containing perfusion following standard methods. The rod-shaped cells were cultured on laminin coated plates and infected at a multiplicity of 1: 1 using the β-galactosidase-encoded adenovirus obtained in Example 2 above at 24 hours. After another 36 hours, cells were fixed with glutaraldehyde and incubated with X-gal. Consistently, 70-90% of mature myocytes expressed β-galactosidase transgene after infection with recombinant adenovirus. Cytotoxicity was not observed when the multiplicity of infection was 1 to 2: 1.

실시예 4Example 4

돼지의 심근안으로의 생체내 유전자 전달In vivo gene transfer into porcine myocardium

상기 실시예 2 에서 얻어진 β-갈락토시다제-코드화 아데노바이러스 벡터를 허용되는 293 세포에서 증식시키고, CsCl 구배 초원심분리에 의하여, 상기 실시예 2 의 과정을 토대로 1.5×1010바이러스 입자의 최종 바이러스 역가로 정제하였다. 마취되고, 통풍된 40 kg 의 돼지에게 개흉술을 수행하였다. 중간 좌측 앞쪽의 하향성 (LAD) 관상동맥안에 26 게이지의 버터플라이형 바늘을 삽입하고, 벡터 (1.5×1010바이러스 입자)를 인산염 완충된 식염수중의 2 ml 부피로 주사하였다. 가슴을 닫고 동물이 회복되도록 방치하였다. 주사후 4 일째 되는 날 동물이 죽었다. 심장을 글루타르알데하이드로 고정시키고, 절개하여 X-gal 과 함께 16.5 시간동안 인큐베이션하였다. 침지 및 절개후, 조직을 에오신으로 대비염색하였다.The β-galactosidase-encoded adenovirus vector obtained in Example 2 was propagated in an acceptable 293 cell, and the final of 1.5 × 10 10 virus particles based on the procedure of Example 2 by CsCl gradient ultracentrifugation. Purified by virus titer. Thoracotomy was performed on anesthetized, ventilated 40 kg pigs. A 26 gauge butterfly needle was inserted into the middle left anterior downward (LAD) coronary artery and the vector (1.5 × 10 10 virus particles) was injected at a volume of 2 ml in phosphate buffered saline. The chest was closed and the animals were allowed to recover. The animals died 4 days after injection. The heart was fixed with glutaraldehyde, incised and incubated for 16.5 hours with X-gal. After immersion and incision, the tissues were counterstained with eosin.

조직 절편 (lacZ 를 함유하고 있는 아데노바이러스를 관상동맥내 주사한 후 96 시간후에 LAD 상의 벽을 가로지르는 절편)을 현미경을 이용하여 분석한 결과, 많은 조직 절편이 포함된 LAD 관상동맥 상에서 상당한 크기의 유전자 전달이 관찰되었고, 이것은 실질적인 비율의 세포가 β-갈락토시다제에 대하여 양성으로 염색되었음을 나타낸다. LAD 순환 상으로부터 멀리 떨어져 있는 심근 영역은 X-gal 염색을 나타내지 못하였고, 따라서 음성 대조표준으로서 작용한 한편, 근세포 및 내피세포에서 유전자의 확산 발현이 관찰되었다. 실질적인 비율의 근세포가 β-갈락토시다제 활성을 나타냈고 (푸른색 염색), 닫혀진 가슴의 관상동맥내 주입을 사용한 계속되는 연구에서, 유사한 활성이 유전자 전달후 14 일 후에 나타났다 (n=8). 유전자 발현 영역에서 염증 또는 괴사의 증거는 없었다.Tissue sections (sections across the walls of the LAD 96 hours after intracoronary injection of adenovirus containing lacZ) were analyzed under a microscope and found to be of considerable size on the LAD coronary artery containing many tissue sections. Gene transfer was observed, indicating that a substantial proportion of cells stained positive for β-galactosidase. Myocardial regions distant from the LAD circulation phase did not show X-gal staining, thus acting as a negative control, while diffusion expression of the gene was observed in myocytes and endothelial cells. Substantial proportions of myocytes showed β-galactosidase activity (blue staining), and in subsequent studies using coronary infusion of the closed chest, similar activity appeared 14 days after gene delivery (n = 8). There was no evidence of inflammation or necrosis in the gene expression region.

실시예 5Example 5

혈관형성-중재된 유전자 치료법 (FGF-5 트랜스유전자를 사용함)의 돼지 모델Porcine model of angiogenesis-mediated gene therapy (using FGF-5 transgene)

심근 허혈 및 심장 질환에 대한 이 돼지 모델에서, 동물들에게 심방에 전기적인 자극을 줌으로써 (심박조율) 스트레스를 주었다. 스트레스-유도된 심근 기능장애 및 부적당한 국부적인 혈행의 정도를 정량한 후, FGF-5 를 발현하는 예시적인 재조합 아데노바이러스를 관상동맥내 주입함으로써 유전자 전달을 수행하였다. 유전자 전달은 안정하지만 제한된 내인성 혈관형성이 발생된 후에 수행하였고, 환자에게서 협심증과 유사한 유도성 허혈이 나타났다. 동물들은 휴식시에는 허혈을 보이지 않았지만, 활동중 또는 심방 조율중에는 허혈을 보였다. 대조 동물에게는 FGF-5 와 무관한, 아데노바이러스가 그 자체로서 새로운 혈관 형성을 자극할 것이라는 가능성을 배제하기 위하여 lacZ(β-gal)을 발현하는 재조합 아데노바이러스를 투여하였다. 이것은 또한 유전자 전달과는 관련이 없는 가능한 지속되는 병행 혈관 발생에 대해 조절하였다. 유전자 전달 후 2 주후에, 스트레스-유도된 심장의 기능장애 및 국부적인 혈행을 다시 측정하였다.In this porcine model of myocardial ischemia and heart disease, animals were stressed by electrical stimulation of the atria. After quantifying the degree of stress-induced myocardial dysfunction and inadequate local blood circulation, gene delivery was performed by injecting an exemplary recombinant adenovirus expressing FGF-5 into the coronary artery. Gene transfer was stable but was performed after limited endogenous angiogenesis occurred, and the patient showed an induced ischemia similar to angina. The animals did not show ischemia at rest, but exhibited ischemia during activity or attrition. Control animals received a recombinant adenovirus expressing lacZ (β-gal) to exclude the possibility that the adenovirus, which is independent of FGF-5, would itself stimulate new blood vessel formation. It also regulated for possible sustained concurrent angiogenesis not related to gene delivery. Two weeks after gene transfer, the stress-induced dysfunction of the heart and local blood flow were measured again.

lacZ 를 받은 돼지들은 유전자 전달 전과 전달 후 2 주 후에 허혈성 영역에서 유사한 정도의 심박조율-유도된 기능장애를 나타냈다. 대조적으로, FGF-5 유전자를 받은 후 2 주후에, 동물들은 심박조율중에 허혈성 영역에서 벽 두께의 증가와 개선된 혈행을 보였다. 그 결과는 혈관형성 트랜스유전자 (FGF-5)의 유전자 전달이 국부적인 심근 수축성 기능장애를, 새롭게 형성된 혈관을 통해 국부적인 혈행을 개섬함에 의해 약화시키는데 효과적이었음을 증명하였다.Pigs receiving lacZ showed similar pacemaker-induced dysfunction in the ischemic zone before and two weeks after gene transfer. In contrast, two weeks after receiving the FGF-5 gene, the animals showed improved blood circulation and increased wall thickness in the ischemic region during pacemakers. The results demonstrated that gene delivery of the angiogenic transgene (FGF-5) was effective in attenuating local myocardial contractile dysfunction by opening local blood circulation through newly formed blood vessels.

방법Way

동물 및 모델Animals and Models

체중이 47±9 kg 인 요오크셔 가축용 돼지 (Sus scrofa, n=27)를 사용하였다. 2 마리의 동물에게 lacZ 를 발현하는 재조합 아데노바이러스 (2.0 ml 의 식염수중에 1011의 바이러스 입자)를 관상동맥내로 주입하고 3 또는 5 일 후에 사망하였다. 나머지 25 마리의 동물에게 국부적인 혈행을 측정하기 위한 수단으로서 좌심방, 폐동맥 및 대동맥에 카테테르를 넣고, 압력을 모니터하였다. 와이어를 좌심방에 봉합하여 ECG 기록 및 심방의 심박조율을 할 수 있도록 하였다. 아메로이드 수축기를 기부쪽 좌측 주변의 관상동맥 주변에 놓았다. 아메로이드 물질은 흡습성이고 서서히 팽창하여 설치후 10 일 후에 점차로 완전한 동맥 폐쇄를 유도하며, 병행하는 혈관의 발생 때문에 최소한의 경색 (좌심실의 〈1 %)이 발생한다. 심근 기능 및 혈행은 폐색된 동맥에 의하여 전에 관류된 영역 (허혈성 영역)에서 휴식시에 정상이지만, 심근의 산소 요구가 증가할 때는 혈행은 허혈을 방지하기에는 불충분하였다. 병행하는 혈관의 발생은 아메로이드 설치후 21 일 이내에 완전하게 이루어지며, 최소한 4 달 동안 변하지 않는 채로 유지된다 [Roth et al., Am. J. Physiol. 253:H1279-H1288, 1987]. 수력식 커프를 또한 심방 주위에, 아메로이드에 인접하지만 기부쪽에 설치하였다. 이들 과정은 문헌에 상세하게 설명되어 있다 [Hammond et al., J. Am. Coll. Cardiol. 23:475-482, 1994 및 Hammond et al., J. Clin. Invest. 92:2644-2652, 1993]. 2 마리의 동물이 아메로이드 설치후 5 일 및 7 일 후에 사망하였다. 아메로이드 설치후 38(±2) 일 후에, 제한된 병행 순환이 발생하고 안정화된 때, 동물들에 대해 심박조율-유도된 국부적인 기능 및 혈행을 규정하기 위한 연구를 수행하였고, 그런 다음 lacZ (n=7, 대조 동물) 또는 FGF-5 (n=16, 처리군)를 발현하는 재조합 아데노바이러스를 관상동맥내 주사에 의하여 투여하였다. 그런 다음, 14±1 일이 지난후, 심박조율-유도된 국부적인 기능 및 혈행을 규정하기 위한 연구를 반복하였다. 그 다음날, AdlacZ (n=7) 및 AdFGF-5 (n=11) 동물을 희생시켜서 조직을 수집하였다. 5 마리의 AdFGF-5 동물을 유전자 전달후 12 주후에 연구한 후 죽였다.A Yorkshire cattle pig (Sus scrofa, n = 27) weighing 47 ± 9 kg was used. Two animals were injected 3 or 5 days after injection into the coronary artery with a recombinant adenovirus expressing lacZ (10 11 virus particles in 2.0 ml saline). The remaining 25 animals received a catheter in the left atrium, pulmonary artery and aorta as a means to measure local blood circulation and the pressure was monitored. The wire was sealed to the left atrium to allow ECG recording and cardiac pacing. The americoid systolic was placed around the coronary artery near the left side of the base. The americoid material is hygroscopic and expands slowly, gradually leading to complete arterial occlusion 10 days after installation, with minimal infarction (<1% of the left ventricle) due to the development of parallel vessels. Myocardial function and blood circulation are normal at rest in areas previously perfused by the occluded arteries (ischemic areas), but when the myocardial oxygen demand increases, the blood circulation is insufficient to prevent ischemia. The development of concurrent blood vessels occurs completely within 21 days after the ameroid installation and remains unchanged for at least 4 months [Roth et al., Am. J. Physiol. 253: H1279-H1288, 1987]. Hydraulic cuffs were also installed around the atrium, adjacent the ameroid but on the base side. These procedures are described in detail in Hammond et al., J. Am. Coll. Cardiol. 23: 475-482, 1994 and Hammond et al., J. Clin. Invest. 92: 2644-2652, 1993. Two animals died 5 and 7 days after ameroid installation. After 38 (± 2) days after ameroid installation, studies were performed to define pacemaker-induced local function and blood circulation in animals when limited parallel circulation occurred and stabilized, and then lacZ (n = 7, control animals) or recombinant adenovirus expressing FGF-5 (n = 16, treatment group) was administered by intracoronary injection. Then, after 14 ± 1 days, the study was repeated to define pacemaker-induced local function and blood circulation. The next day, tissue was collected at the expense of AdlacZ (n = 7) and AdFGF-5 (n = 11) animals. Five AdFGF-5 animals were studied and killed 12 weeks after gene transfer.

재조합 아데노바이러스 및 트랜스유전자 전달.Recombinant Adenovirus and Transgene Delivery.

헬퍼-무관한 복제-결핍성 사람 아데노바이러스-5 시스템을 상기 실시예 2 에서 설명된 바와 같이 제조하였다.A helper-independent replication-deficient human adenovirus-5 system was prepared as described in Example 2 above.

트랜스유전자의 관상동맥내 전달을 위하여, 동물들을 마취시키고, 5F 동맥 덮개를 경동맥안에 넣었다. 5F 다목적 (A2) 관상동맥 카테테르를 덮개를 통하여 관상동맥안으로 삽입하였다. 모든 동물에서 좌측의 주요 관상동맥안에 대비 주입함으로써 아메로이드의 폐쇄를 확인하였다. 그런 다음 카테테르의 끝을 동맥의 내강에 깊숙이 넣어서 주입중에 기부의 대동맥에서 손실되는 물질의 양이 최소가 되도록 하였다. 2×1011의 바이러스 입자의 재조합 아데노바이러스를 함유하고 있는 4 ml 을, 좌측 및 우측 관상동맥 안으로 2.0 ml 씩을 서서히 주입함으로써 전달하였다.For intracoronary delivery of the transgene, animals were anesthetized and a 5F artery cover was placed in the carotid artery. A 5F multipurpose (A2) coronary catheter was inserted through the sheath into the coronary artery. The closure of the ameroid was confirmed by contrast injection in the left main coronary artery in all animals. The tip of the catheter was then inserted deep into the lumen of the artery to minimize the amount of material lost in the basal aorta during injection. 4 ml containing 2 × 10 11 viral particles of recombinant adenovirus were delivered by slowly injecting 2.0 ml each into the left and right coronary arteries.

검정black

(i) 국부적인 수축 기능 및 관류(i) local contractile function and perfusion

2-차원 및 M-방식 영상을 휼렛 팩카드 초음파 영상화 시스템 (Hewlett-Packard Sonos 1000)을 사용하여 돌기 근육 수준에서 정확한 부흉골 접근법으로부터 얻었다. 의식이 있는 동물을, 신체 운동을 최소화하기 위하여 안락한 슬링에 매달아놓고 연구하였다. 기초 상태에서의 및 다시 좌심방 조율중에 (심박 = 분당 200 비트) 동물의 영상을 VHS 테이프상에 기록하였다. 이들 연구를 유전자 전달 1 일 전 및 유전자 전달 후 14±1 일 후에 수행하였다. 5 마리의 동물에게 다시 FGF-5 로 유전자를 전달하고 12 주후에 조사하여 개선된 기능에 미치는 영향이 지속되는 지의 여부를 측정하였다. 유전자 전달 전과 후의 두 군에서 속도-압력 생성물과 좌심방 압력은 유사하였고, 이것은 심근 산소 요구와 부하 조건이 유사함을 가리킨다. 표준화된 기준을 사용하여 초음파 심장 에코 검사 척도를 만들었다 [Sahn et al., Circulation 58:1072-1083, 1978]. 초음파 심장 에코 검사 척도의 재생성을 증명하기 위하여 5 마리의 동물들을 연속적으로 2 일동안 영상화하였다. 별도의 측정으로부터 얻은 데이터는 매우 재생성이 높았다 (측벽 두께: r2= 0.90; P = 0.005). 이 모델에서 흉강을 통한 초음파 심장 에코 검사법 및 음파 측미법에 의해 측정된 기능의 % 증가는 유사하였고 [Hammond et al., J. Am. Coll. Cardiol. 23:475-482, 1994 및 Hammond et al., J. Clin. Invest. 92:2644-2652, 1993], 이것은 허혈성 기능장애의 평가를 위한 초음파 심장 에코 검사법의 정확성을 증명한다. 처리군에 대한 지식 없이 분석을 수행하였다.Two-dimensional and M-mode images were obtained from an accurate parasternal approach at the dendritic muscle level using the Hewlett-Packard Sonos 1000 system. Conscious animals were studied by hanging them in a comfortable sling to minimize physical exertion. Images of the animals at basal state and again during left atrial tuning (heart rate = 200 bits per minute) were recorded on VHS tape. These studies were performed one day before gene transfer and 14 ± 1 day after gene transfer. Five animals were delivered with FGF-5 again and examined 12 weeks later to determine whether the effects on improved function persisted. The rate-pressure product and left atrial pressure were similar in both groups before and after gene transfer, indicating that myocardial oxygen demand and loading conditions were similar. Standardized criteria were used to create an echocardiographic echocardiography (Sahn et al., Circulation 58: 1072-1083, 1978). Five animals were imaged for two consecutive days to demonstrate the regeneration of the echocardiographic echocardiogram. The data obtained from the separate measurements were very reproducible (side wall thickness: r 2 = 0.90; P = 0.005). In this model, the percent increase in function measured by ultrasound cardiac echocardiography and sonic microscopy through the thoracic cavity was comparable [Hammond et al., J. Am. Coll. Cardiol. 23: 475-482, 1994 and Hammond et al., J. Clin. Invest. 92: 2644-2652, 1993], which demonstrates the accuracy of ultrasound echocardiography for the evaluation of ischemic dysfunction. Analysis was performed without knowledge of treatment groups.

대비 물질 (Levovist; 갈락토오스의 미소응집물)은 좌심방 주사후에 영상의 초음파 에코 생성 (백색)을 증가시킨다. 미소응집물은 관상동맥안에 및 심근벽안에 혈행과 비례하도록 분포된다. 대비 증강의 피크 강도는 현미경에 의해 측정되는 바 심근의 혈행과 상관관계가 있다 [Skyba et al., Circulation 58:1072-1083, 1978]. 아메로이드 설치후 38(±2) 일 후 아메로이드 폐쇄후, 그러나 유전자 전달전에 대비 초음파 심장 에코 검사 연구를 심방의 조율중에 (200 bpm) 수행하였다. 연구는 유전자를 전달하고 14±1 일 후에 반복하였고, 5 마리의 동물에서는 FGF-5 를 사용하여 유전자를 전달하고 12 주후에 반복하였다. 비데오 강도의 객관적인 척도가 제공된다면, 컴퓨터-기초 비데오 프로그램 (Color Vue II, Nova Microsonics, Indianapolis, Indiana)을 사용하여 비데오 영상으로부터 피크 대비 강도를 측정하였다. 데이터는 심실간 격막 (IVS, 폐색되지 않은 좌측의 앞쪽 하향 관상동맥을 통하여 정상적인 혈행을 받는 영역)에서의 피크 비데오 강도로 나눈 허혈성 영역 (LCx 상)에서의 피크 비데오 강도의 비율로서 표시하였다. 대비 초음파 심장 에코 검사법에 의하여 측정된 심방 조율중에 영역적인 혈행의 차이는, 본 발명자들의 실험실에서 동일한 모델에서 미소구에 의하여 측정된 차이와 유사하였고, 이것은 국부적인 심근의 혈행을 평가하기 위한 초음파 심장 에코 검사법의 정확성을 증명하는 것이다. 대비 연구를 동물이 받은 유전자가 어느 것인지에 대한 지식 없이 분서하였다.Contrast material (Levovist, microaggregate of galactose) increases the ultrasound echo generation (white) of the image after left atrial injection. Microaggregates are distributed in proportion to blood circulation in the coronary arteries and in the myocardial wall. Peak intensity of contrast enhancement correlates with blood flow in the myocardium as measured by microscopy [Skyba et al., Circulation 58: 1072-1083, 1978]. A contrast echocardiographic echocardiogram study was performed during attrition of the atrium (200 bpm) after ameroid closure, but before gene transfer, 38 (± 2) days after ameroid installation. The study was repeated 14 ± 1 days after gene delivery and in five animals 12 weeks after gene delivery using FGF-5. If an objective measure of video intensity was provided, the peak contrast intensity was measured from the video image using a computer-based video program (Color Vue II, Nova Microsonics, Indianapolis, Indiana). Data is expressed as the ratio of peak video intensity in the ischemic region (on LCx phase) divided by peak video intensity in the interventricular septum (IVS, the region that receives normal blood circulation through the left unobstructed anterior downward coronary artery). Differences in regional blood flow during atrial tuning measured by contrast echocardiographic echocardiography were similar to those measured by microspheres in the same model in our laboratory, which is an ultrasound cardiac for assessing local myocardial blood circulation. It is to prove the accuracy of the echo test. Contrast studies were divided without knowledge of which gene the animal received.

(ii) 혈관형성의 평가(ii) assessment of angiogenesis

완두동맥에 카뉼레를 삽입하고 다른 큰 혈관들을 결찰하였다. 헤파린 (10,000 IU), 파파베린 (60 mg) 및 염화 칼륨 (확장기 심장 정지를 유도하기 위하여)을 정맥내로 주입한 후, 대동맥을 교차-클램핑하고 관상 혈관을 관류시켰다. 글루타르알데히드 용액 (6.25 %, 0.1 M 카코딜레이트 완충액)을 120 mmHg 의 압력에서 관류시키고; 심장을 제거하고; 좌측의 앞쪽 하향 관상동맥, 좌측의 관상동맥 주변 및 우측의 관상동맥을 통해 앞쪽으로 주입된 색-암호화된 염료를 사용하여 상을 확인하였고; 그리고 아메로이드를 조사하여 폐쇄 여부를 확인하였다. 정상적으로 관류된 영역 및 허혈 영역 (심장외 및 심장내 1/3)으로부터 얻은 샘플을 플라스틱-삽입하여 모세혈관 수의 현미경적 분석을 위하여 제조하였다. 전술된 바와 같이 [Mathieu-Costello, Microvasc. Res. 33:98-117, 1987 및 Poole & Mathieu-Costello, Am. J. Physiol. 259:H204-H210, 1990] 각 하위샘플 (각 영역의 심장내 및 심장외)로부터 4 개의 1-㎛-두께의 가로지르는 단편을 취하였다. 각 섬유 주변의 모세혈관의 수 및 각 하위샘플 (전체적인 샘플링에 의해 무작위 선택됨)에서 각 8 개의 필드의 섬유 단면적을 X1400 에서 영상 분석기 (Videometric 150, American Innovision)를 사용하여 측정하였다. 총 325±18 섬유의 주변에 있는 모세혈관의 수를 측정하였다. 모세혈관 밀도 (섬유 단면적당 수)를 하위샘플당 15±1 필드를 점 카운팅함으로써 평가하였다. 섬유 주변의 모세혈관 수의 상대 표준 오류, 섬유 단면적 및 모세혈관 밀도는 각각 1.4, 4.1 및 4.2 % 였다. 모세혈관-대-섬유 비율을 모세혈관 밀도와 섬유 단면적의 생성물로서 계산하였다. 각 군으로부터 얻은 심근 샘플에서 섬유 단면적에 상당한 차이는 없었다. 브로모데옥시우리딘 (50 mg/kg)을 5 마리의 동물의 복강에 주입하였다: 대조 동물 (아메로이드 없음); 2 마리의 동물은 2 주전에 lacZ 유전자 전달을 받았던 아메로이드 폐색기를 가지고 있다; 2 마리의 동물은 2 주 전에 FGF-5 유전자 전달을 받았던 아메로이드 폐색기를 가지고 있다. BRDU 를 주입하고 36 시간이 지난후 동물들을 희생시키고, 전술한 방법을 사용하여 [Kajstyra et al., Circ. Res. 74:383-400, 1994] 분석용 조직을 제조하였다. 십이지장의 단편들을 양성 대조표준으로서 사용하였다.A cannula was inserted into the pedicle artery and the other large vessels were ligated. Heparin (10,000 IU), papaverine (60 mg) and potassium chloride (to induce diastolic cardiac arrest) were injected intravenously, followed by cross-clamping of the aorta and perfusion of coronary vessels. Glutaraldehyde solution (6.25%, 0.1 M cacodylate buffer) was perfused at a pressure of 120 mmHg; Remove the heart; Phases were identified using color-encoded dye injected in an anterior direction through the left anterior downward coronary artery, the left coronary artery, and the right coronary artery; And the ameroid was examined to determine whether it was closed. Samples from normally perfused and ischemic regions (external and intracardiac 1/3) were plastic-inserted to prepare for microscopic analysis of capillary number. As previously described, Mathieu-Costello, Microvasc. Res. 33: 98-117, 1987 and Poole & Mathieu-Costello, Am. J. Physiol. 259: H204-H210, 1990] Four 1-μm-thick, transverse fragments were taken from each subsample (intracardiac and extracardiac of each region). The number of capillaries around each fiber and the fiber cross-sectional area of each of the eight fields in each subsample (randomly selected by global sampling) were measured at X1400 using an image analyzer (Videometric 150, American Innovision). The number of capillaries around the total 325 ± 18 fibers was measured. Capillary density (number per fiber cross-sectional area) was assessed by dot counting 15 ± 1 fields per subsample. The relative standard error, fiber cross-sectional area and capillary density of the capillary number around the fiber were 1.4, 4.1 and 4.2%, respectively. Capillary-to-fiber ratio was calculated as the product of capillary density and fiber cross-sectional area. There was no significant difference in fiber cross-sectional area in myocardial samples from each group. Bromodeoxyuridine (50 mg / kg) was injected into the abdominal cavity of five animals: control animals (no ameroid); Two animals had an ameroid occlusion that had received lacZ gene transfer two weeks ago; Two animals have an ameroid occlusion that received FGF-5 gene transfer two weeks ago. Animals were sacrificed 36 hours after injecting BRDU, using the method described above [Kajstyra et al., Circ. Res. 74: 383-400, 1994]. Fragments of duodenum were used as positive controls.

(iii) DNA, mRNA 및 단백질 발현(iii) DNA, mRNA and protein expression

유전자 전달에 이어서, 좌심실 균등물에 대하여 트랜스유전자의 존재 및 발현을 증명하기 위한 연구를 수행하였다. CMV 프로모너에 대한 센스 프라이머 (GCAGAGCTCGTTTAGTGAAC; SEQ ID NO. 1) 및 내부 FGF-5 서열에 대한 안티센스 (GAAAATGGGTAGAGATATGCT; SEQ ID NO. 2)를 사용하는 중합효소 사슬 반응 (PCR)으로 예상하였던 500-bp 의 단편을 증폭시켰다. FGF-5 서열의 개시부에 대한 센스 프라이머 (ATGAGCTTGTCCTTCCTCCTC; SEQ ID NO. 3) 및 내부 FGF-5 서열에 대한 안티센스 프라이머 (즉, SEQ ID NO. 2)를 사용하여, RT-PCR 로 예상하였던 400-bp 단편을 증폭시켰다. 아데노바이러스 DNA E2 영역에 대하여 특정된 프라이머를 사용하여 조직내에 있는 야생형 또는 제조합 바이러스 DNA (TCGTTTCTCAGCAGCTGTTG; SEQ ID NO. 4) 및 (CATCTGAACTCAAAGCGTGG; SEQ ID NO. 5) 를 검출하였다. 재조합 바이러스로부터 예상된 900-bp 단편을 증폭시켰다. 이들 연구는 심근 및 다른 조직으로부터 얻은 200-mg 의 조직 샘플에 대해 수행하였다. PCR 검출 민감도는 5 백만 세포당 1 바이러스 서열이었다. FGF-5 에 대해 특정된 다클론성 항체 [Kitaoka et al., Invest. Ophthalmol. Vis.Sci. 35:3189-3198, 1994]를, FGF-5 또는 lacZ 의 유전자 전달후 48 시간 후에 배양된 쥐 심장 섬유아세포의 배지로부터 얻은 단백질의 면역블롯에 사용하였다. FGF-5 단백질은 FGF-5 의 유전자 전달후 조절된 배지에서 발견되었지만, lacZ 유전자 전달후에는 그렇지 않았다. PCR 및 웨스턴 블롯팅에 대한 방법들은 다른 문헌에서도 상세하게 설명되어 있다 [Hammond et al., J. clin. Invest. 92:2644-2652, 1993; Roth et al., J. Clin. Invest. 91:939-949, 1993; 및 Tsai et al., Am. J. Physiol. 267:H2079-H2085, 1994]. 시험관 내에서의 세포분열 촉진 활성에 대한 트랜스유전자를 조사하기 위하여, 성숙한 쥐의 심장 섬유아세포를 FGF-5 를 코드화하는 아데노바이러스 또는 lacZ 를 코드화하는 아데노바이러스로 감염시키거나, 또는 감염시키지 않았다. 이들 세포 배양물로부터의 배지를 NIH 3T3 마우스 섬유아세포로 인큐베이션하고, 삼중 수소로 처리된 티미딘 통합을 측정하였다 [Tsi et al., Endocrinology 136:3831-3838, 1995].Following gene transfer, studies were conducted to demonstrate the presence and expression of transgenes for left ventricular equivalents. 500-bp expected with polymerase chain reaction (PCR) using sense primers for CMV promoter (GCAGAGCTCGTTTAGTGAAC; SEQ ID NO. 1) and antisense for internal FGF-5 sequence (GAAAATGGGTAGAGATATGCT; SEQ ID NO. 2) Fragments were amplified. 400 predicted RT-PCR, using sense primers for the beginning of the FGF-5 sequence (ATGAGCTTGTCCTTCCTCCTC; SEQ ID NO. 3) and antisense primers for the internal FGF-5 sequence (ie SEQ ID NO. 2) -bp fragment was amplified. Wild type or presynthetic virus DNA (TCGTTTCTCAGCAGCTGTTG; SEQ ID NO. 4) and (CATCTGAACTCAAAGCGTGG; SEQ ID NO. 5) in tissues were detected using primers specific for the adenovirus DNA E2 region. The expected 900-bp fragment was amplified from the recombinant virus. These studies were performed on 200-mg tissue samples from myocardium and other tissues. PCR detection sensitivity was 1 virus sequence per 5 million cells. Polyclonal antibodies directed against FGF-5 [Kitaoka et al., Invest. Ophthalmol. Vis.Sci. 35: 3189-3198, 1994] was used for immunoblot of proteins obtained from the culture of mouse cardiac fibroblasts cultured 48 hours after FGF-5 or lacZ gene delivery. FGF-5 protein was found in regulated medium after gene transfer of FGF-5, but not after lacZ gene transfer. Methods for PCR and western blotting are also described in detail in other literature [Hammond et al., J. clin. Invest. 92: 2644-2652, 1993; Roth et al., J. Clin. Invest. 91: 939-949, 1993; And Tsai et al., Am. J. Physiol. 267: H2079-H2085, 1994]. To examine transgenes for cell division promoting activity in vitro, mature rat cardiac fibroblasts were infected or not infected with adenoviruses encoding FGF-5 or adenoviruses encoding lacZ. Media from these cell cultures were incubated with NIH 3T3 mouse fibroblasts and thymidine integration treated with tritium was measured (Tsi et al., Endocrinology 136: 3831-3838, 1995).

(iv) 관상동맥내 전달중의 아데노바이러스 방출(iv) adenovirus release during coronary artery delivery

3 마리의 동물에서 재조합 아데노바이러스를 관상동맥내 주입하는 중에 계속해서 폐동맥 혈액을 철회시켰다. 각 샘플로부터의 혈청을 표준 플라크 검정에 사용하였다. 희석되지 않은 혈청 (0.5 ml)을 하위융합하는 (subconfluent) H293 세포에 첨가하였다; 10 일후, 플라크는 형성되지 않았다. 그러나, 0.5 ml 의 혈청을 DMEM (2 % FBS)으로 200- 내지 8000-배로 희석하였을 때에는 바이러스 플라크가 9 일째에 형성하였다. 단일 혈관상 (bed)(심근)은 관상동맥과 폐동맥을 분리시킨다. 만약 관상동맥안에 주입한 후 이 상에 바이러스사 부착하지 못한다면, 그 때에는 바이러스의 폐동맥 농도가 주입 시간에 걸친 전신적인 정맥혈액에 의한 관상동맥 동 (senus) 혈액의 희석을 반영하여야만 한다. 본 발명자들의 실험으로부터 얻어진 측정치는 관상동맥 흐름이 폐동맥 흐름의 5 % 를 나타냄을 가리킨다. 이런 희석 인자 (20-배), 관상동맥 주입 기간, 및 주입된 아데노바이러스의 양을 사용하여, 본 발명자들은 폐동맥에 전달된 아데노바이러스의 양을 계산하였고, 그 결과 아데노바이러스는 없어지거나 또는 부착되지 않은 것으로 여겨진다. 이런 평가를 심근 혈관상에 의해 제거된 바이러스의 양의 평가로서 사용된 차이 및 측정된 양과 비교하였다.Three animals continued to withdraw pulmonary blood during intracoronary infusion of recombinant adenovirus. Serum from each sample was used for a standard plaque assay. Undiluted serum (0.5 ml) was added to subconfluent H293 cells; After 10 days, plaques did not form. However, virus plaques formed on day 9 when 0.5 ml of serum was diluted 200- to 8000-fold with DMEM (2% FBS). A single bed (myocardium) separates the coronary and pulmonary arteries. If there is no virus death after injection into the coronary artery, then the viral pulmonary artery concentration should reflect the dilution of coronary sinus blood by systemic venous blood over the injection time. Measurements obtained from our experiments indicate that coronary flow represents 5% of pulmonary flow. Using this dilution factor (20-fold), the duration of coronary artery infusion, and the amount of adenovirus injected, we calculated the amount of adenovirus delivered to the pulmonary artery, resulting in the adenovirus disappearing or not attached. It is not believed. This assessment was compared with the measured amount and the difference used as an assessment of the amount of virus removed by the myocardial vascular phase.

(v) 염증의 평가(v) evaluation of inflammation

헤마톡실린/에오신 및 메이슨 트리크롬 (Masson's trichrome)을 사용하여 염증성 세포의 침윤물, 세포 괴사 및 섬유증을 검출하였다. 마우스의 복수, 돼지의 항-CD4 및 항-C8 단클론성 항체 (1.0 mg/ml; VMRD, Inc., Pullman, Washington)를 사용하여 냉동된 비장 (양성의 대조표준) 및 심장의 단편들 (6 ㎛)에서 T 림프구에 대한 CD4 및 CD8 마아커를 검출하였다. 이들 연구는 죽기 50 일전에 아메로이드 폐색기를 받은 6 마리의 동물의 심장의 벽을 가로지르는 샘플에 대해 수행하였다: 2 마리의 동물에게는 유전자를 전달하지 않았고, 2 마리의 동물에게는 FGF-5 유전자를 2 주전에 전달하였으며, 2 마리의 동물에게는 2 주 전에 lacZ 유전자를 전달하였다. 처리군에 대한 지식이 없는 상태에서 분석을 수행하였다.Hematoxylin / eosin and Mason's trichrome were used to detect infiltrates, cell necrosis and fibrosis of inflammatory cells. Frozen spleen (positive control) and fragments of the heart using ascites in mice, anti-CD4 and anti-C8 monoclonal antibodies in pigs (1.0 mg / ml; VMRD, Inc., Pullman, Washington) (6 CD4 and CD8 markers for T lymphocytes were detected. These studies were performed on samples across the heart wall of six animals that received an ameroid occlusion 50 days before death: no genes were delivered to two animals and two animals were FGF-5 genes. Two weeks ago, two animals received the lacZ gene two weeks ago. Analysis was performed without knowledge of treatment groups.

(vi) 통계학적 분석(vi) statistical analysis

데이터를 평균±1 s.e.m. 으로서 표시한다. FGF-5 및 lacZ 를 사용한 유전자 전달 전 및 후에 이루어진 측정치를 변화의 2-방식 분석법 (Crunch4, Crunch Softare Corporation, Oakland, California)을 사용하여 비교하였다. 혈관형성 연구로부터 얻은 데이터에 대해서도 변화의 2-방식 분석법을 수행하였다. P 가 0.05 미만인 경우 무의미한 가설로 버렸다.Data were averaged ± 1 s.e.m. Display as. Measurements made before and after gene delivery with FGF-5 and lacZ were compared using a two-way assay of change (Crunch4, Crunch Softare Corporation, Oakland, California). Data from the angiogenesis study was also performed in a two-way analysis of changes. When P was less than 0.05, it was discarded as a meaningless hypothesis.

FGF-5 트랜스유전자를 사용한 결과Results Using FGF-5 Transgene

3 회의 측정을 FGF-5 의 유전자 전달이 심근의 허혈을 치료하는데 효과적인지를 평가하기 위하여 사용하였다: 국부적인 수축성 기능 및 관류 (유전자 전달 전 및 후에 평가됨) 및 모세혈관 수. 모든 측정은 동물이 어떤 유전자를 전달받았는지에 대한 지식 없이 수행하였다 (FGF-5 대 lacZ).Three measurements were used to evaluate whether gene delivery of FGF-5 is effective in treating ischemia of myocardium: local contractile function and perfusion (evaluated before and after gene delivery) and capillary number. All measurements were performed without knowledge of which gene the animal received (FGF-5 vs lacZ).

국부적인 수축성 기능 및 혈행Local contractile function and blood circulation

아메로이드를 설치하고 38 일 후에, 동물들은 심방의 전기적 자극 (심박조율)중에 손상된 벽 두께를 나타냈다. lacZ 를 받은 돼지들은 유전자 전달 전과 전달후 2 주후에 허혈성 영역에서 유사한 정도의 심박조율-유도된 기능장애를 나타냈다. 대조적으로, FGF-5 유전자를 전달받은 2 주후에는 심박조율중에 허혈성 영역에서의 벽 두께가 2.7-배 증가하였다 (P〈.0001; 도 6). 정상적으로 관류된 영역 (심실간 격막)에서의 벽 두께는 심박조율중에 정상이었으며, 유전자 전달에 의하여 영향을 받지 않았다 (% 벽 두께: lacZ: 유전자 전달 전 53±8 %, 유전자 전달 후 51±6 %; FGF-5: 유전자 전달 전 59±4 %, 유전자 전달 후 59±6 %).After 38 days of installing the ameroid, the animals exhibited a damaged wall thickness during the electrical stimulation of the atria (heart pacing). Pigs receiving lacZ showed similar pacemaker-induced dysfunction in the ischemic zone before and two weeks after gene transfer. In contrast, two weeks after receiving the FGF-5 gene, the wall thickness in the ischemic region increased 2.7-fold during cardiac pacing (P <.0001; FIG. 6). Wall thickness in the normal perfused area (interventricular septum) was normal during cardiac pacing and was not affected by gene delivery (% wall thickness: lacZ: 53 ± 8% before gene transfer, 51 ± 6% after gene transfer) FGF-5: 59 ± 4% before gene transfer, 59 ± 6% after gene transfer).

허혈성 영역에서 개선된 기능과 관련하여 국부적인 혈행도 개선되었다. lacZ 유전자를 전달받고 2 주후에 심박조율중에 허혈성 영역에서 계속하여 흐름에 결함이 있었다 (도 8). 그러나 FGF-5 를 받은 동물들은 2 주후에 2 영역에서 균질한 대비 증강을 나타냈고, 이것은 허혈성 영역에서 혈행이 개선되었음을 나타낸다 (P=0.0001). 허혈상에서의 개선된 기능 및 관류가 오래 지속될 것인지의 여부를 측정하기 위하여, 5 마리의 동물을 FGF-5 유전자를 전달하고 12 주후에 다시 조사하였다. 각각의 동물은 기능 (P=.005; 도 6) 및 관류 (P=0.001; 도 8)에서 지속적인 개선을 나타냈다.Local blood circulation was also improved with regard to improved function in the ischemic zone. Two weeks after receiving the lacZ gene, there was a continuous flow defect in the ischemic region during cardiac pacing (Figure 8). However, animals receiving FGF-5 showed homogeneous contrast enhancement in 2 regions after 2 weeks, indicating an improvement in blood circulation in the ischemic region (P = 0.0001). In order to determine whether improved function in the ischemic phase and perfusion will last long, five animals were examined again 12 weeks after delivering the FGF-5 gene. Each animal showed continuous improvement in function (P = .005; FIG. 6) and perfusion (P = 0.001; FIG. 8).

혈관형성Angiogenesis

감염되지 않은 아메로이드-제한된 동물들 (유전자 전달이 수행되지 않음)은 lacZ-코드화 아데노바이러스를 받은 동물과 동일한 생리적 반응을 나타냈고, 이것은 lacZ 벡터가 천연 혈관형성에 해롭게 영향을 미치지 않았음을 의미한다. 혈관형성을 평가하기 위하여, 심근의 모세혈관 수를 관류-고정된 심장의 현미경 분석에 의하여 정량하였다 (도 9). 각 심근 섬유를 둘러싸고 있는 모세혈관의 수는, lacZ 로 유전자 전달받은 동물의 심장의 허혈 및 비허혈 영역 (P=0.038)과 비교할 때, FGF-5 로 유전자 전달받은 동물의 허혈 및 비허혈 영역의 심장내에서 더 컸다. 그러므로, 개선된 국부적인 기능 및 관류는 FGF-5 유전자 전달 후 2 주후의 모세혈관 혈관형성과 관련이 있었다. 각 섬유 주변의 증가된 모세혈관 수는 FGF-5 로 유전자 전달받은 후에 벽의 심장외 부분에서 증가하는 경향이 있다 (P=0.13). 섬유 단면적 당 모세혈관 수 및 섬유수 당 모세혈관 수와 같은 모세혈관의 다른 척도는 심장내 또는 심장외에서 변화하지 않았다.Uninfected ameroid-limited animals (no gene transfer performed) had the same physiological response as animals receiving lacZ-encoded adenovirus, meaning that the lacZ vector did not adversely affect natural angiogenesis. do. To assess angiogenesis, capillary number of myocardium was quantified by microscopic analysis of perfusion-fixed heart (FIG. 9). The number of capillaries surrounding each myocardial fiber was compared to the ischemic and non-ischemic regions of the heart of animals transgenic with lacZ (P = 0.038) of the ischemic and non-ischemic regions of animals transgenic with FGF-5. Larger in the heart. Therefore, improved local function and perfusion were associated with capillary angiogenesis 2 weeks after FGF-5 gene delivery. Increased capillary number around each fiber tends to increase in the extracardiac part of the wall after gene transfer to FGF-5 (P = 0.13). Other measures of capillaries, such as the number of capillaries per fiber cross section and the number of capillaries per fiber number, did not change intracardiac or extracardiac.

DNA, mRNA 및 단백질 발현DNA, mRNA and Protein Expression

기능, 관류 및 각 섬유 주변의 모세혈관 수에 미치는 FGF-5 의 바람직한 효과를 정립하면, 심장에서의 트랜스유전자의 존재 및 발현을 증명할 수 있다. 중합효소 사슬 반응 (PCR)과 PCR 과 결합된 역전사효소 (RT-PCR)를 사용하여 FGF-5 유전자를 전달받은 동물로부터 얻은 심근에서 트랜스유전자 FGF-5 DNA 및 mRNA 를 검출하였다.By establishing the desired effect of FGF-5 on function, perfusion and capillary number around each fiber, the presence and expression of transgenes in the heart can be demonstrated. Transgene FGF-5 DNA and mRNA were detected in myocardium obtained from animals receiving the FGF-5 gene using polymerase chain reaction (PCR) and reverse transcriptase (RT-PCR) coupled with PCR.

유전자 전달에 이어서, 트랜스유전자 통합 및 발현을 증명하기 위하여 좌심실 샘플을 조사하였다. 간단하게 설명하면, lacZ 를 관상동맥내로 유전자 전달하고 3 일 후에 심근을 X-gal 로 처리한 다음, 에오신 X120 으로 대비염색하였다. 표준 조직학적 기법을 사용한 조사 결과, 대부분의 근세포가 β-갈락토시다제 활성 (푸른색 염색)을 나타냈다. 활성은 또한 lacZ 유전자를 전달받은 모든 동물에서 유전자 전달 후 14±1 일 후에 나타났다. 더 큰 배율로 보면, β-갈락토시다제 활성을 함유하고 있는 세포에서 가로지르는 가는 홈이 있는 것이 증명되며, 이것은 근세포에서 유전자 발현이 있음을 확인해주는 것이다. CMV 프로모터에 대해 특정된 센스 프라이머와 내부 FGF-5 서열에 대해 특정된 안티센스 프라이머를 사용한 PCR 분석을, FGF-5 유전자를 전달받은 3 마리의 동물의 허혈 (LCx) 및 비허혈 (LAD) 영역에서의 FGF-5 를 코드화하는 재조합 아데노바이러스 DNA 의 존재를 확인하기 위하여 수행하였다. 도 10A 에 도시된 그 결과는 예상된 500-bp 단편의 존재를 확인하였다. 그런 다음 유전자 전달 후 14 일 후에 FGF-5 mRNA 발현을 조사하였다. 도 10B 에 도시된 바와 같이, RT-PCR-증폭된 400-bp 단편이 2 마리의 동물로부터의 2 영역에 모두 존재한 한편, 대조 동물은 신호를 나타내지 않았다. FGF-5 에 대해 특정된 다클론성 항체를 FGF-5 또는 lacZ 의 유전자 전달 후 48 시간후에 배양된 쥐의 심장 섬유아세포의 배지로부터 얻은 단백질의 면역불롯에 사용하였다. 도 10C 에 도시되어 있는 바와 같이, FGF-5 단백질은 lacZ(β)의 유전자 전달후가 아니라 FGF-5(F)의 유전자 전달 후에 발견되었고, 이것은 FGF-5 유전자 전달후의 단백질 발현 및 세포외재성 분비를 증명한다. 마지막으로, 아데노바이러스 DNA (E2 영역)에 대해 특정된 프라이머 세트를 사용한 PCR 을, 아데노바이러스 DNA 가 아데노바이러스를 14 일 전에 관상동맥내로 주입받은 2 마리의 동물의 망막, 간, 또는 골격 근육에 존재하는 지의 여부를 측정하기 위하여 수행하였다. 도 10D 에 도시되어 있는 것처럼, 처리된 동물의 망막 (r), 간 (l) 또는 골격 근육 (m)으로부터 유도된 레인에서가 아니라, 재조합 아데노바이러스를 (양성 대조표준으로서) 함유하고 있는 대조 레인 (+)에서만 에상된 900-bp 증폭된 단편이 발견되었다.Following gene transfer, left ventricular samples were examined to demonstrate transgene integration and expression. Briefly, after 3 days of gene transfer into the coronary artery, myocardium was treated with X-gal and counterstained with Eosin X120. Investigations using standard histological techniques revealed that most myocytes exhibited β-galactosidase activity (blue staining). Activity was also seen 14 ± 1 days after gene transfer in all animals receiving lacZ gene. At larger magnifications, there is evidence of thin grooves across cells containing β-galactosidase activity, confirming the presence of gene expression in myocytes. PCR analysis using the sense primers specified for the CMV promoter and the antisense primers specified for the internal FGF-5 sequence was performed in the ischemic (LCx) and non-ischemic (LAD) regions of three animals receiving the FGF-5 gene. This was performed to confirm the presence of recombinant adenovirus DNA encoding FGF-5. The results shown in FIG. 10A confirmed the presence of the expected 500-bp fragment. Then, 14 days after gene transfer, FGF-5 mRNA expression was examined. As shown in FIG. 10B, RT-PCR-amplified 400-bp fragments were present in both regions from two animals, while control animals showed no signal. Polyclonal antibodies directed against FGF-5 were used in immunoblots of proteins obtained from the media of mouse cardiac fibroblasts cultured 48 hours after gene delivery of FGF-5 or lacZ. As shown in FIG. 10C, FGF-5 protein was found after gene transfer of FGF-5 (F) but not after gene transfer of lacZ (β), which revealed protein expression and extracellular secretion after FGF-5 gene transfer. Prove it. Finally, PCR using a primer set specified for adenovirus DNA (E2 region) was performed in the retina, liver, or skeletal muscle of two animals in which adenovirus DNA was injected into the coronary artery 14 days ago. It was carried out to measure whether or not. As shown in FIG. 10D, a control lane containing recombinant adenovirus (as a positive control), not in lanes derived from retina (r), liver (l) or skeletal muscle (m) of treated animals. 900-bp amplified fragments found only in positive phase were found.

성공적인 유전자 전달은 허혈 및 비허혈 영역 둘다에서 증명되었다. 면역불롯팅은 FGF-5 유전자 전달받은 동물로부터의 심근에 FGF-5 단백질이 있는 것을 나타냈다. 배양된 섬유아세포를 사용한 추가의 실험에서, 본 발명자들은 FGF-5 의 유전자 전달로 인하여 이들 세포가 FGF-5 를 합성하고 세포외적으로 분비하는 능력을 제공받았음을 증명하였다. FGF-5 를 발현하는 재조합 아데노바이러스로 감염된 배양된 세포로부터의 배지는 세포분열 촉진 반응을 나타냈다 (대조표준에 대하여 14-배 증가; P=0.005). 마지막으로, 유전자를 전달받고 2 주후에 lacZ-감염된 동물로부터 얻어진 심근 샘플 (간 샘플이 아님)은 조직학적 검사시에 β-갈락토시다제 활성을 나타냈다. 이들 연구로 성공적인 생체내 유전자 전달 및 발현이 확인되며, 트랜스유전자 생성물의 생물학적 활성이 증명된다.Successful gene delivery has been demonstrated in both ischemic and non-ischemic regions. Immunoblotting indicated the presence of FGF-5 protein in the myocardium from animals receiving the FGF-5 gene. In further experiments with cultured fibroblasts, we demonstrated that gene delivery of FGF-5 provided these cells with the ability to synthesize and secrete FGF-5 extracellularly. Media from cultured cells infected with recombinant adenovirus expressing FGF-5 showed a cell division promoting response (14-fold increase over control; P = 0.005). Finally, myocardial samples (not liver samples) obtained from lacZ-infected animals two weeks after gene transfer showed β-galactosidase activity upon histological examination. These studies confirm successful in vivo gene transfer and expression and demonstrate the biological activity of the transgene product.

재조합 아데노바이러스를 관상동맥내로 주입하고 2 주후에, 본 발명자들은 심근에서의 바이러스 DNA 의 존재에도 불구하고 PCR 을 사용하여 간, 망막 또는 골격 근육에서 바이러스 DNA 를 검출할 수 없었다. 나아가, 관상동맥내 주입 후 2 내지 24 시간내에 뇨에서도 바이러스 DNA 를 검출할 수 없었다. 이들 실험은 아데노바이러스 벡터의 관상동맥내 전달이 PCR 방법의 검출 한계 아래의 수준으로 바이러스가 전신적으로 동맥내에 분포하는 것을 최소화시켰음을 나타낸다. 이 기법은 토끼와 같은 관상동맥 크기가 더 작은 동물에서는 이루어지기 어려울 것이다.Two weeks after injection of the recombinant adenovirus into the coronary artery, we were unable to detect viral DNA in liver, retinal or skeletal muscle using PCR despite the presence of viral DNA in the myocardium. Furthermore, viral DNA could not be detected in urine within 2 to 24 hours after intracoronary injection. These experiments show that coronary delivery of adenovirus vectors minimizes the distribution of the virus systemically in the arteries to levels below the detection limits of the PCR method. This technique will be difficult to achieve in animals with smaller coronary arteries, such as rabbits.

아데노바이러스의 심근에 의한 흡수의 효율을 평가하기 위하여, 본 발명자들은 관상동맥내 주입중에 폐동맥혈액을 샘플링함으로써 심장으로부터 방출된 아데노바이러스의 양을 측정하였다. 바이러스의 관상동맥내 주입중에 폐동맥으로부터 얻어진 희석되지 않은 혈청은 적절한 조건에서 바이러스 플라크를 형성할 수 없었다. 그러므로 본 발명은 심장-특이적 유전자 전달 시스템을 효과적으로 제공한다.To evaluate the efficiency of myocardial uptake of adenoviruses, we measured the amount of adenovirus released from the heart by sampling pulmonary arterial blood during intracoronary infusion. Undiluted serum obtained from the pulmonary artery during intrapercutaneous injection of the virus was unable to form viral plaques under appropriate conditions. Therefore, the present invention effectively provides a cardiac-specific gene delivery system.

염증의 평가Evaluation of Inflammation

재조합 아데노바이러스를 받은 동물의 심장의 벽을 가로지르는 단편의 현미경적 검사는 염증성 세포 침윤물, 세포 괴사 또는 섬유증을 나타내지 않았다. 아데노바이러스-유도된 세포병리학적 효과에 대한 추가의 평가로서, 본 발명자들은 세포독성 T 세포의 존재를 나타낼 CD4 및 CD8 항원을 검출하기 위하여 면역-조직학적 연구를 수행하였다. 이들 연구는 감염되지 않은 동물 (n=2) 또는 재조합 아데노바이러스를 받은 동물 (n=4)로부터의 심장의 벽을 가로지르는 단편들에 대해 양성 세포가 거의 없음을 나타냈다. 간 또한 염증이 없었다.Microscopic examination of the fragments across the wall of the heart of animals receiving recombinant adenovirus did not show inflammatory cell infiltrates, cell necrosis or fibrosis. As a further assessment of the adenovirus-induced cytopathological effects, we conducted immuno-histologic studies to detect CD4 and CD8 antigens that would indicate the presence of cytotoxic T cells. These studies showed little positive cells for fragments across the wall of the heart from uninfected animals (n = 2) or animals that received recombinant adenovirus (n = 4). The liver was also inflamed.

실시예 6Example 6

FGF-4 트랜스유전자를 사용한 유전자-중재된 혈관형성Gene-mediated Angiogenesis Using FGF-4 Transgene

이 실험 실시예는 상이한 혈관형성 단백질을 코드화하는 유전자, FGF-4 를 사용한 성공적인 유전자 치료법을 증명한다. FGF-4 유전자 치료법에 대한 프로토콜은 본질적으로는 FGF-5 에 대하여 상기 실시예 5 에서 설명된 것과 같았다.This experimental example demonstrates a successful gene therapy using FGF-4, a gene encoding different angiogenic proteins. The protocol for FGF-4 gene therapy was essentially the same as described in Example 5 above for FGF-5.

사람 FGF-4 유전자를 카포시 육종 DNA 형질전환된-NIH3T3 세포의 mRNA 로부터 구성된 cDNA 라이브러리로부터 단리하였다. FGF-4 cDNA 는 약 1.2 kb 의 길이이며, N-말단에 30 개의 아미노산 신호 서열을 포함하고 있는 206 아미노산의 폴리펩티드를 코드화한다 [Dell Bovi et al., Cell 50:729-737, 1987; Bellosta et al., J. Cell Biol. 121:705-713, 1993]. 본 발명자들은 FGF-4 cDNA 를 본질적으로 전 길이의 1.2 kb EcoRI 단편으로서, 아데노바이러스 벡터 pACCMVpLpASR (단순화하기 위하여 pACSR 로 약칭함)의 EcoRI 부위에 하위클론하였다. 5' 출발 부위는 243 염기쌍에 있고 3' 단부는 863 염기쌍에 있다. FGF-4 를 코드화하는 재조합 아데노바이러스 (이하 Ad.FGF-4 로 언급함)를 FGF-5 아데노바이러스를 만들기 위하여 상기 실시예 2 에서 설명된 바와 같이 만들었다.Human FGF-4 gene was isolated from a cDNA library constructed from the mRNA of Kaposi's sarcoma DNA transformed-NIH3T3 cells. FGF-4 cDNA encodes a polypeptide of 206 amino acids that is about 1.2 kb in length and contains 30 amino acid signal sequences at the N-terminus [Dell Bovi et al., Cell 50: 729-737, 1987; Bellosta et al., J. Cell Biol. 121: 705-713, 1993. We subcloned FGF-4 cDNA essentially 1.2-kb EcoRI fragments in full length into the EcoRI site of the adenovirus vector pACCMVpLpASR (abbreviated as pACSR for simplicity). The 5 'starting site is at 243 base pairs and the 3' end is at 863 base pairs. Recombinant adenovirus encoding FGF-4 (hereinafter referred to as Ad.FGF-4) was made as described in Example 2 above to make FGF-5 adenovirus.

심장 조직에서의 FGF-4 의 발현 (및 간, 골격 근육 및 눈을 포함한 다른 조직에서의 발현의 부재)은 검출용 항-FGF-4 항체를 사용하는 웨스턴-블롯 분석에 의하여 확인하였다. 시험관 내에서의 내피 세포의 증식에 미치는 FGF-4 의 세포분열 축진 효과를 또한 시험하였다.Expression of FGF-4 in cardiac tissue (and absence of expression in other tissues including liver, skeletal muscle and eye) was confirmed by Western-blot analysis using an anti-FGF-4 antibody for detection. The effects of FGF-4's cell division accumulation on the proliferation of endothelial cells in vitro were also tested.

아메로이드를 설치하고 45 일 후에, 동물에게 스트레스-유도된 국부적인 기능 및 혈행을 규정하기 위한 연구를 수행하였고, 그런 다음 관상동맥내 주입에 의하여 전달된 FGF-4 를 발현하는 재조합 아데노바이러스를 투여하였다 (n=6). 13 일 후, 스트레스-유도된 국부적인 기능 및 혈행을 규정하기 위한 연구를 반복하였고, 다음날 동물을 희생시켜서 조직을 수집하였다.45 days after installing the ameroid, animals were studied to define stress-induced local function and hematogenesis, and then administered recombinant adenovirus expressing FGF-4 delivered by intracoronary infusion. (N = 6). After 13 days, the study was repeated to define stress-induced local function and blood circulation, and tissues were collected the next day at the expense of animals.

트랜스유전자 전달Transgene delivery

FGF-5 로 그러한 것처럼, 내인성 혈관형성이 중지되고 환자에서의 협심증과 유사한 유도성 심근 허혈이 존재한 후에 유전자 전달을 수행하였다. 트랜스유전자의 관상동맥내 전달을 위해서는, 동물을 마취시키고, 5F 동맥 덮개를 경동맥안에 넣었다. 5F 다목적 관상동맥 카테테르를 덮개를 통하여 관상동맥 안으로 삽입하였다. 좌측의 주요 관상동맥안으로의 대비 주입에 의하여 모든 동물에서의 아메로이드의 폐쇄를 확인하였다. 그런 다음 카테테르의 끝을 동맥의 내강에 깊숙이 넣어서 주입중에 기부의 대동맥에서 손실되는 물질의 양이 최소가 되도록 하였다. 1.5×1012의 바이러스 입자의 FGF-4 를 발현하는 재조합 아데노바이러스를 함유하고 있는 5 ml 을, 좌측 관상동맥안으로는 3.0 ml 을, 및 우측 관상동맥 안으로는 2.0 ml 을 서서히 주입함으로써 전달하였다.As was the case with FGF-5, gene delivery was performed after endogenous angiogenesis was stopped and there was an induced myocardial ischemia similar to angina in the patient. For intracoronary delivery of the transgene, animals were anesthetized and a 5F artery cover was placed in the carotid artery. A 5F multipurpose coronary catheter was inserted through the sheath into the coronary artery. The closure of ameroids in all animals was confirmed by contrast injection into the left main coronary artery. The tip of the catheter was then inserted deep into the lumen of the artery to minimize the amount of material lost in the basal aorta during injection. 5 ml containing a recombinant adenovirus expressing FGF-4 of 1.5 × 10 12 virus particles were delivered by slowly injecting 3.0 ml into the left coronary artery and 2.0 ml into the right coronary artery.

FGF-4 트랜스유전자를 사용한 결과Results Using FGF-4 Transgene

국부적인 기능 및 관류Local function and perfusion

아메로이드를 설치하고 45 일 후에 동물들은 심방의 심박조율 중에 손상된 벽 두께를 나타냈다. 대조적으로, FGF-4 유전자를 전달받고 2 주후에는 심박조율중에 허혈성 영역에서 벽 두께가 2.7 배 증가하였다 (p〈0.0001; 도 11 및 12). 정상적으로 관류된 영역 (심실간 격막)에서의 벽 두께는 심박조율중에 정상이었고 유전자 전달에 의하여 영향을 받지 않았다. FGF-4 유전자 전달후의 기능의 개선은 FGF-5 또는 FGF-2LI+신호 펩티드("sp")로 유전자 전달받은 후에 얻어진 개선과는 통계학적으로 구별되지 않았다 (도 11). 허혈성 영역에서의 개선된 기능은 개선된 국부적 관류와 관련되었다 (도 12). 도 12 에서 볼 수 있는 바와 같이, FGF-4 유전자 전달 전에는 심박조율중에 허혈성 영역에 흐름의 결함이 있었다. FGF-4 로 유전자 전달 후 2 주후에는 균질한 대비 증강을 2 영역에서 모두 볼 수 있었고, 이것은 허혈 영역에서의 개선된 흐름을 나타낸다 (p=0.0001). FGF-4 를 사용하여 얻어진 결과는 FGF-5 및 FGF-2LI+sp 로 얻어진 결과와 통계학적으로 구별되지 않았다 (도 13). FGF-2LI+sp 는 하기 실시예 7 에서 설명되며 신호 서열을 함유하고 있는 FGF-2 로 언급된다.45 days after the installation of the ameroid, the animals showed a damaged wall thickness during cardiac pacing. In contrast, two weeks after receiving the FGF-4 gene, the wall thickness increased 2.7-fold in the ischemic region during cardiac pacing (p <0.0001; FIGS. 11 and 12). Wall thickness in the normally perfused area (interventricular septum) was normal during pacing and was not affected by gene transfer. The improvement in function after FGF-4 gene delivery was not statistically different from the improvement obtained after gene delivery with FGF-5 or FGF-2LI + signal peptide (“sp”) (FIG. 11). Improved function in the ischemic region was associated with improved local perfusion (FIG. 12). As can be seen in FIG. 12, there was a flow defect in the ischemic region during pacemaker prior to FGF-4 gene delivery. Homogeneous contrast enhancement was seen in both regions two weeks after gene transfer with FGF-4, indicating an improved flow in the ischemic region (p = 0.0001). The results obtained using FGF-4 were not statistically different from the results obtained with FGF-5 and FGF-2LI + sp (FIG. 13). FGF-2LI + sp is described in Example 7 below and referred to as FGF-2 containing a signal sequence.

트랜스유전자 발현Transgene expression

심장에서의 FGF-4 의 집중적인 발현을 트랜스유전자를 코드화하는 서열에 특이적인 프라이머를 사용하여 PCR 및 RT-PCR 을 수행함으로써 확인하였다. FGF-4 DNA 및 mRNA 를 심장에서 발견하였지만, 눈, 간 및 골격 근육에는 없었다. 이들 데이터로 Ad.FGF-5 (n=2) 및 Ad.FGF-2LI+sp (n=1) 을 사용하여 유도된 데이터가 확증된다. 그러므로 심장에서의 트랜스유전자의 배타적인 발현은 상이한 혈관형성 단백질을 코드화하는 유전자를 함유하고 있는 아데노바이러스 벡터를 받은 4 마리의 동물에서 모두 확인되었다.Intensive expression of FGF-4 in the heart was confirmed by performing PCR and RT-PCR using primers specific for the sequence encoding the transgene. FGF-4 DNA and mRNA were found in the heart but not in the eye, liver and skeletal muscles. These data confirm the data derived using Ad.FGF-5 (n = 2) and Ad.FGF-2LI + sp (n = 1). Therefore, exclusive expression of transgenes in the heart was confirmed in all four animals receiving adenovirus vectors containing genes encoding different angiogenic proteins.

심근 염증의 부재Absence of myocardial inflammation

Ad.FGF-4 를 받은 3 마리의 의식이 있는 동물로부터 취한 벽을 가로지르는 심근 생검을 조사하였다. 동물을 유전자 전달 후 2 주후에 희생시켰다. 아데노바이러스를 받지 않은 대조 아메로이드 동물과 비교하여 이들 단편에서 염증성 세포 침윤물, 세포 괴사, 또는 증가된 섬유증의 증거는 없었다. 이것은 LAD 및 LCx 상에서 사실이었다. 이들 슬라이드는 블라인드-샘플 평가를 하는 병리학자에 의해 검토되었고, 어떤 단편에서도 심근염에 대한 증거는 없는 것으로 평가받았다.Myocardial biopsies across the wall taken from three conscious animals receiving Ad.FGF-4 were examined. Animals were sacrificed 2 weeks after gene transfer. There was no evidence of inflammatory cell infiltrates, cell necrosis, or increased fibrosis in these fragments compared to control ameoid animals that did not receive adenovirus. This was true on LAD and LCx. These slides were reviewed by a pathologist doing a blind-sample evaluation, and no fragments were evaluated for evidence of myocarditis.

실시예 7Example 7

FGF-2 뮤테인을 사용하는 유전자-중재된 혈관형성Gene-mediated angiogenesis using FGF-2 muteins

이 실험 실시예는 세 번째 혈관형성 단백질을 코드화하는 유전자, FGF-2 를 사용한 성공적인 유전자 치료법을 증명한다. 이 실험은 또한 어떻게 혈관형성 단백질이, 심장 내에서의 혈행 및 심장 기능의 증강시에 혈관형성 유전자 치료법의 효력을 잠재적으로 개선시키고 분비를 증가시키기 위하여 변형될 수 있는 지를 증명한다. FGF-2 유전자 치료법에 대해 사용된 프로토콜은 실제로는 상기 FGF-5 및 FGF-4 에 대한 것과 실제로 동일하였다.This experimental example demonstrates a successful gene therapy using the gene encoding the third angiogenic protein, FGF-2. This experiment also demonstrates how angiogenic proteins can be modified to potentially improve the efficacy and increase secretion of angiogenic gene therapy in enhancing blood circulation and cardiac function in the heart. The protocol used for FGF-2 gene therapy was actually identical to that for FGF-5 and FGF-4 above.

산성 FGF (aFGF, FGF-1) 및 염기성 FGF (FGF-2)는 천연 분비 신호 서열이 없다; 비록 일부의 단백질은 분비될 수도 있다. 골지 장치를 포함하지 않는 대체 분비 경로가 산성 FGF 에 대하여 설명되어 있다. 2 개의 FGF-2 구성물 (FGF-2LI+sp 및 FGF-2LI-sp)를 만들었다. 하나는 고전적인 단백질 분비 경로에 대한 신호 펩티드 (FGF-2LI+sp)를 코드화하는 서열을 포함하고, 다른 하나는 신호 펩티드를 코드화하는 서열이 없도록 (FGF-2LI-sp) 하여, 첨가된 신호 펩티드가 없는 동일한 단백질을 능가하는, 신호 펩티드가 첨가된 FGF-2 의 개선된 효력을 시험하였다.Acidic FGFs (aFGF, FGF-1) and Basic FGFs (FGF-2) lack a natural secretion signal sequence; Although some proteins may be secreted. Alternative secretory pathways that do not include the Golgi apparatus are described for acidic FGFs. Two FGF-2 constructs (FGF-2LI + sp and FGF-2LI-sp) were made. One contains the sequence encoding the signal peptide (FGF-2LI + sp) for the classical protein secretion pathway, and the other is the absence of the sequence encoding the signal peptide (FGF-2LI-sp), so that the added signal peptide The improved potency of FGF-2 with added signal peptide, which surpassed the same protein without was tested.

하기에서 알 수 있는 바와 같이, FGF-2 는 아미노산 잔기 118 에서 잔기 122 까지 뻗어 있는 5 개의 잔기로 된 루프 구조를 가지고 있다. 이 루프 구조를 인터류킨-1β로부터의 상응하는 5 개의 잔기로 된 루프가 카세트 특정된 돌연변이생성에 의하여 대체하여 FGF-2LI 루프 대체 돌연변이체를 생성하였다. 간단히 설명하면, 사람 Glu3,5FGF-2 를 코드화하는 유전자 [Seddon et al., Ann. N.Y. Acad. Sci. 638:98-108, 1991]를 pET-3a [Rosenberg et al., Gene 56:125-135, 1987]의 유도체인 T7 발현 벡터 pET-3a (M13)안에, 제한 부위 Ndel 과 BamHI 사이에 클론하였다. 단일한 제한 엔도뉴클레아제 부위인 BstB1 과 Spl1 을 FGF-2 의 절편 Ser117 에서 Trp123 을 코드화하는 코돈 양 옆의 위치에 있는 코드화된 아미노산에 아무런 변화가 없도록 (즉, 사일런트 돌연변이) 하는 방식으로 유전자안에 도입시켰다.As can be seen below, FGF-2 has a loop structure of five residues extending from amino acid residue 118 to residue 122. This loop structure was replaced by cassette-specific mutagenesis with a loop of the corresponding five residues from interleukin-1β to generate a FGF-2LI loop replacement mutant. Briefly, genes encoding human Glu 3,5 FGF-2 [Seddon et al., Ann. NY Acad. Sci. 638: 98-108, 1991] were cloned between the restriction sites Ndel and BamHI in the T7 expression vector pET-3a (M13), a derivative of pET-3a [Rosenberg et al., Gene 56: 125-135, 1987]. . A single restriction endonuclease site, BstB1 and Spl1, is present in the gene in such a way that there is no change in the encoded amino acids at either side of the codon encoding Trp123 at the segment Ser117 of FGF-2 (ie, silent mutation). Introduced.

FGF-1, FGF-2, 및 IL-1β 에서의 β9-β10 루프의 구조적 배열1 Structural Arrangement of β9-β10 Loops in FGF-1, FGF-2, and IL-1β 1

1FGF-1 및 FGF-2 에 대한 넘버링은 155-잔기 형태를 코드화하는 cDNA 서열로부터 추론된 아미노산잔기 1 부터이고 (Seddon et al., Ann. N.Y. Acad. Sci. 638:98-108, 1991), IL-1β 에 대한 것은 성숙한 153-잔기 폴리펩티드 (id)의 잔기 1 부터이다. The numbering for 1 FGF-1 and FGF-2 is from amino acid residue 1 deduced from the cDNA sequence encoding the 155-residue morphology (Seddon et al., Ann. NY Acad. Sci. 638: 98-108, 1991). , For IL-1β is from residue 1 of mature 153-residue polypeptide (id).

FGF-2 의 잔기 Arg118-Lys119-Tyr120-Thr121-Ser122 를 구조적 유사체인 IL-1β(115-119)의 상응하는 루프로부터의 사람 서열 Ala-Gln-Phe-Pro-Asn 으로 대체시키는 것은 본질적으로 다음과 같이 수행하였다:Replacing residues Arg118-Lys119-Tyr120-Thr121-Ser122 of FGF-2 with the human sequence Ala-Gln-Phe-Pro-Asn from the corresponding loop of the structural analog IL-1β (115-119) is essentially Was performed as follows:

플라스미드 DNA, pET-3a(M13)에 대해 BstB1 및 Spl1 소화를 수행하고, 그 결과의 더 큰 DNA 단편을 아가로오스 겔 전기영동을 사용하여 단리하였다. DNA 단편을 T4 DNA 결찰효소를 사용하여 다음의 2 개의 합성 올리고뉴클레오티드를 아닐링함에 의해 얻어진, BstB1 및 Spl1 소화에 의해 생성된 것과 부합하는 말단을 함유하고 있는 이중-가닥의 DNA 에 결찰시켰다: 5'-CGAACGATTG GAATCTAATA ACTACAATAC GTACCGGTCT GCGCAGTTTC CTAACTGGTA TGTGGCACTT AAGC-3' (SEQ ID NO. 9) 및 5'-GTACGCTTAA GTGCCACATA CCAGTTAGGA AACTGCGCAG ACCGGTACGT ATTGTAGTTA TTAGATTCCA ATCGTT-3' (SEQ ID NO. 10). 결찰 생성물을 사용하여 대장균 (스트레인 DH5α) 세포를 전달하였다. 원하는 돌연변이 플라스미드 (FGF-2LI)를 새롭게 도입된 Af12 제한 부위 (상기 밑줄친 부분)에서의 절단에 대한 민감성을 토대로 선택하였다.BstB1 and Spl1 digestion was performed on plasmid DNA, pET-3a (M13), and the resulting larger DNA fragments were isolated using agarose gel electrophoresis. DNA fragments were ligated to double-stranded DNA containing ends corresponding to those produced by BstB1 and Spl1 digestion, obtained by annealing the following two synthetic oligonucleotides using T4 DNA ligase: 5 '-CGAACGATTG GAATCTAATA ACTACAATAC GTACCGGTCT GCGCAGTTTC CTAACTGGTA TGTGGCACTT AAGC-3' and (SEQ ID NO. The ligation products were used to deliver E. coli (strain DH5α) cells. The desired mutant plasmid (FGF-2LI) was selected based on sensitivity to cleavage at the newly introduced Af12 restriction site (underlined above).

신호 펩티드를 가지고 있는 및 없는 FGF-2LI 를 중합효소 사슬 반응 (PCR)-기초 방법을 사용하여 구성하였다. FGF-2LI 의 5' 에 FGF-4 신호 펩티드 서열을 첨가하고 그 신호 펩티드가 FGF-2LI 단백질로부터 절단되는 것을 확실하게 하기 위해서, 분비된 FGF-1 을 얻기 위해 포로우 등 (Forough R. et al.)이 사용하였던 유전자 카세트를 사용하였다. 프라이머 (pF1B: 5'-CGGGATCCGC CCATGGCGGG GCCCGGGACG GC-3' (SEQ ID NO. 11))를 사용하여 FGF-4 신호 펩티드의 5' 부분과 두 번째 프라이머 (pF2R: 5'-CGGAATTCTG TGAAGGTGGT GATTTCCC-3', (SEQ ID NO. 12))를 FGF-1 의 5' 부분에 매치시킴으로써, 본 발명자들은 PCR 에 의하여 FGF-4 신호 펩티드 서열의 5' 단부에 있는 BamHI 부위와, 이어서 FGF-1 의 처음 10 개의 아미노산 및 3' 단부에 있는 EcoRI 부위를 포함하는 DNA 단편을 합성하였다. 다른 쌍의 프라이머 (pF3R: 5'-CGGAATTCAT GGCTGAAGGG GAAATCACC-3' (SEQ ID NO. 13) 및 pF4HA: 5'-GCTCTAGATT AGGCGTAGTC TGGGACGTCG TATGGGTAGC TCTTAGCAGA CATTGGAAGA AAAAG-3' (SEQ ID NO. 14))를 사용하여 FGF-2LI 의 5'-단부와 3'-단부를 각각 매치시킴으로써, 본 발명자들은 FGF-2LI 의 5' 단부에는 EcoRI 부위를 가지고 있고 3'-단부에는 인플루엔자 헤모글루티닌 (HA) 꼬리표 와 XbaI 부위를 가지고 있는 두 번째 DNA 단편을 얻었다. 그런 다음 이들 두 개의 단편을 pcDNA3 벡터에 3 분자 결찰에 의하여 BamHI 과 XbaI 부위에 하위클론하였다. 신호 펩티드가 없는 것을 제외하고는 pSPFGF-2LI/cDNA3 과 유사한 플라스미드 pFGF-2LI/cDNA3 을 유사한 방식으로 하위클론하였다. 그런 다음 두 개의 플라스미드를 서열화하여 정확한 삽입을 확인하였다. 그 다음으로, BamHI 및 XbaI 소화에 의하여 pcDNA3 으로부터 두 개의 FGF-2LI 단편을 방출시키고, 그것을 재조합 바이러스를 제조하기 위한 셔틀 벡터인 pACCMVpLpASR(+)(간단히 pACSR)에 하위클론하였다. 재조합 바이러스 및 주입가능한 벡터를 본질적으로 실시예 2 에서 설명한 바와 같이 제조하였다. 유전자 전달은 실시예 5 에서 설명된 바와 같이 수행하였다 (FGF-2LIsp+ 에 대해서는 8 마리의 동물을, FGF-2LIsp- 에 대해서는 6 마리의 동물을 사용함, lacZ 벡터는 대조표준으로서 활용됨, 모두 1011내지 1012바이러스 입자).FGF-2LI with and without signal peptide was constructed using the polymerase chain reaction (PCR) -based method. To add the FGF-4 signal peptide sequence to 5 'of FGF-2LI and ensure that the signal peptide is cleaved from the FGF-2LI protein, Forlow R. et al. The gene cassette used by.) Was used. 5 'portion of the FGF-4 signal peptide and the second primer (pF2R: 5'-CGGAATTCTG TGAAGGTGGT GATTTCCC-3') using primers (pF1B: 5'-CGGGATCCGC CCATGGCGGG GCCCGGGACG GC-3 '(SEQ ID NO. 11)) , (SEQ ID NO. 12)) to the 5 'portion of FGF-1, the inventors identified by PCR the BamHI site at the 5' end of the FGF-4 signal peptide sequence, followed by the first 10 of FGF-1. DNA fragments comprising amino acids and EcoRI sites at the 3 'end were synthesized. Using another pair of primers (pF3R: 5'-CGGAATTCAT GGCTGAAGGG GAAATCACC-3 '(SEQ ID NO. 13) and pF4HA: 5'-GCTCTAGATT AGGCGTAGTC TGGGACGTCG TATGGGTAGC TCTTAGCAGA CATTGGAAGA AAAAG-3' (SEQ ID NO. 14)) By matching the 5'- and 3'-ends of FGF-2LI, respectively, we have an EcoRI site at the 5 'end of FGF-2LI and an influenza hemoglutinin (HA) tag and XbaI at the 3'-end. A second DNA fragment with a site was obtained. These two fragments were then subcloned to the BamHI and XbaI sites by trimolecular ligation to the pcDNA3 vector. Plasmid pFGF-2LI / cDNA3, similar to pSPFGF-2LI / cDNA3, was subcloned in a similar manner except for the absence of signal peptide. Two plasmids were then sequenced to confirm correct insertion. Next, two FGF-2LI fragments were released from pcDNA3 by BamHI and XbaI digestion and subcloned into pACCMVpLpASR (+) (simply pACSR), a shuttle vector for preparing recombinant viruses. Recombinant virus and injectable vectors were prepared essentially as described in Example 2. Gene transfer was performed as described in Example 5 (8 animals for FGF-2LIsp + and 6 animals for FGF-2LIsp-, lacZ vector was used as a control, all 10 11 to 10 12 virus particles).

FGF-2 뮤테인을 사용한 결과Results Using FGF-2 Muteins

FGF-2LI+sp 로 유전자를 전달하고 2 주후 200 bpm 에서 심박조율 스트레스중의 피크 대비 비 (LCx/LV)는 유전자 전달 전과 비교하여 상당히 개선되었다. 도 13 은 비교를 위하여 lacZ, FGF-5, FGF-2LI+sp, FGF-2LI-sp, 및 FGF-4 를 발현하는 재조합 아데노바이러스의 관상동맥내 유전자 전달을 사용한 결과를 도시한다. 도 13 에서 우측의 검은색 막대는 이 방법을 사용한 정상적인 흐름비를 나타낸다. 이들 동물에서 FGF-2LI+sp 는 피크 대비 흐름비를 표준화하였다.At 200 bpm after 2 weeks of gene transfer to FGF-2LI + sp, the ratio to peak during pacemaker stress (LCx / LV) was significantly improved compared to before gene transfer. FIG. 13 depicts the results using intracoronary gene delivery of recombinant adenovirus expressing lacZ, FGF-5, FGF-2LI + sp, FGF-2LI-sp, and FGF-4 for comparison. The black bars on the right in FIG. 13 represent normal flow rates using this method. In these animals, FGF-2LI + sp normalized the flow to peak ratio.

% 벽 두께도 또한 FGF-2LI+sp 를 발현하는 재조합 아데노바이러스의 관상동맥내 전달후 2 주후에 개선되었다. 도 11 은 비교를 위하여 lacZ, FGF-5, FGF-2LI+sp, FGF-2LI-sp, 및 FGF-4 를 발현하는 재조합 아데노바이러스의 관상동맥내 유전자 전달을 사용한 결과를 도시한다. 도 11 의 우측에 있는 검은색 막대는 심박조율-유도된 스트레스전의 정상적인 % 벽 두께를 나타낸다. FGF-2LI+sp 는 국부적인 기능을 FGF-5 와는 통계학적으로 구별할 수 없을 정도로까지 개선시켰다. 비록 FGF-2LI-sp 로 유전자 전달한 후에 어느 정도 개선이 주지되었지만, 트랜스유전자를 포함한 신호 펩티드를 사용한 개선이 월등하였다 (도 13).% Wall thickness was also improved 2 weeks after intracoronary delivery of recombinant adenovirus expressing FGF-2LI + sp. FIG. 11 depicts the results using intracoronary gene delivery of recombinant adenoviruses expressing lacZ, FGF-5, FGF-2LI + sp, FGF-2LI-sp, and FGF-4 for comparison. The black bars on the right side of FIG. 11 represent normal% wall thickness before pacemaker-induced stress. FGF-2LI + sp improved local function to a level that was statistically indistinguishable from FGF-5. Although some improvement was noted after gene transfer with FGF-2LI-sp, the improvement with signal peptides including transgenes was superior (FIG. 13).

Claims (58)

울혈성 심장 질환으로 고생하는 환자의 심장에, 혈관형성 단백질 또는 펩티드를 코드화하는 유전자를 이 유전자의 발현을 위한 프로모터에 작동가능하게 연결된 형태로 포함하고 있는 벡터를 송달하는 것으로 이루어지는, 상기 환자의 치료 방법.Treatment of the patient, comprising delivering to the heart of a patient suffering from congestive heart disease a vector comprising a gene encoding an angiogenic protein or peptide in a form operably linked to a promoter for expression of the gene. Way. 제 1 항에 있어서, 울혈성 심장 질환이 심각한 관상동맥 질병 및 심근 허혈과 관련이 있는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein the congestive heart disease is associated with severe coronary artery disease and myocardial ischemia. 제 1 항에 있어서, 울혈성 심장 질환이 확장형 심근증과 관련이 있는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein the congestive heart disease is associated with dilated cardiomyopathy. 제 1 항에 있어서, 벡터가 심장의 심근에 혈액을 공급하는 혈관에 송달되는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein the vector is delivered to a blood vessel that supplies blood to the heart muscle of the heart. 제 4 항에 있어서, 상기 심근에 혈액을 공급하는 혈관이 관상 동맥, 복재정맥 이식편, 또는 내부 유방 동맥 이식편인 것을 특징으로 하는 방법.5. The method of claim 4, wherein the blood vessel that supplies blood to the myocardium is a coronary artery, a saphenous vein graft, or an internal mammary artery graft. 제 4 항에 있어서, 벡터가 관상동맥내 주입에 의하여 좌측 및/또는 우측 관상 동맥에 직접 송달되는 것을 특징으로 하는 방법.5. The method of claim 4, wherein the vector is delivered directly to the left and / or right coronary arteries by intracoronary injection. 제 6 항에 있어서, 상기 관상동맥내 주입이 좌측 및/또는 우측 관상동맥의 내강안 약 1 cm 에 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.7. The method of claim 6, wherein the intracoronary infusion is performed about 1 cm into the lumen of the left and / or right coronary arteries. 제 1 항에 있어서, 혈관형성 단백질 또는 펩티드가 섬유아세포 성장 인자 (FGF) 패밀리의 구성원인 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein the angiogenic protein or peptide is a member of the fibroblast growth factor (FGF) family. 제 8 항에 있어서, 혈관형성 단백질 또는 펩티드가 FGF-4, FGF-5, FGF-6, FGF-1 또는 FGF-2 인 것을 특징으로 하는 방법.9. The method of claim 8, wherein the angiogenic protein or peptide is FGF-4, FGF-5, FGF-6, FGF-1 or FGF-2. 제 9 항에 있어서, 혈관형성 단백질이 FGF-4 인 것을 특징으로 하는 방법.10. The method of claim 9, wherein the angiogenic protein is FGF-4. 제 9 항에 있어서, 혈관형성 단백질이 FGF-5 인 것을 특징으로 하는 방법.10. The method of claim 9, wherein the angiogenic protein is FGF-5. 제 10 항에 있어서, 혈관형성 단백질이 FGF-1 인 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 10, wherein the angiogenic protein is FGF-1. 제 10 항에 있어서, 혈관형성 단백질이 FGF-2 인 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 10, wherein the angiogenic protein is FGF-2. 제 1 항에 있어서, 혈관형성 단백질이 분비 신호 서열을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein the angiogenic protein comprises a secretory signal sequence. 제 14 항에 있어서, 혈관형성 단백질이 이종성 분비 신호 서열의 내포에 의하여 변형된 FGF-2 인 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 14, wherein the angiogenic protein is FGF-2 modified by inclusion of a heterologous secretion signal sequence. 제 1 항에 있어서, 혈관형성 단백질 또는 펩티드가 혈관 내피 성장 인자 (VEGF) 패밀리의 구성원인 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein the angiogenic protein or peptide is a member of the vascular endothelial growth factor (VEGF) family. 제 16 항에 있어서, 혈관형성 단백질 또는 펩티드가 VEGF-121, VEGF-145, VEGF-165, VEGF-189, VEGF-206, VEGF-167, VEGF-186 또는 VEGF-C 인 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 16, wherein the angiogenic protein or peptide is VEGF-121, VEGF-145, VEGF-165, VEGF-189, VEGF-206, VEGF-167, VEGF-186 or VEGF-C. 제 1 항에 있어서, 혈관형성 단백질 또는 펩티드가 혈소판-유도된 성장 인자 (PDGF) 패밀리의 구성원인 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein the angiogenic protein or peptide is a member of the platelet-induced growth factor (PDGF) family. 제 18 항에 있어서, 혈관형성 단백질 또는 펩티드가 PDGF-A 또는 PDGF-B 인 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 18, wherein the angiogenic protein or peptide is PDGF-A or PDGF-B. 제 1 항에 있어서, 혈관형성 단백질 또는 펩티드가 인슐린-형 성장 인자 (IGF) 패밀리의 구성원인 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein the angiogenic protein or peptide is a member of the insulin-type growth factor (IGF) family. 제 1 항에 있어서, 상기 프로모터가 CMV 프로모터인 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein said promoter is a CMV promoter. 제 1 항에 있어서, 상기 프로모터가 심근세포에 대하여 조직-특이적인 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein said promoter is tissue-specific for cardiomyocytes. 제 22 항에 있어서, 상기 조직-특이적 프로모터가 심실 근세포-특이적 프로모터인 것을 특징으로 하는 방법.23. The method of claim 22, wherein said tissue-specific promoter is a ventricular myocyte-specific promoter. 제 23 항에 있어서, 상기 심실 근세포-특이적 프로모터가 심실 미오신 경쇄-2 프로모터 또는 심실 미오신 중쇄 프로모터인 것을 특징으로 하는 방법.24. The method of claim 23, wherein said ventricular myocyte-specific promoter is a ventricular myosin light chain-2 promoter or a ventricular myosin heavy chain promoter. 제 1 항에 있어서, 벡터가 바이러스 벡터 또는 지질-기초 벡터인 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1 wherein the vector is a viral vector or a lipid-based vector. 제 25 항에 있어서, 벡터가 바이러스 입자인 것을 특징으로 하는 방법,The method of claim 25, wherein the vector is a viral particle, 제 26 항에 있어서, 바이러스 입자가 복제-결핍성 아데노바이러스 (Ad)인 것을 특징으로 하는 방법.27. The method of claim 26, wherein the viral particle is a replication-deficient adenovirus (Ad). 제 26 항에 있어서, 바이러스 입자가 복제-결핍성 아데노-관련 바이러스 (AAV)인 것을 특징으로 하는 방법.27. The method of claim 26, wherein the viral particle is a replication-deficient adeno-associated virus (AAV). 제 26 항에 있어서, 약 106내지 1014개의 바이러스 벡터 입자가 주입시 송달되는 것을 특징으로 하는 방법.27. The method of claim 26, wherein about 10 6 to 10 14 viral vector particles are delivered upon injection. 제 27 항에 있어서, 약 108내지 1012개의 바이러스 벡터 입자가 주입시 송달되는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 27, wherein about 10 8 to 10 12 viral vector particles are delivered upon injection. 심근 경색으로 고생했던 환자의 심장에, 혈관형성 단백질 또는 펩티드를 코드화하는 유전자를 그 유전자의 발현을 위한 프로모터에 작동가능하게 연결된 방식으로 포함하고 있는 벡터를 송달함으로써, 심근의 혈행을 증가시키고, 해로운 심실 리모델링을 경감시키는 것으로 이루어지는, 심실 리모델링의 방지 또는 경감 방법.In the heart of a patient suffering from myocardial infarction, a vector containing a gene encoding an angiogenic protein or peptide is operably linked to a promoter for expression of the gene, thereby increasing myocardial blood circulation and detrimental A method for preventing or alleviating ventricular remodeling, comprising reducing ventricular remodeling. 제 31 항에 있어서, 벡터가 심장의 심근에 혈액을 공급하는 혈관에 송달되는 것을 특징으로 하는 방법.32. The method of claim 31, wherein the vector is delivered to a blood vessel that supplies blood to the myocardium of the heart. 제 32 항에 있어서, 상기 심근에 혈액을 공급하는 혈관이 관상 동맥, 복재정맥 이식편, 또는 내부 유방 동맥 이식편인 것을 특징으로 하는 방법.33. The method of claim 32, wherein the blood vessel that supplies blood to the myocardium is a coronary artery, saphenous vein graft, or an internal mammary artery graft. 제 32 항에 있어서, 벡터가 관상동맥내 주입에 의하여 좌측 및/또는 우측 관상 동맥에 직접 송달되는 것을 특징으로 하는 방법.33. The method of claim 32, wherein the vector is delivered directly to the left and / or right coronary arteries by intracoronary injection. 제 34 항에 있어서, 상기 관상동맥내 주입이 좌측 및/또는 우측 관상동맥의 내강안 약 1 cm 에 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.35. The method of claim 34, wherein said intracoronary infusion is performed about 1 cm into the lumen of the left and / or right coronary artery. 제 31 항에 있어서, 혈관형성 단백질 또는 펩티드가 섬유아세포 성장 인자 (FGF) 패밀리의 구성원인 것을 특징으로 하는 방법.32. The method of claim 31, wherein the angiogenic protein or peptide is a member of the fibroblast growth factor (FGF) family. 제 36 항에 있어서, 혈관형성 단백질 또는 펩티드가 FGF-4, FGF-5, FGF-6, FGF-1 또는 FGF-2 인 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 36, wherein the angiogenic protein or peptide is FGF-4, FGF-5, FGF-6, FGF-1 or FGF-2. 제 37 항에 있어서, 혈관형성 단백질이 FGF-4 인 것을 특징으로 하는 방법.38. The method of claim 37, wherein the angiogenic protein is FGF-4. 제 37 항에 있어서, 혈관형성 단백질이 FGF-5 인 것을 특징으로 하는 방법.38. The method of claim 37, wherein the angiogenic protein is FGF-5. 제 39 항에 있어서, 혈관형성 단백질이 FGF-1 인 것을 특징으로 하는 방법.40. The method of claim 39, wherein the angiogenic protein is FGF-1. 제 39 항에 있어서, 혈관형성 단백질이 FGF-2 인 것을 특징으로 하는 방법.40. The method of claim 39, wherein the angiogenic protein is FGF-2. 제 31 항에 있어서, 혈관형성 단백질이 분비 신호 서열을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.32. The method of claim 31, wherein the angiogenic protein comprises a secretory signal sequence. 제 42 항에 있어서, 혈관형성 단백질이 이종성 분비 신호 서열의 내포에 의하여 변형된 FGF-2 인 것을 특징으로 하는 방법.43. The method of claim 42, wherein the angiogenic protein is FGF-2 modified by inclusion of a heterologous secretion signal sequence. 제 31 항에 있어서, 혈관형성 단백질 또는 펩티드가 혈관 내피 성장 인자 (VEGF) 패밀리의 구성원인 것을 특징으로 하는 방법.32. The method of claim 31, wherein the angiogenic protein or peptide is a member of the vascular endothelial growth factor (VEGF) family. 제 44 항에 있어서, 혈관형성 단백질 또는 펩티드가 VEGF-121, VEGF-145, VEGF-165, VEGF-189, VEGF-206, VEGF-167, VEGF-186 또는 VEGF-C 인 것을 특징으로 하는 방법.45. The method of claim 44, wherein the angiogenic protein or peptide is VEGF-121, VEGF-145, VEGF-165, VEGF-189, VEGF-206, VEGF-167, VEGF-186 or VEGF-C. 제 31 항에 있어서, 혈관형성 단백질 또는 펩티드가 혈소판-유도된 성장 인자 (PDGF) 패밀리의 구성원인 것을 특징으로 하는 방법.32. The method of claim 31, wherein the angiogenic protein or peptide is a member of the platelet-induced growth factor (PDGF) family. 제 46 항에 있어서, 혈관형성 단백질 또는 펩티드가 PDGF-A 또는 PDGF-B 인 것을 특징으로 하는 방법.47. The method of claim 46, wherein the angiogenic protein or peptide is PDGF-A or PDGF-B. 제 31 항에 있어서, 혈관형성 단백질 또는 펩티드가 인슐린-형 성장 인자 (IGF) 패밀리의 구성원인 것을 특징으로 하는 방법.32. The method of claim 31, wherein the angiogenic protein or peptide is a member of the insulin-type growth factor (IGF) family. 제 31 항에 있어서, 상기 프로모터가 CMV 프로모터인 것을 특징으로 하는 방법.32. The method of claim 31, wherein said promoter is a CMV promoter. 제 31 항에 있어서, 상기 프로모터가 심근세포에 대하여 조직-특이적인 것을 특징으로 하는 방법.32. The method of claim 31, wherein said promoter is tissue-specific for cardiomyocytes. 제 50 항에 있어서, 상기 조직-특이적 프로모터가 심실 근세포-특이적 프로모터인 것을 특징으로 하는 방법.51. The method of claim 50, wherein said tissue-specific promoter is a ventricular myocyte-specific promoter. 제 51 항에 있어서, 상기 심실 근세포-특이적 프로모터가 심실 미오신 경쇄-2 프로모터 또는 심실 미오신 중쇄 프로모터인 것을 특징으로 하는 방법.52. The method of claim 51, wherein the ventricular myocyte-specific promoter is a ventricular myosin light chain-2 promoter or a ventricular myosin heavy chain promoter. 제 31 항에 있어서, 벡터가 바이러스 벡터 또는 지질-기초 벡터인 것을 특징으로 하는 방법.32. The method of claim 31, wherein the vector is a viral vector or a lipid-based vector. 제 53 항에 있어서, 벡터가 바이러스 입자인 것을 특징으로 하는 방법,54. The method of claim 53, wherein the vector is a viral particle, 제 54 항에 있어서, 바이러스 입자가 복제-결핍성 아데노바이러스 (Ad) 인 것을 특징으로 하는 방법.55. The method of claim 54, wherein the viral particle is a replication-deficient adenovirus (Ad). 제 54 항에 있어서, 바이러스 입자가 복제-결핍성 아데노-관련 바이러스 (AAV) 인 것을 특징으로 하는 방법.55. The method of claim 54, wherein the viral particle is a replication-deficient adeno-associated virus (AAV). 제 54 항에 있어서, 약 106내지 1014개의 바이러스 벡터 입자가 주입시 송달되는 것을 특징으로 하는 방법.55. The method of claim 54, wherein about 10 6 to 10 14 viral vector particles are delivered upon injection. 제 55 항에 있어서, 약 108내지 1012개의 바이러스 벡터 입자가 주입시 송달되는 것을 특징으로 하는 방법.56. The method of claim 55, wherein about 10 8 to 10 12 viral vector particles are delivered upon injection.
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