KR20010086226A - Genetic Immunization with Nonstructural Proteins of Hepatitis C Virus - Google Patents
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Abstract
본 발명은 특히 개시된 DNA 서열을 포함하는 C형 간염 바이러스 비구조 단백질을 포함하는 핵산 분자를 개시하고 있다. 본 발명은 사람 세포에서 기능을 하는 조절 인자에 작용 가능하게 연결된, NS3, NS4 또는및 NS5 또는 이들의 조합을 코딩하는 뉴클레오티드 서열, 이 서열을 포함하는 C형 간염 바이러스 비구조 단백질, 이 단백질을 포함하는 핵산 분자를 포함하는 제약 조성물을 개시하고 있다. 본 발명은 상기의 제약 조성물을 투여하는 것을 포함하는, C형 간염 바이러스에 감염되기 쉽거나 감염된 개체를 면역화하는 방법을 개시하고 있다.The present invention specifically discloses nucleic acid molecules comprising hepatitis C virus non-structural proteins comprising the disclosed DNA sequences. The present invention encompasses a nucleotide sequence encoding NS3, NS4 and / or NS5 or a combination thereof operably linked to a regulatory factor that functions in a human cell, a hepatitis C virus non-structural protein comprising this sequence, ≪ / RTI > nucleic acid molecules. The present invention discloses a method of immunizing an individual susceptible or susceptible to hepatitis C virus, comprising administering said pharmaceutical composition.
Description
C형 간염 바이러스(HCV)는 수혈로 인해 감염되는 비-A형, 비-B형 간염의 주요 병인학적 인자로서 미국 내에서 매년 약 150,000건의 급성 바이러스성 간염의 원인이 되고 있다[Choo et al., Science, 1989, 244, 359-362]. 선진국에서 0.6 내지 2.0%, 일부 후진국에서는 15% 가량이 퍼져있다[Heintges, et al., Hepatology, 1997, 26, 521-526]. 이들 감염자의 절반 가량이 간경화 및(또는) 간세포암과 연관될 수 있는 만성 감염으로 진행된다[Alter, et al., Science, 1992, 258, 135-140; 및 Alter, et al., New Eng. J. Med., 1992, 327, 1899-1905]. 또한, 항-HCV 항체의 보급에서 보여진 바와 같이, HCV 감염은 간 세포암 발전에 독립적인 위험 인자가 되고 있다(Colombo, et al., Lancet, 1989, ii, 1006-1008; Saito, et al., Proc. Natl. Acad. Sci.USA, 1990, 87, 6547-6549; Simonetti, etal., An. Int. Med., 1992, 116, 97-102; 및 Tsukuma, et al., New Eng. J. Med., 1993, 328, 1797-1801).Hepatitis C virus (HCV) is a major etiologic factor for non-A and non-B hepatitis infections due to transfusion, causing approximately 150,000 acute viral hepatitis in the United States each year [Choo et al. , Science, 1989, 244, 359-362]. In advanced countries 0.6 to 2.0%, and in some less developed countries 15% [Heintges, et al., Hepatology, 1997, 26, 521-526]. Half of these infections progress to chronic infections that can be associated with cirrhosis and / or hepatocellular carcinoma (Alter, et al., Science, 1992, 258, 135-140; And Alter, et al., New Eng. J. Med., 1992,327, 1899-1905]. In addition, as shown in the dissemination of anti-HCV antibodies, HCV infection has become an independent risk factor for hepatocellular carcinoma development (Colombo, et al., Lancet, 1989, ii, 1006-1008; Saito, et al. , Proc Natl Acad Sci., 1990, 87, 6547-6549, Simonetti, et al., An. Int. Med., 1992, 116, 97-102, and Tsukuma, et al., New Eng. J Med., 1993, 328, 1797-1801).
HCV는 외피가 있는, 양성 가닥의 RNA 바이러스이며, 약 9,500 뉴클레오티드의 길이를 가지며 플라비바이러스 패밀리 내에서 별개의 속으로 분류되었다[Heinz, Arch. virol.(Suppl.), 1992, 4, 163-171]. 다른 단리체는 뉴클레오티드 서열의 큰 다양성을 보이며 이에 의해 HCV 게놈은 8가지 이상의 유전형으로 세분된다 [Simmonds, et al., J. Gen. Virol., 1993, 74, 2391-2399]. 모든 유전형에서, 바이러스 게놈은 약 330 Kd의 3010 내지 3033개 아미노산의 폴리프로테인 전구체를 코딩하는 큰 오픈 리딩 프레임(ORF)을 포함한다[Choo, et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1991, 88, 2451-2455; Inchauspe, et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1991, 88, 10292-10296; Kato, et al., Pro. Natl. Aca. Sci. USA, 1990, 87, 9524-9528; Okamoto, et al., J. Gen. Virol., 1991, 72, 2697-2704; 및 Takamizawa. et al., J. Gen. Virol., 1991, 65, 1105-1113]HCV is an enveloped, positive-stranded RNA virus that has a length of about 9,500 nucleotides and is classified as a distinct genus within the Flavivirus family [Heinz, Arch. Virol. (Suppl.), 1992,4, 163-171). Other donors exhibit a large diversity of nucleotide sequences, whereby the HCV genome is subdivided into more than eight genotypes [Simmonds, et al., J. Gen. Virol., 1993, 74, 2391-2399]. In all genotypes, the viral genome contains a large open reading frame (ORF) encoding a polyprotein precursor of 3010 to 3033 amino acids of about 330 Kd (Choo, et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1991, 88, 2451-2455; Inchauspe, et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1991, 88, 10292-10296; Kato, et al., Pro. Natl. Aca. Sci. USA, 1990, 87, 9524-9528; Okamoto, et al., J. Gen. Virol., 1991, 72, 2697-2704; And Takamizawa. et al., J. Gen. Virol., 1991, 65,1105-1113]
각각의 HCV 폴리펩티드는 중핵(C), 외피(E1, E2) 및 비구조 단백질(NS2-NS5)을 생성시키는 전구체 폴리펩티드의 단백질 분해 과정에 의해 생성된다 [Bartenschlager, et al., J. Gen. Virol., 1993, 67, 3835-3844; Grakoui, et al., J. Gen. Virol., 1993, 67, 2823-2843; 및 Selby et al., J. Gen. Virol., 1993, 74, 1103-1113]. 이러한 단백질 분해는 세포 및 바이러스에 의해 코딩되는 프로테아제의 조합에 의해 촉매된다. NS3 유전자는 전사 후에 여러가지 작용기에서 바이러스 폴리프로테인 전구체를 절단하고 또한 바이러스 헬리카제로 작용하는세린 프로테아제를 코딩한다. NS5 부위는 바이러스의 RNA 의존성 RNA 폴리머라제를 코딩한다.Each HCV polypeptide is produced by proteolytic processing of a precursor polypeptide that produces core (C), envelope (E1, E2) and nonstructural protein (NS2-NS5) [Bartenschlager, et al., J. Gen. Virol., 1993, 67, 3835-3844; Grakoui, et al., J. Gen. Virol., 1993, 67, 2823-2843; And Selby et al., J. Gen. Virol., 1993, 74,1103-1113]. Such proteolysis is catalyzed by the combination of cells and proteases encoded by the virus. The NS3 gene encodes a serine protease that cleaves the virus polyprotein precursor at various functional groups after transcription and also acts as a viral helicase. The NS5 site encodes the RNA-dependent RNA polymerase of the virus.
번역된 부위 외에, HCV 게놈은 5' 비번역 부위(5'UTR) 및 3' 비번역 부위(3'UTR)을 포함한다. 324 내지 341개의 뉴클레오티드의 5'UTR은 지금까지 보고된 전체 HCV 단리체 가운데서 가장 높은 보존성을 나타낸다[Han, et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1991, 88, 1711-1715; 및 Bukh, et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1992, 89, 4942-4946]. 이 5'UTR은 HCV RNA의 복제 및(또는) 번역에 중요한 조절 요소를 포함하는 것으로 추측되고 있다. 또한 5'UTR은 여러 개의 작은 오픈 리딩 프레임(ORF)을 포함하고 있으나, 이들 ORF 서열이 실제 번역된다는 것을 제시하는 증거는 아직까지 없다.In addition to the translated site, the HCV genome contains a 5 'untranslated region (5'UTR) and a 3' untranslated region (3'UTR). The 5'UTR of 324 to 341 nucleotides shows the highest conservation among all HCV isolates reported so far [Han, et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1991, 88, 1711-1715; And Bukh, et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1992, 89, 4942-4946]. It has been speculated that this 5'UTR contains important regulatory elements for replication and / or translation of HCV RNA. The 5'UTR also contains several small open reading frames (ORFs), but there is no evidence to suggest that these ORF sequences are actually translated.
간 손상 및 HCV 감염시 바이러스 제거와 관련된 세포 면역 체계는 단지 부분적으로만 확인되어 있다. 만성 HCV 감염 환자에서 간 침윤 림프구의 가능한 병리학적 역할을 확인하기 위해서, Koziel 등은 상기 세포의 세포 독성 T 림프구(CTL) 반응을 조사하고 HCV 폴리펩티드의 구조 및 비구조 부위에 대한 HLA 클래스 I-제한된 CD8+ CTL 반응을 증명하였다[Koziel, et al., J. Virol., 1993, 67, 7522-7532; 및 Koziel, et al., J. Immunol., 1992, 149, 3339-3344]. 또한, 다른 연구자들은 만성 HCV 감염시 중핵 및 다른 바이러스 관련 단백질 상의 에피토프를 인지하는 말초혈액 단핵 세포군에 CTL이 존재한다는 것을 확인하였다[Kita, et al., Hepatol., 1993, 18, 1039-1044; 및 Cerny, et al., Intl. Symp. Viral Hepatitis Liver Dis., 1993, 83(abstr.)]. Botarelli 등[Botarelli, et al., Gastroenterol.,1993, 104, 580-587] 및 Ferrari 등[Ferrari, et al., Hepatol., 1994, 19, 286-295]은 만성 HCV 감염 환자의 HCV의 다른 부위에서 유래된 여러 재조합 단백질에 대한 HLA 클래스 II-제한된 CD4+ T 세포-매개된 증식 반응을 발견하였다.The cellular immune system associated with liver damage and viral clearance during HCV infection is only partially identified. Koziel et al. Investigated the cytotoxic T lymphocyte (CTL) response of these cells to determine the possible pathological role of hepatocyte infiltrating lymphocytes in patients with chronic HCV infection and found that HLA class I-restricted CD8 + CTL response [Koziel, et al., J. Virol., 1993, 67, 7522-7532; And Koziel, et al., J. Immunol., 1992, 149, 3339-3344). In addition, other investigators have shown that CTL is present in peripheral blood mononuclear cells that recognize epitopes on the core and other viral-related proteins upon chronic HCV infection [Kita, et al., Hepatol., 1993, 18, 1039-1044; And Cerny, et al., Intl. Symp. Viral Hepatitis Liver Dis., 1993, 83 (abstr.)]. [Ferrari, et al., Hepatol., 1994, 19, 286-295] have reported that HCV infection in patients with chronic HCV infection is different from that of other HCV infected patients [Botarelli et al., Gastroenterol., 1993, 104, 580-587] HLA class II-restricted CD4 + T cell-mediated proliferative response to several recombinant proteins derived from the site.
활동성의 HCV 감염시, 체액성 및 세포성 면역 반응은 폴리클로날 및 다중 특이적인 것으로 밝혀졌고, 잠복성의 HCV 감염시 유발되는 숙주의 면역 반응이 간 세포 손상의 부분적인 원인이 되는 것으로 추측된다. 그러나, 이러한 면역 반응은 충분히 광범위하거나 바이러스 제거를 촉진할 정도로 활발하지 않으며 만성 HCV 감염자에게 방어적 면역성을 유발하지 못할 것으로 생각된다.[Chisari, J. Clin. Invest., 1997, 99, 1472-1477]. 최근 급성 HCV 감염으로부터 회복된 개체들에서 비구조 단백질에서 유도된 펩티드에 대해 강하게 증식하는 CD4+ T 세포 반응이 발생한다는 것이 최근 밝혀졌다[Missale, et al., J. Clin. Invest., 1996, 98,706-714; 및 Diepolder, et al., Lancet, 1995, 346, 1006-1007]. 더욱 중요한 것은, HCV 특이적 CTL 활성의 발생은 만성 간염 개체의 바이러스 복제 조절과 관련이 있는 것으로 생각된다 [Rehermann, et al., J. Clin. Invest., 1996, 98, 1432-1440; 및 Nelson, et al., J. Immunol., 1997, 158, 1473-1481].In active HCV infections, humoral and cellular immune responses have been found to be polyclonal and multispecific, suggesting that host immune responses induced by latent HCV infection are partly responsible for liver cell damage. However, such an immune response is not sufficiently broad or is not active enough to promote viral clearance and may not result in protective immunity to chronic HCV infections [Chisari, J. Clin. Invest., 1997,99, 1472-1477]. Recently, it has recently been shown that in individuals recovering from acute HCV infection, a CD4 + T cell response occurs which strongly proliferates against peptides derived from nonstructural proteins [Missale, et al., J. Clin. Invest., 1996, 98, 706-714; And Diepolder, et al., Lancet, 1995, 346, 1006-1007). More importantly, the occurrence of HCV-specific CTL activity is thought to be related to the viral replication control of chronic hepatitis individuals [Rehermann, et al., J. Clin. Invest., 1996,98, 1432-1440; And Nelson, et al., J. Immunol., 1997, 158, 1473-1481].
그러나, 비구조 단백질 NS3, NS4 및 NS5가 생체 내에서 광범위하고 활발한 CTL-반응을 유발할 정도의 충분한 면역원성을 갖는 지는 밝혀지지 않았다.However, it has not been revealed that the non-structural proteins NS3, NS4 and NS5 have sufficient immunogenicity to cause extensive and active CTL-responses in vivo.
현재, 만성 HCV 감염에 대해 일반적이고 매우 효과적인 치료법은 없다. HCV 단리체 사이의 큰 이종성 및 단리체 내에서의 이종 게놈의 혼합으로 인해 HCV에 대한 백신 개발은 매우 복잡하다[Martell, et al., J. Virol., 1992, 66, 3225].또한, 바이러스는 매우 다양한 외피 부위를 포함한다. 효과적인 치료법은 인터페론의 사용만으로 한정되고 있다[Carithers, et al., Hepatology, 1997, 26, 83S-88S]. 실제로, 상기 작용제로 치료 받은 개체의 약 8 내지 10%가 HCV에 반응하여 간으로부터 HCV를 제거하였다. 그러나, 최근 연구는 급성 HCV 감염에서 회복된 개체가 잠복성 HCV에 감염된 개체에 비해 비구조 단백질에 대해 큰 CD4+ T-세포 증식 반응을 나타낸다는 것을 밝혔다[Missale, et al., J. Clin. Invest., 1996, 98, 706-714; 및 Diepolder, et al., Lancet, 1995, 346, 006-1007].Currently, there is no general and highly effective treatment for chronic HCV infection. The development of a vaccine against HCV is very complicated due to the large heterogeneity between the HCV isolates and the heterogeneous genome mix in the isolate [Martell, et al., J. Virol., 1992, 66, 3225] Lt; RTI ID = 0.0 > cortical < / RTI > Effective therapies are limited to the use of interferon [Carithers, et al., Hepatology, 1997, 26, 83S-88S]. In fact, about 8 to 10% of the individuals treated with the above agonists have removed HCV from the liver in response to HCV. However, recent studies have shown that individuals recovering from acute HCV infection exhibit a large CD4 + T-cell proliferative response to nonstructural proteins compared to individuals infected with latent HCV [Missale, et al., J. Clin. Invest., 1996,98, 706-714; And Diepolder, et al., Lancet, 1995, 346, 006-1007).
동물에 DNA를 직접 주사하는 것은 면역화를 위한 특이적 항원을 전달하기 위한 유망한 방법이다[Barry, et al., Bio Techniques, 1994, 16, 616-619; Davis, et al., Hum. Mol. Genet., 1993, 11, 1847-1851; Tang, et al., Nature, 1992, 356, 152-154; Wang, et al., J. Virol., 1993, 67, 3338-3344; 및 Wolff, et. al., Science, 1990, 247, 1465-1468]. 이 방법은 마우스 및 닭에서 인플루엔자 바이러스, 마우스 및 소에서 소 헤르페스 바이러스 1 및 마우스에서 광견병 바이러스에 대한 방어적 면역성을 유발하는 데 성공적으로 이용되었다[Cox, et al., J. Virol., 1993, 67, 5664-5667; Fynan, et al., DNA and Cell Biol., 1993, 12, 785-789; Ulmer, et al., Science, 1993, 259, 1745-1749; 및 Xiang, et al., Virol., 1994, 199, 132-140]. 대부분의 경우, 강하나 매우 다양한, 항체 및 세포 독성 T-세포 반응은 감염 조절과 연관되어 있다. 실제로, 사멸 바이러스 백신이 관련되어 급성 감염을 방어하고 잠복성 바이러스 감염을 제거하는 데 유리한 CTL 반응을 유발시키는 방법과 비교해 볼 때, 이 방법은 간 벡터를 이용하지 않고서도장기간 지속되는 기억 CTL을 유발시킬 효능이 있기 때문에 특히 관심의 대상이 되었다[Wolff, et al., Science, 1990, 247, 1465-1468; Wolff, et al., Hum. Mol. Genet., 1992, 1, 363-369; Manthorpe, et al., Human Gene Therapy, 1993, 4, 419-431; Ulmer, et al., Science, 1993, 259, 1745-1749; Yankauckas, et al., DNA and Cell Biol., 1993, 12, 7997-783; Montgomery, et al., DNA and Cell Biol., 1993, 12, 777-783; Fynan, et al., DNA and Cell Biol., 1993, 12, 785-789; Wang, et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1993, 90, 4156-4160; Wang, et al., DNA and Cell Biol., 1993, 12, 799-805; Xiang, et al., Virol., 1994, 199, 132-140; Davis et al., Hum. Mol. Genet., 1993, 11, 1847-1851; Donelly, et al., Nat. Med., 1995, 1, 583-587; Boyer, et al., Nat. Med., 1997, 3, 526-532; Tascon, et al., Nat. Med., 1996, 2, 888-892; 및 Huygen, et al., Nat. Med., 1996, 2, 893-898]. 가용성 재조합 단백질 또는 펩티드를 이용한 면역법을 비교해 볼 때, 바이러스 단백질이 펩티드로 세포 내에서 처리된 후 트랜스펙션된 세포에서 MHC 클래스 I 분자에 제시되기 때문에, 이 방법은 세포독성의 T 세포 활성뿐 아니라 강한 염증성 CD4+ T 세포 반응을 유발할 수 있고 항원 제시 세포와 제한된 상호작용을 보인다는 잇점을 갖는다. 반면, 가용성 단백질을 이용한 면역법은 MHC 클래스 II 경로를 통해 처리되기 때문에 주로 체액성 면역 반응을 유발한다. 합성 펩티드를 이용한 면역화는 숙주 면역 반응 유도에 이용 가능한 에피토프의 수가 제한되기 때문에 여러 단점을 갖는다. 반면, 목적하는 DNA 구조물에 의해 각 단백질으로 코딩되는 모든 천연 B 및 T 세포 에피토프는 T 세포 수용체에 의해 인지되기위해 보존된 것으로 추정되고, 따라서 매우 광범위한 체액성 및 세포성 면역 반응을 유발할 것이다[McDonnell, et al., N. Eng. J. Med., 1996, 334, 42-45].Direct injection of DNA into animals is a promising way to deliver specific antigens for immunization [Barry, et al., Bio Techniques, 1994, 16, 616-619; Davis, et al., Hum. Mol. Genet., 1993, 11, 1847-1851; Tang, et al., Nature, 1992, 356, 152-154; Wang, et al., J. Virol., 1993, 67, 3338-3344; And Wolff, et. al., Science, 1990, 247, 1465-1468). This method has been successfully used to induce protective immunity against influenza viruses in mice and chickens, bovine herpesvirus 1 in mice and cattle, and rabies virus in mice [Cox, et al., J. Virol., 1993, 67, 5664-5667; Fynan, et al., DNA and Cell Biol., 1993,12, 785-789; Ulmer, et al., Science, 1993, 259, 1745-1749; And Xiang, et al., Virol., 1994, 199, 132-140). In most cases, a strong, highly diverse, antibody and cytotoxic T-cell response is associated with infection control. Indeed, compared with methods involving death vaccines to prevent acute infection and to induce a CTL response that is beneficial in eliminating latent viral infections, this method leads to long-lasting memory CTLs without the use of liver vectors Which is of particular interest because of its potency to induce apoptosis [Wolff, et al., Science, 1990, 247, 1465-1468; Wolff, et al., Hum. Mol. Genet., 1992, 1, 363-369; Manthorpe, et al., Human Gene Therapy, 1993, 4, 419-431; Ulmer, et al., Science, 1993, 259, 1745-1749; Yankauckas, et al., DNA and Cell Biol., 1993, 12, 7997-783; Montgomery, et al., DNA and Cell Biol., 1993, 12, 777-783; Fynan, et al., DNA and Cell Biol., 1993,12, 785-789; Wang, et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1993, 90, 4156-4160; Wang, et al., DNA and Cell Biol., 1993, 12, 799-805; Xiang, et al., Virol., 1994, 199, 132-140; Davis et al., Hum. Mol. Genet., 1993, 11, 1847-1851; Donelly, et al., Nat. Med., 1995, 1, 583-587; Boyer, et al., Nat. Med., 1997, 3, 526-532; Tascon, et al., Nat. Med., 1996, 2, 888-892; And Huygen, et al., Nat. Med., 1996, 2, 893-898]. Compared to immunological methods using soluble recombinant proteins or peptides, this method is not only a cytotoxic T cell activity as it is presented in MHC class I molecules in transfected cells after viral proteins are treated in the cells as peptides Has the advantage of inducing strong inflammatory CD4 + T cell responses and exhibiting limited interaction with antigen presenting cells. On the other hand, immunological methods using soluble proteins are mainly processed through the MHC class II pathway, leading mainly to humoral immune responses. Immunization with synthetic peptides has several disadvantages because of the limited number of epitopes available for inducing host immune responses. On the other hand, all native B and T cell epitopes encoded by each protein by the desired DNA construct are presumed to be conserved for recognition by T cell receptors and thus will lead to a very wide range of humoral and cellular immune responses [McDonnell , et al., N. Eng. J. Med., 1996, 334, 42-45].
일반적으로 백신처리 및 면역화는 개체의 면역계가 면역 반응을 개시하여 병원균의 침입을 방어하도록 할 수 있는 무독성제의 도입을 말한다. 면역계는 주로 개체에 정상적으로 존재하지 않는 단백질 및 그 밖의 거대 분자를 인식함으로써 침입하는 외부 조성물 및 작용제를 인식한다. 외부 단백질은 면역 반응을 유도하는 표적을 제시한다.In general, vaccination and immunization refers to the introduction of non-toxic agents that can cause an immune system in an individual to initiate an immune response to defend against the invasion of pathogens. The immune system recognizes exogenous compositions and agents that invade by recognizing proteins and other macromolecules that are not normally present in the individual. The outer protein suggests a target that induces an immune response.
PCT 특허 출원 제 PCT/US90/01348호는 HCV 게놈 클론의 서열 정보, HCV 바이러스 단백질의 아미노산 서열, HCV 단백질 및 이들로부터 유래된 펩티드를 포함하는, 항-HCV 백신을 함유하는 조성물의 제조 및 이용 방법을 개시하고 있다.PCT Patent Application No. PCT / US90 / 01348 discloses a method for producing and using a composition containing an anti-HCV vaccine, comprising the sequence information of the HCV genomic clone, the amino acid sequence of the HCV viral protein, the HCV protein and peptides derived therefrom .
본원에서 참고자료로 인용되는 미국 특허 제 5,830,876호, 5,593,972호, 5,739,118호 및 1994. 1.26에 출원된 PCT 특허 출원 제 PCT/US94/00899호는 각각 유전자 면역법을 개시하고 있다. HCV에 대한 백신도 각각 개시되어 있다.U.S. Patent Nos. 5,830,876, 5,593,972, 5,739,118, and PCT Patent Application No. PCT / US94 / 00899, filed in 1994. 1.26, which are incorporated herein by reference, disclose gene immunization methods, respectively. Vaccines against HCV are also disclosed.
C형 간염 바이러스 감염으로부터 개체를 보호하기에 유용한 백신이 요구되고 있으며, C형 간염 바이러스 감염에 대해 개체를 보호하기 위한 방법이 요구되고 있다.There is a need for a vaccine useful for protecting individuals against hepatitis C virus infection and a method for protecting individuals against hepatitis C virus infection is required.
본 발명은 재조합 핵산 분자, 예를 들어 유전적 면역법에 있어서 항 C형 간염 바이러스 백신의 구성 성분으로 유용한, 상기 분자를 포함하는 제약 조성물, C형 간염 바이러스 감염에 대한 면역 반응을 유발하는 방법 및 C형 간염 바이러스에 감염된 개체의 치료 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a recombinant nucleic acid molecule, for example a pharmaceutical composition comprising said molecule useful as a constituent of an anti-C hepatitis virus vaccine in genetic immunization, a method of inducing an immune response to hepatitis C virus infection, and C The present invention relates to a method for treating an individual infected with hepatitis virus.
<발명의 요약>SUMMARY OF THE INVENTION [
본 발명은 C형 간염 바이러스 비구조 단백질, 예를 들어 NS3, NS4 또는 NS5 또는 이들의 조합을 코딩하는 뉴클레오티드 서열을 포함하는 재조합 핵산 분자에관한 것이다.The present invention relates to a recombinant nucleic acid molecule comprising a nucleotide sequence encoding a hepatitis C virus nonstructural protein, for example NS3, NS4 or NS5, or a combination thereof.
본 발명은 C형 간염 바이러스 비구조 단백질을 코딩하는 뉴클레오티드 서열을 포함하는 재조합 핵산 분자를 포함하는 제약 조성물에 관한 것이다. C형 간염 바이러스 비구조 단백질을 코딩하는 뉴클레오티드 코딩 서열은 사람 세포에서 기능하는 조절 인자에 작용 가능하게 연결된다. 제약 조성물은 추가적으로 제약적으로 허용 가능한 담체 또는 희석제 및 임의로 촉진제, 예를 들어 부피비카인을 포함한다.The present invention relates to a pharmaceutical composition comprising a recombinant nucleic acid molecule comprising a nucleotide sequence encoding a hepatitis C virus nonstructural protein. A nucleotide coding sequence that encodes a hepatitis C virus non-structural protein is operably linked to a regulatory factor that functions in human cells. The pharmaceutical composition further comprises a pharmaceutically acceptable carrier or diluent and optionally an accelerator, for example a bulk biocaine.
본 발명은 C형 간염 바이러스에 감염되기 쉬운 개체에게 C형 간염 바이러스 비구조 단백질을 코딩하는 뉴클레오티드 코딩 서열을 포함하는 재조합 핵산 분자를 포함하는 제약 조성물을 투여하는 것을 포함하는, 상기 개체를 면역화시키는 방법에 관한 것이다. C형 간염 바이러스 비구조 단백질을 코딩하는 뉴클레오티드 코딩 서열은 사람 세포에서 기능하는 조절 인자와 작용 가능하게 연결되어 있다. 제약 조성물은 제약적으로 허용 가능한 담체 또는 희석제를 더 포함한다. 개체에게 C형 간염 바이러스 감염에 대해 방어적 면역 반응을 유도할 수 있는 유효량을 투여한다.The invention provides a method of immunizing a subject susceptible to hepatitis C virus comprising administering to the subject a pharmaceutical composition comprising a recombinant nucleic acid molecule comprising a nucleotide coding sequence encoding a hepatitis C virus non- . The nucleotide coding sequence encoding the hepatitis C virus nonstructural protein is operably linked to regulatory elements that function in human cells. The pharmaceutical composition further comprises a pharmaceutically acceptable carrier or diluent. The subject is administered an effective amount to induce a protective immune response against hepatitis C virus infection.
본 발명은 C형 간염 바이러스를 보유하는 개체에게 C형 간염 바이러스 비구조 단백질을 코딩하는 뉴클레오티드 코딩 서열을 포함하는 재조합 핵산 분자를 포함하는 제약 조성물을 투여하는 것을 포함하는, 상기의 개체의 치료 방법에 관한 것이다. C형 간염 바이러스 비구조 단백질을 코딩하는 뉴클레오티드 코딩 서열은 사람 세포에서 기능하는 조절 인자와 작용 가능하게 연결되어 있다. 제약 조성물은 제약적으로 허용 가능한 담체 또는 희석제를 더 포함한다. 개체에게 C형 간염 바이러스 감염에 대해 치료적 면역 반응을 유도할 수 있는 유효량을 투여한다.The present invention is directed to a method of treating a subject suffering from hepatitis C virus comprising administering to a subject having hepatitis C virus a pharmaceutical composition comprising a recombinant nucleic acid molecule comprising a nucleotide coding sequence encoding a hepatitis C virus non- . The nucleotide coding sequence encoding the hepatitis C virus nonstructural protein is operably linked to regulatory elements that function in human cells. The pharmaceutical composition further comprises a pharmaceutically acceptable carrier or diluent. The subject is administered an effective amount to induce a therapeutic immune response against hepatitis C virus infection.
<도면의 간단한 설명>BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS [
도 1a는 HCV의 하나의 큰 ORF를 보여주는 개략도이며, 이 ORF는 화살표로 표시된 바와 같이, 숙주의 시그날 및 바이러스의 프로테아제에 의해 각각의 구조 및 비구조 단백질로 절단되는 약 3011 내지 3030 아미노산의 폴리프로테인의 전구체를 코딩한다. 도 1b는 HuH-7의 일시적 트랜스펙션 및 SP2/0 세포의 안정한 트랜스펙션 후의 비구조 단백질의 발현을 보여주는 방사선 사진 분석법이다. 레인 1, 3 및 5는 모의(mock) DNA로 트랜스펙션된 세포로 음성 대조군이다(Mock). 레인 2, 4 및 6은 NS3의 약 70 kD, NS4의 약 30 kD 및 NS5의 약 125 kD의 특정 밴드를 보여준다. 레인 7 내지 10은 NS3, NS4 및 NS5의 유전자를 각각 포함하는 핵산 구조물로 트랜스펙션된 SP2/0 세포를 나타낸다. 레인 7 및 9는 음성 대조군으로서 HCV-중핵 단백질을 안정하게 발현하는 세포(SP2-10)의 세포 용해액을 나타내며, 레인 8 및 10은 NS3 및 NS5의 특이적 발현을 나타낸다.Figure 1A is a schematic diagram showing one large ORF of HCV, which is expressed by the signal of the host and by the protease of the virus, the polyprotein of about 3011 to 3030 amino acids cleaved into the respective structural and nonstructural proteins, Lt; / RTI > Figure Ib is a radiographic assay showing the transient transfection of HuH-7 and the expression of nonstructural proteins after stable transfection of SP2 / 0 cells. Lanes 1, 3, and 5 are negative controls with cells transfected with mock DNA (Mock). Lanes 2, 4, and 6 show a specific band of about 70 kD for NS3, about 30 kD for NS4, and about 125 kD for NS5. Lanes 7 to 10 represent SP2 / 0 cells transfected with a nucleic acid construct containing genes for NS3, NS4 and NS5, respectively. Lanes 7 and 9 represent cell lysates of cells stably expressing HCV-core protein (SP2-10) as negative controls, and lanes 8 and 10 represent specific expression of NS3 and NS5.
도 2a는 DNA계 면역법에 의해 생성되는 NS3, NS4 및 NS5에 대한 체액성 면역 반응을 나타내는 막대그래프로서, 형청 항체 수준은 ELISA로 측정하였다(각 군 n=5). 도 2b는 특이적 또는 비특이적 재조합 단백질을 사용한 시험관 내(in vitro) 자극 3일 후에 측정한 T-세포 증식을 나타내는 막대 그래프이다. 도 2c, 2d 및 2e는 시험관 내 자극 48 시간 후에 측정된, 상등액으로 사이토카인의 분비, IFN-γ, IL-2 및 IL-4를 각각 나타내는 막대 그래프이다.Figure 2a is a bar graph showing the humoral immune response to NS3, NS4 and NS5 produced by DNA-based immunoassay. Levels of anti-autoantibody antibodies were measured by ELISA (n = 5 in each group). Figure 2B is a bar graph showing T-cell proliferation measured 3 days after in vitro stimulation with specific or non-specific recombinant protein. Figures 2c, 2d and 2e are histograms showing secretion of cytokines, IFN-y, IL-2 and IL-4, respectively, as supernatants, measured 48 hours after in vitro stimulation.
도 3a 및 3b는 이펙터(effector)와 표적 세포의 다른 비율(100:1, 30:1, 10:1, 3:1)에서 각각 NS3 및 NS5에 대한 세포 독성 T-세포(CTL) 반응을 보여주는 막대 그래프이다. 도 3c는 안정하게 트랜스펙션된 표적 세포주에 대해 크롬 방출 분석법을 보여주는 막대 그래프를 나타낸다.Figures 3a and 3b show cytotoxic T-cell (CTL) responses to NS3 and NS5 at different ratios of the effector and target cells (100: 1, 30: 1, 10: 1, 3: It is a bar graph. Figure 3c shows a bar graph showing the chromium release assay for a target cell line stably transfected.
도 4a는 CTL 활성을 측정하기 위한 종양 모델의 결과를 보여주는 표이다. 도 4b는 왼쪽에서부터 1) 모의 DNA로 면역화, SP2/NS5-21 세포 투여; 2) pApNS5로 면역화, SP2/NS5-21 세포 투여; 3) pApNS5로 면역화, SP2-19(HCV 중핵을 안정적으로 발현) 투여; 및 4) 재조합 NS5 단백질을 세차례 복강 내 투여로 면역화하고 SP2/NS5-21 세포가 투여된 동물을 보여주는 사진이다.4A is a table showing the results of a tumor model for measuring CTL activity. Figure 4b shows, from the left, 1) immunization with simulated DNA, SP2 / NS5-21 cell administration; 2) immunization with pApNS5, SP2 / NS5-21 cell administration; 3) immunization with pApNS5, SP2-19 (stably expressing the HCV core); And 4) immunizing the recombinant NS5 protein with three intraperitoneal administrations and showing the animals to which SP2 / NS5-21 cells were administered.
<발명의 바람직한 실시 태양의 개시>DISCLOSURE OF THE INVENTION <
본 발명은 예방적으로 및(또는) 치료적으로 HCV 감염으로부터 개체를 면역화 또는 치료하기 위한 조성물 및 방법을 제공한다. HCV의 비구조 단백질, 예를 들어 NS3, NS4 또는 NS5 또는 이들의 조합을 코딩하는 뉴클레오티드 코딩 서열을 포함하는 재조합 핵산 분자를 개체에 투여한다. 재조합 핵산 유전자 구조물에 의해 코딩되는 단백질은 개체의 세포에서 발현되고, 항-HCV 면역 반응을 유발하는 면역원성의 표적으로 작용한다. 유발되는 면역 반응은 광범위하고, 체액성 면역 반응 뿐 아니라 세포성 면역 반응도 유발된다. 본 발명의 방법은 예방 및 치료 면역성을 부여하기에 유용하다. 또한, 본 발명은 사람 외에 생의학적 연구를 위한 포유동물에도 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명의 방법은 HCV 감염된 개체를 치료하는 데 뿐 아니라 HCV 침입으로부터 개체를 면역시키는 데 이용될 수 있다.The present invention provides compositions and methods for immunizing or treating individuals from HCV infection prophylactically and / or therapeutically. A recombinant nucleic acid molecule comprising a nucleotide coding sequence encoding non-structural proteins of HCV, e.g., NS3, NS4 or NS5, or a combination thereof, is administered to the subject. Proteins encoded by recombinant nucleic acid gene constructs are expressed in individual cells and serve as targets of immunogenicity leading to anti-HCV immunoreactivity. The resulting immune response is extensive and leads to cellular immune responses as well as humoral immune responses. The methods of the present invention are useful for imparting prophylactic and therapeutic immunity. In addition, the invention may be practiced in mammals for biomedical research as well as in humans. Thus, the methods of the invention can be used not only to treat HCV-infected individuals, but also to immunize individuals from HCV entry.
본원에서 사용된, "HCV 비구조 단백질"은 HCV 비구조 단백질 NS3, NS4 및 NS5 및 그의 동등물을 의미한다. 동등한 단백질은 본원에서 개시한 바와 같은 생활성을 보유하는 NS3, NS4 및 NS5의 펩티드 단편을 포함한다. 또한, HCV 비구조 단백질이란 용어는 서열이 상이할 수 있는 다른 HCV 단리체의 대응하는 HCV 비구조 단백질을 의미한다. 당업자는 다른 HCV 단리체에서 HCV 비구조 단백질을 용이하게 동정할 수 있다. 코돈의 뉴클레오티드 치환은 동일한 아미노산을 코딩할 때 허용가능하다. 또한, 뉴클레오티드 치환의 결과가 보존적인 아미노산 치환(들)인 경우에도 뉴클레오티드 변경이 가능한 것으로 이해된다. 또한, "HCV 비구조 단백질"은 비구조 단백질과 치료적으로 또는 예방적으로 활성인 그의 단편을 포함하는 융합 단백질을 포함한다.As used herein, "HCV nonstructural protein" refers to HCV nonstructural proteins NS3, NS4 and NS5 and equivalents thereof. Equivalent proteins include peptide fragments of NS3, NS4 and NS5 that retain viability as disclosed herein. In addition, the term HCV nonstructural protein refers to the corresponding HCV nonstructural protein of another HCV isolate, which may differ in sequence. One skilled in the art can easily identify HCV nonstructural proteins in other HCV isolates. Nucleotide substitutions of codons are acceptable when coding the same amino acid. It is also understood that even if the result of nucleotide substitution is conservative amino acid substitution (s), nucleotide changes are possible. In addition, " HCV nonstructural protein " includes a fusion protein comprising a nonstructural protein and a fragment thereof that is therapeutically or prophylactically active.
본원에서 사용된 "유전자 구조물"은 백신처리된 개체의 세포 내에서 발현을 지시할 수 있는 프로모터 및 폴리아데닐화 시그날을 포함하는 조절 인자에 작용 가능하게 연결된 개시 및 종료 시그날 및 HCV 비구조 단백질을 코딩하는 뉴클레오티드 코딩 서열을 포함하는 재조합 핵산 분자를 의미한다. 일부 실시태양에서, 유전자 구조물은 또한 인핸서, 코작(Kozak)서열(GCCGCCATG; 서열 1) 및 HCV 5'UTR의 한 가지 이상의 단편을 포함한다.As used herein, " gene construct " refers to an initiation and termination signal operably linked to a regulatory factor comprising a promoter and a polyadenylation signal capable of directing expression in a cell of the vaccinated individual, and a HCV non- ≪ RTI ID = 0.0 > nucleotide < / RTI > In some embodiments, the gene construct also comprises one or more fragments of an enhancer, Kozak sequence (GCCGCCATG; SEQ ID NO: 1) and HCV 5'UTR.
본원에서 사용되는 "유전자 백신"은 유전자 구조물을 포함하는 제약적 제제를 의미한다. 유전자 백신은 HCV에 대해 예방적 및(또는) 치료적 면역 반응을 유발시키는 데 유용한 제약 제제를 포함한다.As used herein, " gene vaccine " means a pharmaceutical formulation comprising a gene construct. Gene vaccines include pharmaceutical agents useful for inducing a prophylactic and / or therapeutic immune response against HCV.
본원에서 사용되는 "핵산"은 DNA, RNA 또는 이들의 키메라 형태를 의미한다.As used herein, "nucleic acid" refers to DNA, RNA or chimeric forms thereof.
본 발명에 따르면, 유전자 구조물은 발현될 개체의 세포에 도입되어 한 가지 이상의 HCV 비구조 단백질을 생산한다. 바람직하게는, 본 발명의 유전자 구조물의 조절 인자는 포유동물, 바람직하게는 사람 세포에서 발현을 지시할 수 있다. 조절인자는 프로모터 및 폴리아데닐화 시그날을 포함한다. 또한, 다른 요소, 예를 들어 인핸서 및 코작 서열도 유전자 구조물에 포함될 수 있다.According to the present invention, the gene construct is introduced into the cells of the individual to be expressed to produce one or more HCV nonstructural proteins. Preferably, the regulatory element of the gene construct of the invention can direct expression in a mammal, preferably a human cell. Regulatory factors include promoters and polyadenylation signals. In addition, other elements, such as enhancers and Koza sequences, may also be included in the gene construct.
본 발명의 유전자 구조물은 세포 내에서 염색체 외에서 기능을 하는 분자로서 존재하거나 세포의 염색체 DNA 내에 도입될 수 있다. 핵산, 예를 들어 DNA는 세포에 도입되어 플라스미드 형태로 별개의 유전 물질로서 존재할 수 있다. 별법으로, 선형의 핵산은 세포에 도입되어 염색체 내에 도입될 수 있다. 핵산을 세포로 도입시킬 때, 염색체 내로 핵산이 도입되는 것을 촉진하는 시약이 첨가될 수 있다. 또한, 상기 도입을 촉진하는 데 유용한 DNA 서열이 DNA 분자에 포함될 수 있다. 별법으로, RNA가 세포 내에 투여될 수도 있다. 유전자 구조물을 중심체, 말단소립체 또는 복제 개시점(origin)을 포함하는 선형의 미니 염색체로 제공하는 것이 고려되고 있다.The gene construct of the present invention can exist as a molecule functioning extracellularly in a cell or can be introduced into chromosomal DNA of a cell. Nucleic acids, such as DNA, can be introduced into cells and exist as separate genetic material in plasmid form. Alternatively, a linear nucleic acid can be introduced into the cell and introduced into the chromosome. When a nucleic acid is introduced into a cell, a reagent that promotes the introduction of the nucleic acid into the chromosome may be added. In addition, DNA sequences useful for promoting such introduction may be included in the DNA molecule. Alternatively, the RNA may be administered intracellularly. It is contemplated to provide the gene construct as a linear mini-chromosome containing a centromere, endoplasmic reticulum or origin of replication.
본 발명의 유전자 구조물은 HCV 비구조 단백질을 코딩하는 뉴클레오티드 코딩 서열을 포함하는 재조합 핵산 분자를 포함한다. 일부 바람직한 실시태양에서, 재조합 핵산 분자는 NS3을 코딩하는 뉴클레오티드 코딩 서열을 포함한다. 다른 바람직한 실시 태양에서, 재조합 핵산 분자는 NS4를 포함하는 HCV 비구조 단백질을 코딩하는 뉴클레오티드 코딩 서열을 포함한다. 다른 바람직한 실시 태양에서, 재조합 핵산 분자는 NS5를 포함하는 HCV 비구조 단백질을 코딩하는 뉴클레오티드 코딩 서열을 포함한다. 다른 바람직한 실시 태양에서, 재조합 핵산 분자는 NS3, NS4 및 NS5를 포함하는 HCV 비구조 단백질의 모든 조합물을 코딩하는 뉴클레오티드 코딩 서열을 포함한다.The gene construct of the present invention comprises a recombinant nucleic acid molecule comprising a nucleotide coding sequence encoding an HCV nonstructural protein. In some preferred embodiments, the recombinant nucleic acid molecule comprises a nucleotide coding sequence that encodes NS3. In another preferred embodiment, the recombinant nucleic acid molecule comprises a nucleotide coding sequence that encodes an HCV nonstructural protein comprising NS4. In another preferred embodiment, the recombinant nucleic acid molecule comprises a nucleotide coding sequence that encodes an HCV nonstructural protein comprising NS5. In another preferred embodiment, the recombinant nucleic acid molecule comprises a nucleotide coding sequence encoding all combinations of HCV nonstructural proteins including NS3, NS4 and NS5.
일부 바람직한 실시태양에서, 재조합 핵산 분자는 HCV NS3, NS4 또는 NS5 단백질의 단편 또는 이들의 조합물을 포함하는 HCV 비구조 단백질을 코딩하는 뉴클레오티드 코딩 서열을 포함한다. 단편은 대응하는 비구조 단백질의 10, 25, 50, 75, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 550, 600, 650, 700, 750, 800, 850, 950 또는 1000 개의 아미노산을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 단편은 단백질의 카르복시 말단, 아미노 말단 부분 또는 이들 사이 부분을 포함할 수 있다. 당업자는 HCV 비구조 단백질의 면역원성 단편 또는 비구조 단백질의 모든 조합의 면역원성 단편을 포함하는 융합 단백질을 충분히 제조할 수 있다. 따라서, HCV 비구조 단백질을 코딩하는 뉴클레오티드 코딩 서열을 포함하는 재조합 핵산 분자는 백신의 효능에 큰 변화없이 전체 HCV 비구조 유전자 산물보다 작은 부분을 포함할 수 있다. 한 개 이상의 뉴클레오티드가 단백질의 아미노산 서열에 영향을 주지 않으면서 뉴클레오티드 코딩 서열을 치환될 수 있다. 또한, 다중 치환 및 한 개 이상의 보존 아미노산 치환이 HCV 비구조 단백질의 면역원 활성의 큰 감소 없이 단백질 전체에 걸쳐 만들어질 수 있다.In some preferred embodiments, the recombinant nucleic acid molecule comprises a nucleotide coding sequence that encodes an HCV nonstructural protein comprising a fragment of the HCV NS3, NS4, or NS5 protein, or a combination thereof. Fragments can be obtained from the corresponding nonstructural proteins at 10, 25, 50, 75, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 550, 600, 650, 700, 750, 800, 850, But are not limited to, < RTI ID = 0.0 > 1000 < / RTI > amino acids. In addition, the fragment may comprise a carboxy terminal, amino terminal portion, or a portion in between, of the protein. One skilled in the art can fully prepare a fusion protein comprising an immunogenic fragment of an HCV nonstructural protein or an immunogenic fragment of any combination of nonstructural proteins. Thus, a recombinant nucleic acid molecule comprising a nucleotide coding sequence that encodes an HCV nonstructural protein may comprise less than the entire HCV nonstructural gene product without significant changes in the efficacy of the vaccine. One or more nucleotides may be substituted for the nucleotide coding sequence without affecting the amino acid sequence of the protein. Also, multiple substitutions and one or more conservative amino acid substitutions can be made throughout the protein without a significant reduction in the immunogen activity of the HCV nonstructural protein.
본 발명의 일부 실시 태양에서, 재조합 핵산 분자는 HCV 5'UTR의 마지막 9개 뉴클레오티드, HCV 5'UTR의 마지막 25개 뉴클레오티드, HCV 5'UTR의 마지막 50개 뉴클레오티드, HCV 5'UTR의 마지막 75개 뉴클레오티드, HCV 5'UTR의 마지막 100개뉴클레오티드, HCV 5'UTR의 마지막 150개 뉴클레오티드, HCV 5'UTR의 마지막 200개 뉴클레오티드, HCV 5'UTR의 마지막 250개 뉴클레오티드 또는 HCV 5'UTR의 마지막 300개 뉴클레오티드를 포함하는 5'UTR의 단편을 포함한다. 일부 바람직한 실시 태양에서, 유전자 구조물은 전체 HCV 5'UTR을 포함한다. 일부 바람직한 실시 태양에서는, 유전자 구조물은 HCV 5'UTR의 9개의 3'뉴클레오티드를 포함한다. 바람직한 실시 태양에서 전체 HCV 5'UTR은 GCCAGCCCCCGATTGGGGGCGACACTCCACCATAGATC ACTCCCCTGTGAGGAACTACTGTCTTCACGCAGAAAGCGTCTAGCCATGGCGTTAGTATGAGTGTCGTGCAGCCTCCAGGACCCCCCCTCCCGGGAGAGCCATAGTGGTCTGCGGAACCGGTGAGTACACCGGAATTGCCAGGACGACCGGGTCCTTTCTTGGATCAACCCGCTCAATGCCTGGAGATTTGGGCGTGCCCCCGCGAGACTGCTAGCCGAGTAGTGTTGGGTCGCGAAAGGCCTTGTGGTACTGCCTGATAGGGTGCTTGCGAGTGCCCCGGGAGGTCTCGTAGACCGTGCACC(서열 2)이다.In some embodiments of the invention, the recombinant nucleic acid molecule comprises the last 9 nucleotides of HCV 5'UTR, the last 25 nucleotides of HCV 5'UTR, the last 50 nucleotides of HCV 5'UTR, the last 75 nucleotides of HCV 5'UTR Nucleotides, the last 100 nucleotides of HCV 5'UTR, the last 150 nucleotides of HCV 5'UTR, the last 200 nucleotides of HCV 5'UTR, the last 250 nucleotides of HCV 5'UTR or the last 300 nucleotides of HCV 5'UTR Lt; RTI ID = 0.0 > 5'UTR < / RTI > comprising nucleotides. In some preferred embodiments, the gene construct comprises the entire HCV 5'UTR. In some preferred embodiments, the gene construct comprises nine 3 'nucleotides of HCV 5'UTR. Total HCV 5'UTR in a preferred embodiment is a GCCAGCCCCCGATTGGGGGCGACACTCCACCATAGATC ACTCCCCTGTGAGGAACTACTGTCTTCACGCAGAAAGCGTCTAGCCATGGCGTTAGTATGAGTGTCGTGCAGCCTCCAGGACCCCCCCTCCCGGGAGAGCCATAGTGGTCTGCGGAACCGGTGAGTACACCGGAATTGCCAGGACGACCGGGTCCTTTCTTGGATCAACCCGCTCAATGCCTGGAGATTTGGGCGTGCCCCCGCGAGACTGCTAGCCGAGTAGTGTTGGGTCGCGAAAGGCCTTGTGGTACTGCCTGATAGGGTGCTTGCGAGTGCCCCGGGAGGTCTCGTAGACCGTGCACC (SEQ ID NO: 2).
DNA 분자의 유전자 발현에 필요한 조절 인자에는 프로모터, 개시 코돈, 종료 코돈 및 폴리아데닐화 시그날이 포함된다. 또한, 유전자 발현에 인핸서가 요구되는 경우도 있다. 이들 인자는 HCV 비구조 단백질을 코딩하는 서열에 작용 가능하게 연결되야 하며, 조절 인자는 투여될 개체에서 작용 가능해야 한다. 개시 코돈 및 종료 코돈은 일반적으로 HCV 비구조 단백질을 코딩하는 뉴클레오티드 서열의 일부로 간주된다.Regulatory factors necessary for gene expression of DNA molecules include promoters, initiation codons, termination codons, and polyadenylation signals. In addition, enhancers may be required for gene expression. These factors should be operably linked to a sequence encoding an HCV nonstructural protein, and the regulatory factor should be operable in the individual to be administered. The initiation codon and termination codon are generally considered to be part of the nucleotide sequence encoding the HCV nonstructural protein.
이용되는 프로모터와 폴리아데닐화 시그날은 개체의 세포 내에서 기능적이어야한다. 단백질 생산을 최대화하기 위해서, 구조물이 투여될 세포 내에서 유전자 발현에 적합한 조절 서열을 선택해야 한다. 또한, 세포 내에서 가장 효율적으로전사될 수 있는 코돈이 선택되어야 한다. 당업자라면 포유동물, 바람직하게는 사람 세포 내에서 기능을 하는 DNA 구조물을 제조할 수 있다.The promoter and polyadenylation signal used should be functional within the individual's cells. In order to maximize protein production, a regulatory sequence suitable for gene expression within the cell to which the construct is to be administered should be selected. In addition, codons that can be most efficiently transcribed within the cell should be selected. Those skilled in the art will be able to prepare DNA constructs that function in mammals, preferably human cells.
본 발명을 실시하는 데, 특히 사람의 유전자 백신을 제조하는 데 유용한 프로모터에는, 이로 한정되는 것은 아니나, 시미안 바이러스 40(SV40), 마우스 유방 종양 바이러스(MMTV) 프로모터, 사람 면역 결핍 바이러스(HIV), 예를 들어 HIV 말단 반복 배열(LTR) 프로모터, 몰로니 바이러스, ALV, 사이토메갈로바이러스(CMV), 예를 들어 CMV 초기 프로모터, 엡스타인 바 바이러스(EBV), 라우스 육종 바이러스(RSV) 및 사람 액틴, 사람 미오신, 사람 헤모글로빈, 사람 근육 크레아틴 및 사람 메탈로티오네인과 같은 사람 유전자의 프로모터를 예로 들 수 있다.Promoters useful in the practice of the invention, particularly in the production of human gene vaccines, include but are not limited to simian virus 40 (SV40), mouse mammary tumor virus (MMTV) promoter, human immunodeficiency virus (HIV) Such as the HIV termination repeat (LTR) promoter, Moloney virus, ALV, cytomegalovirus (CMV) such as the CMV early promoter, Epstein Barr virus (EBV), Rous sarcoma virus (RSV) Examples of such promoters include human myosin, human hemoglobin, human muscle creatine, and human metallothionein.
본발명의 실시, 특히 사람의 유전자 백신을 제조하는 데 있어서 유용한 폴리아데닐화 시그날에는, 이에 한정되는 것은 아니나, SV40 폴리아데닐화 시그날 및 LTR 폴리아데닐화 시그날을 예로 들 수 있다. 특히, SV40 폴리아데닐화 시그날은 pCEP4 플라스미드(Invitrogen, 미국 캘리포니아주 샌디애고 소재)내에 존재하는 SV40 폴리아데닐화 시그날을 사용하였다.Examples of polyadenylation signals useful in the practice of the present invention, particularly in the production of human gene vaccines, include, but are not limited to, SV40 polyadenylation signals and LTR polyadenylation signals. In particular, the SV40 polyadenylation signal used an SV40 polyadenylation signal present in the pCEP4 plasmid (Invitrogen, San Diego, CA).
유전자 발현에 필요한 조절 인자 외에, 다른 인자가 유전자 구조물에 포함될 수 있다. 이같은 추가 인자에는 인핸서가 포함된다. 인핸서는 이로 한정되는 것은 아니나, 사람 액틴, 사람 미오신, 사람 헤모글로빈, 사람 근육 크레아틴 및 CMV, RSV 및 EBV에서 유래된 바이러스 인핸서를 포함하는 군에서 선택될 수 있다.In addition to the regulatory elements required for gene expression, other factors may be involved in the gene construct. These additional parameters include enhancers. Enhancers may be selected from the group including, but not limited to, human actin, human myosin, human hemoglobin, human muscle creatine and virus enhancers derived from CMV, RSV and EBV.
유전자 구조물을 염색체 외에 유지하고 세포 내에서 구조물의 다중 카피를 생산하기 위해서 유전자 구조물에 포유동물의 복제 개시점을 제공할 수 있다. 인비트로젠에서 구입한 플라스미드 pCEP4 및 pREP4는 엡스타인 바 바이러스 복제 개시점 및 염색체 내에 도입되지 않고 높은 카피수의 에피솜 복제를 하는 핵 항원 EBNA-1 코딩 부위를 포함하고 있다.It is possible to provide the cloning start point of the mammal to the gene construct in order to maintain the gene construct outside the chromosome and produce multiple copies of the construct within the cell. Plasmids pCEP4 and pREP4 purchased from Invitrogen contain the nucleotide antigene EBNA-1 coding region which does not enter Epstein Barr virus cloning start point and chromosome but replicates episomes of high copy number.
이에 한정되는 것은 아니나, 근육내, 복강내, 피내, 피하, 정맥내, 동맥내, 안내 및 구강 및 경피, 또는 흡입 또는 좌약식으로 투여될 수 있다. 바람직한 투여 경로는 근육내, 복강내, 피내 및 피하 주사이다. HCV 비구조 단백질을 코딩하는 유전자 구조물의 전달은 구조물이 점막 면역 관련 조직에 제시되는 투여 방식으로 면역화될 개체에게 점막 면역을 제공한다. 따라서, 일부 예에서 유전자 구조물은 개체의 구강 내 협강내 투여로 전달된다.But are not limited to, intramuscular, intraperitoneal, intradermal, subcutaneous, intravenous, intraarterial, intravaginal and oral and transdermal, or inhalation or suppository administration. Preferred routes of administration are intramuscular, intraperitoneal, intradermal and subcutaneous injection. Delivery of the gene construct encoding the HCV nonstructural protein provides mucosal immunity to the individual to which the construct is to be immunized with a dosing regimen presented to the mucosal immune related tissue. Thus, in some instances, gene constructs are delivered by intratracheal instillation of the individual.
유전자 구조물은, 이에 한정되는 것은 아니나, 전통적인 주사, 무바늘(needless) 주사 기구 또는 "미세주사 충격 유전자 주입기"를 포함하는 방법으로 투여될 수 있다. 별법으로, 여러가지 방법으로 유전자 백신은 개체로부터 분리된 세포에 도입될 수 있다. 이들 방법에는, 예를 들어 생체 외(ex vivo) 트랜스펙션, 일렉트로포레이숀, 미세주입법 및 미세주사 충격법이 포함된다. 유전자 구조물이 세포에 도입된 후, 개체에게 이식된다. 백신 투여된 세포가 원래 다른 개체로부터 유래되었다 하더라도, 유전자 구조물이 도입된 비면역원성 세포는 개체에게 이식될 수 있다.The gene constructs may be administered in a manner that includes, but is not limited to, conventional injections, needless injection devices, or " microinjection shock gene injectors ". Alternatively, gene vaccines can be introduced into cells separated from the individual in various ways. These methods include, for example, ex vivo transfection, electroporation, microinjection and microinjection shock methods. After the gene construct is introduced into the cell, it is transplanted into the individual. Even though the vaccine-administered cells originally originated from other individuals, non-immunogenic cells into which the gene construct was introduced can be transplanted into the subject.
본 발명의 일부 실시 태양에서는, 무바늘 주사 기구를 이용하여 유전자 구조물을 개체에게 투여한다. 본 발명의 일부 실시 태양에서는 무바늘 주사 기구를 이용하여 피내, 피하 및 근육내로 유전자 구조물을 동시에 투여한다. 무바늘 주사기구는 잘 알려져 있으며 널리 이용가능하다. 당업자는 본원의 지시에 따라 개체의 세포에 유전자 물질을 전달하기 위해 무바늘 주사 기구를 사용할 수 있다. 무바늘 주사 기구는 유전 물질을 모든 조직에 전달하기에 적합하다. 특히 유전 물질을 피부 및 근육 세포에 전달하기에 유용하다. 일부 실시 태양에서, 무바늘 주사 기구는 개체의 피부 표면에 DNA 분자를 포함하는 액체를 주입하는 데 유용하다. 액체는 충분한 속도로 주입되어 피부와 닿을 때 피부 표면을 통과하고 피부 및 피하의 근육 조직으로 스며든다. 따라서, 유전 물질은 피내, 피하 및 근내로 동시 투여된다. 일부 실시 태양에서, 무바늘 주사 기구는 다른 기관의 세포에 핵산 분자를 도입시키기 위해서 그 기관의 조직에 유전자 물질을 전달하는 데 사용될 수 있다.In some embodiments of the invention, gene constructs are administered to a subject using a needleless injection device. In some embodiments of the present invention, gene constructs are administered concurrently, intradermally, subcutaneously, and intramuscularly, using a needle-free injection device. The needle-free injection device is well known and widely available. One skilled in the art can use a needle-free injection device to deliver genetic material to a cell of a subject according to the instructions herein. The needleless injection device is suitable for delivering the genetic material to all tissues. It is particularly useful for delivering genetic material to skin and muscle cells. In some embodiments, a needleless injection device is useful for injecting a liquid comprising DNA molecules onto the skin surface of an individual. Liquids are injected at a sufficient rate to pass through the skin surface when in contact with the skin and penetrate into the skin and subcutaneous muscle tissue. Thus, the genetic material is co-administered intradermally, subcutaneously and intramuscularly. In some embodiments, the needle-free injection device can be used to deliver genetic material to the tissue of the organ in order to introduce nucleic acid molecules into cells of other organs.
본 발명의 유전자 백신은 약 1 나노그램 내지 약 1000 마이크로그램의 핵산, 바람직하게는 DNA를 포함한다. 일부 바람직한 실시 태양에서, 백신은 약 10 나노그램 내지 약 800 마이크로그램의 핵산을 포함한다. 일부 바람직한 실시 태양에서, 백신은 약 0.1 내지 약 500 마이크로그램의 핵산을 포함한다. 일부 바람직한 실시 태양에서, 백신은 약 1 내지 약 350 마이크로그램의 핵산을포함한다. 일부 바람직한 실시 태양에서, 백신은 약 25 내지 약 250 마이크로그램의 핵산을 포함한다. 일부 바람직한 실시 태양에서, 백신은 약 100 마이크로그램의 핵산을 포함한다. 당업자는 원하는 양의 핵산을 포함하는 백신을 용이하게 제조할 수 있다.The gene vaccine of the present invention comprises from about 1 nanogram to about 1000 micrograms of nucleic acid, preferably DNA. In some preferred embodiments, the vaccine comprises from about 10 nanograms to about 800 micrograms of nucleic acid. In some preferred embodiments, the vaccine comprises about 0.1 to about 500 micrograms of nucleic acid. In some preferred embodiments, the vaccine comprises about 1 to about 350 micrograms of nucleic acid. In some preferred embodiments, the vaccine comprises about 25 to about 250 micrograms of nucleic acid. In some preferred embodiments, the vaccine comprises about 100 micrograms of nucleic acid. A person of ordinary skill in the art can readily prepare a vaccine containing the desired amount of nucleic acid.
본 발명의 유전자 백신은 사용될 투여 형태에 따라 제제화된다. 당업자는 유전자 구조물을 포함하는 제약 조성물을 용이하게 제제화할 수 있다. 본 발명의제약 조성물은 NS3, NS4 또는 NS5 또는 이들의 조합을 코딩하는 단일 유전자 구조물을 포함한다. 별법으로, 본 발명의 제약 조성물은 NS3, NS4 또는 NS5 또는 이들의 조합을 코딩하는 다수의 유전자 구조물을 포함한다. 또한, 본 발명의 제약 조성물은 NS3, NS4 또는 NS5의 단편 또는 이들의 조합을 코딩하는 단일 또는 다수의 유전자 구조물을 포함한다. 또한, 본 발명의 제약 조성물은 NS3, NS4 또는 NS5 단백질의 전체 또는 단편의 융합 단백질을 코딩하는 단일 유전자 구조물을 포함한다. 일부 경우에는, 등장 제제가 사용된다. 일반적으로, 등장성을 위한 첨가물에는 염화나트륨, 덱스트로오스, 만니톨, 소르비톨 및 락토오스를 포함할 수 있다. 경우에 따라 인산 완충 식염수와 같은 등장 용액이 바람직하다. 안정화제에는 젤라틴 및 알부민이 포함된다. 일부 실시 태양에서, 혈관 수축제가 제제에 첨가된다. 본 발명의 제약 제제는 멸균 상태 및 무발열원 상태로 제공된다.The gene vaccine of the present invention is formulated according to the dosage form to be used. Those skilled in the art can readily formulate pharmaceutical compositions comprising gene constructs. The pharmaceutical composition of the present invention comprises a single gene construct encoding NS3, NS4 or NS5 or a combination thereof. Alternatively, the pharmaceutical composition of the present invention comprises a plurality of gene constructs encoding NS3, NS4 or NS5 or a combination thereof. In addition, the pharmaceutical compositions of the present invention comprise single or multiple gene constructs encoding NS3, NS4 or NS5 fragments or combinations thereof. In addition, the pharmaceutical composition of the present invention comprises a single gene construct encoding a fusion protein of whole or a fragment of a NS3, NS4 or NS5 protein. In some cases, isotonic agents are used. In general, additives for isotonicity may include sodium chloride, dextrose, mannitol, sorbitol and lactose. Sometimes isotonic solutions such as phosphate buffered saline are preferred. Stabilizers include gelatin and albumin. In some embodiments, a vasoconstrictor is added to the formulation. The pharmaceutical preparation of the present invention is provided in a sterilized state and a non-pyrogenic state.
본 발명의 유전자 구조물은 "촉진제"라는, 동일한 유전자 백신을 투여시에 사용하지 않을 경우보다 이를 사용시에 세포에 의한 유전자 구조물의 수용 및(또는) 발현을 증가시키는 물질과 함께 제제화되거나 투여될 수 있다. 유전자 구조물와 함께 투여되는 상기의 물질 및 그의 투여 방법이 미국 특허 제 5,830,876호, 제 5,593,972호, 제 5,739,118호 및 1994.1.26자로 출원된 PCT 특허 출원 제 PCT/US94/00899호에 개시되어 있다. 상기 제제에는 CaPO4, DEAE 덱스트란, 음이온 지질, 세포외 기질-활성 효소, 사포닌, 렉틴, 에스트로겐 화합물 및 스테로이드 호르몬, 히드록실화된 저급 알킬, 디메틸 설폭시드(DMSO), 우레아 및 벤조산 에스테르 아닐리드, 아미딘, 우레탄 및 이들의 염산염, 예를 들어 국부 마취제의 염산염이 있다. 또한 유전자 구조물은 지질/다가 양이온 복합체 내에 캡슐화되어 함께 투여된다. 바람직한 촉진제는 부피비카인이다. 조성물은 단위 투여 형태로 편리하게 투여될 수 있으며 제약계에 공지된 예를 들어 문헌[Remington's Pharmaceutical Sciences(Mack Pub. Co., Easton, PA, 1980)]에 개시된 방법으로 제조될 수 있다.The gene construct of the present invention may be formulated or administered with a substance that increases the acceptance and / or expression of the gene construct by the cell, when used, rather than when the same gene vaccine is used . The above materials administered with gene constructs and methods of administration thereof are disclosed in U.S. Patent Nos. 5,830,876, 5,593,972, 5,739,118, and PCT Patent Application No. PCT / US94 / 00899 filed on Jan. 16, 1994. Such agents include but are not limited to CaPO 4 , DEAE dextran, anionic lipids, extracellular matrix-active enzymes, saponins, lectins, estrogen compounds and steroid hormones, hydroxylated lower alkyl, dimethylsulfoxide (DMSO), urea and benzoic ester anilide, Amidines, urethanes and their hydrochlorides, such as the hydrochloride of a local anesthetic. The gene constructs are also encapsulated and administered together in a lipid / polyvalent cation complex. A preferred promoter is a bulk biocaine. The compositions may conveniently be presented in unit dosage form and may be prepared by methods known in the art, for example, as described in Remington's Pharmaceutical Sciences (Mack Pub. Co., Easton, Pa., 1980).
하기에서 제시될 실시예에서, HCV의 3가지 다른 비구조 단백질을 코딩하는 플라스미드를 이용한 DNA계 백신 처리는 두가지 면역계에서 강한 항원 특이적 면역 반응을 유발시킨다. 세차례의 면역처리 후에 모든 동물에서 검출 가능한 항체 반응을 발생하였다. 이와 관련하여, HCV의 중핵 구조 단백질을 이용한 선행 연구와 비교해 볼 때 이들 비구조 단백질은 훨씬 우수한 항원이다[Tokushige, et al., Hepatology, 1996, 24, 14-20; 및 Geissler, et al., J. Immunol., 1997, 158, 1231-1237]. 바람직한 실시 태양에서, 비구조 단백질에 대한 체액성 면역 반응은 항원 제시 세포를 활성화 시키는 화합물, 예를 들어 IL-2 및 GM-CSF와 같은 사이토카인 발현 플라스미드의 첨가로 상승될 수 있다[Geissler, et al., J. Immunol., 1997, 158, 1231-1237; 및 Xiang, Immunity, 1995, 2, 129-135]. NS3, NS4 및 NS5를 코딩하는 세가지 플라스미드는 모두 우성의 TH1 표현형의 CD4+ T-세포 염증 반응을 유발하였음이 증명되었다. 또한, 강한 특이적 CD8+ CTL 반응은 이전에 동물 모델 시스템에서 여러가지 병원균에 대해 방어를 유도한다고 밝혀진 용해 값을생성시키는 NS3 및 NS5 경우에 특히 유발되었다[Tascon, et al., Na. Med., 1996, 2, 888-892; 및 Huygen, et al., Nat. Med., 1996, 2, 893-898]. 또한, DNA계 돌연변이에 의해서 유도되는 CTL 반응이 NS5 단백질을 코딩하는 cDNA로 안정하게 트랜스펙션된 동계의 SP2/0 종양 세포를 이용하여 동물의 종양 형성을 방어하는 지를 조사하였다. 약 60% 마우스에서 종양 형성이 방지되었으며 이것은 이 면역 처리법에 의해서 생체 내에서 높은 수준의 CTL 활성이 유도되었음을 나타낸다. 또한, 모의 DNA 또는 재조합 NS5 단백질로 면역화된 경우에 비해, 종양이 발생한 동물의 종양 중량이 크게 감소되었다. 또한, 이 모델은 종양 성장의 억제가 측정된 동물 모델에서 플라비바이러스 비구조 단백질에 대한 고수준의 세포 면역 반응을 측정할 수 있음을 증명한다.In the examples presented below, DNA-based vaccination with plasmids encoding three different nonstructural proteins of HCV results in a strong antigen-specific immune response in both immune systems. After three immunizations, a detectable antibody response occurred in all animals. In this regard, these nonstructural proteins are far superior to previous studies using HCV core structural proteins [Tokushige, et al., Hepatology, 1996, 24, 14-20; And Geissler, et al., J. Immunol., 1997, 158, 1231-1237]. In a preferred embodiment, the humoral immune response to nonstructural proteins can be elevated by the addition of cytokine expression plasmids such as IL-2 and GM-CSF, which activate antigen presenting cells [Geissler, et al., J. Immunol., 1997, 158, 1231-1237; And Xiang, Immunity, 1995, 2, 129-135). Three plasmids encoding NS3, NS4 and NS5 all proven to induce CD4 + T-cell inflammatory responses of the dominant T H 1 phenotype. In addition, strong specific CD8 + CTL responses have been specifically induced in NS3 and NS5 cases, which previously produced dissolution values that were found to induce defense against various pathogens in animal model systems [Tascon, et al., Na. Med., 1996, 2, 888-892; And Huygen, et al., Nat. Med., 1996, 2, 893-898]. We also investigated whether the CTL response induced by the DNA-based mutation defended tumorigenesis in animals using winter-specific SP2 / 0 tumor cells stably transfected with the cDNA encoding the NS5 protein. Tumor formation was prevented in about 60% of mice, indicating that this immunization treatment induced a high level of CTL activity in vivo. In addition, the tumor weight of the tumor-bearing animal was significantly reduced compared to immunized with the simulated DNA or recombinant NS5 protein. This model also demonstrates that inhibition of tumor growth can measure high levels of cellular immune response to Flavivirus nonstructural proteins in animal models where measured.
본원에 개시된 결과는 본원에서 기재된 바와 같이 HCV 비구조 단백질을 코딩하는 유전자 구조물을 이용한 DNA계 면역법이 HCV 보유 개체의 치료 및 HCV 예방 백신에 유용하다는 것을 보여준다.The results disclosed herein demonstrate that DNA-based immunization using gene constructs encoding HCV nonstructural proteins as described herein is useful for the treatment of HCV-bearing individuals and for HCV-preventive vaccines.
또한, 본 발명을 증명하기 위해 다음 실시예를 통해 본 발명이 예시될 것이다. 이들 실시예는 의도된 것이 아니며 개시의 범주에 한정되도록 해석되지 않을 것이다.Further, in order to demonstrate the present invention, the present invention will be illustrated by the following examples. These embodiments are not intended to be construed as limiting the scope of the disclosure.
실시예 1 : HCV 발현 벡터의 고안 및 제작Example 1: Design and production of HCV expression vector
CMV-프로모터 및 RSV 인핸서에 의해 유도되는 발현 플라스미드(pApO31)에 개시 및 종료 코돈을 도입하여 각각의 비구조 단백질을 코딩하는 유전자를 클로닝하였다. 또한, 선택 마커를 포함하는 발현 벡터(pcDNA3)를 사용하여 안정하게 트랜스펙션된 SP2/0 세포주(도 1a)를 제조하였다.The initiation and termination codons were introduced into the expression plasmid (pApO31) induced by the CMV-promoter and the RSV enhancer to clone a gene encoding each non-structural protein. In addition, an SP2 / 0 cell line (FIG. 1A) was prepared that was stably transfected using an expression vector (pcDNA3) containing a selection marker.
바이러스 유전자 공급원으로서, HCV의 전장 ORF를 포함하는 pBRTM/HCV1로 명명된 플라스미드를 사용하여 본 발명의 발현 벡터에 클로닝하였다.[Grakoui, et al., J. Virol., 1993, 67, 1385-1395]. 별법으로, HCV를 코딩하는 뉴클레오티드 서열은 젠뱅크 승인 번호 X61596 및 D16435에서 얻을 수 있다. 개시 및 종료 코돈 및 다음 프라이머를 이용한 제한 효소 부위를 삽입한 후, 구조물 pApO31-NS3, pApO31-NS4 및 pApO31-NS5를 PCR 클로닝하였다; NS3 경우: 5'-GGTCTAGATTGATGGCGC CCATCACGGC-3'(XbaI)(서열 3), 5'-CACACGCGTTCACGTGACGACCTCCAGGT-3'(Mlu I) (서열 4), NS 4 경우: 5'-GGTCTAGATGAGCACCTGGGTGCTC-3'(XbaI)(서열 5),5'-CCAGGATCCTC AGCATGGAGTGGTACA-3-(BamHI)(서열 6), 및 NS5 경우: 5'-TCAGTCTAGAATGTCCGGCTCCG GCTCCTGGCTAAGGGA-3'(XbaI)(서열 7), 5'-AGCTACGCGTTCACCGGTTGGGGAGGAGGT-3'(Mlu I)(서열 8). 높은 신뢰도의 PCR 시스템(Boehringer Mannheim, Indianapolis, IN)을 이용하여 PCR 증폭시킨 후, cDNA 단편을 RSV 인핸서 인자를 포함하며 CMV 프로모터에 의해 유도되는 플라스미드 발현 벡터 pApO3(Apollon, Malvern, PA)에 삽입하였다. 구조물을 DH5α에서 배양하고 2 × 염화 세슘 원심분리 또는 엔도프리 완충액 시스템을 이용하는 Qiagen Giga Kit(Santa Clara, CA)를 이용하여 플라스미드 DNA를 정제하였다. 표준 방법을 이용한 서열 분석법으로 비구조 유전자 삽입체를 확인하였다.As a viral gene source, a plasmid named pBRTM / HCV1 containing the full-length ORF of HCV was used to clone the expression vector of the present invention [Grakoui, et al., J. Virol., 1993, 67, 1385-1395 ]. Alternatively, the nucleotide sequence encoding HCV can be obtained from Genbank Accession Nos. X61596 and D16435. The inserts pApO31-NS3, pApO31-NS4 and pApO31-NS5 were PCR cloned after the initiation and termination codons and restriction sites using the following primers were inserted: NS3: 5'-GGTCTAGATTGATGGCGC CCATCACGGC-3 '(XbaI) (SEQ ID NO: 3), 5'-CACACGCGTTCACGTGACGACCTCCAGGT-3' (Mlu I) (SEQ ID NO: 5), 5'-CCAGGATCCTC AGCATGGAGTGGTACA-3- (BamHI) (SEQ ID NO: 6) and NS5 in the case of NS5: 5'-TCAGTCTAGAATGTCCGGCTCCG GCTCCTGGCTAAGGGA- ) (SEQ ID NO: 8). After PCR amplification using a high-confidence PCR system (Boehringer Mannheim, Indianapolis, IN), the cDNA fragment was inserted into a plasmid expression vector pApO3 (Apollon, Malvern, PA) containing the RSV enhancer factor and induced by the CMV promoter . The constructs were cultured in DH5α and the plasmid DNA was purified using Qiagen Giga Kit (Santa Clara, Calif.) Using 2 × cesium chloride centrifugation or an endorphin buffer system. Non-structural gene inserts were identified by sequencing using standard methods.
CTL-분석법의 표적 세포로서 안정한 NS3, NS4 및 NS5 발현 세포주를 확립하기 위해, 비구조 단백질 코딩 유전자 단편을 네오마이신 선택 마커를 갖는 pcDNA3 및 pcDNA3.1/Zeo(-) 발현 벡터(Invitrogen, San Diego)에 클로닝하였다. 우선, NS3 및 NS5의 XbaI 및 MluI 단편을 리트머스-38 벡터(New England Biolabs, MA)의 NheI/MluI 부위에 서브클로닝하고 EcoRI 및 SalI로 절단하여 각각 pcDNA3 및 pcDNA3.1/Zeo(-)의 EcoRI/XhoI 다중 클로닝 부위에 다시 라이게이션시켰다. NS4를 포함하는 XbaI 및 BamHI 단편을 리트머스-20(New England Biolabs)에 다시 라이게이션시켜 KpnI 및 EcoRI으로 절단하고, 이어서 pcDNA3 벡터에 라이게이션시켰다. 플라스미드를 pcDNA3-NS3, pcDNA3-NS4 및 pcDNA3.1/Zeo(1)-NS5로 명명하였다.In order to establish stable NS3, NS4 and NS5 expressing cell lines as target cells of CTL-analysis, nonstructural protein coding gene segments were cloned into pcDNA3 and pcDNA3.1 / Zeo (-) expression vectors (Invitrogen, San Diego ). First, XbaI and MluI fragments of NS3 and NS5 were subcloned into the NheI / MluI site of Litmus-38 vector (New England Biolabs, Mass.) And digested with EcoRI and SalI to obtain EcoRI of pcDNA3 and pcDNA3.1 / Zeo / XhoI < / RTI > multiple cloning site. The XbaI and BamHI fragments containing NS4 were re-ligated into Litmus-20 (New England Biolabs), digested with KpnI and EcoRI, and subsequently ligated into the pcDNA3 vector. The plasmids were named pcDNA3-NS3, pcDNA3-NS4 and pcDNA3.1 / Zeo (1) -NS5.
HCV 비구조 단백질을 코딩하는 DNA 서열을 보유하는 당업자라면 본 발명의 유전자 구조물을 제조하기 위한 프라이머를 고안할 수 있다. 또한, 뉴클레오티드 염기 치환은 프라이머의 결합에 영향을 주지 않도록 제작될 수 있다. 또한, 당업자에게 공지된 바와 같이, 프라이머는 클로닝 및 라이게이션을 위한 엔도뉴클리아제 제한 부위를 이용하여 프라이머를 제조할 수 있다. 따라서, 당업자는 알맞은 프라이머를 고안하고 PCR 증폭을 수행하여 본 발명의 모든 유전자 구조물을 제조할 수 있다. PCR 생성물은 발현 벡터에 라이게이션될 수 있다.Those skilled in the art having a DNA sequence coding for an HCV nonstructural protein can devise a primer for preparing the gene construct of the present invention. Also, nucleotide base substitution can be made so as not to affect the binding of the primer. Also, as is known to those skilled in the art, primers can be prepared using endonuclease restriction sites for cloning and ligation. Thus, one skilled in the art can design all primers and perform PCR amplification to produce all the gene constructs of the present invention. The PCR product can be ligated to an expression vector.
상기에서 기재된 HCV 비구조 단백질의 뉴클레오티드 코딩 서열을 포함하는 플라스미드는 각각 CMV 프로모터 및 RSV 인핸서 인자의 전사 조절 하에 위치한 HCV 비구조 단백질의 뉴클레오티드 코딩 부위를 포함한다.Plasmids comprising the nucleotide coding sequence of the HCV nonstructural protein described above each comprise a nucleotide coding region of the HCV nonstructural protein located under the transcriptional control of the CMV promoter and the RSV enhancer factor, respectively.
실시예 2: 시험관 내 발현Example 2: In vitro expression
플라스미드 구조물의 유전자 삽입체의 염기서열을 분석하였고, 일시적 트랜스펙션 후에는 HuH-7 세포 및 안정하게 트랜스펙션시킨 후에는 SP2/0 표적 세포에서 각각 단백질 발현을 시험관 내에서 확인하였다. NS3의 약 70 kD, NS4의 약 30 kD 및 NS5의 125 kD의 단백질 밴드가 세포내에서 발현되었으나 배양액으로 분비되지 않았음이 확인되었다(도 1b).The nucleotide sequences of the plasmid constructs were analyzed, and protein expression was confirmed in vitro in HuH-7 cells after transient transfection and in SP2 / 0 target cells after stable transfection. A protein band of about 70 kD for NS3, about 30 kD for NS4, and 125 kD for NS5 was expressed in the cells but not in the culture medium (Fig. 1B).
HCV 비구조 단백질의 발현 수준을 측정하기 위해 인산 칼슘 방법을 이용하여 여러가지 구조물로 HuH-7 사람 간암 세포주를 일시적으로 트랜스펙션시켰다. 간략히,35S-메티오닌 및 시스테인으로 4 시간 동안 대사 표지시킨 후 세포 용해액을 변형된 RIPA 완충액(0.15 M NaCl, 1% NP-40, 50 mM Tris, 0.5% DOC 및 1% SDS)에 제조하였다. 세포 용해액을 말 혈청으로 전처리하고 폴리클로날 항혈청 WU 110(NS3), W 148/151(NS4) 및 WU 115(NS5)로 밤새 예비인큐베이션시켜 세파로스 A에 결합하도록 하였다[Grakoui, et al., J. Virol., 1993, 67, 1385-1395]. SDS-PAGE로 단백질을 분리시킨 후, 겔을 건조시켜 방사선 촬영하였다. 또한 NS5 단백질 발현은 쥐의 mAb(Biogenesis, Sandown, NH)를 이용하여 웨스턴 블롯 및 면역형광분석법을 이용하여 확인하였다. NS3, NS4 및 NS5를 발현하는 안정적으로 트랜스펙션된 세포주를 얻기 위해서, 동종의 BALB/c 마우스 골수종 유도된 세포주 SP2/0을 목적하는 바이러스 유전자 삽입체를 포함하는 pcDNA3 플라스미드로 일렉트로포레이션에 의해 트랜스펙션시켰다 G418 선택 조건 하에서 성장하는 세포를 제한 희석(0.3 세포/웰)하여 클로닝하고, 상기에 기술한 방법으로 스크리닝하였다.HuH-7 human liver cancer cell lines were transiently transfected with various structures using the calcium phosphate method to measure the expression level of HCV nonstructural proteins. Briefly, the cell lysate was prepared in modified RIPA buffer (0.15 M NaCl, 1% NP-40, 50 mM Tris, 0.5% DOC and 1% SDS) after metabolic labeling with 35 S-methionine and cysteine for 4 hours . Cell lysates were pretreated with horse serum and allowed to bind Sepharose A by preincubation overnight with polyclonal antiserum WU 110 (NS3), W 148/151 (NS4) and WU 115 (NS5) [Grakoui, et al. , J. Virol., 1993, 67, 1385-1395]. Proteins were separated by SDS-PAGE, and the gel was dried and irradiated. NS5 protein expression was also confirmed by Western blot and immunofluorescence analysis using a mouse mAb (Biogenesis, Sandown, NH). To obtain a stably transfected cell line expressing NS3, NS4 and NS5, homologous BALB / c mouse myeloma derived cell line SP2 / 0 was isolated by electroporation with pcDNA3 plasmid containing the desired viral gene insert Transfected Cells growing under G418 selection conditions were cloned by limiting dilution (0.3 cells / well) and screened by the method described above.
네오마이신 또는 제오마이신 내성 유전자를 각각 포함하는 pcD3 및 pcD3.1플라스미드를 HCV 비구조 유전자 클로닝 및 안정한 동종의 표적 세포주 생산에 이용하였다. 이들 구조물로 HuH-7 세포를 일시적으로 트랜스펙션시키고 베타-갈락토시다제 측정법으로 트랜스펙션 효율을 조절한 후, 세포를 메티오닌 및 시스테인 무첨가 배지에서 30분간 영양 결핍시킨 후35S-메티오닌 및 시스테인으로 4시간 동안 표지하였다. 세포 용해액을 비구조 단백질에 특이적인 폴리클로날 토끼 혈청으로 면역 침전시켜 세파로스 A 비드로 분리하고 SDS-PAGE로 분석하여 방사선 촬영하였다. 레인 1, 3 및 5는 모의 DNA로 트랜스펙션된 세포이며 음성 대조군이다(Mock). 레인 2, 4 및 6은 NS3의 약 70 kD, NS4의 약 30 kD 및 NS5의 125 kD의 특정 밴드를 보여준다. (레인 7-10): SP2/0 세포는 NS3, NS4 및 NS5의 유전자를 포함하는 pcD3계 구조물로 트랜스펙션되었다. 항생제로 선별한 후, 세포를 제한 희석(0.3 세포/웰)에 의해 클로닝하여 배양한 후, 상기에 기술한 바와 같이 NS3의 경우 방사능 표지법 및 면역침전법 또는 NS5의 경우 웨스턴 블롯으로 분석하였다. 레인 7 및 9는 음성 대조군(SP2-19)으로서 HCV-중핵 단백질을 안정하게 발현하는 세포의 세포 용해액을 나타내며, 레인 8 및 10은 NS3 및 NS5의 특이적 발현을 나타낸다. 이들 세포를 시험관 내 자극 및 CTL 분석법의 표적 세포로 사용하였다.The pcD3 and pcD3.1 plasmids, respectively containing neomycin or zeomycin resistance genes, were used for cloning of non-structural HCV genes and production of stable homologous target cell lines. Temporarily the HuH-7 cells by transfection of these structures and beta-after-galactosidase assay was adjusted to the transfection efficiency, cells were methionine and cysteine-free medium in 30 minutes malnutrition 35 S- methionine and Cysteine for 4 hours. The cell lysate was immunoprecipitated with polyclonal rabbit serum specific for nonstructural proteins and separated into Sepharose A beads, analyzed by SDS-PAGE, and radiographically taken. Lanes 1, 3, and 5 are cells transfected with mock DNA and negative control (Mock). Lanes 2, 4, and 6 show specific bands of about 70 kD for NS3, about 30 kD for NS4, and 125 kD for NS5. (Lanes 7-10): SP2 / 0 cells were transfected with a pcD3-based construct containing the genes for NS3, NS4 and NS5. After screening with antibiotics, the cells were cloned by limiting dilution (0.3 cells / well) and cultured and then analyzed by radioactivity labeling and immunoprecipitation for NS3 or Western blot for NS5 as described above. Lanes 7 and 9 represent cell lysates of cells stably expressing the HCV-core protein as negative control (SP2-19), and lanes 8 and 10 represent specific expression of NS3 and NS5. These cells were used as target cells for in vitro stimulation and CTL assays.
실시예 3: 면역화 방법Example 3: Immunization method
암컷 BALB/c(h-2d) 마우스를 매사추세츠주 종합병원의 동물 시설의 표준 무병원균 조건 하에 보관하였다. 마우스는 Charles River Laboratories(Wilmington, MA)로부터 구입하였으며 생체 내 연구에 20주령의 마우스를 사용하였다. 0.9%NaCl 100 ㎕ 내의 플라스미드 DNA 총 100 ㎍을 마우스의 대퇴 근육에 5 개의 다른 부위에 2회 및 3회 주사하였다. 부스터 주사를 매 14일 간격으로 반대 다리에 주사하였다. 모든 면역학 실험에서 양성 대조군으로 CFA 내의 재조합 NS3, NS4 및 NS5 비구조 단백질(Mikrogen, Munich) 5 ㎍을 제 0일에 복강내 주사 하고 4 주 및 8 주 후에 0.05% SDS 내의 동일량의 단백질로 부스팅하였다. 이 실험에서 음성 대조군으로 삽입되지 않은 플라스미드 벡터 및 재조합 B형 간염 표면 항원 (HbsAg) (Energix, Smith Kline Beecham, Philadelphia)을 이용하였다. 모든 마우스는 마지막 면역처리 10일 후에 희생시켰다.Female BALB / c (h-2d) mice were housed under standard non-pathogenic conditions at the animal facility of Massachusetts General Hospital. Mice were purchased from Charles River Laboratories (Wilmington, MA) and 20-week old mice were used for in vivo studies. A total of 100 [mu] g of plasmid DNA in 100 [mu] l of 0.9% NaCl was injected into the femoral muscle of the mice twice and three times at 5 different sites. Booster injections were injected on the opposite leg every 14 days. Five micrograms of recombinant NS3, NS4 and NS5 nonstructural proteins (Mikrogen, Munich) in CFA as a positive control in all immunological experiments were intraperitoneally injected at day 0 and boosted with the same amount of protein in 0.05% SDS after 4 and 8 weeks Respectively. Plasmid vectors and recombinant hepatitis B surface antigens (HbsAg) (Energix, Smith Kline Beecham, Philadelphia), which were not inserted as negative control, were used in this experiment. All mice were sacrificed 10 days after the last immunization.
실시예 4: 체액성 면역 반응 측정Example 4: Measuring humoral immune response
확립된 ELISA 법을 이용하여 면역화된 각각의 동물의 혈청에서 항-NS3, NS4 및 NS5 항체의 수준을 측정하였다. 간단하게, 마이크로타이터 플레이트 (Falcon, Micro-test IIIM Flexible Assay Plate)를 상기에 기술한 재조합 단백질로 4℃에서 밤새 코팅하였다(0.5 ㎍/웰). 소 태아 혈장(FBS)으로 20℃에서 2시간 동안 블로킹시킨 후, 마우스 혈청의 1:50 희석액을 플레이트에 첨가하고 20℃에서 1시간 동안 추가로 인큐베이션하였다. 0.05% Tween-20을 포함하는 인산 완충 식염수로 4회 세척한 후에 호스래디쉬 퍼옥시다제 표지된 항-마우스 항체(Amersham, Arlington Heights, IL)를 1:2000 희석도로 가하였다. 1시간 동안 인큐베이션한 후 플레이트를 세척하고 발색 기질을 첨가하고 자동 판독기로 판독하였다.The levels of anti-NS3, NS4 and NS5 antibodies were measured in the serum of each animal immunized using established ELISA methods. Briefly, a microtiter plate (Falcon, Micro-test IIIM Flexible Assay Plate) was coated (0.5 / / well) overnight at 4 째 C with the recombinant protein described above. After blocking with fetal bovine plasma (FBS) at 20 DEG C for 2 hours, a 1: 50 dilution of mouse serum was added to the plate and further incubated at 20 DEG C for 1 hour. After washing four times with phosphate buffered saline containing 0.05% Tween-20, horseradish peroxidase-labeled anti-mouse antibody (Amersham, Arlington Heights, IL) was diluted 1: 2000. After incubation for 1 hour, the plates were washed and chromogenic substrate was added and read with an automated reader.
세 번의 면역처리 후에 결합 효소면역흡착검사법(ELISA)을 이용하여 면역화된 모든 동물에서 3가지 비구조 단백질에 대한 특이적 항체 반응을 확인하였다.모의 DNA로 면역화된 마우스에서는 항원 특이 면역 반응이 발견되지 않았다(도 2a). 양성 대조군으로 재조합 NS3, NS4 및 NS5 비구조 단백질을 프로인드 완전 보조액과 혼합하여 마우스의 복강내로 세차례 접종하였고, 예상한 바와 같이 강한 체액성 면역 반응이 증명되었다(자료 미제시).After three immunizations, binding specific enzyme immunoreactivity (ELISA) was used to confirm the specific antibody response to the three nonstructural proteins in all immunized animals. (Fig. 2a). As a positive control, recombinant NS3, NS4 and NS5 nonstructural proteins were inoculated into the peritoneal cavity of mice three times by mixing with the complete adjuvant solution and, as expected, a strong humoral immune response was demonstrated (data not shown).
도 2a는 DNA계 면역법에 의해 생성된 NS3, NS4 및 NS5에 대한 체액성 면역 반응을 보여준다. 혈청 항체 수준을 ELISA(각 군: n=5)로 측정하였다. BSA로 코팅된 웰 및 모의 DNA로 면역화된 마우스의 혈청을 대조군으로 이용하였다. 양성 대조군 마우스를 재조합 단백질의 복강내 투여로 면역화시켰다(자료 미제시). 도 2b는 특이적 또는 비특이적 재조합 단백질을 사용한 시험관 내 자극 3일 후에 측정된 T-세포 증식을 보여준다. H3-티민과 함께 18시간 동안 인큐베이션한 후 세포를 회수하였다. △cpm은 기본 활성(예를 들어, 항원 없이 인큐베이션한 경우)를 빼서 결정하였다. 재조합 NS3 단백질 1 ㎍과 함께 실시한 인큐베이션은 유독하여, 증식이 확인되지 않았다. CFA와 함께 재조합 단백질로 면역화된 마우스는 5 내지 10 배 더 높은 반응을 보였다(자료 미제시).Figure 2a shows the humoral immune response to NS3, NS4 and NS5 produced by DNA-based immunization. Serum antibody levels were measured by ELISA (n = 5 in each group). Serum from mice coated with BSA and immunized with mock DNA was used as a control. Positive control mice were immunized with intraperitoneal administration of recombinant protein (data not shown). Figure 2b shows T-cell proliferation measured 3 days after in vitro stimulation with specific or non-specific recombinant protein. After incubation with H 3 -thymine for 18 hours, cells were harvested. The cpm was determined by subtracting the basal activity (for example, incubation without antigen). Incubation with 1 ug of recombinant NS3 protein was toxic and no proliferation was observed. Mice immunized with recombinant protein with CFA showed a 5-10 fold higher response (data not shown).
실시예 5: 림프증식 및 사이토카인 분비 분석법Example 5: Lymphoproliferation and cytokine secretion assay
마우스를 이소플루란(Aerrane, Anaquest, NJ)로 마취하고 비장 세포를 회수하였다. 0.83% NH4Cl/0.17 M Tris(pH 7.4)내에서 25℃에서 5분간 인큐베이션하여 적혈구를 제거하였다. 비장 세포를 2회 세척하고 10% FBS 및 2-머캅토에탄올을 포함하는 완전 DMEM(Mediatech, Washington, DC) 200 ㎕ 내에 5×105세포/웰의 농도로 각 시료 당 세 개씩 96 웰 플레이트를 이용하여 배양하였다. 다른 농도(0, 0.01 및 1 ㎍/㎖)의 재조합 비구조 단백질(NS3, NS4 및 NS5)(Mikrogen, Munich)로 세포를 자극하였다. 음성 대조군으로, 같은 농도의 재조합 HCV-중핵 또는 HbsAg 단백질(Energix)로 이펙터 세포를 자극하였다. 3일간 자극한 후에3H-티민(1 μCi/웰)을 첨가하였다. 세포를 18시간 동안 추가로 인큐베이션하고 나서 회수하여 DNA에 결합된3H-티민을 정량하였다. 기본 활성(△cpm)에 의한 방사능의 결합을 수정하였다. 사이토카인 분비를 측정하기 위해서, 이펙터 세포를 상기에 기술한 바와 같이 배양하여 배양 상등액에서 상업적 키트(Endogen, Boston, MA)를 이용하여 제조자의 지시에 따라 Il-2, IL-4 및 인터페론-γ 수준을 측정하였다.Mice were anesthetized with isoflurane (Aerrane, Anaquest, NJ) and spleen cells were recovered. The red blood cells were removed by incubation in 0.83% NH 4 Cl / 0.17 M Tris (pH 7.4) at 25 ° C for 5 minutes. Washed twice with 10% FBS, and spleen cells and 2-mercaptoethanol complete DMEM (Mediatech, Washington, DC) 5 × 10 5 years by one 96-well plate for each sample at a concentration of cells / well in 200 ㎕ containing Lt; / RTI > Cells were stimulated with recombinant nonstructural proteins (NS3, NS4 and NS5) (Mikrogen, Munich) at different concentrations (0, 0.01 and 1 ug / ml). As a negative control, effector cells were stimulated with the same concentration of recombinant HCV-core or HbsAg protein (Energix). After stimulation for 3 days, 3 H-thymine (1 μCi / well) was added. The cells were further incubated for 18 hours and then recovered to quantify 3 H-thymine bound to the DNA. The binding of radioactivity by basal activity (? Cpm) was modified. To measure cytokine secretion, effector cells were cultured as described above and cultured in culture supernatants using a commercial kit (Endogen, Boston, Mass.) According to the manufacturer's instructions for IL-2, IL-4 and interferon- Respectively.
비구조 단백질에 대한 세포-매개 면역 반응을 조사하기 위해서, 비장 세포를 회수하여 재조합 항원 또는 시험관 내에서 안정하게 트랜스펙션된 세포주에 의해 발현되는 항원으로 재자극하였다. [3H] 티민 결합에 의해 측정된 바와 같이 상당한 림프구 증식이 다른 항원 농도의 모든 비구조 단백질에 의해 유도되었다(도 2b). 최대 자극을 발생시키는 방법으로서 재조합 단백질의 복강내 면역처리는 세가지 단백질에 대해 5 내지 10 배 높은 림프구 증식율을 보였다(자료 미제시). DNA계 면역처리 후의 사이토카인의 측정 결과는 세포 배양액으로 분비된 높은 수준의 IFN-y(도 2c) 및 IL-2(도 2d)로 고전의 T1 반응을 증명해준다. 반면, HCV 비구조 단백질을 코딩하는 유전자를 이용한 유전자 면역처리 후에는 IL-4의 생성이 확인되지 않았다(도 2e).To investigate the cell-mediated immune response to nonstructural proteins, splenocytes were harvested and re-stimulated with recombinants or antigens expressed by stably transfected cell lines in vitro. Significant lymphocyte proliferation, as measured by [ 3 H] thymine binding, was induced by all nonstructural proteins at different antigen concentrations (Fig. 2b). As a method of generating maximum stimulation, the intraperitoneal immune treatment of the recombinant protein showed a 5- to 10-fold higher lymphocyte proliferation rate for the three proteins (data not shown). The results of cytokine measurement after DNA-based immunization demonstrate the classical T1 response to high levels of IFN-y (Fig. 2c) and IL-2 (Fig. 2d) secreted into cell culture fluids. On the other hand, IL-4 production was not confirmed after gene immunization using a gene encoding HCV nonstructural protein (Fig. 2E).
도 2c, 2d 및 2e는 시험관 내 자극하고 48시간 후에 측정된 상등액으로 분비된 사이토카인을 나타낸다. NS3, NS4 및 NS5를 코딩하는 모든 DNA 구조물은 TH1-타입의 사이토카인 분비 형태를 유도하였다. 비교를 위해 재조합 단백질로 마우스를 세차례 복강내 면역화(n=4)한 결과를 보였다. 음성 대조군으로 마우스를 재조합 HbsAg로 면역처리하였다.Figures 2c, 2d and 2e show cytokines secreted into supernatants measured in vitro and measured after 48 hours. All DNA constructs encoding NS3, NS4 and NS5 induced T H 1 -type cytokine secretion forms. For comparison, mice were immunized intraperitoneally (n = 4) three times with recombinant protein. Mice were immunized with recombinant HbsAg as a negative control.
실시예 6: 세포독성 T-림프구 활성Example 6: Cytotoxic T-lymphocyte activity
10% FCS 및 2-메캅토에탄올(5×10-5M)을 포함하는 완전 DMEM 내에 면역화된 마우스의 비장 세포를 부유시키고 시험관 내 자극 5일 후에 세포 독성 활성을 분석하였다. 재조합 쥐 IL-2를 5 U/㎖ 농도로 한번 첨가하고, 전장의 NS3 또는 NS5 단백질을 안정하게 발현하는, 조사된(10,000rad) 동계의 2×106SP2/0 세포(SP2/NS3-3, SP2/NS5-21)와 함께 반응 세포(4×107)를 배양하였다. 5일 후에 세포 독성의 이펙터 림프구군을 회수하고 4시간51Cr-표지된 Sp2/NS3-3 또는 SP2/NS5-21을 이용하여 96웰 플레이트에서 4시간51Cr-방출 분석법을 실시하였다. HCV 중핵 단백질을 발현하는 부모 SP2/0 또는 SP2-19를 용해 및 기본 활성의 항원 특이성을 위한 대조군으로 이용하였다. 각각 100:1, 30:1, 10:1 및 3:1의 림프구 이펙터와 표적(E:T)비로 CTL 활성 분석법을 실시하였다. 항-CD4+ 또는 CD+8 mAb를 포함하는 하이브리도마 상등액 GK 1.5(항-CD4, 랫트); 3.155(항-CD8, 랫트)와 이펙터 세포를 4℃에서 30분간 인큐베이션하고, 세척한 후 37℃에서 보체(낮은 독성의 토끼보체(Cedarlane Laboratories, Ontario, Canada)1:5 희석)와 인큐베이션시켜 T 세포 고갈 실험하였다.Splenocytes from mice immunized in complete DMEM containing 10% FCS and 2-mercaptoethanol (5 x 10-5 M) were suspended and cytotoxic activity was assayed after 5 days of in vitro stimulation. Recombinant murine IL-2 was added once at a concentration of 5 U / ml and irradiated (10,000 rad) of 2x10 6 SP2 / 0 cells (SP2 / NS3-3) stably expressing full-length NS3 or NS5 protein a reaction cell (4 × 10 7) with, SP2 / NS5-21) was cultured. After 5 days, the cytotoxic effector lymphocyte group was recovered and subjected to a 4 hr 51 Cr-release assay on a 96 well plate using 4 hr 51 Cr-labeled Sp2 / NS3-3 or SP2 / NS5-21. The parent SP2 / 0 or SP2-19 expressing the HCV core protein was used as a control for the antigen specificity of the lytic and basal activities. CTL activity assays were performed with lymphocyte effector and target (E: T) ratios of 100: 1, 30: 1, 10: 1 and 3: Hybridoma supernatant GK 1.5 (anti-CD4, rat) containing anti-CD4 + or CD + 8 mAb; 3.155 (anti-CD8, rat) and effector cells were incubated for 30 min at 4 ° C, washed and incubated with complement (1: 5 dilution of low toxicity rabbit complement (Cedarlane Laboratories, Ontario, Canada) at 37 ° C) Cell depletion experiments.
감염된 세포에서 바이러스 제거에 CTL 반응이 필수적이기 때문에, 안정하게 트랜스펙션되어 NS3 및 NS5 단백질을 발현하는 동계의 SP2/0 쥐의 골수종 표적 세포에 대한 면역화된 마우스의 비장세포의 용해능을51Cr-방출 분석법으로 분석하였다. NS3 및 NS5로 면역화된 마우스는 시험관 내 자극 5일 후에 강한 특이적 세포 독성 T-세포 반응을 보인 반면, 표적 세포 특이성을 위한 대조군으로 이용된 SP2/0 또는 SP2-19에 대해 낮은 활성이 관찰되었다(도 3a 및 3b). 특이적 용해를 보이는 세포의 표현형을 증명하기 위해 비장 세포를 보체 존재 하에서 CD8+ 또는 CD4+ 반응의 모노클로날 항체(mAbs)와 인큐베이션하였다. 세포 독성 활성은 CD8+ 세포에 의해 매개되었다(도3c). 본 발명자는 NS4 단백질을 안정적으로 발현하는 SP2/0 세포주를 확립시킬 수 없었기 때문에 HCV 비구조 단백질에 대한 CTL 활성을 측정할 수 없었다.The removal of the virus from the infected cell because the CTL response is essential, stable transfection is the dissolution of splenocytes ability of mice immunized for myeloma target cells of the SP2 / 0 mouse Winter expressing NS3 and NS5 protein, 51 Cr - release analysis. Mice immunized with NS3 and NS5 showed a strong specific cytotoxic T-cell response 5 days after in vitro stimulation, while a low activity was observed against SP2 / 0 or SP2-19 used as a control for target cell specificity (Figs. 3A and 3B). Splenocytes were incubated with monoclonal antibodies (mAbs) of CD8 + or CD4 + responses in the presence of complement to demonstrate the phenotype of cells showing specific lysis. Cytotoxic activity was mediated by CD8 + cells (Figure 3c). The present inventors could not establish the SP2 / 0 cell line stably expressing the NS4 protein, and thus could not measure the CTL activity against the HCV nonstructural protein.
도 3은 이펙터 대 표적 세포 다른 비에서 NS3(A) 및 NS5(B)에 대한 세포 독성 T-세포(CTL) 반응을 보여준다. 안정하게 NS3 및 NS5를 발현하는, 조사된 마우스 골수종 세포(n=5)를 비장세포와 5일 동안 시험관 내에서 인큐베이션하였다. 이어서, 안정하게 트랜스펙션된 표적 세포주에 대해서 4시간 Cr51방출 분석법으로 CTL 활성을 측정하였다. 비용해 값을 알기 위해 SP2/0 또는 SP2-19(HCV 중핵 발현)의 기본 활성을 빼주었다. 도 3c는 T-세포 고갈 실험에서 세포를 항-CD8+ 또는항-CD4+ mAb와 얼음에서 30분간 인큐베이션시키고 보체와 37℃에서 30분간 인큐베이션시킨 것을 보여준다. 대조군 세포는 항-CD8+ 또는 항-CD4+ mAb 없이 인큐베이션하였다. HCV 중핵 발현 구조물로 안정하게 트랜스펙션된, 무관한 음성 대조 세포주인 SP2-19에 대해 기본 활성을 측정하였다.Figure 3 shows cytotoxic T-cell (CTL) responses to NS3 (A) and NS5 (B) in different ratios of effector versus target cells. Irradiated mouse myeloma cells (n = 5), stably expressing NS3 and NS5, were incubated in vitro with spleen cells for 5 days. Then, the CTL activity was measured by a 4 hour Cr 51 release assay on the stably transfected target cell line. The baseline activity of SP2 / 0 or SP2-19 (HCV core expression) was subtracted to determine the cost value. Figure 3c shows the cells incubated with anti-CD8 + or anti-CD4 + mAb on ice for 30 minutes and incubated with complement for 30 minutes at 37 ° C in a T-cell depletion experiment. Control cells were incubated without anti-CD8 + or anti-CD4 + mAb. The basal activity was measured for SP2-19, an irrelevant negative control cell line stably transfected with the HCV core expression construct.
실시예 7: 세포내 세포독성의 T-림프구 활성의 측정Example 7: Measurement of T-lymphocyte activity of intracellular cytotoxicity
지금까지 아무도 CTL 활성에 사용되는 비구조 단백질을 발현하는 안정한 세포주를 확립시킬수 없었기 때문에 CTL 실험을 하기가 매우 어려웠다. 마우스를 모의 DNA 또는 pApNS5 벡터로 세차례 근육내로 면역화하였다. 일부 동물은 재조합 NS5 또는 둘의 조합으로 복강내로 면역화하였다. 재조합 단백질(5 ㎍ 복강내)로 HCV-NS5a 및 HCV-NS5b 부위(NS5 전체 길이의 약 50%)를 포함하는 NS5-4(aa 2622-2868) 및 NS5-12(aa 2007-2268) 이. 콜라이 발현 단백질(Mikrogen, Munich, Germany)의 혼합물을 이용하였다. 여러가지 플라스미드 구조물 또는 재조합 단백질로 마지막 면역 1주일 후에, NS5를 안정하게 발현하는 2 × 106동계의 SP2/0 유래 세포를 세척하고 200 ㎕ PBS에 부유시켜 오른쪽 옆구리에 피하주사하였다. SP2/0 세포는 HCV NS5(SP/NS5-21) 또는 HCV 중핵 단백질 SP2/19를 발현하였다. 이 동물 모델에서, 접종 15일 후에 종양 형성을 측정하였고 종양이 형성된 동물의 수 및 종양 중량을 측정하였다.Until now, no one was able to establish a stable cell line that expresses nonstructural proteins used for CTL activity, making CTL experiments very difficult. Mice were immunized three times with simulated DNA or pApNS5 vector into the muscle. Some animals were immunized intraperitoneally with recombinant NS5 or a combination of the two. NS5-4 (aa 2622-2868) and NS5-12 (aa 2007-2268) containing the HCV-NS5a and HCV-NS5b sites (about 50% of the total length of NS5) as recombinant proteins (in 5 ug intraperitoneal). A mixture of the E. coli expression protein (Mikrogen, Munich, Germany) was used. One week after the last immunization with various plasmid constructs or recombinant proteins, 2 x 10 6 SP2 / 0-derived cells stably expressing NS5 were washed and suspended in 200 μl PBS and subcutaneously injected into the right flank. SP2 / 0 cells expressed HCV NS5 (SP / NS5-21) or HCV core protein SP2 / 19. In this animal model, tumor formation was measured 15 days after inoculation and the number of animals in which the tumor was formed and the tumor weight were measured.
모의 DNA로 면역화되고 NS5 발현하는 쥐 골수종 세포주(SP2/Ns5-21)로 처리된 마우스의 40% 만이 15일 후에 종양을 형성하였다. 또한, 모의 DNA 또는 재조합NS5 단백질로 면역화된 마우스 또는 대조군으로서 다른 HCV 구조 단백질(HCV 중핵)을 발현하는 동일한 동계의 SP2/0 세포주로 면역화된 마우스와 비교해 볼 때, 측정된 종양의 중량으로 측정된 종양 크기는 작았다(도 4a 및 4b). 실제로, 모의 DNA로 면역화된 또는 SP2-19 세포로 처리된 마우스의 90 내지 100%는 종양 형성을 보였으며 이는 이 작은 동물 종양 모델에서 CTL 활성의 특이성을 증명하는 것이다. CFA 내의 재조합 NS5 단백질을 이용한 면역법은 동물의 종양 형성을 방지하지 못한다는 사실이 강조된다. DNA계 면역법 및 재조합 단백질을 이용한 백신 투여의 동시 효과를 측정하기 위해서, 한 군의 동물을 두가지 모두로 면역화하였다. 종양 형성이 부분적으로 방지되었으나, 이 방법은 NS5 단백질을 코딩하는 DNA로 세차례 면역화된 동물에서 만큼 효과적이지는 않았다(도 4a).Only 40% of mice treated with simulated DNA and treated with NS5-expressing mouse myeloma cell lines (SP2 / Ns5-21) formed tumors after 15 days. In addition, mice immunized with the mock DNA or recombinant NS5 protein, or those immunized with the same winterized SP2 / 0 cell line expressing another HCV structural protein (HCV core) as a control, Tumor size was small (Figures 4a and 4b). Indeed, 90-100% of the mice immunized with the simulated DNA or treated with SP2-19 cells showed tumor formation, demonstrating the specificity of CTL activity in this small animal tumor model. It is emphasized that immunization with recombinant NS5 protein in CFA does not prevent tumorigenesis in animals. To measure the concurrent effects of vaccine administration using DNA-based immunization and recombinant proteins, one group of animals was immunized with both. Tumorigenesis was partially prevented, but this method was not as effective as the three immunized animals with DNA encoding the NS5 protein (Fig. 4A).
도 4a는 CTL 활성을 측정하기 위한 종양 모델에서 얻어진 결과를 보여준다. 마우스는 pApNS5 또는 모의 DNA(100 ㎍)로 근육내 또는 재조합 NS5 단백질(5 ㎍)로 복강내로 세차례 면역화하였다. 마지막 군은 DNA-면역법 및 재조합 단백질을 동시에 처리 받았다. SP2NS5-21 또는 SP2-10 세포로 종양을 처리하고 15일 후에 종양이 발전된 마우스의 수를 세고 종양 중량을 측정하였다. 도 4b는 왼쪽에서부터 모의 DNA로 면역화하고 SP2/NS5-21 세포를 처리한 동물, pApNS5로 면역화하고 SP2-19 세포(HCV 중핵을 안정하게 발현)를 처리한 동물, 재조합 NS5 단백질로 세차례 복강내 면역화하고 SP2/NS5-21 세포를 처리한 동물이다. pApNS5로 면역화하고 NS5를 안정하게 발현하는 쥐 골수종 세포주로 처리한 두번째를 제외한, 첫번째, 세번째 및 네번째 동물은 오른쪽 옆구리에 큰 종양을 형성하였다.Figure 4a shows the results obtained in a tumor model for measuring CTL activity. Mice were immunized intraperitoneally with pApNS5 or simulated DNA (100 [mu] g) intraperitoneally with intramuscular or recombinant NS5 protein (5 [mu] g). The last group received DNA-immunization and recombinant proteins at the same time. Tumors were treated with SP2NS5-21 or SP2-10 cells and after 15 days the number of mice in which the tumors were developed was counted and tumor weights were determined. FIG. 4b shows an animal immunized with the mock DNA from the left and treated with SP2 / NS5-21 cells, an animal immunized with pApNS5, treated with SP2-19 cells (stable expression of HCV core), and three immunized with recombinant NS5 protein And treated with SP2 / NS5-21 cells. The first, third and fourth animals, with the exception of the second immunized with pApNS5 and treated with a stable myeloma cell line expressing NS5, formed large tumors in the right flank.
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