KR20020013463A - Methods to enhance and confine expression of genes - Google Patents

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Abstract

본 발명은 종양과 같은 제한된 영역에 대한 신규한 유전자 요법을 제공한다. 본 발명의 방법은 (a) 해당 유전자를 열 또는 광 유도성 프로모터에 의해 구동되는 플라스미드 벡터에 배치하고, (b) 전사 활성화인자로 작용하는 테트라사이클린 반응성 융합 단백질을 포함시키고 이에 따라 약물의 수준을 변화시킴으로써 유전자 발현이 조절가능하도록 상기 벡터를 변형시키며; (c) 정상적인 주변 세포에서 유전자의 발현을 줄이거나 제거하는 DNA 서열을 포함시킴으로써 상기 벡터를 변형시키는 것을 포함한다. 또한, 지속적이면선 조절가능한 발현을 위한 한 세트의 벡터가 제공된다. 또한, 국소 및 전이 유방 암, 난소 암 및 전립선 암의 유전자 요법을 위한 신규한 벡터가 제공된다.The present invention provides novel gene therapies for restricted areas such as tumors. The method of the present invention comprises: (a) placing the gene in a plasmid vector driven by a thermal or photoinducible promoter, (b) including a tetracycline reactive fusion protein that acts as a transcriptional activator and thereby leveling the drug Modifying said vector to control gene expression by altering it; (c) modifying said vector by including a DNA sequence that reduces or eliminates the expression of a gene in normal surrounding cells. Also provided are a set of vectors for sustained back control expression. Also provided are novel vectors for gene therapy of local and metastatic breast cancer, ovarian cancer and prostate cancer.

Description

유전자의 발현을 증강시키고 제한하는 방법{Methods to enhance and confine expression of genes}Methods to enhance and confine expression of genes

암의 화학 요법 및 방사선 요법이 성공하는데 있어서 주요 장애물가운데 하나는 종양-특이적인 세포를 사멸시키는 것이 어렵다는 점이다. 방사선이나 세포독성의 화학 요법제는 종양 세포와 정상 세포를 구분할 수 없기 때문에, 이들의 적용 용량에서 반드시 제약을 받는다. 결과적으로, 살아남은 종양 세포로 인해 병이 재발되는 것을 자주 볼 수 있다.One of the major obstacles to the success of chemotherapy and radiation therapy in cancer is the difficulty of killing tumor-specific cells. Since radiation or cytotoxic chemotherapeutic agents cannot distinguish between tumor cells and normal cells, they are necessarily limited in their applied doses. As a result, it is often seen that disease recurs due to surviving tumor cells.

암을 치료하는데 있어서 유전자 요법의 사용은 화학 요법 및 방사선 요법과마찬가지로 많은 단점을 제공한다. 현재 최첨단의 유전자 요법이 안고 있는 문제로는 치료 유전자를 표적 세포에 특이적으로 전달할 수 없다는 점이다. 이러한 문제는 의도된 표적이 아닌 세포에 독성을 불러일으킨다. 예를 들면, p53 유전자의 조작은 종양 세포와 정상 세포 모두의 성장을 억제하며, 종양 괴사 인자 알파(tumor necrosis factor alpha; TNFα)의 정맥 주사는 고열 및 고혈압과 같은 임상적 합병증과 함께 전신적 독성을 유발한다.The use of gene therapy in treating cancer presents many disadvantages as do chemotherapy and radiation therapy. The problem with state-of-the-art gene therapies is the inability to deliver therapeutic genes specifically to target cells. This problem is toxic to cells that are not intended. For example, manipulation of the p53 gene inhibits the growth of both tumor and normal cells, and intravenous injection of tumor necrosis factor alpha (TNFα) results in systemic toxicity with clinical complications such as high fever and hypertension. cause.

이들 문제점을 해결하고자 하는 시도가 진행되어 왔다. 예를 들면 유전자를 목적하는 조직으로 유도하기 위한 조직-특이적 수용체의 사용(참조 문헌: Kasahara, N., et al., Science, 266:1373-1376 (1994)), 유전자의 발현을 특정 조직으로 제한하기 위한 조직-특이적 프로모터(예: 전립선-특이적 항원 프로모터)의 사용, 치료 유전자의 발현을 시공간적으로 조절된 방식으로 증강시키기 위한 열(참조 문헌: Voellmy R., et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 82:4949-4953 (1985)) 또는 이온화 방사선 유도성 인핸서 및 프로모터(참조 문헌: Trainman, R. H., et al., Cell 46: 567-574 (1986); Prowess, R., et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 85, 7206-7210 (1988))의 사용과 같은 방법이 포함된다. 열 유도성 열 쇼크 단백질(heat shock protein; HSP) 프로모터는 사이토킨 IL-2와 같은 유전자의 발현을 유도하기 위해 사용되어 왔다.Attempts have been made to solve these problems. For example, the use of tissue-specific receptors to induce genes into desired tissues (Kasahara, N., et al., Science, 266: 1373-1376 (1994)), the expression of genes in specific tissues Use of tissue-specific promoters (e.g., prostate-specific antigen promoters) to limit the expression of heat, heat to enhance expression of therapeutic genes in a space-time controlled manner (Voellmy R., et al., Proc Natl.Acad. Sci. USA, 82: 4949-4953 (1985)) or ionizing radiation inducible enhancers and promoters (Trainman, RH, et al., Cell 46: 567-574 (1986); Prowess, R., et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 85, 7206-7210 (1988)). Heat-induced heat shock protein (HSP) promoters have been used to induce expression of genes such as cytokine IL-2.

바흐셀바움(Weichselbaum)과 동료들은 초기 성장 반응(early growth response; Egr-1) 유전자 프로모터의 방사선 유도성 반응을 처음으로 발견하였다. 이에 따라, 이들은 상기한 프로모터 수단에 의해 방사선 세포 사멸을 증강시키기위해 종양 세포에 TNF-α와 같은 세포독성 유전자의 발현을 유도하고자 시도하였다. 이전에, 이온화 방사선에 대한 보조제로서 사이토킨 TNF-α의 전신 투여가 마우스 이종이식 종양 시스템에서 사멸을 증강시키는 것으로 보고된 바 있다. 그 이후로, 사이토킨 TNF-α의 전신 투여는 사람의 종양에 부분적으로 효과가 있는 것으로 나타났다. TNFα의 효과는 이의 종양-사멸 효과가 이의 혈청 농도와 상호관련이 있으므로 용량-의존적인 것으로 보인다. 그러나, TNFα의 전신적 독성으로 인해 적용될 수 있는 용량은 한정되어 있으며 이에 따라 TNFα는 치료 섭생의 유용성에 한계가 있다. 또한, TNFα 유전자를 아데노바이러스 벡터 및/또는 리포좀을 통해 종양 세포에 전달하고자 하는 시도가 진행되어 왔다. 불행히도, TNF-α 유전자의 발현은 프로모터의 '누출(leakiness)'로 인해 종양 부위로만 국한되지 않는다.Weichselbaum and colleagues first discovered the radioinduced response of the early growth response (Egr-1) gene promoter. Accordingly, they attempted to induce expression of cytotoxic genes such as TNF-α in tumor cells in order to enhance radiation cell death by the promoter means described above. Previously, systemic administration of cytokine TNF-α as an adjuvant to ionizing radiation has been reported to enhance death in mouse xenograft tumor systems. Since then, systemic administration of cytokine TNF-α has been shown to be partially effective in human tumors. The effect of TNFα appears to be dose-dependent since its tumor-killing effect is correlated with its serum concentration. However, due to the systemic toxicity of TNFα, the dosages that can be applied are limited and thus TNFα has a limited utility of treatment regimens. Attempts have also been made to deliver TNFα genes to tumor cells via adenovirus vectors and / or liposomes. Unfortunately, the expression of the TNF-α gene is not limited to the tumor site due to the 'leakiness' of the promoter.

TNFα의 수준을 전반적인 방사선 노출 영역으로 국한시켜 전신적 독성을 감소시키려는 시도로서, 바흐셀바움 및 동료들은 방사선 유도성 Egr-1 프로모터를 사용하여 원위치에서 TNFα 유전자를 활성화시켰다. 초창기 연구들은 jun/fos 및 Egr-1과 같은 특정한 즉시-초기 유전자의 발현이 이온화 방사선에 노출된 세포에서 활성화된다는 것을 보여주었다(참조 문헌: Sherman, M. L., et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 87: 5663-5666 (1997); Hallahan, D. E., et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 88: 2156-2160 (1991)). TNFα 유전자를 Egr1 프로모터(EGRp)의 조절하에 배치함으로써, TNFα의 발현이 EGRp-TNFα 플라스미드를 함유한 세포에서 이온화 방사선에 노출되었을 때 증강된다. 생체내에서, TNFα의 혈청 수준은 조사 후 수 시간내에 상당히 증강된다(참조 문헌: Weichselbaum R.R., et al., Cancer Res. 54: 4266-4269 (1994)). 이 플라스미드와 방사선을 사용하는 병합 치료는 치료 기간 동안에 이종이식된 종양의 부분적인 퇴행을 유도한다. TNFα의 수준은 24시간내에 급격히 떨어졌다. TNFα의 혈청 수준 감소는 종양의 재성장과 일치하였다.In an attempt to reduce systemic toxicity by confining the level of TNFα to the overall radiation exposure area, Bachselbaum and colleagues used a radioinducible Egr-1 promoter to activate the TNFα gene in situ. Early studies have shown that expression of certain immediate-early genes such as jun / fos and Egr-1 is activated in cells exposed to ionizing radiation (Sherman, ML, et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 87: 5663-5666 (1997); Hallahan, DE, et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 88: 2156-2160 (1991)). By placing the TNFα gene under the control of the Egr1 promoter (EGRp), expression of TNFα is enhanced when exposed to ionizing radiation in cells containing the EGRp-TNFα plasmid. In vivo, serum levels of TNFα are significantly enhanced within several hours after irradiation (Weichselbaum R.R., et al., Cancer Res. 54: 4266-4269 (1994)). Combination treatment with this plasmid and radiation induces partial regression of xenografted tumors during the treatment period. The level of TNFα dropped sharply within 24 hours. The decrease in serum levels of TNFα was consistent with tumor regrowth.

치료를 중단했을 때 종양이 재발하는 가능한 이유가 몇 가지 있다. 가장 확실한 이유는 전반적으로 화학 요법 또는 방사선 요법에서 나타나는 바와 동일한 제약, 즉 불충분한 용량 수준에 있다. 생성된 TNFα의 양을 제한하는 주요 문제는 Egr-1 프로모터의 약하고 일시적인 특성에 있다. 이 프로모터는 본질적으로 약하며 유도시 발현이 최대 3배 미만까지 증가된다. 게다가, 유도된 발현은 반드시 일시적이다. 프로모터의 허약과 결부된 이러한 일시적 발현으로 종양 세포는 TNFα에 단지 잠깐만 노출되게 된다.There are several possible reasons for the tumor to recur when discontinued. The most obvious reason lies in the same constraints as seen in chemotherapy or radiation therapy, i.e., insufficient dosage levels. The main problem that limits the amount of TNFα produced is the weak and transient nature of the Egr-1 promoter. This promoter is inherently weak and increases expression by up to less than threefold upon induction. In addition, induced expression is necessarily transient. This transient expression, coupled with the weakness of the promoter, causes tumor cells to be exposed only briefly to TNFα.

TNFα의 충분한 용량의 생성을 제한하는 또 다른 요인은 모든 종양 세포가 TNFα 플라스미드를 흡수하지 않는다는 점이다. 반복된 투여가 치료 결과를 개선하는데 도움을 줄 수 있다고 제안되고는 있으나, 최적 이하의 저용량의 TNFα를 반복적으로 투입하는 것이 면역반응으로 나타나는 문제와 관련하여 유용한지는 명확하지 않다. 좀더 많은 용량의 플라스미드를 투입하는 것을 생각해 볼 수 있지만, 프로모터의 허약성 문제가 그러한 방안에 장애가 되어 왔다. 이온화 방사선이 없이도 Egr-1 프로모터로 실질적인 기본 수준의 활성(20-30%)이 검출될 수 있는 것으로 알려져 있다(참조: 상기 Weichselbaum, et al.). 이것은 방사선 반응 요소인 CArG 박스가 혈청 반응 요소의 일부이기 때문에 놀라운 것은 아니다.Another factor limiting the production of sufficient doses of TNFα is that not all tumor cells absorb TNFα plasmids. Although repeated dosing has been suggested to help improve treatment outcomes, it is not clear whether repeated doses of sub-optimal low doses of TNFα are useful with regard to the problem of immune response. It may be conceivable to introduce higher doses of plasmids, but the weakness of the promoter has been an obstacle to such a solution. It is known that substantial baseline levels of activity (20-30%) can be detected with the Egr-1 promoter without ionizing radiation (Weichselbaum, et al., Supra). This is not surprising since the CArG box, which is a radiation response component, is part of the serum response component.

HSP 프로모터 또한 누출되기 쉽다. 열의 부재하에, 이 프로모터는 25 내지 30% 배경 수준의 발현을 나타내나 이 정도는 대부분의 세포독성 유전자에 적합하지 않다. 이러한 수준의 발현은 유전자를 흡수하는, 조사되지 않은 정상 세포에 유해할 것이므로, 이에 따라 이 플라스미드의 투여는 전신적 독성을 최소화하기 위해 적은 용량의 종양내 주사로 제한되어 왔다.HSP promoters are also prone to leakage. In the absence of fever, this promoter exhibits 25-30% background levels of expression, but this degree is not suitable for most cytotoxic genes. Since this level of expression will be detrimental to unirradiated normal cells that take up genes, administration of this plasmid has therefore been limited to small doses of intratumoral injections to minimize systemic toxicity.

따라서, 열 처리 또는 방사선 처리의 부위에서 유전자 발현의 특이성을 증강시키기 위해 HSP 및 Egr-1 프로모터와 같은 시공간적으로 조절된 프로모터를 사용하는 것이 유리할 수 있으나, 현재 상태의 이들 프로모터는 이들의 사용을 제약하는 심각한 문제를 안고 있다. 이들 프로모터를 암 요법에 사용하기 위해서는, 가열되지 않거나 조사되지 않은 세포에서 배경 발현을 제거하거나 크게 감소시키는 것이 필요하다. 이상적으로는 세포독성 유전자의 발현이 외부 자극(열 또는 조사) 부위로 제한되어야 한다. 추가로, 치료 유전자의 충분한 발현 수준을 확보하기 위해 이들 프로모터에 의해 구동되는 유전자 발현의 약하고 일시적인 성질이 개선되어야 한다.Thus, it may be advantageous to use spatiotemporally regulated promoters such as HSP and Egr-1 promoters to enhance the specificity of gene expression at the site of heat treatment or radiation treatment, but these promoters in their current state constrain their use. Has serious problems. In order to use these promoters for cancer therapy, it is necessary to eliminate or greatly reduce background expression in unheated or unirradiated cells. Ideally, expression of cytotoxic genes should be limited to sites of external stimulation (heat or irradiation). In addition, the weak and transient nature of gene expression driven by these promoters should be improved to ensure sufficient expression levels of therapeutic genes.

치료 유전자의 발현을 외부 자극의 부위로 제한할 수 있는 개선된 유도성 벡터 시스템이 개발됐을 때조차도, 가열되거나 조사된 주변 정상 세포에서의 발현 문제가 여전히 남아 있다는 것을 인지하는 것이 중요하다. 따라서, 치료 유전자의 발현을 단지 의도된 표적(예: 종양 세포)으로만 추가로 제한할 수 있는 것이 중요하다.Even when an improved inducible vector system has been developed that can limit the expression of therapeutic genes to sites of external stimulation, it is important to recognize that there still remains expression problems in heated or irradiated surrounding normal cells. Therefore, it is important to be able to further limit the expression of the therapeutic genes only to their intended targets (eg tumor cells).

종래 기술은 암에 대한 유전자 요법의 불필요한 독성 부작용을 억제함은 물론 종양 표적 세포에서 유전자 발현을 조절가능한 방식으로 증강시키고 유지해 줄 수 있는 효과적인 수단이 없기 때문에 불완전하다. 본 발명은 본 분야에서 다년간에 걸쳐 갈망해온 위와 같은 요건을 충족해 준다.The prior art is incomplete because it suppresses unnecessary toxic side effects of gene therapy on cancer as well as the lack of effective means to enhance and maintain gene expression in a tumor target cell in a modifiable manner. The present invention satisfies the above requirements that have been longing in the field for many years.

발명의 요약Summary of the Invention

본 발명은 유전자 요법을 위한 DNA 분자의 활성화를 조절하기 위한 조성물 및 방법을 제공한다. 이들 DNA 분자의 활성화는 언급된 DNA 분자를 함유한 세포의 치료 조작을 위해 기회를 제공할 수 있는 단백질 산물의 생성을 유도한다. 이것은 표적 세포의 세포 성장 및 물질대사에 있어서의 변화를 통해 달성될 수 있으며, 치료 산물의 분비를 통해 이웃 세포에 끼치는 효과를 포함할 수 있다. 본 발명은 지속된 활성화 또는 항생물질의 적용에 의해 조절가능한 활성화의 선택권을 제공한다. 또한, 본 발명은 국소 및 전이 유방 암, 난소 암 및 전립선 암의 유전자 요법에 사용하기 위한 신규한 발현 벡터를 제공한다.The present invention provides compositions and methods for modulating the activation of DNA molecules for gene therapy. Activation of these DNA molecules leads to the production of protein products that can provide opportunities for therapeutic manipulation of cells containing the mentioned DNA molecules. This may be achieved through changes in cell growth and metabolism of the target cells, and may include effects on neighboring cells through the secretion of the therapeutic product. The present invention provides a choice of activation that can be controlled by sustained activation or application of antibiotics. The present invention also provides novel expression vectors for use in gene therapy of local and metastatic breast cancer, ovarian cancer and prostate cancer.

국소 및 전이 유방 암, 난소 암 및 전립선 암에 사용하기 위해 디자인된 발현 벡터의 형태에서 치료 유전자의 발현을 시공간적으로 종양에 한정하고 증강시키는 신규한 방법이 또한 제시된다.A novel method of confining and enhancing the expression of therapeutic genes to tumors in time and space in the form of expression vectors designed for use in local and metastatic breast cancer, ovarian cancer and prostate cancer is also presented.

본 발명의 한 가지 양태로서, 열 또는 광 유도성 프로모터의 활성화를 통해 유전자를 지속적이고 증강되게 발현시키기 위한 방법이 제공된다. 이 방법의 변형으로서, 프로모터를 활성화하기 위해 열 또는 광을 사용하지만, 유전자 발현의 지속된 수준은 테트라사이클린-반응성 요소와의 융합 단백질에 작용하는 항생물질(테트라사이클린 또는 이의 유도체)의 농도에 의해 조절된다.In one aspect of the invention, a method is provided for continuously and enhanced expression of a gene through activation of a heat or light inducible promoter. As a variant of this method, heat or light is used to activate the promoter, but the sustained level of gene expression is dependent on the concentration of antibiotics (tetracycline or derivatives thereof) that act on the fusion protein with the tetracycline-reactive element. Adjusted.

본 발명의 또 다른 양태로서, 유전자 요법의 활성화 양태를 위한 벡터를 작제하는 방법이 제공된다.In another aspect of the present invention, a method of constructing a vector for an active aspect of gene therapy is provided.

본 발명의 또 다른 양태로서, 가열되지 않고 조사되지 않은 세포에서 배경 발현을 감소시키기 위한 개선된 벡터가 제공된다.In another aspect of the present invention, improved vectors are provided for reducing background expression in unheated and unirradiated cells.

본 발명의 또 다른 양태로서, 열처리되고 조사된 정상적인 주변 세포에서 발현을 감소시키기 위한 개선된 벡터가 제공된다.In another aspect of the invention, improved vectors are provided for reducing expression in normal peripheral cells that have been heat treated and irradiated.

본 발명의 또 다른 양태로서, 국소 및 전이 유방 암 및 난소 암의 유전자 요법에 사용하기 위한 발현 벡터가 제공된다.In another aspect of the invention, expression vectors are provided for use in gene therapy of local and metastatic breast and ovarian cancers.

본 발명의 또 다른 양태로서, 국소 및 전이 전립선 암의 유전자 요법에 사용하기 위한 발현 벡터가 제공된다.In another aspect of the invention, an expression vector is provided for use in gene therapy of local and metastatic prostate cancer.

본 발명의 추가의 다른 관점, 특징 및 이점은 공개의 목적으로 제공된 본 발명의 바람직한 양태에 대한 하기의 설명으로부터 명백할 것이다.Further aspects, features and advantages of the invention will be apparent from the following description of the preferred embodiments of the invention provided for the purpose of publication.

본 발명은 일반적으로 암의 유전자 요법 분야에 관한 것이다. 보다 자세하게는, 본 발명은 치료학적으로 가치가 있는 유전자 산물의 발현을 유도성 프로모터를 통해 조절하는 방법을 제공한다. 본 발명은 의도된 세포 표적에서의 유도된 유전자 발현을 열 또는 광 유도성 프로모터 수단에 의해 시공간적으로 조절가능한 방식으로 증강시키고 지속시키는 방법을 제공한다. 또한, 본 발명은 비표적 세포에서의 배경 유전자 발현을 감소시키거나 제거하는 방법을 제공한다.The present invention generally relates to the field of gene therapy of cancer. More specifically, the present invention provides a method of regulating the expression of a therapeutically valuable gene product through an inducible promoter. The present invention provides a method for enhancing and sustaining induced gene expression at an intended cellular target in a time-space-controlled manner by thermal or photo-inducible promoter means. The present invention also provides a method of reducing or eliminating background gene expression in non-target cells.

본 발명의 상기된 특징, 이점 및 목적뿐만 아니라 다른 명백한 것이 달성되고 자세하게 이해될 수 있도록 상기 요약된 본 발명의 특정 설명은 첨부된 도면에 도해된 본 발명의 특정 양태를 참고할 수 있다. 이들 도면은 명세서의 일부를 형성한다. 그러나, 첨부된 도면은 본 발명의 바람직한 양태를 도해한 것이므로 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 이해되어서는 안될 것이다.The specific description of the invention summarized above may refer to specific aspects of the invention illustrated in the accompanying drawings so that the above-described features, advantages, and objects as well as other obvious aspects can be achieved and understood in detail. These drawings form part of the specification. The accompanying drawings, however, illustrate preferred embodiments of the invention and are not to be understood as limiting the scope of the invention.

도 1은 다음과 같이 4개의 카세트로 구성된 플라스미드 pDATH-X (우성 음성, 안티센스, TET-ON 조절성 열 쇼크 프로모터 플라스미드) -p53의 개요도이다. (1) TET-ON은 테트라사이클린(tet) 리프레서의 아미노산 1 내지 207번 및 헤르페스 심플렉스 바이러스의 VP16 단백질의 C-말단 마지막 130개 아미노산 전사 활성화 도메인(참조 문헌: Gossen M., et al., Science, 268:1766-1769 (1995))에 대한 암호화 서열의 융합체이다. 카세트 1에서, TET-ON 서열은 HSP 및 tet 오퍼레이터 결합 부위 및 pCMV의 조절하에 배치되어 있다. (2) HSP는 최소 CMV 프로모터 pCMV(참조 문헌: Gossen M., et al., Science, 268:1766-1769 (1995))에 연결된 사람 열 쇼크 70 유전자 프로모터(참조 문헌: Voellmy R., et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 82: 4949-4953 (1985))의 열 쇼크 반응 요소(-260 내지 30번)로 이루어진 열 쇼크 프로모터이다. 카세트 2에서, 치료 유전자 X는 tetp-pCMV 프로모터의 조절하에 배치되어 있다. (3) ptet는 tet 리프레서 및 TET-ON이 결합하고 있는 TN10(참조 문헌: Gossen M, and Bujard H., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89:5547-5551 (1992))의 오퍼레이터 O2의 19개 염기쌍(bp) 역방향 반복서열로 이루어진 tet 오퍼레이터이다. 카세트 3에서, 안티센스 TET-ON은 pCMV 프로모터의 조절하에 배치되어 있다. (4) 안티센스 TET-ON은 ATG를 포함한 TET-ON 서열의 처음 80개 염기에 대해 상보적인 서열로 이루어진 안티센스 서열이다. 카세트 4에서, 우성 음성 TET-ON은 pCMV 프로모터의 조절하에 배치되어 있다. 우성 음성 TET-ON은 VP16 전사활성화 도메인을 제외한 tet-리프레서로 구성되며 pCMV 프로모터의 조절하에 배치되어 있다. 열 또는 광의 부재하에, TET-ON 서열은 최소의 프로모터 pCMV의 누출로 인해 배경 수준으로 발현될 것이다.Figure 1 is a schematic diagram of plasmid pDATH-X (dominant negative, antisense, TET-ON regulating heat shock promoter plasmid) -p53 consisting of four cassettes as follows. (1) TET-ON is amino acid 1-207 of the tetracycline (tet) repressor and the C-terminal last 130 amino acid transcriptional activation domain of VP16 protein of herpes simplex virus (Gossen M., et al. , Science, 268: 1766-1769 (1995)). In cassette 1, the TET-ON sequence is placed under the control of the HSP and tet operator binding sites and pCMV. (2) HSP is a human heat shock 70 gene promoter (Voellmy R., et al.) Linked to a minimal CMV promoter pCMV (Gossen M., et al., Science, 268: 1766-1769 (1995)). , Proc. Natl. Acad. Sci. USA 82: 4949-4953 (1985)) is a heat shock promoter consisting of the heat shock reaction elements (# 260- # 30). In cassette 2, therapeutic gene X is placed under the control of the tetp-pCMV promoter. (3) ptet is the operator O2 of TN10 (Gossen M, and Bujard H., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89: 5547-5551 (1992)) to which the tet repressor and TET-ON are bound. Is a tet operator consisting of 19 base pairs (bp) reversed sequence of. In cassette 3, antisense TET-ON is placed under the control of the pCMV promoter. (4) Antisense TET-ON is an antisense sequence consisting of sequences complementary to the first 80 bases of the TET-ON sequence, including ATG. In cassette 4, the dominant negative TET-ON is placed under the control of the pCMV promoter. The dominant negative TET-ON consists of a tet-repressor excluding the VP16 transcriptional activation domain and is placed under the control of the pCMV promoter. In the absence of heat or light, the TET-ON sequence will be expressed at background level due to leakage of minimal promoter pCMV.

도 2는 pDATE 벡터의 개요도이다. 플라스미드 pDATE-X(우성 음성, 안티센스, TET-ON 조절성 EGR 프로모터 발현 플라스미드)는 다음과 같이 4개의 카세트로 구성되어 있다: (1) 카세트 1에서, TET-ON 서열은 EGRp, 테트라사이클린 오퍼레이터 결합 부위 및 pCMV의 조절하에 배치되어 있다. (2) 카세트 2에서, 치료 유전자 X는 tetp-pCMV 프로모터의 조절하에 배치되어 있다. (3) 카세트 3에서, 안티센스 TET-ON은 pCMV 프로모터의 조절하에 배치되어 있다. (4) 카세트 4에서, 우성 음성 TET-ON은 pCMV 프로모터의 조절하에 배치되어 있다. "TET-ON"은 tet 리프레서의 아미노산 1 내지 207번 및 헤르페스 심플렉스 바이러스의 VP16 단백질의 C-말단 130개 아미노산 전사 활성화 도메인에 대한 암호화 서열의 융합체이다. "EGRp"는 CArG 도메인의 4개의 복사체를 함유한 EGR-1 프로모터의 단편 -425 내지 +65번으로 이루어진 방사선 유도성 프로모터이다. "ptet"는 tet 리프레서 및 TET-ON이 결합하고 있는 TN10의 오퍼레이터 O2의 19개 bp 역방향 반복서열로 이루어진 tet 오퍼레이터이다. "안티센스 TET-ON"은 ATG를 포함한 TET-ON 서열의 처음 80개 염기에 대해 상보적인 서열로 이루어진 서열이다. "우성 음성 TET-ON"은 pCMV 프로모터의 조절하에 배치되어 있는 tet 리프레서의 아미노산 1 내지 207번에 대한 암호화 서열로 구성되어 있다. "M"은 각 카세트의 위치 효과를 분리해주는 닭 라이소좀 매트릭스 연결 부위이다.2 is a schematic diagram of a pDATE vector. Plasmid pDATE-X (dominant negative, antisense, TET-ON regulatory EGR promoter expression plasmid) consists of four cassettes as follows: (1) In cassette 1, the TET-ON sequence is EGRp, tetracycline operator binding Placed under control of the site and pCMV. (2) In cassette 2, therapeutic gene X is placed under the control of the tetp-pCMV promoter. (3) In cassette 3, antisense TET-ON is placed under the control of the pCMV promoter. (4) In cassette 4, the dominant negative TET-ON is placed under the control of the pCMV promoter. "TET-ON" is a fusion of the coding sequence for amino acids 1-207 of the tet repressor and the C-terminal 130 amino acid transcriptional activation domain of the VP16 protein of herpes simplex virus. "EGRp" is a radiation induced promoter consisting of fragments -425 to +65 of the EGR-1 promoter containing four copies of the CArG domain. "ptet" is a tet operator consisting of 19 bp reverse sequences of the operator O2 of TN10 to which the tet refresher and TET-ON are bound. "Antisense TET-ON" is a sequence consisting of sequences complementary to the first 80 bases of a TET-ON sequence including ATG. "Dominant negative TET-ON" consists of the coding sequence for amino acids 1-207 of the tet repressor, which is placed under the control of the pCMV promoter. "M" is a chicken lysosomal matrix linkage site that isolates the positional effect of each cassette.

도 3은 pRIBs-X(방사선-유도성 유방-특이적 프로모터) 발현 벡터의 개요도이다. pRIBS 벡터는 4개의 카세트로 구성되어 있다. 유전자 카세트 1은 Max의 기본나선-루프-나선-류신 지퍼(bHLHLZ) 도메인(mx, 아미노산 8 내지 112번) 및 뒤이은 SV40 폴리 A에 융합된 효모 GAL4 단백질의 N-말단(아미노산 1 내지 147번) DNA-결합 도메인(Gal-DBD)을 암호화하는 융합 개방 판독 프레임(OFR)인 "Gal-DBD-mx"를 함유한다는 점에서 전술된 벡터와 상이하다. 카세트 2는 최소 CMV 프로모터(mCMVp), Gal-DBD-mx 서열에 상보적인 안티센스 작제물인 "안티센스 Gal-DBD-mx", 내부 리보좀 도입 부위인 "IRES" 및 pGAL 결합 부위에 대해 Gal-DBD-mx와 경쟁하는 "Gal-DBD"로 구성되어 있다. 유전자 카세트 3은 Gal4(아미노산 1 내지 147번)의 N-말단 처음 11개 아미노산 및 뒤이은 SV40 거대 T 항원의 핵 국소화 시그날, 헤르페스 심플렉스 바이러스 단백질 VP16의 130개 아미노산 C-말단 전사 활성화 도메인, c-Myc의 bHLHLZ 도메인(아미노산 350 내지 439번) 및 SV40 폴리 A를 암호화하는 융합 개방 판독 프레임인 "VP16-TA-mc"로 구성되어 있다. 생성된 융합 유전자 VP16-TA-mc는 첫 번째 ATG까지 c-erbB-2 프로모터 "perbB2"의 조절하에 배치되어 있다. 유전자 카세트 4는 Gal4에 대한 17량체 DNA-결합 부위의 5개 복사체로 구성된 "GALp"를 함유한다. TET-ON 서열은 GALp-ptet 프로모터의 조절하에 배치되어 있고 치료 유전자 X는 IRES를 경유하여 TET-ON에 연결되어 있다. 유전자 카세트 5는 ATG를 포함한 TET-ON 서열의 처음 80개 염기에 대해 상보적인 서열로 이루어진 서열인 안티센스 TET-ON을 함유하며 이 안티센스 TET-ON은 pCMV 프로모터의 조절하에 배치되어 있다. 유전자 카세트 6은 tet 리프레서의 아미노산 1 내지 207번에 대한 암호화 서열로 이루어진 우성 음성 TET-ON을 함유하며 이 TET-ON은 pCMV 프로모터의 조절하에 배치되어 있다.3 is a schematic of a pRIBs-X (radiation-induced breast-specific promoter) expression vector. The pRIBS vector consists of four cassettes. Gene Cassette 1 is the N-terminus (amino acids 1-147) of the yeast GAL4 protein fused to Max's helix-loop-helix-leucine zipper (bHLHLZ) domain (mx, amino acids 8-112) followed by SV40 poly A. ) Is different from the vector described above in that it contains "Gal-DBD-mx", a fusion open reading frame (OFR) encoding a DNA-binding domain (Gal-DBD). Cassette 2 has a minimal CMV promoter (mCMVp), an antisense construct complementary to the Gal-DBD-mx sequence "antisense Gal-DBD-mx", an internal ribosomal introduction site "IRES" and a Gal-DBD- for pGAL binding site. It consists of "Gal-DBD" which competes with mx. Gene Cassette 3 is the nuclear localization signal of the N-terminal first 11 amino acids of Gal4 (amino acids 1-147) followed by the SV40 giant T antigen, 130 amino acid C-terminal transcriptional activation domain of herpes simplex virus protein VP16, c It consists of "VP16-TA-mc", a fused open reading frame that encodes the bHLHLZ domain of Myc (amino acids 350-439) and SV40 Poly A. The resulting fusion gene VP16-TA-mc is placed under the control of the c-erbB-2 promoter "perbB2" until the first ATG. Gene cassette 4 contains a "GALp" consisting of five copies of the 17-mer DNA-binding site for Gal4. The TET-ON sequence is placed under the control of the GALp-ptet promoter and therapeutic gene X is linked to TET-ON via IRES. Gene Cassette 5 contains antisense TET-ON, a sequence consisting of sequences complementary to the first 80 bases of the TET-ON sequence, including ATG, which is placed under the control of the pCMV promoter. Gene cassette 6 contains a dominant negative TET-ON consisting of the coding sequences for amino acids 1-207 of the tet repressor, which is placed under the control of the pCMV promoter.

도 4는 pRIPS-GFP(방사선-유도성 전립선-특이적 프로모터) 발현 벡터의 개요도이다. pRIPS 벡터는 6개의 카세트로 구성된다. 유전자 카세트 1은 Max의 기본 나선-루프-나선-류신 지퍼(bHLHLZ) 도메인(mx, 아미노산 8 내지 112번) 및 뒤이은 SV40 폴리 A에 융합된 효모 GAL4 단백질의 N-말단(아미노산 1 내지 147번) DNA-결합 도메인(Gal-DBD)을 암호화하는 융합 개판 판독 프레임인 "Gal-DBD-mx"를 함유한다는 점에서만 전술된 벡터와 상이하다. 유전자 카세트 2는 최소 CMV 프로모터(mCMVp), Gal-DBD-mx 서열에 상보적인 안티센스 작제물인 "안티센스 Gal-DBD-mx", 내부 리보좀 도입 부위인 "IRES" 및 pGAL 결합 부위에 대해 Gal-DBD-mx와 경쟁하는 "Gal-DBD"로 구성되어 있다. 유전자 카세트 3은 Gal4(아미노산 1 내지 147번)의 N-말단 처음 11개 아미노산 및 뒤이은 SV40 거대 T 항원의 핵 국소화 시그날, 헤르페스 심플렉스 바이러스 단백질 VP16의 130개 아미노산 C-말단 전사 활성화 도메인, c-Myc의 bHLHLZ 도메인(아미노산 350 내지 439번) 및 SV40 폴리 A를 암호화하는 융합 개방 판독 프레임인 "VP16-TA-mc"로 구성된다. 생성된 융합 유전자 VP16-TA-mc는 첫 번째 ATG까지 프로바신 유전자 프로모터 "p프로바신"의 조절하에 배치되어 있다. 유전자 카세트 4는 Gal4에 대한 17량체 DNA-결합 부위의 5개 복사체로 구성된 "GALp"를 함유한다. TET-ON 서열은 GALp-ptet 프로모터의 조절하에 배치되어 있고 치료 유전자 X는 IRES를 경유하여 TET-ON에 연결되어 있다. 유전자 카세트 5는 ATG를 포함한 TET-ON 서열의 처음 80개 염기에 대해 상보적인 서열로 이루어진 서열인 안티센스 TET-ON을 함유하며 이 안티센스 TET-ON은 pCMV 프로모터의 조절하에 배치되어 있다. 유전자 카세트 6은 tet 리프레서의 아미노산 1내지 207번에 대한 암호화 서열로 이루어진 우성 음성 TET-ON을 함유하며, 이 TET-ON은 pCMV 프로모터의 조절하에 배치되어 있다.4 is a schematic of a pRIPS-GFP (radiation-inducing prostate-specific promoter) expression vector. The pRIPS vector consists of six cassettes. Gene Cassette 1 is the N-terminus (amino acids No. 1 to 147) of the yeast GAL4 protein fused to Max's helix-loop-helix-leucine zipper (bHLHLZ) domain (mx, amino acids 8-112) followed by SV40 poly A. ) Differs from the vector described above only in that it contains "Gal-DBD-mx", a fusion cleavage reading frame encoding a DNA-binding domain (Gal-DBD). Gene Cassette 2 has a minimal CMV promoter (mCMVp), an antisense construct complementary to the Gal-DBD-mx sequence "antisense Gal-DBD-mx", an internal ribosomal introduction site "IRES" and a Gal-DBD for pGAL binding site It consists of "Gal-DBD" which competes with -mx. Gene Cassette 3 is the nuclear localization signal of the N-terminal first 11 amino acids of Gal4 (amino acids 1-147) followed by the SV40 giant T antigen, 130 amino acid C-terminal transcriptional activation domain of herpes simplex virus protein VP16, c It consists of "VP16-TA-mc", a fused open reading frame that encodes the bHLHLZ domain of Myc (amino acids No. 350-439) and SV40 Poly A. The resulting fusion gene VP16-TA-mc is placed under the control of the provasin gene promoter “pprovacin” up to the first ATG. Gene cassette 4 contains a "GALp" consisting of five copies of the 17-mer DNA-binding site for Gal4. The TET-ON sequence is placed under the control of the GALp-ptet promoter and therapeutic gene X is linked to TET-ON via IRES. Gene Cassette 5 contains antisense TET-ON, a sequence consisting of sequences complementary to the first 80 bases of the TET-ON sequence, including ATG, which is placed under the control of the pCMV promoter. Gene cassette 6 contains a dominant negative TET-ON consisting of the coding sequences for amino acids 1-207 of the tet repressor, which is placed under the control of the pCMV promoter.

도 5는 pRIBS-GFP의 작용 방식에 대한 개요도이다.5 is a schematic diagram of the mode of action of pRIBS-GFP.

도 6은 HSP 프로모터의 누출을 도해한 것이다. 도 6은 치료 유전자 p53 및 TNFα의 발현에 대하여 hsp70 프로모터를 함유한 열 유도성 시스템을 시험한 결과를 요약하고 있다. 도 6A는 두 유전자 p53 및 TNFα를 위한 플라스미드 작제물을 보여준다. 도 6B는 p53 전사 활성을 보여준다. hsp 프로모터의 유도성을 분석하기 위해, Post-2-CAT(컨센서스 p53 결합 부위에 연결된 CAT 암호화 서열을 함유함)와 함께 플라스미드 pHSP.3p53CD1 또는 대조 pHSP.3 벡터로 p53의 동형접합 결실을 갖는 사람 난소암종 세포주 SKOV3를 동시형질감염시킨다. 형질감염시킨지 36시간 경과 후, 세포를 가열하거나 열처리하지 않는다. 24시간 후 CAT 활성을 측정한다. SKOV3 모 비형질감염 세포에서는 활성이 거의 없거나 전혀 관찰되지 않았다(레인 1-열처리되지 않은 세포; 레인 2-열처리된 세포). 마찬가지로, pHSP.3 벡터만으로 형질감염된 경우는 열처리와 상관없이 활성이 관찰되지 않았다(레인 3 및 레인 4). pHSP.3p53 플라스미드의 경우에서는 열처리한지 24시간이 경과한 후, 고 수준의 CAT 활성이 관찰되었다(레인 6). 그러나, 열처리가 되지 않은 경우(레인 5)조차도 상당한 수준의 p53 발현이 관찰되었다(약 25%).6 illustrates the leakage of the HSP promoter. FIG. 6 summarizes the results of testing a thermally inducible system containing the hsp70 promoter for expression of therapeutic genes p53 and TNFα. 6A shows plasmid constructs for both genes p53 and TNFα. 6B shows p53 transcriptional activity. To analyze the inducibility of the hsp promoter, a person with homozygous deletion of p53 with plasmid pHSP.3p53CD1 or control pHSP.3 vector with Post-2-CAT (containing CAT coding sequence linked to consensus p53 binding site) Co-transfection of ovarian carcinoma cell line SKOV3. After 36 hours of transfection, the cells are not heated or heat treated. CAT activity is measured after 24 hours. Little or no activity was observed in SKOV3 parental transfected cells (lane 1-untreated cells; lane 2-heated cells). Likewise, no activity was observed when transfected with the pHSP.3 vector alone (lane 3 and lane 4). In the case of pHSP.3p53 plasmid, high levels of CAT activity were observed after 24 hours of heat treatment (lane 6). However, even without heat treatment (lane 5), significant levels of p53 expression were observed (about 25%).

도 7은 가열 또는 광역학 요법(PDT)에 의한 TNFα의 유도를 도해한 것이다. TNFα의 암호화 서열을 플라스미드 pHSP.3내로 아클로닝하고 SKOV3 세포를 형질감염시킨다. G418에서 선별하여 안정한 콜로니를 분리한다. 세포를 45℃로 열처리하거나 열처리하지 않는다. 처리한지 6시간이 경과한 후, 배지내 TNFα의 수준을 Genzyme TNFα ELISA 키트로 측정한다. TNFα는 열처리에 의해 4배 유도되었고 PDT에 의해서는 3배 유도되었고 분비되었다. 그러나, 배경 발현은 상당한 양이었다(27%).7 illustrates the induction of TNFα by heating or photodynamic therapy (PDT). The coding sequence of TNFα is cloned into plasmid pHSP.3 and transfected SKOV3 cells. Selected from G418 to isolate stable colonies. Cells are not heat treated or heat treated at 45 ° C. After 6 hours of treatment, the level of TNFα in the medium is measured with a Genzyme TNFα ELISA kit. TNFα was induced 4-fold by heat treatment and 3-fold induced and secreted by PDT. However, background expression was significant (27%).

도 8은 피드포워드 반응(feed-forward reaction)에 의한 H358 폐암종 세포주에서의 p53의 발현 역학을 보여준다(여기서, a, b, c, d 및 e는 피드포워드 반응 후 10시간째에 도달된 p53의 수준을 나타낸다). 열 쇼크 후 6시간이 경과하면, 형질감염 세포를 상이한 용량의 독시사이클린으로 처리한다. 독시사이클린의 첨가 후, 여러 시점에서 세포를 p53 항체로 염색한다. 각 시점 동안 50개의 면역염색된 세포의 디지털 이미지를 니콘(Nikon) 현미경으로 선택한다. 각 세포에서 발현된 단백질의 양은 I=1/T(여기서, T는 투과광/단위면적의 값이다)로서 표시된 염색도에 비례한다. 이 그래프는 0.01 내지 0.1μg/ml의 독시사이클린을 사용한 실험 결과를 보여준다.FIG. 8 shows the kinetics of expression of p53 in H358 lung carcinoma cell line by feed-forward reaction, where a, b, c, d and e reached p53 reached 10 hours after feedforward reaction. Level). Six hours after heat shock, transfected cells are treated with different doses of doxycycline. After addition of doxycycline, cells are stained with p53 antibody at various time points. Digital images of 50 immunostained cells during each time point are selected with a Nikon microscope. The amount of protein expressed in each cell is proportional to the staining degree expressed as I = 1 / T, where T is the value of transmitted light / unit area. This graph shows the results of experiments with 0.01-0.1 μg / ml doxycycline.

도 9는 pHIBS-X(열-유도성 유방-특이적 프로모터) 발현 벡터의 개요도이다. pHIBS 벡터는 6개의 카세트로 구성되어 있다. 유전자 카세트 1은 Max의 기본 나선-루프-나선-류신 지퍼(bHLHLZ) 도메인(mx, 아미노산 8 내지 112번) 및 뒤이은 SV40 폴리 A에 융합된 효모 GAL4 단백질의 N-말단(아미노산 1 내지 147번) DNA-결합 도메인(Gal-DBD)을 암호화하는 융합 개방 판독 프레임인 "Gal-DBD-mx"를 함유한다는 점에서만 전술된 벡터와 상이하다. 생성된 융합 유전자 GAL-DBD-mx는 열 유도성 HSP 프로모터에 의해 조절된다. 유전자 카세트 2는 최소 CMV프로모터(mCMVp), Gal-DBD-mx 서열에 상보적인 안티센스 작제물인 "안티센스 Gal-DBD-mx", 내부 리보좀 도입 부위인 "IRES" 및 pGAL 결합 부위에 대해 Gal-DBD-mx와 경쟁하는 "Gal-DBD"로 구성되어 있다. 유전자 카세트 3은 Gal4(아미노산 1 내지 147번)의 N-말단 처음 11개 아미노산 및 뒤이은 SV40 거대 T 항원의 핵 국소화 시그날, 헤르페스 심플렉스 바이러스 단백질 VP16의 130개 아미노산 C-말단 전사 활성화 도메인, c-Myc의 bHLHLZ 도메인(아미노산 350 내지 439번) 및 SV40 폴리 A를 암호화하는 융합 개방 판독 프레임인 "VP16-TA-mc"로 구성된다. 생성된 융합 유전자 VP16-TA-mc는 첫 번째 ATG까지 c-erbB-2 프로모터 "perbB2"의 조절하에 배치되어 있다. 유전자 카세트 4는 Gal4에 대한 17량체 DNA-결합 부위의 5개 복사체로 구성된 "GALp"를 함유한다. TET-ON 서열은 GALp-ptet 프로모터의 조절하에 배치되어 있고 치료 유전자 X는 IRES를 경유하여 TET-ON에 연결되어 있다. 유전자 카세트 5는 ATG를 포함한 TET-ON 서열의 처음 80개 염기에 대해 상보적인 서열로 이루어진 서열인 안티센스 TET-ON을 함유하며, 이 안티센스 TET-ON은 pCMV 프로모터의 조절하에 배치되어 있다. 유전자 카세트 6은 tet 리프레서의 아미노산 1 내지 207번에 대한 암호화 서열로 이루어진 우성 음성 TET-ON을 함유하며, 이 TET-ON은 pCMV 프로모터의 조절하에 배치되어 있다.9 is a schematic of the pHIBS-X (heat-induced breast-specific promoter) expression vector. The pHIBS vector consists of six cassettes. Gene Cassette 1 is the N-terminus (amino acids No. 1 to 147) of the yeast GAL4 protein fused to Max's helix-loop-helix-leucine zipper (bHLHLZ) domain (mx, amino acids 8-112) followed by SV40 poly A. ) Differs from the vectors described above only in that they contain "Gal-DBD-mx", a fusion open reading frame that encodes a DNA-binding domain (Gal-DBD). The resulting fusion gene GAL-DBD-mx is regulated by the heat induced HSP promoter. Gene Cassette 2 has a minimum CMV promoter (mCMVp), an antisense construct complementary to the Gal-DBD-mx sequence "antisense Gal-DBD-mx", an internal ribosomal introduction site "IRES" and a Gal-DBD for pGAL binding site It consists of "Gal-DBD" which competes with -mx. Gene Cassette 3 is the nuclear localization signal of the N-terminal first 11 amino acids of Gal4 (amino acids 1-147) followed by the SV40 giant T antigen, 130 amino acid C-terminal transcriptional activation domain of herpes simplex virus protein VP16, c It consists of "VP16-TA-mc", a fused open reading frame that encodes the bHLHLZ domain of Myc (amino acids No. 350-439) and SV40 Poly A. The resulting fusion gene VP16-TA-mc is placed under the control of the c-erbB-2 promoter "perbB2" until the first ATG. Gene cassette 4 contains a "GALp" consisting of five copies of the 17-mer DNA-binding site for Gal4. The TET-ON sequence is placed under the control of the GALp-ptet promoter and therapeutic gene X is linked to TET-ON via IRES. Gene Cassette 5 contains antisense TET-ON, a sequence consisting of sequences complementary to the first 80 bases of the TET-ON sequence, including ATG, which is placed under the control of the pCMV promoter. Gene cassette 6 contains a dominant negative TET-ON consisting of the coding sequences for amino acids 1-207 of the tet repressor, which is located under the control of the pCMV promoter.

도 10은 pHIPs-GFP(열-유도성 전립선-특이적 프로모터) 발현 벡터의 개요도이다. pHIPS 벡터는 6개의 카세트로 구성되어 있다. 유전자 카세트 1은 Max의 기본 나선-루프-나선-류신 지퍼(bHLHLZ) 도메인(mx, 아미노산 8 내지 112번) 및 뒤이은 SV40 폴리 A에 융합된 효모 GAL4 단백질의 N-말단(아미노산 1 내지 147번) DNA-결합 도메인(Gal-DBD)을 암호화하는 융합 개방 판독 프레임인 "Gal-DBD-mx"를 함유한다는 점에서만 전술된 벡터와 상이하다. 생성된 융합 유전자 GAL-DBD-mx는 열 유도성 HSP 프로모터에 의해 조절된다. 유전자 카세트 2는 최소 CMV 프로모터(mCMVp), Gal-DBD-mx 서열에 상보적인 안티센스 작제물인 "안티센스 Gal-DBD-mx", 내부 리보좀 도입 부위인 "IRES" 및 pGAL 결합 부위에 대해 Gal-DBD-mx와 경쟁하는 "Gal-DBD"로 구성되어 있다. 유전자 카세트 3은 Gal4(아미노산 1 내지 147번)의 N-말단 처음 11개 아미노산 및 뒤이은 SV40 거대 T 항원의 핵 국소화 시그날, 헤르페스 심플렉스 바이러스 단백질 VP16의 130개 아미노산 C-말단 전사 활성화 도메인, c-Myc의 bHLHLZ 도메인(아미노산 350 내지 439번) 및 SV40 폴리 A를 암호화하는 융합 개방 판독 프레임인 "VP16-TA-mc"로 구성된다. 생성된 융합 유전자 VP16-TA-mc는 첫 번째 ATG까지 프로바신 유전자 프로모터(p프로바신)의 조절하에 배치되어 있다. 유전자 카세트 4는 Gal4에 대한 17량체 DNA-결합 부위의 5개 복사체로 구성된 "GALp"를 함유한다. TET-ON 서열은 GALp-ptet 프로모터의 조절하에 배치되어 있고, 치료 유전자 X는 IRES를 경유하여 TET-ON에 연결되어 있다. 유전자 카세트 5는 ATG를 포함한 TET-ON 서열의 처음 80개 염기에 대해 상보적인 서열로 이루어진 서열인 안티센스 TET-ON을 함유하며, 이 안티센스 TET-ON은 pCMV 프로모터의 조절하에 배치되어 있다. 유전자 카세트 6은 tet 리프레서의 아미노산 1 내지 207번에 대한 암호화 서열로 이루어진 우성 음성 TET-ON을 함유하며, 이 TET-ON은 pCMV 프로모터의 조절하에 배치되어 있다.10 is a schematic of the pHIPs-GFP (heat-induced prostate-specific promoter) expression vector. The pHIPS vector consists of six cassettes. Gene Cassette 1 is the N-terminus (amino acids No. 1 to 147) of the yeast GAL4 protein fused to Max's helix-loop-helix-leucine zipper (bHLHLZ) domain (mx, amino acids 8-112) followed by SV40 poly A. ) Differs from the vectors described above only in that they contain "Gal-DBD-mx", a fusion open reading frame that encodes a DNA-binding domain (Gal-DBD). The resulting fusion gene GAL-DBD-mx is regulated by the heat induced HSP promoter. Gene Cassette 2 has a minimal CMV promoter (mCMVp), an antisense construct complementary to the Gal-DBD-mx sequence "antisense Gal-DBD-mx", an internal ribosomal introduction site "IRES" and a Gal-DBD for pGAL binding site It consists of "Gal-DBD" which competes with -mx. Gene Cassette 3 is the nuclear localization signal of the N-terminal first 11 amino acids of Gal4 (amino acids 1-147) followed by the SV40 giant T antigen, 130 amino acid C-terminal transcriptional activation domain of herpes simplex virus protein VP16, c It consists of "VP16-TA-mc", a fused open reading frame that encodes the bHLHLZ domain of Myc (amino acids No. 350-439) and SV40 Poly A. The resulting fusion gene VP16-TA-mc is placed under the control of the provacin gene promoter (pprovacin) up to the first ATG. Gene cassette 4 contains a "GALp" consisting of five copies of the 17-mer DNA-binding site for Gal4. The TET-ON sequence is placed under the control of the GALp-ptet promoter and therapeutic gene X is linked to TET-ON via IRES. Gene Cassette 5 contains antisense TET-ON, a sequence consisting of sequences complementary to the first 80 bases of the TET-ON sequence, including ATG, which is placed under the control of the pCMV promoter. Gene cassette 6 contains a dominant negative TET-ON consisting of the coding sequences for amino acids 1-207 of the tet repressor, which is located under the control of the pCMV promoter.

본원에 사용된 용어 "열"은 극초단파를 포함하여 어떠한 수단에 의해서도 발생된 열 에너지를 의미한다.As used herein, the term “heat” means thermal energy generated by any means, including microwaves.

본원에 사용된 용어 "광"은 어떠한 수단에 의해서도 발생된 이온화 방사선을 포함하여, 가시영역뿐만 아니라 가시외영역의 스펙트럼 주파수를 갖는 광 에너지를 의미한다. 이것은 감마 및/또는 베타 입자를 방출할 수 있는 방사선핵종 또는 선형 가속기와 같은 방사선원을 포함한다.As used herein, the term "light" means light energy having a spectral frequency in the visible as well as in the visible region, including ionizing radiation generated by any means. This includes radiation sources such as radionuclides or linear accelerators that can emit gamma and / or beta particles.

본 발명에 따라 본 분야의 기술에 속하는 통상적인 분자생물학, 미생물학 및 재조합 DNA 기술이 사용될 수 있다. 이러한 기술들은 문헌에 자세히 설명되어 있다[참조 문헌: Maniatis, Fritsch & Sambrook, "Molecular Cloning: A Laboratory Manual (1982); "DNA Cloning: A Practical Approach," Volumes I and II (D.N. Glover ed. 1985); "Oligonucleotide Synthesis" (M.J. Gait ed. 1984); "Nucleic Acid Hybridization" [B.D. Hames & S.J. Higgins eds. (1985)]; "Transcription and Translation" [B.D. Hames & S.J. Higgins eds. (1984)]; "Animal Cell Cuture" [R.I. Freshney, ed. (1986)]; "Immobilized Cells and Enzymes" [IRL Press, (1986)]; B. Perbal, "A Practical Guide To Molecular Cloning" (1984)].According to the present invention, conventional molecular biology, microbiology and recombinant DNA techniques belonging to the art in the art can be used. These techniques are described in detail in Maniatis, Fritsch & Sambrook, "Molecular Cloning: A Laboratory Manual (1982);" DNA Cloning: A Practical Approach, "Volumes I and II (DN Glover ed. 1985). "Oligonucleotide Synthesis" (MJ Gait ed. 1984); "Nucleic Acid Hybridization" [BD Hames & SJ Higgins eds. (1985)]; "Transcription and Translation" [BD Hames & SJ Higgins eds. (1984)]; Animal Cell Cuture ”[RI Freshney, ed. (1986)];“ Immobilized Cells and Enzymes ”[IRL Press, (1986)]; B. Perbal,“ A Practical Guide To Molecular Cloning ”(1984)].

본 발명은 종양과 같은 한정된 영역을 위한 신규한 유전자 요법에 관한 것이다. 상기 언급된 목적에 따라, 열 및/또는 광에 의해 활성화되고 항생물질(테트라사이클린 및 이의 유도체)의 존재 및 농도에 따라 반응하는 요소를 함유한 플라스미드를 통해 구조적으로 활성적이고 조절가능한 유전자를 발현시키기 위한 기전이 제공된다. 유전자의 발현을 조절함에 있어서, 열 또는 광은 발현을 개시하지만 유전자는 단지 항생물질(테트라사이클린 및 이의 유도체)의 존재하에서만 구조적으로 발현된다. 항생물질의 농도는 유전자 발현의 수준 및 기간을 조절한다.The present invention relates to novel gene therapies for defined regions, such as tumors. For the above-mentioned purposes, expressing structurally active and controllable genes through plasmids containing elements that are activated by heat and / or light and react with the presence and concentration of antibiotics (tetracycline and its derivatives) Mechanisms are provided. In regulating the expression of a gene, heat or light initiates expression but the gene is structurally expressed only in the presence of antibiotics (tetracycline and derivatives thereof). Antibiotic concentrations control the level and duration of gene expression.

유전자 발현을 종양 세포로 한정하기 위해, 열 또는 방사선의 주변 표적인 정상 세포에서 유전자 발현을 억제하기 위한 두 가지 기전이 제공된다. 열 또는 광에 노출되지 않은 정상 세포가 실수로 플라스미드를 흡수한 경우, 프로모터의 배경 활성으로 인한 치료 유전자의 발현은 플라스미드내에 배치된 열 또는 광 유도성 항생물질 의존성 전사 활성화인자에 대한 안티센스 및 우성 음성 DNA 서열의 구조적인 발현에 의해 억제된다. 플라스미드를 흡수한 정상 세포가 열 또는 광에 노출된 경우, 치료 유전자의 발현을 억제하는 추가의 기전이 있다. 이것은 항생물질 의존성 전사 활성화인자가 조직-특이적 전사 활성화인자의 발현 및 열 또는 광에 대한 노출 모두의 조절하에 있는 변형된 "두개의 하이브리드" 시스템의 사용에 의해 달성된다. 따라서, 치료 유전자의 발현은 열 또는 광에 노출되고 동시에 조직-특이적 전사 인자를 발현하는 세포에서만 발견된다.In order to limit gene expression to tumor cells, two mechanisms are provided for inhibiting gene expression in normal cells as peripheral targets of heat or radiation. If normal cells not exposed to heat or light accidentally absorbed the plasmid, the expression of the therapeutic gene due to the background activity of the promoter may result in antisense and dominant negative for the heat or light-induced antibiotic-dependent transcriptional activator placed in the plasmid. Inhibited by structural expression of the DNA sequence. When normal cells that have absorbed plasmids are exposed to heat or light, there is an additional mechanism that inhibits the expression of therapeutic genes. This is accomplished by the use of modified “two hybrid” systems in which antibiotic dependent transcriptional activators are under the control of both expression of tissue-specific transcriptional activators and exposure to heat or light. Thus, expression of therapeutic genes is found only in cells that are exposed to heat or light and at the same time express tissue-specific transcription factors.

본 발명의 한 가지 양태로서, 배경 수준의 발현을 감소시키기 위한 재조합 벡터 pDATH-X(우성 음성, 안티센스, TET-ON 조절성 열 쇼크 프로모터 플라스미드)가 제공된다. 이 벡터는 다음과 같은 카세트로 구성되어 있다: (a) 테트라사이클린 리프레서의 아미노산 1 내지 207번 및 헤르페스 심플렉스 바이러스의 VP16 단백질의 C-말단 마지막 130개 아미노산 전사 활성화 도메인에 대한 암호화 서열의 융합체; (b) 최소 사이토메갈로바이러스 프로모터 pCMV에 연결된 사람 열 쇼크 70 유전자 프로모터의 열 쇼크 반응 요소(-260 내지 30번)로 이루어진 열 쇼크 프로모터; (c) tet 리프레서 및 TAKON이 결합하고 있는 TN10의 오퍼레이터 O2의 19개 bp 역방향 반복서열로 이루어진 tet 오퍼레이터; 및 (d) ATG를 포함한 TAKON 서열의 처음 80개 염기에 대해 상보적인 서열로 이루어진 안티센스 서열.In one aspect of the invention, a recombinant vector pDATH-X (dominant negative, antisense, TET-ON regulating heat shock promoter plasmid) is provided for reducing background levels of expression. This vector consists of the following cassettes: (a) A fusion of coding sequences for amino acids 1-207 of the tetracycline refresher and the C-terminal last 130 amino acid transcriptional activation domain of VP16 protein of the herpes simplex virus ; (b) a heat shock promoter consisting of the heat shock response elements (# -260-30) of the human heat shock 70 gene promoter linked to the minimum cytomegalovirus promoter pCMV; (c) a tet operator consisting of a 19 bp reverse repeat sequence of operator O2 of TN10 to which the tet refresher and TAKON bind; And (d) an antisense sequence consisting of a sequence complementary to the first 80 bases of the TAKON sequence including ATG.

본 발명의 다른 양태로서, 유전자를 함유한 벡터를 숙주 유기체내로 도입하고 열 또는 광 에너지를 적용시키는 단계를 포함하여, 열 또는 광 유도성 프로모터의 조절하에 유전자의 지속적인 발현을 달성하는 방법이 제공된다. 본 발명의 또 다른 양태로서, 숙주 유기체는 사람이다.In another aspect of the invention, a method is provided for achieving sustained expression of a gene under the control of a heat or light inducible promoter, comprising introducing a vector containing the gene into a host organism and applying heat or light energy. . In another aspect of the invention, the host organism is a human.

본 발명의 또 다른 양태로서, 재조합 벡터 pDATE-X(우성 음성, 안티센스, TET-ON 조절성 EGR 프로모터 발현 플라스미드)가 제공된다. 이 벡터는 다음과 같은 카세트로 구성되어 있다: (a) 카세트 1에서, TET-ON 서열은 EGRp, 테트라사이클린 오퍼레이터 결합 부위 및 pCMV의 조절하에 배치되어 있다; (2) 카세트 2에서, 치료 유전자 X는 tetp-pCMV 프로모터의 조절하에 배치되어 있다; (3) 카세트 3에서, 안티센스 TET-ON은 pCMV 프로모터의 조절하에 배치되어 있다; (4) 카세트 4에서, 우성 음성 TET-ON은 pCMV 프로모터의 조절하에 배치되어 있다.In another aspect of the invention, a recombinant vector pDATE-X (dominant negative, antisense, TET-ON regulatory EGR promoter expression plasmid) is provided. This vector consists of the following cassettes: (a) In cassette 1, the TET-ON sequence is arranged under the control of EGRp, tetracycline operator binding site and pCMV; (2) in cassette 2, therapeutic gene X is placed under the control of the tetp-pCMV promoter; (3) In cassette 3, antisense TET-ON is placed under the control of the pCMV promoter; (4) In cassette 4, the dominant negative TET-ON is placed under the control of the pCMV promoter.

또 다른 양태로서 본 발명은 재조합 발현 벡터 pRIBs-X(방사선-유도성 유방-특이적 프로모터)를 제공한다. 이 벡터는 다음과 같은 카세트로 구성되어 있다: (a) 카세트 1은 Max의 기본 나선-루프-나선-류신 지퍼 도메인(아미노산 8 내지 112번) 및 뒤이은 SV40 폴리 A에 융합된 효모 GAL4 단백질의 N-말단(아미노산 1 내지147번) DNA-결합 도메인(Gal-DBD)을 암호화하는 융합 개방 판독 프레임인 "Gal-DBD-mx"를 함유한다-생성된 융합 유전자 GAL-DBD-mx는 방사선 유도성 Egr-1 프로모터에 의해 조절된다; (b) 카세트 2는 최소 CMV 프로모터, Gal-DBD-mx 서열에 상보적인 안티센스 작제물인 "안티센스 Gal-DBD-mx", 내부 리보좀 도입 부위인 "IRES" 및 pGAL 결합 부위에 대해 Gal-DBD-mx와 경쟁하는 "Gal-DBD"로 구성되어 있다; (c) 카세트 3은 Gal4(아미노산 1 내지 147번)의 N-말단 처음 11개 아미노산 및 뒤이은 SV40 거대 T 항원의 핵 국소화 시그날, 헤르페스 심플렉스 바이러스 단백질 VP16의 130개 아미노산 C-말단 전사 활성화 도메인, c-Myc의 기본 나선-루프-나선-류신 지퍼 도메인(아미노산 350 내지 439번) 및 SV40 폴리 A를 암호화하는 융합 개방 판독 프레임인 "VP16-TA-mc"로 구성된다-생성된 융합 유전자 VP16-TA-mc는 첫 번째 ATG까지 c-erbB-2 프로모터 "perbB2"의 조절하에 배치되어 있다; (d) 카세트 4는 Gal4에 대한 17량체 DNA-결합 부위의 5개 복사체로 구성된 "GALp"를 함유한다. TET-ON 서열은 GALp-ptet 프로모터의 조절하에 배치되어 있고 치료 유전자 X는 IRES를 경유하여 TET-ON에 연결되어 있다; (e) 카세트 5는 ATG를 포함한 TET-ON 서열의 처음 80개 염기에 대해 상보적인 서열로 이루어진 서열인 안티센스 TET-ON을 함유하며 이 안티센스 TET-ON은 pCMV 프로모터의 조절하에 배치되어 있다; (f) 카세트 6은 tet 리프레서의 아미노산 1 내지 207번에 대한 암호화 서열로 이루어진 우성 음성 TET-ON을 함유한다.In another aspect, the present invention provides a recombinant expression vector pRIBs-X (radiation-induced breast-specific promoter). This vector consists of the following cassettes: (a) Cassette 1 is a yeast GAL4 protein fused to the basic helix-loop-helix-leucine zipper domain (amino acids 8-112) and subsequently to SV40 poly A of Max Contains the "Gal-DBD-mx" fusion open reading frame encoding the N-terminal (amino acids 1-147) DNA-binding domain (Gal-DBD) -generated fusion gene GAL-DBD-mx Regulated by the sex Egr-1 promoter; (b) Cassette 2 is a minimal CMV promoter, an antisense construct complementary to the Gal-DBD-mx sequence "antisense Gal-DBD-mx", an internal ribosomal introduction site "IRES" and a Gal-DBD- for pGAL binding site It consists of "Gal-DBD" which competes with mx; (c) Cassette 3 is the N-terminal first 11 amino acids of Gal4 (amino acids 1-147) followed by nuclear localization signal of SV40 large T antigen, 130 amino acids C-terminal transcriptional activation domain of herpes simplex virus protein VP16 consisting of the basic helix-loop-helix-leucine zipper domain of amino acids c-Myc (amino acids 350-439) and the fusion open reading frame "VP16-TA-mc" encoding SV40 poly A-generated fusion gene VP16 -TA-mc is placed under the control of the c-erbB-2 promoter "perbB2" until the first ATG; (d) Cassette 4 contains a "GALp" consisting of five copies of the 17-mer DNA-binding site for Gal4. The TET-ON sequence is placed under the control of the GALp-ptet promoter and therapeutic gene X is linked to TET-ON via IRES; (e) Cassette 5 contains antisense TET-ON, a sequence consisting of sequences complementary to the first 80 bases of the TET-ON sequence including ATG, which antisense TET-ON is placed under the control of the pCMV promoter; (f) Cassette 6 contains a dominant negative TET-ON consisting of the coding sequences for amino acids 1-207 of the tet repressor.

또한, perbB2 프로모터가 유장 산성 단백질 프로모터 또는 스트로멜라이신 3 프로모터로 교체된 상기 벡터의 변이체가 제공된다.Also provided are variants of the vector wherein the perbB2 promoter has been replaced with a whey acidic protein promoter or a stromelysin 3 promoter.

또 다른 양태로서, 본 발명은 세포독성 유전자를 함유한 pRIBs-X 발현 벡터(또는 이의 변이체)를 환자에게 투여함을 포함하여, 국소 및 전이 유방 암 및 난소 암을 치료하는 방법을 제공한다. 대표적인 세포독성 유전자는 종양 괴사 인자 알파이다.In another aspect, the invention provides a method of treating local and metastatic breast and ovarian cancer, comprising administering to a patient a pRIBs-X expression vector (or variant thereof) containing a cytotoxic gene. Representative cytotoxic genes are tumor necrosis factor alpha.

또한 본 발명은 재조합 발현 벡터 pRIPs-X(방사선-유도성 전립선-특이적 프로모터)를 제공한다. 이 벡터는 다음과 같은 카세트로 구성되어 있다: (a) 카세트 1은 Max의 기본 나선-루프-나선-류신 지퍼 도메인(아미노산 8 내지 112번) 및 뒤이은 SV40 폴리 A에 융합된 효모 GAL4 단백질의 N-말단(아미노산 1 내지 147번) DNA-결합 도메인을 암호화하는 융합 개방 판독 프레임인 "Gal-DBD-mx"를 함유한다-생성된 융합 유전자 GAL-DBD-mx는 방사선 유도성 Egr-1 프로모터에 의해 조절된다; (b) 카세트 2는 최소 CMV 프로모터, Gal-DBD-mx 서열에 상보적인 안티센스 작제물인 안티센스 Gal-DBD-mx, 내부 리보좀 도입 부위인 IRES 및 pGAL 결합 부위에 대해 Gal-DBD-mx와 경쟁하는 Gal-DBD로 구성되어 있다; (c) 카세트 3은 Gal4의 N-말단 처음 11개 아미노산 및 뒤이은 SV40 거대 T 항원의 핵 국소화 시그날, 헤르페스 심플렉스 바이러스 단백질 VP16의 130개 아미노산 C-말단 전사 활성화 도메인, c-Myc의 기본 나선-루프-나선-류신 지퍼 도메인(아미노산 350 내지 439번) 및 SV40 폴리 A를 암호화하는 융합 개방 판독 프레임인 "VP16-TA-mc"로 구성된다-생성된 융합 유전자 VP16-TA-mc는 첫 번째 ATG까지 프로바신 유전자 프로모터 "p프로바신"의 조절하에 배치되어 있다; (d) 카세트 4는 Gal4에 대한 17량체 DNA-결합 부위의 5개 복사체로 구성된 "GALp"를 함유한다. TET-ON 서열은 GALp-ptet 프로모터의 조절하에배치되어 있고 치료 유전자 X는 IRES를 경유하여 TET-ON에 연결되어 있다; (e) 카세트 5는 ATG를 포함한 TET-ON 서열의 처음 80개 염기에 대해 상보적인 서열로 이루어진 서열인 안티센스 TET-ON을 함유하며 이 안티센스 TET-ON은 pCMV 프로모터의 조절하에 배치되어 있다; (f) 카세트 6은 tet 리프레서의 아미노산 1 내지 207번에 대한 암호화 서열로 이루어진 우성 음성 TET-ON을 함유한다. 또한, 프로바신 프로모터가 전립선 특이적 항원 프로모터로 교체된 상기 벡터의 변이체가 제공된다.The present invention also provides a recombinant expression vector pRIPs-X (radiation-inducing prostate-specific promoter). This vector consists of the following cassettes: (a) Cassette 1 is a yeast GAL4 protein fused to the basic helix-loop-helix-leucine zipper domain (amino acids 8-112) and subsequently to SV40 poly A of Max Contains the "Gal-DBD-mx" fusion open reading frame that encodes the N-terminal (amino acids 1-147) DNA-binding domain-generated fusion gene GAL-DBD-mx is a radiation-induced Egr-1 promoter Controlled by; (b) Cassette 2 competes with Gal-DBD-mx for a minimal CMV promoter, antisense Gal-DBD-mx, an antisense construct complementary to the Gal-DBD-mx sequence, IRES and pGAL binding sites, an internal ribosomal introduction site Consists of Gal-DBD; (c) Cassette 3 is the N-terminal first 11 amino acids of Gal4 followed by nuclear localization signal of SV40 large T antigen, 130 amino acids C-terminal transcriptional activation domain of herpes simplex virus protein VP16, the basic helix of c-Myc Consists of a loop-helix-leucine zipper domain (amino acids 350-439) and a fusion open reading frame “VP16-TA-mc” encoding SV40 Poly A-generated fusion gene VP16-TA-mc Up to ATG is placed under the control of the probasin gene promoter "pprovacin"; (d) Cassette 4 contains a "GALp" consisting of five copies of the 17-mer DNA-binding site for Gal4. TET-ON sequence is placed under the control of the GALp-ptet promoter and therapeutic gene X is linked to TET-ON via IRES; (e) Cassette 5 contains antisense TET-ON, a sequence consisting of sequences complementary to the first 80 bases of the TET-ON sequence including ATG, which antisense TET-ON is placed under the control of the pCMV promoter; (f) Cassette 6 contains a dominant negative TET-ON consisting of the coding sequences for amino acids 1-207 of the tet repressor. Also provided are variants of the vector wherein the provasin promoter has been replaced with a prostate specific antigen promoter.

또 다른 양태로서, 본 발명은 세포독성 유전자를 함유한 pRIPs-X 발현 벡터(또는 이의 변이체)를 환자에게 투여함을 포함하여, 국소 및 전이 전립선 암을 치료하는 방법을 제공한다. 대표적인 세포독성 유전자는 종양 괴사 인자 알파이다.In another aspect, the present invention provides a method for treating local and metastatic prostate cancer, comprising administering to a patient a pRIPs-X expression vector (or variant thereof) containing a cytotoxic gene. Representative cytotoxic genes are tumor necrosis factor alpha.

또 다른 양태로서, 본 발명은 재조합 발현 벡터 pHIBs-X(열-유도성 유방-특이적 프로모터)를 제공한다. 이 벡터는 다음과 같은 카세트로 구성되어 있다: (a) 카세트 1은 Max의 기본 나선-루프-나선-류신 지퍼 도메인(아미노산 8 내지 112번) 및 뒤이은 SV40 폴리 A에 융합된 효모 GAL4 단백질의 N-말단(아미노산 1 내지 147번) DNA-결합 도메인을 암호화하는 융합 개방 판독 프레임인 Gal-DBD-mx를 함유한다-생성된 융합 유전자 GAL-DBD-mx는 열 유도성 열 쇼크 단백질 프로모터에 의해 조절된다; (b) 카세트 2는 최소 CMV 프로모터, Gal-DBD-mx 서열에 상보적인 작제물인 안티센스 Gal-DBD-mx, 내부 리보좀 도입 부위, 및 pGAL 결합 부위에 대해 Gal-DBD-mx와 경쟁하는 Gal-DBD로 구성되어 있다; (c) 카세트 3은 Gal4(아미노산 1 내지 147번)의 N-말단 처음 11개 아미노산 및 뒤이은 SV40 거대 T 항원의 핵 국소화 시그날, 헤르페스 심플렉스 바이러스 단백질 VP16의 130개 아미노산 C-말단 전사활성화 도메인, c-Myc의 기본 나선-루프-나선-류신 지퍼 도메인(아미노산 350 내지 439번) 및 SV40 폴리 A를 암호화하는 융합 개방 판독 프레임인 "VP16-TA-mc"로 구성된다-생성된 융합 유전자 VP16-TA-mc는 첫 번째 ATG까지 c-erbB2 유전자 프로모터 "perbB2"의 조절하에 배치되어 있다; (d) 카세트 4는 Gal4에 대한 17량체 DNA-결합 부위의 5개 복사체로 구성된 GALp를 함유한다. TET-ON 서열은 GALp-ptet 프로모터의 조절하에 배치되어 있고 치료 유전자 X는 내부 리보좀 도입 부위를 경유하여 TET-ON에 연결되어 있다; (e) 카세트 5는 ATG를 포함한 TET-ON 서열의 처음 80개 염기에 대해 상보적인 서열로 이루어진 서열인 안티센스 TET-ON을 함유하며, 이 안티센스 TET-ON은 pCMV 프로모터의 조절하에 배치되어 있다; (f) 카세트 6은 tet 리프레서의 아미노산 1 내지 207번에 대한 암호화 서열로 이루어진 우성 음성 TET-ON을 함유한다. 또한, perbB2 프로모터가 유장 산성 단백질 프로모터 또는 스트로멜라이신 3 프로모터로 교체된 상기 벡터의 변이체가 제공된다.In another aspect, the present invention provides a recombinant expression vector pHIBs-X (heat-induced breast-specific promoter). This vector consists of the following cassettes: (a) Cassette 1 is a yeast GAL4 protein fused to the basic helix-loop-helix-leucine zipper domain (amino acids 8-112) and subsequently to SV40 poly A of Max Contains the Gal-DBD-mx fusion open reading frame encoding the N-terminal (amino acids No. 1 to 147) DNA-binding domain-generated fusion gene GAL-DBD-mx is generated by a heat induced heat shock protein promoter. Is regulated; (b) Cassette 2 competes with Gal-DBD-mx for the minimal CMV promoter, the antisense Gal-DBD-mx construct that is complementary to the Gal-DBD-mx sequence, the internal ribosomal transduction site, and the pGAL binding site Consists of a DBD; (c) Cassette 3 is the N-terminal first 11 amino acids of Gal4 (amino acids 1-147) followed by nuclear localization signal of SV40 large T antigen, 130 amino acids C-terminal transcriptional activation domain of herpes simplex virus protein VP16 consisting of the basic helix-loop-helix-leucine zipper domain of amino acids c-Myc (amino acids 350-439) and the fusion open reading frame "VP16-TA-mc" encoding SV40 poly A-generated fusion gene VP16 -TA-mc is placed under the control of the c-erbB2 gene promoter "perbB2" until the first ATG; (d) Cassette 4 contains GALp consisting of five copies of the 17-mer DNA-binding site for Gal4. The TET-ON sequence is placed under the control of the GALp-ptet promoter and therapeutic gene X is linked to TET-ON via an internal ribosomal introduction site; (e) Cassette 5 contains antisense TET-ON, a sequence consisting of sequences complementary to the first 80 bases of the TET-ON sequence including ATG, which antisense TET-ON is placed under the control of the pCMV promoter; (f) Cassette 6 contains a dominant negative TET-ON consisting of the coding sequences for amino acids 1-207 of the tet repressor. Also provided are variants of the vector wherein the perbB2 promoter has been replaced with a whey acidic protein promoter or a stromelysin 3 promoter.

또 다른 양태로서, 본 발명은 치료 유전자를 함유한 pHIBs-X 발현 벡터(또는 이의 변이체)를 환자에게 투여함을 포함하여, 국소 및 전이 유방 암 및 난소 암을 치료하는 방법을 제공한다. 대표적인 치료 유전자는 종양 괴사 인자 알파이다.In another aspect, the present invention provides a method for treating local and metastatic breast and ovarian cancer, comprising administering to a patient a pHIBs-X expression vector (or variant thereof) containing a therapeutic gene. Representative therapeutic genes are tumor necrosis factor alpha.

또한 본 발명은 재조합 pHIPs-X(열-유도성 전립선-특이적 프로모터) 벡터를 제공한다. 이 벡터는 다음과 같은 카세트로 구성되어 있다: (a) 카세트 1은 Max의 기본 나선-루프-나선-류신 지퍼 도메인(아미노산 8 내지 112번) 및 뒤이은 SV40 폴리 A에 융합된 효모 GAL4 단백질의 N-말단(아미노산 1 내지 147번) DNA-결합 도메인을 암호화하는 융합 개방 판독 프레임인 Gal-DBD-mx를 함유한다-생성된 융합 유전자 GAL-DBD-mx는 열 유도성 열 쇼크 단백질 프로모터에 의해 조절된다; (b) 카세트 2는 최소 CMV 프로모터(mCMVp), Gal-DBD-mx 서열에 상보적인 작제물인 안티센스 Gal-DBD-mx, 내부 리보좀 도입 부위 및 pGAL 결합 부위에 대해 Gal-DBD-mx와 경쟁하는 Gal-DBD로 구성되어 있다; (c) 카세트 3은 Gal4의 N-말단 처음 11개 아미노산 및 뒤이은 SV40 거대 T 항원의 핵 국소화 시그날, 헤르페스 심플렉스 바이러스 단백질 VP16의 130개 아미노산 C-말단 전사 활성화 도메인, c-Myc의 기본 나선-루프-나선 류신 지퍼 도메인(아미노산 350 내지 439번) 및 SV40 폴리A를 암호화하는 융합 개방 판독 프레임인 "VP16-TA-mc"로 이루어진다-생성된 융합 유전자 VP16-TA-mc는 첫 번째 ATG까지 프로바신 유전자 프로모터 "p프로바신"의 조절하에 배치되어 있다; (d) 유전자 카세트 4는 Gal4에 대한 17량체 DNA-결합 부위의 5개 복사체로 구성된 GALp를 함유한다. TET-ON 서열은 GALp-ptet 프로모터의 조절하에 배치되어 있고 치료 유전자 X는 IRES를 경유하여 TET-ON에 연결되어 있다; (e) 카세트 5는 ATG를 포함한 TET-ON 서열의 처음 80개 염기에 대해 상보적인 서열로 이루어진 서열인 안티센스 TET-ON을 함유하며, 이 안티센스 TET-ON은 pCMV 프로모터의 조절하에 배치되어 있다; (f) 카세트 6은 tet 리프레서의 아미노산 1 내지 207번에 대한 암호화 서열로 이루어진 우성 음성 TET-ON을 함유한다. 또한, 프로바신 프로모터가 전립선 특이적 항원 프로모터로 교체된 상기 벡터의 변이체가 제공된다.The present invention also provides recombinant pHIPs-X (heat-induced prostate-specific promoter) vectors. This vector consists of the following cassettes: (a) Cassette 1 is a yeast GAL4 protein fused to the basic helix-loop-helix-leucine zipper domain (amino acids 8-112) and subsequently to SV40 poly A of Max Contains the Gal-DBD-mx fusion open reading frame encoding the N-terminal (amino acids No. 1 to 147) DNA-binding domain-generated fusion gene GAL-DBD-mx is generated by a heat induced heat shock protein promoter. Is regulated; (b) Cassette 2 competes with Gal-DBD-mx for a minimal CMV promoter (mCMVp), an antisense Gal-DBD-mx construct that is complementary to the Gal-DBD-mx sequence, an internal ribosomal transduction site, and a pGAL binding site Consists of Gal-DBD; (c) Cassette 3 is the N-terminal first 11 amino acids of Gal4 followed by nuclear localization signal of SV40 large T antigen, 130 amino acids C-terminal transcriptional activation domain of herpes simplex virus protein VP16, the basic helix of c-Myc Consists of a loop-helix leucine zipper domain (amino acids 350-439) and a fusion open reading frame “VP16-TA-mc” encoding SV40 polyA—generated fusion gene VP16-TA-mc up to the first ATG Is placed under the control of the probasin gene promoter “pprovacin”; (d) Gene Cassette 4 contains GALp consisting of five copies of the 17-mer DNA-binding site for Gal4. The TET-ON sequence is placed under the control of the GALp-ptet promoter and therapeutic gene X is linked to TET-ON via IRES; (e) Cassette 5 contains antisense TET-ON, a sequence consisting of sequences complementary to the first 80 bases of the TET-ON sequence including ATG, which antisense TET-ON is placed under the control of the pCMV promoter; (f) Cassette 6 contains a dominant negative TET-ON consisting of the coding sequences for amino acids 1-207 of the tet repressor. Also provided are variants of the vector wherein the provasin promoter has been replaced with a prostate specific antigen promoter.

또 다른 양태로서, 본 발명은 치료 유전자를 함유한 pHIPs-X 벡터(또는 이의 변이체)를 환자에게 투여함을 포함하여, 국소 및 전이 전립선 암을 치료하는 방법을 제공한다. 대표적인 치료 유전자는 종양 괴사 인자 알파이다.In another aspect, the present invention provides a method for treating local and metastatic prostate cancer, comprising administering to a patient a pHIPs-X vector (or variant thereof) containing a therapeutic gene. Representative therapeutic genes are tumor necrosis factor alpha.

본 발명의 약제학적 조성물이 유전자 요법을 위해 제조될 수 있음이 구체적으로 고려된다. 이 경우에 조성물은 본 발명의 벡터 및 약제학적으로 허용되는 담체를 포함한다. 암 화학 요법의 분야에서 통상의 기술을 지닌 자는 과중한 실험 부담이 없이도 적당한 용량 및 투여 경로를 용이하게 결정할 수 있을 것이다. 유전자 요법을 위해 본 발명의 플라스미드 벡터중 하나에 함유된 해당 유전자는 바이러스 벡터 또는 리포좀을 통해서 표적 세포로 전달될 수 있다.It is specifically contemplated that the pharmaceutical compositions of the present invention may be prepared for gene therapy. In this case the composition comprises a vector of the invention and a pharmaceutically acceptable carrier. One of ordinary skill in the art of cancer chemotherapy will readily be able to determine the appropriate dose and route of administration without the heavy burden of experimentation. The gene of interest contained in one of the plasmid vectors of the present invention for gene therapy can be delivered to the target cell via a viral vector or liposome.

분자암생물학의 분야에서 통상적인 평균 과학 기술의 수준은 최근 몇 년 동안에 괄목할 만하게 증진되어왔다. 이 분야에 통상의 기술을 가진 자는 본 발명의 교시된 유전자 요법에 따라 신규한 요법을 위한 플라스미드를 용이하게 작제하고 사용할 수 있을 것이다.The level of average technology common in the field of molecular cancer biology has increased significantly in recent years. One of ordinary skill in the art will be able to readily construct and use plasmids for novel therapies according to the taught gene therapy of the present invention.

하기 실시예는 본 발명의 여러 양태를 예시한다. 그러나 이들 실시예가 어떠한 방법으로든지 본 발명을 한정하는 것으로 이해되어서는 안된다.The following examples illustrate various aspects of the invention. However, these examples should not be understood as limiting the invention in any way.

실시예 1Example 1

pDATE 벡터: 구조 및 작용 방식pDATE vector: structure and behavior

도 2는 pDATE 벡터의 개요도이다. pDATE-X 플라스미드는 피드포워드 반응을 통해 작용하여 TET-ON 및 X의 발현을 증폭시킨다. 방사선의 부재하에서 EGRp의 누출로 인한 배경 발현은 TET-ON mRNA의 합성을 유도할 것이다. 이 mRNA의 해독은 안티센스 TET-ON RNA의 동시 발현에 의해 감소된다. 게다가, 줄곧 누출되어 해독된 TET-ON 단백질은 테트라사이클린이 없는 상태에서는 불활성이다. 테트라사이클린의 존재하에서 누출된(해독된) TET-ON 단백질은 활성적이지만, 피드포워드 반응은 ptet 프로모터의 동일한 DNA 결합 부위에 대해 경쟁하는, 구조적으로 발현된 우성 음성 TET-ON 단백질에 의해 억제된다.2 is a schematic diagram of a pDATE vector. The pDATE-X plasmid acts through a feedforward reaction to amplify the expression of TET-ON and X. Background expression due to leakage of EGRp in the absence of radiation will lead to the synthesis of TET-ON mRNA. Translation of this mRNA is reduced by the simultaneous expression of antisense TET-ON RNA. In addition, TET-ON protein leaked and decoded all the time is inactive in the absence of tetracycline. The leaked (detoxified) TET-ON protein in the presence of tetracycline is active, but the feedforward response is inhibited by the structurally expressed dominant negative TET-ON protein, competing for the same DNA binding site of the ptet promoter. .

카세트의 위치 효과를 분리하기 위해 두 개의 닭 라이소좀 매트릭스 연결 부위(MAR)를 삽입시킨다(참조 문헌: McKnight, R. A., et al., Mol. Reprod. & Dev., 44:179-184 (1996)). 안티센스 및 우성 음성 TET-ON 발현이 최소 CMV 프로모터에 의해 구동될 때 MAR이 불필요할 수 있으나, MAR은 사람 β 액틴 프로모터와 같은 보다 강력한 프로모터가 그들의 발현을 구동시키는 경우엔 필요할 수 있다.Two chicken lysosomal matrix linkage sites (MARs) are inserted to isolate the positional effect of the cassette (McKnight, RA, et al., Mol. Reprod. & Dev., 44: 179-184 (1996) ). MAR may be unnecessary when antisense and dominant negative TET-ON expression is driven by the minimal CMV promoter, but MAR may be necessary if more potent promoters, such as human β actin promoters, drive their expression.

pDATE-X를 함유한 세포가 방사선에 노출될 때, 처음에 폭발적인 TET-ON 전사가 일어나서 우성 음성 TET-ON보다 더 많은 양으로 TET-ON의 배경 수준에 비해 2 내지 4배의 합성을 유도한다. 테트라사이클린의 존재하에서 이러한 과량의 TET-ON 단백질은 TET-ON 및 X 둘다의 암호화 서열이 연결되어 있는 tetp 프로모터에 결합하고 피드포워드 반응에 참여한다. 이 반응은 테트라사이클린의 수준에 의해 조절된다. 이 경우, X의 발현은 증가하고 그 기간은 테트라사이클린이 제거될 때까지 연장되며, 이 시점에서 TET-ON 단백질의 반감기는 피드포워드 반응이 추가의 방사선 노출없이 테트라사이클린을 사용하여 얼마나 오랫 동안 재시동될 수 있는지를 결정할 것이다.When cells containing pDATE-X are exposed to radiation, an initially explosive TET-ON transcription occurs, inducing two to four times the synthesis of the TET-ON against a background level of TET-ON in a greater amount than the dominant negative TET-ON. . In the presence of tetracycline this excess of TET-ON protein binds to the tetp promoter, to which the coding sequences of both TET-ON and X are linked, and participates in the feedforward reaction. This reaction is controlled by the level of tetracycline. In this case, the expression of X is increased and the period is extended until the tetracycline is removed, at which point the half-life of the TET-ON protein is restarted for a long time using the tetracycline without further radiation exposure of the feedforward response. Will determine if it can be.

이 벡터는 피드포워드 반응을 이용하여 고 수준의 유도성 유전자 발현을 달성하고 유지한다. 이 피드포워드 특징을 유도성 프로모터의 일시성과 허약성을 극복한다. 피드포워드 반응이 수 시간내로 제한될 때, 열처리된 세포와 열처리되지 않은 세포에서 달성되는 TET-ON의 수준은 많은 차이가 있다. 따라서, 조사된 세포에 선택적으로 테트라사이클린을 첨가하고 제거하여 증강시킴으로써, 조사된 세포 및 비조사된 세포에서의 증폭된 TET-ON의 수준 차를 조절할 수 있다. 그러나, 테트라사이클린의 첨가 및 제거가 세포 배양물에서 정확하게 조절될 수 있더라도, 조직에서의 테트라사이클린 수준의 불균질성 및 개인차에 따른 생체내에서의 테트라사이클린의 흡수 및 제거에 있어서의 변동으로 인해 생체내에서 그렇게 하는 것은 어렵다. 따라서, 피드포워드 반응이 비조사된 세포에서 TET-ON의 발현을 상당히 증폭시키지 않도록 안티센스 및 우성 음성 카세트를 갖는 TET-ON의 발현을 통해 누출을 최소화하는 것이 중요하다.This vector uses a feedforward response to achieve and maintain high levels of inducible gene expression. This feedforward feature overcomes the temporal and fragile nature of inducible promoters. When the feedforward reaction is limited within a few hours, there are many differences in the level of TET-ON achieved in heat treated and unheated cells. Thus, by adding and removing tetracycline selectively to enhance the irradiated cells, the level difference of amplified TET-ON in irradiated and non-irradiated cells can be controlled. However, even though the addition and removal of tetracycline can be precisely controlled in cell culture, in vivo due to heterogeneity of tetracycline levels in tissues and variations in the uptake and removal of tetracycline in vivo due to individual differences It is difficult to do so. Therefore, it is important to minimize leakage through the expression of TET-ON with antisense and dominant negative cassettes so that the feedforward response does not significantly amplify expression of TET-ON in unirradiated cells.

필요한 경우, 이 벡터의 작용은 pCMV 최소 프로모터를 사람 β 액틴 프로모터와 같은 훨씬 강력한 프로모터로 대체하여 안티센스 및 우성 음성 TET-ON의 발현을 구동시킴으로써 추가로 미세조정될 수 있다. 또한, 안티센스 및 우성 음성 암호화 서열의 복사체 수를 증가시킬 수 있다.If desired, the action of this vector can be further refined by replacing the pCMV minimal promoter with a much more potent promoter such as the human β actin promoter to drive expression of antisense and dominant negative TET-ON. It is also possible to increase the number of copies of antisense and dominant negative coding sequences.

TET-ON 발현의 생체내 유도를 위해, 짧은 생체내 반감기 때문에 옥시테트라사이클린이 사용된다. 사람에 있어서, 일회 경구 투여 후 옥시테트라사이클린의 최고 혈장 농도는 2 내지 4시간째에 도달된다(참조: Goodman & Gilman's The Pharmaceutical Basis of Therapeutics). 따라서, 옥시테트라사이클린 농도의 함수로서 TET-ON 발현의 수준을 모니터링할 수 있다. 옥시테트라사이클린은 단지 9시간의 생체내 반감기로 단기간 작용한다(독시사이클린의 반감기는 18시간이다).24시간째에 옥시테트라사이클린 수준은 투입량의 25% 미만으로 감소한다(약 10 내지 30%는 결코 흡수되지 않으며 활성 형태로 분비된다).For in vivo induction of TET-ON expression, oxytetracycline is used because of its short in vivo half-life. In humans, the highest plasma concentration of oxytetracycline is reached at 2-4 hours after a single oral administration (Goodman & Gilman's The Pharmaceutical Basis of Therapeutics). Thus, the level of TET-ON expression can be monitored as a function of oxytetracycline concentration. Oxytetracycline acts for a short period of time with an in vivo half-life of just 9 hours (half-life of doxycycline is 18 hours). At 24 hours, oxytetracycline levels decrease to less than 25% of the dose (about 10 to 30% never). Not absorbed and secreted in the active form).

실시예 2Example 2

pDATH 벡터: 구조 및 작용 방식pDATH vectors: structures and how they work

도 1은 pDATH-X 벡터의 개요도이다. 이 벡터는 Egr-1 프로모터가 HSP 프로모터로 교체되어 있고 광/이온화 방사선 대신에 열을 사용하는 것을 제외하고 pDATE-X 벡터와 동일한 방식으로 작동한다.1 is a schematic diagram of a pDATH-X vector. This vector works in the same way as the pDATE-X vector except that the Egr-1 promoter is replaced by the HSP promoter and uses heat instead of photo / ionizing radiation.

실시예 3Example 3

피드포워드 유도성 프로모터로 TET-ON 및 p53의 증폭가능하고 지속적인 발현의 개념에 대한 증명Demonstration of the concept of amplifiable and sustained expression of TET-ON and p53 as a feedforward inducible promoter

유전자 발현의 열 유도성 테트라사이클린 피드포워드 증폭의 개념을 입증하기 위해 두 개의 플라스미드를 작제한다. 최소 hCMV 프로모터의 상부스트림 테트라사이클린-내성 오페론으로부터의 조절 서열로 이루어진 tetp 프로모터의 조절하에 p53이 배치되도록 ptet-삽입 벡터(Gibco BRL)내로 야생형 p53 cDNA를 아클로닝시킴으로써 "ptet-스플라이스 p53wt"를 작제한다. ptet-on(Clontech)내의 CMV 프로모터를 300bp의 사람 열 쇼크 단백질 프로모터 및 tetp 프로모터로 대체시킴으로써 플라스미드 "HSP-tetp-TET-ON"을 작제한다.Two plasmids are constructed to demonstrate the concept of heat induced tetracycline feedforward amplification of gene expression. The "ptet-splice p53wt" was obtained by acloning the wild type p53 cDNA into the ptet-insertion vector (Gibco BRL) such that p53 is placed under the control of the tetp promoter consisting of a regulatory sequence from the upstream tetracycline-resistant operon of the minimum hCMV promoter. To construct. The plasmid "HSP-tetp-TET-ON" was constructed by replacing the CMV promoter in ptet-on (Clontech) with a 300 bp human heat shock protein promoter and tetp promoter.

p53의 동형접합 결실을 지닌 비-소 세포 폐암종 세포주 H358을 RPMI+10% 태아 소 혈청중에서 성장시킨다. 기하급수적으로 성장한 107세포를 0.08ml RPMI+6mM 글루코즈중에서 1180μF 및 240V의 BRL 세포-천공기로 전기천공함으로써 50μg의 "ptet-스플라이스 p53wt" 및 10μg의 "HSP-tetp-TET-ON"으로 동시형질감염시킨다. 형질감염 세포를 36시간 동안 25%의 컨플루언스 평판배양한 다음, 이들중 반을 20분 동안 45℃로 열처리한다. 열 쇼크 후 6시간 경과하면, 세포를 상이한 용량의 독시사이클린으로 처리한다. 독시사이클린의 첨가 후 여러 시점에서, 면역퍼옥시다제 세포 염색 키트(Vector) 및 디아민벤지딘(DAB)을 사용하여 세포를 모노클로날 p53 항체 DO-1(Santa Cruz Biologicals)으로 면역조직화학적으로 염색시킨다. 각 시점에서 니콘 현미경을 사용하여 50개의 면역염색된 세포의 디지털 이미지를 선택한다. 각 세포에서 발현된 단백질의 양은 I=1/T(여기서, T는 투과광/단위면적의 값이다)로서 표시된 염색도에 비례한다. 0.01 내지 0.1μg/ml 독시사이클린을 사용한 실험 결과는 도 8에 나타내었다.Non-small cell lung carcinoma cell line H358 with homozygous deletion of p53 is grown in RPMI + 10% fetal bovine serum. Exponentially grown 10 7 cells were electroporated with 1180 μF and 240 V BRL cell-porers in 0.08 ml RPMI + 6 mM glucose simultaneously to 50 μg of “ptet-splice p53wt” and 10 μg of “HSP-tetp-TET-ON” Transfect. Transfected cells are 25% confluence plated for 36 hours, then half of them are heat treated at 45 ° C. for 20 minutes. Six hours after heat shock, cells are treated with different doses of doxycycline. At several time points after the addition of doxycycline, cells are immunohistochemically stained with the monoclonal p53 antibody DO-1 (Santa Cruz Biologicals) using the immunoperoxidase cell staining kit (Vector) and diaminebenzidine (DAB). At each time point, a Nikon microscope is used to select digital images of 50 immunostained cells. The amount of protein expressed in each cell is proportional to the staining degree expressed as I = 1 / T, where T is the value of transmitted light / unit area. Experimental results using 0.01 to 0.1 μg / ml doxycycline are shown in FIG. 8.

열처리 후 6시간 경과하여(유도된 TET-ON의 수준이 최고조에 이르렀을 때) 0.1μg/ml의 독시사이클린을 첨가했을 경우, 10시간내에 p53의 12배 이상 증폭이 달성되었다(도 8의 곡선 a 및 b). 이 시간 동안에 독시사이클린은 또한 상당한 수준의 TET-ON에 의해 표시되는 바와 같이 열처리되지 않은 세포에서 피드포워드 반응을 개시시켰다. 그러나, 증폭이 보다 낮은 수준에서 시작되었기 때문에, 10시간째에서의 TET-ON의 증폭된 수준은 단지 낮은 수준에서 머물렀다(도 8의 곡선 c 및 d).After 6 hours of heat treatment (when the level of induced TET-ON peaked), 0.1 μg / ml of doxycycline was added, and at least 12 times amplification of p53 was achieved within 10 hours (curve a in FIG. 8). And b). During this time doxycycline also initiated a feedforward response in unheated cells as indicated by significant levels of TET-ON. However, since amplification began at lower levels, the amplified levels of TET-ON at 10 hours remained only at low levels (curves c and d in FIG. 8).

피드포워드 시스템에서 유도된 p53의 수준은 다른 섭생의 테트라사이클린 추가 및 제거로 조절할 수 있다. 열처리되지 않은 세포에서 TET-ON(예: 도 8의 수준 [c])이 제거된 후 배경 수준 [e]로 다시 하강하는 시점에서, 열처리된 세포에서 TET-ON의 수준 [a]은 유사한 비율([c]-[e]와 동일)로 하강하였다. 그러나, 이 수준([a]-[c]-[e])은 열처리되지 않은 세포 [e]에서보다 훨씬 더 높기 때문에, 테트라사이클린을 첨가하면 훨씬 더 높은 수준([a]-[c]-[e])에서부터 열처리된 세포에 대해 피드포워드 반응을 재개될 것이다. 이러한 경우, 열처리되지 않은 세포에서 배경 p53의 수준은 10시간째에 도달된 저 수준([c])에서 유지되거나 그 이하로 유지될 수 있는 반면, 열처리된 세포에서의 p53 수준은 계속해서 증가할 것이다. 따라서, HSP에 의해 직접적으로 구동된 TNFα 및 p53 발현은 일시적인 한편, 피드포워드 시스템에 의해 구동된 발현은 테트라사이클린이 이용될 수 있는 한 계속 진행된다. 생체내 테트라사이클린 첨가의 섭생은 생체내 테트라사이클린의 소멸 속도로 결정되기 때문에 종양 세포에서 TET-ON의 반감기를 아는 것은 중요하다.The level of p53 induced in the feedforward system can be controlled by adding and removing tetracycline from other regimes. At the point when TET-ON (eg, level [c] in FIG. 8) is removed from the unannealed cell and then drops back to background level [e], the level [a] of TET-ON in the heat treated cells is in similar proportion. (same as [c]-[e]). However, since these levels ([a]-[c]-[e]) are much higher than in untreated cells [e], the addition of tetracycline ([a]-[c]- From [e]) the feedforward reaction will be resumed for the heat treated cells. In this case, the level of background p53 in unannealed cells may be maintained at or below the low level ([c]) reached at 10 hours, while the p53 level in heat treated cells may continue to increase. will be. Thus, TNFα and p53 expression directly driven by HSP is transient, while expression driven by the feedforward system continues as long as tetracycline can be used. It is important to know the half-life of TET-ON in tumor cells because the regimen of in vivo tetracycline addition is determined by the rate of tetracycline extinction in vivo.

생체내에서, 테트라사이클린의 약력학은 상이한 조직에 대해서 불균일하다. 특정 조직에서 바람직한 테트라사이클린의 농도는 일부 조직에서 TET-ON의 보다 높은 배경 발현을 유도할 것이다. 예를 들면, 사람에 있어서, 옥시테트라사이클린의 10 내지 35%가 신장을 통해 제거되며 이의 상당량은 활성 형태로 분비된다. 따라서, 의도되지 않은 조직에서의 잘못된 증폭을 방지하기 위해서는, 개시시에 배경 발현 수준을 최소화하는 것이 바람직하다. pDATE 및 pDATH 유도성 시스템은 구조적으로 발현된 안티센스 TET-ON을 사용하여 배경 수준의 TET-ON 해독을 억제하고 줄곧 누출 발현된 TET-ON과 경쟁하는 우성 음성 TET-ON을 사용하여 발현을 억제한다. 억제된 배경 발현과 함께 테트라사이클린 첨가 시점은 단지 치료 유전자의 목적하는 발현 수준 및 기간에 의해서만 영향을 받으며, 정상적인 비조사된 세포에서 배경 발현의 수준을 억제하고자 하는 요구에 의해서는 영향을 받지 않는다.In vivo, the pharmacodynamics of tetracycline is heterogeneous for different tissues. Preferred concentrations of tetracycline in certain tissues will lead to higher background expression of TET-ON in some tissues. For example, in humans, 10 to 35% of oxytetracycline is removed through the kidneys and a significant amount thereof is secreted in the active form. Thus, to prevent false amplification in unintended tissues, it is desirable to minimize the level of background expression at initiation. pDATE and pDATH inducible systems use structurally expressed antisense TET-ONs to suppress background levels of TET-ON translation and to inhibit expression using dominant negative TET-ONs that compete with leak-expressed TET-ONs all the time . The timing of tetracycline addition with inhibited background expression is only affected by the desired expression level and duration of the therapeutic gene and not by the desire to suppress the level of background expression in normal unirradiated cells.

실시예 4Example 4

배경 발현 수준의 감소Decrease in background expression levels

300bp HSP 프로모터를 사용했을 때, 열 또는 광의 부재하에 배경 발현 수준은 열 또는 광의 존재하게 관찰된 수준에 약 25%이다. 이를 줄이기 위해 HSP를 최소 pCMV 프로모터의 -80 내지 +30에 연결시킨다. pCMV 프로모터는 배경 수준 발현이 낮기 때문에 바람직하다. 추가로, pCMV 프로모터는 열 또는 광과의 반응을 개시하는데 사용되는 보다 약한 HSP 프로모터와 상관없이 치료 유전자의 발현을 보다 크게 증폭시킨다.When using a 300bp HSP promoter, the background expression level in the absence of heat or light is about 25% to the observed level of heat or light. To reduce this, connect the HSP to -80 to +30 of the minimum pCMV promoter. The pCMV promoter is preferred because of its low background level expression. In addition, the pCMV promoter significantly amplifies the expression of therapeutic genes regardless of the weaker HSP promoter used to initiate the reaction with heat or light.

배경 발현의 문제를 추가로 해결하기 위해, 플라스미드 pDATH에 두 개의 카세트를 도입한다. TAKON에 대한 안티센스가 pCMV 프로모터의 조절하에 배치된다. 구조적으로 생성된 안티센스는 배경 전사로부터의 어떠한 TAKON 센스 mRNA와도 결합하여 이러한 mRNA가 해독되는 것을 억제한다. 전사 활성화 도메인은 없지만 DNA 결합 부위를 가진 우성 음성 TAKON이 pCMV의 조절하에 배치되어 있는 카세트 4에서 배경 전사를 추가로 차단시킨다. 이것은 TAKON 및 우성 음성 TAKON의 생성을 구동하는 배경 전사를 유도하여 이들이 ptet 결합 부위에 대해 경쟁하도록 한다.To further solve the problem of background expression, two cassettes are introduced into plasmid pDATH. Antisense against TAKON is placed under the control of the pCMV promoter. Structurally produced antisense binds to any TAKON sense mRNA from background transcription and inhibits this mRNA from being translated. A dominant negative TAKON with no transcription activation domain but with a DNA binding site further blocks background transcription in cassette 4, which is placed under the control of pCMV. This induces background transcription that drives the production of TAKON and dominant negative TAKON, allowing them to compete for the ptet binding site.

실시예 5Example 5

p53 발현 수준의 모니터링monitoring of p53 expression levels

적당한 수준의 안티센스 TAKON RNA 및 우성 음성 TAKON 단백질 생성을 확신하기 위해, p53 발현 수준을 모니터링하여 배경을 줄이는데 필요한 프로모터의 복사체수 및 강도를 측정한다. 우선, pDATH를 함유한 세포주를 테트라사이클린의 부재하에 분리한다. 이어서, p53 또는 동시형질감염된 ptet-EGFP의 수준을 모니터링하여 배경 발현을 줄이기 위해 pDATHso로 삽입될 필요가 있는 우성 음성 TAKON 및 안티센스 TAKON의 복사체 수를 결정한다.To assure adequate levels of antisense TAKON RNA and dominant negative TAKON protein production, p53 expression levels are monitored to determine the copy number and intensity of the promoter required to reduce background. First, cell lines containing pDATH are isolated in the absence of tetracycline. The level of p53 or cotransfected ptet-EGFP is then monitored to determine the number of copies of dominant negative TAKON and antisense TAKON that need to be inserted into pDATHso to reduce background expression.

실싱예 6Sealing example 6

국소 및 전이 유방 암 및 난소 암의 치료를 위한 발현 벡터 pRIBsExpression vector pRIBs for the treatment of local and metastatic breast and ovarian cancer

상기 언급된 바와 같이, Egr-1 유전자의 방사선 유도성 프로모터와 같은 프로모터의 조절하에 배치된 유전자는 흔히 일시적으로 및 저 수준으로만 발현된다. 이로 인해, 이러한 유전자를 암 요법에 사용하기에는 부적합하다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 발현 벡터 pRIBs-X(방사선-유도성 유방-특이적 프로모터)를 디자인한다.As mentioned above, genes placed under the control of a promoter, such as a radiation-inducible promoter of the Egr-1 gene, are often expressed only temporarily and at low levels. This makes them unsuitable for use in cancer therapy. To solve this problem, the expression vector pRIBs-X (radiation-induced breast-specific promoter) is designed.

테트라사이클린 프로모터(tetp) 및 뒤이은 GAL-4 프로모터(pGAL)의 조절하에 배치된 테트라사이클린-의존성 전사활성화인자 Tet-On와의 피드포워드 반응을 사용하여 유전자 발현 수준을 최적화한다. pGAL에서 개시된 일시적인 전사는 저 수준의 Tet-On 합성을 유도하고 이들은 테트라사이클린의 존재하에 tetp와 결합한다.이어서, Tet-On은 피드포워드 반응을 통해 자체의 발현과 Tet-On에 연결된 치료유전자의 발현을 증폭한다. 치료 유전자의 발현은 pRIBs 벡터내의 6개 유전자 카세트에 의해 조절된다(도 3). 카세트 1에서, 융합 유전자 GAL-DBD-mx(GAL-4의 DNA-결합 도메인에 융합된 max의 HLH-LZ 도메인)는 EGRp에 의해 조절된다. GAL-DBD-mx의 배경 발현은 카세트 2에서 구조적으로 발현된 안티센스 GAL-DBD-mx 및 우성 음성 GAL-DBD에 의해 억제된다. 카세트 3에서, 헤르페스 심플렉스 바이러스 단백질 VP16의 전사 활성화 도메인은 c-Myc의 HLH-LZ 도메인에 융합되어 있다. 생성된 융합 유전자 VF16-TA-mc는 c-erbB-2 프로모터의 조절하에 배치되어 있고 c-erbB-2를 과발현하는 유방 종양 세포에서 발현된다. GAL-DBD-mx 융합 단백질은 VP16-TA-mc 단백질을 동원함으로써 pGAL 프로모터(카세트 4)와 결합하고 이로부터 전사를 활성화한다.The gene expression level is optimized using a feedforward reaction with a tetracycline-dependent transcriptional activator Tet-On placed under the control of a tetracycline promoter (tetp) followed by a GAL-4 promoter (pGAL). Transitory transcription initiated in pGAL induces low levels of Tet-On synthesis and binds tetp in the presence of tetracycline. Tet-On then feeds its own expression through a feedforward response and of the therapeutic gene linked to Tet-On. Amplify expression. Expression of therapeutic genes is regulated by six gene cassettes in the pRIBs vector (FIG. 3). In cassette 1, the fusion gene GAL-DBD-mx (the HLH-LZ domain of max fused to the DNA-binding domain of GAL-4) is regulated by EGRp. Background expression of GAL-DBD-mx is inhibited by antisense GAL-DBD-mx and dominant negative GAL-DBD structurally expressed in cassette 2. In cassette 3, the transcriptional activation domain of herpes simplex virus protein VP16 is fused to the HLH-LZ domain of c-Myc. The resulting fusion gene VF16-TA-mc is placed under the control of the c-erbB-2 promoter and is expressed in breast tumor cells overexpressing c-erbB-2. The GAL-DBD-mx fusion protein binds to and activates transcription from the pGAL promoter (cassette 4) by recruiting the VP16-TA-mc protein.

비조사된 세포에서, 배경 GAL-DBD-mx mRNA의 해독은 감소하고 우성 음성 GAL-DBD(mx 없음)는 카세트 4에서 GALp를 경쟁적으로 점유하여 Tet-On 발현을 차단한다. 조사시, GAL-DBD-mx는 일시적으로 3 내지 4배 유도되고 카세트 2에 의한 억제를 일시적으로 극복한다. GAL-DBD-mx는 VP16-TA-mc(c-erbB-2 프로모터의 조절하의 VP16 전사활성화 도메인과 myc의 류신 지퍼의 융합 유전자)를 GALp로 동원하고 저 수준의 Tet-On 전사를 활성화하여 피드포워드 반응을 개시한다.In unirradiated cells, translation of background GAL-DBD-mx mRNA is reduced and dominant negative GAL-DBD (no mx) competitively occupies GALp in cassette 4 to block Tet-On expression. Upon irradiation, GAL-DBD-mx is transiently induced three to four fold and temporarily overcomes inhibition by cassette 2. GAL-DBD-mx recruits VP16-TA-mc (a fusion gene of the VP16 transcriptional activation domain under the control of the c-erbB-2 promoter and the leucine zipper of myc) to GALp and activates low-level Tet-On transcription to feed Initiate a forward reaction.

예를 들면, pRIBs-TNFα를 사용한 치료 방안에 있어서, 이것은 리포좀 복합체 통해 또는 재조합 바이러스로서 종양 및 정상 세포로 전신적으로 전달될 수 있다. 방사선 및 테트라사이클린이 없이는 TNFα가 발현되지 않는다. 그런 다음,옥시테트라사이클린을 전신적으로 투여한 후, 알려진 전이 종양 부위에 X-선을 조사한다. 결과로서, TNFα 발현이 X-선에 의해 종양 부위에서 유도되고 옥시테트라사이클린에 의해 증폭되고 유지된다. 비록 모든 종양 세포가 pRIBs-TNFα를 흡수할 수는 없지만 흡수한 세포 주변의 종양 세포는 국소적으로 아주 고 농도로 분비된 TNFα에 노출된다. pRIBs-TNFα의 디자인은 유방 종양 세포에만 TNFα 발현을 제공하며 X-선의 경로에 있었던 조사된 정상 세포에는 제공하지 않는다. 이런 경우로서, 전신적 독성은 여하튼 종양 세포로부터 확산된 저 수준의 TNFα로 제한된다. TNFα이외에 또는 TNFα 대신에 다른 치료 유전자 X가 pRIBS 벡터와 함께 사용될 수 있다.For example, in therapeutic approaches with pRIBs-TNFα, it can be delivered systemically to tumors and normal cells via liposome complexes or as recombinant viruses. Without radiation and tetracycline no TNFα is expressed. The oxytetracycline is then administered systemically, then X-rays are irradiated to known metastatic tumor sites. As a result, TNFα expression is induced at the tumor site by X-ray and amplified and maintained by oxytetracycline. Although not all tumor cells are able to absorb pRIBs-TNFα, tumor cells around the absorbed cells are locally exposed to very high secreted TNFα. The design of pRIBs-TNFα provides TNFα expression only to breast tumor cells and not to irradiated normal cells that were in the X-ray pathway. As such, systemic toxicity is limited to low levels of TNFα, somehow spreading from tumor cells. Other therapeutic genes X other than or instead of TNFα may be used with the pRIBS vector.

pRIBs-GFP-1의 구조는 도 3에 도시되어 있으며 작용 방식은 도 5에 요약되어 있다. 비조사된 세포에서 배경 GAL-DBD-mx 발현 및 작용은 카세트 2에 의해 두 가지 방식으로 억제된다. GAL-DBD-mx에 대한 안티센스는 배경 GAL-DBD-mx mRNA의 해독을 억제하는 반면, GAL-DBD 단백질은 pGAL 프로모터에 대해 GAL-DBD-mx와 경쟁함으로써 우성 음성 억제인자로서 작용한다. 비조사된 세포에서, GAL-DBD-mx 발현은 일시적으로 3 내지 4배 유도되며 카세트 2에 의한 억제를 극복한다. GAL-DBD-mx는 VP-16-TA-mc (c-erbB-2 프로모터의 조절하의 VP16 전사 활성화 도메인과 Myc의 류신 지퍼의 융합 유전자)를 GALp에 동원하고 전사 활성화인자 TET-ON의 일시적 발현을 활성화한다. 테트라사이클린의 존재하에 Tet-ON은 활성화되고 tetp 프로모터(참조 문헌: Gossen, M., et al., Science, 268:1766-1769 (1995))와 결합하여 tetp 프로모터를 전사활성화시키고 피드포워드 반응으로 자체의 수준 및 GFP를 증폭시킨다. TET-ON 및 GFP의 배경 발현은 조사 또는 테트라사이클린의 부재하에서는 일어나지 않는다.The structure of pRIBs-GFP-1 is shown in FIG. 3 and the mode of action is summarized in FIG. 5. Background GAL-DBD-mx expression and action in unirradiated cells is inhibited in two ways by cassette 2. Antisense against GAL-DBD-mx inhibits the translation of background GAL-DBD-mx mRNA, while GAL-DBD protein acts as a dominant negative inhibitor by competing with GAL-DBD-mx for the pGAL promoter. In unirradiated cells, GAL-DBD-mx expression is transiently induced three to four fold and overcomes inhibition by cassette 2. GAL-DBD-mx recruits VP-16-TA-mc (fusion gene of VP16 transcriptional activation domain under control of the c-erbB-2 promoter and leucine zipper of Myc) to GALp and transient expression of the transcriptional activator TET-ON Activate. In the presence of tetracycline, Tet-ON is activated and combined with the tetp promoter (Gossen, M., et al., Science, 268: 1766-1769 (1995)) to transactivate the tetp promoter and to a feedforward reaction. Amplify its own level and GFP. Background expression of TET-ON and GFP does not occur in the absence of irradiation or tetracycline.

실시예 7Example 7

pRIBs-GFP를 안정하게 발현하는 세포주 및 이종이식편의 형성Formation of cell lines and xenografts stably expressing pRIBs-GFP

안티센스 및 우성 음성 유전자 카세트의 복사체를 각각 1개 및 4개 가진 2개의 pRIBs-GFP 플라스미드인 pRIBs-GFP-1 및 pRIBs-GFP-4를 작제하고, 시험관내 분석을 위해 섬유육종 세포주 HTB152 및 유방 종양 세포주 SK-BR-3 및 MDAMB231을 안정하게 형질감염시킨다. 세 개의 모든 사람 세포주는 불완전하게 분화된 종양을 형성하지만, 단지 SK-BR-3만이 고 수준의 c-erbB-2를 발현한다. 사실, 세포 표면 erbB-2를 하향 조절하는 항-erbB-2 세포내 단쇄 항체는 단지 SK-BR-3에서만 세포사멸(apoptosis)을 유도하며 MDA-MB-231에서는 유도하지 않는다(참조 문헌: Chumakov A. M., et al., Oncogene 8:3005-3011 (1993)).Two pRIBs-GFP plasmids, pRIBs-GFP-1 and pRIBs-GFP-4, with one and four copies of an antisense and dominant negative gene cassette, respectively, were constructed and fibrosarcoma cell line HTB152 and breast tumors for in vitro analysis. Cell lines SK-BR-3 and MDAMB231 are stably transfected. All three human cell lines form incompletely differentiated tumors, but only SK-BR-3 expresses high levels of c-erbB-2. In fact, anti-erbB-2 intracellular single-chain antibodies that down-regulate cell surface erbB-2 induce apoptosis only in SK-BR-3 and not MDA-MB-231 (see Chumakov). AM, et al., Oncogene 8: 3005-3011 (1993)).

따라서, pRIBs-GFP-1 및 -4 플라스미드는 세포독성 유전자를 가진 누드 마우스에서 전이 유방 종양 이종이식편의 치료에 대한 시험 조건을 최적화하기 위한 모델로서 사용된다. EGRp에 연결된 세포독성 유전자는 단지 조사된 세포에서만 유도되므로 비조사된 세포에 대한 독성은 제거된다. 그러나, X-선의 경로에 있는 정상 세포에서 세포독성 유전자의 발현을 억제하는 것이 중요하다. c-erbB-2 발현이 상이한 세 개의 세포주는, VP16-TA-mc 발현을 조직- 또는 종양-특이적 프로모터로 조절했을 때 발현이 단지 조사된 유방 종양 세포로만 제한되고 전이 종양 세포가 존재하는 살아있는 기관의 조사된 정상 세포에서는 발현이 일어나지 않음을 보여준다.Thus, pRIBs-GFP-1 and -4 plasmids are used as models for optimizing test conditions for the treatment of metastatic breast tumor xenografts in nude mice with cytotoxic genes. Cytotoxic genes linked to EGRp are only derived from irradiated cells, thus eliminating toxicity to unirradiated cells. However, it is important to inhibit the expression of cytotoxic genes in normal cells in the X-ray pathway. Three cell lines that differ in c-erbB-2 expression are restricted to living breast tumor cells whose expression is limited to irradiated and living metastatic tumor cells when VP16-TA-mc expression is regulated by tissue- or tumor-specific promoters. It is shown that expression does not occur in the normal cells irradiated of the organ.

pRIBs-GFP 플라스미드는 도 3에 도시된 바와 같이 구성되어 있다. GAL-DBA-mx 및 VP16-TA-mc는 두 개의 포유류 하이브리드 시스템(참조 문헌: Fearon, E. R., et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 89:7958-7962 (1992))으로부터 변형시킨 것이다. 최소 CMV 프로모터에 의해 구동된 안티센스 및 우성 음성 GAL-DBD의 복사체를 각각 1개 및 4개 갖고 있는 두 플라스미드 pRIBs-GFP-1 및 pRIBs-GFP-4를 시험한다.The pRIBs-GFP plasmid is constructed as shown in FIG. 3. GAL-DBA-mx and VP16-TA-mc are modified from two mammalian hybrid systems (Fearon, ER, et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 89: 7958-7962 (1992)). It is. Two plasmids pRIBs-GFP-1 and pRIBs-GFP-4 with 1 and 4 copies of antisense and dominant negative GAL-DBD driven by a minimum CMV promoter, respectively, are tested.

세 개의 모든 세포를 pRIBs-GFP 및 SVneo 플라스미드로 동시형질감염시킨다. pRIBs-GFP-1 및 pRIBs-GFP-4를 안정하게 발현하는 세포를 G418에서 선별하여 분리한다. 생체내 분석을 위해 pRIBs-GFP 플라스미드를 안정하게 발현하는 세포주 각각에 대한 5 x 106개 세포를 SCID 마우스(그룹당 4마리)의 옆구리내로 이식하고 직경 0.5cm로 자라게 둔다. 방사선 또는 옥시테트라사이클린의 부재하에 시험관내 및 이종이식편에서의 GFP의 발현은 분쇄된 종양으로부터의 단백질을 EBC 완충액중에 추출함으로써 분석하고 단백질의 양을 RIA로 정량한다.All three cells are cotransfected with pRIBs-GFP and SVneo plasmids. Cells stably expressing pRIBs-GFP-1 and pRIBs-GFP-4 are selected and isolated from G418. For in vivo analysis, 5 x 10 6 cells for each cell line stably expressing the pRIBs-GFP plasmid are implanted into the flanks of SCID mice (4 per group) and allowed to grow to 0.5 cm in diameter. Expression of GFP in vitro and in xenografts in the absence of radiation or oxytetracycline is analyzed by extracting proteins from comminuted tumors in EBC buffer and quantifying the amount of protein by RIA.

세포를 배리언 클리낵(Varian Clinac) 2000 X-선 발생기로 0 내지 4Gy에서 조사한 다음, 0 내지 2μg/ml의 옥시테트라사이클린을 투여한 후 시험관내에서 유도가능한 수준의 GFP를 웨스턴 분석에 의해 측정하고 RIA에 의해 정량한다. HSPp를 이용한 데이터는, 피드포워드 반응이 매우 효율적이고 0.01μg/ml가 10시간이내에 p53 발현을 9배 증가시키는데 충분한 양임을 보여준다. 생체내 분석을 위해 종양을 0 내지 4Gy/X-선에 노출시킨다. 조사 후 6시간 경과하면, 0 내지 15μg/g의 옥시테트라사이클린을 복강내로 주사한다. 주사 후 3시간 간격으로(24시간 동안) 종양 덩어리를 제거하고 TET-ON 및 GFP의 양을 액틴 단백질의 총량과 비교하여 측정한다. 좀더 높거나 좀더 낮은 수준의 GFP를 얻기 위해, 옥시테트라사이클린의 용량을 조정함으로써 TET-ON의 수준을 변형시키면서 실험을 반복한다. 3시간 간격으로 혈장 농도를 분석함으로써 분비에 의한 옥시테트라사이클린의 제거 속도를 모니터링한다.Cells were irradiated at 0-4 Gy with a Varian Clinac 2000 X-ray generator, followed by administration of 0-2 μg / ml of oxytetracycline to determine in vitro inducible levels of GFP by Western analysis. And quantified by RIA. The data using HSPp shows that the feedforward response is very efficient and 0.01 μg / ml is sufficient to increase fold p53 expression 9 times in 10 hours. Tumors are exposed to 0-4 Gy / X-rays for in vivo analysis. After 6 hours of irradiation, 0-15 μg / g of oxytetracycline is injected intraperitoneally. The tumor mass is removed at 3 hour intervals (for 24 hours) after injection and the amount of TET-ON and GFP is measured by comparison with the total amount of actin protein. To obtain higher or lower levels of GFP, the experiment is repeated with modification of TET-ON levels by adjusting the dose of oxytetracycline. The rate of removal of oxytetracycline by secretion is monitored by analyzing plasma concentrations at three hour intervals.

실시예 8Example 8

WAPp 또는 ST3p로 전이 유방 종양의 표적겨냥Targeting Breast Metastases to WAPp or ST3p

c-erbB-2를 과발현하는 사람 암은 불완전한 예후를 수반하기 때문에 pRIB-X 개념을 확인하기 위해 c-erbB-2 프로모터가 선택되어 왔다. 그러나, 한가지 특정한 프로모터가 다른 유방 종양을 치료하는 문제를 제기할 것 같지는 않다. 따라서, 유장 산성 단백질 프로모터 WAPp(참조 문헌: McKnight, R. A., et al., Mol. Reprod. & Dev., 44:179-184 (1996)) 또는 스트로멜라이신 3 프로모터 ST3p(참조 문헌: Ahmad, A., et al., Int. J. of Cancer, 73:290-296 (1997))로 전이 유방 종양에 대한 GAL-DBD-mx 발현을 표적겨냥하는 것도 중요하다. WAPp는 유방 상피 세포로의 발현을 표적겨냥하는 한편, ST3p는 종양에 인접한 매트릭스-메탈로프로테이나제-분비 기질 세포의 발현을 표적겨냥한다.Since human cancers that overexpress c-erbB-2 have an incomplete prognosis, the c-erbB-2 promoter has been selected to confirm the pRIB-X concept. However, it is unlikely that one particular promoter will raise the issue of treating other breast tumors. Thus, the whey acidic protein promoter WAPp (McKnight, RA, et al., Mol. Reprod. & Dev., 44: 179-184 (1996)) or stromelysin 3 promoter ST3p (Ref. Ahmad, A) , et al., Int. J. of Cancer, 73: 290-296 (1997)). It is also important to target GAL-DBD-mx expression for metastatic breast tumors. WAPp targets expression into breast epithelial cells, while ST3p targets expression of matrix-metalloproteinase-secreting stromal cells adjacent to the tumor.

c-erbB-2 프로모터를 WAPp 또는 ST3p로 교체함으로써 pRIBs를 재작제한다.유방 및 다른 종양 세포주를 WAP 및 ST3의 고 발현 및 저 발현에 대해 스크리닝한다. WAP 및/또는 ST3의 발현이 상이한 세포주를 사용하여 GFP의 발현을 시험한다.pRIBs are reconstructed by replacing the c-erbB-2 promoter with WAPp or ST3p. Breast and other tumor cell lines are screened for high and low expression of WAP and ST3. Cell lines that differ in the expression of WAP and / or ST3 are used to test the expression of GFP.

WAP 프로모터는 형질전환된 동물의 수유 유방 상피 세포에 대해 매우 특이적인 것으로 나타나고(참조 문헌: Tzeng YJ., et al., Oncogene 16(16): 2103-2114 (1998)), 스트로멜라이신 3 프로모터 ST3p는 암 세포에 인접한 기질 섬유아세포에서만 발현되는 것으로 나타난다. 증거들은, 종양 전이 과정에 관련된 매트릭스-메탈로프로테이나제의 기질 세포(ST3 포함)의 생성이 암 세포에 의해 자극된다는 것을 제안하고 있다. 따라서, 기질 세포로 VP16-TA-mc를 표적겨냥하는 것은 전이 종양 세포 부근에서 치료 유전자 산물을 발현시키고 방출시키도록 한다. 추가의 처리 특이성은 항체로 피복된 리포좀을 사용하여 pRIBs-x를 c-erbB2로 전달시켜 수득된다는 것을 인지해야한다.The WAP promoter appears to be very specific for lactating breast epithelial cells of transformed animals (Tzeng YJ., Et al., Oncogene 16 (16): 2103-2114 (1998)) and the stromelysin 3 promoter ST3p appears to be expressed only in stromal fibroblasts adjacent to cancer cells. Evidence suggests that production of matrix cells (including ST3) of matrix-metalloproteinases involved in the tumor metastasis process is stimulated by cancer cells. Therefore, targeting VP16-TA-mc to stromal cells allows for expression and release of therapeutic gene products in the vicinity of metastatic tumor cells. It should be appreciated that further treatment specificities are obtained by delivering pRIBs-x to c-erbB2 using liposomes coated with antibodies.

실시예 9Example 9

국소 및 전이 전립선 암의 치료를 위한 발현 벡터 pRIPsExpression vector pRIPs for the treatment of local and metastatic prostate cancer

상기 언급된 바와 같이, Egr-1 유전자의 방사선 유도성 프로모터와 같은 프로모터의 조절하에 배치된 유전자는 흔히 일시적으로 저 수준으로만 발현된다. 이로 인해 이들 유전자는 암 요법에 사용하기에 부적합하다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 발현 벡터 pRIPs-X(방사선-유도성 전립선-특이적 프로모터)를 디자인한다.As mentioned above, genes placed under the control of a promoter, such as the radiation-inducible promoter of the Egr-1 gene, are often transiently expressed only at low levels. This makes these genes unsuitable for use in cancer therapy. To solve this problem, the expression vector pRIPs-X (radiation-inducing prostate-specific promoter) is designed.

pRIPS 벡터는 6개의 카세트로 구성된다. 유전자 카세트 1은 Max의 기본 나선-루프-나선-류신 지퍼(bHLHLZ) 도메인(mx, 아미노산 8 내지 112번) 및 뒤이은 SV40 폴리 A에 융합된 효모 GAL4 단백질의 N-말단(아미노산 1 내지 147번) DNA-결합 도메인을 암호화하는 융합 OFR인 "Gal-DBD-mx"를 함유한다는 점에서만 전술된 벡터와 상이하다. 유전자 카세트 2는 최소 CMV 프로모터(mCMVp), Gal-DBD-mx 서열에 상보적인 안티센스 작제물인 "안티센스 Gal-DBD-mx", 내부 리보좀 도입 부위인 "IRES" 및 pGAL 결합 부위에 대해 Gal-DBD-mx와 경쟁하는 "Gal-DBD"로 구성되어 있다. 유전자 카세트 3은 Gal4(아미노산 1 내지 147번)의 N-말단 처음 11개 아미노산 및 뒤이은 SV40 거대 T 항원의 핵 국소화 시그날, 헤르페스 심플렉스 바이러스 단백질 VP16의 130개 아미노산 C-말단 전사 활성화 도메인, c-Myc의 bHLHLZ 도메인(아미노산 350 내지 439번) 및 SV40 폴리 A를 암호화하는 융합 ORF인 "VP16-TA-mc"로 구성된다. 생성된 융합 유전자 VP16-TA-mc는 첫 번째 ATG까지 프로바신 유전자 프로모터 "p프로바신"의 조절하에 배치되어 있다. 유전자 카세트 4는 Gal4에 대한 17량체 DNA-결합 부위의 5개 복사체로 구성된 "GALp"를 함유한다. TET-ON 서열은 GALp-ptet 프로모터의 조절하에 배치되어 있고 치료 유전자 X는 IRES를 경유하여 TET-ON에 연결되어 있다. 유전자 카세트 5는 ATG를 포함한 TET-ON 서열의 처음 80개 염기에 대해 상보적인 서열로 이루어진 서열인 안티센스 TET-ON을 함유하며, 이 안티센스 TET-ON은 pCMV 프로모터의 조절하에 배치되어 있다. 유전자 카세트 6은 tet 리프레서의 아미노산 1 내지 207번에 대한 암호화 서열로 이루어진 우성 음성 TET-ON을 함유하며, 이 TET-ON은 pCMV 프로모터의 조절하에 배치되어 있다. pRIPs-X의 다른 변이체에서 p프로바신은 PSA, 전립선 특이적 항원의 프로모터영역 또는 다른 전립선-특이적 유전자로 교체된다.The pRIPS vector consists of six cassettes. Gene Cassette 1 is the N-terminus (amino acids No. 1 to 147) of the yeast GAL4 protein fused to Max's helix-loop-helix-leucine zipper (bHLHLZ) domain (mx, amino acids 8-112) followed by SV40 poly A. ) Differs from the aforementioned vectors only in that they contain "Gal-DBD-mx", a fusion OFR encoding a DNA-binding domain. Gene Cassette 2 has a minimal CMV promoter (mCMVp), an antisense construct complementary to the Gal-DBD-mx sequence "antisense Gal-DBD-mx", an internal ribosomal introduction site "IRES" and a Gal-DBD for pGAL binding site It consists of "Gal-DBD" which competes with -mx. Gene Cassette 3 is the nuclear localization signal of the N-terminal first 11 amino acids of Gal4 (amino acids 1-147) followed by the SV40 giant T antigen, 130 amino acid C-terminal transcriptional activation domain of herpes simplex virus protein VP16, c It consists of the bHLHLZ domain of Myc (amino acids 350-439) and "VP16-TA-mc", a fusion ORF encoding SV40 poly A. The resulting fusion gene VP16-TA-mc is placed under the control of the provasin gene promoter “pprovacin” up to the first ATG. Gene cassette 4 contains a "GALp" consisting of five copies of the 17-mer DNA-binding site for Gal4. The TET-ON sequence is placed under the control of the GALp-ptet promoter and therapeutic gene X is linked to TET-ON via IRES. Gene Cassette 5 contains antisense TET-ON, a sequence consisting of sequences complementary to the first 80 bases of the TET-ON sequence, including ATG, which is placed under the control of the pCMV promoter. Gene cassette 6 contains a dominant negative TET-ON consisting of the coding sequences for amino acids 1-207 of the tet repressor, which is located under the control of the pCMV promoter. In other variants of pRIPs-X pprovacin is replaced with PSA, a promoter region of prostate specific antigen or other prostate-specific genes.

실시예 10Example 10

국소 및 전이 유방 암 및 난소 암의 치료를 위한 발현 벡터 pHIBs-XExpression Vector pHIBs-X for Treatment of Local and Metastatic Breast Cancer and Ovarian Cancer

발현 벡터 pHIBS-X를 디자인하여 6개의 카세트로 구성되게 한다. 유전자 카세트 1은 Max의 기본 나선-루프-나선-류신 지퍼(bHLHLZ) 도메인(mx, 아미노산 8 내지 112번) 및 뒤이은 SV40 폴리 A에 융합된 효모 GAL4 단백질의 N-말단(아미노산 1 내지 147번) DNA-결합 도메인을 암호화하는 융합 OFR인 "Gal-DBD-mx"를 함유한다는 점에서만 전술된 벡터와 상이하다. 생성된 융합 유전자 GAL-DBD-mx는 열 유도성 HSP 프로모터에 의해 조절된다. 유전자 카세트 2는 최소 CMV 프로모터(mCMVp), Gal-DBD-mx 서열에 상보적인 안티센스 작제물인 "안티센스 Gal-DBD-mx", 내부 리보좀 도입 부위인 "IRES" 및 pGAL 결합 부위에 대해 Gal-DBD-mx와 경쟁하는 "Gal-DBD"로 구성되어 있다. 유전자 카세트 3은 Gal4(아미노산 1 내지 147번)의 N-말단 처음 11개 아미노산 및 뒤이은 SV40 거대 T 항원의 핵 국소화 시그날, 헤르페스 심플렉스 바이러스 단백질 VP16의 130개 아미노산 C-말단 전사 활성화 도메인, c-Myc의 bHLHLZ 도메인(아미노산 350 내지 439번) 및 SV40 폴리 A를 암호화하는 융합 ORF인 "VP16-TA-mc"로 구성된다. 생성된 융합 유전자 VP16-TA-mc는 첫 번째 ATG까지 c-erbB-2 프로모터 "perbB2"의 조절하에 배치되어 있다. 유전자 카세트 4는 Gal4에 대한 17량체 DNA-결합 부위의 5개 복사체로 구성된 "GALp"를 함유한다. TET-ON 서열은 GALp-ptet 프로모터의 조절하에 배치되어 있고 치료 유전자 X는IRES를 경유하여 TET-ON에 연결되어 있다. 유전자 카세트 5는 ATG를 포함한 TET-ON 서열의 처음 80개 염기에 대해 상보적인 서열로 이루어진 서열인 안티센스 TET-ON을 함유하며 이 안티센스 TET-ON은 pCMV 프로모터의 조절하에 배치되어 있다. 유전자 카세트 6은 tet 리프레서의 아미노산 1 내지 207번에 대한 암호화 서열로 이루어진 우성 음성 TET-ON을 함유하며 이 TET-ON은 pCMV 프로모터의 조절하에 배치되어 있다.The expression vector pHIBS-X is designed to consist of six cassettes. Gene Cassette 1 is the N-terminus (amino acids No. 1 to 147) of the yeast GAL4 protein fused to Max's helix-loop-helix-leucine zipper (bHLHLZ) domain (mx, amino acids 8-112) followed by SV40 poly A. ) Differs from the aforementioned vectors only in that they contain "Gal-DBD-mx", a fusion OFR encoding a DNA-binding domain. The resulting fusion gene GAL-DBD-mx is regulated by the heat induced HSP promoter. Gene Cassette 2 has a minimal CMV promoter (mCMVp), an antisense construct complementary to the Gal-DBD-mx sequence "antisense Gal-DBD-mx", an internal ribosomal introduction site "IRES" and a Gal-DBD for pGAL binding site It consists of "Gal-DBD" which competes with -mx. Gene Cassette 3 is the nuclear localization signal of the N-terminal first 11 amino acids of Gal4 (amino acids 1-147) followed by the SV40 giant T antigen, 130 amino acid C-terminal transcriptional activation domain of herpes simplex virus protein VP16, c It consists of the bHLHLZ domain of Myc (amino acids 350-439) and "VP16-TA-mc", a fusion ORF encoding SV40 poly A. The resulting fusion gene VP16-TA-mc is placed under the control of the c-erbB-2 promoter "perbB2" until the first ATG. Gene cassette 4 contains a "GALp" consisting of five copies of the 17-mer DNA-binding site for Gal4. The TET-ON sequence is placed under the control of the GALp-ptet promoter and therapeutic gene X is linked to TET-ON via IRES. Gene Cassette 5 contains antisense TET-ON, a sequence consisting of sequences complementary to the first 80 bases of the TET-ON sequence, including ATG, which is placed under the control of the pCMV promoter. Gene cassette 6 contains a dominant negative TET-ON consisting of the coding sequences for amino acids 1-207 of the tet repressor, which is placed under the control of the pCMV promoter.

pHIBs-X 발현 벡터는 pRIBs-X내의 Egr-1 프로모터가 HSP 70 프로모터로 교체된 유전자 카세트 1을 제외하고 플라스미드 pRIBs-X 플라스미드와 동일하다. pHIBs-X는 국소 및 전이 유방 종양 및 난소 종양이 열에 노출될 때 그 종양을 특이적으로 표적겨냥한다.The pHIBs-X expression vector is identical to the plasmid pRIBs-X plasmid except gene cassette 1 in which the Egr-1 promoter in pRIBs-X was replaced with the HSP 70 promoter. pHIBs-X specifically targets local and metastatic breast tumors and ovarian tumors when exposed to heat.

실시예 11Example 11

국소 및 전이 전립선 암의 치료를 위한 발현 벡터 pHIPs-XExpression Vector pHIPs-X for Treatment of Local and Metastatic Prostate Cancer

도 10은 pHIPs-GFP(열-유도성 전립선-특이적 프로모터) 발현 벡터의 구조를 도해하고 있다. 이 벡터는 6개의 카세트로 구성되어 있다. 유전자 카세트 1은 Max의 기본 나선-루프-나선-류신 지퍼(bHLHLZ) 도메인(mx, 아미노산 8 내지 112번) 및 뒤이은 SV40 폴리 A에 융합된 효모 GAL4 단백질의 N-말단(아미노산 1 내지 147번) DNA-결합 도메인을 암호화하는 융합 ORF인 "Gal-DBD-mx"를 함유한다는 점에서만 전술된 벡터와 상이하다. 생성된 융합 유전자 GAL-DBD-mx는 열 유도성 HSP 프로모터에 의해 조절된다. 유전자 카세트 2는 최소 CMV 프로모터(mCMVp), Gal-DBD-mx 서열에 상보적인 안티센스 작제물인 "안티센스 Gal-DBD-mx", 내부 리보좀 도입 부위인 "IRES" 및 pGAL 결합 부위에 대해 Gal-DBD-mx와 경쟁하는 "Gal-DBD"로 구성되어 있다. 유전자 카세트 3은 Gal4(아미노산 1 내지 147번)의 N-말단 처음 11개 아미노산 및 뒤이은 SV40 거대 T 항원의 핵 국소화 시그날, 헤르페스 심플렉스 바이러스 단백질 VP16의 130개 아미노산 C-말단 전사 활성화 도메인, c-Myc의 bHLHLZ 도메인(아미노산 350 내지 439번) 및 SV40 폴리 A를 암호화하는 융합 ORF인 "VP16-TA-mc"로 구성된다. 생성된 융합 유전자 VP16-TA-mc는 첫 번째 ATG까지 프로바신 유전자 프로모터(p프로바신)의 조절하에 배치되어 있다. 유전자 카세트 4는 Gal4에 대한 17량체 DNA-결합 부위의 5개 복사체로 구성된 "GALp"를 함유한다. TET-ON 서열은 GALp-ptet 프로모터의 조절하에 배치되어 있고 치료 유전자 X는 IRES를 경유하여 TET-ON에 연결되어 있다. 유전자 카세트 5는 ATG를 포함한 TET-ON 서열의 처음 80개 염기에 대해 상보적인 서열로 이루어진 서열인 안티센스 TET-ON을 함유하며, 이 안티센스 TET-ON은 pCMV 프로모터의 조절하에 배치되어 있다. 유전자 카세트 6은 tet 리프레서의 아미노산 1 내지 207번에 대한 암호화 서열로 이루어진 우성 음성 TET-ON을 함유하며, 이 TET-ON은 pCMV 프로모터의 조절하에 배치되어 있다.10 illustrates the structure of a pHIPs-GFP (heat-induced prostate-specific promoter) expression vector. This vector consists of six cassettes. Gene Cassette 1 is the N-terminus (amino acids No. 1 to 147) of the yeast GAL4 protein fused to Max's helix-loop-helix-leucine zipper (bHLHLZ) domain (mx, amino acids 8-112) followed by SV40 poly A. ) Differs from the aforementioned vector only in that it contains "Gal-DBD-mx", a fusion ORF that encodes a DNA-binding domain. The resulting fusion gene GAL-DBD-mx is regulated by the heat induced HSP promoter. Gene Cassette 2 has a minimal CMV promoter (mCMVp), an antisense construct complementary to the Gal-DBD-mx sequence "antisense Gal-DBD-mx", an internal ribosomal introduction site "IRES" and a Gal-DBD for pGAL binding site It consists of "Gal-DBD" which competes with -mx. Gene Cassette 3 is the nuclear localization signal of the N-terminal first 11 amino acids of Gal4 (amino acids 1-147) followed by the SV40 giant T antigen, 130 amino acid C-terminal transcriptional activation domain of herpes simplex virus protein VP16, c It consists of the bHLHLZ domain of Myc (amino acids 350-439) and "VP16-TA-mc", a fusion ORF encoding SV40 poly A. The resulting fusion gene VP16-TA-mc is placed under the control of the provacin gene promoter (pprovacin) up to the first ATG. Gene cassette 4 contains a "GALp" consisting of five copies of the 17-mer DNA-binding site for Gal4. The TET-ON sequence is placed under the control of the GALp-ptet promoter and therapeutic gene X is linked to TET-ON via IRES. Gene Cassette 5 contains antisense TET-ON, a sequence consisting of sequences complementary to the first 80 bases of the TET-ON sequence, including ATG, which is placed under the control of the pCMV promoter. Gene cassette 6 contains a dominant negative TET-ON consisting of the coding sequences for amino acids 1-207 of the tet repressor, which is located under the control of the pCMV promoter.

pHIBs-X 발현 벡터는 pRIBs-X 및 pRIPs-X내의 Egr-1 프로모터가 HSP 70 프로모터로 교체된 유전자 카세트 1을 제외하고는 플라스미드 pRIBs-X 플라스미드와 동일하다. pHIBs-X는 국소 및 전이 전립선 종양이 열에 노출될 때 그 종양을 특이적으로 표적겨냥한다.The pHIBs-X expression vector is identical to the plasmid pRIBs-X plasmid except gene cassette 1 in which the Egr-1 promoter in pRIBs-X and pRIPs-X was replaced with the HSP 70 promoter. pHIBs-X specifically targets local and metastatic prostate tumors when exposed to heat.

본 명세서에 언급된 모든 특허 및 공보는 본 발명이 속하는 분야의 숙련가의 수준을 나타낸다. 이들 특허 및 공보는 개개의 공보가 구체적 및 개별적으로 참고문헌으로 삽입된 것으로 표시되는 경우, 동일한 정도로 본원에 참고로 삽입된다.All patents and publications mentioned in the specification are indicative of the level of skill in the art to which this invention pertains. These patents and publications are hereby incorporated by reference to the same extent when the individual publications are specifically and individually indicated to be incorporated by reference.

당업자는 본원에 언급된 목적을 수행하고 결과 및 이점을 얻기 위해 본 발명을 변형시킬 수 있음은 쉽게 이해할 것이다. 본원에 기술된 방법, 절차, 치료, 분자 및 특정 화합물과 함께 본 실시예는 바람직한 양태를 예시하는 것이며 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 당업자는 본 발명을 변형하고 다르게 사용할 수 있으나 이러한 변형 및 기타 용도는 청구범위에 기술된 본 발명의 범위에 속하는 것이다.Those skilled in the art will readily appreciate that the present invention can be modified to carry out the objects referred to herein and to obtain results and advantages. This example, along with the methods, procedures, treatments, molecules and specific compounds described herein, illustrate preferred embodiments and should not be construed as limiting the scope of the invention. Skilled artisans may modify and otherwise use the invention, but such modifications and other uses are within the scope of the invention as set forth in the claims.

Claims (28)

(a) 테트라사이클린 리프레서의 아미노산 1 내지 207번 및 헤르페스 심플렉스 바이러스의 VP16 단백질의 C-말단 마지막 130개 아미노산 전사 활성화 도메인에 대한 암호화 서열의 융합체 카세트;(a) a fusion cassette of amino acid 1-207 of the tetracycline refresher and the coding sequence for the C-terminal last 130 amino acid transcriptional activation domain of the VP16 protein of herpes simplex virus; (b) 최소 사이토메갈로바이러스의 프로모터 pCMV에 연결된 사람 열 쇼크 70 유전자 프로모터의 열 쇼크 반응 요소(-260 내지 30번)로 이루어진 열 쇼크 프로모터 카세트;(b) a heat shock promoter cassette consisting of a heat shock response element (# -260-30) of the human heat shock 70 gene promoter linked to the promoter of minimal cytomegalovirus pCMV; (c) tet 리프레서 및 TAKON이 결합되는 TN10의 오퍼레이터 O2의 19개 bp 역방향 반복서열로 이루어진 tet 오퍼레이터 카세트; 및(c) a tet operator cassette consisting of a 19 bp reverse repeat sequence of operator O2 of TN10 to which the tet refresher and TAKON are bound; And (d) ATG를 포함한 TAKON 서열의 처음 80개 염기에 대해 상보적인 서열로 이루어진 안티센스 서열의 카세트를 포함하는 재조합 벡터 pDATH-X(우성 음성, 안티센스, TET-ON 조절성 열 쇼크 프로모터 플라스미드).(d) Recombinant vector pDATH-X (dominant negative, antisense, TET-ON regulated heat shock promoter plasmid) comprising a cassette of antisense sequences consisting of sequences complementary to the first 80 bases of the TAKON sequence including ATG. 유전자를 함유한 벡터를 숙주 유기체내로 도입하는 단계; 및Introducing a vector containing the gene into the host organism; And 열 또는 광 에너지를 적용시키는 단계를 포함하여, 열 또는 광 유도성 프로모터의 조절하에 유전자의 지속적인 발현을 달성하는 방법.A method of achieving sustained expression of a gene under control of a heat or light inducible promoter, comprising applying heat or light energy. 제2항에 있어서, 숙주 유기체가 사람인 방법.The method of claim 2, wherein the host organism is human. (a) EGRp, 테트라사이클린 오퍼레이터 결합 부위 및 pCMV의 조절하의 TET-ON 서열을 포함하는 카세트 1;(a) Cassette 1 comprising an EGRp, tetracycline operator binding site and a TET-ON sequence under control of pCMV; (b) tetp-pCMV 프로모터의 조절하의 치료 유전자 X를 포함하는 카세트 2;(b) cassette 2 comprising therapeutic gene X under the control of the tetp-pCMV promoter; (c) pCMV 프로모터의 조절하의 안티센스 TET-ON을 포함하는 카세트 3; 및(c) cassette 3 comprising antisense TET-ON under control of the pCMV promoter; And (d) pCMV 프로모터의 조절하의 우성 음성 TET-ON을 포함하는 카세트 4를 포함하는 재조합 벡터 pDATE-X(우성 음성, 안티센스, TET-ON 조절성 EGR 프로모터 발현 플라스미드).(d) Recombinant vector pDATE-X (dominant negative, antisense, TET-ON regulatory EGR promoter expression plasmid) comprising cassette 4 comprising dominant negative TET-ON under control of the pCMV promoter. (a) Max의 기본 나선-루프-나선-류신 지퍼(bHLHLZ) 도메인(아미노산 8 내지 112번) 및 뒤이은 SV40 폴리 A에 융합된 효모 GAL4 단백질의 N-말단(아미노산 1 내지 147번) DNA-결합 도메인(Gal-DBD)을 암호화하는 융합 개방 판독 프레임이고 수득된 융합 유전자 GAL-DBD-mx가 방사선 유도성 Egr-1 프로모터에 의해 조절되는, "Gal-DBD-mx"를 포함하는 카세트 1;(a) the N-terminal (amino acids 1-147) DNA- of yeast GAL4 protein fused to Max's basic helix-loop-helix-leucine zipper (bHLHLZ) domain (amino acids 8-112) followed by SV40 poly A Cassette 1 comprising “Gal-DBD-mx”, wherein the fusion open reading frame encodes a binding domain (Gal-DBD) and the resulting fusion gene GAL-DBD-mx is regulated by a radiation induced Egr-1 promoter; (b) 최소 CMV 프로모터, Gal-DBD-mx 서열에 상보적인 안티센스 작제물인 "안티센스 Gal-DBD-mx", 내부 리보좀 도입 부위(IRES) 및 pGAL 결합 부위에 대해 Gal-DBD-mx와 경쟁하는 "Gal-DBD"를 포함하는 카세트 2;(b) competes with Gal-DBD-mx for a minimal CMV promoter, an antisense construct complementary to the Gal-DBD-mx sequence, "antisense Gal-DBD-mx", an internal ribosomal transduction site (IRES) and a pGAL binding site Cassette 2 comprising “Gal-DBD”; (c) Gal4(아미노산 1 내지 147번)의 N-말단 처음 11개 아미노산 및 뒤이은 SV40 거대 T 항원의 핵 국소화 시그날, 헤르페스 심플렉스 바이러스 단백질 VP16의 130개 아미노산 C-말단 전사 활성화 도메인, c-Myc의 기본 나선-루프-나선-류신 지퍼 도메인(아미노산 350 내지 439번) 및 SV40 폴리 A를 암호화하는 융합 ORF이고수득된 융합 유전자 VP16-TA-mc가 첫 번째 ATG까지 c-erbB2 프로모터 "perbB2"의 조절하에 있는, "VP16-TA-mc"를 포함하는 카세트 3;(c) N-terminal first 11 amino acids of Gal4 (amino acids 1-147) followed by nuclear localization signal of SV40 large T antigen, 130 amino acids C-terminal transcriptional activation domain of herpes simplex virus protein VP16, c- Myc's primary helix-loop-helix-leucine zipper domain (amino acids 350-439) and the fusion ORF encoding SV40 poly A and the resulting fusion gene VP16-TA-mc are the c-erbB2 promoter "perbB2" until the first ATG. Cassette 3 comprising “VP16-TA-mc”, under the control of; (d) Gal4에 대한 17량체 DNA-결합 부위의 5개 복사체인 "Galp"를 포함하는 카세트 4(여기서, TET-ON 서열은 GALp-ptet 프로모터의 조절하에 있게 되고 치료 유전자 X는 IRES를 경유하여 TET-ON에 연결되어 있다);(d) Cassette 4 containing "Galp", five copies of the 17-mer DNA-binding site for Gal4, wherein the TET-ON sequence is under the control of the GALp-ptet promoter and therapeutic gene X is via IRES Connected to TET-ON); (e) ATG를 포함한 TET-ON 서열의 처음 80개 염기에 대해 상보적인 서열로 이루어진 서열이고 pCMV 프로모터의 조절하에 있는 안티센스 TET-ON을 포함하는 카세트 5; 및(e) cassette 5 comprising an antisense TET-ON sequence consisting of a sequence complementary to the first 80 bases of the TET-ON sequence comprising ATG and under the control of the pCMV promoter; And (f) 아미노산 1 내지 207번에 대한 암호화 서열로 이루어진 우성 음성 TET-ON을 포함하는 카세트 6을 포함하는 재조합 벡터 pRIBs-X(방사선-유도성 유방-특이적 프로모터) 발현 벡터.(f) Recombinant vector pRIBs-X (radiation-induced breast-specific promoter) expression vector comprising cassette 6 comprising a dominant negative TET-ON consisting of coding sequences for amino acids 1-207. 제5항에 있어서, 카세트 3의 perbB2 프로모터가 유장 산성 단백질 프로모터로 교체되는 재조합 벡터.The recombinant vector of claim 5, wherein the perbB2 promoter of cassette 3 is replaced with a whey acidic protein promoter. 제5항에 있어서, 카세트 3의 perbB2 프로모터가 스트로멜라이신 3 프로모터로 교체되는 재조합 벡터.The recombinant vector of claim 5, wherein the perbB2 promoter of cassette 3 is replaced with a stromelysin 3 promoter. 제5항에 있어서, 유전자 X가 종양 괴사 인자 알파를 암호화하는 유전자인 재조합 벡터.The recombinant vector of claim 5, wherein gene X is a gene encoding tumor necrosis factor alpha. 제5항의 발현 벡터를 유방 암 및 난소 암의 치료를 필요로 하는 개체에게 투여하는 단계를 포함하여, 국소 및 전이 유방 암 및 난소 암을 치료하는 방법.A method of treating local and metastatic breast cancer and ovarian cancer, comprising administering the expression vector of claim 5 to an individual in need thereof. 제6항의 발현 벡터를 유방 암 및 난소 암의 치료를 필요로 하는 개체에게 투여하는 단계를 포함하여, 국소 및 전이 유방 암 및 난소 암을 치료하는 방법.A method of treating local and metastatic breast cancer and ovarian cancer, comprising administering the expression vector of claim 6 to an individual in need thereof. 제7항의 발현 벡터를 유방 암 및 난소 암의 치료를 필요로 하는 개체에게 투여하는 단계를 포함하여, 국소 및 전이 유방 암 및 난소 암을 치료하는 방법.A method of treating local and metastatic breast cancer and ovarian cancer, comprising administering the expression vector of claim 7 to an individual in need thereof. (a) Max의 기본 나선-루프-나선-류신 지퍼 도메인(아미노산 8 내지 112번) 및 뒤이은 SV40 폴리 A에 융합된 효모 GAL4 단백질의 N-말단(아미노산 1 내지 147번) DNA-결합 도메인을 암호화하는 융합 개방 판독 프레임이고 방사선 유도성 Egr-1 프로모터에 의해 조절되는 "Gal-DBD-mx"를 포함하는 카세트 1;(a) the N-terminal (amino acids 1-147) DNA-binding domain of the yeast GAL4 protein fused to the basic helix-loop-helix-leucine zipper domain (amino acids 8-112) followed by SV40 poly A of Max; Cassette 1, which encodes a fusion open reading frame and which comprises “Gal-DBD-mx” controlled by a radiation induced Egr-1 promoter; (b) 최소 CMV 프로모터, Gal-DBD-mx 서열에 상보적인 안티센스 작제물인 안티센스 Gal-DBD-mx, 내부 리보좀 도입 부위인 IRES 및 pGAL 결합 부위에 대해 Gal-DBD-mx와 경쟁하는 Gal-DBD를 포함하는 카세트 2;(b) a minimal CMV promoter, antisense Gal-DBD-mx, an antisense construct complementary to the Gal-DBD-mx sequence, Gal-DBD-competition with Gal-DBD-mx for the IRES and pGAL binding sites, an internal ribosomal introduction site Cassette 2 comprising; (c) Gal4의 N-말단 처음 11개 아미노산 및 뒤이은 SV40 거대 T 항원의 핵 국소화 시그날, 헤르페스 심플렉스 바이러스 단백질 VP16의 130개 아미노산 C-말단 전사 활성화 도메인, c-Myc의 기본 나선-루프-나선 류신 지퍼 도메인(아미노산 350내지 439번) 및 SV40 폴리 A를 암호화하는 융합 개방 판독 프레임이고 수득된 융합 유전자 VP16-TA-mc가 첫 번째 ATG까지 프로바신 유전자 프로모터 "p프로바신"의 조절하에 있는, "VP16-TA-mc"를 포함하는 카세트 3;(c) N-terminal first 11 amino acids of Gal4 followed by nuclear localization signal of SV40 giant T antigen, 130 amino acids C-terminal transcriptional activation domain of herpes simplex virus protein VP16, basic helix-loop- of c-Myc A fusion open reading frame that encodes the helix leucine zipper domain (amino acids 350-439) and SV40 poly A and the resulting fusion gene VP16-TA-mc is under the control of the provasin gene promoter “pprovacin” up to the first ATG. , Cassette 3 comprising “VP16-TA-mc”; (d) Gal4에 대한 17량체 DNA-결합 부위의 5개 복사체인 GALp를 포함하는 카세트 4(여기서, TET-ON 서열은 GALp-ptet 프로모터의 조절하에 있게 되고 치료 유전자 X는 내부 리보좀 도입 부위를 경유하여 TET-ON에 연결되어 있다);(d) Cassette 4 comprising GALp, five copies of the 17-mer DNA-binding site for Gal4, wherein the TET-ON sequence is under the control of the GALp-ptet promoter and the therapeutic gene X is via an internal ribosome introduction site Is connected to TET-ON); (e) ATG를 포함한 TET-ON 서열의 처음 80개 염기에 대해 상보적인 서열로 이루어진 서열이고 pCMV 프로모터의 조절하에 있는 안티센스 TET-ON을 포함하는 카세트 5; 및(e) cassette 5 comprising an antisense TET-ON sequence consisting of a sequence complementary to the first 80 bases of the TET-ON sequence comprising ATG and under the control of the pCMV promoter; And (f) 아미노산 1 내지 207번에 대한 암호화 서열로 이루어진 우성 음성 TET-ON을 포함하는 카세트 6을 포함하는 재조합 pRIPs-X(방사선-유도성 전립선-특이적 프로모터) 발현 벡터.(f) Recombinant pRIPs-X (radiation-induced prostate-specific promoter) expression vector comprising cassette 6 comprising a dominant negative TET-ON consisting of coding sequences for amino acids 1-207. 제12항에 있어서, 카세트 3의 프로바신 프로모터가 전립선 특이적 항원 프로모터로 교체되는 재조합 벡터.The recombinant vector of claim 12, wherein the provasin promoter of cassette 3 is replaced with a prostate specific antigen promoter. 제12항에 있어서, 유전자 X가 종양 괴사 인자 알파인 재조합 벡터.13. The recombinant vector of claim 12, wherein gene X is tumor necrosis factor alpha. 제12항의 발현 벡터를 전립선 암의 치료를 필요로 하는 개체에게 투여하는 단계를 포함하여, 국소 및 전이 전립선 암을 치료하는 방법.A method of treating local and metastatic prostate cancer, comprising administering the expression vector of claim 12 to an individual in need thereof. 제13항의 발현 벡터를 전립선 암의 치료를 필요로 하는 개체에게 투여하는 단계를 포함하여, 국소 및 전이 전립선 암을 치료하는 방법.A method of treating local and metastatic prostate cancer, comprising administering the expression vector of claim 13 to an individual in need thereof. (a) Max의 기본 나선-루프-나선-류신 지퍼 도메인(아미노산 8 내지 112번) 및 뒤이은 SV40 폴리 A에 융합된 효모 GAL4 단백질의 N-말단(아미노산 1 내지 147번) DNA-결합 도메인을 암호화하는 융합 개방 판독 프레임이고 열 유도성 열 쇼크 단백질 프로모터에 의해 조절되는 Gal-DBD-mx를 포함하는 카세트 1;(a) the N-terminal (amino acids 1-147) DNA-binding domain of the yeast GAL4 protein fused to the basic helix-loop-helix-leucine zipper domain (amino acids 8-112) followed by SV40 poly A of Max; Cassette 1 comprising Gal-DBD-mx, which is a fused open reading frame that encodes and is regulated by a heat induced heat shock protein promoter; (b) 최소 CMV 프로모터, Gal-DBD-mx 서열에 상보적인 작제물인 안티센스 Gal-DBD-mx, 내부 리보좀 도입 부위 및 pGAL 결합 부위에 대해 Gal-DBD-mx와 경쟁하는 Gal-DBD를 포함하는 카세트 2;(b) a minimal CMV promoter, a construct complementary to the Gal-DBD-mx sequence, an antisense Gal-DBD-mx, a gal-DBD that competes with Gal-DBD-mx for the internal ribosomal introduction site and the pGAL binding site Cassette 2; (c) Gal4(아미노산 1 내지 147번)의 N-말단 처음 11개 아미노산 및 뒤이은 SV40 거대 T 항원의 핵 국소화 시그날, 헤르페스 심플렉스 바이러스 단백질 VP16의 130개 아미노산 C-말단 전사 활성화 도메인, c-Myc의 기본 나선-루프-나선 류신 지퍼 도메인(아미노산 350 내지 439번) 및 SV40 폴리 A를 암호화하는 융합 개방 판독 프레임이고 생성된-융합 유전자 VP16-TA-mc가 첫 번째 ATG까지 c-erbB2 유전자 프로모터 "perbB2"의 조절하에 있는, "VP16-TA-mc"를 포함하는 카세트 3;(c) N-terminal first 11 amino acids of Gal4 (amino acids 1-147) followed by nuclear localization signal of SV40 large T antigen, 130 amino acids C-terminal transcriptional activation domain of herpes simplex virus protein VP16, c- A fusion open reading frame encoding Myc's primary helix-loop-helix leucine zipper domain (amino acids 350-439) and SV40 poly A and the resulting-fusion gene VP16-TA-mc is a c-erbB2 gene promoter up to the first ATG cassette 3 comprising “VP16-TA-mc”, under the control of “perbB2”; (d) Gal4에 대한 17량체 DNA-결합 부위의 5개 복사체인 GALp를 포함하는 카세트 4(여기서, TET-ON 서열은 GALp-ptet 프로모터의 조절하에 있게 되고 치료 유전자 X는 내부 리보좀 도입 부위를 경유하여 TET-ON에 연결되어 있다);(d) Cassette 4 comprising GALp, five copies of the 17-mer DNA-binding site for Gal4, wherein the TET-ON sequence is under the control of the GALp-ptet promoter and the therapeutic gene X is via an internal ribosome introduction site Is connected to TET-ON); (e) ATG를 포함한 TET-ON 서열의 처음 80개 염기에 대해 상보적인 서열로 이루어진 서열이고 pCMV 프로모터의 조절하에 있는 안티센스 TET-ON을 포함하는 카세트 5; 및(e) cassette 5 comprising an antisense TET-ON sequence consisting of a sequence complementary to the first 80 bases of the TET-ON sequence comprising ATG and under the control of the pCMV promoter; And (f) 아미노산 1 내지 207번에 대한 암호화 서열로 이루어진 우성 음성 TET-ON을 포함하는 카세트 6을 포함하는 재조합 발현 벡터 pHIBs-X(열-유도성 유방-특이적 프로모터).(f) Recombinant expression vector pHIBs-X (heat-induced breast-specific promoter) comprising cassette 6 comprising a dominant negative TET-ON consisting of coding sequences for amino acids 1-207. 제17항에 있어서, 카세트 3의 perbB2 프로모터가 유장 산성 단백질 프로모터로 교체되는 재조합 벡터.18. The recombinant vector of claim 17, wherein the perbB2 promoter of cassette 3 is replaced with a whey acidic protein promoter. 제17항에 있어서, 카세트 3의 perbB2 프로모터가 스트로멜라이신 3 프로모터로 교체되는 재조합 벡터.The recombinant vector of claim 17, wherein the perbB2 promoter of cassette 3 is replaced with a stromelysine 3 promoter. 제17항에 있어서, 치료 유전자가 종양 괴사 인자 알파인 방법.The method of claim 17, wherein the therapeutic gene is tumor necrosis factor alpha. 제17항의 발현 벡터를 유방 암 및 난소 암의 치료를 필요로 하는 개체에게 투여하는 단계를 포함하여, 국소 및 전이 유방 암 및 난소 암을 치료하는 방법.A method of treating local and metastatic breast cancer and ovarian cancer, comprising administering the expression vector of claim 17 to an individual in need thereof. 제18항의 발현 벡터를 유방 암 및 난소 암의 치료를 필요로 하는 개체에게 투여하는 단계를 포함하여, 국소 및 전이 유방 암 및 난소 암을 치료하는 방법.A method of treating local and metastatic breast cancer and ovarian cancer, comprising administering the expression vector of claim 18 to an individual in need thereof. 제19항의 발현 벡터를 유방 암 및 난소 암의 치료를 필요로 하는 개체에게 투여하는 단계를 포함하여, 국소 및 전이 유방 암 및 난소 암을 치료하는 방법.A method of treating local and metastatic breast cancer and ovarian cancer, comprising administering the expression vector of claim 19 to an individual in need thereof. (a) Max의 기본 나선-루프-나선-류신 지퍼 도메인(아미노산 8 내지 112번) 및 뒤이은 SV40 폴리 A에 융합된 효모 GAL4 단백질의 N-말단(아미노산 1 내지 147번) DNA-결합 도메인을 암호화하는 융합 개방 판독 프레임이고 생성된 융합 유전자 GAL-DBD-mx가 열 유도성 열 쇼크 단백질 프로모터에 의해 조절되는, Gal-DBD-mx를 포함하는 카세트 1;(a) the N-terminal (amino acids 1-147) DNA-binding domain of the yeast GAL4 protein fused to the basic helix-loop-helix-leucine zipper domain (amino acids 8-112) followed by SV40 poly A of Max; Cassette 1 comprising Gal-DBD-mx, which encodes a fusion open reading frame and the resulting fusion gene GAL-DBD-mx is regulated by a heat induced heat shock protein promoter; (b) 최소 CMV 프로모터(mCMVp), Gal-DBD-mx 서열에 상보적인 작제물인 안티센스 Gal-DBD-mx, 내부 리보좀 도입 부위 및 pGAL 결합 부위에 대해 Gal-DBD-mx와 경쟁하는 Gal-DBD를 포함하는 카세트 2;(b) Gal-DBD competing with Gal-DBD-mx for the minimal CMV promoter (mCMVp), an antisense Gal-DBD-mx construct that is complementary to the Gal-DBD-mx sequence, an internal ribosomal transduction site, and a pGAL binding site Cassette 2 comprising; (c) Gal4의 N-말단 처음 11개 아미노산 및 뒤이은 SV40 거대 T 항원의 핵 국소화 시그날, 헤르페스 심플렉스 바이러스 단백질 VP16의 130개 아미노산 C-말단 전사 활성화 도메인, c-Myc의 기본 나선-루프-나선 류신 지퍼 도메인(아미노산 350 내지 439번) 및 SV40 폴리 A를 암호화하는 융합 개방 판독 프레임이고 생성된 융합 유전자 VP16-TA-mc가 첫 번째 ATG까지 프로바신 유전자 프로모터 "p프로바신"의 조절하에 있는, "VP16-TA-mc"를 포함하는 카세트 3;(c) N-terminal first 11 amino acids of Gal4 followed by nuclear localization signal of SV40 giant T antigen, 130 amino acids C-terminal transcriptional activation domain of herpes simplex virus protein VP16, basic helix-loop- of c-Myc A fusion open reading frame encoding the helix leucine zipper domain (amino acids 350-439) and SV40 poly A and the resulting fusion gene VP16-TA-mc under the control of the provasin gene promoter “pprovacin” up to the first ATG. , Cassette 3 comprising “VP16-TA-mc”; (d) Gal4에 대한 17량체 DNA-결합 부위의 5개 복사체인 GALp를 포함하는 카세트 4(여기서, TET-ON 서열은 GALp-ptet 프로모터의 조절하에 있게 되고 치료 유전자 X는 내부 리보좀 도입 부위를 경유하여 TET-ON에 연결되어 있다);(d) Cassette 4 comprising GALp, five copies of the 17-mer DNA-binding site for Gal4, wherein the TET-ON sequence is under the control of the GALp-ptet promoter and the therapeutic gene X is via an internal ribosome introduction site Is connected to TET-ON); (e) ATG를 포함한 TET-ON 서열의 처음 80개 염기에 대해 상보적인 서열로 이루어진 서열이고 pCMV 프로모터의 조절하에 있는 안티센스 TET-ON을 포함하는 카세트 5; 및(e) cassette 5 comprising an antisense TET-ON sequence consisting of a sequence complementary to the first 80 bases of the TET-ON sequence comprising ATG and under the control of the pCMV promoter; And (f) 아미노산 1 내지 207번에 대한 암호화 서열로 이루어진 우성 음성 TET-ON을 포함하는 카세트 6을 포함하는 재조합 발현 벡터 pHIPs-X(열-유도성 전립선-특이적 프로모터).(f) Recombinant expression vector pHIPs-X (heat-induced prostate-specific promoter) comprising cassette 6 comprising a dominant negative TET-ON consisting of coding sequences for amino acids 1-207. 제24항에 있어서, 프로바신 프로모터가 전립선-특이적 항원 프로모터로 교체되는 재조합 벡터.The recombinant vector of claim 24, wherein the provasin promoter is replaced with a prostate-specific antigen promoter. 제24항에 있어서, 치료 유전자가 종양 괴사 알파인 재조합 벡터.The recombinant vector of claim 24, wherein the therapeutic gene is tumor necrosis alpha. 제24항의 발현 벡터를 전립선 암의 치료를 필요로 하는 개체에게 투여하는 단계를 포함하여, 국소 및 전이 전립선 암을 치료하는 방법.A method of treating local and metastatic prostate cancer, comprising administering the expression vector of claim 24 to an individual in need thereof. 제25항의 발현 벡터를 전립선 암의 치료를 필요로 하는 개체에게 투여하는 단계를 포함하여, 국소 및 전이 전립선 암을 치료하는 방법.A method of treating local and metastatic prostate cancer, comprising administering the expression vector of claim 25 to an individual in need thereof.
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