KR20030079214A - Expression vector containing the restricted E1 gene of wild type adenoviurs serotype 5 and the animal cell line thereof - Google Patents

Expression vector containing the restricted E1 gene of wild type adenoviurs serotype 5 and the animal cell line thereof Download PDF

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Abstract

PURPOSE: An expression vector containing the restricted E1 gene of wild type adenovirus serotype 5 and an animal cell line thereof are provided, thereby effectively inhibiting the formation of replication competent adenoviruses(RCA) which is usually formed in the cell line, and producing stable self-replication deficit recombinant adenovirus. CONSTITUTION: An expression vector pcDNA3-AdE1 (KCTC 10169BP) contains nucleotides 400 to 3532 of the restricted E1 gene sequence of wild type adenovirus serotype 5. A transgenic animal cell line (KCTC 10168BP) is produced by transforming an animal cell line with the expression vector pcDNA3-AdE1 (KCTC 10169BP), wherein the animal cell line is HeLa cell line; and the restricted E1 gene has the nucleotide length of 3.1kb.

Description

야생형 아데노바이러스 혈청형 5의 제한된 초기유전자 1을 포함하는 발현벡터 및 이를 포함하는 동물 세포주{Expression vector containing the restricted E1 gene of wild type adenoviurs serotype 5 and the animal cell line thereof}Expression vector containing the restricted early gene 1 of wild type adenovirus serotype 5 and animal cell line comprising the same {expression vector containing the restricted E1 gene of wild type adenoviurs serotype 5 and the animal cell line}

인간의 유전자 염기서열이 완성되면서 종래의 암과 같은 난치성 질환의 원인이 유전자 수준에서 규명되어가고 있고, 이를 이용한 유전자 치료요법이 다양한 질환에서 적용되고 있다. 치료목적의 유전자를 대상세포에 전달해주는 여러 바이러스 매개체중, 아데노바이러스가 많이 이용되고 있는데 이는 아데노바이러스 매개체가 다른 종류의 바이러스 매개체보다 유전자 전달 능력이 월등히 높으며, 고역가의 아데노바이러스를 비교적 쉽게 분리할 수 있고, 다양한 조직세포로의 감염이 가능하며, 생체 내 전달 능력이 우월한 점이 있기 때문이다(Brody, S. L., and Crystal, R. G., Ann N Y Acad Sci., 716:90-101, 1994).As the gene sequences of human beings are completed, the causes of intractable diseases such as cancer of the related art are being identified at the gene level, and gene therapy using the same has been applied in various diseases. Among the various virus mediators that deliver genes for therapeutic purposes to the target cells, adenoviruses are used a lot more. The adenovirus mediators have much higher gene transfer capacity than other types of virus mediators, and they are able to isolate high titers of adenovirus relatively easily. This is because infection with various tissue cells is possible, and in vivo delivery ability is superior (Brody, SL, and Crystal, RG, Ann NY Acad Sci., 716: 90-101, 1994).

아데노바이러스의 게놈은 36Kb의 선형 이본쇄 DNA분자이며 양쪽 말단에 역반복구간(ITR)이 위치하고 캡시드화 서열(Psi)과 초기유전자 그리고 후기유전자로 나뉜다. 초기유전자는 E1, E2, E3 및 E4로 나뉘며 이 중에서 E1 유전자는 아데노바이러스의 복제에 필수적인 유전자이다(Tooze, J., DNA Tumor Viruses (revised), Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, New York, 1981).The genome of the adenovirus is a 36Kb linear double-stranded DNA molecule with reverse repeating segments (ITR) at both ends and divided into capsidizing sequences (Psi), early genes and late genes. Early genes are divided into E1, E2, E3 and E4, among which E1 gene is essential for replication of adenoviruses (Tooze, J., DNA Tumor Viruses (revised), Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, New York, 1981).

아데노바이러스의 E1영역은 표적세포 감염 후 1차적으로 발현이 일어나는 곳이며, 2개의 전사단위, 즉 E1A와 E1B 유전자로 이루어진다. E1A 단백질은 세포의 주기를 촉진시킴으로써 무한증식의 형질전환을 일으키며 E2, E3, E4 유전자의 전사를 활성화시키는 전사조절물질이기도하다. 이와 함께 E1B 단백질의 동시발현으로 세포의 자살유도(Apoptosis)와 숙주세포 단백질의 발현을 억제하면서 바이러스의 증식을 도와준다(Jochemsen, A.G. et al., EMBO J., 6(11):3399-3405,1987 ; Telling, G.C. et al., J. Virol. 68(1): 541-547, 1994).The E1 region of adenovirus is the place where expression occurs primarily after target cell infection, and consists of two transcription units, E1A and E1B genes. E1A protein is a transcriptional regulator that stimulates cell cycles, leads to endless growth, and activates transcription of E2, E3, and E4 genes. In addition, co-expression of E1B protein helps to proliferate the virus while inhibiting cell apoptosis and expression of host cell proteins (Jochemsen, AG et al., EMBO J., 6 (11): 3399-3405 , 1987; Telling, GC et al., J. Virol. 68 (1): 541-547, 1994).

이러한 E1 유전자가 결손된 위치에 외부유전자를 도입하여 자가복제불능 재조합 바이러스를 제작할 수 있으며 따라서 이 바이러스 벡터는 표적세포 내로 특정유전자의 매개체 역할을 할 수 있다. E1 초기영역이 결손된 자가복제불능 재조합 아데노바이러스를 증식시키기 위해서는 몇 가지 과정을 거치는데, 먼저 숙주포장세포주를 자가복제불능 재조합 아데노바이러스로 감염시킨 후 숙주포장세포 내에서 발현되는 E1 단백질에 의한 트랜스상보화(trans-complementation)로 자가복제불능 재조합 아데노바이러스의 복제가 일어난다. 이후 세포파쇄 단계 및 정제과정을 거치면서 충분한 양을 얻게된다.By introducing an external gene at the position where the E1 gene is deleted, a non-replicable recombinant virus can be produced, and thus the viral vector can serve as a mediator of a specific gene into a target cell. Several steps are required to propagate the nonreplicable recombinant adenovirus that lacks the initial E1 region. First, the host packaging cell line is infected with the nonreplicable recombinant adenovirus and then transduced by the E1 protein expressed in the host packaging cell. Trans- complementation results in replication of the nonreplicable recombinant adenovirus. Subsequently, a sufficient amount is obtained through the cell crushing step and the purification process.

숙주포장세포는 인간 아데노바이러스에 감염이 되는 포유동물종의 세포에 의해 제작 될 수 있으며, 주로 신장세포, 근육세포, 상피세포, 태아간엽세포 등으로부터 만들어질 수 있다. 대표적으로 많이 이용되는 것은 293세포주로서 전체 혈청형 5 아데노바이러스 게놈의 좌측말단 12%를 구성하는 좌측 역반복구간, 캡시드화 영역, E1영역, pIX 및 pIVa2 단백질코드 영역을 포함하는 인간배아 신장세포이다 (Graham, F.L. et al., J. Gen. Virol., 36:59-74, 1977).Host packaging cells can be produced by cells of mammalian species infected with human adenovirus, and can be made mainly from kidney cells, muscle cells, epithelial cells, fetal mesenchymal cells and the like. The most commonly used are human embryonic kidney cells comprising 293 cell lines including the left reverse repeat section, the encapsidated region, the E1 region, the pIX and the pIVa2 protein code region, which constitute the left end 12% of the entire serotype 5 adenovirus genome. (Graham, FL et al., J. Gen. Virol., 36: 59-74, 1977).

그러나 현재의 재조합 아데노바이러스의 생산기술과 관련된 문제점은 세포 내 아데노바이러스 게놈의 염기서열 중 좌측말단 12%로 이루어진 불필요한 오버랩핑 서열과 자가복제불능 재조합 아데노바이러스 게놈 염기서열간의 상동재조합(Homologous recombination)을 통한 복제경합 아데노바이러스(Replica tion competent adenoviruses; 이하 'RCA'라 칭한다)의 발생을 들 수가 있는데(Imler, J.L. et al., Gene Ther, 3:75-84, 1996; Graham, F.L. et al., J. Gen. Virol., 36:59-74, 1977), 이는 바이러스가 통제되지 않는 방식으로 증식할 뿐 아니라, 자가복제불능 재조합 아데노바이러스를 도와 비조절성 증식을 유발시키며 결국 생체조직내에 심각한 부작용을 일으키는 문제점이 있었다(Lochmuller, H. et al., Hum. Gene Ther., 5:1485-1492, 1994).However, the problem related to the production technology of the present recombinant adenovirus is the homologous recombination between the unnecessary overlapping sequence consisting of 12% of the left end of the nucleotide sequence of the adenovirus genome in the cell and the non-replicating recombinant adenovirus genome sequence. Through replication competent adenoviruses (hereinafter referred to as RCA) (Imler, JL et al., Gene Ther, 3: 75-84, 1996; Graham, FL et al. J. Gen. Virol., 36: 59-74, 1977), which not only proliferates the virus in an uncontrolled manner, but also helps with unreplicable recombinant adenoviruses, leading to uncontrolled proliferation and eventually serious side effects in living tissues. (Lochmuller, H. et al., Hum. Gene Ther., 5: 1485-1492, 1994).

따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 세포주 안에서 유도성 프로모터에 의해 조절되는 제한된 최소한의 E1 유전자 단편을 포함하는 발현벡터를 제공하고, 제공된 발현벡터로 형질도입 됨으로써 숙주 게놈과 복제불능 재조합 아데노바이러스 염기서열간의 상동재조합에 따른 RCA의 생성가능성을 낮추는 형질전환된 동물 세포주를 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, the problem to be solved by the present invention is to provide an expression vector comprising a limited minimum E1 gene fragment regulated by an inducible promoter in a cell line, and transduced with the provided expression vector, thereby replicating the host genome and a non-replicating recombinant adenovirus base. It is an object of the present invention to provide a transformed animal cell line which lowers the possibility of generating RCA by homologous recombination between sequences.

도 1은 pCMV-AdE1 발현벡터의 서열 지도 및 아데노바이러스 혈청형 5 게놈염기서열 비교 사진이다.1 is a sequence map of the pCMV-AdE1 expression vector and adenovirus serotype 5 genome base sequence comparison photograph.

도 2는 293HEK, HeLa 그리고 H17 및 H19세포에서의 E1A 와 E1B 55kDa 및 21kDa 단백질 발현확인을 나타내는 면역블랏 사진이다.Figure 2 is an immunoblot picture showing the expression of E1A and E1B 55kDa and 21kDa protein in 293HEK, HeLa and H17 and H19 cells.

도 3는 293HEK와 형질전환 HeLa 세포주에서의 자가복제불능 재조합 아데노바이러스-LacZ의 생성비교 그래프이다.Figure 3 is a graph of the production comparison of the nonreplicable recombinant adenovirus-LacZ in 293HEK and transformed HeLa cell line.

도 4는 293HEK와 형질전환 HeLa세포주에서 복제경합 아데노바이러스(RCA)의 발생여부를 확인하기 위해 각각의 세포주에서 생성된 자가복제불능 재조합 아데노바이러스-LacZ 유전자를 주형으로 PCR을 실시한 사진이다.Figure 4 is a photograph of the PCR with a non-replicating recombinant adenovirus-LacZ gene generated in each cell line to confirm the generation of replication competitive adenovirus (RCA) in 293HEK and transformed HeLa cell line.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 제한된 최소한의 아데노바이러스의 3.1kb의 E1 유전자 단편이 유도성 프로모터의 조절을 받는 발현벡터를 제공하고, 제공된 발현벡터를 형질도입 시킴으로써, 자가복제불능 재조합 아데노바이러스와 오버랩핑되는 유전자서열에 의한 RCA의 생성을 억제하는 형질전환된 동물 세포주를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides an expression vector under the control of an inducible promoter with a 3.1 kb E1 gene fragment of a limited minimum adenovirus, and by transducing the provided expression vector, non-replicable recombination Provided is a transformed animal cell line that inhibits production of RCA by gene sequences overlapping with adenovirus.

이하 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

야생형 아데노바이러스 혈청형 5 게놈으로부터 바이러스 복제에 필요한 기능을 가진 제한된 최소한의 뉴클레오타이드 400에서 3532의 서열이 클로닝된 것을 특징으로 하는 발현벡터를 제공한다.An expression vector is provided characterized by the cloning of a sequence of 3532 at a limited minimum of nucleotides 400 having the functions necessary for viral replication from the wild type adenovirus serotype 5 genome.

또한 제한된 최소한의 뉴클레오타이드 서열을 갖는 야생형 아데노바이러스 E1 유전자가 클로닝된 발현벡터로 형질도입되는 것을 특징으로하는 형질전환된 동물 세포주를 제공한다.Also provided is a transformed animal cell line characterized in that a wild type adenovirus E1 gene having a limited minimal nucleotide sequence is transduced with a cloned expression vector.

또한 상기한 동물 세포주가 HeLa 세포주를 아데노바이러스 포장세포주로 이용하는 것을 특징으로하는 동물 세포주를 제공한다.In addition, the animal cell line provides an animal cell line, characterized in that HeLa cell line using the adenovirus packaging cell line.

이하 본 발명을 실시예에 따라 상세히 설명한다. 하기의 실시예는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명이 이들에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples. The following examples are intended to specifically illustrate the present invention, but the present invention is not limited thereto.

<실시예 1> 야생형 아데노바이러스 혈청형 5의 제한된 E1 유전자를 포함하는 발현벡터, pcDNA3-AdE1의 제작Example 1 Construction of an Expression Vector, pcDNA3-AdE1, Containing a Limited E1 Gene of Wild-type Adenovirus Serotype 5

아데노바이러스는 여러 가지의 혈청형이 존재하지만 비교적 분자생물학적으로 많은 정보가 밝혀진 아데노바이러스 5 혈청형을 사용함으로서 결과의 신뢰성을 높힐 수 있다.Adenoviruses have a wide range of serotypes, but the use of adenovirus 5 serotypes, which are relatively molecularly informative, can increase the reliability of the results.

야생형 아데노바이러스 혈청형 5의 게놈에서 E1영역 유전자를 얻기 위해, E1A와 E1B유전자 영역을 코딩하는 유전자를 증폭하기 위한 프라이머를 합성한 후, 야생형 아데노바이러스 혈청형 5의 DNA를 주형으로 PCR을 수행하였다. 5'측 프라이머의 염기서열은 5'-GATCGAATTCTCAGGTGTTTTCCGCGT-3'(서열번호 1)이며, 3'측 프라이머의 염기서열은 5'-GATCCTCGAGCCACGCCCACACATTTC-3'(서열번호 2)로써 양측 프라이머의 염기서열에는 각각 EcoRI과 XhoI 제한효소 인식부위를 삽입하였다.To obtain an E1 region gene in the genome of wild type adenovirus serotype 5, after synthesizing primers for amplifying genes encoding the E1A and E1B gene regions, PCR of the wild type adenovirus serotype 5 was carried out with PCR as a template. . The base sequence of the 5 'side primer is 5'-GATCGAATTCTCAGGTGTTTTCCGCGT-3' (SEQ ID NO: 1), and the base sequence of the 3 'side primer is 5'-GATCCTCGAGCCACGCCCACACATTTC-3' (SEQ ID NO: 2). EcoRI and XhoI restriction enzyme recognition sites were inserted.

주형 DNA는 야생형 아데노바이러스 혈청형 5 함유배양액과 10mM Tris-Cl (pH.8)/10mM EDTA/0.5% SDS버퍼를 1:10으로 혼합하여 파쇄 후 페놀 처리한 다음 0.3M Sodium acetate/100% 에탄올으로 침전시켜 분리하였다. PCR은 주형DNA 1㎍과프라이머 100pmol을 사용하여, 98℃에서 2분간 예열한 후 98℃에서 1분, 55℃에서 1분, 72℃에서 2분을 한 주기로 하여 총 30회 실시하였고 마지막에는 72℃에서 10분간 최종신장반응을 하여 반응 종결하였다(DNA Engine gradient cycler PTC200, MJ Research, USA).The template DNA was mixed with wild-type adenovirus serotype 5 culture medium and 10 mM Tris-Cl (pH.8) / 10 mM EDTA / 0.5% SDS buffer at 1:10, crushed, and treated with phenol, followed by 0.3M Sodium acetate / 100% ethanol. Precipitated and separated. PCR was carried out 30 times with 1 μg of template DNA and 100 pmol of primer, followed by preheating at 98 ° C. for 2 minutes, followed by 1 minute at 98 ° C., 1 minute at 55 ° C. and 2 minutes at 72 ° C. The reaction was terminated by a final extension reaction at 10 ° C. (DNA Engine gradient cycler PTC200, MJ Research, USA).

PCR로 얻어진 3.1kb의 생성물은 인간 아데노바이러스 혈청형 5 게놈 중 E1A와 E1B 단백질을 코딩하는 뉴클레오타이드 400에서 3532를 포함하는 것으로서 EcoRI과 XhoI 제한효소로 이중 절단된 다음 동일한 제한효소 위치로 이중절단된 CMV 프로모터가 있는 플라즈미드 pcDNA3(Invitro gen, USA)에 클로닝하여 제작하였고 벡터 내에서 최종 야생형 E1 DNA의 염기서열을 확인하였다(도 1). 이하 pcDNA3-AdE1이라 명명한다. 상기한 발현벡터 pcDNA3-AdE1는 2002년 2월 5일자로 한국과학기술연구원 부설 생명공학연구소 유전자은행에 기탁하였다(기탁번호 : KCTC 10169BP).The 3.1 kb product obtained by PCR contained 3532 to nucleotides 400 encoding nucleotides E1A and E1B in the human adenovirus serotype 5 genome, double cleaved with EcoRI and XhoI restriction enzymes and then double cleaved to the same restriction site. The plasmid pcDNA3 (Invitro gen, USA) with a promoter was cloned to confirm the nucleotide sequence of the final wild type E1 DNA in the vector (Fig. 1). Hereinafter, it is named pcDNA3-AdE1. The expression vector pcDNA3-AdE1 was deposited on February 5, 2002 to the Gene Bank of Biotechnology Research Institute, affiliated with the Korea Institute of Science and Technology (Accession No .: KCTC 10169BP).

실시예 2: 새로운 세포주 HeLa-H17 및 H19의 선별 및 제작Example 2: Selection and Construction of New Cell Lines HeLa-H17 and H19

아데노바이러스의 E1영역에 대한 세포주의 구성을 설명한다. 이 세포주는 이들 영역이 결손된 자가복제불능 재조합 아데노바이러스의 증식을 가능하게 한다. 제조자의 프로토콜에 따라서 모든 형질도입(transfection)을 슈퍼펙(SuperFect, Qiagen,USA)시스템에 의해 수행하였다. 보다 구체적으로 직경 5cm 배양접시에 HeLa세포를 5㎍ 내지 10㎍의 CMV 프로모터에 의해 유도되는 E1 단백질의 발현을 위한 pcDNA3-AdE1로 형질도입하였다.The construction of the cell line for the E1 region of adenovirus will be described. This cell line allows for the propagation of nonreplicable recombinant adenovirus lacking these regions. All transfections were performed by the SuperFect, Qiagen, USA system according to the manufacturer's protocol. More specifically, HeLa cells in a 5 cm diameter dish were transduced with pcDNA3-AdE1 for expression of the E1 protein induced by the CMV promoter of 5 µg to 10 µg.

상기 형질도입시킨 세포를 이틀동안 배양 후 트립신/EDTA로 세포를 떼어낸후 적절한 비율로 배양접시에 키운 다음 800㎍/㎖ 농도의 G418 (GibcoBRL, USA)이 첨가된 배양액으로 교체하였다. G418을 매 3일마다 교체해 주면 3주 후에 선별가능한 클론을 분리할 수 있다. 세포클론들이 육안으로 구별될 정도로 충분히 커지면 이들을 개별적으로 96-웰 배양 플레이트의 웰(Well)내로 이식시켰다.The transduced cells were incubated for two days, and then the cells were detached with trypsin / EDTA, grown in an appropriate dish at an appropriate rate, and replaced with a culture medium containing G418 (GibcoBRL, USA) at a concentration of 800 µg / ml. If G418 is replaced every 3 days, selectable clones can be isolated after 3 weeks. When cell clones were large enough to be visually distinguished, they were individually implanted into Wells of 96-well culture plates.

세포수가 적정하게 늘어있으면 돌연변이 자가복제 불능 재조합 아데노바이러스-LacZ로 세포수당 1moi로 감염을 시킨 다. 5일 후 CPE(Cytopa thic effect)가 나타나는 클론을 대상으로 X-gal로 강하게 염색되는 것을 선택한 후 점차적으로 증폭시킨다. X-gal 염색은 배양한 세포의 배지를 제거하고 PBS로 세척한 후 세포고정을 위해 0.5% 글루타알데하이드(Sigma, USA)를 넣고 15분 동안 37℃에서 고정시킨 후, 다시 고정액을 제거하고 PBS로 2회 세척한 다음 X-gal용액을 넣어 37℃에서 2시간동안 염색한 뒤 X-gal용액을 제거하고 PBS로 2회 세척하여 푸른색으로 염색된 클론을 선별하는 방법으로 진행되었다. 이어서 각 세포 클론을 액체질소에서 동결시켜 보존한다. 본 발명에서는 두개의 선별된 클론을 이용하여 실험하였으며 이중 HeLa-H19클론은 2002년 2월 5일자로 한국과학기술연구원 부설 생명공학연구소 유전자은행에 기탁하였다(기탁번호 : KCTC 10168BP).If the number of cells is appropriately increased, infection is performed with mutant self-replicating recombinant adenovirus-LacZ at 1moi per cell number. After 5 days, the clones showing CPE (Cytopa thic effect) were selected to be strongly stained with X-gal and gradually amplified. X-gal staining was performed by removing the medium of cultured cells, washing with PBS, adding 0.5% glutaaldehyde (Sigma, USA) for cell fixation, fixing at 37 ° C. for 15 minutes, and then removing the fixed solution and PBS. After washing twice with X-gal solution and dyeing at 37 ℃ for 2 hours, the X-gal solution was removed and washed twice with PBS to proceed to the blue stained clone screening method. Each cell clone is then frozen and preserved in liquid nitrogen. In the present invention, the experiment was performed using two selected clones, of which HeLa-H19 clone was deposited on February 5, 2002, to the Gene Bank of Korea Institute of Science and Technology, Biotechnology Research Institute (Accession Number: KCTC 10168BP).

실시예 3: 변형된 HeLa-E1세포내에서의 Ad5 E1A와 E1B 단백질의 발현Example 3: Expression of Ad5 E1A and E1B Proteins in Modified HeLa-E1 Cells

만들어진 HeLa세포내의 Ad5 E1A 및 21 kDa, 55kDa E1B 단백질의 발현을 단일클론항체(mAb)를 사용하여 웨스턴 블랏팅(western blotting)방법으로 확인하였다(도 2). M58(PharMingen, San Diego, CA)은 E1A 단백질을 인식하며 1G11과 9C10(Oncogene, USA)은 각각 21kDa와 55kDa를 인식하였다. 먼저 Lysisbuffer(0.1% Nonidet P-40/50mM Tris-Cl, pH.8/5mM EDTA/250mM NaCl/50mM NaF)를 이용하여 대조군으로 사용된 293, HeLa 및 선별클론 세포에서 전체단백질을 추출하고 12%의 SDS-PAGE에 웰당 30㎍씩 넣어 전기영동을 실시하고 니트로셀롤로우즈 막에 전이(transfer)시켰다. 5% skim milk PBST(1×PBS, 0.1% Tween 20)로 1시간동안 블러킹을 한 뒤 1.5㎍/㎖의 M58, 1G11 및 9C10을 각각 실온에서 하루 밤 동안 반응시켰다. 면역반응 단백질은 양고추냉이 퍼옥시다아제(Horse-radish peroxidase)가 결합되어 있는 항-마우스 이차 항체와 항-렛 이차 항체(Promega, USA)를 5% skim milk PBST용액에 실온에서 1시간 동안 반응시킨 후 PBST로 세척하여 ECL detection kit(Amersham, England)로 확인하였다. 그 결과 대조군으로 사용된 293세포에서 발현되는 정도의 E1A 단백질 및 55kDa, 21kDa 크기의 단백질 발현을 확인할 수 있다(도 2).Expression of Ad5 E1A and 21 kDa, 55 kDa E1B proteins in HeLa cells was confirmed by Western blotting using monoclonal antibody (mAb) (FIG. 2). M58 (PharMingen, San Diego, Calif.) Recognized the E1A protein, while 1G11 and 9C10 (Oncogene, USA) recognized 21kDa and 55kDa, respectively. First, total protein was extracted from 293, HeLa, and selected clonal cells used as a control using Lysisbuffer (0.1% Nonidet P-40 / 50mM Tris-Cl, pH.8 / 5mM EDTA / 250mM NaCl / 50mM NaF). 30 µg per well was added to the SDS-PAGE, followed by electrophoresis, and transferred to the nitrocellulose membrane. After blocking for 1 hour with 5% skim milk PBST (1 × PBS, 0.1% Tween 20), 1.5 μg / ml of M58, 1G11 and 9C10 were reacted at room temperature overnight. The immunoreactive protein was reacted with horseshoe-radish peroxidase-bound anti-mouse secondary antibody and anti-let secondary antibody (Promega, USA) in 5% skim milk PBST solution for 1 hour at room temperature. After washing with PBST it was confirmed by ECL detection kit (Amersham, England). As a result, the expression level of E1A protein and 55kDa, 21kDa protein can be confirmed in 293 cells used as a control (FIG. 2).

실시예 4: E1결손 아데노바이러스의 증식능 판별Example 4 Determination of Proliferative Capacity of E1 Deficient Adenovirus

선별된 세포클론이 자가복제불능 재조합 아데노바이러스의 증식에 상보성을 기여하는 것에 대한 설명이다. 자가복제불능 재조합 아데노바이러스-LacZ를 시간별로 형질도입시켜 측정하였다.It is the explanation that the selected cell clone contributes complementarity to the propagation of the nonreplicating recombinant adenovirus. Nonreplicated recombinant adenovirus-LacZ was measured by transduction over time.

실시예 4-1: 자가복제불능 재조합 아데노바이러스의 증식Example 4-1 Propagation of Nonreplicable Recombinant Adenovirus

양성 및 음성 대조군으로 각각 293, HeLa 세포주를 사용하였고 10moi로 선별세포주를 이입시켰다. 각 세포를 직경 10cm의 배양접시에 적정양으로 분주한 뒤 24시간 뒤에 자가복제불능 재조합 아데노바이러스-LacZ를 대상세포 당 10moi수에 맞춰 형질도입한 후 8, 24, 48, 72, 96시간 동안 37℃ 배양기에서 배양한 다음 세포를 포함한 모든 용해물을 모았다. 이후 3번의 동결과 용해를 반복한 다음 2,000rpm에서 원심분리하여 상층액을 분리하였다.293 and HeLa cell lines were used as positive and negative controls, respectively, and selected cell lines were introduced into 10moi. After each cell was dispensed in an appropriate amount in a 10 cm diameter dish, the cells were transduced with a non-replicating recombinant adenovirus-LacZ at 10 moi per target cell for 24 hours, followed by 37 for 8, 24, 48, 72, 96 hours. All lysates including cells were collected after incubation in the incubator. Thereafter, three times of freezing and dissolution were repeated, and the supernatant was separated by centrifugation at 2,000 rpm.

실시예 4-2: 이입율 측정Example 4-2: Import Rate Measurement

상층액에 존재하는 자가복제 불능 재조합 아데노바이러스-LacZ바이러스의 역가는 베타-갈락토시데아제 유전자에 의한 GTU(Gene transfer unit)로 측정하였다. 6-웰 배양 플레이트에 형질전환되지 않은 HeLa세포를 웰당 4×105개씩 분주한 다음날 PBS로 세척한 후 상기 기술한 시간별 분리한 상층액으로 37℃에서 1시간동안 감염시켰다. 상층액을 제거한 다음 PBS로 세척 한 후 2% FBS/DMEM으로 교체하였고 48시간 후 베타-갈락토시데아제의 이입율을 측정하였다. 세포배양액을 제거하고 PBS로 씻어 준 다음 0.25M Tris-Cl(pH7.8)로 세포를 용해시켰다. 세포의 완전한 파쇄를 위해서 3번의 동결/용해과정을 거친 후 1.5㎖ 에펜돌프 튜브내에서 3분 동안 1000rpm으로 원심분리한 후 세포추출물인 상층액을 새 튜브에 분리하였다. 발색반응을 위해서 96-웰 배양플레이트의 웰내에서 1mM MgCl2/45mM 베타-머켑토에탄올/67mM 인산염(pH 7.5)용액 204㎕와 4mg/㎖의 농도의 ONPG(2-nitrophenyl-β-D-galactopyranoside, Roche) 용액 66㎕ 그리고 각각의 세포추출물 30㎕를 혼합한 다음 37℃에서 2시간동안 방치시킨 후 ELISA 판독기(Molecular dynamics)로 420nm파장에서 측정한 결과, HeLa-H19세포를 감염시킨 후 3일 동안 배양한 배지 내에서의 바이러스의 양이 양성대조군 293세포로부터 얻은 양과 동일한 결과를 나타내었다(도 3).The titer of the nonreplicating recombinant adenovirus-LacZ virus present in the supernatant was measured by a gene transfer unit (GTU) by the beta-galactosidase gene. Untransformed HeLa cells in 6-well culture plates were dispensed with 4 × 10 5 per well and washed with PBS the next day and then infected with the above-described timely separated supernatant at 37 ° C. for 1 hour. The supernatant was removed, washed with PBS, and then replaced with 2% FBS / DMEM. After 48 hours, the import rate of beta-galactosidase was measured. Cell culture medium was removed, washed with PBS, and lysed with 0.25M Tris-Cl (pH 7.8). After complete freeze / dissolution of the cells, the cells were centrifuged at 1000 rpm for 3 minutes in a 1.5 ml Eppendorf tube, and the supernatant of the cell extract was separated into a new tube. In welnae of a 96-well culture plates for color reaction 1mM MgCl 2 / 45mM beta-Merced kepto ethanol / 67mM phosphate (pH 7.5) solution 204㎕ with 4mg / ㎖ the concentration of ONPG (2-nitrophenyl-β- D-galactopyranoside , Roche) solution 66μl and each cell extract 30μl was mixed and left for 2 hours at 37 ℃ and measured at 420nm wavelength by ELISA reader (Molecular dynamics), 3 days after infection HeLa-H19 cells The amount of virus in medium cultured during the same period showed the same result as that obtained from the positive control 293 cells (FIG. 3).

실시예5: RCA생성 확인Example 5 Confirmation of RCA Generation

293, H17 및 H19 각각의 감염된 세포에서 3일 후 취한 바이러스 배지액을 증류수로 1:10으로 희석한 다음 숙주세포의 DNA를 제거하기 위해서 디엔아아제 I(DNase I, Roche)을 1u/㎕ 첨가하여 25℃에서 20분 동안 방치한 후 70℃에서 15분동안 비활성화시켰다. 이후 바이러스의 완전한 파쇄를 위해서 5분정도 보일링(boiling)한 다음 얼음 속에 방치하였다. 먼저 표지유전자인 베타-갈락토시데아제 유전자를 증폭하기 위한 5'측 프라이머의 염기서열은 5'-TGGTTATGCCGATCG-3'(서열번호 3)이며, 3'측 프라이머의 염기서열은 5'-CTCGAATCAGCAACG-3'(서열번호 4)이다. E1 유전자를 증폭하기 위한 5'측 프라이머의 염기서열은 5'-AAGGTCCTGTGTCTGAACCT-3'(서열번호 5)이고, 3'측 프라이머의 염기서열은 5'-TCAGGAGGTGTGTTAGAAGG-3'(서열번호 6)이다. PCR은 희석된 배양액 1㎕과 프라이머 100pmol을 사용하여, 98℃에서 2분간 예열한 후 98℃에서 30초, 55℃에서 30초, 72℃에서 30초를 한 주기로 하여 총 20회 실시하였고, 마지막에는 72℃에서 10분간 최종신장반응을 하여 반응 종결하였다(DNA Engine gradient cycler PTC200, MJ Research, USA). 생성된 PCR 산물을 전기영동하여 확인하였다(도 4, M : 표지자, 1, 3, 5 : 베타-갈락토시데아제 유전자 프라이머를 이용하여 208bp를 증폭한 경우, 2, 4, 6 : E1 유전자 프라이머를 이용하여 175bp 증폭한 경우, 1, 2, : 293 세포에서 생산된 바이러스 배지액에서 PCR한 경우, 3, 4 : H17 세포에서 생산된 바이러스 배지액에서 PCR한 경우, 5, 6 : H19 세포에서 생산된 바이러스 배지액에서 PCR한 경우). 그 결과 208bp 크기의 베타-갈락토시데아제 유전자가 모두 확인되는 것과는 달리, 175bp의 E1 단편은 293배양액에서만 확인되었다(도 4).Dilute the virus medium taken after 3 days in infected cells of 293, H17 and H19 to 1:10 with distilled water, and add 1u / μl of DNAase I (Roche) to remove DNA from host cells. After incubation at 25 ° C. for 20 minutes, it was inactivated at 70 ° C. for 15 minutes. After boiling for 5 minutes for complete crushing of the virus (boiling) and left on ice. First, the base sequence of the 5'-side primer for amplifying the beta-galactosidase gene, which is a marker gene, is 5'-TGGTTATGCCGATCG-3 '(SEQ ID NO: 3), and the base sequence of the 3'-side primer is 5'-CTCGAATCAGCAACG- 3 '(SEQ ID NO: 4). The base sequence of the 5'-side primer for amplifying the E1 gene is 5'-AAGGTCCTGTGTCTGAACCT-3 '(SEQ ID NO: 5), and the base sequence of the 3' side primer is 5'-TCAGGAGGTGTGTTAGAAGG-3 '(SEQ ID NO: 6). PCR was performed 20 times with 1 μl of the diluted culture solution and 100 pmol of primer, followed by preheating for 2 minutes at 98 ° C., 30 seconds at 98 ° C., 30 seconds at 55 ° C., and 30 seconds at 72 ° C. The reaction was terminated by a final extension reaction at 72 ° C. for 10 minutes (DNA Engine gradient cycler PTC200, MJ Research, USA). The resulting PCR product was confirmed by electrophoresis (Fig. 4, M: marker, 1, 3, 5: when amplified 208bp using beta-galactosidase gene primer, 2, 4, 6: E1 gene primer When amplified using 175bp, 1, 2,: PCR in virus medium produced in 293 cells, 3, 4: PCR in virus medium produced in H17 cells, 5, 6: in H19 cells PCR in virus medium produced). As a result, unlike all of the 208 bp beta-galactosidase gene was identified, 175 bp E1 fragment was identified only in 293 culture solution (FIG. 4).

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은, 아데노바이러스의 자가증식에 필수적인 E1 유전자만을 선택적으로 발현하여 자가복제불능 재조합 아데노바이러스를 생산토록하는 발현벡터 및 제공된 발현벡터로 형질전환된 동물 세포주의 제작에 관한 것으로, 기존의 포장세포주를 사용함으로써 발생하는 RCA 문제점을 극복하여, 치료용으로 안전하게 사용 가능한 자가복제불능 재조합 아데노 바이러스의 생산을 가능하게 한다.As described above, the present invention relates to the production of an animal vector transformed with an expression vector and a provided expression vector for selectively expressing only the E1 gene essential for self-proliferation of adenovirus to produce self-replicating recombinant adenovirus. By overcoming the RCA problem caused by the use of existing packaging cell lines, it is possible to produce a non-replicable recombinant adenovirus that can be used safely for treatment.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.Although the present invention has been described in detail only with respect to the described embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations are possible within the technical scope of the present invention, and such modifications and modifications are within the scope of the appended claims.

Claims (3)

야생형 아데노바이러스 혈청형 5의 E1 유전자 뉴클레오타이드 400에서 3532의 서열이 클로닝된 것을 특징으로 하는 발현벡터 pcDNA3-AdE1(기탁번호 : KCTC 10169BP).Expression vector pcDNA3-AdE1 (Accession No .: KCTC 10169BP), characterized in that the sequence of 3532 was cloned from E1 gene nucleotide 400 of wild-type adenovirus serotype 5. 상기 제 1항의 야생형 아데노바이러스 혈청형 5의 E1 유전자가 클로닝된 발현벡터 pcDNA3-AdE1으로 형질전환된 동물 세포주(기탁번호 : KCTC 10168BP).The animal cell line transformed with the expression vector pcDNA3-AdE1 cloned with the cloned E1 gene of wild type adenovirus serotype 5 of claim 1 (Accession No .: KCTC 10168BP). 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 동물 세포주가 HeLa 세포주인 것을 특징으로 하는 형질전환된 동물 세포주.And wherein said animal cell line is a HeLa cell line.
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