KR20200006109A

KR20200006109A - Mhc 부류 i 및 부류 ii가 결여된 nsg 마우스

Info

Publication number: KR20200006109A
Application number: KR1020197036593A
Authority: KR
Inventors: 마이클 에이. 브렘; 마이클 브이. 와일즈; 데일 엘. 그라이너; 레오나드 디. 슐츠
Original assignee: 더 잭슨 래보라토리; 유니버시티 오브 매사추세츠
Priority date: 2017-05-12
Filing date: 2018-05-14
Publication date: 2020-01-17
Also published as: EP4144213A1; CN115851834A; KR102652838B1; AU2018265887B2; EP3621433A1; RU2019140867A; AU2018265887A1; JP2022159551A; US20200060245A1; EP3621433B1; CA3063368A1; CN110868850B; WO2018209344A8; SG10202112528QA; JP2020519282A; CN110868850A; JP7129426B2; US11778994B2; WO2018209344A1

Abstract

기능적 주조직적합성 복합체 I (MHC I)이 결여되고, 기능적 주조직적합성 복합체 II (MHC II)가 결여되도록 유전자 변형된 NOD.Cg-Prkdc ^scid Il2rg ^tm1Wjl /SzJ (NOD-scid-IL2rγ^null, NSG) 마우스가 본 발명의 측면에 따라 제공된다. 구체적인 측면에 따르면, 유전자 변형된 NSG 마우스는 NOD.Cg-Prkdc ^scid H2-K1 ^tm1Bpe H2-Ab1 ^em1Mvw H2-D1 ^tm1Bpe Il2rg ^tm1Wjl /SzJ (NSG-(K ^b D ^b ) ^null(IA ^null )) 마우스, NSG-RIP-DTR (K ^b D ^b ) ^null (IA ^null ) 마우스, 또는 NOD.Cg-B2m ^tm1Unc Prkdc ^scid H2 ^dlAb1-Ea Il2rg ^tm1Wjl /SzJ (NSG-B2M ^null (IA IE ^null )) 마우스이다. 인간 면역 세포 및/또는 인간 종양 세포는 본원에 기재된 측면에 따른 유전자 변형된 면역결핍 마우스에게 투여되고, 1종 이상의 시험 물질의 검정이 제공된 마우스를 사용하여 수행될 수 있다.

Description

MHC 부류 I 및 부류 II가 결여된 NSG 마우스

관련 출원에 대한 참조

이 출원은 2017년 5월 12일에 출원된 미국 가특허 출원 일련 번호 62/505,264 및 2018년 3월 28일에 출원된 62/649,099로부터의 우선권을 주장하며, 이들 둘 다의 전체 내용은 본원에 참조로 포함된다.

정부 지원

본 발명은 둘 다 국립 보건원 (National Institutes of Health)에 의해 수여된 승인 번호 1R24 OD018259 및 승인 번호 OD011190 하의 정부 지원으로 이루어졌다. 정부는 본 출원에서 특정 권리를 갖는다.

발명의 분야

기능적 인간 세포 및 조직의 마우스 모델이 일반적으로 기재된다. 구체적인 측면에 따르면, MHC 부류 I 및 MHC 부류 II가 결핍된 유전자 변형된 면역결핍 마우스가 제공된다. 추가의 구체적인 측면에 따르면, MHC 부류 I 및 MHC 부류 II가 결핍되고, 1) 생착된 기능적 인간 T 세포 및 2) 동종 또는 이종 세포, 예컨대 인간 환자-유래된 종양 세포를 포함하는 유전자 변형된 면역결핍 마우스가 제공된다.

인간화 마우스, 예를 들어 기능적 인간 세포 및 조직으로 생착된 면역결핍 마우스는 생체내에서 인간 면역 세포 기능을 모델링하는 데 폭넓게 사용되었다. 이러한 마우스 모델에서 인간 T 세포 기능을 연구하기 위한 주요한 제한은 실험 시간 창을 단축시킬 뿐만 아니라, 결국은 마우스를 살해하는 기저의 진행중인 급성 이식편 대 숙주 질환 (GVHD)으로 인한 인간 T 세포 기능의 분석을 교란시키는 GVHD의 급속한 발달이었다. 이들 문제는 인간 T 세포 기능의 연구를 방해하였다.

주조직적합성 복합체 (MHC) 부류 I 또는 부류 II가 결여된 인간화 마우스 모델을 생성하기 위한 일부 시도가 이루어졌다. 예를 들어, 부그마이스터 (Vugmeyster) 등은 H-2K 및 H-2D 유전자에 의해 코딩되는 MHC 분자가 결핍된 마우스 모델 (K^bD^b ^-/- 마우스)을 개시한다 (Vugmeyster et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 95: 12492-12497, 1998). 아시자와 (Ashizawa) 등은 MHC 부류 I/II의 인간화 면역결핍 NOG 마우스 (NOD/Shi-scid-IL2rγ^null) [NOD/Shi-Prkdc ^scid -IL2rγ^null] 넉아웃을 기재한다 (Ashizawa et al., Clin Cancer Res; 23(1), 149-158, 2017).

기능적 인간 세포 및 조직의 마우스 모델에 대한 계속되는 필요가 있다.

발명의 요약

기능적 주조직적합성 복합체 I (MHC I)이 결여되고, 기능적 주조직적합성 복합체 II (MHC II)가 결여되도록 유전자 변형된 NOD.Cg-Prkdc ^scid Il2rg ^tm1Wjl /SzJ (NOD-scid-IL2rγ^null, NSG) 마우스가 본 발명의 측면에 따라 제공된다. 구체적인 측면에 따르면, 유전자 변형된 NSG 마우스는 NOD.Cg-Prkdc ^scid H2-K1 ^tm1Bpe H2-Ab1 ^em1Mvw H2-D1 ^tm1Bpe Il2rg ^tm1Wjl /SzJ (NSG-(K ^b D ^b ) ^null(IA ^null )) 마우스, NSG-RIP-DTR (K ^b D ^b ) ^null (IA ^null ) 마우스, 또는 NOD.Cg-B2m ^tm1Unc Prkdc ^scid H2 ^dlAb1-Ea Il2rg ^tm1Wjl /SzJ (NSG-B2M ^null (IA IE ^null )) 마우스이다.

인간 면역 세포를 포함하는, 기능적 주조직적합성 복합체 I (MHC I)이 결여되고, 기능적 주조직적합성 복합체 II (MHC II)가 결여되도록 유전자 변형된 NOD.Cg-Prkdc ^scid Il2rg ^tm1Wjl /SzJ (NOD-scid-IL2rγ^null, NSG) 마우스가 본 발명의 측면에 따라 제공된다. 구체적인 측면에 따르면, 유전자 변형된 NSG 마우스는 인간 면역 세포를 포함하는 NOD.Cg-Prkdc ^scid H2-K1 ^tm1Bpe H2-Ab1 ^em1Mvw H2-D1 ^tm1Bpe Il2rg ^tm1Wjl /SzJ (NSG-(K ^b D ^b ) ^null(IA ^null )) 마우스, 인간 면역 세포를 포함하는 NSG-RIP-DTR (K ^b D ^b ) ^null (IA ^null ) 마우스, 또는 인간 면역 세포를 포함하는 NOD.Cg-B2m ^tm1Unc Prkdc ^scid H2 ^dlAb1-Ea Il2rg ^tm1Wjl /SzJ (NSG-B2M ^null (IA IE ^null )) 마우스이다.

인간 말초 혈액 단핵 세포를 포함하는, 기능적 주조직적합성 복합체 I (MHC I)이 결여되고, 기능적 주조직적합성 복합체 II (MHC II)가 결여되도록 유전자 변형된 NOD.Cg-Prkdc ^scid Il2rg ^tm1Wjl /SzJ (NOD-scid-IL2rγ^null, NSG) 마우스가 본 발명의 측면에 따라 제공된다. 구체적인 측면에 따르면, 유전자 변형된 NSG 마우스는 인간 말초 혈액 단핵 세포를 포함하는 NOD.Cg-Prkdc ^scid H2-K1 ^tm1Bpe H2-Ab1 ^em1Mvw H2-D1 ^tm1Bpe Il2rg ^tm1Wjl /SzJ (NSG-(K ^b D ^b ) ^null(IA ^null )) 마우스, 인간 말초 혈액 단핵 세포를 포함하는 NSG-RIP-DTR (K ^b D ^b ) ^null (IA ^null ) 마우스, 또는 인간 말초 혈액 단핵 세포를 포함하는 NOD.Cg-B2m ^tm1Unc Prkdc ^scid H2 ^dlAb1-Ea Il2rg ^tm1Wjl /SzJ (NSG-B2M ^null (IA IE ^null )) 마우스이다.

인간 T 세포를 포함하는, 기능적 주조직적합성 복합체 I (MHC I)이 결여되고, 기능적 주조직적합성 복합체 II (MHC II)가 결여되도록 유전자 변형된 NOD.Cg-Prkdc ^scid Il2rg ^tm1Wjl /SzJ (NOD-scid-IL2rγ^null, NSG) 마우스가 본 발명의 측면에 따라 제공된다. 구체적인 측면에 따르면, 유전자 변형된 NSG 마우스는 인간 T 세포를 포함하는 NOD.Cg-Prkdc ^scid H2-K1 ^tm1Bpe H2-Ab1 ^em1Mvw H2-D1 ^tm1Bpe Il2rg ^tm1Wjl /SzJ (NSG-(K ^b D ^b ) ^null(IA ^null )) 마우스, 인간 T 세포를 포함하는 NSG-RIP-DTR (K ^b D ^b ) ^null (IA ^null ) 마우스, 또는 인간 T 세포를 포함하는 NOD.Cg-B2m ^tm1Unc Prkdc ^scid H2 ^dlAb1-Ea Il2rg ^tm1Wjl /SzJ (NSG-B2M ^null (IA IE ^null )) 마우스이다.

인간 면역 세포 및 인간 종양 세포를 포함하는, 기능적 주조직적합성 복합체 I (MHC I)이 결여되고, 기능적 주조직적합성 복합체 II (MHC II)가 결여되도록 유전자 변형된 NOD.Cg-Prkdc ^scid Il2rg ^tm1Wjl /SzJ (NOD-scid-IL2rγ^null, NSG) 마우스가 본 발명의 측면에 따라 제공된다. 구체적인 측면에 따르면, 유전자 변형된 NSG 마우스는 인간 면역 세포 및 인간 종양 세포를 포함하는 NOD.Cg-Prkdc ^scid H2-K1 ^tm1Bpe H2-Ab1 ^em1Mvw H2-D1 ^tm1Bpe Il2rg ^tm1Wjl /SzJ (NSG-(K ^b D ^b ) ^null(IA ^null )) 마우스, 인간 면역 세포 및 인간 종양 세포를 포함하는 NSG-RIP-DTR (K ^b D ^b ) ^null (IA ^null ) 마우스, 또는 인간 면역 세포 및 인간 종양 세포를 포함하는 NOD.Cg-B2m ^tm1Unc Prkdc ^scid H2 ^dlAb1-Ea Il2rg ^tm1Wjl /SzJ (NSG-B2M ^null (IA IE ^null )) 마우스이다.

인간 말초 혈액 단핵 세포 및 인간 종양 세포를 포함하는, 기능적 주조직적합성 복합체 I (MHC I)이 결여되고, 기능적 주조직적합성 복합체 II (MHC II)가 결여되도록 유전자 변형된 NOD.Cg-Prkdc ^scid Il2rg ^tm1Wjl /SzJ (NOD-scid-IL2rγ^null, NSG) 마우스가 본 발명의 측면에 따라 제공된다. 구체적인 측면에 따르면, 유전자 변형된 NSG 마우스는 인간 말초 혈액 단핵 세포 및 인간 종양 세포를 포함하는 NOD.Cg-Prkdc ^scid H2-K1 ^tm1Bpe H2-Ab1 ^em1Mvw H2-D1 ^tm1Bpe Il2rg ^tm1Wjl /SzJ (NSG-(K ^b D ^b ) ^null(IA ^null )) 마우스, 인간 말초 혈액 단핵 세포 및 인간 종양 세포를 포함하는 NSG-RIP-DTR (K ^b D ^b ) ^null (IA ^null ) 마우스, 또는 인간 말초 혈액 단핵 세포 및 인간 종양 세포를 포함하는 NOD.Cg-B2m ^tm1Unc Prkdc ^scid H2 ^dlAb1-Ea Il2rg ^tm1Wjl /SzJ (NSG-B2M ^null (IA IE ^null )) 마우스이다.

인간 T 세포 및 인간 종양 세포를 포함하는, 기능적 주조직적합성 복합체 I (MHC I)이 결여되고, 기능적 주조직적합성 복합체 II (MHC II)가 결여되도록 유전자 변형된 NOD.Cg-Prkdc ^scid Il2rg ^tm1Wjl /SzJ (NOD-scid-IL2rγ^null, NSG) 마우스가 본 발명의 측면에 따라 제공된다. 구체적인 측면에 따르면, 유전자 변형된 NSG 마우스는 인간 T 세포 및 인간 종양 세포를 포함하는 NOD.Cg-Prkdc ^scid H2-K1 ^tm1Bpe H2-Ab1 ^em1Mvw H2-D1 ^tm1Bpe Il2rg ^tm1Wjl /SzJ (NSG-(K ^b D ^b ) ^null(IA ^null )) 마우스, 인간 T 세포 및 인간 종양 세포를 포함하는 NSG-RIP-DTR (K ^b D ^b ) ^null (IA ^null ) 마우스, 또는 인간 T 세포 및 인간 종양 세포를 포함하는 NOD.Cg-B2m ^tm1Unc Prkdc ^scid H2 ^dlAb1-Ea Il2rg ^tm1Wjl /SzJ (NSG-B2M ^null (IA IE ^null )) 마우스이다.

본 발명의 NSG-(K ^b D ^b ) ^null(IA ^null )) 마우스는 인간 IgG의 투여 후 2일의 기간에 60％ 이하의 청소율, 예컨대 70％, 80％, 또는 90％ 이하의 청소율을 특징으로 한다.

기능적 주조직적합성 복합체 I (MHC I)이 결여되고, 기능적 주조직적합성 복합체 II (MHC II)가 결여되도록 유전자 변형된 면역결핍 마우스이며, 단, 면역결핍 마우스가 β2m (MHC I의 성분) 넉아웃 및 IAβ (MHC II의 경쇄) 넉아웃을 특징으로 하는 NOD/Shi-scid-IL2rγ^null 마우스가 아닌 것인, 유전자 변형된 면역결핍 마우스. 특정 측면에 따르면, 마우스는 인간 면역 세포, 예컨대 인간 말초 혈액 단핵 세포 및 예컨대 인간 T 세포를 더 포함한다. 특정 측면에 따르면, 마우스는 인간 면역 세포, 예컨대 인간 말초 혈액 단핵 세포 및 예컨대 인간 T 세포를 더 포함하고, 인간 종양 세포를 더 포함한다.

시험 물질을 본 발명의 유전자 변형된 면역결핍 마우스에게 투여하고; 유전자 변형된 면역결핍 마우스에서 인간 면역계, 또는 그의 1종 이상의 성분의 효과를 검정하는 것을 포함하는, 유전자 변형된 면역결핍 마우스에서 인간 면역계, 또는 그의 1종 이상의 성분의 효과를 모델링하는 방법이 제공된다. 시험 물질은 항-종양 항체; 면역치료제; PD-1 억제제, PD-L1 억제제, 또는 CTLA-4 억제제를 포함하나 이에 제한되지는 않는 면역 체크포인트 억제제일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 시험 물질은 아테졸리주맙, 아벨루맙, 두르발루맙, 이필리무맙, 니볼루맙, 또는 펨브롤리주맙, 또는 상기 중 어느 하나의 항원-결합 단편으로부터 선택되는 면역 체크포인트 억제제일 수 있다. 시험 물질은 항암제일 수 있다.

시험 물질을 본 발명의 유전자 변형된 면역결핍 마우스에게 투여하고; 유전자 변형된 면역결핍 마우스에서 인간 T 세포의 효과를 검정하는 것을 포함하는, 유전자 변형된 면역결핍 마우스에서 인간 T 세포의 효과를 모델링하는 방법이 제공된다. 시험 물질은 항-종양 항체; 면역치료제; PD-1 억제제, PD-L1 억제제, 또는 CTLA-4 억제제를 포함하나 이에 제한되지는 않는 면역 체크포인트 억제제일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 시험 물질은 아테졸리주맙, 아벨루맙, 두르발루맙, 이필리무맙, 니볼루맙, 또는 펨브롤리주맙, 또는 상기 중 어느 하나의 항원-결합 단편으로부터 선택되는 면역 체크포인트 억제제일 수 있다. 시험 물질은 항암제일 수 있다.

유전자 변형된 면역결핍 마우스가 NOD.Cg-Prkdc ^scid H2-K1 ^tm1Bpe H2-Ab1 ^em1Mvw H2-D1 ^tm1Bpe Il2rg ^tm1Wjl /SzJ (NSG-(K ^b D ^b ) ^null(IA ^null )) 마우스, NSG-RIP-DTR (K ^b D ^b ) ^null (IA ^null ) 마우스, 또는 NOD.Cg-B2m ^tm1Unc Prkdc ^scid H2 ^dlAb1-Ea Il2rg ^tm1Wjl /SzJ (NSG-B2M ^null (IA IE ^null )) 마우스이고, 방법이 시험 물질을 유전자 변형된 면역결핍 마우스에게 투여하고; 유전자 변형된 면역결핍 마우스에서 인간 면역계, 또는 그의 1종 이상의 성분의 효과를 검정하는 것을 포함하는, 유전자 변형된 면역결핍 마우스에서 인간 면역계, 또는 그의 1종 이상의 성분의 효과를 모델링하는 방법이 제공된다. 시험 물질은 항-종양 항체; 면역치료제; PD-1 억제제, PD-L1 억제제, 또는 CTLA-4 억제제를 포함하나 이에 제한되지는 않는 면역 체크포인트 억제제일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 시험 물질은 아테졸리주맙, 아벨루맙, 두르발루맙, 이필리무맙, 니볼루맙, 또는 펨브롤리주맙, 또는 상기 중 어느 하나의 항원-결합 단편으로부터 선택되는 면역 체크포인트 억제제일 수 있다. 시험 물질은 항암제일 수 있다.

유전자 변형된 면역결핍 마우스가 NOD.Cg-Prkdc ^scid H2-K1 ^tm1Bpe H2-Ab1 ^em1Mvw H2-D1 ^tm1Bpe Il2rg ^tm1Wjl /SzJ (NSG-(K ^b D ^b ) ^null(IA ^null )) 마우스, NSG-RIP-DTR (K ^b D ^b ) ^null (IA ^null ) 마우스, 또는 NOD.Cg-B2m ^tm1Unc Prkdc ^scid H2 ^dlAb1-Ea Il2rg ^tm1Wjl /SzJ (NSG-B2M ^null (IA IE ^null )) 마우스이고, 방법이 시험 물질을 유전자 변형된 면역결핍 마우스에게 투여하고; 유전자 변형된 면역결핍 마우스에서 인간 백혈구의 효과를 검정하는 것을 포함하는, 유전자 변형된 면역결핍 마우스에서 인간 백혈구의 효과를 모델링하는 방법이 제공된다. 시험 물질은 항-종양 항체; 면역치료제; PD-1 억제제, PD-L1 억제제, 또는 CTLA-4 억제제를 포함하나 이에 제한되지는 않는 면역 체크포인트 억제제일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 시험 물질은 아테졸리주맙, 아벨루맙, 두르발루맙, 이필리무맙, 니볼루맙, 또는 펨브롤리주맙, 또는 상기 중 어느 하나의 항원-결합 단편으로부터 선택되는 면역 체크포인트 억제제일 수 있다. 시험 물질은 항암제일 수 있다.

유전자 변형된 면역결핍 마우스가 NOD.Cg-Prkdc ^scid H2-K1 ^tm1Bpe H2-Ab1 ^em1Mvw H2-D1 ^tm1Bpe Il2rg ^tm1Wjl /SzJ (NSG-(K ^b D ^b ) ^null(IA ^null )) 마우스, NSG-RIP-DTR (K ^b D ^b ) ^null (IA ^null ) 마우스, 또는 NOD.Cg-B2m ^tm1Unc Prkdc ^scid H2 ^dlAb1-Ea Il2rg ^tm1Wjl /SzJ (NSG-B2M ^null (IA IE ^null )) 마우스이고, 방법이 시험 물질을 유전자 변형된 면역결핍 마우스에게 투여하고; 유전자 변형된 면역결핍 마우스에서 인간 PMBC의 효과를 검정하는 것을 포함하는, 유전자 변형된 면역결핍 마우스에서 인간 PMBC의 효과를 모델링하는 방법이 제공된다. 시험 물질은 항-종양 항체; 면역치료제; PD-1 억제제, PD-L1 억제제, 또는 CTLA-4 억제제를 포함하나 이에 제한되지는 않는 면역 체크포인트 억제제일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 시험 물질은 아테졸리주맙, 아벨루맙, 두르발루맙, 이필리무맙, 니볼루맙, 또는 펨브롤리주맙, 또는 상기 중 어느 하나의 항원-결합 단편으로부터 선택되는 면역 체크포인트 억제제일 수 있다. 시험 물질은 항암제일 수 있다.

유전자 변형된 면역결핍 마우스가 NOD.Cg-Prkdc ^scid H2-K1 ^tm1Bpe H2-Ab1 ^em1Mvw H2-D1 ^tm1Bpe Il2rg ^tm1Wjl /SzJ (NSG-(K ^b D ^b ) ^null(IA ^null )) 마우스, NSG-RIP-DTR (K ^b D ^b ) ^null (IA ^null ) 마우스, 또는 NOD.Cg-B2m ^tm1Unc Prkdc ^scid H2 ^dlAb1-Ea Il2rg ^tm1Wjl /SzJ (NSG-B2M ^null (IA IE ^null )) 마우스이고, 방법이 시험 물질을 유전자 변형된 면역결핍 마우스에게 투여하고; 유전자 변형된 면역결핍 마우스에서 인간 T 세포의 효과를 검정하는 것을 포함하는, 유전자 변형된 면역결핍 마우스에서 인간 T 세포의 효과를 모델링하는 방법이 제공된다. 시험 물질은 항-종양 항체; 면역치료제; PD-1 억제제, PD-L1 억제제, 또는 CTLA-4 억제제를 포함하나 이에 제한되지는 않는 면역 체크포인트 억제제일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 시험 물질은 아테졸리주맙, 아벨루맙, 두르발루맙, 이필리무맙, 니볼루맙, 또는 펨브롤리주맙, 또는 상기 중 어느 하나의 항원-결합 단편으로부터 선택되는 면역 체크포인트 억제제일 수 있다. 시험 물질은 항암제일 수 있다.

도 1a 내지 1c는 NSG-(K ^b D ^b ) ^null(IA ^null ) 및 NSG-B2M ^null (IA IE) ^null 마우스에서의 MHC 부류 I 및 부류 II 발현의 대표적인 유동 세포측정을 나타낸다. NSG, NSG-(K ^b D ^b ) ^null(IA ^null ) 및 NSG-B2M ^null (IA IE) ^null 넉아웃 마우스로부터의 비장을 효소적 및 기계적 소화에 의해 분해하였다.
도 1a는 단핵구 유래된 수지상 세포가 생존성 세포에서 CD11b+, Ly6Gdim, CD11c+ 및 Ly6C-로서 확인되었음을 나타내는 그래프이다.
도 1b는 마우스 H2K^d 및 H2K^b의 발현에 대한 각각의 계통으로부터 회수된 단핵구 유래된 수지상 세포의 평가의 결과를 나타내는 그래프이다. 모든 염색에 대해 대표적인 염색이 나타내어진다 (N=2).
도 1c는 마우스 H2 IA^g7 및 H2 IA^b의 발현에 대한 각각의 계통으로부터 회수된 단핵구 유래된 수지상 세포의 평가의 결과를 나타내는 그래프이다. 모든 염색에 대해 대표적인 염색이 나타내어진다 (N=2).
도 2는 NSG-(K ^b D ^b ) ^null(IA ^null ) 및 NSG-B2M ^null (IA IE) ^null 마우스의 혈청에서의 인간 IgG 반감기를 나타내는 그래프이다. 마우스를 200 μg의 인간 IgG로 IV 주사하고, 지시된 시점에서 채혈하여 혈청을 회수하였다. 혈청을 순환 인간 IgG의 ELISA 분석에 사용하였다. 주사 후 2분에서의 제1 채혈은 100％ 혈청 IgG로 간주되었다. 각각의 점은 2 내지 3월령인 5마리의 수컷에서의 IgG의 평균 ± 표준 오차를 나타낸다.
도 3a 및 3b는 인간 말초 혈액 단핵 세포 (PBMC)의 주사 후의 마우스 MHC 부류 I 및 II 둘 다의 발현이 결여된 NSG 마우스의 생존을 나타낸다. 수용자 마우스를 10 x 10⁶개의 PBMC로 정맥내로 (IV) 주사하고, 마우스를 전체 건강 및 생존에 대해 모니터링하였다.
도 3a는 NSG, NSG-(IA ^null ), NSG-(K ^b D ^b ) ^null , 및 NSG-(K ^b D ^b ) ^null(IA ^null ) 마우스가 PBMC의 수용자로서 사용된 경우 ％ 생존을 나타내는 그래프이다. 데이터는 3회의 독립적 실험의 대표이다. 군 사이의 생존 분포를 로그 순위 통계를 사용하여 검정하였다.
도 3b는 NSG, NSG-(IA IE) ^null , NSG-B2M ^null , 및 NSG-B2M ^null (IA IE) ^null 마우스가 PBMC의 수용자로서 사용된 경우 ％ 생존을 나타내는 그래프이다. 데이터는 3회의 독립적 실험의 대표이다. 군 사이의 생존 분포를 로그 순위 통계를 사용하여 검정하였다.
도 4a 내지 4d는 PBMC의 주사 후의 마우스 MHC 부류 I 및 II 둘 다의 발현이 결여된 NSG 마우스에서의 인간 CD45+ 세포 키메라성 수준을 나타낸다. 수용자 마우스를 10 x 10⁶개의 PBMC로 IV 주사하고, 마우스를 말초 혈액 (도 4a 및 도 4c) 및 비장 (도 4b 및 도 4d)에서 인간 CD45+ 세포의 비율을 측정함으로써 인간 세포 키메라성의 수준에 대해 모니터링하였다.
도 4a는 10주 기간에 걸쳐 PBMC로 주사된 NSG, NSG-(IA ^null ), NSG-(K ^b D ^b ) ^null , 및 NSG-(K ^b D ^b ) ^null(IA ^null ) 마우스의 혈액에서 모니터링된 바와 같은 인간 세포 키메라성 수준을 나타내는 그래프이다. 데이터는 3회의 독립적 실험의 대표이다. 2-원 ANOVA를 사용하여 각각의 시점에서의 군 사이의 유의한 차이를 측정하였다. 제6주; NSG 대 NSG-(K ^b D ^b ) ^null p < 0.01 및 NSG 대 NSG-(K ^b D ^b ) ^null (IA ^null ) p < 0.001; NSG-(IA ^null ) 대 NSG-(K ^b D ^b ) ^null p < 0.01, 및 NSG -(IA ^null ) 대 NSG-(K ^b D ^b ) ^null (IA ^null ) p < 0.001.
도 4b는 마우스가 안락사된 경우 PBMC로 주사된 NSG, NSG-(IA ^null ), NSG-(K ^b D ^b ) ^null , 및 NSG-(K ^b D ^b ) ^null(IA ^null ) 마우스의 비장에서 모니터링된 바와 같은 인간 세포 키메라성 수준을 나타내는 그래프이다. 1-원 ANOVA를 사용하여 군 사이의 유의한 차이를 측정하였다. *는 p < 0.05를 나타내고, **는 p < 0.01을 나타낸다.
도 4c는 10주 기간에 걸쳐 PBMC로 주사된 NSG, NSG-(IA IE) ^null , NSG-B2M ^null , 및 NSG-B2M ^null (IA IE) ^null 마우스의 혈액에서 모니터링된 바와 같은 인간 세포 키메라성 수준을 나타내는 그래프이다. 데이터는 3회의 독립적 실험의 대표이다. 2-원 ANOVA를 사용하여 각각의 시점에서의 군 사이의 유의한 차이를 측정하였다. 제4주; NSG 대 NSG-B2M ^null (IA IE) ^null p < 0.01, NSG-(IA IE) ^null 대 NSG-B2M ^null (IA IE) ^null p < 0.01, 및 NSG-B2M ^null 대 NSG-B2M ^null (IA IE) ^null p < 0.05. 제6주; NSG 대 NSG-B2M ^null (IA IE) ^null p < 0.05, NSG-(IA IE) ^null 대 NSG-B2M ^null p < 0.05, NSG-(IA IE) ^null 대 NSG-B2M ^null (IA IE) ^null p < 0.01. 제8주; NSG 대 NSG-B2M ^null p < 0.001, NSG 대 NSG-B2M ^null (IA IE) ^null p < 0.01, NSG-(IA IE) ^null 대 NSG-B2M ^null p < 0.001, NSG-(IA IE) ^null 대 NSG-B2M ^null (IA IE) ^null p < 0.01. 제10주; NSG 대 NSG-B2M ^null p < 0.01, NSG 대 NSG-B2M ^null (IA IE) ^null p < 0.01, 및 NSG-(IA IE) ^null 대 NSG-B2M ^null p < 0.01, NSG-(IA IE) ^null 대 NSG-B2M ^null (IA IE) ^null p < 0.01.
도 4d는 마우스가 안락사된 경우 PBMC로 주사된 NSG, NSG-(IA IE) ^null , NSG-B2M ^null , 및 NSG-B2M ^null (IA IE) ^null 마우스의 비장에서 모니터링된 바와 같은 인간 세포 키메라성 수준을 나타내는 그래프이다. 1-원 ANOVA를 사용하여 군 사이의 유의한 차이를 측정하였다. **는 p < 0.01을 나타낸다.
도 5a 내지 5d는 PBMC의 주사 후의 마우스 MHC 부류 I 및 II 둘 다의 발현이 결여된 NSG 마우스에서의 인간 T 세포 및 B 세포의 생착을 나타낸다. 수용자 마우스를 10 x10⁶개의 PBMC로 IV 주사하고, 마우스를 말초 혈액에서의 인간 CD3+ T 세포 (도 5a 및 도 5c) 및 CD20+ B 세포 (도 5b 및 도 5d)의 수준에 대해 모니터링하였다.
도 5a는 NSG (N=7), NSG-(IA ^null ) (N=5), NSG-(K ^b D ^b ) ^null (N=7), 및 NSG-(K ^b D ^b ) ^null(IA ^null ) (N=8) 마우스가 PBMC의 수용자로서 사용된 경우 인간 CD3+ 세포 (CD45의 ％)를 나타내는 그래프이다. 데이터는 3회의 독립적 실험의 대표이다. 2-원 ANOVA를 사용하여 각각의 시점에서의 군 사이의 유의한 차이를 측정하였다. *는 p < 0.05를 나타낸다.
도 5b는 NSG (N=7), NSG-(IA ^null ) (N=5), NSG-(K ^b D ^b ) ^null (N=7), 및 NSG-(K ^b D ^b ) ^null(IA ^null ) (N=8) 마우스가 PBMC의 수용자로서 사용된 경우 인간 CD20+ 세포 (CD45의 ％)를 나타내는 그래프이다. 데이터는 3회의 독립적 실험의 대표이다. 2-원 ANOVA를 사용하여 각각의 시점에서의 군 사이의 유의한 차이를 측정하였다. *는 p < 0.05를 나타낸다.
도 5c는 NSG (N=6), NSG-(IA IE) ^null (N=6), NSG-B2M ^null (N=5), 및 NSG-B2M ^null (IA IE) ^null (N=7) 마우스가 PBMC의 수용자로서 사용된 경우 인간 CD3+ 세포 (CD45의 ％)를 나타내는 그래프이다. 데이터는 3회의 독립적 실험의 대표이다. 2-원 ANOVA를 사용하여 각각의 시점에서의 군 사이의 유의한 차이를 측정하였다. *는 p < 0.05를 나타낸다.
도 5d는 NSG (N=6), NSG-(IA IE) ^null (N=6), NSG-B2M ^null (N=5), 및 NSG-B2M ^null (IA IE) ^null (N=7) 마우스가 PBMC의 수용자로서 사용된 경우 인간 CD20+ 세포 (CD45의 ％)를 나타내는 그래프이다. 데이터는 3회의 독립적 실험의 대표이다. 2-원 ANOVA를 사용하여 각각의 시점에서의 군 사이의 유의한 차이를 측정하였다. *는 p < 0.05를 나타낸다.
도 6a 내지 6h는 PBMC로 주사된 NSG, NSG-(IA ^null ), NSG-(K ^b D ^b ) ^null , 및 NSG-(K ^b D ^b ) ^null(IA ^null ) 마우스에서 생착하는 인간 T 세포의 표현형적 분석을 나타낸다. 수용자 마우스를 10 x 10⁶개의 PBMC로 IV 주사하고, 주사 후 4주에 마우스를 말초 혈액에서의 인간 CD3+/CD4+ 및 CD3/CD8+ T 세포의 수준 (도 6a 및 도 6d) 및 T 세포 표현형 (도 6b, 도 6c 및 도 6e 내지 도 6h)에 대해 모니터링하였다. 데이터는 2회의 독립적 실험의 대표이다. 1-원 ANOVA를 사용하여 군 사이의 유의한 차이를 측정하였다. *는 p < 0.05를 나타내고, **는 p < 0.01을 나타내고, ***는 p < 0.005를 나타내고, ****는 p < 0.001을 나타낸다.
도 6a는 유동 세포측정법에 의해 측정된 및 CD4 대 CD8 T 세포의 비로서 표현된 CD4 및 CD8 T 세포의 수준을 나타내는 그래프이다.
도 6b는 PBMC로 주사된 NSG, NSG-(IA ^null ), NSG-(K ^b D ^b ) ^null , 및 NSG-(K ^b D ^b ) ^null(IA ^null ) 마우스에 대한 유동 세포측정법에 의해 측정된 CD4 T 세포에 의한 PD-1 발현을 나타내는 그래프이다.
도 6c는 PBMC로 주사된 NSG, NSG-(IA ^null ), NSG-(K ^b D ^b ) ^null , 및 NSG-(K ^b D ^b ) ^null(IA ^null ) 마우스에 대한 유동 세포측정법에 의해 측정된 CD8 T 세포에 의한 PD-1 발현을 나타내는 그래프이다.
도 6d 내지 6f는 대표적인 CD4, CD8, 및 PD1 염색을 나타내는 그래프이다.
도 6g 및 6h는 유동 세포측정법에 의해 CD45RA 및 CCR7의 발현에 대해 평가된, 각각 CD4 및 CD8 T 세포를 나타내는 그래프이다. T 세포 하위세트의 백분율이 나이브로서 표지된 CD45RA+/CCR7+ 세포, 중심 기억으로서 표지된 CD45RA-/CCR7+ 세포, 이펙터/이펙터 기억으로서 표지된 CD45RA-/CCR7- 세포, 및 TEMRA로서 표지된 CD45RA+/CCR7- 세포와 함께 나타내어진다.
도 7a 내지 7h는 PBMC로 주사된 NSG, NSG-(IA IE) ^null , NSG-B2M ^null , 및 NSG-B2M ^null (IA IE) ^null 마우스에서 생착하는 인간 T 세포의 표현형적 분석을 나타낸다. 수용자 마우스를 10 x 10⁶개의 PBMC로 IV 주사하고, 주사 후 4주에 마우스를 말초 혈액에서의 인간 CD3+/CD4+ 및 CD3/CD8+ T 세포의 수준 (도 7a 및 도 7d) 및 T 세포 표현형 (도 7b, 도 7c 및 도 7e 내지 도 7h)에 대해 모니터링하였다. 데이터는 2회의 독립적 실험의 대표이다. 1-원 ANOVA를 사용하여 군 사이의 유의한 차이를 측정하였다. *는 p < 0.05를 나타내고, **는 p < 0.01을 나타내고, ***는 p < 0.005를 나타내고, ****는 p < 0.001을 나타낸다.
도 7a는 유동 세포측정법에 의해 측정된 및 CD4 대 CD8 T 세포의 비로서 표현된 바와 같은 CD4 및 CD8 T 세포의 수준을 나타내는 그래프이다.
도 7b는 PBMC로 주사된 NSG, NSG-(IA IE) ^null , NSG-B2M ^null , 및 NSG-B2M ^null (IA IE) ^null 마우스에 대한 유동 세포측정법에 의해 측정된 바와 같은 CD4 세포에 의한 PD-1 발현을 나타내는 그래프이다.
도 7c는 PBMC로 주사된 NSG, NSG-(IA IE) ^null , NSG-B2M ^null , 및 NSG-B2M ^null (IA IE) ^null 마우스에 대한 유동 세포측정법에 의해 측정된 바와 같은 CD8 세포에 의한 PD-1 발현을 나타내는 그래프이다.
도 7d 내지 7f는 대표적인 CD4, CD8, 및 PD1 염색을 나타내는 그래프이다.
도 7g 및 7h는 유동 세포측정법에 의한 CD45RA 및 CCR7의 발현에 대해 평가된, 각각 CD4 및 CD8 T 세포를 나타내는 그래프이다. T 세포 하위세트의 백분율이 나이브로서 표지된 CD45RA+/CCR7+ 세포, 중심 기억으로서 표지된 CD45RA-/CCR7+ 세포, 이펙터/이펙터 기억으로서 표지된 CD45RA-/CCR7- 세포, 및 TEMRA로서 표지된 CD45RA+/CCR7- 세포와 함께 나타내어진다.
도 8a 내지 8f는 PBMC-생착된 NSG-RIP-DTR (K ^b D ^b ) ^null(IA ^null ) 마우스에서의 인간 소도 동종이식편의 거부를 나타낸다. 데이터는 2회의 독립적 실험의 대표이다. t-검정을 사용하여 군 사이의 유의한 차이를 측정하였다. *는 p < 0.05를 나타내고, **는 p < 0.01을 나타내고, ***는 p < 0.005를 나타낸다.
도 8a는 PBMC 주사 전 6일에 40 ng의 디프테리아 독소 (DT)로 NSG-RIP-DTR (K ^b D ^b ) ^null(IA ^null ) 마우스를 처리한 후, 비장내 주사에 의해 인간 소도 (4000 IEQ)로 삽입한 것의 결과를 나타내는 그래프이다. 제0일에, 마우스의 한 군을 50 x 10⁶개의 인간 PBMC로 IP 주사하고, 한 군은 비처리하였다. 혈액 글루코스 수준을 모니터링하고, 2회의 연속적 시험에 대해 300 mg/dl 초과의 혈액 글루코스 수준을 갖는 마우스를 당뇨병으로 간주하였다.
도 8b는 6주에 걸쳐 말초 혈액에서 및 7주에서 비장에서 CD45+ 세포의 비율을 측정함으로써 마우스를 인간 세포 키메라성의 수준에 대해 모니터링한 것의 결과를 나타내는 그래프이다.
도 8c 및 8d는 각각 말초 혈액 및 비장에서의 CD3+/CD4+ 및 CD3+/CD8+ T 세포의 수준을 나타내는 그래프이다.
도 8e는 제6주에 ELISA에 의해 측정된 바와 같은 혈장에서의 순환 인간 C-펩티드의 수준을 나타내는 그래프이다.
도 8f는 제7주에 ELISA에 의해 측정된 바와 같은 소도 생착된 마우스의 비장으로부터의 총 인슐린 함량을 나타내는 그래프이다.
도 9a 내지 9h는 PBMC 생착된 NSG 마우스 및 NSG-(K ^b D ^b ) ^null(IA ^null ) 마우스에서의 인간 IL2의 발현이 인간 CD4+ Treg의 생존을 향상시킴을 나타낸다. 수용자 NSG 및 NSG- (K ^b D ^b ) ^null(IA ^null ) 마우스를 AAV-IL2의 2.5 x 10¹¹개의 입자로 IP 주사하거나, PBS로 주사하였다. 2주 후, 마우스를 1 x 10⁶개의 PBMC로 복강내로 (IP) 주사하였다.
도 9a 내지 9c는 유동 세포측정법에 의해 측정된 바와 같은 인간 CD45+ 세포 (도 9a), CD3+ T 세포 (도 9b) 및 CD4+/CD25+/CD127-/FOXP3+ Treg (도 9c)의 수준을 나타내는 그래프이다. 2-원 ANOVA를 사용하여 군 사이의 유의한 차이를 측정하였다. ***는 p < 0.005를 나타내고, ****는 p < 0.001을 나타낸다.
도 9d는 지시된 군에 대한 CD25, CD127 및 FOXP3에 대한 CD4+ T 세포의 대표적인 염색을 나타낸다.
도 9e는 수용자 마우스의 ％ 생존을 모니터링하고, 지시된 군 사이의 생존 분포를 로그 순위 통계를 사용하여 검정한 것을 나타내는 그래프이다.
도 9f는 유동 세포측정법에 의해 측정된 및 CD4 대 CD8 T 세포의 비로서 표현된 CD4 및 CD8 T 세포의 수준을 나타내는 그래프이다. 채워진 흑색 삼각형은 NSG 마우스를 나타내고, 비어있는 흑색 삼각형은 AAV-IL2로 주사된 NSG 마우스를 나타내고, 채워진 원은 NSG-(K ^b D ^b ) ^null(IA ^null ) 마우스를 나타내고, 비어있는 원은 AAV-IL2로 주사된 NSG-(K ^b D ^b ) ^null(IA ^null ) 마우스를 나타낸다.
도 9g는 유동 세포측정법에 의한 CD45RA 및 CCR7의 발현에 대한 CD8 T 세포의 평가의 결과를 나타내는 그래프이다. T 세포 하위세트의 백분율이 나이브로서 표지된 CD45RA+/CCR7+ 세포, 중심 기억으로서 표지된 CD45RA-/CCR7+ 세포, 이펙터/이펙터 기억으로서 표지된 CD45RA-/CCR7- 세포, 및 TEMRA로서 표지된 CD45RA+/CCR7- 세포와 함께 나타내어진다. 채워진 흑색 삼각형은 NSG 마우스를 나타내고, 비어있는 흑색 삼각형은 AAV-IL2로 주사된 NSG 마우스를 나타내고, 채워진 원은 NSG-(K ^b D ^b ) ^null(IA ^null ) 마우스를 나타내고, 비어있는 원은 AAV-IL2로 주사된 NSG-(K ^b D ^b ) ^null(IA ^null ) 마우스를 나타낸다.
도 9h는 유동 세포측정법에 의해 측정된 바와 같은 CD8 T 세포에 의한 그란자임 (Granzyme) B 발현을 나타내는 그래프이고, 대표적인 염색이 나타내어진다. t-검정을 사용하여 AAV-IL2로 처리된 마우스 및 대조군 사이의 유의한 차이를 측정하였다. ***는 p < 0.005를 나타내고, ****는 p < 0.001을 나타낸다. 데이터는 3회의 독립적 실험의 대표이다.
도 10a는 PBMC 및 인간 환자-유래된 종양 세포로 공동-주사된 NSG 마우스의 군 및 PBMC 및 인간 환자-유래된 종양 세포로 공동-주사된 NSG-(K ^b D ^b ) ^null(IA ^null ) 마우스의 군의 퍼센트 생존을 나타내는 그래프이다.
도 10b는 1) 인간 환자-유래된 종양 세포로 주사된 NSG 마우스; 2) PBMC 및 인간 환자-유래된 종양 세포로 공동-주사된 NSG 마우스; PBMC로 주사된 NSG-(K ^b D ^b ) ^null(IA ^null ) 마우스; 및 PBMC 및 인간 환자-유래된 종양 세포로 공동-주사된 NSG-(K ^b D ^b ) ^null(IA ^null ) 마우스에서의 종양 성장을 나타내는 그래프이다.

발명의 상세한 설명

본원에 사용된 과학 및 기술 용어는 관련 기술분야의 통상의 기술자에 의해 통상적으로 이해되는 의미를 갖는 것으로 의도된다. 이러한 용어는 예시적으로 문헌 [J. Sambrook and D.W. Russell, Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press; 3rd Ed., 2001]; [F.M. Ausubel, Ed., Short Protocols in Molecular Biology, Current Protocols; 5th Ed., 2002]; [B. Alberts et al., Molecular Biology of the Cell, 4th Ed., Garland, 2002]; [D.L. Nelson and M.M. Cox, Lehninger Principles of Biochemistry, 4th Ed., W.H. Freeman & Company, 2004]; [A. Nagy, M. Gertsenstein, K. Vintersten, R. Behringer, Manipulating the Mouse Embryo: A Laboratory Manual, 3rd edition, Cold Spring Harbor Laboratory Press; December 15, 2002, ISBN-10: 0879695919]; [Kursad Turksen (Ed.), Embryonic stem cells: methods and protocols in Methods Mol Biol. 2002;185, Humana Press; Current Protocols in Stem Cell Biology, ISBN: 9780470151808]; [Chu, E. and Devita, V.T., Eds., Physicians' Cancer Chemotherapy Drug Manual, Jones & Bartlett Publishers, 2005]; [J.M. Kirkwood et al., Eds., Current Cancer Therapeutics, 4th Ed., Current Medicine Group, 2001]; [Remington: The Science and Practice of Pharmacy, Lippincott Williams & Wilkins, 21st Ed., 2005]; [L.V. Allen, Jr. et al., Ansel's Pharmaceutical Dosage Forms and Drug Delivery Systems, 8th Ed., Philadelphia, PA: Lippincott, Williams & Wilkins, 2004]; 및 [L. Brunton et al., Goodman & Gilman's The Pharmacological Basis of Therapeutics, McGraw-Hill Professional, 12th Ed., 2011]을 비롯한 다양한 표준 참고문헌에서의 맥락에서 정의되어 있으며 사용된다.

단수 용어는 제한인 것으로 의도되지 않으며, 분명하게 달리 언급되거나 맥락이 명백하게 달리 지시하지 않는다면 복수 언급대상을 포함한다.

본원에 일반적으로 사용된 바와 같은 용어 "기능적"은 상응하는 천연 단백질, 복합체, 세포, 또는 다른 물질의 생물학적 기능을 보유하는 단백질, 복합체, 세포, 또는 다른 물질을 지칭한다.

대조적으로, 본원에 일반적으로 사용된 바와 같은 용어 "비-기능적"은 상응하는 천연 단백질, 복합체, 세포, 또는 다른 물질의 생물학적 기능을 보유하지 않는 단백질, 복합체, 세포, 또는 다른 물질을 지칭한다.

MHC 부류 I 및 MHC 부류 II가 결핍된 유전자 변형된 면역결핍 마우스가 본 발명에 의해 제공된다.

측면에 따르면, MHC I이 마우스에 존재하지 않거나 비-기능적이도록 기능적 MHC I α 단백질의 발현을 감소시키거나 제거하고/거나, 기능적 β2-마이크로글로불린의 발현을 감소시키거나 제거하는 데 유효한 적어도 1개의 돌연변이를 그의 게놈에 포함하고; MHC II가 마우스에 존재하지 않거나 비-기능적이도록 기능적 MHC II α 단백질의 발현 및/또는 기능적 MHC II β 단백질의 발현을 감소시키거나 제거하는 데 유효한 적어도 1개의 돌연변이를 그의 게놈에 포함하는 유전자 변형된 면역결핍 마우스가 제공된다.

측면에 따르면, 유전자 변형된 면역결핍 마우스는 유전자 변형된 NSG 마우스이다. 본 발명의 측면에 따른 NSG MHC I/II 넉아웃 마우스는 GVHD의 부재 하에서의 인간 면역의 연구 및 항체-기재 치료제의 평가를 비롯한 다양한 적용에 유용하다.

MHC I

용어 "MHC I" 및 "MHC 부류 I"은 MHC I α 단백질 및 β2-마이크로글로불린 단백질에 의해 형성된 복합체를 지칭하기 위해 상호교환가능하게 사용된다.

MHC I α 단백질은 세포외 도메인 (이는 3개의 하위도메인: α1, α2, 및 α3을 포함함), 막횡단 도메인, 및 세포질 꼬리를 포함한다. α1 및 α2 하위도메인은 펩티드-결합 틈을 형성하는 반면, α3 하위도메인은 β2-마이크로글로불린과 상호작용한다. 용어 "H2-K", "H2-D" 및 "H2-L"은 마우스 MHC I α 단백질 하위부류를 지칭하며, 이들 모두는 마우스 염색체 17 상에서 코딩된다.

β2-마이크로글로불린은 MHC I α 단백질의 α3 하위도메인과 비공유적으로 회합한다. 마우스 β2-마이크로글로불린을 코딩하는 유전자는 염색체 2 (Chr2:122147686-122153083 bp, + 가닥, GRCm38) 상에서 코딩된다.

MHC II

용어 "MHC II" 및 "MHC 부류 II"는 2가지 비-공유적으로 회합된 단백질: MHC II α 단백질 및 MHC II β 단백질에 의해 형성된 복합체를 지칭하기 위해 상호교환가능하게 사용된다. 용어 "H-2A" 및 "H-2E" (종종 각각 I-A 및 I-E로 약칭됨)는 MHC II의 하위부류를 지칭한다. MHC II α 단백질 및 MHC II β 단백질은 형질막을 가로지르며, 각각 세포외 도메인, 막횡단 도메인, 및 세포질 도메인을 함유한다. MHC II α 단백질의 세포외 부분은 MHC II α1 및 MHC II α2 도메인을 포함하고, MHC II β 단백질의 세포외 부분은 MHC II β1 및 MHC II β2 도메인을 포함한다.

기능적 MHC I α 단백질, 기능적 β2-마이크로글로불린 단백질, 기능적 MHC II α 단백질, 기능적 MHC II β 단백질, 기능적 MHC I 또는 기능적 MHC II에 관하여 본원에 사용된 바와 같은 용어 "기능적"은 상응하는 천연 MHC I α 단백질, β2-마이크로글로불린 단백질, MHC II α 단백질, MHC II β 단백질, MHC I 또는 MHC II의 생물학적 기능을 보유하는 MHC I α 단백질, β2-마이크로글로불린 단백질, MHC II α 단백질, MHC II β 단백질, MHC I 또는 MHC II를 지칭한다.

대조적으로, 비-기능적 MHC I α 단백질, β2-마이크로글로불린 단백질, MHC II α 단백질, MHC II β 단백질, MHC I 또는 MHC II에 관하여 본원에 사용된 바와 같은 용어 "비-기능적"은 상응하는 천연 MHC I α 단백질, β2-마이크로글로불린 단백질, MHC II α 단백질, MHC II β 단백질, MHC I 또는 MHC II의 생물학적 기능을 보유하지 않는 MHC 단백질 또는 MHC 복합체를 지칭한다.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "천연"은 비돌연변이된 단백질 또는 핵산을 지칭한다.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "유전자 변형된"은 마우스가 기능적 MHC I 및 기능적 MHC II가 결여되도록 기능적 MHC I α 단백질, 및 기능적 β2-마이크로글로불린 중 적어도 1종; 및 기능적 MHC II α 단백질 및 기능적 MHC II β 단백질 중 적어도 1종의 발현을 방해하는 마우스에서의 게놈 DNA의 변형을 지칭한다.

용어 "발현"은 상응하는 mRNA를 생성하는 핵산 서열의 전사 및/또는 상응하는 단백질을 생성하는 mRNA의 번역을 지칭한다.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "표적 유전자"는 마우스 MHC I α 유전자, 마우스 β2-마이크로글로불린 유전자, 마우스 MHC II α 유전자 또는 마우스 MHC II β 유전자를 정의하는 핵산 서열을 지칭한다.

임의의 다양한 방법은 그의 게놈이 마우스가 기능적 MHC I 및 기능적 MHC II가 결여되도록 기능적 MHC I α 단백질, 및 기능적 β2-마이크로글로불린 중 적어도 1종; 및 기능적 MHC II α 단백질 및 기능적 MHC II β 단백질 중 적어도 1종의 발현을 방해하는 유전자 변형을 포함하는 유전자 변형된 면역결핍 마우스를 제조하는 데 사용될 수 있다.

유전자 변형은 유전 공학의 표준 방법, 예컨대 화학적 돌연변이유발, 방사선조사, 상동성 재조합 및 안티센스 RNA의 트랜스제닉 발현 (그러나 이에 제한되지는 않음)을 사용하여 생성된다. 이러한 기법은 관련 기술분야에 널리 공지되어 있으며, 전핵 미세주사 및 배아 줄기 세포의 형질전환을 더 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 그의 게놈이 사용될 수 있는 유전자 돌연변이를 포함하는 유전자 변형된 동물을 생성하는 방법으로는 문헌 [J. P. Sundberg and T. Ichiki, Eds., Genetically Engineered Mice Handbook, CRC Press; 2006]; [M. H. Hofker and J. van Deursen, Eds., Transgenic Mouse Methods and Protocols, Humana Press, 2002]; [A. L. Joyner, Gene Targeting: A Practical Approach, Oxford University Press, 2000]; [Manipulating the Mouse Embryo: A Laboratory Manual, 3rd edition, Cold Spring Harbor Laboratory Press; December 15, 2002, ISBN-10: 0879695919]; [Kursad Turksen (Ed.), Embryonic stem cells: methods and protocols in Methods Mol Biol. 2002;185, Humana Press; Current Protocols in Stem Cell Biology, ISBN: 978047015180]; [Meyer et al. PNAS USA, vol. 107 (34), 15022-15026]에 기재된 것들을 들 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.

바람직한 측면에 따르면, 기능적 내인성 MHC I 및 MHC II의 결여 외에도, 비-내인성 MHC I 또는 MHC II는 본 발명의 유전자 변형된 면역결핍 마우스에서 발현되지 않는다. 특히, 인간 림프구 적합성 유전자는 바람직한 실시양태에 따른 본 발명의 유전자 변형된 면역결핍 마우스에 존재하거나 발현되지 않는다.

유전자 및 그들이 코딩하는 단백질에 관하여 본원에 사용된 바와 같은 "내인성"은 마우스의 게놈에서 그들의 천연 유전자 좌위에 존재하는 유전자를 지칭한다.

상동성-기재 재조합 유전자 변형 전략은 내인성 단백질 또는 단백질들, 예를 들어, MHC I α 단백질, 및 β2-마이크로글로불린 중 적어도 1종; 및 MHC II α 단백질 및 MHC II β 단백질 중 적어도 1종을 코딩하는 유전자의 "넉-아웃" 또는 다른 돌연변이에 의해 면역결핍 마우스를 유전자 변형시키는 데 사용될 수 있다.

상동성-기재 재조합 유전자 변형 전략은 유전자 편집 접근법, 예컨대 귀소 엔도뉴클레아제, 인테그라제, 메가뉴클레아제, 트랜스포존, 아연 핑거 뉴클레아제 (ZFN)를 사용한 뉴클레아제-매개된 프로세싱, 전사 활성화제-유사 (Transcription Activator-Like) (TAL), 군발성 규칙적 간격의 짧은 회문구조 반복부 (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) (CRISPR)-Cas, 또는 드로소필라 재조합-연관된 단백질 (Drosophila Recombination-Associated Protein) (DRAP) 접근법을 사용한 것들을 포함한다. 예를 들어, 문헌 [Cerbini et al., PLoS One. 2015; 10(1): e0116032]; [Shen et al., PLoS ONE 8(10): e77696]; 및 [Wang et al., Protein & Cell, February 2016, Volume 7, Issue 2, pp 152-156]을 참조한다.

게놈 편집은 예를 들어, 본원에 기재된 및 문헌 [J. P. Sundberg and T. Ichiki, Eds., Genetically Engineered Mice Handbook, CRC Press; 2006]; [M. H. Hofker and J. van Deursen, Eds., Transgenic Mouse Methods and Protocols, Humana Press, 2002]; [A. L. Joyner, Gene Targeting: A Practical Approach, Oxford University Press, 2000]; [Manipulating the Mouse Embryo: A Laboratory Manual, 3rd edition, Cold Spring Harbor Laboratory Press; December 15, 2002, ISBN-10: 0879695919]; [Kursad Turksen (Ed.), Embryonic stem cells: methods and protocols in Methods Mol. Biol. 2002;185, Humana Press; Current Protocols in Stem Cell Biology, ISBN: 978047015180]; [Meyer et al., PNAS USA, 2010, vol. 107 (34), 15022-15026]; 및 [Doudna, J. et al. (eds.) CRISPR-Cas: A Laboratory Manual, 2016, CSHP]에 상세화된 바와 같은 방법에 의해 수행된다. 몇몇 게놈 편집 기법의 간략한 설명은 본원에 기재된다.

유전자 변형을 위한 뉴클레아제 기법

유전자 변형 방법, 예컨대 뉴클레아제 유전자 편집 기법 (그러나, 이에 제한되지는 않음), 예컨대 귀소 엔도뉴클레아제, 인테그라제, 메가뉴클레아제, 트랜스포존, 아연 핑거 뉴클레아제 (ZFN)를 사용한 뉴클레아제-매개된 프로세스, 전사 활성화제-유사 (TAL), 군발성 규칙적 간격의 짧은 회문구조 반복부 (CRISPR)-Cas, 또는 드로소필라 재조합-연관된 단백질 (DRAP)을 사용한 방법은 바람직한 DNA 서열을 미리 결정된 표적 부위에서의 게놈 내로 도입하는 데 사용될 수 있다. 간략하게, 사용될 수 있는 유전자 변형 방법은 ES 세포, iPS 세포, 체세포, 수정된 난모세포 또는 배아 내로 표적화된 TALEN, ZFN, CRISPR 또는 DRAP 및 적어도 1개의 올리고뉴클레오티드를 코딩하는 RNA 분자를 도입한 후, 바람직한 유전자 변형을 갖는 ES 세포, iPS 세포, 체세포, 수정된 난모세포 또는 배아에 대해 선택하는 것을 포함한다.

예를 들어, 바람직한 핵산 서열을 뉴클레아제 기법, 예컨대, CRISPR 방법론, TAL (전사 활성화제-유사 이펙터 방법론, 아연 핑거-매개된 게놈 편집 (Zinc Finger-Mediated Genome Editing) 또는 DRAP (그러나, 이에 제한되지는 않음)에 의해 미리 결정된 표적 부위에서 마우스의 게놈 내로 도입하여 본 발명의 실시양태에 따라 제공되는 유전자 변형된 마우스를 생성할 수 있다.

뉴클레아제 유전자 편집 기법의 맥락에서 본원에 사용된 바와 같은 용어 "표적 부위" 및 "표적 서열"은 편집되는 염색체 서열의 부분을 한정하며, 결합을 위한 충분한 조건이 존재하는 경우, 뉴클레아제가 인식하고 결합하도록 조작되는 핵산 서열을 지칭한다.

CRISPR-Cas 시스템

CRISPR (군발성 규칙적 간격의 짧은 회문구조 반복부)은 시퀀싱된 박테리아의 대략 40％ 및 시퀀싱된 고세균의 90％의 게놈에서 발견되며, 외래 DNA 요소에 대한 저항성을 부여하는 다수의 짧은 직접 반복부를 함유하는 좌위이다. 문헌 [Horvath, 2010, Science, 327: 167-170]; [Barrangou et al., 2007, Science, 315: 1709-1712]; 및 [Makarova et al., 2011, Nature Reviews Microbiology. 9: 467-477]을 참조한다.

CRISPR 반복부는 크기가 24 내지 48 염기 쌍의 범위이다. 이들은 통상적으로 2차 구조, 예컨대 헤어핀의 형성을 암시하는 일부 이원 대칭을 나타내지만, 진정으로 회문구조는 아니다. CRISPR 반복부는 유사한 길이의 스페이서에 의해 분리된다.

CRISPR-회합된 (cas) 유전자는 종종 CRISPR 반복부-스페이서 어레이와 회합된다. 40개 초과의 상이한 Cas 단백질 족이 기재되었다 (Haft et al. 2005, PLoS Comput Biol. 1 (6): e60). cas 유전자 및 반복부 구조의 특정 조합은 8가지 CRISPR 하위유형을 정의하는 데 사용되었으며, 이들 중 일부는 반복부-회합된 신비한 단백질 (RAMP)을 코딩하는 추가의 유전자 모듈과 회합된다.

상이한 유기체에 다양한 CRISPR 시스템이 있으며, 가장 단순한 것 중 하나는 스트렙토코쿠스 피오게네스 (Streptococcus pyogenes)로부터의 유형 II CRISPR 시스템이다: Cas9 단백질 및 2개의 RNA, 즉, 성숙한 CRISPR RNA (crRNA) 및 부분적으로 상보적인 트랜스-작용 RNA (tracrRNA)를 코딩하는 단지 단일 유전자가 외래 DNA의 RNA-가이드된 침묵화에 필요하고 충분하다 (Gasiunas et al., 2012, PNAS 109: E2579-E2586; Jinek et al., 2012, Science 337: 816-821). crRNA의 성숙은 tracrRNA 및 RN아제 III을 요구한다 (Deltcheva et al., 2011, Nature 471: 602-607). 그러나, 이 요구는 tracrRNA-crRNA 복합체를 모방하는 설계된 헤어핀을 함유하는 조작된 작은 가이드 RNA (sgRNA)를 사용함으로써 우회될 수 있다 (Jinek et al., 2012, Science 337: 816-821). sgRNA 및 표적 DNA 사이의 염기 쌍형성은 Cas9의 엔도뉴클레아제 활성으로 인한 이중-가닥 파단 (DSB)을 유발한다. 결합 특이성은 sgRNA-DNA 쌍형성 및 DNA 상보성 영역에 병치된 짧은 DNA 모티프 (프로토스페이서 인접 모티프 [PAM] 서열: NGG) 둘 다에 의해 측정된다 (Marraffini & Sontheimer, 2010, Nature Reviews Genetics, 11: 181-190). 예를 들어, CRISPR 시스템은 2가지 분자, 즉, Cas9 단백질 및 sgRNA의 최소 세트를 요구하며, 따라서 숙주-독립적 유전자-표적화 플랫폼으로서 사용될 수 있다. Cas9/CRISPR은 부위-선택적 RNA-가이드된 게놈 편집, 예컨대 표적화 삽입을 위해 연결될 수 있다. 예를 들어, 문헌 [Carroll, 2012, Molecular Therapy 20: 1658-1660]; [Chang et al., 2013, Cell Research 23: 465-472]; [Cho et al., 2013, Nature Biotechnol 31: 230-232]; [Cong et al., 2013, Science 339: 819-823]; [Hwang et al., 2013, Nature Biotechnol 31: 227-229]; [Jiang et al., 2013, Nature Biotechnol 31: 233-239]; [Mali et al., 2013, Science 339: 823-826]; [Qi et al., 2013, Cell 152: 1173-1183]; [Shen et al., 2013, Cell Research 23: 720-723]; 및 [Wang et al., 2013, Cell 153: 910-918)]을 참조한다. 특히, 문헌 [Wang et al. 2013, Cell 153: 910-918]은 올리고뉴클레오티드와 조합된 CRISPR/Cas9 시스템을 사용한 표적화된 삽입을 기재한다.

본 발명의 측면에 따른 유전자 변형된 면역결핍 마우스의 생성은 착상전 배아 또는 줄기 세포, 예컨대 배아 줄기 (ES) 세포 또는 유도된 다능성 줄기 (iPS) 세포 내로의 CRISPR에 사용하기 위한 적절한 핵산, 예컨대 cas9를 코딩하는 발현 구축물 및 표적화되는 유전자에 대해 특이적인 가이드 RNA를 코딩하는 발현 구축물의 주사 또는 형질감염을 포함할 수 있다. 임의로, cas9 및 가이드 RNA는 단일 발현 구축물에서 코딩한다.

TAL (전사 활성화제-유사) 이펙터

전사 활성화제-유사 (TAL) 이펙터 또는 TALE (전사 활성화제-유사 이펙터)는 식물 병원성 박테리아 속, 크산토모나스 (Xanthomonas)로부터 유래되며, 이들 단백질은 식물 전사 활성화제를 모방하고, 식물 전사체를 조작한다. 문헌 [Kay et al., 2007, Science, 318:648-651]을 참조한다.

TAL 이펙터는 탠덤 반복부의 중앙집중된 도메인을 함유하며, 각각의 반복부는 이들 단백질의 DNA 결합 특이성에 핵심적인 대략 34개의 아미노산을 함유한다. 또한, 이들은 핵 국재화 서열 및 산성 전사 활성화 도메인을 함유한다. 검토를 위해서는 문헌 [Schornack et al., 2006, J. Plant Physiol., 163(3): 256-272]; [Scholze and Boch, 2011, Curr Opin Microbiol, 14:47-53]을 참조한다.

TAL 이펙터의 특이성은 탠덤 반복부에서 발견되는 서열에 의존한다. 반복되는 서열은 대략 102 bp를 포함하며, 반복부는 전형적으로 서로 91 내지 100％ 상동성이다 (Bonas et al., 1989, Mol Gen Genet 218: 127-136). 반복부의 다형성은 통상적으로 위치 12 및 13에 위치하며, 위치 12 및 13에서의 초가변 이잔기 (diresidue)의 동일성과 TAL-이펙터의 표적 서열에서의 인접한 뉴클레오티드의 동일성 사이에 1 대 1 상응성이 있는 것으로 보인다. 문헌 [Moscou and Bogdanove 2009, Science 326: 1501]; 및 [Boch et al., 2009, Science 326:1509-1512]을 참조한다. 2개의 초가변 잔기는 반복부 가변 이잔기 (RVD)로 공지되어 있으며, 그에 의해 1개의 RVD는 DNA 서열의 1개의 뉴클레오티드르 인식하고, 각각의 TAL-이펙터의 DNA 결합 도메인이 높은 정확성 (15 내지 30nt)으로 큰 인식 부위를 표적화할 수 있음을 보장한다. 실험적으로, 이들 TAL-이펙터의 DNA 인식을 위한 암호는 위치 12 및 13에서의 HD 서열이 시토신 (C)에의 결합을 초래하고, NG는 T에, NI는 A, C, G 또는 T에 결합하고, NN은 A 또는 G에 결합하고, IG는 T에 결합하도록 결정되었다. 이들 DNA 결합 반복부는 식물 세포에서 새로운 서열과 상호작용하고, 리포터 유전자의 발현을 활성화시킬 수 있는 인공 전사 인자를 제조하기 위해 새로운 조합 및 수의 반복부를 갖는 단백질로 어셈블리되었다 (Boch et al., 2009, Science 326:1509-1512). 이들 DNA 결합 도메인은 모든 세포 유형에서 표적화된 게놈 편집 또는 표적화된 유전자 조절의 분야에서 일반적 적용가능성을 갖는 것으로 나타났다. 문헌 [Gaj et al., Trends in Biotechnol, 2013, 31(7):397-405]을 참조한다. 더욱이, 조작된 TAL 이펙터는 외인성 기능적 단백질 이펙터 도메인, 예컨대 천연 크산토모나스 TAL-이펙터에서 또는 포유동물 세포에서의 단백질에서 자연적으로 발견되지 않는 뉴클레아제와 함께 기능하는 것으로 나타났다. TAL 뉴클레아제 (TALN 또는 TALEN)는 TAL을 뉴클레아제, 예를 들어 N-말단 또는 C-말단에서의 FokI 뉴클레아제 도메인과 조합함으로써 구축될 수 있다. 문헌 [Kim et al. 1996, PNAS 93:1156-1160]; [Christian et al., 2010, Genetics 186:757-761]; [Li et al., 2011, Nucleic Acids Res 39: 6315-6325]; 및 [Miller et al., 2011, Nat Biotechnol 29: 143-148]. NHEJ에 의한 결실을 유발하는 TALEN의 기능성은 래트, 마우스, 제브라피쉬, 크세노푸스 (Xenopus), 메다카, 래트 및 인간 세포에서 나타났다. 문헌 [Ansai et al., 2013, Genetics, 193: 739-749]; [Carlson et al., 2012, PNAS, 109: 17382-17387]; [Hockemeyer et al., 2011, Nature Biotechnol., 29: 731-734]; [Lei et al., 2012, PNAS, 109: 17484-17489]; [Moore et al., 2012, PLoS ONE, 7: e37877]; [Stroud et al., 2013, J. Biol. Chem., 288: 1685-1690]; [Sung et al., 2013, Nature Biotechnol 31: 23-24]; [Wefers et al., 2013, PNAS 110: 3782-3787].

TALEN에 대해, 이러한 것을 제조하는 방법은 미국 특허 제8,420,782호; 제8,450,471호; 제8,450,107호; 제8,440,432호; 제8,440,431호 및 미국 특허 공개 제US20130137161호 및 제US20130137174호에 추가로 기재되어 있다.

다른 유용한 엔도뉴클레아제로는 예를 들어, HhaI, HindIII, NotI, BbvCI, EcoRI, Bg/I, 및 AlwI을 들 수 있다. 일부 엔도뉴클레아제 (예를 들어, FokI)가 단지 이량체로서 기능한다는 사실은 TAL 이펙터의 표적 특이성을 향상시키도록 이용될 수 있다. 예를 들어, 일부의 경우, 각각의 FokI 단량체는 상이한 DNA 표적 서열을 인식하는 TAL 이펙터 서열에 융합될 수 있으며, 단지 2개의 인식 부위가 가깝게 근접한 경우에만, 불활성 단량체는 모여서 기능적 효소를 생성한다. 뉴클레아제를 활성화시키는 DNA 결합을 요구함으로써, 매우 부위-특이적 제한 효소가 생성될 수 있다.

일부 실시양태에서, TALEN은 핵 국재화 신호 또는 서열 (NLS)을 더 포함할 수 있다. NLS는 TALEN 뉴클레아제 단백질을 핵 내로 표적화하여 염색체에서의 표적 서열에 이중 가닥 파단을 도입하는 것을 용이하게 하는 아미노산 서열이다.

핵 국재화 신호는 관련 기술분야에 공지되어 있다. 예를 들어, 문헌 [Makkerh et al. 1996, Curr Biol. 6:1025-1027]을 참조한다. NLS는 SV40 라지 (Large) T-항원으로부터의 서열 (문헌 [Kalderon 1984, Cell, 39: 499-509]; 문헌 [Dingwall et al., 1988, J Cell Biol., 107, 841-9]에 상세히 기재된 뉴클레오플라스민으로부터의 NLS를 포함한다. 추가의 예는 문헌 [McLane and Corbett 2009, IUBMB Life, 61, 697-70]; [Dopie et al. 2012, PNAS, 109, E544-E552]에 기재되어 있다.

절단 도메인은 임의의 엔도뉴클레아제 또는 엑소뉴클레아제로부터 얻어질 수 있다. 절단 도메인이 유래될 수 있는 엔도뉴클레아제의 비-제한적 예로는 제한 엔도뉴클레아제 및 귀소 엔도뉴클레아제를 들 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 예를 들어, 문헌 [2002-2003 Catalog, New England Biolabs, Beverly, Mass.]; 및 [Belfort et al. (1997) Nucleic Acids Res. 25:3379-3388]을 참조한다. DNA를 절단하는 추가의 효소, 예를 들어, SI 뉴클레아제; 녹두 뉴클레아제; 췌장 DN아제 I; 마이크로코칼 뉴클레아제; 효모 HO 엔도뉴클레아제는 공지되어 있다. 또한, 문헌 [Linn et al. (eds.) Nucleases, Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1993]을 참조한다. 이들 효소, 또는 그의 기능적 단편 중 1종 이상은 절단 도메인의 공급원으로서 사용될 수 있다.

아연 핑거-매개된 게놈 편집

유전자 편집을 위한, 예컨대 상동성-지정된 복구 프로세스를 통한 표적화된 삽입을 위한 아연 핑거 뉴클레아제 (ZFN)의 사용은 널리 확립되었다. 예를 들어, 문헌 [Carbery et al., 2010, Genetics, 186: 451-459]; [Cui et al., 2011, Nature Biotechnol., 29: 64-68]; [Hauschild et al., 2011, PNAS, 108: 12013-12017]; [Orlando et al., 2010, Nucleic Acids Res., 38: e152-e152]; 및 [Porteus & Carroll, 2005, Nature Biotechnology, 23: 967-973]을 참조한다.

ZFN-매개된 프로세스의 성분은 DNA 결합 도메인 및 절단 도메인을 갖는 아연 핑거 뉴클레아제를 포함한다. 이러한 것은 예를 들어 문헌 [Beerli et al. (2002) Nature Biotechnol., 20:135-141]; [Pabo et al. (2001) Ann. Rev. Biochem., 70:313-340]; [Isalan et al. (2001) Nature Biotechnol. 19:656-660]; [Segal et al. (2001) Curr Opin. Biotechnol., 12:632-637]; 및 [Choo et al. (2000) Curr Opin. Struct. Biol., 10:411-416]; 및 미국 특허 제6,453,242호 및 제6,534,261호에 기재되어 있다. 표적 서열에 대한 아연 핑거 결합 도메인을 설계하고 선택하는 방법은 관련 기술분야에 공지되어 있다. 예를 들어, 문헌 [Sera, et al., Biochemistry 2002,41,7074-7081]; 미국 특허 제6,607,882호; 제6,534,261호 및 제6,453,242호를 참조한다.

일부 실시양태에서, 아연 핑거 뉴클레아제는 핵 국재화 신호 또는 서열 (NLS)을 더 포함할 수 있다. NLS는 아연 핑거 뉴클레아제 단백질을 핵 내로 표적화하여 염색체에서의 표적 서열에 이중 가닥 파단을 도입하는 것을 용이하게 하는 아미노산 서열이다. 핵 국재화 신호는 관련 기술분야에 공지되어 있다. 예를 들어, 문헌 [Makkerh et al. (1996) Current Biology 6:1025-1027] 및 본원에 기재된 다른 것들을 참조한다.

절단 도메인은 임의의 엔도뉴클레아제 또는 엑소뉴클레아제로부터 얻어질 수 있다. 절단 도메인이 유래될 수 있는 엔도뉴클레아제의 비-제한적 예로는 제한 엔도뉴클레아제 및 귀소 엔도뉴클레아제를 들 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 예를 들어, 문헌 [2002-2003 Catalog, New England Biolabs, Beverly, Mass.]; 및 [Belfort et al. (1997) Nucleic Acids Res. 25:3379-3388]을 참조한다. DNA를 절단하는 추가의 효소는 공지되어 있다 (예를 들어, SI 뉴클레아제; 녹두 뉴클레아제; 췌장 DN아제 I; 마이크로코칼 뉴클레아제; 효모 HO 엔도뉴클레아제). 또한 문헌 [Linn et al. (eds.) Nucleases, Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1993]을 참조한다. 이들 효소 (또는 그의 기능적 단편) 중 1종 이상은 절단 도메인의 공급원으로서 사용될 수 있다. 절단 도메인은 또한 절단 활성을 위한 이량체화를 요구하는 상기 기재된 바와 같은 효소 또는 그의 부분으로부터 유래될 수 있다.

2개의 아연 핑거 뉴클레아제가 절단에 요구될 수 있는데, 이는 각각의 뉴클레아제가 활성 효소 이량체의 단량체를 포함하기 때문이다. 대안적으로, 단일 아연 핑거 뉴클레아제는 활성 효소 이량체를 생성하는 둘 다의 단량체를 포함할 수 있다. 제한 엔도뉴클레아제 (제한 효소)는 많은 종에 존재하며, DNA에 서열-특이적 결합할 수 있고 (인식 부위에서), 결합의 부위에서 또는 부근에서 DNA를 절단할 수 있다. 특정 제한 효소 (예를 들어, 유형 IIS)는 인식 부위로부터 제거된 부위에서 DNA를 절단하며, 분리가능한 결합 및 절단 도메인을 갖는다. 예를 들어, 유형 IIS 효소 FokI은 한 가닥 상의 그의 인식 부위로부터 9 뉴클레오티드 및 다른 것 상의 그의 인식 부위로부터 13 뉴클레오티드에서 DNA의 이중 가닥 절단을 촉매한다. 예를 들어, 미국 특허 제5,356,802호; 제5,436,150호 및 제5,487,994호; 뿐만 아니라 문헌 [Li et al. (1992) PNAS 89:4275-4279]; [Li et al. (1993) PNAS 90:2764-2768]; [Kim et al. (1994) PNAS 91:883-887]; [Kim et al. (1994) J. Biol. Chem. 269:31, 978-31, 982]을 참조한다. 따라서, 아연 핑거 뉴클레아제는 적어도 1종의 유형 IIS 제한 효소로부터의 절단 도메인 및 1개 이상의 아연 핑거 결합 도메인을 포함할 수 있으며, 이는 조작될 수 있거나 그렇지 않을 수 있다. 예시적인 유형 IIS 제한 효소는 예를 들어 국제 공개 WO 07/014275에 기재되어 있으며, 그의 개시내용은 그 전문이 본원에 참조로 포함된다. 추가의 제한 효소는 또한 분리가능한 결합 및 절단 도메인을 함유하며, 이들은 또한 본 개시내용에 의해 고려된다. 예를 들어, 문헌 [Roberts et al. (2003) Nucleic Acids Res. 31: 418-420]을 참조한다. 그의 절단 도메인이 결합 도메인으로부터 분리가능한 예시적인 유형 IIS 제한 효소는 FokI이다. 이 특정 효소는 이량체로서 활성이다 (Bitinaite et al. 1998, PNAS 95: 10,570-10,575). 따라서, 본 개시내용의 목적상, 아연 핑거 뉴클레아제에 사용되는 FokI 효소의 부분은 절단 단량체로 간주된다. 따라서, FokI 절단 도메인을 사용한 표적화된 이중 가닥 절단을 위해, 각각 FokI 절단 단량체를 포함하는 2개의 아연 핑거 뉴클레아제가 활성 효소 이량체를 재구성하는 데 사용될 수 있다. 대안적으로, 아연 핑거 결합 도메인 및 2개의 FokI 절단 단량체를 함유하는 단일 폴리펩티드 분자가 또한 사용될 수 있다. 특정 실시양태에서, 절단 도메인은 예를 들어, 각각 그 전문이 본원에 참조로 포함되는 미국 특허 공개 제20050064474호, 제20060188987호, 및 제20080131962호에 기재된 바와 같이 동종이량체화를 최소화하거나 방지하는 1종 이상의 조작된 절단 단량체를 포함할 수 있다. 비-제한적 예로서, 위치 FokI의 446, 447, 479, 483, 484, 486, 487, 490, 491, 496, 498, 499, 500, 531, 534, 537 및 538에서의 아미노산 잔기는 FokI 절단 하프-도메인의 이량체화에 영향을 미치기 위한 모든 표적이다. 절대 이종이량체를 형성하는 FokI의 예시적인 조작된 절단 단량체는 제1 절단 단량체가 FokI의 아미노산 잔기 위치 490 및 538에 돌연변이를 포함하고, 제2 절단 단량체가 아미노산 잔기 위치 486 및 499에 돌연변이를 포함하는 쌍을 포함한다. 따라서, 한 실시양태에서, 아미노산 위치 490에서의 돌연변이는 Glu (E)를 Lys (K)로 대체하고; 아미노산 잔기 538에서의 돌연변이는 Ile (I)를 Lys (K)로 대체하고; 아미노산 잔기 486에서의 돌연변이는 Gln (Q)을 Glu (E)로 대체하고; 위치 499에서의 돌연변이는 Ile (I)를 Lys (K)로 대체한다. 구체적으로, 조작된 절단 단량체는 하나의 절단 단량체에서 위치 490을 E로부터 K로 및 538을 I로부터 K로 돌연변이시켜 "E490K:I538K"로 명명된 조작된 절단 단량체를 생성함으로써 및 또다른 절단 단량체에서 위치 486을 Q로부터 E로 및 499를 I로부터 L로 돌연변이시켜 "Q486E:I499L"로 명명된 조작된 절단 단량체를 생성함으로써 제조될 수 있다. 상기 기재된 조작된 절단 단량체는 비정상적 절단이 최소화되거나 제거된 절대 이종이량체 돌연변이체이다. 조작된 절단 단량체는 적합한 방법을 사용하여, 예를 들어, 미국 특허 공개 제20050064474호에 기재된 바와 같이 야생형 절단 단량체 (FokI)의 부위-지정 돌연변이유발에 의해 제조될 수 있다.

상기 기재된 아연 핑거 뉴클레아제는 표적화된 통합의 부위에 이중 가닥 파단을 도입하도록 조작될 수 있다. 이중 가닥 파단은 표적화된 통합의 부위에 있을 수 있거나, 이는 통합의 부위로부터 1, 2, 3, 4, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 100 또는 1000 뉴클레오티드 이하 떨어질 수 있다. 일부 실시양태에서, 이중 가닥 파단은 통합의 부위로부터 1, 2, 3, 4, 5, 10, 15, 또는 20 뉴클레오티드 이하 떨어질 수 있다. 다른 실시양태에서, 이중 가닥 파단은 통합의 부위로부터 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45 또는 50 뉴클레오티드 이하 떨어질 수 있다. 추가의 다른 실시양태에서, 이중 가닥 파단은 통합의 부위로부터 50, 100 또는 1000 뉴클레오티드 이하 떨어질 수 있다.

DRAP 기술은 미국 특허 제6,534,643호; 제6,858,716호 및 제6,830,910호 및 문헌 [Watt et al., 2006]에 기재되었다.

그의 게놈이 마우스가 MHC I 및 MHC II가 결핍되게 하는 유전자 변형을 포함하는 유전자 변형된 면역결핍 마우스의 생성은 착상전 배아 또는 줄기 세포, 예컨대 배아 줄기 (ES) 세포 또는 유도된 다능성 줄기 (iPS) 세포 내로의 유전자 표적화 벡터의 도입에 의해 달성될 수 있다.

용어 "유전자 표적화 벡터"는 예컨대 표적화된 유전자 내로의 삽입 또는 그의 대체에 의해, 특이적 염색체 좌위와 재조합하거나 이를 돌연변이시키는 데 유효한 이중-가닥 재조합 DNA 분자를 지칭한다.

표적화된 유전자 파괴, 예를 들어 돌연변이를 위해, 유전자 표적화 벡터는 재조합 DNA 기법을 사용하여 제조되며, 줄기 세포 내인성 표적 유전자에 상동성인 5' 및 3' 서열을 포함한다. 유전자 표적화 벡터는 임의로 및 바람직하게는 선택가능한 마커, 예컨대 네오마이신 포스포트랜스퍼라제, 히그로마이신 또는 푸로마이신을 더 포함한다. 관련 기술분야의 통상의 기술자는 통상적인 실험 이하로 유전자 표적화 벡터의 포함을 위한 서열을 선택하고, 이들을 사용할 수 있다. 유전자 표적화 벡터는 널리 공지된 방법론을 사용하여 재조합적으로 또는 합성적으로 생성될 수 있다.

착상전 배아 내로의 유전자 표적화 벡터의 DNA 주사의 방법을 위해, 유전자 표적화 벡터를 비-인간 착상전 배아 내로의 주사 전에 선형화한다. 바람직하게는, 유전자 표적화 벡터를 수정된 난모세포 내로 주사한다. 수정된 난모세포를 교배 후 일에 (0.5 dpc) 과배란된 암컷으로부터 수집하고, 발현 구축물과 함께 주사한다. 주사된 난모세포를 밤새 배양하거나 0.5-일 p.c. 가임신 암컷의 난관 내로 직접적으로 전달한다. 과배란, 난모세포의 수확, 유전자 표적화 벡터 주사 및 배아 전달을 위한 방법은 관련 기술분야에 공지되어 있으며, 문헌 [Manipulating the Mouse Embryo: A Laboratory Manual, 3rd edition, Cold Spring Harbor Laboratory Press; December 15, 2002, ISBN-10: 0879695919]에 기재되어 있다. 자손을 DNA 분석, 예컨대 PCR, 서던 블롯 또는 시퀀싱에 의해 표적 유전자 파괴, 예를 들어 돌연변이의 존재에 대해 시험할 수 있다. 파괴된, 예를 들어 돌연변이된 표적 유전자를 갖는 마우스를 예컨대 ELISA 또는 웨스턴 블롯 분석 및/또는 mRNA 발현을 사용함으로써, 예컨대 RT-PCR에 의해 표적 단백질의 발현에 대해 시험할 수 있다.

대안적으로, 유전자 표적화 벡터는 널리 공지된 방법, 예컨대 전기천공, 인산칼슘 침전 및 리포펙션을 사용하여 줄기 세포 (ES 세포 또는 iPS 세포) 내로 형질감염될 수 있다.

마우스 ES 세포를 특정 계통에 대해 최적화된 배지에서 성장시킨다. 전형적으로, ES 배지는 둘베코 변형 이글 배지 (Dulbecco's Modified Eagle Media) (DMEM) 중 15％ 소 태아 혈청 (FBS) 또는 합성 또는 반-합성 등가물, 2 mM 글루타민, 1 mM Na 피루베이트, 0.1 mM 비-필수 아미노산, 50 U/ml 페니실린 및 스트렙토마이신, 0.1 mM 2-머캅토에탄올 및 1000 U/ml LIF (플러스, 일부 세포주에 대해 분화의 화학적 억제제)를 함유한다. 상세한 설명은 관련 기술분야에 공지되어 있다 (Tremml et al., 2008, Current Protocols in Stem Cell Biology, Chapter 1:Unit 1C.4). ES 세포 분화의 억제제의 검토에 대해서는, 문헌 [Buehr, M.,et al. (2003). Genesis of embryonic stem cells. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences 358, 1397-1402]을 참조한다.

세포를 DNA 분석, 예컨대 PCR, 서던 블롯 또는 시퀀싱에 의해 표적 유전자 파괴, 예를 들어 돌연변이에 대해 스크리닝한다. 표적 유전자를 파괴하는 정확한 상동성 재조합 사건을 갖는 세포를 예컨대 ELISA 또는 웨스턴 블롯 분석 및/또는 mRNA 발현을 사용함으로써, 예컨대 RT-PCR에 의해 표적 단백질의 발현에 대해 시험할 수 있다. 바람직한 경우, 선택가능한 마커를 줄기 세포를 Cre 리콤비나제로 처리함으로써 제거할 수 있다. Cre 리콤비나제 처리 후, 세포를 표적 단백질을 코딩하는 핵산의 존재에 대해 분석한다.

표적 유전자를 파괴하는 정확한 게놈 사건을 갖는 선택된 줄기 세포를 착상전 배아 내로 주사할 수 있다. 미세주사를 위해, ES 또는 iPS 세포를 트립신 및 EDTA의 혼합물을 사용하여 단일 세포가 되게 하고, 이어서 ES 배지에 재현탁시킨다. 단일 세포의 군을 미세하게 잡아늘인 유리 바늘 (20 내지 25 마이크로미터 내경)을 사용하여 선택하고, 배아의 투명대를 통해 및 포배 강 (포배강) 내로 미세조작장치로 피팅된 도립 현미경을 사용하여 도입한다. 포배 주사에 대한 대안으로서, 줄기 세포를 초기 단계 배아 (예를 들어 2-세포, 4-세포, 8-세포, 전상실배 또는 상실배) 내로 주사할 수 있다. 주사는 투명대를 천공 개방하는 레이저 또는 피에조 펄스로 보조될 수 있다. 대략 9 내지 10개의 선택된 줄기 세포 (ES 또는 iPS 세포)를 포배, 또는 8-세포 단계 배아 당, 6 내지 9개의 줄기 세포를 4-세포 단계 배아 당, 및 약 6개의 줄기 세포를 2-세포 단계 배아 당 주사한다. 줄기 세포 도입 후, 배아를 37℃에서 5％ CO₂, 5％ O₂에서 질소에서 수 시간 동안 회수하거나, 밤새 배양한 후, 가임신 수용자 암컷 내로 전달한다. 줄기 세포 주사에 대한 추가의 대안에서, 줄기 세포를 상실배 단계 배아와 합할 수 있다. 모든 이들 방법은 널리 확립되어 있으며, 줄기 세포 키메라를 제조하는 데 사용될 수 있다. 보다 상세한 설명에 대해서는 문헌 [Manipulating the Mouse Embryo: A Laboratory Manual, 3rd edition (A. Nagy, M. Gertsenstein, K. Vintersten, R. Behringer, Cold Spring Harbor Laboratory Press; December 15, 2002, ISBN-10: 0879695919], [Nagy et al., 1990, Development 110, 815-821; US7576259: Method for making genetic modifications], US7659442, US 7,294,754, [Kraus et al. 2010, Genesis 48, 394-399]을 참조한다.

가임신 배아 수용자는 관련 기술분야에 공지된 방법을 사용하여 제조된다. 간략하게, 6 내지 8주령의 가임 암컷 마우스를 정관절제되거나 불임 수컷과 교배시켜 외과적으로 도입된 배아를 지지하기 위해 전도성인 호르몬 상태를 유도한다. 2.5 교배후 일 (dpc)에 포배를 함유하는 15개 이하의 줄기 세포를 자궁-난관 연접부 바로 부근의 자궁각 내로 도입한다. 초기 단계 배아 및 상실배에 대해, 이러한 배아를 시험관내에서 포배로 배양하거나, 0.5 dpc 또는 1.5 dpc 가임신 암컷 내로 배아 단계에 따라 난관 내로 삽입한다. 삽입된 배아로부터의 키메라 새끼는 삽입 시의 배아 연령에 따라 전달 후 16 내지 20일에 태어난다. 키메라 수컷을 교배를 위해 선택한다. 자손을 외피 색상 및 핵산 분석, 예컨대 PCR, 서던 블롯 또는 시퀀싱에 의해 ES 세포 게놈의 전달에 대해 분석할 수 있다. 또한, 표적 유전자의 발현을 예컨대 단백질 분석, 예를 들어 면역검정, 또는 기능적 검정에 의해 표적 mRNA 또는 단백질 발현에 대해 분석하여 표적 유전자 파괴를 확인할 수 있다. 표적 유전자 파괴, 예를 들어 돌연변이를 갖는 자손을 상호교배하여 표적 유전자 파괴에 대해 동형접합성인 비-인간 동물을 생성한다. 트랜스제닉 마우스를 면역결핍 마우스와 교배하여 표적 유전자 파괴를 갖는 유사유전자형 면역결핍 계통을 생성한다.

유전자 변형된 마우스를 평가하여 표적 유전자가 마우스가 표적 유전자를 발현하는 능력이 결여되도록 파괴되는지 여부를 측정하는 방법은 널리 공지되어 있으며, 표준 기법, 예컨대 핵산 검정, 분광분석 검정, 면역검정 및 기능적 검정을 들 수 있다.

1종 이상의 표준물을 사용하여 샘플에서의 표적 단백질의 정량적 측정을 허용할 수 있다.

표적 유전자의 추정적 파괴를 갖는 동물에서의 기능적 표적 단백질의 평가를 위한 검정이 수행될 수 있다. 표적 유전자의 추정적 파괴를 갖는 동물에서의 표적 단백질의 기능의 평가를 위한 검정은 본원에 기재되어 있다.

임의로, 본 발명의 측면에 따른 유전자 변형된 면역결핍 마우스는 선택적 교배에 의해 생성된다. 제1 바람직한 유전자형을 갖는 마우스의 제1 모 계통을 제2 바람직한 유전자형을 갖는 마우스의 제2 모 계통과 교배시켜 제1 및 제2 바람직한 유전자형을 갖는 유전자 변형된 마우스인 자손을 생성할 수 있다. 예를 들어, 면역결핍성인 제1 마우스를 MHC I의 발현이 부재하거나 감소되도록 MHC I 유전자 파괴를 갖는 제2 마우스와 교배시켜 면역결핍성이고, MHC I의 발현이 부재하거나 감소되도록 MHC I 유전자 파괴를 갖는 자손을 생성할 수 있다. 추가의 예에서, NSG 마우스를 표적 유전자의 발현이 부재하거나 감소되도록 표적 유전자 파괴를 갖는 마우스와 교배시켜 면역결핍성이고, 표적 단백질의 발현이 부재하거나 감소되도록 표적 유전자 파괴를 갖는 자손을 생성할 수 있다.

본 발명의 측면은 실질적으로 모든 그들의 세포에서 표적 유전자 파괴를 포함하는 유전자 변형된 면역결핍 마우스, 뿐만 아니라 일부, 그러나 전부는 아닌 그들의 세포에서 표적 유전자 파괴를 포함하는 유전자 변형된 마우스를 제공한다.

면역결핍

용어 "면역결핍 비-인간 동물"은 기능적 면역 세포, 예컨대 T 세포 및 B 세포의 결여; DNA 복구 결함; 림프구 상의 항원-특이적 수용체를 코딩하는 유전자의 재배열에서의 결함; 및 면역 기능적 분자, 예컨대 IgM, IgG1, IgG2a, IgG2b, IgG3 및 IgA의 결여 중 하나 이상을 특징으로 하는 비-인간 동물을 지칭한다.

본 발명의 측면에 따르면, 그의 게놈이 비-인간 동물을 MHC I 및 MHC II 활성이 결핍되게 하는 유전자 변형을 포함하는 유전자 변형된 면역결핍 비-인간 동물은 마우스가 본 발명의 측면에 따라 제공된다. 본원의 설명은 주로 유전자 변형된 면역결핍 비-인간 동물이 마우스인 본 발명의 측면을 지칭하지만, 유전자 변형된 면역결핍 비-인간 동물은 또한 포유동물, 예컨대 래트, 저빌, 기니아 피그, 햄스터, 토끼, 돼지, 양, 또는 비-인간 영장류일 수 있다.

용어 "면역결핍 마우스"는 기능적 면역 세포, 예컨대 T 세포 및 B 세포의 결여; DNA 복구 결함; 림프구 상의 항원-특이적 수용체를 코딩하는 유전자의 재배열에서의 결함; 및 면역 기능적 분자, 예컨대 IgM, IgG1, IgG2a, IgG2b, IgG3 및 IgA의 결여 중 하나 이상을 특징으로 하는 마우스를 지칭한다. 면역결핍 마우스는 면역 기능에 관여하는 유전자, 예컨대 Rag1 및 Rag2에서의 하나 이상의 결핍을 특징으로 할 수 있다 (문헌 [Oettinger, M.A et al., Science, 248:1517-1523, 1990]; 및 [Schatz, D. G. et al., Cell, 59:1035-1048, 1989]). 면역결핍 마우스는 마우스에서의 비정상적 면역 기능을 초래하는 이들 또는 다른 결함 중 임의의 것을 가질 수 있다.

특히 유용한 면역결핍 마우스 계통은 문헌 [Shultz LD et al., 2005, J. Immunol, 174:6477-89]에 상세히 기재된, 통상적으로 NOD scid 감마 (NSG) 마우스로 지칭되는 NOD.Cg-Prkdc ^scid Il2rg ^tm1Wjl /SzJ이다. NSG는 더 잭슨 래버러토리 (The Jackson Laboratory)에서 개발된 마우스 하위계통의 대표이다. 다른 유사한 마우스 하위계통은 NSG를 제조하는 데 사용될 수 있으며, 본 발명에 의해 포함되는 것으로 의도된다. 다른 유용한 면역결핍 마우스 계통으로는 통상적으로 NRG 마우스로 지칭되는 NOD.Cg-Rag1 ^tm1Mom Il2rg ^tm1Wjl /SzJ (문헌, [Shultz LD et al., 2008, Clin Exp Immunol 154(2):270-84] 참조); 및 예컨대 문헌 [Ito, M. et al., Blood 100, 3175-3182 (2002)]에 상세히 기재된, 통상적으로 NOG 마우스로 지칭되는 NOD.Cg-Prkdc ^scid Il2rg ^tm1Sug /JicTac 또는 NOD/Shi-scid-IL2rγ^null을 들 수 있다.

용어 "중증 혼합 면역 결핍증 (SCID)"은 T 세포의 부재 및 B 세포 기능의 결여를 특징으로 하는 상태를 지칭한다.

SCID의 통상적인 형태로는 IL2RG 유전자에서의 감마 쇄 유전자 돌연변이 및 림프구 표현형 T(-) B(+) NK(-)를 특징으로 하는 X-연관 SCID; 및 Jak3 유전자 돌연변이 및 림프구 표현형 T(-) B(+) NK(-), ADA 유전자 돌연변이 및 림프구 표현형 T(-) B(-) NK(-), IL-7R 알파-쇄 돌연변이 및 림프구 표현형 T(-) B(+) NK(+), CD3 델타 또는 엡실론 돌연변이 및 림프구 표현형 T(-) B(+) NK(+), RAG1/RAG2 돌연변이 및 림프구 표현형 T(-) B(-) NK(+), 아르테미스 유전자 돌연변이 및 림프구 표현형 T(-) B(-) NK(+), CD45 유전자 돌연변이 및 림프구 표현형 T(-) B(+) NK(+)를 특징으로 하는 상염색체 열성 SCID를 들 수 있다.

추가의 측면에서, 유전자 변형된 면역결핍 마우스는 마우스가 결함성 내인성 DNA-의존성 단백질 키나제, 촉매 서브유닛 및/또는 감소된 양의 내인성 DNA-의존성 단백질 키나제, 촉매 서브유닛을 발현하도록 유발하는 DNA-의존성 단백질 키나제, 촉매 서브유닛 (Prkdc)을 코딩하는 그의 내인성 유전자에서의 결함을 갖거나, 마우스는 내인성 DNA-의존성 단백질 키나제, 촉매 서브유닛을 전혀 발현하지 않을 수 있다. 면역결핍 마우스는 그것이 기능적 내인성 Prkdc 유전자가 결여되도록 임의로 Prkdc 널 (null)일 수 있다.

본 발명의 측면에 따른 유전자 변형된 마우스는 통상적으로 scid 돌연변이로 지칭되는 중증 혼합 면역결핍 돌연변이 (Prkdc ^scid )를 갖는다. scid 돌연변이는 널리 공지되어 있으며, 문헌 [Bosma, et al., Immunogenetics 29:54-56, 1989]에 기재된 바와 같이 마우스 염색체 16 상에 위치한다. scid 돌연변이에 대해 동형접합성인 마우스는 기능적 T 세포 및 B 세포의 부재, 림프구감소증, 저글로불린혈증 및 정상 조혈 미세환경을 특징으로 한다. scid 돌연변이는 예를 들어, 널리 공지된 방법, 예컨대 PCR 또는 유동 세포측정법을 사용한 scid 돌연변이에 대한 마커의 검출에 의해 검출될 수 있다.

본 발명의 측면에 따른 유전자 변형된 마우스는 IL2 수용체 감마 쇄 결핍을 갖는다. 용어 "IL2 수용체 감마 쇄 결핍"은 감소된 IL2 수용체 감마 쇄를 지칭한다. 감소된 IL2 수용체 감마 쇄는 유전자 결실 또는 돌연변이에 기인할 수 있다. 감소된 IL2 수용체 감마 쇄는 예를 들어, 널리 공지된 방법을 사용한 IL2 수용체 감마 쇄 유전자 결실 또는 돌연변이의 검출 및/또는 감소된 IL2 수용체 감마 쇄 발현의 검출에 의해 검출될 수 있다.

본 발명의 측면에 따르면, 그의 게놈이 유전자 변형을 포함하는 유전자 변형된 면역결핍 NSG 마우스가 제공되며, 여기서 유전자 변형은 면역결핍 마우스가 MHC I 및 MHC II가 결핍되게 하고 이에 따라 유전자 변형된 면역결핍 NSG 마우스는 기능적 MHC I이 결여되고, 기능적 MHC II가 결여된다.

본 발명의 측면에 따르면, 그의 게놈이 유전자 변형을 포함하는 유전자 변형된 면역결핍 NRG 마우스가 제공되며, 여기서 유전자 변형은 면역결핍 마우스가 MHC I 및 MHC II가 결핍되게 하고 이에 따라 유전자 변형된 면역결핍 NRG 마우스는 기능적 MHC I이 결여되고, 기능적 MHC II가 결여된다.

본 발명의 측면에 따르면, 그의 게놈이 유전자 변형을 포함하는 유전자 변형된 면역결핍 NOG 마우스가 제공되며, 여기서 유전자 변형은 면역결핍 마우스가 MHC I 및 MHC II가 결핍되게 하고 이에 따라 유전자 변형된 면역결핍 NOG 마우스는 기능적 MHC I이 결여되고, 기능적 MHC II가 결여되고, 단, 면역결핍 마우스는 β2m (MHC I의 성분) 넉아웃 및 IAβ (MHC II의 경쇄) 넉아웃을 특징으로 하는 NOD/Shi-scid-IL2rγ^null 마우스가 아니다.

NSG- (K ^b D ^b ) ^null ( IA ^null ) 마우스

본 발명의 측면에 따르면, MHC 부류 I 및 MHC 부류 II가 결핍된 유전자 변형된 면역결핍 마우스는 기능적 MHC I이 결여되고, 기능적 MHC II가 결여된 NOD.Cg-Prkdc ^scid H2-K1 ^tm1Bpe H2-Ab1 ^em1Mvw H2-D1 ^tm1Bpe Il2rg ^tm1Wjl /SzJ (NSG-(K ^b D ^b ) ^null(IA ^null )로 약칭됨) 마우스이다. NSG-(K ^b D ^b ) ^null(IA ^null ) 마우스는 H2-K 및 H2-D MHC I α 단백질 하위부류의 동형접합성 널 돌연변이 ((K ^b D ^b ) ^null로 약칭됨)로 인해 기능적 MHC I이 결여된다. NSG-(K ^b D ^b ) ^null(IA ^null ) 마우스는 MHC II의 H-2A 하위부류의 동형접합성 널 돌연변이 (IA ^null 로 약칭됨)로 인해 기능적 MHC II가 결여된다.

NSG-(K ^b D ^b ) ^null(IA ^null ) 및 NSG-B2M ^null (IA IE) ^null 마우스 둘 다는 기능적 MHC I 및 MHC II가 결여되지만, 예상치 않게, NSG-(K ^b D ^b ) ^null(IA ^null ) 마우스에서의 인간 IgG 청소율은 NSG-B2M ^null (IA IE) ^null 마우스의 그것과 유의하게 상이하다. NSG-(K ^b D ^b ) ^null(IA ^null ) 마우스는 느린 인간 IgG 청소율 패턴 (NSG 마우스에서 관찰되는 것과 유사함; NSG 마우스는 기능적 MHC I 및 MHC II를 가짐을 주목한다)을 나타내는 반면, NSG-B2M ^null (IA IE) ^null 마우스는 그것이 이 마우스 모델이 항체 시험에 사용하기에 적합하지 않게 하도록 급속한 IgG 청소율을 나타낸다 (도 2 참조). 본 발명의 NSG-(K ^b D ^b ) ^null(IA ^null ) 마우스는 인간 IgG의 투여 후 2일의 기간에 투여된 인간 IgG의 60％ 이하의 청소율, 예컨대 70％, 80％, 또는 90％ 이하의 청소율을 특징으로 한다. 인간 IgG의 약 90％는 약 2주 후에 NSG-(K ^b D ^b ) ^null(IA ^null ) 마우스에서 청소되었다. 마우스에게 투여된 인간 IgG에 관하여 사용된 용어 "청소율"은 마우스로부터의 기능적 인간 IgG의 제거의 프로세스를 지칭한다.

NSG- B2M ^null (IA IE) ^null 마우스

본 발명의 측면에 따르면, 기능적 MHC I이 결여되고, 기능적 MHC II가 결여된 MHC 부류 I 및 MHC 부류 II가 결핍된 유전자 변형된 면역결핍 마우스는 NOD.Cg-Prkdc ^scid H2-K1 ^tm1Bpe H2-Ab1 ^em1Mvw H2-D1 ^tm1Bpe Il2rg ^tm1Wjl Tg(Ins2-HBEGF)6832Ugfm/Sz (NSG-B2M ^null (IA IE) ^null 로 약칭됨) 마우스이다. NSG-B2M ^null (IA IE) ^null 마우스는 β2 마이크로글로불린의 동형접합성 널 돌연변이 (B2M ^null 로 약칭됨)로 인해 기능적 MHC I이 결여된다. NSG-B2M ^null (IA IE) ^null 마우스는 MHC II의 H-2A 및 H-2E 하위부류의 동형접합성 널 돌연변이 ((IA IE) ^null 로 약칭됨)로 인해 기능적 MHC II가 결여된다.

NSG-B2M ^null (IA IE ^null ) 마우스에서 인간 IgG의 급속한 청소율이 관찰되었다. 인간 IgG의 약 90％는 약 2일 후에 NSG-B2M ^null (IA IE ^null ) 마우스에서 청소되었다. 도 2를 참조한다.

NSG-RIP-DTR (K ^b D ^b ) ^null ( IA ^null ) 마우스

본 발명의 측면에 따르면, 기능적 MHC I이 결여되고, 기능적 MHC II가 결여된 MHC 부류 I 및 MHC 부류 II가 결핍된 유전자 변형된 면역결핍 마우스는 NSG 배경 상의 래트 인슐린 프로모터의 제어 하에서 디프테리아 독소 수용체를 발현하는, NSG-RIP-DTR (K ^b D ^b ) ^null(IA ^null )로 약칭되는 NOD.Cg-Prkdc ^scid H2-K1 ^tm1Bpe H2-Ab1 ^em1Mvw H2-D1 ^tm1Bpe Il2rg ^tm1Wjl Tg(Ins2-HBEGF)6832Ugfm/Sz 트랜스제닉 마우스이다. 래트 인슐린 프로모터의 제어 하에서 디프테리아 독소 수용체를 발현하는 마우스 내로의 디프테리아 독소 (DT)의 주사는 마우스 췌장 베타 세포 사멸 및 고혈당증을 초래한다. NSG-RIP-DTR (K ^b D ^b ) ^null(IA ^null ) 계통은 마우스 췌장 베타 세포의 완전하고 특이적인 제거를 허용하며, 이는 당뇨유발성 약물, 예컨대 스트렙토조토신의 독성 효과를 폭넓게 회피한다.

동종 및/또는 이종 세포를 포함하는 마우스 모델

본 발명의 측면에 따른 유전자 변형된 면역결핍 마우스는 동종 및/또는 이종 세포 또는 조직을 더 포함한다. 동종 및/또는 이종 세포 또는 조직이 투여된 본 발명의 유전자 변형된 면역결핍 마우스의 증가된 생존은 마우스가 기능적 MHC I 및 기능적 MHC II가 결여되기 때문에 이식편 대 숙주 질환 (GVHD)의 감소 또는 부재로 인해 관찰된다. 예를 들어, 기능적 MHC I 및 기능적 MHC II가 결여된 유전자 변형된 면역결핍 마우스는 기능적 MHC I 및 기능적 MHC II가 결여되지 않은 동일한 유형의 면역결핍 마우스에서보다 유전자 변형된 면역결핍 마우스에의 동종 및/또는 이종 세포 또는 조직의 투여 후에 더 길게 생존한다.

기능적 MHC I 및 기능적 MHC II가 결여된 유전자 변형된 면역결핍 마우스에게 투여되는 동종 및/또는 이종 세포 또는 조직은 공급원 또는 유형에 관하여 제한되지 않는다. 기능적 MHC I 및 기능적 MHC II가 결여된 유전자 변형된 면역결핍 마우스에의 동종 및/또는 이종 세포 또는 조직의 투여는 투여되는 동종 및/또는 이종 세포 또는 조직의 유형에 따라 다양한 용도를 위한 마우스 모델을 제공한다. 투여되는 이종 세포 또는 조직으로는 인간 췌장 세포; 인간 췌장 소도; 인간 췌장 베타 세포; 줄기 세포, 예컨대 인간 CD34+ 세포 (그러나, 이에 제한되지는 않음); 인간 환자-유래된 1차 인간 종양 세포; 인간 종양 세포주 세포; 인간 간세포; 인간 조혈 세포; 인간 분화된 혈액 세포, 예컨대 백혈구, 적혈구, 림프구, 단핵구, 호중구, 호산구, 호염기구, 혈소판, NK 세포, 인간 말초 혈액 단핵 세포 (PBMC)의 단리되거나 혼합된 집단, 및 세포 또는 조직의 2종 이상의 유형의 조합을 들 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.

투여되는 동종 및/또는 이종 세포 또는 조직으로는 비-인간 췌장 세포; 비-인간 췌장 소도; 비-인간 췌장 베타 세포; 줄기 세포, 예컨대 비-인간 CD34+ 세포 (그러나, 이에 제한되지는 않음); 비- 비-인간 1차 종양 세포; 비-인간 종양 세포주 세포; 비-인간 간세포; 비-인간 조혈 세포; 비-인간 분화된 혈액 세포, 예컨대 백혈구, 적혈구, 림프구, 단핵구, 호중구, 호산구, 호염기구, 혈소판, NK 세포, 및 비-인간 말초 혈액 단핵 세포의 단리되거나 혼합된 집단, 및 세포 또는 조직의 2종 이상의 유형의 조합을 들 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.

임의로, 기능적 MHC I 및 기능적 MHC II가 결여된 유전자 변형된 면역결핍 마우스에게 투여되는 동종 및/또는 이종 세포 또는 조직은 유전자 변형된다.

본 발명의 특정 측면에 따르면, 인간 T 세포는 기능적 MHC I 및 기능적 MHC II가 결여된 면역결핍 유전자 변형된 마우스에게 투여된다. 인간 T 세포는 인간 T 세포의 단리된 집단으로서, 마우스에서 인간 T 세포로 분화될 인간 줄기 세포 또는 인간 전구체 세포의 집단으로서, 또는 인간 T 세포가 하위세트인 세포의 혼합된 집단으로서 투여될 수 있다.

본 발명의 특정 측면에 따르면, 인간 종양 세포는 기능적 MHC I 및 기능적 MHC II가 결여된 면역결핍 유전자 변형된 마우스에게 투여된다. 인간 종양 세포는 인간 종양 세포, 예컨대 인간 환자-유래된 1차 인간 종양 세포 또는 인간 종양 세포주 세포 (그러나, 이에 제한되지는 않음)의 단리된 집단으로서, 또는 인간 종양 세포가 하위세트인 세포의 혼합된 집단으로서 투여될 수 있다.

동종 및/또는 이종 세포 또는 조직은 다양한 경로, 예컨대 정맥내 또는 복강내 투여 (그러나, 이에 제한되지는 않음)를 통해 본 발명의 유전자 변형된 면역결핍 마우스 내로 투여될 수 있다.

동종 및/또는 이종 세포 또는 조직은 1회 이상 유전자 변형된 면역결핍 마우스에게 투여될 수 있다. 동종 및/또는 이종 세포 또는 조직이 투여된 본 발명의 기능적 MHC I 및 기능적 MHC II가 결여된 유전자 변형된 면역결핍 마우스의 증가된 생존은 이식편 대 숙주 질환 (GVHD)의 감소 또는 부재에 기인한다.

본 발명의 측면에 따르면, 분화된 동종 및/또는 이종 세포 또는 조직은 면역결핍 유전자 변형된 마우스에서 생착되고, 마우스에서 줄기 세포의 분화에 의해 분화된 세포 또는 조직을 생성하는 줄기 세포의 1종 이상의 유형의 투여에 의해 기능적 MHC I 및 기능적 MHC II가 결여된 면역결핍 유전자 변형된 마우스에게 도입된다.

투여되는 동종 및/또는 이종 세포의 수는 제한적인 것으로 간주되지 않는다. 따라서, 투여되는 동종 및/또는 이종 세포의 수는 일반적으로 1 x 10³개 내지 1 x 10⁸개 (1,000개 내지 100,000,000개)의 범위에 있지만, 그 초과 또는 그 미만이 사용될 수 있다.

따라서, 본 발명의 측면에 따른 방법은 약 1 x 10³개 (1000개) 내지 약 1 x 10⁸개 (100,000,000개), 약 1 x 10⁴개 (10,000개) 내지 약 1 x 10⁸개(100,000,000개), 약 1 x 10⁴개 (10,000개) 내지 약 1 x 10⁷개(10,000,000개), 약 1 x 10⁵개 (100,000개) 내지 약 1 x 10⁷개(10,000,000개), 약 1 x 10³개 (1,000개) 내지 약 1 x 10⁴개 (10,000개), 약 5 x 10³개 (5,000개) 내지 약 5 x 10⁴개(50,000개), 약 1 x 10⁴개 (10,000개) 내지 약 1 x 10⁵개(100,000개), 약 5 x 10⁴개(50,000개) 내지 약 5 x 10⁵개(500,000개), 약 1 x 10⁶개 (1,000,000개) 내지 약 1 x 10⁸개(100,000,000개), 약 5 x 10⁶개 (5,000,000개) 내지 약 1 x 10⁸개(100,000,000개), 약 1 x 10⁷개(10,000,000개) 내지 약 1 x 10⁸개(100,000,000개), 약 2 x 10⁴개 (20,000개) 내지 약 5 x 10⁵개(500,000개), 또는 약 5 x 10⁴개 (50,000개) 내지 약 2 x 10⁵개(200,000개)의 동종 및/또는 이종 세포를 면역결핍 유전자 변형된 마우스에 투여하는 것을 포함할 수 있다. 방법은 적어도 약 1 x 10²개(100개), 약 2 x 10²개(200개), 약 3 x 10²개(300개), 약 4 x 10²개(400개), 약 5 x 10²개(500개), 약 6 x 10²개(600개), 약 7 x 10²개(700개), 약 8 x 10²개(800개), 약 9 x 10²개(900개), 약 1 x 10³개 (1000개), 약 2 x 10³개(2000개), 약 3 x 10³개(3000개), 약 4 x 10³개(4000개), 약 5 x 10³개(5000개), 약 6 x 10³개(6000개), 약 7 x 10³개(7000개), 약 8 x 10³개(8000개), 약 9 x 10³개(9000개), 약 1 x 10⁴개(10,000개), 약 2 x 10⁴개(20,000개), 약 3 x 10⁴개(30,000개), 약 4 x 10⁴개(40,000개), 약 5 x 10⁴개(50,000개), 약 6 x 10⁴개(60,000개), 약 7 x 10⁴개(70,000개), 약 8 x 10⁴개(80,000개), 약 9 x 10⁴개(90,000개), 약 1 x 10⁵개(100,000개), 약 2 x 10⁵개(200,000개), 약 3 x 10⁵개(300,000개), 약 4 x 10⁵개(400,000개), 약 5 x 10⁵개(500,000개), 약 6 x 10⁵개(600,000개), 약 7 x 10⁵개(700,000개), 약 8 x 10⁵개(800,000개), 약 9 x 10⁵개(900,000개), 약 1 x 10⁶개(1,000,000개), 약 2 x 10⁶개(2,000,000개), 약 3 x 10⁶개(3,000,000개), 약 4 x 10⁶개(4,000,000개), 약 5 x 10⁶개(5,000,000개), 약 6 x 10⁶개(6,000,000개), 약 7 x 10⁶개(7,000,000개), 약 8 x 10⁶개(8,000,000개), 약 9 x 10⁶개(9,000,000개), 약 1 x 10⁷개(10,000,000개), 약 2 x 10⁷개(20,000,000개), 약 3 x 10⁷개(30,000,000개), 약 4 x 10⁷개(40,000,000개), 약 5 x 10⁷개(50,000,000개), 약 6 x 10⁷개(60,000,000개), 약 7 x 10⁷개(70,000,000개), 약 8 x 10⁷개(80,000,000개), 약 9 x 10⁷개(90,000,000개), 또는 약 1 x 10⁸개(100,000,000개)의 동종 및/또는 이종 세포를 면역결핍 유전자 변형된 마우스에게 투여하는 것을 포함할 수 있다. 통상의 기술자는 구체적인 마우스에게 투여되는 동종 및/또는 이종 세포의 수를 통상적인 실험 이하를 사용하여 결정할 수 있을 것이다.

동종 및/또는 이종 세포를 마우스에게 투여하는 것은 동종 및/또는 이종 세포를 포함하는 조성물을 마우스에게 투여하는 것을 포함할 수 있다. 조성물은 예를 들어, 물, 긴장성-조정제 (예를 들어, 염, 예컨대 염화나트륨), pH 완충제 (예를 들어, 시트레이트), 및/또는 당 (예를 들어, 글루코스)을 더 포함할 수 있다.

유전자 변형된 면역결핍 동물에서의 동종 및/또는 이종 조혈 줄기 세포의 생착은 분화된 동종 및/또는 이종 세포, 예컨대 본 발명의 유전자 변형된 면역결핍 마우스에서의 조혈 세포의 존재를 특징으로 한다. 동종 및/또는 이종 세포의 생착은 임의의 다양한 방법, 예컨대 동종 및/또는 이종이 세포의 투여 후 1개 이상의 시점에서의 투여되는 동물에서의 세포의 유동 세포측정 분석 (그러나, 이에 제한되지는 않음)에 의해 평가될 수 있다.

종양 이종이식편

본 발명의 다양한 측면은 이종 종양 세포를 본 발명의 유전자 변형된 면역결핍 마우스에게 투여하는 것에 관한 것이다.

본 발명의 유전자 변형된 면역결핍 마우스에게 투여되는 이종 종양 세포는 종양 세포주의 세포 및 1차 종양 세포를 포함하나 이에 제한되지는 않는 다양한 종양 세포 중 임의의 것일 수 있다. 이종 종양 세포는 다양한 유기체, 바람직하게는 인간, 비-인간 영장류, 래트, 기니아 피그, 토끼, 고양이, 개, 말, 소, 염소, 돼지 및 양을 비롯한 포유동물 중 임의의 것으로부터 유래될 수 있다.

본 발명의 구체적인 측면에 따르면, 이종 종양 세포는 인간 종양 세포이다. 본 발명의 구체적인 측면에 따르면, 인간 종양 세포는 인간으로부터 얻어진 샘플에, 예컨대 혈액 샘플, 조직 샘플, 또는 인간 종양의 생검에 의해 얻어진 샘플 (그러나, 이에 제한되지는 않음)에 존재한다.

인간으로부터 얻어진 종양 세포는 본 발명의 유전자 변형된 면역결핍 마우스에게 직접적으로 투여될 수 있거나, 유전자 변형된 면역결핍 마우스에의 투여 전에 시험관내에서 배양될 수 있다.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "종양"은 전-신생물성 과다증식, 상피내암, 신생물, 전이 및 고형 및 비-고형 종양을 포함하나 이에 제한되지는 않는 비규칙화된 성장을 특징으로 하는 세포를 지칭한다. 종양의 예는 림프종, 백혈병, 편평 세포 암, 소세포 폐암, 비-소세포 폐암, 폐의 선암종, 폐의 편평 암종, 복막의 암, 부신암, 항문암, 담관암, 방광암, 뇌암, 유방암, 삼중 음성 유방암, 중추 또는 말초 신경계 암, 자궁경부암, 결장암, 결장직장암, 자궁내막암, 식도암, 담낭암, 위장암, 교모세포종, 두경부암, 신장암, 간암, 비인두암, 비강암, 구강인두암, 구강암, 골육중, 난소암, 췌장암, 부갑상선암, 뇌하수체암, 전립선암, 망막모세포종, 육종, 타액선암, 피부암, 소장암, 위암, 고환암, 흉선암, 갑상선암, 자궁암, 질암 및 음문암을 포함하나 이에 제한되지는 않는 암에 의해 유발된 것들이다.

종양 세포를 유전자 변형된 면역결핍 마우스에게 투여하는 것은 관련 기술분야에 인식된 바와 같은 적합한 임의의 방법일 수 있다. 예를 들어, 투여는 세포를 기관, 체강, 또는 혈관 내로 예컨대 주사 또는 삽입, 예컨대 피하 및/또는 복강내 삽입에 의해 투여하는 것을 포함할 수 있다. 종양 세포는 종양 덩어리, 종양 세포의 무리로서 또는 해리된 세포로서 투여될 수 있다.

종양 세포는 다양한 경로에 의해, 예컨대 피하 주사, 복강내 주사 또는 꼬리 정맥 내로의 주사에 의해 (그러나, 이에 제한되지는 않음) 투여될 수 있다.

이종 종양 세포의 생착은 임의의 다양한 방법, 예컨대 종양 형성의 징후에 대한 마우스의 육안 검사 (그러나, 이에 제한되지는 않음)에 의해 평가될 수 있다.

살아있는 마우스에서의 측정, 살아있는 마우스로부터 절제된 종양의 측정 또는 상피내 또는 죽은 마우스로부터 절제된 종양의 측정을 포함하나 이에 제한되지는 않는 임의의 다양한 방법은 이종 종양의 성장을 측정하는 데 사용될 수 있다. 측정은 측정 기기, 예컨대 캘리퍼스를 사용하여, 하나 이상의 영상화 기법, 예컨대 초음파검사, 컴퓨터 단층촬영술, 양전자 방출 단층촬영술, 형광 영상화, 생체발광 영상화, 자기 공명 영상화 및 이들 또는 다른 종양 측정 방법 중 임의의 2종 이상의 조합을 사용한 측정으로 얻어질 수 있다. 이종 종양 세포를 함유하는 마우스로부터 얻어진 샘플 중의 종양 세포의 수는 특히 비-고형 종양에 대해 종양 성장을 측정하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 혈액 샘플 중의 비-고형 종양 세포의 수를 평가하여 마우스에서의 비-고형 종양의 성장의 측정을 얻을 수 있다.

투여되는 종양 세포의 수는 제한적인 것으로 간주되지 않는다. 단일 종양 세포는 본원에 기재된 유전자 변형된 면역결핍 동물에서 검출가능한 종양으로 확장될 수 있다. 투여되는 종양 세포의 수는 일반적으로 10³개(1,000개) 내지 1x10⁸개(100,000,000개)의 종양 세포의 범위이지만, 그 초과 또는 그 미만이 투여될 수 있다.

따라서, 본 발명의 측면에 따른 방법은 약 1 x 10²개 (100개) 내지 약 1 x 10⁸개(100,000,000개), 약 1 x 10³개 (1,000개) 내지 약 1 x 10⁵개(100,000개), 약 1 x 10⁴개 (10,000개) 내지 약 1 x 10⁶개(1,000,000개), 약 1 x 10⁵개 (100,000개) 내지 약 1 x 10⁷개(10,000,000개), 약 1 x 10³개 (1000개) 내지 약 1 x 10⁴개(10,000개), 약 5 x 10³개 (5,000개) 내지 약 5 x 10⁴개(50,000개), 약 1 x 10⁴개 (10,000개) 내지 약 1 x 10⁵개(100,000개), 약 5 x 10⁴개 (50,000개) 내지 약 5 x 10⁵개(500,000개), 약 1 x 10⁵개 (100,000개) 내지 약 1 x 10⁶개(1,000,000개), 약 5 x 10⁵개 (500,000개) 내지 약 5 x 10⁶개(5,000,000개), 약 1 x 10⁶개 (1,000,000개) 내지 약 1 x 10⁷개(10,000,000개), 약 2 x 10⁴개 (20,000개) 내지 약 5 x 10⁵개(500,000개), 또는 약 5 x 10⁴개 (50,000개) 내지 약 2 x 10⁵개 (200,000개)의 이종 종양 세포, 예컨대 인간 종양 세포를 유전자 변형된 면역결핍 마우스에게 투여하는 것을 포함할 수 있다. 방법은 적어도 약 1 x 10²개(100개), 약 2 x 10²개(200개), 약 3 x 10²개(300개), 약 4 x 10²개(400개), 약 5 x 10²개(500개), 약 6 x 10²개(600개), 약 7 x 10²개(700개), 약 8 x 10²개(800개), 약 9 x 10²개(900개), 약 1 x 10³개(1,000개), 약 2 x 10³개(2,000개), 약 3 x 10³개(3,000개), 약 4 x 10³개(4000개), 약 5 x 10³개(5,000개), 약 6 x 10³개(6,000개), 약 7 x 10³개(7,000개), 약 8 x 10³개(8,000개), 약 9 x 10³개(9,000개), 약 1 x 10⁴개(10,000개), 약 2 x 10⁴개(20,000개), 약 3 x 10⁴개(30,000개), 약 4 x 10⁴개(40,000개), 약 5 x 10⁴개(50,000개), 약 6 x 10⁴개(60,000개), 약 7 x 10⁴개(70,000개), 약 8 x 10⁴개(80,000개), 약 9 x 10⁴개(90,000개), 약 1 x 10⁵개(100,000개), 약 2 x 10⁵개(200,000개), 약 3 x 10⁵개(300,000개), 약 4 x 10⁵개(400,000개), 약 5 x 10⁵개(500,000개), 약 6 x 10⁵개(600,000개), 약 7 x 10⁵개(700,000개), 약 8 x 10⁵개(800,000개), 약 9 x 10⁵개(900,000개), 약 1 x 10⁶개(1,000,000개), 약 2 x 10⁶개(2,000,000개), 약 3 x 10⁶개(3,000,000개), 약 4 x 10⁶개(4,000,000개), 약 5 x 10⁶개(5,000,000개), 약 6 x 10⁶개(6,000,000개), 약 7 x 10⁶개(7,000,000개), 약 8 x 10⁶개(8,000,000개), 약 9 x 10⁶개(9,000,000개), 또는 약 1 x 10⁷개(10,000,000개)의 이종 종양 세포, 예컨대 인간 종양 세포를 면역결핍 QUAD 마우스에게 투여하는 것을 포함할 수 있다. 방법은 약 1 x 10²개(100개), 약 2 x 10²개(200개), 약 3 x 10²개(300개), 약 4 x 10²개(400개), 약 5 x 10²개(500개), 약 6 x 10²개(600개), 약 7 x 10²개(700개), 약 8 x 10²개(800개), 약 9 x 10²개(900개), 약 1 x 10³개 (1,000개), 약 2 x 10³개(2,000개), 약 3 x 10³개(3,000개), 약 4 x 10³개(4,000개), 약 5 x 10³개(5,000개), 약 6 x 10³개(6,000개), 약 7 x 10³개(7,000개), 약 8 x 10³개(8,000개), 약 9 x 10³개(9,000개), 약 1 x 10⁴개(10,000개), 약 2 x 10⁴개(20,000개), 약 3 x 10⁴개(30,000개), 약 4 x 10⁴개(40,000개), 약 5 x 10⁴개(50,000개), 약 6 x 10⁴개(60,000개), 약 7 x 10⁴개(70,000개), 약 8 x 10⁴개(80,000개), 약 9 x 10⁴개(90,000개), 약 1 x 10⁵개(100,000개), 약 2 x 10⁵개(200,000개), 약 3 x 10⁵개(300,000개), 약 4 x 10⁵개(400,000개), 약 5 x 10⁵개(500,000개), 약 6 x 10⁵개(600,000개), 약 7 x 10⁵개(700,000개), 약 8 x 10⁵개(800,000개), 약 9 x 10⁵개(900,000개), 약 1 x 10⁶개(1,000,000개), 약 2 x 10⁶개(2,000,000개), 약 3 x 10⁶개(3,000,000개), 약 4 x 10⁶개(4,000,000개), 약 5 x 10⁶개(5,000,000개), 약 6 x 10⁶개(6,000,000개), 약 7 x 10⁶개(7,000,000개), 약 8 x 10⁶개(8,000,000개), 약 9 x 10⁶개(9,000,000개), 약 1 x 10⁷개(10,000,000개), 또는 약 1 x 10⁸개 (100,000,000개)의 이종 종양 세포, 예컨대 인간 종양 세포를 유전자 변형된 면역결핍 마우스에게 투여하는 것을 포함할 수 있다. 통상의 기술자는 구체적인 마우스에게 투여되어야 하는 이종 종양 세포의 수를 통상적인 실험 이하를 사용하여 결정할 수 있을 것이다.

본 발명의 측면에 따르면, 이종 종양 세포 및 이종 백혈구는 유전자 변형된 면역결핍 마우스에게 투여된다. 이종 종양 세포 및 이종 백혈구는 동시에 또는 상이한 시간에 투여될 수 있다.

본 발명의 측면에 따르면, 종양 세포는 투여되는 백혈구와 동일한 종으로부터 유래된다. 측면에 따르면, 본 발명의 유전자 변형된 면역결핍 마우스에게 투여되는 종양 세포 및 백혈구 둘 다는 인간 세포이다.

본 발명의 측면에 따르면, 이종 종양 세포 및 이종 T 세포는 유전자 변형된 면역결핍 마우스에게 투여된다. 이종 종양 세포 및 이종 T 세포는 동시에 또는 상이한 시간에 투여될 수 있다.

본 발명의 측면에 따르면, 종양 세포는 투여되는 T 세포와 동일한 종으로부터 유래된다. 측면에 따르면, 본 발명의 유전자 변형된 면역결핍 마우스에게 투여되는 종양 세포 및 T 세포 둘 다는 인간 세포이다.

본 발명의 측면에 따르면, 이종 종양 세포 및 이종 PBMC는 유전자 변형된 면역결핍 마우스에게 투여된다. 이종 종양 세포 및 이종 PBMC는 동시에 또는 상이한 시간에 투여될 수 있다.

본 발명의 측면에 따르면, 종양 세포는 투여되는 PBMC와 동일한 종으로부터 유래된다. 측면에 따르면, 본 발명의 유전자 변형된 면역결핍 마우스에게 투여되는 종양 세포 및 PBMC 둘 다는 인간 세포이다.

조건화

본 발명의 측면에 따른 면역결핍 유전자 변형된 마우스에서의 이종 세포의 생착은 예를 들어, 고주파 전자기 방사선, 또는 감마 방사선으로의 수용자 동물의 아-치사 방사선조사, 또는 방사선모방 약물, 예컨대 부술판 또는 질소 머스타드로의 처리에 의한, 이종 세포의 투여 전의 면역결핍 유전자 변형된 마우스의 "조건화"를 포함한다. 조건화는 숙주 면역 세포, 예컨대 조혈 세포의 수를 감소시키고/거나, 이종 면역 세포, 예컨대, 백혈구, T 세포, PBMC 또는 다른 세포 (그러나, 이에 제한되지는 않음)의 생착을 위한 적절한 미세환경적 인자를 생성하고/거나, 이종 면역 세포의 생착을 위한 미세환경적 니치를 생성하는 것으로 믿어진다. 조건화를 위한 표준 방법은 관련 기술분야에 공지되어 있으며, 예컨대 본원에 및 문헌 [J. Hayakawa et al., 2009, Stem Cells, 27(1):175-182]에 기재되어 있다.

본 발명의 측면에 따르면, 이종 면역 세포, 예컨대, 백혈구, T 세포, PBMC, 또는 다른 세포 (그러나, 이에 제한되지는 않음)의 투여 전에 면역결핍 유전자 변형된 마우스를 "조건화"하지 않고, 이종 면역 세포, 예컨대, 백혈구, T 세포, PBMC 또는 다른 세포 (그러나, 이에 제한되지는 않음)를 면역결핍 유전자 변형된 마우스에게 투여하는 것을 포함하는 방법이 제공된다. 본 발명의 측면에 따르면, 이종 이종 면역 세포의 투여 전에 면역결핍 유전자 변형된 마우스의 방사선 또는 방사선모방 약물에 의한 "조건화" 없이 이종 면역 세포, 예컨대, 백혈구, T 세포, PBMC, 또는 다른 세포 (그러나, 이에 제한되지는 않음)를 면역결핍 유전자 변형된 마우스에게 투여하는 것을 포함하는 방법이 제공된다.

검정

본 발명의 측면에 따르면, 추정적 치료제의 양을 동종 및/또는 이종 세포 또는 조직을 포함하는 유전자 변형된 면역결핍 마우스에게 투여하고; 추정적 치료제의 효과를 측정하는 것을 포함하는, 추정적 치료제의 효과를 검정하는 방법이 제공된다.

본 발명의 방법에 사용되는 추정적 치료제는 예시적으로 합성 또는 천연 발생 화합물 또는 합성 또는 천연 발생 화합물의 조합, 유기 또는 무기 소분자, 단백질, 펩티드, 핵산, 탄수화물, 올리고당류, 지질 또는 이들 중 임의의 것의 조합을 비롯한 임의의 화학적 실체일 수 있다.

검정에 적합한 표준물은 관련 기술분야에 널리 공지되어 있으며, 사용되는 표준물은 임의의 적절한 표준물일 수 있다.

검정 결과는 임의의 다양한 방법, 예를 들어 모수 또는 비-모수 검정, 분산의 분석, 공분산의 분석, 다변량 분석을 위한 로그 회귀, 피셔 (Fisher) 정확성 검정, 카이-제곱 검정, 스튜던트 (Student) T-검정, 만-휘트니 (Mann-Whitney) 검정, 윌콕슨 (Wilcoxon) 부호 순위 검정, 맥네마 (McNemar) 검정, 프리드만 (Friedman) 검정 및 페이지 (Page) L 경향 검정에 의한 통계적 분석을 사용하여 분석될 수 있다. 이들 및 다른 통계적 검정은 문헌 [Hicks, CM, Research Methods for Clinical Therapists: Applied Project Design and Analysis, Churchill Livingstone (publisher); 5th Ed., 2009]; 및 [Freund, RJ et al., Statistical Methods, Academic Press; 3rd Ed., 2010]에 상세화된 바와 같이 관련 기술분야에 널리 공지되어 있다.

본 발명의 측면에 따라 제공된 방법 및 유전자 변형된 면역결핍 마우스는 다양한 유용성, 예컨대, 인간 암에 대해 지정된 물질의 생체내 시험을 갖는다.

본 발명의 측면에 따른 시험 물질의 항-종양 활성을 확인하는 방법은 유전자 변형된 면역결핍 마우스를 제공하고; 이종 종양 세포를 유전자 변형된 면역결핍 마우스에게 투여하고 (여기서, 이종 종양 세포는 유전자 변형된 면역결핍 마우스에서 고형 또는 비-고형 종양을 형성함); 시험 물질을 유전자 변형된 면역결핍 마우스에게 투여하고; 시험 물질에 대한 이종 종양 및/또는 종양 세포의 반응을 검정하는 것 (여기서, 종양 및/또는 종양 세포에 대한 시험 물질의 억제 효과는 시험 물질을 항-종양 활성을 갖는 것으로서 확인함)을 포함한다.

본 발명의 측면에 따른 시험 물질의 항-종양 활성을 확인하는 방법은 유전자 변형된 면역결핍 마우스를 제공하고 (여기서, 유전자 변형된 면역결핍 마우스는 생착된 이종 PMBC를 포함함); 이종 종양 세포를 유전자 변형된 면역결핍 마우스에게 투여하고 (여기서, 이종 종양 세포는 유전자 변형된 면역결핍 마우스에서 고형 또는 비-고형 종양을 형성함); 시험 물질을 유전자 변형된 면역결핍 마우스에게 투여하고; 시험 물질에 대한 이종 종양 및/또는 종양 세포의 반응을 검정하는 것 (여기서, 종양 및/또는 종양 세포에 대한 시험 물질의 억제 효과는 시험 물질을 항-종양 활성을 갖는 것으로서 확인함)을 포함한다.

본 발명의 측면에 따른 시험 물질의 항-종양 활성을 확인하는 방법은 유전자 변형된 면역결핍 마우스를 제공하고 (여기서, 유전자 변형된 면역결핍 마우스는 생착된 인간 PBMC를 포함함); 인간 종양 세포를 유전자 변형된 면역결핍 마우스에게 투여하고 (여기서, 인간 종양 세포는 유전자 변형된 면역결핍 마우스에서 고형 또는 비-고형 종양을 형성함); 시험 물질을 유전자 변형된 면역결핍 마우스에게 투여하고; 시험 물질에 대한 인간 종양 및/또는 종양 세포의 반응을 검정하는 것 (여기서, 종양 및/또는 종양 세포에 대한 시험 물질의 억제 효과는 시험 물질을 항-종양 활성을 갖는 것으로서 확인함)을 포함한다.

본 발명의 측면에 따른 시험 물질의 항-종양 활성을 확인하는 검정에 사용되는 유전자 변형된 면역결핍 마우스는 NSG-(K ^b D ^b ) ^null(IA ^null ) 마우스; 또는 NSG-B2M ^null (IA IE ^null )) 마우스이다.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "억제 효과"는 종양 성장, 종양 세포 대사 및 종양 세포 분열 중 하나 이상을 억제하는 시험 물질의 효과를 지칭한다.

시험 물질에 대한 이종 종양 및/또는 종양 세포의 반응을 검정하는 것은 반응을 표준물과 비교하여 본 발명의 방법의 측면에 따른 이종 종양 세포에 대한 시험 물질의 효과를 측정하는 것을 포함하며, 이종 종양 세포에 대한 시험 물질의 억제 효과는 시험 물질을 항-종양 조성물로서 확인한다. 표준물은 관련 기술분야에 널리 공지되어 있으며, 사용되는 표준물은 임의의 적절한 표준물일 수 있다. 한 예에서, 표준물은 항-종양 효과를 갖는 것으로 공지된 화합물이다. 추가의 예에서, 필적하는 이종 종양의 비-처리는 시험 물질의 효과의 비교를 위한 처리 없이 종양 성장의 기저 수준 지표를 제공한다. 표준물은 개별적 필적하는 마우스에서 또는 필적하는 마우스의 집단에서 이전에 측정되고, 검정 결과에 대한 회상 및 비교를 위해 프린트 또는 전자 매체에 저장되는 예상된 종양 성장의 참조 수준일 수 있다.

검정 결과는 시험 물질이 종양에 대한 억제 효과를 갖는지 여부를 측정하는 임의의 다양한 방법, 예를 들어 모수 또는 비-모수 검정, 분산의 분석, 공분산의 분석, 다변량 분석을 위한 로그 회귀, 피셔 정확성 검정, 카이-제곱 검정, 스튜던트 T-검정, 만-휘트니 검정, 윌콕슨 부호 순위 검정, 맥네마 검정, 프리드만 검정 및 페이지 L 경항 검정에 의한 통계적 분석을 사용하여 분석될 수 있다. 이들 및 다른 통계적 검정은 문헌 [Hicks, CM, Research Methods for Clinical Therapists: Applied Project Design and Analysis, Churchill Livingstone (publisher); 5^th Ed., 2009]; 및 [Freund, RJ et al., Statistical Methods, Academic Press; 3^rd Ed., 2010]에 상세화된 바와 같이 관련 기술분야에 널리 공지되어 있다.

본 발명의 방법에 사용되는 시험 물질은 예시적으로 합성 또는 천연 발생 화합물 또는 합성 또는 천연 발생 화합물의 조합, 유기 또는 무기 소분자, 항체 (뮤린, 키메라 또는 인간화), 항체 단편 (Fab, F(ab)'2), 단백질, 펩티드, 핵산, 탄수화물, 올리고당류, 지질 또는 이들 중 임의의 것의 조합을 비롯한 임의의 화학적 실체일 수 있다.

본 발명의 측면에 따르면, 시험 물질은 면역치료제, 예컨대 항체 (뮤린, 키메라 또는 인간화), 항체 단편 (Fab, F(ab)'2) 또는 이들 중 임의의 것의 조합, 또는 비-면역치료제, 예컨대 합성 또는 천연 발생 화합물, 합성 또는 천연 발생 화합물의 조합, 유기 또는 무기 소분자, 항체 또는 항원 결합 단편이 아닌 단백질 또는 펩티드, 핵산, 탄수화물, 올리고당류, 지질 또는 이들 중 임의의 것의 조합이다.

본 발명의 측면에 따르면, 시험 물질은 항암제이다. 본 발명의 측면에 따르면, 항암제는 항암 면역치료제, 예컨대 항암 항체 또는 그의 항원 결합 단편이다. 본 발명의 측면에 따르면, 항암제는 비-면역치료제, 예컨대 합성 또는 천연 발생 화합물, 합성 또는 천연 발생 화합물의 조합, 유기 또는 무기 소분자, 항체 또는 항원 결합 단편이 아닌 단백질 또는 펩티드, 핵산, 탄수화물, 올리고당류, 지질 또는 이들 중 임의의 것의 조합이다.

항암제는 예를 들어, 문헌 [Brunton et al., (eds.), Goodman and Gilman's The Pharmacological Basis of Therapeutics, 12^th Ed., Macmillan Publishing Co., 2011]에 기재되어 있다.

항암제는 예시적으로 아시비신, 아클라루비신, 아코다졸, 아크로닌, 아도젤레신, 알데스루킨, 알리트레티노인, 알로푸리놀, 알트레타민, 암보마이신, 아메탄트론, 아미포스틴, 아미노글루테티미드, 암사크린, 아나스트로졸, 안트라마이신, 아르세닉 트리옥시드, 아스파라기나제, 아스페를린, 아자시티딘, 아제테파, 아조토마이신, 바티마스타트, 벤조데파, 비칼루타미드, 비산트렌, 비스나피드 디메실레이트, 비젤레신, 블레오마이신, 브레퀴나르, 브로피리민, 부술판, 칵티노마이신, 칼루스테론, 카페시타빈, 카라세미드, 카르베티머, 카르보플라틴, 카르무스틴, 카루비신, 카르젤레신, 세데핀골, 셀레콕시브, 클로람부실, 시롤레마이신, 시스플라틴, 클라드리빈, 코비메티닙, 크리스나톨 메실레이트, 시클로포스파미드, 시타라빈, 다카르바진, 닥티노마이신, 다우노루비신, 데시타빈, 덱소르마플라틴, 데자구아닌, 데자구아닌 메실레이트, 디아지쿠온, 도세탁셀, 독소루비신, 드롤록시펜, 드로모스타놀론, 다우조마이신, 에다트렉세이트, 에플로미틴, 엘사미트루신, 엔로플라틴, 엔프로메이트, 에피프로피딘, 에피루비신, 에르불로졸, 에소루비신, 에스트라무스틴, 에타니다졸, 에토포시드, 에토프린, 파드로졸, 파자라빈, 펜레티니드, 플록수리딘, 플루다라빈, 플루오로우라실, 플루로시타빈, 포스퀴돈, 포스트리에신, 풀베스트란트, 겜시타빈, 히드록시우레아, 이다루비신, 이포스파미드, 일모포신, 인터루킨 II (IL-2, 재조합 인터루킨 II 또는 rIL2를 포함함), 인터페론 알파-2a, 인터페론 알파-2b, 인터페론 알파-n1, 인터페론 알파-n3, 인터페론 베타-Ia, 인터페론 감마-Ib, 이프로플라틴, 이리노테칸, 란레오티드, 레트로졸, 류프롤리드, 리아로졸, 로메트렉솔, 로무스틴, 로소크산트론, 마소프로콜, 마이탄신, 메클로레타민 히드로클로라이드, 메게스트롤, 멜렌게스트롤 아세테이트, 멜팔란, 메노가릴, 머캅토퓨린, 메토트렉세이트, 메토프린, 메투레데파, 미틴도미드, 미토카르신, 미토크로민, 미토길린, 미토말신, 미토마이신, 미토스퍼, 미토탄, 미토크산트론, 미코페놀산, 넬라라빈, 노코다졸, 노갈라마이신, 오름나플라틴, 옥시수란, 파클리탁셀, 페가스파르가제, 펠리오마이신, 펜타무스틴, 페플로마이신, 퍼포스파미드, 피포브로만, 피포술판, 피로크산트론 히드로클로라이드, 플리카마이신, 플로메스탄, 포르피머, 포르피로마이신, 프레드니무스틴, 프로카르바진, 푸로마이신, 피라조푸린, 리보프린, 로글레티미드, 사핀골, 세무스틴, 심트라젠, 스파르포세이트, 스파르소마이신, 스피로게르마늄, 스피로무스틴, 스피로플라틴, 스트렙토니그린, 스트렙토조신, 술로페누르, 탈리소마이신, 타목시펜, 테코갈란, 테가푸르, 텔로크산트론, 테모포르핀, 테니포시드, 테록시론, 테스토락톤, 티아미프린, 티오구아닌, 티오테파, 티아조푸린, 티라파자민, 토포테칸, 토레미펜, 트레스트롤론, 트리시리빈, 트리메트렉세이트, 트립토렐린, 투불로졸, 우라실 머스타드, 우레데파, 바프레오티드, 베무라페닙, 베르테포르핀, 빈블라스틴, 빈크리스틴 술페이트, 빈데신, 비네피딘, 빈글리시네이트, 빈류로신, 비노렐빈, 빈로시딘, 빈졸리딘, 보로졸, 제니플라틴, 지노스타틴, 졸레드로네이트, 조루비신 등을 들 수 있다.

본 발명의 측면에 따르면, 항암제는 항암 항체로도 지칭되는 항암 면역치료제이다. 사용되는 항암 면역치료제는 적어도 하나의 유형의 종양, 특히 인간 종양을 억제하는 데 유효한 임의의 항체, 또는 항체의 유효 부분일 수 있다. 항암 면역치료제로는 3F8, 8H9, 아바고보맙, 아비투주맙, 아달리무맙, 아데카투무맙, 아두카누맙, 아푸투주맙, 알라시주맙 페골, 알렘투주맙, 아마툭시맙, 아나투모맙 마페나톡스, 아네투맙 라브탄신, 아폴리주맙, 아르시투모맙, 아스크린바쿠맙, 아테졸리주맙, 바비툭시맙, 벨리무맙, 베바시주맙, 비바투주맙 메르탄신, 브렌툭시맙 베도틴, 브론틱투주맙, 칸투주맙 메르탄신, 칸투주맙 라브탄신, 카프로맙 펜데티드, 카투막소맙, 세툭시맙, 시타투주맙 보가톡스, 식수투무맙, 클리바투주맙 테트락세탄, 콜툭시맙 라브탄신, 코나투무맙, 다세투주맙, 달로투주맙, 뎀시주맙, 데닌투주맙 마포도틴, 데파툭시주맙 마포도틴, 두르발루맙, 두시기투맙, 에드레콜로맙, 엘로투주맙, 에막투주맙, 에미베투주맙, 에노블리투주맙, 엔포르투맙 베도틴, 에나바투주맙, 에프라투주맙, 에르투막소맙, 에타라시주맙, 파를레투주맙, 피클라투주맙, 피기투무맙, 플라보투맙, 푸툭시맙, 갈릭시맙, 가니투맙, 겜투주맙, 기렌툭시맙, 글렘바투무맙 베도틴, 이브리투모맙 티욱세탄, 이고보맙, imab362, 이말루맙, 임가투주맙, 인다툭시맙 라브탄신, 인두사투맙 베도틴, 이네빌리주맙, 이노투주맙 오조가미신, 인테투무맙, 이필리무맙, 이라투무맙, 이사툭시맙, 라베투주맙, 렉사투무맙, 리파스투주맙 베도틴, 린투주맙, 리릴루맙, 로르보투주맙 메르탄신, 루카투무맙, 루밀릭시맙, 룸레투주맙, 마파투무맙, 마르게툭시맙, 마투주맙, 밀라투주맙, 미르베툭시맙 소라브탄신, 미투모맙, 모가물리주맙, 목세투모맙 파수도톡스, 나콜로맙 테페나톡스, 나프투모맙 에스타페나톡스, 나르나투맙, 네시투무맙, 네스바쿠맙, 니모투주맙, 니볼루맙, 오카라투주맙, 오파투무맙, 올라라투맙, 오나르투주맙, 온툭시주맙, 오레고보맙, 오포르투주맙 모나톡스, 오틀레르투주맙, 파니투무맙, 판코맙, 파르사투주맙, 파트리투맙, 펨브롤리주맙, 펨투모맙, 페르투주맙, 피딜리주맙, 피나투주맙 베도틴, 폴라투주맙 베도틴, 프리투무맙, 라코투모맙, 라드레투맙, 라무시루맙, 릴로투무맙, 리툭시맙, 로바투무맙, 사시투주맙 고비테칸, 사말리주맙, 세리반투맙, 시브로투주맙, 실툭시맙, 소피투주맙 베도틴, 타카투주맙 테트락세탄, 타렉스투맙, 테나투모맙, 테프로투무맙, 테툴로맙, 티가투주맙, 토시투모맙, 토베투맙, 트라스투주맙, 트레멜리무맙, 투코투주맙 셀모루킨, 우블리툭시맙, 우토밀루맙, 반드로투주맙 베도틴, 반틱투맙, 바누시주맙, 바를릴루맙, 베센쿠맙, 볼로식시맙, 보르세투주맙 마포도틴, 보투무맙, 잘루투무맙, 자툭시맙 등을 들 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.

본 발명의 측면에 따르면, 시험 물질은 1) 세포-표면 단백질, 예컨대 분화 클러스터 (CD) 세포-표면 분자; 2) 세포내 단백질, 예컨대 키나제; 및 3) 세포외 단백질, 예컨대 쉐드 (shed) 세포-표면 수용체 또는 세포-표면 수용체의 가용성 리간드 중 1종 이상에 특이적으로 결합하는 것이다.

본 발명의 측면에 따르면, 시험 물질은 백혈구 (예를 들어, 림프구 또는 골수-계통 백혈구)에 의해 발현되는 단백질에 특이적으로 결합하는 것이다. 추가의 선택안에서, 시험 물질은 백혈구의 리간드에 특이적으로 결합하는 것이다. 더 추가의 선택안에서, 시험 물질은 암 세포에 의해 발현되는 분자에 특이적으로 결합하는 것이다.

본 발명의 측면에 따르면, 시험 물질은 PD-1, PD-L1, 또는 CTLA-4에 특이적으로 결합할 수 있다. 본 발명의 측면에 따르면, 시험 물질은 면역 체크포인트 억제제, 예컨대 PD-1 억제제, PD-L1 억제제, 또는 CTLA-4 억제제일 수 있다. 본 발명의 측면에 따르면, 면역 체크포인트 억제제는 PD-1, PD-L1, 또는 CTLA-4에 특이적으로 결합하는 항체이며, 각각 PD-1 억제제, PD-L1 억제제, 또는 CTLA-4 억제제이다. 본 발명의 측면에 따르면, 시험 물질은 아테졸리주맙, 아벨루맙, 두르발루맙, 이필리무맙, 니볼루맙, 펨브롤리주맙, 및 상기 중 어느 하나의 항원-결합 단편으로부터 선택되는 면역 체크포인트 억제제이다.

시험 물질은 임의의 적합한 투여 경로, 예컨대, 경구, 직장, 협측, 코, 근육내, 질, 안구, 귀, 피하, 경피, 종양내, 정맥내, 및 복강내 (그러나, 이에 제한되지는 않음)에 의해 투여될 수 있다.

본 발명 조성물 및 방법의 실시양태는 하기 실시예에서 예시된다. 이들 실시예는 예시적 목적으로 제공되며, 본 발명 조성물 및 방법의 범위에 대한 제한으로 간주되지 않는다.

실시예

마우스

이들 연구에 사용된 모든 마우스는 더 잭슨 래버러토리의 교배 콜로니에서 길렀다. NOD.Cg-Prkdc ^scid Il2rg ^tm1Wjl /SzJ (NOD-scid IL2rγ ^null , NSG) 마우스는 이전에 문헌 [Shultz LD, et al., 2005, J Immunol 174:6477-6489]에 기재되었다.

NSG 마우스를 형매 교배를 통해 유지하였다. NOD.Cg-Prkdc ^scid H2-K1 ^tm1Bpe H2-Ab1 ^em1Mvw H2-D1 ^tm1Bpe Il2rg ^tm1Wjl /SzJ (NSG-(K ^b D ^b ) ^null(IA ^null )로 약칭됨) 마우스를 TALEN을 사용하여 개발하였다. H2-Ab1 유전자의 엑손 2를 NOD.Cg-Prkdc ^scid H2-K1 ^tm1Bpe H2-D1 ^tm1Bpe Il2rg ^tm1Wjl /SzJ (NSG-(K ^b D ^b )^null로 약칭됨, 문헌 [Covassin L, et al., 2013, Clin Exp Immunol 174:372-388] 참조) 배아에서 표적화하였다. 널 IA ^b 대립유전자를 운반하는 자손 (H2-Ab1 ^em1Mvw )을 PCR에 의해 확인하고, 널 IA ^b 대립유전자를 동형접합성으로 고정하였다. NSG-(K ^b D ^b ) ^null(IA ^null ) 마우스를 동형접합성 형매 교배를 통해 유지한다.

NOD.Cg-B2m ^tm1Unc Prkdc ^scid H2 ^dlAb1-Ea Il2rg ^tm1Wjl /SzJ (NSG-B2M ^null (IA IE) ^null 로 약칭됨)를, NOD.Cg-B2m ^tm1Unc Prkdc ^scid Il2rg ^tm1Wjl /SzJ (NSG-B2M ^null 로 약칭됨) 마우스 (문헌 [King MA, et al., 2009, Clin Exp Immunol 157:104-118] 참조)를 NOD.Cg-Prkdc ^scid H2 ^dlAb1-Ea1 Il2rg ^tm1Wjl /SzJ (문헌 [Madsen L, et al., 1999, Proc Natl Acad Sci U S A 96:10338-10343] 참조)와 상호교배시키고, F1 자손을 상호교배시키고, 이어서 B2m ^tm1Unc 및 H2 ^dlAb1-Ea 대립유전자에 대해 이중 동형접합성인 NSG 마우스를 선택함으로써 제조하였다. NSG-B2M ^null (IA IE ^null ) 마우스를 형매 교배를 통해 유지하였다.

NSG-RIP-DTR (K ^b D ^b ) ^null(IA ^null ) 계통으로 약칭되는 NOD.Cg-Prkdc ^scid H2-K1 ^tm1Bpe H2-Ab1 ^em1Mvw H2-D1 ^tm1Bpe Il2rg ^tm1Wjl Tg(Ins2-HBEGF)6832Ugfm/Sz 트랜스진을 생성하기 위해, RIP-DTR 트랜스진으로 약칭되는 Tg(Ins2-HBEGF)6832Ugfm을 NSG 계통 상으로 역교배시킨 후 (문헌 [Dai C, et al., 2016, J Clin Invest 126:1857-1870]; 및 [Yang C, et al., 2015,. Diabetes Metab Syndr Obes 8:387-398]), NSG-DTR 계통을 NSG-(K ^b D ^b ) ^null(IA ^null ) 계통과 교배시켜 NSG-RIP-DTR (K ^b D ^b ) ^null(IA ^null ) 계통을 생성하였다. 이들 마우스는 파괴된 대립유전자에 대해 및 트랜스진에 대해 동형접합성인 마우스의 형매 교배에 의해 유지된다.

모든 동물은 미세분리기 우리에서 특이적 병원균 무함유 설비에 수용되고, 오토클레이브된 먹이가 주어지고, 더 잭슨 래버러토리에서 산성화된 오토클레이브된 물 상에서 유지되거나, 유니버시티 오브 매사추세츠 메디컬 스쿨 (University of Massachusetts Medical School)에서 산성화된 오토클레이브된 물 및 술파메톡사졸-트리메토프림 의약용 물 (골드라인 래버러토리즈 (Goldline Laboratories), 미국 플로리다주 포트 로더데일) 사이에 매주 교대되었다.

항체 및 유동 세포측정법

NSG MHC 넉아웃 마우스에서의 뮤린 세포의 표현형을 문헌 [Shultz LD, et al., 2005, J Immunol 174:6477-6489]에 상세히 기재된 바와 같이 측정하였다. 항-뮤린 모노클로날 항체 (mAb)를 4-색상 유동 세포측정 분석에 부응하기 위해 FITC, PE, APC, 또는 PerCP 접합체로서 구입하였다. 면역 적격 NOD/ShiLtJ (NOD) 및 C57BL/6 (B6) 마우스를 정확한 MHC 염색을 보장하기 위해 각각의 실험으로 실행하였다. B6 마우스를 129개의 배아 줄기 세포에서 제조된 고전적으로 넉아웃된 Ea 유전자에 인접한 연관된 MHC II 유전자 영역의 캐리오버를 제어하기 위해 포함시키고, NSG와 역교배시켜 NSG-B2M ^null (IA IE ^null ) 마우스를 제조하였다. 비장을 얼음 상에서 혈청이 없는 DMEM 중 1 mL의 200 U/ml 콜라게나제 D에서 작은 조각으로 잘랐다. 추가의 2 ml의 콜라게나제 D 용액을 첨가하고, 비장을 볼텍싱하였다. 이들을 37℃ 수조에서 30분 동안 가끔씩 볼텍싱 및 혼합하면서 인큐베이션하였다. 세포를 세척하고, 게이스 (Geys) RBC 용해 완충제에 현탁시키고, 혼합하고, 얼음 상에서 1분 인큐베이션하였다. 세포를 FACS 완충제로 세척하고, 4℃에서 30분 동안 염색하고, FACS 완충제로 2회 세척하고, 250 μl의 FACS 완충제에 현탁시키고, 아이오딘화프로피듐으로 염색한 후, 100,000개의 사건을 비디 바이오사이언시즈 (BD Biosciences) LSR II 유동 세포측정기 상에서 분석하였다. 사용된 항-마우스 항체는 항-H2Kb (클론 AF6-885), H2Kd (SF1-1.1), CD11b (M1/70), CD11c (N418), I-Ab,d IEk,d (M5/114), Ly6G (1A8), Ly6c (HK1.4), 및 I-Ag7 (10-2.16)이었다.

인간 면역 세포 집단을 하기 인간 항원에 대해 특이적인 mAb를 사용하여 PBMC-생착된 마우스에서 모니터링하였다; 이바이오사이언스 (eBioscience), 비디 바이오사이언스 (미국 캘리포니아주 산 호세) 또는 바이오레전드 (BioLegend) (미국 캘리포니아주 샌 디에고)로부터 구입한 CD45 (클론 HI30), CD3 (클론 UCHT1), CD4 (클론 RPA-T4), CD8 (클론 RPA-T8), CD20 (클론 2H7) CD45RA (클론 HI100), CCR7 (클론 G043H7), PD1 (클론 EH12.2H7) 및 그란자임 B (클론 GB11). 마우스 세포를 뮤린 CD45 (클론 30-F11, 비디 바이오사이언시즈)에 대해 특이적인 mAb로 염색함으로써 확인하고, 분석으로부터 배제하였다.

비장의 단일-세포 현탁액을 생착된 마우스로부터 제조하고, 전혈을 헤파린에서 수집하였다. 1x10⁶개의 세포의 단일 세포 현탁액 또는 100 μl의 전혈을 FACS 완충제 (2％ 소 태아 혈청 (FBS) 및 0.02％ 아지드화나트륨으로 보충된 PBS)로 세척한 후, 래트 항-마우스 FcR11b mAb (클론 2.4G2, 비디 바이오사이언시즈)와 함께 사전-인큐베이션하여 마우스 Fc 수용체에의 결합을 차단하였다. 그 후, 특이적 mAb를 샘플에 첨가하고, 4℃에서 30분 동안 인큐베이션하였다. 염색된 샘플을 세척하고, 세포 현탁액에 대해 2％ 파라포름알데히드로 고정하거나, 전혈에 대해 비디 FACS 용해 용액으로 처리하였다. 적어도 50,000개의 사건을 LSRII 또는 FACS칼리버 (FACSCalibur) 기기 (비디 바이오사이언시즈) 상에서 획득하였다. 인간 세포 표현형결정을 위해, 마우스 세포를 뮤린 CD45 (클론 30-F11, 비디 바이오사이언시즈)에 대해 특이적인 mAb로 염색함으로써 확인하고, 분석으로부터 배제하였다. 데이터 분석을 플로우조 (FlowJo) (트리 스타, 인크. (Tree Star, Inc.), 미국 오레곤주 애쉬랜드) 소프트웨어로 수행하였다.

인간 말초 혈액 단핵 세포 (PBMC)의 수집

인간 PBMC를 건강한 자원자로부터 얻었다. PBMC를 헤파린에서 수집하고, 피콜-하이파크 (Ficoll-hypaque) 밀도 원심분리에 의해 정제하고, 지시된 세포 용량에서 마우스 내로의 주사를 위해 RPMI에 현탁시켰다. 일부 실험에서, 성분채집술 류코팩 (pheresis leukopak)을 유니버시티 오브 매사추세츠 메디컬 센터 (University of Massachusetts Medical Center)의 혈액 은행 (Blood Bank)으로부터 익명의 폐기된 단위로서 얻었다.

GVHD 프로토콜

마우스를 다양한 용량의 PBMC로 복강내로 주사하였다. 마우스를 매주 2 내지 3회 칭량하고, 체중 감소 (>20％), 구부린 자세, 헝클어진 털, 감소된 이동성, 및 빈호흡을 비롯한 GVHD-유사 증상의 외관을 사용하여 안락사의 시간을 결정하였으며, 이는 생존의 시간으로서 지시된다.

인간 소도 이식

연구를 위해 지정된 인간 소도를 프로도 래버러토리즈, 인크. (Prodo Laboratories, Inc.) (미국 캘리포니아주 얼바인)로부터 얻었다. 인간 IEQ (4000)를 NSG-RIP-DTR (K ^b D ^b ) ^null(IA ^null ) 마우스의 비장 내로 이식하였다. NSG-RIP-DTR (K ^b D ^b ) ^null(IA ^null ) 마우스를 소도 이식 전 2 내지 4일에 40 ng 디프테리아 독소로 처리하였다. 고혈당증 (>400 mg/dl)을 아큐-체크 액티브 (Accu-Chek Active) 혈당측정기 (호프만-라 로슈 (Hoffmann-La Roche), 스위스 바젤)를 사용하여 확인하였다. 그 후, 혈액 글루코스 수준을 이식 후 매주 2회 간격으로 측정하여 소도 이식편 기능을 모니터링하였다. C-펩티드 수준을 인간 C-펩티드에 대해 특이적인 ELISA 키트 (알프코 (Alpco), 미국 뉴햄프셔주 살렘)를 사용하여 혈장에서 검출하였다. 이식된 비장 내의 총 인슐린 함량을 인간 인슐린에 대해 특이적인 ELISA 키트 (알프코, 미국 뉴햄프셔주 살렘)를 사용하여 이전에 기재된 바와 같이 측정하였다 (Harlan DM, et al., 1995, Diabetes, 44:816-823).

dsAAV 벡터

dsAAV 벡터를 조작하고, 이전에 기재된 바와 같이 패키징하였다 (He Y, et al., 2013, Hum. Gene Ther., 24:545-553).

간략하게, 인간 IL2 또는 EGFP를 코딩하는 전장 cDNA를 뮤린 프리프로인슐린 II 프로모터 (mIP)를 함유하는 dsAAV 플라스미드 내로 서브클로닝하였다 (McCarty DM, et al., 2001, Gene Ther 8:1248-1254). dsAAV 벡터 패키징을 이전에 기재된 바와 같이 수행하거나 (문헌 [Grieger JC, et al., 2006, Nat Protoc 1:1412-1428]; 및 [Johnson MC, et al., 2013, Diabetes 62:3775-3784]), 유니버시티 오브 매사추세츠 메디컬 스쿨 호라에 진 테라피 센터 (University of Massachusetts Medical School Horae Gene Therapy Center) (미국 매사추세츠주 워스터)의 바이러스 벡터 코어 (Viral Vector Core)에 의해 제조하였다. 수용자 마우스를 정제된 AAV8-huIL2 (AAV-IL2)의 2.5x10¹¹개의 입자로 IP 주사하였다.

통계적 분석

개별적 쌍별 그룹화를 비교하기 위해, 본페로니 (Bonferroni) 사후-검정을 갖는 1-원 ANOVA 또는 2-원 ANOVA 및 던 (Dunns) 사후-검정을 갖는 크루스칼-월리스 (Kruskal-Wallis) 검정을 각각 모수 및 비-모수 데이터에 대해 사용하였다. 유의한 차이는 p 값 <0.05에 대해 추정되었다. 통계적 분석을 그래프패드 프리즘 (GraphPad Prism) 소프트웨어 (버전 4.0c, 그래프패드 (GraphPad), 미국 캘리포니아주 샌 디에고)를 사용하여 수행하였다.

결과

NSG 및 NSG MHC 부류 I/II 이중 넉아웃 마우스의 2가지 계통의 표현형적 특징규명.

MHC 부류 I 및 부류 II가 이중으로 결핍된 2가지 NSG 마우스 계통, 즉, NSG-(K ^b D ^b ) ^null(IA ^null ) 및 NSG-B2M ^null (IA IE) ^null 넉아웃 계통을 생성하였다. 둘 다의 계통에서 MHC 부류 I 및 부류 II의 부재를 유동 세포측정법에 의해 확인하였다 (도 1). 용이하게 검출가능한 수준의 마우스 MHC II를 발현하는 면역 세포의 부재로 인해, 비장을 효소적으로 분해하고, 게이팅하여 수지상 세포 집단을 분석하였다. 도 1a는 이중항 및 죽은 세포를 배제하는 게이팅 전략을 입증하며, 단핵구 유래된 수지상 세포 (CD11b+ Ly6c^dim CD11c+) 상의 게이팅으로 진행한다. NSG 마우스는 MHC 부류 I에 대해 H2K^d 양성, H2K^b 음성 (도 1b), 및 MHC 부류 II에 대해 I-A^g7 양성, I-A^b 음성 (도 1c)의 예상된 염색 패턴을 입증한다. NSG-(K ^b D ^b ) ^null(IA ^null ) 및 NSG-B2M ^null (IA IE ^null ) 넉아웃 마우스 둘 다는 NOD 및 C57BL/6 마우스에 의해 정상적으로 발현되는 MHC 부류 I 및 II 분자가 결여된다.

뮤린 FcRn의 적절한 발현을 위한 B2M의 요구로 인해, 순환에서 IgG의 반감기를 연장시키는 것을 담당하는 수용체, 마우스의 둘 다의 스톡에서 인간 IgG의 청소율을 비교하였다. 마우스를 200 μg의 인간 IgG로 IV 주사하고, 순환 인간 IgG의 ELISA 분석을 위해 간격을 두고 채혈하였다. 주사후 2분에서의 제1 채혈은 100％ 혈청 IgG로서 간주되었다. NSG-B2M ^null (IA IE ^null ) 마우스에서의 인간 IgG의 급속한 청소율이 관찰된 반면, NSG-(K ^b D ^b ) ^null(IA ^null ) 마우스에서의 IgG 청소율은 NSG 마우스에서 관찰된 것과 유사하였다 (도 2).

PBMC-생착된 NSG 및 NSG-MHC 부류 I 넉아웃, NSG-MHC 부류 II 넉아웃, 및 NSG-MHC I/II 넉아웃 마우스의 생존

NSG- (K ^b D ^b ) ^null ( IA ^null ): 마우스 MHC 부류 I 및 II의 부재가 NSG MHC I/II 넉아웃 마우스에서의 인간 PBMC 생착 후의 이종 GVHD의 발생 및 동역학을 변경시켰는지 여부를 측정하기 위해, MHC 부류 I, MHC 부류 II가 결핍된 NSG 계통 또는 2가지 NSG 이중 넉아웃 계통을 10 x 10⁶개의 PBMC로 생착하고, 그들의 생존을 NSG 마우스의 그것과 비교하였다. 이전에 보고된 바와 같이, NSG 및 NSG-(IA ^null )은 NSG 마우스에서 관찰된 것과 유사한 상대적으로 유사한 짧은 생존을 나타내었다. 대조적으로, 예상된 바와 같이, NSG-(K ^b D ^b ) ^null 마우스는 NSG 마우스에 비해 연장된 기간의 생존을 가졌다. 그러나, MHC 부류 I 및 부류 II 둘 다가 NSG-(K ^b D ^b ) ^null(IA ^null ) 마우스에서 넉-아웃된 경우, 생존은 100일을 지났으며, 15마리의 이들 MHC I/II 넉아웃 마우스 중 13마리는 관찰 기간의 종료 시에 (125일) GVHD의 증상 없이 여전히 살아있다 (도 3a).

NSG- B2M ^null (IA IE ^null ) : 유사한 연장된 생존 결과가 PBMC-생착된 NSG-B2M ^null (IA IE ^null ) 마우스에서 관찰되었다. 이 MHC I/II 넉아웃 계통에 대해, NSG-(K ^b D ^b ) ^null 계통이라기 보다는 NSG-B2M ^null 계통을 대조군으로서 사용하였다. 다시, NSG 및 NSG-(IA ^null ) 넉아웃 마우스는 상대적으로 짧은 생존을 가졌다. NSG-B2M ^null 마우스의 생존은 유의하게 증가되었다. NSG-(K ^b D ^b ) ^null(IA ^null ) 마우스에서 관찰된 바와 같이, NSG-B2M ^null (IA IE ^null ) 계통의 장기 생존이 달성되었으며, 18마리 중 15마리는 실험의 종료까지 (125일) GVHD의 증상 없이 생존하였다 (도 3b).

PBMC-생착된 NSG 및 NSG-MHC 부류 I 넉아웃, NSG-MHC 부류 II 넉아웃, 및 NSG-MHC I/II 넉아웃 마우스에서의 인간 세포 키메라성

PBMC-생착된 NSG MHC I/II 넉아웃 마우스의 장기 생존은 인간 세포 생착의 결여 또는 MHC 부류 I 및 II의 부재로 인한 GVHD의 결여 중 어느 하나의 결과일 수 있다. 이들 2가지 가능성 사이를 구별하기 위해, 10 x 10⁶개의 PBMC를 NSG MHC I/II 넉아웃 계통 둘 다 내로 IP 주사하고, 시간 경과에 따른 순환에서의 CD45+ 세포의 수준을 NSG, NSG-부류 I 넉아웃 및 MHC 부류 II 넉아웃 마우스의 그것과 비교하였다.

NSG-( K ^b D ^b ) ^null ( IA ^null ) 마우스: 인간 CD45 세포 생착은 NSG 마우스 및 NSG-(IA ^null ) 마우스에서 급속하게 증가하였다 (도 4a). 시간 경과에 따른 순환 인간 CD45+ 세포의 백분율은 NSG 및 NSG-(IA ^null ) 마우스에 비해 NSG-(K ^b D ^b ) ^null 및 NSG-(K ^b D ^b ) ^null(IA ^null ) 마우스에서 더 낮았다. 비장에서, NSG-(IA ^null ) 및 NSG-(K ^b D ^b ) ^null 마우스에서의 인간 CD45+ 세포의 백분율은 NSG 마우스에서 관찰된 것과 필적하였지만, NSG-(K ^b D ^b ) ^null(IA ^null ) 마우스의 비장에서의 인간 CD45+ 세포의 백분율은 유의하게 감소되었다 (도 4b).

NSG- B2M ^null (IA IE) ^null 마우스: NSG-B2M ^null 계통을 NSG MHC 부류 I 넉아웃 (KO) 대조군으로서 사용하였다. NSG, NSG-(IA ^null ) 마우스, NSG-(K ^b D ^b ) ^null 및 NSG-(K ^b D ^b ) ^null(IA ^null ) 마우스에서 관찰된 바와 같이, 순환 인간 CD45+ 세포의 백분율은 NSG-B2M ^null 및 NSG-B2M ^null (IA IE ^null ) 마우스에서 관찰된 것에 비해 NSG 및 NSG-(IA ^null ) 마우스에서 더 높았다 (도 4c). NSG-B2M ^null (IA IE ^null ) 마우스의 비장에서의 인간 CD45+ 세포의 백분율은 다른 3가지 계통에서보다 유의하게 더 낮았다 (도 4d).

PBMC-생착된 NSG, NSG-MHC 부류 I 넉아웃, NSG-MHC 부류 II 넉아웃, 및 NSG-MHC I/II 넉아웃 마우스에서의 인간 T 세포 및 B 세포의 생착

NSG- (K ^b D ^b ) ^null ( IA ^null ): 순환 인간 CD45+ 세포는 NSG, NSG-(IA ^null ), 및 NSG-(K ^b D ^b ) ^null 마우스에서 우세하게 CD3+ T 세포였다 (도 5a). 유사하게, 세포 NSG-(K ^b D ^b ) ^null(IA ^null )에서 CD45+의 대다수는 또한 CD3+ T 세포였다. NSG 및 NSG-(IA ^null ) 마우스에서, 생착 후 2주에 용이하게 검출가능한 수의 CD20+ B 세포가 있었지만, 이들은 생착 후 4주까지 본질적으로 비검출가능하였다 (도 5b).

NSG- B2M ^null (IA IE ) ^null : NSG-B2M ^null 마우스를 비교를 위한 MHC 부류 I 넉아웃 대조군으로서 사용하였다. NSG, NSG-(IA ^null ), 및 NSG-B2M ^null 마우스에서의 PBMC 생착은 NSG-B2M ^null (IA IE) ^null 마우스에서 관찰된 바와 같이 우세하게 CD3+ T 세포로 이루어졌다 (도 5c). 인간 CD20+ B 세포는 제1 실험에서의 2주에 NSG 및 NSG-IA ^null 마우스에서 용이하게 보였지만, 이들은 조사된 모든 4가지 계통에서 극도로 낮은 수준으로 존재하였으며 (도 5d), 이는 아마도 본 발명자들이 때때로 PBMC-생착된 NSG 마우스에서 이를 관찰한 바와 같이 공여자 가변성을 반영한다.

PBMC로 주사된 NSG, NSG-(IA ^null ), NSG- (K ^b D ^b ) ^null , 및 NSG- (K ^b D ^b ) ^null ( IA ^null ) 마우스에서 생착된 인간 T 세포의 표현형적 분석

PBMC-생착 후 4주에 NSG 마우스에서의 CD4:CD8 비는 대략 4:1이었다 (도 6a). 대조적으로, 매우 소수의 CD4+ T 세포가 NSG-(IA ^null ) 마우스에서 생착된 반면, 높은 수준의 CD4+ T 세포가 NSG-(K ^b D ^b ) ^null마우스에서 생착되었으며, 이는 각각 매우 낮은 및 높은 CD4:CD8 비를 초래하였다. NSG-(K ^b D ^b ) ^null(IA ^null ) 마우스에서의 CD3+ T 세포의 CD4:CD8 비는 NSG 마우스에서 관찰된 것과 유사하였으며 (도 6a), 이는 인간 T 세포 하위세트 중 어느 것도 MHC 부류 I 및 부류 II 둘 다가 결여된 마우스에서 생착을 위한 선택적 이점을 갖지 않았음을 시사한다. 모든 4가지 계통에서의 CD4+ 및 CD8+ T 세포의 대다수는 활성화 마커, PD-1을 발현하였다 (도 6b, 도 6c). CD4+ 및 CD8+ CD3+ T 세포의 (도 6d) 및 CD4+ 및 CD8+ 세포의 PD-1 염색의 (도 6e, 도 6f) 대표적인 히스토그램이 나타내어진다. CD4+ 및 CD8+ T 세포의 활성화 상태를 측정하기 위해, 각각의 하위세트를 CD45RA 및 CCR7에 대해 염색하였다. CD45RA+CCR7+ 세포는 나이브 T 세포로서 표지되고, CD45RA-CCR7+ 세포는 중심 기억 T 세포로서 표지되고, CD45RA-CCR7- 세포는 T 이펙터/이펙터 기억 T 세포로서 표지되고, CD45RA+CCR7- 세포는 이펙터 기억 RA (TEMRA) T 세포로서 표지된다. CD4+ (도 6g) 및 CD8+ T 세포 집단 (도 6h) 둘 다에서, 매우 소수의 나이브 T 세포가 PBMC 주사 후 4주에 혈액에서 관찰되었다. 소수의 중심 기억 CD4+ 및 CD8+ T 세포가 검출된 반면, TEMRA CD4+ 또는 CD8+ T 세포는 거의 존재하지 않았다. CD4+ 및 CD8+ T 세포의 대다수는 이펙터/기억 CD45RA-CCR7- T 세포였다 (도 6g, 도 6h).

PBMC로 주사된 NSG, NSG- (IA IE) ^null , NSG- B2M ^null , NSG- B2M ^null (IA IE ) ^null , and NSG- B2M ^null (IA IE ) ^null 마우스에서의 인간 T 세포 생착의 표현형적 분석

NSG 마우스에서의 CD4:CD8 T 세포 비는 다시 대략 4:1이었다 (도 7a). MHC 부류 II (IA IE) ^null 및 부류 I KO B2M ^null 마우스는 NSG-(IA ^null ) 및 NSG-(K ^b D ^b ) ^null 마우스에서 관찰된 바와 같이 (도 6a), 각각 유사하게 CD4:CD8 낮은 및 높은 T 세포 비를 가졌다. NSG-B2M ^null (IA IE) ^null 마우스 (도 7a)는 NSG에서 및 NSG-B2M ^null (IA IE) ^null 마우스에서 관찰된 (도 6a) 약 3:1의 3:1 CD4:CD8 비를 나타내었다. MHC KO 마우스의 모든 4가지 계통에서의 CD4 (도 7b) 및 CD8 (도 7c) 세포의 대다수는 활성화 마커 PD-1을 발현하였다. 항-PD-1로의 CD4 및 CD8 염색 (도 7d)의 및 CD4 (도 7e) 및 CD8 (도 7f) 염색의 대표적인 히스토그램이 나타내어진다. 모든 4가지 계통에서, 소수의 CD4 (도 7g) 또는 CD8 (도 7h) 나이브 또는 TEMRA 세포가 관찰된 반면, 일부 중심 기억 세포가 존재하였다. T 세포의 대다수는 CD45-CCR7+ 이펙터/이펙터 기억 하위세트에 있었다 (도 7g, 도 7h).

NSG- (K ^b D ^b ) ^null ( IA ^null ) 마우스에서의 생착된 인간 T 세포는 기능적이다

인간 동종 소도로 생착된 NSG 마우스 내로의 인간 PBMC의 주사는 소도 동종이식편 거부를 초래한다. NSG MHC I/II 넉아웃 마우스에서 생착된 인간 면역 세포가 기능적인 지를 측정하기 위해, 래트 인슐린 프로모터의 제어 하에서 디프테리아 독소 수용체를 발현하는 마우스의 새로운 계통, NSG-RIP-DTR (K ^b D ^b ) ^null (IA ^null )를 생성하였다. 래트 인슐린 프로모터의 제어 하에서 디프테리아 독소 수용체를 발현하는 수컷 마우스 내로의 디프테리아 독소 (DT)의 주사는 마우스 베타 세포 사멸 및 고혈당증을 초래한다. NSG-RIP-DTR (K ^b D ^b ) ^null(IA ^null ) 계통은 마우스 췌장 베타 세포의 완전하고 특이적인 제거를 허용하며, 이는 당뇨유발성 약물, 예컨대 스트렙토조토신의 폭넓게 독성 효과를 회피한다. 도 8a에 나타난 바와 같이, DT로의 NSG-RIP-DTR (K ^b D ^b ) ^null (IA ^null ) 마우스의 주사는 당뇨병의 급속한 발달을 초래하였다. NSG-RIP-DTR (K ^b D ^b ) ^null(IA ^null ) 계통을 사용하여 고혈당성 NSG MHC I/II 넉아웃 마우스에서의 소도 동종이식편을 거부하는 인간 PBMC의 능력을 시험하였다.

4000 인간 IEQ의 비장내 이식은 1 내지 2일 내에 마우스에서 정상혈당을 복원시켰다. 그 후, 이들 마우스를 2개의 군으로 나누었다. 한 소도 이식된 군은 50 x 10⁶개의 동종 PBMC로 IP 주사된 반면, 다른 군은 동종 면역계의 부재 하에서의 인간 소도의 기능을 확인하기 위해 PBMC를 받지 않았다. 단지 인간 소도만을 받은 대조군 마우스는 실험 기간을 통해 정상혈당으로 잔류하였다 (N=3). 대조적으로, 동종 인간 PBMC를 받은 4마리의 마우스 중 3마리는 3 내지 4주 후에 고혈당증으로 복귀하였다 (도 8a).

PBMC 주사된 소도-이식된 마우스에서의 인간 CD45+ 세포의 생착 수준은 시간 경과에 따라 혈액에서 보다 높은 백분율을 향한 경향이 있었으며, PBMC 주사 후 7주에 분석된 경우 비장에서 약 70％ 이하의 인간 CD45+ 세포가 있었다. NSG-(K ^b D ^b ) ^null (IA ^null ) 마우스 내로 주사된 10x10⁶개의 세포에 비해 5배 더 높은 수의 인간 PBMC (50x10⁶개)가 NSG-RIP-DTR (K ^b D ^b ) ^null (IA ^null ) 마우스에서 주사되었지만, NSG-RIP-DTR (K ^b D ^b ) ^null (IA ^null ) 계통에서의 인간 CD45+ 세포 생착의 이 수준은 PBMC-생착된 NSG-(K ^b D ^b ) ^null (IA ^null ) 마우스에서 관찰된 것보다 더 높았다 (도 4b). CD4:CD8 세포 비는 CD4+ T 세포의 백분율이 떨어짐에 따라 실험 과정에 걸쳐 혈액에서 극적으로 변화된 반면, 혈액에서의 CD8+ T 세포의 백분율은 극적으로 증가하였다 (도 8c). 실험의 종료 시에, 비장에서의 CD4:CD8 T 세포의 비는 또한 CD8 T 세포의 극적인 증가를 나타내었다 (도 8d). 6주에 혈액에서의 인간 C-펩티드의 수준은 인간 PBMC를 받은 4마리의 소도-생착된 마우스 중 3마리에서 감소되었으며; 고혈당증으로 복귀하지 않은 1마리의 마우스는 동종 PBMC로 이식되지 않은 소도 수용자에서 관찰된 것과 유사한 C-펩티드의 수준을 가졌다 (도 8e). 그러나, 동종 PBMC가 주어진 모든 4마리의 마우스에서, 소도 이식편에서 관찰된 인간 인슐린의 양은 인간 PBMC가 주어지지 않은 소도 이식 수용자에 비해 유의하게 더 낮았다 (도 8f).

따라서, NSG-RIP-DTR (K ^b D ^b ) ^null(IA ^null ) 마우스에서 생착된 인간 PBMC는 고혈당성 NSG-RIP-DTR (K ^b D ^b ) ^null(IA ^null ) 마우스 내로 용이하게 생착되었다. 인간 소도 동종이식편은 조직학적으로 확인된 고혈당증의 회복에 의해 입증된 바와 같이 거부되었다. 이는 또한 순환 C 펩티드의 감소 및 이식편에 잔류하는 인슐린의 절대량의 감소에 의해 확인되었다. 소도 이식된 마우스는 혈액 및 비장 둘 다에서 CD8 T 세포의 비율을 증가시켰다. 이는 소도 동종이식편의 존재가 세포독성 CD8 T 세포 집단을 우선적으로 자극하고, 확장시켰음을 시사한다. 이들 데이터는 인간 PBMC 기능이 진행중인 GVHD 반응의 부재 하에서 NSG MHC I/II 넉아웃 마우스에서 평가될 수 있음을 입증한다.

PBMC로 이식된 NSG 및 NSG- (K ^b D ^b ) ^null ( IA ^null ) 마우스에서의 AAV-IL2로의 처리에 의한 생착된 인간 T 세포의 조정

임상으로 진행되고 있는 약물 중 많은 것은 면역 조정제이며, 임상 시험에 들어간 이들 중 하나는 재조합 IL2의 투여이다. 고 용량 IL2는 암 요법에 사용된 반면, 저 용량의 IL2는 자가면역 질환을 치료하는 데 사용되었다.

NSG-(K ^b D ^b ) ^null(IA ^null ) 마우스에서 생착된 인간 T 세포가 기능적이지만 (도 8a), 급성 GVHD를 매개하지 않음 (도 3)이 나타났기 때문에, 다음으로 인간 재조합 IL2의 투여가 T 세포 집단을 조정할 수 있는지 여부를 측정하였다. AAV8-인간 IL2 발현 벡터의 주사에 의한 인간 IL2의 투여는 인간 태아 간 및 흉선, 즉, BLT 모델의 생착에 의해 인간화된 NSG 마우스에서의 인간 Treg의 비율을 증가시켰다. AAV-huIL2의 주사는 2주 동안 10x10⁶개의 PBMC로 생착된 NSG 및 NSG-(K ^b D ^b ) ^null(IA ^null ) 마우스의 혈액에서 인간 CD45+ 세포의 일시적 확장을 초래하였다 (도 9a). AAV-IL2는 실험의 8주 과정에 걸쳐 CD3+인 인간 CD45+ 세포의 비율을 변경시키지 않았다 (도 9b). 그러나, PBMC 주사 후 2, 4, 및 6주에 NSG 마우스에서 및 2 및 4주에 NSG-(K ^b D ^b ) ^null(IA ^null ) 마우스에서 T 조절성 (Treg) 표현형 (CD4+CD25+CD127-FOXP3+)을 발현한 CD4+ 세포의 비율의 유의한 증가가 있었다 (도 9c). CD25 및 CD127에 대한 항체로의 CD4+ T 세포의 대표적인 염색은 상부 행에 나타나 있으며, AAVIL2의 투여가 있거나 없는 NSG 및 NSG-(K ^b D ^b ) ^null(IA ^null ) 마우스에서의 추정적 CD4+CD25+CD127- T 세포에서의 FOXP3의 발현은 하부 행에 나타나 있다 (도 9d). Treg 세포의 상대적 백분율은 2주 내지 8주에 지속적으로 감소하였으며, 둘 다의 주에서 PBMC 생착 후 8주까지 CD4+ T 세포의 정상 수준에 있었다. NSG 및 NSG-(K ^b D ^b ) ^null(IA ^null ) 마우스에게 주어진 AAV-IL2 벡터를 사용하여, IL2의 수준은 제2주 (219 ± 48 및 262 ± 40 pg/ml)로부터 각각 제4주 (159 ± 59 및 214 ± 62 pg/ml), 각각 제6주 (110 ± 53 및 130 ± 72 pg/ml; N= NSG에 대해 제2주, 제4주, 및 제6주에 8마리 및 NSG-(K ^b D ^b ) ^null(IA ^null ) 마우스에 대해 2주에 5마리, 및 4 및 6주에 4마리의 마우스)까지 매주 감소하였다. 순환 IL2의 이 감소는 본 실험에서의 Treg의 소실과 상관된다.

그러나, AAV-IL2의 투여는 또한 NSG-(K ^b D ^b ) ^null(IA ^null ) 마우스의 생존을 NSG 및 AAV-IL2로 처리된 NSG 마우스에서 관찰된 것으로 단축시켰다 (도 9e). AAV-IL2의 주사는 또한 CD4:CD8 비를 AAV-IL2로 주사되지 않은 것들에 비해 NSG 및 NSG-(K ^b D ^b ) ^null(IA ^null ) 마우스 둘 다에서 우세하게 CD8 T 세포의 그것으로 변경시켰다 (도 9f). CD4+ T 세포 집단에서의 CD4 및 CD8 나이브, 중심 기억, 이펙터/이펙터 기억 및 TEMRA 하위세트의 비율은 AAV-IL2 처리가 있거나 없는 NSG 및 NSG-(K ^b D ^b ) ^null(IA ^null ) 마우스의 혈액에서 상이하지 않았다. 단지 CD8 T 세포 집단에서의 T 세포 하위세트의 비율의 차이는 AAV-IL2로 처리된 마우스에서 증가된 이펙터/이펙터 기억 T 세포 하위세트에 있었다 (도 9g). AAV-IL2 처리된 NSG-(K ^b D ^b ) ^null(IA ^null ) 마우스에서의 CD8+ 이펙터/이펙터 기억 T 세포의 증가와 상관되는 것은 그란자임 B를 발현한 CD8 T 세포의 백분율의 증가였다 (도 9h).

PBMC 및 인간 환자-유래된 종양 세포의 공동-투여

NSG 및 NSG-(K ^b D ^b ) ^null(IA ^null ) 마우스를 PDX 결장 종양 (2 mm³)으로 SQ 삽입하고, 10일 후 비-매칭된 공여자로부터의 20 x 10⁶개의 PBMC로 IP 주사하였다. 마우스를 생존에 대해 및 종양 성장에 대해 모니터링하였다.

도 10a는 PBMC 및 인간 환자-유래된 종양 세포로 공동-주사된 NSG 마우스의 군 및 PBMC 및 인간 환자-유래된 종양 세포로 공동-주사된 NSG-(K ^b D ^b ) ^null(IA ^null ) 마우스의 군의 퍼센트 생존을 나타내는 그래프이다.

도 10b는 1) 인간 환자-유래된 종양 세포로 주사된 NSG 마우스; 2) PBMC 및 인간 환자-유래된 종양 세포로 공동-주사된 NSG 마우스; PBMC로 주사된 NSG-(K ^b D ^b ) ^null(IA ^null ) 마우스; 및 PBMC 및 인간 환자-유래된 종양 세포로 공동-주사된 NSG-(K ^b D ^b ) ^null(IA ^null ) 마우스에서의 종양 성장을 나타내는 그래프이다. 따라서, NSG-(K ^b D ^b ) ^null(IA ^null ) 마우스는 PDX 종양 및 PBMC의 공동-생착을 지지한다.

2가지 상이한 NSG MHC 부류 I/II 넉아웃 마우스 모델, 즉, NSG-(K ^b D ^b ) ^null (IA ^null ) 계통 및 NSG-B2M ^null (IA IE ^null ) 계통을 사용하여, 이들 실험은 인간 PBMC는 생착되었지만, 마우스는 일부의 경우 PBMC 생착 후 125일에 걸쳐, 실험 기간의 종료까지 급성 GVHD-유사 질환을 발달시키지 않았음을 입증한다. 이들 생착된 인간 T 세포는 인간 소도 동종이식편을 거부하는 그들의 능력에 의해 나타난 바와 같이 기능적이었다. 더욱이, 인간 T 세포는 인간 T 세포 확장을 초래하는 AAV 벡터를 사용하여 재조합 인간 IL2를 제공함으로써 입증된 바와 같이 생체내에서 조정될 수 있다. NSG-(K ^b D ^b ) ^null (IA ^null ) 계통에서, 인간 IgG 청소율은 NSG 마우스에서 관찰된 것과 필적한 반면, NSG-B2M ^null (IA IE ^null ) 계통에서의 IgG 청소율은 극도로 급속하였다.

이 명세서에 언급된 임의의 특허 또는 간행물은 각각의 개별적 간행물이 구체적으로 및 개별적으로 참조로 포함되는 것으로 지시된 것과 동일한 정도로 본원에 참조로 포함된다.

본원에 기재된 조성물 및 방법은 현재 바람직한 실시양태의 대표이고, 예시적이며, 본 발명의 범위에 대한 제한으로서 의도되지 않는다. 그 안의 변화 및 다른 용도는 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 일어날 것이다. 이러한 변화 및 다른 용도는 청구범위에 제시된 바와 같은 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고 이루어질 수 있다.

Claims

기능적 주조직적합성 복합체 I (MHC I)이 결여되고, 기능적 주조직적합성 복합체 II (MHC II)가 결여되도록 유전자 변형된 NOD.Cg-Prkdc ^scid Il2rg ^tm1Wjl /SzJ (NOD-scid-IL2rγ^null, NSG) 마우스.
제1항에 있어서, NOD.Cg-Prkdc ^scid H2-K1 ^tm1Bpe H2-Ab1 ^em1Mvw H2-D1 ^tm1Bpe Il2rg ^tm1Wjl /SzJ (NSG-(K ^b D ^b ) ^null(IA ^null )) 마우스인 유전자 변형된 NSG 마우스.
제1항에 있어서, NSG-RIP-DTR (K ^b D ^b ) ^null (IA ^null ) 마우스인 유전자 변형된 NSG 마우스.
제1항에 있어서, NOD.Cg-B2m ^tm1Unc Prkdc ^scid H2 ^dlAb1-Ea Il2rg ^tm1Wjl /SzJ (NSG-B2M ^null (IA IE ^null )) 마우스인 유전자 변형된 NSG 마우스.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 인간 면역 세포를 더 포함하는 유전자 변형된 NSG 마우스.
제5항에 있어서, 인간 면역 세포가 인간 말초 혈액 단핵 세포인 유전자 변형된 NSG 마우스.
제5항에 있어서, 인간 면역 세포가 인간 T 세포인 유전자 변형된 NSG 마우스.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 인간 종양 세포를 더 포함하는 유전자 변형된 NSG 마우스.
기능적 주조직적합성 복합체 I (MHC I)이 결여되고, 기능적 주조직적합성 복합체 II (MHC II)가 결여되도록 유전자 변형된 면역결핍 마우스이며, 단, 면역결핍 마우스는 β2m (MHC I의 성분) 넉아웃 및 IAβ (MHC II의 경쇄) 넉아웃을 특징으로 하는 NOD/Shi-scid-IL2rγ^null 마우스가 아닌 것인, 유전자 변형된 면역결핍 마우스.
제9항에 있어서, 인간 면역 세포를 더 포함하는 유전자 변형된 면역결핍 마우스.
제10항에 있어서, 인간 면역 세포가 인간 말초 혈액 단핵 세포인 유전자 변형된 면역결핍 마우스.
제10항에 있어서, 인간 면역 세포가 인간 T 세포인 유전자 변형된 면역결핍 마우스.
제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 인간 종양 세포를 더 포함하는 유전자 변형된 NSG 마우스.
시험 물질을 제5항 내지 제8항 및 제10항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 유전자 변형된 면역결핍 마우스에게 투여하고,
유전자 변형된 면역결핍 마우스에서 인간 면역계의 효과를 검정하는 것
을 포함하는, 유전자 변형된 면역결핍 마우스에서 인간 면역계의 효과를 모델링하는 방법.
제14항에 있어서, 시험 물질이 항암제인 방법.
제14항 또는 제15항에 있어서, 시험 물질이 면역치료제인 방법.
제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 시험 물질이 항암 면역치료제인 방법.
제14항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 시험 물질이 면역 체크포인트 억제제인 방법.
제18항에 있어서, 면역 체크포인트 억제제가 PD-1 억제제, PD-L1 억제제, 또는 CTLA-4 억제제인 방법.
제18항 또는 제19항에 있어서, 면역 체크포인트 억제제가 아테졸리주맙, 아벨루맙, 두르발루맙, 이필리무맙, 니볼루맙, 또는 펨브롤리주맙이거나, 면역 체크포인트 억제제가 상기 중 어느 하나의 항원-결합 단편을 포함하는 것인 방법.
실질적으로 본원에 기재되거나 나타내어진 바와 같은 유전자 변형된 마우스.
실질적으로 본원에 기재되거나 나타내어진 바와 같은 유전자 변형된 마우스의 사용 방법.