KR20240040035A - Chimeric Antigen Receptor Cell Prepared Using CRISPR/Cas9 Knock―and Uses Thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유전자 가위 넉-인(knock-in)을 이용하여 제조한 키메릭 항원 수
용체(chimeric antigen receptor; CAR) 세포 및 이의 용도에 관한 것으로, 보다 상세하게는 TGFBR2(TGF beta receptor 2) 넉-아웃(knock-out)용 단일 가이드 RNA(sgRNA), 암 세포에 특이적인 키메릭 항원 수용체, 및 TGFBR2 발현 유전자가 넉-아웃되고 암 세포에 특이적인 키메릭 항원 수용체 유전자가 넉-인된 면역 이펙터 세포 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to the number of chimeric antigens produced using gene scissors knock-in.
Relates to chimeric antigen receptor (CAR) cells and their uses. More specifically, single guide RNA (sgRNA) for TGFBR2 (TGF beta receptor 2) knock-out, chimeric specific for cancer cells. It relates to a method of producing immune effector cells in which the antigen receptor and the TGFBR2 expression gene are knocked out and the chimeric antigen receptor gene specific for cancer cells is knocked in.

Description

유전자 가위 넉-인을 이용하여 제조한 키메릭 항원 수용체 세포 및 이의 용도{Chimeric Antigen Receptor Cell Prepared Using CRISPR/Cas9 Knock―and Uses Thereof}Chimeric antigen receptor cell prepared using gene scissors knock-in and uses thereof {Chimeric Antigen Receptor Cell Prepared Using CRISPR/Cas9 Knock-and Uses Thereof}

본 발명은 유전자 가위 넉-인(knock-in)을 이용하여 제조한 키메릭 항원 수용체(chimeric antigen receptor; CAR) 세포 및 이의 용도에 관한 것으로, 보다 상세하게는 TGFBR2(TGF beta receptor 2) 넉-아웃(knock-out)용 단일 가이드RNA(sgRNA), 암 세포에 특이적인 키메릭 항원 수용체, 및 TGFBR2 발현 유전자가 넉-아웃되고 암 세포에 특이적인 키메릭 항원 수용체 유전자가 넉-인된 면역 이펙터 세포 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to chimeric antigen receptor (CAR) cells manufactured using gene scissors knock-in and their use, and more specifically, to TGFBR2 (TGF beta receptor 2) knock-in. A single guide RNA (sgRNA) for knock-out, a chimeric antigen receptor specific for cancer cells, and an immune effector in which the TGFBR2 expression gene is knocked out and the chimeric antigen receptor gene specific for cancer cells is knocked in. It relates to cell manufacturing methods.

최근 몇 년 동안 키메릭 항원 수용체-T 세포(CAR-T 세포)를 이용한 암 치료 치료제 개발이 진행되고 있다. 항-CD19 CAR-T 세포는 혈액 악성종양 치료에서 현저한 치료 효과를 보였으며, 2017년에는 두가지 제품이 FDA 승인을 받았다. 그러나 많은 시도에도 불구하고 다양한 종양 관련 항원을 표적으로 하는 CAR-T 세포는 고형 종양 환자에서 유리한 임상 결과를 보여주지 못하였다 (Na Tang et.al., JCI Insight, 27;5(4):e133977, 2020).In recent years, development of cancer treatment treatments using chimeric antigen receptor-T cells (CAR-T cells) has been underway. Anti-CD19 CAR-T cells have shown significant therapeutic efficacy in the treatment of hematological malignancies, and two products received FDA approval in 2017. However, despite many attempts, CAR-T cells targeting various tumor-related antigens have failed to show favorable clinical outcomes in patients with solid tumors (Na Tang et.al., JCI Insight, 27;5(4):e133977 , 2020).

2021년에는 B 세포 성숙 항원(BCMA) 특이적 CAR-T 세포가 다발성 골수종(multiple myeloma; MM) 치료제로 승인되었으나, 상대적으로 높은 비용과 시간 소모적 생산, 고형 종양으로의 불충분한 도입, 면역 이펙터(immune effector) 세포 관련 신경 증후군(immune effector cell-associated neurologic syndrome; ICANS) 및 사이토카인 방출 증후군(cytokine release syndrome; CRS)을 포함한 유도된 세포 독성 효과와 같은 문제점이 있다. 따라서 CAR 활동을 보호하고 강화하면서 상기와 같은 문제를 해결하는 것이 중요하며, 다른 면역 세포 플랫폼(예, γ/δ T 세포, NKT 세포) 중에서 자연살해(natural killer; NK) 세포가 CAR를 이용한 유전공학의 대안으로 간주되고 있다. CAR NK 세포는 CAR T 세포에 비해 효율성과 안전성을 향상시킬 수 있는 몇 가지 장점을 나타내었으며, 재발성/불응성 림프성 악성 종양을 앓고 있는 환자에서 CD19 CAR-NK 세포의 첫 번째 임상 사용은 CAR-NK 세포의 지속성을 입증하였다 (Ali Bashiri Dezfouli et. al., Cells, 1;10(12):3390,2021).In 2021, B cell maturation antigen (BCMA)-specific CAR-T cells were approved for the treatment of multiple myeloma (MM), but due to their relatively high cost and time-consuming production, insufficient introduction into solid tumors, and lack of immune effectors ( Problems include induced cytotoxic effects, including immune effector cell-associated neurologic syndrome (ICANS) and cytokine release syndrome (CRS). Therefore, it is important to solve the above problems while protecting and enhancing CAR activity, and among other immune cell platforms (e.g., γ/δ T cells, NKT cells), natural killer (NK) cells can be used for CAR-using genetics. It is considered an alternative to engineering. CAR NK cells have shown several advantages over CAR T cells that may improve efficiency and safety, and the first clinical use of CD19 CAR-NK cells in patients with relapsed/refractory lymphoid malignancies was CAR. -The persistence of NK cells was demonstrated (Ali Bashiri Dezfouli et. al., Cells, 1;10(12):3390,2021).

한편, 고형 종양에 존재하는 면역억제성 종양 미세 환경(tumor microenvironment; TME)은 암 세포뿐만 아니라 세포외 기질 성분 및 염증 매개체 외에도 수많은 세포 유형을 포함한다. 이러 복잡한 미세 환경에서 CAR 유전자가 도입된 면역 이펙터 세포는 생존, 활성화, 증식 및 효과 기능을 손상시킬 수 있는 많은 억제 세포 및 분자의 영향을 받게 되며, 최근 연구에서는 유전자 가위를 이용하여 TGFBR2 유전자가 넉-아웃된 자연살해 세포가 다형성 교모세포종(glioblastoma multiforme; GBM)에서의 항암 효과가 증가한 것으로 나타났다 (Hila Shaim et.al., J Clin Invest.,131(14):e142116, 2021).Meanwhile, the immunosuppressive tumor microenvironment (TME) that exists in solid tumors includes numerous cell types in addition to cancer cells as well as extracellular matrix components and inflammatory mediators. In this complex microenvironment, immune effector cells introduced with CAR genes are subject to many inhibitory cells and molecules that can impair their survival, activation, proliferation, and effector functions. In a recent study, the TGFBR2 gene was knocked down using gene scissors. -Out natural killer cells were shown to have increased anticancer effects in glioblastoma multiforme (GBM) (Hila Shaim et.al., J Clin Invest., 131(14):e142116, 2021).

이에, 본 발명에서는 CRISPR/Cas9 시스템을 사용하여 TGFBR2를 넉-아웃(knock-out)함으로써 TGF-β의 부정적인 영향을 제거함과 동시에, TGFBR2 유전자가 넉-아웃된 자리에 암 세포 관련 항원을 표적으로 하는 CAR 유전자를 넉-인(knock-in) 시킨 CAR-NK 세포를 제조하였으며, 본 발명의 방법으로 제조한 CAR-NK 세포의 암 세포 살상 효과가 우수한 것을 확인하고, 본 발명을 완성하였다.Accordingly, in the present invention, the negative effects of TGF-β are eliminated by knocking out TGFBR2 using the CRISPR/Cas9 system, and at the same time, the cancer cell-related antigen is targeted at the site where the TGFBR2 gene was knocked out. CAR-NK cells were produced by knocking in the CAR gene, and it was confirmed that the CAR-NK cells produced by the method of the present invention had an excellent cancer cell killing effect, and the present invention was completed.

따라서, 본 발명의 목적은 TGFBR2(TGF beta receptor 2) 넉-아웃(knock-out)용 단일 가이드 RNA(sgRNA) 및 이를 이용한 TGFBR2 넉-아웃 방법을 제공하는 데 있다.Therefore, the purpose of the present invention is to provide a single guide RNA (sgRNA) for TGFBR2 (TGF beta receptor 2) knock-out and a TGFBR2 knock-out method using the same.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 서열번호 1 내지 서열번호 6의 염기서열로 표시되는 단일 가이드 RNA(sgRNA)로 구성된 군에서 선택된 어느 하나 이상의 단일 가이드를 포함하는, TGFBR2(TGF beta receptor 2) 넉-아웃(knock-out)용 단일 가이드 RNA를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a TGFBR2 (TGF beta receptor 2) comprising one or more single guides selected from the group consisting of single guide RNAs (sgRNAs) represented by the base sequences of SEQ ID NO: 1 to SEQ ID NO: 6. ) Provides a single guide RNA for knock-out.

또한, 본 발명은 상기 TGFBR2 넉-아웃용 단일 가이드 RNA; 및 In addition, the present invention provides a single guide RNA for TGFBR2 knock-out; and

Cas9 단백질, Cas9 단백질을 코딩하는 염기서열, Cpf1 단백질 및 Cpf1 단백질을 코딩하는 염기서열로 구성된 군에서 선택된 어느 하나의 유전자 가위를 포함하는, TGFBR2(TGF beta receptor 2) 넉-아웃(knock-out)용 조성물을 제공한다.TGFBR2 (TGF beta receptor 2) knock-out, comprising any one gene scissors selected from the group consisting of Cas9 protein, base sequence encoding Cas9 protein, Cpf1 protein, and base sequence encoding Cpf1 protein. Provides a composition for

또한, 본 발명은 서열번호 1 내지 서열번호 6의 염기서열로 표시되는 단일 가이드 RNA로 구성된 군에서 선택된 어느 하나 이상의 TGFBR2 넉-아웃용 단일 가이드 RNA, 및 In addition, the present invention provides at least one single guide RNA for TGFBR2 knock-out selected from the group consisting of single guide RNAs represented by the base sequences of SEQ ID NO: 1 to SEQ ID NO: 6, and

Cas9 단백질, Cas9 단백질을 코딩하는 염기서열, Cpf1 단백질 및 Cpf1 단백질을 코딩하는 염기서열로 구성된 군에서 선택된 어느 하나의 유전자 가위를 인간 유래 세포에 처리하는 단계를 포함하는, TGFBR2 넉-아웃 방법을 제공한다.Provides a TGFBR2 knock-out method comprising treating human-derived cells with any one gene scissors selected from the group consisting of a Cas9 protein, a base sequence encoding the Cas9 protein, a Cpf1 protein, and a base sequence encoding the Cpf1 protein. do.

본 발명의 구체적인 일실시예에 있어서, 상기 인간 유래 세포는 T 세포, 자연살해(natural killer; NK) 세포, 대식세포(macrophage), 단핵구(monocyte) 및 수지상 세포(Dendritic Cell)으로 구성된 군에선 선택된 어느 하나의 면역 이펙터 세포일 수 있다.In a specific embodiment of the present invention, the human-derived cells are selected from the group consisting of T cells, natural killer (NK) cells, macrophages, monocytes, and dendritic cells. It may be any one immune effector cell.

본 발명의 구체적인 또 다른 일실시예에 있어서, 상기 단일 가이드 RNA 및 유전자 가위는 전기천공 또는 유전자 전달 벡터를 통해 면역 이펙터 세포에 전달되며, 상기 전기천공은 1000 V ~ 2500 V, 5 ms ~ 50 ms, 및 1 pulse ~ 5 pulse 조건으로 처리하고, 상기 유전자 전달 벡터는 플라스미드, 바이러스성 벡터 또는 비바이러스성 벡터일 수 있다.In another specific embodiment of the present invention, the single guide RNA and gene scissors are delivered to immune effector cells through electroporation or a gene transfer vector, and the electroporation is performed at 1000 V to 2500 V, 5 ms to 50 ms. , and 1 pulse to 5 pulse conditions, and the gene delivery vector may be a plasmid, viral vector, or non-viral vector.

다른 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, In order to achieve other purposes, the present invention,

프로모터를 코딩하는 염기서열;base sequence encoding a promoter;

신호 펩타이드(signal peptide)를 코딩하는 염기서열;A base sequence encoding a signal peptide;

암 세포 항원-결합도메인을 코딩하는 염기서열;A base sequence encoding a cancer cell antigen-binding domain;

막관통 도메인(transmembrane domain)을 코딩하는 염기서열;base sequence encoding a transmembrane domain;

공동자극 도메인(costimulatory domain)을 코딩하는 염기서열; 및 base sequence encoding a costimulatory domain; and

세포 내 신호전달 도메인(intracellular signal transduction domain)을 코딩하는 염기서열을 포함하는, 암 세포 항원에 특이적인 키메릭 항원 수용체(chimeric antigen receptor: CAR) 넉-인(knock-in)용 DNA 컨스트럭트를 제공한다. DNA construct for chimeric antigen receptor (CAR) knock-in specific for cancer cell antigens, containing a base sequence encoding an intracellular signal transduction domain provides.

본 발명은 또한 상기 DNA 컨스트럭트를 포함하는 DNA 절편(Fragment)을 제공한다. The present invention also provides a DNA fragment containing the above DNA construct.

본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 프로모터는 pSFFV, pCMV 또는 pEF1A일 수 있으며, 바람직하게는 서열번호 13의 염기서열로 표시되는 pSFFV일 수 있다. In a preferred embodiment of the present invention, the promoter may be pSFFV, pCMV, or pEF1A, and preferably may be pSFFV represented by the base sequence of SEQ ID NO: 13.

본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 있어서, 암 세포 항원은 메소텔린(mesothelin; MSLN), CD22, CD19, HER2(human epidermal growth factor receptor type2), GD2, 엽산수용체(Folate receptor), MUC1(Mucin 1), ErbB2(Erythroblastic oncogene B-2 gene), EphA2(EPH receptor A2) 또는 EGFR(Epidermal growth factor receptor)일 수 있으며, 바람직하게 암 세포 항원-결합도메인은 서열번호 18의 아미노산 서열로 표시되는 메소텔린-결합도메인일 수 있다. In another preferred embodiment of the present invention, the cancer cell antigen is mesothelin (MSLN), CD22, CD19, HER2 (human epidermal growth factor receptor type 2), GD2, folate receptor, and MUC1 (Mucin 1). ), ErbB2 (Erythroblastic oncogene B-2 gene), EphA2 (EPH receptor A2), or EGFR (Epidermal growth factor receptor). Preferably, the cancer cell antigen-binding domain is mesothelin represented by the amino acid sequence of SEQ ID NO: 18. -It may be a binding domain.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 있어서, 상기 막관통 도메인은 CD8α, CD4, CD28, CD137, CD80, CD86, CD152, PD1, NKG2D, 41BB, 2B4, NKp30, NKp44, NKp46, NKG2C 및 OX40로 구성된 군에서 선택된 어느 하나이며, 상기 공동자극 도메인은 CD28, OX-40, ICOS, NKG2D, 4-1BB, 2B4, NKp30, NKp44, NKp46 및 NKG2C로 구성된 군에서 선택된 어느 하나이고, 상기 세포 내 신호전달 도메인은 CD3ζ 유래일 수 있다. In another preferred embodiment of the present invention, the transmembrane domain consists of CD8α, CD4, CD28, CD137, CD80, CD86, CD152, PD1, NKG2D, 41BB, 2B4, NKp30, NKp44, NKp46, NKG2C and OX40. the co-stimulatory domain is any one selected from the group consisting of CD28, OX-40, ICOS, NKG2D, 4-1BB, 2B4, NKp30, NKp44, NKp46 and NKG2C, and the intracellular signaling domain may be of CD3ζ origin.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 있어서, 상기 신호 펩타이드는 서열번호 14의 아미노산 서열로 표시되고, 상기 막관통 도메인은 서열번호 20의 아미노산 서열로 표시되는 CD8이며, 상기 공동자극 도메인은 서열번호 22의 아미노산 서열로 표시되는 4-1BB이고, 상기 세포 내 신호전달 도메인은 서열번호 24의 아미노산 서열로 표시되는 CD3ζ일 수 있다. In another preferred embodiment of the present invention, the signal peptide is represented by the amino acid sequence of SEQ ID NO: 14, the transmembrane domain is CD8 represented by the amino acid sequence of SEQ ID NO: 20, and the co-stimulatory domain is represented by the amino acid sequence of SEQ ID NO: 20 It is 4-1BB represented by the amino acid sequence of SEQ ID NO: 22, and the intracellular signaling domain may be CD3ζ represented by the amino acid sequence of SEQ ID NO: 24.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 있어서, 상기 신호 펩타이드를 코딩하는 염기서열 및 암 세포 항원-결합도메인을 코딩하는 염기서열 사이에, 서열번호 16의 아미노산 서열로 표시되는 FLAG를 코딩하는 염기서열이 추가로 포함될 수 있다. In another preferred embodiment of the present invention, between the base sequence encoding the signal peptide and the base sequence encoding the cancer cell antigen-binding domain, a base sequence encoding FLAG represented by the amino acid sequence of SEQ ID NO: 16 This may be additionally included.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에서, 상기 폴리뉴클레오타이드 5'-말단 및 3'-말단에 HA(homology Arm)-태그를 코딩하는 염기서열이 추가로 포함될 수 있다.In another preferred embodiment of the present invention, a base sequence encoding an HA (homology arm)-tag may be additionally included at the 5'-end and 3'-end of the polynucleotide.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에서, 상기 HA(homology Arm)-태그를 코딩하는 염기서열은 200bp ~ 1500bp일 수 있다.In another preferred embodiment of the present invention, the base sequence encoding the HA (homology arm)-tag may be 200bp to 1500bp.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에서, 상기 폴리뉴클레오타이드 3'-말단에 poly A 서열 또는 DNA 핵 표적 서열(DNA nuclear targeting sequence; DTS)이 추가로 포함될 수 있다. In another preferred embodiment of the present invention, a poly A sequence or a DNA nuclear targeting sequence (DTS) may be additionally included at the 3'-end of the polynucleotide.

또 다른 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 (1) 서열번호 1 내지 서열번호 6의 염기서열로 표시되는 단일 가이드 RNA로 구성된 군에서 선택된 어느 하나 이상의 TGFBR2 넉-아웃용 단일 가이드 RNA; To achieve another object, the present invention provides (1) at least one single guide RNA for TGFBR2 knock-out selected from the group consisting of single guide RNAs represented by the base sequences of SEQ ID NO: 1 to SEQ ID NO: 6;

(2) Cas9 단백질, Cas9 단백질을 코딩하는 염기서열, Cpf1 단백질 및 Cpf1 단백질을 코딩하는 염기서열로 구성된 군에서 선택된 어느 하나의 유전자 가위; 및(2) any one gene scissors selected from the group consisting of Cas9 protein, base sequence encoding Cas9 protein, Cpf1 protein, and base sequence encoding Cpf1 protein; and

(3) 상기 암 세포 항원에 특이적인 키메릭 항원 수용체(chimeric antigen receptor: CAR) 넉-인(knock-in)용 DNA 컨스트럭트 또는 이의 DNA 절편을 면역 이펙터 세포에 처리하는 단계를 포함하는, TGFBR2 발현 유전자가 넉-아웃되고 암 세포 항원에 특이적인 키메릭 항원 수용체 유전자가 넉-인된 면역 이펙터 세포 제조방법을 제공한다.(3) comprising the step of treating immune effector cells with a DNA construct or DNA fragment thereof for chimeric antigen receptor (CAR) knock-in specific to the cancer cell antigen, A method for producing immune effector cells in which the TGFBR2 expression gene is knocked out and the chimeric antigen receptor gene specific for a cancer cell antigen is knocked in is provided.

본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 면역 이펙터 세포는 T 세포, 자연살해(natural killer; NK) 세포, 대식세포(macrophage), 단핵구(monocyte) 또는 수지상 세포(Dendritic Cell)일 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the immune effector cells may be T cells, natural killer (NK) cells, macrophages, monocytes, or dendritic cells.

본 발명의 구체적인 또 다른 일실시예에 있어서, 상기 단일 가이드 RNA, 유전자 가위 및 DNA 절편은 전기천공 또는 유전자 전달 벡터를 통해 면역 이펙터 세포에 전달되며, 상기 전기천공은 1000 V ~ 2500 V, 5 ms ~ 50 ms, 및 1 pulse ~ 5 pulse 조건으로 처리하고, 상기 유전자 전달 벡터는 플라스미드, 바이러스성 벡터 또는 비바이러스성 벡터일 수 있다.In another specific embodiment of the present invention, the single guide RNA, gene scissors, and DNA fragment are delivered to immune effector cells through electroporation or a gene transfer vector, and the electroporation is performed at 1000 V to 2500 V for 5 ms. Processing is performed under the conditions of ~50 ms and 1 pulse~5 pulse, and the gene delivery vector may be a plasmid, viral vector, or non-viral vector.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 있어서, 상기 단일 가이드 RNA, 유전자 가위 및 DNA 절편을 면역 이펙터 세포에 처리하기 전 또는 후에, IL-2, IL-15, IL-21, 및 TGF-β1으로 구성된 군에서 선택된 어느 하나 이상의 사이토카인을 면역 이펙터 세포에 추가로 처리할 수 있다.In another preferred embodiment of the present invention, the single guide RNA, gene scissors, and DNA fragments are treated with IL-2, IL-15, IL-21, and TGF-β1 before or after treating the immune effector cells. Immune effector cells may be additionally treated with one or more cytokines selected from the group consisting of.

또한, 본 발명은 상기 방법으로 제조한 TGFBR2 발현 유전자가 넉-아웃되고 암 세포 항원에 특이적인 키메릭 항원 수용체 유전자가 넉-인된 면역 이펙터 세포를 제공한다.In addition, the present invention provides immune effector cells prepared by the above method in which the TGFBR2 expression gene is knocked out and the chimeric antigen receptor gene specific for a cancer cell antigen is knocked in.

또한, 본 발명은 상기 면역 이펙터 세포를 포함하는 암 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.Additionally, the present invention provides a pharmaceutical composition for preventing or treating cancer containing the immune effector cells.

본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 암은 편평세포암, 소세포 폐암, 비소세포 폐암, 폐의 선암종, 폐의 편평세포 암종, 중피암, 복막암, 간세포성암, 위장암, 췌장암, 신경교종, 자궁경부암, 난소암, 간암, 방광암, 간세포암, 유방암, 결장암, 결장직장암, 자궁내막 또는 자궁 암종, 타액선 암종, 신장암, 전립선암, 외음부암, 갑상선암, 간 암종, 백혈병 및 다른 림프구증식성 장애, 및 두경부암으로 구성된 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the cancer is squamous cell carcinoma, small cell lung cancer, non-small cell lung cancer, adenocarcinoma of the lung, squamous cell carcinoma of the lung, mesothelial cancer, peritoneal cancer, hepatocellular carcinoma, gastrointestinal cancer, pancreatic cancer, and glioma. , cervical cancer, ovarian cancer, liver cancer, bladder cancer, hepatocellular carcinoma, breast cancer, colon cancer, colorectal cancer, endometrial or uterine carcinoma, salivary gland carcinoma, kidney cancer, prostate cancer, vulvar cancer, thyroid cancer, liver carcinoma, leukemia and other lymphoproliferative diseases. It may be any one selected from the group consisting of a disorder, and head and neck cancer.

본 발명에서는 TGFBR2 넉-아웃용 단일 가이드 RNA(sgRNA)에 의해 NK 세포의 TGFBR2 발현이 효과적으로 억제되는 것을 확인하였다. 또한, CRISPR/Cas9 시스템을 사용하여 TGFBR2를 넉-아웃(knock-out)함으로써 TGF-β의 부정적인 영향을 제거함과 동시에, TGFBR2 유전자가 넉-아웃된 자리에 암 세포 관련 항원을 표적으로 하는 CAR 유전자를 넉-인(knock-in) 시킨 CAR-NK 세포를 제조하였으며, 본 발명의 방법으로 제조한 CAR-NK 세포의 암 세포 살상 효과가 우수한 것을 확인하였다.In the present invention, it was confirmed that TGFBR2 expression in NK cells was effectively suppressed by single guide RNA (sgRNA) for TGFBR2 knock-out. In addition, the negative effects of TGF-β are eliminated by knocking out TGFBR2 using the CRISPR/Cas9 system, and at the same time, a CAR gene targeting cancer cell-related antigens is installed at the site where the TGFBR2 gene was knocked out. CAR-NK cells with knock-in were manufactured, and it was confirmed that CAR-NK cells prepared by the method of the present invention had an excellent cancer cell killing effect.

따라서, 본 발명의 TGFBR2 발현 유전자가 넉-아웃되고 암 세포 항원에 특이적인 키메릭 항원 수용체 유전자가 넉-인된 면역 이펙터 세포는 암의 예방 또는 치료를 위한 조성물로 유용하게 활용할 수 있다. Therefore, the immune effector cells of the present invention in which the TGFBR2 expression gene is knocked out and the chimeric antigen receptor gene specific for cancer cell antigen is knocked in can be usefully used as a composition for preventing or treating cancer.

도 1은 TGFBR2 유전자 위치내 다양한 crRNA(CRISPR RNA) 타겟 위치를 나타낸 모식도이다.
도 2는 이중 넉-아웃을 위한 sgRNA 서열의 에디팅 효율을 T7E1 어세이를 이용하여 비교한 데이터이다.
도 3(a) 및 3(b)는 에디팅 유전자에 대한 발현 감소정도를 FACS를 이용하여 확인한 데이터이다.
도 4는 sgRNA 표적 위치에 따른 TGFBR2 넉-아웃 NK 세포의 암살상 효과를 확인한 데이터로, 도 4(a)는 실험 모식도, 도 4(b)는 TGFBR2 넉-아웃 효율 확인 데이터 및 도 4(c)는 NK 세포의 암살상 효과를 확인한 데이터이다.
도 5는 sgRNA 표적 위치에 따른 TGFBR2 넉-아웃 NK 세포의 탈과립마커(degranulation marker)인 CD107a 마커의 발현정도를 확인한 데이터이다.
도 6은 sgRNA 표적 위치에 따른 TGFBR2 넉-아웃 NK 세포 내 Phospho-Smad2/3(p-Smad2/3) 감소 정도를 확인한 데이터이다.
도 7은 다양한 전기천공 조건에 따른 T7E1 어세이 기반 유전자 에디팅 효율을 확인한 데이터이다.
도 8은 다양한 전기천공 조건에 따른 FACS 기반 유전자 에디팅 효율을 확인한 데이터이다.
도 9는 다양한 전기천공 조건에 따른 primary NK 세포의 생존율을 비교한 데이터이다.
도 10은 메소텔린(mesothelin; MSLN 암 항원 표적을 위한 키메릭 항원 수용체(chimeric antigen receptor: CAR) 유전자 삽입용 DNA 컨스트럭트(construct) 및 제작과정을 나타낸 모식도이다.
도 11은 단독 sgRNA 또는 이중 sgRNA 넉-아웃 후 CAR 유전자의 넉-인에 따른 CAR 유전자의 넉-인 효율을 확인한 데이터로, 도 11(a)는 실험과정을 나타낸 모식도 및 도 11(b)는 Junction PCR 방법을 이용한 CAR 유전자의 넉-인 효율을 확인한 데이터이다.
도 12는 sgRNA 투입양과 전기천공 조건에 따른 CAR 유전자 넉-인 및 TGFBR2 넉-아웃 효율을 비교한 것으로, Junction PCR 방법 및 T7E1 어세이로 CAR 유전자 넉-인 효율을 비교한 데이터이다.
도 13은 sgRNA 투입양 및 전기천공 조건에 따른 CAR 유전자 넉-인 효율을 FACS 기반 표면(surface) CAR 단백질 검출 방법으로 비교한 데이터이다.
도 14는 다양한 물질 처리 조건에 따른 CAR 유전자 넉-인 및 TGFBR2 넉-아웃 효율을 Junction PCR 및 T7E1 어세이를 이용하여 비교한 데이터이다.
도 15는 다양한 물질 처리 조건에 따른 CAR 유전자 넉-인 효율을 FACS 기반 표면(surface) CAR 단백질 검출 방법으로 비교한 데이터이다.
도 16은 사이토카인 조합에 따른 CAR 유전자 넉-인 효율을 확인한 데이터로, 도 16(a)는 Junction PCR 방법을 이용한 CAR 유전자의 넉-인 효율 및 도 16(b)는 CAR-NK 세포의 암살상 효과를 비교한 데이터이다.
도 17은 CAR 유전자 삽입용 DNA 컨스트럭트 내 HA 길이(300, 500, 700, 1000bp)에 따른 CAR 유전자 넉-인 효율을 Junction PCR 방법으로 비교한 데이터이다.
도 18은 야생형(wild)-CAR 유전자 및 돌연변이(mutant)-CAR 유전자 넉-인에 따른 암세포 살상 효과를 확인한 데이터로, 도 18(a)는 야생형(wild)-CAR 유전자 및 돌연변이(mutant)-CAR 유전자 DNA 컨스트럭트 모식도, 도 18(b)는 Junction PCR 방법을 이용한 CAR 유전자의 넉-인 효율, 도 18(c)는 CAR-NK 세포의 표면 TGFBR2 발현 감소정도 및 도 18(d)는 CAR-NK 세포의 암살상 효과를 확인한 데이터이다.
도 19는 CAR 유전자 넉-인용 DNA 컨스트럭트의 3'-말단에 poly A 서열과, 추가로 DNA 핵 표적화 서열(DTS) 삽입에 따른 CAR 유전자 넉-인 효율을 확인한 데이터로, 도 19(a)는 poly A 서열; 또는 poly A 서열과 SV40, CREB 또는 GRE의 DTS 서열이 삽입된 CAR 유전자 DNA 컨스트럭트 모식도이고, 도 19(b)는 이러한 서열 삽입에 따른 CAR 유전자 넉-인 효율을 FACS 기반 표면(surface) CAR 단백질 검출 방법으로 비교한 데이터이다.
도 20은 바이러스성 벡터를 이용해 CAR 유전자의 넉-인 효율을 FACS 기반 표면(surface) CAR 단백질 검출 방법으로 비교한 데이터이다.
Figure 1 is a schematic diagram showing various crRNA (CRISPR RNA) target locations within the TGFBR2 gene location.
Figure 2 shows data comparing the editing efficiency of sgRNA sequences for double knock-out using the T7E1 assay.
Figures 3(a) and 3(b) show data confirming the degree of decreased expression of editing genes using FACS.
Figure 4 is data confirming the assassination effect of TGFBR2 knock-out NK cells according to the sgRNA target location, Figure 4(a) is a schematic diagram of the experiment, Figure 4(b) is data confirming TGFBR2 knock-out efficiency, and Figure 4(c) ) is data confirming the assassination effect of NK cells.
Figure 5 shows data confirming the expression level of the CD107a marker, a degranulation marker, of TGFBR2 knock-out NK cells according to the sgRNA target location.
Figure 6 shows data confirming the degree of reduction of Phospho-Smad2/3 (p-Smad2/3) in TGFBR2 knock-out NK cells according to the sgRNA target location.
Figure 7 is data confirming the gene editing efficiency based on the T7E1 assay according to various electroporation conditions.
Figure 8 is data confirming the FACS-based gene editing efficiency according to various electroporation conditions.
Figure 9 shows data comparing the survival rate of primary NK cells according to various electroporation conditions.
Figure 10 is a schematic diagram showing the DNA construct and production process for inserting a chimeric antigen receptor (CAR) gene for mesothelin (MSLN) cancer antigen targeting.
Figure 11 is data confirming the knock-in efficiency of the CAR gene according to the knock-in of the CAR gene after single sgRNA or double sgRNA knock-out. Figure 11(a) is a schematic diagram showing the experimental process and Figure 11(b) is a schematic diagram showing the experimental process. This data confirms the knock-in efficiency of the CAR gene using the junction PCR method.
Figure 12 is a comparison of CAR gene knock-in and TGFBR2 knock-out efficiencies according to sgRNA input amount and electroporation conditions, and is data comparing CAR gene knock-in efficiency using the junction PCR method and T7E1 assay.
Figure 13 shows data comparing CAR gene knock-in efficiency according to sgRNA input amount and electroporation conditions using a FACS-based surface CAR protein detection method.
Figure 14 shows data comparing CAR gene knock-in and TGFBR2 knock-out efficiencies according to various material treatment conditions using junction PCR and T7E1 assay.
Figure 15 shows data comparing CAR gene knock-in efficiency according to various material processing conditions using a FACS-based surface CAR protein detection method.
Figure 16 is data confirming the CAR gene knock-in efficiency according to the cytokine combination, Figure 16(a) is the knock-in efficiency of the CAR gene using the junction PCR method, and Figure 16(b) is the assassination of CAR-NK cells. This is data comparing the effects of awards.
Figure 17 shows data comparing the CAR gene knock-in efficiency according to the HA length (300, 500, 700, 1000 bp) in the DNA construct for CAR gene insertion using the junction PCR method.
Figure 18 shows data confirming the cancer cell killing effect due to wild-type (wild)-CAR gene and mutant-CAR gene knock-in, and Figure 18(a) shows the wild-type (wild)-CAR gene and mutant-CAR gene knock-in. CAR gene DNA construct schematic diagram, Figure 18(b) shows the knock-in efficiency of the CAR gene using the junction PCR method, Figure 18(c) shows the degree of reduction in surface TGFBR2 expression of CAR-NK cells, and Figure 18(d) shows the knock-in efficiency of the CAR gene using the junction PCR method. This data confirms the assassination effect of CAR-NK cells.
Figure 19 is data confirming the CAR gene knock-in efficiency according to the insertion of a poly A sequence and an additional DNA nuclear targeting sequence (DTS) at the 3'-end of the CAR gene knock-in DNA construct, Figure 19 (a) ) is the poly A sequence; Or, it is a schematic diagram of the CAR gene DNA construct into which the poly A sequence and the DTS sequence of SV40, CREB, or GRE are inserted, and Figure 19(b) shows the CAR gene knock-in efficiency according to the insertion of this sequence using FACS-based surface CAR. This is data compared by protein detection method.
Figure 20 shows data comparing the knock-in efficiency of the CAR gene using a viral vector using a FACS-based surface CAR protein detection method.

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

유전자 가위를 이용하면 특정 유전자 게놈 위치에 정확히 CAR 유전자의 넉-인(knock-in)이 가능하며, 원하지 않은 유전자를 제거함과 동시에 CAR 유전자를 삽입하여 항암 효과의 시너지를 유도할 수 있다. 나아가 NK 세포를 사용하여 CAR-NK 세포를 제작함으로써 대량생산을 용이하게 할 수 있는 장점이 있으나, NK 세포 내 TGF-β 신호전달에 의해 NK 세포의 활성이 저하되고, 암살상 효과가 감소하게 되는 문제점이 있다.Using genetic scissors, it is possible to precisely knock-in the CAR gene at a specific genomic location, and by removing the unwanted gene and inserting the CAR gene at the same time, a synergy of anticancer effects can be induced. Furthermore, there is the advantage of facilitating mass production by producing CAR-NK cells using NK cells, but the activity of NK cells is reduced due to TGF-β signaling within NK cells, and the assassination effect is reduced. There is a problem.

이에, 본 발명에서는 CRISPR/Cas9 시스템을 사용하여 TGFBR2를 넉-아웃(knock-out)함으로써 TGF-β의 부정적인 영향을 제거함과 동시에, TGFBR2 유전자가 넉-아웃된 자리에 암 세포 관련 항원을 표적으로 하는 CAR 유전자를 넉-인(knock-in) 시킨 CAR-NK 세포를 제조하였다.Accordingly, in the present invention, the negative effects of TGF-β are eliminated by knocking out TGFBR2 using the CRISPR/Cas9 system, and at the same time, the cancer cell-related antigen is targeted at the site where the TGFBR2 gene was knocked out. CAR-NK cells were prepared by knocking in the CAR gene.

TGFBR2 넉-아웃용 sgRNAsgRNA for TGFBR2 knock-out

본 발명은 일관점에서, 서열번호 1 내지 서열번호 6의 염기서열로 표시되는 단일 가이드 RNA(sgRNA)로 구성된 군에서 선택된 어느 하나 이상의 단일 가이드를 포함하는, TGFBR2(TGF beta receptor 2) 넉-아웃(knock-out)용 단일 가이드 RNA에 관한 것이다. Consistently, the present invention provides a TGFBR2 (TGF beta receptor 2) knock-out method comprising at least one single guide selected from the group consisting of single guide RNAs (sgRNAs) represented by the base sequences of SEQ ID NO: 1 to SEQ ID NO: 6. It is about a single guide RNA for knock-out.

본 발명은 다른 일관점에서, 상기 TGFBR2 넉-아웃용 단일 가이드 RNA; 및 In another aspect, the present invention provides a single guide RNA for TGFBR2 knock-out; and

Cas9 단백질, Cas9 단백질을 코딩하는 염기서열, Cpf1 단백질 및 Cpf1 단백질을 코딩하는 염기서열로 구성된 군에서 선택된 어느 하나의 유전자 가위를 포함하는, TGFBR2(TGF beta receptor 2) 넉-아웃(knock-out)용 조성물에 관한 것이다. TGFBR2 (TGF beta receptor 2) knock-out, comprising any one gene scissors selected from the group consisting of Cas9 protein, base sequence encoding Cas9 protein, Cpf1 protein, and base sequence encoding Cpf1 protein. It relates to a composition for use.

본 발명에서, 용어 "단일-가이드 RNA(single guide RNA)"는 자연적으로 발생하는 2-피스 가이드 RNA 복합체의 버전으로 단일 연속 서열로 구성되었다. 단순화된 단일 가이드 RNA는 Cas9 단백질이 게놈 편집을 위해 특정 DNA 서열을 결합하고 절단하도록 지시하는 데 사용된다.In the present invention, the term “single guide RNA” refers to a naturally occurring version of a two-piece guide RNA complex consisting of a single continuous sequence. A simplified single guide RNA is used to instruct the Cas9 protein to bind and cut specific DNA sequences for genome editing.

본 발명에서, 용어 "넉-아웃(knock-out)"은 염기서열 중 특정 유전자가 발현될 수 없도록 이를 변형 또는 제거하는 것을 의미하며, "넉-인(knock-in)"은 특정 외래 유전자가 발현될 수 있도록 숙주의 게놈 상에 도입되는 것을 의미한다.In the present invention, the term "knock-out" refers to modifying or removing a specific gene in a base sequence so that it cannot be expressed, and "knock-in" refers to modifying or removing a specific gene from a base sequence so that it cannot be expressed. It means being introduced into the host's genome so that it can be expressed.

본 발명에서, 용어 "유전자 가위(Genome Editing)"는 유전체(게놈)에서 특정한 유전자 염기서열을 인지하여 해당 부위의 DNA를 절단하는 인공 제한효소(restriction endonuclease)로서 인간 및 동식물 세포의 유전자 교정(genome editing)에 사용되며, 유전자가위 기술은 특정 염기를 잘라내는 데 활용하는 효소의 종류에 따라 1세대 징크핑거 뉴클레이즈(ZFN: Zinc Finger Nuleases)와 2세대 탈렌(TALEN: Tranion Activator-Like Effector Nucleases), 3세대 크리스퍼(CRISPR/Cas9 또는 CRISPR/Cpf1)로 나뉜다. CRISPR(clustered regulatory interspaced short palindromic repeat)의 구성성분인 sgRNA는 특정 DNA 염기배열 20bp를 인식할 수 있는 능력을 가지고 있고, Cas9 단백질 또는 Cpf1 단백질은 sgRNA와 결합한 특정 DNA을 절단한다.In the present invention, the term "Genome Editing" is an artificial restriction endonuclease that recognizes a specific gene base sequence in the genome and cuts the DNA at the corresponding site, and is used for gene editing (genome editing) in human, animal and plant cells. editing), and gene scissor technology is divided into first generation zinc finger nucleases (ZFN: Zinc Finger Nuleases) and second generation TALEN (Tranion Activator-Like Effector Nucleases) depending on the type of enzyme used to cut out a specific base. ), and is divided into 3rd generation CRISPR (CRISPR/Cas9 or CRISPR/Cpf1). sgRNA, a component of CRISPR (clustered regulatory interspaced short palindromic repeat), has the ability to recognize 20bp of a specific DNA base sequence, and the Cas9 protein or Cpf1 protein cleaves the specific DNA bound to the sgRNA.

본 발명의 일실시예에서, 도 1에 나타난 바와 같이, TGFBR2 유전자(NCBI Gene ID: 7048) 위치 내 6종의 crRNA(CRISPR RNA) 부분을 선정하고, 표 1과 같이 6종의 sgRNA 서열을 디자인하였다.In one embodiment of the present invention, as shown in Figure 1, six types of crRNA (CRISPR RNA) regions within the TGFBR2 gene (NCBI Gene ID: 7048) were selected, and six types of sgRNA sequences were designed as shown in Table 1. did.

구체적으로, 서열번호 1의 염기서열로 표시되는 sgRNA(TGFBR2-T1)는 TGFBR2 유전자의 시그널 펩타이드(signal peptide; SP) 부분을, 서열번호 2의 염기서열로 표시되는 sgRNA(TGFBR2-T2), 서열번호 3의 염기서열로 표시되는 sgRNA(TGFBR2-T3) 및 서열번호 4의 염기서열로 표시되는 sgRNA(TGFBR2-T4)는 TGFBR2 유전자의 세포외 도메인(extracellular domain; ECD) 부분을, 서열번호 5의 염기서열로 표시되는 sgRNA(TGFBR2-T5) 및 서열번호 6의 염기서열로 표시되는 sgRNA(TGFBR2-T6)는 세포내 도메인(intracellular domain; ICD) 부분을 타겟으로 한다. Specifically, sgRNA (TGFBR2-T1), represented by the base sequence of SEQ ID NO: 1, is a signal peptide (SP) portion of the TGFBR2 gene, and sgRNA (TGFBR2-T2), represented by the base sequence of SEQ ID NO: 2, is a sequence The sgRNA (TGFBR2-T3) represented by the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3 and the sgRNA (TGFBR2-T4) represented by the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 4 are the extracellular domain (ECD) portion of the TGFBR2 gene and the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 5. The sgRNA (TGFBR2-T5) represented by the base sequence and the sgRNA (TGFBR2-T6) represented by the base sequence of SEQ ID NO: 6 target the intracellular domain (ICD) portion.

본 발명의 다른 일실시예에서, 이중 넉-아웃(double knock-out)을 위한 sgRNA 서열에 대한 에디팅 효율을 비교하고자, T1 + T2 sgRNA 조합, T3 + T4 sgRNA 조합, 및 T5 + T6 sgRNA 조합으로 자연 살해 세포(primary NK 세포)에 대한 에디팅 효율을 확인한 결과, 두 종류의 sgRNA 처리에 의해 효과적으로 유전자가 넉-아웃되었음을 확인하였다 (도 2). 특히, T1 + T2 sgRNA 또는 T5 + T6 sgRNA 처리 시 TGFBR2 단백질 발현이 높은 수준으로 감소한 것을 확인하였다 (도 3).In another embodiment of the present invention, to compare the editing efficiency for sgRNA sequences for double knock-out, T1 + T2 sgRNA combination, T3 + T4 sgRNA combination, and T5 + T6 sgRNA combination. As a result of checking the editing efficiency for natural killer cells (primary NK cells), it was confirmed that genes were effectively knocked out by two types of sgRNA treatment (Figure 2). In particular, it was confirmed that TGFBR2 protein expression was reduced to a high level upon treatment with T1 + T2 sgRNA or T5 + T6 sgRNA (Figure 3).

본 발명의 또 다른 일실시예에서, sgRNA 표적 위치에 따른 TGFBR2 넉-아웃 NK 세포의 암살상 효과를 확인한 결과, TGFBR2 유전자내 세포외 도메인(ECD) 부분이 넉-아웃된 NK 세포에 비해, 세포내 도메인(ICD) 부분이 넉-아웃된 NK 세포의 암살상 효과(도 4), 탈과립마커(degranulation marker)인 CD107a 마커 발현 정도(도 5) 및 인산화된 smad2/3(p-Smad2/3)의 감소 정도(도 6)가 높은 것으로 나타났다. In another embodiment of the present invention, as a result of confirming the assassination effect of TGFBR2 knock-out NK cells according to the sgRNA target location, compared to NK cells in which the extracellular domain (ECD) portion of the TGFBR2 gene was knocked out, the cells Associative effect of NK cells in which the inner domain (ICD) is knocked out (Figure 4), expression level of CD107a marker, a degranulation marker (Figure 5), and phosphorylated smad2/3 (p-Smad2/3) The degree of reduction (Figure 6) was found to be high.

본 발명의 또 다른 일실시예에서, 다양한 전기천공 조건에 따른 유전자 에디팅 효율을 확인한 결과, 5가지 전기천공 조건(1600 V, 10 ms, 3 pulse; 1600 V, 20 ms, 1 pulse; 1700 V, 10 ms, 3 pulse; 1700 V, 20 ms, 1 pulse; 1800 V, 20 ms, 1 pulse) 중에서, 1600 V, 10 ms, 3 pulse 조건과 1700 V, 20 ms, 1 pulse 조건에서 에디팅 효율이 높은 것으로 나타났다 (도 7 및 도 8). 또한, 상기 5가지 전기천공 조건에 따른 primary NK 세포의 생존율을 비교한 결과, 5가지 조건 모두 NK 세포 생존율에는 영향을 미치지 않는 것으로 확인되었다. In another embodiment of the present invention, as a result of checking the gene editing efficiency according to various electroporation conditions, five electroporation conditions (1600 V, 10 ms, 3 pulse; 1600 V, 20 ms, 1 pulse; 1700 V, Among the following (10 ms, 3 pulse; 1700 V, 20 ms, 1 pulse; 1800 V, 20 ms, 1 pulse), editing efficiency is high in the 1600 V, 10 ms, 3 pulse condition and the 1700 V, 20 ms, 1 pulse condition. (Figures 7 and 8). In addition, as a result of comparing the survival rate of primary NK cells according to the above five electroporation conditions, it was confirmed that all five conditions did not affect the NK cell survival rate.

본 발명은 또 다른 일관점에서, 서열번호 1 내지 서열번호 6의 염기서열로 표시되는 단일 가이드 RNA로 구성된 군에서 선택된 어느 하나 이상의 TGFBR2 넉-아웃용 단일 가이드 RNA, 및 In another consistent aspect, the present invention provides at least one single guide RNA for TGFBR2 knock-out selected from the group consisting of single guide RNAs represented by the base sequences of SEQ ID NO: 1 to SEQ ID NO: 6, and

Cas9 단백질, Cas9 단백질을 코딩하는 염기서열, Cpf1 단백질 및 Cpf1 단백질을 코딩하는 염기서열로 구성된 군에서 선택된 어느 하나의 유전자 가위를 인간 유래 세포에 처리하는 단계를 포함하는, TGFBR2 넉-아웃 방법에 관한 것이다. TGFBR2 knock-out method comprising treating human-derived cells with any one gene scissors selected from the group consisting of Cas9 protein, base sequence encoding Cas9 protein, Cpf1 protein, and base sequence encoding Cpf1 protein. will be.

본 발명에 있어서, 상기 인간 유래 세포는 TGFBR2를 발현하는 모든 인간 유래 세포 일 수 있으며, 바람직하게는 T 세포, 자연살해(natural killer; NK) 세포, 대식세포(macrophage), 단핵구(monocyte) 및 수지상 세포(Dendritic Cell)으로 구성된 군에선 선택된 어느 하나의 면역 이펙터 세포일 수 있다.In the present invention, the human-derived cells may be any human-derived cells that express TGFBR2, and are preferably T cells, natural killer (NK) cells, macrophages, monocytes, and dendritic cells. It may be any one immune effector cell selected from the group consisting of dendritic cells.

본 발명에 있어서, 상기 단일 가이드 RNA 및 유전자 가위는 전기천공 또는 유전자 전달 벡터를 통해 면역 이펙터 세포에 전달될 수 있다.In the present invention, the single guide RNA and gene scissors can be delivered to immune effector cells through electroporation or gene transfer vector.

상기 전기천공은 1000 V ~ 2500 V, 5 ms ~ 50 ms, 및 1 pulse ~ 5 pulse 조건으로, 바람직하게는 1600 V ~ 1900 V, 10 ms ~ 20 ms, 및 1 pulse ~ 3 pulse 조건으로, 더 바람직하게는 1600 V ~ 1700 V, 10 ms ~ 20 ms, 및 1 pulse ~ 3 pulse 조건 처리할 수 있다.The electroporation is performed under the conditions of 1000 V to 2500 V, 5 ms to 50 ms, and 1 pulse to 5 pulse, preferably under the conditions of 1600 V to 1900 V, 10 ms to 20 ms, and 1 pulse to 3 pulse. Preferably, 1600 V to 1700 V, 10 ms to 20 ms, and 1 pulse to 3 pulse conditions can be processed.

상기 유전자 전달 벡터는 플라스미드, 바이러스성 벡터 또는 비바이러스성 벡터일 수 있으며, 바이러스성 벡터는 아데노바이러스(Adenovirus), 레트로바이러스(Retrovirus) 또는 아데노연관바이러스(Adeno-Associated Virus, AAV)일 수 있다. 비바이러스성 벡터는 거대분자 복합체, 나노캡슐, 마이크로구체, 비드, 및 수중유 에멀젼, 미셀, 혼합된 미셀, 및 리포솜을 비롯한 지질-기반 시스템을 포함한다.The gene transfer vector may be a plasmid, a viral vector, or a non-viral vector, and the viral vector may be an adenovirus, a retrovirus, or an adeno-associated virus (AAV). Nonviral vectors include macromolecular complexes, nanocapsules, microspheres, beads, and lipid-based systems including oil-in-water emulsions, micelles, mixed micelles, and liposomes.

암 항원 표적을 위한 CAR 유전자 넉-인용 DNA 컨스트럭트CAR gene knock-in DNA construct for targeting cancer antigens

본 발명은 또 다른 일관점에서, The present invention is another consistent point,

프로모터를 코딩하는 염기서열;base sequence encoding a promoter;

신호 펩타이드(signal peptide)를 코딩하는 염기서열;A base sequence encoding a signal peptide;

암 세포 항원-결합도메인을 코딩하는 염기서열;A base sequence encoding a cancer cell antigen-binding domain;

막관통 도메인(transmembrane domain)을 코딩하는 염기서열;base sequence encoding a transmembrane domain;

공동자극 도메인(costimulatory domain)을 코딩하는 염기서열; 및 base sequence encoding a costimulatory domain; and

세포 내 신호전달 도메인(intracellular signal transduction domain)을 코딩하는 염기서열을 포함하는, 암 세포 항원에 특이적인 키메릭 항원 수용체(chimeric antigen receptor: CAR) 넉-인(knock-in)용 DNA 컨스트럭트(construct)에 관한 것이다.DNA construct for chimeric antigen receptor (CAR) knock-in specific for cancer cell antigens, containing a base sequence encoding an intracellular signal transduction domain It is about (construct).

본 발명에서, 용어 "키메릭 항원 수용체 (CAR)"는 일반적으로 항원 및 하나 이상의 세포 내 도메인과 결합하는 능력을 갖는 세포 외 도메인을 함유하는 융합 단백질을 지칭한다. CAR는 키메릭 항원 수용체 - 면역 이펙터 세포의 핵심 부분이며, 항원 결합 도메인, 막 관통 도메인, 공동 자극 도메인 및 세포 내 신호 전달 도메인을 포함할 수 있다.As used herein, the term “chimeric antigen receptor (CAR)” generally refers to a fusion protein containing an extracellular domain that has the ability to bind an antigen and one or more intracellular domains. CARs are chimeric antigen receptors - a core part of immune effector cells, and may include an antigen-binding domain, a transmembrane domain, a co-stimulatory domain, and an intracellular signaling domain.

본 발명에서, 용어 "프로모터"는 전사를 지시하기에 충분한 최소 서열을 의미한다. 또한, 세포 유형 특이적 또는 외부의 신호 또는 제제에 의해 유도되는 조절 가능한 프로모터 의존적 유전자를 발현하도록 하는 데 충분한 프로모터 구성이 포함될 수 있으며, 이러한 구성들은 유전자의 5' 또는 3' 부분에 위치할 수 있다. 보존적 프로모터 및 유도적 프로모터 둘 다 포함된다. 프로모터 서열은 원핵 생물, 진핵생물 또는 바이러스로부터 유래될 수 있다. 프로모터는 pSFFV, pCMV 또는 pEF1A일 수 있으며, 바람직하게, 본 발명에서는 서열번호 13의 염기서열로 표시되는 pSFFV 프로모터를 사용하였으며, 필요에 따라 상기 서열번호 13의 염기서열과 90% 이상, 93% 이상, 95% 이상, 96% 이상, 97% 이상, 98% 이상, 또는 99% 이상 동일한 서열을 포함할 수 있다.In the present invention, the term “promoter” refers to the minimal sequence sufficient to direct transcription. Additionally, promoter constructs sufficient to cause regulatable promoter-dependent expression of the gene induced by cell type-specific or external signals or agents may be included, and these constructs may be located in the 5' or 3' portion of the gene. . Both conservative and inducible promoters are included. Promoter sequences may be from prokaryotes, eukaryotes, or viruses. The promoter may be pSFFV, pCMV or pEF1A. Preferably, in the present invention, the pSFFV promoter represented by the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 13 was used, and if necessary, 90% or more, 93% or more of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 13. , may include sequences that are at least 95%, at least 96%, at least 97%, at least 98%, or at least 99% identical.

본 발명에서, 용어 "신호 펩타이드(signal peptide)"는 일반적으로 단백질 전달을 안내하기 위한 펩타이드 사슬을 지칭한다. 신호 펩타이드는 5 내지 30 개의 아미노산 길이를 갖는 짧은 펩타이드일 수 있다. 바람직하게 본 발명의 DNA 컨스트럭트에는 서열번호 14의 아미노산 서열로 표시되는 신호 펩타이드를 코딩하는 염기서열이 포함될 수 있으며, 더 바람직하게 상기 염기서열은 서열번호 15로 표시될 수 있다. In the present invention, the term “signal peptide” generally refers to a peptide chain for guiding protein delivery. The signal peptide may be a short peptide having a length of 5 to 30 amino acids. Preferably, the DNA construct of the present invention may include a base sequence encoding a signal peptide represented by the amino acid sequence of SEQ ID NO: 14, and more preferably, the base sequence may be represented by SEQ ID NO: 15.

본 발명에 있어서, CAR 발현 여부를 확인하기 위해, 신호 펩타이드를 코딩하는 염기서열 및 암 세포 항원-결합도메인을 코딩하는 염기서열 사이에, 서열번호 16의 아미노산 서열로 표시되는 FLAG를 코딩하는 염기서열이 추가로 포함될 수 있으며, 바람직하게 상기 염기서열은 서열번호 17로 표시될 수 있다.In the present invention, in order to determine whether CAR is expressed, a base sequence encoding FLAG represented by the amino acid sequence of SEQ ID NO: 16 is provided between the base sequence encoding the signal peptide and the base sequence encoding the cancer cell antigen-binding domain. This may be additionally included, and preferably the base sequence may be represented by SEQ ID NO: 17.

본 발명에서, 용어 "암 세포 항원-결합 도메인"은 일반적으로 암 세포 항원 단백질에 특이적으로 결합할 수 있는 도메인을 지칭한다. 예를 들어, 암 세포 항원-결합 도메인은 암 세포 표면에 발현되는 메소텔린(mesothelin; MSLN), CD22, CD19, HER2(human epidermal growth factor receptor type2), GD2, 엽산수용체(Folate receptor), MUC1(Mucin 1), ErbB2(Erythroblastic oncogene B-2 gene), EphA2(EPH receptor A2) 또는 EGFR(Epidermal growth factor receptor) 폴리펩타이드 또는 이의 단편에 특이적으로 결합할 수 있는 항체 또는 이의 단편을 함유할 수 있다. 바람직하게, 본 발명의 DNA 컨스트럭트에는 서열번호 18의 아미노산 서열로 표시되는 메소텔린-결합도메인을 코딩하는 염기서열이 포함될 수 있으며, 더 바람직하게 상기 염기서열은 서열번호 19로 표시될 수 있다.In the present invention, the term “cancer cell antigen-binding domain” generally refers to a domain capable of specifically binding to a cancer cell antigen protein. For example, the cancer cell antigen-binding domain includes mesothelin (MSLN), CD22, CD19, HER2 (human epidermal growth factor receptor type 2), GD2, folate receptor, and MUC1 (MSLN) expressed on the surface of cancer cells. It may contain antibodies or fragments thereof that can specifically bind to Mucin 1), ErbB2 (Erythroblastic oncogene B-2 gene), EphA2 (EPH receptor A2), or EGFR (Epidermal growth factor receptor) polypeptides or fragments thereof. . Preferably, the DNA construct of the present invention may include a base sequence encoding the mesothelin-binding domain represented by the amino acid sequence of SEQ ID NO: 18, and more preferably, the base sequence may be represented by SEQ ID NO: 19. .

본 발명에서, 용어 "결합 도메인(binding domain)"은 "세포 외 도메인(extracellular domain)", "세포 외 결합 도메인(extracellular binding domain)", "항원-특이적 결합 도메인(antigen-specific binding domain)" 및 "세포 외 항원-특이적 결합 도메인(extracellular antigen-specific biding domain)"은 상호 교환적으로 사용될 수 있으며, 표적 항원에 특이적으로 결합하는 능력을 갖는CAR 도메인 또는 단편을 지칭한다. In the present invention, the term “binding domain” refers to “extracellular domain,” “extracellular binding domain,” and “antigen-specific binding domain.” "and "extracellular antigen-specific binding domain" may be used interchangeably and refer to a CAR domain or fragment that has the ability to specifically bind to a target antigen.

본 발명에 있어서, 상기 "막관통 도메인(transmembrane domain)"은 일반적으로 세포막을 통과하고 세포 내 신호전달 도메인에 연결되어 신호전달의 역할을 하는 CAR의 도메인을 지칭한다. 상기 막관통 도메인은 CD8α, CD4, CD28, CD137, CD80, CD86, CD152, PD1, NKG2D, 41BB, 2B4, NKp30, NKp44, NKp46, NKG2C 및 OX40로 구성된 군에서 선택되는 단백질로부터 유래될 수 있다. 바람직하게, 본 발명의 DNA 컨스트럭트에는 서열번호 20의 아미노산 서열로 표시되는 CD8를 코딩하는 염기서열이 포함될 수 있으며, 더 바람직하게 상기 염기서열은 서열번호 21로 표시될 수 있다. In the present invention, the “transmembrane domain” generally refers to a CAR domain that passes through the cell membrane and is connected to an intracellular signaling domain to play a role in signaling. The transmembrane domain may be derived from a protein selected from the group consisting of CD8α, CD4, CD28, CD137, CD80, CD86, CD152, PD1, NKG2D, 41BB, 2B4, NKp30, NKp44, NKp46, NKG2C and OX40. Preferably, the DNA construct of the present invention may include a base sequence encoding CD8 represented by the amino acid sequence of SEQ ID NO: 20, and more preferably, the base sequence may be represented by SEQ ID NO: 21.

본 발명에 있어서, 상기 "공동 자극 도메인(costimulatory domain)"은 일반적으로 림프구의 항원에 대한 효과적인 반응에 필요한 세포 표면 분자인 면역 자극 분자를 제공할 수 있는 세포 내 도메인을 지칭한다. 상기 기재된 공동자극 도메인(costimulatory domain)은 CD28, OX-40, ICOS, NKG2D, 41BB, 2B4, NKp30, NKp44, NKp46 및 NKG2C으로 구성된 군에서 선택된 공동 자극 도메인을 포함할 수 있다. 바람직하게, 본 발명의 DNA 컨스트럭트에는 서열번호 22의 아미노산 서열로 표시되는 4-1BB를 코딩하는 염기서열이 포함될 수 있으며, 더 바람직하게 상기 염기서열은 서열번호 23으로 표시될 수 있다. In the present invention, the “costimulatory domain” generally refers to an intracellular domain capable of providing immunostimulatory molecules, which are cell surface molecules necessary for an effective response to antigens in lymphocytes. The costimulatory domains described above may include costimulatory domains selected from the group consisting of CD28, OX-40, ICOS, NKG2D, 41BB, 2B4, NKp30, NKp44, NKp46 and NKG2C. Preferably, the DNA construct of the present invention may include a base sequence encoding 4-1BB represented by the amino acid sequence of SEQ ID NO: 22, and more preferably, the base sequence may be represented by SEQ ID NO: 23.

본 발명에 있어서, "세포 내 신호전달 도메인(intracellular signal transduction domain)"은 일반적으로 세포 내부에 위치하고 신호를 전달할 수 있는 도메인을 지칭한다. 본 발명에서, 세포 내 신호전달 도메인은 키메라 항원 수용체의 세포 내 신호전달 도메인이다. 예를 들어, 세포 내 신호전달 도메인은 CD3ζ 세포 내 도메인, CD28 세포 내 도메인, CD28 세포 내 도메인, 4-1BB 세포 내 도메인 및 OX40 세포 내 도메인으로부터 선택될 수 있다. 바람직하게, 본 발명의 DNA 컨스트럭트에는 서열번호 24의 아미노산 서열로 표시되는 CD3ζ를 코딩하는 염기서열이 포함될 수 있으며, 더 바람직하게 상기 염기서열은 서열번호 25로 표시될 수 있다. In the present invention, “intracellular signal transduction domain” generally refers to a domain located inside a cell and capable of transmitting signals. In the present invention, the intracellular signaling domain is the intracellular signaling domain of a chimeric antigen receptor. For example, the intracellular signaling domain can be selected from the CD3ζ intracellular domain, CD28 intracellular domain, CD28 intracellular domain, 4-1BB intracellular domain, and OX40 intracellular domain. Preferably, the DNA construct of the present invention may include a base sequence encoding CD3ζ represented by the amino acid sequence of SEQ ID NO: 24, and more preferably, the base sequence may be represented by SEQ ID NO: 25.

본 발명에서는 도 10의 모식도에 나타난 바와 같이 메소텔린 표적을 위한 CAR 유전자 넉-인용 DNA 컨스트럭트를 설계하였다. 구체적으로, DNA 컨스트럭트는 pSFFV 프로모터 - 시그널펩타이드 - FLAG - 메소텔린-결합도메인 - CD8 - 4-1BB - CD3ζ 순서로 각각을 코딩하는 염기서열이 배열된 구조로, 본 발명의 TGFBR2 넉-아웃용 sgRNA에 의해 넉-아웃된 부분에 삽입되는 것을 특징으로 한다. In the present invention, as shown in the schematic diagram of FIG. 10, a CAR gene knock-quote DNA construct for targeting mesothelin was designed. Specifically, the DNA construct is a structure in which the base sequences encoding each are arranged in the following order: pSFFV promoter - signal peptide - FLAG - mesothelin-binding domain - CD8 - 4-1BB - CD3ζ, for TGFBR2 knock-out of the present invention. It is characterized by insertion into the region knocked out by sgRNA.

본 발명에 있어서, 상기 DNA 컨스트럭트 5'-말단 및 3'-말단에 HA(homology Arm)를 코딩하는 염기서열이 포함될 수 있으며, HA를 코딩하는 염기서열의 길이는 200bp ~ 1500bp, 바람직하게는 300bp ~ 1000bp, 더 바람직하게는 500bp ~ 1000bp일 수 있다. In the present invention, a base sequence encoding HA (homology arm) may be included at the 5'-end and 3'-end of the DNA construct, and the length of the base sequence encoding HA is 200bp to 1500bp, preferably. May be 300bp to 1000bp, more preferably 500bp to 1000bp.

본 발명의 또 다른 일구현예에서, CAR 유전자 넉-인용 DNA 컨스트럭트를 포함하는 벡터(donor DNA)내 HA(homology Arm) 길이에 따른 CAR 유전자 넉-인 효율을 확인한 결과, HA 길이가 700bp 또는 1000bp인 경우 넉-인 효율이 증가한 것을 확인하였다 (도 17).In another embodiment of the present invention, as a result of confirming the CAR gene knock-in efficiency according to the length of the HA (homology arm) in the vector (donor DNA) containing the CAR gene knock-quote DNA construct, the HA length was 700bp. Alternatively, it was confirmed that the knock-in efficiency increased in the case of 1000bp (FIG. 17).

본 발명의 또 다른 일구현예에서, 야생형(wild)-CAR 유전자 및 돌연변이(mutant)-CAR 유전자 DNA 컨스트럭트 넉-인 효율을 확인한 결과, 야생형 CAR 유전자 DNA 컨스트럭트의 넉-인 효율(도 18(b)), 에티딩된 NK 세포의 표면 TGFBR2 발현 감소정도(도 18(c)), 및 에티딩된 NK 세포의 암살상 효과(도 18(d))가 모두 우수한 것을 확인하였다. In another embodiment of the present invention, as a result of confirming the knock-in efficiency of the wild-type (wild)-CAR gene and the mutant (mutant)-CAR gene DNA construct, the knock-in efficiency of the wild-type CAR gene DNA construct ( It was confirmed that the degree of reduction in surface TGFBR2 expression of etched NK cells (FIG. 18(b)), the degree of reduction in surface TGFBR2 expression of etched NK cells (FIG. 18(c)), and the assassination effect of etched NK cells (FIG. 18(d)) were all excellent.

본 발명에 있어서, 상기 DNA 컨스트럭트 3'-말단에 폴리아데닐화 서열(poly A 서열)이 포함될 수 있다. 여기서, 상기 "poly A 부위" 또는 "poly A 서열"이라는 용어는, RNA 폴리머라제 II에 의한 초기 RNA 전사체의 종결과 폴리아데닐화 둘 모두를 지시하는 DNA 서열을 나타낸다. 폴리아데닐화 서열은 poly A 테일을 암호 서열의 3' 말단에 부가하는 방식으로 mRNA 안정성을 향상시켜, 증가된 번역 효율에 기여할 수 있다. poly A 테일이 결여된 전사체는 불안정하고 신속하게 분해되기 때문에, 재조합 전사체의 효율적인 폴리아데닐화가 바람직하다. 본 발명에서 상기 벡터에 사용될 수 있는 poly A 신호의 예시적인 예에는, 이상적인 poly A 서열(예를 들어, AATAAA, ATTAAA, AGTAAA), 소 성장호르몬 poly A 서열(BGHpA), 토끼 β-글로빈 poly A 서열(rβgpA), 또는 당업계에 알려진 또 다른 적합한 이종 또는 내인성 poly A 서열이 포함된다. 바람직하게, 본 발명의 DNA 컨스트럭트의 3'-말단에는 서열번호 43의 염기서열을 포함하는 poly A 서열이 포함될 수 있다. In the present invention, a polyadenylation sequence (poly A sequence) may be included at the 3'-end of the DNA construct. Here, the term “poly A site” or “poly A sequence” refers to a DNA sequence that directs both termination and polyadenylation of the nascent RNA transcript by RNA polymerase II. Polyadenylation sequences may improve mRNA stability by adding a poly A tail to the 3' end of the coding sequence, contributing to increased translation efficiency. Because transcripts lacking the poly A tail are unstable and rapidly degraded, efficient polyadenylation of recombinant transcripts is desirable. Illustrative examples of poly A signals that can be used in the vector in the present invention include ideal poly A sequences (e.g., AATAAA, ATTAAA, AGTAAA), bovine growth hormone poly A sequence (BGHpA), rabbit β-globin poly A sequence (rβgpA), or another suitable heterologous or endogenous poly A sequence known in the art. Preferably, the 3'-end of the DNA construct of the present invention may contain a poly A sequence including the base sequence of SEQ ID NO: 43.

본 발명의 또 다른 일구현예에서, CAR 유전자 넉-인용 DNA 컨스트럭트의 3'-말단에 poly A 서열의 삽입 여부에 따른 CAR 유전자 넉-인 효율을 확인한 결과, poly A 서열이 삽입된 경우 넉-인 효율이 증가한 것을 확인하였다 (도 19).In another embodiment of the present invention, as a result of checking the CAR gene knock-in efficiency depending on whether or not a poly A sequence is inserted at the 3'-end of the CAR gene knock-quoting DNA construct, when the poly A sequence is inserted It was confirmed that the knock-in efficiency increased (FIG. 19).

본 발명에 있어서, 상기 DNA 컨스트럭트 3'-말단에 DNA 핵 표적화 서열(DNA nuclear targeting sequence: DTS)이 더 포함될 수 있다. 본 발명에서, DTS는 세포 내인성 DNA-결합 단백질에 대한 인식 서열로서, 벡터 내 DTS의 이용은 또한 벡터를 핵에 국재화시키는 능력을 증가시킬 수 있다. 예를 들어, DTS는 SV40 인핸서(enhancer), NFκB, CREB 및 GRE로부터 선택될 수 있다. 바람직하게, 본 발명의 DNA 컨스트럭트의 3'-말단에는 서열번호 44의 염기서열을 포함하는 SV40 DTS, 서열번호 45의 염기서열을 포함하는 CREB DTS, 서열번호 46의 염기서열을 포함하는 GRE DTS, 또는 이들의 조합이 포함될 수 있다. In the present invention, a DNA nuclear targeting sequence (DTS) may be further included at the 3'-end of the DNA construct. In the present invention, DTS is a recognition sequence for a cell-endogenous DNA-binding protein, and the use of DTS in the vector can also increase the ability to localize the vector to the nucleus. For example, DTS can be selected from SV40 enhancer, NFκB, CREB and GRE. Preferably, the 3'-end of the DNA construct of the present invention includes SV40 DTS containing the base sequence of SEQ ID NO: 44, CREB DTS containing the base sequence of SEQ ID NO: 45, and GRE containing the base sequence of SEQ ID NO: 46. DTS, or combinations thereof may be included.

본 발명에 있어서, 상기 DNA 컨스트럭트 3'-말단에 poly A 서열과 DTS가 모두 포함되는 경우, 5'-말단에서 3'-말단의 방향으로 poly A 서열 및 DTS가 순차로 포함될 수 있다. In the present invention, when both the poly A sequence and DTS are included at the 3'-end of the DNA construct, the poly A sequence and DTS may be sequentially included in the direction from the 5'-end to the 3'-end.

본 발명의 또 다른 일구현예에서, CAR 유전자 넉-인용 DNA 컨스트럭트의 3'-말단에 poly A 서열 및 DTS 서열의 삽입 여부에 따른 CAR 유전자 넉-인 효율을 확인한 결과, poly A 서열과 함께 SV40, CREB 또는 GRE의 DTS 서열이 삽입된 경우, CAR의 넉-인 효율이 증가한 것을 확인하였다 (도 19).In another embodiment of the present invention, as a result of confirming the CAR gene knock-in efficiency depending on whether the poly A sequence and the DTS sequence were inserted at the 3'-end of the CAR gene knock-quoting DNA construct, the poly A sequence and It was confirmed that when the DTS sequences of SV40, CREB, or GRE were inserted together, the knock-in efficiency of CAR increased (FIG. 19).

본 발명은 또 다른 관점에서, 본 발명의 암 세포 항원에 특이적인 키메릭 항원 수용체(chimeric antigen receptor: CAR) 넉-인(knock-in)용 DNA 컨스트럭트(construct)를 포함하는 DNA 절편(Fragment)에 관한 것이다.From another aspect, the present invention provides a DNA fragment ( It is about Fragment.

본 발명에 있어서, 상기 DNA 절편은 ssDNA 또는 dsDNA 형태일 수 있다. 또한, DNA 절편의 전달은 전기천공 또는 유전자 전달 벡터를 이용할 수 있다.In the present invention, the DNA fragment may be in the form of ssDNA or dsDNA. Additionally, DNA fragments can be delivered using electroporation or gene transfer vectors.

TGFBR2 발현 유전자 넉-아웃 및 CAR 유전자 넉-인된 면역 이펙터 세포TGFBR2 expression gene knock-out and CAR gene knock-in immune effector cells

본 발명은 또 다른 일관점에서, (1) 서열번호 1 내지 서열번호 6의 염기서열로 표시되는 단일 가이드 RNA로 구성된 군에서 선택된 어느 하나 이상의 TGFBR2 넉-아웃용 단일 가이드 RNA; In another consistent aspect, the present invention provides: (1) at least one single guide RNA for TGFBR2 knock-out selected from the group consisting of single guide RNAs represented by the base sequences of SEQ ID NO: 1 to SEQ ID NO: 6;

(2) Cas9 단백질, Cas9 단백질을 코딩하는 염기서열, Cpf1 단백질 및 Cpf1 단백질을 코딩하는 염기서열로 구성된 군에서 선택된 어느 하나의 유전자 가위; 및(2) any one gene scissors selected from the group consisting of Cas9 protein, base sequence encoding Cas9 protein, Cpf1 protein, and base sequence encoding Cpf1 protein; and

(3) 상기 암 세포 항원에 특이적인 키메릭 항원 수용체(chimeric antigen receptor: CAR) 넉-인(knock-in)용 DNA 컨스트럭트 또는 이를 DNA 절편을 면역 이펙터 세포에 처리하는 단계를 포함하는, TGFBR2 발현 유전자가 넉-아웃되고 암 세포 항원에 특이적인 키메릭 항원 수용체 유전자가 넉-인된 면역 이펙터 세포 제조방법에 관한 것이다. (3) comprising the step of processing a DNA construct or a DNA fragment thereof for knock-in of a chimeric antigen receptor (CAR) specific for the cancer cell antigen to an immune effector cell, It relates to a method of producing immune effector cells in which the TGFBR2 expression gene is knocked out and the chimeric antigen receptor gene specific for a cancer cell antigen is knocked in.

본 발명은 또 다른 일관점에서, 상기 방법으로 제조한 TGFBR2 발현 유전자가 넉-아웃되고 암 세포 항원에 특이적인 키메릭 항원 수용체 유전자가 넉-인된 면역 이펙터 세포에 관한 것이다.In another aspect, the present invention relates to immune effector cells prepared by the above method in which the TGFBR2 expression gene is knocked out and the chimeric antigen receptor gene specific for a cancer cell antigen is knocked in.

본 발명에 있어서, 상기 면역 이펙터 세포는 T 세포, 자연살해(natural killer; NK) 세포, 대식세포(macrophage), 단핵구(monocyte) 또는 수지상 세포(Dendritic Cell)일 수 있으며, 바람직하게는 자연살해(NK) 세포일 수 있다.In the present invention, the immune effector cells may be T cells, natural killer (NK) cells, macrophages, monocytes, or dendritic cells, and are preferably natural killer (NK) cells. NK) cells.

키메릭 항원 수용체(CAR)를 발현하는 면역 이펙터 세포 제조를 위한 면역 이펙터 세포는 대상체로 부터 수득할 수 있으며, 상기 "대상체"는 면역 반응이 도출될 수 있는 살아있는 유기체 (예를 들어, 포유동물)를 포함한다. 대상체의 예는 인간, 개, 고양이, 마우스, 래트, 및 그의 트랜스제닉 종을 포함한다. Immune effector cells for producing immune effector cells expressing a chimeric antigen receptor (CAR) can be obtained from a subject, wherein the “subject” is a living organism (e.g., a mammal) against which an immune response can be elicited. Includes. Examples of subjects include humans, dogs, cats, mice, rats, and transgenic species thereof.

본 발명에 있어서, 상기 sgRNA는 한 종류 또는 두 종류의 sgRNA를 혼합하여 사용할 수 있으며, 40 ~ 400 pmol 농도로 처리될 수 있다.In the present invention, the sgRNA can be used as a mixture of one type or two types of sgRNA, and can be treated at a concentration of 40 to 400 pmol.

본 발명에 있어서, 상기 단일 가이드 RNA, 유전자 가위 및 DNA 절편은 전기천공 또는 유전자 전달 벡터를 통해 면역 이펙터 세포에 전달되며, 상기 전기천공은 1000 V ~ 2500 V, 5 ms ~ 50 ms, 및 1 pulse ~ 5 pulse 조건으로 처리하고, 상기 유전자 전달 벡터는 플라스미드, 바이러스성 벡터 또는 비바이러스성 벡터일 수 있다.In the present invention, the single guide RNA, gene scissors, and DNA fragment are delivered to immune effector cells through electroporation or gene transfer vector, and the electroporation is performed at 1000 V to 2500 V, 5 ms to 50 ms, and 1 pulse. Processed under ~5 pulse conditions, the gene delivery vector may be a plasmid, viral vector, or non-viral vector.

상기 전기천공은 1000 V ~ 2500 V, 5 ms ~ 50 ms, 및 1 pulse ~ 5 pulse 조건으로, 바람직하게는 1600 V ~ 1900 V, 10 ms ~ 20 ms, 및 1 pulse ~ 3 pulse 조건으로, 더 바람직하게는 1600 V ~ 1700 V, 10 ms ~ 20 ms, 및 1 pulse ~ 3 pulse 조건 처리할 수 있다. The electroporation is performed under the conditions of 1000 V to 2500 V, 5 ms to 50 ms, and 1 pulse to 5 pulse, preferably under the conditions of 1600 V to 1900 V, 10 ms to 20 ms, and 1 pulse to 3 pulse. Preferably, 1600 V to 1700 V, 10 ms to 20 ms, and 1 pulse to 3 pulse conditions can be processed.

본 발명의 일실시예에서, 도 11의 모식도에 나타난 바와 같이, sgRNA를 단독(single K.O & CAR K.I) 처리, 또는 sgRNA를 이중(double K.O & CAR K.I) 처리하였을 때, CAR 유전자 넉-인 효율을 비교한 결과, 단독 또는 이중 sgRNA 모두 효율적으로 CAR 유전자가 넉-인되는 것을 확인하였다. In one embodiment of the present invention, as shown in the schematic diagram of FIG. 11, when sgRNA is treated alone (single K.O & CAR K.I), or sgRNA is treated double (double K.O & CAR K.I), CAR gene knock-in efficiency As a result of comparison, it was confirmed that both single and double sgRNA efficiently knock-in the CAR gene.

본 발명의 다른 실시예에서, sgRNA 투입양 및 전기천공 조건에 따른 CAR 유전자 넉-인 효율을 비교한 결과, 400 pmol의 sgRNA를 1600 V, 10 ms, 및 3 pulse 조건으로 전기천공하였을 때, 가장 높은 넉-인 효율을 보이는 것을 확인하였다 (도 12 및 도 13). In another example of the present invention, as a result of comparing CAR gene knock-in efficiency according to sgRNA input amount and electroporation conditions, when 400 pmol of sgRNA was electroporated under 1600 V, 10 ms, and 3 pulse conditions, the highest It was confirmed that high knock-in efficiency was observed (FIGS. 12 and 13).

본 발명에 있어서, 상기 단일 가이드 RNA, 유전자 가위 및 DNA 절편을 면역 이펙터 세포에 처리하기 전 또는 후에, IL-2, IL-15, IL-21, 및 TGF-β1로 구성된 군에서 선택된 어느 하나 이상의 사이토카인을 면역 이펙터 세포에 추가로 처리할 수 있다. 바람직하게는 IL-21, IL-2 + IL-21 조합, 또는 IL-21 + TGF-β1 조합으로 처리할 수 있으며, 더 바람직하게는 IL-21 단독으로 처리할 수 있다. 또한, 상기 사이토카인은 필요에 따라 사이토카인 발현 피더세포(feeder cell) 또는 사이토카인 분비 세포를 이용하여 처리할 수 있다.In the present invention, before or after treating the single guide RNA, gene scissors, and DNA fragments to immune effector cells, at least one selected from the group consisting of IL-2, IL-15, IL-21, and TGF-β1 Cytokines can be further treated with immune effector cells. Preferably, treatment may be performed with IL-21, a combination of IL-2 + IL-21, or a combination of IL-21 + TGF-β1, and more preferably, treatment may be performed with IL-21 alone. Additionally, the cytokines can be treated using cytokine-expressing feeder cells or cytokine-secreting cells, if necessary.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 다양한 물질 처리에 따른 CAR 유전자 넉-인 효율을 비교하기 위해, 발네물린(Valnemulin), IL-21, IL-2 + IL-21, 및 IL-2 + IL-15 + IL-21을 각각 처리한 결과, IL-21 또는 IL-2 + IL-21 처리에 의해 CAR 유전자 넉-인 효율이 크게 증가한 것을 확인하였으며(도 14 및 도 15), 사이토카인 조합에 따른 CAR 유전자 넉-인 효율을 확인한 결과, IL-21 전처리 또는 IL-21 + TGF-β1 전처리에 의해 CAR 유전자 넉-인 효율이 증가하였으며, 특히 IL-21 전처리의 경우 CAR 유전자가 넉-인된 NK 세포의 암살상 효과가 증가하였다 (도 16). In another embodiment of the present invention, to compare CAR gene knock-in efficiency according to treatment with various substances, Valnemulin, IL-21, IL-2 + IL-21, and IL-2 + IL- As a result of treatment with 15 + IL-21, it was confirmed that the CAR gene knock-in efficiency was significantly increased by treatment with IL-21 or IL-2 + IL-21 (Figures 14 and 15), and the As a result of checking the CAR gene knock-in efficiency, the CAR gene knock-in efficiency was increased by IL-21 pretreatment or IL-21 + TGF-β1 pretreatment. In particular, in the case of IL-21 pretreatment, NK with the CAR gene knocked in The cytotoxic effect of cells increased (Figure 16).

TGFBR2 발현 유전자 넉-아웃 및 CAR 유전자 넉-인된 면역 이펙터를 포함하는 암 예방 또는 치료용 조성물Composition for preventing or treating cancer comprising an immune effector with TGFBR2 expression gene knock-out and CAR gene knock-in

본 발명은 또 다른 일관점에서, TGFBR2 발현 유전자가 넉-아웃되고 암 세포 항원에 특이적인 키메릭 항원 수용체 유전자가 넉-인된 면역 이펙터 세포를 포함하는 암 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.In another aspect, the present invention provides a pharmaceutical composition for preventing or treating cancer, comprising immune effector cells in which the TGFBR2 expression gene is knocked out and the chimeric antigen receptor gene specific for a cancer cell antigen is knocked in. .

본 발명에 있어서, 상기 암 세포 항원은 CD22, CD19 또는 메소텔린(mesothelin; MSLN), 바람직하게 메소텔린일 수 있으며, 상기 암 또는 종양은 정상 대조군, 또는 정상 세포에 비해 메소텔린이 과발현된 암 또는 종양이다. 보다 구체적으로 편평세포암, 소세포 폐암, 비소세포 폐암, 폐의 선암종, 폐의 편평세포 암종, 중피암, 복막암, 간세포성암, 위장암, 췌장암, 신경교종, 자궁경부암, 난소암, 간암, 방광암, 간세포암, 유방암, 결장암, 결장직장암, 자궁내막 또는 자궁 암종, 타액선 암종, 신장암, 전립선암, 외음부암, 갑상선암, 간 암종, 백혈병 및 다른 림프구증식성 장애, 및 다양한 유형의 두경부암으로 구성된 군에서 선택될 수 있다.In the present invention, the cancer cell antigen may be CD22, CD19, or mesothelin (MSLN), preferably mesothelin, and the cancer or tumor may be a normal control group, or a cancer or tumor that overexpresses mesothelin compared to normal cells. It's a tumor. More specifically, squamous cell cancer, small cell lung cancer, non-small cell lung cancer, adenocarcinoma of the lung, squamous cell carcinoma of the lung, mesothelial cancer, peritoneal cancer, hepatocellular carcinoma, gastrointestinal cancer, pancreatic cancer, glioma, cervical cancer, ovarian cancer, liver cancer, and bladder cancer. , consisting of hepatocellular carcinoma, breast cancer, colon cancer, colorectal cancer, endometrial or uterine carcinoma, salivary gland carcinoma, kidney cancer, prostate cancer, vulvar cancer, thyroid cancer, liver carcinoma, leukemia and other lymphoproliferative disorders, and various types of head and neck cancer. may be selected from the military.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다.Below, preferred embodiments are presented to aid understanding of the present invention.

그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 하기 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.However, the following examples are provided only to make the present invention easier to understand, and the content of the present invention is not limited by the following examples.

[실시예 1] TGFBR2 유전자 위치내 다양한 crRNA 부분 선정 및 sgRNA 서열 디자인[Example 1] Selection of various crRNA regions within the TGFBR2 gene location and design of sgRNA sequences

본 발명에서는 도 1에 나타난 바와 같이, TGFBR2 유전자(NCBI Gene ID:7048) 위치 내 6종의 crRNA(CRISPR RNA) 부분을 선정하고, 표 1과 같이 6종의 sgRNA 서열을 디자인하였다.In the present invention, as shown in Figure 1, six types of crRNA (CRISPR RNA) regions within the TGFBR2 gene (NCBI Gene ID: 7048) were selected, and six types of sgRNA sequences were designed as shown in Table 1.

TGFBR2 넉-아웃용 sgRNAsgRNA for TGFBR2 knock-out sgRNAsgRNA sequencesequence Targeted domainTargeted domain 서열번호sequence number TGFBR2-T1 (-)TGFBR2-T1 (-) CCTGAGCAGCCCCCGACCCACCTGAGCAGCCCCCCGACCCA SP (384 - 403)SP (384 - 403) 서열번호 1SEQ ID NO: 1 TGFBR2-T2 (+)TGFBR2-T2 (+) CCCACCGCACGTTCAGAAGTCCCACCGCACGTTCAGAAGT ECD (454 - 473)ECD (454 - 473) 서열번호 2SEQ ID NO: 2 TGFBR2-T3 (+)TGFBR2-T3 (+) CCCCTACCATGACTTTATTCCCCCTACCATGACTTTATTC ECD (775 - 794)ECD (775 - 794) 서열번호 3SEQ ID NO: 3 TGFBR2-T4 (-)TGFBR2-T4 (-) ATTGCACTCATCAGAGCTACATTGCACTCATCAGAGCTAC ECD (870 - 889)ECD (870 - 889) 서열번호 4SEQ ID NO: 4 TGFBR2-T5 (-)TGFBR2-T5 (-) GCTTCTGCTGCCGGTTAACGGCTTCTGCTGCCGGTTAACG ICD (1027 - 1046)ICD (1027 - 1046) 서열번호 5SEQ ID NO: 5 TGFBR2-T6 (+)TGFBR2-T6 (+) GCCCATTGAGCTGGACACCCGCCCATTGAGCTGGACACCC ICD (1183 - 1202)ICD (1183 - 1202) 서열번호 6SEQ ID NO: 6

서열번호 1의 염기서열로 표시되는 sgRNA(TGFBR2-T1)는 TGFBR2 유전자의 시그널 펩타이드(signal peptide; SP) 부분을, 서열번호 2의 염기서열로 표시되는 sgRNA(TGFBR2-T2), 서열번호 3의 염기서열로 표시되는 sgRNA(TGFBR2-T3) 및 서열번호 4의 염기서열로 표시되는 sgRNA(TGFBR2-T4)는 TGFBR2 유전자의 세포외 도메인(extracellular domain; ECD) 부분을, 서열번호 5의 염기서열로 표시되는 sgRNA(TGFBR2-T5) 및 서열번호 6의 염기서열로 표시되는 sgRNA(TGFBR2-T6)는 세포 내 도메인(intracellular domain; ICD) 부분을 타겟으로 한다. The sgRNA (TGFBR2-T1) represented by the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 is the signal peptide (SP) portion of the TGFBR2 gene, and the sgRNA (TGFBR2-T2) represented by the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2 is the signal peptide (SP) portion of the TGFBR2 gene. The sgRNA (TGFBR2-T3) expressed by the base sequence and the sgRNA (TGFBR2-T4) expressed by the base sequence of SEQ ID NO: 4 are composed of the extracellular domain (ECD) part of the TGFBR2 gene with the base sequence of SEQ ID NO: 5. The indicated sgRNA (TGFBR2-T5) and the sgRNA (TGFBR2-T6) indicated by the base sequence of SEQ ID NO: 6 target the intracellular domain (ICD) portion.

[실시예 2] sgRNA 조합에 따른 에디팅 효율 비교 - T7E1 어세이[Example 2] Comparison of editing efficiency according to sgRNA combination - T7E1 assay

본 발명에서는 이중 넉-아웃(double knock-out)을 위한 sgRNA 조합에 따른 에디팅 효율을 비교하고자, 상기 표 1의 "T1 sgRNA 및 T2 sgRNA 조합(T1 + T2)", "T3 sgRNA 및 T4 sgRNA 조합(T3 + T4)", 및 "T5 sgRNA 및 T6 sgRNA 조합(T5 + T6)"으로 자연 살해 세포(primary NK 세포)에 대한 에디팅 효율을 확인하였다.In the present invention, to compare the editing efficiency according to the sgRNA combination for double knock-out, “T1 sgRNA and T2 sgRNA combination (T1 + T2)”, “T3 sgRNA and T4 sgRNA combination” in Table 1 (T3 + T4)", and "T5 sgRNA and T6 sgRNA combination (T5 + T6)" were used to confirm the editing efficiency for natural killer cells (primary NK cells).

먼저, 인간 PBMC 세포를 방사능 조사된 K562-GE(mbIL18/21 overexpressed K562) 세포와 함께 IL-2 및 IL-15 사이토카인이 처리된 조건에서 3주간 공배양하여 일차(primary) NK 세포를 수득하였다. First, primary NK cells were obtained by co-culturing human PBMC cells with irradiated K562-GE (mbIL18/21 overexpressed K562) cells for 3 weeks under conditions treated with IL-2 and IL-15 cytokines. .

그 다음, Cas9-sgRNA 리보핵산 단백질(ribonucleoprotein; RNP) 복합체(Cas9 RNP 복합체)를 제조하기 위해 각 해당 sgRNA(400 pmole) 및 spCas9(1 ㎍/㎕, 4 ㎕ = 24.2pmol)를 섞은 후, 상온(RT)에서 20분 동안 반응시켰다. 그 후, 100 ㎕ Cas9 RNP 복합체 및 2 X 106 개의 일차 NK 세포를 함께 섞은 후 전기천공기(neon Electroporator)를 이용하여 1800V, 20 ms, 1 pulse 조건에서 전기천공방법으로 유전자 가위를 전달하였다. Next, to prepare Cas9-sgRNA ribonucleoprotein (RNP) complex (Cas9 RNP complex), each corresponding sgRNA (400 pmole) and spCas9 (1 ㎍/㎕, 4 ㎕ = 24.2 pmol) were mixed and stored at room temperature. It was reacted at (RT) for 20 minutes. Afterwards, 100 ㎕ Cas9 RNP complex and 2

본 발명의 sgRNA 조합에 따른 에디팅 효과를 확인하기 위해, T7E1 어세이 실험을 수행하였다. 먼저, QiAmp DNA mini kit(qiagen)를 이용하여 일차 NK 세포로 부터 게놈 DNA를 추출하고, 해당되는 각각의 프라이머를 이용하여 에디팅된 부분을 포함하는 PCR 엠플리콘(amplicon)을 확보하였다.To confirm the editing effect according to the sgRNA combination of the present invention, a T7E1 assay experiment was performed. First, genomic DNA was extracted from primary NK cells using the QiAmp DNA mini kit (qiagen), and PCR amplicon containing the edited portion was obtained using each corresponding primer.

PCR 엠플리콘 증폭용 프라이머 서열Primer sequences for PCR amplicon amplification AmpliconAmplicon Primer sequencePrimer sequence 서열번호sequence number T1+T2T1+T2 GTTGAGTGAGTCACTCGCGTTGAGTGAGTCACTCGC 서열번호 7SEQ ID NO: 7 CTCAAACTTCCCTTTCCGGCTCAAACTTCCCTTTCGG 서열번호 8SEQ ID NO: 8 T3+T4T3+T4 GTCTGCTCCAGGTGATGTTTATGTCTGCTCCAGGTGATGTTTAT 서열번호 9SEQ ID NO: 9 GGGCCTGAGAATCTGCATTTAGGGCCTGAGAATCTGCATTTA 서열번호 10SEQ ID NO: 10 T5+T6T5+T6 GCAGGGGATGACGAACGCAGGGGATGACGAAC 서열번호 11SEQ ID NO: 11 CTGCCCACTGTTAGCCCTGCCCACTGTTAGCC 서열번호 12SEQ ID NO: 12

그 다음, 각 200 ng PCR 엠플리콘, 10 x NEB buffer (2 ㎕, NEB)이 총 19 ㎕가 되도록 혼합한 다음, PCR 기계를 이용하여 혼성화(hybridization)를 진행하였다(초기 변성 95℃, 5분 -> 2단계 어닐링 95 ~ 85℃, -2℃/초, 85 ~ 25℃, -0.1℃/초, 홀드 4℃). 그리고, 혼성화된 DNA(hybridization DNA, 19 ㎕)와 T7E1 엔자임(NEB, M0302) 1 ㎕를 함께 15분간 37℃에서 반응시킨 후 전기영동을 실시한 후, 에디팅된 밴드(Band)를 gel-DOC 기계를 이용하여 확인하였다. Next, 200 ng PCR amplicons and 10 -> 2nd stage annealing 95 ~ 85℃, -2℃/sec, 85 ~ 25℃, -0.1℃/sec, hold 4℃). Then, hybridization DNA (19 ㎕) and T7E1 enzyme (NEB, M0302) 1 ㎕ were reacted together at 37°C for 15 minutes, electrophoresis was performed, and the edited band was analyzed using a gel-DOC machine. It was confirmed using

그 결과, 도 2에 나타난바와 같이, sgRNA 처리에 의해 효과적으로 유전자가 넉-아웃되었음을 확인하였다 (도 2). As a result, as shown in Figure 2, it was confirmed that the gene was effectively knocked out by sgRNA treatment (Figure 2).

[실시예 3] sgRNA 조합에 따른 에디팅 효율 비교 - FACS[Example 3] Comparison of editing efficiency according to sgRNA combination - FACS

이중 넉-아웃(double knock-out)을 위한 sgRNA 조합에 따른 에디팅Editing according to sgRNA combination for double knock-out

효율을 비교하기 위해 표적유전자인 TGFBR2 발현 정도를 FACS를 이용하여 측정하였다.To compare efficiency, the expression level of the target gene, TGFBR2, was measured using FACS.

먼저, 상기 실시예 2와 같은 방법으로 NK 세포에 유전자가위를 72시간 동안 처리한 후, NK세포를 수득하여 FACS 측정용 튜브에 옮긴 다음, PBS로 세척 하였다. 그 다음, Live/dead dye(eBioscience™ Fixable Viability Dye eFluor™ 506)로 4℃, 암 조건에서 20분간 염색하고 PBS로 세척한 후, 100 ㎕의 IC 고정버퍼(fixation buffer)를 넣어 실온, 암 조건에서 20분 동안 반응시켰다. 펌/워시 버퍼(Perm/wash buffer)로 2번 세척한 후, APC 항-인간 TGFBR2 항체(APC anti-human TGFBR2 antibody, 5 ㎕) / 펌 버퍼(perm buffer, 100 ㎕)를 처리하고 상온, 암 조건에서 20분 동안 염색하였다. 펌/워시 버퍼로 2번 세척한 후 PBS 100 ~ 200 ㎕으로 현탁시킨 후 FACS 분석을 수행하였다. First, NK cells were treated with gene scissors for 72 hours in the same manner as in Example 2, and then NK cells were obtained and transferred to a tube for FACS measurement, and then washed with PBS. Next, stain with Live/dead dye (eBioscience™ Fixable Viability Dye eFluor™ 506) for 20 minutes at 4°C in dark conditions, wash with PBS, add 100 ㎕ of IC fixation buffer, and dye at room temperature in dark conditions. It was reacted for 20 minutes. After washing twice with Perm/wash buffer, treated with APC anti-human TGFBR2 antibody (APC anti-human TGFBR2 antibody, 5 ㎕) / perm buffer (100 ㎕) and incubated at room temperature in the dark. Staining was performed for 20 minutes under these conditions. After washing twice with perm/wash buffer, it was suspended in 100 to 200 ㎕ of PBS and then subjected to FACS analysis.

또한, 일차 NK 세포(primary NK cell)에서 세포막에 위치하는 TGFBR2 발현을 확인하기 위해, 상기 유전자가위 처리된 NK 세포를 TGFbR2-APC(1:100, Biolegend) 항체로 염색한 다음, FACS 분석을 수행하였다.In addition, to confirm the expression of TGFBR2 located on the cell membrane in primary NK cells, the NK cells treated with the gene scissors were stained with TGFbR2-APC (1:100, Biolegend) antibody, and then FACS analysis was performed. did.

그 결과, 도 3(a) 및 3(b)에 나타난 바와 같이, T1 + T2 sgRNA 또는 T5 + T6 sgRNA 처리시 퍼퓰레이션(population) 기준으로 약 82% 및 81.4%로 TGFBR2 단백질 발현이 감소한 것으로 확인되었다. As a result, as shown in Figures 3(a) and 3(b), TGFBR2 protein expression was confirmed to be reduced by about 82% and 81.4% based on population when treated with T1 + T2 sgRNA or T5 + T6 sgRNA. It has been done.

[실시예 4] sgRNA 표적 위치에 따른 TGFBR2 넉-아웃 NK 세포 효능 비교 - 암살상 효과 확인[Example 4] Comparison of TGFBR2 knock-out NK cell efficacy according to sgRNA target location - Confirmation of assassination effect

일차 NK 세포에 sgRNA(T1+T2) 및 sgRNA(T5+T6)를 실시예 2와 같은 방법으로 spCas9 유전자 가위 단백질과 함께 전기천공(1800 V, 20 ms, 1 pulse)을 진행한 후, IL-2 및 IL-15 사이토카인이 포함된 RPMI1640 배지에서 에디팅된 일차 NK 세포를 배양하였다. Primary NK cells were electroporated (1800 V, 20 ms, 1 pulse) with spCas9 gene scissors protein in the same manner as in Example 2 with sgRNA (T1 + T2) and sgRNA (T5 + T6), and then IL- Edited primary NK cells were cultured in RPMI1640 medium containing 2 and IL-15 cytokines.

전기천공 후 6일과 7일째에 TGF-b1 사이토카인을 10 ng/ml 농도로 각각 처리한 후, 8일째 되는 날 37℃, 5% CO2 가습 조건에서 각각의 에디팅된 일차 NK 세포 (Effector; E)와 루시퍼레이즈(luciferase) 과발현-AsPC1 암세포(Target; T)를 2:1 비율로 공배양을 진행하였다. 공배양을 위해 48-웰 플레이트에 5 X 104 개의 Luc-AsPC1 세포와 1 X 105 개의 일차 NK 세포를 공배양하였으며, 공배양 24 시간 및 48시간 후에 루시퍼레이즈 레벨 변화를 측정하여 암세포에 대한 NK 세포의 암살상능을 비교하였다. On the 6th and 7th days after electroporation, each edited primary NK cell (Effector; E) was treated with TGF-b1 cytokine at a concentration of 10 ng/ml, and then on the 8th day, at 37°C and 5% CO2 humidified conditions. and luciferase overexpressing-AsPC1 cancer cells (Target; T) were co-cultured at a 2:1 ratio. For co - culture, 5 The assassination capacity of NK cells was compared.

루시퍼레이즈 측정은 Nano-Glo® Luciferase Assay System kit를 사용하였으며, Luc-AsPC1 세포에 대한 형광 시그널은 GloMax® 장비를 사용하여 제조사의 프로토콜에 따라 다음의 과정으로 검출하였다. 용해 버퍼를 이용하여 타겟 세포를 용해시킨 다음, 13,000rpm, 15 ~ 20분, 4℃ 조건에서 원심분리 한 후, 프로메가(Promega, cat.no.N1110)에 포함되어 있는 버퍼 : 기질을 50:2 비율로 섞어주었다. 각각의 표적 세포 용출액 50 ㎕ 및 버퍼/기질 혼합액 50 ㎕을 96-웰 각각 넣은 후 형광을 측정하고, 이를 정량화하여 암세포 살상 효과를 확인하였다. Luciferase was measured using the Nano-Glo® Luciferase Assay System kit, and the fluorescence signal for Luc-AsPC1 cells was detected using the GloMax® equipment according to the manufacturer's protocol in the following process. Target cells were lysed using a lysis buffer, centrifuged at 13,000 rpm, 15 to 20 minutes, 4°C, and the buffer included in Promega (cat.no.N1110): Substrate was mixed at 50%: Mixed in 2 proportions. After adding 50 μl of each target cell eluate and 50 μl of buffer/substrate mixture into each 96-well, fluorescence was measured and quantified to confirm the cancer cell killing effect.

그 결과, 도 4에 나타난 바와 같이, TGFBR2 유전자내 세포외 도메인(ECD) 부분이 넉-아웃된 NK 세포에 비해, 세포내 도메인(ICD) 부분이 넉-아웃된 NK 세포의 암살상 효과가 우수한 것을 확인하였다. As a result, as shown in Figure 4, compared to NK cells in which the extracellular domain (ECD) part of the TGFBR2 gene was knocked out, the assassination effect of NK cells in which the intracellular domain (ICD) part was knocked out was superior. confirmed.

[실시예 5] sgRNA 표적 위치에 따른 TGFBR2 넉-아웃 NK 세포 효능 비교 - NK 세포 탈과립마커 발현 확인[Example 5] Comparison of TGFBR2 knock-out NK cell efficacy according to sgRNA target location - Confirmation of NK cell degranulation marker expression

먼저, sgRNA(T1+T2) 및 sgRNA(T5+T6) 각각(100pmol/λ, 4 ㎕, 총 400pmol)을 spCas9(1 ㎍/㎕, 4 ㎕ = 24.2pmol)와 섞은 후, 상온(RT)에서 20분 동안 반응시킨 다음, 뉴클레이즈 프리 버퍼(nuclease free buffer) 52 ㎕를 첨가하여 Cas9 RNP 복합체를 제조하였다. 일차 NK 세포는 T 버퍼로 2 M/60 ㎕이 되게 현탁시킨 다음, 일차 NK 세포(60 ㎕)에 Cas9 RNP(60 ㎕)를 첨가하고 1800V, 20 ms, 1 pulse 조건에서 전기천공방법으로 유전자 가위를 전달하였다. First, sgRNA (T1+T2) and sgRNA (T5+T6) (100 pmol/λ, 4 μl, total 400 pmol) were mixed with spCas9 (1 μg/μl, 4 μl = 24.2 pmol) at room temperature (RT). After reacting for 20 minutes, 52 ㎕ of nuclease free buffer was added to prepare a Cas9 RNP complex. Primary NK cells were suspended in T buffer at 2 M/60 ㎕, then Cas9 RNP (60 ㎕) was added to the primary NK cells (60 ㎕), and gene editing was performed by electroporation under the conditions of 1800 V, 20 ms, 1 pulse. was delivered.

상기 방법으로 에디팅된 일차 NK 세포는 IL-2 및 IL-15 사이토카인이 포함된 RPMI1640 배지에서 배양하였으며, 5일 및 6일째 TGF-b(10 ng/㎖)를 추가로 첨가하였다. 배양 7일째에, 전날 24-웰 플레이트에 접종된 루시퍼레이즈 발현 AsPC1 암세포(0.25M cells/1 ㎖, RPMI1640 배지 사용)에 에디팅된 NK 세포를 2 : 1 비율로 공배양하였다. 추가로 0.25 ㎖의 RPMI(011-51) 배지에 최종 부피가 1 ㎖이 되도록 혼합한 IL-2 및 APC-항-인간 CD107a 항체(5 ㎕)를 첨가하였다. Primary NK cells edited by the above method were cultured in RPMI1640 medium containing IL-2 and IL-15 cytokines, and TGF-b (10 ng/ml) was additionally added on days 5 and 6. On the 7th day of culture, the edited NK cells were co-cultured with the luciferase-expressing AsPC1 cancer cells (0.25M cells/1 ㎖, using RPMI1640 medium) inoculated in a 24-well plate the previous day at a 2:1 ratio. Additionally, IL-2 and APC-anti-human CD107a antibodies (5 μl) mixed to a final volume of 1 ml were added to 0.25 ml of RPMI (011-51) medium.

양성대조군으로 일차 NK 세포에 PMA(2.5 ㎍/㎖) 및 이오노마이신(Ionomycin, 0.5 ㎍/㎖)을 처리하여 상기와 같은 방법으로 공배양하였다. As a positive control, primary NK cells were treated with PMA (2.5 μg/ml) and ionomycin (0.5 μg/ml) and co-cultured in the same manner as above.

공배양 1시간 후, BFA(5 ㎍/㎖) 및 모넨신(monensin; 6 ㎍/㎖)을 첨가하고 5시간 동안 배양한 다음, 세포를 수확하여 PBS로 세척하고 Live/Dead dye 및 CD56 항체로 염색한 후 FACS 분석을 수행하였다. After 1 hour of co-culture, BFA (5 ㎍/㎖) and monensin (6 ㎍/㎖) were added and cultured for 5 hours, then the cells were harvested, washed with PBS, and treated with Live/Dead dye and CD56 antibody. After staining, FACS analysis was performed.

그 결과, 도 5에 나타난 바와 같이, TGFBR2 유전자내 세포외 도메인(ECD) 부분이 넉-아웃된 NK 세포에 비해, 세포내 도메인(ICD) 부분이 넉-아웃된 NK 세포의 탈과립마커(degranulation marker)인 CD107a 마커 발현 정도가 증가한 것으로 확인되었다. As a result, as shown in Figure 5, compared to NK cells in which the extracellular domain (ECD) part of the TGFBR2 gene was knocked out, the degranulation marker of NK cells in which the intracellular domain (ICD) part was knocked out ) was confirmed to have increased the level of expression of the CD107a marker.

[실시예 6] sgRNA 표적 위치에 따른 TGFBR2 넉-아웃 NK 세포 효능 비교 - NK 세포 내 p-Smad2/3 감소 확인[Example 6] Comparison of efficacy of TGFBR2 knock-out NK cells according to sgRNA target location - Confirmation of reduction of p-Smad2/3 in NK cells

상기 실시예 5와 같은 방법으로 유전자가위 처리 5일 후, 에디팅된 NK 세포에 TGF-b1(10 ng/㎖)를 3 시간 동안 처리한 다음, 웨스턴 블라팅을 수행하여 TGF-b1 신호전달 과정(도 6)에 있는 SMAD2/3 단백질의 인산화 정도 비교하였다.After 5 days of gene scissors treatment in the same manner as in Example 5, the edited NK cells were treated with TGF-b1 (10 ng/ml) for 3 hours, and then Western blotting was performed to determine the TGF-b1 signaling process ( The phosphorylation levels of SMAD2/3 proteins in Figure 6) were compared.

먼저, 각 1 x 106 개의 NK 세포에 용해버퍼(Lysis buffer; 40mM Tris-HCL(pH7.4), 120mM NaCl, 1mM EDTA, 1% triton-100, 10mM Na-pyrophosphate, 50mM NaF, 1.5mM Na-orthovanadate, 1X protease inhibitor)를 첨가하여 세포용해물을 수득한 후, 샘플링하여 웨스턴 블랏팅을 위한 샘플을 제작하였다. 상기 샘플을 SDS-PAGE에 전기영동하고 이를 니트로셀룰로스 막에 이동시킨 후, 탈지분유를 이용하여 블락킹하였다. 다음으로, 1차 항체를 처리하기 위해 상기 막에 1:1000 비율로 희석된 항-SMAD2/3 항체(CST #8685, cell signaling technology, 미국) 및 항-p-SMAD2/3 항체(CST#8828, cell signaling technology, 미국), 및 1:5000 비율로 희석된 항-β-액틴 항체(SantaCruz)를 각각 처리한 후 4℃에서 하룻밤 동안 반응시켰다. 그 다음 막을 세척한 후, 상기 1차 항체에 결합할 수 있는 HRP(horseradish peroxidase)-결합 2차 항체(1:5000)를 처리하고 실온에서 2시간 동안 반응시켰다. 이후 웨스턴 ECL 기질(Thermo scientific)을 사용하여 화학 발광에 의해 밴드를 가시화시킨 후, 상기 수득한 발광 이미지를 Chemidoc(biorad)으로 분석하였다.First, 1 -orthovanadate, 1X protease inhibitor) was added to obtain a cell lysate, and then sampled to prepare a sample for Western blotting. The sample was electrophoresed on SDS-PAGE, transferred to a nitrocellulose membrane, and blocked using skim milk powder. Next, to process the primary antibody, anti-SMAD2/3 antibody (CST #8685, cell signaling technology, USA) and anti-p-SMAD2/3 antibody (CST#8828) were diluted at a ratio of 1:1000 on the membrane. , cell signaling technology, USA), and anti-β-actin antibody (SantaCruz) diluted at a ratio of 1:5000, respectively, and reacted at 4°C overnight. After washing the membrane, it was treated with HRP (horseradish peroxidase)-conjugated secondary antibody (1:5000), which can bind to the primary antibody, and reacted at room temperature for 2 hours. Afterwards, the band was visualized by chemiluminescence using Western ECL substrate (Thermo scientific), and the obtained luminescence image was analyzed with Chemidoc (biorad).

그 결과, 도 6에 나타난 바와 같이, TGFBR2 유전자내 세포외 도메인(ECD) 부분이 넉-아웃된 NK 세포에 비해, 세포내 도메인(ICD) 부분이 넉-아웃된 NK 세포에서 인산화된 smad2/3(p-Smad2/3)의 감소 정도가 높은 것으로 나타났다. As a result, as shown in Figure 6, compared to NK cells in which the extracellular domain (ECD) part of the TGFBR2 gene was knocked out, smad2/3 was phosphorylated in NK cells in which the intracellular domain (ICD) part was knocked out. The degree of decrease in (p-Smad2/3) was found to be high.

[실시예 7] 다양한 전기천공 조건에 따른 에디팅 효율 확인 - T7E1 어세이 기반[Example 7] Confirmation of editing efficiency according to various electroporation conditions - based on T7E1 assay

7-1 : T7E1 어세이 분석7-1: T7E1 assay analysis

상기 실시예 2와 동일한 방법으로 일차 NK 세포 내 Cas9 RNP (T5+T6 sgRNA) 복합체를 제조하고, 이를 이용하여 4가지 전기천공 조건 (1600 V, 10 ms, 3 pulse/1800 V, 20 ms, 1 pulse/1850 V, 10 ms, 2 pulse/1900 V, 20 ms, 1 pulse)에 따른 에디팅 효과를 T7E1 어세이로 비교하였다. Cas9 RNP (T5+T6 sgRNA) complex in primary NK cells was prepared in the same manner as in Example 2, and used to prepare 4 electroporation conditions (1600 V, 10 ms, 3 pulse/1800 V, 20 ms, 1 The editing effect according to pulse/1850 V, 10 ms, 2 pulse/1900 V, 20 ms, 1 pulse) was compared using the T7E1 assay.

그 결과, 도 7에 나타난 바와 같이, T7E1 어세이로 확인하였을 때, 전기천공 조건에 따른 에디팅 효율을 유사한 것을 확인되었다. As a result, as shown in Figure 7, when confirmed with the T7E1 assay, it was confirmed that the editing efficiency was similar depending on the electroporation conditions.

7-2 : FACS 분석7-2: FACS analysis

상기 실시예 2와 동일한 방법으로 일차 NK 세포 내 Cas9 RNP (T5+T6 sgRNA) 복합체를 제조하고, 이를 이용하여 5가지 전기천공 조건 (1600 V, 10 ms, 3 pulse; 1600 V, 20 ms, 1 pulse; 1700 V, 10 ms, 3 pulse; 1700 V, 20 ms, 1 pulse; 1800 V, 20 ms, 1 pulse)에 따른 에디팅 효과를 FACS 분석을 통해 비교하였다. FACS 분석은 실시예 3과 동일한 방법으로 수행하였다. Cas9 RNP (T5+T6 sgRNA) complex in primary NK cells was prepared in the same manner as in Example 2, and used to prepare 5 electroporation conditions (1600 V, 10 ms, 3 pulse; 1600 V, 20 ms, 1 pulse). The editing effect according to (pulse; 1700 V, 10 ms, 3 pulse; 1700 V, 20 ms, 1 pulse; 1800 V, 20 ms, 1 pulse) was compared through FACS analysis. FACS analysis was performed in the same manner as Example 3.

그 결과, 도 8에 나타난 바와 같이, 1600 V, 10 ms, 3 pulse 조건과 1700 V, 20 ms, 1 pulse 조건에서 에디팅 효율이 높은 것으로 나타났다.As a result, as shown in Figure 8, editing efficiency was found to be high under the 1600 V, 10 ms, 3 pulse conditions and the 1700 V, 20 ms, 1 pulse conditions.

7-3 : 전기천공 조건에 따른 NK 세포 생존율 확인7-3: Confirmation of NK cell survival rate according to electroporation conditions

상기 실시예 2와 동일한 방법으로 일차 NK 세포 내 Cas9 RNP (T5+T6 sgRNA) 복합체를 제조하고, 이를 이용하여 5가지 전기천공 조건(1600 V, 10 ms, 3 pulse; 1600 V, 20 ms, 1 pulse; 1700 V, 10 ms, 3 pulse; 1700 V, 20 ms, 1 pulse; 1800 V, 20 ms, 1 pulse)에 따른 일차 NK 세포 생존율을 확인하였다. Cas9 RNP (T5+T6 sgRNA) complex in primary NK cells was prepared in the same manner as in Example 2, and used to prepare 5 electroporation conditions (1600 V, 10 ms, 3 pulse; 1600 V, 20 ms, 1 pulse). Primary NK cell survival rate was confirmed according to pulse; 1700 V, 10 ms, 3 pulse; 1700 V, 20 ms, 1 pulse; 1800 V, 20 ms, 1 pulse).

전기천공 후 5일째 되는 날에 NK 세포를 수확한 다음, live/dead population 분석을 위해 eBioscience™ Fixable Viability Dye eFluor™ 506 dye 염색을 이용하여 FACS 분석을 수행하였다. NK cells were harvested on the 5th day after electroporation, and then FACS analysis was performed using eBioscience™ Fixable Viability Dye eFluor™ 506 dye staining for live/dead population analysis.

그 결과, 도 9에 나타난 바와 같이, 상기 5가지 전기천공 조건 모두 NK 세포 생존율에는 영향을 미치지 않는 것으로 확인되었다. As a result, as shown in Figure 9, it was confirmed that all of the five electroporation conditions did not affect NK cell survival rate.

[실시예 8] 암 항원 표적을 위한 CAR 유전자 넉-인용 DNA 컨스트럭트 제작[Example 8] Construction of CAR gene knock-in DNA construct for cancer antigen targeting

본 발명에서는 메소텔린 표적을 위한 CAR 유전자 넉-인용 DNA 컨스트럭트를 설계하였다.In the present invention, a CAR gene knock-in DNA construct was designed to target mesothelin.

도 10의 모식도에 나타난 바와 같이, 본 발명의 CAR 넉-인용 DNA 컨스트럭트는 pSFFV 프로모터(서열번호 13) - 시그널펩타이드(서열번호 14)- FLAG(서열번호 16) - 메소텔린-결합도메인(SS scFv, 서열번호 18) - CD8(서열번호 20) - 4-1BB(서열번호 22) - CD3ζ(서열번호 24) 순서로 각각을 코딩하는 염기서열이 배열된 구조(서열번호 26)로, 본 발명의 TGFBR2넉-아웃용 sgRNA에 의해 넉-아웃된 부분에 삽입되며, DNA 컨스트럭트 5'-말단 및 3'-말단에 HA(homology Arm)를 코딩하는 200bp ~ 1500bp 길이의 염기서열을 추가로 포함한다. As shown in the schematic diagram of Figure 10, the CAR knock-quote DNA construct of the present invention includes pSFFV promoter (SEQ ID NO: 13) - signal peptide (SEQ ID NO: 14) - FLAG (SEQ ID NO: 16) - mesothelin-binding domain (SS) scFv, SEQ ID NO: 18) - CD8 (SEQ ID NO: 20) - 4-1BB (SEQ ID NO: 22) - CD3ζ (SEQ ID NO: 24) A structure in which the base sequences encoding each are arranged in the following order (SEQ ID NO: 26), the present invention It is inserted into the region knocked out by the sgRNA for TGFBR2 knock-out, and a 200bp to 1500bp long base sequence encoding HA (homology arm) is added to the 5'-end and 3'-end of the DNA construct. Includes.

CAR 넉-인용 DNA 컨스트럭트를 포함하는 벡터를 제조하기 위해, 먼저 pCMV3 벡터를 이용하여 Spe1, Xba1 엔자임으로 자른 후, 5'-HA 절편(fragment), CAR 넉-인용 DNA 컨스트럭트 및 3'-HA 절편을 각각 합성하여 인퓨젼 클로닝(infusion cloning)을 통해 벡터를 제조하였다. 또한, 5'-HA 및 3'-HA 길이는 300bp(서열번호 27), 500bp(서열번호 28), 700bp(서열번호 29), 1000bp(서열번호 30)이 되도록 DNA 절편을 각각 제조하였다.To prepare a vector containing the CAR knock-quote DNA construct, first pCMV3 vector was cut with Spe1 and Xba1 enzymes, and then the 5'-HA fragment, CAR knock-quote DNA construct and 3 were added. Each '-HA fragment was synthesized and a vector was prepared through infusion cloning. In addition, DNA fragments were prepared so that the 5'-HA and 3'-HA lengths were 300bp (SEQ ID NO: 27), 500bp (SEQ ID NO: 28), 700bp (SEQ ID NO: 29), and 1000 bp (SEQ ID NO: 30).

HA 길이에 따른 DNA 절편 증폭용 PCR 프라이머 서열PCR primer sequences for amplifying DNA fragments according to HA length HA sizeHA size Primer sequencePrimer sequence 서열번호 sequence number 300bp300bp TTTCCCCATCAGAATATAACACCAgTTTCCCCATCAGAATATAACACCAg 서열번호 31SEQ ID NO: 31 GCAGGTCCTCCCAGCGCAGGTCCTCCCAGC 서열번호 32SEQ ID NO: 32 500bp500bp AAGGAAGAGCAGGGGATGACAAGGAAGAGCAGGGGATGAC 서열번호 33SEQ ID NO: 33 AGCCAGGTCATCCACAGACAGCCAGGTCATCCACAGAC 서열번호 34SEQ ID NO: 34 700bp700bp AGTTCCCTGTCCGTGGAGTTCCCTGTCCGTGG 서열번호 35SEQ ID NO: 35 CATTAGCAAAAATGCTCAGGcCATTAGCAAAAATGCTCAGGc 서열번호 36SEQ ID NO: 36 1000bp1000bp TCTCCCTGTCACCCATGGGTCTCCCTGTCACCCATGGG 서열번호 37SEQ ID NO: 37 TTACTTTCAATGTTCAAGGCATTGTTACTTTCAATGTTCAAGGCATTG 서열번호 38SEQ ID NO: 38

그 다음, PCR을 통해 암 항원 표적을 위한 CAR 유전자 넉-인용 DNA 컨스트럭트가 포함된 DNA 절편(fragment)을 수득하기 위해, 각 HA 길이별로 특이적인 프라이머를 상기 표 3과 같이 제작하여 PCR을 이용한 각 엠플리콘을 획득한 다음, 겔 일루션 키트(Gel elution kit)를 이용하여 각각에 해당하는 DNA 절편을 정제하여 확보하였다. Next, in order to obtain a DNA fragment containing the CAR gene knock-quote DNA construct for targeting cancer antigens through PCR, specific primers for each HA length were prepared as shown in Table 3 above and PCR was performed. After obtaining each amplicon, the corresponding DNA fragments were purified and obtained using a gel elution kit.

[실시예 9] sgRNA 단독 또는 이중 처리에 의한 CAR 유전자 넉-인 효율 비교[Example 9] Comparison of CAR gene knock-in efficiency by sgRNA single or dual treatment

본 발명에서는 도 11(a)의 모식도에 나타난 바와 같이, sgRNA를 단독(single K.O & CAR K.I) 처리, 또는 sgRNA를 이중(double K.O & CAR K.I) 처리하였을 때, CAR 유전자 넉-인 효율을 비교하고자 하였다. In the present invention, as shown in the schematic diagram of FIG. 11(a), the CAR gene knock-in efficiency is compared when sgRNA is treated alone (single K.O & CAR K.I) or sgRNA is treated double (double K.O & CAR K.I). I wanted to do it.

먼저, 실시예 2와 동일한 방법으로 sgRNA(T6) 및 sgRNA(T5+T6)를 각각 spCas9와 혼합하여 Cas9 RNP 복합체를 제조한 다음, 실시예 8에서 제조한 HA 길이가 700bp인 CAR 넉-인용 DNA 컨스트럭트를 포함하는 DNA 절편(500 ng)를 함께 일차 NK 세포에 처리하여 1600 V, 10 ms, 3 pulse 조건으로 전기천공하였다. First, a Cas9 RNP complex was prepared by mixing sgRNA (T6) and sgRNA (T5 + T6) with spCas9 in the same manner as in Example 2, and then CAR knock-quote DNA with an HA length of 700 bp prepared in Example 8. DNA fragments (500 ng) containing the construct were treated together with primary NK cells and electroporated under the conditions of 1600 V, 10 ms, 3 pulses.

CAR-NK 세포로 부터 게놈 DNA를 추출하고, 표 4의 프라이머를 이용하여 5' junction PCR을 수행하여 에디팅된 유전자를 포함하는 PCR 엠플리콘을 확보하였다.Genomic DNA was extracted from CAR-NK cells, and 5' junction PCR was performed using the primers in Table 4 to secure a PCR amplicon containing the edited gene.

HA 700bp 일 때 5` junction PCR 프라이머 서열5′ junction PCR primer sequence for HA 700bp Primer sequencePrimer sequence 서열번호 sequence number CCCAATGTCCTGAGCTTAGATAACCCAATGTCCTGAGCTTAGATAA 서열번호 39SEQ ID NO: 39 GCTTATCGTCGTCATCCTTGGCTTATCGTCGTCATCCTTG 서열번호 40SEQ ID NO: 40

그 결과, 도 11에 나타난 바와 같이, 단독 또는 이중 sgRNA 모두 효율적으로 CAR 유전자가 넉-인되는 것을 확인하였다. As a result, as shown in Figure 11, it was confirmed that both single and double sgRNA efficiently knocked-in the CAR gene.

[실시예 10] sgRNA 투입양 및 전기천공 조건에 따른 CAR 유전자 넉-인 효율 비교[Example 10] Comparison of CAR gene knock-in efficiency according to sgRNA input amount and electroporation conditions

본 발명에서는 sgRNA 투입양 및 전기천공 조건에 따른 CAR 유전자 넉-인 효율을 비교하기 위해, 상기 실시예 9와 동일한 방법으로 sgRNA(T6)양이 각각 40 pmol, 100 pmol 및 400 pmol이 되도록 실시예 8의 HA 길이가 700bp인 CAR 넉-인용 DNA 컨스트럭트를 포함하는 DNA 절편을 이용하여 일차 NK 세포에 처리하였으며, 1600 V, 10 ms, 3 pulse 및 1800 V, 20 ms, 1 pulse 조건으로 각각 전기천공 하였다.In the present invention, in order to compare the CAR gene knock-in efficiency according to the sgRNA input amount and electroporation conditions, the amount of sgRNA (T6) was set to 40 pmol, 100 pmol, and 400 pmol, respectively, in the same manner as in Example 9. Primary NK cells were treated using a DNA fragment containing a CAR knock-quote DNA construct with an HA length of 700bp, under the conditions of 1600 V, 10 ms, 3 pulses and 1800 V, 20 ms, 1 pulse, respectively. Electroporation was performed.

10-1 : 5' junction PCR 분석10-1: 5' junction PCR analysis

CAR-NK 세포로 부터 게놈 DNA를 추출하고, 표 4의 프라이머를 이용하여 실시예 9와 동일한 방법으로 5' junction PCR을 수행하였으며, 또한, 표 5의 프라이머를 이용하여 실시예 2와 동일한 방법으로 T7E1 어세이를 수행하였다. Genomic DNA was extracted from CAR-NK cells, and 5' junction PCR was performed in the same manner as in Example 9 using the primers in Table 4. Additionally, 5' junction PCR was performed in the same manner as in Example 2 using the primers in Table 5. T7E1 assay was performed.

HA 700bp 일 때 PCR 엠플리콘 증폭용 프라이머 서열Primer sequence for PCR amplicon amplification when HA is 700bp Primer sequencePrimer sequence 서열번호 sequence number CCCAATGTCCTGAGCTTAGATAACCCAATGTCCTGAGCTTAGATAA 서열번호 39SEQ ID NO: 39 GAGCAGAAAGGACTGAGTACAAGAGCAGAAAGGACTGAGTACAA 서열번호 41SEQ ID NO: 41

그 결과, 도 12에 나타난 바와 같이, T7E1 어세이 결과 모든 조건에서 sgRNA 처리에 의해 효과적으로 유전자가 넉-아웃되었음을 확인하였다. 또한, 5' junction PCR 분석에서는 400 pmol의 sgRNA를 1600 V, 10 ms, 3 pulse 조건으로 처리하였을 때, PCR 엠플리콘 양이 가장 많은 것을 확인하였다. As a result, as shown in Figure 12, the T7E1 assay confirmed that the gene was effectively knocked out by sgRNA treatment under all conditions. In addition, in the 5' junction PCR analysis, it was confirmed that the amount of PCR amplicon was highest when 400 pmol of sgRNA was treated under the conditions of 1600 V, 10 ms, and 3 pulse.

10-2 : FACS 기반 표면 CAR 단백질 검출10-2: FACS-based surface CAR protein detection

CAR-NK 세포막에서 발현되는 표면 CAR 단백질 발현 정도를 비교하기 위해 FACS 분석을 수행하였다. FACS analysis was performed to compare the level of surface CAR protein expression expressed on CAR-NK cell membranes.

먼저, NK 세포를 수확한 다음, 비오틴-컨쥬게이티드된 MSLN(메소텔린) ECD 단백질 0.5 ㎍이 포함된 100 ㎕ PBS 용액과 1 X 106 개의 NK 세포와 함께 4 ℃에서 20분간 암 조건에서 반응시켰다. 그 다음, PBS로 세척한 후 0.08 ㎍ 스트렙트아비딘(streptavidin)-PE 항체가 포함된 100 ㎕ PBS 용액을 추가로 첨가하여 상기와 같은 조건에서 반응시키고 세척한 다음, FACS 분석을 수행하였다. First, harvest the NK cells and then react with 100 μl PBS solution containing 0.5 μg of biotin-conjugated MSLN (mesothelin) ECD protein and 1 I ordered it. Next, after washing with PBS, 100 ㎕ of PBS solution containing 0.08 ㎍ streptavidin-PE antibody was additionally added, reacted under the same conditions as above, washed, and then FACS analysis was performed.

그 결과, 도 13에 나타난 바와 같이, 400 pmol의 sgRNA를 1600 V, 10 ms, 및 3 pulse 조건으로 전기천공하였을 때, 메소텔린 항체 발현율이 가장 높은 것으로 나타났다. As a result, as shown in Figure 13, when 400 pmol of sgRNA was electroporated under 1600 V, 10 ms, and 3 pulse conditions, the mesothelin antibody expression rate was found to be the highest.

[실시예 11] 다양한 물질 처리에 따른 CAR 유전자 넉-인 효율 비교[Example 11] Comparison of CAR gene knock-in efficiency according to treatment with various substances

다양한 물질 처리에 따른 CAR 유전자 넉-인 효율을 비교하기 위해, 실시예 2와 동일한 방법으로 400 pmol의 sgRNA(T6)와 spCas9와 혼합하여 Cas9 RNP 복합체를 제조한 다음, Cas9 RNP 및 실시예 8에서 제조한 HA 길이가 700bp인 CAR 넉-인용 DNA 컨스트럭트를 포함하는 DNA 절편과 함께 일차 NK 세포에 처리하였으며, 1600 V, 10 ms, 3 pulse 조건으로 각각 전기천공 하였다. In order to compare the CAR gene knock-in efficiency according to various material treatments, a Cas9 RNP complex was prepared by mixing 400 pmol of sgRNA (T6) with spCas9 in the same manner as in Example 2, and then mixed with Cas9 RNP and Example 8. Primary NK cells were treated with DNA fragments containing the prepared CAR knock-quote DNA construct with an HA length of 700bp, and electroporated under the conditions of 1600 V, 10 ms, and 3 pulses.

전기천공 후, 에디팅된 일차 NK 세포를 발네물린(Valnemulin, 1μM), IL-21(400ng/㎖), IL-2(200IU/㎖)/IL-21(400ng/㎖), 및 IL-2(200IU/㎖)/IL-15(10ng/㎖)/IL-21(400ng/㎖)이 각각 포함된 배지에서 배양한 다음, 48시간 후에 배지를 교환하였다. After electroporation, edited primary NK cells were incubated with valnemulin (1 μM), IL-21 (400 ng/ml), IL-2 (200 IU/ml)/IL-21 (400 ng/ml), and IL-2 ( The cells were cultured in medium containing 200 IU/ml)/IL-15 (10 ng/ml)/IL-21 (400 ng/ml), respectively, and the medium was changed after 48 hours.

11-1 : 5' junction PCR 분석11-1: 5' junction PCR analysis

CAR-NK 세포로 부터 게놈 DNA를 추출하고, 표 4의 프라이머를 이용하여 실시예 9와 동일한 방법으로 5' junction PCR을 수행하였으며, 또한, 표 5의 프라이머를 이용하여 실시예 2와 동일한 방법으로 T7E1 어세이를 수행하였다. Genomic DNA was extracted from CAR-NK cells, and 5' junction PCR was performed in the same manner as in Example 9 using the primers in Table 4. Additionally, 5' junction PCR was performed in the same manner as in Example 2 using the primers in Table 5. T7E1 assay was performed.

그 결과, 도 14에 나타난 바와 같이, IL-21를 처리한 경우 PCR 엠플리콘 양이 가장 많은 것으로 나타났다.As a result, as shown in Figure 14, the amount of PCR amplicon was found to be the largest when treated with IL-21.

11-2 : FACS 기반 표면 CAR 단백질 검출11-2: FACS-based surface CAR protein detection

CAR-NK 세포막에서 발현되는 표면 CAR 단백질 발현 정도를 비교하기 위해 FACS 분석을 상기 실시예 10-2의 방법으로 수행하였다. To compare the level of surface CAR protein expression expressed in the CAR-NK cell membrane, FACS analysis was performed by the method of Example 10-2 above.

그 결과, 도 15에 나타난 바와 같이, IL-2/IL-21를 처리한 경우, 메소텔린 항체 발현율이 가장 높은 것으로 나타났다. As a result, as shown in Figure 15, when treated with IL-2/IL-21, the mesothelin antibody expression rate was found to be highest.

[실시예 12] 사이토카인 조합 및 처리 시점에 따른 CAR 유전자 넉-인 효율 비교[Example 12] Comparison of CAR gene knock-in efficiency according to cytokine combination and treatment time

본 발명에서는 IL-21, TGF-β1 조합 및 처리 시점에 따른 CAR 유전자 넉-인 효율을 비교하고자 하였다. In the present invention, we sought to compare CAR gene knock-in efficiency according to IL-21, TGF-β1 combination and treatment time.

실시예 2와 동일한 방법으로 400 pmol의 sgRNA(T6)와 spCas9와 혼합하여 Cas9 RNP 복합체를 제조한 다음, Cas9 RNP 및 실시예 8에서 제조한 HA 길이가 700bp인 CAR 넉-인용 DNA 컨스트럭트를 포함하는 DNA 절편을 일차 NK 세포에 처리하고 1600 V, 10 ms, 3 pulse 조건으로 전기천공하였다. 이 때, 도 16a에 나타난 바와 같이 IL-21 및/또는 TGF-β1을 전기천공 전 또는 후로 나누어서 처리하였다. A Cas9 RNP complex was prepared by mixing 400 pmol of sgRNA (T6) with spCas9 in the same manner as in Example 2, and then Cas9 RNP and the CAR knock-quote DNA construct with an HA length of 700 bp prepared in Example 8 were mixed. The DNA fragment containing the cells was treated with primary NK cells and electroporated under the conditions of 1600 V, 10 ms, 3 pulses. At this time, as shown in Figure 16a, IL-21 and/or TGF-β1 were treated separately before or after electroporation.

12-1 : 5' junction PCR 분석12-1: 5' junction PCR analysis

CAR-NK 세포로 부터 게놈 DNA를 추출하고, 표 4의 프라이머를 이용하여 실시예 9와 동일한 방법으로 5' junction PCR을 수행하였으며, 또한, 표 5의 프라이머를 이용하여 실시예 2와 동일한 방법으로 T7E1 어세이를 수행하였다. Genomic DNA was extracted from CAR-NK cells, and 5' junction PCR was performed in the same manner as in Example 9 using the primers in Table 4. Additionally, 5' junction PCR was performed in the same manner as in Example 2 using the primers in Table 5. T7E1 assay was performed.

그 결과, 도 16(a)에 나타난 바와 같이, 전기 천공 전에 IL-21 또는 IL-21/TGF-β1를 처리하였을 때, CAR 유전자 넉-인 효율이 증가한 것으로 확인되었다. As a result, as shown in Figure 16(a), it was confirmed that CAR gene knock-in efficiency increased when IL-21 or IL-21/TGF-β1 was treated before electroporation.

12-2 : CAR-NK 세포의 암살상 효과 확인12-2: Confirmation of assassination effect of CAR-NK cells

상기 실시예 4와 동일한 방법으로 CAR-NK 세포의 암살상 효과를 확인하였다. The assassination effect of CAR-NK cells was confirmed in the same manner as in Example 4 above.

그 결과, 도 16(b)에 나타난 바와 같이 전기 천공 전에 IL-21를 처리한 경우, CAR 유전자가 넉-인된 NK 세포의 암살상 효과가 현저하게 증가한 것을 확인하였다.As a result, as shown in Figure 16(b), when treated with IL-21 before electroporation, it was confirmed that the killing effect of NK cells with the CAR gene knocked-in was significantly increased.

[실시예 13] HA 길이에 따른 CAR 유전자 넉-인 효율 비교[Example 13] Comparison of CAR gene knock-in efficiency according to HA length

본 발명에서는 CAR 유전자 넉-인용 DNA 컨스트럭트를 포함하는 벡터(donor DNA)내 HA(homology Arm) 길이에 따른 CAR 유전자 넉-인 효율을 확인하고자 하였다. In the present invention, we sought to confirm the CAR gene knock-in efficiency according to the length of the HA (homology arm) in the vector (donor DNA) containing the CAR gene knock-in DNA construct.

실시예 2와 동일한 방법으로 400 pmol의 sgRNA(T6)와 spCas9와 혼합하여 Cas9 RNP 복합체를 제조한 다음, Cas9 RNP 및 상기 실시예 8에서 제조한, 5'-HA 및 3'-HA 길이가 300bp, 500bp, 700bp 및 1000bp인 CAR 유전자 넉-인용 DNA 컨스트럭트를 포함하는 DNA 절편을 각각 일차 NK 세포에 처리하여 1600 V, 10 ms, 3 pulse 조건으로 전기천공하였다.A Cas9 RNP complex was prepared by mixing 400 pmol of sgRNA (T6) with spCas9 in the same manner as in Example 2, and then the Cas9 RNP and the 5'-HA and 3'-HA prepared in Example 8 were 300bp in length. , DNA fragments containing CAR gene knock-quote DNA constructs of 500bp, 700bp, and 1000bp were respectively treated with primary NK cells and electroporated under the conditions of 1600 V, 10 ms, and 3 pulses.

CAR-NK 세포로 부터 게놈 DNA를 추출하고, 표 6의 프라이머를 이용하여 실시예 9와 동일한 방법으로 5' junction PCR을 수행하였다. Genomic DNA was extracted from CAR-NK cells, and 5' junction PCR was performed in the same manner as Example 9 using the primers in Table 6.

HA 1000bp 일 때 5` junction PCR 프라이머 서열5′ junction PCR primer sequence for HA 1000bp Primer sequencePrimer sequence 서열번호 sequence number CTATTTCACCAGAGCCAACAAGGCTATTTCACCAGAGCCAACAAGG 서열번호 42SEQ ID NO: 42 GCTTATCGTCGTCATCCTTGGCTTATCGTCGTCATCCTTG 서열번호 40SEQ ID NO: 40

그 결과, 도 17에 나타난 바와 같이, HA 길이가 700bp 또는 1000bp인 경우 넉-인 효율이 증가한 것을 확인하였다.As a result, as shown in Figure 17, it was confirmed that the knock-in efficiency increased when the HA length was 700bp or 1000bp.

[실시예 14] 야생형(WT)/돌연변이(mutant) CAR 유전자 넉-인에 따른 암살상 효과 비교[Example 14] Comparison of assassination effects according to wild type (WT)/mutant CAR gene knock-in

본 발명에서는 야생형(wild)-CAR 유전자 및 돌연변이(mutant)-CAR 유전자 넉-인용 DNA 컨스트럭트에 따른 유전자 넉-인 효율을 비교하였다. In the present invention, the gene knock-in efficiency of wild-type (wild)-CAR gene and mutant-CAR gene knock-in DNA constructs was compared.

먼저, 도 18(a)의 모식도에 나타난 바와 같이, 야생형(wild)으로 상기 실시예 8에서 제조한 5'-HA 및 3'-HA 길이가 1000bp인 CAR 유전자 넉-인용 DNA 컨스트럭트를 포함하는 DNA 절편을 사용하였으며, 돌연변이(mutant)는 4-1BB 염기서열 및 CD3ζ 염기서열이 제거된 CAR 유전자 넉-인용 DNA 컨스트럭트 벡터를 제조하여 사용하였다. First, as shown in the schematic diagram of FIG. 18(a), the wild type includes the 5'-HA and 3'-HA CAR gene knock-quote DNA constructs prepared in Example 8 with a length of 1000 bp. A DNA fragment was used, and as a mutant, a CAR gene knock-in DNA construct vector with the 4-1BB base sequence and CD3ζ base sequence removed was used.

실시예 2와 동일한 방법으로 400 pmol의 sgRNA(T6)와 spCas9와 혼합하여 Cas9 RNP 복합체를 제조한 다음, Cas9 RNP 및 상기 야생형 및 돌연변이 CAR 유전자 넉-인용 DNA 컨스트럭트를 포함하는 벡터를 각각 일차 NK 세포에 처리하여 1600 V, 10 ms, 3 pulse 조건으로 전기천공하여 야생형 CAR-NK 세포 및 돌연변이 CAR-NK 세포를 제조하였다.A Cas9 RNP complex was prepared by mixing 400 pmol of sgRNA (T6) with spCas9 in the same manner as in Example 2, and then vectors containing Cas9 RNP and the wild-type and mutant CAR gene knock-in DNA constructs were added to each primary Wild-type CAR-NK cells and mutant CAR-NK cells were prepared by treating NK cells and electroporating them at 1600 V, 10 ms, 3 pulse conditions.

14-1 : 5' junction PCR 분석14-1: 5' junction PCR analysis

CAR-NK 세포로 부터 게놈 DNA를 추출하고, 표 5의 프라이머를 이용하여 실시예 9와 동일한 방법으로 5' junction PCR를 수행하였다.Genomic DNA was extracted from CAR-NK cells, and 5' junction PCR was performed in the same manner as Example 9 using the primers in Table 5.

그 결과, 도 18(b)에 나타난 바와 같이, 야생형 CAR-NK 세포 및 돌연변이 CAR-NK 세포의 넉-인 효율은 비슷한 것으로 나타났다.As a result, as shown in Figure 18(b), the knock-in efficiency of wild-type CAR-NK cells and mutant CAR-NK cells was found to be similar.

14-2 : FACS 기반 표면 TGFBR2 단백질 검출14-2: FACS-based surface TGFBR2 protein detection

CAR-NK 세포막에서 발현되는 표면 TGFBR2 단백질 발현 정도를 비교하기 위해 FACS 분석을 상기 실시예 7-2의 방법으로 수행하였다. To compare the level of surface TGFBR2 protein expression expressed in CAR-NK cell membranes, FACS analysis was performed using the method of Example 7-2 above.

그 결과, 도 18(c)에 나타난 바와 같이, 야생형 CAR-NK 세포 및 돌연변이 CAR-NK 세포의 TGFBR2 발현 감소정도 역시 비슷한 것으로 확인되었다. As a result, as shown in Figure 18(c), the degree of reduction in TGFBR2 expression in wild-type CAR-NK cells and mutant CAR-NK cells was also confirmed to be similar.

14-3 : CAR-NK 세포의 암살상 효과 확인14-3: Confirmation of the assassination effect of CAR-NK cells

상기 실시예 4와 동일한 방법으로 CAR-NK 세포의 암살상 효과를 확인하였다. The assassination effect of CAR-NK cells was confirmed in the same manner as in Example 4 above.

그 결과, 도 18(d)에 나타난 바와 같이, 돌연변이에 비해 야생형 CAR-NK 세포의 암살상 효과가 현저하게 우수한 것을 확인하였다.As a result, as shown in Figure 18(d), it was confirmed that the killing effect of wild-type CAR-NK cells was significantly superior to that of mutant cells.

[실시예 15] DTS(DNA nuclear Targeting Sequence) 추가에 따른 CAR 유전자 넉-인 효율 비교[Example 15] Comparison of CAR gene knock-in efficiency according to the addition of DTS (DNA nuclear targeting sequence)

본 발명에서는 CAR 유전자 넉-인용 DNA 컨스트럭트의 3'-말단에 poly A 서열과, 추가로 DNA 핵 표적화 서열(DTS) 삽입에 따른 CAR 유전자 넉-인 효율을 확인하고자 하였다. In the present invention, we sought to confirm the CAR gene knock-in efficiency by inserting a poly A sequence and an additional DNA nuclear targeting sequence (DTS) at the 3'-end of the CAR gene knock-in DNA construct.

실시예 8과 같이 CAR 유전자 넉-인용 DNA 컨스트럭트를 제작하되, 도 19(a)의 모식도에 나타낸 바와 같이, DNA 컨스트럭트 3'-말단에 하기 표 7에 나타낸 SV40 poly A 서열(서열번호 43) 단독, 혹은 이러한 염기 서열과 함께 DTS 서열로 SV40 서열(서열번호 44), CREB 서열(서열번호 45) 또는 GRE 서열(서열번호 46)을 추가로 포함하도록 하였다. 이러한 DNA 컨스트럭트 5'-말단 및 3'-말단에 길이가 1000bp인 HA(homology Arm)를 코딩하는 DNA 절편을 삽입하였다. 이후, 실시예 8과 동일한 방법으로 CAR 넉-인용 DNA 컨스트럭트를 포함하는 벡터를 제조하였다. A CAR gene knock-quote DNA construct was produced as in Example 8, but as shown in the schematic diagram of FIG. 19(a), the SV40 poly A sequence shown in Table 7 below was added to the 3'-end of the DNA construct (sequence No. 43) Alone or together with these nucleotide sequences, the DTS sequence additionally included the SV40 sequence (SEQ ID NO: 44), the CREB sequence (SEQ ID NO: 45), or the GRE sequence (SEQ ID NO: 46). A DNA fragment encoding HA (homology arm) with a length of 1000 bp was inserted into the 5'-end and 3'-end of this DNA construct. Afterwards, a vector containing the CAR knock-quote DNA construct was prepared in the same manner as in Example 8.

Poly A 서열 및 DNA 핵 표적 서열(DTS)Poly A sequence and DNA nuclear targeting sequence (DTS) 구분division 염기서열base sequence 서열번호sequence number Poly A 서열Poly A sequence AACTTGTTTATTGCAGCTTATAATGGTTACAAATAAAGCAATAGCATCACAAATTTCACAAATAAAGCATTTTTTTCACTGCATTCTAGTTGTGGTTTGTCCAAACTCATCAATGTATCTTAAACTTGTTTATTGCAGCTTATAATGGTTACAAATAAAGCAATAGCATCACAAATTTCACAAATAAAGCATTTTTTTCACTGCATTCTAGTTGTGGTTTGTCCAAACTCATCAATGTATCTTA 4343 DTSDTS SV40SV40 GGTGTGGAAAGTCCCCAGGCTCCCCAGCAGGCAGAAGTATGCAAAGCATGCATCTCAATTAGTCAGCAACCAGGTGTGGAAAGTCCCCAGGCTCCCCAGCAGGCAGAAGTATGCAAAGCATGCATCTCAATTAGTCAGCAACCA 4444 CREBCREB TGACGTCAAGATCTATGACGTCAAGATCTA 4545 GREGRE GGTACATTTTGTTCTAGAACAAAATGTACCGGTACATTTTGTTCTGGTACATTTTGTTCTGGTACATTTTGTTCTAGAACAAAATGTACCGGTACATTTTGTTCTGGTACATTTTGTTCT 4646

그 다음, Cas9-sgRNA 리보핵산 단백질(ribonucleoprotein; RNP) 복합체(Cas9 RNP 복합체)를 제조하기 위해, sgRNA(100pmol/λ, 4 ㎕, total 400pmol)와, Cas9(1 ㎍/㎕, 4 ㎕=24.2pmol)를 섞은 후, 상온(RT)에서 20분 동안 반응시켰다. 그 후, 넉-아웃 조건으로 244.4fmol의 DNA 컨스트럭트 및 뉴클레이즈 프리 버퍼(nuclease free buffer)의 합이 52 ㎕가 되도록 첨가하였다. PBNK 세포를 T 버퍼로 2M/60㎕가 되게 현탁시킨 뒤 Cas9 RNP(60 ㎕)와 세포(60 ㎕)를 석은 후, 전기천공기(neon Electroporator)를 이용하여 1820V, 20 ms, 1 pulse 조건에서 1회 전기천공 후, 500V, 10ms, 1pulse 조건으로 1회 전기천공을 진행하였다. Next, to prepare the Cas9-sgRNA ribonucleoprotein (RNP) complex (Cas9 RNP complex), sgRNA (100pmol/λ, 4 μl, total 400pmol) and Cas9 (1 μg/μl, 4 μl=24.2 pmol) and reacted at room temperature (RT) for 20 minutes. Afterwards, under knock-out conditions, 244.4 fmol of DNA construct and nuclease free buffer were added to make a total of 52 μl. PBNK cells were suspended in T buffer at 2M/60 ㎕, Cas9 RNPs (60 ㎕) and cells (60 ㎕) were collected, and then electroporator (neon electroporator) was used under the conditions of 1820V, 20 ms, 1 pulse. After rotary electroporation, electroporation was performed once under the conditions of 500V, 10ms, and 1 pulse.

인큐베이터(37 ℃, CO2 5%)에서 배양 후 5일, 9일 및 19일째에 NK 세포를 획득한 뒤, 비오틴-컨쥬게이트 MSLN ECD 단백질 0.5 ㎍을 PBS 용액 100 ㎕에서 1 X 106 세포수의 NK 세포와 함께 4 ℃에서 20분간 암 조건에서 인큐베이션하였다. 세척 후, 0.08 ㎍의 스트렙타비딘-PE 항체를 포함하는 PBS 용액 100 ㎕을 추가한 뒤 같은 조건에서 반응시켰다. CAR-NK 세포막에서 발현되는 표면 CAR 단백질 발현 정도를 비교하기 위해 FACS 분석을 수행하였다. After obtaining NK cells on days 5, 9, and 19 after culturing in an incubator (37°C, CO 2 5%), 0.5 μg of biotin-conjugated MSLN ECD protein was added to 100 μl of PBS solution at a cell count of 1 were incubated with NK cells in dark conditions at 4°C for 20 minutes. After washing, 100 μl of a PBS solution containing 0.08 μg of streptavidin-PE antibody was added and reacted under the same conditions. FACS analysis was performed to compare the level of surface CAR protein expression expressed on CAR-NK cell membranes.

그 결과, 도 19에 나타난 바와 같이, CAR DNA 컨스트럭트의 3'-말단에 poly A 서열이나, poly A 서열과 SV40, CREB 또는 GRE 등의 DTS 서열을 추가로 삽입하는 경우 NK 세포에서 메소텔린 항체 발현율이 증가된 것으로 나타났다.As a result, as shown in Figure 19, when a poly A sequence or a poly A sequence and a DTS sequence such as SV40, CREB, or GRE are additionally inserted into the 3'-end of the CAR DNA construct, mesothelin in NK cells The antibody expression rate was found to be increased.

[실시예 16] 바이러스성 벡터에 의한 CAR 유전자 넉-인 효율 비교[Example 16] Comparison of CAR gene knock-in efficiency by viral vectors

본 발명에서는 CAR 유전자 넉-인용 DNA 컨스트럭트의 전달 벡터로 바이러스성 벡터를 사용한 경우에도 CAR 유전자 넉-인이 효율적으로 이루어지는 지 확인하기 위하여, 세포에 아데노연관바이러스(AAV) 벡터를 이용해 CAR 유전자를 넉-인 후 Cas9 RNP를 이용한 넉-아웃(AAV → KO)하거나, 세포에 Cas9 RNP를 이용한 넉-아웃 후 아데노연관바이러스(AAV) 벡터를 이용해 CAR 유전자를 넉-인(KO → AAV)을 수행하였다. In the present invention, in order to confirm whether CAR gene knock-in is performed efficiently even when a viral vector is used as a delivery vector for the CAR gene knock-in DNA construct, CAR gene knock-in is performed in cells using an adeno-associated virus (AAV) vector. Knock-in and then knock-out using Cas9 RNP (AAV → KO), or knock-out using Cas9 RNP in cells and then knock-in the CAR gene using an adeno-associated virus (AAV) vector (KO → AAV). carried out.

구체적으로, "KO → AAV"로 표기되는, TGFBR2 넉-아웃 후 AAV를 이용한 CAR 유전자 넉-인을 진행한 경우는, 실시예 15와 동일한 방법으로 sgRNA(100pmol/λ, 4 ㎕, total 400pmol)와 Cas9(1 ㎍/㎕, 4 ㎕=24.2pmol)를 혼합하여 Cas9 RNP 복합체를 제조한 다음, Cas9 RNP를 PBMC 세포에 처리하여 1820V 20ms 1 pulse 조건에서 1회, 500V 10ms 1pulse 조건으로 1회 진행하는 조건으로 전기천공하였다. 넉-아웃 샘플 중 0.1 M(6 ㎕)만 96 웰 플레이트에 접종한 뒤, 200ul에서 아데노연관바이러스 양을 제외한 양만큼의 배지를 첨가한 후, 인큐베이터(37 ℃, CO2 5%)에서 30분 동안 인큐베이션하였다. 이후 상기 실시예 8에서 제조한 5'-HA 및 3'-HA 길이가 1000bp인 CAR 유전자 넉-인용 DNA 컨스트럭트를 포함하는 DNA 절편을 클로닝한 아데노연관바이러스(AAV)를 넣어준 뒤, 원심분리(400g, 90분, 32 ℃)를 진행하고, 인큐베이터에서 배양하였다. Specifically, when CAR gene knock-in using AAV was performed after TGFBR2 knock-out, expressed as "KO → AAV", sgRNA (100 pmol/λ, 4 μl, total 400 pmol) was used in the same manner as in Example 15. and Cas9 (1 ㎍/㎕, 4 ㎕=24.2 pmol) to prepare a Cas9 RNP complex, and then treat PBMC cells with Cas9 RNP, once under 1820V 20ms 1 pulse condition and once under 500V 10ms 1 pulse condition. Electroporation was performed under the following conditions. After inoculating only 0.1 M (6 ㎕) of the knock-out sample into a 96 well plate, add the amount of medium minus the amount of adeno-associated virus in 200 ul, and incubate in an incubator (37 ℃, CO 2 5%) for 30 minutes. It was incubated for a while. Afterwards, adeno-associated virus (AAV) cloned from the DNA fragment containing the 5'-HA and 3'-HA CAR gene knock-quote DNA constructs with a length of 1000 bp prepared in Example 8 was added, and then centrifuged. Separation (400g, 90 minutes, 32°C) was performed and cultured in an incubator.

다음으로, "AAV → KO"로 표기되는, AAV를 이용한 CAR 유전자 넉-인 후 TGFBR2 넉-아웃을 진행한 경우는, 일차 NK 세포 0.1 M을 96 웰 플레이트에 접종한 뒤 상기와 같이 클로닝된 아데노연관바이러스를 섞은 후 총 200 ㎕ 배지에 넣었다. 원심분리(400g, 90분, 32 ℃) 후 인큐베이터에서 하루 동안 배양한 뒤, 다음 날 세포를 획득하여 상기 "KO → AAV"에서와 동일한 방법으로 Cas9 RNP 복합체를 이용해 넉-아웃을 진행하였다. Next, when TGFBR2 knock-out was performed after CAR gene knock-in using AAV, which is expressed as "AAV → KO", 0.1 M of primary NK cells were inoculated into a 96 well plate and then cloned as above with adeno After mixing the associated viruses, a total of 200 ㎕ was added to the medium. After centrifugation (400g, 90 minutes, 32°C) and cultured in an incubator for one day, cells were obtained the next day and knocked-out was performed using the Cas9 RNP complex in the same manner as in “KO → AAV”.

그 외의 대조군으로는 상기 "KO → AAV"에서와 동일한 방법으로 Cas9 RNP 복합체를 이용해 넉-아웃만 진행하거나, AAV 벡터를 이용해 CAR 유전자 넉-인만 진행하였다. As for other controls, only knock-out was performed using the Cas9 RNP complex in the same manner as in "KO → AAV", or only CAR gene knock-in was performed using the AAV vector.

각 군에서 배양 7일째 되는날 NK 세포를 획득 후, 비오틴-컨쥬게이트 MSLN ECD 단백질 1 ㎍을 PBS 용액 100 ㎕에서 1 X 106 NK 세포와 함께 4 ℃에서 20분간 암 조건에서 인큐베이션하였다. 세척 후, 0.08 ㎍의 스트렙타비딘-PE 항체를 포함하는 PBS 용액 100 ㎕을 추가한 뒤 같은 조건에서 반응시켰다. CAR-NK 세포막에서 발현되는 표면 CAR 단백질 발현 정도를 비교하기 위해 FACS 분석을 수행하였다.After obtaining NK cells on the 7th day of culture in each group, 1 μg of biotin-conjugated MSLN ECD protein was incubated with 1 After washing, 100 μl of a PBS solution containing 0.08 μg of streptavidin-PE antibody was added and reacted under the same conditions. FACS analysis was performed to compare the level of surface CAR protein expression expressed on CAR-NK cell membranes.

그 결과, 도 20에 나타난 바와 같이, 바이러스성 벡터인 AAV 벡터를 이용하여도 NK 세포에 CAR 유전자가 넉-인되어 NK 세포막에 메소텔린 항체가 발현되는 것을 볼 수 있었고, 상기한 방법으로 CAR 유전자 넉-인과 함께 본 발명에 따른 Cas9 RNP 복합체로 TGFBR2 넉-아웃을 함께 수행할 경우 CAR 유전자 넉-인 효율이 더욱 증가된 것을 볼 수 있었다. 다만, 이 경우에도 TGFBR2 넉-아웃 후 AAV 벡터를 이용해 CAR 유전자 넉-인의 순서로 진행한 세포에서 메소텔린 항체의 발현이 가장 높았다.As a result, as shown in Figure 20, even when using the AAV vector, which is a viral vector, it was seen that the CAR gene was knocked-in in NK cells and mesothelin antibody was expressed on the NK cell membrane, and the CAR gene was expressed in the above-mentioned method. When TGFBR2 knock-out was performed together with knock-in using the Cas9 RNP complex according to the present invention, the CAR gene knock-in efficiency was seen to be further increased. However, even in this case, the expression of mesothelin antibodies was highest in cells in which TGFBR2 knock-out was followed by CAR gene knock-in using an AAV vector.

Claims (21)

서열번호 1 내지 서열번호 6의 염기서열로 표시되는 단일 가이드 RNA(sgRN
A)로 구성된 군에서 선택된 어느 하나 이상의 단일 가이드를 포함하는, TGFBR2(TGF beta receptor 2) 넉-아웃(knock-out)용 단일 가이드 RNA.
Single guide RNA (sgRN) represented by the base sequence of SEQ ID NO: 1 to SEQ ID NO: 6
A) A single guide RNA for TGFBR2 (TGF beta receptor 2) knock-out, comprising at least one single guide selected from the group consisting of.
제1항의 TGFBR2(TGF beta receptor 2) 넉-아웃(knock-out)용 단일 가이드 RNA; 및
Cas9 단백질, Cas9 단백질을 코딩하는 염기서열, Cpf1 단백질 및 Cpf1 단백질을 코딩하는 염기서열로 구성된 군에서 선택된 어느 하나의 유전자 가위를 포함하는, TGFBR2(TGF beta receptor 2) 넉-아웃(knock-out)용 조성물.
A single guide RNA for TGFBR2 (TGF beta receptor 2) knock-out of claim 1; and
TGFBR2 (TGF beta receptor 2) knock-out, comprising any one gene scissors selected from the group consisting of Cas9 protein, base sequence encoding Cas9 protein, Cpf1 protein, and base sequence encoding Cpf1 protein. Composition for.
서열번호 1 내지 서열번호 6의 염기서열로 표시되는 단일 가이드 RNA로 구성된 군에서 선택된 어느 하나 이상의 TGFBR2 넉-아웃용 단일 가이드 RNA, 및
Cas9 단백질, Cas9 단백질을 코딩하는 염기서열, Cpf1 단백질 및 Cpf1 단백질을 코딩하는 염기서열로 구성된 군에서 선택된 어느 하나의 유전자 가위를 인간 유래 세포에 처리하는 단계를 포함하는, TGFBR2(TGF beta receptor 2) 넉-아웃(knock-out) 방법.
At least one single guide RNA for TGFBR2 knock-out selected from the group consisting of single guide RNAs represented by the base sequences of SEQ ID NO: 1 to SEQ ID NO: 6, and
TGFBR2 (TGF beta receptor 2), comprising the step of treating human-derived cells with any one gene scissors selected from the group consisting of Cas9 protein, base sequence encoding Cas9 protein, Cpf1 protein, and base sequence encoding Cpf1 protein. Knock-out method.
제3항에 있어서,
상기 인간 유래 세포는 T 세포, 자연살해(natural killer; NK) 세포, 대식세포(macrophage), 단핵구(monocyte) 및 수지상 세포(Dendritic Cell)으로 구성된 군에선 선택된 어느 하나의 면역 이펙터 세포인 것을 특징으로 하는, TGFBR2(TGF beta receptor 2) 넉-아웃(knock-out) 방법.
According to paragraph 3,
The human-derived cells are characterized in that they are any one immune effector cell selected from the group consisting of T cells, natural killer (NK) cells, macrophages, monocytes, and dendritic cells. TGFBR2 (TGF beta receptor 2) knock-out method.
제3항에 있어서,
상기 단일 가이드 RNA 및 유전자 가위는 전기천공 또는 유전자 전달 벡터를 통해 면역 이펙터 세포에 전달되며,
상기 전기천공은 1000 V ~ 2500 V, 5 ms ~ 50 ms, 및 1 pulse ~ 5 pulse 조건으로 수행하고,
상기 유전자 전달 벡터는 플라스미드, 바이러스성 벡터 또는 비바이러스성 벡터인 것을 특징으로 하는, TGFBR2(TGF beta receptor 2) 넉-아웃(knock-out) 방법.
According to paragraph 3,
The single guide RNA and gene scissors are delivered to immune effector cells through electroporation or gene transfer vector,
The electroporation is performed under the conditions of 1000 V to 2500 V, 5 ms to 50 ms, and 1 pulse to 5 pulse,
A TGFBR2 (TGF beta receptor 2) knock-out method, wherein the gene transfer vector is a plasmid, a viral vector, or a non-viral vector.
프로모터를 코딩하는 염기서열;
신호 펩타이드(signal peptide)를 코딩하는 염기서열;
암 세포 항원-결합도메인을 코딩하는 염기서열;
막관통 도메인(transmembrane domain)을 코딩하는 염기서열;
공동자극 도메인(costimulatory domain)을 코딩하는 염기서열; 및
세포 내 신호전달 도메인(intracellular signal transduction domain)을 코딩하는 염기서열을 포함하는, 암 세포 항원에 특이적인 키메릭 항원 수용체(chimeric antigen receptor: CAR) 넉-인(knock-in)용 DNA 컨스트럭트.
base sequence encoding a promoter;
A base sequence encoding a signal peptide;
A base sequence encoding a cancer cell antigen-binding domain;
base sequence encoding a transmembrane domain;
base sequence encoding a costimulatory domain; and
DNA construct for chimeric antigen receptor (CAR) knock-in specific for cancer cell antigens, containing a nucleotide sequence encoding an intracellular signal transduction domain .
제6항에 있어서,
상기 프로모터는 pSFFV, pCMV 또는 pEF1A인 것을 특징으로 하는, 암 세포 항원에 특이적인 키메릭 항원 수용체(chimeric antigen receptor: CAR) 넉-인(knock-in)용 DNA 컨스트럭트.
According to clause 6,
A DNA construct for chimeric antigen receptor (CAR) knock-in specific to a cancer cell antigen, wherein the promoter is pSFFV, pCMV or pEF1A.
제6항에 있어서,
상기 암 세포 항원은 메소텔린(mesothelin; MSLN), CD22, CD19, HER2(human epidermal growth factor receptor type2), GD2, 엽산수용체(Folate receptor), MUC1(Mucin 1), ErbB2(Erythroblastic oncogene B-2 gene), EphA2(EPH receptor A2) 또는 EGFR(Epidermal growth factor receptor)인 것을 특징으로 하는, 암 세포 항원에 특이적인 키메릭 항원 수용체(chimeric antigen receptor: CAR) 넉-인(knock-in)용 DNA 컨스트럭트.
According to clause 6,
The cancer cell antigens include mesothelin (MSLN), CD22, CD19, HER2 (human epidermal growth factor receptor type 2), GD2, folate receptor, MUC1 (Mucin 1), ErbB2 (Erythroblastic oncogene B-2 gene) ), chimeric antigen receptor (CAR) knock-in specific for cancer cell antigens, characterized as EphA2 (EPH receptor A2) or EGFR (Epidermal growth factor receptor). Truckt.
제8항에 있어서,
상기 암 세포 항원이 메소텔린(mesothelin; MSLN)인 경우,
암 세포 항원-결합 도메인은 서열번호 18의 아미노산 서열로 표시되는 것을 특징으로 하는, 암 세포 항원에 특이적인 키메릭 항원 수용체(chimeric antigen receptor: CAR) 넉-인(knock-in)용 DNA 컨스트럭트.
According to clause 8,
When the cancer cell antigen is mesothelin (MSLN),
A DNA construct for chimeric antigen receptor (CAR) knock-in specific to a cancer cell antigen, wherein the cancer cell antigen-binding domain is represented by the amino acid sequence of SEQ ID NO: 18. crack.
제6항에 있어서,
상기 막관통 도메인은 CD8α, CD4, CD28, CD137, CD80, CD86, CD152, PD1, NKG2D, 41BB, 2B4, NKp30, NKp44, NKp46, NKG2C 및 OX40로 구성된 군에서 선택된 어느 하나이며,
상기 공동자극 도메인은 CD28, OX-40, ICOS, NKG2D, 41BB, 2B4, NKp30, NKp44, NKp46 및 NKG2C로 구성된 군에서 선택된 어느 하나이고, 상기 세포 내 신호전달 도메인은 CD3ζ 유래인 것을 특징으로 하는, 암 세포 항원에 특이적인 키메릭 항원 수용체(chimeric antigen receptor: CAR) 넉-인(knock-in)용 DNA 컨스트럭트.
According to clause 6,
The transmembrane domain is any one selected from the group consisting of CD8α, CD4, CD28, CD137, CD80, CD86, CD152, PD1, NKG2D, 41BB, 2B4, NKp30, NKp44, NKp46, NKG2C and OX40,
The costimulatory domain is any one selected from the group consisting of CD28, OX-40, ICOS, NKG2D, 41BB, 2B4, NKp30, NKp44, NKp46 and NKG2C, and the intracellular signaling domain is derived from CD3ζ, DNA construct for chimeric antigen receptor (CAR) knock-in specific for cancer cell antigens.
제6항에 있어서,
상기 신호 펩타이드는 서열번호 14의 아미노산 서열로 표시되고,
상기 막관통 도메인은 서열번호 20의 아미노산 서열로 표시되는 CD8이며,
상기 공동자극 도메인은 서열번호 22의 아미노산 서열로 표시되는 4-1BB이고,
상기 세포 내 신호전달 도메인은 서열번호 24의 아미노산 서열로 표시되는 CD3ζ인 것을 특징으로 하는, 암 세포 항원에 특이적인 키메릭 항원 수용체(chimeric antigen receptor: CAR) 넉-인(knock-in)용 DNA 컨스트럭트.
According to clause 6,
The signal peptide is represented by the amino acid sequence of SEQ ID NO: 14,
The transmembrane domain is CD8 represented by the amino acid sequence of SEQ ID NO: 20,
The costimulatory domain is 4-1BB represented by the amino acid sequence of SEQ ID NO: 22,
DNA for chimeric antigen receptor (CAR) knock-in specific to cancer cell antigen, characterized in that the intracellular signaling domain is CD3ζ represented by the amino acid sequence of SEQ ID NO: 24 Construct.
제6항에 있어서,
상기 신호 펩타이드를 코딩하는 염기서열 및 암 세포 항원-결합도메인을 코딩하는 염기서열 사이에, 서열번호 16의 아미노산 서열로 표시되는 FLAG를 코딩하는 염기서열이 추가로 포함되는 것을 특징으로 하는, 암 세포 항원에 특이적인 키메릭 항원 수용체(chimeric antigen receptor: CAR) 넉-인(knock-in)용 DNA 컨스트럭트.
According to clause 6,
A cancer cell, characterized in that a base sequence encoding FLAG represented by the amino acid sequence of SEQ ID NO: 16 is further included between the base sequence encoding the signal peptide and the base sequence encoding the cancer cell antigen-binding domain. DNA construct for antigen-specific chimeric antigen receptor (CAR) knock-in.
제6항에 있어서,
상기 DNA 컨스트럭트는 5'-말단 및 3'-말단에 HA(homology Arm) 태그를 코딩하는 200bp ~ 1500bp 길이의 염기서열이 추가로 포함되는 것을 특징으로 하는, 암 세포 항원에 특이적인 키메릭 항원 수용체(chimeric antigen receptor: CAR) 넉-인(knock-in)용 DNA 컨스트럭트.
According to clause 6,
The DNA construct is a chimeric antigen specific to a cancer cell antigen, characterized in that it additionally contains a base sequence of 200bp to 1500bp in length encoding an HA (homology arm) tag at the 5'-end and 3'-end. DNA construct for chimeric antigen receptor (CAR) knock-in.
제6항에 있어서,
상기 DNA 컨스트럭트는 3'-말단에 poly A 서열 또는 DNA 핵 표적 서열(DNA nuclear targeting sequence; DTS)이 추가로 포함되는 것을 특징으로 하는, 암 세포 항원에 특이적인 키메릭 항원 수용체(chimeric antigen receptor: CAR) 넉-인(knock-in)용 DNA 컨스트럭트.
According to clause 6,
The DNA construct is a chimeric antigen receptor specific for cancer cell antigen, characterized in that it additionally contains a poly A sequence or a DNA nuclear targeting sequence (DTS) at the 3'-end. : CAR) DNA construct for knock-in.
(1) 서열번호 1 내지 서열번호 6의 염기서열로 표시되는 단일 가이드 RNA로 구성된 군에서 선택된 어느 하나 이상의 TGFBR2 넉-아웃용 단일 가이드 RNA;
(2) Cas9 단백질, Cas9 단백질을 코딩하는 염기서열, Cpf1 단백질 및 Cpf1 단백질을 코딩하는 염기서열로 구성된 군에서 선택된 어느 하나의 유전자 가위; 및
(3) 프로모터를 코딩하는 염기서열;
신호 펩타이드(signal peptide)를 코딩하는 염기서열;
암 세포 항원-결합도메인을 코딩하는 염기서열;
막관통 도메인(transmembrane domain)을 코딩하는 염기서열;
공동자극 도메인(costimulatory domain)을 코딩하는 염기서열; 및
세포 내 신호전달 도메인(intracellular signal transduction domain)을 코딩하는 염기서열을 포함하는, 암 세포 항원에 특이적인 키메릭 항원 수용체(chimeric antigen receptor: CAR) 넉-인(knock-in)용 DNA 컨스트럭트 또는 이를 포함하는 DNA 절편을 면역 이펙터 세포에 처리하는 단계를 포함하는, TGFBR2 발현 유전자가 넉-아웃되고 암 세포 항원에 특이적인 키메릭 항원 수용체 유전자가 넉-인된 면역 이펙터 세포 제조방법.
(1) at least one single guide RNA for TGFBR2 knock-out selected from the group consisting of single guide RNAs represented by the base sequences of SEQ ID NO: 1 to SEQ ID NO: 6;
(2) any one gene scissors selected from the group consisting of Cas9 protein, base sequence encoding Cas9 protein, Cpf1 protein, and base sequence encoding Cpf1 protein; and
(3) base sequence encoding the promoter;
A base sequence encoding a signal peptide;
A base sequence encoding a cancer cell antigen-binding domain;
base sequence encoding a transmembrane domain;
base sequence encoding a costimulatory domain; and
DNA construct for chimeric antigen receptor (CAR) knock-in specific for cancer cell antigens, containing a base sequence encoding an intracellular signal transduction domain Or a method of producing immune effector cells in which the TGFBR2 expression gene is knocked out and the chimeric antigen receptor gene specific for a cancer cell antigen is knocked in, comprising the step of processing a DNA fragment containing the same to an immune effector cell.
제15항에 있어서,
상기 면역 이펙터 세포는 T 세포, 자연살해(natural killer; NK) 세포, 대식세포(macrophage), 단핵구(monocyte) 및 수지상 세포(Dendritic Cell)으로 구성된군에선 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는, TGFBR2 발현 유전자가 넉-아웃되고 암 세포 항원에 특이적인 키메릭 항원 수용체 유전자가 넉-인된 면역 이펙터 세포 제조방법.
According to clause 15,
Expressing TGFBR2, characterized in that the immune effector cell is any one selected from the group consisting of T cells, natural killer (NK) cells, macrophages, monocytes, and dendritic cells. A method of producing an immune effector cell in which a gene is knocked out and a chimeric antigen receptor gene specific for a cancer cell antigen is knocked in.
제15항에 있어서,
상기 단일 가이드 RNA, 유전자 가위 및 DNA 절편은 전기천공 또는 유전자 전달 벡터를 통해 면역 이펙터 세포에 전달되며,
상기 전기천공은 1000 V ~ 2500 V, 5 ms ~ 50 ms, 및 1 pulse ~ 5 pulse 조건으로 수행하고,
상기 유전자 전달 벡터는 플라스미드, 바이러스성 벡터 또는 비바이러스성 벡터인 것을 특징으로 하는, TGFBR2 발현 유전자가 넉-아웃되고 암 세포 항원에 특이적인 키메릭 항원 수용체 유전자가 넉-인된 면역 이펙터 세포 제조방법.
According to clause 15,
The single guide RNA, gene scissors and DNA fragment are delivered to immune effector cells through electroporation or gene transfer vector,
The electroporation is performed under the conditions of 1000 V to 2500 V, 5 ms to 50 ms, and 1 pulse to 5 pulse,
A method of producing an immune effector cell in which the TGFBR2 expression gene is knocked out and a chimeric antigen receptor gene specific for a cancer cell antigen is knocked in, wherein the gene transfer vector is a plasmid, a viral vector, or a non-viral vector. .
제15항에 있어서,
상기 단일 가이드 RNA, 유전자 가위 및 DNA 절편을 면역 이펙터 세포에 처리하기 전 또는 후에, IL-2, IL-15, IL-21, 및 TGF-β1로 구성된 군에서 선택된 어느 하나 이상의 사이토카인을 면역 이펙터 세포에 추가로 처리하는 것을 특징으로 하는, TGFBR2 발현 유전자가 넉-아웃되고 암 세포 항원에 특이적인 키메릭 항원 수용체 유전자가 넉-인된 면역 이펙터 세포 제조방법.
According to clause 15,
Before or after treating the single guide RNA, gene scissors, and DNA fragments to the immune effector cells, one or more cytokines selected from the group consisting of IL-2, IL-15, IL-21, and TGF-β1 are applied to the immune effector cells. A method of producing immune effector cells in which the TGFBR2 expression gene is knocked out and the chimeric antigen receptor gene specific for a cancer cell antigen is knocked in, characterized in that the cells are further treated.
서열번호 1 내지 서열번호 6의 염기서열로 표시되는 단일 가이드 RNA로 구성된 군에서 선택된 어느 하나 이상의 TGFBR2(TGF beta receptor 2) 넉-아웃(knock-out)용 단일 가이드 RNA에 의해 TGFBR2 발현 유전자가 넉-아웃되고, TGFBR2 발현 유전자가 넉-아웃된 자리에 제6항 내지 제13항 중 어느 한 항의 암 세포 항원에 특이적인 키메릭 항원 수용체(chimeric antigen receptor: CAR) 넉-인(knock-in)용 DNA 컨스트럭트가 삽입된 면역 이펙터 세포.The TGFBR2 expression gene is knocked out by one or more single guide RNAs for TGFBR2 (TGF beta receptor 2) knock-out selected from the group consisting of single guide RNAs represented by the base sequences of SEQ ID NO: 1 to SEQ ID NO: 6. -Out, and a chimeric antigen receptor (CAR) specific for the cancer cell antigen of any one of claims 6 to 13 is knocked in at the site where the TGFBR2 expression gene is knocked out. Immune effector cells into which the dragon DNA construct has been inserted. 제19항의 면역 이펙터 세포를 유효성분으로 포함하는, 암 예방 또는 치료용 약학적 조성물.A pharmaceutical composition for preventing or treating cancer, comprising the immune effector cell of claim 19 as an active ingredient. 제20항에 있어서,
상기 암은 편평세포암, 소세포 폐암, 비소세포 폐암, 폐의 선암종, 폐의 편평세포 암종, 중피암, 복막암, 간세포성암, 위장암, 췌장암, 신경교종, 자궁경부암, 난소암, 간암, 방광암, 간세포암, 유방암, 결장암, 결장직장암, 자궁내막 또는 자궁 암종, 타액선 암종, 신장암, 전립선암, 외음부암, 갑상선암, 간 암종, 백혈병 및 다른 림프구증식성 장애, 및 두경부암으로 구성된 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는, 암 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
According to clause 20,
The above cancers include squamous cell cancer, small cell lung cancer, non-small cell lung cancer, adenocarcinoma of the lung, squamous cell carcinoma of the lung, mesothelial cancer, peritoneal cancer, hepatocellular carcinoma, gastrointestinal cancer, pancreatic cancer, glioma, cervical cancer, ovarian cancer, liver cancer, and bladder cancer. selected from the group consisting of hepatocellular carcinoma, breast cancer, colon cancer, colorectal cancer, endometrial or uterine carcinoma, salivary gland carcinoma, renal cancer, prostate cancer, vulvar cancer, thyroid cancer, liver carcinoma, leukemia and other lymphoproliferative disorders, and head and neck cancer. A pharmaceutical composition for preventing or treating cancer, characterized in that it is one of the following.
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