TW202330574A - 包含有專一性表現於前列腺細胞的表現質體之類病毒顆粒及其用途 - Google Patents
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Abstract
一種人類JC病毒之類病毒顆粒,用於將異源核酸遞送至人體,包含:主要衣殼蛋白VP1(Viral protein 1, VP1),其胺基酸序列如SEQ ID NO:1所示;表現質體,帶有該異源核酸,該表現質體係由如SEQ ID NO:2所示之鹼基序列中的前列腺細胞專一性啟動子所驅動,其中,該前列腺細胞專一性啟動子係驅動該表現質體於前列腺細胞表現。
Description
本發明相關於一種包含有專一性表現於前列腺細胞的表現質體之類病毒顆粒。
前列腺癌為全世界男性最常見的惡性腫瘤之一。儘管被診斷出局部前列腺癌的大部分患者於根除性攝護腺切除手術(radical prostatectomy, RP)或是放射治療後得以痊癒,將近30%的患者仍將經歷生化復發。而縱使隨後施予荷爾蒙治療及/或化療,仍有將近40%的患者會發展為轉移性的去勢抗性前列腺癌(metastatic castration-resistant prostate cancer, mCRPC)。以目前技術而言,由於無法治癒mCRPC,使得mCRPC患者於癌細胞轉移至骨頭後的死亡率幾乎為100%。
前列腺係仰賴雄性素受體(androgen receptor, AR)訊息傳遞路徑的訊息傳遞以維持生長以及存活。睪固酮係為關鍵的AR配位體(androgen receptor ligand, AR ligand),而諸如leuprorelin acetate或是goserelin等一世代荷爾蒙製劑係藉由抑制睪丸分泌睪固酮而抑制AR訊息傳遞的活性。然而,由於10%的睪固酮係由腎上腺所產生,且由於AR結構的突變或放大,都將導致無法成功抑制AR活性,進而使癌細胞產生抗性。上述原因促進了諸如abiraterone以及enzalutamide等二世代荷爾蒙製劑的發展,其中enzalutamide的作用機轉係藉由完全地阻斷AR配位體的結合區域(ligand-binding domain, LBD)從而防止AR藉由與配位體結合而活化。因此,一世代荷爾蒙製劑以及二世代荷爾蒙製劑皆是藉由阻斷的方式調節AR訊息傳遞以抑制癌細胞的生長。
前列腺專一性抗原(prostate-specific antigen, PSA)為一種AR訊息傳遞的下游產物,係專一性地表現於前列腺細胞,PSA啟動子(PSA promoter)係包含了受AR訊息傳遞調控的雄性素反應因子(androgen response element, ARE)。在某些子集合的mCRPC患者中,其PSA表現量無法獲得控制,而這歸因於:具有治療抗性的前列腺癌細胞通常除了野生型AR的表現以外,更存在有AR變異體(例如:AR-V7,為一種不具有LBD、不需要AR配位體可持續性活化的AR)的過度表現。因此,這也導致習知技術的一世代荷爾蒙製劑以及二世代荷爾蒙製劑皆難以成功地抑制AR訊息傳遞。
綜上所述,對於前列腺癌患者、特別是mCRPC患者之治療模式的改良需要,係極為迫切且至關重要。
因此,本發明的目的即在提供一種包含有專一性表現於前列腺細胞的表現質體之類病毒顆粒,可有效延緩以及抑制轉移性的去勢抗性前列腺癌細胞之生長。
本發明為解決習知技術之問題所採用之技術手段係提供一種人類JC病毒之類病毒顆粒,用於將異源核酸遞送至人體,包含:主要衣殼蛋白VP1(Viral protein 1, VP1),其胺基酸序列如SEQ ID NO:1所示;表現質體,帶有該異源核酸,該表現質體係由如SEQ ID NO:2所示之鹼基序列中的前列腺細胞專一性啟動子所驅動,其中,該前列腺細胞專一性啟動子係驅動該表現質體於前列腺細胞表現。
在本發明的一實施例中係提供一種人類JC病毒之類病毒顆粒,該前列腺細胞專一性啟動子係為前列腺專一性抗原啟動子(prostate-specific antigen promoter, PSA promoter)。
在本發明的一實施例中係提供一種人類JC病毒之類病毒顆粒,該表現質體係用以表現自殺基因。
在本發明的一實施例中係提供一種人類JC病毒之類病毒顆粒,該前列腺細胞包括前列腺癌細胞及/或轉移性的去勢抗性前列腺癌細胞。
在本發明的一實施例中係提供一種人類JC病毒之類病毒顆粒用於製備抑制前列腺癌細胞及/或轉移性的去勢抗性前列腺癌細胞生長的醫藥組成物的用途。
經由本發明所採用之技術手段,本發明之該包含有專一性表現於前列腺細胞的表現質體之類病毒顆粒,可有效地遞送該表現質體至前列腺癌細胞、特別是轉移性的去勢抗性前列腺癌細胞,並且有效延緩以及抑制前列腺癌細胞、特別是轉移性的去勢抗性前列腺癌細胞之生長。
以下根據第1a圖至第3圖,而說明本發明的實施方式。該說明並非為限制本發明的實施方式,而為本發明之實施例的一種。
依據本發明的一實施例的一種人類JC病毒之類病毒顆粒,用於將異源核酸遞送至人體,包含:主要衣殼蛋白VP1(Viral protein 1, VP1),其胺基酸序列如SEQ ID NO:1所示;表現質體,帶有該異源核酸,該表現質體係由如SEQ ID NO:2所示之鹼基序列中的前列腺細胞專一性啟動子所驅動,其中,該前列腺細胞專一性啟動子係驅動該表現質體於前列腺細胞表現。
詳細而言,前列腺癌細胞於發展成為去勢抗性前列腺癌細胞後,該去勢抗性前列腺癌細胞轉移的可能性高(即,轉移性的去勢抗性前列腺癌細胞),且臨床常見的轉移標的器官係為骨頭。因此,本發明的包含有專一性表現於前列腺細胞的表現質體之類病毒顆粒的作用標的,係主要針對轉移性的去勢抗性前列腺癌細胞,並進一步在本發明的實施例中針對骨轉移性的去勢抗性前列腺癌細胞實施相關實驗。本發明的作用標的並不以骨轉移性的去勢抗性前列腺癌細胞為限,由於本發明之該表現質體所具有的該前列腺細胞專一性啟動子係為前列腺專一性抗原啟動子(prostate-specific antigen promoter,簡稱為PSA啟動子),因此,具有AR(簡稱為AR (+))的其他前列腺癌細胞、去勢抗性前列腺癌細胞以及轉移性的去勢抗性前列腺癌細胞皆可作為本發明的作用標的。
詳細而言,本發明之人類JC病毒之類病毒顆粒係以由該主要衣殼蛋白VP1自行組裝並包裝該表現質體的方式所形成,包含有專一性表現於前列腺細胞的表現質體之類病毒顆粒的相關製備材料及試驗方法係如下所示。
構築包含有PSA啟動子之表現質體PSAtk:
使用引子5’-GTTAATTAATGTACACCTGCAGGCCTCTAG-3’以及引子5’-GGTGACGTCGACACAGCTCTCC-3’以pDRIVE-PSA-hPSA載體(InvivoGen, San Diego, CA)作為模板放大人類PSA強化子 (enhancer)/啟動子片段。PCR產物與pUMVC1-tk質體DNA(Aldevron)係一同經由BsrGI以及SalI (NEB)處理後使用T4 DNA連接酶連接並進行DNA定序確認。其中所使用的pUMVC1-tk質體係已藉由BsrGI以及SalI將其CMV啟動子移除。
製備包含有專一性表現於前列腺細胞的表現質體之類病毒顆粒(簡稱為PSAtk-VLP):
JCPyV主要病毒蛋白表現質體ΔpFlag-VP1可於大腸桿菌中表現主要衣殼蛋白VP1,其胺基酸序列為SEQ ID NO:1所示之胺基酸序列,所表現之主要衣殼蛋白VP1能夠自行組裝成VLPs。經由主要衣殼蛋白VP1自行組裝而成的VLPs係用於包裝帶有異源核酸的表現質體。在本說明書之實施例中,該表現質體PSAtk係具有PSA啟動子且帶有人類第一型單純疱疹病毒胸腺嘧啶激酶基因(Human Herpes Simplex Virus type 1 thymidine kinase, HSV-tk),也就是自殺基因。當然,本案之該表現質體所表現之基因並不以此為限,該表現質體亦可用於表現小髮夾RNA或是其他用於作為腫瘤基因治療的相關異源核酸。其中ΔpFlag-VP1帶有ampicillin抗藥性,而PSAtk帶有kanamycin抗藥性。將ΔpFlag-VP1及PSAtk轉形至勝任細胞(JM109)中。值得注意的是,ΔpFlag-VP1所表現之主要衣殼蛋白VP1於自行組裝成VLPs的同時,會將同時存在於勝任細胞中的PSAtk包裝入VLPs當中。將ΔpFlag-VP1及PSAtk轉形至勝任細胞(JM109)後,添加抗生素ampicillin及kanamycin以進行篩選。而後進行PCR以確認兩種質體同時存在於勝任細胞中。之後,VLP的純化以及表現係如參考文獻(Lin, M.C., Wang, M., Fang, C.Y., Chen, P.L., Shen, C.H. and Chang, D. (2014) Antiviral Res. 103, 25–31)所述。簡言之,細菌受IPTG誘導而裂解,並通過離心收集包含有可溶性蛋白的上清液,而後,將含有包裝質體DNA的JCPyV VLPs (即,PSAtk-VLPs)通過10-30%蔗糖梯度進行純化,並藉由通過Centricon濃縮離心管(Millipore)中過濾進行濃縮。
依據本發明的實施例的一種人類JC病毒之類病毒顆粒,其中該表現質體係用以表現自殺基因。惡性腫瘤之自殺基因治療是一種被認為有潛力的癌症治療方法。它是先將治療基因(therapeutic genes)遞送到腫瘤細胞中,此基因隨後表現出對應序列之蛋白酵素,其可將外加之無毒性前驅化合物轉變成有毒的化合物,進而殺死或是抑制腫瘤細胞之生長。本說明書中所示之實施例係採用HSV-tk自殺基因,HSV-tk的表現讓腫瘤細胞對抗病毒藥物敏感,而ganciclovir(GCV)是其中一例,其為上述的其中一種前驅化合物,係為核苷酸類似物。
詳細而言,HSV-tk自殺基因所表現出之人類第一型單純疱疹病毒胸腺嘧啶激酶(HSV-TK)可以磷酸化前驅藥物GCV,被加上磷酸根的GCV,會在細胞複製時阻礙DNA合成的路徑,使細胞走向凋亡(apoptosis)。腫瘤細胞為複製生長快速的細胞,故此項策略可有效抑制腫瘤細胞生長,而較不影響處於休眠時期或正常生長的細胞。
建立穩定表現螢光素酶之CRPC細胞株(stable luciferase-expressing CRPC cell line,簡稱為22Rv1-Dual):
將人類前列腺癌細胞株22Rv1 (ATCC, CRL-2505)培養於RPMI-1640培養基中,該培養基補充有10% 胎牛血清(fetal bovine serum, FBS)、L-谷胺酸、非必需胺基酸、HEPES以及penicillin/streptomycin抗生素溶液(Thermo Fisher Scientific, Cambridge, MA, USA)。穩定表現螢光素酶之22Rv1細胞係藉由感染慢病毒載體pLenti-II-CMV-Luc-IRES-GFP(Applied Biological Materials Inc., Canada)而建立。感染後三天,使用含有G418 (200 μg/ml)的培養基篩選細胞。隨後,於螢光顯微鏡下確認該細胞會表現GFP(藉由相同啟動子驅動表現螢光素酶)後,該細胞係被命名為22Rv1-Dual。
藉由異種移植小鼠模式以研究本發明抑制骨轉移性的去勢抗性前列腺癌細胞生長之結果:
五週齡雄性裸鼠(CAnN.Cg-
Foxn1 nu/CrlNarl)係購自國家實驗動物中心,並依據中山醫學大學動物實驗中心之The Institutional Animal Care and Use Committee所設立之準則執行小鼠模式之飼育。為了建立骨轉移性的人類前列腺癌之小鼠模式,係使用26號針將含有22Rv1-Dual細胞 (3
10
6)的20 μl PBS通過骨骺注射入小鼠模式之股骨。於植入細胞14天後,小鼠被隨機分為5個組別,每個組別各有3隻小鼠:
第1組:控制組,為無治療組,即該組之小鼠未接受任何治療。
第2組:每3天靜脈注射1次100 μg/100 μl PSAtk-VLPs,共注射15次。
第3組:每3天腹腔注射1次300 mg/kg GCV,共注射15次。
第4組:每2週皮下注射1次leuprorelin acetate (Leuplin Depot, 2 mg/kg),共注射4次;同時,伴隨著每1週腹腔注射2次enzalutamide (Xtandi, 30 mg/kg),共注射13次。
第5組:下述處理係歷經15次循環:經由尾靜脈施行靜脈注射100 μg/μl PSAtk-VLPs,隨後在隔天腹腔注射300 mg/kg GCV。
為了測量腫瘤之發光強度以作為治療前的參考點,於隨機化的一天使用非侵入式3D活體分子影像系統(IVIS Spectrum imaging system)進行腫瘤成像觀察。隨後,在治療過程中將所有腫瘤的變化與該參考點進行比較,並且每10天記錄一次。值得注意的是,於此期間測量出的發光強度係反映了腫瘤大小的變化。於成像前10分鐘,小鼠係接受腹腔注射150 mg/kg D-螢光素鉀鹽(Sigma Life Science, St. Louis, MO, USA)。使用2.5% 異氟醚(isoflurane)進行麻醉。為了評估股骨內腫瘤,係將腫瘤連同股骨作為一個整體而進行解剖。實驗結束時,小鼠於腔室內以CO
2窒息的方式犧牲,並將組織包埋於石蠟中分別以蘇木素-伊紅(H&E)以及AR抗體(anti-AR, 1:500, no. 5153, CST Biological Reagents)進行染色。
如第1a圖以及第1b圖所示,本實施例係分別藉由H&E染色以及IHC染色確定前列腺癌細胞於小鼠股骨中之生長位置。
如第2圖以及第3圖所示,無治療組的骨內前列腺癌細胞係隨著時間逐漸生長、腫瘤體積變大,而植入22Rv1-Dual細胞並接受PSAtk-VLPs伴隨GCV治療的組別(簡稱為PSAtk-VLPs + GCV)於64天後則呈現顯著的抑制骨內前列腺癌細胞生長的結果。
更進一步而言,如第2圖以及第3圖所示,PSAtk-VLPs + GCV組所呈現出之療效明顯優於接受目前臨床上所使用之荷爾蒙製劑(即,leuprorelin acetate + enzalutamide)之治療的組別。此外,euprorelin acetate + enzalutamide與PSAtk-VLPs + GCV相比,PSAtk-VLPs + GCV更能夠有效延緩腫瘤之生長。在治療過程中,PSAtk-VLPs + GCV不僅可以抑制腫瘤之生長,且接受PSAtk-VLPs + GCV治療後的組別之腫瘤體積,與接受治療前之腫瘤體積相比,接受PSAtk-VLPs + GCV治療後的腫瘤體積更小,顯示出PSAtk-VLPs + GCV具有完全消除腫瘤細胞的可能性。
依據本發明的實施例的一種人類JC病毒之類病毒顆粒用於製備抑制前列腺癌細胞及/或轉移性的去勢抗性前列腺癌細胞生長的醫藥組成物的用途。
本案之該包含有專一性表現於前列腺細胞的表現質體之類病毒顆粒,可隨著血液循環有效地遞送該表現質體至前列腺癌細胞、特別是轉移性的去勢抗性前列腺癌細胞,從而使該表現質體所帶有的異源核酸(例如:自殺基因)得以順利表現,進而有效延緩以及抑制前列腺癌細胞、特別是轉移性的去勢抗性前列腺癌細胞之生長。此外,如本案之實施例所示,該包含有專一性表現於前列腺細胞的表現質體之類病毒顆粒搭配GCV,對於前列腺癌細胞、特別是轉移性的去勢抗性前列腺癌細胞而言,比起目前臨床上所使用之荷爾蒙製劑更具有顯著之功效,顯示出本案之該包含有專一性表現於前列腺細胞的表現質體之類病毒顆粒於前列腺癌細胞、特別是轉移性的去勢抗性前列腺癌細胞的相關療法中的發展潛力。
以上之敘述以及說明僅為本發明之較佳實施例之說明,對於此項技術具有通常知識者當可依據以下所界定申請專利範圍以及上述之說明而作其他之修改,惟此些修改仍應是為本發明之發明精神而在本發明之權利範圍中。
第1a圖為顯示根據本發明的一實施例的骨轉移性的去勢抗性前列腺癌的小鼠模式的股骨組織切片蘇木素-伊紅染色(H&E stain)圖;
第1b圖為顯示根據本發明的實施例的骨轉移性的去勢抗性前列腺癌的小鼠模式的股骨組織切片免疫組織化學染色(immunohistochemistry stain, IHC stain)圖;
第2圖為顯示根據本發明的實施例的靜脈注射PSAtk-VLPs後再腹腔注射GCV(PSAtk-VLPs + GCV組)以及無治療組的骨轉移性的去勢抗性前列腺癌的小鼠模式的骨轉移性的去勢抗性前列腺癌細胞之非侵入式3D活體分子影像圖;
第3圖為顯示根據本發明的實施例的靜脈注射PSAtk-VLPs後再腹腔注射GCV(PSAtk-VLPs + GCV組)、無治療組以及其他不同條件之實驗組的骨轉移性的去勢抗性前列腺癌的小鼠模式的去勢抗性前列腺癌細胞之非侵入式3D活體分子影像之發光強度統計折線圖。
Claims (5)
- 一種人類JC病毒之類病毒顆粒,用於將異源核酸遞送至人體,包含: 主要衣殼蛋白VP1(Viral protein 1, VP1),其胺基酸序列如SEQ ID NO:1所示; 表現質體,帶有該異源核酸,該表現質體係由如SEQ ID NO:2所示之鹼基序列中的前列腺細胞專一性啟動子所驅動, 其中,該前列腺細胞專一性啟動子係驅動該表現質體於前列腺細胞表現。
- 如請求項1所述的人類JC病毒之類病毒顆粒,其中該前列腺細胞專一性啟動子係為前列腺專一性抗原啟動子(prostate-specific antigen promoter, PSA promoter)。
- 如請求項1所述的人類JC病毒之類病毒顆粒,其中該表現質體係用以表現自殺基因。
- 如請求項1所述的人類JC病毒之類病毒顆粒,其中該前列腺細胞包括前列腺癌細胞及/或轉移性的去勢抗性前列腺癌細胞。
- 一種如請求項1所述之人類JC病毒之類病毒顆粒用於製備抑制前列腺癌細胞及/或轉移性的去勢抗性前列腺癌細胞生長的醫藥組成物的用途。
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