WO2004035085A1 - 遺伝子ワクチン - Google Patents

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WO2004035085A1
WO2004035085A1 PCT/JP2003/013279 JP0313279W WO2004035085A1 WO 2004035085 A1 WO2004035085 A1 WO 2004035085A1 JP 0313279 W JP0313279 W JP 0313279W WO 2004035085 A1 WO2004035085 A1 WO 2004035085A1
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acid sequence
nucleic acid
cancer
ubiquitin
gene
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PCT/JP2003/013279
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Kunihiro Himeno
Masutaka Furue
Yoshihiko Maehara
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Kyushu Tlo Company, Limited
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    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/30Against vector-borne diseases, e.g. mosquito-borne, fly-borne, tick-borne or waterborne diseases whose impact is exacerbated by climate change

Definitions

  • the present invention relates to a gene vaccine. More specifically, the present invention relates to a gene vaccine using the ubiquitin proteasome system.
  • Antibodies protect the living body by specifically recognizing the invading antigen and decomposing, neutralizing and inactivating the antigen.
  • Vaccines are a type of immune response mechanism that uses the property of memorizing an antigen once it has entered and inducing an extremely rapid and effective immune response when the same antigen re-enters.
  • Vaccine technology is effective in inducing the immune response memorized in vivo at the time of infection by inoculating at least part of inactivated infectious organisms or components of infectious organisms into humans in advance to establish a simulated infection. To develop resistance to infection ⁇ .
  • the immune response mechanism has come to be considered to play an important role in various neoplastic diseases that occur in living organisms, that is, in the onset of cancer.
  • certain immunocompetent cells have the function of constantly monitoring all cells and objects in the living body and eliminating cells determined to be non-self, and also monitor the occurrence of transformed cells, that is, the generation of tumor cells. It is constantly checked by the mechanism, and it is speculated that many of the tumor cells that have developed may have been eliminated before they became malignant cancer.
  • Nuclear phagocytes It has become clear that macrophages, neutrophils, NK cells, and the like are formed mainly by the cell immunity called cellular immunity.
  • cancer immunotherapy which goes one step further and actively applies cancer immunity to treatment. It includes active immunotherapy that is in principle common to the vaccine against infectious diseases mentioned above, that is, inactivated. There are those that try to elicit an anticancer effect by inoculating cancer cells and their components, and those that increase the anticancer immunity by non-specifically activating the immune response mechanism itself.
  • CD8 + T cells killer T cells
  • a large number of cancer antigen epitopes that are targeted for killer cell recognition have been identified.
  • CD4 + T cells corresponding to those epitopes can be induced in the body of cancer patients, but CD8 + killer T cells are not induced.
  • melanoma antigen in order to specifically activate killer cells against a melanoma antigen, it is essential to present the antigen peptide to the MHC class I molecule of the antigen presenting cell.
  • melanoma antigen is treated with proteasome, which is a cytoplasmic enzyme.
  • proteasome which is a cytoplasmic enzyme.
  • pathogens eg, intracellular parasitic pathogens such as malaria, tuberculosis, HIV, etc., and neoplasms such as cancer
  • CD8 + T cells killer T cells
  • conventional immunization methods using peptide antigens of those pathogens induce humoral immunity, but it is extremely difficult to induce cell-mediated immunity as described above.
  • chemotherapy is difficult for these pathogens, and drug resistance is often high, so vaccine development is urgently needed.
  • Induction of antigen-specific CD8 + T cells usually requires that the antigen be processed by cytoplasmic enzymes, proteasomes, and then presented to MHC class I molecules.
  • peptide antigens such as bacterial antigens are ubiquitinated by Tanaka et al., which inevitably induces the antigen to the proteasome. It has been proven to receive.
  • This via-antigen treatment is called the ubiquitin proteasome system (for example, see: Tanaka K, Kasahara M., I band unol. Rev. 163: 161-76, 1998).
  • Tanaka K Kasahara M., I band unol. Rev. 163: 161-76, 1998.
  • This report is only a report of natural phenomena, and does not show practical therapeutic applications. I don't know what constructs containing antigens are preferable. There is no report on how this should be used.
  • As an example of an antigen gene research on melanoma antigens has been progressing.
  • cytokins e.g., interleukin-12 (IL-12)
  • IL-12 interleukin-12
  • I do I do.
  • IL-112 is currently not suitable for clinical trials due to side effects. Disclosure of the invention
  • the present inventors have discovered that by combining a ubiquitin system with an antigen gene containing a T cell target sequence, a disease associated with the antigen gene is unexpectedly remarkably cured and / or prevented. Thus, the present invention has been completed.
  • the present invention relates to a method in which a gene encoding ubiquitin, which is a T ag (inducing) molecule leading to the proteasome, is linked to an antigen gene (for example, a cancer antigen gene), and the bound gene is directly introduced into the cytoplasm using a gene gun or the like.
  • an antigen gene for example, a cancer antigen gene
  • the present invention also provides a gene vaccine capable of inducing strong immunity mainly by CD8 + killer T cells specific to a pathogen antigen such as a cancer antigen by this operation.
  • the immunotherapy with the gene vaccine provided by the present invention provides a melanoma vaccine.
  • This is very useful since many antigens recognized by cellular components of the immune system have been identified at the molecular level in melanoma patients, and the present invention can be applied to tailor-made treatment.
  • These melanoma antigens including normal cellular proteins such as tyrosinase-related protein 2 (TRP-2) involved in melanin synthesis, are continuously expressed in melanocytes and melanoma cells.
  • TRP-2 tyrosinase-related protein 2
  • Gene vaccines also called DNA vaccines, are fusion DNA vectors that use a fusion gene of a pathogen target gene and an immune response control gene such as the ubiquitin gene.
  • IL-1 15 interleukin 15
  • IL-18 interleukin 18
  • the present inventors provide for early and late infection in the invasion of pathogens (e.g., the development of neoplasms such as cancers or metastases, infection of viruses, bacteria, intracellular parasites, etc.).
  • pathogens e.g., the development of neoplasms such as cancers or metastases, infection of viruses, bacteria, intracellular parasites, etc.
  • the immune cell populations involved in protection were different, and were able to specifically protect and induce any immune response that could not be achieved by conventional vaccine methods.
  • Fusion DNA vaccine and cytokines such as IL-11 and IL-15
  • the present invention has been completed for the purpose of establishing a preventive / therapeutic method corresponding to a difference in the escape mechanism of a pathogen. That is, the present invention provides the matters described in the following items 1. to 36.
  • a genetic vaccine comprising a nucleic acid sequence encoding ubiquitin and a nucleic acid sequence encoding an antigen protein including a T cell target sequence.
  • nucleic acid sequence encoding the T cell target sequence is characterized in that a peptide having an amino acid sequence encoded by the nucleic acid sequence has CTL reactivity.
  • the T cell target sequence contains at least 8 amino acids,
  • the second, third or third amino acid sequence is one selected from Val, Leu, Ile, Tyr or Phe, and the eighth, ninth or tenth is Va1, L 2.
  • the second amino acid sequence is one selected from Va, Leu, I1e, Tyr or Phe
  • the ninth amino acid sequence is Va1, Leu, Phe or Is the gene vaccine according to item 4, which is one kind selected from I 1 e.
  • the antigen protein containing the T cell target sequence includes a protein selected from the group consisting of a pathogen protein and a cancer antigen protein.
  • the antigen protein is an antigen protein selected from the group consisting of a melanosome protein, a tumor-specific mutant peptide, a cancer-associated antigen, a cancer-specific transplantation antigen, and an antigen derived from a cancer virus. Gene vaccine.
  • the nucleic acid sequence encoding ubiquitin includes a nucleic acid sequence encoding the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18 or 20 or a modified version thereof.
  • the genetic vaccine according to item 1 wherein the ubiquitin is such that Cly terminal Gly is substituted with Ala. 1 4.
  • the genetic vaccine according to item 1, wherein the ubiquitin has a sequence represented by SEQ ID NO: 22.
  • nucleic acid sequence encoding ubiquitin and the nucleic acid sequence encoding the antigen protein are linked without any intervening sequence, and the C-terminal G 1 y of ubiquitin is replaced with an amino acid other than G 1 y
  • the sequence encoding the ubiquitin is arranged at the N-terminus of the ubiquitin so that the antigen protein is fused, and G1y at the C-terminus of the ubiquitin is substituted with an amino acid other than Gly.
  • the genetic vaccine is used for melanoma, lung cancer, stomach cancer, adenocarcinoma, squamous cell carcinoma, squamous cell carcinoma, thymic cancer, lymphoma, sarcoma, liver cancer, non-Hodgkin's lymphoma, Hodgkin's lymphoma, leukemia, uterine cancer, breast cancer, Selected from the group consisting of prostate cancer, ovarian cancer, visceral cancer, colon cancer, multiple myeloma, neuroblastoma, bladder cancer, cervical cancer, skin cancer, breast cancer, esophageal cancer, nephroma, and brain tumor 2.
  • the genetic vaccine according to item 1 which is for treating a tumor.
  • 23. The genetic vaccine according to item 1, wherein the genetic vaccine induces CD8 + T cells.
  • a nucleic acid construct comprising a nucleic acid sequence encoding ubiquitin and a nucleic acid sequence encoding an antigen protein including a T cell target sequence.
  • a method for producing a genetic vaccine comprising: a nucleic acid sequence encoding ubiquitin; and a nucleic acid sequence encoding an antigen protein including a T cell target sequence, comprising: a nucleic acid sequence encoding the ubiquitin; Operatively linking to a nucleic acid sequence encoding an antigen protein comprising the T cell target sequence.
  • the diseases include melanoma, lung cancer, stomach cancer, adenocarcinomas, squamous cell carcinoma, adenosquamous carcinoma, thymic carcinoma, lymphoma, sarcoma, liver cancer, non-Hodgkin's lymphoma, Hodgkin's lymphoma, leukemia, uterine cancer, breast cancer , Prostate cancer, ovarian cancer, victory cancer, colon cancer, multiple myeloma, neuroblastoma, bladder cancer, cervical cancer, skin cancer, breast cancer, esophageal cancer, nephroma, brain tumor
  • a genetic vaccine comprising a composition comprising a nucleic acid sequence encoding ubiquitin and a nucleic acid sequence encoding an antigen protein including a T cell target sequence. Use.
  • composition for producing a genetic vaccine comprising a nucleic acid sequence encoding ubiquitin and a nucleic acid sequence encoding an antigen protein including a T cell target sequence.
  • a genetic vaccine comprising an antigen gene containing a sequence encoding a T cell target sequence and a sequence encoding cytocytoin.
  • cytodynamic site contains at least one type of cytodynamic site selected from IL-12, IL-15 and IL-18.
  • composition comprising a nucleic acid sequence encoding a cytodynamic site and a nucleic acid sequence encoding an antigen protein including a T cell target sequence as a genetic vaccine.
  • compositions comprising a nucleic acid sequence encoding a cytodynamic protein and a nucleic acid sequence encoding an antigen protein including a T cell target sequence for producing a genetic vaccine.
  • a gene encoding ubiquitin which is a Tag molecule leading to the proteasome, is linked to a cancer antigen gene, and the gene is directly introduced into the cytoplasm with a gene gun or the like, thereby allowing the gene to be introduced into the cytoplasm. Fusion of the antigen and ubiquitin Proteins can be produced, and by this operation, it is possible to obtain a genetic vaccine capable of inducing strong immunity against cancer mainly composed of antigen-specific CD8 + killer T cells.
  • the present invention also provides a system that can efficiently deliver an antigen gene to a proteasome.
  • Such an effect is preferably achieved by inhibiting the degradation of the ubiquitin construct by a protease, such as would occur by substituting the N-terminal Gly of ubiquitin with another residue.
  • the introduction of the gene pectin according to the invention is harmless.
  • the genetic vaccine of the present invention is effective for both affected (for example, carcinogenic) sites and normal tissue sites.
  • the gene lectin therapy of the present invention is effective also for metastatic cancer and has an effect of being excellent in safety.
  • the protein expressed by the present invention takes the form of a gene vaccine, so that sugar chains are added to the expressed protein, the original protein structure is maintained, and the objective is achieved. Since the protein is supplied in a small amount and continuously for a certain period of time, it is highly safe, does not require daily administration, and is effective.
  • MHC class II or MHCC can be obtained by co-introduction with a cytokine gene such as IL-11 provided by the present invention (combination DNA vaccine) or by using a vaccine vector (fusion DNA vaccine). It is easy to selectively induce a class I-dependent immune response.
  • the vaccine according to the present invention is unlikely to use a thread-recombinant protein vaccine or a vaccine using a pathogen protein itself. Further, purification and preparation are simpler and more economical than recombinant protein actin / cytokine.
  • the gene used in this gene vaccine is preferably naked DNA, and it is not necessary to use a virus vector. it can. In addition, gene construction is easy, and the risk of infection due to virulence of the viral vector is extremely low. It is also very unlikely to be integrated into genomic DNA. Accordingly, it is understood that these and other advantages of the present invention will become apparent to those skilled in the art upon reading and understanding the following detailed description, with reference to the accompanying drawings. BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
  • FIG. 1 is a graph showing the effect of a DNA vaccine on cancer immunotherapy.
  • FIG. 2 is a graph showing the activation of killer T cells by a DNA vaccine.
  • FIG. 3 shows the expression of TRP-2 in the plasmid construct, in vivo.
  • A is a schematic diagram of pcDNA-TRP-2 and pcDNAUB-TRP-2.
  • the left side of B is a photograph of the results of immunoplotting COS 7 cells transfected with pcDNA (motta), pTRP-2 or pUB-TRP-2 using anti-HA antibody and anti-HSP antibody. is there.
  • the right side is a graph comparing the band intensity of HA expressed in each cell.
  • FIG. 4 is a graph showing induction of antigen-specific anti-tumor immunity by pUB-TRP-2 vaccination.
  • pc DNA
  • pUB-TRP-2 Hata or!
  • C57B LZ6 mice immunized with TRP-2
  • a and B show the results of B16F1 melanoma cells
  • CE show results of B16F10 melanoma cells
  • F shows the results of unrelated 3LL lung carcinoma cells.
  • Antitumor efficacy was assessed by tumor size (A, C, F), survival (B, D) and frequency of lung metastases (E).
  • Data show mean soil SD of 6 mice per group. # Is the corresponding When compared to the other two groups with no Student's t test, it shows a significance of P ⁇ 0.01.
  • FIG. 5 is a graph showing the need for CD8 + T cells for anti-tumor immunity induced by pUB-TRP-2 vaccination. This is the result of treating C57B LZ6 mice inoculated with pUB-TRP-2 with Pct-Controlle No. IgG (Hata), anti-CD4 antibody (mouth), and anti-CD8 antibody (paint). .
  • the data show the average soil SD of 6 mice per group. * Indicates significance of P ⁇ 0.05 when compared to the other two groups by the unpaired Student's t-test.
  • FIG. 6 is a graph showing the antitumor immunity of pUB-TRIII-2 vaccination in PA28aj3- ⁇ mice.
  • indicates pc DNA + wild-type mouse
  • indicates pUB-TRP-2 + wild-type mouse
  • the mouth indicates pUB-TRP-2 + PA28 ⁇ / 1 / mouse.
  • is a graph showing the progress of tumor growth after challenge with B16F10 cells.
  • B is a graph showing activation of killer T cells by vaccination. Data show average soil SD. * Indicates significance of P ⁇ 0.05 when compared to the other two groups by the unpaired Student's t test.
  • FIG. 7 is a graph showing the therapeutic effect of pUB-TRP-2 vaccination.
  • Wild-type mice transplanted with B16F1 cells were treated with pcDNA (), pTRP-2 (mouth) or pUB-TRP-2 (garden). Tumor growth was monitored as described in FIG. Data show average soil SD. * Indicates a significance of P ⁇ 0.05 when compared to the other two groups by the unpaired Student's t test.
  • FIG. 8 is a schematic diagram showing a plasmid construct of UM1 + UM2 Imm.
  • CMV is the leader sequence of cytomegalovirus
  • UB is the ubiquitin sequence
  • MUT1 and MUT2 are tumor-associated antigens.
  • FIG. 9 shows footpad swelling of mice challenged with 3 LL tumor cells. Immunization using UB sequence only ( ⁇ ) and UM1 + UM2 I mm ( ⁇ ) This is the result when the mouse was challenged with 3 LL cells.
  • FIG. 10 shows the footpad swelling of mice challenged with 3LL tumor cells.
  • Control mice age
  • PA28-Iz-1 mice immunized with UM1 + UM2Imm fraction
  • normal mice immunized with UM1 + UM2Imm
  • SEQ ID NO: 1 is a representative nucleic acid sequence of human ubiquitin.
  • SEQ ID NO: 2 is the amino acid sequence of human ubiquitin. Pepsi, chicks, mice, mice, and Drosophila also have the same amino acid sequence as this sequence.
  • SEQ ID NO: 3 is the nucleic acid sequence of ubiquitin of Caenorhabditis elegans (Nematoda).
  • SEQ ID NO: 4 is the amino acid sequence of ubiquitin of Caenorhabditis elegans (nematode).
  • SEQ ID NO: 5 is an example of a nucleic acid sequence of ubiquitin derived from a plant (soy).
  • SEQ ID NO: 6 is the amino acid sequence of ubiquitin derived from a plant (soy). garden pea, common sunflower ⁇ potato ⁇ corn, oats :, Arabidopsis thai lana also have the same amino acid sequence as this sequence.
  • SEQ ID NO: 7 is an example of the nucleic acid sequence of ubiquitin derived from TiTpanosoma brucei.
  • SEQ ID NO: 8 is the amino acid sequence of ubiquitin derived from Tryp protein a brucei.
  • SEQ ID NO: 9 is an example of the nucleic acid sequence of ubiquitin from Leishmania tarentolae.
  • SEQ ID NO: 10 is an example of the amino acid sequence of ubiquitin derived from Leishmania taren tolae.
  • SEQ ID NO: 1 is It is an example of the nucleic acid sequence of ubiquitin derived from crsssa.
  • SEQ ID NO: 12 is the amino acid sequence of ubiquitin derived from ei / rcs ⁇ ora crss ⁇ .
  • SEQ ID NO: 13 is an example of the nucleotide sequence of ubiquitin derived from Saccharomyces cerevisiae (yeast). '
  • J-number 14 is the amino acid sequence of ubiquitin derived from Ssccharomyces cerevisiae (yeast).
  • Rooster 3 row number 15 is an example of a nucleic acid rooster of ubiquitin derived from Phytophthora fnes es aas.
  • SEQ ID NO: 16 is an amino acid sequence of ubiquitin derived from Phytophthora_z'2i3 ⁇ 4sia 2s.
  • SEQ ID NO: 17 is an example of a nucleic acid sequence of ubiquitin derived from / ⁇ oz ⁇ seizrj ⁇ io / s.
  • SEQ ID NO: 18 is the amino acid sequence of ubiquitin derived from Euplotes eurystomus.
  • J number 19 is an example of the nucleic acid sequence of ubiquitin derived from Autographa californica nuclear polyhedrosis virus.
  • Rooster 3 system This is the amino acid sequence of ubiquitin of Autographa californica nuclear polyhedrosis virus.
  • SEQ ID NO: 21 shows the nucleic acid sequence of G76A modified ubiquitin.
  • SEQ ID NO: 22 shows the amino acid sequence of G76A modified ubiquitin.
  • SEQ ID NO: 23 shows the sense primer used in Example 6.
  • SEQ ID NO: 24 shows the antisense primer used in Example 6.
  • SEQ ID NO: 25 is another example of a nucleic acid sequence of ubiquitin of human origin.
  • SEQ ID NO: 26 is the amino acid sequence of ubiquitin derived from human.
  • SEQ ID NO: 27 is another example of a nucleic acid sequence of ubiquitin derived from human.
  • SEQ ID NO: 28 is the amino acid sequence of ubiquitin derived from human.
  • SEQ ID NO: 29 is another example of a nucleic acid sequence of ubiquitin of human origin.
  • SEQ ID NO: 30 is the amino acid sequence of ubiquitin derived from human.
  • SEQ ID NO: 31 is another example of a nucleic acid sequence of ubiquitin of human origin.
  • SEQ ID NO: 32 is an amino acid sequence of ubiquitin derived from human.
  • SEQ ID NO: 33 is another example of a nucleic acid sequence of ubiquitin derived from human.
  • SEQ ID NO: 34 is the amino acid sequence of ubiquitin derived from human.
  • SEQ ID NO: 35 is another example of a nucleic acid sequence of ubiquitin of human origin.
  • SEQ ID NO: 36 is the amino acid sequence of ubiquitin derived from human.
  • SEQ ID NO: 37 is another example of a nucleic acid sequence of ubiquitin derived from human.
  • SEQ ID NO: 38 is an amino acid sequence of ubiquitin derived from human.
  • SEQ ID NO: 39 is another example of a nucleic acid sequence of ubiquitin of human origin.
  • SEQ ID NO: 40 is the amino acid sequence of ubiquitin derived from human.
  • SEQ ID NO: 41 is a nucleic acid sequence of ubiquitin derived from Escherichia coli.
  • SEQ ID NO: 42 is the amino acid sequence of ubiquitin derived from Escherichia coli.
  • SEQ ID NO: 43 is the nucleic acid sequence of ubiquitin derived from chicken.
  • SEQ ID NO: 44 is the amino acid sequence of ubiquitin derived from chicken.
  • SEQ ID NO: 45 is the nucleic acid sequence of ubiquitin derived from mouse.
  • SEQ ID NO: 46 is the amino acid sequence of ubiquitin derived from mouse.
  • SEQ ID NO: 47 is a nucleic acid sequence of ubiquitin derived from Drosophila.
  • SEQ ID NO: 48 is the amino acid sequence of ubiquitin derived from Drosophila.
  • SEQ ID NO: 49 is another example of a nucleic acid sequence of ubiquitin derived from a plant (garden pea) It is.
  • SEQ ID NO: 50 is the amino acid sequence (garden pea) of ubiquitin derived from a plant.
  • SEQ ID NO: 51 is another example (co-arm on sum lower) of a nucleic acid sequence of ubiquitin derived from a plant.
  • SEQ ID NO: 52 is the amino acid sequence (common sunflower) of ubiquitin derived from a plant.
  • SEQ ID NO: 5 3 is another example of Yubikichin nucleic acid sequence is derived from plants (potato Bruno 0
  • SEQ ID NO: 54 is the amino acid sequence of ubiquitin derived from a plant (potato).
  • SEQ ID NO: 55 is another example of a nucleic acid sequence of ubiquitin derived from a plant (maize;).
  • SEQ ID NO: 56 is the amino acid sequence of ubiquitin derived from a plant (maize;).
  • SEQ ID NO: 57 is another example of a nucleic acid sequence for ubiquitin derived from a plant (oat).
  • SEQ ID NO: 58 is the amino acid sequence of ubiquitin derived from a plant (oat)
  • SEQ ID NO: 59 is another example of the nucleic acid sequence of ubiquitin derived from a plant (Arabidopsis tha ⁇ iana).
  • SEQ ID NO: 60 is an amino acid sequence of ubiquitin derived from a plant
  • SEQ ID NOS: 61 to 205 are T cell target sequences.
  • SEQ ID NO: 206 is a nucleic acid sequence of a chimeric DNA encoding a fusion protein in which ubiquitin is linked to the N-terminus of MUT_1.
  • SEQ ID NO: 207 is the amino acid sequence of a fusion protein in which ubiquitin is linked to the N-terminus of MUT-1.
  • SEQ ID NO: 208 is a nucleic acid sequence of a chimeric DNA encoding a fusion protein in which ubiquitin is linked to the N-terminus of MUT-2.
  • SEQ ID NO: 209 is a fusion protein in which ubiquitin is linked to the N-terminus of MUT-2. It is understood that the above sequences, which are amino acid sequences of proteins, are exemplary and that the sequences may have one or more alterations (eg, substitutions, deletions and / or additions) as long as they have the same function. You. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • ubiquitin has the broadest meaning commonly used in the art, is a protein that is widely present in all eukaryotic cells, and forms a correct structure in a cell. It is known to bind and ubiquitinate non-existent proteins and abnormally expressed proteins. When ubiquitinated, it is recognized by proteasomes, which break down proteins that interfere with the normal functioning of cells. It is particularly important that ubiquitin in the present invention has a function of a signal for presenting a protein. The gene encoding ubiquitin is called the ubiquitin gene.
  • a promoter of a gene encoding ubiquitin, a structural gene encoding ubiquitin, and a DNA sequence containing both of them may be collectively referred to as a “ubiquitin gene”.
  • Ubiquitin is a protein with about 76 amino acids, the primary structure of which is conserved in most organisms.
  • genes any of which can be used in the present invention.
  • One of them is polyubiquitin in which several to about 100 ubiquitins are linked, has a heat-inducible promoter, and is induced to be expressed by stress such as heat shock.
  • the other gene is expressed linked to the C-terminus of a particular ribosomal protein. Usually, this liposome-linked form is expressed.
  • ubiquitin In each case, it is known that after expression, it is processed into monoubiquitin. It is known that glycine at the C-terminus of ubiquitin is activated and binds to the ⁇ -amino group of lysine of the target protein.
  • Representative sequences of ubiquitin include, for example,
  • amino acid sequence shown in SEQ ID NOs selected from the group consisting of 48, 50, 52, 54, 56, 58 and 60 one or several amino acids are selected from the group consisting of substitution, addition and deletion.
  • a polynucleotide which is an allelic variant or splice variant of DNA comprising the nucleic acid sequence shown in SEQ ID NO: selected from the group consisting of 49, 51, 53, 55, 57 and 59;
  • a polynucleotide consisting of a nucleotide sequence having at least 70% identity to the polynucleotide of any one of (a) to (e) or its complementary sequence, and encoding a polypeptide having biological activity; Nucleotides. Nucleic acids encoding ubiquitin may be "silently modified.” Examples of such silent conversion include, but are not limited to, the following in humans, for example. It is understood that such sequences can also be used in the present invention.
  • the codons at positions 4 to 6 in the nucleic acid sequence of SEQ ID NO: 1 can be silently modified, for example, from CAG to CAA, and these codons encode amino acid residue G1n (gnoretamine).
  • codons at positions 19 to 21 in this nucleic acid sequence can be silently modified from ACT to ACC, ACA, and these codons encode the amino acid residue Thr (threonine).
  • codons at positions 22-24 in this nucleic acid sequence can be silently modified from CTG to CTC, and these codons encode amino acid residue Leu (leucine).
  • codons 28-30 in this nucleic acid sequence can be silently modified from GGT to GGC, and these codons encode amino acid residue G1y (glycine).
  • the codons at positions 37 to 39 are It can be silently modified to ATT, and these codons encode amino acid residue I le (isoleucine).
  • the codons at positions 40-42 can be modified from ACC to ACT, and these codons encode the amino acid residue Thr (sleonin).
  • codons 43 to 45 can be silently modified from CTC to CTT, and these codons encode amino acid residue Leu (leucine).
  • codons 46-48 can be silently modified from GAG to GAA, and these codons encode amino acid residue G1u (glutamic acid).
  • codons 49 to 51 in this nucleic acid sequence can be silently modified from GTG to GTC or GTT, and these codons encode amino acid residue Va1 (parin).
  • codons 55-57 can be silently modified from CCC to CCG, and these codons encode amino acid residue Pro (proline).
  • codons 64 to 66 can be silently modified from ACC to ACA, and these codons encode the amino acid residue Thr (sleonin).
  • codons 67-69 can be silently modified from ATC to ATT, and these codons encode amino acid residue I 1 e (isoleucine).
  • codons 73-75 can be silently modified from AAT to AAC, and these codons encode amino acid residue Asn (asparagine). Also, in this nucleic acid sequence, the codons at positions 91-93 can be silently modified from CAA to CAG, and these codons encode amino acid residue G1n (daltamine).
  • codons 94-96 can be silently modified from GAT to GAC, and these codons encode amino acid residue Asp (aspartic acid).
  • codons at positions 106 to 108 can be silently modified from ATT to ATC, and these codons encode amino acid residue I 1 e (isoleucine).
  • codons at positions 115-117 in this nucleic acid sequence can be silently modified from GAT to GAC, and these codons encode the amino acid residue Asp (asparaginate).
  • codons at positions 136-138 can be silently modified from GCC to GCT, and these codons encode amino acid residue A1a (alanine).
  • the codons at positions 139 to 141 can be silently modified from GGA to GGG, and these codons encode amino acid residue G1y (glycine).
  • codons at positions 142 to 144 in the nucleic acid sequence can be silently modified from AAA to AAGfc, and these codons encode the amino acid residue Lys (lysine).
  • the codons at positions 157 to 159 can be silently modified from GGT to GGG and GGA, and these codons encode amino acid residue G 1 y (glycine). .
  • the codons at positions 160-162 can be silently modified from CGT to CGC and CGG, and these codons are amino acid residues Encodes A rg (arginine).
  • codons at positions 181 to 183 can be silently modified from ATC to ATT, and these codons encode amino acid residue Ile (isoleucine).
  • codons 193 to 195 can be silently modified from TCC to TCT, and these codons encode amino acid residue S er (serine).
  • codons 196-198 can be silently modified from ACC to ACT, and these codons encode the amino acid residue Thr (threonine).
  • the codons at positions 199 to 201 can be silently modified from TTG to CTG, and these codons encode the amino acid residue Leu (mouth isin).
  • codons at positions 205 to 207 in this nucleic acid sequence can be silently modified from CTG to TTG, and these codons encode amino acid residue Leu (mouth isin).
  • codons 208 to 210 in this nucleic acid sequence can be silently modified from GTA to GTG, GTT, and GTC, and these codons encode amino acid residue Val (valine). I do.
  • the codons at positions 211-213 can be silently modified from CTC to CTG, and these codons encode amino acid residue Leu (mouth isin).
  • the codons at positions 214 to 216 can be silently modified from CGT to CGC, and these codons encode the amino acid residue Arg (arginine).
  • the codons at positions 217 to 219 are CTC To TTG, CTT, and these codons encode the amino acid residue Leu (leucine).
  • codons 220-222 can be silently modified from AGA to AGG, and these codons encode the amino acid residue Arg (arginine).
  • the codons at positions 223 to 225 can be silently modified from GGT to GGG, and these codons encode amino acid residue G1y (glycine).
  • the codons at positions 226-228 can be silently modified from GGG to GGT, and these codons encode amino acid residue G1y (glycin).
  • Ubiquitin (Ub) is a highly conserved protein across species, as shown below.
  • the “mode in which ubiquitin is not removed” means that the expression product of the gene of the present invention containing ubiquitin is converted to monoubiquitin and an antigen by a protease. Refers to a mode that is resistant to cutting.
  • a method includes, but is not limited to, for example, substituting the C-terminal G1y of the amino acid sequence of ubiquitin with a sequence other than G1y (eg, A1a).
  • a form of ubiquitin-containing product is efficiently polyubiquitinated, and processing by the proteasome is efficiently induced. Such an effect has not been achieved by the conventional technology.
  • the sequence is not G 1 y.
  • the determination can be made by confirming whether or not the expression product obtained by expressing the polynucleotide has the biological activity of ubiquitin.
  • biological activities of ubiquitin include, for example, (A) targeting to the oral tearsome, (B) binding to the ⁇ -amino group of the lysine of the target protein by glycation at the C-terminus, and ( C) induction by stress such as heat shock, and (D) expression linked to the C-terminus of ribosomal protein, but are not limited thereto.
  • Particularly preferred is targeting by the proteasome.
  • Atssays for targeting by the proteasome can be confirmed by experiments known in the art, and include, for example, such as described in the Examples.
  • proteasome is a type of giant protease ubiquitously present in eukaryotes.In cells, ⁇ independent 20S and ⁇ dependent 26S, and football-type There are at least three types of proteasomes.
  • a ubiquitin molecule is added to the ⁇ -amino group of the lysine side chain of the target protein by a ubiquitinating enzyme, and ubiquitin is recognized and sent to the proteasome for degradation. This is because the proteasome can be said to be an assembly of proteases. Proteins selected in this system are rapidly metabolized.
  • the 20S proteasome has a hollow structure in which an ⁇ -ring consisting of seven ⁇ -subunits and a three-ring consisting of seven three-subunits are stacked in the order of ⁇ , ⁇ ,] 3, ⁇ in a cylindrical shape.
  • ⁇ 700 binds above and below the 20S proteasome to form a 26S proteasome.
  • the footpole type has ⁇ 28 instead of ⁇ 700.
  • the antigen is May undergo decomposition.
  • T cell target sequences When taken up by cancer cells, T cell target sequences are carried to the endoplasmic reticulum (ER), where peptides that bind to HLA class I molecules form complexes with class I molecules. This complex is said to be expressed on the cell surface.
  • Sites of interest for binding to class I molecules are the second amino acid in the peptide and the ninth (possibly 8th or 10th) amino acid.
  • the second amino acid depends on the type of HLA.
  • the second amino acid is often tyrosine (Y) or phenylalanine (F), and in the case of HLA-A2, it is leucine (L). This characteristic sequence can be appropriately determined depending on the type of HLA.
  • the ninth (or 8th or 10th) amino acid is often leucine (L), isoleucine (I) or phenylalanine (F), and HLA-A24 If leucine (L) or valine (V) It is.
  • the T cell target sequence can vary depending on the HLA type of the patient of interest. Once such a ⁇ cell target sequence forms a complex, it is recognized by the CTLcell receptor of CTL and initiates degradation by ⁇ cells.
  • Such a target cell sequence can be identified using a method known in the art. Examples of such a method include, but are not limited to, the cDNA expression clone method and the SEREX method.
  • a sample derived from a cDNA library prepared from cancer cells is transiently expressed together with HLA cDNA in COS-7 cells, and the expression is maximized.
  • mixed culture with cancer-specific CTL is performed, and the amount of interferon ⁇ in the supernatant can be determined by measuring the amount of interferon ⁇ by, for example, ELISA.
  • a clone having the ⁇ cell target sequence can be identified, and thereby its coding sequence can also be identified.
  • a cDNA library is screened using IgG antibodies present in the serum of a patient.
  • a phage library derived from a target cell for example, a cancer cell
  • E. coli a protein produced by E. coli is transferred to a filter, hybridized with patient serum, and detected with an anti-IgG antibody. Then, the desired gene can be cloned from the plaque reacted with the antibody.
  • the identification of T cell target sequences on cells related to melanoma, lung cancer, etc. includes (1) methods using T cells (tumor-reactive T cells) that recognize pathogens (including tumors), (2) Methods (including tumors) are broadly classified into methods for inducing T cells against molecules that are antigen candidates.
  • T cells tumor-reactive T cells
  • Methods including tumors
  • immunization with the killer T cell recognition epitopes identified as described above has not yet effectively induced killer T cells in vivo. The reason is that these epitopes exempt Plasmids do not undergo the processing of their epitope antigens by proteases, intracellular enzymes, which is an essential step in inducing killer T cells.
  • the present invention by using a gene of a known ⁇ cell target sequence and fusing the tag (induction) molecule to the ubiquitin gene to the proteasome, it leads to antigen processing (processing) with the proteasome.
  • antigen processing processing
  • a known killer T cell recognition epitope is used to search for a killer T cell recognition epitope in the literature, and the sequence is confirmed on a gene puncture using the epitope.
  • the search for an epitope that efficiently induces killer T cells is performed by fusing a known cancer antigen gene with the ubiquitin gene, which is a Tag molecule to the proteasome, to obtain tumor antigen-specific killer T cells. It induces strong anti-tumor immunity mainly based on Ubiquitin, which is a Tag molecule, is constantly present in antigen-presenting cells, and non-selectively binds to foreign antigens produced in the cells and cancer antigen gene products injected into the cells. And transferred to the proteasome.
  • RNA is extracted from the tumor cells by the phenol-chloroform method.
  • reverse transcription is performed using RT-PCR to construct a gene.
  • the PCR method ⁇ o 1 y merase chain reaction
  • ⁇ o 1 y merase chain reaction is a reaction in which only a specific portion of a DNA chain is repeatedly replicated, and a small amount of DNA can be amplified up to about 1,000,000 times.
  • a synthetic oligonucleotide containing the base sequences at both ends of the amplification section is used, and a heat-resistant DNA polymerase is used.
  • RT-PCR reverse — transcript pol ymerase chain reaction
  • T cell target sequences include, but are not limited to, for example: In the table below, one-character display is adopted.
  • the T cell target sequence used in the present invention is typically the second (or first or third) in the case of HLA-A2 or HLA-A24.
  • the amino acid is one selected from Va1, Le, I1e, Tyr or Phe, and the ninth (or eighth or tenth) amino acid is Va1, Leu, Phe or I It is characterized by being one kind selected from 1e, but is not limited thereto.
  • the second amic acid sequence is one selected from Val, Leu, Ile, Tyr or Phe, and the ninth amino acid sequence is Va1, Leu, Phe or It can be one selected from lie.
  • induction of cell-mediated immunity centered on CD 8 + T cells is essential.
  • Induction of cell-mediated immunity requires a vaccine antigen protein to adhere to MHC class I molecules on antigen-presenting cells (macrophages ⁇ dendritic cells) in order to induce and activate CD8 + T cells. It is.
  • the vaccine antigen protein must be bound (ubiquitinated) to ubiquitin in the cell.
  • the fusion protein encoded by the binding gene in the cell is obtained. Synthesized.
  • fusion protein is part of the healing if protein proteasome, T cell target sequences is cut out from the vaccine antigen protein in fusion protein by the proteasome, recognized CD 8 + T-cell receptor Is done.
  • Antigen is a cytoplasmic enzyme for induction of antigen-specific CD8 + ⁇ cells After being processed by the proteasome, it must be presented to MHC class I molecules. This indicates that the addition of proteasome-specific inhibitors 1 actacystin and MG-132 during culture of antigen-presenting cells does not present antigen to MHC class I molecules and does not activate CD8 + T cells. There is proof, also evident from the fact that similar phenomenon in experiments using proteasome knockout mice have been identified (E negation unol Rev. 163:. 161- off 6, 1998) 0
  • the T cell target sequence recognized by the killer T cell receptor is composed of 8 (usually 7 to 10) amino acids in most cases as described above.
  • tissue antigens of the infected host MHC, HLA in humans
  • the epitope recognized by the killer T cell receptor of the individual is different due to the difference.
  • RNA is extracted from the tumor cells by the phenol-chloroform method. Then, using the RNA as a template, reverse transcription is performed using RT-PCR to construct a gene.
  • the PCR method proylmerase chain reaction
  • the PCR method is a reaction that repeatedly replicates only a specific portion of the DNA chain, and can amplify a small amount of DNA up to about 1,000,000 times.
  • RT-PCR reverse-transcriptorymerase chain reaction
  • DNA is synthesized from RNA by using reverse transcriptase in the first reaction, and then a specific PCR method is used. This is a method for amplifying DNA sites.
  • the T cell target sequence should be displayed on the target cell's MHC class I molecule recognized by specific CTL.
  • the proteasome is responsible for proteolysis of cellular ⁇ proteins, including tumor antigens that produce MHC class I ligands.
  • the polyubiquitin chain Prior to degradation by the proteasome, the polyubiquitin chain should be covalently attached to the substrate by a multi-enzyme system. (The glycine residue at the C-terminus has been replaced with another amino acid so that it is not cleaved and removed by the cell substrate ubiquitin C-terminal hydrolase.) The protein fused with ubiquitin is converted to the ubiquitin-proteasome system.
  • cancer antigen refers to an antigen molecule that is newly expressed as normal cells become cancerous.
  • cancer antigens include, but are not limited to, for example:
  • Cancer virus-derived antigens eg, T antigens derived from DNA-type tumor viruses such as adenovirus, poliovirus, and SM0.
  • T antigens derived from DNA-type tumor viruses such as adenovirus, poliovirus, and SM0.
  • the viral envelope protein is expressed on the cell surface.
  • TTA Tumor specific transplantation antigen
  • MHC major histocompatibility complex gene
  • Tumor associated antigen An antigen that is not necessarily specific to cancer cells, but that shows characteristic expression with canceration.
  • ⁇ -fetoprotein in liver cancer fetal carcinoma antigen (carcinoembryonic antigen, CEA) in intestinal cancer and the like are applicable.
  • CEA cancerembryonic antigen
  • these proteins that naturally exist only in normal fetuses and are not found in adult tissues. However, these proteins are called oncofetal antigens because they re-express with canceration.
  • any form of cancer antigen can be used, and particularly, a form called a cancer-associated antigen is preferably used.
  • the association with MHC causes expression on the surface of cancer cells.
  • autologous tumor antigen refers to an autologous antigen among cancer antigens.
  • the use of an autologous tumor antigen is preferred because it undergoes appropriate degradation by the proteasome. This is because it became clear that the appropriateness of the antigen was different for each patient.
  • an autologous tumor antigen eg, the tyrosinase-related protein 2 which is a naked DNA vaccine (fused in an N-terminal ubiquitin-force S “unremoved” manner)
  • the vaccines of the present invention can be used, for example, in melanoma in C57BL / 6 mice as assessed by tumor growth, viability and lung metastasis. Disrupted tolerance and induced protective immunity. This protective immunity was canceled in protein activator-PA28 ⁇ / knockout mice.
  • a naked DNA vaccine encoding a ubiquitin-fused autoantigen preferentially induces the major effector CD8 + T cells by efficient proteolysis mediated by the ubiquitin proteosome pathway, and It has been shown to guide strategies aimed at targeting tissue differentiation antigens expressed by tumors. (Cytokines, growth factors, cell biologically active substances)
  • physiologically active substance refers to a substance that acts on cells or tissues. Such effects include, but are not limited to, for example, controlling or altering the cell or tissue.
  • Bioactive substances include cytodynamics and growth factors.
  • the physiologically active substance may be a naturally occurring substance or a synthetic substance.
  • the physiologically active substance may be a substance produced by a cell or a substance having an action similar thereto but having an altered action.
  • the bioactive agent may be in the form of a protein or a nucleic acid or other forms, but at the time it actually acts, cytoforce usually refers to the protein form.
  • Cytokines in as used herein is defined in the broadest sense as used in the art and refers to a bioactive substance produced from a cell and acting on the same or different cells. Cytokines are generally proteins or polypeptides that regulate immune responses, regulate the endocrine system, regulate the nervous system, antitumor, antiviral, regulate cell proliferation, regulate cell differentiation, etc. Having. As used herein, cytoforce is in protein or nucleic acid form Or, at the point of action, cytoforce usually refers to the protein form.
  • growth factor or “cell growth factor” is used interchangeably herein and refers to a substance that promotes or controls the growth of cells. Growth factors are also called growth factors or growth factors. Growth factors can be added to the medium in cell or tissue culture to replace the action of serum macromolecules. Many growth factors have been shown to function as regulators of differentiation status in addition to cell growth.
  • Site force ins typically include interleukins, chemokines, hematopoietic factors such as colony stimulating factors, tumor necrosis factors, and interferons.
  • Typical growth factors include platelet-derived growth factor (PDGF), epidermal growth factor (EGF), fibroblast growth factor (FGF), hepatocyte growth factor (HGF), vascular endothelial growth factor (VEGF).
  • PDGF platelet-derived growth factor
  • EGF epidermal growth factor
  • FGF fibroblast growth factor
  • HGF hepatocyte growth factor
  • VEGF vascular endothelial growth factor
  • Particularly preferably used in the present invention include, but are not limited to, interleukins.
  • Preferred exemplary sites for the present invention include, but are not limited to, those capable of inducing differentiation, proliferation and activation of immune cells, and include, for example, interleukin 1, interleukin 2, Interleukin 4, interleukin 6, interleukin 7, IL_12, IL-15, IL-18, interferon, interferon, interferon gamma, granulocyte macrophage colony stimulating factor (GM-CSF), HGF, VEGF, F Growth factors such as GF, tumor necrosis factor (TNF), tumor necrosis factor a (TNF- ⁇ ), tumor necrosis factor] 3 (TNF- / 3), and the like, but are not limited thereto.
  • the site force inputs are IL-12, IL-15, IL-18.
  • Physiologically active substances such as cytokines and growth factors are generally characterized by a duplication of function (r edundancy)
  • the bioactive substance used in the present invention may be a cytokin or a growth factor that is known by another name (eg, cell killing ability, signal transduction ability, etc.). It can be used in the present invention as long as it has the following activities.
  • the cytoforce or growth factor may be used in a preferred embodiment of the vaccine or medicament of the present invention as long as it has the favorable activity herein (eg, the ability to kill a desired pathogen). be able to.
  • protein protein
  • polypeptide oligopeptide
  • peptide refers to a polymer of amino acids of any length. This polymer may be linear, branched, or cyclic. Amino acids may be natural or non-natural, and may be modified amino acids. As used herein, the term is preferably, but not limited to, usually linear and composed of only naturally occurring amino acids, preferably in a form translated by a nucleic acid molecule. The term may also include those assembled into a complex of polypeptide chains. The term also embraces naturally or artificially modified amino acid polymers.
  • Such modifications include, for example, disulfide bond formation, glycosylation, lipidation, acetylation, phosphorylation or any other manipulation or modification (eg, conjugation with a labeling component).
  • This definition also includes, for example, polypeptides containing one or more 'analogs of amino acids (eg, including unnatural amino acids, etc.), peptidomimetic compounds (eg, peptoids), and others known in the art.
  • Gene products such as FIR and CENP-A usually take the form of a polypeptide.
  • the polypeptide of the present invention usually has a specific sequence (SEQ ID NO: 2, 4, etc. or a variant thereof).
  • Gene production of genes such as ubiquitin and antigens (eg, cancer antigens)
  • the product usually takes the form of a polypeptide having such a sequence.
  • the modified sequence can be used for the purpose of prevention and treatment in the present invention.
  • polynucleotide As used herein, the terms “polynucleotide”, “oligonucleotide” and “nucleic acid” are used interchangeably herein and refer to a polymer of nucleotides of any length. The term also includes “derivative oligonucleotides” or “derivative polynucleotides.” The term “derivative oligonucleotide” or “derivative polynucleotide” refers to an oligonucleotide or a polynucleotide containing a derivative of a nucleotide or having an unusual linkage between nucleotides, and is used interchangeably.
  • oligonucleotides include, for example, 2,1-O-methyl-ribonucleotide, a derivative oligonucleotide in which a phosphodiester bond in an oligonucleotide is converted to a phosphorothioate bond, and an oligonucleotide.
  • oligonucleotide in which the phosphodiester bond in the product has been converted to an N3, -P5 'phosphoramidate bond, and derivative oligonucleotide in which the report in the oligonucleotide and the phosphodiester bond have been converted to the peptide nucleic acid bond
  • Derivative oligonucleotides in which peracyl in nucleotides and oligonucleotides are substituted with C-15propynylperacyl derivatives oligonucleotides in which peracyl in oligonucleotides are substituted with C-15thiazoleperacyl, and cytosine in natural oligonucleotides are C-1 5 Propiertoshi Derivative oligonucleotide substituted with phenoxazine-modified cytosine in which the cytosine in the oligonucleotide is substituted with phenoxazine-modified cytosine,
  • a particular nucleic acid sequence may also include conservatively modified variants (eg, degenerate codon substitutions) and phases, as well as explicitly stated sequences. It is contemplated to include a capture sequence. Concrete In some cases, degenerate codon substitutions are achieved by creating a sequence in which the third position of one or more selected (or all) codons is replaced with a mixed base and / or deoxyinosine residue. Obtain (Batzer et al., Ucleic Acid Res. 19: 5081 (1991); Ohtsuka et al., J. Biol. Chem. 260: 2605-2608 (1985); Rossolini et al., Mol. Cell. Probes 8: 91-98 (1994)).
  • the gene vaccine of the present invention usually takes this polynucleotide form and usually needs to be translated into an amino acid form, it can be transcribed and translated in vivo (for example, a naturally occurring form). (Comprising nucleotides) is preferred, but not limited thereto.
  • nucleic acid molecule as used herein is also used interchangeably herein with nucleic acids, oligonucleotides, and polynucleotides and includes cDNA, mRNA, genomic DNA, and the like.
  • a nucleic acid or nucleic acid molecule may be included in the term "gene”.
  • a nucleic acid molecule encoding a gene sequence also includes "splice variants (variants, variants).”
  • a particular protein encoded by a nucleic acid includes any protein encoded by a splice variant of the nucleic acid.
  • splice variants are the products of alternative splicing of a gene.
  • the initial nucleic acid transcript may be spliced such that different (alternate) nucleic acid splice products encode different polypeptides.
  • the mechanism of production of splice variants varies, but involves alternative splicing of exons.
  • Another polypeptide derived from the same nucleic acid by read-through transcription is also encompassed by this definition. Any product of a splicing reaction, including recombinant forms of the splice product, is included in this definition. Therefore, the splice variant thereof can also be included in the gene of the present invention. Such variants are useful in the diagnosis and treatment of the present invention.
  • gene refers to a factor that defines a genetic trait. Tampa Those that define the primary structure of proteins are called structural genes, and those that control their expression are called regulatory genes (eg, promoters). As used herein, a gene includes a structural gene and a regulatory gene unless otherwise specified. Therefore, a gene such as ubiquitin usually includes both a structural gene such as ubiquitin and a transcriptional or translational regulatory sequence such as a promoter such as ubiquitin. In the present invention, these regulatory sequences can also be used for diagnosis. As used herein, “gene” generally refers to “polynucleotide”, “oligonucleotide” and “nucleic acid”.
  • gene product also refers to “polynucleotide”, “oligonucleotide” and “nucleic acid” expressed by a gene and / or “protein”, “polypeptide”, “oligopeptide” and “polynucleotide”. Peptide ". Those skilled in the art can understand what a gene product is, depending on the situation.
  • homology of a gene refers to the degree of identity between two or more gene sequences.
  • the higher the homology between two genes the higher the identity or similarity between their sequences.
  • Whether the two genes have homology can be determined by direct sequence comparison, or, in the case of nucleic acids, by the hybridization method under stringent conditions.
  • the DNA sequences between the gene sequences are typically at least 50% identical, preferably at least 70% identical, more preferably at least 80% identical. If they are%, 90 ° / 0 , 95%, 96%, 97%, 98% or 99% identical, then the genes are homologous.
  • similarity of a gene refers to the homology of two or more gene sequences when conservative substitutions are regarded as positive (identical) in the above homology. , The degree of identity to each other. Thus, if there are conservative substitutions, identity and similarity will vary depending on the presence of the conservative substitution. If there are no conservative substitutions, identity and similarity are the same Indicates a value.
  • sequences having high similarity or homology to the elements used, such as ubiquitin and cancer antigens can also be used.
  • amino acid may be natural or non-natural as long as the object of the present invention is satisfied.
  • “Derivative amino acid” or “amino acid analog” refers to one which is different from a naturally occurring amino acid but has the same function as the original amino acid. Such derivative amino acids and amino acid analogs are well known in the art.
  • natural amino acid means the L-isomer of a natural amino acid.
  • Natural amino acids include glycine, alanine, palin, leucine, isoleucine, serine, methionine, threonine, pheninolealanine, tyrosine, tryptophan, cystine, proline, histidine, aspartic acid, asparagine, glutamic acid, glutamine, glutamine, and glutamine. Rupoxyglutamic acid, arginine, orditin, and lysine. Unless otherwise indicated, all amino acids in the present specification are L-forms, but forms using D-form amino acids are also within the scope of the present invention.
  • unnatural amino acid refers to an amino acid that is not normally found in nature in proteins.
  • unnatural amino acids include D-form and L-form of norleucine, para-nitrophen-l-alanine, homopheninoleanine, parafluoropheninolealanine, 3-amino-12-benzinolepropionic acid, and humanoreginin. Luranine.
  • amino acid analog refers to a molecule that is not an amino acid but has similar properties and / or functions to an amino acid.
  • amino acid analog include, but are not limited to, etyonine, canavanine, 2-methylglutamine, and the like.
  • Amino acid mimetics as examples of amino acid analogs, refer to compounds that have a structure that is different from the general chemical structure of an amino acid, but that functions in a manner similar to a naturally occurring amino acid.
  • nucleotide may be natural or non-natural.
  • derivative nucleotide or “nucleotide analog” refers to a nucleotide different from a naturally occurring nucleotide but having the same function as the original nucleotide.
  • derivative nucleotides and nucleotide analogs are well known in the art. Examples of such derivative nucleotides and nucleotide analogs include phosphorothioate, phosphoramidate, methylphosphonate, chiral methylphosphonate, 2-0-methylribonucleotide, peptide-nucleic acid (PNA), It is not limited to. In the present invention, any analog may be used as long as the gene product is expressed.
  • a genetic vaccine containing natural nucleotides is used. This is because the natural form is more likely to be translated into a peptide.
  • “corresponding” amino acid and nucleic acid refer to a polypeptide and a nucleic acid molecule having the same action as a predetermined amino acid and nucleic acid in a polypeptide and a nucleic acid molecule as a reference for comparison, or Refers to amino acids and nucleic acids predicted to have, for example, in ubiquitin, it is located at the same position as the sequence responsible for linkage to lysine (for example, C-terminal glycine) and has the same contribution to catalytic activity Refers to amino acids and nucleic acids that encode them. For example, if it is a nucleic acid sequence, it may be a portion that exhibits the same function as the nucleic acid sequence or a specific portion encoded by the nucleic acid sequence.
  • a “corresponding” gene refers to a gene that is expected to have, or have the same effect as, a given gene in a species to be compared with in a certain species. Genes that have the same evolutionary origin when there are multiple genes having such an action. Thus, the corresponding gene for a gene may be an ortholog of that gene. Therefore, genes corresponding to genes such as human ubiquitin, T cell target sequences, cancer antigens, etc. are available in other animals (mouse, rat, pig, mouse, etc.). Can also be found in Such corresponding genes can be identified using techniques well known in the art.
  • a corresponding gene in a certain animal can be obtained by using, as a query sequence, the sequence of a gene serving as a reference for the corresponding gene (eg, a gene for human ubiquitin, a T cell target sequence, a cancer antigen, etc.). (Eg, mouse, rat) by searching a sequence database, or by screening the library in a diet experiment.
  • a gene serving as a reference for the corresponding gene eg, a gene for human ubiquitin, a T cell target sequence, a cancer antigen, etc.
  • search refers to finding a nucleobase sequence having a specific function and / or property by using one nucleobase sequence electronically, biologically, or by another method. That means.
  • search refers to finding a nucleobase sequence having a specific function and / or property by using one nucleobase sequence electronically, biologically, or by another method. That means.
  • Bio searches include stringent hybridization, macroarrays in which genomic DNA is affixed to a membrane, or microarrays (microarray assays) affixed to glass plates, PCR and in situ hybridizations. And the like, but not limited thereto.
  • ubiquitin, T cell target sequence for example, cancer antigen
  • the like should also include a corresponding gene identified by such electronic search and biological search. .
  • fragment refers to a polypeptide or polynucleotide (having a length of n) of 1 to! A polypeptide or polynucleotide having a sequence length of 1 to 1.
  • the length of the fragment can be changed as appropriate according to its purpose.
  • the lower limit of the length may be a polyp In the case of tide, it includes 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50 and more amino acids and is not specifically listed here Integer lengths (eg, 11) may also be appropriate as lower bounds.
  • nucleotides of 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 75, 100 and more nucleotides may be mentioned. Lengths represented by unlisted integers (eg, 11) may also be appropriate as lower bounds.
  • the lengths of the polypeptide and the polynucleotide can be represented by the number of amino acids or nucleic acids, respectively, as described above. Alternatively, the above-mentioned number as the lower limit is intended to include a few above and below (or, for example, 10% above and below) the number. In order to express such an intention, in this specification, "about” may be used before a number. It should be understood, however, that the presence or absence of “about” does not affect the interpretation of that number. It is understood that such fragments can also be used for the ubiquitin and T cell target sequences of the present invention as long as they have the function.
  • polynucleotide that hybridizes under stringent conditions refers to well-known conditions commonly used in the art. Using a polynucleotide selected from the polynucleotides of the present invention as a probe, a colony hybridization method, a plaque hybridization method, a Southern blot hybridization method, or the like is used. Such a polynucleotide can be obtained. Specifically, polynucleotides that hybridize under stringent conditions can be obtained by using a filter on which DNA derived from colonies or plaques is immobilized, in the presence of 0.7 to 1.0 M NaCl, at 65 ° C.
  • a 0.1- to 2-fold concentration of 330 (saline-sodium citrate) solution (The composition of a 1-fold concentration SSC solution is 150m M sodium salt, 15 mM sodium citrate) and washing the filter under 65 ° C condition.
  • Neubridization is described in experimental books such as Molecular Cloning 2nd ed., Current Protocols in Molecular Biology, Supplement 1-38, DNA Cloning 1 'Core Techniques, A Practical Approach, Second Edition, Oxford University Press (1995). It can be performed according to the method that has been performed.
  • sequences containing only the A sequence or only the T sequence are preferably excluded from the sequences that hybridize under stringent conditions.
  • polynucleotide capable of hybridizing refers to a polynucleotide that can hybridize to another polynucleotide under the above hybridization conditions.
  • Specific examples of the hybridizable polynucleotide include polynucleotides having at least 60% or more homology with the nucleotide sequence of DNA encoding the polypeptide having the amino acid sequence specifically shown in the present invention, preferably Polynucleotides having a homology of 80% or more, more preferably polynucleotides having a homology of 95% or more.
  • Amino acids are referred to herein by either their commonly known three-letter symbols or by the one-letter symbols recommended by IUPAC—I UB B 1 och emica 1 Nomenclature Comm lss ⁇ onl. May be mentioned. Nucleotides may also be referred to by the generally recognized one-letter code. In the present specification, the comparison of the similarity, identity and homology between the amino acid sequence and the base sequence is calculated using FASTA which is a sequence analysis tool, using default parameters.
  • variant refers to a substance in which a substance such as an original polypeptide or a polynucleotide is partially modified.
  • variants include substitutional variants, addition variants, deletion variants, truncated variants, allelic variants, and the like.
  • variants include: A reference nucleic acid molecule or polypeptide includes, but is not limited to, one or more substitutions, additions and Zs or deletions, or one or more substitutions, additions and / or deletions.
  • Alleles refer to genetic variants that belong to the same locus and are distinct from each other. Therefore, “allelic variant” refers to a variant that has an allelic relationship to a certain gene.
  • allelic variants usually have sequences that are identical or very similar to their corresponding alleles, usually have nearly identical biological activities, but rarely have different biological activities. Some have a life.
  • “Species homolog or homolog (homo1 ⁇ g)” refers to homology (preferably 60% or more homology, more preferably, homology at the amino acid level or nucleotide level) to a certain gene in a certain species. Is 80% or more, 85% or more, 90% or more, and 95% or more homology). A method for obtaining such a species homolog is apparent from the description of the present specification.
  • orthologs ortho 1 og
  • orthologous heritage children orthologousene!
  • refers to a gene derived from a species differentiation from common ancestor with two heritage I child force s.
  • the human and mouse a hemoglobin genes are orthologs
  • the human ⁇ -hemoglobin gene and ⁇ -hemoglobin gene are paralogs (genes generated by gene duplication).
  • the ortholog of the present invention is also useful in the present invention, since an ortholog can usually fulfill the same function as that of the original species in another species. Can be
  • the term “conservative (modified) variant” applies to both amino acid sequences and nucleic acid sequences.
  • a conservatively modified variant refers to a nucleic acid that encodes the same or essentially the same amino acid sequence; if the nucleic acid does not encode an amino acid sequence, it is essentially the same.
  • An array Due to the degeneracy of the genetic code, a large number of functionally identical nucleic acids can Codes Parkin. For example, the codons GCA, GCC, GCG, and GCU all encode the amino acid alanine.
  • nucleic acid variation is a "silent modification (mutation)," which is one type of conservatively modified mutation.
  • Every nucleic acid sequence herein which encodes a polypeptide also describes every possible silent variation of the nucleic acid.
  • each codon in a nucleic acid except AUG, which is usually the only codon for methionine, and TGG, which is usually the only codon for tryptophan is required to produce a functionally identical molecule. It is understood that it can be modified.
  • each silent variation of a nucleic acid which encodes a polypeptide is implicit in each described sequence.
  • Silent mutations may also be diagnostic indicators of the present invention.
  • modifications may be made to avoid substitution of cysteine, an amino acid that greatly affects the conformation of a polypeptide.
  • Examples of such a nucleotide sequence modification method include cleavage with a restriction enzyme or the like, ligation by a treatment with a DNA polymerase, a K1 enow fragment, DNA ligase, or the like, and site-specific treatment using a synthetic oligonucleotide or the like.
  • Base substitution method (specific site-directed mutagenesis method; Mark Zoller and Michael Smith, Methods in Enzymology, 100, 468-500 (1983)). Modifications can also be made.
  • a nucleic acid can be obtained by a well-known PCR method, and can also be chemically synthesized. These methods may be combined with, for example, a site-specific displacement induction method, a hybridization method, or the like.
  • substitution As used herein, the terms “substitution”, “addition” and “deletion” of a polypeptide or polynucleotide refer to an amino acid or its substitute, or a nucleotide or its substitute for the original polypeptide or polynucleotide, respectively. The thing being replaced, added, and removed. Techniques for such substitution, addition or deletion are well known in the art, and examples of such techniques include site-directed mutagenesis techniques.
  • the number of substitutions, additions, or deletions may be any number as long as it is one or more, and such a number may be a function that is desired in a variant having the substitutions, additions, or deletions (for example, delivery to the proteasome). Etc.) can be increased as long as For example, such a number can be one or several, and preferably within 20%, within 10%, or 100 or less, 50 or less, 25 or less of the total length It can be:
  • antibody refers to polyclonal, monoclonal, human, humanized, multispecific, chimeric, and anti-idiotype antibodies, and fragments thereof, such as F (ab ') 2 and F (ab') 2. Ab fragments, as well as other recombinantly produced conjugates. Further, such antibodies may be covalently linked or recombinantly fused to enzymes, such as alkaline phosphatase, horseradish peroxidase, ⁇ -galactosidase, and the like.
  • neutralizing antibody refers to an antibody that neutralizes the biological activity of enzymes, toxins, bacteria, viruses, and the like.
  • the present invention particularly refers to an antibody that neutralizes a biological activity associated with an antigen containing a cell target sequence.
  • antigen refers to any substrate that can be specifically bound by an antibody molecule.
  • immunogen refers to an antigen that can initiate lymphocyte activation that produces an antigen-specific immune response.
  • epitope refers to a group constituting a structure that determines an antigen.
  • the epitopes contain a set of amino acid residues involved in recognition by a particular immunoglobulin, or, in the case of T cells, T cell receptor proteins. Includes the set of amino acid residues required for recognition by the protein and / or major histocompatibility complex (MHc) receptor.
  • MHc major histocompatibility complex
  • epitopes are molecular features (eg, primary, secondary or tertiary peptide structures and charges) and are recognized by immunoglobulins, T cell receptors or HLA molecules Form the site.
  • Epitopes containing peptides may contain more than two amino acids in a spatial conformation unique to the epitope.
  • an epitope consists of at least five such amino acids, and typically consists of at least six, seven, eight, nine, or ten such amino acids.
  • epitopes are generally preferred because they resemble the antigenicity of the original peptide, but may not always be so in view of conformation.
  • Methods for determining the spatial conformation of amino acids include, for example, X-ray crystallography, and two-dimensional nuclear magnetic resonance spectroscopy.
  • identification of the epitope in a given protein is readily accomplished using techniques well known in the art. See, eg, Geysen et al. (1984) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 81: 3998 (a general method for rapidly synthesizing peptides to determine the location of immunogenic epitopes on a given antigen); US Pat. No.
  • an “isolated” substance eg, a biological agent such as a nucleic acid or protein
  • a biological agent such as a nucleic acid or protein
  • a biological factor for example, in the case of a nucleic acid, a factor other than a nucleic acid or a nucleic acid containing a nucleic acid sequence other than a target nucleic acid; and in the case of a protein, a factor other than a protein and a target Etc.
  • a biological factor for example, in the case of a nucleic acid, a factor other than a nucleic acid or a nucleic acid containing a nucleic acid sequence other than a target nucleic acid; and in the case of a protein, a factor other than a protein and a target Etc.
  • isolated nucleic acids and proteins include nucleic acids and proteins purified by standard purification methods.
  • isolated nucleic acids and proteins include chemically synthesized nucleic acids and proteins.
  • a “purified” substance eg, a biological factor such as a nucleic acid or protein refers to a substance from which at least a part of a factor naturally associated with the substance has been removed. Thus, typically, the purity of the purified material is higher (ie, more concentrated) than in the state in which it is normally present.
  • purified and isolated preferably have at least 75 weight. / 0 , more preferably at least 85% by weight, even more preferably at least 95% by weight, and most preferably at least 98% by weight. / 0 means that the same type of substance exists.
  • gene product such as a gene, a polynucleotide, or a polypeptide
  • gene usually a DNA form
  • polypeptide a gene product
  • gene, polynuclease Refers to the transcription and translation of a peptide or the like into the form of a polypeptide.
  • the transcription of a mRNA to produce mRNA can also be a form of expression.
  • such forms of the polypeptide may have undergone post-translational processing.
  • specifically express a gene means that the gene is expressed at a particular site or stage of the plant at a different (preferably higher) level than at other sites or stages.
  • a certain site for example, a specific site such as a cancer-affected site
  • specifically expressed means to be expressed only at a certain site. Such specific expression can be achieved by using a promoter or the like that induces specific expression.
  • “detection” or “quantification” of gene expression is achieved using an appropriate method including, for example, mRNA measurement and immunological measurement.
  • an appropriate method including, for example, mRNA measurement and immunological measurement.
  • molecular biological measurement methods include, for example, Northern blotting, dot blotting, and PCR.
  • the immunological measurement method include, for example, an ELISA method using a microtiter plate, an RIA method, a fluorescent antibody method, a Western blot method, and an immunohistochemical staining method.
  • Examples of the quantification method include the ELISA method and the RIA method. It can also be performed by a gene analysis method using an array (for example, a DNA array or a protein array).
  • DNA arrays are widely reviewed in (Shujunsha eds., Cell Engineering Separate Volume “DNA Microarrays and the Latest PCR Method”). Protein arrays are described in detail in Nat Genet. 2002 Dec! 32 Suppl: 526-32.
  • Methods for analyzing gene expression include, but are not limited to, RT-PCR, RACE, SSCP, immunoprecipitation, two-hybrid systems, in vitro translation, and the like, in addition to those described above.
  • Such a further analysis method is described in, for example, Genome Analysis Experimental Method. Al, edited by Yusuke Nakamura, Yodosha (2002), etc., and all of those descriptions are incorporated herein by reference.
  • biological activity refers to a factor (eg, a polypeptide or a protein (eg, ubiquitin, a T cell target sequence-containing peptide (eg, a cancer antigen), etc.)) 1S activity that can be possessed in vivo. And includes activities that exert various functions (eg, transport to the proteasome, ability to elicit antibodies, transcription promoting activity, etc.). For example, if two factors interact (for example, binding of ubiquitin and its partner to its partner), its biological activity will depend on the binding between the partner of ubiquitin and its partner and the resulting biological changes (Eg, delivery to the proteasome). '
  • the term "vaccine” refers to an agent, usually an infectious agent or an infectious agent, or an agent capable of producing such an agent or portion, which is administered into the body to generate active immunity. (Eg, a gene sequence, etc.).
  • the antigenic portion of a vaccine can be a natural product, purified from a microorganism (eg, a virus or a bacterium) or a microorganism, a synthetic or engineered protein, peptide, polysaccharide, or similar product, or It can be a nucleic acid molecule comprising a nucleic acid sequence encoding such a protein. Vaccines exert their effects by raising neutralizing antibodies.
  • the term “gene vaccine” refers to a composition of a vaccine that is expressed in a subject to which the vaccine is administered and contains an agent (typically, a nucleic acid molecule) whose expression has the effect of the vaccine. (Eg, suspension or solution).
  • a typical genetic vaccine is a nucleic acid molecule (eg, vector, plasmid, naked DNA, etc.) containing a nucleic acid sequence encoding an antigenic gene product.
  • the immunological effect of the vaccine can be confirmed using any method known in the art. Such methods include, for example,
  • CTL progenitor cell frequency analysis is performed by limiting dilution of peripheral blood lymphocytes or lymphocytes cultured in the presence of antigenic peptides and IL-12 and culturing them in the presence of IL-12 and feeder cells.
  • the proliferating wells are stimulated with the vaccine or its candidate, and the presence or absence of IFN- ⁇ production is measured by ELISA or the like.
  • the frequency of CTL precursor cells can be calculated according to Poisson analysis of the positive cells, and the efficacy of the vaccine can be evaluated.
  • the number of positive cells is the number of antigen-specific CTLs, and it can be said that the greater the number, the higher the efficacy as an actin.
  • an “adjuvant” is a substance that increases or otherwise alters an immune response when mixed with an administered immunogen.
  • Adjuvants are classified as appropriate, for example, as mineral, bacterial, plant, synthetic or host products.
  • pathogen refers to an organism or a factor that can cause a disease or disorder in a host. Pathogens for humans include, but are not limited to, for example, viruses, bacteria, protozoa, rickettsia, chlamydia, fungi, neoplasms (such as cancer). Specific examples of intracellular parasitic pathogens include MPB51, MDP1, Ag85A, Ag85B, HSP65, Mtb72f gene from Mycobacterium tuberculosis, MSP-1 gene from malaria parasite, Toxoplasma gondii SAG-1 gene from S.
  • neoplasms such as cancer
  • pathogen in the sense that they cause a disease or disorder in the host.
  • kuchi Cancers are typically effective, but are not limited to viruses, bacteria, cancer, and the like.
  • prophylaxis or “prevention” refers to treating a disease or disorder before such condition is caused so that the condition does not occur.
  • the term “treatment” refers to preventing the worsening of a disease or disorder when such a condition occurs, preferably maintaining the status quo, more preferably reducing, It preferably refers to fluctuating.
  • Such therapeutic or prophylactic activity when determined for a vaccine of the invention, is preferably tested in vitro prior to use in humans and then in vivo.
  • in vitro assays to demonstrate the therapeutic or prophylactic utility of the gene vaccines of the present invention include the effect of specific binding of the vaccine to cell lines or patient tissue samples.
  • Such tests can be determined using techniques known to those of skill in the art (eg, immunological assays such as ELISA).
  • In vivo tests include, but are not limited to, for example, methods for testing for the ability to raise neutralizing antibodies.
  • cancer or “cancer” is used interchangeably, is atypical, grows faster than normal cells, and is a malignant tumor or tumor that can invade surrounding tissues ruptured or metastasize. It refers to the state in which such a malignant tumor exists.
  • cancers include, but are not limited to, solid cancers and hematopoietic tumors.
  • solid cancer refers to a cancer having a solid form, and is a concept that is opposed to hematopoietic tumors such as leukemia.
  • Such solid cancers include, for example, breast, liver, stomach, lung, head and neck, cervix, prostate, retinoblastoma, malignant lymphoma, esophagus, brain and bone tumors. But not limited to them.
  • the cancers specifically contemplated by the present invention include, for example, lung cancer, melanoma, and stomach cancer. But not limited to them.
  • subject refers to an organism to which the treatment of the present invention is applied, and is also referred to as “patient”.
  • patient refers to an organism to which the treatment of the present invention is applied, and is also referred to as “patient”.
  • patient or subject can preferably be a human.
  • the present invention provides methods of treatment, inhibition and prevention by administering to a subject an effective amount of a gene vaccine of the present invention.
  • the genetic actin of the present invention can be substantially purified (eg, in a state where the substance that limits its effect or produces an undesirable side effect is substantially absent).
  • the animal targeted by the present invention can be any organism (eg, an animal (eg, a vertebrate, an invertebrate)) that has an immune system or a similar system.
  • it is a vertebrate (for example, a metal eel, an alfalfa, a chondrichthye, a teleost, an amphibian, a reptile, a bird, a mammal, etc.), and more preferably a mammal (for example, a monopod, marsupial) , Oligodonts, dermis, winged wings, carnivores, carnivores, longnoses, equinoids, artiodactyla, dentates, squamata, marine animals, whales, primates, rodentskind, egrets).
  • a vertebrate for example, a metal eel, an alfalfa, a chondrichthye, a teleost
  • Exemplary subjects include, but are not limited to, animals such as, for example, mice, stags, pomas, chickens, cats, dogs, and the like. More preferably, primates (eg, chimpanzees, macaques, humans) are targeted. Most preferably, humans are targeted.
  • animals such as, for example, mice, stags, pomas, chickens, cats, dogs, and the like. More preferably, primates (eg, chimpanzees, macaques, humans) are targeted. Most preferably, humans are targeted.
  • such a composition may further include a pharmaceutically acceptable carrier and the like.
  • the pharmaceutically acceptable carrier contained in the medicament of the present invention includes any substance known in the art.
  • the vaccine according to the invention can also comprise any composition that achieves an immune system with a more immunologically favorable immune response in the presence of a disease.
  • vaccines determine the immune determinant and the response It is preferable to use the immune determinant in combination with the immunoassistant.
  • the immunostimulant include, but are not limited to, commonly used, for example, Freund complex aid, Freund non-complex aid, and the like.
  • the vaccine of the present invention is effective without using an immunoassistant.
  • Pharmaceutically acceptable carriers that can be used in the compositions, vaccines, etc. of the present invention include antioxidants, preservatives, coloring agents, flavorings, and diluents, emulsifiers, suspending agents, solvents, fillers, Includes but is not limited to bulking agents, buffers, delivery vehicles, diluents, excipients and / or pharmaceutical adjuvants.
  • the medicament of the invention will be administered in the form of a composition comprising a vaccine, or a variant or derivative thereof, together with one or more physiologically acceptable carriers, excipients or diluents.
  • suitable vehicles may be water for injection, physiological solutions, or artificial cerebrospinal fluid, which may be supplemented with other materials common in compositions for parenteral delivery It is.
  • an acceptable carrier, excipient or stabilizer is non-toxic to the recipient, and is preferably inert at the dosages and concentrations employed, e.g., Phosphate, citrate, or other organic acid; ascorbic acid, a -tocopherol; low molecular weight polypeptide; protein (eg, serum albumin, gelatin or immunoglobulin); hydrophilic polymer (eg, polybutylpyrroli) Amino acids (eg, glycine, dartamine, asparagine, arginine or lysine); monosaccharides, disaccharides and other carbohydrates (including glucose, mannose or dextrin); chelating agents (eg, EDTA); sugar alcohols (eg, For example, mannitol or sorbitol ); Salt-forming counterions (eg, sodium); and Z or non-ionic surface activators (eg, Tween, p1 uronic or polyethylene glycol (PEG)) and the
  • Exemplary suitable carriers include neutral buffered saline, or saline mixed with serum albumin.
  • the product is formulated as a lyophilizate using appropriate excipients (eg, sucrose).
  • excipients eg, sucrose
  • Other standard carriers, diluents and excipients can be included as desired.
  • Other exemplary compositions include a Tris buffer at pH 7.0-8.5 or an acetate buffer at pH 4.0-5.5, further comprising sorbitol or a suitable substitute thereof. May be included.
  • the vaccine and the like of the present invention can be administered parenterally in combination with a pharmaceutically acceptable carrier.
  • the medicament of the present invention physiologically acceptable carrier as necessary, excipients or stabilizers (Japanese Pharmacopoeia 14th Edition or its more recent versions, Re mi ngt 0 n 's Ph a rma ceutical S ciences, 18 th Edition, AR Gennaro, ed., Mack Publishing Company, 1990, etc.) and a sugar chain composition having a desired degree of purity. It can be prepared and stored in the form of a lyophilized cake or aqueous solution.
  • the present invention contemplates any route of administration.
  • Techniques that can be used to administer the vaccine of the invention include, for example, aqueous solutions, ribosomes, microparticles, microcapsules, and the like. Therefore, the vaccine of the present invention can be administered orally or parenterally. Examples of such administration methods include oral administration, parenteral administration (for example, intravenous administration, intramuscular administration, subcutaneous administration, intradermal administration, mucosal administration (intranasal, intravaginal, respiratory, oral, rectal mucosa) And intestinal mucosa ), Topical administration to the affected area, dermal administration, etc.).
  • the vaccines used in the present invention preferably do not contain pyrogens.
  • compositions can be readily performed by those skilled in the art by considering the pH, isotonicity, stability, and the like.
  • Formulations for such administration may be provided in any form.
  • Such preparation forms include, for example, liquid preparations, injections, and sustained-release preparations.
  • Examples of the method of introduction include, but are not limited to, administration as an oral preparation, inhalation (eg, lungs), injection using a syringe, catheter, or tube, needleless injection, and a gene gun. In this case, it can be administered together with other biologically active agents.
  • the amount of vaccine used in the prophylactic method of the present invention depends on the purpose of use and the target disease.
  • the frequency of applying the treatment method of the present invention to a subject (or patient) also depends on the purpose of use, the target disease (type, severity, etc.), the age, weight, medical history, and course of the patient. Thus, those skilled in the art can easily determine.
  • the frequency may be, for example, daily-once every few months (eg, once a week, once a month) or once every year before the epidemic. It is preferable to administer once a week to once a month while observing the course, and it is advantageous to carry out booster immunization at least about one week apart. More preferably, the interval between booster immunizations can be at least about 3 weeks.
  • administering means providing the vaccine or the like of the present invention or a pharmaceutical composition comprising the same, alone or in combination with other therapeutic agents, to a host to be treated.
  • the combinations may be administered, for example, either simultaneously as a mixture, separately but simultaneously or concurrently; or sequentially.
  • La ⁇ This includes the indication that the combined agents are administered together as a therapeutic mixture, and that the procedure in which the combined agents are administered separately but simultaneously (eg, through separate mucous membranes to the same individual). Also includes. "Combination" administration
  • the method further comprises separately administering one of the compounds or agents given in 1 followed by the second.
  • the administration of the vaccine in the present invention may be performed by any method, but it is advantageous to use needleless injection. This is because administration can be performed without imposing an excessive burden on the patient.
  • the needleless syringe according to the present invention refers to a device without a needle, which moves a piston by gas pressure or the elastic force of an elastic member to inject a drug solution into the skin, thereby subcutaneously, more preferably subcutaneously, a drug component.
  • ShimaJet TM manufactured by Shimadzu Corporation
  • Medi-Jector Vision TM manufactured by Elitemedical
  • PenJet manufactured by PenJet
  • a gene gun is a medical / experimental device capable of in vivo gene transfer by accelerating DNA-coated high-density particles such as gold and tungsten using gas pressure such as helium.
  • the advantages of a gene gun are that small amounts of DNA can be efficiently transfected into cells and that different operators can obtain stable results.
  • Helios Gene Gun manufactured by Bio-Rad, USA, etc. is sold and can be used. (See below) htt: // www. bio-rad. com / B2B / BioRad / product / br_category. j sp? B
  • the ⁇ instruction '' refers to a method for administering or diagnosing the medicament of the present invention.
  • This instruction describes a word indicating a procedure for administering the diagnostic agent, the prophylactic agent, the medicine, and the like of the present invention.
  • the instructions must be prepared in accordance with the format prescribed by the competent authority of the country in which the invention is implemented (for example, the Ministry of Health, Labor and Welfare in Japan, and the Food and Drug Administration (FDA) in the United States), and shall be prepared by the competent authority. Specifies that it has been approved.
  • package inserts which are usually provided on paper, but are not limited to, e.g., films attached to bottles, electronic media (e.g., provided on the Internet) It can also be provided in the form of a homepage (website), e-mail).
  • the termination of the prophylactic treatment according to the method of the present invention can be determined by confirming antibodies raised by use of a commercially available assay or equipment.
  • the present invention also provides a pharmaceutical package or kit comprising a container containing the vaccine of the present invention.
  • a notice in the form of a government agency that regulates the manufacture, use or sale of pharmaceuticals or biological products may optionally accompany such containers, and this notice may include the manufacture, use, or Or an approval by a government agency for sale.
  • DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS OF THE INVENTION Preferred embodiments of the present invention will be described below. It is understood that the embodiments provided below are provided for a better understanding of the present invention, and the scope of the present invention should not be limited to the following description. Therefore, it is apparent that those skilled in the art can appropriately make modifications within the scope of the present invention in view of the description in the present specification.
  • the present invention provides a gene vaccine comprising a nucleic acid sequence encoding ubiquitin and a nucleic acid sequence encoding an antigen protein including a T cell target sequence.
  • a genetic vaccine has the property that ubiquitin possesses the tropism for the proteasome, so that antigens recognized by T cells (eg, pathogens such as viruses, bacteria, and cancer cells) can be efficiently transported to the proteasome.
  • T cells eg, pathogens such as viruses, bacteria, and cancer cells
  • Such genetic vaccines can be spliced as necessary by designing and constructing a nucleic acid sequence encoding ubiquitin, and designing and constructing a nucleic acid sequence encoding an antigen protein including a T cell target sequence. Can be produced. Such constructions can be performed using molecular biology or genetic engineering techniques well known in the art, and the techniques described herein may be based on the forces described herein, or the literature cited. Is described.
  • the present invention provides a nucleic acid construct comprising a nucleic acid sequence encoding ubiquitin and a nucleic acid sequence encoding an antigen protein including a ⁇ cell target sequence.
  • Such nucleic acid constructs may be ligated as necessary by designing and constructing a nucleic acid sequence encoding ubiquitin, and designing and constructing a nucleic acid sequence encoding an antigen protein including a ⁇ cell target sequence. Can be produced.
  • Such constructions can be performed using molecular biology or genetic engineering techniques well known in the art, and such techniques are described in the literature described or cited herein. Has been described.
  • the content of the ubiquitin gene according to the present invention can be appropriately changed depending on various factors, it is 1 g to 20 / Z g, preferably 6 ⁇ g to 9 ⁇ g per mouse (20 g). But not limited to them.
  • the content of the antigen gene according to the present invention can be appropriately changed depending on various factors, it is 1 ⁇ g to 20 g, preferably 6 g to 9 ⁇ g per mouse (20 g). It is not limited to them.
  • the ubiquitinated gene and antigen gene are constructed by the RT-PCR method described above, but are not limited to this method. Specifically, DNA is synthesized from RNA by using reverse transcriptase in the first reaction, and after that, only a specific portion of the DNA chain is repeatedly replicated by PCR, and a small amount of DNA is amplified. Transform into Escherichia coli and perform shaking culture in a 37 ° C constant temperature bath (about 16 hours). Thereafter, centrifugation is performed, the supernatant is discarded, and the bacterial cell component as a precipitate is dissolved in a Tris-HC1 / EDTA solution.
  • the bacterial components are lysed with an alkaline solution of NaOH / SDS, and after the lysis, the reaction is neutralized with a neutralizing solution of acetic acid lime to stop the reaction. Then, the solution is added to an anion exchange resin column for nucleic acid purification for 1 oad, the column is washed with NaCl / potassium acetate solution, and eluted with NaClZTris-HC1. In addition, the fact that the gene is actually expressed in the cell can be confirmed by transfecting the COS cell.
  • the nucleic acid sequence encoding the T cell target sequence used in the present invention is characterized by the fact that the peptide having the amino acid sequence encoded by the nucleic acid sequence has the reactivity of cTL. . Whether a factor has CTL reactivity can be determined by confirming whether CTL is activated when a trapping factor is administered to a host having a T cell immune system. . Factors that activate such CTLs typically have a characteristic amino acid sequence that is between 8 and 10 amino acids in length, and such sequences are exemplified in the Tables herein. Without limitation, any factor can be used as long as it activates CTL. Accordingly, variants having at least one mutation selected from the group consisting of substitutions, additions and deletions of one or several amino acids of the specific sequence exemplified in the table V are also provided herein. It can be used in the invention.
  • the nucleic acid sequence encoding the T cell target sequence used in the present invention usually encodes a peptide consisting of at least 7, more usually at least 8 amino acids, more preferably 7 to 1
  • a peptide consisting of 0 amino acids is coded, but is not limited thereto.
  • Such amino acid sequences are exemplified elsewhere herein.
  • a nucleic acid sequence encoding such an amino acid sequence can be prepared by designing the code using common sense in molecular biology.
  • Such a coding sequence may be any sequence as long as it can be translated into the target amino acid sequence in the host, but preferably, transcription and translation are performed by utilizing the codon frequency often used in the host. It is advantageous to use a more efficient arrangement.
  • a preferred T cell target sequence comprises at least 7, more preferably at least 8 amino acids, and wherein the second, first or third (preferably second) amino acid sequence is hydrophobic.
  • Sex amino acids Eg, Val, Leu, Ile, Tyr or Phe
  • the eighth, ninth or tenth (preferably the ninth) sequence is a hydrophobic amino acid (eg, Val, L eu, Ph e or lie), but is not limited to these. This is because such sequences are known to be easily targeted by CTL in certain situations. However, it is understood that such a preferred arrangement may vary depending on the situation. Also, by understanding such fluctuations and applying it to actual gene vaccine production, a gene vaccine with few side effects can be produced.
  • the antigenic protein comprising a T cell target sequence used in the present invention is selected from the group consisting of a pathogen protein (eg, a protein of a virus, a bacterium, a fungus, a parasite, a protozoan, etc.) and a cancer antigenic protein. Including the protein to be purified.
  • a pathogen protein eg, a protein of a virus, a bacterium, a fungus, a parasite, a protozoan, etc.
  • a cancer antigenic protein eg., a protein of a virus, a bacterium, a fungus, a parasite, a protozoan, etc.
  • the antigen protein has remarkable properties as an epitope.
  • this antigen protein is not necessarily required to be epitope when present in its natural state. This is because any protein can be used as long as it has antigenicity when the antigen protein is actually expressed on a cell as a protein.
  • the antigen protein is an autologous tumor antigen. This is because it has been found that cancer can be efficiently treated or prevented by using an autologous tumor antigen.
  • a known autologous tumor antigen may be used, or a new protein may be used by confirming whether or not it is a new self tumor antigen. Whether or not it is an autologous tumor antigen can be confirmed using a method known in the art.
  • the antigen protein used in the present invention may be a melanosome protein, an S-swelling-specific mutant peptide, a cancer-associated antigen, a cancer-specific transplantation antigen, an antigen derived from a cancer virus, and the like.
  • H3 Diseases associated with these antigens can be prevented or treated.
  • the antigenic protein used in the present invention may be TRP2, MUT1, MUT2, etc., and is specifically described, for example, in Table A.
  • Such sequences can vary depending on the host to be administered. In such cases, it may be advantageous to test the host, such as HLA, in advance for the intended host. This is because a specific sequence can be selected.
  • the antigenic protein used in the present invention is a melanomeric antigen. To date, several melanomeric antigens have been defined that can activate the immune response. In particular, melanocyte lineage differentiation antigen (MDA) is of paramount importance in inducing an immune response.
  • MDA melanocyte lineage differentiation antigen
  • Tyrosinase-related protein 2 (TRP-2) is one of the MDAs expressed in both normal and malignant melanocytes in humans and mice. CTL plays a major role in antitumor immunity. Some epitopes recognized by human CD8 + T cells are related to the TRP-2 protein (Noppen C., et al., Int. J. Cancer 87., 241-246 (2000)).
  • the antigenic peptide of the present invention is advantageously a full-length gene.
  • Such full-length antigen gene e.g., self-TRP-2
  • immune offer many advantages over vaccines strategy one using 8-9 mer peptides such as human TRP_2 181 _ 188.
  • ubiquitin-fused antigens are rapidly degraded by the ubiquitin-proteasome pathway, and the effects of various peptides containing T cell target sequences (also known as CTL epitopes) that can be presented to many types of MHC class I. Production. In other words, this type of vaccination is available for patients with various types of MCH Class I.
  • the incidence of side effects is lower compared to vaccines that use vector viruses or heterologous peptides / genes.
  • the latter type of vaccine causes certain side effects.
  • This side effect is mediated, for example, by antibody neutralization, anaphylaxis mediated by allophilic antibodies, and CD4 + T cells that recognize foreign / heterologous or vector virus antigens (including vaccines) It is a systemic inflammatory disease.
  • the antigen gene having the T cell target sequence is a naturally-occurring antigen gene and a full-length sequence or a sequence close thereto (for example, 80% or more, 90% or more of the whole). ) May be advantageous, but not limited thereto.
  • the ubiquitin used in the present invention may be any ubiquitin. Because ubiquitin is widely conserved across species, different species of ubiquitin sequences can also be used.
  • sequences include, for example, as shown in the nucleic acid sequence, SEQ ID NOs: 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 2, 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52, 54, 56, 58 and 60 and nucleic acid sequences encoding the variants thereof.
  • SEQ ID NOs: 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 2, 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52, 54, 56, 58 and 60 and nucleic acid sequences encoding the variants thereof.
  • ubiquitin used in the present invention is advantageously modified to be resistant to cleavage by proteases.
  • the efficiency of transport to the proteasome is increased.
  • Modification to have such resistance can be performed using a method known in the art. Modifications can be made using molecular biology or genetic engineering techniques.In actual screening, protease resistance is confirmed by biochemical techniques or, if necessary, to the proteasome. The effect can be confirmed by checking the transportation efficiency.
  • Step 6 Examples of such altered resistance include, but are not limited to, replacing Gly at the C-terminus of ubiquitin with an amino acid other than Gly.
  • altering Gy degrades more rapidly than unfused proteins in a manner dependent on the ubiquitin-proteasome system.
  • Gy at the C-terminus of ubiquitin is advantageously substituted with Ala, but is not limited thereto. It should be understood that this is expected.
  • ubiquitin used in the genetic vaccine of the present invention has the sequence shown in SEQ ID NO: 22.
  • the nucleic acid sequence encoding ubiquitin and the nucleic acid sequence encoding the antigen protein are ligated without any intervening sequence.
  • the absence of an intervening sequence has the effect of promoting polyubiquitination and increasing the efficiency of proteasome processing. Conventionally, it has been reported that the presence of an intervening sequence is superior in terms of processing and the like, but it is unexpectedly preferable to directly link a sequence encoding an antigen gene including a T cell target sequence. found.
  • the nucleic acid sequence encoding ubiquitin and the nucleic acid sequence encoding the antigen protein are linked without any intervening sequence, and the C-terminal G1y of ubiquitin is replaced with an amino acid other than G1y. Is done.
  • the present invention has revealed that a ubiquitin-containing product in this manner is efficiently polyubiquitinated, and processing by the proteasome is efficiently induced.
  • the sequence encoding ubiquitin is located at the N-terminus of ubiquitin such that the antigen protein is fused. This is because such an arrangement promotes polyubiquitination and increases the efficiency of proteasome processing. Conventionally, it has been considered preferable to interpose an intervening sequence between them (W098 / 45444, etc.). Has been found to be more convenient to achieve the desired effect.
  • the sequence encoding ubiquitin is arranged such that the antigen protein is fused to the N-terminus of ubiquitin, and the Gy at the C-terminus of ubiquitin is modified. It is replaced by an amino acid other than G 1 y. This is because a ubiquitin-containing product in such a manner is more efficiently polyubiquitinated, and processing by the proteasome is efficiently induced.
  • the nucleic acid sequence encoding ubiquitin is arranged such that it is fused in a manner that does not remove ubiquitin.
  • a representative example of such a mode includes, but is not limited to, substituting Gly at the C-terminus of ubiquitin with a sequence other than Gly. Since Gly at the C-terminus of ubiquitin plays a role in the interaction with the target sequence, a similar effect can be achieved by modifying the interaction to inhibit the interaction. Such inhibition includes, but is not limited to, adding a sequence of completely different nature, or adding a bulky amino acid sequence.
  • the genetic vaccine is advantageously, but not exclusively, a naked DNA (and thus does not use a viral vector). Therefore, the gene vaccine of the present invention can be carried using any vector.
  • the present invention introduces a DNA vaccine to efficiently express an antigen containing a T cell target sequence on an APC class I molecule, Furthermore, by providing a genetic vaccine containing an antigen gene containing a T cell target sequence and a ubiquitin gene (preferably, both are fused),
  • an antigen containing a cell target sequence it is possible to carry an antigen containing a cell target sequence to the proteasome system.
  • an antigen containing a cell target sequence together with a ubiquitin gene that is a Tag molecule to a proteasome, an antigen-specific killer T cell containing a T cell target sequence can be obtained. Induces strong antipathogenic (eg, anticancer) immunity.
  • CD8 + killer T cells specifically against antigens of pathogens including cancer antigens such as melanoma, lung cancer and stomach cancer
  • MHC class I molecules of antigen presenting cells It is essential.
  • melanomeric antigen is treated with proteasome which is a cytoplasmic enzyme.
  • the gene encoding ubiquitin, which is a tag molecule leading to the proteasome is linked to an antigen gene containing a T cell target sequence, and, for example, the gene is directly introduced into the cytoplasm by a gene gun to obtain cells.
  • a protein complex (preferably a fusion) of an antigen containing a T cell target sequence, such as a melanoma antigen, and ubiquitin is produced within the substance, and an antigen containing a T cell target sequence, such as a melanoma antigen, is produced by this operation.
  • an antigen containing a T cell target sequence such as a melanoma antigen
  • cytokine gene therapy using a gene gun is highly safe because the target protein is supplied in a small amount and continuously for a fixed period of time, and is effective without the need for daily administration.
  • the expressed protein differs from the recombinant protein synthesized in Escherichia coli in that preferred post-translational modification in the host to which it is administered is performed.
  • the genetic vaccine of the invention is for treating or preventing a disease or disorder associated with a T cell target sequence.
  • diseases or disorders include, but are not limited to, for example, diseases or disorders associated with parasites, viral diseases or disorders, bacterial diseases or disorders, and neoplasms (eg, cancer).
  • the present invention provides a genetic vaccine for treating cancer. This is because the phenomenon of efficient degradation of cancer cells by the proteasome was unexpectedly confirmed by linking a cancer antigen gene to a sequence encoding ubiquitin.
  • the genetic vaccine of the invention comprises melanoma, lung cancer, stomach cancer, breast cancer, liver cancer, head and neck cancer, cervical cancer, prostate cancer, retinoblastoma, malignant lymphoma, esophageal cancer, brain tumor, Bone tumor, adenocarcinoma, squamous cell carcinoma, squamous cell carcinoma, thymic carcinoma, lymphoma, sarcoma, non-Hodgkin lymphoma, Hodgkin lymphoma, leukemia, uterine cancer, breast cancer, ovarian cancer, knee cancer, colon cancer, multiple bone marrow
  • these cancers generally have a T cell target sequence, and it has been shown that the effect of the present invention can be exerted by linking that sequence to a sequence encoding ubiquitin. It is.
  • the genetic vaccine of the present invention confers protective immunity against diseases caused by antigenic proteins. Therefore, the gene vaccine of the present invention provides protection against such diseases. Whether to provide protective immunity can be determined by observing the production of neutralizing antibodies and the like.
  • the genetic vaccine of the present invention confers a therapeutic effect on a disease caused by an antigen protein.
  • the genetic vaccine of the invention induces CD8 + T cells.
  • Lead the T cell target sequence used in the present invention can effectuate target cell or pathogen degradation by CTL through this stimulation of CD8 + cells.
  • the gene vaccine of the present invention is administered by needleless injection.
  • Needleless injection is commonly used to introduce nucleic acid forms of the agent into the body, and the present invention is intended to provide such painless and, therefore, little pain to the administered patient.
  • an effect of being able to provide an effective therapeutic or preventive effect is achieved.
  • any technique known in the art can be used. Examples of such techniques are as performed elsewhere in this document.
  • the genetic vaccine of the present invention further comprises particles.
  • the inclusion of such particles makes the gene vaccine of the present invention a more suitable form for a gene gun.
  • the particles used here are advantageously, but not limited to, gold particles. Gold particles are commonly used particles because of their high transformation efficiency.
  • the present invention provides a method for producing the genetic vaccine or the genetic construct of the present invention, comprising: a nucleic acid sequence encoding ubiquitin; and a nucleic acid sequence encoding an antigen protein including a T cell target sequence.
  • a method comprising operably coupling.
  • the ubiquitin and T cell target sequences are as described above. Operably linking such two sequences can also be accomplished using techniques well known in the art.
  • the present invention provides a method for preventing or treating a disease caused by an antigen protein containing a T cell target sequence.
  • This method A) administering a gene vaccine to a patient, comprising a nucleic acid sequence encoding ubiquitin and a nucleic acid sequence encoding an antigenic protein including a T cell target sequence.
  • a gene vaccine used in the treatment method or the prevention method of the present invention, any form as described above can be used.
  • the gene vaccine is administered by a gene gun (genegun).
  • the gene vaccine of the invention is also administered by needleless injection. Needleless injection is also known in the art and can be performed using any commercially available device.
  • the disease or disorder targeted by the treatment method and the prevention method of the present invention may be any disease or disorder as long as it is a disease or disorder related to a ⁇ cell target sequence.
  • the disease or disorder include viruses, bacteria, fungi, Examples include, but are not limited to, parasites (protozoa, protozoa, leishmania, toxoplasma, etc.) and neoplasms (eg, cancer).
  • the genetic vaccine of the present invention is used mainly for tumor diseases, specifically, for liver cancer, glioma, neuroblastoma, sarcoma and lung, colon, breast, bladder, ovary, testis, It can be used effectively for the treatment or prevention of various types of cancer and leukemia including cancer of the prostate, testicular tumor, ovary, neck, knee, stomach, large intestine, small intestine and other organs.
  • the gene vaccine of the present invention is administered before, during or after the onset of the disease.
  • the present invention will be used for prophylactic purposes, and after the onset of the disease, it will be used for therapeutic purposes, but is not limited thereto.
  • one disease or disorder may be treated, or a plurality of diseases or disorders may be treated.
  • the genetic vaccine of the present invention is administered without using a retrovirus. Given. By not using a retrovirus, side effects unique to the retrovirus (such as the occurrence of a viral disease) can be suppressed. This can be said to be one remarkable effect of the present invention in view of the situation where retroviruses were almost indispensable in conventional treatment methods.
  • the present invention provides the use of a composition comprising a nucleic acid sequence encoding ubiquitin and a nucleic acid sequence encoding an antigen protein including a T cell target sequence as a gene vaccine.
  • the present invention provides the use of a composition comprising a nucleic acid sequence encoding ubiquitin and a nucleic acid sequence encoding an antigen protein including a T cell target sequence, for producing a genetic vaccine.
  • the detailed description of ubiquitin, ⁇ cell target sequence, gene vaccine, etc. is as described above, and such a preferred embodiment may be selected by appropriately selecting any preferred embodiment according to actual use. Can be implemented.
  • the present invention provides a method comprising selecting an antigen gene containing a T cell target sequence (eg, a cancer antigen gene) and a cytokin (eg, IL-12, IL-15, and IL-18). Genetic vaccines containing a nucleic acid sequence encoding at least one cytokine.
  • a T cell target sequence eg, a cancer antigen gene
  • a cytokin eg, IL-12, IL-15, and IL-18.
  • Such a genetic vaccine of the present invention comprises a sequence encoding an antigen gene including a T cell target sequence such as a cancer antigen gene, and at least one selected from IL-11, IL-15 and IL-18. It can be obtained by including a sequence encoding one cytokine independently and separately or in a nucleic acid construct so that it is expressed together.
  • T cell target sequence is as described above, and any of the embodiments described in the present specification can be used.
  • cytokines can also be appropriately selected. It can be used in a preferred embodiment of the vaccine or medicament of the present invention, as long as it has the preferred activity in the specification (eg, the ability to kill a desired pathogen).
  • a genetic vaccine comprising a combination of a cytokine and an antigen gene may additionally contain ubiquitin.
  • the antigen gene utilizes the preferred embodiment as detailed elsewhere herein.
  • Genetic vaccines having such a sequence can be implemented using techniques known in the art. The production of such vaccines can be performed by applying molecular, biochemical, and genetic engineering techniques as described elsewhere herein.
  • the content of the cytokine gene in the present invention can be appropriately changed depending on various factors, it is 2 / X g to: L 0 ⁇ g, preferably 4 g to 6 ⁇ g per mouse (about 20 g). is there. Outside of this range, the anti-tumor tumor immunity is diminished.
  • the antigen gene and the cytodynamic gene are constructed by the RT-PCR method described above, but are not limited to this method. Specifically, DNA is synthesized from RNA by using reverse transcriptase in the first reaction, and after that, only a specific portion of the DNA strand is repeatedly replicated by PCR, and a small amount of DNA is amplified. Transform into E.
  • the bacterial components are lysed with an alkaline solution NaOH / SDS solution, and after lysis, neutralization is performed with a neutralizing solution acetate lye to stop the reaction. Thereafter, the solution is applied to an anion exchange resin column for nucleic acid purification for 1 oad, the column is washed with a NaCl / acetic acid realm solution, and eluted with NaC1ZTris-HC1.
  • a cancer gene vaccine (UB-TRP-2) containing a gene in which a gene encoding ubiquitin was linked to a cancer antigen gene was prepared.
  • the expression plasmid containing the UB-TRP-2 gene was transformed into Escherichia coli DH5 ⁇ , and cultured with shaking in a constant temperature bath at 37 ° C in LB medium (50 Om1) at 37 ° C for 16 hours.
  • an anion exchange resin column for nucleic acid purification (MARL I GEN) equilibrated with 3 Oml of 60 OmM Na C 1 Z10 OmM sodium acetate (pH 5.0) BIOS CIENCE I NC.), Centrifuged at 12,000 rpm for 10 minutes at room temperature for 10 minutes, and 1 oad of the supernatant was added to 800 mM NaC 1/10 OmM potassium acetate solution. The column was washed with water and eluted with 1.25 M NaCl / 100 mM MTris-HC1 (pH 8.5).
  • an oncogene vaccine (TRP-2 + IL-12) comprising a cancer antigen gene and an IL-12 gene was prepared.
  • the expression plasmid containing the TRP-2 gene was transformed into Escherichia coli DH5 ⁇ , and shaking culture was performed overnight (50016 hours) in a constant temperature bath at 37 ° C. in 500 ml of L ⁇ medium.
  • the expression plasmid containing the IL_12 gene was cultured and purified.
  • TRP-2 The cancer antigen gene (TRP-2) thus obtained is mixed with the IL-112 gene at a ratio of 1: 1.
  • TRP-2 + IL-12 The cancer antigen gene
  • TRP-2 cancer gene vaccine
  • Escherichia coli DH5 was transformed with the expression plasmid containing the TRP-2 gene, and cultured with shaking overnight (50016 hours) in a thermostat at 37 ° C. in 500 ml of LB medium.
  • an oncogene vaccine comprising the IL-12 gene was prepared.
  • Escherichia coli DH5 ⁇ was transformed with an expression plasmid containing the IL-112 gene, and cultured in a thermostat at 37 ° C. in 500 ml of L ⁇ medium with shaking (: 16 hours). Then, centrifuge at 12000 rpm for 10 minutes at 4 ° C, discard the supernatant, and separate the cell components as precipitate from 5 OmMT ris-HC1 (pH 8.0) / 10 mM EDTA solution 1 Om Dissolved in 1.
  • the oncogene vaccine (0.3 mg / kg) prepared in Example 1, Example 2, Comparative Example 1, and Comparative Example 2 was administered to a 10-week-old C57BL / 6 tumor-bearing mouse melanoma (B16F10).
  • B6 Female mice were subcutaneously injected into the abdomen every week using a genegun, and the size of the tumor was observed every three days. Incidentally, six mice were used per group, and the day when the tumor was carried out was designated as day O. The number of melanoma cells that have been challenged is 2 ⁇ 10 5 mice / mouse. The introduction of the genetic vaccine began on day 2. In this way, we investigated which cancer gene vaccines are effective for cancer immunotherapy with DNA vaccines.
  • Figure 1 shows the results.
  • FIG. 1 is a graph showing the cancer immunotherapy effect of the DNA vaccine.
  • Fig. 1 (1) shows the measurement results in the control group (untreated group), (2) shows the measurement results in Example 1 (UB-TRP-2 gene-transferred group), and (3) shows the comparative example. 1 (TRP_2 gene alone transfection group) shows the measurement result, (4) shows the measurement result in Comparative Example 2 (IL-12 alone transfection group), (5) shows Example 2 (TRP-12 gene and IL -12 genes co-introduced group).
  • TRP_2 gene alone transfection group shows the measurement result
  • Comparative Example 2 IL-12 alone transfection group
  • Example 2 TRP-12 gene and IL -12 genes co-introduced group.
  • the horizontal lines in (1) and (5) in Fig. 1 indicate that the tumors are the same size.
  • the melanoma of the C57BL / 6 (B6) mouse in the control group (untreated group) in (1) increases with time, whereas the C57BL / 6 (B 6) The melanoma of the mouse hardly survived even on the 25th day, and a remarkable antitumor effect was observed.
  • the B6 mouse melanomas of Comparative Example 1 and Comparative Example 2 no effect of gene transfer was observed.
  • Example 1 Example 2, Comparative Example 1, and Comparative Example 2 was all introduced into a normal tissue site, and did not necessarily require introduction into a carcinogenic site. It was effective on both tissue sites.
  • the lung metastasis effect of melanoma by the DNA vaccine was examined. In this experiment, 2 ⁇ 10 5 melanomas were transferred intravenously on the 14th day of cancer (day 4) using 4 animals per group, and the number of metastases in the lung was counted. The results are shown in Table 1 (Table 1). ⁇ table 1 ⁇
  • CD8 + T cells recognize MHC class I differential peptides derived from endogenous antigens, such as oncogene products or viral antigens located in the cytoplasm. Prior to presentation of the antigen by MHC class I molecules, the antigen must be ubiquitinated and then processed by the proteasome into an antigenic peptide.
  • the present inventors have constructed a chimeric DNA encoding a fusion protein in which mouse ubiquitin (UB) has been linked to the N-terminus of full-length mouse TRP-2 (mTRP-2), and have constructed pUB-TRP-
  • UB mouse ubiquitin
  • mTRP-2 full-length mouse TRP-2
  • pUB-TRP- The B6 mice were then immunized with a genegun containing chimeric naked DNA before or after inoculation of B16 melanoma cells obtained from the B6 mice.
  • UFD UB fusion degradation pathway
  • Cell pathway is rapidly degraded.
  • Killer T cell activity was measured by a chromium release method by using TRP-2 peptide attached to EL-4 cells derived from C57B LZ6 mice as target cells. The results are shown in FIG. 2. The average value is shown in this attest using mice of day 25 in FIG. 1 (6 mice per group).
  • FIG. 2 is a graph showing the activation of killer T cells by the DNA vaccine.
  • FIG. 2 shows the result of measuring the killer T cell activity using EL-4 cells to which TRP-2 peptide is not attached, and represents negattivecontrol.
  • B shows the results of Killer T cell assay using EL-4 cells with TRP-2 peptide attached as target cells. From (2) in FIG. 2, strong killer T cell activity was observed in the UB-TRP-2 group of Example 1. On the other hand, slight activity was observed in the TRP-2 alone group of Comparative Example 1, but no activity was observed in the control group treated with the UB gene alone. (Example 5)
  • UB-TRP-2 prepared in Example 1 was transfected into COS7 cells, and then MG-1332, a proteasome inhibitor, was added to the transfected cells. After culturing at 5% C0 2 presence Cells at 3 7 ° C, cells were lysed and subjected to SDS- polyacrylamide gel electrophoresis. Then, the DNA was transferred to a PVDF membrane, and the antigen was confirmed with an antibody.
  • This example demonstrates immunotherapy against melanoma with a DNA vaccine based on the ubiquitin-proteasome pathway. (Animals and tumors)
  • mice The researchers studied mice in accordance with the facility guidelines of Kyushu University (Fukuoka, Jaan). Eight-week-old female C57B LZ6 mice were purchased from SLC (Hamamatsu, Japan). C 5 of 7B L / 6 pack ground proteasome ⁇ lipped beta i (wild-type) mice, a Nokkua ⁇ bets (PA28 ⁇ ⁇ ' ⁇ ') mice were established by a group of the present inventors (Micromax Urata, S Et al., EMBO J. 20, 58 98-5 90 7 (2001)).
  • Mouse melanoma cell lines B16F1 and B16F10 were purified from 10% fetal serum, 100 IU / m1 penicillin, 100 ⁇ g / m1 streptomycin, 2 OmM N-2 - maintaining heat de Loki Chez Chino Levi prochlorperazine one N, one 2-Etansunorehon acid, in 50 mM NaHCO 3 and R PM I 1 640 medium supplemented with 2 mM L-glutamine. Lung carcinoma 3 LL cell line from B6 mice was used as control tumor.
  • a plasmid encoding mouse TRP-2 (mTRP-2) was constructed as follows: total RNA was isolated from B16F1 cells and reverse transcribed into cDNA. Next, the TRP-2 cDNA was replaced with the sense primer 5'-GAATC
  • the PCR product of the TRP-2 cDNA was inserted into the Not I site and the BamHI site of pcDNA3.1 (1) Better (Invitrogen, SanDiego, CA, DNA).
  • a gene encoding a mutant ubiquitin in which the Gly residue at the C-terminus has been substituted with Ala (G76A) was amplified by PCR using genomic DNA obtained from BALB / c mouse liver, and pcDNA3.1 (- ) was inserted into the EcoRI site and the BamHI site.
  • the gene encoding TRP-2 is
  • this mutant ubiquitin cDNA is encoded in-frame with TRP-2.
  • the gene was ligated to the 5th side of the gene and inserted into the BamHI site of pcDNA3.1 (1).
  • the present invention has been described in Ira U (Nishitani, MA et al., Cancer Gene Ther. 9, 156-163 (2002), Sakai, T., Immunol. 99, 615-24 (2000), and others. As described in Sakai, T. et al., Vaccine 21,1432-1444 (2003)), a He1 ios Gene Gun (BioRad, NY, USA) was used.
  • pTRP-2, pUb—TRP 2 or pcDNA was transferred three times to three different areas of shaved, abnormal skin at one of the tumor implant sites, treatment started on day 1 and 2 per week. Times, 2 Applied over a week (5 total). Each group consists of 8 mice.
  • mice mice 'were sacrificed when tumor challenge, their spleen cells (4 X 1 0 7 pieces), in 6 Ueru culture plate containing complete RPM I 1 640 medium, mTRP - 2 181 _ 188 ( 4 ⁇ g / ml ). After 5 days of culture, mTRP- 2 18 i- with s peptide (4 g / ml), were pulsed for 2 h and labeled with a large number of viable effector cells Contact Yopi [3 H] thymidine EL- 4 cell JP2003 / 013279
  • TRP-2 TRP-2HA
  • TRP-2HA pTRP-2 (TRP-2HA)
  • TRP-2HA encodes a full-length TRP-2 protein with the C-terminus tagged with an HA epitope, and C-terminal hydrolysis of ubiquitin in cells.
  • p TRP—2 or pUB COS 7 cells transfected with one TRP-2 were cultured in the presence or absence of the proteasome inhibitor MG-132 (FIG. 3B). In the absence of MG132, expression of the UB-TRP-2 fusion protein was significantly lower than that of TRP-2. However, when the cells were treated with MG132, the levels of UB-TRP-2 were restored to the same level as TRP-2. These results suggest that the UB-TRP-2 protein is more unstable than TRP-2 and is rapidly degraded by the proteasome.
  • mice were challenged subcutaneously with 2 ⁇ 10 5 B 16 F 1 cells.
  • Control mice and mice immunized with pTRP-2 showed rapid tumor growth.
  • 85% of the mice immunized with pUB-TRP-2 did not have JB ulcers, while the remaining 15% showed almost complete suppression of tumor growth (Figure 4A).
  • All mice immunized with pUB-TRP-2 survived more than 80 days after tumor cell transplantation, while all other mice in the other two groups died within 60 days. (Fig. 4B).
  • immunization with pUB-TRP-2 was also effective in suppressing the growth of the more aggressive melanoma, B16F10 melanoma cells ( Figure 4C).
  • mice immunized with pU B-TRP-2 were transplanted with B16F10 tumor cells Surviving for more than 45 days, all mice in the other two groups died within 35 days (Figure 4D).
  • the number of lung metastatic tumors of B16F10 cells was significantly lower in mice immunized with pUB-TRP-2 than in mice immunized with control or pTRP-2 (Fig. 4E).
  • immunization with pUB-TRP-2 in B6 mice did not affect the tumor formation of 3LL lung carcinoma cells that do not express the TRP-2 antigen (Figure 4F). This indicates that the antitumor immunity obtained by the pUB-TRP-12 vaccine is a melanoma cell-specific event.
  • mice immunized with pUB-TRP-2 with anti-CD4 and anti-CD8 were preferentially activated.
  • mice immunized with pUB-TRP-2 with anti-CD4 and anti-CD8 were treated with the antibody, and then these mice were implanted with B16F1 cells.
  • treatment with anti-CD8 antibody completely avoided the antitumor immunity induced by pUB-TRP-2 immunization ( Figure 5).
  • PA28 ⁇ mice To elucidate the role of the proteasome in the antitumor immunity induced by pUB-TRP-2, we used PA28 ⁇ mice. This is because one of the major antigenic peptide TRP-2 181 _ 188 is because produced by the proteasome, which is activated by ⁇ 28 (Mu rata, S. et al., EMBO J. 20, 585 9- 5 9 0 7 (200 1)). PA28 aj3 _ / — mice immunized with pUB—TRP-2 were significantly more susceptible to B16F10 tumor challenge compared to wild-type B6 mice immunized with the same plasmid ( Figure 6A).
  • the tumor rejection antigen is an autoantigen.
  • the present inventors have shown in this example that tolerance to self-antigens is destroyed by increasing the amount of presented epitope.
  • UFD enhanced ubiquitin fusion degradation pathway according to the present invention and provide naked DNA encoding a “non-removed” fusion protein between ubiquitin and full length mTRP-2.
  • the ubiquitin-fused TRP-2 protein is converted to an excellent substrate for the ubiquitin-proteasome pathway ( Figure 3B).
  • Melanoma is one of the most common cancers and is the most severe form of skin cancer.
  • the present inventors have now shown that immunization with a gene using naked chimeric DNA encoding a fusion protein between full-length human RPRP-2 and human ubiquitin induces strong protective immunity in melanoma patients.
  • One possible strategy for targeted clinical trials The present inventors demonstrated that the immunization with a gene using naked chimeric DNA encoding a fusion protein between full-length human TRP-2 and human ubiquitin was demonstrated by the present example.
  • Full length self TRP-2 immunity is human TRP-2 181 - to provide a number of advantages over conventional vaccines strategy one using 8-9 Ma one peptide, such as 188.
  • This example describes immunotherapy against mouse Lewis lung carcinoma (3LL) with a DNA vaccine based on the ubiquitin-proteasome pathway. (Construction of UM1 + UM2 Imm plasmid)
  • MUT-1 Phe-G1uG1n-G1n-Asn-Thr-A1a-G1n_Pro (SEQ ID NO: 204) Fusion protein in which ubiquitin (UB) is linked to the N-terminus of MUT-2 (Phe—GluG1n—Gln—Asn—Thr—Ala—GIn—Ala (SEQ ID NO: 205) was constructed (UMut 1 and UMut 2), which was named UM1 + UM2 Imm.
  • GGGATCC SEQ ID NO: 206
  • MUT 1 and MUT 2 are Kb-restricted tumor-associated antigens (TAAs), which are mutations in the gap junction protein connexin (Con37).
  • TAAs tumor-associated antigens
  • MUT1 is induced by a highly conserved Cys54 to G1n54 mutation in the mouse gap junction protein Con37.
  • MUT2 is a close homolog of MUT1 and has a mutation from Pro force to A1a (FIG. 8) at position 59 of Con37.
  • mice C57BL / 6 mice were ligated to the expression vector pcDNA3.1 with the ubiquitin sequence alone (antigen-unfused) (UB *), UM1 + UM2 Imm plasmid and ⁇ g / l dose (each 3 g Immunization was carried out three times at weekly intervals using vectors incorporating UB-MUT1 and UB-MUT2)).
  • Last exemption After 1 0 days sickness, a 2 X 1 0 5 amino 3 LL tumor cells were implanted into footpad of all groups mice. The footpad swelling of challenged mice was measured three times a week. Mice were sacrificed 28 days after the three challenges at weekly intervals, and the lung weights of the mice were measured.
  • PA28 ⁇ -Z-mouse was added to the expression vector pcDNA3.1 with UM1 + UM2 Imm plasmid (6 ⁇ g Zl doses (3 ⁇ g UB—MUT1 and UB—MUT2), respectively). Immunization was performed three times at weekly intervals using the integrated vector. 10 days after the last immunization, 2 X 1 0 5 amino 3 LL tumor cells were implanted into footad of all groups mice. The footpad swelling of the challenged mice was measured three times a week. Mice were sacrificed 28 days after the three challenges at weekly intervals, and the lung weights of the mice were measured. Lung weight results showed a similar trend.
  • the present invention provides a medicine, prevention and treatment method for treating diseases caused by pathogens including cancer. Accordingly, the present effort is useful for providing such methods, systems, and compositions for medicine, prevention, and treatment.

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Abstract

 プロテアソームへ導くTag(誘導)分子であるユビキチンをコードする遺伝子を癌抗原遺伝子と結合させ、遺伝子銃で細胞質内に直接その結合遺伝子を導入することにより、細胞質内で癌抗原とユビキチンの融合タンパク質を産生させることができ、この操作により癌抗原に特異的なCD8+キラーT細胞を主体とした強力な抗癌腫瘍免疫を誘導させることが可能な癌遺伝子ワクチンを提供する。本発明により、ユビキチンをコードする遺伝子と癌抗原遺伝子を結合した遺伝子を含有することを特徴とする癌遺伝子ワクチンが提供される。

Description

明細書 遺伝子ワクチン 技術分野
本発明は、 遺伝子ワクチンに関する。 より詳細には、 本発明は、 ュビキチン プロテアソーム系を応用した遺伝子ワクチンに関する。
背景技術 .
高等動物においては、 抗原と称される物質が生体内に入り込んできた場合に 抗体と呼ばれる物質を生成する能力が備わっていることが知られている。 この 目的は、 自己に害を及ぼす恐れのある物質、 生物などの抗原から生体を保護す ることにある。 抗体は、 侵入した抗原を特異的に認識 、 その抗原を分解、 中 和、 不活性化することによって生体を保護する。
近年、 免疫学の著しい進歩により、 侵入してきたあらゆる種類の抗原に対し ていかに巧妙に特異抗体が生成され、 種々の免疫担当細胞が動員され、 目的を 達するのかといういわゆる免疫応答機構が明らかにされてきた。
免疫応答機構の一つで、 一度侵入した抗原を記憶し、 再度同じ抗原が侵入し た場合に極めて迅速、 有効に免疫応答を誘起するという性質を利用したものが、 ワクチンである。 ワクチンの技術は、 不活性化した感染性生物または感染性生 物の構成物質の少なくとも一部を予めヒトに接種し擬似感染を成立させること によって、 感染時に生体内に記憶された免疫応答を有効に引き出し感染^に対 する耐性を発揮させる。
難治性感染症に対応するのに最も適切な戦略はワクチンであることは紛れも ない事実であり、 現実的に臨床サイドからも早急な開発が期待されている。 しかしながら、世界的に蔓延し大きな社会問題となっているマラリア、結核、 トキソプラズマ等の免疫回避エスケープ機構が複雑な細胞内寄生病原体に対す るワクチンに関しては、 これまで幾度となく開発が試みられてきたもののこと ごとく失敗に帰してきた(D e v B i o l (B a s e l ). 2000; 1 04 : 1 2 1— 3 2.、 I n t J P a r a s i t o l . 2003 Ma y; 33 (5 一 6) : 54 7— 54等を参照)。 これは、 これらの病原体の感染おょぴ寄生適 応機構の解明が十分進まず、 さらにそれらの病原体排除に要求される宿主防御 機構も特定されていないことに起因する。 エスケープ機構が複雑な病原体に対 し十二分な予防効果を発揮するワクチン法を確立するためには、 これまでのヮ クチン戦略を抜本的に見直し、 感染免疫の分子論的基盤に立脚した総合的な研 究を展開していく必要がある。
従来のワクチンで有効な効果が認められなかった原因としては、 ワクチンが 必ずしも防御に必須な免疫応答の誘導に至らなかったこと、 さらに Th 1ZT h 2をはじめとする免疫応答が防御免疫としての適切な方向へと結びついてい ないことが挙げ.られる。
さらに、 免疫応答機構は、 生体內に生ずる各種新生物生成疾患、 即ち癌の発 症に於いても重要な役割を担っているのではないかと考えられるようになって きた。 即ちある種の免疫担当細胞は常に生体の全ての細胞と物体とを監視し非 自己と判断された細胞を排除する機能を担っており、 形質転換を起こした細胞 即ち腫瘍細胞の発生もこれら監視機構によって常時チェックされており、 発生 した腫瘍細胞の多くは悪性な癌となる以前に排除されているのではないかとい う考えがあり、 この機構は癌細胞を傷害するキラー T細胞をはじめ単核食細胞 マクロファージ、 好中球、 NK細胞などが司る主に細胞性免疫と呼ばれる仕糸且 みによって成り立つていることが明らかとなってきた。
これらの知見からさらに一歩進めて癌免疫を積極的に治療に応用しようとい う癌免疫療法という考えが提唱されるに至った。 その中身としては、 上に述べ た感染症に対するワクチンと原理的に共通な能動免疫療法、 即ち不活化させた 癌細胞やその成分を接種することによつて抗癌効果を引き出そうというものや、 免疫賦活療法、 即ち免疫応答機構そのものを非特異的に活性化させて抗癌免疫 効果を高めるものがある。
一方、 ほとんどの癌の免疫学的排除に対して C D 8 +T細胞 (キラー T細胞) が必須の関わりを持つことが知られている。 また、 キラー細胞の認識の対象と なる癌抗原のェピトープも多数同定されている。
しかしながら、 それらのェピトープペプチドを用いた癌免疫治療の成功例は 皆無に近い。 これは癌患者の生体内ではそれらのェピトープ 対応する C D 4 + T細胞は誘導できるが、 C D 8 +キラー T細胞が誘導されないことにある。
例えば、 メラノーマ抗原に対して特異的にキラー細胞を活性化させるために はその抗原ぺプチドを抗原提示細胞の MH Cクラス I分子に提示させることが 必須である。 そのためには、 メラノーマ抗原を細胞質內酵素であるプロテアソ ームで処理させることが前提となる。 しかし、 そのような前提を解決する手段 はいまだに提供されていない。
一般的に、 病原体 (例えば、 マラリア、 結核、 H I V等のような細胞内寄生 病原体、癌などの新生物)に対する防御免疫には C D 8 + T細胞(キラー T細胞) を中心とした細胞性免疫の誘導が有用である。 しかし、 それらの病原体のぺプ チド抗原を用いた従来の免疫方法では体液性免疫は誘導されるが、 上記のよう な細胞性免疫の誘導はきわめて困難である。 また、 これらの病原体には化学療 法が困難で、 また薬剤耐性の場合が多く、 ワクチンの開発が急務である。 抗原 特異的 C D 8 + T細胞が誘導されるためには抗原が細胞質内酵素であるプロテ ァソームでプロセッシングを受けた後に、 MH Cクラス I分子に提示されるこ とが通常必要とされる。 近年、 田中等により細菌抗原等のペプチド抗原をュビキチン化することによ りその抗原が必然的にプロテアソームに誘導され、 その酵素でプロセッシング を受けることが証明された。 この抗原処理経由はュビキチンプロテアソームシ ステム と 呼称されている (例えば、 : Tanaka K, Kasahara M., I匪 unol. Rev.163 :161- 76,1998 参照)。 この報告は、 単に天然の現象を報 告したものに過ぎず、 実際の治療への応用は示されていない。 抗原を含む構築 物としてどのようなものが好ましいかも分かっていなレ、。 また、 どのような形 態でこれを利用すべきかについても報告されていない。 抗原遺伝子の 1つの例として、 従来、 メラノーマ抗原に関する研究が進んで いる。 未変異の自己メラノサイト /メラノーマ抗原をコードする従来のプラス ミドは、 十分な免疫原性を示し得ないようである。 さらに、 自己マウスのメラ ノサイト /メラノーマタンパク質(例えば、マウス TRP— 2 (mTRP- 2)) をコードする c DNAを用いた C 57 B L/6 (B 6) マウスの遺伝子による 免疫は、 自己抗原に対する末梢 T細胞寛容を破壌することはうまくいかないこ とが示されている。 ヒト TRP— 2のような異種メラノサイト抗原をコードす る遺伝子、 または TRP— 2に融合された緑色蛍光タンパク質 (GFP) をコ ードするキメラ遺伝子を用いて、 この寛容を破壌することが試みられたが、 そ れらの系を臨床応用した場合、 特定の副作用または危険性が、 特にワクチン接 種を繰り返した後に起こることが予測され得る。 例えば、 異種の遺伝子産物ま たはペプチドに対する抗体の中和化は、 ワクチン接種の効果を妨害する。 さら に、 同種細胞親和抗体により引き起こされるアナフィラキシーショック、 また は異種の遺伝子産物/ベプチドに特異的な CD 4 +T細胞により媒介される全 身性炎症が生じ得る。 したがって、 これらを克服するために別のストラテジー の提示が求められている。 自己反応性の T細胞は、 胸腺内で完全には排除されないが、 このような T細 胞は末梢リンパ,袓織において自己抗原に寛容になっていく。 自己寛容は特定の 条件において破壊される。 1つの場合は、 自己抗原が、 専門的な抗原提示細胞 (A P C) または樹状細胞 (D C) によって、 これらの寛容性 T細胞に効果的 に提示されることである。 さらに、 いくつかのサイト力イン (例えば、 インタ 一ロイキン 1 2 ( I L - 1 2 ) ) は、 自己腫瘍抗原に特異的な C D 8 +T細胞の 末梢寛容を、 おそらく D Cの活性化により破壌する。 しかし、 I L一 1 2は、 現在、 副作用のため臨床試験に適していないという問題点もある。 発明の開示
本発明者らは、 ュビキチン系と T細胞ターゲット配列を含む抗原遺伝子とを 糸且み合わせることによって、 その抗原遺伝子に関連する疾患が予想外に顕著に 治癒およびノまたは予防されることを発見したことによって、 本発明を完成し た。
従って、 本発明は、 プロテアソームへ導く T a g (誘導) 分子であるュビキ チンをコードする遺伝子を抗原遺伝子 (例えば、 癌抗原遺伝子) と結合させ、 遺伝子銃などで細胞質内に直接その結合遺伝子を導入することにより、 細胞質 内で癌抗原とュビキチンの融合タンパク質を産生させることができたという効 果を達成する。 本発明はまた、 この操作により、 癌抗原のような病原体抗原に 特異的な C D 8 +キラー T細胞を主体とした強力な免疫を誘導させることが可 能な遺伝子ワクチンを提供する。
1つの具体的な例として、 本発明が提供する遣伝子ワクチンによる免疫治療 は、 メラノーマワクチンを提供する。 免疫系の細胞成分により認識される多く の抗原は、 メラノーマ患者において分子レベルで同定されていることから、 こ のことは非常に有用であり、 本発明をテーラーメイド治療にも応用することが できる。 これらのメラノーマ抗原 、 メラニン合成に関与するチロシナーゼ関 連タンパク質 2 (T R P - 2 ) のような正常な細胞タンパク質を含み、 これら は、 メラノサイトおよびメラノーマ細胞において持続的に発現している。 DN Aワクチンとも称される遺伝子ワクチンは、 病原体標的遺伝子とュビキ チン遺伝子等の免疫応答制御遺伝子との融合遺伝子を用いた融合 D N Aヮクチ ン、 それらの DNAワクチンにインターロイキン 1 2 (以下、 Γ I L - 1 2J と 略記する)、 インターロイキン 1 5 (以下、 「I L一 1 5」 と略記する)、 インタ 一ロイキン 1 8 (以下、 「I L— 1 8」 と略記する) 等のサイト力イン遺伝子治 療を併用したコンビネーション D N Aワクチン法を導入することにより、 任意 の免疫応答を誘導できることが最大の利点であり従来のヮクチンの問題点を克 服できる有用な手法である。 .. .
別の局面において、 本発明者らは、 病原体の侵入 (例えば、 癌などの新生物 の発生おょぴ Zまたは転移、 ウィルス、 細菌、 細胞内寄生原虫等の感染など) において、 初期および後期感染防御に関わる免疫細胞集団が異なることを見出 し、 従来のワクチン法ではなし得なかった任意の免疫応答の特異的防御および 誘導を融合 DNAワクチンおよび I L一 1 2、 I L一 1 5等のサイトカイン遺 伝子とのコンビネーション DNAワクチンを用いることにより、 病原体のエス ケープ機構の相違に対応した予防 ·治療法の確立を目的とし、 本発明を完成す るに至った。 すなわち、 本発明は、 以下の項目 1. 〜36. に記載した事項を提供する。
1. ュビキチンをコードする核酸配列と、 T細胞ターゲット配列を含む抗原 タンパク質をコードする核酸配列とを含む、 遺伝子ワクチン。
2. 上記 T細胞ターゲット配列をコードする核酸配列は、 上記核酸配列がコ ードするアミノ酸配列を有するぺプチドが C T Lの反応性を有することで特徴 付けられる、 項目 1に記載の遺伝子ワクチン。
3. 上記 T細胞ターゲット配列をコードする核酸配列は、 少なくとも 8個の アミノ酸からなるペプチドをコードする、 項目 1に記載の遺伝子ワクチン。
4. 前記 T細胞ターゲット配列は、 少なくとも 8個のアミノ酸を含み、 1番 目、 2番目または 3番目のアミノ酸配列は、 Va l、 Le u、 I l e、 Ty r または Ph eから選ばれた 1種であり、 8番目、 9番目または 10番目は、 V a 1、 L e u、 P h eまたは I 1 eから選ばれた 1種であることを特徴とする、 項目 1に記載の遺伝子ワクチン。
5. 2番目のアミン酸配列が V a し L e u、 I 1 e、 T y rまたは P h e から選ばれた 1種であり、 9番目のアミノ酸配列が V a 1、 L e u、 Ph eま たは I 1 eから選ばれた 1種である項目 4に記載の遺伝子ワクチン。
6. 前記 T細胞ターゲット配列を含む抗原タンパク質は、 病原体タンパク質 および癌抗原タンパク質からなる群より選択されるタンパク質を含む、 項目 1 に記載の遺伝子ワクチン。
7. 前記抗原タンパク質は、 自己腫瘍抗原である、 項目 1に記載の遺伝子ヮ クチン。
8. 前記抗原タンパク質は、 メラノソームタンパク質、 腫瘍特異的変異ぺプ チド、 癌関連抗原、 癌特異移植抗原おょぴ癌ウィルス由来抗原からなる群より 選択される抗原タンパク質である、 項目 1に記載の遺伝子ワクチン。
9. 前記抗原タンパク質は、 TRP 2、 MUT1、 および MUT2からなる 群より選択されるペプチドを含む、 項目 1に記載の遺伝子ワクチン。
10. 前記ュビキチンをコードする核酸配列は、 配列番号 2、 4、 6、 8、 10、 12、 14、 16、 18または 20に示すアミノ酸配列もしくはその改 変体をコードする核酸配列を含む、 項目 1に記載の遺伝子ワクチン。
11. 前記ュビキチンは、 プロテアーゼによる切断を抵抗性になるように改 変されている、 項目 1に記載の遺伝子ワクチン。
12. 前記ュビキチンは、 C末端の G 1 yが G 1 y以外のアミノ酸に置換さ れている、 項目 1に記載の遺伝子ワクチン。
13. 前記ュビキチンは、 C末端の G l yが Al aに置換されている、 項目 1に記載の遺伝子ワクチン。 1 4. 前記ュビキチンは、 配列番号 2 2に示される配列を有する、 項目 1に 記載の遺伝子ワクチン。
1 5. 前記ュビキチンをコードする核酸配列と、 前記抗原タンパク質をコー ドする核酸配列とは、 介在配列なしに連結される、 項目 1に記載の遺伝子ワク チン。
1 6. 前記ュビキチンをコードする核酸配列と、 前記抗原タンパク質をコー ドする核酸配列とは、 介在配列なしに連結され、 かつ、 ュビキチンの C末端の G 1 yが G 1 y以外のアミノ酸に置換される、 項目 1に記載の遺伝子ワクチン。
1 7. 前記ュビキチンをコードする配列は、 前記ュビキチンの N末端に、 前 記抗原タンパク質が融合されるように配置される、 項目 1に記載の遺伝子ワク チン。
1 8. 前記ュビキチンをコードする配列は、 前記ュビキチンの N末端に、 前 記抗原タンパク質が融合されるように配置され、 かつ、 ュビキチンの C末端の G 1 yが G l y以外のアミノ酸に置換される、 項目 1に記載の遺伝子ワクチン。
1 9. 前記ュビキチンをコードする核酸配列は、 前記ュビキチンが除去され ない様式で融合されるように配置される、 項目 1に記載の遺伝子ワクチン。
20. 前記遺伝子ワクチンは、 n a k e d DNAである、 項目 1に記載の 遺伝子ワクチン。
2 1. 前記遺伝子ワクチンは、 癌を処置または予防するためのものである、 項目 1に記載の遺伝子ワクチン。
22. 前記遺伝子ワクチンは、 メラノーマ、肺癌、 胃癌、腺癌、扁平上皮癌、 腺扁平上皮癌、 胸腺癌、 リンパ腫、 肉腫、 肝癌、 非ホジキンリンパ腫、 ホジキ ンリンパ腫、 白血病、 子宮癌、 胸部癌、 前立腺癌、 卵巣癌、 勝臓癌、 大腸癌、 多発性骨髄腫、 神経芽細胞腫、 膀胱癌、 子宮頸部癌、 皮膚癌、 乳癌、 食道癌、 腎腫、 脳腫瘍からなる群より選択される腫瘍を処置するためのものである、 項 目 1に記載の遺伝子ワクチン。 2 3 . 前記遺伝子ワクチンは、 C D 8 + T細胞を誘導する、 項目 1に記載の 遺伝子ワクチン。
2 4 . 前記遺伝子ワクチンは、 針なし注射または遺伝子銃 (g e n e g n ) によって投与される、 項目 1に記載の遺伝子ワクチン。
2 5 . ュビキチンをコードする核酸配列と、 T細胞ターゲット配列を含む抗 原タンパク質をコードする核酸配列とを含む、 核酸構築物。
2 6 . ュビキチンをコードする核酸配列と、 T細胞ターゲット配列を含む抗 原タンパク質をコードする核酸配列とを含む、 遺伝子ワクチンを製造するため の方法であって、 該ュビキチンをコードする核酸配列と、 該 T細胞ターゲット 配列を含む抗原タンパク質をコードする核酸配列とを作動可能に連結する工程 を包含する、 方法。
2 7 . T細胞ターゲット配列を含む抗原タンパク質に起因する疾患を予防ま たは処置するための方法であって、
A) ュビキチンをコードする核酸配列と、 T細胞ターゲット配列を含む抗原 タンパク質をコードする核酸配列とを含む、 遺伝子ワクチンを患者に投与する 工程、
を包含する、 方法。
2 8 . 前記遺伝子ワクチンは、 針なし注射または遺伝子銃によって投与され る、 項目 2 7に記載の方法。
2 9 . 前記疾患は、 メラノーマ、 肺癌、 胃癌、 腺癌、 扁平上皮癌、 腺扁平上 皮癌、 胸腺癌、 リンパ腫、 肉腫、 肝癌、 非ホジキンリンパ腫、 ホジキンリンパ 腫、 白血病、 子宮癌、 胸部癌、 前立腺癌、 卵巣癌、 勝臓癌、 大腸癌、 多発性骨 髄腫、 神経芽細胞腫、 膀胱癌、 子宮頸部癌、 皮膚癌、 乳癌、 食道癌、 腎腫、 脳 腫瘍からなる群より選択される、 項目 2 7に記載の方法。
3 0 . ュビキチンをコードする核酸配列と、 T細胞ターゲット配列を含む抗 原タンパク質をコードする核酸配列とを含む、 組成物の、 遺伝子ワクチンとし ての使用。
3 1 . 遺伝子ワクチンを製造するための、 ュビキチンをコードする核酸配列 と、 T細胞ターゲット配列を含む抗原タンパク質をコードする核酸配列とを含 む、 組成物の使用。
3 2 . T細胞ターゲット配列をコードする配列を含む抗原遺伝子と、 サイト 力インをコードする配列とを含む、 遺伝子ワクチン。
3 3 . 前記 T細胞ターゲット配列は、 癌抗原遺伝子を含む、 項目 3 2に記載 の遺伝子ワクチン。
3 4 . 前記サイト力インは、 I L一 1 2、 I L一 1 5および I L— 1 8から 選択される少なくとも 1種のサイト力インを含有する、 項目 3 2に記載の遺伝 子ワクチン。
3 5 . T細胞ターゲット配列を含む抗原タンパク質に起因する疾患を予防ま たは処置するための方法であって、
A) T細胞ターゲット配列をコードする配列を含む抗原遺伝子と、 サイト力 インをコードする配列とを含む、 遺伝子ワクチンを患者に投与する工程、 を包含する、 方法。
3 6 . サイト力インをコードする核酸配列と、 T細胞ターゲット配列を含む 抗原タンパク質をコードする核酸配列とを含む、 組成物の、 遺伝子ワクチンと しての使用。
3 7 . 遺伝子ワクチンを製造するための、 サイト力インをコードする核酸配 列と、 T細胞ターゲット配列を含む抗原タンパク質をコードする核酸配列とを 含む、 組成物の使用。 本発明によれば、 プロテアソームへ導く T a g分子であるュビキチンをコー ドする遺伝子と、 癌抗原遺伝子と結合させ、 遺伝子銃などで細胞質内に直接そ の結合遺伝子を導入することにより、 細胞質内でその抗原とュビキチンの融合 タンパク質を産生させることができ、 この操作により抗原に特異的な C D 8 +キ ラー T細胞を主体とした癌に対する強力な免疫を誘導させることが可能な遺伝 子ワクチンを得ることができる。
本発明はまた、 効率よくプロテアソームに抗原遺伝子を運搬することができ る系を提供することに留意すべきである。 このような効果は、 好ましくは、 ュ ビキチンの N末端の G l yをそれ以外の残基に置換することによって生じるよ うな、 ュビキチン構築物のプロテアーゼによる分解を抑制することによって達 成される。
本発明に係る遺伝子ヮクチンの導入は無害であることに留意すベきである。 しかも、 本発明の遺伝子ワクチンが罹患 (例えば、 発癌) 部位および正常組織 部位のどちらにも効果的である。 しかも抗癌処置の場合、 本発明における遺伝 子ヮクチン治療法が転移癌に対しても効果的であり、 安全性に優れるという効 果が奏される。
本発明により発現されるタンパク質は大腸菌で合成される組換えタンパク質 と異なり、 遺伝子ワクチンの形態をとることから、 発現タンパク質への糖鎖の 付加が起こり、 本来のタンパク質構造が保たれ、 目的とするタンパク質が少量 かつ持続的に一定期間供給されるため安全性が高く、 連日投与の必要がなく、 かつ効果的である。
別の局面において、 本発明が提供する I L一 1 2等のサイトカイン遺伝子と の共導入 (コンビネーション D NAワクチン)、 あるいはワクチンベクターをェ 夫することで (融合 D N Aワクチン) MH Cクラス IIあるいは MH Cクラス I 依存型免疫応答の選択的誘導が容易である。
本発明におけるワクチンは、 糸且換えタンパク質ワクチン、 病原体タンパク質 自体を用いたワクチンと異なり、 頻回投与によってもアナフィラキシーショッ クを引き起こす可能性は少なく、 安全性に優れる。 また、 組換えタンパク質ヮ クチン/サイトカインに比べ精製 ·調製が簡便かつ経済的である。 本遺伝子ワクチンに用いる遺伝子は、 好ましくは n a k e d DNAであり、 ウィルスベクターを用いる必要がないため、 遺伝子銃などを用いた遺伝子治療、 遺伝子ワクチンでは、 生体への反復投与が容易かつ安全に行うことができる。 しかも、 遺伝子の構築が容易で、 しかもウィルスベクターの強毒化による感染 の危険性が極めて少ない。 また、 g e n om i c DNA内にインテグレーシ ョンされる可能性が非常に低い。 従って、 本発明のこれらおょぴ他の利点は、 添付の図面を参照して、 以下の 詳細な説明を読みかつ理解すれば、 当業者には明白になることが理解される。 図面の簡単な説明
図 1は、 DNAワクチンによる癌免疫治療効果を示すグラフである。
図 2は、 DNAワクチンによるキラー T細胞の活†生ィ匕を示すグラフである。 図 3は、 プラスミド構築物おょぴインビポでの TRP— 2の発現を示す。 A は、 p cDNA— TRP— 2および p c DNAUB— TRP— 2の模式図であ る。 Bの左側は、 p c DNA (モッタ)、 p TRP— 2または pUB— TRP— 2でトランスフエクトした COS 7細胞を、 抗 HA抗体おょぴ抗 HS P抗体を 用いて免疫プロットした結果の写真である。 右側は、 各細胞において発現した H Aのバンド強度を比較したグラフである。
図 4は、 pUB— TRP— 2ワクチン接種による抗原特異的抗腫瘍免疫の誘 導を示すグラフである。 p c DNA (〇)、 pUB-TRP-2 (秦) または!) TRP- 2 (□) を用いて免疫化した C 5 7 B LZ6マウスを使用した。 A, Bは B 1 6 F 1メラノーマ細胞、 C〜Eは B 1 6 F 1 0メラノーマ細胞、 そし て Fは無関係な 3 L L肺癌腫細胞でチヤレンジした結果を示す。 抗腫瘍効果を、 腫瘍サイズ (A, C, F)、 生存率 (B, D) および肺転移の頻度 (E) によつ て評価した。 データは、 各群 6匹のマウスの平均土 SDを示す。 #は、 対応の ないスチューデント t検定によって他の 2群と比較した場合、 P< 0. 0 1の 有意性を示す。
図 5は、 p UB— TRP— 2ワクチン接種により誘導される抗腫瘍免疫に対 する CD 8 +T細胞の必要性を示すグラフである。 pUB— TRP— 2でヮクチ ン接種した C 57 B LZ6マウスを、 コントローノレ I g G (秦)、 抗 CD 4抗体 (口)、 そして抗 CD 8抗体 (画) を用いて処理した結果である。 データは、 各 群 6匹のマウスの平均土 SDを示す。 *は、 対応のないスチューデント t検定 によって他の 2群と比較した場合、 P< 0. 0 5の有意性を示す。
図 6は、 PA 2 8 a j3— κ—マウスにおける p UB— TR Ρ— 2ワクチン接種の 抗腫瘍免疫を示すグラフである。 〇は p c DNA +野生型マウス、 ·は pUB 一 TRP— 2+野生型マウス、そして口は pUB—TRP— 2 + PA 28 α β一 /一マウスを示す。 Αは、 B 1 6 F 1 0細胞を用いたチャレンジ後の腫瘍増殖の 経過を示すグラフである。 Bは、 ワクチン接種によるキラー T細胞の活性化を 示すグラフである。 データは、 平均土 S Dを示す。 *は、 対応のないスチュー デント t検定によって他の 2群と比較した場合、 P< 0. 0 5の有意性を示す。 図 7は、 p UB— TRP— 2ワクチン接種の治療効果を示すグラフである。 B 1 6 F 1細胞を移植した野生型マウスを、 p c DNA ( )、 p TRP— 2 (口) または p UB— TRP— 2 (園) を用いて処理した。 腫瘍増殖を、 図 4の記載 と同様にモニターした。 データは、 平均土 SDを示す。 *は、 対応のないスチ ユーデント t検定によって他の 2群と比較した場合、 Pく 0. 0 5の有意性を 示す。
図 8は、 UM1 +UM2 I mmのプラスミド構築物を示す模式図である。 CMVはサイトメガロウィルスのリーダー配列であり、 UBはュビキチン配列 であり、 MUT 1および MUT 2は腫瘍関連抗原である。
図 9は、 3 L L腫瘍細胞でチャレンジしたマウスの f o o t p a d膨張を示 す。 UB配列のみ (酾) および UM1 +UM2 I mm (▲) を用いて免疫し たマウスを、 3 L L細胞でチャンレンジした場合の結果である。
図 1 0は、 3 L L腫瘍細胞でチャレンジしたマウスの f o o t p a d膨張を 示す。 コントロールマウス (令)、 UM 1 + UM 2 I mmで免疫した P A 2 8 一 z一マウス (画)、 UM 1 + UM 2 I mmで免疫した正常マウス (▲) を、 3 L L細胞でチャレンジした場合の結果である。
配列表の説明 配列番号 1は、 ヒトのュビキチンの代表的な核酸配列である。
配列番号 2は、 ヒ トのュビキチンのアミノ酸配列である。 ゥシ、 ニヮトリ、 マ ウス、 ゥサギ、 ショウジヨウバエもまた、 この配列と同じアミノ酸配列を有す る。
配列番号 3は、 Caenorhabditis elegans (線虫)のュビキチンの核酸配列である。 配列番号 4は、 Caenorhabditis elegans (線虫)のュビキチンのァミノ酸配列で ある。
配列番号 5は、 植物 (大豆) 由来であるュビキチンの核酸配列の例である。 配列番号 6は、植物(大豆)由来であるュビキチンのアミノ酸配列である。 garden pea、 common sunflower^ potato^ トゥモロコシ、オーツ ¾:、 Arabidopsis thai l ana もまた、 この配列と同じアミノ酸配列を有する。
配列番号 7は、 TiTpanosoma brucei由来であるュビキチンの核酸配列の例であ る。
配列番号 8は、 Tryp細讓 a brucei由来であるュビキチンのァミノ酸配列であ る。
配列番号 9は、 Leishmania tarentolae由来であるュビキチンの核酸配列の例で ある。 配列番号 1 0は、 Leishmania taren tolae由来であるュビキチンのァミノ酸配列 の例である。
配列番号 1 1は、
Figure imgf000017_0001
crsssa由来であるュビキチンの核酸配列の例であ る。
配列番号 1 2は、 ei/rc s^ora crss^由来であるュビキチンのアミノ酸配列であ る。
配列番号 1 3は、 Saccharomyces cerevisiae (酵母)由来であるュビキチンの核 酸配列の例である。 '
酉己歹 !J番号 1 4は、 Ssccharomyces cerevisiae (酵母)由来であるュビキチンのァ ミノ酸配列である。
酉 3列番号 1 5は、 Phytophthora fn es aas由来であるュビキチンの核酸酉己列の 例である。
配列番号 1 6は、 Phytophthora _z' 2i¾sia 2s由来であるュビキチンのアミノ酸配 列である。
配列番号 1 7は、 / ^oz^s eizrj^io /s由来であるュビキチンの核酸配列の例で ある。
配列番号 1 8は、 Euplotes eurystomus由来であるュビキチンのアミノ酸配列 である。
歹 [J番号 1 9は、 Autographa californica nuclear polyhedrosis virus由来で あるュビキチンの核酸配列の例である。
酉 3歹 (J番号 2 0 ίま、 Autographa californica nuclear polyhedrosis virusのュビ キチンのァミノ酸配列である。
配列番号 2 1は、 G 7 6 A改変型ュビキチンの核酸配列を示す。
配列番号 2 2は、 G 7 6 A改変型ュビキチンのァミノ酸配列を示す。
配列番号 2 3は、 実施例 6において使用したセンスプライマーを示す。
配列番号 2 4は、 実施例 6において使用したアンチセンスプライマーを示す。 配列番号 2 5は、 ヒト由来であるュビキチンの核酸配列の別の例である。
配列番号 2 6は、 ヒト由来であるュビキチンのアミノ酸配列である。
配列番号 2 7は、 ヒト由来であるュビキチンの核酸配列の別の例である。
配列番号 2 8は、 ヒト由来であるュビキチンのアミノ酸配列である。
配列番号 2 9は、 ヒト由来であるュビキチンの核酸配列の別の例である。
配列番号 3 0は、 ヒト由来であるュビキチンのアミノ酸配列である。
配列番号 3 1は、 ヒト由来であるュビキチンの核酸配列の別の例である。
配列番号 3 2は、 ヒト由来であるュビキチンのァミノ酸酉己列である。
配列番号 3 3は、 ヒト由来であるュビキチンの核酸配列の別の例である。
配列番号 3 4は、 ヒト由来であるュビキチンのアミノ酸配列である。
配列番号 3 5は、 ヒト由来であるュビキチンの核酸配列の別の例である。
配列番号 3 6は、 ヒト由来であるュビキチンのアミノ酸配列である。
配列番号 3 7は、 ヒト由来であるュビキチンの核酸配列の別の例である。
配列番号 3 8は、 ヒト由来であるュビキチンのアミノ酸酉己列である。
配列番号 3 9は、 ヒト由来であるュビキチンの核酸配列の別の例である。
配列番号 4 0は、 ヒト由来であるュビキチンのアミノ酸配列である。
配列番号 4 1は、 ゥシ由来であるュビキチンの核酸配列である。
配列番号 4 2は、 ゥシ由来であるュビキチンのアミノ酸配列である。
配列番号 4 3は、 二ヮトリ由来であるュビキチンの核酸配列である。
配列番号 4 4は、 二ヮトリ由来であるュビキチンのアミノ酸配列である。
配列番号 4 5は、 マウス由来であるュビキチンの核酸配列である。
配列番号 4 6は、 マウス由来であるュビキチンのアミノ酸配列である。
配列番号 4 7は、 ショウジョゥパェ由来であるュビキチンの核酸配列である。 配列番号 4 8は、 ショウジョゥバエ由来であるュビキチンのアミノ酸配列であ る。
配列番号 4 9は、 植物由来であるュビキチンの核酸配列の別の例 (garden pea) である。
配列番号 5 0は、 植物由来であるュビキチンのアミノ酸配列 (garden pea) で ある。
配列番号 5 1は、 植物由来であるュビキチンの核酸配列の別の例 (co腕 on sum lower) である。
配列番号 5 2は、植物由来であるュビキチンのァミノ酸配列(common sunflower) である。
配列番号 5 3は、 植物由来であるュビキチンの核酸配列の別の例である (potatoノ 0
配列番号 5 4は、 植物由来であるュビキチンのアミノ酸配列である (potato)。 配列番号 5 5は、植物由来であるュビキチンの核酸配列の別の例である (maize;)。 配列番号 5 6は、 植物由来であるュビキチンのアミノ酸配列である (maize;)。 配列番号 5 7は、植物由来であるュビキチンの核酸配列の別の例である(oat)。 配列番号 5 8は、 植物由来であるュビキチンのアミノ酸配列である (oat) 配列番号 5 9は、 植物由来であるュビキチンの核酸配列の別の例である (Arabidopsis tha丄 ianaノ。
配列番号 6 0は、 植物由来であるュビキチンのァミ ノ酸配列である
(Arabidopsis tha丄 iana 。
配列番号 6 1〜配列番号 2 0 5は、 T細胞ターゲット配列である。
配列番号 2 0 6は、 MU T _ 1の N末端にュビキチンを連結させた融合タンパ ク質をコードするキメラ D N Aの核酸配列である。
配列番号 2 0 7は、 MU T— 1の N末端にュビキチンを連結させた融合タンパ ク質のアミノ酸配列である。
配列番号 2 0 8は、 MU T— 2の N末端にュビキチンを連結させた融合タンパ ク質をコードするキメラ D N Aの核酸配列である。
配列番号 2 0 9は、 MU T— 2の N末端にュビキチンを連結させた融合タンパ ク質のアミノ酸配列である 上記配列は、 例示であって、 その配列は、 同じ機能を有する限り、 1以上の 改変(例えば、置換、欠失および/または付加) を有し得ることが理解される。 発明を実施するための最良の形態
以下に本発明を、 添付の図面を参照して例示の実施例により記載する。 本明 細書の全体にわたり、 単数形の表現は、 特に言及しない限り、 その複数形の概 念をも含むことが理解されるべきである。 従って、 単数形の冠詞 (例えば、 英 語の場合は「a」、 「a n」、 「 t h e」 など、独語の場合の 「e i n」、 「d e r」、 「d a s」、 「d i e」 などおょぴその格変化形、 仏語の場合の 「u n」、 「u n e」、 「1 e」、 「 1 a」 など、 スペイン語における 「u n」、 「u n a」、 「e 1」、 「1 a」 など、 他の言語における対応する冠詞、 形容詞など) は、 特に言及し ない限り、 その複数形の概念をも含むことが理解されるべきである。 また、 本 明細書において使用される用語は、 特に言及しない限り、 当該分野で通常用い られる意味で用いられることが理解されるべきである。 したがって、 他に定義 されない限り、 本明細書中で使用される全ての専門用語および科学技術用語は、 本発明の属する分野の当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有す る。 矛盾する場合、 本明細書 (定義を含めて) が優先する。
以下に提供される実施形態は、 本発明のよりよい理解のために提供されるも のであり、 本発明の範囲は以下の記載に限定されるべきでないことが理解され る。 従って、 当業者は、 本明細書中の記載を参酌して、 本発明の範囲内で適宜 改変を行うことができることは明らかである。 (—般技術)
本明細書において用いられる分子生物学的手法、 生化学的手法、 微生物学的 手法は、当該分野において周知であり慣用されるものであり、例えば、 Sambrook J. et al. (1989) . Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor およびその 3rd Ed. (2001) ; Ausubel, F. M. (1987) . Current Protocols in Molecular Biology, Greene Pub. Associates and Wiley— Interscience ; Ausubel, F. M. (1989) . Short Protocols in Molecular Biology : A Compendium of Methods from Current Protocols in Molecular Biology, Greene Pub. Associates and Wiley-Interscience ; Innis, M. A. (1990) . PCR Protocols : A Guide to Methods and Applications, Academic Press ; Ausubel, F. M. (1992) . Short Protocols in Molecular Biology : A Compendium of Methods from Current Protocols in Molecular Biology, Greene Pub. Associates ; Ausubel, F. M. (1995) . Short Protocols in Molecular Biology: A Compendium of Methods from Current Protocols in Molecular Biology, Greene Pub. Associates ; Innis, M. A. et al. (1995) . PCR Strategies, Academic Press ; Ausubel, F. M. (1999) . Short Protocols in Molecular Biology: A Compendium of Methods from Current Protocols in Molecular Biology, Wiley, and annual updates ; Sninsky, J. J. et al. (1999) . PCR Applications : Protocols for Functional Genomics, Academic Press, 別冊実験医学 「遺伝子導入 &発現解析実験法」 羊土社、 1 9 9 7などに記載されており、 これらは本明細書において関連する部分 (全部で あり得る) が参考として援用される。
人工的に合成した遺伝子を作製するための D N A合成技術および核酸化学に ついては、例えば、 Gait, M. J. (1985) . Oligonucleotide Synthesis : A Practical Approach, IRL Press ; Gait, M. J. (1990) . Oligonucleotide Synthesis : A Practical Approach, IRL Press ; Eckstein, F. (1991) . Oligonucleotides and Analogues : A Practical Approach, IRL Press ; Adams, R. L. et al. (1992) . The Biochemistry of the Nucleic Acids, Chapman & Hall ; Shabarova, Z. et al. (1994), Advanced Organic Chemistry of Nucleic Acids, Weinheim; Blackburn, G. M. et al. (1996) . Nucleic Acids in Chemistry and Biology, Oxford University Press ; Hermanson, G. T. (1996) . Biocon jugate Techniques, Academic Press などに記載されており、 これらは本明細書において関連する部 分が参考として援用される。 以下に本発明において使用される定義、 基本的技術などを説明する。
(ュビキチン)
本明細書において 「ュビキチン」 とは、 当該分野において通常用いられる最 広義の意味を有し、 すべての真核細胞に共通して広く存在するタンパク質であ り、 細胞内で正しい構造を形成していないタンパク質、 異常に発現したタンパ ク質などを標的として結合し、 ュビキチン化することが知られる。 ュビキチン 化されると、 細胞の正常な機能を阻害するタンパク質を分解するプロテアソー ムによって認識される。 本発明におけるュビキチンは、 タンパク質の分 ^提示 シグナルの機能等を有することが特に重要である。 ュビキチンをコード る遣 伝子をュビキチン遺伝子という。 本明細書においては、 ュビキチンをコードす る遺伝子のプロモーター、 ュビキチンをコードする構造遺伝子、 およびこれら 両者を含む D NA配列を、 併せて 「ュビキチン遺伝子」 ということがある。 ュビキチンは、 アミノ酸約 76個を有するタンパク質であり、 その 1次構造は ほとんどの生物で保存されている。 遺伝子には、 少なくとも 2種類存在し、 そ のいずれもが本発明において用いられ得る。 そのうち 1つは数個から 100個程 度のュビキチンが連結したポリュビキチンであり、 熱誘導プロモーターを有し、 熱ショックなどのストレスによって発現誘導される。 他方の遺伝子は、 特定の リボソームタンパク質の C末端に連結されて発現され。 通常は、 このリポソ一 ム連結型が発現される。 いずれの場合も, 発現後にプロセシングを受けモノュ ビキチンとなることが知られている。 ュビキチンの C末端のグリシンが活性化 され、 標的タンパク質のリジンの ε—ァミノ基と結合することが知られている。 ュビキチンの代表的な配列としては、 例えば、
( a ) 配列番号 1、 3、 5、 7、 9、 11、 13、 15、 1 7、 19、 21、 25、 27、 29、 31、 33、 35、 37、 39、 41、 43、 45、 47、 49、 51、 53、 55、 57および 59からなる群より選択される配 列番号に示される核酸配列またはそのフラグメント配列を有するポリヌクレオ チド;
( b ) 配列番号 2、 4、 6、 8、 10、 12、 14、 16、 18、 20、 2 2、 26、 28、 30、 32、 34、 36、 38、 40、 42、 44、 46、 48、 50、 52、 54、 56、 58および 60からなる群より選択される配 列番号に示されるァミノ配列を有するポリペプチドまたはそのフラグメントを コードするポリヌクレオチド;
( c ) 配列番号 2、 4、 6、 8、 10、 12、 14、 16、 18、 20、 2 2、 26、 28、 30、 32、 34、 36、 38、 40、 42、 44、 46、
48、 50、 52、 54、 56、 58および 60からなる群より選択される配 列番号に示されるアミノ酸配列において、 1もしくは数個のアミノ酸が、置換、 付加および欠失からなる群より選択される少なくとも 1つの変異を有する改変 体ポリペプチドであって、 生物学的活性を有する改変体ポリペプチドをコード する、 ポリヌクレオチド;
( d ) 配列番号 1、 3、 5、 7、 9、 11、 13、 15、 17、 19、 21、 25、 27、 29、 31、 33、 35、 37、 39、 41、 43、 45、 47、
49、 51、 53、 55、 57および 59からなる群より選択される配列番号 に示される核酸配列からなる D N Aの対立遺伝子変異体またはスプライス変異 体である、 ポリヌクレオチド;
( e ) 配列番号 2、 4、 6、 8、 10、 12、 14、 16、 18、 20、 2 2、 26、 28、 30、 32、 34、 36、 38、 40、 42、 44、 46、
48、 50、 52、 54、 56、 58および 60からなる群より選択される配 列番号に示されるアミノ酸配列からなるポリべプチドの種相同体またはオルソ ログをコードする、 ポリヌクレオチド;
(f ) (a) 〜 (e) のいずれか 1つのポリヌクレオチドにストリンジェント条 件下でハイブリダィズし、 かつ生物学的活性を有するポリべプチドをコ一ドす るポリヌクレオチド;または
(g) (a) 〜 (e) のいずれか 1つのポリヌクレオチドまたはその相補配列に 対する同一性が少なくとも 70%である塩基配列からなり、 かつ生物学的活性 を有するポリべプチドをコードするポリヌクレオチド、 を含む。 ュビキチンをコードする核酸は、 「サイレント改変」 し得る。 そのようなサイ レント変換の例としては、 例えば、 ヒトにおいて、 以下のようなものが挙げら れるがそれらに限定されない。 本発明では、 そのような配列もまた使用するこ とができることが理解される。
配列番号 1の核酸配列における、 第 4位〜第 6位のコドンは、 例えば、 CA Gから CAAにサイレント改変され得、 これらのコドンはアミノ酸残基 G 1 n (グノレタミン) をコードする。
また、 この核酸配列における、 第 1 9位〜第 21位のコドンは、 ACTから ACC、 AC Aにサイレント改変され得、 これらのコドンはアミノ酸残基 Th r (スレオニン) をコードする。
また、 この核酸配列における、 第 22位〜第 24位のコドンは、 CTGから CTCにサイレント改変され得、 これらのコドンはアミノ酸残基 L e u (ロイ シン) をコードする。
また、 この核酸配列における、 第 28位〜第 30位のコドンは、 GGTから GGCにサイレント改変され得、 これらのコドンはアミノ酸残基 G 1 y (グリ シン) をコードする。
また、 この核酸配列における、 第 37位〜第 39位のコドンは、 ATCから ATTにサイレント改変され得、 これらのコドンはアミノ酸残基 I l e (イソ ロイシン) をコードする。
また、 この核酸配列における、 第 40位〜第 42位のコドンは、 ACCから ACTにサイ ント改変され得、 これらのコドンはアミノ酸残基 Th r (スレ ォニン) をコードする。
また、 この核酸配列における、 第 43位〜第 45位のコドンは、 CTCから CTTにサイレント改変され得、 これらのコドンはアミノ酸残基 L e u (ロイ シン) をコードする。 .
また、 この核酸配列における、 第 46位〜第 48位のコドンは、 GAGから GAAにサイレント改変され得、 これらのコドンはアミノ酸残基 G 1 u (グル タミン酸) をコードする。
また、 この核酸配列における、 第 49位〜第 51位のコドンは、 GTGから GTC、 GTTにサイレント改変され得、 これらのコドンはアミノ酸残基 V a 1 (パリン) をコードする。
また、 この核酸配列における、 第 55位〜第 57位のコドンは、 CCCから CCGにサイレント改変され得、 これらのコドンはアミノ酸残基 P r o (プロ リン) をコードする。
また、 この核酸配列における、 第 64位〜第 66位のコドンは、 ACCから ACAにサイレント改変され得、 これらのコドンはアミノ酸残基 Th r (スレ ォニン) をコードする。
また、 この核酸配列における、 第 67位〜第 69位のコドンは、 ATCから ATTにサイレント改変され得、 これらのコドンはアミノ酸残基 I 1 e (イソ ロイシン) をコードする。
また、 この核酸配列における、 第 73位〜第 75位のコドンは、 AATから AACにサイレント改変され得、 これらのコ ドンはアミノ酸残基 A s n (ァス パラギン) をコードする。 また、 この核酸配列における、 第 9 1位〜第 9 3位のコドンは、 CAAから C AGにサイレント改変され得、 これらのコドンはアミノ酸残基 G 1 n (ダル タミン) をコードする。
また、 この核酸配列における、 第 94位〜第 9 6位のコドンは、 GATから GACにサイレント改変され得、 これらのコドンはアミノ酸残基 A s p (ァス パラギン酸) をコードする。
また、 この核酸配列における、 第 1 0 6位〜第 1 08位のコドンは、 ATT から ATCにサイレント改変され得、これらのコドンはアミノ酸残基 I 1 e (ィ ソロイシン) をコードする。
また、 この核酸配列における、 第 1 1 5位〜第 1 1 7位のコ ドンは、 GAT から GACにサイレント改変され得、これらのコドンはアミノ酸残基 A s p (ァ スパラギン酸) をコードする。
また、 この核酸配列における、 第 1 3 6位〜第 1 38位のコドンは、 GCC から GCTにサイレント改変され得、これらのコドンはアミノ酸残基 A 1 a (ァ ラニン) をコードする。
また、 この核酸配列における、 第 1 3 9位〜第 1 4 1位のコドンは、 GGA から GGGにサイレント改変され得、これらのコドンはアミノ酸残基 G 1 y (グ リシン) をコードする。
また、 この核酸配列における、 第 14 2位〜第 1 44位のコドンは、 AAA から AAGfcサイレント改変され得、これらのコドンはアミノ酸残基 Ly s (リ ジン) をコードする。
また、 この核酸配列における、 第 1 5 7位〜第 1 5 9位のコ ドンは、 GGT から GGG、 GGAにサイレント改変され得、 これらのコドンはアミノ酸残基 G 1 y (グリシン) をコードする。
また、 この核酸配列における、 第 1 60位〜第 1 6 2位のコドンは、 CGT から CGC、 CGGにサイレント改変され得、 これらのコドンはアミノ酸残基 A r g (アルギニン) をコードする。
また、 この核酸配列における、 第 1 8 1位〜第 1 8 3位のコドンは、 ATC から ATTにサイレント改変され得、これらのコドンはアミノ酸残基 I l e (ィ ソロイシン) をコードする。
また、 この核酸配列における、 第 1 9 3位〜第 1 9 5位のコドンは、 TCC から TCTにサイレント改変され得、これらのコドンはアミノ酸残基 S e r (セ リン) をコードする。
また、 この核酸配列における、 第 1 9 6位〜第 1 9 8位のコドンは、 ACC から ACTにサイレント改変され得、これらのコドンはアミノ酸残基 Th r (ス レオニン) をコードする。
また、 この核酸配列における、 第 1 9 9位〜第 20 1位のコドンは、 TTG から CTGにサイレント改変され得、これらのコドンはアミノ酸残基 L e u (口 イシン) をコードする。
また、 この核酸配列における、 第 20 5位〜第 20 7位のコドンは、 CTG から TTGにサイレント改変され得、これらのコドンはアミノ酸残基 L e u (口 イシン) をコードする。
また、 この核酸配列における、 第 208位〜第 2 1 0位のコドンは、 GTA から GTG、 GTT、 GTCにサイレント改変され得、 これらのコ ドンはアミ ノ酸残基 Va l (バリン) をコードする。
また、 この核酸配列における、 第 2 1 1位〜第 2 1 3位のコドンは、 CTC から CTGにサイレント改変され得、これらのコドンはアミノ酸残基 L e u (口 イシン) をコードする。
また、 この核酸配列における、 第 2 1 4位〜第 2 1 6位のコドンは、 CGT から CGCにサイレント改変され得、これらのコドンはアミノ酸残基 Ar g (ァ ルギニン) をコードする。
また、 この核酸配列における、 第 2 1 7位〜第 2 1 9位のコドンは、 CTC から TTG、 CTTにサイレント改変され得、 これらのコドンはアミノ酸残基 L e u (ロイシン) をコードする。
また、 この核酸配列における、 第 220位〜第 222位のコドンは、 AGA から AGGにサイレント改変され得、これらのコドンはアミノ酸残基 A r g (ァ ルギニン) をコードする。
また、 この核酸配列における、 第 223位〜第 225位のコドンは、 GGT から GGGにサイレント改変され得、これらのコドンはアミノ酸残基 G 1 y (グ リシン) をコードする。
また、 この核酸配列における、 第 226位〜第 228位のコドンは、 GGG から GGTにサイレント改変され得、これらのコドンはアミノ酸残基 G 1 y (グ リシン) をコードする。
ュビキチン (ubiquitin, Ub) は、 以下に示すように種を超えて極めて保存性 の高いタンパク質である。
5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 フ 5
1
2
3
4
6
7
8
9 各種生物のュビキチンのアミノ酸配列
1 : 動物 [ヒト、 ゥシ、 ゥサギ、 ニヮトリ、 マウス、 Drosophila melanogaster シ ヨウジョゥバエ) ] (配列番号 2 )
2: Caenorhabditis elegans (線虫) (配列番号 4 )
3: 物 [soybean, garden pea, common sunflower, potato, maize, oat, Arabidopsis thaliana (酉己列番号 6 )
4: Trypanosoma brucei (酉己歹 [J番号 8 )
5 : Leishmania tarentolae (酉 S歹幡号 1 0 )
6: Neurospora crassa (酉己歹 tl番号 1 2 )
7: Saccharomyces cerevisiae (酵母) (目 C歹 (I番号 1 4 )
8: Phytophthora infestans (配歹 U番号 1 6 )
9 : Euplotes eurystomus (酉 G歹幡^■ 1 8 )
10: Autographs californica nuclear polyhedrosis virus (酉己歹 !j番号 2 0 ) 本明細書において 「ュビキチンが除去されない様式」 とは、 ュビキチンを含 む本発明の遺伝子の発現産物がプロテアーゼによってモノュビキチンと抗原と への切断に抵抗性を有する様式をいう。 そのような様式としては、 例えば、 ュ ビキチンのアミノ酸配列の C末端の G 1 yを G 1 y以外の配列 (例えば、 A 1 a ) に置換することなどが挙げられるがそれらに限定されない。 このような様 式のュビキチン含有産物は、 効率よくポリュビキチン化し、 プロテアソームに よるプロセシングが効率よく誘導される。 このような効果は従来の技術では行 われていない。 抗原とモノュビキチンとが融合される場合、 C末端の配列が G 1 yのままでは、 ュビキチンと抗原とは、 ュビキチンがポリュビキチン化して プロテアソームに運搬される前に、 切断されやすいことから、 C末端の配列は G 1 yでない配列が好ましい。
本明細書において、 あるポリヌクレオチドがュビキチンをコードしているか
2フ どうかを判定するには、 そのポリヌクレオチドを発現させ得られた発現産物が、 ュビキチンの生物学的活性を有するか否かを確認することによつて確かめるこ とができる。 そのようなュビキチンの生物学的活性としては、 例えば、 (A) プ 口テアソームへの標的化、 (B ) C末端のグリシン化により標的タンパク質のリ ジンの ε—アミノ基と結合すること、 (C ) 熱ショックなどのストレスによる誘 導、 (D) リボソームタンパク質の C末端に連結されて発現されることなどが挙 げられるがそれらに限定されない。 特に好ましいのは、 プロテアソームによる 標的化である。 プロテアソームによる標的化に関するアツセィは、 当該分野に おいて公知の実験により確認することができ、 例えば、 実施例に記載されるよ うなアツセィが挙げられる。
(プロテアソーム)
本明細書において 「プロテアソーム」 とは、 真核生物に普遍的に存在する巨 大プロテアーゼの一種であり、 細胞内には ΑΤΡ非依存性型の 20Sと ΑΤΡ依存性 型の 26S と、 フットボール型の少なくとも 3種類のプロテアソームがあるとさ れている。 プロテアソーム系では、 標的タンパク質のリジン側鎖の ε—アミノ 基において、 ュビキチン化酵素によりュビキチン分子が付加され、 ュビキチン が認識されプロテアソームに送られ分解を受ける。 プロテアソームはプロテア ーゼの集合体ともいえるからである。 この系で選別されたタンパク質は速やか に代謝される。 不要なタンパク質の分解のみならず、 免疫系における抗原提示 細胞内の抗原タンパク質のプロセシング、 細胞周期の制御などにも重要な役割 を果しているとされている。 20Sプロテアソームは 7つの αサブュニットから成 る αリング、 7つの 3サブユニットから成る 3リングが、 α、 β、 ]3、 αの順に 筒状に積み重なった中空の構造をとる。 ΑΤΡ依存的に 20Sプロテアソームの上下 に ΡΑ700が結合すると, 26Sプロテアソ^ "ムになる。 フットポール型は、 ΡΑ700 の代わりに ΡΑ28を有する。 本発明では、 抗原は、 どのプロテアソームにおいて 分解を受けてもよい。
(T細胞ターゲット配列)
本明細書において 「τ細胞ターゲット配列」 とは、 Τ細胞による特異的認識 を惹起することができるアミノ酸配列 (例えば、 ェピトープ) をいい、 通常、 少なくとも約 5アミノ酸、 好ましくは少なくとも約 8ァミノ酸長を有するぺプ チドをいう。 このような配列は、 Τ細胞レセプターによって認識されるもので あり、 近年研究が進展しており、 C D 8陽性細胞傷害性 Τ細胞 ( C T L = c y t o t o x i c T- l ymp h o c y t e s) による認識によって同定され 得る。 CTLには、 CD 8陽性おょぴ CD 4陽性の少なくとも 2種類が知られ ており、 CD8陽性 CTLは、 クラス I拘束性に、 CD4陽性 CTLはクラス II拘束性に抗原ペプチド (例えば、 癌抗原としては MAGE、 g p 100、 T y r o s i n a s e、 NY— ES 0—1が挙げられる) を認識するといわれて いる。
T細胞ターゲット配列は、 癌細胞に取り込まれる場合、 小胞体 (ER) に運 ばれ、 そこで HL Aクラス I分子に結合性を示すペプチドはクラス I分子と複 合体を形成する。 この複合体は、 細胞表面に表出するといわれている。 クラス I分子との結合において、 重要であるとされる部位は、 このペプチド中の 2番 目のアミノ酸と、 9番目 (場合により 8番目または 10番目であり得る) のァ ミノ酸である。 ここで、 2番目のアミノ酸は、 HL Aの型に依存する。例えば、 11し ー 24の場合は、 2番目のアミノ酸は、 チロシン (Y) またはフエ- ルァラニン (F) であることが多く、 HLA— A2の場合はロイシン (L) で ある。 この特徴的な配列は、 HL Aの型に応じて適宜決定することができる。 また、 9番目 (または 8番目もしくは 10番目) のアミノ酸は、 HLA— A2 4の場合は、 ロイシン (L)、 イソロイシン (I) またはフエ二ルァラニン (F) であることが多く、 HLA— A24の場合は、 ロイシン (L)またはバリン (V) である。 このように T細胞ターゲット配列は、 目的とする患者の HLA型に依 存して変動し得る。 このような Τ細胞ターゲット配列は、 いったん複合体を形 成すると、 CTLの Τ細胞レセプターにより認識され、 Τ細胞による分解の発 端となる。
このような Τ細胞ターゲット配列は、 当該分野において公知の方法を用いて 同定することができる。 そのような方法としては、 例えば、 c DNA発現クロ 一ユング法、 S EREX法などが挙げられるがそれらに限定されない。 癌細胞 の T細胞ターゲット配列を同定する場合は、 例えば、 癌細胞から調製してきた cDNAライブラリー由来のサンプルを COS— 7細胞に HLA cDNAと ともに一過的に発現させ、 その発現が最大となる 2日目に癌特異的 CTLと混 合培養をー晚行い、 上清中のインターフェロン γ量を例えば EL I SAなどの 測定法によって測定することによって同定することができる。 ここで陽性ブー ルをスクリーニングすることによって Τ細胞ターゲット配列を有するクローン を同定し、 それによりそのコード配列をも同定することができる。
SEREX法では、 患者の血清中に存在する I gG抗体を利用して c DNA ライブラリーをスクリーニングする。 この方法では、 標的細胞 (例えば、 癌細 胞) 由来のファージライブラリーを大腸菌に発現させ、 大腸菌の産生するタン パク質をフィルターに転写し、 患者血清とハイブリダィズさせ、 抗 I g G抗体 で検出して抗体と反応したプラークから目的の遺伝子をクローニングすること ができる。
上記のように、 メラノーマ、 や肺癌等に関する細胞上の T細胞ターゲット配 列の同定については、 (1) 病原体 (腫瘍を含む) を認識する T細胞 (腫瘍反応 性 T細胞) を用いる方法と、 (2) (腫瘍を含む) 抗原の候補となる分子に対す る T細胞を誘導する方法に大別される。 し力 し、 現在のところ、 このように同 定されたキラー T細胞認識ェピトープで免疫しても生体内では有効にキラー T 細胞を誘導するには至っていない。 その原因として、 これらのェピトープで免 疫しても、 キラー T細胞を誘導するための必須の課程である、 細胞内酵素であ るプロテアーゼによるそれらのェピトープ抗原の処理が起こらないからである。 そこで、 本発明においては、 既知の Τ細胞ターゲット配列の遺伝子を用いてプ 口テアソームへの Ta g (誘導) 分子のュビキチン遺伝子と融合化することに より、 プロテアソームでの抗原処理 (Processing) に導き、 必然的に腫瘍抗原 特異的キラー T細胞を誘導し活性化する。 すなわち、 既知のキラー T細胞認識 ェピトープを使用し、 文献上のキラー T細胞認識ェピトープの検索を行い、 そ のェピトープにつレ、て遺伝子パンク上で配列を確認する。
本発明においては、 キラー T細胞を効率的に誘導するェピトープの検索は、 既 知の癌抗原遺伝子をプロテアソームへの T a g分子であるュビキチン遺伝子と 融合化させることで、 腫瘍抗原特異的キラー T細胞を主体とした強力な抗腫瘍 免疫を誘導させるものである。 なお、 T a g分子であるュビキチン等は抗原提 示細胞内に恒常的に存在しており、 細胞内で産出された異物抗原や細胞内に注 入された癌抗原遺伝子産物と非選択的に結合しプロテアソームへ移送される。 本発明における T細胞ターゲット配列の遺伝子の構築については、 T細胞ター ゲット配列既知配列をデータベースより検索し、 その配列両端についてプライ マーを合成し、 腫瘍細胞よりフエノール ·クロロフオルム法により RNAを抽 出し、 その RNAをテンプレートとして、 RT—PCR法を用いて逆転写し、 遺伝子を構築する。 ここで、 P CR法(ρ o 1 y me r a s e c h a i n r e a c t i o n) とは、 D N A鎖の特定部位のみ繰り返し複製する反応で、 微 量の DNAを 1, 000, 000倍程度まで増幅できる。 複製反応のプライマー としては、 増幅部両端の塩基配列を含む合成オリゴヌクレオチォを用いて、 耐 熱性 DNAポリメラーゼにより行う。 また、 RT— PCR法 (r e v e r s e — t r a n s c r i p t p o l yme r a s e c h a i n r e a c t i o n) とは、 第一回目の反応に逆転写酵素を用いることにより、 RNAから D NAを合成し、 その後は通常用いられる PCR法によって、 特定の DNA部位 を増幅する方法である。 そのような T細胞ターゲット配列としては、 例えば、 以下が挙げられるがそ れらに限定されない。 以下の表では、 1文字表示を採用する。
【表 A】
A. T細胞が認識するヒトメラノ一マ抗原(メラノソームタンパク質)
ェピ卜一プ 抗原 抗原提示 MHC ペプチド名
KTWGQYWQV gplOO HLA-A2
AMLGTHTMEV gplOO HLA-A2
Mし GTHTMEV gplOO HLA-A2
ITDQVPFSV gplOO HLA-A2
YLEPGPVTA gplOO HLA-A2
LLDGTATLRL gplOO H厂LA-A2
>
VLYRYGSFSV gplOO HLA- >A CO2
SLADTNSLAV gplOO HLA-A2
ALLAVGATK gplOO HLA-A3
VYFFLPDHL gplOO - HLA-A24
MART-1/
AAGIGILTV HLA-A2
Melan— A
MART-1/
EAAGIGILTV HLA-A2
Melan— A
MART-1/
ILTVILGVL HLA-A2
Melan— A
MART- 1 /
AEEAAGIGIL HLA-B45
Melan— A
MART-1/
AEEAAGIGILT HLA-B45
Melan— A
MSLQRQFLR TRP1 HLA-A31
LLPGGRPYR TRP2 LLPGGRPYR TRP2 HLA-A33
DAEKCDICTDEY チロシナーゼ
Mし L WCYしし チロシナ一ゼ HLA-A2
YMNGTMSQV チロシナ一ゼ HLA-A2
AFLPWHRLF チロシナ一ゼ HLA-A24
SEIWRDIDF チロシナーゼ HLA-B44
QNILLSNAPLGPQFP チロシナーゼ HLA-DR4
SYLQDSDPDSFQD チロシナ一ゼ HLA-DR4
B.腫瘍特異的変異ペプチド >
>
Figure imgf000036_0001
C.各種癌細胞と精巣に発現されるタンパク質 (cancertestis抗原) ェピトープ 抗原 抗原提示 MHC ペプチド名
EADPTGHSY MAGE— 1 HLA-A1
SAYGEPRKL MAGE- 1 HLA-Cw1 6
EVDPIGHLY MAGE -3 HLA-A1
FLWGPRALV MAGE- 3 HLA-A2
MEVDPIGHLY MAGE— 3 HLA-B44
AARAVFLAL BAGE HLA-Cw1 6
YRPRPRRY GAGE - 1 ,2 HLA-Cw6
QLSLL WIT NY-ESO- 1 HLA-A2
SLLMWITQC NY-ESO- 1 HLA-A2
SLLMWITQCFL NY-ESO- 1 HLA-A2 LSL-BLL L-l lVS SlAIAdl>1DV -UL L-iyVS IAdl>iDV>ID i
IU-ZLL L-ldVS 丄 <DV D>13D
SLL-6U L-l¾dVS V>ID>13DniVA
S"— 9"レー上 vS »3ΘΊΐνΛ1ΘΊ
ZLL-S8L L-iyVS "HVAlETld丄 α
69L-09L L- dVS AlEHd丄 JSSS
99i-z.si L-iavs ,d丄 asssiAmx
89i-frSi L-ldVS asssiAi»>nnv
09£-L9i L-lidVS siAi>i imv33a
LSL-SUレー »ΊΊν33αΊ>1 Ι ms L L-iyVS V33an l llAiyid
IU-ZU L-lidVS a~l f IIAIidy3丄
8W - 6ε ー丄 yvs lAiyd31»lAI)HE) sw - 9S L-iyvs y31>ilAI IOS9 l
ZH-S L L-lidVS >!IAl>l9SQ>i!DHd
6ZL-0SL L-ldVS DSO>19HddHS
ΟΗ1ΛΙ^¾Κΐϊ ェ 翬 ^TT^璽 =l -3
Figure imgf000037_0001
LZ£l0/£00ZdT/13d S80S£0請 OAV TPYIVLSGSG SART-1 781-790
IVLSGSGKSM SART-1 784-793
SGSGKSMNAN SART-1787-796
GKSMNANTIT SART-1790-799
KSMNANTITK SART-1 791-800
F. HLA— A24患者用ワクチンペプチド
ェピト一プ 抗原 抗原提示 MHC ペプチド名
EYRGFTQDF HLA-A24 SART1 690
DYSARWNEI HLA-A24 SART293
AYDFLYNYL HLA-A24 SART2161
SYTRLFLIL HLA-A24 SART2899
VYDYNCHVDL HLA-A24 SART3109
AYIDFEMKI HLA-A24 SART3315
KFHRVIKDF HLA-A24 CypB84
DFMIQGGDF HLA-A24 CypB9i
HYTNASDGL HLA-A24 Lck208
TFDYLRSVL HLA-A24 Lck486
DYし RSVし EDF HLA-A24 Lck488
EYCLKFTKL HLA-A24 ART1 170
AFし I HAAし HLA-A24 ART413
DYPSし SATDI HLA-A24 ART475
LLQAEAPRL HLA-A2 SART3302
RLAEYQAYI HLA-A2 SART3309
KLKHYGPGWV HLA-A2 CypBi 29 3V-V1H Ί人」ョ ΥνθΟΊ
3 - nH "raavョ
3V-V1H ΛΛΜαθνθΛΊ
3V-V1H A»aOVOAlS
3V-V1H
ZV-ΥΊΗ AASSISOlMd
3V-VHH ASSnSDlAIJWI
ZV-νΊΗ
Figure imgf000039_0001
.ZCT0/f00Zdf/X3d S80S£0請 OAV dVSlADHVd
VS-LAOHVdd
S丄 ASHVddV lAOHVddVJ.
AOHVddVlS
0Η1ΛΙ ifii¾ 一 ェ
3ェ鶴鑼 ベ ¾ 髒¾|職 +saoi¾¾¾ Lon^i Ό
Figure imgf000040_0001
LZ l0/£00Zd£/lDd S80S請 00Z OAV 2—丄 ηΐΛΐ VDVlND3d
L—丄 niAi dDVlND3d ζ.ευ°ο dDVlN03J
ΟΗΙΛΙ 一 ェ
Figure imgf000041_0001
LZ£l0/£00ZdT/13d S80S£0請 OAV 上記例示的配列からも明らかなように、 本発明において使用される T細胞タ 一ゲット配列は、 HLA— A2または HLA— A24の場合、 代表的には、 2 番目 (または 1番目もしくは 3番目) のアミノ酸が Va 1、 Le , I 1 e、 T.y rまたは Ph eから選ばれた 1種であり、 9番目 (または 8番目もしくは 10番目) のアミノ酸が V a 1、 Le u, P h eまたは I 1 eから選ばれた 1 種であることが特徴であるが、 それに限定されない。 より好ましくは、 2番目 のァミン酸配列が Va l、 Le u, I l e、 T y rまたは P h eから選ばれた 1種であり、 9番目のアミノ酸配列が V a 1、 L e u、 P h eまたは l i eか ら選ばれた 1種であり得る。
防御免疫には、 CD 8 +T細胞を中心とした細胞性免疫の誘導が必須である。 細胞性免疫の誘導は、 CD8+T細胞を誘導し、 活性化するためにはワクチン抗 原タンパク質を抗原提示細胞 (マクロファージゃ樹状細胞) 上の MHCクラス I分子に接着させることが必須の課程である。 そのためには、 CD 8 +T細胞レ セプター (T c e l l r e c e p t o r) が認識しうる、 約 8個のアミノ 酸からなるペプチド (T細胞ターゲット配列) をワクチン抗原タンパク質から 切り出すことが必要である。 この切り出し作業が細胞質内酵素であるプロテア ソームで行われる。 しかし、 その前提として、 ワクチン抗原タンパク質が細胞 内でュビキチンと結合 (ュビキチン化) されなければならない。 そこで、 ワク チン抗原タンパク質をコードする遺伝子と、 ュビキチンをコードする遺伝子を 結合した遺伝子を遺伝子銃等で抗原提示細胞内に直接注入することにより、 そ の細胞内で結合遺伝子がコードする癒合タンパク質が合成される。 そして、 癒 合タンパク質の一部であるュビキチンが癒合タンパク質をプロテアソームに導 くことにより、 プロテアソームにより癒合タンパク質内のワクチン抗原タンパ ク質から T細胞ターゲット配列が切り出され、 CD 8 +T細胞レセプターに認識 される。
抗原特異的 CD 8 +Τ細胞が誘導されるためには、抗原が細胞質内酵素である プロテアソームでプロセッシングを受けた後に、 MHCクラス I分子に提示さ れることが必須である。 このことは、 抗原提示細胞の培養中にプロテアソーム 特異的阻害剤である 1 a c t a c y s t i nや MG— 132を加えると、 MH Cクラス I分子に抗原が提示されず、 CD 8 +T細胞が活性化されないことが証 明され、 またプロテアソームノックアウトマウスを用いた実験でも同様の現象 が確認されていることからも明らかである (ェ匪 unol. Rev. 163: 161—フ 6, 1998)0
キラー T細胞レセプターが認識する T細胞ターゲット配列は、 上述のように 多くの場合 8個 (通常 7〜10個) のアミノ酸により構成されるが、 感染宿主 の組織抗原 (MHC、 ヒ トでは HLA) の相違により、 その個体のキラー T細 胞レセプターが認識するェピトープが異なる場合が多い。 しかし、 好ましい実 施形態では、 本努明に使用される DNAがコードするぺプチドは多種の MHC のキラー T細胞が認識しうるもの、 あるいは複数のェピトープをコードする D N Aを用いることが好ましいので、 そのような好ましい実施形態では、 臨床応 用に当たっても、 オーダーメイド/ティラーメイド的な配慮の必要性は少なく、 オーダーメイド的に多種の MHCを持つ集団がこのワクチンの対象となりうる。 これは技術的のみならず経済的にも大きなメリットであり、 経済基盤の弱い発 展途上国にも応用が可能となる。
本発明における T細胞ターゲット配列の遺伝子の構築については、 T細胞タ 一ゲット配列既知配列をデータベースより検索し、 その配列両端についてプラ イマ一を合成し、 腫瘍細胞よりフエノール .クロロフオルム法により RNAを 抽出し、その RNAをテンプレートとして、 RT— PCR法を用いて逆転写し、 遺伝子を構築する。 ここで、 PCR法(p o 1 yme r a s e c h a i n r e a c t i o n) とは、 DN A鎖の特定部位のみ繰り返し複製する反応で、 微 量の DNAを 1, 000, 000倍程度まで増幅できる。 複製反応のプライマ 一としては、 増幅部両端の塩基配列を含む合成オリゴヌクレオチォを用いて、 耐熱性 DNAポリメラーゼにより行う。 また、 RT— PCR法 (r e v e r s e— t r an s c r i p t p o l yme r a s e c h a i n r e a c t i o n) とは、 第一回目の反応に逆転写酵素を用いることにより、 RNAから DNAを合成し、 その後は通常用いられる PCR法によって、 特定の DNA部 位を増幅する方法である。
本発明の目的のために、 T細胞ターゲット配列は、 特異的 CTLによって認 識される標的細胞の MHCクラス I分子上に提示されるべきである。 プロテア ソームは、 細胞內タンパク質 (MHCクラス Iリガンドを生成する腫瘍抗原を 含む) のタンパク質分解を担っている。 プロテアソームによる分解の前に、 ポ リュビキチン鎖は、 多酵素系により基質に共有結合されるべきである。 (細胞基 質のュビキチン C末端の加水分解酵素によって切断されず、 かつ除去されない ように、 C末端のグリシン残基を別のアミノ酸で置換した) ュビキチンと融合 されたタンパク質は、 ュビキチン一プロテアソーム系に依存する様式で融合さ れていないタンパク質よりも迅速に分解されることは注目に値する。 この系は 特に UFD経路と呼ばれる。 従って、 本発明が提供する、 プロテアソームによ る分解を必要とするタンパク質へのュビキチンの融合は、 CTLェピトープを 効果的に作製するために有用なストラテジ一である。 本明細書において 「癌抗原」 とは、 正常細胞が癌化するに伴って新たに発現 するようになる抗原分子をいう。 そのような癌抗原としては、 例えば、 以下の ようなものが挙げられるがそれらに限定されない:
(1)癌ウィルス由来抗原 (例えば、 アデノウィルス、ポリオ一マウィルス、 SM0などの DNA型腫瘍ウィルスに由来する T抗原など)。 ヒ ト、 マウスの R A型 腫瘍ウィルスでは、 ウィルスのエンベロープタンパク質が細胞表面に発現され る。
(2) 癌特異移植抗原 (tumor specific transplantation antigen, TSTA);こ の抗原は、 同系の癌細胞に対して特異的免疫応答が成立する結果、 その癌細胞 が拒絶される場合、 その標的抗原となるものが該当する。 遺伝子変異により、 癌細胞内に変異タンパク質が作られると、 他の細胞内正常タンパク質と同様に、 ぺプチド断片として細胞内で、 主要組織適合抗原遺伝子複合体 (MHC)の分子と会 合し癌細胞表面に発現されるようになる。 ;
( 3 ) 癌関連抗原(tumor associated antigen, TM)。 癌細胞に必ずしも特異 的でないが, 癌化に伴って特徴的な発現を示す抗原。 例えば、 肝癌における α - フェトプロティン、腸癌などにおける胎児性癌抗原 (carcinoembryonic antigen, CEA)などが該当する。 これらは、 元来は正常の胎児だけに存在するタンパク質 であり、 成人の組織には認められない。 し力 し、 これらのタンパク質は、 癌化 に伴って再発現を示すので癌胎児抗原 (oncofetal antigen)と呼ばれる。
本明細書において使用される場合、 癌抗原としては、 どのような形態のもの であっても用いることができるが、 特に、 癌関連抗原と呼ばれる形態のものが 好ましく用いられる。 MH Cとの会合によって、 癌細胞の表面に発現されるよ うになるからである。
本明細書において 「自己腫瘍抗原」 とは、 癌抗原のうち、 自己由来の抗原を さす。 本発明では、 自己腫瘍抗原を用いることは、 プロテアソームによって適 切な分解を受けるために好ましレ、。 抗原において、 患者により適正が異なるこ とが判明したからである。
腫瘍細胞において高レベルに発現された 「自己」 抗原を標的にする遺伝子ヮ クチンは、 免疫療法に有用である可能性が高いが、 免疫寛容は、 しばしばこの ストラテジーを無効にする。 本発明者らは、 自己腫瘍抗原 (例えば、 n a k e d D NAワクチンであるチロシナーゼ関連タンパク質 2 (N末端ュビキチン 力 S 「除去されない」 様式で融合される)) を使用するとよいことを見出した。 従 来のワクチンと異なり、 本発明のワクチンは、 例えば、 腫瘍増殖、 生存率およ ぴ肺転移によって評価されるように C 5 7 B L / 6マウスにおけるメラノーマ に対する寛容を破壊し、 そして保護免疫を誘導した。 この保護免疫は、 プロテ ァソームァクチベータ一 P A 2 8 α / ノックァゥトマウスにおいてキャンセ ルされた。 さらに、 このワクチン接種は、 ワクチン接種前に移植されたメラノ 一マに対して治療的効果を呈した。 本発明によって、 ュビキチン融合型自己抗 原をコードする n a k e d D N Aワクチンが、 ュビキチンプロテオソーム経 路によって媒介される効率的なタンパク質分解により、 主要なエフェクター C D 8 + T細胞を優先的に誘導し、そして腫瘍により発現される組織分化抗原を標 的化することを目指すストラテジーを導くことが示された。 (サイトカイン、 増殖因子、 細胞生理活性物質類)
本明細書において 「細胞生理活性物質」 または 「生理活性物質」
(physiologically active substance) とは、 細胞または組織に作用する物質 をいう。 そのような作用としては、 例えば、 その細胞または組織の制御、 変化 などが挙げられるがそれに限定されない。 生理活性物質には、 サイト力インお よび増殖因子が含まれる。 生理活性物質は、 天然に存在するものであっても、 合成されたものでもよい。 好ましくは、 生理活性物質は、 細胞が産生するもの またはそれと同様の作用を有するものであるが改変された作用を持つものであ つてもよい。 本明細書では、 生理活性物質はタンパク質形態または核酸形態あ るいは他の形態であり得るが、 実際に作用する時点においては、 サイト力イン は通常はタンパク質形態を意味する。
本明細書において使用される 「サイト力イン」 は、 当該分野において用いら れる最も広義の意味と同様に定義され、 細胞から産生され同じまたは異なる細 胞に作用する生理活性物質をいう。 サイト力インは、 一般にタンパク質または ポリペプチドであり、 免疫応答の制禦作用、 内分泌系の調節、 神経系の調節、 抗腫瘍作用、 抗ウィルス作用、 細胞増殖の調節作用、 細胞分化の調節作用など を有する。 本明細書では、 サイト力インはタンパク質形態または核酸形態ある いは他の形態であり得るが、 実際に作用する時点においては、 サイト力インは 通常はタンパク質形態を意味する。
本明細書において用いられる 「增殖因子」 または 「細胞増殖因子」 とは、 本 明細書では互換的に用いられ、 細胞の增殖を促進または制御する物質をいう。 増殖因子は、 成長因子または発育因子ともいわれる。 増殖因子は、 細胞培養ま たは組織培養において、培地に添加されて血清高分子物質の作用を代替し得る。 多くの増殖因子は、 細胞の増殖以外に、 分化状態の制御因子としても機能する ことが判明している。
サイ ト力インには、 代表的には、 インターロイキン類、 ケモカイン類、 コロ ニー刺激因子のような造血因子、 腫瘍壊死因子、 インターフェロン類が含まれ る。 増殖因子としては、 代表的には、 血小板由来増殖因子 (PDGF)、 上皮增 殖因子 (EGF)、 線維芽細胞増殖因子 (FGF)、 肝実質細胞増殖因子 (HG F)、 血管内皮増殖因子 (VEGF) のような増殖活性を有するものが挙げられ る。 本発明において特に好ましく使用されるものには、 インターロイキンが挙 げられるがそれに限定されない。
本発明における好ましい例示的サイト力インとしては、 限定されないが、 特 に、 免疫細胞の分化、 増殖および活性化を誘導することができるものが使用さ れ、例えば、インターロイキン 1、 インターロイキン 2、 ィンターロイキン 4、 インターロイキン 6、 インターロイキン 7、 I L_12、 I L一 15、 I L一 18、 インターフェロンお、 インターフェロン 、 インターフェロン γ、 顆粒 球マクロファージ ·コロニー刺激因子 (GM— CSF)、 HGF、 VEGF, F GF等の成長因子 (GF)、 腫瘍壊死因子 (TNF)、 腫瘍壌死因子 a (TNF -α), 腫瘍壊死因子 ]3 (TNF-/3) 等が挙げられるが、 これらに限定されな い。 好ましくは、 サイ ト力インは、 I L一 12、 I L一 15、 I L一 18であ る。
サイトカインおよび増殖因子などの生理活性物質は一般に、機能重複現象 ( r e d u n d a n c y ) があることから、 他の名称おょぴ機能 (例えば、 細胞殺 傷能力、 シグナル伝達能力など) で知られるサイト力インまたは増殖因子であ つても、 本発明に使用される生理活性物質の活性を有する限り、 本発明におい て使用され得る。 また、 サイト力インまたは増殖因子は、 本明細書における好 ましい活性 (例えば、 所望の病原体を殺傷する能力) を有してさえいれば、 本 発明のワクチンまたは医薬の好ましい実施形態において使用することができる。
(一般生化学)
本明細書において使用される用語 「タンパク質」、 「ポリペプチド」、 「オリゴ ペプチド」 および 「ペプチド」 は、 本明細書において同じ意味で使用され、 任 意の長さのアミノ酸のポリマーをいう。 このポリマーは、 直鎖であっても分岐 していてもよく、 環状であってもよい。 アミノ酸は、 天然のものであっても非 天然のものであってもよく、 改変されたアミノ酸であってもよい。 本明細書に おいて用いられる場合、 この用語は、 好ましくは、 核酸分子によって翻訳され た形態であることから、 通常、 直鎖であり、 天然のアミノ酸のみから構成され るがそれに限定されない。 この用語はまた、 複数のポリペプチド鎖の複合体へ とアセンブルされたものを包含し得る。 この用語はまた、 天然または人工的に 改変されたアミノ酸ポリマーも包含する。 そのような改変としては、 例えば、 ジスルフイド結合形成、 グリコシル化、 脂質化、 ァセチル化、 リン酸ィ匕または 任意の他の操作もしくは改変 (例えば、 標識成分との結合体化)。 この定義には また、 例えば、 アミノ酸の 1または 2以上の'アナログを含むポリペプチド (例 えば、非天然のアミノ酸などを含む)、ペプチド様化合物 (例えば、ぺプトイド) および当該分野において公知の他の改変が包含される。 F I R、 C E N P -A などの遺伝子産物は、 通常ポリペプチド形態をとる。 本明細書では、 本発明の ポリペプチドは、 通常、 特定の配列 (配列番号 2、 4などまたはそれらの改変 体) を有する。 ュビキチン、 抗原 (例えば、 癌抗原) などの遺伝子の遺伝子産 物は、 通常、 このような配列を有するポリペプチド形態をとる。 ここで、 改変 を有する配列は、 本凳明において、 予防、 治療目的に使用され得る。
本明細書において使用される用語 「ポリヌクレオチド」、 「オリゴヌクレオチ ド」 および 「核酸」 は、 本明細書において同じ意味で使用され、 任意の長さの ヌクレオチドのポリマーをいう。 この用語はまた、「誘導体オリゴヌクレオチド」 または 「誘導体ポリヌクレオチド」 を含む。 「誘導体ォリゴヌクレオチド」 また は 「誘導体ポリヌクレオチド」 とは、 ヌクレオチドの誘導体を含むか、 または ヌクレオチド間の結合が通常とは異なるオリゴヌクレオチドまたはポリヌクレ ォチドをいい、 互換的に使用される。 そのようなオリゴヌクレオチドとして具 体的には、 例えば、 2, 一 O—メチル一リボヌクレオチド、 オリゴヌクレオチ ド中のリン酸ジエステル結合がホスホロチォエート結合に変換された誘導体ォ リゴヌクレオチド、 オリゴヌクレオチド中のリン酸ジエステル結合が N 3, - P 5 ' ホスホロアミデート結合に変換された誘導体オリゴヌクレオチド、 オリ ゴヌクレオチド中のリポースとリン酸ジエステル結合とがぺプチド核酸結合に 変換された誘導体オリゴヌクレオチド、 オリゴヌクレオチド中のゥラシルが C 一 5プロピニルゥラシルで置換された誘導体ォリゴヌクレオチド、 オリゴヌク レオチド中のゥラシルが C一 5チアゾールゥラシルで置換された誘導体ォリゴ ヌクレオチド、 才リゴヌクレオチド中のシトシンが C一 5プロピエルシトシン で置換された誘導体オリゴヌクレオチド、 オリゴヌクレオチド中のシトシンが フエノキサジン修飾シトシン (phenoxazine - modified cytosine) で置換された 誘導体オリゴヌクレオチド、 D N A中のリボースが 2, 一 O—プロピルリボー スで置換された誘導体オリゴヌクレオチドおよびオリゴヌクレオチド中のリボ ースが 2, ーメ トキシエトキシリポースで置換された誘導体オリゴヌクレオチ ドなどが例示される。 他にそうではないと示されなければ、 特定の核酸配列は また、 明示的に示された配列と同様に、 その保存的に改変された改変体 (例え ば、 縮重コドン置換体) および相捕配列を包含することが企図される。 具体的 には、 縮重コドン置換体は、 1またはそれ以上の選択された (または、 すべて の) コドンの 3番目の位置が混合塩基および またはデォキシィノシン残基で 置換された配列を作成することにより達成され得る (Batzer et al. , ucleic Acid Res. 19 : 5081 (1991) ; Ohtsuka et al.、 J. Biol. Chem. 260: 2605—2608 (1985); Rossolini et al.、Mol. Cell. Probes 8: 91-98 (1994) )。 本発明の遣 伝子ワクチンは、 通常、 このポリヌクレオチド形態をとり、 通常、 アミノ酸形 態に翻訳されることが必要であることから、 インビボで転写およぴ翻訳される 形態 (例えば、 天然のヌクレオチドからなる) をとることが好ましいがそれに 限定されない。
· 本明細書において使用される用語 「核酸分子」 もまた、 本明細書において、 核酸、 オリゴヌクレオチド、 およぴポリヌクレオチドと互換可能に使用され、 c D NA、 mRNA、 ゲノム D N Aなどを含む。 本明細書では、 核酸おょぴ核 酸分子は、 用語 「遺伝子」 の概念に含まれ得る。 ある遺伝子配列をコードする 核酸分子はまた、 「スプライス変異体 (バリアント、 改変体)」 を包含する。 同 様に、 核酸によりコードされた特定のタンパク質は、 その核酸のスプライス改 変体によりコードされる任意のタンパク質を包含する。 その名が示唆するよう に 「スプライス変異体」 は、 遺伝子のオルタナティブスプライシングの産物で ある。 転写後、 最初の核酸転写物は、 異なる (別の) 核酸スプライス産物が異 なるポリペプチドをコードするようにスプライスされ得る。 スプライス変異体 の産生機構は変化するが、 ェキソンのオルタナティブスプライシングを含む。 読み過し転写により同じ核酸に由来する別のポリペプチドもまた、 この定義に 包含される。 スプライシング反応の任意の産物 (組換え形態のスプライス産物 を含む) がこの定義に含まれる。 したがって、 本発明の遺伝子には、 そのスプ ライス変異体もまた包含され得る。 このような変異体は、 本発明の診断および 治療において有用である。
本明細書において 「遺伝子」 とは、 遺伝形質を規定する因子をいう。 タンパ ク質の一次構造を規定するものを構造遺伝子といい、 その発現を左右するもの を調節遺伝子 (たとえば、 プロモーター) という。 本明細書では、 遺伝子は、 特に言及しない限り、 構造遺伝子および調節遺伝子を包含する。 したがって、 ュビキチンなどの遺伝子というときは、 通常、 ュビキチンなどの構造遺伝子お よびュビキチンなどのプロモーターなどの転写または翻訳の調節配列の両方を 包含する。 本発明では、 これらの調節配列もまた、 診断に使用することができ る。 本明細書では、 「遺伝子」 は、 通常 「ポリヌクレオチド」、 「オリゴヌクレオ チド」 および 「核酸」 をさす。 本明細書においてはまた、 「遺伝子産物」 は、 遺 伝子によって発現された 「ポリヌクレオチド」、 「オリゴヌクレオチド」 および 「核酸」 ならびに/または 「タンパク質」 「ポリペプチド」、 「オリゴペプチド」 および 「ペプチド」 を包含する。 当業者であれば、 遺伝子産物が何たるかはそ の状況に応じて理解することができる。
本明細書において遺伝子 (例えば、 核酸配列、 アミノ酸配列など) の 「相同 性」 とは、 2以上の遺伝子配列の、互いに対する同一性の程度をいう。従って、 ある 2つの遺伝子の相同性が高いほど、 それらの配列の同一性または類似性は 高い。 2種類の遺伝子が相同性を有するか否かは、 配列の直接の比較、 または 核酸の場合ストリンジェントな条件下でのハイブリダィゼーシヨン法によって 調べられ得る。 2つの遺伝子配列を直接比較する場合、 その遺伝子配列間で D N A配列が、 代表的には少なくとも 5 0 %同一である場合、 好ましくは少なく とも 7 0 %同一である場合、より好ましくは少なくとも 8 0 %、 9 0 °/0、 9 5 %、 9 6 %、 9 7 %、 9 8 %または 9 9 %同一である場合、 それらの遺伝子は相同 性を有する。 本明細書において、 遺伝子 (例えば、 核酸配列、 アミノ酸配列な ど) の 「類似性」 とは、 上記相同性において、 保存的置換をポジティブ (同一) とみなした場合の、 2以上の遺伝子配列の、互いに対する同一性の程度をいう。 従って、 保存的置換がある場合は、 その保存的置換の存在に応じて同一性と類 似性とは異なる。 また、 保存的置換がない場合は、 同一性と類似性とは同じ数 値を示す。 本発明では、 ュビキチン、 癌抗原など、 使用されるエレメントに対 して類似性または相同性の高い配列もまた、 利用されることができる。
本明細書において 「アミノ酸」 は、 本発明の目的を満たす限り、 天然のもの でも非天然のものでもよい。 「誘導体アミノ酸」 または 「アミノ酸アナログ」 と は、 天然に存在するアミノ酸とは異なるがもとのアミノ酸と同様の機能を有す るものをいう。 そのような誘導体アミノ酸およびアミノ酸アナログは、 当該分 野において周知である。
本明細書において 「天然のアミノ酸」 とは、 天然のアミノ酸の L一異性体を 意味する。 天然のアミノ酸は、 グリシン、 ァラニン、 パリン、 ロイシン、 イソ ロイシン、 セリン、 メチォニン、 トレオニン、 フエニノレアラニン、 チロシン、 トリプトファン、 システィン、 プロリン、 ヒスチジン、 ァスパラギン酸、 ァス パラギン、 グルタミン酸、 グルタミン、 γ—力ルポキシグルタミン酸、 アルギ ニン、 オル二チン、 およびリジンである。 特に示されない限り、 本明細書でい う全てのアミノ酸は L体であるが、 D体のアミノ酸を用いた形態もまた本発明 の範囲内にある。
本明細書において 「非天然アミノ酸」 とは、 タンパク質中で通常は天然に見 出されないアミノ酸を意味する。 非天然アミノ酸の例として、 ノルロイシン、 パラ一ニトロフエ-ルァラニン、 ホモフエニノレアラニン、 パラーフルオロフェ ニノレアラニン、 3—ァミノ一 2—ベンジノレプロピオン酸、 ホモアノレギニンの D 体または L体おょぴ D—フエ二ルァラニンが挙げられる。
本明細書において 「アミノ酸アナログ」 とは、 アミノ酸ではないが、 ァミノ 酸の物性および/または機能に類似する分子をいう。 アミノ酸アナログとして は、 例えば、 ェチォニン、 カナバニン、 2—メチルグルタミンなどが挙げられ るがそれらに限定されない。 アミノ酸アナログの例としてのアミノ酸模倣物と は、 アミノ酸の一般的な化学構造とは異なる構造を有するが、 天然に存在する ァミノ酸と同様な様式で機能する化合物をいう。 本明細書において 「ヌクレオチド」 は、 天然のものでも非天然のものでもよ レ、。 本明細書において 「誘導体ヌクレオチド」 または 「ヌクレオチドアナログ」 とは、 天然に存在するヌクレオチドとは異なるがもとのヌクレオチドと同様の 機能を有するものをいう。 そのような誘導体ヌクレオチドおよびヌクレオチド アナログは、 当該分野において周知である。 そのような誘導体ヌクレオチドお よびヌクレオチドアナログの例としては、 ホスホロチォエート、 ホスホルアミ デート、 メチルホスホネート、 キラルメチルホスホネート、 2—0—メチルリ ボヌクレオチド、 ペプチド一核酸 (P NA) が含まれるが、 これらに限定され ない。 本発明では、 遺伝子産物が発現される限り、 どのようなアナログを使用 してもよレ、。 好ましくは、 天然型のヌクレオチドを含む遺伝子ワクチンが使用 される。 天然型のものは、 ペプチドに翻訳される可能性が高いからである。 本明細書において 「対応する」 アミノ酸および核酸とは、 それぞれあるポリ ぺプチドおよび核酸分子において、 比較の基準となるポリべプチドおよび核酸 分子における所定のアミノ酸および核酸と同様の作用を有するか、 または有す ることが予測されるアミノ酸および核酸をいい、 例えば、 ュビキチンにおいて は、 リジンとの連結を担う配列 (例えば、 C末端のグリシン) と同様の位置に 存在し触媒活性に同様の寄与をするアミノ酸およびそれをコードする核酸をい う。 例えば、 核酸配列であれば、 その核酸配列またはそれがコードする特定の 部分と同様の機能を発揮する部分であり得る。
本明細書において 「対応する」 遺伝子 (例えば、 ポリペプチド、 核酸分子な ど) とは、 ある種において、 比較の基準となる種における所定の遺伝子と同様 の作用を有する力 \ または有することが予測される遺伝子をいい、 そのような 作用を有する遺伝子が複数存在する場合、 進化学的に同じ起源を有するものを いう。 従って、 ある遺伝子の対応する遺伝子は、 その遺伝子のオルソログであ り得る。 したがって、 ヒトのュビキチン、 T細胞ターゲット配列、 癌抗原など の遺伝子に対応する遺伝子は、 他の動物 (マウス、 ラット、 ブタ、 ゥシなど) においても見出すことができる。 そのような対応する遺伝子は、 当該分野にお いて周知の技術を用いて同定することができる。 したがって、 例えば、 ある動 物における対応する遺伝子は、 対応する遺伝子の基準となる遺伝子 (例えば、 ヒトのュビキチン、 T細胞ターゲット配列、 癌抗原などの遺伝子) の配列をク エリ配列として用いてその動物 (例えばマウス、 ラット) の配列データベース を検索することによって、 またはゥエツトの実験でライブラリーをスクリー二 ングすることによって見出すことができる。
本明細書において 「検索」 とは、 電子的にまたは生物学的あるいは他の方法 により、 ある核酸塩基配列を利用して、 特定の機能および/または性質を有す る他の核酸塩基配列を見出すことをいう。 電子的な検索としては、
BLAST (Altschul et al. , J. Mol. Biol. 215: 403-410 (1990) )、FASTA (Pearson
& Lipman, Proc. Natl. Acad. Sci. , USA 85 : 2444 - 2448 (1988) )、 Smith and
Waterman法(Smith and Waterman, J. Mol. Biol. 147: 195 - 197 (1981))、 お i Χβ Needleman and Wunsch ¾ (Needleman and Wunsch, J. Mol. Biol. 48: 443-453 (1970) )などが挙げられるがそれらに限定されない。 生物学的な検索としては、 ストリンジ工ントハイブリダィゼーション、 ゲノム D N Aをナイ口ンメンブレ ン等に貼り付けたマクロァレイまたはガラス板に貼り付けたマイクロアレイ (マイクロアレイアツセィ)、 P C Rおよび i n s i t uハイプリダイゼー シヨンなどが挙げられるがそれらに限定されない。 本明細書において、 ュビキ チン、 T細胞ターゲット配列 (例えば、 癌抗原) などには、 このような電子的 検索、 生物学的検索によって同定された対応遺伝子も含まれるべきであること が意図される。
本明細書において 「フラグメント」 とは、 全長のポリペプチドまたはポリヌ クレオチド (長さが n ) に対して、 1〜! 1 — 1までの配列長さを有するポリべ プチドまたはポリヌクレオチドをいう。 フラグメントの長さは、 その目的に応 じて、 適宜変更することができ、 例えば、 その長さの下限としては、 ポリぺプ チドの場合、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 10、 1 5, 20、 25、 30、 40、 50およびそれ以上のアミノ酸が挙げられ、 ここの具体的に列挙してい ない整数で表される長さ (例えば、 1 1など) もまた、 下限として適切であり 得る。 また、 ポリヌクレオチドの場合、 5、 6、 7、 8、 9、 10、 1 5, 2 0、 25、 30、 40、 50、 75、 100およびそれ以上のヌクレオチドが 挙げられ、 ここの具体的に列挙していない整数で表される長さ (例えば、 11 など) もまた、 下限として適切であり得る。 本明細書において、 ポリペプチド およびポリヌクレオチドの長さは、 上述のようにそれぞれアミノ酸または核酸 の個数で表すことができるが、 上述の個数は絶対的なものではなく、 同じ機能 を有する限り、上限または下限としての上述の個数は、その個数の上下数個(ま たは例えば上下 10%) のものも含むことが意図される。 そのような意図を表 現するために、本明細書では、個数の前に 「約」 を付けて表現することがある。 し力 し、 本明細書では、 「約」 のあるなしはその数値の解釈に影響を与えないこ とが理解されるべきである。 本発明のュビキチン、 T細胞ターゲット配列につ いても、 その機能を有する限り、 このようなフラグメントもまた使用され得る ことが理解される。
本明細書において 「ストリンジヱントな条件でハイブリダィズするポリヌク レオチド」 とは、 当該分野で慣用される周知の条件をいう。 本発明のポリヌク レオチド中から選択されたポリヌクレオチドをプローブとして、 コロニー ·ハ イブリダィゼーシヨン法、 プラーク ·ハイブリダィゼーシヨン法あるいはサザ ンブロットハイブリダィゼーシヨン法等を用いることにより、 そのようなポリ ヌクレオチドを得ることができる。 具体的には、 ストリンジェントな条件でハ イブリダイズするポリヌクレオチドは、 コロニーあるいはプラーク由来の DN Aを固定化したフィルターを用いて、 0. 7〜1. 0Mの Na C l存在下、 6 5 °Cでハイブリダィゼーシヨンを行った後、 0 · 1〜2倍濃度の330 (saline-sodium citrate) 溶液 ( 1倍濃度の S S C溶液の組成は、 150m M 塩ィ匕ナトリウム、 15mM クェン酸ナトリウムである) を用い、 65°C 条件下でフィルターを洗浄することにより同定できるポリヌクレオチドを意味 する。 ノヽイブリダィゼ一ンヨンは、 Molecular Cloning 2nd ed. , Current Protocols in Molecular Biology, Supplement 1 - 38、 DNA Cloning 1 '· Core Techniques, A Practical Approach, Second Edition, Oxford University Press (1995)等の実験書に記載されている方法に準じて行うことができる。 ここ で、ストリンジェントな条件下でハイブリダイズする配列からは、好ましくは、 A配列のみまたは T配列のみを含む配列が除外される。 「ハイプリダイズ可能な ポリヌクレオチド」 とは、 上記ハイブリダイズ条件下で別のポリヌクレオチド にハイブリダイズすることができるポリヌクレオチドをいう。 ハイブリダィズ 可能なポリヌクレオチドとして具体的には、 本発明で具体的に示されるァミノ 酸配列を有するポリペプチドをコードする DN Aの塩基配列と少なくとも 6 0 %以上の相同性を有するポリヌクレオチド、 好ましくは 80 %以上の相同性 を有するポリヌクレオチド、 さらに好ましくは 95%以上の相同性を有するポ リヌクレオチドを挙げることができる。
アミノ酸は、その一般に公知の 3文字記号か、または I UP AC— I UB B 1 o c h em i c a 1 Nome n c l a t u r e C o mm l s s ι o n lこ より推奨される 1文字記号のいずれかにより、 本明細書中で言及され得る。 ヌ クレオチドも同様に、 一般に認知された 1文字コードにより言及され得る。 本明細書では、 アミノ酸配列および塩基配列の類似性、 同一性および相同性 の比較は、 配列分析用ツールである FASTAを用いてデフォルトパラメータ を用いて算出される。
本明細書において 「改変体」 とは、 もとのポリペプチドまたはポリヌクレオ チドなどの物質に対して、 一部が変更されているものをいう。 そのような改変 体としては、 置換改変体、 付加改変体、 欠失改変体、 短縮 ( t r u n c a t e d)改変体、対立遺伝子変異体などが挙げられる。そのような改変体としては、 基準となる核酸分子またはポリペプチドに対して、 1または数個の置換、 付加 および Zまたは欠失、 あるいは 1つ以上の置換、 付加および または欠失を含 むものが挙げられるがそれらに限定されない。 対立遺伝子 (a l l e l e) と は、 同一遺伝子座に属し、 互いに区別される遺伝的改変体のことをいう。 従つ て、 「対立遺伝子変異体」 とは、 ある遺伝子に対して、 対立遺伝子の関係にある 改変体をいう。 そのような対立遺伝子変異体は、 通常その対応する対立遺伝子 と同一または非常に類似性の高い配列を有し、 通常はほぼ同一の生物学的活性 を有するが、 まれに異なる生物学的活†生を有する ともある。 「種相同体または ホモログ (h omo 1 ο g)」 とは、 ある種の中で、 ある遺伝子とアミノ酸レべ ルまたはヌクレオチドレベルで、 相同性 (好ましくは、 60 %以上の相同性、 より好ましくは、 80 %以上、 8 5 %以上、 90 %以上、 9 5 %以上の相同性) を有するものをいう。 そのような種相同体を取得する方法は、 本明細書の記載 から明らかである。 「オルソログ (o r t h o 1 o g)」 とは、 オルソロガス遺 子 (o r t h o l o g o u s e n e と !、 ヽ、 二つの遺 I 子力 sある共 通祖先からの種分化に由来する遺伝子をいう。 例えば、 多重遺伝子構造をもつ ヘモグロビン遺伝子フアミリーを例にとると、 ヒトおよびマウスの aへモグロ ビン遺伝子はオルソログであるが, ヒトの α ヘモグロビン遺伝子および β へ モグロビン遺伝子はパラログ (遺伝子重複で生じた遺伝子) である。 オルソロ グは、 分子系統樹の推定に有用である。 オルソログは、 通常別の種において、 もとの種と同様の機能を果たしていることがあり得ることから、 本発明のオル ソログもまた、 本発明において有用であり得る。
本明細書において 「保存的 (に改変された) 改変体」 は、 アミノ酸配列およ ぴ核酸配列の両方に適用される。 特定の核酸配列に関して、 保存的に改変され た改変体とは、 同一のまたは本質的に同一のアミノ酸配列をコードする核酸を いい、 核酸がアミノ酸配列をコードしない場合には、 本質的に同一な配列をい う。 遺伝コードの縮重のため、 多数の機能的に同一な核酸が任意の所定のタン パク質をコードする。 例えば、 コドン G C A、 G C C、 G C G、 および G C U はすべて、 アミノ酸ァラニンをコードする。 したがって、 ァラニンがコドンに より特定される全ての位置で、 そのコドンは、 コードされたポリペプチドを変 更することなく、 記載された対応するコドンの任意のものに変更され得る。 こ のような核酸の変動は、 保存的に改変された変異の 1つの種である 「サイレン ト改変 (変異)」 である。 ポリペプチドをコードする本明細書中のすべての核酸 配列はまた、 その核酸の可能なすべてのサイレント変異を記載する。 当該分野 において、 核酸中の各コドン (通常メチォニンのための唯一のコドンである A U G、 および通常トリプトファンのための唯一のコドンである T G Gを除く) が、 機能的に同一な分子を産生するために改変され得ることが理解される。 し たがって、 ポリペプチドをコードする核酸の各サイレント変異は、 記載された 各配列において暗黙に含まれる。 サイレント変異もまた、 本発明の診断の指標 であり得る。 好ましくは、 そのような改変は、 ポリペプチドの高次構造に多大 な影響を与えるアミノ酸であるシスティンの置換を回避するようになされ得る。 このような塩基配列の改変法としては、 制限酵素などによる切断、 D N Aポリ メラーゼ、 K 1 e n o wフラグメント、 D N Aリガーゼなどによる処理等によ る連結等の処理、 合成オリゴヌクレオチドなどを用いた部位特異的塩基置換法 (特定部位指向突然変異法; Mark Zoller and Michael Smith, Methods in Enzymology, 100, 468-500 (1983) ) が挙げられるが、 この他にも通常分子生物学 の分野で用いられる方法によって改変を行うこともできる。 このような核酸は、 周知の P C R法により得ることができ、 化学的に合成することもできる。 これ らの方法に、 例えば、 部位特異的変位誘発法、 ハイプリダイゼーシヨン法など を組み合わせてもよい。
本明細書において、 ポリペプチドまたはポリヌクレオチドの 「置換」、 「付加」 および 「欠失」 とは、 もとのポリペプチドまたはポリヌクレオチドに対して、 それぞれアミノ酸もしくはその代替物、 またはヌクレオチドもしくはその代替 物が、 置き換わること、 付け加わること、 および取り除かれることをいう。 こ のような置換、 付加または欠失の技術は、 当該分野において周知であり、 その ような技術の例としては、 部位特異的変異誘発技術などが挙げられる。 置換、 付加または欠失は、 1つ以上であれば任意の数でよく、 そのような数は、 その 置換、 付加または欠失を有する改変体において目的とする機能 (例えば、 プロ テアソームへの運搬など) が保持される限り、多くすることができる。例えば、 そのような数は、 1または数個であり得、 そして好ましくは、 全体の長さの 2 0 %以内、 1 0 %以内、 または 1 0 0個以下、 5 0個以下、 2 5個以下などで あり得る。
(抗原および抗体)
本明細書において 「抗体」 は、 ポリクローナル抗体、 モノクローナル抗体、 ヒト抗体、 ヒト化抗体、 多重特異性抗体、 キメラ抗体、 および抗ィディオタィ プ抗体、 ならびにそれらの断片、 例えば F ( a b ' ) 2および F a b断片、 なら びにその他の組換えにより生産された結合体を含む。 さらにこのような抗体を、 酵素、 例えばアルカリホスファターゼ、 西洋ヮサビペルォキシダーゼ、 α ガラ クトシダーゼなど、 に共有結合させまたは組換えにより融合させてよい。
本明細書において 「中和抗体」 とは、 酵素、 毒素、 細菌、 ウィルスなどの生 物学的活性を中和する抗体をいう。 本発明では特に、 Τ細胞ターゲット配列を 含む抗原に関連する生物学的活性を中和する抗体をいう。
本明細書において 「抗原」 (antigen) とは、 抗体分子によって特異的に結合 され得る任意の基質をいう。 本明細書において 「免疫原」 (immunogen) とは、 抗原特異的免疫応答を生じるリンパ球活性ィ匕を開始し得る抗原をいう。
本明細書において 「ェピトープ」 とは、 抗原を決定する構造を構成する基の ことをいう。 従って、 ェピトープには特定の免疫グロブリンによる認識に関与 するアミノ酸残基のセット、 または、 T細胞の場合は、 T細胞レセプタータン パク質および/もしくは主要組織適合性複合体 (MH C ) レセプターによる認 識について必要であるアミノ酸残基のセットが包含される。 この用語はまた、 「抗原決定基」 または 「抗原決定部位」 と交換可能に使用される。 免疫系分野 において、インビポまたはインビトロで、ェピトープは、分子の特徴(例えば、 一次ペプチド構造、 二次ペプチド構造または三次ペプチド構造および電荷) で あり、 免疫グロプリン、 T細胞レセプターまたは H L A分子によって認識され る部位を形成する。 ペプチドを含むェピトープは、 ェピトープに独特な空間的 コンフオメーシヨン中に 3つ以上のアミノ酸を含み得る。 一般に、 ェピトープ は、 少なくとも 5つのこのようなアミノ酸からなり、 代表的には少なくとも 6 つ、 7つ、 8つ、 9つ、 または 1 0のこのようなアミノ酸からなる。 ェピトー プの長さは、 より長いほど、 もとのペプチドの抗原性に類似することから一般 的に好ましいが、 コンフオメーシヨンを考慮すると、 必ずしもそうでないこと がある。 アミノ酸の空間的コンフオメーシヨンを決定する方法は、 当該分野で 公知であり、 例えば、 X線結晶学、 および 2次元核磁気共鳴分光法を含む。 さ らに、 所定のタンパク質におけるェピトープの同定は、 当該分野で周知の技術 を使用して容易に達成される。例えば、 Geysenら(1984) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 81 : 3998 (所定の抗原における免疫原性ェピトープの位置を決定するために迅速 にペプチドを合成する一般的な方法);米国特許第 4, 7 0 8, 8 7 1号 (抗原 のェピトープを同定し、 そして化学的に合成するための手順) ;および Geysen ら(1986) Molecular Immunology 23: 709 (所定の抗体に対して高い親和性を有す るペプチドを同定するための技術) を参照されたい。 同じェピトープを認識す る抗体は、 単純な免疫アツセィにおいて同定され得る。 このように、 ペプチド を含むェピトープを決定する方法は、 当該分野において周知であり、 そのよう なェピトープは、 核酸またはアミノ酸の一次配列が提供されると、 当業者はそ のような周知慣用技術を用いて決定することができる。
従って、 ペプチドを含むェピトープとして使用するためには、 少なくとも 3 ァミノ酸の長さの配列が必要であり、 好ましくは、 この配列は、 少なくとも 4 アミノ酸、 より好ましくは 5アミノ酸、 6アミノ酸、 7アミノ酸、 8アミノ酸、 9アミノ酸、 1 0アミノ酸、 1 5アミノ酸、 2 0アミノ酸、 2 5アミノ酸の長 さの配列が必要であり得る。 本明細書において 「単離された」 物質 (例えば、 核酸またはタンパク質など のような生物学的因子) とは、 その物質が天然に存在する環境 (例えば、 生物 体の細胞內) の他の物質 (好ましくは、 生物学的因子) (例えば、 核酸である場 合、 核酸以外の因子おょぴ目的とする核酸以外の核酸配列を含む核酸;タンパ ク質である場合、 タンパク質以外の因子および目的とするタンパク質以外のァ ミノ酸配列を含むタンパク質など) から実質的に分離または精製されたものを いう。 「単離された」 核酸およびタンパク質には、 標準的な精製方法によって精 製された核酸おょぴタンパク質が含まれる。 したがって、 単離された核酸およ びタンパク質は、 化学的に合成した核酸おょぴタンパク質を包含する。
本明細書において 「精製された」 物質 (例えば、 核酸またはタンパク質など のような生物学的因子) とは、 その物質に天然に随伴する因子の少なくとも一 部が除去されたものをいう。 したがって、 通常、 精製された物質におけるその 物質の純度は、 その物質が通常存在する状態よりも高い (すなわち濃縮されて いる)。
本明細書において 「精製された」 および 「単離された」 とは、 好ましくは少 なくとも 7 5重量。 /0、 より好ましくは少なくとも 8 5重量%、 よりさらに好ま しくは少なくとも 9 5重量%、 そして最も好ましくは少なくとも 9 8重量。 /0の、 同型の物質が存在することを意味する。
本明細書において遺伝子、 ポリヌクレオチド、 ポリぺプチドなど遺伝子産物 の 「発現」 とは、 その遺伝子 (通常は、 D NA形態) などがインビポで一定の 作用を受けて、 別の形態になることをいう。 好ましくは、 遺伝子、 ポリヌクレ ォチドなどが、 転写および翻訳されて、 ポリペプチドの形態になることをいう 力 転写されて mRN Aが作製されることもまた発現の一形態であり得る。 別 の実施形態では、 そのようなポリペプチドの形態は、 翻訳後プロセシングを受 けたものであり得る。
本明細書において、 遺伝子が 「特異的に発現する」 とは、 その遺伝子が、 植 物の特定の部位または時期において他の部位または時期とは異なる (好ましく は高い) レベルで発現されることをいう。特異的に発現するとは、 ある部位(例 えば、 癌罹患部位などの特異的部位) にの'み発現してもよく、 それ以外の部位 においても発現していてもよい。 好ましくは特異的に発現するとは、 ある部位 においてのみ発現することをいう。 そのような特異的発現は、 特異的発現を誘 導するプロモーターなどを利用することによって実現することができる。
本明細書において遺伝子発現 (たとえば、 mRNA発現、 ポリペプチド発現) の 「検出」 または 「定量」 は、 例えば、 mRN Aの測定おょぴ免疫学的測定方 法を含む適切な方法を用いて達成され得る。 分子生物学的測定方法としては、 例えば、 ノーザンブロット法、 ドットブロット法または PCR法などが例示さ れる。 免疫学的測定方法としては、 例えば、 方法としては、 マイクロタイター プレートを用いる EL I S A法、 R I A法、 蛍光抗体法、 ウェスタンプロット 法、 免疫組織染色法などが例示される。 また、 定量方法としては、 EL I SA 法または R I A法などが例示される。 アレイ (例えば、 DNAアレイ、 プロテ インアレイ) を用いた遺伝子解析方法によっても行われ得る。 DNAアレイに ついては、 (秀潤社編、 細胞工学別冊 「DNAマイクロアレイと最新 PCR法」) に広く概説されている。 プロテインアレイについては、 Nat Genet.2002 Dec! 32 Suppl: 526-32に詳述されている。遺伝子発現の分析法としては、上述に加えて、 RT— PCR、 RACE法、 S S CP法、 免疫沈降法、 t wo— h y b r i d システム、 インビトロ翻訳などが挙げられるがそれらに限定されない。 そのよ うなさらなる分析方法は、 例えば、 ゲノム解析実験法 .中村祐輔ラボ ·マニュ アル、 編集 ·中村祐輔 羊土社 (2 0 0 2 ) などに記載されており、 本明細書 においてそれらの記載はすべて参考として援用される。
本明細書において 「生物学的活性」 とは、 ある因子 (例えば、 ポリペプチド またはタンパク質 (例えば、 ュビキチン、 T細胞ターゲット配列含有ペプチド (例えば、癌抗原)など)) 1S 生体内において有し得る活性のことをいい、種々 の機能 (例えば、 プロテアソームへの運搬、 抗体惹起能、 転写促進活性など) を発揮する活性が包含される。 例えば、 2つの因子が相互作用する (例えば、 ュビキチンなどとそのパートナーとが結合する) 場合、 その生物学的活性は、 ュビキチンなどとそのパートナーとの間の結合およびそれによつて生じる生物 学的変化 (例えば、 プロテアソームへの運搬など) などを包含する。 '
(ワクチン)
本明細書において 「ワクチン」 とは、 身体中に投与されて、 活性な免疫を生 成する、 通常感染性因子または感染因子のある部分またはそのような因子また は部分を生成することができる因子 (例えば、 遺伝子配列など) を含む,袓成物 (例えば、 懸濁液または溶液) をいう。 ワクチンを構成する抗原性部分は、 微 生物 (例えば、 ウィルスまたは細菌など) または微生物から精製された天然の 産生物、 合成生成物または遺伝子操作したタンパク質、 ペプチド、 多糖または 同様な産生物、 あるいはそのようなタンパク質をコードする核酸配列を含む核 酸分子であり得る。 ワクチンは、 中和抗体を生起することによって、 その効果 を発現する。
本明細書において 「遺伝子ワクチン」 とは、 ワクチンのうち、 投与される被 検体において発現され、 その発現物がワクチンの作用を有するような因子 (代 表的には、核酸分子) を含む組成物 (例えば、懸濁液または溶液など) をいう。 代表的な遺伝子ワクチンは、 抗原性を有する遺伝子産物をコードする核酸配列 を含む核酸分子 (例えば、 ベクター、 プラスミ ド、 N a k e d D NAなど) であり得る。
本明細書においてワクチンの免疫学的な効果は、 当該分野において公知の任 意の方法を用いて確認するこ'どができる。 そのような方法としては、 例えば、
CTL前駆細胞頻度分析、 EL I SPOT法、 テトラマー法、 リアルタイム P CR法などが挙げられるがそれらに限定されない。 例示的な説明として、 CT L前駆細胞頻度分析では、 末梢血リンパ球または抗原べプチドおよび I L一 2 存在下で培養したリンパ球を限界希釈し、 I L一 2とフィーダー細胞との共存 下で培養し、 増殖したゥエルをワクチンま はその候補で刺激しく I FN— γ 産生の有無を EL I S Aなどで測定する。 ここで陽性ゥヱルをポアソン分析に 従って CTL前駆細胞の頻度を算出し、 ワクチンの効力を評価することができ る。 ここで、 陽性の細胞数が抗原特異的 CTL数であり、 その数が多いほどヮ クチンとして効力が高いといえる。
本明細書において「アジュバント」 とは、投与された免疫原と混合するとき、 免疫応答を増加するか、 あるいはそうでなければ変更する物質である。 アジュ パントは、 例えば、 鉱物、 細菌、 植物、 合成または宿主の産生物に場合に応じ て分類される。
本明細書において 「病原体」 とは、 宿主に対して疾患または障害を発生し得 る生物または因子をいう。 ヒトに対する病原体としては、 例えば、 ウィルス、 細菌、 原虫、 リケッチア、 クラミジァ、 真菌、 新生物 (癌など) などが挙げら れるがそれらに限定されない。 細胞内寄生病原体としては、 具体的には、 結核 菌由来の MPB 51、 MDP 1、 A g 85 A、 Ag 85B、 HSP65、 M t b 72 f遺伝子、 マラリア原虫由来の MS P— 1遺伝子、 トキソプラズマ原虫 由来の SAG— 1遺伝子、 クルーズトリバノソーマ原虫由来の TS A遺伝子、 H I V関連遺伝子、 サイトメガロウィルス関連遺伝子等から選ばれる。 宿主に 対して疾患または障害を発生させるという意味においては、 癌などの新生物も また、 本明細書において病原体の定義に入ることに留意すべきである。 ヮクチ ンが有効とされるのは、 通常、 ウィルス、 細菌、 癌などが挙げられるがそれら に限定されない。 本明細書において 「予防」 (p r o p h y l a x i sまたは p r e v e n t i o n ) とは、 ある疾患または障害について、 そのような状態が引き起こされる 前に、 そのような状態が起こらないように処置することをいう。
本明細書において 「治療」 とは、 ある疾患または障害について、 そのような 状態になった場合に、 そのような疾患または障害の悪化を防止、 好ましくは、 現状維持、 より好ましくは、 軽減、 さらに好ましくは消長させることをいう。 このような治療活性または予防活性は、 本発明のワクチンについて判定され るとき、 好ましくは、 ヒ トでの使用の前にインビトロで、 そして次いでインビ ボで試験される。 例えば、 本発明の遺伝子ワクチンの、 治療有用性または予防 有用性を証明するためのインビトロアッセィとしては、 細胞株または患者組織 試料に対するワクチンの特異的結合の効果が挙げられる。 そのような試験は、 当業者に公知である技術 (例えば、 E L I S Aなどの免疫学的アツセィ) を利 用して決定され得る。 インビボ試験としては、 例えば、 中和抗体を惹起する能 力があるかどうかを試験する方法が挙げられるがそれらに限定されない。
本明細書において 「癌」 または 「がん」 は、 互換可能に用いられ、 異型性が 強く、 増殖が正常細胞より速く、 周囲組織に破壌性に浸潤し得あるいは転移を おこし得る悪性腫瘍またはそのような悪性腫瘍が存在する状態をいう。 本発明 においては、 癌は固形癌および造血器腫瘍を含むがそれらに限定されない。 本明細書において 「固形癌」 は、 固形の形状がある癌をいい、 白血病などの 造血器腫瘍とは対峙する概念である。 そのような固形癌としては、 例えば、 乳 癌、 肝癌、 胃癌、 肺癌、 頭頸部癌、 子宮頸部癌、 前立腺癌、 網膜芽細胞腫、 悪 性リンパ腫、 食道癌、 脳腫瘍、 骨腫瘍が挙げられるがそれらに限定されない。 本発明が特に意図する癌としては、 例えば、 肺癌、 メラノーマ、 胃癌などが挙 げられるがそれらに限定されない。
本明細書において「被験体」とは、本発明の処置が適用される生物をいい、「患 者」 ともいわれる。 患者または被験体は好ましくは、 ヒトであり得る。
本発明は、 被験体への有効量の本発明の遺伝子ワクチンの投与による処置、 阻害および予防の方法を提供する。 好ましい局面において、 本発明の遺伝子ヮ クチンは実質的に精製されたものであり得る (例えば、 その効果を制限するか または望ましくない副作用を生じる物質が実質的に存在しない状態が挙げられ る)。 (予防のための投与および組成物)
本発明が対象とする動物は、 免疫系または類似の系を有するものであれば、 どの生物 (例えば、 動物 (たとえば、 脊椎動物、 無脊椎動物)) でもよい。 好ま しくは、 脊椎動物 (たとえば、 メタラウナギ類、 ャッメゥナギ類、 軟骨魚類、 硬骨魚類、 両生類、 爬虫類、 鳥類、 哺乳動物など) であり、 より好ましくは、 哺乳動物 (例えば、 単孔類、 有袋類、 貧歯類、 皮翼類、 翼手類、 食肉類、 食虫 類、 長鼻類、 奇蹄類、 偶蹄類、 管歯類、 有鱗類、 海牛類、 クジラ目、 霊長類、 齧歯類、 ゥサギ目など) であり得る。 例示的な被験体としては、例えば、 ゥシ、 プタ、 ゥマ、 ニヮトリ、 ネコ、 ィヌなどの動物が挙げられるがそれらに限定さ れない。 さらに好ましくは、 霊長類 (たとえば、 チンパンジー、 二ホンザル、 ヒト) が対象とされる。 最も好ましくはヒトが対象とされる。
本発明のワクチンが医薬として使用される場合、 そのような組成物は、 薬学 的に受容可能なキヤリァなどをさらに含み得る。 本発明の医薬に含まれる薬学 的に受容可能なキヤリアとしては、 当該分野において公知の任意の物質が挙げ られる。 本発明に係るワクチンは、 病気罹患の際に免疫学的により好ましい 免疫応答のできる免疫システムが達成されるような、 あらゆる組成物をも含む ことができる。通常、 ワクチンは免疫決定要因と、 この免疫決定要因の応答を、 迅速強化するような作用を呈する免疫助成剤とを含み、 免疫決定要因は免疫助 成剤と組み合わせて用いるのが好適である。 免疫賦活剤は、 通常用いられる、 例えば、 フロイント (F r e u n d ) 複合体助成剤や、 フロインド非複合体助 成剤等が挙げられるが、 これらに限定されるものではない。 尚、 本発明のワク チンは、 免疫助成剤を用いなくとも効能を有する。
本発明の組成物、 ワクチンなどで用いられ得る薬学的に受容可能なキャリア としては、 抗酸化剤、 保存剤、 着色料、 風味料、 および希釈剤、 乳化剤、 懸濁 化剤、 溶媒、 フィラー、 増量剤、 緩衝剤、 送達ビヒクル、 希釈剤、 賦形剤およ ぴ /または薬学的アジュバントが挙げられるがそれらに限定されない。 代表的 には、 本発明の医薬は、 ワクチン、 またはその改変体もしくは誘導体を、 1つ 以上の生理的に受容可能なキヤリァ、 賦形剤または希釈剤とともに含む組成物 の形態で投与される。 例えば、 適切なビヒクルは、 注射用水、 生理的溶液、 ま たは人工脳脊髄液であり得、 これらには、 非経口送達のための組成物に一般的 な他の物質を補充することが可能である。
本明細書で使用される受容可能なキャリア、 賦形剤または安定化剤は、 レシ ピエントに対して非毒性であり、 そして好ましくは、 使用される投薬量および 濃度において不活性であり、 例えば、 リン酸塩、 クェン酸塩、 または他の有機 酸; ァスコルビン酸、 a -トコフエロール;低分子量ポリペプチド; タンパク 質 (例えば、 血清アルブミン、 ゼラチンまたは免疫グロブリン) ;親水性ポリマ 一 (例えば、 ポリビュルピロリ ドン);アミノ酸 (例えば、 グリシン、 ダルタミ ン、 ァスパラギン、 アルギニンまたはリジン) ;モノサッカリ ド、 ジサッカリ ド および他の炭水化物 (グルコース、 マンノース、 またはデキストリンを含む) ; キレート剤 (例えば、 E D T A) ;糖アルコール (例えば、 マンュトールまたは ソルビトール);塩形成対イオン (例えば、 ナトリウム) ;ならびに Zあるいは 非イオン性表面活性化剤 (例えば、 T w e e n、 プル口ニック (p 1 u r o n i c ) またはポリエチレングリコール (P E G) ) などが挙げられるがそれらに 限定されない。
例示の適切なキャリアとしては、 中性緩衝化生理食塩水、 または血清アルブ ミンと混合された生理食塩水が挙げられる。 好ましくは、 その生成物は、 適切 な賦形剤 (例えば、 スクロース) を用いて凍結乾燥剤として処方される。 他の 標準的なキャリア、 希釈剤およぴ賦形剤は所望に応じて含まれ得る。 他の例示 的な組成物は、 pH7. 0-8. 5の T r i s緩衝剤または p H 4. 0-5. 5の酢酸緩衝剤を含み、 これら 、 さらに、 ソルビトールまたはその適切な代 替物を含み得る。
以下に本発明の医薬組成物の一般的な調製法を示す。 なお、 動物薬組成物、 医薬部外品、 水産薬組成物、 食品組成物および化粧品組成物等についても公知 の調製法により製造することができる。
本発明のワクチンなどは、 薬学的に受容可能なキャリアと配合して非経口的 に投与することができる。
本発明の医薬は、 必要に応じて生理学的に受容可能なキャリア、 賦型剤また は安定化剤 (日本薬局方第 14版またはその最新版、 Re mi n g t 0 n' s Ph a rma c e u t i c a l S c i e n c e s, 18 t h E d i t i o n, A. R. Ge nn a r o, e d., Ma c k Pub l i s h i n g C o mp a n y, 1990などを参照) と、 所望の程度の純度を有する糖鎖組成物 とを混合することによって、 凍結乾燥されたケーキまたは水溶液の形態で調製 され保存され得る。
様々な送達系が公知であり、 本発明では任意の投与経路が企図される。 本発 明のワクチンを投与するために用いられ得る技術としては、 例えば、 水溶液、 リボソーム、 微粒子、 マイクロカプセルなどが挙げられる。 従って、 本発明の ワクチンは、 経口的または非経口的に投与され得る。 そのような投与方法とし ては、 経口投与、 非経口投与 (例えば、 静脈内投与、 筋肉内投与、 皮下投与、 皮内投与、 粘膜投与 (鼻腔内、 膣内、 気道下、 口腔内、 直腸粘膜および腸粘膜 など)、患部への局所投与、皮膚投与など)が挙げられる。全身投与されるとき、 本発明において使用されるワクチンは、 発熱物質を含まないことが好ましい。 そのような薬学的に受容可能な組成物の調製は、 P H、 等張性、 安定性などを 考慮することにより、 当業者は、 容易に行うことができる。 そのような投与の ための処方物は、 任意の製剤形態で提供され得る。 そのような製剤形態として は、 例えば、 液剤、 注射剤、 徐放剤が挙げられる。 導入方法としては、 経口剤 としての投与、 吸入 (例えば、 肺)、 シリンジ、 カテーテル、 チューブを用い た注入、 針無し注射、 遺伝子銃などが挙げられるがそれらに限定されない。 こ の場合、 他の生物学的に活性な薬剤と一緒に投与され得る。
本発明の予防方法において使用されるワクチンの量は、 使用目的、 対象疾患
(種類など)、 患者の年齢、 体重、 既往歴などを考慮して、 当業者が容易に決定 することができる。 本発明の処置方法を被験体 (または患者) に対して施す頻 度もまた、 使用目的、 対象疾患 (種類、 重篤度など)、 患者の年齢、 体重、 既往 歴、 および経過などを考慮して、 当業者が容易に決定することができる。 頻度 としては、 例えば、 毎日—数ケ月に 1回 (例えば、 1週間に 1回一 1ヶ月に 1 回) の投与、 あるいは毎年流行前に 1回の頻度などが挙げられる。 1週間 _ 1 ヶ月に 1回の投与を、 経過を見ながら施すことが好ましく、 少なくとも約 1週 間の間隔をあけて追加免疫をすることが有利である。 より好ましくは、 追加免 疫の間隔は少なくとも約 3週間であり得る。
本努明のワクチンなどの投与量は、 被験体の年齢、 体重、 症状または投与方 法などにより異なり、 特に限定されない。 本明細書中、 「投与する」 とは、 本発明のワクチンなどまたはそれを含む医薬 組成物を、 単独で、 または他の治療剤と組み合わせて処置が意図される宿主に 与えることを意味する。 組み合わせは、 例えば、 混合物として同時に、 別々で あるが同時にもしくは並行して;または遂次的にかのいずれかで投与され得る。
ら Ί これは、 組み合わされた薬剤が、 治療混合物としてともに投与される提示を含 み、そして組み合わせた薬剤が、別々であるが同時に (例えば、 同じ個体へ別々 の粘膜を通じての場合) 投与される手順もまた含む。 「組み合わせ」 投与は、 第
1に与えられ、 続いて第 2に与えられる化合物または薬剤のうちの 1つを別々 に投与することをさらに含む。
本発明におけるワクチンの投与は、 どのような手法を用いて行ってもよいが、 好ましくは、 針無し注射を用いることが有利である。 患者に過度の負担を与え ることなく投与を行えるからである。
ここで本発明における針無注射器とは、 注射針を用いずに、 ガス圧または弾 性部材の弹力によりピストンを移動させて薬液を皮膚に噴射し、 薬剤成分を皮 下、 より好ましくは皮下の細胞内に投与する医療機器を意味する。
具体的には例えば、 シマジェット™ (島津製作所製)、 メディ 'ジェクタ一 ビ ジョ ン(Medi- Jector Vision)™ (Elitemedical 社製)、 ペンジェット (PenJet)™ (PenJet社製)などが市販されている。 このような針無し注射に ついては、
http: / /www . shimadzu . co . j p/ ep/other/ shimaj et/ shimaj ettop . htm 1
htt : / /ww . elitemedical . com/ ehms 1 /medcho i c . html
http: I /www . pen j et . com/pages /pr drymix . html
などを参照することができる。
なお遺伝子銃(パーティクルガン)とは、 DNAを被覆した金やタングステン等 の高密度粒子をヘリウム等のガス圧を利用して加速し、 in vivo遺伝子導入が 可能な医療/実験機器である。 遺伝子銃の利点は、 少量の D N Aでも効率良く 細胞導入できることと、 異なる操作者でも安定した結果が得られることである。 具体的には、 例えば米国 Bio- Rad社製の Helios Gene Gunなどが巿販さ れており、 利用することができる。 (下記、 参照) htt : //www . bio-rad . com/B2B/BioRad/product/br_category . j sp?B
V SessionID=@@@@0473フ 48622.1065491897@@@@ &BV— EngineID=cccda dcj idiidef cf ngcf kmdhkkdf lm .0 & category Pat =も 2 f Catalogs %2f Li f +Gunも 2f &divName=Co;rpo;ra e&sea;rchS1::r=helios+gene+gun&cai:e:Nam e=Ordering+ Information
または
htt : //www. bio-rad . com/B2B/BioRad/product/br category . j sp?B
V SessionID=@@@@0473748622.1065491897@@@@&BV EngineID=cccda dcj idiidef cf ngcf kmdhkkdf lm.0 &categoryPath=も 2f Catalogs 2f Lif e+Delivery%2f Helios+Gene+Gun 2f
Figure imgf000071_0001
cience+Resear ch&sea chSt;r=helios+gerLe+gun&catel[ame=0;rde;ring+ Information 本明細書において 「指示書」 は、 本発明の医薬などを投与する方法または診 断する方法などを医師、 患者など投与を行う人、 診断する人 (患者本人であり 得る) に対して記載したものである。 この指示書は、本発明の診断薬、予防薬、 医薬などを投与する手順を指示する文言が記載されている。 この指示書は、 本 発明が実施される国の監督官庁 (例えば、 日本であれば厚生労働省、 米国であ れば食品医薬品局 (FDA) など) が規定した様式に従って作成され、 その監 督官庁により承認を受けた旨が明記される。 指示書は、 いわゆる添付文書 (p a c k a g e i n s e r t) であり、 通常は紙媒体で提供されるが、 それに 限定されず、 例えば、 瓶に貼り付けられたフィルム、 電子媒体 (例えば、 イン ターネットで提供されるホームページ (ウェブサイト)、 電子メール) のような 形態でも提供され得る。
本発明の方法による予防処置の終了の判断は、 市販のアツセィもしくは機器 使用によって惹起される抗体を確認することによって行うことができる。 本発明はまた、 本発明のワクチンを含む容器を備える薬学的パッケージまた はキットを提供する。 医薬品または生物学的製品の製造、 使用または販売を規 制する政府機関が定めた形式の通知が、 このような容器に任意に付属し得、 こ の通知は、 ヒトへの投与に対する製造、 使用または販売に関する政府機関によ る承認を表す。 発明を実施するための最良の実施形態の説明 以下に本発明の好ましい実施形態を説明する。 以下に提供される実施形態は、 本発明のよりよい理解のために提供されるものであり、 本発明の範囲は以下の 記載に限定されるべきでないことが理解される。 従って、 当業者は、 本明細書 中の記载を参酌して、 本発明の範囲内で適宜改変を行うことができることは明 らかである。
1つの局面において、 本発明は、 ュビキチンをコードする核酸配列と、 T細 胞ターゲット配列を含む抗原タンパク質をコードする核酸配列とを含む、 遣伝 子ワクチ を提供する。 このような遺伝子ワクチンは、 ュビキチンが有するプ 口テアソームへの指向性の性質によって、 T細胞が認識する抗原 (例えば、 ゥ ィルス、 細菌、 癌細胞などの病原体) がプロテアソームに効率よく運搬される ことによって特異的に分解され、 疾患または障害がほとんど副作用無しに処置 または予防することができるという効果が達成される。 このような遺伝子ワク チンは、 ュビキチンをコードする核酸配列を設計し、 構築すること、 および T 細胞ターゲット配列を含む抗原タンパク質をコードする核酸配列を設計し構築 することによって、 必要に応じて違結することで作製することができる。 この ような構築は、 当該分野において周知の分子生物学的または遺伝子工学的手法 を用いて行うことができ、 そのような手法は、 本明細書において記載されてい る力、、 または引用される文献において記載されている。
フ 0 別の局面において、 本発明は、 ュビキチンをコードする核酸配列と、 τ細胞 ターゲット配列を含む抗原タンパク質をコードする核酸配列とを含む、 核酸構 築物を提供する。 このような核酸構築物は、 ュビキチンをコードする核酸配列 を設計し、 構築すること、 および τ細胞ターゲット配列を含む抗原タンパク質 をコードする核酸配列を設計し構築することによって、 必要に応じて連結する ことで作製することができる。 このような構築は、 当該分野において周知の分 子生物学的または遺伝子工学的手法を用いて行うことができ、 そのような手法 は、 本明細書において記載されているか、 または引用される文献において記載 されている。 本発明に係るュビキチン遺伝子の含有量は、 種々の要因により適 宜変更できるが、 マウス一匹 (20 g) 当たり、 1 g〜20 /Z g、 好ましく は、 6 μ g〜9 μ gであるがそれらに限定されない。 本発明に係る抗原遺伝子 の含有量は、 種々の要因により適宜変更できるが、 マウス一匹 (20 g) 当た り、 1 μ g〜20 g、 好ましくは、 6 g〜9 μ gであるがそれらに限定さ れない。
ュビキチン化した遺伝子、 抗原遺伝子は、 上述した RT— PC R法で構築さ れるが、 この方法に限定されるものではない。 具体的には、 第一回目の反応に 逆転写酵素を用いることにより、 RNAから DNAを合成し、 この後、 PCR 法により D N A鎖の特定部位のみ繰り返し複製し、微量の D N Aを増幅した後、 大腸菌に形質転換し、 37 °Cの恒温槽にて 晚(約 16時間)振盪培養を行う。 その後、 遠心を行い、 上清を捨て、 沈殿物である菌体成分を T r i s -HC 1 /EDTA溶液に溶解する。 続いてアルカリ溶液 Na OH/SDS溶液にて菌 体成分を溶菌し、溶菌後、反応を止める為中和溶液酢酸力リゥムにて中和する。 その後、 核酸精製用陰イオン交換樹脂カラムに溶液を 1 o a dし、 Na C l/ 酢酸カリウム溶液にてカラムを洗浄し、 Na C lZTr i s— HC 1にて溶出 する。 なお、 その遺伝子が実際に細胞内で発現することは、 COS細胞にトラ ンスフヱクトして確認することができる。
フ 1 1つの実施形態において、 本発明において用いられる T細胞ターゲット配列 をコードする核酸配列は、 通常その核酸配列がコードするアミノ酸配列を有す るぺプチドが c T Lの反応性を有することで特徴付けられる。 ある因子が C T Lの反応性を有するかどうかは、 T細胞免疫系を有する宿主に候捕因子を投与 したときに、 C T Lが活性化されるか否かを確認することによって判定するこ とができる。 このような C T Lを活性化する因子は、 通常、 8〜1 0アミノ酸 長を有する特徴的なアミノ酸配列を有しており、 そのような配列は、 本明細書 において表として例示されているがそれに限定されず、 C T Lを活性化するこ と限り、 どのような因子でも使用することができる。 従って、 表に例示されて Vヽる具体的な配列の 1または数個のアミノ酸の、 置換、 付加およぴ欠失からな る群より選択される少なくとも 1つの変異を有する改変体もまた本発明におい て使用することができる。
好ましい実施形態において、 本発明において用いられる T細胞ターゲット配 列をコードする核酸配列は、 通常少なくとも 7個、 より通常には少なくとも 8 個のアミノ酸からなるペプチドをコードし、 より好ましくは、 7〜1 0個のァ ミノ酸からなるぺプチドをコ一ドするがそれに限定されない。 このようなアミ ノ酸配列は、 本明細書において他の場所に例示されている。 このようなァミノ 酸配列をコードする核酸配列は、 分子生物学の技術常識を用いてコードを設計 することによって作製することができる。 そのようなコード配列は、 宿主にお いて目的のアミノ酸配列に翻訳される限りどのような配列でもよいが、 好まし くは、 宿主においてよく利用されるコドン頻度などを利用して転写および翻訳 がより効率よく行われる配列を用いることが有利である。
1つの好ましい実施形態において、 好ましい T細胞ターゲット配列としては、 少なくとも 7個、 より好ましくは少なくとも 8個のアミノ酸を含み、 2番目、 1番目または 3番目 (好ましくは 2番目) のアミノ酸配列は、 疎水性アミノ酸 (例えば、 Va l、 L e u, I l e、 Ty rまたは Ph e) であり、 8番目、 9番目または 10番目 (好ましくは 9番目) の配列は、 疎水性アミノ酸 (例え ば、 Va l、 L e u, Ph eまたは l i e) であることが有利であるがこれら に限定されない。 このような配列が、 特定の状況において CTLによって標的 化されやすいことが知られているからである。 しかし、 このような好ましい配 列は、 状況に応じて変動し得ることが理解される。 また、 そのような変動を理 解し、 実際の遺伝子ワクチン作製に応用することによって、 副作用の少ない遺 伝子ワクチンを作製することができる。 なぜなら、 上記の好ましい配列につい て、 HL Aの型によって好ましい配列が異なることが知られているからである。 別の実施形態において、 本発明において用いられる T細胞ターゲット配列を 含む抗原タンパク質は、 病原体タンパク質 (例えば、 ウィルス、 細菌、 真菌、 寄生生物、 原虫などのタンパク質) および癌抗原タンパク質からなる群より選 択されるタンパク質を含む。 好ましい実施形態では、 抗原タンパク質は、 ェピ トープとしての性質が顕著であることが好ましい。 しかし、 この抗原タンパク 質は、 必ずしも天然の状態で存在するときにェピトープであることは必要とさ れない。 抗原タンパク質が実際にタンパク質として細胞上に発現されるときに 抗原性を有している限り、 いずれのタンパク質も使用することができるからで ある。 1つの好ましい実施形態では、 この抗原タンパク質は、 自己腫瘍抗原で ある。 自己腫瘍抗原を用いることによって、 効率よく癌を治療または予防する ことができることが判明したからである。 自己腫瘍抗原は、 公知のものを用い てもよく、 新たに自己腫瘍抗原であるか否かを確認することによつて新たなタ ンパク質を用いてもよい。 自己腫瘍抗原であるか否かは、 当該分野において公 知の手法を用いて確認することができる。
特定の実施形態において、 本発明において使用される抗原タンパク質は、 メ ラノソームタンパク質、 S重瘍特異的変異ペプチド、 癌関連抗原、 癌特異移植抗 原、癌ウィルス由来抗原などであり得る。これらの抗原を用いることによって、
フ 3 それらの抗原に関連する疾患 (例えば、 メラノーマ、 肺癌、 胃癌など) を予防 または治療することができる。
本発明の特定の好ましい実施形態では、 本発明において使用される抗原タン パク質は、 TRP2、 MUT1、 MUT2などであり得、 具体的には、例えば、 表 Aに記載されている。 このような配列は、 投与する宿主によって変動させる ことができる。 そのような場合、 投与を意図する宿主について予め HL Aなど の型を検査しておくことが有利であり得る。 特定の配列を選択することが可能 となるからである。 1つの好ましい実施形態では、 本発明において使用される抗原タンパク質は、 メラノ一マ抗原である。 現在までに免疫応答を活性化し得るいくつかのメラノ 一マ抗原が規定されている。 とりわけ、 メラノサイト系統分化抗原 (MDA) は、 免疫応答の誘導において最も重要である。 チロシナーゼ関連タンパク質 2 (TRP- 2) は、 ヒトおよびマウスにおける正常メラノサイトおょぴ悪性メ ラノサイトの両方において発現される MDAのうちの 1つである。 CTLは、 抗腫瘍免疫において主要な役割を果たしている。 ヒト CD 8+T細胞によって認 識されるいくつかのェピトープは、 TRP— 2タンパク質に関連する (Noppen C. , et al . , Int. J. Cancer 87. , 241-246 (2000) )0 B l o omらは、 H— 2Kb MHCクラス I分子上に提示された主要なマウス CTLェピトー プ (TRP— 2181188) を同定し、 C57BLZ6 (B 6) マウスへの TR P— 2181_188に特異的な CTLの受動的な移送が、 確立された B 16肺転移 に対する治療効果を有することを報告した (BloomMBetal. , J. Exp. Med. , 185,453-459 (1997))。 T R P _ 2は自己抗原であるにもかかわらず、 TR P— 2に対して応答性である可能性がある C T L前駆体の重要なメンバ一は、 胸腺内の選択を回避する。 しかし、 自己マウスメラノサイトタンパク質 (例え ば、 TRP— 2) に対して特異的な T細胞は、 末梢リンパ系において寛容にさ
フ 4 れることが一般的に認められており、 メラノサイト抗原単独での免疫 (遺伝子 による免疫を含む) は、 自己抗原に対する末梢 T細胞寛容を破壌せず、 B 16 メラノーマ細胞に対する保護免疫を提供し得ないとされている(例えば、 Weber LW. , et al. , J. Clin. Invest. , 102, 1258-1264 (1998); Overwijk, W.W. , et al. , J.eExp.Med. ,188, 277-286 (1998); Bowne, W. B. , et al. , J. Exp. Med. , 190 , 1フ1フー 1722 (1999) ,·およぴ Tuting, T. et al. , Cancer Gene Ther. , 6, 73-80 (1999) )o これらの寛容の制限を克 服することは、 メラノーマに対する効果的な免疫治療の開発のために重要であ り、 本発明は、 この制限を克服する。
別の好ましい実施形態において、 本発明の抗原ペプチドは、 全長遺伝子であ ることが有利である。 そのような全長抗原遺伝子 (例えば、 自己 TRP— 2) で免疫は、 ヒト TRP_2181_188のような 8〜9マーペプチドを用いるワク チンストラテジ一よりも優れた多くの利点を提供する。
第一に、 ュビキチン融合型抗原はュビキチン一プロテアソーム経路によって 迅速に分解され、 MHCクラス Iの多くの型に対して提示され得る T細胞ター ゲット配列 (CTLェピトープともいう) を含む多様なペプチドの効果的な産 生を生じる。 言い換えると、 この型のワクチン接種は、 多様な型の MCHクラ ス Iを有する患者によって利用可能である。
第二に、 副作用の発症率は、 ベクターウィルスまたは異種のペプチド/遣伝 子を使用するワクチンと比較して低い。 ワクチンの後者の型は、 特定の副作用 を引き起こす。 この副作用は、 例えば、 抗体の中和、 同種細胞親和性抗体によ つて媒介されるアナフィラキシー、 および外来/異種抗原もしくはベクターゥ ィルス抗原 (ワクチンを含む) を認識する CD 4+T細胞により媒介される全身 性炎症疾患である。
第三に、 免疫ァクチべ一ター (例えば、 完全なフロイントのアジュパントま たは I L—12のようなサイト力イン) は、 通常必要とされない。 第四に、 n a k e d DNAの構築は容易であり、 かつ費用がかからない。 最後に、 癌の型に依存して DN Aワクチンの設計が可能であり、 大部分の型 の癌への適用にかかわり得る。
このように、 本発明の 1つの好ましい実施形態では、 T細胞ターゲット配列 を有する抗原遺伝子は、 天然にある抗原遺伝子であって全長配列またはそれに 近い配列 (例えば、 全体の 80 %以上、 90 %以上) のものであることが有利 であり得るが、 それに限定されない。 本発明において用いられるュビキチンは、 どのようなュビキチンであっても よい。 ュビキチンは、 種を超えて広く保存されていることから、 種が異なるュ ビキチンの配列もまた使用することができる。 そのような配列の例示としては、 例えば、 核酸配列で示すと、 配列番号 2、 4、 6、 8、 10、 12、 14、 1 6、 18、 20、 2、 26、 28、 30、 32、 34、 36、 38、 40、 42、 44、 46、 48、 50、 52、 54、 56、 58および 60に示すァ ミノ酸配列もしくはその改変体をコードする核酸配列を含む。 好ましくは、 投 与を意図する宿主のュビキチン遺伝子の核酸配列を用いることが有利である。 宿主におけるュビキチンの発現が確実であるからである。
好ましい実施形態では、 本発明において用いられるュビキチンは、 プロテア ーゼによる切断を抵抗性になるように改変されたものが有利である。 プロテア ーゼによる切断に対して抵抗性となることによって、 プロテアソームへの運搬 効率が高まるからである。 このような抵抗性になるように改変することは、 当 該分野において公知の手法を用いて行うことができる。 改変は、 分子生物学的 または遺伝子工学的手法を用いて行うことができ、 実際のスクリーニングの際 は、 プロテアーゼに対する抵抗性を生化学的手法による確認するか、 または必 要に応じてプロテアソームへの運搬の効率を見ることにより効果を確認するこ とができる。
フ 6 このような抵抗性の改変の例示としては、 ュビキチンの C末端の G l yを G 1 y以外のアミノ酸に置換することが挙げられるがそれに限定されない。 一般 に、 G 1 yを改変することによって、 ュビキチン一プロテアソーム系に依存す る様式で融合されていないタンパク質よりも迅速に分解されることが判明した からである。 より好ましくは、 ュビキチンの C末端の G 1 yは、 A l aに置換 されていることが有利であるが、それに限定されず、天然のァミノ酸であれば、 どのようなアミノ酸でも同様の効果が期待されることが理解されるべきである。 従って、 1つの特定の好ましい実施形態では、 本発明の遺伝子ワクチンにお いて使用されるュビキチンは、 配列番号 2 2に示される配列を有する。
別の好ましい実施形態では、 本発明の遺伝子ワクチンにおいて、 ュビキチン をコードする核酸配列と、 抗原タンパク質をコードする核酸配列とは、 介在配 列なしに連結される。 介在配列がないことによって、 ポリュビキチン化が促進 され、 プロテアソームによるプロセシングが効率よくなるという効果が奏され るからである。 従来介在配列が存在する方がプロセシングなどの点で優れてレヽ るという報告があつたが、 T細胞ターゲット配列を含む抗原遺伝子をコードす る配列を直接連結する方が、 好ましいことが予想外に判明した。
より好ましくは、 ュビキチンをコードする核酸配列と、 抗原タンパク質をコ ードする核酸配列とは、 介在配列なしに連結され、 かつ、 ュビキチンの C末端 の G 1 yが G 1 y以外のアミノ酸に置換される。 このような様式のュビキチン 含有産物は、 効率よくポリュビキチン化し、 プロテアソームによるプロセシン グが効率よく誘導されることが本発明によって明らかにされた。
従って、 ュビキチンをコードする配列は、 ュビキチンの N末端に、 抗原タン パク質が融合されるように配置される。 このような配置にすることによって、 ポリュビキチン化が促進され、 プロテアソームによるプロセシングが効率よく なるからである。 従来この間には介在配列を介在させることが好ましいとされ てきた(W098 / 45444等)が、 本発明では、 それとは逆に介在させず、 ffi合させ ることの方が所望の効果を達成するのに都合がよいことが判明した。
より好ましい実施形態では、 本発明の遺伝子ワクチンでは、 ュビキチンをコ 一ドする配列は、 ュビキチンの N末端に抗原タンパク質が融合されるように配 置され、 かつ、 ュビキチンの C末端の G 1 yが G 1 y以外のアミノ酸に置換さ れる。 このような様式のュビキチン含有産物は、 なおさらに効率よくポリュビ キチン化し、 プロテアソームによるプロセシングが効率よく誘導されるからで ある。
別の好ましい実施形態では、 本発明の遺伝子ワクチンにおいて、 ュビキチン をコードする核酸配列は、 ュビキチンが除去されない様式で融合されるように 配置される。 このような様式の代表例としては、 ュビキ 'チンの C末端の G 1 y を G l y以外の配列に置換することが挙げられるがそれらに限定されない。 ュ ビキチンの C末端の G l yは、 標的配列との相互作用に役割を果たしているこ とから、 その相互作用を阻害するように改変することによつても同様の効果を 達成することができる。 そのような阻害としては、 全く異なる性質の配列を付 加すること、 あるいは、 嵩高いアミノ酸配列を付加することなどが挙げられる がそれらに限定されない。
好ましい実施形態において、 この遺伝子ワクチンは、 n a k e d D NAで ある (従って、 ウィルスベクターを用いない) ことが有利であるが、 それに限 定されない。 従って、 本発明の遺伝子ワクチンは、 任意のベクターを用いて運 搬され得る。
従来技術では、 T細胞ターゲット配列を含む抗原 (例えば、 癌抗原) 特異的 な C D 8 +陽性キラー T細胞を効率的に誘導するには、 その前駆細胞が A P C上 の MH Cクラス I分子と結合した T細胞ターゲット配列を含む抗原を認識して 活性化される必要があるが、 通常 A P Cクラス I分子上での腫瘍拒絶抗原提示 レベルは低いとされている。 本発明は、 A P Cクラス I分子上に T細胞ターゲ ット配列を含む抗原を効率的に発現させるために D N Aワクチンを導入し、 さ らに T細胞ターゲット配列を含む抗原遺伝子をュビキチン遺伝子とを含む遺伝 子ワクチン (好ましくは、 両者は融合化されている) を提供することによって
Τ細胞ターゲット配列を含む抗原をプロテアソーム系に運ぶことが可能である。 本発明においては、 Τ細胞ターゲット配列を含む抗原をプロテアソームへの T a g分子であるュビキチン遺伝子とともに使用する (好ましくは、 融合) す ることで、 T細胞ターゲット配列を含む抗原特異的キラー T細胞を主体とした 強力な抗病原体 (例えば、 抗癌) 免疫を誘導する。
メラノーマ、 肺癌、 胃癌等の癌抗原を含む病原体の抗原に対して特異的に C D 8 +キラー T細胞を活性化させるためにはその抗原べプチドを抗原提示細胞の MH Cクラス I分子に提示させることが必須である。 そのためには、 例えば、 メラノ一マ抗原を細胞質内酵素であるプロテアソームで処理させることが前提 となる。 本発明においては、 プロテアソームへ導く T a g分子であるュビキチ ンをコードする遺伝子を T細胞ターゲット配列を含む抗原遺伝子と結合させ、 例えば、 遺伝子銃で細胞質内に直接その結合遺伝子を導入することにより細胞 質内でメラノーマ抗原のような T細胞タ一ゲット配列を含む抗原とュビキチン とのタンパク質複合体 (好ましくは融合体) を産生させるとともに、 この操作 によりメラノーマ抗原のような T細胞ターゲット配列を含む抗原に特異的な C D 8 +キラー T細胞を主体とした強力な抗病原体免疫を誘導させることが可能で める
従来の組換えサイト力インタンパク質を用いた方法では、 一度に大量投与を 必要とするため副作用が強く、 臨床応用が困難な場合が多い。 しかし、 遺伝子 銃を用いたサイトカイン遺伝子治療法では、 目的とするタンパク質が少量かつ 持続的に一定期間供給されるため安全性が高く、 連日投与の必要がなく、 かつ 効果的である。
本発明により、 発現されるタンパク質は大腸菌で合成される組換えタンパク 質と異なり、 投与される宿主における好ましい翻訳後修飾がなされることから、
フ 9 発現タンパク質への糖鎖の付加が起こり、 本来のタンパク質構造が保たれる
1つの実施形態において、 本発明の遺伝子ワクチンは、 T細胞ターゲット配 列に関連する疾患または障害を処置または予防するためのものである。 このよ うな疾患または障害としては、 例えば、 寄生生物に関連する疾患または障害、 ウィルス疾患または障害、 細菌性疾患または障害、 新生物 (癌など) などが挙 げられるがそれらに限定されない。 好ましくは、 本発明は、 癌を処置するため の遺伝子ワクチンを提供する。 癌抗原遺伝子をュビキチンをコードする配列と 連結することによって予想外にプロテアソームによる癌細胞の効率よい分解と いう現象が確認されたからである。
特定の実施形態において、 本発明の遺伝子ワクチンは、 メラノーマ、 肺癌、 胃癌、 乳癌、 肝癌、 頭頸部癌、 子宮頸部癌、 前立腺癌、 網膜芽細胞腫、 悪性リ ンパ腫、食道癌、脳腫瘍、 骨腫瘍、 腺癌、扁平上皮癌、 腺扁平上皮癌、 胸腺癌、 リンパ腫、 肉腫、 非ホジキンリンパ腫、 ホジキンリンパ腫、 白血病、 子宮癌、 胸部癌、 卵巣癌、 膝臓癌、 大腸癌、 多発性骨髄腫、 神経芽細胞腫、 膀胱癌、 皮 膚癌、 腎腫からなる群より選択される腫瘍を処置するためのものである。 理論 に束縛されないが、 これらの癌は、 T細胞ターゲット配列をおおむね有してお り、 その配列とュビキチンをコードする配列とを連結することによって本発明 の効果が奏されることが示されたからである。
別の好ましい実施形態において、 本発明の遺伝子ワクチンは、 抗原タンパク 質に起因する疾患に対して保護免疫を与える。 従って、 本発明の遺伝子ワクチ ンは、そのような疾患に対する予防を提供する。保護免疫を与えるかどうかは、 中和抗体の生成などを観察することによって判定することができる。
別の好ましい実施形態において、 本発明の遺伝子ワクチンは、 抗原タンパク 質に起因する疾患に対して治療効果を与える。
1つの実施形態において、 本発明の遺伝子ワクチンは、 C D 8 + T細胞を誘 導する。 理論に束縛されないが、 本発明において用いられる T細胞ターゲット 配列は、 この C D 8 +細胞の刺激を介して、 C T Lによる標的細胞または病原体 の分解を行うことができる。
好ましい実施形態において、 本発明の遺伝子ワクチンは、 針なし注射によつ て投与される。 針なし注射は、 核酸形態の因子を体内に投入する際には、 一般 的に利用されており、 本宪明は、 そのような無痛の、 従って、 投与される患者 に苦痛をほとんど与えることなく、 効率よい治療効果または予防効果を提供す ることができるという効果を奏することになる。 針なし注射は、 当該分野にお いて公知の任意の技術を用いることができる。 そのような技術の例示は、 本明 細書において他の場所において行ったとおりである。
好ましい実施形態において、本発明の遺伝子ワクチンは、粒子をさらに含む。 このように粒子を含むことによって、 本発明の遺伝子ワクチンは、 遺伝子銃に より適した形となるからである。 より好ましくは、 ここで使用される粒子は、 金粒子であることが有利であるがそれに限定されない。 金粒子は形質転換効率 が高いことからよく使用される粒子である。
別の局面において、 本発明は、 本発明の遺伝子ワクチンまたは遺伝子構築物 を製造するための方法であって、 ュビキチンをコードする核酸配列と、 T細胞 ターゲット配列を含む抗原タンパク質をコードする核酸配列とを作動可能に連 結する工程を包含する、 方法を提供する。 ここで、 ュビキチンおよび T細胞タ 一ゲット配列については、 上述したとおりである。 このような 2つの配列を作 動可能に連結することもまた、 当該分野において周知の技術を用いて行うこと ができる。
(治療方法および予防方法)
別の局面において、 本発明は、 T細胞ターゲット配列を含む抗原タンパク 質に起因する疾患を予防または処置するための方法を提供する。 この方法は、 A) ュビキチンをコードする核酸配列と、 T細胞ターゲット配列を含む抗原タ ンパク質をコードする核酸配列とを含む、 遺伝子ワクチンを患者に投与するェ 程、 を包含する。 ここで、 本発明の治療方法または予防方法において用いられ る遺伝子ワクチンは、 上述したような任意の形態を用いることができる。
1つの好ましい実施形態では、 本発明の治療方法または予防方法において、 遺伝子ワクチンは、 遺伝子銃 (g e n e g u n ) によって投与される。
遺伝子銃を行う方法は、 当該分野において公知であり、 市販される任意のデバ イスを用いて実施することができる。 . ·
好ましい実施形態ではまた、 本発明の遺伝子ワクチンは、 針なし注射によつ て投与される。 針なし注射もまた、 当該分野において公知であり、 市販される 任意のデバイスを用いて実施することができる。
本発明の治療方法および予防方法が対象とする疾患または障害は、 τ細胞タ ーゲット配列に関連する疾患または障害であれば、 どのような疾患または障害 でもよいが、 例えば、 ウィルス、 細菌、 真菌、 寄生生物 (原生動物、 原虫、 リ ーシュマニア、 トキソプラズマなど)、 新生物 (例えば、 癌) などに起因するも のが挙げられるがそれらに限定されない。 特定の実施形態では、 本発明に係る 遺伝子ワクチンは、 主に、 腫瘍疾患、 具体的には、 肝癌、 神経膠腫、 神経芽細 胞腫、 肉腫および肺、 結腸、 乳房、 膀胱、 卵巣、 精巣、 前立腺、 睾丸腫瘍、 子 宫、 頸部、 膝臓、 胃、 大腸、 小腸、 その他の器官の癌を包含する多様なタイプ の癌や白血病等の治療あるいは予防に有効に使用できる。
本発明の治療方法および予防方法において、 本発明の遺伝子ワクチンは、 疾 患の発症前またはその間あるいはその後に投与される。 発症前に投与される場 合、 原則として、 本発明は、 予防目的に使用されることになり、 発症後では、 治療目的となるがそれに限定されない。 本発明では、 1つの疾患または障害が 処置対象であってもよいし、 複数の疾患または障害が処置対象であってもよい。 好ましくは、 本発明の遺伝子ワクチンは、 レトロウイルスを使用しないで投 与される。 レトロウイルスを使用しないことによって、 レトロウイルスに特有 の副作用 (ウィルス疾患の発生など) を抑えることができるからである。 これ は、 従来の治療法においてレトロウイルスがほぼ必 となっていた状況を考え ると、 本発明の一つの顕著な効果であるといえる。
従って、 本発明は、 ュビキチンをコードする核酸配列と、 T細胞ターゲット 配列を含む抗原タンパク質をコードする核酸配列とを含む、 組成物の、 遺伝子 ワクチンとしての使用を提供する。 あるいは、 本発明は、 遺伝子ワクチンを製 造するための、 ュビキチンをコードする核酸配列と、 T細胞ターゲ; ト配列を 含む抗原タンパク質をコードする核酸配列とを含む、 組成物の使用を提供する。 ここで、 ュビキチン、 τ細胞ターゲット配列、 遺伝子ワクチンなどの詳細な説 明は、 上述したとおりであり、 そのような好ましい実施形態は、 実際の使用に 応じて適宜任意の好ましい実施形態を選択して実施することができる。
(サイトカインと T細胞ターゲット配列との組み合わせ)
別の局面において、 本発明は、 T細胞ターゲット配列を含む抗原遺伝子 (例 えば、 癌抗原遺伝子) と、 サイト力イン (例えば、 I L— 1 2、 I L— 1 5お よび I L _ 1 8から選ばれる少なくとも 1種のサイトカイン) をコードする核 酸配列を含有する遺伝子ワクチンを提供する。
このような本発明の遺伝子ワクチンは、 癌抗原遺伝子のような T細胞ターグ ット配列を含む抗原遺伝子をコードする配列と、 I L一 1 2、 I L一 1 5、 I L一 1 8から選ばれる少なくとも 1種のサイトカインをコ一ドする配列とを独 立して別々にか、 またはともに発現されるように核酸構築物中に含有すること によって得ることができる。
ここで、 T細胞ターゲット配列は、 上述したとおりであり、 本明細書におい て記載される任意の実施形態のものを利用することができる。
また、 サイトカインもまた、 適宜選択することができ、 サイトカインは、 本 明細書における好ましい活性 (例えば、 所望の病原体を殺傷する能力) を有し てさえいれば、 本発明のワクチンまたは医薬の好ましい実施形態において使用 することができる。
好ましくは、 サイトカインと抗原遣伝子との組み合わせの遺伝子ワクチンに は、 ュビキチンが追加で含まれていてもよい。 そのような場合、 抗原遺伝子と は、 本明細書において他の場所において詳述されるような好ましい実施形態が 利用される。
このような配列を有する遺伝子ワクチンは、 当該分野において公知の技術を 用いて実施することができる。 そのようなワクチンの作製は、 本明細書におい て他の場所において詳述される分子生物学的手法、 生化学的手法および遺伝子 工学的手法を応用することによって実施することができる。
本発明におけるサイトカイン遺伝子の含有量は、 種々の要因により適宜変更 できるが、 マウス一匹 (約 20 g ) 当たり、 2 /X g〜: L 0 μ g、 好ましくは、 4 g〜6 μ gである。 この範囲外になるにつれ抗癌腫瘍免疫効果が減弱する。 抗原遺伝子およびサイト力イン遺伝子は、 上述した RT— PC R法で構築さ れるが、 この方法に限定されるものではない。 具体的には、 第一回目の反応に 逆転写酵素を用いることにより、 RNAから DNAを合成し、 この後、 PCR 法により DNA鎖の特定部位のみ繰り返し複製し、 微量の DNAを増幅した後、 大腸菌に形質転換し、 37 °Cの恒温槽にて一晩(〜16時間)振盪培養を行う。 その後、 遠心を行い、 上清を捨て、 沈殿物である菌体成分を T r i s -HC 1 /EDT A溶液に溶解する。 続いてアル力リ溶液 N aOH/SDS溶液にて菌 体成分を溶菌し、溶菌後、反応を止める為中和溶液酢酸力リゥムにて中和する。 その後、 核酸精製用陰イオン交換樹脂カラムに溶液を 1 o a dし、 Na C 1/ 酢酸力リゥム溶液にてカラムを洗浄し、 N a C 1 ZT r i s— HC 1にて溶出 する。 尚、 その遺伝子が実際に細胞内で発現することは、 c o s細胞に t r a n s f e c tして確認する。 ここで、癌抗原遺伝子と I L— 12、 I L—15、 I L- 18から選ばれる少なくとも 1種のサイトカイン遺伝子は、 1 : 1で混 合させるのが好ましいが、 種々の条件により適宜変更できる。 以下に、 実施例に基づいて本発明を説明するが、 以下の実施例は、 例示の目 的のみに提供される。 従って、 本発明の範囲は、 上記発明の詳細な説明にも下 記実施例にも限定されるものではなく、 特許請求の範囲によってのみ限定され る。 実施例
以下、 実施例をもって本発明を更に詳細に説明するが、 これらの例は単なる 実例であって本発明を限定するものではなく、 また本発明の範囲を逸脱しない 範囲で変更させてもよい。
(実施例 1 )
本実施例において、 ュビキチンをコードする遺伝子と癌抗原遺伝子とを結合 した遺伝子を含有する癌遺伝子ワクチン (UB— TRP— 2) を調製した。
UB— TRP— 2遺伝子を含有する発現プラスミドを大腸菌 DH 5 αに形質 転換し、 LB培地 50 Om 1中で 37°Cの恒温槽にてー晚 (:〜 16時間) 振盪 培養を行った。
次いで、 4°C、 12000 r pmにて 10分間、 遠心分離を行い、 上清を捨 て、 沈殿物である菌体成分を 5 OmMT r i s— HC 1 (pH8. 0) /10 mM EDTA溶液 1 Om 1に溶解した。 続いて、 アルカリ溶液 200 mMN a OH/l%SDS溶液 1 Om 1にて菌体成分を溶菌し、 溶菌後、 反応を止める ため、 中和溶液 3. 1M酢酸カリウム (pH5. 5) 10mlにて中和した。 その後、 60 OmMN a C 1 Z10 OmM酢酸ナトリウム (pH5. 0) 3 Omlにて平衡化した核酸精製用陰イオン交換樹脂カラム (MARL I GEN B I OS C I ENCE I NC. 製) に中和溶液を室温にて 1 2000 r p m で 1 0分間、 遠心分離を行った上清を 1 o a dし、 800 mM N a C 1 / 10 OmM酢酸カリウム溶液にてカラムを洗浄し、 1. 2 5M Na C l /1 00m MT r i s -HC 1 (pH8. 5) にて溶出した。
(実施例 2)
本実施例において、 癌抗原遺伝子と I L— 1 2遺伝子からなる癌遺伝子ワク チン (TRP— 2+ I L— 1 2) を調製した。
TRP— 2遺伝子を含有する発現プラスミドを大腸菌 DH 5 αに形質転換し、 L Β培地 500 m 1中で 3 7 °Cの恒温槽にて一晩 (〜 1 6時間) 振盪培養を行 つた。
次いで、 4°C、 1 2000 r p mにて 1 0分間、 遠心分離を行い、 上清を捨 て、 沈殿物である菌体成分を 5 OmMT r i s— HC 1 (pH8. 0 ) / 1 0 mM EDTA溶液 1 0m 1に溶解した。 続いて、 アルカリ溶液 200 mMN a OH/l%SDS溶液 1 Om 1にて菌体成分を溶菌し、 溶菌後、 反応を止める ため、 中和溶液 3· 1M酢酸カリウム (pH5. 5) 1 0m lにて中和した。 その後、 60 OmM Na C 1 I 00 mM酢酸ナトリウム (pH5. 0) 3 Om lにて平衡化した核酸精製用陰イオン交換樹脂カラム (MARL I GEN B I OS C I ENCE I NC. 製) に中和溶液を室温にて 1 2000 r p m で 1 0分間、 遠心分離を行った上清を 1 o a dし、 800 mMN a C 1 / 1 0 OmM酢酸カリウム溶液にてカラムを洗浄し、 1. 2 5M Na C l /1 00m MT r i s—HC l (pH8. 5) にて溶出した。
同様の方法にて、 I L_ l 2遺伝子を含有する発現プラスミドを培養、 精製 を行った。
このようにして得られた癌抗原遺伝子 (TRP— 2) と、 I L一 1 2遺伝子 を 1 : 1で混合し、.癌抗原遺伝子と I L一 1 2遺伝子からなる癌遺伝子ヮクチ ン (TRP— 2+ I L— 12) を調製した
(比較例 1 )
本比較例において、 癌抗原遺伝子からなる癌遺伝子ワクチン (TRP— 2) を調製した。
TRP— 2遺伝子を含有する発現プラスミ ドを大腸菌 DH 5ひに形質転換 し、 L B培地 500ml中で 37 °Cの恒温槽にて一晩 (〜 16時間) 振盪培養 を行った。
次いで、 4°C、 12000 r p mにて 10分間、 遠心分離を行い、 上清を捨 て、 沈殿物である菌体成分を 5 OmM T r i s— HC 1 (pH8. 0) /10 mMEDTA溶液 1 Om 1に溶解した。 続いて、 アルカリ溶液 20 OmM Na OH/l%SDS溶液 1 Om 1にて菌体成分を溶菌し、 溶菌後、 反応を止める ため、 中和溶液 3. 1M酢酸カリウム (pH5. 5) 10mlにて中和した。 その後、 60 OmM N a C 1 /100 mM酢酸ナトリウム (pH5. 0) 3 Om 1にて平衡ィ匕した核酸精製用陰イオン交換樹脂カラム (MARL I GEN B I OSC I ENCE INC. 製) に中和溶液を室温にて 12000 r p m で 10分間、 遠心分離を行った上清を 1 o a dし、 800 mMN a C 1 /10 OmM酢酸カリウム溶液にてカラムを洗浄し、 1. 25MNa C l/100m MT r i s— HC 1 (pH8. 5) にて溶出した。
(比較例 2)
本比較例において、 I L— 12遺伝子からなる癌遺伝子ワクチン (I L_ 1 2) を調製した。
I L一 12遺伝子を含有する発現プラスミドを大腸菌 DH 5 αに形質転換 し、 L Β培地 500 m 1中で 37 °Cの恒温槽にて一晚 (:〜 16時間) 振盪培養 を行った。 次いで、 4°C、 12000 r pmにて 10分間、 遠心分離を行い、 上清を捨 て、 沈殿物である菌体成分を 5 OmMT r i s— HC 1 (pH8. 0) /10 mMEDTA溶液 1 Om 1に溶解した。 続いて、 アルカリ溶液 200 mMN a OH/l%SDS溶液 1 Om 1にて菌体成分を溶菌し、 溶菌後、 反応を止める ため、 中和溶液 3. 1M酢酸カリウム (pH5. 5) 10mlにて中和した。 その後、 60 OmM Na C 1 /100 mM酢酸ナトリウム (pH5. 0) 3 Omlにて平衡化した核酸精製用陰イオン交換樹脂カラム (MARL I GEN B I OSC I ENCE INC. 製) に中和溶液を室温にて 12000 r p m で 10分間、 遠心分離を行った上清を l o a dし、 800 mMN a C 1 /10 OmM酢酸カリウム溶液にてカラムを洗浄し、 1. 25MN a C 1ノ10 Om MTr i s -HC 1 (pH8. 5) にて溶出した。
(実施例 3)
実施例 1、 実施例 2およぴ比較例 1、 比較例 2で調製した癌遺伝子ワクチン (0. 3mg/k g) を、 マウスメラノーマ (B 16F 10) を担癌した 10 週齢の C57BL/6 (B 6) 雌マウスに対して、 遺伝子銃 (g e n e g u n) を用いて、 腹部皮下に 1週間ごとに導入し、 3日おきに腫瘍の大きさを観 察した。 尚、 マウスは一群につき 6匹を用い、 担癌 (c h a l l e n g e) し た日を d a y Oとした。 Ch a 1 1 e n g eしたメラノーマ細胞数は、 マウス —匹当たり 2X 105個である。遺伝子ワクチンの導入は d a y 2より開始した。 これにより、 どの癌遺伝子ワクチンが DN Aワクチンによる癌免疫治療に効 果的かを調査した。 その結果を図 1に示す。 図 1は DN Aワクチンによる癌免疫治療効果を示すグラフである。
図 1の (1) は対照群 (非処理群) における測定結果を示し、 (2) は実施例 1 (UB— TRP— 2遺伝子導入群) における測定結果を示し、 (3) は比較例 1 (TRP_ 2遺伝子単独導入群) における測定結果を示し、 (4) は比較例 2 (I L一 12単独導入群) における測定結果を示し、 (5) は実施例 2 (TRP 一 2遺伝子と I L—12遺伝子の共導入群)における測定結果を示す。ここで、 図 1の (1)、 (5) 中、 横に並んだ秦は、 腫瘍の大きさが同じであることを表 してレヽる。
図 1より、 (1) の対照群 (非処理群) での C 57BL/6 (B 6) マウスの メラノーマは経時的に増大するのに対し、 実施例 1および実施例 2の C 57 B L/6 (B 6) マウスのメラノーマは 25日目においてもほとんど生着せず、 著しい抗腫瘍効果が認められた。 一方、 比較例 1および比較例 2での B 6マウ スのメラノーマにおいては、 遺伝子導入の効果は認められなかった。
また、 実施例 1、 実施例 2におけるワクチンをマウスへ導入した際、 導入局 所にわずかに脱毛が見られる程度で、 全身状態に全く悪影響を及ぼさず、 無害 であった。
更に、 実施例 1、 実施例 2および比較例 1、 比較例 2におけるワクチンの導 入は、 全て正常組織部位への導入であり、 必ずしも発癌部位への導入を必要と せず、 発癌部位と正常組織部位のどちらにも効果的であつた。 次に、 DN Aワクチンによるメラノーマの肺転移効果を調べた。 尚、 この実 験では一群 4匹を用い、 担癌 14日目 (d a y l 4) に 2X 105のメラノーマ を静脈内に移入し、 肺での転移数をカウントした。 その結果を表 1 (表 1) に 示す。 【表 1】
Figure imgf000092_0001
表 1より、 非処置 (c o n t r o l ) マウスでは一匹あたり 204個の転移 腫瘍 (メラノーマ) が認められたが、 UB— TRP— 2遺伝子導入群ではわず か 3 7個であった。 また、 TRP— 2+ I L— 1 2群では非処置群と有意差が 認められなかった。 すなわち、 本発明における DN Aワクチン治療法が転移癌 抑制効果が認められた。
このように、 本発明の遺伝子ワクチンを用いた場合、 CD 8+T細胞に対する 抗原提示は、 細胞上に発現される MHCクラス I分子により媒介される。 最初 に、 CD 8+T細胞は、 細胞質に局在する癌遺伝子産物またはウィルス抗原のよ うな内在性抗原に由来する MHCクラス I関違ペプチドを認識する。 MHCク ラス I分子による抗原提示の前に、 抗原はュビキチン化され、 ついでプロテア ソームにより抗原性ぺプチドに処理されなければならない。
本発明者らは、 全長マウス TRP— 2 (mTRP- 2) の N末端にマウスュ ビキチン (UB) を連結させた融合タンパク質をコ^ "ドするキメラ DNAを構 築し、 これを pUB— TRP— 2と命名した。 次いで、 B 6マウスから得た B 1 6メラノーマ細胞の接種の前または後に、 キメラ n a k e d DNAを含む 遺伝子銃 (g e n e g u n) を用いて B 6マウスを免疫した。 このストラテ ジ一は、 UFD (UB融合分解) 経路 (ュビキチン一プロテアソーム系の実質 的経路) による細胞タンパク質が迅速に分解されるという知見に基づく。 この
DNAワクチン技術を使用することによって、 本発明者らは、 宿主マウスにお いて、 C D 8 + T細胞によつて媒介される抗腫瘍免疫を誘導することに成功した。 興味深いことに、 この DNA免疫によって誘導される抗腫瘍免疫は、 プロテア ソームァクチベータ一 PA2 8 αΖ の欠損したマウスにおいて、 ほぼ完全に 消失した。 したがって、 ュビキチン融合型 mTRP— 2が、 プロテアソーム依 存性分解に mTRP— 2を導入すること、 および MHCクラス Iによって提示 されるェピトープを構成し、 mTRP— 2特異的 CD 8 +T細胞の優先的な活性 を得ることにおいて、 重要な役割を担っていることを示す。
(実施例 4)
本実施例において、 担癌動物への DNAワクチンがキラー T細胞を効果的に 活性化していることを測定した。
C 5 7 B LZ6マウス由来の E L— 4細胞に TRP— 2ぺプタイドを付着さ せたものを標的細胞とし、 クローム遊離法によりキラー T細胞活性を測定した。 その結果を図 2に示すが、 このアツセィには、 図 1の d a y 25のマウス (一 群 6匹) を用いその平均値を示す。
図 2は DN Aワクチンによるキラー T細胞の活性ィ匕を示すグラフである。
図 2の (a) は TRP— 2ぺプタイドを付着させていない EL— 4細胞を用 いてキラー T細胞活性を測定した結果を示し、 n e g a t t i v e c o n t r o lを表す。 (b) は TRP— 2ぺプタイドを付着させた EL— 4細胞を標的 細胞として用いた K i l l e r T c e l l a s s a yの測定結果を示す。 図 2の (2) より、 実施例 1の UB— TRP— 2群では強いキラー T細胞活 性が認められた。 一方、 比較例 1の TRP— 2単独群では、 わずかに活性が認 められたが、 対照群の UB遺伝子単独処置群では全く活性が認められなかった。 (実施例 5)
本実施例において、 抗腫瘍効果がュビキチンプロテアソーム系を介してであ ることをプロテアソーム阻害剤を用いて調べた。
実施例 1で調製された UB—TRP— 2を COS 7細胞にトランスフヱクト し、 その後、 トランスフエタトした細胞にプロテアソーム阻害剤である MG— 1 3 2を添加した。細胞を 3 7°Cにて 5%C02存在下で培養後、細胞を溶解し、 SDS—ポリアクリルアミ ドゲル電気泳動を行った。 その後、 PVDF膜に転 写し、 抗体にて抗原を確認した。
プロテアソーム阻害剤 MG— 1 32非存在下では抗原を確認することができ ないが、 阻害剤存在下では量依存的に抗原パンドが強く確認された。 この結果 より、 ュビキチン化した抗原は阻害剤非存在下では、 ュビキチン一プロテアソ ーム経路により抗原は速やかに分解され、 MHCクラス Iを介して CD 8 +T細 胞を活性化することが示唆された。
(実施例 6)
本実施例は、 ュビキチン一プロテアソーム経路に基づく DNAワクチンによ るメラノーマに対する免疫療法を実証する。 . (動物および腫瘍)
本努明者らは、 九州大学 (F u k u o k a、 J a a n) の施設ガイドライ ンに従ってマウスの研究を行った。 8週齢の雌性 C 57 B LZ6マウスを、 S LC (Ha ma ma t s u, J a p a n) から購入した。 C 5 7B L/6パッ クグラウンドの、 プロテアソームァクチベータ一 (野生型) マウス、 ノックァ ゥト(PA28 α β 'χ')マウスを、本発明者らのグループによって確立した(Μ u r a t a, S. ら、 EMBO J . 20, 58 98- 5 90 7 (200 1))。 マウスメラノーマ細胞株の B 1 6 F 1および B 1 6 F 1 0を、 1 0%ゥシ胎仔 血清、 1 0 0 I U/m 1ペニシリン、 1 00 ^ g/m 1ストレプトマイシン、 2 OmM N— 2—ヒ ドロキシェチノレビペラジン一N, 一 2—エタンスノレホン 酸、 50mM NaHC03および 2mM L—グルタミンを補充した R PM I 1 640培地に維持した。 B 6マウス由来の肺癌腫 3 LL細胞株を、 コント口 ール腫瘍として使用した。
(プラスミ ドの構築)
マウス TRP— 2 (mTRP- 2) をコードするプラスミドを以下のとおり 構築した:全 RNAを、 B 1 6 F 1細胞から分離し、 そして cDNAに逆転写 した。 次いで、 TRP— 2 cDNAを、 センスプライマー 5 ' — GAATC
3, (配列番号 23) およびアンチセンスプライマー 5, 一 CCATGGAT
番号 24) を用いた PCRによって増幅した。 TRP— 2 cDNAの PCR 産物を、 p c DNA3. 1 (一)ベタター(I n v i t r o g e n、 S a n D i e g o、 CA、 DNA)の No t I部位おょぴ B a mH I部位内に挿入した。 C末端の G l y残基を A l aに置換 (G 76 A) した変異ュビキチンをコード する遺伝子を、 BALB/cマウスの肝臓から得たゲノム DNAにより PCR によって増幅させ、 そして p c DNA3. 1 (―) の E c o R I部位おょぴ B a mH I部位内に挿入した。 TRP— 2をコードする遺伝子を、 センスプライ
TGGGCCTTG— 3 ' (配列番号 23)およびアンチセンスプライマー(配 列番号 24)として同一プライマーを用いる PCRによってさらに増幅させた。 次いで、 この変異ュビキチン c DNAを、 インフレームに TRP— 2をコード する遺伝子の 5, 側に連結し、 そして p cDNA3. 1 (一) の B amHI部 位内に挿入した。
(インビトロでの遺伝子移送おょぴメラノ一マ細胞の移植)
本発明 ¾"らは、 以肓 Uに記載した (Nishitani,M.A. ら、 Cancer Gene Ther.9, 156-163 (2002)、Sakai,T. ¾ , Immunol .99 , 615-24 (2000)、およ ぴ Sakai,T.ら、 Vaccine 21,1432-1444 (2003) ) ように、 H e 1 i o s G e n e Gun (B i oRa d, NY, USA) を使用した。 要するに、 プラ スミ ド DNAを、 1. 6 gの金粒子上に沈殿させ、 そしてチューブローダに よってチュービングの内表面上にコートした。 最終的なチュービングセグメン トは、 一回のトランスフエクシヨンあたり、 0. 125m gの金粒子おょぴ 2 μ gのプラスミ ド DNAの送達を生じた。 pTRP— 2、 pUB-TRP- 2 または p c DNAを、 剃毛した異常な皮膚の 3つの異なる部分に、 一週間隔で 3回移送した。 総量 18 gのプラスミ ドを各マウスに投与した。 最後のワク チン接種の一週間後に、 0. 1mlの PBS中、 2 X 105個のメラノーマ細胞 を、 B 6マウスの腹部中央に皮下移植した。 JS瘍サイズは、 キヤリパーを用い て一週間に 2回測定し、 そして Na n n iらの式: πΖ6 X {(a X b) 1/2} 3 を用レヽて計算した (Nanni,P.et al . , Cencer Res . 58, 1225 - 1230 (1998))。 ここで、 aおよび bは、腫瘍の、直角をなす 2つの主な直径である。 肺転移の実験のために、 B6マウスを、 0. 2mlの PBS中、 2 X 105個の B 16F 10細胞で、 静脈内チャレンジした。 チャレンジの 2週間後、 マウス を屠殺し、 両方の肺の全葉を切り出し、 そして転移性腫瘍を数えた。 治療試験 のために、 0. 1mlの PBS中、 5 X 104個の B 16 F 1細胞を、 0日目の B 6マウスの腹部領域に皮下移植した。 pTRP— 2、 pUb—TRP 2また は p cDNAを、 腫瘍移植部位のうちの 1つの、 剃毛した異常な皮膚の 3つの 異なる部分に 3回移送した。 処理を 1日目に開始し、 そして 1週間に 2回、 2 週間にわたって適用した (合計 5回)。 各群は、 8匹のマウスからなる。
(インビトロトランスフエクションおよびウェスタンプロット)
2. 5 c mティッシュ (Nu n c、 R o s k i 丄 d e、 D e nma r k の 500000個の CO S 7細胞を、 L i p o f e c t am i n e (I n v i t r o g e n) を用いることによって、 2 /x g p T R P— 2でトランスフエ タトした。 トランスフエクシヨンの 24時間後、 細胞溶解物を、 200 μ 1の 可溶化緩衝液 ( 5 0 mM T r i s— HC 1、 1% N o n i d e t P— 4 0ノ1%ドデシル硫酸ナトリウム (SDS)、 1 μΜ ロイぺプチン/ Ι Ο Ο μ Μ フエ二ルメチルスルフォ-ルフルオリ ド、 1 μΜ ぺプスタチン Α、 およ び Ι Ο Ο μΜ エチレンジアミンテトラ酢酸) の添加によって調製し、 そして l O gのタンパク質を、 1次抗体として抗 HA抗体 (マウスモノクローナル 抗体クローン 1 2 CA5、 R o c h e、 M a n n h e i m、 G e r ma n y) と共にウェスタンプロットのために使用した。 ペルォキシダーゼ結合体化抗マ ウス免疫グロブリン G ( I g G) (H+L) (Z y me d L a b o r a t o r i e s、 S a n F r a n c i s c o、 CA、 USA) を、 二次抗体として使 用した。 結合抗体を、 増強化学発光 (e n h a n c e d c h e m i 1 urn i n e s c e n c e) C L) g¾薬 {Άΐα e r s h am L i f e S c i e n c e、 B u c k i n g h ams h i r e, UK) を用いて検出した。
(細胞毒性アツセィ)
マウス'を腫瘍チャレンジに際して屠殺し、それらの脾細胞(4 X 1 07個)を、 完全 RPM I 1 640培地の入った 6ゥエル培養プレートにおいて、 mTRP — 2181_188 (4 μ g/m l ) と共培養した。 培養の 5日後、 mTRP— 218 i- sペプチド (4 g/m l ) で、 2時間にわたってパルスした、 非常に多数 の生存可能なエフェクター細胞おょぴ [3H] チミジンで標識した EL— 4細胞 JP2003/013279
(1 04個) を、 丸底の 9 6ゥエルプレート中に入れた。 4. 5時間のインキュ ベーシヨン後、 これらの培地をガラス繊維フィルター上に回収し、 そして放射 能を /3シンチレーションカウンターを用いてカウントし、 先に記載したように 特定の殺傷を計算した (Ma t z i n g e r , P. ら、 J . I mmu n o 1. Me t h o d s 1 4 5, 1 8 5— 1 92 (1 9 9 1))。
(ィンビポでの T細胞サブセットの枯渴)
抗 CD4 mAb (クローン GK1. 5) または抗 CD 8 mAb (クロー ン 53— 6. 7 2) を、 腫瘍チャレンジの 3日前、 1日前、 1日目および 3日 目に、 0. 5 mg/マウスに腹腔內注射した。腫瘍細胞を、 0日目に接種した。 各 T細胞サブセットの枯渴を、 フローサイトメトリーによって確認し;適切な 細胞サブセットの 98 %以上を枯渴させた。
(結果)
(プロテアソームによるュビキチン融合型 TRP— 2の迅速な分解)
変異抗原およびウィルス抗原のような内在的に合成された大部分のぺプチド を、 細胞基質プロテアーゼであるプロテアソーム、 引く続くこれらの抗原のュ ビキチン化、 次いで MHCクラス I分子への提示によって処理し、 CD8+T細 胞に対応する活性化を生じさせる。 従って、 人工的にュビキチン化した mTR P— 2は、 プロテアソームに指向され、 かつ MHCクラス I分子に効率的に提 示されるべきである。 このシナリオを確認するために、 本発明者らは、 C末端 を HAェピトープでタグ化した全長 TRP— 2タンパク質をコードする p TR P— 2 (TRP— 2HA)、 および細胞のュビキチン C末端加水分解酵素によつ て切断されないように TRP— 2—HAのインフレームで改変した (G76A) ュビキチンをコードする pUB— TRP— 2の発現ベクターを調製した (図 3 A)。 各タンパク質は、 C末端に HAタグを有する。 p TRP— 2または pUB 一 TRP— 2でトランスフエタトした COS 7細胞を、 プロテアソームインヒ ビターの MG—132の存在下または非存在下で培養した (図 3B)。 MG13 2の非存在下において、 UB— TRP— 2融合タンパク質の発現は、 TRP— 2の発現よりもかなり低かった。 しかし、 この細胞を MG 132で処理した場 合、 UB— TRP— 2のレベルは、 TRP— 2のレベルと同レベルまで回復し た。 これらの結果は、 UB— TRP—2タンパク質が TRP— 2と比べて不安 定であり、 そしてプロテアソームによって迅速に分解されることを示唆する。
(B 16メラノ一マに対する抗 JB瘍免疫)
mTRP— 2181188を含む CTLェピトープを、 ュビキチン一プロテアソ 一ム系路によって生成する (Mu r a t a, Sら、 EMBO J . 20, 58 98-5907 (2001))。 それゆえ、 本発明者らは、 MHCクラス I関連 TRP— 2ペプチドの、 CD 8 +T細胞に対する抗原提示が、 ュビキチン融合型 TRP— 2を用いるヮクチン接種の後に、 有意に効果的になることを予測した。 C57BL/6マウスを、 pTRP— 2または pUB— TRP— 2を用いて、 遺伝子銃を使用して 1週間隔で 3回、 かつマウス 1匹あたり 18 gプラスミ ドの全用量で免疫した。 最後の免疫の 1週間後、 マウスを 2 X 105個の B 16 F 1細胞で皮下的にチャレンジした。 コントロールマウスおよび p TRP— 2 で免疫したマウスは、 迅速な腫瘍増殖を示した。 一方、 pUB— TRP— 2で 免疫したマウスの 85%は JB瘍を有さないが、 残りの 15%のマウスは腫瘍増 殖のほぼ完全な抑制を示した (図 4A)。 厳密に言えば、 他の 2つ群の全てのマ ウスは 60日以内に死亡したにもかかわらず、 pUB— TRP— 2で免疫した 全てのマウスは、 腫瘍細胞の移植後 80日以上にわたって生存した (図 4B)。 さらに、 pUB— TRP— 2での免疫はまた、 より悪性型メラノーマである B 16F10メラノーマ細胞の増殖を抑制するのに効果であった (図 4 C)。 pU B-TRP- 2で免疫したマウスの 43%が、 B 16 F 10腫瘍細胞の移植後 45日以上にわたって生存したが、 他の 2つの群の全てのマウスは 3 5日以内 に死亡した (図 4D)。 B 1 6 F 1 0細胞の肺転移性腫瘍の数は、 コントロール または p TRP— 2で免疫したマウスにおいてよりも p UB— TRP— 2で免 疫したマウスにおいて有意に低かった (図 4 E)。 他方、 B 6マウスにおける p UB— TRP— 2を用いた免疫は、 TRP— 2抗原を発現しない 3 LL肺癌腫 細胞の腫瘍形成に影響を与えなかった (図 4F)。 このことは、 pUB— TRP 一 2ワクチンにより獲得された抗腫瘍免疫が、 メラノーマ細胞に特異的な事象 であることを示している。 これらの結果は、 腫瘍増殖、 生存率および肺転移に よって評価されるように、 ュビキチン融合型 TRP— 2タンパク質のインビボ での強制発現が、 ネイティブ TRP— 2タンパク質の強制発現よりも効果的に B 1 6メラノーマに対して抗腫瘍免疫を誘導することを示す。
(pUB— TRP— 2におけるェフエクタ一細胞は抗腫瘍免疫を誘導する) 本発明者らは、 pUB— TRP— 2を用いた免疫が、 コードタンパク質の、 プロテアソームによる効率的な抗原処理によって抗原特異的 CD 8+T細胞を 優先的に活性化したことを推測した。 観察された保護免疫におけるエフヱクタ 一細胞を決定するために、 本発明者らは、 pUB— TRP— 2で免疫したマウ スを、 対応する T細胞サブセットを枯渴させるために抗 CD4および抗 CD 8 抗体を用いて処理し、 次いで、 これらのマウスに B 1 6 F 1細胞を移植した。 予測したように、 抗 CD 8抗体での処理は pUB— TRP— 2免疫によって誘 導される抗腫瘍免疫を完全に回避した (図 5)。 対照的に、 コントロール I g G (抗 CD 4抗体) での処理は腫瘍増殖を減少させなかった。 このことは、 pU B— TRP— 2免疫により誘発される抗腫瘍免疫が、 MHCクラス I分子に提 示された TRP— 2ェピトープを認識すべき腫瘍特異的 CD 8 +T細胞によつ て媒介されることを示した。 (PA28 a j3_z一マウスにおける pUB— TRP— 2を用いた免疫による抗 腫瘍免疫誘導の欠損)
pUB— TRP— 2により誘導される抗腫瘍免疫におけるプロテアソームの 役割を明らかにするために、本発明者らは、 PA28 α 一マウスを使用した。 なぜなら、 主要な抗原ペプチドの 1つである TRP— 2181_188は、 ΡΑ28 により活性化されるプロテアソームによって生成されるからである (Mu r a t a , S. ら、 EMBO J . 20, 585 9— 5 9 0 7 (200 1))。 pU B— TRP— 2で免疫した PA 28 a j3_/—マウスは、同一のプラスミドで免疫 した野生型 B 6マウスと比較して、 B 1 6 F 1 0腫瘍チャレンジに対して著し く感受性であった (図 6A)。 腫瘍増殖の結果と一致して、 TRP— 2181188 ェピトープに対する CTL活性は、 野生型マウスよりも、 pUB— TRP— 2 で免疫した P A 28 a J3— /_マウスの方が低かった(図 6 B)。これらの結果は、 PA28により活性化されたプロテアソームが、 111丁1 ?ー2特異的。丁1^ぉ よび pUB— TRP— 2を用いた DNAワクチン接種後の抗腫瘍免疫の誘導に おいて重要な役割を果たすことを証明する。
(プラスミド D N Aを用いた免疫によるメラノーマに対する治療効果) 臨床適用の観点から、 ワクチン接種の前に移植したメラノーマに対する、 こ の DN Aワクチン接種方法の治療効果を試験することはより重要である。 この 効果を試験するために、 ワクチン接種の前 (0日目) に、 B 1 6 F 1メラノ一 マ細胞を B 6マウスに移植した。 p TRP— 2、 pUB— TRP— 2またはモ ックプラスミドを用いた処置を 1日目に開始し、 次いで、 続く 2週間の間、 週 2回繰り返した。 図 4に示すように、 pUB— TRP— 2を用いたマウスの免 疫は、 モッタプラスミ.ドまたは p TRP— 2プラスミドで免疫したマウスと比 較して腫瘍増殖の著しい抑制を示した。 これらの結果は、 DNAプラスミドを 用いた免疫は、 腫瘍の発症後でさえ効果的であり、 従ってメラノーマに対する JP2003/013279
その潜在的な臨床効果を期待させる メラノーマの場合、 免疫による治療効果を妨げる最も大きな問題は、 腫瘍拒 絶抗原が自己抗原であることであるとされていた。 本発明者らは、 本実施例に おいて、 自己抗原に対する寛容が提示されたェピトープ量を增加させることに より破壊されることを示した。 本発明者らは、 本発明により強化したュビキチ ン融合物分解 (UFD) 経路を適用し、 ュビキチンと全長 mTRP— 2との間 の 「除去されない」 融合タンパク質をコードする n a k e d DNAを提供す る。 ュビキチン融合型 TRP— 2タンパク質は、 ュビキチン一プロテアソーム 経路に対する優れた基質に変換される(図 3B)。さらに、強力な抗腫瘍免疫は、 腫瘍増殖の抑制、 生存率おょぴ肺転移によって見積もられるように、 低悪性型 の B 16 F 1メラノーマ細胞おょぴ高悪性型の B 16 F 10メラノーマ細胞の 両方に対して誘発される (図 4)。 CD8+T細胞の枯渴 (図 5) およびプロテ ァソームァクチベータ一 PA28 α ]3の欠損 (これは、 主要な TRP—2ェピ トープ (TRP— 2181_193) のプロテアソーム依存性の処理にとって前提条 件である) (図 6) は、 ワクチン接種の効果を妨げることが分かる。 従って、 こ の保護免疫は、 プロテアソームによるェピトープの処理を促進した後のメラノ 一マに特異的な C T Lの誘導に起因することが示される。 メラノーマは、 最も一般的な癌のうちの 1つであり、 かつ最も重篤な型の皮 膚癌である。 本発明者らは、 メラノーマ処置のためのこの DNAワクチンの能 力を調べ、 そしてこのストラテジ一がマウスにおけるメラノーマ細胞の移植後 でさえ有用であることを実証した (図 7)。 本発明者らは、 ここで、 全長ヒト Τ RP— 2およびヒ トュビキチンとの間の融合タンパク質をコードする n a k e dキメラ DNAを用いた遺伝子による免疫が、 メラノーマ患者において強力な 保護免疫を誘導することを目的とした臨床試験について可能なストラテジ一の うちの 1つであることを実証した, 本発明者らは、 本実施例により、 全長ヒト TRP— 2およぴヒトュビキチン との間の融合タンパク質をコードする n a k e dキメラ D N Aを用いた遺伝子 による免疫が、 メラノーマ患者において強力な保護免疫を誘導することを目的 とした臨床試験について可能なストラテジ一のうちの 1つであることを提案し た。 全長自己 TRP— 2で免疫は、 ヒト TRP— 2181188のような 8〜9マ 一ペプチドを用いる通常のワクチンストラテジ一よりも優れた多くの利点を提 供する。
(実施例 7)
本実施例は、 ュビキチン一プロテアソーム経路に基づく DNAワクチンによ るマウス Lew i s肺癌腫 (3LL) に対する免疫療法を記載する。 (UM1+UM2 Immプラスミ ドの構築)
本発明者らは、 3 LLの抗原である MUT— 1 (P h e -G 1 u-G 1 n- G 1 n— A s n-Th r—A 1 a— G 1 n_P r o (配列番号 204) および MUT- 2 (Ph e— G l u-G 1 n— G l n—As n—Th r— Al a— G I n— A l a (配列番号 205)) の N末端にュビキチン (UB) を連結させた 融合タンパク質をコードするキメラ DNA (UMu t 1および UMu t 2) を 構築し、 これを UM1+UM2 Immと命名した。 GGGATCC (配列番号 206)
Figure imgf000104_0001
(配列番号 208)
MUT 1および MUT 2は、 Kb制限された腫瘍関連抗原(TAA)であり、 これは、 ギャップ結合タンパク質コネキシン (C o n 3 7) の変異である。 M UT 1は、 マウスギャップ結合タンパク質 C o n 3 7において、 高度に保存さ れた Cy s 54から G 1 n 54への変異によって誘導される。 MUT 2は、 M UT 1に近い相同体であり、 C o n 37の 5 9位において P r o力 ら A 1 a (図 8) への変異を有している。
(UM1 +UM2 I mmを用いたワクチン接種による抗原特異的抗腫瘍免 疫の誘導)
C 5 7 B L/6マウスを、 発現ベクター p c DNA3. 1にュビキチン配列 のみ (抗原遺伝子非融合) (UB*)、 UM1 +UM2 I mmプラスミド ら μ g/l回の用量 (それぞれ、 3 gの UB— MUT 1および UB— MUT 2)) を組込んだベクターを用いて、 一週間隔で 3回にわたって免疫した。 最後の免 疫から 1 0日後に、 2 X 1 05個の 3 LL腫瘍細胞を、 全群のマウスの f o o t p a dに移植した。 チャレンジしたマウスの f o o t p a d膨張を、 1週間 に 3回測定した。 一週間隔で 3回のチャレンジから 28日後にマウスを屠殺し、 そしてマウスの肺重量を測定した。 UM1 +UM2 I mmを用いて免疫した C 5 7B LZ6マウスにおける f o o t p a d膨張サイズの増大は、 UB*群 のマウスと比較して有意に少なかつた。 肺重量の結果も同様の傾向が見られた。 このことから、 UM1 +UM2 I mmは、 マウス L ew i s肺癌腫 (3 LL) に対して腫瘍抑制効果を有することが示唆された。 (P A28 a i3一 —マウスにおける UM1 +UM2 I mmワクチン接種によ り弱められた抗腫瘍免疫)
PA28 α β一 Z-マウスを、発現ベクター p c DNA3. 1に UM1 +UM2 I mmプラスミ ド (6μ gZl回の用量 (それぞれ、 3 μ gの UB— MUT 1お ょぴ UB— MUT 2)) を組込んだベクターを用いて、 一週間隔で 3回にわたつ て免疫した。 最後の免疫から 10日後に、 2 X 1 05個の 3 LL腫瘍細胞を、 全 群のマウスの f o o t a dに移植した。 チヤレンジしたマウスの f o o t p a d膨張を、 1週間に 3回測定した。 一週間隔で 3回のチャレンジから 28 日後にマウスを屠殺し、 そしてマウスの肺重量を測定した。 肺重量の結果も同 様の傾向が見られた。 コントロール群として、 ワクチンに用いている空べクタ 一 p c DNA3. 1を用いて、 C 5 7 B LZ6マウスに対して同様の処理を行 つた。 UM1 +UM2 I mmで免疫した C 5 7 B L/ 6マウスは、 UM 1 + UM2 I mmで免疫した PA28 a —/_マウスおょぴコントロール群のマ ウスよりも、 f o o t p a d膨張が有意に抑えられた (図 1 0)。 これらの結 果は、 UM1 +UM2 I mmによってもたらされた腫瘍抑制効果が、 プロテ ァソーム依存的であることを示す。 以上のように、 本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきたが、 本発明は、 特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであること が理解される。 本明細書において引用した特許、 特許出願および文献は、 その 内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書 に対する参考として援用されるべきであることが理解される。
. 産業上の利用可能性
本発明は、 癌を含む病原体に起因する疾患を処置するための医薬 ·予防およ び治療法を提供する。 したがって、 本努明は、 そのような医薬、 予防、 治療の ための方法、 システム、 組成物を提供するために有用である。

Claims

請求の範囲
1. ュビキチンをコードする核酸配列と、 T細胞ターゲット配列を含む抗原 タンパク質をコードする核酸配列とを含む、 遺伝子ワクチン。
2. 前記 T細胞ターゲット配列をコードする核酸配列は、 前記核酸配列がコ ードするアミノ酸配列を有するペプチドが C T Lの反応性を有することで特徴 付けられる、 請求項 1に記載の遺伝子ワクチン。
3. 前記 T細胞ターゲット配列をコードする核酸配列は、 少なくとも 8個の アミノ酸からなるペプチドをコードする、 請求項 1に記載の遺伝子ワクチン。
4. 前記 T細胞ターゲット配列は、 少なくとも 8個のアミノ酸を含み、 1番 目、 2番目または 3番目のアミノ酸配列は、 Va l、 L e u, I l e、 Ty r または Ph eから選ばれた 1種であり、 8番目、 9番目または 1 0番目は、 V a 1、 L e u、 P h eまたは I 1 eから選ばれた 1種であることを特徴とする、 請求項 1に記載の遺伝子ワクチン。
5. 2番目のアミン酸配列が V a 1、 L e u、 I 1 e、 T y rまたは P h e から選ばれた 1種であり、 9番目のアミノ酸配列が Va 1、 L e u, P h eま たは I 1 eから選ばれた 1種であることを特徴とする、 請求項 4に記載の遺伝 子ワクチン。
6. 前記 T細胞ターゲット配列を含む抗原タンパク質は、 病原体タンパク質 および癌抗原タンパク質からなる群より選択されるタンパク質を含む、 請求項
1に記載の遺伝子ワクチン。
7. 前記抗原タンパク質は、 自己腫瘍抗原である、 請求項 1に記載の遺伝子 ワクチン。
8. 前記抗原タンパク質は、 メラノソームタンパク質、 腫瘍特異的変異ぺプ チド、 癌関連抗原、 癌特異移植抗原および癌ウィルス由来抗原からなる群より 選択される抗原タンパク質である、 請求項 1に記載の遺伝子ワクチン。
9. 前記抗原タンパク質は、 TRP 2、 MUT1、 および MUT2からなる 群より選択されるぺプチドを含む、 請求項 1に記載の遺伝子ワクチン。
10. 前記ュビキチンをコードする核酸配列は、 配列番号 2、 4、 6、 8、 10、 12、 14、 16、 18または 20に示すアミノ酸配列もしくはその改 変体をコードする核酸配列を含む、 請求項 1に記載の遺伝子ワクチン。
1 1. 前記ュビキチンは、 プロテアーゼによる切断を抵抗性になるように改 変されている、 請求項 1に記載の遺伝子ワクチン。
1 2. 前記ュビキチンは、 C末端の G 1 yが G 1 y以外のアミノ酸に置換さ れている、 請求項 1に記載の遺伝子ワクチン。
13. 前記ュビキチンは、 C末端の G 1 yが A 1 aに置換されている、 請求 項 1に記載の遺伝子ワクチン。
14. 前記ュビキチンは、 配列番号 22に示される配列を有する、 請求項 1 に記載の遺伝子ワクチン。
15. 前記ュビキチンをコードする核酸配列と、 前記抗原タンパク質をコー ドする核酸配列とは、 介在配列なしに連結される、 請求項 1に記載の遺伝子ヮ クチン。
16. 前記ュビキチンをコードする核酸配列と、 前記抗原タンパク質をコー ドする核酸配列とは、 介在配列なしに連結され、 かつ、 ュビキチンの。末端の G 1 yが G 1 y以外のアミノ酸に置換される、 請求項 1に記載の遺伝子ヮクチ ン。
1 7. 前記ュビキチンをコードする配列は、 前記ュビキチンの N末端に、 前 記抗原タンパク質が融合されるように配置される、 請求項 1に記載の遺伝子ヮ クチン。
18. 前記ュビキチンをコードする配列は、 前記ュビキチンの N末端に、 前 記抗原タンパク質が融合されるように配置され、 かつ、 ュビキチンの C末端の
G 1 yが G 1 y以外のアミノ酸に置換される、 請求項 1に記載の遺伝子ヮクチ ン。
1 9 . 前記ュビキチンをコードする核酸配列は、 前記ュビキチンが除去され ない様式で融合されるように配置される、 請求項 1に記載の遺伝子ワクチン。
2 0 . 前記遺伝子ワクチンは、 n a k e d D NAである、 請求項 1に記載 5 の遺伝子ワクチン。
2 1 . 前記遺伝子ワクチンは、 癌を処置または予防するためのものである、 請求項 1に記載の遺伝子ワクチン。
2 2 . 前記遺伝子ワクチンは、 メラノーマ、肺癌、 胃癌、腺癌、扁平上皮癌、 腺扁平上皮癌、 胸腺癌、 リンパ腫、 肉腫、 肝癌、 非ホジキンリンパ腫、 ホジキ0 ンリンパ腫、 白血病、 子宮癌、 胸部癌、 前立腺癌、 卵巣癌、 腌臓癌、 大腸癌、 多発性骨髄腫、 神経芽細胞腫、 膀胱癌、 子宮頸部癌、 皮膚癌、 乳癌、 食道癌、 腎腫、 脳腫瘍からなる群より選択される腫瘍を処置するためのものである、 請 求項 1に記載の遺伝子ワクチン。
2 3 . 前記遺伝子ワクチンは、 C D 8 + T細胞を誘導する、 請求項 1に記載5 の遺伝子ワクチン。
2 4 . 前記遺伝子ワクチンは、 針なし注射または遺伝子銃 (g e n e g u n ) によって投与される、 請求項 1に記載の遺伝子ワクチン。
- 2 5 . ュビキチンをコードする核酸配列と、 T細胞ターゲット配列を含む抗 原タンパク質をコードする核酸配列とを含む、 核酸構築物。
0 2 6 . ュビキチンをコードする核酸配列と、 T細胞ターゲット配列を含む抗 原タンパク質をコードする核酸配列とを含む、 遺伝子ワクチンを製造するため の方法であって、 該ュビキチンをコードする核酸配列と、 該 T細胞ターゲット 配列を含む抗原タンパク質をコードする核酸配列とを作動可能に連結する工程 を包含する、 方法。 ·
5 2 7 . T細胞ターゲット配列を含む抗原タンパク質に起因する疾患を予防ま たは処置するための方法であって、 A) ュビキチンをコードする核酸配列と、 T細胞ターゲット配列を含む抗原 タンパク質をコードする核酸配列とを含む、 遣伝子ワクチンを患者に投与する 工程、
を包含する、 方法。
2 8 . 前記遺伝子ワクチンは、 針なし注射または遺伝子銃によって投与され る、 請求項 2 7に記載の方法。
2 9 . 前記疾患は、 メラノーマ、 肺癌、 胃癌、 腺癌、 扁平上皮癌、 腺扁平上 皮癌、 胸腺癌、 リンパ腫、 肉腫、 肝癌、 非ホジキンリンパ腫、 ホジキンリンパ 腫、 白血病、 子宮癌、 胸部癌、 前立腺癌、 卵巣癌、 膝臓癌、 大腸癌、 多発性骨 髄腫、 神経芽細胞腫、 膀胱癌、 子宫頸部癌、 皮膚癌、 乳癌、 食道癌、 腎腫、 脳 腫瘍からなる群より選択される、 請求項 2 7に記載の方法。
3 0 . ュビキチンをコードする核酸配列と、 T細胞ターゲット配列を含む抗 原タンパク質をコードする核酸配列とを含む、 組成物の、 遺伝子ワクチンと.し ての使用。
3 1 . 遺伝子ワクチンを製造するための、 ュビキチンをコードする核酸配列 と、 T細胞ターゲット配列を含む抗原タンパク質をコードする核酸配列とを含 む、 組成物の使用。
3 2 . T細胞ターゲット配列をコードする配列を含む抗原遺伝子と、 サイト 力インをコードする配列とを含む、 遺伝子ワクチン。
3 3 . 前記 T細胞ターゲット配歹 Uは、 癌抗原遺伝子を含む、 請求項 3 2に記 載の遺伝子ワクチン。
3 4 . 前記サイト力インは、 I L一 1 2、 I L— 1 5および I L _ 1 8から 選択される少なくとも 1種のサイトカインを含有する、 請求項 3 2に記載の遺 伝子ワクチン。
3 5 . T細胞ターゲット配列を含む抗原タンパク質に起因する疾患を予防ま たは処置するための方法であって、 A) T細胞ターゲット配列をコードする配列を含む抗原遺伝子と、 サイト力 インをコードする配列とを含む、 遺伝子ワクチンを患者に投与する工程、 を包含する、 方法。
3 6 . サイト力インをコードする核酸配列と、 T細胞ターゲット配列を含む 抗原タンパク質をコードする核酸配列とを含む、 組成物の、 遺伝子ワクチンと しての使用。
3 7 . 遺伝子ワクチンを製造するための、 サイト力インをコードする核酸配 列と、 T細胞ターゲット配列を含む抗原タンパク質をコードする核酸配列とを 含む、 組成物の使用。
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