明 細 書
新規タンパク質発現系
技術分野
[0001] 本発明は、ヘルパーマイナス鎖 RNAウィルスベクターおよび、外来遺伝子を搭載し たマイナス鎖 RNAウィルスミニゲノムがそれぞれパッケージングされたウィルス粒子を 標的細胞に導入する工程を含む、標的細胞において外来遺伝子を発現させる方法 に関する。また本発明は、ヘルパーマイナス鎖 RNAウィルスベクターおよび、マイナ ス鎖 RNAウィルスミニゲノムに関する。さらに本発明は、ヘルパーマイナス鎖 RNAウイ ルスベクターおよびマイナス鎖 RNAウィルスミニゲノムがそれぞれパッケージングされ たウィルス粒子の製造方法、および当該ウィルス粒子に関する。
背景技術
[0002] これまでのタンパク質発現 (タンパク質生産、機能解析など)系は非ウィルスタンパ ク質発現系とウィルスタンパク質発現系の 2種類に大別できる。非ウィルスタンパク質 発現系は作製簡便、低コスト、短期間での大量調製が可能、生物安全性が高いなど の長所があるが、 in vitroでの遺伝子導入効率が導入試薬や細胞種類などに大きく 依存し、 in vivoにおいて遺伝子導入効率が非常に低い。一方、ウィルスタンパク質発 現系は in vitroと in vivoの両方において高い遺伝子導入効率が得られることが多いが 、非ウィルスベクターに比べてコストが高ぐ調製に時間がかかり、生物安全性への配 慮が必要などの短所もある。これら 2種類のタンパク質発現系にはそれぞれ長所と短 所があるため、より高性能な新規タンパク質発現系の開発が望まれていた。
[0003] センダイウィルスベクター(以下 SeVと標記することもある)は細胞質型のウィルスべ クタ一であり、 in vitroと in vivoの両方において遺伝子導入効率、発現効率が高いこと や、 in vitroでは長期持続発現が可能など優れた性能が有している。しかしながら、作 製コストが高ぐ短期間での大量調製が困難などウィルスベクターに共通な弱点も保 持している。
[0004] 一方、 SeVゲノムの一部が欠失しており、増殖するためには正常ウィルスをへルパ 一として必要とし、かつ正常ウィルスの増殖を抑制(干渉)する性質を持っている干渉
性欠損粒子 (DI)の存在が知られている。この DI粒子の性質を利用して、外来遺伝子 を搭載した人工 DI (SeVミニゲノム)の cDNAプラスミドを構築し、 NP,P,Lを発現するへ ルパー SeV或いはへルパープラスミドと一緒に標的細胞へ導入することにより、 目的 外来蛋白の発現を試みた例が報告されている(非特許文献 1)。このことにより、組換 え SeVベクターと比べ、よりベクター cDNAの作製が容易なミニゲノム系によるタンパク 発現が可能となった力 in vivoや in vitroにおける遺伝子導入および発現効率が低く 、これらの改善が求められている。
上記のことから、ウィルスベクターおよびミニゲノムを用いた発現系の双方の利点を 保持した新 U、発現系の開発が求められて ヽる。
なお、本出願の発明に関連する先行技術文献情報を以下に示す。
非特許文献 l :Vullienoz et al, Journal of General Virology, 86:171-180, 2005 発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0005] 本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、ヘルパーマイ ナス鎖 RNAウィルスベクターおよび、外来遺伝子を搭載したマイナス鎖 RNAウィルス ミニゲノムがそれぞれパッケージングされたウィルス粒子を標的細胞に導入する工程 を含む、標的細胞において外来遺伝子を発現させる方法を提供することにある。また 本発明は、ヘルパーマイナス鎖 RNAウィルスベクターおよび、マイナス鎖 RNAウィル スミニゲノムの提供を課題とする。さらに本発明は、ヘルパーマイナス鎖 RNAウィルス ベクターおよびマイナス鎖 RNAウィルスミニゲノムがそれぞれパッケージングされたゥ ィルス粒子の製造方法、および当該ウィルス粒子の提供を課題とする。
課題を解決するための手段
[0006] 本発明者らは、上記の課題を解決するために、 SeVベクターの優れた性能を活かし ながら、作製が簡便で、低コスト、短期間での大量調製が可能な新しいタンパク質発 現系を開発するため、 SeVミニゲノム (MiniSeV)系の利用を試みた。 SeVミニゲノム系 は、作製が簡便で、転写複製効率が高いなどの有利な特徴を有しているが、細胞内 での自律的な複製に正常ウィルスあるいは NP,P,L発現プラスミドをヘルパーとして必 要とするため、高発現能のベクターとして仕上げるには困難であった。
[0007] そこで、本発明者らは MiniSeV-SeV粒子共存タンパク質発現系(図 6)のシステムを 考案し、本発現系の標的細胞への目的遺伝子の導入能、 目的遺伝子の標的細胞に おける発現能について検討を行った。まず、 SeV融合タンパク質 (Fタンパク質)を欠 損させた SeV/ Δ F、および目的遺伝子 (GOI: gene of interest)を搭載した SeVミニゲノ ム cDNAプラスミドを、 T7RNAポリメラーゼと SeV融合タンパク質(Fタンパク質)が発現 している生産細胞に導入した。その後、 MiniSeV/GOI粒子と SeV/ A F粒子が共存し た培養上清を回収した。この MiniSeV/GOIと SeV/ A F共存粒子を用いることにより、 in vitroと in vivoの両方にお!、て、 目的遺伝子(GOI)の標的細胞への高!、導入効率、 および該細胞内での高い発現効率を実現した。本発明においては、 目的遺伝子 (G 01)の一例として GFPを用いた。
さらに、上記共存粒子系の SeVミニゲノムにおいて RNAポリメラーゼ Iプロモーターを 用いた場合、又は目的遺伝子に Tag配列(HA-Tag)を付加した場合にも、 目的遺伝 子の標的細胞への高 、導入効率、および該細胞内での高!、発現効率が実現される ことが明ら力となった。
[0008] 即ち、本発明者らは、 目的遺伝子の標的細胞への高い導入能、および目的遺伝子 の標的細胞における高 ヽ発現能を保持する、 MiniSeV-SeV粒子共存タンパク質発現 系の構築に成功し、これにより本発明を完成するに至った。
[0009] 本発明は、より具体的には以下の〔1〕〜〔51〕を提供するものである。
〔1〕以下の(a)〜 (c)の工程を含む、標的細胞にぉ ヽて外来遺伝子を発現させる方 法。
(a)ヘルパーマイナス鎖 RNAウィルスベクターおよび、外来遺伝子を搭載したマイナ ス鎖 RNAウィルスミニゲノムを生産細胞に導入する工程
(b)該生産細胞内で生産されたヘルパーマイナス鎖 RNAウィルスベクターおよびマイ ナス鎖 RNAウィルスミニゲノムがそれぞれパッケージングされたウィルス粒子を回収 する工程
(c)工程 (b)で回収されたウィルス粒子を標的細胞に導入する工程
〔2〕工程 (a)において、 NPタンパク質、 Pタンパク質、および Lタンパク質を発現するべ クタ一を、さらに生産細胞に導入する工程を含む、〔1〕に記載の方法。
〔3〕ヘルパーマイナス鎖 RNAウィルスベクターが、リボヌクレオプロテイン (RNP)複合 体または、ウィルス様粒子 (VLP)である〔1〕に記載の方法。
〔4〕マイナス鎖 RNAウィルスミニゲノム力 一つまたは複数のプロモーターを保持して いることを特徴とする、〔1〕に記載の方法。
〔5〕プロモーターの少なくとも一つが RNAポリメラーゼ Iプロモーターであることを特徴 とする、〔4〕に記載の方法。
〔6〕マイナス鎖 RNAウィルスがパラミクソウィルスである、〔1〕〜〔5〕の!、ずれかに記載 の方法。
〔7〕ヘルパーマイナス鎖 RNAウィルスベクターまたはマイナス鎖 RNAウィルスミニゲノ ムにより、パラミクソウィルスの NPタンパク質、 Pタンパク質、および Lタンパク質を発現 させることを特徴とする、〔6〕に記載の方法。
〔8〕ヘルパーマイナス鎖 RNAウィルスベクターが、パラミクソウィルスの Fタンパク質、 Mタンパク質または HNタンパク質のうち、 、ずれか一つまたは複数のタンパク質を発 現しないように改変され、 5'端のトレイラ一領域力 Sリーダー領域に置換された、マイナ ス鎖一本鎖 RNAを含むベクターである、〔6〕に記載の方法。
〔9〕生産細胞が、ヘルパーマイナス鎖 RNAウィルスベクターにお!/、て発現しな!、よう に改変された、 Fタンパク質、 Mタンパク質または HNタンパク質のうち、いずれか一つ または複数のタンパク質を発現していることを特徴とする、〔8〕に記載の方法。
〔10〕ヘルパーマイナス鎖 RNAウィルスベクターの改変されたタンパク質力 Fタンパ ク質である、〔8〕または〔9〕に記載の方法。
〔11〕ヘルパーマイナス鎖 RNAウィルスベクター力 P遺伝子および Zまたは C遺伝子 に変異を保持することを特徴とする、〔8〕〜〔10〕のいずれかに記載の方法。
〔12〕ヘルパーマイナス鎖 RNAウィルスベクター力 下記(a)または(b)に記載のマイ ナス鎖一本鎖 RNAを含む、〔11〕に記載の方法。
(a)配列番号: 10に記載の塩基配列を含むマイナス鎖一本鎖 RNA
(b)配列番号: 10に記載の塩基配列を含むマイナス鎖 RNAの相補鎖とストリンジェン トな条件でノヽイブリダィズするマイナス鎖一本鎖 RNA
〔13〕パラミクソウィルスがセンダイウィルスである、〔6〕に記載の方法。
〔14〕ヘルパーマイナス鎖 RNAウィルスベクターが、野生型センダイウィルスベクター である〔6〕に記載の方法。
〔15〕生産細胞力 T7 RNAポリメラーゼを発現している細胞である〔1〕〜〔 14〕のいず れかに記載の方法。
〔16〕 in vitroにおける標的細胞において外来遺伝子を発現させることを特徴とする、 〔1〕〜〔15〕のいずれかに記載の方法。
〔17〕標的細胞が、 293T細胞、 A549細胞、 BHK- 21細胞、 C2C12細胞、 HeLa細胞、 L LC-MK細胞、 MDCK細胞、または NIH3T3細胞のいずれかである、〔16〕に記載の
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方法。
〔18〕 in vivoにおける標的細胞において外来遺伝子を発現させることを特徴とする、〔 1〕〜〔15〕の 、ずれかに記載の方法。
〔19〕外来遺伝子に Tag配列が付加されていることを特徴とする、〔1〕〜〔18〕のいず れかに記載の方法。
〔20〕Tag配列力 HA-Tagである〔19〕に記載の方法。
〔21〕パラミクソウィルスの Fタンパク質、 Mタンパク質または HNタンパク質のうち、いず れか一つまたは複数のタンパク質を発現しないように改変され、 5'端のトレイラ一領域 がリーダー領域に置換された、マイナス鎖一本鎖 RNAを含む、ヘルパーマイナス鎖 R NAウィルスベクター。
〔22〕改変されたタンパク質力 Fタンパク質である、〔21〕に記載のベクター。
〔23〕 P遺伝子および Zまたは C遺伝子に変異を保持することを特徴とする、〔21〕ま たは〔22〕に記載のベクター。
〔24〕マイナス鎖一本鎖 RNAが下記(a)または (b)に記載のマイナス鎖一本鎖 RNAで ある、〔23〕に記載のベクター。
(a)配列番号: 10に記載の塩基配列を含むマイナス鎖一本鎖 RNA
(b)配列番号: 10に記載の塩基配列を含むマイナス鎖 RNAの相補鎖とストリンジェン トな条件でノヽイブリダィズするマイナス鎖一本鎖 RNA
〔25〕ヘルパーマイナス鎖 RNAウィルスベクターが、リボヌクレオプロテイン (RNP)複合 体または、ウィルス様粒子 (VLP)である〔21〕〜〔24〕の!、ずれかに記載のベクター。
〔26〕マイナス鎖 RNAウィルスがパラミクソウィルスである、〔21〕〜〔25〕の!、ずれかに 記載のベクター。
〔27〕パラミクソウィルスがセンダイウィルスである、〔26〕に記載のベクター。
〔28〕
外来遺伝子を搭載したマイナス鎖 RNAウィルスミニゲノム。
〔29〕一つまたは複数のプロモーターを保持していることを特徴とする、〔28〕に記載 のマイナス鎖 RNAウィルスミニゲノム。
〔30〕プロモーターの少なくとも一つが RNAポリメラーゼ Iプロモーターであることを特 徴とする、〔29〕に記載のマイナス鎖 RNAウィルスミニゲノム。
〔31〕マイナス鎖 RNAウィルスがパラミクソウィルスである、〔28〕〜〔30〕の!、ずれかに 記載のマイナス鎖 RNAウィルスミニゲノム。
〔32〕パラミクソウィルスがセンダイウィルスである、〔31〕に記載のマイナス鎖 RNAウイ ルスミニゲノム。
〔33〕外来遺伝子に Tag配列が付加されていることを特徴とする、請求項 28〜32のい ずれかに記載のマイナス鎖 RNAウィルスミニゲノム。
〔34〕 Tag配列力 HA-Tagである請求項 33に記載のマィナス鎖1^ ゥィルスミ-ゲノ ム。
〔35〕〔21〕〜〔27〕のいずれかに記載のヘルパーマイナス鎖 RNAウィルスベクター、 および〔28〕〜〔34〕の!、ずれかに記載のマイナス鎖 RNAウィルスミニゲノムを標的細 胞に導入する工程を含む、標的細胞において外来遺伝子を発現させる方法。
〔36〕以下の(a)および (b)の工程を含む、ウィルス粒子の製造方法。
(a)ヘルパーマイナス鎖 RNAウィルスベクターおよび、外来遺伝子を搭載したマイナ ス鎖 RNAウィルスミニゲノムを生産細胞に導入する工程
(b)該生産細胞内で生産されたヘルパーマイナス鎖 RNAウィルスベクターおよびマイ ナス鎖 RNAウィルスミニゲノムがそれぞれパッケージングされたウィルス粒子を回収 する工程
〔37〕工程 (a)において、 NPタンパク質、 Pタンパク質、および Lタンパク質を発現する ベクターを、さらに生産細胞に導入する工程を含む、〔36〕に記載の方法。
〔38〕ヘルパーマイナス鎖 RNAウィルスベクターが、リボヌクレオプロテイン (RNP)複合 体または、ウィルス様粒子 (VLP)である〔36〕に記載の方法。
〔39〕マイナス鎖 RNAウィルスミニゲノム力 一つまたは複数のプロモーターを保持し ていることを特徴とする、〔36〕に記載の方法。
〔40〕プロモーターの少なくとも一つが RNAポリメラーゼ Iプロモーターであることを特 徴とする、〔39〕に記載の方法。
〔41〕マイナス鎖 RNAウィルスがパラミクソウィルスである、〔36〕〜〔40〕の!、ずれかに 記載の方法。
〔42〕ヘルパーマイナス鎖 RNAウィルスベクターまたはマイナス鎖 RNAウィルスミニゲ ノムにより、パラミクソウィルスの NPタンパク質、 Pタンパク質、および Lタンパク質を発 現させることを特徴とする、〔41〕に記載の方法。
〔43〕ヘルパーマイナス鎖 RNAウィルスベクターが、パラミクソウィルスの Fタンパク質、 Mタンパク質または HNタンパク質のうち、 、ずれか一つまたは複数のタンパク質を発 現しないように改変され、 5'端のトレイラ一領域力 Sリーダー領域に置換された、マイナ ス鎖一本鎖 RNAを含むベクターである、〔41〕に記載の方法。
〔44〕生産細胞が、ヘルパーマイナス鎖 RNAウィルスベクターにお!/、て発現しな!、よ うに改変された、 Fタンパク質、 Mタンパク質または HNタンパク質のうち、いずれか一 つまたは複数のタンパク質を発現していることを特徴とする、〔43〕に記載の方法。 〔45〕ヘルパーマイナス鎖 RNAウィルスベクターの改変されたタンパク質力 Fタンパ ク質である、〔43〕または〔44〕に記載の方法。
〔46〕ヘルパーマイナス鎖 RNAウィルスベクター力 P遺伝子および Zまたは C遺伝子 に変異を保持することを特徴とする、〔43〕〜〔45〕の 、ずれかに記載の方法。
〔47〕ヘルパーマイナス鎖 RNAウィルスベクター力 下記(a)または(b)に記載のマイ ナス鎖一本鎖 RNAを含む、〔46〕に記載の方法。
(a)配列番号: 10に記載の塩基配列を含むマイナス鎖一本鎖 RNA
(b)配列番号: 10に記載の塩基配列を含むマイナス鎖 RNAの相補鎖とストリンジェン トな条件でノヽイブリダィズするマイナス鎖一本鎖 RNA
〔48〕パラミクソウィルスがセンダイウィルスである、〔41〕に記載の方法。
〔49〕ヘルパーマイナス鎖 RNAウィルスベクターが、野生型センダイウィルスベクター である〔41〕に記載の方法。
〔50〕生産細胞が、 T7 RNAポリメラーゼを発現して!/、る細胞である〔36〕〜〔49〕の!、 ずれかに記載の方法。
〔51〕〔36〕〜〔50〕のいずれかに記載の方法において回収される、ヘルパーマイナス 鎖 RNAウィルスベクターおよびマイナス鎖 RNAウィルスミニゲノムがそれぞれパッケ一 ジングされたウィルス粒子。
図面の簡単な説明
[図 l]pSeVagp55/ A Fの構築図である。
[図 2]pSeVagp55/(P/C)m/ Δ Fの構築図である。
[図《3]SeV minigenomeのァザイン |≤3で teる。 Single— promoter ¾eV minigenome; Mi niSeV /GOI (B) Double— promoter SeV minigenome; MiniSeV /GOI (l) GPの第 58
SP DP
番目の塩基 C力 に変異、この変異によって Sの機能が大きく下がる。(2) GPの最初 1
2塩基の欠失によって 3 ' -promoter機能が大きく下がる。
[図 4]SeV single-promoter minigenome cDNAの構築図である。
[図 5]SeV double-promoter minigenome cDNAの構築図である。
[図 6]MiniSeV-SeV/ Δ F粒子共存蛋白発現系の仕組みを示す図である。
[図 7]Helper SeVデザインによる共存粒子生産性への影響を示す写真である。 (A) Pa ckaging Cellでの共存粒子の生産 (B) Target Cellへの共存粒子による感染
[図 8]MiniSeV cDNAデザインによる共存粒子生産性への影響を示す写真および図 である。 (A) Packaging Cellでの共存粒子の生産 (B)生産された共存粒子のタイター
[図 9]SeVagp55/ Δ Fと SeVagp55/(P/C)m/ Δ Fを用いた共存粒子生産性の比較を示 す写真および図である。(A) Packaging Cellでの共存粒子の生産 (B) Target Cellへ の共存粒子による感染 (C)生産された共存粒子のタイター
[図 10]共存粒子中 MiniSeVと Helper SeVの量比改善を示す写真および図である。 (A) Packaging Cellでの共存粒子の生産 (B)生産された共存粒子のタイターと Helper Se V/MiniSeV量比
[図 l l]MiniSeV /GFP-SeVagp55/ Δ F共存粒子による in vitro発現を示す写真である
[図 12]共存粒子による in vivo発現 (鼻腔内 GFP発現)を示す写真である。
[図 13]MiniSeV /GFP cDNAプラスミドおよび SeVagp55/ Δ F感染性粒子によるタンパ
DP
ク質発現を示す写真である。
[図 14]RNA polymerase I promoterを用いた minigenome cDNAの構築図である。
[図 15]HA- Tag付き遺伝子(GFP)搭載 minigenome cDNAの構築図である。
[図 16]RNA polymerase I promoterを用いた共存粒子系による in vitro発現を示す写 真である。
[図 17]HA-Tag付き遺伝子を搭載した共存粒子系による in vitro発現を示す写真であ る。
発明を実施するための最良の形態
[0011] 本発明者らは、ヘルパーマイナス鎖 RNAウィルスベクターおよび、外来遺伝子を搭 載したマイナス鎖 RNAウィルスミニゲノムを生産細胞に導入し、生産細胞内でそれぞ れパッケージングされたウィルス粒子を標的細胞に導入することで、高い目的遺伝子 の導入効率および発現効率を実現することが可能であることを見出した。本発明は、 これらの知見に基づくものである。
[0012] 本発明は、以下の(a)〜(c)の工程を含む、標的細胞において外来遺伝子を発現 させる方法に関する。
(a)ヘルパーマイナス鎖 RNAウィルスベクターおよび、外来遺伝子を搭載したマイナ ス鎖 RNAウィルスミニゲノムを生産細胞に導入する工程
(b)該生産細胞内で生産されたヘルパーマイナス鎖 RNAウィルスベクターおよびマイ ナス鎖 RNAウィルスミニゲノムがそれぞれパッケージングされたウィルス粒子を回収 する工程
(c)工程 (b)で回収されたウィルス粒子を標的細胞に導入する工程
[0013] 本発明にお 、て、マイナス鎖 RNAウィルスとは、マイナス鎖(ウィルスタンパク質をセ ンスにコードする鎖と相補的なアンチセンス鎖)の RNAをゲノムとして含むウィルスの ことである。マイナス鎖 RNAウィルスはネガティブ鎖 RNAウィルスとも呼ばれる。本発 明にお 、て用いられるマイナス鎖 RNAウィルスとしては、特に一本鎖マイナス鎖 RNA
ウィルス(非分節型(non- segmented)マイナス鎖 RNAウィルスとも言う)が好ましい。「 一本鎖ネガティブ鎖 RNAウィルス」とは、一本鎖ネガティブ鎖 [すなわちマイナス鎖] R NAをゲノムに有するウィルスを言う。このようなウィルスとしては、ノ ラミクソウィルス(P aramyxoviridae; Paramyxovirus, Morbillivirus, Rubulavirus,およひ Pneumovirus腐等 む)、フノ'トウイノレス (Rhabdovindae; Vesiculovirus, Lyssavirus,および Ephemer ovirus属等を含む)、フイロウィルス (Filoviridae)、ブ-ャウィルス (Bunyaviridae; Buny avirus, Hantavirus, Nairovirus,および Phlebovirus属等を含む)、ァレナウイノレス (Are naviridae)などの科に属するウィルスが含まれる。本発明にお 、て用いられるマイナ ス鎖 RNAウィルスベクターは、伝播能を有していてもよぐ伝播能を有さない欠損型 ベクターであってもよい。「伝播能を有する」とは、ウィルスベクターが宿主細胞に感 染した場合、該細胞においてウィルスが複製され、感染性ウィルス粒子が産生される ことを指す。欠損型ベクターとしては、例えばエンベロープを構成するタンパク質をコ ードする遺伝子の少なくとも一つを欠損するベクターが挙げられる。具体的には、ウイ ルスの種類によっても異なるが、 F、 H、 HN、 G、 M、 Mlなどのエンベロープ構成タン ノ ク質をコードする遺伝子の少なくとも一つを欠損するベクターが例示できる (WO00 /70055および WO00/70070; Li, H.- 0. et al, J. Virol. 74(14) 6564-6569 (2000))。
本発明にお!/、て特に好適に用いられるマイナス鎖 RNAウィルスを具体的に挙げれ ば、例えばパラミクソウィルス科 (Paramyxoviridae)ウィルスのセンダイウィルス (Sendai virus) ^ニューカツスノレ;)丙ゥづ /レス (Newcastle disease virus) ^おたふく力ぜゥイノレス (mu mps virus八 J# ゥイノレス (measles virus) ^ RSヮ ノレス (respiratory syncytial virus) ^牛 疫ゥイノレス (rinderpest virus) ^ジステンノ ーウイノレス (distemper virus) ^サノレノ《ラインフ ルェンザウィルス(SV5)、ヒトパラインフルエンザウイルス 1,2, 3型、ラブドウィルス科 (rh abdoviridae)の水抱'性口内炎ウイノレス (vesicular stomatitis virus) ^狂犬病ウイノレス (Ra bies virus)等が例示できる。本発明においてパラミクソウィルスは、好ましくはパラミク ソウィルス亜科(Paramyxovirinae) (レスピロウィルス属、ルブラウィルス属、およびモ 一ピリウィルス属を含む)に属するウィルス、より好ましくはレスピロウィルス属(Respiro virus) (パラミクソウィルス属(Paramyxovirus)とも言う)に属するウィルスまたはその誘 導体である。誘導体には、ウィルスによる遺伝子導入能を損なわないように、ウィルス
遺伝子が改変されたウィルス、およびィ匕学修飾されたウィルス等が含まれる。本発明 を適用可能なレスピロウィルス属ウィルスとしては、例えばヒトパラインフルエンザウイ ルス 1型 (HPIV-1)、ヒトパラインフルエンザウイルス 3型(HPIV- 3)、ゥシパラインフル ェンザウィルス 3型(BPIV- 3)、センダイウィルス (Sendai virus;マウスパラインフルェン ザウィルス 1型とも呼ばれる)、およびサルパラインフルエンザウイルス 10型(SPIV-10) などが含まれる。本発明においてパラミクソウィルスは、最も好ましくはセンダイウィル スである。これらのウィルスは、天然株、野生株、変異株、ラボ継代株、および人為的 に構築された株などに由来してもよい。
[0015] 例えば、センダイウィルス (Sendai virus; SeV)の場合、天然のウィルスのゲノムサイ ズは約 15,000塩基で、ネガティブ鎖は 3'の短いリーダー領域に続き、 NP (ヌクレオキ ャプシド)、 P (ホスホ)、 M (マトリックス)、 F (フュージョン)、 HN (へマグノレチュン-ノイラ ミニダーゼ)、および L (ラージ)タンパク質をコードする 6つの遺伝子が並んでおり、短 V、5'トレイラ一領域を 5 '端に有する。
[0016] パラミクソウィルスの「NP、 P、 M、 F、 HN、および L遺伝子」とは、それぞれヌクレオキ ャプシド、ホスホ、マトリックス、フュージョン、へマグルチュン-ノイラミ-ダーゼ、およ びラージタンパク質をコードする遺伝子のことを指す。ホスホ(P)タンパク質は、 RNA ポリメラーゼの小サブユニットであるリン酸ィ匕タンパク質である。マトリックス (M)タンパ ク質は、ウィルス粒子構造を内側力 維持する機能を果たす。フュージョン (F)タンパ ク質は、宿主細胞への侵入にかかわる膜融合タンパク質であり、へマダルチュンーノ イラミニダーゼ (HN)タンパク質は宿主細胞との結合にかかわるタンパク質である。ラ ージタンパク質は、 RNAポリメラーゼの大サブユニットである。上記各遺伝子は個々 の転写制御ユニットを有し、各遺伝子力も単独の mRNAが転写され、タンパク質が転 写される。 P遺伝子からは、 Pタンパク質以外に、異なる ORFを利用して翻訳される非 構造タンパク質 (C)と、 Pタンパク質 mRNAを読み取り途中の RNA編集により作られる タンパク質 (V)が翻訳される。ノ ミクソウィルス亜科に属する各ウィルスにおける各 遺伝子は、一般に、 3'から順に、次のように表記される。また、一般に、 NP遺伝子は「 N遺伝子」と表記されることもある。
レスピロウィルス属 N P/C/V M F HN - L
ルブラウィルス属 N P/V M F HN (SH) L
モービリウィルス属 N P/C/V M F H - L
例えばセンダイウィルスの各遺伝子の塩基配列のデータベースのァクセッション番 号は、 N遺伝子については M29343, M30202, M30203, M30204, M51331, M55565, M69046, X17218, P遺伝子については M30202, M30203, M30204, M55565, M6904 6, X00583, X17007, X17008, M遺伝子については D11446, K02742, M30202, M30 203, M30204, M69046, U31956, X00584, X53056、 F遺伝子については D00152, D 11446, D17334, D17335, M30202, M30203, M30204, M69046, X00152, X02131、 H N遺伝子については D26475, M12397, M30202, M30203, M30204, M69046, X0058 6, X02808, X56131、 L遺伝子については D00053, M30202, M30203, M30204, M69 040, X00587, X58886を参照のこと。またその他のウィルスがコードするウィルス遺伝 子を例示すれば、 N遺伝子については、 CDV, AF014953; DMV, X75961; HPIV- 1, D01070; HPIV— 2, M55320; HPIV— 3, D10025; Mapuera, X85128; Mumps, D86172; MV, K01711; NDV, AF064091; PDPR, X74443; PDV, X75717; RPV, X68311; SeV, X00087; SV5, M81442;および Tupaia, AF079780, P遺伝子については、 CDV, X51 869; DMV, Z47758; HPIV- 1, M74081; HPIV- 3, X04721; HPIV- 4a, M55975; HPIV- 4b, M55976; Mumps, D86173; MV, M89920; NDV, M20302; PDV, X75960; RPV, X 68311; SeV, M30202; SV5, AF052755;および Tupaia, AF079780, C遺伝子につい ては CDV, AF014953; DMV, Z47758; HPIV- 1. M74081; HPIV- 3, D00047; MV, AB 016162; RPV, X68311; SeV, AB005796;および Tupaia, AF079780, M遺伝子につ いては CDV, M12669; DMV Z30087; HPIV- 1, S38067; HPIV- 2, M62734; HPIV- 3, D00130; HPIV- 4a, D10241; HPIV- 4b, D10242; Mumps, D86171; MV, AB012948; NDV, AF089819; PDPR, Z47977; PDV, X75717; RPV, M34018; SeV, U31956;およ び SV5, M32248, F遺伝子については CDV, M21849; DMV, AJ224704; HPN- 1, M 22347; HPIV— 2, M60182; HPIV— 3, X05303, HPIV— 4a, D49821; HPIV— 4b, D49822; Mumps, D86169; MV, AB003178; NDV, AF048763; PDPR, Z37017; PDV, AJ22470 6; RPV, M21514; SeV, D17334;および SV5, AB021962, HN (Hまたは G)遺伝子に ついては CDV, AF112189; DMV, AJ224705; HPIV- 1, U709498; HPIV- 2. D000865
; HPIV-3, AB012132; HPIV-4A, M34033; HPIV-4B, AB006954; Mumps, X99040; MV, K01711; NDV, AF204872; PDPR, X74443; PDV, Z36979; RPV, AF132934; Se V, U06433;および SV-5, S76876、 L遺伝子については CDV, AF014953; DMV, AJ 608288; HPIV-1, AF117818; HPIV-2, X57559; HPIV-3, AB012132; Mumps, AB04 0874; MV, K01711; NDV, AY049766; PDPR, AJ849636; PDV, Y09630; RPV.Z3069 8;および SV-5, D13868が例示できる。但し、各ウィルスは複数の株が知られており、 株の違いにより上記に例示した以外の配列からなる遺伝子も存在する。
[0018] 本発明にお!/、て、マイナス鎖 RNAウィルスミニゲノムとは、ゲノムの一部を欠失して いるため、増殖するには欠失した遺伝子を相補する働きを持つヘルパーウィルスを 必要とし、かつヘルパーウィルスの増殖を抑制する干渉性欠損粒子のうち、マイナス 鎖 RNAウィルスに由来するものを!、う。
[0019] マイナス鎖 RNAウィルスミニゲノムは、ゲノム RNA中に所望の外来遺伝子を導入す ることができる。外来遺伝子は特に制限はなぐ天然のタンパク質全長、その部分断 片(7アミノ酸以上、好ましくは 8、 10、または 15アミノ酸以上)、またはそれらと他のポリ ペプチドとの融合ポリペプチド等をコードするものであってよ!、。外来遺伝子が導入さ れた組換えウィルスベクターは、マイナス鎖 RNAウィルスミニゲノムのゲノムに該遺伝 子をアンチセンスにコードする遺伝子を挿入することによって得られる。
ミニゲノムに搭載する遺伝子数が少な 、 (ゲノムサイズが短 、)方が転写複製効率 がよい。本発明のマイナス鎖 RNAウィルスミニゲノム中のマイナス鎖一本鎖 RNAウイ ルスを構成するタンパク質を全部欠失するのが最も好まし ヽが、複数を欠失して ヽて ちょい。
[0020] 遺伝子の挿入位置は、例えばウィルスゲノムのタンパク質非コード領域の所望の部 位を選択することができ、例えばゲノム RNAの 3'リーダー領域と 3'端に最も近 、ウィル スタンパク質 ORFとの間、各ウィルスタンパク質 ORFの間、および/または 5'端に最も 近いウィルスタンパク質 ORFと 5'トレイラ一領域の間に挿入することができる。また、複 数の遺伝子を欠失するマイナス鎖 RNAウィルスミニゲノムでは、その欠失領域に挿入 してもよい。なお、ノ ラミクソウィルス科ウィルスミニゲノムに外来遺伝子を導入する場 合は、ゲノムへの挿入断片のポリヌクレオチドの鎖長が 6の倍数となるように挿入する
ことが望ましい(Kolakofski, D. et al, J. Virol. 1998: 72; 891-899; Calain, P. and Ro ux,し J. Virol. 1993: 67; 4822-4830) 0挿入した外来遺伝子とマイナス鎖 RNAウィル スミニゲノム ORFとの間には、 E-卜 S配列が構成されるようにする。 E-卜 S配列を介して 2またはそれ以上の外来遺伝子をタンデムに並べて挿入することもできる。
[0021] 本発明のマイナス鎖 RNAウィルスミニゲノムは、一つまたは複数のゲノムプロモータ 一を保持していてもよい。本発明において、ゲノムプロモーターは特に制限されるも のではないが、一例として RNAポリメラーゼ Iプロモーターを挙げることができる。 RNA ポリメラーゼ Iを細胞内で発現する細胞を生産細胞として用いる場合には、 RNAポリメ ラーゼ Iを外来ベクター(ヘルパーマイナス鎖 RNAウィルスベクター)により供給する必 要がなぐその供給分のコストが省かれる。その上で、 T7系と同様に遺伝子の高い発 現効率が実現できる。
[0022] 外来遺伝子の発現レベルは、その遺伝子の上流 (マイナス鎖 (ネガティブ鎖)の 3' 側)に付加する転写開始配列の種類により調節することができる (WO01/18223)。ま た、ゲノム上の外来遺伝子の挿入位置によって制御することができ、マイナス鎖の 3' の近くに挿入するほど発現レベルが高ぐ 5'の近くに挿入するほど発現レベルが低く なる。外来遺伝子を高発現させるためには、外来ポリペプチドをコードする遺伝子は 、効率の高い転写開始配列に連結し、マイナス鎖ゲノムの 3'端近くに挿入することが 好ましい。具体的には、 3'リーダー領域と 3'に最も近いウィルスタンパク質 ORFとの間 に挿入される。あるいは、 3'に一番近いウィルスタンパク質遺伝子と 2番目のウィルス タンパク質遺伝子の ORFの間、または 3'から 2番目と 3番目のウィルスタンパク質遺伝 子の間に挿入してもよい。
[0023] 外来遺伝子をコードする核酸をゲノムに挿入するときに付加する S配列としては、例 えばマイナス鎖 RNAウィルスの所望の S配列を用いることができる力 センダイウィル スであれば、 3'- UCCCWVUUWC- 5' (W= Aまたは C; V= A, C,または G) (配列番号 : 22)のコンセンサス配列を好適に用いることができる。特に 3'-UCCCAGUUUC-5' ( 配列番号: 23)、 3 -UCCCACUUAC-5' (配列番号: 24)、および 3し UCCCACUUU C-5' (配列番号: 25)が好ましい。これらの配列は、プラス鎖をコードする DNA配列で 表すとそれぞれ 5'- AGGGTCAAAG- 3' (配列番号: 26)、 5'- AGGGTGAATG- 3' (配
列番号: 27)、および 5'-AGGGTGAAAG-3' (配列番号: 28)である。センダイウィル スベクターの E配列としては、例えば 3'-AUUCUUUUU-5' (配列番号: 29) (プラス鎖 をコードする DNAでは 5'-TAAGAAAAA-3,(配列番号: 30))が好ましい。 I配列は、 例えば任意の 3塩基であってよぐ具体的には 3'- GAA- 5' (プラス鎖 DNAでは 5'- CT T-3')を用いればよい。
また、本発明の外来遺伝子には、 Tag配列をコードする塩基配列を付加していても よい。 Tag配列を付加することによって、外来遺伝子の機能が不明な場合であっても 、外来遺伝子の発現を確認することが可能となる。 Tag配列が付加される位置は特に 限定されるものではなぐ外来遺伝子のァミノ末端側に付加されていてもよいし、カル ボキシル末端側に付加されて 、てもよ 、。 Tag配列の種類は特に限定されるものでは ないが、一例として、 HA-Tag配列を用いることが可能である。
[0024] 本発明にお 、て、ヘルパーマイナス鎖 RNAウィルスベクターとは、マイナス鎖 RNA ウィルスミニゲノムが増殖するために、マイナス鎖 RNAウィルスミニゲノムが欠失した 遺伝子を相補する働きをする、マイナス鎖 RNAウィルスベクターのことを示す。
本発明のヘルパーマイナス鎖 RNAウィルスベクターは、リボヌクレオプロテイン (RNP )複合体または、ウィルス様粒子 (VLP)であってもよ 、。
[0025] パラミクソウィルスは、一般に、エンベロープの内部に RNAとタンパク質からなる複 合体(リボヌクレオプロテイン; RNP)を含んでいる。 RNPに含まれる RNAはパラミクソゥ ィルスのゲノムである(一)鎖(ネガティブ鎖)の一本鎖 RNAであり、この一本鎖 RNAが 、 NPタンパク質、 Pタンパク質、および Lタンパク質が結合し、 RNPを形成している。こ の RNPに含まれる RNAがウィルスゲノムの転写および複製のための铸型となる(Lamb , R.A., and D. Kolakofsky, 1996, Paramyxoviridae: The viruses and their replication . pp.1177— 1204. In Fields Virology, 3rd edn. Fields, B. N., D. M. Knipe, and P. M. Howley et al. (ed.), Raven Press, New York, N. Y.)。
[0026] 本発明のヘルパーマイナス鎖ウィルスベクター中のマイナス鎖一本鎖 RNA (ゲノム R NA)は、典型的には、 NPタンパク質、 Pタンパク質、および Lタンパク質を発現している ことが好ましいが、これに限定されない。本発明においては、ヘルパーマイナス鎖 RN Aウィルスベクターまたはマイナス鎖 RNAウィルスミニゲノムにより、パラミクソウィルス
の NPタンパク質、 Pタンパク質、および Lタンパク質が発現されていればよい。
[0027] また、本発明のヘルパーマイナス鎖ウィルスベクター中のマイナス鎖一本鎖 RNA ( ゲノム RNA)は、 Fタンパク質、 Mタンパク質およびまたは HNタンパク質の全部または 一部を発現しな 、ように改変されて 、てもよ 、。ノ ラミクソウィルスの Fタンパク質は宿 主細胞膜への膜融合に、 HNタンパク質は膜接着に関わるタンパク質である。 Mタン ノ ク質は、ウィルス粒子構造を内側力も維持するタンパク質である。本発明のウィル スベクターは、ゲノム RNA力 F、 Mおよび HNタンパク質を発現しないため、粒子形 成能および伝播性を有しな ヽ。すなわち本発明のウィルスベクターが宿主細胞に感 染した場合、該宿主細胞内において感染性ウィルス粒子を産生して自らが感染した 細胞の隣接細胞へ娘ウィルスを侵入させることはできない。一方、本発明のウィルス ベクターは感染性粒子を産生してもよい。後述するように、本発明のウィルスベクター を再構築する際に Fタンパク質、 Mタンパク質および/または HNタンパク質を共発現さ せれば、再構築されたウィルスベクターは宿主への感染性を有する。
[0028] 本発明においては、このうち F、 HN、および M遺伝子を欠損するゲノムを設計する ことにより、エンベロープタンパク質を発現しないように改変することができる力 F遺 伝子が欠損していることが特に好ましい。またベクターのゲノムにコードされる NP、 P 、および L遺伝子は、ウィルス由来の遺伝子配列そのままでもよいが、これらの遺伝 子がコードするタンパク質がゲノム RNAと結合し、細胞内で RNPの複製を行う活性を 持つ限り、変異が導入されていてもよい。さらに、これらのゲノム RNAの塩基配列を含 むマイナス鎖 RNAがコードするポリペプチドの 1または複数のアミノ酸が欠失、置換、 挿入または付加したポリペプチドをコードするマイナス鎖一本鎖 RNA、当該ゲノム RN Aの塩基配列を含むマイナス鎖 RNAの相補鎖とストリンジェントな条件でノヽイブリダィ ズするマイナス鎖一本鎖 RNAも、該 RNA中の遺伝子によってコードされる NP、 P、およ び Lタンパク質がゲノム RNAと結合し、 RNP複製活性を有する限り、本発明のベクター のゲノム RNAとなり得る。このような変異は、当業者によって周知の技術によって行う ことができる。例えば、 PCR法やカセット変異法等により部位特異的に変異を導入す ることや、化学試薬やランダムヌクレオチド等によりランダム変異を導入することが可 能である。上記ストリンジェントなハイブリダィゼーシヨン条件は、当業者であれば適
宜選択することができる。例えば、 25%ホルムアミド、より厳しい条件では 50%ホルム アミド、 4 X SSC、 50mM Hepes pH7.0、 10 Xデンハルト溶液、 20 g/ml変性サケ精子 DNAを含むハイブリダィゼーシヨン溶液中、 42°Cで一晚プレハイブリダィゼーシヨンを 行った後、 42°Cでー晚ハイブリダィゼーシヨンを行う。その後の洗浄は、「1 X SSC、 0.1 % SDS、 37°C」程度で、より厳しい条件としては「0.5 X SSC、 0.1% SDS、 42°C」程度で、 さらに厳しい条件としては「0.2 X SSC、 0.1% SDS、 65°C」程度の洗浄液および温度条 件で実施することができる。このようなハイブリダィゼーシヨン技術を利用して単離され るポリヌクレオチドがコードするポリペプチドは、通常、上記 (-)鎖 RNAがコードするポリ ペプチドとアミノ酸配列において高い相同性を有する。高い相同性とは、少なくとも 40 %以上、好ましくは 60%以上、さらに好ましくは 80%以上、さらに好ましくは 90%以上 、さらに好ましくは少なくとも 95%以上、さらに好ましくは少なくとも 97%以上 (例えば、 98から 99%)の配列の相同性を指す。アミノ酸配列の同一性は、例えば、 Karlin and Altschulによるアルゴリズム BLAST (Proc. Natl. Acad. Sci. USA 87:2264-2268, 1990 、 Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90:5873-5877, 1993)によって決定することができる。こ のアルゴリズムに基づいて開発された BLASTX(Altschul et al. J. Mol. Biol.215:403-4 10, 1990)によってアミノ酸配列を解析する場合には、パラメータ一はたとえば score = 50、 wordlength = 3とする。 BLASTと Gapped BLASTプログラムを用いる場合には、各 プログラムのデフォルトパラメーターを用いる。これらの解析方法の具体的な手法は 公知で &)る (nttp://www.ncbi. nlm.nih.gov.)。
[0029] また、本発明のヘルパーマイナス鎖 RNAウィルスベクターは、 5'端のトレイラ一領域 力 Sリーダー領域に置換された、マイナス鎖一本鎖 RNAを含むベクターであってもよ ヽ
。 5,端のトレイラ一領域に存在するアンチゲノムプロモーターのゲノム転写複製効率 力^,端のリーダー領域に存在するゲノムプロモーターより高 、ため、 5,端のトレイラ一 領域が 3'端のリーダー領域に置換されると、ヘルパーウィルスのゲノム転写複製効 率が低下し、ミニゲノムとの競合が抑えられ、より高いミニゲノム蛋白発現が得られる( Le Mercier P. et al.J Virol. 2002 76(11): 5492-5502)。
[0030] また、本発明のヘルパーマイナス鎖 RNAウィルスベクターは、 P遺伝子および Zま たは C遺伝子に変異を保持していてもよい。本変異は、マイナス鎖 RNAウィルスの細
胞障害性を低下させる変異であってもよい。このような変異が起こる部位は特に限定 されな 、が、 SeV Pタンパク質の 9番目の Lys (K9)、 13番目の Glu (E13)、 17番目の Glu 17)、 29番目の (129)、 38番目の361"(338)、 39番目の01 ^39)、 41番目の1¾"(丁 41)、 47番目の Arg (R47)、 48番目の Ser (S48)、 52番目の Asn (N52)、 55番目の Asn (N 55)、 56番目の Thr (T56)、 58番目の Gin (Q58)、 SeV Cタンパク質の 16番目の Leu (L1 6)、 17番目の1^3 (1 17)、 18番目の Lys (K18)、 21番目の Lys (K21)、 22番目の Leu (L 22)、 25番目の Arg (R25)、 27番目の Gin (Q27)、 28番目の Glu (E28)、 30番目の Glu (E 30)、 35番目の Met (M35)、 36番目の Leu (L36)、 38番目の Asp (D38)、 41番目の Met ( M41)、 47番目の Asn (N47)、 48番目の Gin (Q48)、 52番目の Glu (E52)、 55番目の Glu (E55)、 63番目の Thr (T63)、 66番目の Lys (K66)、または 68番目の Gin (Q68)の他の アミノ酸への置換を、好ましい例として挙げることができる。一つの部位において変異 が導入されてもよぐまた複数の部位において変異が導入されていてもよい。アミノ酸 変異は、所望の他のアミノ酸への置換であってよいが、好ましくは、側鎖の化学的性 質の異なるアミノ酸への置換である。例えばアミノ酸は、塩基性アミノ酸 (例えばリジン 、アルギニン、ヒスチジン)、酸性アミノ酸(例えばァスパラギン酸、グルタミン酸)、非 荷電極性アミノ酸(例えばグリシン、ァスパラギン、グルタミン、セリン、スレオニン、チ 口シン、システィン)、非極性アミノ酸(例えばァラニン、ノ リン、ロイシン、イソロイシン 、プロリン、フエ-ルァラニン、メチォニン、トリプトファン)、 j8分岐アミノ酸(例えばスレ ォニン、パリン、イソロイシン)、および芳香族アミノ酸(例えばチロシン、フエ-ルァラ ニン、トリプトファン、ヒスチジン)などのグループに分類することができる力 あるアミノ 酸にっ 、て、そのアミノ酸が属するグループのアミノ酸以外のアミノ酸に置換すること などが挙げられる。具体的には、塩基性アミノ酸であれば、酸性または中性アミノ酸 への置換、極性アミノ酸であれは非極性アミノ酸への置換、 20種の天然のアミノ酸の 平均分子量より大きい分子量を持つアミノ酸であれば、その平均分子量より小さいァ ミノ酸への置換、逆にその平均分子量より小さいアミノ酸であれば、それより大きいァ ミノ酸への置換などが挙げられる力 それに限定されない。具体的には、 SeV Pタンパ ク質の K9の Glyへの置換(K9G)、 E13の Glyへの置換(E13G)、 E17の Glyへの置換(E 17G)、 129の Valへの置換(I29V)、 S38の Glyへの置換(S38G)、 E39の Glyへの置換(E
39G)、 T41の Alaへの置換 (T41A)、 R47の Glyへの置換(R47G)、 S48の Glyへの置換( S48G)、 N52の Serへの置換 (N52S)、 N55の Glyへの置換 (N55G)、 T56の Alaへの置 換(T56A)、 Q58の Argへの置換(Q58R)、 SeV Cタンパク質の L16の Trpへの変異(LI 6W)、 K17の Glyへの変異(K17G)、 K18の Argへの変異(K18R)、 K21の Glyへの変異 (K21G)、 L22の Trpへの変異(L22W)、 R25の Glyへの変異(R25G)、 Q27の Argへの 変異(Q27R)、 E28の Glyへの変異(E28G)、 E30の Glyへの変異(E30G)、 M35の Thr への変異(M35T)、 L36の Trpへの変異(L36W)、 D38の Glyへの変異(D38G)、 M41 の Thrへの変異(M41T)、 N47の Glyへの変異(N47G)、 Q48の Argへの変異(Q48R)、 E52の Glyへの変異(E53G)、 E55の Glyへの変異(E55G)、 T63の Alaへの変異(T63A) 、 K66の Glyへの変異(K66G)、または Q68の Argへの変異(Q68R)などが例示できる。
[0031] 本発明では Lタンパク質にお ヽても変異が導入されて 、てもよ 、。 Lタンパク質の変 異部位としては、 1197番目の Asn (N1197)および/または 1795番目の Lys (K1795)の 他のアミノ酸への置換、または他のマイナス鎖 RNAウィルス Lタンパク質の相同部位 の置換が挙げられる。 Lタンパク質のこれら 2つの変異の両方を有する Lタンパク質遺 伝子が特に好ましい。アミノ酸変異は、やはり所望の他のアミノ酸への置換であって よいが、好ましくは、上記と同様、側鎖の化学的性質の異なるアミノ酸への置換である 。例えば、上記したように異なるグループのアミノ酸に置換することなどが挙げられる 。具体的には、 N1197の Serへの置換 (N1197S)、 K1795の Gluへの置換(K1795E)な どが例示できる。
[0032] P遺伝子と C遺伝子の変異は、両方持って ヽることで、持続感染性、 2次粒子放出の 抑制、または細胞傷害性の抑制の効果を顕著に高めることができる。上記の Fタンパ ク質、 HNタンパク質および Mタンパク質を発現しな 、ように改変された組み換えマイ ナス鎖 RNAウィルスに上記変異を組み合わせることで、これらの効果を劇的に上昇さ せることができる。特に P、および C遺伝子の両方に変異を有するウィルスがより好まし い。 P遺伝子に上記箇所の変異を、さらに C遺伝子に上記の変異を持つウィルスは最 も好ましい。
[0033] また、本発明のヘルパーマイナス鎖 RNAウィルスベクターは、下記(a)または(b)に 記載のマイナス鎖一本鎖 RNAを含んで 、てもよ 、。
(a)配列番号: 10に記載の塩基配列を含むマイナス鎖一本鎖 RNA
(b)配列番号: 10に記載の塩基配列を含むマイナス鎖 RNAの相補鎖とストリンジェン トな条件でノヽイブリダィズするマイナス鎖一本鎖 RNA
[0034] 本発明においてストリンジェントなハイブリダィゼーシヨン条件とは、 6M尿素、 0.4%S DS、 0.5 X SSCの条件またはこれと同等のストリンジエンシーのハイブリダィゼーシヨン 条件を指す。よりストリンジエンシーの高い条件、例えば、 6M尿素、 0.4%SDS、 0.1 X SS Cの条件を用いることにより、より相同性の高い DNAの単離を期待することができる。 これにより単離された DNAは、アミノ酸レベルにおいて、 目的タンパク質のアミノ酸配 列と高い相同性を有すると考えられる。高い相同性とは、アミノ酸配列全体で、少なく とも 50%以上、さらに好ましくは 70%以上、さらに好ましくは 90%以上(例えば、 95%,9 6%,97%,98%,99%以上)の配列の同一性を指す。アミノ酸配列や塩基配列の同一性は 、カーリンおよびアルチユールによるアルゴリズム BLAST (Proc. Natl. Acad. Sci. USA 87:2264-2268, 1990、 Proc Natl Acad Sci USA 90: 5873, 1993)を用いて決定できる 。 BLASTのアルゴリズムに基づ!/、た BLASTNや BLASTXと呼ばれるプログラムが開発 されている(Altschul SF, et al: J Mol Biol 215: 403, 1990)。 BLASTNを用いて塩基配 列を解析する場合は、パラメータ一は、例えば score= 100、 wordlength= 12とする。ま た、 BLASTXを用いてアミノ酸配列を解析する場合は、パラメータ一は、例えば score = 50、 wordlength=3とする。 BLASTと Gapped BLASTプログラムを用いる場合は、各 プログラムのデフォルトパラメーターを用いる。これらの解析方法の具体的な手法は 公知である。
[0035] また、本発明のヘルパーマイナス鎖 RNAウィルスベクターは、野生型センダイウイ ルスベクターであってもよ 、。
以下において、本発明の発現系の各工程について説明する。
本発明の発現系においては、第一の工程として、上記に記載のヘルパーマイナス 鎖 RNAウィルスベクターおよび、外来遺伝子を搭載したマイナス鎖 RNAウィルスミニ ゲノムを生産細胞に導入する。
本発明においては、上記工程において、 NPタンパク質、 Pタンパク質、および Lタン パク質を発現するベクターを、さらに生産細胞に導入してもよい。
本発明において、「生産細胞」として好ましくは、所望の哺乳動物細胞などを用いる ことができるが、具体的には、例えば、サル腎由来の LLC- MK細胞 (ATCC CCL-7)
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および CV- 1細胞(例えば ATCC CCL- 70)、ハムスター腎由来の BHK- 21細胞(例え ば ATCC CCL-10)などの培養細胞、ヒト由来細胞等が挙げられる。本発明において 、より好ましい例としては、 BHK-21細胞を挙げることができる力 特に限定されるもの ではない。
[0036] マイナス鎖 RNAウィルスミニゲノム cDNAを細胞内に導入する方法には、次のような 方法、(0目的の細胞が取り込めるような DNA沈殿物を作る方法、 GO目的の細胞によ る取りこみに適し、かつ細胞毒性の少ない陽電荷特性を持つ DNAを含む複合体を作 る方法、(iii)目的の細胞膜に、 DNA分子が通り抜けられるだけに十分な穴を電気パル スによって瞬間的に開ける方法などがある。
[0037] (ii)としては、種々のトランスフエクシヨン試薬が利用できる。例えば、 Lipofectamine 2 000 (Invitrogen Cat. No.11668-019)、 DOTMA (Boehringer) , Superfect (QIAGEN # 301305)、 DOTAP、 DOPE, DOSPER (Boehringer #1811169)などが挙げられる。(i)と しては例えばリン酸カルシウムを用いたトランスフエクシヨン法が挙げられ、この方法に よって細胞内に入った DNAは貧食小胞に取り込まれる力 核内にも十分な量の DNA が入ることが知られている(Graham, F.L. and Van Der Eb, J., 1973, Virology 52: 456 ; Wigler, M. and Silverstein, S., 1977, Cell 11: 223) 0 Chenおよび Okayamaはトランス ファー技術の最適化を検討し、 1)細胞を共沈殿物のインキュベーション条件を 2〜4 % CO 、 35°C、 15〜24時間、 2) DNAは直鎖状より環状のものが活性が高ぐ 3)沈殿
2
混液中の DNA濃度が 20〜30 /z g/mlのとき最適な沈殿が得られると報告している(Ch en, C. and Okayama, H" 1987, Mol. Cell. Biol. 7: 2745) 0 (ii)の方法は、一過的なト ランスフエクシヨンに適している。古くは DEAE-デキストラン(Sigma #D-9885 M.W. 5 X 105 )混液を所望の DNA濃度比で調製し、トランスフエクシヨンを行う方法が知られ ている。複合体の多くはエンドノームの中で分解されてしまうため、効果を高めるため にクロ口キンをカ卩えることもできる(Calos, M.P., 1983, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 80: 3015)。(iii)の方法は電気穿孔法と呼ばれる方法で、細胞選択性がな 、と 、う点で (0 や (ii)の方法に比べて汎用性が高い。効率はパルス電流の持続時間、パルスの形、
電界 (電極間のギャップ、電圧)の強さ、バッファーの導電率、 DNA濃度、細胞密度の 最適条件下で良!ヽとされて!/、る。
[0038] 以上、 3つのカテゴリーの中で GOの方法は操作が簡便で多量の細胞を用いて多数 の検体を検討することができるので、本発明においては、トランスフエクシヨン試薬が 適している。好適には Lipofectamine 2000 (Invitrogen Cat. No.11668-019)、 Superfe ct Transfection Ragent (QIAGEN, Cat No. 301305)、または DOSPER Liposomal Tra nsfection Reagent (Boehringer Mannheim, Cat No. 1811169)力 S用 ヽられる。
ヘルパーマイナス鎖 RNAウィルスベクターの再構成は公知の方法により行うことが できる。
[0039] 回収されたウィルスの力価は、例えば CIU (Cell-Infected Unit)測定または赤血球 凝集活性 (HA)の測定することにより決定することができる (WO00/70070; Kato, A. et al., 199り, Genes Cells 1: 569—579; Yonemitsu, Y. & Kaneda, Y., Hemaggulutinating virus of Japan— liposome— mediated gene delivery to vascular cells. Ed. by Baker AH. Molecular Biology of Vascular Diseases. Method in Molecular Medicine: Humana Pr ess: pp. 295-306, 1999)。また、 GFP (緑色蛍光タンパク質)などのマーカー遺伝子を 搭載したベクターについては、マーカーを指標に直接的に感染細胞をカウントするこ とにより力価を定量することができる(例えば GFP-CIUとして)。このようにして測定し た力価は、 CIUと同等に扱うことができる(WO00/70070)。
[0040] 本発明の発現系にお 、て T7 RNAポリメラーゼと Fタンパク質(変異型 F5Rであっても よい)の発現方法は特に制限されず、例えば、プラスミドなどで一時発現させる方法 や、生産細胞に T7 RNAポリメラーゼと Fタンパク質 (F5R)持続発現する細胞を用いる 方法などが挙げられる。本発明において、生産細胞は、ヘルパーマイナス鎖 RNAウイ ルスベクターにおいて発現しないように改変された、 Fタンパク質、 Mタンパク質または HNタンパク質のうち、 、ずれか一つまたは複数のタンパク質を発現して!/、てもよ!/、。 ウィルスゲノム以外力 供給されるこれらのタンパク質群は、そのアミノ酸配列はウイ ルス由来の配列そのままでなくとも、核酸の導入における活性が天然型のそれと同 等かそれ以上ならば、変異を導入したり、あるいは他のウィルスの相同遺伝子で代用 してもよい。他のウィルスとしては、例えば水疱性口内炎ウィルス (VSV)の Gタンパク
質 (VSV-G)を挙げることができる。一般に、エンベロープタンパク質は細胞毒性を示 すものが多いため、誘導性プロモーターの制御下にベクターの再構成時にのみ発現 させることちでさる。
[0041] 細胞内でベクターを再構成させる時にエンベロープタンパク質を生産細胞におい て発現させれば、このエンベロープタンパク質がミニゲノムウィルス粒子に取り込まれ 、エンベロープタンパク質による感染性を保持するウィルスベクターを生産することが できる。
このようなベクターは、一度細胞に感染すると、細胞内で RNPを増殖させることはで きても、それ自身はエンベロープ遺伝子を持たないため、初めと同じようなェンベロ ープタンパク質を持つウィルスを再度生産することはできな 、。このようなベクターは 、特に遺伝子治療など高い安全性が要求される分野に極めて有用である。
[0042] 上記の第一の工程を行うことで、ヘルパーマイナス鎖 RNAウィルスベクターおよび、 外来遺伝子を搭載したマイナス鎖 RNAウィルスミニゲノム力 ウィルス再構成され、生 産細胞力 放出される。
具体的には、実施例(図 6)に示すように、 T7 RNAポリメラーゼと SeVの融合タンパク 質である Fタンパク質 (変異型 F5Rでも可)が発現して ヽる生産細胞にヘルパー SeV/ Δ F (SeVagp55/ Δ Fが好ま 、;)と目的外来遺伝子 (GOI)を搭載した SeVミニゲノム cD NAプラスミド(pSeVmini/GOI)が導入されると、 T7 RNAポリメラーゼの働きで MiniSeV/ GOIの RNAゲノム力 ¾SeVmini/GOIから転写され、 Helperの役割を担っている SeV/ Δ F力 発現している NP,P,Lタンパク質を利用して MiniSeV/GOIの RNPが形成、複製さ れる。この MiniSeV/GOIの RNPは Helper SeV/ Δ Fから発現した Μ,ΗΝと生産細胞から 発現した F/F5Rを利用して、感染性 MiniSeV/GOI粒子としてパッケージングされ、感 染性 Helper SeV/ Δ F粒子と共に培養上清に放出される。
[0043] 本発明の発現系においては、第二の工程として、該生産細胞内で生産されたヘル パーマイナス鎖 RNAウィルスベクターおよびマイナス鎖 RNAウィルスミニゲノムがそれ ぞれパッケージングされたウィルス粒子を回収する。
回収したウィルス粒子(ウィルスベクター)は実質的に純粋になるよう精製することが できる。精製方法はフィルトレーシヨン (濾過)、遠心分離、吸着、およびカラム精製等
を含む公知の精製 ·分離方法またはその任意の組み合わせにより行うことができる。「 実質的に純粋」とは、ウィルスベクターを含む溶液中で該ウィルスの成分が主要な割 合を占めることを言う。例えば実質的に純粋なウィルスベクター組成物は、溶液中に 含まれる全タンパク質 (但しキャリアーや安定剤としてカ卩えたタンパク質は除く)のうち
、ウィルスベクターの成分として含まれるタンパク質の割合が 10% (重量/重量)以上、 好ましくは 20%以上、より好ましくは 50%以上、好ましくは 70%以上、より好ましくは 80 %以上、さらに好ましくは 90%以上を占めることにより確認することができる。例えば ノ ラミクソウィルスベクターであれば、具体的な精製方法としては、セルロース硫酸ェ ステルまたは架橋ポリサッカライド硫酸エステルを用いる方法 (特公昭 62-30752号公 報、特公昭 62-33879号公報、および特公昭 62-30753号公報)、およびフコース硫酸 含有多糖および/またはその分解物に吸着させる方法 (WO97/32010)等を例示する ことができるが、これらに制限されない。
[0044] 本発明は、これら第一および第二の工程を含む、ヘルパーマイナス鎖 RNAウィルス ベクターおよびマイナス鎖 RNAウィルスミニゲノムがそれぞれパッケージングされたゥ ィルス粒子の製造方法に関する。マイナス鎖 RNAウィルスミニゲノムの高 ヽ導入能、 目的遺伝子の高い発現能を実現するためには、マイナス鎖 RNAウィルスミニゲノムが ノ ッケージングされたウィルス粒子の放出量を増加させる必要がある。本発明のよう に、ヘルパーマイナス鎖 RNAウィルスベクターとして SeVagp55 A F等の改変体を用い ることによって、マイナス鎖 RNAウィルスミニゲノムがパッケージングされたウィルス粒 子の放出量を向上させることができる。
[0045] またヘルパーマイナス鎖 RNAウィルスベクターがパッケージングされたウィルス粒子 の毒性 (細胞障害性)を下げるためには、生産細胞力 放出されるウィルス粒子の比 率(ヘルパーマイナス鎖 RNAウィルスベクター:マイナス鎖 RNAウィルスミニゲノム)を 同等にさせることが必要である(ヘルパーマイナス鎖 RNAウィルスベクターに対する マイナス鎖 RNAウィルスミニゲノムの数が多くなることが好ましい)。本発明のように、 ヘルパーマイナス鎖 RNAウィルスベクターとして SeVagp55/(P/C)m/ Δ F等の改変体 を用いることによって、マイナス鎖 RNAウィルスミニゲノムがパッケージングされたウイ ルス粒子の放出割合を増カロさせることができる。
ヘルパーマイナス鎖 RNAウィルスベクターを使 、分けることによって、様々な目的( 導入'発現の向上、毒性の低下)を達成することができる。
[0046] 本発明の発現系においては、第三の工程として、上記の第二の工程で回収された ウィルス粒子を標的細胞に導入する。
本発明において「標的細胞」とは、本発明のウィルス粒子を導入することにより外来 遺伝子を発現させた!/ヽ所望の細胞を示す。
本発明において、ウィルス粒子を導入する標的細胞は、 in vitroにおける標的細胞 でもよいし、 in vivoにおける標的細胞 (すなわち動物において直接外来遺伝子を発 現させる)でもよい。 in vitroにおける標的細胞としては、 293T細胞、 A549細胞、 BHK- 21細胞、 C2C12細胞、 HeLa細胞、 LLC- MK細胞、 MDCK細胞、または NIH3T3細胞
2
のいずれかを挙げることができる力 特に限定されるものではない。
[0047] in vitroにお 、てウィルス粒子を標的細胞に導入する場合は、例えば培養液または 生理食塩水など所望の生理的水溶液中で標的細胞にウィルス粒子を感染させる。こ の際、 MOI (多重感染度;細胞 1つあたりの感染ウィルス数)は 1〜1000の間にすること が好ましぐより好ましくは 2〜500、さらに好ましくは 3〜300、さらに好ましくは 5〜100 である。ウィルス粒子と細胞との接触は短い時間でも十分であり、例えば 1分以上、好 ましくは 3分以上、 5分以上、 10分以上、または 20分以上接触させればよぐ例えば 1 〜60分程度、より特定すれば 5分〜 30分程度であってよい。もちろん、それ以上の時 間接触させてもよぐ例えば数日間またはそれ以上接触させてもよい。
[0048] ウィルスゲノム RNAを含む RNPや非感染性ウィルス粒子(ウィルス様粒子(VLP))を 細胞に導入するには、周知のトランスフエクシヨン方法を利用することができる。具体 的には、リン酸カルシウム(Chen, C. & Okayama, H. (1988) BioTechniques 6:632-63 8; Chen, C. and Okayama, H., 1987, Mol. Cell. Biol. 7: 2745)、 DEAE-デキストラン( Rosenthal, N. (1987) Methods Enzymol. 152:704-709)、種々のリボソームベースのト ランスフエクシヨン試薬 (Sambrook, J. et al. (1989) Molecular Cloning: A Laboratory Manual (Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, NY))、エレクトロポレ■ ~~ シヨン (Ausubel, F. et al. (1994) In Current Protocols in Molecular Biology (John Wil ey and Sons, NY), Vol. 1, Ch. 5および 9)など、当業者に知られる様々な技術で細
胞にトランスフエタトすることが可能である。エンドノームでの分解を抑制するため、ト ランスフエクシヨンにおいてクロ口キンをカ卩えることもできる(Calos, M. P., 1983, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 80: 3015)。トランスフエクシヨン試薬を幾つか例示すれば、 DO TMA (Roche)、 Superfect Transfection Ragent (QIAGEN, Cat No. 301305)、 DOTAP 、 DOPE, DOSPER (Roche #1811169)、 TransIT-LTl (Mirus, Product No. MIR 2300) 、 CalPhos Mammalian Transfection Kit (Clontech #K2051- 1)、 CLONfectin (Clon tech #8020-1)などが挙げられる。エンベロープウィルスはウィルス粒子形成の際に 宿主細胞由来のタンパク質を取り込むことが知られており、このようなタンパク質は、 細胞に導入した際に抗原性や細胞傷害性の原因となることが考えられる (J. Biol. Ch em. (1997) 272, 16578-16584)。従って、エンベロープが除去された RNPを用いること には利点がある(WO00/70055)。
[0049] また、本発明のヘルパーマイナス鎖 RNAウィルスベクター、およびマイナス鎖 RNA ウィルスミニゲノムを標的細胞に導入して、細胞内でウィルス RNPを直接形成させ、標 的細胞において外来遺伝子を発現させることもできる。
本発明のウィルス粒子 (またはウィルスベクター)が導入された細胞を 12時間〜 5日 間 (好ましくは 1〜3日間)程度培養し、外来遺伝子を発現させる。
in vivoにおいてウィルス粒子を標的細胞に導入する場合は、本発明のウィルス粒 子を直接動物に投与し、外来遺伝子を発現させる。
[0050] 上記に記載の本発明のウィルス粒子が感染した (導入された)細胞を、動物に投与
(ex vivo投与)してもよい。細胞は、そのまま、あるいは溶解してライセート (溶解物)と して動物に接種する。ベクター感染細胞のライセートは界面活性剤で細胞膜を溶解 する方法、凍結 ·融解をくり返す方法などで作製することができる。界面活性剤として は非イオン性の Triton X- 100、 Nonidet P- 40などが 0.1〜1%の濃度で用いられる。例 えば PBSで洗浄したあと遠心によって回収した細胞塊を TNE buffer [25mM Tris-HCl (pH7.5), 150mM NaCl, ImM EDTA, 1% Nonidet P- 40]に再懸濁し氷上で 10から 30 分間放置することで得られる。抗原として使用するタンパクが細胞質に可溶性である 場合は得られたライセートを遠心(10,000 X g, 10分)して不要な不溶性画分を沈澱と して除去した後の上清を免疫に用いることができる。界面活性剤を用いることが望ま
しくな 、投与部位に使用するライセートは洗浄後 PBSに再懸濁した細胞を 5-6回にわ たってくり返し凍結 ·融解して破壊することで得られる。
[0051] 接種ルートに特に制限はないが、例えば筋注 (例えば腓腹筋)、皮下投与、鼻腔内 投与 (点鼻)、手掌または足躕皮内投与、脾臓直接投与、腹腔内投与などが好適で ある。接種部位は、一箇所または複数箇所 (例えば 2〜15箇所)であってよい。また、 接種量は、疾患、患者の体重、年齢、性別、症状、投与目的、投与組成物の形態、 投与方法、導入遺伝子等により異なるが、当業者であれば適宜決定することが可能 である。投与の際には、接種対象動物、接種部位、接種回数などを適宜調整してよ い。例えば、一箇所当たりの接種量は、ウィルス力価に換算して、 1 X 104 CIU〜 5 X 1011 CIU (cell infectious unit)ゝ好ましくは 1 X 106 CIU〜 1 X 101。 CIUとするとよい。 細胞を介して接種 (ex vivo投与)する場合は、例えば同種の培養細胞株 (例えばサ ルコーマ細胞株)に本発明のウィルスを感染させ、 104〜109細胞、好ましくは 105〜108 細胞、またはそのライセートを動物に接種することができる。
[0052] 例えば、ヒトにおいては 1回当たりの投与量は 2 X 105 CIU〜 2 X 101Q CIUが好まし ぐ投与回数は、 1回または臨床上容認可能な副作用の範囲で複数回可能であり、 1 日の投与回数についても同様である。本発明のベクターを用いて製造されたタンパ ク質製剤であれば、タンパク質の投与量は例えば、 lOng/kgから 100 g/kg、好ましく は 100ng/kgから g/kg、より好ましくは 1 μ g/kgから 5 /z g/kgの範囲であるとよい。ヒ ト以外の動物についても、例えば目的の動物とヒトとの体重比または投与標的部位の 容積比 (例えば平均値)で上記の投与量を換算した量を投与することができる。本発 明のベクターを含む組成物の投与対象としては、ヒト、サル、マウス、ラット、ゥサギ、ヒ ッジ、ゥシ、ィヌなど全ての哺乳動物が含まれる。
[0053] 本発明のヘルパーマイナス鎖 RNAウィルスベクター、マイナス鎖 RNAウィルスミ-ゲ ノム、これらがそれぞれパッケージングされたウィルス粒子、該ウィルス粒子が導入さ れた細胞、またはそのライセートは、薬理学的に許容される所望の担体または媒体と 組み合わされて使用されてもよ!ヽ。
薬理学的に許容される所望の担体または媒体としては、例えば、滅菌水や生理食 塩水、安定剤、賦形剤、緩衝剤、防腐剤、界面活性剤、キレート剤 (EDTA等)、結合
剤等を挙げることができる。
[0054] 本発明にお 、て、界面活性剤としては非イオン界面活性剤を挙げることができ、例 えばソルビタンモノカプリレート、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノパルミテート 等のソルビタン脂肪酸エステル;グリセリンモノカプリレート、グリセリンモノミリテート、 グリセリンモノステアレート等のグリセリン脂肪酸エステル;デカグリセリルモノステアレ ート、デカグリセリルジステアレート、デカグリセリルモノリノレート等のポリグリセリン脂 肪酸エステル;ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソル ビタンモノォレエート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシェチ レンソルビタンモノパルミテート、ポリオキシエチレンソルビタントリオレエート、ポリオキ シエチレンソルビタントリステアレート等のポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステ ル;ポリオキシエチレンソルビットテトラステアレート、ポリオキシエチレンソルビットテト ラオレエート等のポリオキシエチレンソルビット脂肪酸エステル;ポリオキシエチレング リセリルモノステアレート等のポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル;ポリエチレ ングリコールジステアレート等のポリエチレングリコール脂肪酸エステル;ポリオキシェ チレンラウリルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル;ポリオキシェチレ ンポリオキシプロピレングリコール、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンプロピル エーテノレ、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンセチノレエーテノレ等のポリオキシェ チレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル;ポリオキシェチェレンノニルフエニル エーテル等のポリオキシエチレンアルキルフエニルエーテル;ポリオキシエチレンヒマ シ油、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油(ポリオキシエチレン水素ヒマシ油)等のポリオ キシエチレン硬化ヒマシ油;ポリオキシエチレンソルビットミツロウ等のポリオキシェチ レンミツロウ誘導体;ポリオキシエチレンラノリン等のポリオキシエチレンラノリン誘導体 ;ポリオキシエチレンステアリン酸アミド等のポリオキシエチレン脂肪酸アミド等の HLB 6〜 18を有するもの、等を典型的例として挙げることができる。
[0055] また、界面活性剤としては陰イオン界面活性剤も挙げることができ、例えばセチル 硫酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム、ォレイル硫酸ナトリウム等の炭素原子数 10〜 18のアルキル基を有するアルキル硫酸塩;ポリオキシエチレンラウリル硫酸ナトリウム 等の、エチレンォキシドの平均付加モル数が 2〜4でアルキル基の炭素原子数が 10
〜 18であるポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩;ラウリルスルホコハク酸エス テルナトリウム等の、アルキル基の炭素原子数が 8〜18のアルキルスルホコハク酸ェ ステル塩;天然系の界面活性剤、例えばレシチン、グリセ口リン脂質;スフインゴミエリ ン等のフィンゴリン脂質;炭素原子数 12〜18の脂肪酸のショ糖脂肪酸エステル等を 典型的例として挙げることができる。
[0056] 本発明おいては、これらの界面活性剤の 1種または 2種以上を組み合わせて添カロ することができる。本発明の製剤で使用する好ましい界面活性剤は、ポリソルベート 2 0, 40, 60又は 80などのポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステルであり、ポリソル ペート 20及び 80が特に好ましい。また、ポロキサマー(プル口ニック F— 68 (登録商標 )など)に代表されるポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコールも好まし!/、。 界面活性剤の添加量は使用する界面活性剤の種類により異なる力 ポリソルベート 20又はポリソルベート 80の場合では、一般には 0.001〜100 mgZmLであり、好ましく は 0.003〜50 mgZmLであり、さらに好ましくは 0.005〜2 mgZmLである。
[0057] 本発明にお 、て緩衝剤としては、リン酸、クェン酸緩衝液、酢酸、リンゴ酸、酒石酸 、コハク酸、乳酸、リン酸カリウム、ダルコン酸、力プリル酸、デォキシコール酸、サリチ ル酸、トリエタノールァミン、フマル酸等 他の有機酸等、あるいは、炭酸緩衝液、トリ ス緩衝液、ヒスチジン緩衝液、イミダゾール緩衝液等を挙げることが出来る。
また溶液製剤の分野で公知の水性緩衝液に溶解することによって溶液製剤を調製 してもよい。緩衝液の濃度は一般には l〜500mMであり、好ましくは 5〜100mMで あり、さらに好ましくは 10〜20mMである。
[0058] また、本発明にお 、ては、その他の低分子量のポリペプチド、血清アルブミン、ゼラ チンや免疫グロブリン等のタンパク質、アミノ酸、多糖及び単糖等の糖類や炭水化物 、糖アルコールを含んでいてもよい。
[0059] 本発明にお 、てアミノ酸としては、塩基性アミノ酸、例えばアルギニン、リジン、ヒス チジン、オル-チン等、またはこれらのアミノ酸の無機塩 (好ましくは、塩酸塩、リン酸 塩の形、すなわちリン酸アミノ酸)を挙げることが出来る。遊離アミノ酸が使用される場 合、好ましい pH値は、適当な生理的に許容される緩衝物質、例えば無機酸、特に塩 酸、リン酸、硫酸、酢酸、蟻酸又はこれらの塩の添カ卩により調整される。この場合、リン
酸塩の使用は、特に安定な凍結乾燥物が得られる点で特に有利である。調製物が 有機酸、例えばリンゴ酸、酒石酸、クェン酸、コハク酸、フマル酸等を実質的に含有し ない場合あるいは対応する陰イオン (リンゴ酸イオン、酒石酸イオン、クェン酸イオン、 コハク酸イオン、フマル酸イオン等)が存在しない場合に、特に有利である。好ましい アミノ酸はアルギニン、リジン、ヒスチジン、またはオル-チンである。さらに、酸性アミ ノ酸、例えばグルタミン酸及びァスパラギン酸、及びその塩の形 (好ましくはナトリウム 塩)あるいは中性アミノ酸、例えばイソロイシン、ロイシン、グリシン、セリン、スレオニン 、パリン、メチォニン、システィン、またはァラニン、あるいは芳香族アミノ酸、例えばフ ェ-ルァラニン、チロシン、トリプトファン、または誘導体の N-ァセチルトリプトファンを 使用することちできる。
[0060] 本発明にお 、て、多糖及び単糖等の糖類や炭水化物としては、例えばデキストラン 、グノレコース、フラクトース、ラタトース、キシロース、マンノース、マノレトース、スクロー ス,トレハロース、ラフイノース等を挙げることができる。
本発明において、糖アルコールとしては、例えばマン-トール、ソルビトール、イノシ トール等を挙げることができる。
注射用の水溶液とする場合には、例えば生理食塩水、ブドウ糖やその他の補助薬 を含む等張液、例えば、 D-ソルビトール、 D-マンノース、 D-マン-トール、塩化ナトリ ゥムが挙げられ、適当な溶解補助剤、例えばアルコール (エタノール等)、ポリアルコ ール (プロピレングリコール、 PEG等)、非イオン性界面活性剤 (ポリソルベート 80、 HCO -50)等と併用してもよい。
所望によりさらに希釈剤、溶解補助剤、 pH調整剤、無痛化剤、含硫還元剤、酸ィ匕 防止剤等を含有してもよい。
[0061] 本発明において、含硫還元剤としては、例えば、 N—ァセチルシスティン、 N—ァセ チルホモシスティン、チォタト酸、チォジグリコール、チォエタノールァミン、チォグリ セロール、チォソルビトール、チォグリコール酸及びその塩、チォ硫酸ナトリウム、グ ルタチオン、並びに炭素原子数 1〜7のチオアルカン酸等のスルフヒドリル基を有す るもの等を挙げることができる。
[0062] また、本発明にお 、て酸ィ匕防止剤としては、例えば、エリソルビン酸、ジブチルヒド
ロキシトルエン、ブチルヒドロキシァ-ソール、 a—トコフエロール、酢酸トコフエロール 、 L—ァスコルビン酸及びその塩、 L—ァスコルビン酸パルミテート、 L—ァスコルビン 酸ステアレート、亜硫酸水素ナトリウム、亜硫酸ナトリウム、没食子酸トリァミル、没食 子酸プロピルあるいはエチレンジァミン四酢酸ニナトリウム(EDTA)、ピロリン酸ナトリ ゥム、メタリン酸ナトリウム等のキレート剤を挙げることが出来る。
また、必要に応じ、マイクロカプセル (ヒドロキシメチルセルロース、ゼラチン、ポリ^ チルメタクリル酸]等のマイクロカプセル)に封入したり、コロイドドラッグデリバリーシス テム (リボソーム、アルブミンミクロスフエア、マイクロエマルジヨン、ナノ粒子及びナノ力 プセノレ等)とすることもできる ( Remington s Pharmaceutical Science 1り edition , Osl o Ed., 1980等参照)。さらに、薬剤を徐放性の薬剤とする方法も公知であり、本発明 に適用し得る (Langer et al., J.Biomed.Mater.Res. 1981, 15: 167—277; Langer, Chem . Tech. 1982, 12: 98-105;米国特許第 3,773,919号;欧州特許出願公開 (EP)第 58,481 号; Sidman et al., Biopolymers 1983, 22: 547-556;EP^133,988^-)0
使用される薬理学的に許容される所望の担体または媒体は、使用方法に応じて上 記の中力 適宜あるいは組合せて選択される力 これらに限定されるものではない。
[0063] 外来遺伝子として疾患の治療用遺伝子を用いてウィルス粒子を調製すれば、この ウィルス粒子を投与して遺伝子治療を行なうことが可能となる。本発明のウィルス粒 子の遺伝子治療への応用としては、直接投与による遺伝子発現、間接 (ex vivo)投 与による遺伝子発現のいずれの方法によっても、治療効果を期待できる外来遺伝子 もしくは患者の体内で供給が不足している内在遺伝子等を発現させることが可能で ある。外来遺伝子としては特に制限はなぐタンパク質をコードする核酸に加え、例え ば、アンチセンスまたはリボザィムなどのタンパク質をコードしな!、核酸であってもよ!/ヽ
[0064] 外来遺伝子として、感染症に関する細菌またはウィルスの抗原をコードする遺伝子 を用いれば、これを動物に投与することにより、該動物において免疫を誘導すること ができる。即ち、ワクチンとして利用することができる。
ワクチンとして用いる場合、例えば腫瘍、感染症、およびその他の一般的な疾患に 対し本発明のウィルス粒子を適用することが考えられる。例えば腫瘍治療としては、
腫瘍細胞、または DC細胞などの抗原提示細胞 (APC)に本発明のベクターを用いて 治療効果を有する遺伝子を発現させることができる。このような遺伝子としては、癌抗 原 Muc-1または Muc-1様ムチンタンデムリピートペプチド(米国特許第 5, 744,144号 )、メラノーマ gplOO抗原などが挙げられる。このような遺伝子による治療は、乳癌、結 腸癌、脾臓癌、前立腺癌、肺癌等、幅広い応用が示されている。また、アジュバント 効果を高めるサイト力イン類を組み合わせることも有効である。このような遺伝子として は、例えば i) IL- 2と一本鎖 IL- 12との組み合わせ(Proc. Natl. Acad. Sci. USA 96 (1 5): 8591-8596, 1999)、 ii) IL- 2とインターフ ロン- γ (米国特許第 5,798, 100号)、 iii) 単独で用いられる顆粒球コロニー刺激因子 (GM-CSF)、iv)脳腫瘍を治療対象とした GM-CSFと IL- 4の組み合わせ (J. Neurosurgery 90 (6), 1115-1124 (1999))などが 挙げられる。
[0065] 感染症の治療としては、インフルエンザにおいては、例えば強毒株 H5N1型ェン ベロープ、 日本月 炎においては、例えばエンベロープキメラ(Vaccine, vol. 17, No. 1 5-16, 1869-1882 (1999))、エイズにおいては、例えば HIV gagまたは SIV gagタンパ ク質(J. Immunology (2000) vol. 164, 4968- 4978)、 HIVエンベロープタンパク質の経 口投与によるワクチン治療、ポリ乳酸-ダリコール共重合体に包んでの投与 (Kaneko, H. et al., Virology 267: 8-16 (2000))、コレラにおいては、例えばコレラ毒素の Bサブ ユニット(CTB) (Arakawa T, et al, Nature Biotechnology (1998) 16(10): 934-8、 Arak awa T, et al., Nature Biotechnology (1998) 16(3): 292- 7)、狂犬病においては、例え ば狂犬病ウィルスの糖タンパク(Lodmell DL et al., 1998, Nature Medicine 4(8):949- 52)、子宮頸癌においては、ヒトパピローマウィルス 6型のカプシドタンパク LI (J. Med. Virol, 60, 200-204 (2000))などが挙げられる。
なお本明細書において引用されたすベての先行技術文献は、参照として本明細書 に組み入れられる。
実施例
[0066] 以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが本発明はこれら実施例に 制限されるものではない。
〔実施例 1〕ヘルパー SeVの cDNA構築
1.1 pSeVagp55/ Δ Fの構築
図 1に示したように、先ず、 pSeV(TDK)を制限酵素 Kas Iと Fse Iで処理、精製した Se Vトレイラ一配列 (genome 5 ' promoter)を含む断片を Templateとして、 Primer agp55- IF (5 -caggtttgaggatattatacatag, 24 mer (目 ti列 号: 1) )と agp55- 1R (5 - caggattttag tttttcttactattgtc, 28 mer (配列番号: 2) )を用いた PCRで Fragment 1が得られ、 Primer agp55-3F (5,- ctcttgtttggtgggtcggcatggcatctc, 30 mer (配列番号: 3) )と agp55- 3R ( 5 - ttagctcactcattaggcaccccag, 25 mer (目 tl列番号: 4) ) 用いた PCRで Fragment 3か 得られた。また、 pSeV(TDK)を制限酵素 Kas Iと Not Iで処理、精製した SeV Leader配 タKgenome ό ' promoter)¾r む断片 Templateとして、 Primer agp55— 2F (5 -gtaagaa aaactaaaatcctgtataacttc, ύθ mer (目己列 ¾·号: 5 と agp55- 2R (5 -gccgacccaccaaacaag agaaaaaacatg, 30 mer (配列番号: 6) )を用いた PCRで Fragment 2が得られた。次に、 Fragment 1, 2, 3を Templateとして、 Primer agp55- IFと agp55- 3Rを用いた PCRで Sac I Iと Mlu I制限酵素サイトを含む断片が得られた。最後に、この断片を Sac IIと Mlu Iで処 理、精製した後、同様に Sac IIと Mlu Iで処理して、 SeVトレイラ一配列を含む断片を 取り除いた pSeV/ A Fベクターにインサートとして挿入し、 pSeVagp55/ A F (配列番号: 7)が得られた。上記において、 agp55とは Leader- Leaderタイプ(Trailerを Leaderに入 れ替えたもの)であることを、 Δ Fは F遺伝子が欠損して ヽることを示す。
1.2 pSeVagp55/(P/C)m/ A Fの構築
図 2に示したように、 SeV/4C(- )/wを限外希釈法でウィルスクローユングを行い、各 クローンから RNA genomeを抽出し、 RT- PCRを行い、ゲノム配列を調べたところ、 P/C 遺伝子に多数の変異があるクローン 4が得られた。このクローン 4の RNA genomeを Te mplateとして、 Primer ¾eVFり丄 9 (5 — atgggtatcctgcatgcctaggag, 24 mer (酉己歹 [J番 : 8) )と SeVR2111 (5, - atcgattatcttgggtcgacg, 21 mer (配列番号: 9) )を用いた PCRで両端 に Sph Iと Sal淛限酵素サイトを持つ断片 (配列番号:10)が得られた。この断片を Sp h Iと Sal Iで処理、精製し、インサートとして、 pSeVagp55/ A Fベクターに対応する両 端に Sph Iと Sal I制限酵素サイトを含む配列と入れ替え、 pSeVagp55/(P/C)m/ A Fが 得られた。上記において、(P/C)mとは P遺伝子および Zまたは C遺伝子に変異が導 入されて!、ることを示す。 pSeVagp55/(P/C)m/ Δ Fの全長配列を配列番号: 11に示
す。
[0068] 〔実施例 2〕 Helper SeVの調製(SeV/ Δ F, SeVagp55/ Δ F, SeVagp55/(P/C)m/ Δ F )
2.1 準備
1)細胞:前日〜8e5 BHK-21 cells/well (6— well plate)
2) 20%FBS/opti-MEM [Cat No. 31985—070, Lot No. 1183337, Invitrogen社] (P&S 無添加)
3) opti-MEM (原液)
[0069] 2.2 Transfection溶液準備
1) DNA溶液
1 well
opti-MEM (無添加原液) 250 μ L
pCAGGS-NP (Z) , 1 μ g/ 0.5 L
pCAGGS-P (Z)/4C (-) , ί μ g/ μ L 0.5 u L
pCAGGS-L (TDK), 1 ^ g/ ^ L 2.0 L
pCAGGS— F5R, 1 ^ g/ ^ L 0.5
PCAGGS-T7, 1 g/ L 0.5 L
SeV cDNA, 1 ^ g/ ^ L 5 L
2) LipofectAMINE 2000 reagent [Cat No. 11668-019, Lot No. 1188609, Invitrogen 社]溶液
1 well
opti-MEM (無添加原液) 250 μ L
LipofectAMINE2000 18 ^ L
3) 2)の溶液を準備した 5分後に、 1)の溶液と混合、 RTで 20-30分置く。
[0070] 2.3 opti-MEM (原液)で 1回洗浄、 0.5 mL/wellの 20%FBS/opti- MEMを添カ卩した後
、上記 Transfection溶液を 0.5 mL/well細胞へ添カ卩する。
[0071] 2.4 37°Cで 6h後、 1 mL/well 10%FBS/G- MEMを添カ卩する。翌日、 VP- SFMで 1回洗 浄した後、 5 μ g/mL Trypsin/VP- SFMをカ卩えて培養する。 3日目の上清(P0ウィルス
溶液)を回収し、新鮮の LLC- MK /F/Ad細胞へ感染する(P0力も P1へウィルス継代)
2
。以後、 LLC- MK /F/Ad細胞を用いてウィルスを生産する。 P1以後の上清を CIU Ass
2
ayでウィルスのタイターを調べる。
[0072] 〔実施例 3〕 SeV minigenomeのデザインと cDNA構築
3.1 ¾eV minigenomeのァサイン
図 3に示したように、通常の Single- promoter (GP)を有する SeVminiSP/GOIと Double -promoter (GP58A- GPdl2)を有する SeVminiDP/GOI、 2種類の Minigenomeをデザィ ンし 7こ。 (参^"文献: Nature of a paramyxovirus replication promoter influences a nea rby transcription signal, Diane Vullienoz et al, Journal of General Virology, pl71— 18 0, v86, 2005)
[0073] 3.2 SeV single-promoter (SP) minigenome cDNAの構築
図 4Aに示したように、巿販 GFPプラスミドを Templateとして、 Primer Notト GFP- N (5 - agttcacgcggccgcagatcttcacgatggtgagcaagggcgaggagctg, 50 mer (酉 c列番 : 12) )と FP-Sac II- C (5 - caggtaccgcggagcttcgatcgttctgcacgatagggactaattacttgtacagctcgtc catg, 65 mer (配列番号: 13) )を用いた PCRで得られた Not I- GFP- Sac II断片を Not I と Sac IIで処理、精製し、 GFPインサートとして、同様に Not Iと Sac IIで処理、 NP,P,L,M ,F,HN配列を含む断片を除いた pSeV(TDK)ベクター(Not Iと Sac IIサイトを含む。 437 〜670位は MiniSeVゲノム配列を示す。配列番号: 14、特開 2002-272465)に挿入し、 pMiniSeV /GFPが得られた。
SP
MiniSeV /GFPゲノム配列を配列番号: 15に示す。なお、 1〜137位および 858〜99
SP
6位は MiniSeVゲノム配列、 138〜857位は搭載した GFPの ORF配列を示す。
図 4Bに示したように、 GFP以外の他の目的遺伝子(GOI)を搭載した SeV minigenom e cDNAを構築する場合、 Primer Not I- GOI- Nと GOI- Sac II- Cを用いた PCRで GOIの 両側に Not Iと Sac II制限酵素サイトを付け、 pMiniSeV /GFPの Not I- GFP- Sac II配列
SP
と入れ替えることで簡単に作製できる。
Primer Not I- GOI- Nの配列は「5,- agttcacgcggccgcagatcttcacg (配列番号: 16) +G OI ORFの Startコドンを含む最初の 18〜24 sense配列」になるよう、また Primer GOI- ¾ac II— Cは「5 -caggtaccgcggagcttcgatcgttctgcacgatagggactaa (酉列备号: 1 +リン
カー +GOI-ORFの Stopコドンを含む最後の 18〜24 antisense配列、リンカ一が 0〜2塩 基でゲノム総塩基数が 6の倍数になるよう調整する」になるよう設計する。
[0074] 3.3 SeV Double-promoter (DP) minigenome cDNAの構築
図 5Aに示したように、 pMiniSeV /GFPを Templateとして Primer 224N (5,- ataccgca
SP
tcaggcgccattcg, 22 mer (配列番号: 18))と (GP58A- GPdl2)R (5,- gttttttagggtctggaa cctgctcctcagggtggatactttgacactaaaatcctg, 57 mer (目 ti列番 : 19)) 用いた Pし Rでネ守 られた断ハと、 Primer (GP58 A-GPd 12) F (5 - ggttccagaccctaaaaaacatgtatgggatatg, 3 4 mer (配列番号: 20))と GFP-Sac II-C (配列上記参照)を用いた PCRで得られた断 片を精製した後、 Templateとして、 Primer 224Nと GFP- Sac II- Cを用いた PCRで得ら れた断片を Kas Iと Sal Iで処理、精製し、インサートとして、同様に Kas Iと Sal Iで処理し て Single- promoterを含む配列を除いた pMiniSeV /GFPベクターに挿入し、 pMiniSeV
SP
/GFPが得られた。 pMiniSeV /GFPの配列を、配列番号: 21に示す。なお、 437〜1
DP DP
516位は MiniSeVゲノム配列、そのうち 658〜1377位は搭載した GFPの ORF配列を示 す。
図 5Bに示したように、 GFP以外の他の目的遺伝子(GOI)を搭載した SeV minigenom e cDNAを構築する場合、 Primer Not I- GOI- Nと GOI- Sac II- C (設計方法は上記参 照)を用いた PCRで GOIの両側に Not Iと Sac II制限酵素サイトを付け、 pMiniSeV /G
DP
FPの Not I-GFP-Sac II配列と入れ替えることで簡単に作製できる。
[0075] 〔実施例 4〕 MiniSeV-SeV/ A F粒子共存タンパク質発現系の仕組み
図 6に示したように、 T7 RNAポリメラーゼと SeVの融合タンパク質である Fタンパク質( 変異型 F5Rでも可)が発現して!/、る生産細胞に Helper SeV/ Δ F (SeVagp55/ Δ Fが好 ましい)と目的遺伝子 (GOI)を搭載した SeVミニゲノム cDNAプラスミド(pSeVmini/GOI) が導入されると、 T7 RNAポリメラーゼの働きで MiniSeV/GOIの RNA geonomeが pSeV mini/GOIから転写され、ヘルパーの役割を担って!/、る SeV/ Δ Fから発現して!/、る NP, P,Lタンパク質を利用して MiniSeV/GOIの RNPが形成、複製される。生産細胞は BHK -21細胞が好ましいが、それに限らない。 T7 RNAポリメラーゼと F/F5Rの発現方法は 特に制限されず、例えば、プラスミドなどで一時発現させる方法や T7 RNAポリメラー ゼと F/F5R持続発現細胞を用いる方法などが挙げられる。 T7 RNAポリメラーゼと F/F
5R両蛋白持続発現細胞が好ましいが、どちらかを単独発現する細胞でもよい。この M iniSeV/GOIの RNPは Helper SeV/ Δ Fから発現した Μ,ΗΝと生産細胞から発現した F/ F5Rを利用して、感染性 MiniSeV/GOI粒子として包装され、感染性 Helper SeV/ A F 粒子と共に培養上清に放出される。この感染性 MiniSeV/GOIと Helper SeV/ A F粒子 が共存した培養上清を回収し、目的細胞へ感染すると、 Helper SeV/ A Fの転写複製 システム(NP,P,Lタンパク質)を利用して MiniSeV/GOIに搭載した目的遺伝子 GOIが 発現される。
Helper SeVはここで SeV/ Δ Fを例として示した力 それに限らず、 SeVの構成タンパ ク質 NP,P,L,M,F,HNの任意一つ或いは複数を欠損したタイプでもよ!/、が、それら欠 損したタンパク質が生産細胞力も別途発現する必要がある。
[0076] 〔実施例 5〕 Helper SeV/ A Fデザインによる MiniSeV- SeV/ A F共存粒子生産性への 影響
前日、 3e5 cells/well (12- well collagen-coated plate, IWAKI)で播いた BHK/T7/Ad (T7 RNAポリメラーゼ持続発現細胞)へ SeV/ Δ Fと SeVagp55/ Δ F (SeVゲノムの 5'側 5 5塩基配列を 3'側 55塩基の anitisense配列に換えた Leader/Leaderタイプ)を moi 10で 感染 lh後、 pCAGGS/F5R (1 μ g/well)と pMiniSeV /GFP (2 μ g/well)を導入した(導
SP
入試薬: Lipofectamine 2000, Invitrogen, Lipofectamine/DNA=2 L/ g)。培養 (10% FBS/G- MEM培地) 2日目、無血清培地 VP-SFMで 1回洗浄した後、 5 μ g/mL Trypsin を添加した VP-SFMに培地交換し、 4日目の培養上清を回収した。 4日まで毎日 GFP 写真を撮影した (図 7A)。上記回収した培養上清を 100 L/wellで LLC-MK細胞(6-w
2 ell plate)へ感染し、 2日目 GFP写真を撮影した (図 7B)。
図 7Aに示したように、 SeVagp55/ A Fを Helper SeVとした場合の方が、通常の SeV/ A Fと比べて、ミニゲノムによるタンパク質の発現効率 (GFP発現細胞の割合)が高か つた。また、図 7Bに示した GFP発現細胞数は生産された共存粒子中の MiniSeVの量 を表して!/、るが、 SeVagp55/ Δ Fを用いた共存粒子の生産性が SeV/ Δ Fよりはるかに 高力つた。
[0077] 〔実施例 6〕 MiniSeV cDNAデザインによる MiniSeV- SeV/ A F共存粒子生産性への 影響
前日、 3e5 cells/well (12- well collagen-coated plate, IWAKI)で播いた BHK/T7/Ad (T7 RNAポリメラーゼ持続発現細胞)へ SeVagp55/ A Fを moi 10で感染 lh後、 pCAGG S/F5R (1 μ g/well)と Minigenome cDNA (2 μ g/well)を導入した(導入試薬: Lipofecta mine 2000, Invitrogen, Lipofectamine/DNA=2 L/ g)。ここで MiniSeV cDNAとして は、 pMiniSeV /GFP、 pMiniSeV /GFPの 2種類を用いた。培養 (10%FBS/G- MEM培
SP DP
地) 2日目、無血清培地 VP-SFMで 1回洗浄した後、 5 μ g/ml Trypsinを添カ卩した VP-S FMに培地交換し、 4日目の培養上清を回収した。 4日まで毎日 GFP写真を撮影した( 図 8A)。上記回収した培養上清を用いて、 CIU Assayを行った (図 8B)。具体的には、 サンプルを 10倍ずつ希釈し、 100 μ L/wellで 6-well plateの LLC- MK細胞へ lh感染さ
2
せた後、無血清培地で培養して 2日目に、 GFP発現細胞数をカウントし、 MiniSeVタイ ターとして計測した。また、 Anti-SeV抗体 DN2を用いて抗体染色を行い、 DN2-positiv e細胞数をカウントし、ヘルパー SeVタイターとして計測した。
図 8に示したように SPと DPデザイン両方において高い GFP発現効率が得られたが、 DPデザインにおいて、より高い MiniSeV生産性(GFP-CIU)および低いヘルパー SeV /MiniSeV量比が得られた。
〔実施例 7〕 SeVagp55/ Δ Fと SeVagp55/(P/C)m/ Δ Fを用いた共存粒子生産性の比 較
前日 3e5 cells/well (12— well collagen-coated plate, IWAKI)で播いた BHK/T7/Ad ( T7 RNAポリメラーゼ持続発現細胞)へ SeVagp55/ Δ Fと SeVagp55/(P/C)m/ Δ Fを moi 1, 3, 10で lh感染させた後、 pCAGGS/F5R (1 μ g/well)と pMiniSeV /GFP (2 μ g/wel
DP
1)を導入した(導入試薬: Lipofectamine 2000, Invitrogen, Lipofectamine/DNA=2 μ L/ μ g)。培養 (10%FBS/G- MEM培地) 2日目、無血清培地 VP-SFMで 1回洗浄した後、 5 μ g/mL Trypsinを添カ卩した VP-SFMに培地交換し、 4日目の培養上清を回収した。 4 日まで毎日 GFP写真を撮影した (図 9A)。上記回収した培養上清を 100 μ L/wellで LL C-MK細胞(6-well plate)へ感染し、 2日目に GFP写真を撮影した (図 9B)。また、上
2
記回収した培養上清を用いて、 CIU Assayを行った (図 9C)。
図 9に示したように、 SeVagp55/ A Fを Helper SeVとして共存粒子を生産した場合、 より高い MiniSeV生産性が得られた力 Helper SeV/MiniSeVの量比(〜10倍)も高か
つた。一方、 SeVagp55/(P/C)m/ A Fを用いて共存粒子を生産した場合は、比較的低 い MiniSeV生産性であつたが、 Helper SeV/MiniSeVの量比(約 1: 1)が非常に低かつ た。目的によってこの 2種類 Helper SeVを使い分けることが可能である。
[0079] 〔実施例 8〕 Helper SeV/MiniSeV量比の改善
前日 8e5 cells/well (6- well collagen-coated plate, IWAKI)で播いた BHK- 21細胞へ SeVagp55/ A Fを moi 0.5, 1, 2で lh感染させた後、「pCAGGS/T7 (1 μ g/well), pCAG GS/F5R (4 μ g/well)および pMiniSeV /GFP (5 μ g/well)」或いは「pCAGGS/NP,P,L
DP
(0.5,0.5,2 μ g/well), pCAGGS/T7 (1 μ g/well), pCAGGS/F5R (4 μ g/well)および pMi niSeV /GFP (5 μ g/well)」を導入した(導入試薬: Lipofectamine 2000, Invitrogen, Li
DP
pofectamine/DNA=2 1/ g)。また、上記 2条件プラスミドを導入した 6時間後の BHK - 21細胞へ SeVagp55/ A Fを moi 0.5, 1, 2で感染を行った。培養 (10%FBS/G- MEM培 地) 1日目、無血清培地 VP-SFMで 1回洗浄した後、 5 μ g/mL Trypsinを添カ卩した VP- SFMに培地交換し、 3日目 GFP写真を撮影し (図 10A)、培養上清を回収した。上記回 収した培養上清を用いて CIU Assayを行った (図 10B)。
図 10に示したように、 MiniSeV cDNAを導入する時に NP,P,L発現するプラスミドを一 緒に導入すると、生産された共存粒子中の MiniSeVの量に大きな変化はな力つた力 Helper SeV/MiniSeVの量比が低下する傾向が見られた。
[0080] 〔実施例 9〕共存粒子による in vitro発現
24- well collagen-coated plateで〜 90%コンフルェントになるよう培養した 293T, A54 9, BHK-21, C2C12, HeLa, LLC- MK , MDCK, NIH3T3細胞へ MiniSeV /GFP- SeV
2 DP
agp55/ Δ F共存粒子(2e6 GFP- CIU/mL, 7.7e6 DN2- CIU/mL)を MOI3で感染させた 後、 32°Cで培養した。 2日目に GFP写真を撮影した (図 11)。
図 11に示したように、 MiniSeV /GFP- SeVagp55/ A F共存粒子によって、検討した
DP
8種類細胞のすべてにぉ 、て高 、GFP導入、発現効率が得られた。
[0081] 〔実施例 10〕共存粒子による in vivo発現
MiniSeV /GFP- SeVagp55/ Δ F共存粒子を用いて(5e6 GFP- CIU/head)マウス (n=
DP
3)への鼻腔内投与を行った。コントロールとして同量 SeV18+GFP/ A Fを投与した。 2 日目解剖、鼻腔を摘出し、 GFP写真を撮影した (図 12)。
図 12に示したように、 MiniSeV /GFP-SeVagp55/ A F共存粒子を用いて高い in viv
DP
o発現 (鼻腔内 GFP発現)が得られた。
[0082] 〔実施例 11〕
12- well collagen-coated plateで〜 90%コンフルェントになるよう培養した BHK- 21, HeLa細胞へ Helper- SeVとしての SeVagp55/T7/ Δ F感染性粒子を moi20で lh感染さ せた後、 MiniSeV /GFP cDNA plasmidを Lipofectamine 2000試薬 [Lipofectamine 20
DP
00/DNA=2.0 ( L/ g), 2 g DNA/well]で導入し、 2日目で GFP写真を撮影した( 図 13)。
図 13に示すように、 MiniSeV /GFPの cDNAプラスミドと SeVagp55/T7/ Δ F感染性
DP
粒子を標的細胞へ導入することによって、高いミニゲノム蛋白発現効率が得られた。
[0083] 〔実施例 12〕 RNA polymerase I promoterを用いた共存粒子系
SeVベクターは T7 promoterを用いているため、ウィルスを再構築する時に T7 polym eraseを供給する必要がある。上記実施例における共存粒子生産の際にも、 minigeno me cDNAを生産細胞へ導入すると同時に T7 polymerase発現プラスミドも一緒に導入 する方法、又は T7 polymerase遺伝子を搭載した Helper- SeVを使用する方法によつ て、 T7 polymeraseを供給しなければならない。前者の方法の場合、導入するプラスミ ドの種類が多ぐ生産コストと生産効率においてマイナス影響を与える恐れがある。ま た、後者の方法の場合、 Helper-SeV力 polymeraseを、 MiniSeVに搭載した目的遺 伝子 (GOI)と常に同時に発現するため、蛋白機能の解析にマイナス影響を与える可 能性がある。これら問題を回避するため、 T7 promoterの代わりに RNA polymerase I p romoterを用 V、た共存粒子系を検討した。
[0084] 12.1 RNA polymerase I promoter 用 ヽ 7こ minigenome cDNA plasmidの構築
図 14に示したように、 pMpolBDV plasmidを Templateとして、 Primer Apa I/polmPr- F (5 -gtacgggcccgtacgtctgaggccgagggaaag, ^3mer (酉 c列 ¾·号: と polmPr/GP- R (5 - ctcttgtttggtacctatctccaggtccaatagg, 34mer (配列番号: 32))を用ぃた1^1?で & I— polmPr Fragmentが得られた。また、 pMiniSeVDP/GFPを Templateとして、 Primer pol mPr/GP- F (5,- gacctggagataggtaccaaacaagagaaaaaac, 34mer (酉己列番号: 33》と Mini DP/Not I-R (5,- gactagcggccgcgtgaactttggcag, 27mer (配列番号: 34》を用いた PC
Rで DP- Not I Fragmentが得られた。次に、 Apa I- polmPr Fragmentと DP- Not I Fragm entを Templateとして、 Primer Apa I/polmPr- Fと MiniDP/Notト Rを用いた PCRで得ら れた Apa I- polmDP- Not I Fragmentを、 Apa I/Not Iによって処理し、精製した。精製 後の断片を、同様に Apa I/Not I処理し、 Apa Iから Not Iまでの断片を取り除いた pMin iSeVDP/GFPに挿入し、 pMiniSeVDPpolm/GFPを得た。
[0085] GFP遺伝子のサイズは 0.7kbで比較的に短ぐより長いサイズの遺伝子の共存粒子 生産性を検討するため、 GFPと Luciferaseの融合蛋白(GFP-Luci, 2.3kb)をモデルと して構築した。図 14に示したように、 pMiniSeVDP/GFPを Templateとして、 Primer GFP —Not I— r (5 ― atatgcggccgcaatggtgagcaagggcgaggag, 34mer (目己歹 号: 35》と Gri3— Luci3m— R (5 '— tggcgtcttccttgtacagctcgtccatgccg, 32mer (酉己歹 U番号: 36))を用 ヽた P CRで Not I- GFP Fragmentが得られた。また、 pSeV18+Luci3m/ Δ Fを Templateとして ゝ Primer GFP- Luci3m- F (5 - acgagctgtacaaggaagacgccaaaaacataaag, 35mer (目 S列 番号: 37》と Luci3m— Not I— R (5 '— atatgcggccgcttacacggcgatctttccgc, 32mer (酉己歹 U番 号: 38》を用いた PCRで Luci3m- Not I Fragmentが得られた。次に、 Not I- GFP Fragm entと Luci3m— Not I Fragmentを Templateとして、 Primer GFP— Not I/Luci3m— Not Iを 用いた overlap PCRで得られた Not I- GFP- Luci- Not I Fragmentを Not I処理し、イン サートとして調製した。 pMiniSeVDPpolm/GFPを Templateとして、 Primer MiniDP/Not I— F (5 - tcacgcggccgctagtccctatcgtgcagaacg, 3^mer (目己歹 [J番 : d9》と iiniDP/Not I - R (5,- gactagcggccgcgtgaactttggcag, 27mer (配列番号: 40》を用いた PCRで得られ た Not I- MiniSeVDPpolm- Not I Fragmentを Not I処理し、ベクターとして調製した。さ らに、 GFP- Luciインサート (2384nt (配列番号: 41》を MiniSeVDPベクターに挿入し、 p MiniSeVDPpolm/GFP- Luciを得た。
[0086] 12.2 RNA polymerase I promoterを用いた共存粒子の生産
前日 le6 cells/well (6- well collagen-coated plate, IWAKI)で播いた BHK- 21細胞へ SeVagp55/ A Fを moi 10で lh感染させた後、「pCAGGS/F5R (5 g/well)および pMini SeV /GFP (5 μ g/well)jを導入した(導入試薬: Lipofectamine 2000, Invitrogen,
DPpolm
Lipofectamine/DNA=2 1/ g)。また、「pCAGGS/NP,P,L (0.5,0.5,2 μ g/well)、 pCA GGS/F5R (4 μ g/well)および pMiniSeV /GFP- Luci (5 μ g/well)」を導入した(導
入試薬: Lipofectamine 2000, Invitrogen, Lipofectamine/DNA=l .5 l/ g)翌日に Se Vagp55/ A Fを moi 10で感染を行った。培養 (10%FBS/G- MEM培地) 1日目、無血清 培地 VP-SFMで 1回洗浄した後、 3 μ g/ml Trypsinを添カ卩した VP-SFMに培地交換し、 以後毎日培地交換及び GFP写真を撮影し、 Day 4培養上清を用いて CIU Assayを行 つた (図 16)。
図 16に示したように、サイズが短い遺伝子(GFP, 0.7kb)と長い遺伝子(GFP-Luci, 2.3kb)の両方において、 le7 GFP-CIU/ml以上の MiniSeVを含む共存粒子が生産さ れ、 RNA polymerase I promoterを用いても共存粒子の高い生産性が得られることを 確認した。
[0087] 〔実施例 13〕 HA-Tag付き遺伝子を搭載した共存粒子系
GFPなどマーカー遺伝子や免疫染色可能な抗体をコードする遺伝子を、本発明の 共存粒子系に搭載した場合には、共存粒子中の MiniSeVのタイターを容易に測定す ることができる。し力しながら、性能不明な遺伝子を搭載した場合又は免疫染色可能 な抗体をコードする遺伝子を搭載しな ヽ場合には、共存粒子中の MiniSeVのタイター を測定するのは困難である。この問題を解決するため、 HA-Tag付きの遺伝子 (GFP) を搭載した共存粒子系を検討した。
[0088] 13.1 HA- Tag付き遺伝子 (GFP)搭載 minigenome cDNAの構築
図 15に示したように、 GFPの N末端に HA- Tagを付けるため、 minigenome cDNAの構 築を行った。まず、 GFP搭載プラスミドを Templateとして、 Primer HA- GFP- Not I- F (5 ' - atagcggccgcaatgtacccatacgacgtcccagactacgctgtgagcaagggcgaggagctg, 63mer (Iti 列番号: 42》と GFP- Not I-R2 (5 ' - tatgcggccgcttacttgtacagctcgtccatg, 33mer (配歹 lj 番号: 43》を用いた PCRで Notト HA- GFP- Not I Fragmentが得られた。また、同じ Te mplateで、 Primer GFP- Not I- F (上記実施例 12参照)と GFP- HA- Not I- R (5,- tatgc ggccgcttaagcgtagtctgggacgtcgtatgggtacttgtacagctcgtccatgccg, 63mer (酉己列番号: 44 》を用いた PCRで Notト GFP- HA- Not I Fragmentが得られた。この 2種類 Fragment ( Notト HA— GFP— Not Iと Notト GFP— HA— Not I)を Not I処理し、インサートとして同じ No 1 1処理した上記実施例 12で得られた Not I-MiniSeVDPpolm-Not I Fragmentへ挿入 し、 pMiniSeVDPpolm/HA- GFPと pMiniSeVDPpolm/GFP- HAを得た。
[0089] 13.2 HA-Tag付き遺伝子 (GFP)を搭載した共存粒子の生産
前日 le6 cells/well (6- well collagen-coated plate, IWAKI)で播いた BHK- 21細胞へ SeVagp55/ A Fを moi 10で lh感染させた後、「pCAGGS/F5R (5 μ g/well) + pMiniSeV /GFP (5 μ g/well) or pMiniSeV /HA— GFP (5 μ g/well) or pMiniSeV /GF
DPpolm DPpolm DPpolm
P-HA (5 μ g/well)」を導入した(導入試薬: Lipofectamine 2000, Invitrogen, Lipofecta mine/DNA=1.5 l/ g)。培養 (10%FBS/G- MEM培地) 1日目、無血清培地 VP- SFM で 1回洗浄した後、 3 g/ml Trypsinを添カ卩した VP-SFMに培地交換し、以後毎日培 地交換及び GFP写真を撮影し、 Day 4培養上清を用いて CIU Assayを行った(図 17) 。また、 Rabbit Anti- HA- Tag抗体を一次抗体、 Alexa Fluor 594 Goat Anti-Rabbit Ig G抗体を二次抗体として、共存粒子で感染した LLC-MK2細胞を免疫染色した(図 17
) o
図 17- Aに示したように、 N末端或は C末端に HA- Tag付き GFPを搭載した場合、コン トロール(HA-Tagなし GFP搭載)と同レベルの共存粒子が生産された。また、図 17-B に示したように、 HA-Tag抗体を用いた蛍光抗体染色で、 HA-Tag付き遺伝子 (GFP) を搭載した共存粒子に感染された細胞を特異的に染色できることが明らかとなった。 産業上の利用可能性
[0090] 本発明者らが開発した MiniSeV-SeV粒子共存タンパク質発現系は、従来のウィルス ベクターの「遺伝子導入効率 ·発現効率が高い」という利点、および非ウィルスベクタ 一の「作製簡便、短期大量調製容易、低コスト」という利点を併せて保持している。す なわち、本発明の発現系は、従来の非ウィルスベクターおよびウィルスベクター双方 の利点を持ち合わせているため、有用なタンパク質の生産、抗体作製、タンパク質機 能解析、遺伝子治療、遺伝子ワクチンなど幅広い分野への応用が期待される。
[0091] また、ヘルパーウィルスベクターにタンパク質欠損タイプを用いた場合には、共存 粒子を標的細胞に感染させた後、再び感染性粒子が放出する恐れがなぐ生物安 全性の面で優れている。