JP2001522232A - 望ましくない細胞を排除するための組成物および方法 - Google Patents

望ましくない細胞を排除するための組成物および方法

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Abstract

(57)【要約】 悪性疾患の遺伝子治療において使用するための、組換え核酸ベクターを開示する。該ベクターは、シンシチウム誘導性ポリペプチドの真核細胞表面での発現を誘導する。

Description

【発明の詳細な説明】 望ましくない細胞を排除するための組成物および方法 関連出願 本願は、1997年4月30日に出願された米国仮特許出願連続番号第60/ 045,164号の利益を主張する。 発明の分野 本発明は、望ましくない細胞を選択的に排除するための、シンシチウム誘導性 ウイルス膜糖タンパク質をコードする遺伝子の治療への使用に関する。 発明の背景 細胞と細胞との融合を媒介する、ウイルス膜糖タンパク質 エンベロープウイルスは、哺乳類の細胞表面に付着し、その後に膜融合を引起 してウイルスの細胞内への侵入を可能にする、膜スパイク糖タンパク質を有する 。あるウイルスにおいては、付着および融合の誘発が単一のウイルス膜糖タンパ ク質によって媒介される一方、あるウイルスにおいては、これらの機能は2また はそれ以上の別個の糖タンパク質によってもたらされる。時には(たとえばミク ソウイルス、トガウイルス、ラブドウイルスでは)、融合を誘発する機構は、酸 性のpHにおいて、ウイルスがエンドサイトーシスによって標的細胞内に侵入し た後にのみ活性化される。 他のウイルス(たとえば、パラミクソウイルス、レトロウイルス、ヘルペスウ イルス、コロナウイルス)は、中性のpHにおいて標的細胞の膜に直接融合する ことが可能であり、それに伴って、感染した標的細胞と隣接する感染していない 細胞との間の膜融合を引起す傾向にある。細胞と細胞の融合を引起すこの後者の 傾向の目に見える結果として、100個にも及び得る核を含む細胞シンシチウム (多核細胞または多核巨大細胞としても知られる)が形成される。シンシチウム の形成は、そのシンシチウムを形成する細胞の死滅をもたらす。これら後者のウ イルス群のウイルス膜タンパク質が、特に本発明において重要である。 パラミクソウイルス科のウイルスは、シンシチウムを誘導する傾向が強い。こ れはほとんどの場合、融合タンパク質(F)およびウイルス付着タンパク質(H 、HNまたはG)という2つのホモオリゴマーのウイルス膜糖タンパク質が同時 に発現することに依存する。シンシチウムの誘導には培養細胞系統内でこれらの 対となる膜糖タンパク質が同時に発現することが要求されるが、この法則には例 外があり、たとえば、SV5の場合、シンシチウムの誘導にはそのFタンパク質 のみで十分である。Fタンパク質は、最初、ポリタンパク質前駆体(F0)とし て合成される。これは、切断活性化を経るまでは膜融合を引起すことができない ものである。活性化プロテアーゼが、このF0前駆体をウイルス外F1領域と膜固 定化F2領域とに切断するが、それら2つの領域は、ジスルフィド結合によって 共有結合されたままである。この活性化プロテアーゼは通常、セリンプロテアー ゼであり、切断の活性化は通常、細胞表面へのタンパク質の輸送中に、ゴルジ区 画内の細胞内プロテアーゼによって媒介される。これに代えて、切断シグナルが ゴルジプロテアーゼによって認識されない場合には、切断の活性化は、ウイルス の出芽が起こった後、細胞外の位置に分泌されたプロテアーゼ(たとえばトリプ シンまたはプラスミン)によって、媒介されることも可能である(Ward他、Viro logy,1995,209,p242-249;Paterson他、J.Virol.,1989,63,1293-1301)。 ヘルペスウイルス科に含まれるいくつかのウイルスはその強いシンシチウム誘 導活性がよく知られている。実際、水痘帯状ヘルペスウイルスは、組織培養にお いて自然の無細胞(セルフリー)状態を有さず、ほとんど細胞融合を誘導するこ とによってのみ広がり、単層全体を最終的に取囲む大きなシンシチウムを形成す る。gHは、ヘルペスウイルスの中で高度に保存される、強い融合誘導性の糖タ ンパク質である。gHの成熟および膜の発現は、ウイルスにコードされるシャペ ロンタンパク質gLの同時発現に依存する(Duus他、Virology,1995,210,429 -440)。gHはヘルペスウイルスのゲノム中にコードされる唯一の融合誘導性膜 糖タンパク質ではないが(gBもまたシンシチウムの形成を誘導することがわか っている)、これは、ウイルスの感染力を発現するのに必要である(Forrester 他、J.Virol.,1992,66,341-348)。 レトロウイルスは、付着および融合誘発のために、単一のホモオリゴマー膜糖 タンパク質を使用する。オリゴマー複合体中の各サブユニットは、ポリタンパク 質前駆体として合成され、これが、タンパク質加水分解により、膜固定化(TM )成分とウイルス外(SU)成分とに切断される。これら両成分は、共有結合的 または非共有結合的相互作用によって結合されたままである。 レトロウイルスエンベロープ前駆体ポリペプチドの切断活性化は通常、細胞表 面へのタンパク質の輸送中に、ゴルジプロテアーゼによって媒介される。マウス 白血病ウイルス(MLV)およびメイソンファイザー(Mason Pfizer)サルウイ ルス(MPMV)のエンベロープ糖タンパク質のTMサブユニットにおける細胞 質尾部には、阻害(R)ペプチドが存在し、これは、ウイルスの出芽が起こった 後に、ウイルスにコードされるプロテアーゼによって切断される。このRペプチ ドの切断は、これらエンベロープ糖タンパク質の融合誘導能力を完全に活性化す るのに必要とされ、Rペプチドを欠く突然変異体は、細胞融合アッセイにおいて 非常に増強された活性を示す(Rein他、J.Virol.,1994,68,1773-1781;Raghe bおよびAnderson,J.Virol.,1994,68,3220-3231;Brody他、J.Virol.,1994 ,68,4620-4627)。 天然に生じるMLV株もまた、特定の細胞の種類または組織においてシンシチ ウムを誘導させる性質が大いに異なり得る。あるMLV変異体は、脳血管に内皮 細胞シンシチウムの形成を誘導する傾向が強く、脳内出血および神経系疾患をも たらす。MLV変異体のこの異常な性質は、フレンドMLVの非神経毒性株のe nv遺伝子内に単一の点突然変異を導入することによって再現することが可能で あり、それは、SU糖タンパク質の可変領域内のアミノ酸位置120において、 トリプトファンのグリシンへの置換をもたらす(Park他、J.Virol.,1994,68 ,7516-7524)。HIV株もまた、T細胞シンシチウムの形成を誘導する能力の 間に大きな違いがあることが知られており、その違いは、大部分、異なる株のエ ンベロープ糖タンパク質間の可変性によって決まることが知られている。 普通は酸性pHで融合を引起すウイルスの膜糖タンパク質は、通常、シンシチ ウムの形成を促進することはない。しかし、それらは、ある状況下においては、 細胞と細胞の融合を引起すことが可能である。たとえば、インフルエンザ赤血球 凝集素または水泡性口内炎ウイルスのGタンパク質を発現する細胞が酸に晒され たとき(Steinhauer他、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 1996,93,12873-12878) 、あるいは、融合誘導性糖タンパク質が非常に高い密度で発現されたとき(Yang 他、Hum.Gene Ther.1995,6,1203-1213)、シンシチウムが観察されてきた。 さらに、酸によって誘発される融合誘導性ウイルス膜糖タンパク質は、融合誘発 のための最適pHを変えるよう変異させることが可能である(Steinhauer他、Pr oc.Natl.Acad.Sci.USA 1996,93,12873-12878)。 中性のpHにおいて細胞融合を引起すことのできるポックスウイルスの能力は 、HA生産の欠如と強い相関関係にある(IchihashiおよびDales,Virology,19 71,46,533-543)。野生型のワクシニアウイルスであるHA陽性オルソポック スウイルスは、中性のpHにおいては細胞融合を引起すことはないが、感染した 細胞を酸性pH処理することによって細胞融合を引起すよう誘導され得る(Gong 他、Virology,1990,178,81-91)。これに対し、HA遺伝子を欠く野生型の家 兎痘ウイルスは、中性のpHで細胞融合を引起す。一方、HA陽性オルソポック スウイルスにおけるHAまたはSPI−3(セルピン)遺伝子の不活性化は、中 性pHにおいて、感染した細胞の融合によるシンシチウムの形成をもたらす(Tu rnerおよびMoyer,J.Virol.1992,66,2076-2085)。最近の証拠が示すところ は、SPI−3およびHA遺伝子の生産物が、オルソポックスウイルスの融合誘 発ウイルス糖タンパク質の活性を制御すべく共通の経路を通じて作用し、それに よって野生型ウイルスに感染した細胞の融合を阻止しているということである。 所定のウイルスが細胞と細胞の融合を促進するかどうかは、感染した細胞の種 類に大いに影響される(Poste,Adv.Virus Res.1970,303-356での論評)。同 じウイルス株が、ある種類の細胞においてはシンシチウム形成を大いに引起す一 方で、別の種類の細胞ではそうではなく、しかしどちらの種類の細胞においても 同等に良く複製される場合があることが、多くの例で知られている。細胞の特定 の対において、その一方が特定の融合誘導性膜糖タンパク質複合体を発現してい る場合、その細胞対が互いに融合し合う可能性を決定するのに、多数の宿主細胞 因子が役割を果たしていることが知られている。寄与因子には、適当なプロセシ ングプロテアーゼおよび膜受容体の発現、プラスマ膜の脂質組成(Daya他、 Virology,1988,163,276-283)、およびグリコカリックスの厚さ(Poste,Adv .Virus Res.1970,303-356)が含まれる。 一般に、確立された形質転換細胞系は、形質転換されていない細胞系または初 代細胞よりも、シンシチウム形成をより受けやすい。極体化された上皮細胞に関 しては、(タンパク質分解により活性化された)センダイウイルスエンベロープ 糖タンパク質の基底外側での発現が、細胞融合を誘導するのに必要であることが わかっている。野生型のセンダイウイルスF糖タンパク質は、極体化されたMD CK細胞の頂端領域に向けられ、F糖タンパク質がトリプシンで活性化された場 合でも、細胞融合を誘導することはない。しかしながら、頂端領域および基底外 側領域において双極性で出芽するFタンパク質突然変異体は、その基底外側で発 現したタンパク質がその活性な立体配座にある場合には、MDCK細胞の細胞融 合を誘導することができる(Tashiro他、Arch.Virol.1992,125,129-139)。 シンシチウムが形成されないことは、融合活性がないことを必ずしも示すもの ではない。融合能力を有するもののシンシチウムを生成させることのない、変異 体ヘルペスウイルスおよびパラミクソウイルスが存在する。このような非シンシ チウム表現型は、ある場合には、融合の誘発に関係する膜糖タンパク質に位置す る(Cai他、J.Virol.1988,62,2596-2604)が、ある場合には、他のウイルス 遺伝子に位置する。細胞表面における融合タンパク質の密度もまた、細胞間融合 の可能性を決定する重要な要素の1つである(Gething他、J.Cell Biol.1986 ,102,11-23)。 癌遺伝子治療のための治療用遺伝子 ヒトの悪性腫瘍を遺伝子治療によって治療しようとする試みは、今日まで有効 ではなく、よりよいベクターおよびよりよい治療用遺伝子の必要性は明らかであ る。癌遺伝子治療において、理想的な治療用遺伝子は、以下の性質を有するタン パク質をコードすべきである。 1.局所的バイスタンダー効果をもたらすもの。すなわち、そのタンパク質は、 形質導入された腫瘍細胞とともに形質導入されていないその隣接細胞を殺すべき である。 2.全身性バイスタンダー効果をもたらすもの。通常これは、その治療が、離れ た腫瘍細胞上の腫瘍抗原に対して免疫応答を増強する効果を有することを意味す る。 3.選択性。その治療が、正常な(癌性でない)宿主組織、特に生体の重要器官 に対して過度の損傷を及ぼさないことが重要である。選択性は、治療用遺伝子に よってコードされるタンパク質に本来備わっている性質であってもよく、かつ/ または、その作用モードから生じるものであってもよい。代わりに、または付加 的に、選択性は、治療用遺伝子が非標的細胞に配達されないことを確実にするた めベクターを用いて狙いを定めることによって、あるいは、非標的細胞において 遺伝子発現をもたらすことのない遺伝子調節要素(プロモータ/エンハンサ/サ イレンサ/遺伝子座制御配列)を使用することによって、達成し得る。 治療用遺伝子の現時点において好ましいクラスは以下のとおりである。 (1) 腫瘍細胞の免疫原性を増強するタンパク質をコードする遺伝子。これら は、プロ炎症性サイトカイン、T細胞共刺激因子、および外来MHCタンパク質 を含み、これらは局所的炎症性応答によって局所的バイスタンダー効果をもたら す。局所的炎症性応答は、サイトカインが豊富な環境を作り出す。この環境は、 腫瘍特異的T細胞の補充および活性化による全身性バイスタンダー効果の生成に 有利である。 (2) 腫瘍細胞を「プロドラッグ」感受性にする酵素をコードする遺伝子。チ ミジンキナーゼ遺伝子の転移に関して、ガンシクロビアトリホスフェート(活性 化された薬剤)を緊密な接合を介して隣接する腫瘍細胞へと移転することによる 局所的バイスタンダー効果が認められる証拠がある。しかしながら、多くの腫瘍 はそれに必要とされる緊密な接合を有さず、観察される局所的および全身性バイ スタンダー効果はしたがって、プロドラッグによって殺された細胞に対する局所 的炎症性応答と、それに伴う腫瘍反応性T細胞の活性化によってもたらされるも のと考えられる。 設計され/標的化される融合誘導性ウイルス膜糖タンパク質をコードする遺伝 子は、局所的バイスタンダー効果、全身性バイスタンダー効果(全身性の免疫を 増強することを助ける局所的炎症性応答を促進することによるもの)、および特 異性という、3つの基準すべてを満たすことができるものであり、さらに、先に 述べた治療用遺伝子のグループのいずれよりも優れている候補の中で、これまで 癌遺伝子治療のための治療用遺伝子として使用されたことのなかったものである 。それらは、有効な局所的バイスタンダー効果を生成させる能力を有するもので あり、というのも、それらは、遺伝子修飾された細胞とそれを取囲む形質導入さ れていない細胞との融合を誘導し、その結果、互いに融合したすべての細胞を死 滅させるものであるからである。それらはまた、細胞間の融合を引起すそれらの 能力を増強するよう、したがってそれらの治療能力を増強するように設計するこ ともできる。さらに、たとえば、融合誘導性タンパク質を発現する循環性の腫瘍 細胞が他の腫瘍細胞とのみ融合することができ、したがって正常な宿主組織には 損傷を与えないことを確実にするよう、融合誘導性タンパク質を設計することに よって、細胞間の融合プロセスの特異性を作り出すこともできる。 融合誘導性の膜糖タンパク質をコードする治療用遺伝子 実験的な癌治療においては、複製ウイルスが、腫瘍崩壊性薬剤として広く使用 されてきた(Russell,1994,Semin.Cancer Biol.5,437-443)。使用されて きたこれらウイルスのいくつかは、融合誘導性のウイルス膜糖タンパク質をコー ドすることが知られている。たとえば、おたふく風邪ウイルスの組織培養懸濁液 が、末期の悪性腫瘍を有する90人の患者を治療するために、腫瘍表面への局所 的塗布、腫瘍内接種、経口接種、直腸接種もしくは静脈内接種、または吸入によ って投与された(Asada,1974,Cancer,34,1907-1928)。毒性は最小限であり 、90人の患者のうち37人において、腫瘍が消えるかまたは当初のサイズの半 分以下に減少した。弱い応答がさらに別の42人の患者において観察された。腫 瘍の破壊は、ウイルス投与後数日で最大となり、その後、しばしば、腫瘍の増殖 が長期にわたって抑えられた。これはおそらくは、抗腫瘍性免疫の刺激によるも のである。 この他にも、ヒトの被験者または実験用マウスモデルにおいて癌治療に使用さ れてきた、融合誘導性のウイルス膜糖タンパク質をコードするウイルスには、ウ エストナイル(West Nile)ウイルス、単純ヘルペスウイルス、ロシア極東脳炎 、ニューカッスル病ウイルス、ベネズエラウマ脳脊髄炎、狂犬病、痘疹および水 痘がある(Russell,1994,Eur.J.Cancer,30A,1165-1171)。これらの研究 に おける理論的根拠は、多くのウイルスは形質転換されていない組織においてより も腫瘍性の組織においてより急速に複製しかつ広がり、したがって、宿主に対し てよりも腫瘍に対してより損傷を与えるものと期待できる、というものであった 。 癌ウイルス治療に使用されてきたウイルスの融合誘導性膜糖タンパク質は、感 染した腫瘍細胞が感染していないそれらの隣接細胞と融合するように仕向けるこ とによって、観察された治療効果に寄与し得たとも考えることができよう。しか しながら、癌遺伝子治療のための治療用処方物として使用するために、融合誘導 性膜糖タンパク質をコードする遺伝子を、それらの自然の(本来の)コンテクス トから取出し、ベクターゲノムに挿入することは、これまで提案されてこなかっ た。 発明の概要 本発明は、第1の局面において、悪性疾患の遺伝子治療に使用するための組換 え核酸ベクターを提供する。このベクターは、真核細胞の表面におけるシンシチ ウム誘導性ポリペプチドの発現を誘導する。 好都合には、シンシチウム誘導性ポリペプチドは、ウイルスの融合誘導性膜糖 タンパク質(FMGとして省略し得る)の融合誘導部を少なくとも含む。ある具 体例において、このシンシチウム誘導性ポリペプチドは、ほぼ中性のpH(すな わちpH6〜8)において、シンシチウム形成を誘導できることが好ましい。多 くの適当なFMGが当業者には知られており、それらのいくつかは、この明細書 中、「発明の背景」と題された部分に記載されている。本発明に関し、シンシチ ウムは、組織生検または組織培養の試料において細胞質の多核形成領域として現 われる、細胞と細胞との融合体であると定義することができる。 典型的には、ベクターは、ヒト細胞の表面にシンシチウム誘導性ポリペプチド を発現するように作られたものであり、それにより、正しく発現された場合には 、ポリペプチドは、ヒト細胞がシンシチウム誘導性ポリペプチドを発現しない他 のヒト細胞と融合するように仕向けることができる。 ポリペプチドがウイルスFMGを含む場合には、そのFMGは、他のウイルス 成分から実質的に分離して発現されることが好ましい。ただし、それらが標的細 胞上の融合誘導活性に必須である場合を除く(たとえば、パラミクソウイルスの 「F」および「H」糖タンパク質は双方とも、シンシチウム形成に必要である) 。 さらに、シンシチウム誘導性ポリペプチドを、医療用途のためのその特性を最 適化し、ベクターが天然に存在しないポリペプチドの発現を誘導するように「設 計する」ことがしばしば望まれる。特定の具体例において、FMGは、たとえば MLVまたはGaLVのような、C型レトロウイルスエンベロープタンパク質か らの融合誘導領域を少なくとも含む。細胞質領域がほとんどまたはすべて欠失し たレトロウイルスエンベロープタンパク質は、ヒト細胞に対して高度な融合誘導 活性を示すために、好ましいであろう。 ウイルス膜糖タンパク質には、シンシチウムの形成を誘導するその能力を大い に増強するために、ある種の修飾を導入することができる。たとえば、いくつか のレトロウイルスおよびヘルペスウイルス糖タンパク質の細胞質領域の切詰め( トランケーション)は、それらの融合活性を高め、また時として同時に、それら がビリオン内に組込まれる効率を低下させることが知られている(Rein他、J.V irol.1994,68,1773-1781;Brody他、J.Virol.1994,68,4620-4627;Mulliga n他、J.Virol.1992,66,3971-3975;Pique他、J.Virol.1993,67,557-561; Baghian他、J.Virol.1993,67,2396-2401;Gage他、J.Virol.1993,67,219 1-2201)。加えて、MLVとHTLV−1との間のTM領域交換実験は、細胞間 アッセイにおいては容易に融合誘導を示しかつビリオン内に効率的に組込まれる エンベロープが、必ずしもウイルスと細胞との間の融合誘導性を与えるものでは ないことを示した(Denesvre他、J.Virol.1996,70,4380-4386)。 タンパク質工学によって、新規な結合特異性またはプロテアーゼ依存性を融合 誘導性ウイルス膜糖タンパク質に導入し、それによって、それらの誘導融合活性 を、標的受容体を発現する特定の種類の細胞に向けさせるか、または適当な活性 化プロテアーゼが豊富である特定の微小環境に向けさせることが可能であること が知られている(下記「プロテアーゼターゲット」を参照;また、Cossetおよび Russell,Gene Therapy,1996,3,946-956を参照)。 プロテアーゼターゲット 腫瘍細胞の表面に優先的に発現される多数の膜プロテアーゼが存在するものと 考えられる。それらは、浸潤、転移、補体耐性等の、病気の進行および治療耐性 に寄与する、種々のプロセスに関係している。 補体耐性:ヒト黒色腫細胞系SK−MEL−170は、補体を媒介とする溶解 に耐性である。この補体耐性に対する分子的根拠は、SK−MEL−170細胞 表面に配置されたC3bを急速かつ特異的に切断する、膜プロテアーゼp65に あることが明らかにされている(Ollert他、Cancer Res.1993,53,592-599) 。 前立腺特異的抗原:射出された***は、粘性ゲルへと即座に変換され、これは 、20分以内に液化する。PSAは、セメノゲリン(semenogelin)(射出され た***の凝固した部分において優勢なタンパク質)を切断することでこの液化プ ロセスに関与する、前立腺カリクレイン様セリンプロテアーゼである(Lilja他 、Clin.Invest.1987,80,281-285)。PSAは、前立腺内皮細胞によっての み生成され、これは、前立腺癌の有益なマーカーである。PSAはまた、IGF BP−3を切断して、インスリン様成長因子(IGF−1)に対するその親和力 を大いに減じることがわかっている(Cohen他、J.Endocrinol.1994,142,407 -415)。プラスマ中で流通するPSAは、セルピンに結合されているため不活性 である。一方、自明なこととして仮定されているのは、前立腺癌の転移病巣にお けるPSAの局所的放出が、IGFBP結合タンパク質3を切断することによる IGFIの放出をもたらし、それにより、腫瘍の増殖が増強され得るということ である(Cohen他、J.Endocrinol.1994,Vol.142 p407-415)。 凝固促進プロテアーゼ:癌細胞上のフィブリンの堆積によって、癌細胞が免疫 系から守られる可能性があり、また、転移における凝固酵素の関与が示唆されて いる(Dvorak,Hum.Pathol.1987,18,275-284)。この観点から重要であると 思われる膜結合凝固促進剤には、組織因子(Edwards他、Thromb.Haemostasis, 1993,6,205-213)、ファクターXを直接活性化する酵素(GordonおよびCross ,J.Clin.Invest.1981,67,1665-1671)、およびプロトロンビンを活性トロ ンビンに直接変換するプロテアーゼ(Sekiya他、J.Biol.Chem.1994,269,32 441-32445)が含まれる。 プラスミノーゲン活性化系:プラスミンは、フィブリン、ならびにラミニン、 トロンボスポンジンおよびコラーゲンを含むECMタンパク質を分解し、コラゲ ナーゼのような他の潜在的マトリックス分解プロテアーゼを活性化させる、広い スペクトルのトリプシン様プロテアーゼである。腫瘍細胞によるプロテアーゼ活 性の発現が、基底膜、毛細血管壁、および間隙の結合組織への腫瘍細胞の浸透を 容易にし、腫瘍細胞の他の部位への広がりおよび転移の確立を可能にすると考え られている(Dano他、Adv.Cancer Res.1985,44,139-266)。プラスミノーゲ ンは、約2μMの濃度で通常存在する、豊富な血漿タンパク質(Mr=90,0 00)である。赤血球を除く分析されたほとんどの種類の細胞は、高密度の低親 和性(0.1〜2.0μM)プラスミノーゲン結合部位を有し、この部位は、プ ラスミノーゲンのクリングルドメインと結合するリシン結合部位を認識する(Re dlitzおよびPlow,Clin.Haem.1995,8,313-327)。細胞結合プラスミノーゲ ンは、単一のペプチド結合開裂によって活性化され、ジスルフィド結合された重 鎖(Mr=60,000、5つのクリングルモチーフを含む)と軽鎖(Mr=2 4,000、セリンプロテイナーゼの触媒三つ組残基を含む)とからなるプラス ミンを形成する。プラスミノーゲンのプラスミンへの活性化は、(以下に示す) 細胞結合u−PAまたはt−PAによって第1に媒介される。細胞結合プラスミ ンは、可溶性プラスミンよりも活性であり、血清中に存在するα−2−アンチプ ラスミンによる不活性化に対し耐性であるが、細胞からの解離後に急速に不活性 化される(Stephens他、J.Cell Biol.1989,108,1987-1995)。 ウロキナーゼプラスミノーゲンアクチベータ(u−PA)は、傷が治る間、マ クロファージの侵入中、胚の着床、シグナル導入、浸潤および転移の間、細胞が 媒介するタンパク質分解に関与する。プロuPAは、通常、55kDaの一本鎖 (scuPA)として細胞によって放出され、そのGPI固定化細胞受容体(u PAR−Kd0.05−3.0nM)に結合し、そこで、プラスミンまたは他の プロテアーゼによってその活性(2鎖)形状へと効率的に変換される。 トロンビンは、この活性形のu−PAを不活性化する(Ichinose他、J.Biol .Chem.1986,261,3486-3489)。細胞結合u−PAの活性は、3つの阻害剤、 PAI−1、PAI−2およびプロテアーゼネキシン(PN)によって調節され る。これらの阻害剤は、細胞結合酵素に結合することができ、それにより、該酵 素を 細胞表面からエンドサイトーシス的に隔離する(ConeseおよびBlasi,Clin.Hae matol.1995,8,365-389)。 癌の浸潤では、プラスミノーゲン−プラスミノーゲン活性化因子系の種々の成 分の間に複雑な相互作用があるものと思われる。細胞表面のuPAR集塊は、プ ラスミンを媒介とする細胞周囲のタンパク質分解プロセスを腫瘍の浸潤最前部に 集中させるよう働く。癌細胞、あるいは腫瘍浸潤部位における形質転換されてい ない間質細胞は、プロu−PA、uPAR、PAI−1およびPAI−2を、種 々の量で生産することができ、これら異なる種類の細胞によるその生産は、種々 の刺激によって調節することができる(Laug他、Int.J.Cancer,1992,52,29 8-304;CiambroneおよびMckeown-Longo,J.Biol.Chem.1992,267,13617-1362 2;KesslerおよびMarkus,Semin.Thromb.Haemostasis,1991,17,217-224;Lun d他、EMBO J.,1991,10,3399-3407)。かくして、種々の異なる種類の細胞は 、マトリックスの破壊のために必要とされるタンパク質分解機構のすべての成分 を腫瘍細胞上に集合させるのに寄与することができる。 トリプシン様プロテアーゼ:腫瘍結合トリプシン阻害剤(TATI)は、6− kDaのプロテアーゼ阻害剤であり、そのレベルは、癌が進行した患者において 増大する(Stenman他、Int.J.Cancer,1982,30,53-57)。TATIに対する 標的プロテアーゼの探索において、2つのトリプシン様プロテアーゼがムチン卵 巣腫瘍の嚢胞液から精製されている(Koivunen他、J.Biol.Chem.1989,264, 14095-14099)。それらの基質特異性は、膵臓トリプシン1および2のものと非 常に似ていることが見出され、また、それらがプロウロキナーゼの効率的な活性 化因子ではあるが直接プラスミノーゲンを活性化することはできないことがわか った。 カテプシンD:これは、乳癌細胞によっておよび他の種類の癌細胞によって大 量に分泌される、ペプスタチン感受性リソソームアスパルチルプロテアーゼであ る。カテプシンD分泌細胞からの精製されたカテプシンDおよび調整培地は、p H4.5において細胞外マトリックスを分解するが、中性のpHでは分解しない ことがわかっている(Briozzo他、Cancer Res.1988,48,3688-3692)。したが って、この酵素は、酸性の(pH<5.5)微小環境に放出された場合には、 腫瘍浸潤の重要な促進因子になり得ると考えられる。これを他のプロテアーゼク ラスと区別する1つのファクターは、それが、分泌された後に癌細胞から離れた 所で作用できるということである。 カテプシンB、L:酸性のpHで作用する、ロイペプチン感受性リソソームシ ステイニルプロテアーゼ。 したがって、タンパク質工学による改良を受けやすいと考えられるウイルスF MGの可能な特性は以下のとおりである。 (1) 融合が媒介される際のpH(他にも説明されるように、多くのウイルス FMGは酸性のpHにおいてのみ融合を媒介するが、これに対し、中性pHにお ける融合がしばしば好まれ得る)。 (2) ある種のプロテアーゼにさらされた際の融合機能の活性化(これは、腫 瘍細胞の表面またはその近辺における局所的な活性化につながり得る。腫瘍細胞 の多くは、本明細書中「プロテアーゼターゲット」と題された部分において説明 したように、腫瘍結合プロテアーゼを分泌または発現する。したがって、FMG は、腫瘍細胞を攻撃目標とすることができる)。 (3) 天然のFMGの修飾(たとえば、アミノ酸の置換、切り詰め(トランケ ーション)、またはキメラFMGの生産)−キメラFMGは、FMGを特定の細 胞表面マーカーに向けさせる新規な結合特異性を含み得るか、あるいは、異なる 複数のタンパク質からの他の望ましい特性を組合わせ得る。 要約すると、多数のウイルス膜糖タンパク質またはそれらの組合せが知られて おり、それらは、哺乳類細胞の表面で発現される場合、哺乳類細胞がウイルス膜 糖タンパク質を発現しない隣接細胞と融合し、生存能力のないシンシチウムを形 成するように仕向けることができる。このプロセスを媒介するタンパク質は、融 合誘導活性を高めるよう(たとえばその細胞質領域の一部分またはすべての欠失 によって)、受容体特異性を変更するよう(たとえば他の結合特異性を有するポ リペプチドに融合することによって)、あるいは新規のプロテアーゼ依存性を目 的として、設計することができる。 第2の局面において本発明は、ヒトの患者における悪性疾患を治療するための 方法を提供する。この方法は、患者に対し、ヒト細胞においてシンシチウム誘導 性ポリペプチドの発現を誘導する組換え核酸を投与することを含み、それにより 、組換え核酸を取込む患者の細胞(「指標」細胞)は、悪性疾患を引き起こして いる癌性細胞(「標的」細胞)と融合するようになる。 特定の具体例において、核酸は、(トランスフェクション、形質導入または形 質転換等の、種々の知られた標準的な方法のいずれかによって)インビトロで適 当なヒトの指標細胞に導入され、次いでその指標細胞は、患者に導入され、そこ で、標的細胞に対して融合誘導作用を発揮することができる。 本発明のFMGは、癌遺伝子治療のためにさまざまな方法で使用することがで きる。FMGが発現される第1の標的細胞(指標細胞)は、静止した細胞(たと えば、塊となった腫瘍中の腫瘍性細胞または間質要素)であってもよく、移動性 の細胞(たとえば、Tリンパ球、Bリンパ球、および他の造血細胞、あるいは血 液学的悪性腫瘍における移動性の腫瘍性細胞)であってもよい。(FMGを発現 する標的細胞がそれに融合する)二次的標的細胞もまた同様に、静止した細胞で あっても移動性の細胞であってもよい。標的細胞はエクスビボまたはインビボで 、FMGコードベクターによって形質導入され得る。どのベクター系も、それが ウイルス性であるか非ウイルス性であるかに関わらず、FMG遺伝子を標的細胞 に配達するのに使用することができる。標的化要素(狙いを定めるための要素) を、標的細胞への遺伝子デリバリーの的確性を高めるためにベクター処方物中に 含ませてもよいし、また、FMG遺伝子の発現が選ばれた標的細胞に限られるの を確実にするために、ベクターゲノムに組織/腫瘍選択的調節要素を含ませても よい。 したがって、FMGをコードする遺伝子は、治療効果を得るために種々の方法 で使用することができる。すべての場合において目指すのは、FMGを発現する 指標細胞と望ましくない標的細胞を融合させることによって、その望ましくない 標的細胞を破壊することである。したがって、遺伝子移転の最初の標的となるの は指標細胞であるが、治療のための戦略の最終的な標的は、それらが融合する細 胞である。多種多様の治療戦略が考えられ得る。 たとえば、プロトコルの目標が患者の腫瘍性細胞を破壊することである場合、 指標細胞は腫瘍性である必要はない。腫瘍選択的FMGを発現する移動性のTリ ンパ球は、腫瘍性細胞とのみ、シンシチウムを形成する可能性がある。塊となっ た腫瘍中の間質細胞、血管内皮細胞、または腫瘍性細胞における、腫瘍選択的( あるいは、非選択的が最良ではない)FMGの局所的発現は、隣接する腫瘍性細 胞のシンシチウムへの補充(取込み)をもたらす可能性がある。 白血病および他の血液原性悪性腫瘍について、血管内皮細胞または間質骨髄細 胞内での白血病選択的FMGの発現は、循環する白血病細胞の静止したシンシチ ウムへの補充(取込み)をもたらす可能性がある。一方、循環するT細胞または 白血病細胞自体での白血病選択的FMGの発現は、ひどく浸潤された組織におい てこれらの細胞が白血病細胞シンシチウムを形成し始めることを可能にするか、 または、白血球細胞の再循環シンシチウムへの補充(取込み)をもたらす可能性 がある。 第3の局面において本発明は、悪性疾患の遺伝子治療における組換え核酸ベク ターの使用を可能にする。このベクターは、シンシチウム誘導性ポリペプチドの 真核細胞表面での発現を誘導する配列を含む。 第4の局面において本発明は、ヒトの患者における悪性疾患を治療するための 医薬を調製するのに使用するための組換え核酸ベクターを提供する。このベクタ ーは、シンシチウム誘導性ポリペプチドの真核細胞表面での発現を誘導する配列 を含む。 第5の局面において本発明は、本発明の上述の第1の局面による組換え核酸ベ クターを含む、宿主細胞を提供する。この細胞は、典型的に真核細胞(特にヒト の細胞)であり、望ましくはその表面でシンシチウム誘導性ポリペプチドを発現 するものである。本発明はまた、医薬として許容される担体と混合して本発明の 第1の局面による組換え核酸ベクターを含む医薬組成物を提供し、さらに、医薬 として許容される担体と混合して、本発明の第1の局面による組換え核酸ベクタ ーを含有する真核細胞を含む医薬組成物を提供する。 本発明によるベクターは、患者に直接投与してもよい。あるいは、本発明によ るベクターは、エクスビボの方法を利用して投与してもよく、それによって細胞 は、患者またはドナーから取出され、ベクターで形質導入され、そして、その患 者に再び移植される。ベクター、またはベクターを含有する宿主細胞は、予防の ために投与してもよいし、あるいは、悪性疾患もしくは治療に適する他の症状を 有する患者に投与してもよい。投与は、デリバリー媒体(たとえばリポソーム) を使用して行なってもよく、あるいは、イオントホレシス、電気穿孔もしくは他 薬理学的に認められたデリバリー方法を伴ってもよい。投与の経路はとりわけ、 筋肉内、静脈内、エアロゾル吸入、経口、局所、全身、接眼または腹腔内の経路 を含み得る。 以下、本発明を具体例により、添付の図面を参照してさらに説明する。 図面の簡単な説明 図1から図3は、組換え核酸ベクターを再現する模式図である。図2において 、CMVはCMVプロモータであり、図1および図3において、LTRは長い末 端反復配列である。図3において、phleorはフレオマイシン耐性遺伝子であり、 図2および図3において、IEGRリンカー配列はFXaプロテアーゼのための プロテアーゼ切断シグナルである。*は終結コドンを示す。 図4は、TELCeB6トランスフェクタント、pFBH、pFBH EGFR- 、pFBH XEGFR-、pFBH IGF、pFBH XIGF、および対 照の形質導入されていないTELCeB6から調製された、細胞溶解産物の免疫 ブロットであり、抗MV H抗血清でプローブ(標識)されている。 図5は、X−ガル染色後の、細胞間融合アッセイにおける大型C170シンシ チウムを示す拡大図である。キメラMV Hタンパク質は、シンシチウム形成を 示すが、これは、非修飾Hタンパク質のそれよりも低いレベルである。 図6は、先端が切詰められた高融合誘導性のGaLVエンベロープタンパク質 の、DNAおよびアミノ酸配列を示す。 図7は、さらなる組換え核酸ベクターを再現する模式図である。図7において 、斜線を付したボックスは、FXa切断シグナルであって、薄く影を付したボッ クスは、成熟した(残基43〜653のみの)GaLVエンベロープである。濃 く影を付したボックスは、モロニーMLVエンベロープの残基633〜674で あり、polyAはポリアデニル化シグナル、Lはリーダー配列である。 癌の遺伝子治療のための(標的化)融合誘導性膜糖タンパク質をコードする遺伝 子の医療における使用の実証 麻疹ウイルスのFおよびH糖タンパク質は、同じ細胞で同時に発現されると、 隣接する細胞との細胞間融合を媒介することができる。ただし、隣接する細胞が 麻疹ウイルス受容体(CD46)を発現するものとする。ヒトの細胞はCD46 麻疹ウイルス受容体を発現するが、ネズミの細胞はそれを発現しない。以下に説 明する実験においては、麻疹ウイルスFおよびH遺伝子を移転することのできる レトロウイルスベクターを使用して、癌治療のために狙いを定めたまたは狙いを 定めていない融合誘導性ウイルス膜糖タンパク質をコードする遺伝子治療ベクタ ーの治療上の可能性を実証する。これらベクターは、腫瘍細胞に遺伝子を直接移 すのに、または、非腫瘍細胞の形質導入のために使用することができ、それらは その後、選択的な抗腫瘍作用のために用いられる。 例1 麻疹ウイルスFおよびH糖タンパク質をコードするレトロウイルスベクタ ープラスミドの構築。 図1に模式的に示すプラスミド(実際に即した比率ではない)は、標準的なク ローニング法を使用して構築される。図1に関連して、LTR=モロニーマウス 白血病ウイルスの長い末端反復配列、Ψ=モロニーマウス白血病ウイルスパッケ ージングシグナル、IRES=ポリオウイルス内部リボソーム侵入部位、H=麻 疹ウイルスH糖タンパク質コード配列、F=麻疹ウイルスF糖タンパク質コード 配列、PHLEO=フレオマイシン耐性マーカーであって、点線は(pUCまた はpBR322ベースのいずれかの)ベクターの骨格を表わす。簡単に言えば、 麻疹ウイルスH遺伝子のコード配列は、pCGH5(Cathomen他、1995,Virolo gy,214,628-632)から、(NotIおよびClaIクローニング部位が隣接す る、ポリオウイルス内部リボソーム侵入部位を含む)レトロウイルスベクタープ ラスミドpGCPのNotI部位にクローニングされる。麻疹ウイルスF遺伝子 はその後、pCGF(Cathomen他、1995,Virology,214,628-632)から同じベ クターのClaI部位、内部リボソーム侵入部位の5’にクローニングされ、p HFと命名するベクターを生成させる。フレオマイシン選択性マーカー遺伝子は 、次いで、その5’LTRの5’でベクターに導入される。 1.2 レトロウイルスベクターストックの調製 プラスミドpHFは、ネズミ線維芽細胞から誘導された両種指向性のレトロウ イルスパッケージング細胞系にトランスフェクションされる。適当なパッケージ ング細胞系は広く入手可能であり、それらは、NIH3T3から誘導された細胞 系PA317およびGP+envAM12を含む。安定してトランスフェクショ ンされたパッケージング細胞は、フレオマイシン50μg/ml中で選択され、 麻疹ウイルスFおよびH遺伝子をヒトおよびネズミの標的細胞に効率的に移転す ることのできる、HFレトロウイルスベクター源として使用される。 1.3 細胞間融合を導入することによって多核シンシチウムの形成を引き起こ す、移植可能なヒト腫瘍細胞系の形質導入 HFレトロウイルスベクターストックを使用して、ヒト腫瘍細胞系のパネルを 形質導入する。これらをその後、多核シンシチウムの形成に関して観察するが、 これは、細胞のレトロウイルス形質導入後、最大で24〜72時間かかるものと 予測される。腫瘍細胞系は、形質導入の前に集密近くまで増殖させる。このアッ セイのために使用できる腫瘍細胞系の例として、A431(類表皮癌)、HT1 080(線維肉腫)、EJ(膀胱癌)、C175(結腸癌)、MCF7(乳癌) 、HeLa(子宮頸癌)、K422(小胞リンパ腫)、およびU266(骨髄腫 )がある。検査されたヒト腫瘍細胞系のすべてではないにせよほとんどは、HF レトロウイルスベクターで形質導入した後すぐに、活発な細胞間融合を示す。 1.4 移植可能なヒト腫瘍細胞系のヌードマウスへの接種、ならびにその後の HおよびF遺伝子の腫瘍沈着物へのインビトロ転移:機能し得る免疫系が存在し ない場合に、融合誘導性膜糖タンパク質が腫瘍の破壊を媒介することの実証。 マウスのわき腹に、107個のヒト腫瘍細胞を皮下接種する。この実験に使用 するのに適当な細胞系は、上記1.3に記載されるものである。腫瘍細胞を皮下 接種した後、1日〜14日の間で、増殖する腫瘍異種移植片に、濃縮HFレトロ ウイルスベクターストック、または、麻疹Fまたは麻疹H糖タンパク質のいずれ かをコードする対照のベクターストックを接種する。HFレトロウイルスベクタ ーの接種によって、腫瘍の増殖は遅らされるかまたは完全に阻害されるが、対照 の(HまたはFのみの)ベクターの接種によってはそのような結果は得られない 。 1.5 ネズミ線維芽細胞の形質導入;細胞間融合が起こらず多核シンシチウム が存在しない場合。 HFレトロウイルスベクターストックを使用して、ネズミNIH3T3線維芽 細胞を形質導入し、その後、多核シンシチウムの形成を観察する。細胞間融合は 起こらず、多核シンシチウムも観察されない。 1.6 HF形質導入されたネズミ線維芽細胞を形質導入されていないヒト腫瘍 細胞と混合することで、HF形質導入されたネズミ線維芽細胞と形質導入されて いないヒト腫瘍細胞との間の細胞間融合が起こり、多核シンシチウムが形成され る。 HFレトロウイルスベクターストックを使用して、ネズミNIH3T3線維芽 細胞を形質導入する。これにその後、形質導入されていないヒト腫瘍細胞系を、 1:1〜1:10,000の種々の比率で混合する。混合された細胞群をその後 、高い密度で平板培養し、多核シンシチウムの形成を観察する。細胞間融合が、 HF形質導入されたNIH3T3線維芽細胞と形質導入されていないヒト腫瘍細 胞との間で起こり、多重ハイブリッドシンシチウムの形成がもたらされる。シン シチウムのそれぞれは、形質導入された1つのNIH3T3細胞を核とする。シ ンシチウムは、形質導入されていないNIH3T3細胞と形質導入されていない ヒト腫瘍細胞とを混合した対照培養においては観察されない。 1.7 HF形質導入されたネズミ線維芽細胞と形質導入されていないヒト腫瘍 細胞との混合物のヌードマウスへの接種:融合誘導性膜糖タンパク質を発現する 細胞が、形質導入されていないヒト腫瘍細胞のシンシチウムへの補充によって腫 瘍の破壊を媒介することの実証。 HFレトロウイルスベクターストックを使用して、ネズミNIH3T3線維芽 細胞を形質導入し、それをその後、形質導入されていないヒト腫瘍細胞系と、1 :1〜1:10,000の種々の比率で混合する。103個から107個のHF形 質導入されたNIH3T3細胞と混合された107個の腫瘍細胞を含有する混合 細胞群をその後、ヌードマウス(BALBCnu/nu)のわき腹に皮下接種す る。マウスの皮下腫瘍の増殖をモニタし、その直径を毎日記録する。対照マウス には、107個の形質導入されていないヒト腫瘍細胞を接種する。腫瘍の増殖 は、麻疹ウイルスFおよびH糖タンパク質を発現する、混合されたHF形質導入 NIH3T3線維芽細胞によって遅らされるかまたは完全に阻害されるが、混合 された形質導入されていないNIH3T3線維芽細胞によっては阻害されない。 例2 麻疹H糖タンパク質上のEGFおよびIGFの提示 材料および方法 プラスミドの構築 非修飾麻疹ウイルス(MV)FおよびMV Hタンパク質をそれぞれ、発現プ ラスミドpCG−FおよびpCG−Hによってコードした(Catomen他、Virolog y 214 p628,1995)。キメラMV H発現構造物を作るために、まず、pCG− H中のSfiI部位を欠失させ、それにより、我々の提示リガンドをSfiI/ NotIフラグメントとして導入することができるようにした。これは、Sfi IでpCG−Hを消化し、大腸菌DNAポリメラーゼのクレノウフラグメントお よびdNTPを使用して付着末端を端末充填し、次いで、精製物を再結合するこ とによって行なった。この構造物をテストして、それがなお細胞融合アッセイに おいて機能し得るかどうかをチェックした(下記参照)。我々はここで、リガン ドをSfiI/NotIフラグメントとして挿入することを可能にするであろう 、構造物を作ることができた。構造物pCG−H SfiI/NotIは、MV H配列のC末端においてSfiI/NotIクローニング部位を導入するが、 この構造物を作るために、オリゴヌクレオチドHXmabak(5'-CCG GGA AGA TGG AAC CAA TGC GGC CCA GCC GGC CTC AGG TTC AGC GGC CGC ATA GTA GA-3', Seq ID No.1)およびHSpefor(5'-CTA GTC TAC TAT GCG GCC GCT GAA CC T GAG GCC GGC TGG GCC GCA TTG GTT CCA TCT TC-3',Seq ID No.2)を作った。 これら2つのオリゴヌクレオチドは、ともにアニーリングされると、XmaIお よびSpeI付着末端を有する、DNAフラグメントを形成する。このフラグメ ントを、XmaI/SpeI消化pCG−H(Sfi−)骨格に連結した。この 構造物の正しい配列は、DNA配列決定によって確認した。 MV H配列のC末端においてSfiI/NotIクローニング部位の前にF Xaプロテアーゼ切断シグナルがある、構造物pCG−H FXSfiI/No tIを作るために、オリゴヌクレオチドHXmaFXbak(5'-CCG GGA AGA T GG AAC CAA TAT CGA GGG AAG GGC GGC CCA GCC GGC CTC AGG TTC AGC-3',Seq I D No.3)およびHNotFXfor(5'-GGC CGC TGA ACC TGA GGC CGG CTG GGC CGC CCT TCC CTC GAT ATT GGT TCC ATC TTC-3',Seq ID No.4)を作った。これ ら2つのオリゴヌクレオチドは、ともにアニーリングされると、XmaIおよび NotI付着末端を有するDNAフラグメントを形成する。このフラグメントを 、XmaI/NotI消化pCG−HSfiI/NotI骨格に連結した。この 構造物の正しい配列は、DNA配列決定によって確認した。構造物pCG−H EGFR-、pCG−H XEGFR-、pCG−H IGFおよびpCG−H X IGFを、pEGFR-GS1A1(Peng,PhD Thesis)およびpIGFA1(I A)(WO97/03357,Russell他)からのSfiI/NotI EGFおよびIG Fフラグメントを、それぞれ、SfiI/NotI消化pCG−H SfiI/ NotIおよびpCG−H FXSfiI/NotIに移すことによって作った 。図2はこれら4つの構造物を模式的に再現する。 哺乳類の細胞中にキメラHタンパク質を安定に発現させることができるように するには、発現構造物中に選択可能なマーカーを入れる必要がある。これは、そ のC末端においてSfiI/NotIクローニング部位を有するMV H遺伝子 全体を、エンベロープ発現構造物であるEMo1に移すことによって達成された (Cosset他、J.Virol.69p6314,1995)。そして、pFBH SfiI/No tを作るために、pCG−H SfiI/NotをClaIおよびSpeIで切 断し、SfiI/NotIクローニング部位を有するH遺伝子を放出させ、さら に、EMo1をXbaIおよびClaIで切断し、EGFおよびMoエンベロー プ配列を取出し、骨格を得た。これら双方のフラグメントの付着末端を、大腸菌 DNAポリメラーゼのクレノウフラグメントおよびdNTPを使用して端末充填 した。骨格を、ホスファターゼで分解し、精製したフラグメントをともに結合し た。この構造物を、その正しい配向について分析用消化物でチェックした。構造 物pFBH FXSfiI/Notを作るために、pCG−H FXSfiI/ NotをNsiIおよびNotIで切断し、FXaプロテアーゼ切断シグナルお よびそのC末端にSfiI/NotIクローニング部位を有するH配列の部分 を放出させた。pFBH SfiI/Notもまた、NsiIおよびNotIで 切断し、骨格を得た。これら2つのフラグメントをともに結合した。この構造物 を、その正しさについて配列決定によりチェックした。構造物pFBH EGFR- 、pFBH XEGFR-、pFBH IGFおよびpFBH XIGFを、p EGFR-GS1A1およびpIGFA1からのSfiI/NotI EGFおよ びIGFフラグメントを、それぞれ、SfiI/NotI消化pFBHSfiI /NotおよびpFBH FXSfiI/NotIに移すことによって作った。 図3は、これら4つの構造物を模式的に表す。C末端伸長物のない、構造物pF BHを作るため、pCG−HをClaIおよびSpeIで切断し、H遺伝子を放 出させ、また、EMo1をXbaIおよびClaIで切断して、EGFおよびM oエンベロープ配列を取出し、骨格を得た。これら双方のフラグメントの付着末 端を、大腸菌DNAポリメラーゼのクレノウフラグメントおよびdNTPを使用 して端末充填した。骨格をホスファターゼで分解し、精製したフラグメントをと もに結合した。この構造物を、その正しい配向について分析用消化物によりチェ ックした。 細胞系 C170細胞、ヒトの結腸癌細胞系(Durrant他、Br.J.Cancer 53 p37,198 6)およびヒトA431細胞(ATCC CRL1555)を、10%ウシ胎児 血清が補足されたDMEM中で増殖させた。細胞と細胞の融合を容易に検出する ことができるように、C170およびA431細胞を、TELCeB6プロデュ ーサー細胞(Cosset他、J.Virol.69 p6314,1995)から収集したAウイルスの 上澄みで感染させた。この上澄みは、核局所化シグナルで標識されたβ−ガラク トシダーゼをコードする遺伝子を移転する。細胞の単一コロニーを増殖させ、青 に染まったクローンを取出した。これら青に染まったC170およびA431細 胞を使用して細胞融合アッセイを行なった。種々のMV H発現構造物、pFB H、pFBH EGFR-、pFBH XEGFR-、pFBH IGFおよびpF BH XIGF(5mgDNA)を、30mlのSuperfect(Qiagen) を使用してTELCeB6細胞(Cosset他、J.Virol.69 p7430,1995)にトラ ンスフェクションした。安定したフレオマイシン(50mg/m l)耐性コロニーを広げ、プールした。細胞は、10%ウシ胎児血清が補足され たDMEMにおいて増殖させた。 免疫ブロット 細胞溶解産物を得るために、MV H構造物で安定にトランスフェクションさ れたTELCeB6細胞を、1%トリトンX−100、0.05%SDS、5m g/mlデオキシコール酸ナトリウム、150mM NaClおよび1mM フ ェニルメチルスルホニルフルオライドを含有する、20mM トリス−HCl緩 衝液(pH7.5)中で溶解した。溶解産物は、4℃で10分間インキュベート し、その後、10分間10,000×gで遠心分離にかけて、望ましくない核を ペレット化した。細胞溶解産物のアリコート(50μl)をその後、還元状態下 、10%ポリアクリルアミドゲル上で分離し、次いで、タンパク質をニトロセル ロース紙(NC)(Amersham)上に移した。このNCは、室温で30分間、PB S−0.1%トゥイーン20(PBST)中5%脱脂乳粉(Marvel)でブロック した。MV Hタンパク質は、(University of Zurich,Roberto Cattaneoから の提供物である)Hタンパク質のアミノ末端から得られたペプチドに対して誘導 したMV H特異的ウサギ血清(3000中1)とともにNCを3時間インキュ ベートすることによって検出された。PBSTで入念に洗浄した後、NCは、西洋 わさびペルオキシダーゼ抱合ブタ抗ウサギ抗体(3000中1)(DAKO,Denmar k)とともに、室温で1時間インキュベートした。タンパク質は、強化された化 学発光キット(Amersham Life Science,UK)を使用して視覚化した。 細胞と細胞の融合アッセイ 青に染色されたC170およびA431細胞を、6ウェルプレートに5×105 細胞/ウェルで播き、37℃で1晩インキュベートした。MV H発現構造物 であるpCG−H、pCG−H EGFR-、pCG−H XEGFR-、pCG− H IGFおよびpCG−H XIGFを、MV F発現構造物であるpCG− Fとともに、C170およびA431細胞に共導入した。このトランスフェクシ ョンは、当該プラスミド2.5mgおよび15mlのSuperfectを使用 して行った。トランスフェクション後、それらの細胞を、シンシチウムが明確に 見えるようになるまで、48時間〜72時間、通常の培地でインキュベートした 。 β−ガラクトシダーゼ活性を検出するためのX−ガル染色は、上述のとおりに行 なわれた(Takeuchi他、1994)。融合の効率を記録した(−:シンシチウムなし 、+:明らかなシンシチウム、++:豊富なシンシチウム)。 結果 キメラMV H発現構造物の構築 リガンドEGFおよびIGFがファクターXa切断可能リンカーとともにある いは当該リンカーなしでHタンパク質のC末端において融合されるキメラMVH タンパク質をコードする、一連の発現構造物を作った(図2および図3)。図2 は、CMVプロモータによって駆動される構造物を示すが、これらの構造物は哺 乳類細胞における選択のための選択可能なマーカーを含んではいない。図3にお ける構造物の発現は、レトロウイルスLTRによって駆動され、これらの構造物 は哺乳類細胞における選択のための選択可能なマーカーである、フレオマイシン を含む。 キメラMV Hタンパク質の発現 種々のMV H発現構造物、pFBH、pFBH EGFR-、pFBH XE GFR-、pFBH IGFおよびpFBH XIGFを、TELCeB6細胞中 に安定にトランスフェクションした。免疫ブロットは、これら安定なTELCe B6トランスフェクタントから調製された細胞溶解産物について行なった。図4 は、すべてのキメラMV Hタンパク質が、野生型のMV Hタンパク質のレベ ルに匹敵するレベルまで発現されたことを示している。さらに、このブロットは 、提示された領域がキメラMV H糖タンパク質から自然に切断されていないこ とも示している。 細胞間融合アッセイ MV H発現構造物であるpCG−H、pCG−H EGFR-、pCG−H XEGFR-、pCG−H IGFおよびpCG−H XIGFを、MV F発現 構造物であるpCG−Fとともに、β−ガラクトシダーゼを発現するC170お よびA431細胞に共導入した。これらの細胞は、トランスフェクション後72 時間の時点で、細胞間融合の検出を容易にするためにX−ガル基質で染色された 。アッセイの結果を、表1および表2ならびに図5に示す。キメラMV Hタン パ ク質は、C170細胞中では細胞間融合の強い誘導物質であったが、その強さは 、非修飾Hタンパク質に比較してわずかに小さかった(表1、図5)。A431 中の細胞間融合は、非修飾MV Hタンパク質が細胞間融合の強い誘導物質であ ったのに比べて、キメラHタンパク質では認められなかった(表2)。 この結果は以下のことを明らかにする。 1) 外来のポリペプチドは、MV Hタンパク質の最C末端への融合物として 提示され得る。 2) キメラH糖タンパク質は、効率的に発現され、かつ細胞間融合アッセイに おいて機能し得る。 3) 提示されたリガンドは、細胞間融合の特異性を標的とすることができる。 表1 この表は、β−ガラクトシダーゼを発現するC170細胞についての細胞間融 合の結果を示す。キメラMV Hタンパク質は、非修飾F糖タンパク質とともに 発現される場合、細胞間融合の強い誘導物質である。−=シンシチウムなし、+ =明らかなシンシチウム、++=豊富なシンシチウム。 表2 この表は、β−ガラクトシダーゼを発現するA431細胞について細胞間融合 アッセイの結果を示す。非修飾MV Hタンパク質は、非修飾F糖タンパク質と ともに発現する場合、細胞間融合の強い誘導物質である。しかし、キメラMV Hタンパク質は、シンシチウムの形成を示さない。−=シンシチウムなし、+= 明らかなシンシチウム、++=豊富なシンシチウム。 例3 細胞質の尾部が切詰められたGALVエンベロープがヒト腫瘍細胞系に対 し高融合誘導性であることの実証 材料および方法 使用されるプラスミド 麻疹ウイルス(MV)FおよびMV Hタンパク質の発現構造物を、それぞれ 、発現プラスミドpCG−FおよびpCG−Hによってコードした(Catomen他 、Virology 214 p628,1995)。FBdelPGASAFは野生型のGALVエ ンベロープをコードし、FBdelPGASAF−fusは、細胞質尾部を欠く C末端が切詰められたGALVエンベロープをコードする(添付の配列、図6を 参照)。 細胞系 ヒトC170(Durrant他、Br.J.Cancer 53 p37,1986)、ヒトA431細 胞(ATCC CRL1555)、ヒトTE671(ATCC CRL8805 )、ヒトHela(ATCC CCL2)およびネズミの細胞系NIH3T3を 、10%ウシ胎児血清で補足されたDMEM中で増殖させた。これら細胞系のす べては、NIH3T3を除いて、GALVエンベロープおよびMV H糖タンパ ク質のための受容体を有する。 細胞間融合アッセイ 細胞を、6ウェルプレートに5×105細胞/ウェルで播き、37℃で1晩イ ンキュベートした。融合誘導性および非融合誘導性プラスミド、FBdelPG ASAFおよびFBdelPGASAF−fusをトランスフェクションし、ま た、MV HおよびF発現構造物、pCG−HおよびpCG−Fを、細胞系のパ ネルにトランスフェクションした。このトランスフェクションは、2.5mgの 当該プラスミド、および15mlのSuperfect(Qiagen)を使用して実 行した。トランスフェクション後、細胞は、シンシチウムが明らかに認められる ようになるまで、48時間〜72時間、通常の培地でインキュベートし、その際 、融合の効率を記録した(−はシンシチウムなし、+は明らかなシンシチウム、 ++は豊富なシンシチウム)。 結果 細胞間融合アッセイ 融合誘導性および非融合誘導性プラスミドならびにMV HおよびF発現構造 物を、細胞系のパネルにトランスフェクションした。それら細胞は、72時間放 置した後に、細胞間融合を記録した。このアッセイの結果を表3に示す。融合誘 導性GALV構造物は、MV FおよびHタンパク質が示すのと同様のパターン の融合能力を示す。 表3 この表は、細胞系のパネルについての細胞間融合アッセイの結果を示す。−= シンシチウムなし、+=明らかなシンシチウム、++=豊富なシンシチウム。 例4 GALVエンベロープ上のEGFの提示 材料および方法 エンベロープ発現プラスミドの構築 エンベロープ発現プラスミドGALVMoTは、Xba1およびCla1制限 部位を尾部に持つプライマーGalvrevXbaおよびGalvforcla 2を使用して、プラスミドpMOVGaLVSEATOenv(Wilson他、J.V irol.63,2374-2378,1989)からの、GaLVenvをコードするcDNAを PCR増幅することによって、構築した。これらPCR生成物を、次いで、Xb a1およびCla1消化の後、プラスミドFBMoSALF中に連結した。 キメラエンベロープ発現プラスミドEXGaLVMoTを、プライマーgal vslqおよびgalvforcla2を使用して、プラスミドpMOVGaL VSEATOenvからのGALVenvをコードするcDNAをPCR増幅す ることによって構築した。プライマー「galvslq」は、Not1制限部位 を尾部に持ち、ファクターXa切断シグナル(IEGR)のためのコード配列を 含んだ。PCR生成物を、Not1およびCla1消化の後、プラスミドEMo 中に連結した。これらプライマーの配列を下に示す。制限酵素部位には下線を付 し、ファクターXa切断シグナルのためのコード配列は太字で示した。 どちらの構造物の正しい配列も、ジデオキシ配列決定法によって確認された。 これら構造物の模式的再現を図7に示す。 ベクター生成 エンベロープ発現プラスミドを、gag−pol発現プラスミドおよびnls LacZレトロウイルスベクターを含有する、TELCeB6補足細胞系にトラ ンスフェクションした。安定なトランスフェクタントを50μg/mlフレオマ イシンで選択し、プールした。 標的細胞の感染 トランスフェクションされたTELCeB6補足細胞系の細胞を37℃で集密 まで増殖させ、その後1日ないし3日間32℃で放置した後に、その細胞系から 上澄みを収集した。培地を取替えて、1晩インキュベーションした後に、上澄み を収集して0.45μmフィルタで濾過した。次いで濾過した上澄みを使用して 、標的細胞を感染させた。付着性の標的細胞は、感染に先立つ晩に、ウェルあた りおよそ105個の細胞で、6ウェルプレートにおいて平板培養し、37℃で1 晩インキュベートした。懸濁細胞を、感染の1時間前に、ウェルあたりおよそ1 06個の細胞で、6ウェルプレートにおいて平板培養した。血清を含まない培地 の濾過されたウイルス上澄みを、標的細胞に加えて、8mg/mlのポリブレン 存 在下で、2時間ないし4時間インキュベートした。ファクターXa開裂を伴う感 染のために、ウイルスを、感染に先立って90分間、2.5mMのCaCl2の 存在下、ファクターXaプロテアーゼ4mg/mlとともにインキュベートした 。レトロウイルスの上澄みをその後標的細胞から取除き、培地を通常の培地に取 替えた。細胞は37℃でさらに48時間ないし72時間、置いた。β−ガラクト シダーゼの活性を検出するため、X−ガル染色をその後行った。 結果 HT1080細胞におけるGaLVMoTおよびEXGaLVMoTの力価検定 これらのベクターをHT1080細胞、すなわちヒトEGF受容体陽性細胞系 について力価検定したとき、GaLVMoTの力価は106efu/mlであっ たのに対し、EXGaLVMoTの力価は3.6×103efu/mlであった 。しかしながら、提示された領域を切断するために、感染の前にファクターXa プロテアーゼとともにベクター上澄みをインキュベートしたときには、GaLV MoTの力価は106efu/mlのままであったのに対し、EXGaLVMo Tの力価は3.6×104/mlに増加した(表4)。 MDBK細胞におけるGaLVMoTおよびEXGaLVMoTの力価検定 これらのベクターをMDBK細胞、すなわちウシのEGF−R陽性細胞系につ いて力価検定した場合にも、同様の結果が得られた。EXGaLVMoTの力価 は、GaLVMoTと比較して低かったが、プロテアーゼ開裂時には10倍に増 加した(表4)。 EXGaLVMoTによる造血細胞の感染 2つのEGF−R陰性造血懸濁細胞系、HMC−1およびMeg−O1をEX GaLVMoTで感染させ、それぞれ28.8%および31.65%の力価(青 色細胞のパーセンテージで表わす)を得た。これらの結果は、ベクターEXAに ついて先に出版されたものと同様である(Fielding他、Blood 91,1-10,1998) 。EGF−R陽性細胞に関する上に示したデータと関連付けると、これは、提示 ドメインが受容体に依存する態様で感染能の低下を引起すという、EXAベクタ ーに似た特性をEXGaLVMoTが示すことを示唆している。 表4 EGF−R陽性細胞におけるGaLVベクターの力価 結論 1.野生型(GALVMoT)およびキメラテナガザル(Gibbon Ape)白血病ウ イルスエンベロープ発現構造物を構築し、MLV gag−polコア粒子およ びモロニーMLV nlsLacZレトロウイルスベクターを含有するレトロウ イルスベクター粒子に組込んだ。 2.野生型およびEGFキメラベクターは双方とも、ヒト細胞系を感染させるこ とができる。 3.EGFキメラの力価は、EGF受容体陽性細胞系においてかなり減じられ、 また、提示ドメインのファクターXa開裂によって増加し得る。力価における最 大の低減は、密度が最高のEGF受容体を有する細胞系において見られる。 4.したがって、テナガザル白血病ウイルスSU糖タンパク質のN末端伸長物と してのEGFの提示は、ウイルスの親和性の変化をもたらし、これは、ネズミ白 血病ウイルスエンベロープにおけるEGFの提示において見られるものに似てお り(Nilson他、Gene Ther.3,280,1996)、EGF受容体で媒介される可能性 が高い。
【手続補正書】特許法第184条の8第1項 【提出日】平成11年3月24日(1999.3.24) 【補正内容】請求の範囲 1.医薬として許容される担体との混合物において組換え核酸ベクターを含み、 該ベクターはシンシチウム誘導性ポリペプチドの真核細胞表面での発現を誘導す るものである、悪性疾患の遺伝子治療に使用するための医薬組成物。 2.該ベクターは複数の宿主細胞内に存在する、請求項1に記載の医薬組成物。 3.悪性疾患の遺伝子治療に使用するための組換え核酸ベクターであって、該ベ クターはキメラのシンシチウム誘導性ポリペプチドの真核細胞表面での発現を誘 導する、ベクター。 4.C末端において別のポリペプチドと融合される麻疹ウイルスHタンパク質の 発現を誘導する、請求項3に記載のベクター。 5.該ベクターは、ウイルスの融合誘導性膜糖タンパク質(FMG)の少なくと も融合誘導性部分の発現を誘導する、請求項1もしくは2に記載の組成物、また は、請求項3もしくは4に記載のベクター。 6.該ベクターは、天然には存在しないポリペプチドの発現を誘導する、請求項 1、2または5のいずれか1項に記載の組成物。 7.請求項3または4に記載のベクターを含む、請求項5に記載の組成物。 8.該ベクターは、人工的に導入されたプロテアーゼ感受性、結合特異性、また は強化された融合誘導性を有する、融合誘導性膜糖タンパク質の発現を誘導する 、請求項1もしくは2に記載の組成物、または、請求項3もしくは4に記載のベ クター。 9.請求項3〜5または8のいずれか1項に記載のベクターを含む宿主細胞。 10.請求項9に記載のヒト宿主細胞。 11.腫瘍性細胞、移動性細胞、Tリンパ球、Bリンパ球または他の造血細胞か らなる群より選択される、請求項9または10に記載の宿主細胞。 12.請求項9、10または11のいずれか1項に記載の複数の宿主細胞を含む 、請求項2に記載の組成物。 13.ヒトの患者の悪性疾患を治療するための方法であって、該患者に対して、 請求項1、2、5〜8または12のいずれか1項に記載の組成物を投与して、該 悪性疾患を引起している癌性細胞の細胞融合を引起すことを含む、方法。 14.ヒトの患者の悪性疾患の治療における組換え核酸ベクターの使用であって 、該ベクターはシンシチウム誘導性ポリペプチドの真核細胞表面での発現を誘導 するものである、使用。 15.該ベクターは、該患者に投与された宿主細胞内に存在するものである、請 求項14に記載の使用。 16.ヒトの患者の悪性疾患を治療するための医薬の調製における、組換え核酸 ベクターの使用であって、該ベクターはシンシチウム誘導性ポリペプチドの真核 細胞表面での発現を誘導するものである、使用。 17.該ベクターは、該患者に投与される宿主細胞内に存在するものである、請 求項16に記載の使用。 18.該医薬は、請求項1、2、5〜8または12のいずれか1項に記載の組成 物を含む、請求項16または17に記載の使用。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) A61K 35/28 A61K 48/00 48/00 A61P 35/00 A61P 35/00 C12N 15/00 ZNAA C12N 5/10 5/00 B (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L U,MC,NL,PT,SE),AU,CA,JP,U S (72)発明者 モーリン,フランシス・ジョアン イギリス、シィ・ビィ・1 4・エス・エ イ ケンブリッジ、チェリー・ヒントン、 ルーセルン・クロウス、128 (72)発明者 フィールディング,アデル・ケイ イギリス、シィ・ビィ・4 6・エイ・ダ ブリュ ケンブリッジ、ミルトン、ケンブ リッジ・ロード、37 (72)発明者 コゼット,フランソワ−ロワ フランス、エフ―69004 リヨン、リュ・ テベネ、32 (72)発明者 カッタネオ,ロベルト スイス、ツェー・ハー―8044 チューリ ヒ、グラートバハシュトラーセ、41

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.悪性疾患の遺伝子治療において使用するための組換え核酸ベクターであって 、該ベクターはシンシチウム誘導性ポリペプチドの真核細胞表面での発現を誘導 する、ベクター。 2.該ベクターは、ウイルス融合誘導性膜糖タンパク質(FMG)の少なくとも 融合誘導性部分の発現を誘導する、請求項1に記載のベクター。 3.該ベクターは、天然に存在しないポリペプチドの発現を誘導する、請求項1 または2に記載のベクター。 4.キメラポリペプチドの発現を誘導する、請求項1、2または3のいずれかに 記載のベクター。 5.人工的に導入されたプロテアーゼに対する感受性または結合特異性、または 強化された融合誘導性を有する、融合誘導性膜糖タンパク質の発現を誘導する、 請求項1〜4のいずれか1項に記載のベクター。 6.請求項1〜5のいずれか1項に記載のベクターを含む宿主細胞。 7.請求項6に記載のヒト宿主細胞。 8.腫瘍性細胞、移動性細胞、Tリンパ球、Bリンパ球または他の造血細胞から なる群より選択される、請求項6または7に記載の宿主細胞。 9.ヒトの患者の悪性疾患を治療するための方法であって、該患者に対して、請 求項1〜5のいずれか1項に記載の組換え核酸ベクター、または請求項6〜8の いずれか1項に記載の複数の宿主細胞を投与することによって、悪性疾患を引起 している癌性細胞の細胞融合を引起すことを含む、方法。 10.ヒトの患者の悪性疾患の治療における、請求項1〜5のいずれか1項に記 載のベクターの使用、または、請求項6〜8のいずれか1項に記載の複数の宿主 細胞の使用。 11.ヒトの患者の悪性疾患を治療するための医薬の調製における、請求項1〜 5のいずれか1項に記載の組換え核酸ベクターの使用、または、請求項6〜8の いずれか1項に記載の複数の宿主細胞の使用。 12.医薬として許容される担体との混合物において、請求項1〜5のいずれか 1項に記載のベクターまたは請求項6〜8のいずれか1項に記載の複数の宿主細 胞を含む、医薬組成物。
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