JP2004505647A - 条件的阻害によるトランスジーンの発現をインビボで調節する方法 - Google Patents

条件的阻害によるトランスジーンの発現をインビボで調節する方法 Download PDF

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Abstract

本発明は、条件的阻害によって目的とするトランスジーンの発現をインビボで調節するための新規な構築物、組成物および新規な方法、ならびに実験目的、臨床目的および治療目的のためのそれらの使用、または動物もしくは植物を作製するためのそれらの使用に関する。より詳細には、本発明の新規な調節方法は、目的とする転写物をコードする目的とするトランスジーンと、目的とする転写物の特異的な阻害剤転写物をコードする阻害剤トランスジーンとを同時に発現させて、目的とする転写物の活性の構成的な阻害が得られるようにし、そしてその阻害剤転写物を阻害すること、または目的とする転写物を活性化すること、またはさらには目的とする転写物を活性化し、同時にその阻害剤転写物を阻害することのいずれかによって、目的とする転写物の効率的な調節が確実に行われ得るようにすることにある。

Description

【0001】
本発明は、条件的阻害のシステムを使用して、治療的または実験的に注目されるトランスジーンのインビボでの発現を制御するための新規な組成物および新規な方法に関する。本発明は特に、改変された動物および植物を作製するために有用であり、遺伝子治療の適用において有用である。
【0002】
遺伝子治療は、治療用トランスジーンの発現を使用して、欠損または異常(変異、異常な発現など)を正常化するか、あるいは病状を処置することにあるが、一般には、作用させる細胞または組織に外因性の遺伝子またはトランスジーンを導入することによって行われる。トランスジーンは、インビボでの量的および質的に最適な発現を確実にするために、強いプロモータ(構成的または誘導性)の制御下に置かれる。
【0003】
しかし、これらの構成的な発現システムは、移入された目的とするトランスジーンの良好な発現レベルを得ることを可能にするが、トランスジーンの発現レベルを調節することができない。そのうえ、現在の誘導可能なシステムの場合、高すぎることが多く、治療的または実験的な使用と適合し得ないある種の毒性を生じさせることがある、目的とするトランスジーンの残存発現が一般に認められる。
【0004】
今回、目的とするトランスジーンの効果的な制御(具体的には、阻害)を達成できることが、トランスジーンの発現が副作用(例えば、細胞傷害性の副作用)を伴うときには特に、ある種の実験を成功させるか、または治療を成功させるための決定要因であることが明らかにされ得る。これは、TNF−α、IL−2、IL−4、IL−12、IL−18またはGM−CSFなどのいくつかのサイトカインの場合(Agha−Mohammadi他、J.Clin.Invest.、105(2000)、1173〜1176)、抗凝固剤の場合、抗体の場合、活性な物質のいくつかの酵素的活性化因子の場合(Springer他、J.Clin.Invest.、105(2000)、1161〜1167)、ガンに対する毒性分子の場合、またはホルモンの場合には特に当てはまる。
【0005】
発現を制御するための様々な人工的システムが先行技術において設計されている。1つのシステムでは、大腸菌のLacリプレッサーをヘルペスウイルス(HSV)のVP16のトランス活性化ドメインと融合することによって構築されたLAP(Lac活性化因子タンパク質)と呼ばれる調節タンパク質が使用される。LAPは、具体的には、イソプロピルβ−D−チオガラクトシド(IPTG)が存在しないときには、転写ユニットの上流または下流にlacオペレーター配列を含むSV40の最小の初期プロモータを活性化することができ、これに対して、IPTGが存在するときには、プロモータの活性化が阻害される(Labow他、Mol.Cell.Biol.、10(1990)、3343〜3356)。
【0006】
別のシステムでは、テトラサイクリンで制御されるトランス活性化タンパク質が使用される。このタンパク質は、大腸菌のTetリプレッサーをHSVのVP16のトランス活性化ドメインと融合することによって構築されており、その結果、具体的には、テトラサイクリンが存在しないときには、テトラサイクリン応答tetオペレーター配列を含む最小のプロモータからの転写が活性化されるようになり、しかし、この活性化はテトラサイクリンまたはその誘導体の存在下では阻害され得る(Gossen他、Proc.Natl.Acad.Sci.USA、89(1992)、5547〜5551;Gossen他、Science、268(1995)、1766〜1769)。
【0007】
しかし、これらの負の調節システムは、阻害された状態において依然として高すぎる残存発現を欠点として有する。このため、インビボにおけるそれらの有効性およびそれらの使用が制限されている。さらに、これらのシステムでは、目的とするトランスジーンの間欠的な発現のみが必要とされるときには制限的であるリプレッサー因子(テトラサイクリンまたはIPTGなど)を与えるることが要求される。
【0008】
遺伝子の発現を阻害する他の様々な方法が開発されており、そのような方法では、組換え核酸が使用され、例えば、アンチセンスオリゴヌクレオチド(国際特許出願公開WO83/01451)、または内因性の標的遺伝子に対して相補的であるアンチセンスRNA(McCall、Biochim Biphys Acta、1397(1)(1998)、65〜72)などが使用される。
【0009】
そのような方法は、今日まで、内因性の遺伝子を調節するために使用されているだけである。そのような方法は、インビトロで試験されたときには約60%から90%の阻害を得ることを可能にするが、それらの低毒性および免疫原性がないことにもかかわらず、内因性の遺伝子をインビボで調節することに関しては、その開発を中断させるような程度で、全く効果がない。
【0010】
意外にも、本出願人らは、相補的なアンチセンスRNAによる外因性の遺伝子またはトランスジーンのインビトロにおける阻害が、内因性の遺伝子に対して相補的なアンチセンスRNAを用いて得られるのと同じ程度である(すなわち、非常に満足できるほどではない)が、この同じ外因性遺伝子のその相補的なアンチセンス転写物による阻害が、インビボで行われたときには特に強くなることを発見した。
【0011】
さらに、本出願人らは、この阻害が、最初にトランスジーンを単独で注入し、発現させ、その後、次に、その阻害転写物をコードする配列を注入することによって再現しないこと、しかし、逆に、阻害性のアンチセンス転写物の配列を含む核酸およびトランスジーンの配列を含む核酸を同時に注入し、同時に発現させることが、後者のインビボでの効果的な阻害を得るためには必要であることを発見した。
【0012】
最後に、本出願人らは、トランスジーンがそのアンチセンスRNAによって効果的に阻害され得るだけでなく、トランスジーンの生物学的に効果的な発現レベルを再び確立すること、従って、そのアンチセンス型の特異的な阻害転写物を介して後者の発現を制御することが可能であることも発見した。
【0013】
本発明の主題は、目的とするトランスジーンの発現をインビボで調節するための新規な方法である。この方法は、
目的とする転写物または有用な転写物をコードする目的とするトランスジーンの配列を含む核酸と、前記目的とする転写物に対して特異的な阻害転写物をコードする阻害トランスジーンの配列を含む核酸とを標的組織または標的細胞に同時に導入すること、この場合、前記配列はそれぞれが転写プロモータの制御下にあり、阻害転写物および/または目的とする転写物の活性が外部因子により阻害され得る;
目的とする転写物の活性の構成的な阻害を阻害転写物により可能にするために、前記核酸を標的組織または標的細胞において同時に発現させること
にある。
【0014】
本発明による方法のさらなる工程において、リプレッサーと呼ばれる外部因子が標的組織または標的細胞に投与され、これにより、使用された外部のリプレッサー因子の量に比例して、阻害転写物の活性が阻害され、従って、目的とする転写物の活性が回復させられる。
【0015】
あるいは、またはさらに、活性化因子と呼ばれる外部因子が標的組織または標的細胞に投与され、これにより、目的とする転写物の活性が増大させられる。従って、目的とする転写物の活性を、使用された外部の活性化因子の量に比例して回復させることができる。
【0016】
本発明の主題はまた、目的とするトランスジーンをインビボで伝達するための方法である。この方法は、目的とする転写物または有用な転写物をコードする目的とするトランスジーンの配列を含む核酸と、前記目的とする転写物に対して特異的な阻害転写物をコードする阻害トランスジーンの配列を含む核酸とを標的組織または標的細胞に同時に投与し、かつ同時に発現させることからなる。この方法により、目的とするトランスジーンの発現、すなわち、目的とする転写物の活性が、阻害転写物の活性を阻害することによって、外部のリプレッサー因子を投与することによって、かつ/または目的とする転写物の活性の誘導を生じさせる外部因子を投与することによって構成的に阻害され、そして回復させることができる。
【0017】
本発明の主題はまた、目的とするトランスジーンの残存発現をインビボで低下させるための方法である。この方法は、目的とする転写物をコードする配列およびその特異的な阻害転写物をコードする配列を同時に注入し、かつ同時に発現させることにある。
【0018】
本発明の主題はまた、インビボで投与され、かつ本発明による方法において使用され得る新規なコンビネーションである。このコンビネーションは、目的とする転写物または有用な転写物をコードする目的とするトランスジーンの配列を含む核酸と、前記目的とする転写物に対して特異的な阻害転写物をコードする阻害トランスジーンの配列を含む核酸とを含み、これらの配列はそれぞれが転写プロモータの制御下にあり、そして目的とする転写物および/または阻害転写物の活性が外部因子により調節され得る。
【0019】
用語「目的とするトランスジーン」は、生物学的生成物(すなわち、目的とする転写物または有用な転写物のいずれか、例えば、治療的または実験的に注目されるmRNA、rRNA、tRNA、リボザイムもしくはアプタザイム、またはタンパク質、ポリペプチドもしくはペプチドなど)をコードする任意の外部の核酸分子を意味することが意図される。本発明によれば、目的とするトランスジーンには、全体もしくは一部が天然で得られるか、または全体もしくは一部が化学合成によって得られるgDNA、cDNAまたはDNAが含まれる。
【0020】
用語「目的とする転写物」または用語「有用な転写物」は、上記に定義されるような目的とするトランスジーンからの転写によって産生されるRNAを意味することが意図される。目的とする転写物はmRNAの形態であり、細胞内の作用または分泌型作用を有する治療用のタンパク質またはペプチドに翻訳され得る。あるいは、目的とする転写物または有用な転写物は、固有的な生物学的活性を有するRNA(アプタザイム、リボザイムもしくはアンチセンスRNAなど)、またはトランスフェクションされた細胞の成分と相互作用し得るRNA(例えば、リボゾームRNA(rRNA)、転移RNA(tRNA)またはアプタマーなど)の形態であり得る。
【0021】
用語「阻害トランスジーン」は、目的とする転写物をその標的として有する阻害転写物を転写によって産生し得る任意の外部の核酸分子を意味することが意図される。本発明によれば、阻害トランスジーンには、全体もしくは一部が天然で得られるか、または全体もしくは一部が化学合成によって得られるgDNA、cDNAおよびDNAが含まれる。
【0022】
用語「特異的な阻害転写物」は、アンチセンスRNAの形態、またはリボザイムの形態、または三重らせんを形成し得るRNAの形態であり得るRNAで、目的とする転写物とのある程度の相補性、または目的とする転写物に対してある程度の特異性を有するRNAを意味することが意図される。
【0023】
転写物は、mRNA型の目的とする転写物の翻訳を阻止することにより翻訳レベルで、あるいはrRNAもしくはtRNAもしくはアプタマーの目的とする転写物と細胞成分との相互作用を阻止することにより、またはアプタザイム型もしくはリボザイム型もしくはアンチセンスRNA型の目的とする転写物と標的核酸配列との相互作用を阻止することにより、あるいはその代わりとして目的とする転写物の濃度を酵素分解により減少させることによりその生物学的活性のレベルでのいずれかで、標的組織または標的細胞において同時に発現させられる目的とする転写物を効果的かつ構成的に阻害し得る限り、阻害性であると呼ばれる。さらに、このような阻害転写物は抑制性と呼ばれる。すなわち、自身が、外部のリプレッサー因子を介する阻害の対象物であり得る。
【0024】
表現「目的とする転写物の活性」は、目的とする転写物がmRNAの形態であるときには治療的または実験的に注目されるタンパク質またはペプチドへのその翻訳、あるいは目的とする転写物がアプタザイムの形態またはリボザイムの形態またはアンチセンスRNAの形態であるときにはその生物学的活性、あるいは目的とする転写物がリボゾームRNAの形態または転移RNAの形態またはアプタマーの形態であるときには細胞成分とのその相互作用のいずれかを意味することが意図される。
【0025】
用語「外部因子」は、経腸的または非経口的に投与することができ、低い毒性を有し、そして遺伝子の発現を阻害または活性化する活性を有する任意の化学的因子(好ましくは、薬理学的因子)または物理的因子(熱など)を意味することが意図される。
【0026】
本発明による可逆的な阻害による調節方法の1つの有利な特徴は、目的とするトランスジーンのインビボでの発現、または目的とする転写物もしくは有用な転写物の活性を構成的な様式で効果的に阻止し、そしてこのような阻害が臨床的または実験的な理由から所望されるときにこの発現を再び確立することができるその能力にある。このシステムは、目的とするトランスジーンおよびその特異的な阻害転写物の同時注入およびインビボでの同時発現、ならびに目的とするトランスジーンの効果的な調節が、その特異的な阻害転写物を阻害することによって、または目的とする転写物を活性化することによって、あるいは目的とする転写物を活性化し、同時にその特異的な阻害転写物を阻害することによって行うことができるということに基づいている。
【0027】
本発明の第1の実施形態によれば、目的とする転写物の阻害を増大させ、そして目的とする転写物の活性または目的とする転写物の十分な生物学的レベルを間接的に再び確立するために、阻害転写物は外部のリプレッサー因子によって阻害される。
【0028】
阻害転写物の阻害は、阻害転写物をコードする阻害トランスジーンの配列を、外部のリプレッサー因子に対して抑制性または感受性であるプロモータの制御下に置くことによって得ることができる。例えば、大腸菌のテトラサイクリン耐性オペロンに由来するテトラサイクリン媒介退行システム(TrRS)(Gossen他、Proc.Natl.Acad.Sci.、89(1992)、5547〜5551)を使用することが可能である。このシステムでは、tetオペレーター(tetO)の配列に対するtetリプレッサー(tetR)の親和性(すなわち、テトラサイクリンに対するtetRの親和性)、およびVP16ヘルペスウイルスのトランス活性化因子の真核生物細胞における活性が使用される。従って、このTrRS調節システムは、VP16のC末端端部をtetRタンパク質のC末端端部と融合することから得られるキメラなトランス活性化因子(tTA)を使用して機能する。
【0029】
テトラサイクリンが存在しないとき、tTAトランス活性化因子のtetR部分は、例えば、テトラサイクリンオペレーターの反復配列(2回、7回または10回の反復)を含み、かつ例えば、ヒトサイトメガロウイルス(hCMV)の最小の転写プロモータの上流に置かれる調節配列に結合して、阻害トランスジーンの転写および阻害転写物の産生を活性化し、これにより目的とする転写物の効果的な構成的阻害を確実にする。テトラサイクリンが存在するときには、これは、tTAのキメラなトランス活性化因子のtetR部分に結合して、その立体配座を変化させ、テトラサイクリン応答オペレーター(tetO)の反復配列に対する親和性を喪失させる。その結果、阻害トランスジーンからの阻害転写物の産生の阻害、そして目的とするトランスジーンの発現レベルまたは目的とする転写物の活性の再確立がそのときに生じる。
【0030】
tetOの反復配列を含む調節配列は組織特異的なアンプリファイア/プロモータ内に都合よく組み込まれるか、またはある種の増幅配列に対する代替物として使用することができる(Rose他、J.Biol.Chem.、272(1997)、4735〜4739;Agha−Mohammadi他、Gene Ther.5(1998)、76〜84)。従って、このシステムにより、目的とするトランスジーンの調節を時間的に標的化するだけでなく、空間的に標的化することもまたもたらされる。
【0031】
好ましくは、tTAトランス活性化因子のコード配列および阻害転者物の転写を行わせるTrRSプロモータは1つの核酸分子において運ばれる。後者は、例えば、tTAをコードする配列を、ウイルスプロモータまたは組織特異的プロモータの制御下で、次いで、阻害転写物をコードする配列に機能的に連結されたテトラサイクリン抑制性プロモータ(TrRS)カセットの制御下に含むことができる(O’Brien他、Gene、184(1997)、115〜120)。
【0032】
阻害転写物をコードする配列に機能的に連結され、その後に、IRES(内部リボソーム進入部位)配列およびtTAのコード配列またはその逆が続くTrRS発現カセットを含む二シストロン型の代わりの構成もまた使用することができる。さらに別の構成例では、tTAまたは阻害転写物の発現を行わせる二方向性のプロモータが含まれる。テトラサイクリンが存在しないときには、tTAが発現され、阻害トランスジーンの阻害転写物への転写を活性化し、これにより、有用な転写物または目的とする転写物が阻害される(Liang他、Gene Ther.、3(1996)、350〜356)。
【0033】
この第1の実施形態に従って使用される外部のリプレッサー因子は、阻害トランスジーンの転写の阻害、従って、阻害転写物の活性の阻害を生じさせることできるテトラサイクリンまたはそのアナログの1つ(ドキシサイクリン、アンヒドロテトラサイクリンまたはオキシテトラサイクリンなど)であり得る(Agha−Mohammadi他、Gene Ther.、4(1997)、993〜997)。テトラサイクリンまたはそのアナログの1つを投与することにより、阻害転写物による阻害を増大させることが可能になり、従って、目的とする転写物の生物学的に効果的なレベルを再び確立することが可能になる。目的とする転写物の発現レベルは、テトラサイクリンおよびそのアナログの薬物動態学性質および薬効学的性質が当業者に十分に知られている限り、投与されたテトラサイクリンまたはそのアナログの量と都合よく相関させることができる。そのような性質は、なかでも、Vidalに、そしてGoodman and Gilaman’s The Pharmacological Basis of Therapeutics(第9版、Joel G.Hardman、Alfred Goodman Gilamn、Lee E.Limbird編)の章「抗菌剤:テトラサイクリン」に詳しく記載される。
【0034】
さらに、tetRタンパク質に対するテトラサイクリンの大きい親和性のため、テトラサイクリンまたはそのアナログの1つは低濃度で使用することができ、従って、その副作用は最小限である。
【0035】
さらにより好ましくは、阻害トランスジーンの配列は、チミジンキナーゼ(TK)遺伝子またはヒトCMV遺伝子のプロモータに由来する最小のプロモータの制御下に置かれる。この場合、プロモータの上流には、国際特許出願公開WO96/30512に具体的に記載されるような調節配列が存在する。
【0036】
阻害転写物の阻害はまた、その配列の中またはその5’末端もしくは3’末端に、欧州特許出願EP99402552に記載され、そしてWerstuck他(Science、282(1998)、296〜298)によって記載され、好ましくはリガンドの存在下で自己触媒活性を有するアプタマーなどの特異的な配列を挿入することによっても得ることができる。従って、アプタマー配列を挿入することにより、阻害転写物は、目的とする転写物の活性を再び確立することが所望されるときに、特異的なリガンドの存在下で活性化され得る自己触媒活性を獲得する。阻害転写物を阻害するために使用されるアプタマーのヌクレオチド配列は、リガンドに依存した自己触媒活性を有するRNAをコードする任意の配列であり得る。これには、例えば、ハンマーヘッドリボザイム、デルタ型肝炎ウイルスリボザイム、ノイロスポラVSリボザイム、ピンヘッドリボザイム、I型イントロンおよびII型イントロンおよびRNAseP、または任意の人工的に得られる機能的な誘導型配列が含まれる(Clouet−d’Orval他、Biochemistry、34(1995)、11186〜11190;Olive他、EMBO J、14(1995)、3247〜3251;Rogers他、J.Mol.Biol.、259(1996)、916〜915)。アプタマー配列のサイズは、その性質およびその起源に依存して変化し得るが、好ましくは20bpから200bpの間である。アプタマー配列の挿入位置は一般に、環境および立体配座の関数として最適な安定性および切断活性を確実にするために、「RNAフォールド」などのバイオコンピューティングソフトウエアパッケージを使用して決定される(Zuker M、Method Mol Biol、25(1994)、267〜94;Stage−Zimmermann TK、RNA、4(1998)、875〜889)。
【0037】
阻害転写物の阻害は、阻害転写物の一部に対するその配列特異性のために、阻害転写物を認識し、かつハイブリダイゼーションすることができ、従って阻害転写物を分解することができるトランス作用のリボザイムによって最終的には行うことができる。好ましくは、トランス型リボザイムはアロステリックリボザイムの形態である。すなわち、トランス型リボザイムは、リガンドの存在下で特に活性化されるリガンド依存性の触媒活性を有する。そのようなアロステリックリボザイムは、当業者にはよく知られており、具体的には、Soukup他(Structure、7(1999)、783〜791)によって、そして国際特許出願公開WO94/13791に記載される。
【0038】
使用される活性化因子リガンドは、例えば、核酸、タンパク質、多糖または糖であり、あるいは分子認識機構によって阻害転写物のアプタマー配列またはアロステリックリボザイムの配列に結合することができ、従って触媒活性を活性化することができる任意の有機分子または無機分子である(Famulok M、Curr Opin Struc Biol、9(1999)、324〜329)。これらのリガンドは、当業者にはよく知られており、具体的には、なかでも、Cowan他(Nucleic Acids Res.、28(15)(2000)、2935〜2942)およびWerstuck他(Science、282(1998)、296〜298)によって記載される。例として、抗生物質(ドキシサイクリン、ペフロキサシン、トブラマイシンまたはカナマイシンなど)、色素(ヘキスト色素のH33258およびH33342など)、モノヌクレオチド(FMN(フラビンモノヌクレオチド)、ATPまたはcAMPなど)、薬物(テオフィリンなど)、アジュバントおよび代替物を挙げることができる。
【0039】
この実施形態によれば、目的とするトランスジーンは、哺乳動物(好ましくは、ヒト)の標的組織または標的細胞において機能的である構成的プロモータの制御下に置かれる。目的とする転写物の発現を行わせる構成的プロモータは、好ましくは組織特異的である。
【0040】
本発明の第2の実施形態によれば、目的とする転写物が活性化され、これに対して、阻害転写物の活性が、後者の発現または生物学的活性の十分なレベルを再び確立するために、一定に保たれるか、または目的とする転写物の活性化と同時に阻害されるかのいずれかである。
【0041】
目的とする転写物の活性化は、目的とする転写物をコードする目的とするトランスジーンの配列を誘導性プロモータの制御下に置くことによって得ることができる。目的とする転写物はまた、後者の安定性に作用することによって活性化させることができる。
【0042】
その場合、阻害転写物の活性は一定に保つことができ、この場合、阻害トランスジーンは構成的プロモータの制御下に置かれ、リガンドに依存したシス触媒活性またはトランス触媒活性を有するアプタマーまたはリボザイムによる阻害を受けない。
【0043】
好ましい実施形態によれば、阻害転写物の活性は、目的とする転写物の活性化と同時に、上記のように抑制される。
【0044】
これらの実施形態において使用される構成的プロモータまたは誘導性プロモータは、当業者にはよく知られている。例えば、そのようなプロモータは、異なる起源、異種起源または同種起源の任意のプロモータまたは誘導型配列であり得るが、これらは組織特異的または組織非特異的であってもよく、強い活性または弱い活性を有し、そして標的組織または標的細胞において機能的であり、従って、機能的に連結された配列の転写を行わせることができる。
【0045】
具体的には、真核生物またはウイルスの遺伝子のプロモータ配列を挙げることができる。真核生物プロモータの中で、特に、下記のプロモータを使用することができる:遍在性のプロモータ(HPRT、ホスホグリセリン酸キナーゼ(PGK)、α−アクチン、チューブリンおよびヒストンの遺伝子のプロモータ)、中間体フィラメントのプロモータ(GFAP、デスミン、ビメンチン、ニューロフィラメント、ケラチンなどの遺伝子のプロモータ)、治療的遺伝子のプロモータ(例えば、MDR、CFTR、第VIII因子および第IX因子、ApoAI、ApoAII、アルブミン、チミジンキナーゼなどの遺伝子のプロモータ)、組織特異的プロモータ(ピルビン酸キナーゼ、ビリン、脂肪酸結合間質タンパク質および平滑筋α−アクチンの遺伝子のプロモータ)、内皮細胞に特異的なプロモータ(ビルブラント因子プロモータなど)、骨髄系統および造血系統の細胞に特異的なプロモータ(IgGプロモータなど)、ニューロン特異的エノラーゼプロモータ(Forss−Petter他、Neuron、5(1990)、187)など、VAChTのmRNAのV1形態を生じさせるプロモータ(アセチルコリン輸送体;Cervini他、J.Biol.Chem.270(1995)、24654)、過増殖性細胞(ガン性、再狭窄症など)において機能的であるプロモータ(p53遺伝子のプロモータなど)、トランスフェリン受容体のプロモータ、あるいは刺激に応答するプロモータ(ステロイドホルモン受容体、レチノイン酸受容体など)。後者の場合、外部因子は、目的とする転写物の発現を行わせる誘導性プロモータの応答エレメント(RE)に、直接的に、または核受容体を介して、トランスで結合することができる特異的な転写活性化因子である。
【0046】
ラパマイシン媒介型の調節システム(PRS)(Rivera他、Nat.Med.、2(1996)、1028〜1032)もまた使用することができる。このシステムでは、ヒト起源の2つのキメラなペプチドを含む2つに分かれた転写因子が使用される:すなわち、DNAに結合するZFHD1−FKBP12の第1のキメラなタンパク質、および短縮されたFRAP細胞タンパク質と、NF−kB65タンパク質の189アミノ酸のC末端配列との融合から得られる第2のキメラなタンパク質。ラパマイシンが存在するとき、ZFHD1−FKBP12タンパク質は、ZFHD1依存性プロモータを活性化するFRAP−p65キメラタンパク質に結合する。好ましくは、ラパマイシンの様々な不活性なアナログ(これらは、例えば、経口的または静脈内に投与され得る)が、プロモータを活性化するための外部の活性化因子として使用される(Ye他、Science、283(1999)、88〜91)。
【0047】
好ましくは、目的とするトランスジーンに対する誘導性プロモータの配列は、フランス国特許出願FR9907957に記載される通りであるか、またはFrohnert他(J.Biol.Chem.、274(1999)、3970〜3977)によって記載される通りであり、最小の転写プロモータに連結された1つ以上の応答エレメント(PPRE)を含む。目的とするトランスジーンの発現を活性化させるこのシステムは、転写調節因子としてのPPARαまたはPPARβ(ペルオキシソーム増殖因子により活性化される受容体)の核受容体ととも機能する。都合よいことに、様々なPPARとヘテロ二量体を形成することができ、従って目的とするトランスジーンの活性化との相乗作用を示し得るレチノイドX受容体(RXR)(ヒトRXRαなど)が転写の補助調節因子として使用される(Mangelsdorf他、Nature、345(1990)、224〜229;Mangelsdorf他、Genes Dev、6(1992)、329〜344;Mangelsdorf他、Cell、83(1995)、841〜851;Wilson他、Curr Op Chem Biol、1(1997)、235〜241;Schulman他、Mol and Cell Biol、18(1998)、3483〜3494;Mukherjee他、Arterioscler Thromb Vasc Biol、18(1998)、272〜276)。一次構造を何ら変化させることなく、PPARαまたはPPARγをその天然型で使用するか、または1つ以上(好ましくは2つから4つ)のリガンド結合部位もしくはE/Fドメインを含む修飾型PPARを使用することもまた可能である(Schoojans他、Biochim Biophys Acta、1302(1996)、93〜109)。E/Fドメインの範囲は1つのPPARからそれ以外まで変化する。例として、ヒトPPARγ2イソ型の場合、E/Fドメインはアミノ酸284からアミノ酸505までの領域である。目的とするトランスジーンのインビボでの発現の転写調節因子として、PPARγγ(すなわち、EおよびFの2つの反復ドメインを含む修飾されたヒトPPARγ)が都合よく使用される。その完全なタンパク質配列は下記の配列(配列番号1)に表される。
【0048】
【化1】
Figure 2004505647
【0049】
さらに、PPAR応答エレメント(PPRE)は、従って、PPARと結合し、従って目的とするトランスジーンの転写を活性化させるシグナルを媒介することができる核酸領域であるが、1つ以上のPPAR結合部位を含むことができる。そのような部位は先行技術において記載されており、例えば、様々なヒトプロモータにおいて、例えば、ヒトアポリポタンパク質AII(ApoII)遺伝子のプロモータ(Vu−Dac他、J Clin Invest、96(2)(1995)、741〜750)などにおいて記載される。例えば、+1の転写開始点に関して、ヌクレオチド−734〜−716に位置するヒトApoAIIプロモータのJ領域(配列TCAACCTTTACCCTGGTAG(配列番号2)またはこの配列の任意の他の機能的変化体)に特に対応する人工的に構築された部位を使用することもまた可能である。配列AGGTCAAAGGTCA(配列番号3)のDR1コンセンサス領域に対応する配列もまた、PPAR結合部位として使用することができる。
【0050】
PPARα活性化リガンド(例えば、フィブリン酸およびそのアナログなどのフィブラート)が外部の活性化因子として使用される。フィブリン酸のアナログとして、具体的には、ゲムフィブロジル(Artherosclerosis、114(1)(1995)、61)、ベザフィブラート(Hepatology、21(1995)、1025)、シプロフィブラート(BCE&M、9(4)(1995)、825)、クロフィブラート(Drug Safety、11(1994)、301)、フェノフィブラート(Fenofibrate Monograph、Oxford Clinical Communications、1995)、クリノフィブラート(Kidney International、44(6)(1993)、1352)、ピリニキシン酸(Wy、14、643)、または5,8,11,14−エイコサテトラエン酸(ETYA)を挙げることができる。これらの様々な化合物はインビボにおける生物学的使用および/または薬理的使用が可能である。
【0051】
外部の活性化因子はまた、天然または合成されたPPARγリガンドから選ぶことができる。天然のリガンドとして、脂肪酸およびエイコサノイド、例えば、リノール酸、リノレン酸、9−HODEまたは5−HODEなどを挙げることができ、そして合成リガンドとして、チアゾリジンジオン類、具体的には、ロシグリタゾン(BRL49653)、ピオグリタゾンまたはトログリタザオン(例えば、Krey G.他、Mol.Endocrinol.、11(1997)、779〜791;またはKliewer S.およびWillson T.、Curr.Opin.in Gen.Dev.、8(1998)、576〜581を参照のこと)、または化合物RG12525などを挙げることができる。
【0052】
同様に、ウイルスのゲノムに由来するプロモータ配列、例えば、アデノウイルス遺伝子のE1AおよびMLPのプロモータ、CMV初期プロモータ、あるいはRSVまたはMMTVのLTRのプロモータ、ヘルペスウイルスのTK遺伝子のプロモータなどを含むことができる。さらに、これらのプロモータ領域は、配列を付加または欠失することによって改変することができる。
【0053】
誘導因子の寿命および/または誘導因子の拡散が困難であることのために極めて長い外因性遺伝子の脱誘導期間(すなわち、基礎レベルへの発現の復帰期間)を有する知られている誘導可能なシステムとは異なり、本発明によるシステムでは、外因性遺伝子のより速い、かつより効果的な活性化および構成的阻害が確実に行われる。具体的には、本発明による方法では、阻害転写物の阻害を増大させ、従って、目的とするトランスジーンの発現を、より迅速に、そして一般には低下した残留レベルにまで低下させることを有用な転写物の脱誘導と同時に可能にする。
【0054】
本発明の1つの具体的な実施形態によれば、阻害転写物はアンチセンスRNAの形態であり、これは「アンチセンスRNA型の阻害転写物」と呼ばれる。後者は、目的とする転写物の少なくとも一部分に対して相補的であり、かつ通常のワトソン・クリック型相互作用を介して目的とする転写物に対して選択的にハイブリダイゼーションするヌクレオチド配列を一般に含む。従って、アンチセンスRNA型の阻害転写物は、目的とする転写物に結合して、例えば、後者がmRNAであるときには、目的とする転写物の5’末端における細胞翻訳装置の利用を阻止し、タンパク質へのその翻訳を妨げ、そしてインビボにおける目的とするトランスジーンの発現の抑制を可能にすることができる(Kumar他、Microbiol.Mol.Biol.Rev.、62(1993)、1415〜1434)。そのようなポリヌクレオチドが、例えば、欧州特許EP92574および同EP140308に記載される。
【0055】
阻害転写物がアンチセンスRNA型であるとき、阻害転写物は、mRNA型の目的とする転写物のコード配列のすべてもしくは一部を、または3’端もしくは5’端の非コード配列のすべてもしくは一部を覆うことができる。好ましくは、アンチセンス型の阻害転写物はリボゾーム結合配列および翻訳開始配列に対して相補的である(Coleman J他、Nature、315(1990)、601〜603)。好ましくは、阻害転写物は少なくとも10リボヌクレオチドの長さである。
【0056】
阻害転写物をコードする核酸の長さおよび配列の決定は、阻害転写物をコードする核酸と、目的とする転写物をコードする核酸とを同時に注入して、同時に発現させ、そして当業者に知られている種々の検出技術(すなわち、例えば、RT−PCR、および目的とするタンパク質をアッセイするための種々の技術、およびウエスタンブロットにおける種々の検出技術)を使用して効果的な阻害を確認することにある日常的な実験によって行うことができる。
【0057】
目的とする転写物をコードする核酸、およびアンチセンス型の阻害転写物をコードする核酸は、好都合には、転写を停止させるシグナル、そしてその安定化を可能にするシグナル(例えば、5’端のキャップおよび3’端のポリアデニル化部位など)、そして場合によりイントロンを含む。
【0058】
従って、この具体的な実施形態によれば、標的組織または標的細胞において目的とするトランスジーンと同時に発現させられるアンチセンスRNA型の阻害転写物は、翻訳レベルでの目的とするトランスジーンの発現を効果的に阻止することができ、または標的組織もしくは標的細胞のレベルでの目的とする転写物の生物学的活性を効果的に阻止することができる。
【0059】
本発明の別の具体的な実施形態によれば、阻害転写物はまた、目的とする転写物をその標的として有する触媒活性なRNAまたはリボザイムの形態であり得る。この阻害転写物はリボザイム型の阻害転写物と呼ばれる。リボザイムは、例えば、シス型リボザイムであり得る:すなわち、細胞内レベルにおいてシスで作用することができる(Cech TR、Biosci Rep、10(3)(1990)、239〜261)。好ましくは、リボザイムはトランス型リボザイムである:すなわち、目的とする転写物のいくつかをトランスで分解することができる(Robertson他、Nature、344(1990)、467;Ellington他、Nature、346(1990)、818;Piccirilli他、Science、256(1992)、1420;Noller他、Science、256(1992)、1416;Ellington他、Nature、355(1992)、850;Bock他、355(1992)、564;Beaudry他、Science、257(1992)、635)。
【0060】
リボザイム型の阻害転写物は、一般に、2つの異なる領域を有する。第1の領域は、目的とする転写物に対してある種の親和性を示し、従って、後者に結合することができ、これに対して、第2の領域は、目的とする転写物を切断し、連結し、かつスプライシングするその触媒活性をリボザイムに与える。種々のタイプのリボザイムを使用することができ、例えば、ハンマーヘッドリボザイムまたは環状リボザイム、ヘアピンリボザイム、ラッソリボザイム、テトラヒメナリボザイムまたはRNAsePなどを使用することができる(Clouet−d’Orval B.他、Biochemistry、34(1995)、11186〜90;Olive J.E.他、EMBO J、14(1995)、3247〜51;Rogers他、J Mol Biol、259(1996)、916〜25)。
【0061】
好ましくは、リボザイム型の阻害転写物はアロステリックである:すなわち、その触媒活性がリガンドによって調節される(Szostak、TIBS、10(1992)、89)。一部のアロステリックリボザイムは自発的な標的RNA切断活性を有するが、これに対して、一部のアロステリックリボザイムは、立体配座の変化の後に、またはハイブリダイゼーション反応の後に活性化または阻害される。アプタザイムと呼ばれる他のアロステリックリボザイムは、リガンドの結合によって好ましくは活性化されるリガンド依存性の自己切断活性を有する。そのような調節可能なリボザイムは、なかでも、国際特許出願公開WO94/13791および同WO96/21730に記載されるが、一般には、リボザイム配列と、切断活性の制御を確実にするリガンド結合配列とを有する。本発明において使用されるリボザイム型の阻害転写物は、好ましくは、リガンドが結合することによって不活性化される。すなわち、本発明において使用されるリボザイム型の阻害転写物は、リガンドの非存在下で目的とする転写物に対して構成的な触媒活性を発揮し、そして目的とする転写物の生物学的に十分なレベルを再び確立するためにリガンドを投与することによって不活性化され得る(Forter他、Science、349(1990)、783〜786)。
【0062】
リボザイム型阻害転写物のサイズは、その性質および/またはその起源に依存して変化し得る。サイズは、一般には10塩基対から500塩基対の間であり、好ましくは300塩基対未満である。リボザイム型の阻害転写物をコードする核酸は、具体的には、天然起源のRNA配列に由来し得るか、または例えば、自動合成機を使用して化学合成によって得ることができる。
【0063】
アロステリックリボザイムを調節するために使用されるリガンドは、例えば、核酸、タンパク質、多糖もしくは糖であり、あるいはリボザイム型の阻害転写物に結合して、目的とする転写物に対する切断反応を阻害することができ、またはアプタザイム型の阻害転写物に結合し、従って自己切断反応を活性化することができる任意の有機分子または無機分子である。好ましくは、リガンドは、アロステリックリボザイムを阻害して、目的とする転写物の十分な濃度および活性を回復するために種々の外部経路によってインビボに投与することができ、従って標的細胞または標的組織に対して作用し得る外部因子(非毒性の因子または薬物など)である。リガンドは、好ましくは、投与される生物に対して有害でない抗生物質(例えば、テトラサイクリン、ドキシサイクリンもしくはペフロキサシンなど)またはアジュバントである。
【0064】
従って、この具体的な実施形態によれば、標的組織または標的細胞において目的とするトランスジーンと同時に発現させられるリボザイム型の阻害転写物は、翻訳レベルで目的とするトランスジーンの発現を効果的に阻止することができ、またはヌクレアーゼ型、トランスフェラーゼ型およびポリメラーゼ型の酵素分解によって目的とする転写物の濃度を低下させることができ、または標的組織もしくは標的細胞のレベルで目的とする転写物の生物学的活性を低下させることができ、あるいは細胞成分とのその相互作用を低下させることができる。
【0065】
再度ではあるが、本発明の別の実施形態により、阻害剤転写物は、三重らせんを形成するRNAで、インビボで同時に発現させられる目的とするトランスジーンまたは目的とする転写物と会合し得るRNAの形態である。そのようなRNAは、なかでも、国際特許出願公開WO95/18223に、Giovannangeli他(J.Am.Chem.Soc.、113(1991)、7775〜7)およびHelene他(CibaFound Symp.、209(1997)、84〜102)によって記載され、より詳細には、少なくとも下記を含む複合RNAをコードする:
目的とするトランスジーンの配列のレベルで標的化された単鎖の核酸またはその一部分と二重らせんを形成し得る第1の領域、
そのようにして形成された二重らせんと、またはその一部分と三重らせんを形成し得る第2の領域、
それぞれが連続的または不連続であり得るこの2つの領域を連結する1つまたは2つのアーム。
【0066】
好ましくは、この具体的な実施形態によるポリヌクレオチドは、長さが10塩基よりも大きく、より好ましくは15塩基よりも大きい。この長さは、単鎖である標的化された目的とするトランスジーンの核酸の長さまたは目的とする転写物の長さの関数として当業者によって調節され、その結果、三重らせんの阻害転写物の安定性および特異性および選択性が確保されるようにされる。
【0067】
上記のように、本発明による方法は、外部または外因性の遺伝子の移入を可能にし、そして効果的かつ可逆的な様式でのそれらの発現の制御を可能にする。このことは、目的とするトランスジーンの治療用生成物が、ある種のよく規定された濃度範囲内で最適な作用を有し、そしてこの濃度範囲の外側で毒性になるときには好都合である(Dranoff他、Proc.Natl.Acad.Sci.、(1993)、3539〜3543;Schmidt他、Mol.Med.Today、2(1996)、343〜348)。さらに、いくつかの臨床的適用では、インビボにおけるその活性を最適化するために、目的とするトランスジーンの発現を所定の生物学的レベルまたは治療レベルで精密に調節することが必要となる。
【0068】
さらに、本発明による可逆的な負の調節方法は、目的とするトランスジーンの発現または目的とする転写物の活性を長時間にわたってその最小値で維持しなければならないか、または長時間にわたって消失さえもしなければならず、治療的必要性または実験的必要性のためであるとしても、迅速な誘導が正確なときに必要とされるときには特に有用である。
【0069】
本発明による可逆的な阻害によって外因性遺伝子の発現を制御する方法は、インビボにおけるその機能、または分子機能もしくはシグナル変換(例えば、受容体、転写因子、輸送体など)におけるその関与を調べることが所望される、実験的価値を有する任意のトランスジーンの発現を制御することを可能にし、または産物が、ペプチド、ポリペプチド、タンパク質、リボ核酸などであるとしても、治療的に注目される生成物を特にコードする目的とする任意のトランスジーンの発現を制御することを可能にする。より詳細には、目的とするトランスジーンは、タンパク質生成物をコードするDNA配列(cDNA、gDNA、合成DNA、ヒトDNA、動物DNA、植物DNAなど)である。
【0070】
目的とする転写物は、細胞mRNAの転写または遺伝子発現を制御することが標的細胞におけるその発現によって可能になるアンチセンス配列であり得る。そのような配列は、欧州特許EP140308に記載される技術に従って、例えば、細胞mRNAに対して相補的であるRNAに標的細胞において転写され、従ってタンパク質へのその翻訳を阻止することができる。目的とする転写物はまたリガンドRNAであり得る(国際特許出願公開WO91/19813)。
【0071】
本発明は、毒性因子をコードする配列を発現させることに対して特に好適である。毒性因子としては、具体的には、細胞に対する毒物(ジフテリア毒素、シュードモナス毒素、リシンAなど)、外部因子に対する感受性を誘導する産物(自殺因子:チミジンキナーゼ、シトシンデアミナーゼなど)、または細胞死を誘導し得る遺伝子(Grb3−3(国際特許出願公開WO96/07981)、抗rasのscFv(国際特許出願公開WO94/29446)など)を挙げることができる。従って、このようなシステムは、例えば、抗腫瘍治療法のために、例えば、その制御されない産生が非常に顕著な副作用を有し得るサイトカイン、インターフェロン、TNFまたはTGFを発現させるために特に適する。
【0072】
このようなシステムはまた、遺伝子治療法のために、例えば、FGFまたはVEGFなどの増殖因子の遺伝子を使用する血管形成などに適する。このシステムは、ホルモン(エリスロポイエチンなど)または抗サイトカイン(抗炎症治療目的のために使用される可溶性のTNF−α受容体など)の発現を制御することに対して好適である。
【0073】
本発明の方法により、目的とする転写物をコードする目的とするトランスジーンの配列を含む核酸と、その阻害転写物をコードする配列を含む核酸とのコンビネーションが、それらの同時発現を可能にするように標的組織または標的細胞に同時に移される。様々な物理的または機械的な技術が、これらの核酸の移入を行うために存在し、例えば、注入、弾道学的技術、エレクトロポレーション、電気浸透法、エレクトロトランスファー、ソノポレーション、電場もしくはマイクロ波もしくは熱もしくは水圧を使用する技術、またはこれらの技術の任意の好適な組合せが存在する(Budker他、J.Gen.Medicine、2(2000)、76〜88)。好ましくは、核酸のコンビネーションは、注入およびエレクトロトランスファーによって、すなわち、電場の作用によって導入される。エレクトロトランスファー技術は、具体的には、国際特許出願公開WO99/01157および同WO99/01158に、そしてAihara他、Nat.Biotechnol.、16(9)(1998)、867〜870;Mir他、Proc.Natl.Acad.Sci.、96(1999)、4262〜4267;Rizzuto他、Proc.Natl.Acad.Sci.、96(1999)、6417〜6422によって記載される。その移入が所望される核酸分子は、例えば、組織内に、直接的に、または局所的もしくは全身的に投与することができ、その後、強度が1ボルト/cmから800ボルト/cmの間(好ましくは、20ボルト/cmから200ボルト/cmの間)である電気パルスが1つ以上加えられる。
【0074】
あるいは、本発明による核酸コンビネーションは、国際特許出願公開WO90/11092に記載される技術に従ってネイクドDNAの形態で注入することができる。本発明による核酸コンビネーションはまた、化学的因子または生化学的因子と複合体化された形態で投与することができる。化学的因子または生化学的因子としては、例えば、リポプレックスと呼ばれる小胞を形成することによってDNAと会合するリポフェクタミン、および他のポリマー、例えば、DEAE−デキストラン(Pagano他、J.Virol.、1(1967)、891)、ポリアミドアミン(PAMAM)、ポリリシン、ポリエチレンイミン(PEI)、ポリビニルピロリドン(PVP)もしくはポリビニルアルコール(PVA)など、またはさらには、会合してウイロソームを形成するウイルスタンパク質(Schoen他、Gen Ther、6(1999)、5424〜5431)、またはウイルスタンパク質に由来する分子(Kichler他、J Virol.74(2000)、5424〜5431)を挙げることができる。カチオン性タンパク質、例えば、ヒストン(Kaneda他、Science、243(1989)、375)およびプロタミンなども挙げることができる。核酸はまた、クルード(crude)な形態で脂質に取り込ませることができ(Felgner他、PNAS、84(1987)、7413)、あるいはベクターに取り込ませることができ、例えば、リポソーム(Fraley他、J.Biol.Chem.、255(1980)、10431)またはナノ粒子などに取り込ませることができる。リポソームは、核酸がカプセル化され得る、内部に水相を含むリン脂質の小胞である。リポソームの合成および核酸を移入するためのその使用は先行技術において知られている(国際特許出願公開WO91/06309、同WO92/19752、同WO92/19730)。ナノ粒子は、一般には500nm未満である小さいサイズの粒子であり、活性成分(核酸など)を細胞内または血液循環内に輸送または運ぶことができる。ナノ粒子は、ポリエチレングリコールと場合により共重合される分解性ユニット(ポリ乳酸など)を主に含むポリマーから構成され得る。ナノ粒子の製造において使用され得る他のポリマーが先行技術に記載されている(欧州特許EP275796;同EP520889)。
【0075】
本発明の別の態様は、目的とする転写物または有用な転写物をコードする目的とするトランスジーンの配列を含む核酸と、目的とする転写物に対して特異的な阻害転写物をコードする阻害トランスジーンの配列を含む核酸とを含むベクターに関する。これらの核酸は同じベクターまたは異なるベクターによって担われ得る。核酸が同じベクターによって運ばれるとき、核酸は、好ましくは、同じ鎖において担われる。
【0076】
そのようなベクターの使用は、実際には、標的細胞への移入効率を改善することを可能にし、そしてまた、前記細胞におけるその安定性を増大させることを可能にし、それにより、長く持続する治療効果を得ることを可能にする。さらに、ベクターの使用はまた、治療分子を産生させなければならない細胞の特定集団を標的化することも可能にする。
【0077】
使用されるベクターは、植物細胞および動物細胞(好ましくは、ヒト細胞)を形質転換することができる場合、種々の起源であり得る。同様に、ベクターは、プラスミド、エピソーム、コスミドもしくは人工染色体などの非ウイルスベクターまたはウイルスベクターであり得る。本発明の好ましい実施形態では、アデノウイルス、レトロウイルス、アデノ随伴ウイルス(AAV)、ヘルペスウイルス、サイトメガロウイルス、ワクシニアウイルスなどから選ぶことができるウイルスベクターが使用される。ベクターはまた、ファージ、浸襲性細菌または寄生体であり得る。
【0078】
アデノウイルス、レトロウイルスまたはAAVに由来し、異種の核酸配列を含む様々なベクターが文献に記載されている[Akli他、Nature Genetics、3(1993)、224;Stratford−Perricaudet他、Human Gene Therapy、1(1990)、241;欧州特許EP185573;Levrero他、Gene、101(1991)、195;Le Gal la Salle他、Science、259(1993)、988;Roemer et Friedmann、Eur.J.Biochem.、208(1992)、211;Dobson他、Neuron、5(1990)、353;Chiocca他、New Biol.、2(1990)、739;Miyanohara他、New Biol.、4(1992)、238;国際特許出願公開WO91/18088]。
【0079】
好都合なことに、本発明による組み換えウイルスは不完全ウイルスである。用語「不完全ウイルス」は、標的細胞において複製することができないウイルスを意味する。従って、一般に、本発明に関連して使用される不完全ウイルスのゲノムは、感染細胞における前記ウイルスの複製のために要求される配列を少なくとも有していない。これらの領域は、(完全または部分的に)除去することができ、または非機能性にすることができ、または他の配列で、具体的には、本発明の二本鎖核酸の配列で置換することができる。しかしながら、不完全ウイルスは、好ましくは、ウイルス粒子のカプシド化のために要求されるそのゲノムの配列を保存している。
【0080】
本発明による方法では、産生細胞に対して毒性を有することなく、さらにまた、リプレッサー因子による処置によって標的細胞におけるこれらの毒性分子の発現を選択的に誘導するために、目的とするトランスジーンの核酸配列と、特異的な阻害トランスジーンの核酸配列とを含有するベクター(具体的には、ウイルスベクター)が使用される。
【0081】
本発明は、細胞、組織または器官の様々なタイプにおいて目的とするトランスジーンの発現をインビボで調節するために使用することができる。特に、植物起源または動物起源(好ましくは哺乳動物起源、さらにより好ましくはヒト起源)の細胞、組織または器官であり得る。例示として、筋肉細胞(または筋肉)、肝細胞(または肝臓)、心臓細胞(または心臓、動脈壁もしくは血管壁)、神経細胞(または脳、脊髄など)、あるいは腫瘍細胞(または腫瘍)を挙げることができる。好ましくは、本発明による組成物、構築物および方法は、筋肉細胞または筋肉におけるインビボでの目的とするトランスジーンの調節された発現のために使用される。様々な例に示される結果により、特に、このタイプの細胞におけるインビボでの本発明の様々な利点が例示される。
【0082】
本発明の別の態様は、上記に記載されるような方法によって得ることができる動物起源または植物起源の細胞または組織で、目的とする転写物をコードする目的とするトランスジーンの配列を含む核酸と、目的とする転写物に対して特異的な阻害転写物をコードする阻害トランスジーンの配列を含む核酸とを含む動物起源または植物起源の細胞または組織に関する。本発明による組織は、好ましくは、例えば、本発明の制御方法に従って目的とするトランスジーンの生物学的生成物を発現するようその細胞が改変され、従って再移植することができる器官類似体または新器官類似体を得るためにエクスビボで再構成される動物起源または植物起源の組織である(Vandenburgh他、Hum.Gen Ther.、9(17)(1998)、2555〜2564;Powell他、Hum.Gen Ther.、10(4)(1999)、565〜577;MacColl他、J.Endocrinol.、162(1)(1999)、1〜9)。
【0083】
本発明のさらに別の態様は、インビボで投与され得る組成物で、目的とする転写物または有用な転写物をコードする目的とするトランスジーンの核酸配列と、目的とする転写物に対して特異的な阻害転写物をコードする阻害トランスジーンの核酸配列と、好適なビヒクルとを含む組成物に関する。
【0084】
本発明はまた、インビボで投与され得る組成物で、目的とする転写物または有用な転写物をコードする目的とするトランスジーンの核酸配列と、前記目的とする転写物に対して特異的な阻害転写物をコードする阻害トランスジーンの核酸配列とを含む少なくとも1つのベクター、および好適なビヒクルを含む組成物に関する。この場合、目的とする転写物および阻害転写物は外部因子により活性化または阻害され得る。
【0085】
本発明はまた、インビボで投与するための医薬組成物で、目的とする転写物または有用な転写物をコードする目的とするトランスジーンの核酸配列と、前記目的とする転写物に対して特異的な阻害転写物をコードする核酸とを含む少なくとも1つのベクター、および好適なビヒクルを含む医薬組成物に関する。この場合、目的とする転写物および阻害転写物は外部因子により活性化または阻害され得る。
【0086】
本発明はまた、目的とする転写物または有用な転写物をコードする目的とするトランスジーンの核酸配列と、前記目的とする転写物に対して特異的な阻害転写物をコードする阻害トランスジーンの核酸配列と、好適なビヒクルとを含む医薬品に関する。この場合、目的とする転写物および阻害転写物は外部因子により活性化または阻害され得る。
【0087】
本発明によれば、例えば、局所投与、皮膚投与、経口投与、膣内投与、非経口投与、鼻腔内投与、静脈内投与、筋肉内投与、皮下投与、眼内投与、経皮投与などに好適なビヒクルはどれも使用することができる。
【0088】
好ましくは、医薬適合性のビヒクルが、注入用配合物のために、具体的には、所望する器官への直接的な注入のために、または任意の他の投与のために使用される。医薬適合性のビヒクルは、具体的には、滅菌された等張性の溶液、または場合により滅菌水もしくは生理学的食塩水の添加により、注入可能な溶質の調製を可能にする乾燥組成物(具体的には、凍結乾燥組成物)を含むことができる。目的とする転写物をコードする目的とするトランスジーンの配列と、阻害転写物をコードする阻害トランスジーンの配列とを含む、注入のために使用される核酸の濃度、ならびに投与回数および注入容量は、様々なパラメーターの関数として、具体的には、使用される投与方法、関係する病理、もしくはその発現を調節することが所望される目的とするトランスジーンの関数として、または処置の所望する継続期間の関数として調節することができる。
【0089】
本発明のための目的とするトランスジーンには、より詳細には、下記をコードする遺伝子を挙げることができる:
酵素、例えば、α−1−アンチトリプシン、プロテイナーゼ(メタロプロテイナーゼ、ウロキナーゼ、uPA、tPAおよびストレプトキナーゼ)、前駆体を切断して活性な産物を遊離させるプロテアーゼ(ACE、ICE)またはそのアンタゴニスト(TIMP−1、組織プラスミノーゲン活性化因子阻害剤PAI、TFPI)など;
凝固に関与する因子などの血液誘導体:第VII因子、第VIII因子および第IX因子、補体因子、トロンビン;
ホルモン、またはホルモン合成経路に関与する酵素、またはホルモンの合成、排出もしくは分泌を制御することに関与する因子、例えば、インスリン、インスリン様因子(IGF)または成長ホルモン、ACTH、性ホルモンの合成に関する酵素など;
リンホカインおよびサイトカイン:インターロイキン、ケモカイン(CXCおよびCC)、インターフェロン、TNF、TGF、走化性因子、または活性化因子、例えば、MIF、MAF、PAF、MCP−1、エオタキシン、LIFなど(フランス国特許FR2688514);
増殖因子、例えば、IGF、EGF、FGF、KGF、NGF、PDGF、PIGF、HGF、プロリフェリン;
血管形成因子、VEGFまたはFGF、アンギオポエチン1または2、エンドセリンなど;
神経伝達物質の合成に関する酵素;
栄養因子、具体的には、神経変性疾患、神経系を損傷させる外傷、または網膜変性を処置するための神経栄養因子、例えば、ニューロトロフィンファミリーのメンバー、例えば、NGF、BDNF、NT3、NT4/5、NT6、それらの誘導体および関連する遺伝子−CNTFファミリ−のメンバー、例えば、CNTF、アクソカインおよびLIF、ならびにそれらの誘導体−IL6およびその誘導体−カルジオトロフィンおよびその誘導体−GDNFおよびその誘導体−IGFファミリーのメンバー、例えば、IGF−1またはIGF−2およびそれらの誘導体−FGFファミリーのメンバー、例えば、FGF1、FGF2、FGF3、FGF4、FGF5、FGF6、FGF7、FGF8またはFGF9およびそれらの誘導体、TGFβ;
骨増殖因子;
造血因子、例えば、エリスロポイエチン、GM−CSF、M−CSF、LIFなど;
細胞構造のタンパク質(例えば、ディストロフィンまたはミニディストロフィン(フランス国特許FR2681786)など)、自殺遺伝子遺伝子(チミジンキナーゼ、シトシンデアミナーゼ、シトクロームP450様々な酵素)、他のタンパク質輸送体のヘモグロビンの遺伝子;
脂質代謝に関与するタンパク質(例えば、A−I、A−II、A−IV、B、C−I、C−II、C−III、D、E、F、G、H、Jおよびアポ(a)のアポリポタンパク質から選ばれるアポリポタンパク質)、代謝性酵素(例えば、リパーゼ、リポタンパク質リパーゼ、肝臓リパーゼ、レシチン−コレステロールアセチルトランスフェラーゼ、コレステロール7−α−ヒドロキシラーゼまたはホスファチジル酸ホスファターゼなど)、あるいは脂質輸送タンパク質(コレステロールエステルの輸送タンパク質、またはリン脂質の輸送タンパク質、HDL結合タンパク質、または例えば、LDL受容体、キロミクロン受容体およびスカベンジャー受容体から選ばれる受容体など)、および肥満を処置するためのレプチンに対応する遺伝子;
血圧調節因子、例えば、NO代謝に関与する酵素、アンギオテンシン、ブラジキニン、バソプレッシン、ACE、レニン、プロスタグランジン類またはトロンボキサンまたはアデノシンの合成機構または放出機構をコードする酵素、アデノシン受容体、カリクレイン類およびカリスタチン類、ANP、ANF、利尿因子または抗利尿因子、媒介因子(ヒスタミン、セロトニン、カテコールアミン類または神経ペプチドなど)の合成または代謝または放出に関与する因子;
抗血管形成因子、例えば、Tie−1リガンドおよびTie−2リガンド、アンギオスタチン、ATF因子、プラスミノーゲンの誘導体、エンドセリン、トロンボスポンジン1およびトロンボスポンジン2、PF−4、インターフェロンαまたはインターフェロンβ、インターロイキン12、TNFα、ウロキナーゼ受容体、flt1、KDR、PAI1、PAI2、TIMP1、プロラクチンフラグメントなど;
アポトーシスから保護する因子、例えば、AKTファミリーなど;
細胞死を誘導し得るタンパク質、本質的に活性であるタンパク質(カスパーゼなど)、他の因子による活性化を必要とする「プロドラッグ」型のタンパク質、または細胞死を生じさせる因子にプロドラッグを活性化するタンパク質(ヘルペスウイルスのチミジンキナーゼまたはデアミナーゼなど)、および特に抗ガン治療が予想され得るタンパク質;
細胞間接触および接着に関与するタンパク質:VCAM、PECAM、ELAM、ICAM、インテグリン類、カテニン類;
細胞外マトリックスタンパク質;
細胞遊走に関与するタンパク質;
シグナル伝達型のタンパク質、FAK、MEKK、p38キナーゼ、チロシンキナーゼ、セリン−トレオニンキナーゼの各タイプ;
細胞周期調節に関与するタンパク質(p21、p16、サイクリン類)、および細胞周期を阻止し、適する場合にはアポトーシスを誘導し得る優性ネガティブ変異体または誘導型タンパク質;
転写因子:jun、fos、AP1、p53、およびp53シグナル変換カスケードのタンパク質;
細胞構造タンパク質、例えば、中間フィラメント(ビメンチン、デスミン、ケラチン類)、ディストロフィン、または筋肉収縮性および筋肉収縮性の制御に関与するタンパク質、特に、細胞におけるカルシウム代謝およびカルシウム流束に関与するタンパク質(SERCA)など。
【0090】
リガンドおよび受容体のシステムを介して機能するタンパク質の場合、リガンド(例えば、FGFもしくはVEGF)または受容体(FGF−R、VEGF−R)の使用が考えられる。また、リガンドタンパク質または受容体タンパク質(特に、上記のタンパク質)のフラグメントまたは変異体をコードする遺伝子も挙げることができ、それらは、完全なタンパク質よりも大きい活性、またはアンタゴニスト活性、またはさらには最初のタンパク質と比較して「優性ネガティブ」型の活性のいずれかを有し(例えば、細胞膜における固定と比較して、これらのフラグメントの分泌を誘導する配列とおそらくは一緒になって、循環しているタンパク質の利用性を阻害する受容体のフラグメント、またはエレメントの1つの利用性を変化させるようにこれらのリガンド−受容体システムの細胞内輸送を変化させる他のシステム)、あるいは完全なタンパク質の活性とは異なるそれら自身の特定の活性さえも有する(例えば、ATF)。
【0091】
組織によって分泌されるタンパク質またはペプチドをコードする目的とするトランスジーンの中で、免疫療法におけるその使用のためには、例えば、感染性疾患、腫瘍または自己免疫疾患(多発性硬化症(自己イディオタイプ抗体)など)の処置のためには、抗体、単鎖抗体(ScFv)の様々なフラグメント、または認識能を有する任意の他の抗体フラグメント、そして慢性関節リウマチの処置のために、前炎症性サイトカイン(例えば、IL1およびTNFαなど)に結合するScFvを強調することは重要である。本発明による医薬品において使用される他の目的とするトランスジーンは、特に限定されないが、可溶性の受容体をコードし、例えば、抗HIV治療のためには可溶性のCD4受容体もしくは可溶性のTNF受容体をコードし、または慢性関節リウマチの処置のためにはTNFα受容体もしくは可溶性のIL1受容体をコードし、または筋無力症の処置のためには可溶性のアセチルコリン受容体をコードする;例えば、喘息、再狭窄の血栓症、転移または炎症を処置するためには、例えば、基質ペプチドもしくは酵素阻害剤、または受容体もしくは接着分子のアゴニストもしくはアンタゴニストであるペプチドをコードする;人工タンパク質またはキメラタンパク質または短縮型タンパク質をコードする。根本的に注目されるホルモンには、糖尿病の場合におけるインスリン、成長ホルモン、およびカルシトニンを挙げることができる。また、抗腫瘍免疫性を誘導し得るタンパク質または免疫応答を刺激し得るタンパク質も挙げることができる(IL2、GM−CSF、IL12など)。最後に、TH1応答を低下させるサイトカインを挙げることができる(例えば、IL10、IL4またはIL13など)。
【0092】
有益である他のトランスジーンもまた、本発明による組成物および医薬品において使用することができる。これらは、具体的には、McKusick,V.A.(Mendelian Inheritance in man,catalogs of autosomal dominat,autosomal recessive,and X−linked phenotypes(ヒトにおけるメンデル遺伝:常染色体優性表現型、常染色体劣性表現型およびX連鎖表現型のカタログ)、第8版、John Hopkins University Press(1988))によって、Stanbury,J.B.他(The metabolic basis of inherited disease(遺伝型疾患の代謝的基礎)、第5版、McGraw−Hill(1983))に記載される。目的とするトランスジーンは、アミノ酸、脂質および他の細胞成分の代謝に関与するタンパク質を包含する。
【0093】
例えば、非限定的ではあるが、炭水化物代謝の疾患に関連する遺伝子を挙げることができる(例えば、フルクトース−1−リン酸アルドラーゼ、フルクトース−1,6−ジホスファターゼ、フルコース−6−ホスファターゼ、リソソームα−1,4−グルコシダーゼ、アミロ−1,6−グルコシダーゼ、アミロ−(1,4:1,6)−トランスグルコシダーゼ、筋肉ホスホリラーゼ、筋肉ホスホフルクトキナーゼ、ホスホリラーゼ−bキナーゼ、ガラクトース−1−リン酸ウリジルトランスフェラーゼ、ピルビン酸デヒドロゲナーゼ複合体のすべての酵素、ピルビン酸カルボキシラーゼ、2−オキソグルタル酸グリオキシラーゼカルボキシラーゼまたはD−グリセリン酸デヒドロゲナーゼなど)。
【0094】
また、下記の遺伝子も挙げることができる:
アミノ酸代謝の疾患に関連する遺伝子、例えば、フェニルアラニンヒドロキシラーゼ、ジヒドロビオプテリンシンセターゼ、チロシンアミノトランスフェラーゼ、チロシナーゼ、ヒスチジナーゼ、フマリルアセトアセターゼ、グルタチオンシンセターゼ、γ−グルタミルシステインシンセターゼ、オルニチン−δ−アミノトランスフェラーゼ、カルバモイルリン酸シンセターゼ、オルニチンカルバモイルトランスフェラーゼ、アルギニノコハク酸シンセターゼ、アルギニノコハク酸リアーゼ、アルギナーゼ、L−リシンデヒドロゲナーゼ、L−リシン−ケトグルタル酸レダクターゼ、バリントランスアミナーゼ、ロイシン−イソロイシントランスアミナーゼ、分枝鎖2−ケト酸デカルボキシラーゼ、イソバレリル−CoAデヒドロゲナーゼ、アシル−CoAデヒドロゲナーゼ、3−ヒドロキシ−3−メチルグルタリル−CoAリアーゼ、アセトアセチル−CoA−3−ケトチオラーゼ、プロピオニル−CoAカルボキシラーゼ、メチルマロニル−CoAムターゼ、ATP:コバラミンアデノシルトランスフェラーゼ、ジヒドロ葉酸レダクターゼ、メチレンテトラヒドロ葉酸レダクターゼ、シスタチオニンβ−シンセターゼ、サルコシンデヒドロゲナーゼ複合体、グリシン切断システムに属する酵素、β−アラニントランスアミナーゼ、血清カルノシナーゼ、脳ホモカルノシナーゼなど;
脂肪代謝および脂肪酸代謝の疾患に関連する遺伝子、例えば、リポタンパク質リパーゼ、アポリポタンパク質C−II、アポリポタンパク質E、他のアポリポタンパク質、レシチン−コレステロールアシルトランスフェラーゼ、LDL受容体、肝臓ステロールヒドロキシラーゼ、「フィタン酸」α−ヒドロキシラーゼなど;
リソソーム機能不全に関連する遺伝子、例えば、リソソームα−L−イズロニダーゼ、リソソームイズロン酸スルファターゼ、リソソームヘパランN−スルファターゼ、リソソームN−アセチル−α−D−グルコサミニダーゼ、アセチル−CoA:リソソームα−グルコサミンN−アセチルトランスフェラーゼ、リソソームN−アセチル−α−D−グルコサミン−6−スルファターゼ、リソソームガラクトサミン−6−硫酸スルファターゼ、リソソームβ−ガラクトシダーゼ、リソソームアリールスルファターゼB、リソソームβ−グルクロニダーゼ、N−アセチルグルコサミニルホスホトランスフェラーゼ、リソソームα−D−マンノシダーゼ、リソソームα−ノイラミニダーゼ、リソソームアスパルチルグリコサミニダーゼ、リソソームα−L−フコシダーゼ、リソソーム酸性リパーゼ、リソソーム酸性セラミダーゼ、リソソームスフィンゴミエリナーゼ、リソソームグルコセレブロシダーゼおよびリソソームガラクトセレブロシダーゼ、リソソームガラクトシルセラミダーゼ、リソソームアリールスルファターゼA、α−ガラクトシダーゼA、リソソーム酸性β−ガラクトシダーゼ、リソソームヘキソサミニダーゼAα鎖など。
【0095】
また、非限定的ではあるが、ステロイド代謝および脂質代謝の疾患に関連する遺伝子、プリン代謝およびピリミジン代謝の疾患に関連する遺伝子、ポルフィリン代謝およびヘム代謝の疾患に関連する遺伝子、結合組織および骨の代謝の疾患に関連する遺伝子、ならびに血液および造血器官の疾患、筋肉の疾患(筋障害)、神経系の疾患(神経変性疾患)または循環系の疾患(例えば、虚血および狭窄症の処置)に関連する遺伝子、そしてミトコンドリア遺伝子疾患に関与する遺伝子も挙げることができる。
【0096】
本発明はまた、例えば、ある種の遺伝子異常または遺伝子欠損(例えば、ミトコンドリア遺伝子疾患、血友病およびβ−サラセミアなど)を処置するための医薬品を調製するための、上記に記載されたコンビネーションの使用に関する。
【0097】
さらに、本発明の主題は、ある種の疾患を処置および/または防止するための医薬品を調製するための、本発明によるコンビネーションの使用である。そのような疾患には、例えば、虚血、狭窄症、筋障害、神経変性疾患、代謝性疾患(リソソーム性疾患など)、炎症性疾患(慢性関節リウマチなど)、ホルモン障害(糖尿病など)、心臓血管疾患(高血圧など)または高脂血症(肥満など)などがある。
【0098】
本発明の主題はまた、抗ガン用の医薬品(例えば、抗腫瘍DNA)を調製するための、またはワクチンを調製するための、上記に記載されるコンビネーションの使用である。
【0099】
上記の多くの例および下記の例により、本発明の適用分野の潜在的範囲が例示される。
【0100】
本発明の別の態様は、目的とする転写物をコードする目的とするトランスジーンと、目的とする転写物に対して特異的な阻害転写物をコードする阻害トランスジーンとを1つ以上の細胞タイプにおいて発現するトランスジェニック動物に関する。トランスジェニック動物(具体的には、トランスジェニックマウス)の作製方法は、今や、当業者に十分に知られており、具体的には、Hogan他(1986、A Laboratory Manual、Cold Spring Harbor、New York、Cold Spring Harbor Laboratory)によって記載される。
【0101】
本発明によれば、上記に記載された核酸は、非ヒトの受精した卵母細胞に顕微注入によって移され、そして卵母細胞を発達させるために、卵母細胞がキャリアのメスに移植される。一般に、核酸は、トランスジェニック動物が発達する細胞のゲノムに組み込まれ、そしてトランスジェニック動物の1つ以上の細胞または組織における目的とするトランスジーンおよび阻害トランスジーンの発現が認められ得るように成体動物のゲノムに維持される。目的とするトランスジーンの核酸配列および阻害トランスジーンの核酸配列を有するトランスジェニック動物はまた、他のトランスジーンを有するトランスジェニック動物と交配させることができる。
【0102】
そのようにして作製されたトランスジェニック動物として、例えば、マウス、ヤギ、ヒツジ、ブタ、ウシまたは任意の他の家畜を挙げることができる。そのようなトランスジェニック動物は、野生型動物と類似する表現型を有するが、阻害転写物のリプレッサーである外部因子、および/または目的とする転写物の活性の活性化因子である因子が動物に投与されたときに、目的とするトランスジーンまたは転写物が回復させられる。
【0103】
これらのトランスジェニック動物は、いくつかのヒト疾患または動物疾患の生理病理学を模擬するために使用され、従って、ヒト疾患または動物疾患の実験モデルになる。例えば、宿主動物において、病理に関与すると考えられる目的とするトランスジーンを、特定の表現型を出現させることなく、その特異的な阻害トランスジーンとともに導入することができる。調べられる目的とするトランスジーンの発現を、その後、この遺伝子の発現と病理学的表現型の出現との間に存在する関係を明らかにするために、阻害転写物のリプレッサーである外部因子および/または目的とする転写物の活性化因子である外部因子を投与することによって調節することができる。そのような方法は、通常のノックアウト技術を上回るある種の利点を有する。これは、本発明によるトランスジェニック動物は、完全であるだけでなく、可逆的でもある目的とするトランスジーンの不活性化を可能にし、そしてその発現をより効果的に調節することができるからである。
【0104】
本発明の最後の態様は、目的とする転写物をコードする目的とするトランスジーンの配列を含む核酸と、目的とする転写物に対して特異的な阻害転写物をコードする阻害トランスジーンの配列を含む核酸とをそのゲノムに含むトランスジェニック植物およびトランスジェニック植物細胞に関する。これらの植物は、植物への遺伝子導入の従来技術によって得ることができる。目的とするトランスジーンまたは転写物をコードする核酸および阻害転写物をコードする核酸を、植物において自然の状態で機能的な転写プロモータの制御下に置かれて有するプラスミドが、例えば、Agrobacterium tumefaciensの菌株に導入される。その後、植物の形質転換を、標準的な形質転換プロトコルおよび再生プロトコルを使用して行うことができる(Deblaere他、Nucleic Acid Research、13(1985)、4777〜4788;Dinant他、European Journal of Plant Pathology、104(1998)、377〜382)。
【0105】
構成的プロモータ(例えば、カリフラワーモザイクウイルス(CaMV)の35Sプロモータ(Odell他、Nature、313(1985)、810〜812)など)を使用することができる。目的とする転写物の発現を行わせるために、誘導性プロモータ、例えば、とりわけデキサメタゾンによって活性化されるグルココルチコイド誘導性プロモータ(Aoyama他、Plant J.、11(1997)、605〜612;Aoyama他、Gene Expression in Plants、(1999)、44〜59)、エタノール誘導性システム(Caddick他、Nat Biotechnol、16(1998)、177〜180)、またはβ−エストラジオールなどのステロイドホルモンによる転写活性化システム(Bruce他、Plant Cell、12(2000)、65〜80)などを使用することが可能である。あるいは、Martinez他(Plant J、19(1999)、97〜106)によって記載されるようなエクジソン誘導性の転写システムが使用される。これは、グルココルチコイド受容体(GR)配列およびVP16トランス活性化配列、すなわち、GRのDNA結合ドメインおよびエクジソン受容体のホルモン依存性調節ドメインを含有するハイブリッド活性化因子とともに機能する。後者のシステムは、とりわけ非ステロイド性エクジソンアゴニストのRH5992で活性化され得る。従って、後者のシステムでは、活性化された状態で目的とするトランスジーンの発現レベルを回復させることが可能になる。しかし、この調節システムは、非活性化状態で大きい基礎レベルをもたらすが、本発明に従って、目的とするこのトランスジーンに対する阻害転写物との同時発現で目的とするトランスジーンの発現を行わせるために使用されたときには、目的とするトランスジーンの基礎レベルは大きく低下する。
【0106】
この後者の態様により、細胞傷害的である外来遺伝子または致死的でさえある外来遺伝子を、形質導入された植物の再生を阻害することなく、そして細胞死を制限しながら短期間にわたって制限された様式で発現させることができる。従って、目的とするトランスジーンの発現を可逆的に阻害するこのシステムは、植物作製バイオテクノロジーのいくつかの適用のために、そして基礎的な農学研究に関連して極めて有用である。
【0107】
従って、本発明は、その過剰発現が、または基礎的な発現でさえも、その遺伝子を発現する生物にとって有害な作用を有する遺伝子を研究するために特に有用である。例として、植物におけるサイトカインの制御されない産生は、例えば、異常な表現型を発達途中で生じさせる(例えば、無根、頂芽優性の喪失、不稔性、または植物の場合には植物組織の再生を阻止するか、もしくは致死性の問題さえ生じさせる細胞毒性など)。
【0108】
さらに、外因性の遺伝子を本発明に従って可逆的に阻害する方法は、目的とするトランスジーンの生成物の安定性を研究するために(Gil他、EMBO J.、15(1996)、1678〜1686)、または外因性遺伝子の生成物の代謝回転を評価するために有用であることが証明され得る。
【0109】
目的とする転写物をコードする目的とするトランスジーンと、目的とする転写物に対して特異的な阻害転写物をコードする阻害トランスジーンとの構築物を有する本発明によるトランスジェニック植物は、本発明に従って、いくつかの分子機構および遺伝子相互作用を研究するためにも使用することができる。具体的には、いくつかの遺伝子の発現が細胞死をもたらすとき、目的とする致死性トランスジーンの配列とその阻害転写物の配列との両方を有するトランスジェニック系統は、細胞死の分子機構および分子相互作用を続いて研究することを可能にする変異体を単離するために使用することができる。致死性の表現型を回避することに加えて、本発明によるシステムは、いくつかの遺伝子、および表現型の出現におけるそれらの関与、ならびにいくつかのシグナル伝達経路におけるそれらの可能な関係の機能的分析を容易にする。
【0110】
また、本発明による方法は、植物の発達に初期段階で影響を及ぼしやすいが、後期の発達段階で役割を果たし得る植物遺伝子の研究を容易にすることを可能にする。これらの遺伝子の変異は植物の発達に影響を及ぼし、従って、これらの遺伝子の考えられる後期機能の研究を妨げる。目的とするトランスジーンおよびその阻害転写物を有する配列で形質転換された植物は正常な初期の発達を続けることができ、そして好適な外部因子をその後の発達段階で投与することにより、問題とする遺伝子の発現を回復させて、それらの後期機能を明らかにすることが都合よく可能になる。従って、本発明による植物キメラは、例えば、植物におけるシグナル変換機構に関して新規な情報をもたらすことができる。
【0111】
本出願は下記の実施例の助けによってより詳しく記載されるが、下記の実施例は、例示的で、非限定的であると見なさなければならない。
【0112】
(図面の簡単な説明)
図1Aから図1Eは、pXL3031(図1A)、pXL3010(図1B)、pSeAPantisense(図1C)、pXL3296(図1D)およびpLucAtisense(図1E)の各プラスミドの概略図である。
【0113】
図2Aから図2Eは、pTet−Splice(図2A)、pTetLucAntisense(図2B)、pTetLuc(図2C)、pTetSplice−SeAPantisense(図2D)およびpTet−tTAK(図2E)の各プラスミドの概略図である。
【0114】
図3Aから図3Dは、pGJA1(図3A)、pGJA2(図3B)、pGJA3(図3C)およびpJA9(図3D)の各プラスミドの概略図である。
【0115】
図4Aから図4Dは、pGJA15−2(図4A)、pGJA15(図4B)、pGJA14(図4C)およびpJA14−2(図4D)の各プラスミドの概略図である。
【0116】
図5Aおよび図5Bは、pRDA02(図5B)およびpSG5−hPPARγ2(図5A)の各プラスミドの概略図である。
【0117】
図6Aおよび図6Bは、pIND(図6A)、pINDSeAP(図6B)およびpVgRXR(図6C)の各プラスミドの概略図である。
図7(A)は、下記のプラスミドによるNIH3T3細胞の同時トランスフェクションの48時間後に測定されたSeAPの活性を例示する:
1:0.25μgのpXL3010(S)+0.75μgのpXL3296(V);
2:0.25μgのpXL3010(S)+0.25μgのpSeAPantisense(A)+0.50μgのpXL3296(V);
3:0.25μgのpXL3010(S)+0.50μgのpSeAPantisense(A)+0.25μgのpXL3296(V);
4:0.25μgのpXL3010(S)+0.75μgのpSeAPantisense(A);および
5:0.25μgのpSeAPantisense(A)+0.75μgのpXL3296(V)。
【0118】
図7(B)は、下記プラスミドの同時トランスフェクションの24時間後に測定されたルシフェラーゼの相対的活性を例示する:
1:0.125μgのpXL3031+0.75μgのpXL3296。
【0119】
2:0.125μgのpXL3031+0.125μgのpLucAntisense+0.25μgのpXL3296。
【0120】
3:0.125μgのpXL3031+0.25μgのpLucAntisense+0.125μgのpXL3296。
【0121】
4:0.125μgのpXL3031+0.375μgのpLucAntisense。
【0122】
5:0.125μgのpLucAntisense+0.375μgのpXL3296。
【0123】
図8は、RT−PCRによるセンスRNAおよびアンチセンスRNAのインビトロでの存在を例示する電気泳動ゲルの写真を表す。
【0124】
レーン1および9:100塩基対マーカー(Gibco BRL)。
【0125】
レーン2:マトリックスとしてプラスミドpXL3010を使用するPCRコントロール。
【0126】
レーン3:0.25μgのpXL3010+0.75μgのpXL3296でトランスフェクションされた細胞から抽出された総RNAに対するRT−PCR。
【0127】
レーン4:0.25μgのpXL3010+0.25μgのpSeAPantisense+0.50μgのpXL3296でトランスフェクションされた細胞から抽出されたRNAに対するRT−PCR。
【0128】
レーン5:0.25μgのpXL3010+0.75μgのpSeAPantisenseでトランスフェクションされた細胞から抽出されたRNAに対するRT−PCR。
【0129】
レーン6から8:3、4および5でそれぞれ使用されたRNAに対して行われたPCRコントロール(RT非存在)。
【0130】
図9Aは、下記のプラスミド組の同時トランスフェクションの24時間後に測定されたインビトロでのSeAP活性を例示する:
条件1:25%pXL3010+75%pXL3296。
【0131】
条件3:25%pXL3010+25%pSeAPantisense+50%pXL3296。
【0132】
条件5:25%pXL3010+25%pLucAntisense+50%pXL3296。
【0133】
図9Bは、下記のプラスミド組のインビトロでの独立したトランスフェクションの24時間後に測定されたルシフェラーゼの相対的活性を例示する:
条件2:25%pXL3031+75%pXL3296。
【0134】
条件4:25%pXL3031+25%pLucantisense+50%pXL3296。
【0135】
条件6:25%pXL3031+25%pSeAPantisense+50%pXL3296。
【0136】
図10は、同時(バッチ2)または22日後(バッチ1)のいずれかで、SeAPレポーター遺伝子のセンス配列をコードするプラスミド(pXL3010)およびそのアンチセンス配列をコードするプラスミド(pSeAPantisense)の脛骨頭側骨格筋内への両側筋肉内注入およびエレクトロトランスファーの後に測定された循環SeAPの相対的レベルを例示する。
【0137】
バッチ1:30μgのプラスミドpXL3010の注入+エレクトロトランスファー、その後、30μgのpSeAPantisenseの注入+エレクトロトランスファーが行われた10匹のマウス(22日目に2回目の注入);
バッチ2:30μgのプラスミドpXL3010+30μgのプラスミドpSeAPantisense+エレクトロトランスファーが同時に注入された10匹のマウス(同時注入);
バッチ3:30μgのプラスミドpSeAPantisenseの注入+エレクトロトランスファーが行われた10匹のマウス(コントロール群)。
【0138】
図11Aは、図6のバッチ1から3のRT−PCRによるSeAPレポーター遺伝子のセンスRNAおよびアンチセンスRNAのインビボにおける存在を例示する電気泳動ゲルの写真を表す。
【0139】
レーン1および13:100bpのDNAマーカー(Gibco);
レーン2および3:それぞれ、バッチ1(pXL3010、その後、22日後のpSeAPantisenseの再注入)のマウスの筋肉におけるセンスRNAおよびアンチセンスRNA;
レーン4および5:それぞれ、バッチ2(pXL3010およびpSeAPantisenseの同時注入)のマウスの筋肉におけるセンスRNAおよびアンチセンスRNA;
レーン6および7:それぞれ、バッチ3(pSeAPantisense単独)のマウスの筋肉におけるセンスRNAおよびアンチセンスRNA;
レーン8〜10:レーン2から7で使用されたRNAのPCRコントロール(RT非存在);
レーン11:コントロール:マトリックスとしてプラスミドpXL3010を使用するPCR;
レーン12:プラスミドpXL3010
図11Bは、図7Aで写真撮影されたアガロースゲルのニトロセルロースメンブランにおける転写、およびSeAPレポーター遺伝子のセンス配列(S)およびアンチセンス配列(AS)に対して特異的な32P標識オリゴヌクレオチドプローブの存在下でのハイブリダイゼーションによって得られたX線フィルムの写真を表す。
【0140】
図12は、下に記載される時間間隔で下記プラスミドの脛骨頭側骨格筋内への両側筋肉内注入およびエレクトロトランスファーの後のマウス血漿における循環SeAPの相対的活性をモニターした結果を示す:
バッチ1:15μgのプラスミドpXL3010の注入+エレクトロトランスファーが行われた10匹のマウス;
バッチ2:15μgのプラスミドpXL3010の注入+エレクトロトランスファー、その後、21日後の45μgのpXL3296の注入+エレクトロトランスファーが行われた10匹のマウス;
バッチ3:15μgのプラスミドpXL3010の注入+エレクトロトランスファー、その後、21日後の15μgのpSeAPantisense+30μgのpXL3296の注入+エレクトロトランスファーが行われた10匹のマウス;
バッチ4:15μgのプラスミドpXL3010の注入+エレクトロトランスファー、その後、21日後の30μgのpSeAPantisense+15μgのpXL3296の注入+エレクトロトランスファーが行われた10匹のマウス;
バッチ5:15μgのプラスミドpXL3010の注入+エレクトロトランスファー、その後、21日後の45μgのpSeAPantisenseの注入+エレクトロトランスファーが行われた10匹のマウス。
【0141】
図13は、下記プラスミドの同時注入およびエレクトロトランスファー(ET)の後のマウス血漿における循環SeAPの相対的活性をモニターした結果を示す:
バッチ1:30μgのプラスミドpXL3010の注入+ETが行われた9匹のマウス;
バッチ2:30μgのプラスミドpXL3010の注入+ETが行われた9匹のマウス;
バッチ3:30μgのプラスミドpXL3010+30μgのpSeAPantisenseの同時注入+ETが行われた9匹のマウス;
バッチ4:30μgのプラスミドpXL3010の注入+ETが行われた9匹のマウス;
バッチ5:30μgのプラスミドpXL3010の注入+ETが行われた9匹のマウス。
【0142】
図14Aは、下記のプラスミドによるNIH3T3細胞のトランスフェクションの後に測定されたインビトロにおけるSeAPの相対的活性を、その後のテトラサイクリン処理の有無に関して示す:
カラム1:1μgのpXL3010+1μgのpXL3296(空);
カラム2:1μgのpXL3010+0.5μgのpXL3296(空)+0.5μgのpSeAPantisense;
カラム3:1μgのpXL3010+1μgのpSeAPantisense;
カラム4:1μgのpXL3010+0.5μgのpTetSeAPantisense+0.5μgのpTet−tTAK、テトラサイクリン:非存在;
カラム5:1μgのpXL3010+0.5μgのpTetSeAPantisense+0.5μgのpTet−tTAK、テトラサイクリン:存在(1mg/ml);
カラム6:1μgのpXL3010+1μgのpTetSeAPantisense+0.5μgのpTet−tTAK、テトラサイクリン:非存在;
カラム7:1μgのpXL3010+1μgのpTetSeAPantisense+0.5μgのpTet−tTAK、テトラサイクリン:存在(1mg/ml)。
【0143】
図14Bは、下記のプラスミドによるNIH3T3細胞のトランスフェクションの後に測定されたインビトロにおけるSeAPの相対的活性を、その後のテトラサイクリン処理の有無に関して示す:
カラム1:0.5μgのpXL3010+0.5μgのpTet−tTAK+0.5μgのpXL3296(空);
カラム2:0.5μgのpXL3010+0.5μgのpTet−tTAK+0.5μgのpSeAPantisense;
カラム3:0.5μgのpXL3010+0.5μgのpTet−tTAK+0.5μgのpTetSeAPantisense、テトラサイクリン:非存在;
カラム4:0.5μgのpXL3010+0.5μgのpTet−tTAK+0.5μgのpTetSeAPantisense、テトラサイクリン:存在(1mg/ml);
カラム5:0.5μgのpXL3010+2.5μgのpXL3296(空);
カラム6:0.5μgのpXL3010+0.5μgのpTet−tTAK+2.5μgのpTetSeAPantisense、テトラサイクリン:非存在;
カラム7:0.5μgのpXL3010+0.5μgのpTet−tTAK+2.5μgのpTetSeAPantisense、テトラサイクリン:存在(1mg/ml)。
【0144】
図15は、下記のプラスミド(ウエルあたり0.7μgまたは1.1μgのDNA)によるNIH3T3細胞(80000細胞/ウエル)の同時トランスフェクションの24時間後におけるルシフェラーゼの相対的活性を、テトラサイクリン投与の有無に関して示す:
1:0.1μgのpXL3031+0.3μgのpTet−tTAK+0.3μgのpXL3296。
【0145】
2:0.1μgのpXL3031+0.3μgのpTet−tTAK+0.3μgのpLucAntisense。
【0146】
3:0.1μgのpXL3031+0.3μgのpTet−tTAK+0.3μgのpTetLucAntisense、テトラサイクリン:非存在。
【0147】
4:0.1μgのpXL3031+0.3μgのpTet−tTAK+0.3μgのpTetLucAntisense、テトラサイクリン:存在(1mg/ml)。
【0148】
5:1μgのpXL3031+0.5μgのpTet−tTAK+0.5μgのpXL3296。
【0149】
6:0.1μgのpXL3031+0.5μgのpTet−tTAK+0.5μgのpTetLucAntisense、テトラサイクリン:非存在。
【0150】
7:0.1μgのpXL3031+0.5μgのpTet−tTAK+0.5μgのpTetLucAntisense、テトラサイクリン:存在(1mg/ml)。
【0151】
図16Aは、下記のプラスミドを6週齢のメスSCIDマウスに筋肉内同時注入した後のインビボにおける循環SeAPの相対的レベルを、様々な時間間隔でのテトラサイクリン投与の有無に関して示す:
バッチ1:20μgのプラスミドpXL3010+40μgのpTet−tTAKが注入された10匹のマウス;
バッチ2:20μgのプラスミドpXL3010+20μgのpTet−tTAK+20μgのpSeAPantisenseが注入された10匹のマウス;
バッチ3:20μgのプラスミドpXL3010+20μgのpTet−tTAK+20μgのpTetSeAPantisenseが注入された10匹のマウス。
【0152】
図16Bは、下記のプラスミドを6週齢のメスSCIDマウスに筋肉内同時注入した後のインビボにおける循環SeAPの相対的レベルを、様々な時間間隔でのテトラサイクリン投与の有無に関して示す:
バッチ1:20μgのプラスミドpXL3010+20μgのpTet−tTAK+20μgのpSeAPantisenseが注入された10匹のマウス;
バッチ2:20μgのプラスミドpXL3010+20μgのpTet−tTAK+20μgのpTetSeAPantisenseが注入された10匹のマウス;
バッチ3:バッチ2+テトラサイクリン含有飲み水(2mg/ml+2mg/mlのスクロース)で9日間、その後、10日目にテトラサイクリンを止める。22日目にテトラサイクリンに戻し(500μg/マウスで2日毎のIP注入)、30日目に止める。ドキシサイクリンを63日目に始める(飲み水において400mg/l)。
【0153】
図17は、下記のプラスミドによるNIH3T3細胞の同時トランスフェクションの48時間後に測定されたSeAPの発現を測定した結果を示す:
T+:1μgのpXL3010+1μgのpXL3296;
T−:1μgのpXL3010+1μgのpSeAPantisense;
1:1μgのpXL3010+1μgのpGJA1;
2:1μgのpXL3010+1μgのpGJA2;
3:1μgのpXL3010+1μgのpGJA3。
【0154】
図18は、下記のプラスミドによるNIH3T3細胞の同時トランスフェクションの48時間後に測定されたSeAPの発現を測定した結果を示す:
カラム1および2:非トランスフェクション細胞のコントロール(4および5と名づけられた2つの異なる実験);
T+:1μgのpXL3010+1μgのpXL3296(実験4および実験5のそれぞれ);
T−:1μgのpXL3010+1μgのpSeAPantisense(実験4および実験5のそれぞれ);
pGJA9:1μgのpXL3010+1μgのpXL3296+1μgのpGJA9(実験4および実験5のそれぞれ)。
【0155】
図19は、完全なアンチセンス配列SeAPantisenseを含むプラスミドによってもたらされる阻害と比較して、pGJA1、pGJA2、pGJA3およびpGJA9のプラスミドをNIH3T3細胞にトランスフェクションすることによって得られるSeAP発現の阻害をまとめた表である。
【0156】
図20は、下記プラスミドの脛骨頭側骨格筋内への両側筋肉内注入およびエレクトロトランスファーを行い、続いて下記の時間間隔でのドキシサイクリン投与を行った後のマウスの血漿における循環SeAPの相対的活性をモニターした結果を示す:
バッチ3:20μgのpXL3010+20μgのpTet−tTAK+20μgのpTetSeAPantisenseが注入され、400mg/lのドキシサイクリンが170日目にだけ与えられたマウス群;
バッチ4:20μgのpXL3010+20μgのpTet−tTAK+20μgのpTetSeAPantisenseが注入され、そして400mg/lのドキシサイクリンが、示された時期に7日間にわたって与えられたマウス群;
図21は、下記のプラスミドによるNIH3T3細胞のトランスフェクションの48時間後に測定されたSeAPの発現を測定した結果を示す(1μgのpXL3010に対して等価なコピー数について、pXL3296については十分):
カラム1:pGJA14;
カラム2:pGJA14−2;
カラム3:pGJA15;および
カラム4:pGJA15−1。
【0157】
図22は、下記のプラスミドによるNIH3T3細胞の同時トランスフェクションの24時間後に測定されたSeAPの発現を測定した結果を示す(0.5μgのpXL3010に対して等価なコピー数について、pXL3296については十分):
カラム1:pGJA15;
カラム2:pGJA15+pTet−tTAK;
カラム3:pGJA15+pTet−tTAK+テトラサイクリン(1μg/ml、最終);
カラム4:pGJA15−2;
カラム5:pGJA15−2+pTet−tTAK;
カラム6:pGJA15−2+pTet−tTAK+テトラサイクリン(1μg/ml、最終)。
【0158】
図23は、下記のプラスミドによるNIH3T3細胞のトランスフェクションの48時間後に測定されたSeAPの発現を測定した結果を示す(0.5μgのpXL3010に対して等価なコピー数について、pXL3296については十分):
カラム1:pXL3010;
カラム2:pXL3010+pSeAPantisense;
カラム3:pXL3010+pTet−tTAK;
カラム4:pXL3010+pTet−tTAK+テトラサイクリン(1μg/ml、最終);
カラム5:pGJA14;
カラム6:pGJA14+pTet−tTAK;
カラム7:pGJA14+pTet−tTAK+テトラサイクリン(1μg/ml、最終)。
【0159】
図24は、下記のプラスミドによるC2C12細胞におけるトランスフェクションの5日後における、10−7M(最終)の化学的誘導因子BRL49653の存在下または非存在下でのSeAPの発現を測定した結果を示す:
バッチ3:500ngのpRDA2+500ngのpSG5−hPPARγ2+pXL3296(カラム1:BRL49653非存在;カラム2:BRL49653存在);
バッチ4:バッチ3+50ngのpSeAPAS(カラム3:BRL49653非存在;カラム4:BRL49653存在);
バッチ5:バッチ3+100ngのpSeAPAS(カラム5:BRL49653非存在;カラム6:BRL49653存在);
バッチ6:バッチ3+250ngのpSeAPAS(カラム7:BRL49653非存在;カラム8:BRL49653存在);
バッチ7:バッチ3+500ngのpSeAPAS。
【0160】
図25は、下記のプラスミドによるNIH3T3細胞のトランスフェクションの48時間に測定された、エクジソンシステムの化学的誘導因子(パノステロンまたはPan;図26、No他、PNAS、1996、3346頁から3351頁)の存在下または非存在下でのSeAPの発現を測定した結果を示す:
カラム1:pVgRXR、pIND、pINDSeAPの各プラスミドの0.5μg、化学的誘導因子:非存在;
カラム2:pVgRXR、pIND、pINDSeAPの各プラスミドの0.5μg、化学的誘導因子:存在;
カラム3:pVgRXR、pINDSeAP、pSeAPantisenseの各プラスミドの0.5μg、化学的誘導因子:非存在;
カラム4:pVgRXR、pINDSeAP、pSeAPantisenseの各プラスミドの0.5μg、化学的誘導因子:存在。
【0161】
図26はポナステロン(pan)を表す。
【0162】
図27は、Phospha Lightキット(Tropix)を使用してアッセイされた、下記プラスミドの脛骨頭側骨格筋内への両側筋肉内注入およびエレクトロトランスファーの後のマウスの血漿における循環SeAPの相対的活性をモニターした結果を、飲み水におけるドキシサイクリン投与の有無に関して示す:
バッチ1:20μgのpXL3010+20μgのpcDNAが注入されたマウス群;
バッチ2:20μgのpGJA14+20μgのpTet−tTAKが注入されたマウス群;
バッチ3:20μgのpGJA14+20μgのpTet−tTAKの注入+飲み水における400mg/mlのドキシサイクリンのマウス群;
バッチ4:20μgのpGJA15−2+20μgのpTet−tTAKが注入されたマウス群;
バッチ5:20μgのpGJA15−2+20μgのpTet−tTAKの注入+飲み水における400mg/mlのドキシサイクリンのマウス群。
【0163】
(実施例)
実施例1:サイトメガロウイルス(CMV)の初期アンプリファイア/プロモータを有するプラスミドの構築
1.1 プラスミドpXL3031(ルシフェラーゼプラスミド)
プラスミドpXL3031は、pCOR(Soubrier他、Gen Ther、6(1999)、1482〜1488)において記載されるpCORプラスミドでもあり、具体的には、ルシフェラーゼレポーターをCMVプロモータの制御下に含む。このプラスミドの概略図が図1Aに示される。
【0164】
1.2 プラスミドpXL3010(SeAPプラスミド)
プラスミドpXL3010は、pGL3−basic(Promega)のMluI/SalIフラグメントに、ヒトサイトメガロウイルスの初期プロモータ(hCMV−IE)を含むpCDNA3−basic(Invitrogen)のMluI/SphIフラグメント、SphI/ClaIを用いてpSeAP−basic(Clontech)から取り出されたSeAP遺伝子、および下記プライマー(5’−ATGCATCGATGGCCGCTTCGAGCAGACATG−3’および5’−ATGCGTCGACTCTAGCCGATTTTACCACATTTGTAGAGG−3’)を用いたポリメラーゼ連鎖反応によりpGL3−basicから増幅されたシミアンウイルスの後期ポリアデニル化シグナル(SV40ポリA)を含むClaI/SalIフラグメントを連結することによって構築された。このプラスミドの概略図が図1Bに示される。
【0165】
1.3 プラスミドpSeAPantisense(pCORにおけるアンチセンスSeAPのプラスミド)
SeAP遺伝子を含むDNAフラグメントを、マトリックスとしてのプラスミドpXL3010と、プライマーとしてのオリゴヌクレオチド1(5’CGAGCATGCTGCTGCTGCTGCTGCTGCTGGGCC3’)およびオリゴヌクレオチド2(5’GGGTCTAGATTAACCCGGGTGCGCGGCGTCGGT3’)を使用するPCAによって調製する。これらのオリゴヌクレオチドは、プラスミドpXL3010における765位から797位および2290位から2267位にそれぞれ位置する。
【0166】
その後、このフラグメントをXbaIおよびSphIの制限酵素で消化して、0.8%アガロースゲルで精製し、Jetsorbキットを使用して抽出し、次いで、SphIおよびXbaIで前もって消化されたプラスミドpXL3296に、CMVプロモータに関してアンチセンス方向でクローン化して、その結果、プラスミドpSeAPantisenseを得た。このプラスミドの概略図が図1Cに示される。
【0167】
1.4 プラスミドpXL3296(空のpCORプラスミド)
プラスミドpXL3296は、pCORプラスミド(Soubrier他、Gen Ther、6(1999)、1482〜1488)であり、R6KのORIγ(フェニルアラニンサプレッサーtRNA(supPhe)の発現カセット)およびCMVウイルスの初期プロモータ/エンハンサーの−522/+72部分を含む。このプラスミドの概略図が図1Dに示される。
【0168】
1.5 プラスミドpLucAntisense(pCORにおけるアンチセンスルシフェラーゼのプラスミド)
プラスミドpXL3031をHindIIIで消化し、そして両端を平滑端にするためにクレノウフラグメントで処理した。エタノール沈殿の後、フラグメントをXbaIで37℃において2時間消化した。0.8%アガロースゲルで精製した後、ルシフェラーゼ遺伝子を含む約1.6kbのフラグメントを、Jetsorbキットを使用して抽出した。ルシフェラーゼ遺伝子のこの1.6kbのXbaIフラグメントを、その後、XhoIで前もって消化され、そして末端を平滑端にするために、デオキシヌクレオチド三リン酸の存在下、37℃で30分間、クレノウフラグメントで処理されたプラスミドpXL3296に、CMVプロモータに関してアンチセンス方向でクローン化し、その結果、プラスミドpLucAntisenseを得た。このプラスミドの概略図が図1Eに示される。
【0169】
実施例2:テトラサイクリン抑制性プロモータ(TrRS)を有するプラスミドの構築
2.1 プラスミドpTetLucAntisense(pTet−Spliceにおけるアンチセンスルシフェラーゼのプラスミド)およびプラスミドpTetLuc(pTet−Spliceにおけるルシフェラーゼのプラスミド)
ルシフェラーゼ遺伝子を含む約1.7kbのHindIII−XbaIフラグメントをプラスミドpXL3031から消化して、両端を埋めるようにクレノウフラグメントで処理し、そしてEcoRIで前もって消化され、クレノウフラグメントで処理され、脱リン酸化されたプラスミドpTetSplice(Gibco BRL;図2A)に、センス方向およびアンチセンス方向でクローン化して、その結果、pTetLucおよびpTetLucAntisenseのプラスミドをそれぞれ得た。この2つのプラスミドの概略図が図2Cおよび図2Bにそれぞれ示される。
【0170】
2.2 プラスミドpTetSeAPantisense(pTet−SpliceにおけるアンチセンスSeAPのプラスミド)
SeAP遺伝子を含む約1.6kbのClaI−EcoRVフラグメントをプラスミドpXL3010から消化し、そしてClaIおよびEcoRVで前もって消化されたプラスミドpTet−Splice(そのマップが図2Aに示される)(Gibco BRL)にクローン化して、その結果、プラスミドpTetSeAPantisenseを得た。このプラスミドの概略図が図2Dに示される。
【0171】
2.3 プラスミドpTet−tTaK
トランス活性化因子tTAの配列を含むフラグメントを、Gossen他(Proc.Natl.Acad.Sci.、89(1992)、5547〜5551)によって記載されるようなプラスミドpUHD15−1から得て、HindIIIおよびSpeIで前もって消化されたプラスミドpTet−Splice(図2A)(Gibco BRL)にクローン化して、その結果、プラスミドpTet−tTAKを得た。このプラスミドの概略図が図2Eに示される。
【0172】
実施例3:SeAPantisense遺伝子のより短いフラグメントを含むプラスミドの構築
3.1 プラスミドpGJA1(SeAPantisenseの5’末端のプラスミド)
プラスミドpGJA1は、DraIIIおよびSph1の酵素を使用してプラスミドpCORSeAPantisense(実施例1.3および図1C)からSeAPantisense遺伝子の5’端部分の大部分を除くことによって構築された。両端が、両端を平滑端にするクレノウ酵素で処理された後、連結によって連結された。除かれたフラグメントは、SeAPantisense遺伝子の737位から2139位の部分に対応する。従って、残った部分は、SeAPantisense遺伝子の3’末端の端部の最初の125塩基(5’)を含む。これは612位から737位(125ヌクレオチド)の間であり、CMVプロモータの制御下に置かれている。このプラスミドの概略図が図3aに示される。
【0173】
3.2 プラスミドpGJA2(SeAPantisenseの5’末端のプラスミド)
プラスミドpGJA2は、Sph1およびNae1の制限酵素を使用してプラスミドpCORSeAPantisenseからSeAPantisense遺伝子の3’端部分の大部分を除くことによって構築された。両端が、両端を平滑端にするクレノウ酵素で処理された後、連結によって連結された。除かれたフラグメントは、SeAPantisense遺伝子の647位から2139位の部分に対応する。従って、残った部分は、SeAPantisense遺伝子の5’端の最初の35塩基を含む。これは612位から647位(35ヌクレオチド)の間であり、CMVプロモータの制御下に置かれている。このプラスミドの概略図が図3Bに示される。
【0174】
3.3 プラスミドpGJA3(SeAPantisenseの3’末端のプラスミド)
プラスミドpGJA3は、XbaIおよびPvuIIの制限酵素を使用してプラスミドpCORSeAPantisenseからSeAPantisense遺伝子の5’端部分の大部分を除くことによって構築された。両端が、両端を平滑端にするクレノウ酵素で処理された後、連結によって連結された。除かれたフラグメントは、SeAPantisense遺伝子の647位から2139位の部分に対応する。残った部分は、SeAPantisense遺伝子の3’端における最後の203塩基を含む。これは1936位から2169位(203ヌクレオチド)の間であり、CMVプロモータの制御下に置かれている。このプラスミドの概略図が図3Cに示される。
【0175】
3.4 プラスミドpGJA9(SeAPantisenseの5’末端および3’末端のプラスミド)
プラスミドpGJA9は、DraIIIおよびPvuIIの制限酵素を使用してプラスミドpCORSeAPantisenseからSeAPantisense遺伝子の5’末端と3’末端との間の中間部分を除くことによって構築された。両端が、両端を平滑端にするクレノウ酵素で処理された後、連結によって連結された。除かれたフラグメントは、SeAPantisense遺伝子の737位から1936位の部分に対応する。従って、残った部分は、SeAPantisense遺伝子の5’末端および3’端に対応する。これらは、それぞれ、612位から737位(アンチセンスSeAP遺伝子の5’端における最初の125ヌクレオチド)および1936位から2139位(SeAPantisense遺伝子の3’端における最後の203塩基)であり、この2つの部分は一緒にCMVプロモータの制御下に置かれている。このプラスミドの概略図が図3Dに示される。
【0176】
実施例4:転写物およびそのアンチセンス転写物の同時産生を可能にするプラスミドの構築
4.1 プラスミドpGJA15−2(構成的プロモータおよび3’端における逆向きの条件的プロモータによって囲まれた1個のSeAPコード配列)
このプラスミドは、ポリA配列の後、Eco47III制限部位においてプラスミドpXL3010にテトラサイクリン抑制性プロモータ(Tetp)を挿入することによって構築された。Tetpプロモータは、SeAP遺伝子の上流に位置するCMVプロモータの向きとは逆向きに置かれた。このようにして、CMVプロモータはSeAP転写物の合成を構成的に誘導し、そして先端から最後まで置かれたTetpプロモータは、テトラサイクリンが存在しないときにはアンチセンス転写物の産生を誘導する。テトラサイクリンが存在しないとき、SeAP活性が阻害される。このプラスミドの概略図が図4Aに示される。
【0177】
4.2 プラスミドpGJA15(構成的プロモータおよび同じ向きの条件的プロモータによって囲まれた1個のSeAPコード配列)
このプラスミドは、プラスミドpGJA15−2の場合と同じ位置において、しかしSeAP遺伝子の上流に位置するCMVプロモータと同じ方向で、同じTetpプロモータを挿入することによって構築された。このプラスミドは、このようにして配向させられたTetpプロモータがSeAPの発現を変化させないことを確認するためのコントロールとして役立つ。このプラスミドの概略図が図4Bに示される。
【0178】
4.3 プラスミドpGJA14(逆向きに置かれた構成的プロモータ−SeAPおよび逆にされた条件的プロモータ−SeAPantisense)
このプラスミドは、プラスミドpGJA15の場合と同じ位置において、「CMVプロモータ+SeAP配列」の組とは逆向きに、「Tetpプロモータ+SeAPantisense遺伝子配列」の組をプラスミドpXL3010に挿入することによって構築された。このようにして、CMVプロモータはSeAP転写物の合成を構成的に誘導し、そして逆向きに置かれたTetpプロモータは、テトラサイクリンが存在しないとき、「Tetpプロモータ+SeAPantisense配列」の組に含まれるアンチセンス転写物の産生を誘導する。これらの条件下では、SeAP活性が、テトラサイクリンの非存在下で阻害される。このプラスミドの概略図が図4Cに示される。
【0179】
4.4 プラスミドpGJA14−2(同じ向きに置かれた構成的プロモータ−SeAPおよび逆にされた条件的プロモータ−SeAPantisense) このプラスミドは、プラスミドpGJA15の場合と同じ位置において、「CMVプロモータ+SeAP配列」の組と同じ方向で、「Tetpプロモータ+SeAPantisense遺伝子配列」の組をpXL3010プラスミドに挿入することによって構築された。このようにして、CMVプロモータはSeAP転写物の合成を構成的に誘導し、そしてTetpプロモータは、テトラサイクリンが存在しないとき、「Tetpプロモータ+SeAPantisense配列」の組に含まれるアンチセンス転写物の産生を誘導する。テトラサイクリンが存在しないとき、SeAP活性が阻害される。このプラスミドの概略図が図4Dに示される。
【0180】
実施例5:hPPARγ2誘導性プラスミドの構築
5.1:プラスミドpSG5−hPPARγ2(ヒトトランス活性化因子PPARγ2プラスミド)
プラスミドpSG5−hPPARγ2は、レチノイド受容体RXRをコードするプラスミドpVgRXR(図6C)と同時に発現したとき、逆向きに10回繰り返されたヒトApoAIIプロモータのJ領域(Jx10AS)を上流に含む最小のプロモータを活性化し得るヒト起源のトランス活性化因子hPPARγ2の遺伝子を含む。トランス活性化因子はSV40プロモータの制御下にある。トランス活性化因子は、その5’端部分において、rb−グロビン(ウサギ)に由来するイントロンが隣接し、その3’端部分において、SV40ウイルスに由来するポリA転写終結配列が隣接する。このプラスミドの概略図が図5Aに示される。
【0181】
5.2:プラスミドpRDA02(Jx10AS誘導性プロモータの制御下にあるSeAPのプラスミド)
プラスミドpRDA02は、hPPARγ2遺伝子の生成物によって誘導され得る、Jx10AS領域を上流に含むCMVプロモータの制御下に置かれたSeAPレポーター遺伝子を含む。SeAP遺伝子は、その3’部分において、SV40ウイルスに由来するポリA転写終結配列が隣接する。このプラスミドの概略図が図5Bに示される。
【0182】
実施例6:エクジソン誘導性プラスミドの構築
6.1:プラスミドpINDSeAP(エクジソン誘導性PHSPプロモータの制御下にSeAP遺伝子を含むプロモータ)
プラスミドpINDSeAPは、ベクターpIND(図6A;InVitrogen)のマルチクローニング部位内のEcoRI制限部位およびXhoI制限部位の間に、SeAPをコードする遺伝子を挿入することによって構築された。従って、SeAPをコードする遺伝子の発現は、エクジソン受容体(VgECR)およびレチノイドX受容体(RXR)のヘテロ二量体を使用するエクジソンシステムの制御下にある。このヘテロ二量体はエクジソン応答エレメント(プラスミドINDにおけるE/GRE)に結合する。PHSPプロモータはショウジョウバエの最小の熱ショックプロモータである(No他、PNAS、1996、3346頁から3351頁)。このプラスミドの概略図が図6Bに示される。
【0183】
6.2:プラスミドpVgRXR(図6C;InVitrogen)
プラスミドpVgRXRは、従って、最初にRXR受容体を、次にVP16/ECR融合タンパク質をコードする。従って、エクジソンまたはそのアナログ(例えば、ポナステロンA(Pan;図26)など)の存在下で転写を活性化する、VP16を含むヘテロ二量体が形成され得る(No他、PNAS、1996、3346頁から3351頁)。
【0184】
実施例7:アンチセンス型の阻害転写物をコードする配列を含むプラスミドのインビトロでの機能性
実施例7.1 細胞培養
使用された細胞はNIH3T3ネズミ繊維芽細胞(ATCC:CRL−1658)である。細胞は、トランスフェクションの24時間前に、6ウエルプレートまたは24ウエルプレートに、1mlの培地に5×10細胞/ウエルの密度で、または2mlに2.5×10細胞/ウエルの密度で播種される。使用された培養培地は、10%のウシ血清が補充されたDMEM(商標)培地(Life Technologies Inc.)である。細胞培養物は、加湿雰囲気中、5%のCO分圧のもと、37℃のインキュベーターでインキュベーションされる。トランスフェクションは、50%から80%のコンフルエンスが得られる播種の約24時間後に行われる。
C2C12細胞はネズミ筋芽細胞(ATCC:CRL1772)であり、L−グルタミン(2mM、最終)および抗生物質(50単位(最終)のペニシリンおよび50μg/mlのストレプトマイシン)が添加される、10%のウシ胎児血清が補充されたDMEM(商標)培地(Life Technologies Inc.)で培養される。
【0185】
実施例7.2:カチオン性リポフェクタントを使用して行われる細胞のトランスフェクション
DNAおよびカチオン性脂質RPR120535(Bik G他、J.Med.Chem.41(1998)、224〜235)の希釈された溶液が、約6nmolの脂質RPR120535B/μg・DNAの濃度をトランスフェクションのために得るために別々に調製される。それぞれの溶液を最初に20mM(最終)重炭酸ナトリウム/150mM(最終)NaClの溶液で希釈し、室温(R.T.)で10分間インキュベーションする。その後、カチオン性脂質溶液をDNA溶液に容量比で分注する。再度、インキュベーションをR.T.で10分間行い、形成された複合体を、血清が補充された培養培地で10倍に希釈する。最後のインキュベーションを10分間行った後、プレート内の培養培地を除き、1ml/ウエルまたは2ml/ウエルのこれらの溶液を、24ウエルプレートまたは6ウエルプレートがそれぞれ使用されるかどうかに依存して分注する。
【0186】
実施例7.3:ルシフェラーゼアッセイの測定
ルシフェラーゼ活性はトランスフェクションの24時間後に測定される。ルシフェラーゼは、ルシフェリンの酸化をATPおよびMg2+およびOの存在下で触媒し、同時に光子を生じさせる。光の総放射量がルミノメーターによって測定されるが、これはサンプルのルシフェラーゼ活性に比例している。培養培地を事前に除き、細胞をPBSで2回洗浄し、その後、細胞が、ウエルあたり200μlの細胞溶解緩衝液(Promega Corporation)を用いて室温で15分間溶解される。その後、ルシフェラーゼアッセイシステム(商標)キット(Promega Corporation)が、推奨されるプロトコルに従って活性測定のために使用される。ルシフェラーゼ活性は細胞溶解物上清のタンパク質濃度に関連する。細胞抽出物のタンパク質濃度の測定は、ビシンコニン酸を使用するBCA法(Pierce)(Wiechelman他、Anal Biochem、175(1998)、231〜237)を使用して行われる。
【0187】
実施例7.4:SeAP活性の測定
SeAP活性は、Phospha−Light(商標)キット(Tropix,Inc.)を使用して、トランスフェクションの48時間後の培養上清で測定される。
【0188】
実施例7.5:アンチセンス型の阻害転写物によるSeAPレポーター遺伝子(図7A)またはルシフェラーゼレポーター遺伝子(図7B)の発現のインビトロでの阻害
トランスフェクションの様々な条件のもとでのインビトロにおけるルシフェラーゼおよびSeAPの相対的活性の結果(図7Aおよび図7B)は、最初に、ルシフェラーゼおよびSeAPのレポーター遺伝子がNIH3T3細胞において十分に発現していることを示している(図7Aおよび図7Bのカラム1)。次に、細胞が、同じレポーター遺伝子を含有するセンスプラスミドおよびアンチセンスプラスミドの両方と同時にトランスフェクションされたとき、発現の阻害は、1のセンス/アンチセンス比を使用して約90%である(カラム2)。使用されたセンス/アンチセンス比が2(カラム3)または3(カラム4)であるとき、阻害の程度は95%および97%まで増大する。
【0189】
カラム5は、SeAPをコードするセンスプラスミド(図7A)およびルシフェラーゼをコードするセンスプラスミド(図7B)が注入されない負のコントロールを表す。
【0190】
実施例7.6:アンチセンス型の阻害転写物およびセンス転写物のインビトロでの発現の確認
トランスフェクションの48時間後に、総RNAを、NIH3T3細胞を使用してTrizol法(Gibco BRL)によって調製した。プラスミドpXL3010およびプラスミドpSeAPantisenseに由来する転写産物が、プラスミドpXL3010において1812位から1831位および2249位から2230位にそれぞれ位置するプライマー11(5’CGATCATGTTCGACGACGCC3’)およびプライマー12(5’CCAGGTCGCAGGCGGTGTAG3’)を、「ワンステップRT−PCRシステム」キット(Gibco BRL)の助けをかりて、供給者の説明書に従い、そして下記の条件に従って使用するRT−PCRによって明らかにされた:50℃で40分、その後、30サイクル(94℃で2分;94℃で1分;55℃で1分;72℃で1分30秒;停止、72℃で3分)。その後、RT−PCR産物は0.8%アガロースゲルに負荷された。418bpの予想されるサイズのバンドの存在を認めることができる(レーン2、図8)。このことは、センスSeAP遺伝子の転写(レーン3、図8)を正しく反映し、そしてSeAPセンスおよびSeAPアンチセンスの転写を、様々な割合で、1:1(レーン4、図8)および1:3(レーン5、図8)で正しく反映している。
【0191】
レーン6から8は、事前の逆転写を伴わないPCRが行われた実験の負のコントロールに対応する。
【0192】
実施例7.7:アンチセンス型の阻害転写物の特異性
SeAPをコードするプラスミド(pXL3010)およびSeAPのアンチセンスをコードするプラスミド(pSeAPantisense)またはルシフェラーゼのアンチセンスをコードするプラスミド(pLucAntisense)の一連の交差同時トランスフェクションの結果、そして逆に、ルシフェラーゼをコードするプラスミド(pXL3031)およびSeAPのアンチセンスをコードするプラスミド(pSeAPantisense)またはルシフェラーゼのアンチセンスをコードするプラスミド(pLucAntisense)の同時トランスフェクションの結果が図9Aおよび図9Bに示される。
これらの結果により、非特異的な交差反応が存在しないこと、すなわち、SeAPのアンチセンスはルシフェラーゼの発現に対する影響を有しないこと、同様に、ルシフェラーゼのアンチセンスはSeAPの発現に対する影響を有しないことが明瞭に明らかにされる。これらの結果はまた、観測された阻害は、何らかのセンス配列およびアンチセンス配列の同時発現のためであるとは考えられず、これに反して、特異的なセンス配列に対してアンチセンスである転写物の同時発現を必要とすることを示している。
【0193】
実施例8:センスSeAPレポーター遺伝子の22日後に注入されたとき、SeAPの発現はSeAPアンチセンスによりインビボで阻害されない
実施例8.1 骨格筋へのエレクトロトランスファー
6週齢のSCIDマウスをケタミン/キシラジン混合物(250μl/マウス)で最初に麻酔する。その後、150mMのNaClにおける溶液において、様々なプラスミドがマウスの脛骨頭側の筋肉に筋肉内注入される。注入後、一連の電気パルスが加えられる:20ms、200V/cm、1Hzの8パルス(Mir他、PNAS、96(1999)、4262〜67)。循環SeAPの量が、血液サンプルを採取し、そしてPhospha−Lightキット(Tropix)を使用してホスファターゼ活性をアッセイすることによって定期的にモニターされる。
【0194】
実施例8.2:SeAPレポーター遺伝子と同時に注入されたとき、またはSeAP遺伝子を注入した22日後に後注入されたときのアンチセンス型の阻害転写物に対する阻害率の比較
図10に示される結果は、pSeAPantisenseプラスミドの注入が、22日前に注入されたSeAPレポーター遺伝子(pXL3010)の効果的な阻害を生じさせないことを示している。詳細には、アンチセンス転写物が注入された後の20日以上、観測されたSeAPの発現はわずかに60%低下しただけであった(バッチ1、図10)。従って、このことは、アンチセンス転写物は事前に投与された外因性のSeAP遺伝子を効果的に阻害することができず、しかし、後者は、注入およびエレクトロトランスファーの後の約9ヶ月間にわたってインビボで安定かつ機能的であり続けていることが認められたことを明瞭に示している(Mir他、PNAS、96(8)(1999)、4262〜4267;Mir他、C R Acad Sci III、321(11)(1998)、893〜899)。実際には、外因性SeAP遺伝子の約30%の残存発現が観測される。他方で、図6は、アンチセンス型の阻害転写物および外因性SeAPレポーター遺伝子のセンス配列の同時注入がSeAPの発現の非常に強い阻害をもたらすことを明瞭に示している。これは、この遺伝子の残存発現を検出することができないからである。センスSeAP遺伝子およびアンチセンスSeAP遺伝子の同時発現により、SeAPレポーター遺伝子のインビボでの発現を無効にすることが可能になる(バッチ2、図10)。
【0195】
コントロールとしてのアンチセンス単独の注入は活性を全くもたらさない(バッチ3、図10)。
【0196】
実施例8.3:センス転写物およびアンチセンス転写物のインビボにおける発現の確認
マウスの筋肉を取り出し、粉砕して、総RNAを抽出した。RT−PCR反応を、上記の実施例3.6に記載されるプロトコルに従って行った。反応産物をアガロースゲルで分離して、臭化エチジウムで可視化した。図11Aに示されるこのゲルの写真は、センスRNAおよびアンチセンスRNAの両方が、プラスミドpXL3010の最初の注入、そしてアンチセンス型の阻害転写物の配列を有するプラスミド(pSeAPantisense)のその後の注入を受けているマウスの筋肉で発現していることを示している(レーン2および3)。
【0197】
逆に、pXL3010およびpSeAPantisenseの同時注入が行われたとき、アンチセンスRNAのみが存在し、SeAPのmRNAは検出されない(レーン4および5)。これにより、センス配列およびそのアンチセンス阻害転写物の同時注入によって得られる阻害の有効性が確認される。
【0198】
プラスミドpSeAPantisenseがコントロールとして単独で注入されたとき、SeAPのアンチセンスRNAのみが検出される(レーン6および7)。
【0199】
アガロースゲルをHybond N+ナイロンメンブラン(Amersham)に転写し、そしてSeAPレポーター遺伝子のセンス転写物およびアンチセンス転写物に特異的な32P標識オリゴヌクレオチドプローブによるハイブリダイゼーションに供した。その後、メンブランをX線フィルムに感光させて、フィルムを3時間後に現像する。図11Bに示されるこのフィルムの写真により、上記の結果が確認される。具体的には、SeAPレポーター遺伝子の転写産物の存在が、レポーター遺伝子のセンス配列を含むプラスミド(pXL3010)およびアンチセンス配列を含むプラスミド(pSeAPantisense)の同時注入に対応するレーン4では検出されず、これに対して、SeAPレポーター遺伝子の転写産物が、これらの同じプラスミドの後注入の実験に対応するレーン2において検出される。
【0200】
実施例8.4:SeAP遺伝子のセンス配列を含むプラスミド(pXL3010)を注入し、その後、SeAPレポーター遺伝子のアンチセンス型の阻害転写物の配列を含むプラスミド(pSeAPantisense)の後注入を行った後におけるインビボでの循環SeAPの相対的活性のモニターリング
50匹の6週齢のメスSCIDマウスを、10匹からなる5群に分けて、上記の実施例3.2および実施例3.3に記載されるように処置する。
【0201】
図12に示される結果は、センス転写物をコードする配列を最初の注入し、その後、アンチセンスRNA型の阻害転写物をコードする配列を次に注入することによって手順を行ったとき、阻害作用を明らかにすることができないことを、明瞭に、そして再現可能な様式で示している。
【0202】
実施例8.5:プラスミドpXL3010およびプラスミドpSeAPantisenseの同時注入後のインビボにおける循環SeAPの相対的活性のモニターリング
50匹の6週齢のメスSCIDマウスを、10匹からなる5群に分けて、上記の実施例3.2および実施例3.3に記載されるように処置する。
【0203】
図13に示される結果は、これらの2つのプラスミドの同時注入(バッチ3)は、非常に低いか、または0でさえある、外因性SeAPレポーター遺伝子の発現を得ることを可能にすることを示している。このことは、アンチセンスRNA型の阻害転写物が、同時に注入されたSeAPレポーター遺伝子の転写を強く阻害することによって作用し、そして阻害が、構成的な様式で、同時注入の7日後から85日後に及ぶ一定しない期間にわたっていることを示している。
【0204】
コントロールバッチの1、2、4および5は、レポーター遺伝子のセンス配列を単独で有するプラスミドの注入に対応するが、評価期間中を通して様々なレベルで遺伝子の発現を示している。
【0205】
実施例9:テトラサイクリン抑制性プロモータの制御下に置かれたときのアンチセンス型の阻害転写物の阻害の機能性、およびインビトロにおける阻害の測定 実施例9.1:テトラサイクリン抑制性プロモータのインビトロにおける機能性
実験を、SeAPレポーター遺伝子およびルシフェラーゼレポーター遺伝子を用いてNIH3T3細胞で行った(これらの2つのレポーター遺伝子は上記に記載されている)。
【0206】
実施例9.2:アンチセンス型の阻害転写物によるインビトロにおけるSeAPレポーター遺伝子の調節
図14Aに示される結果は、CMVの強い構成的プロモータの制御下にあるアンチセンス型の阻害転写物(pSeAPantisence)は、SeAPレポーター遺伝子のセンス配列と0.5および1の割合で同時発現したとき、それぞれ、インビトロにおいて遺伝子の発現の70%から83%の阻害をもたらすことを示している(カラム2および3)。他方で、アンチセンス型の阻害転写物がテトラサイクリンプロモータの制御下に置かれたとき(pTetSeAPantisense)、インビトロでの阻害は弱くなり、同じ比率で、それぞれ、45%から60%で不完全である(カラム4および5)。
【0207】
テトラサイクリンなどの外部のリプレッサー因子が存在するとき、SeAPの発現の誘導が認められる(カラム5および7)。
【0208】
図14Bに示される結果は、SeAPのセンス配列を含むプラスミド(pXL3010)を注入した後で測定されるSeAPレポーター遺伝子の発現レベル(カラム1および5)に関して、CMVプロモータの制御下にSeAP遺伝子のアンチセンス型の阻害転写物の配列を含むプラスミド(pSeAPantisense)と1:1の割合(カラム2)で同時注入したとき、またはテトラサイクリン抑制性プロモータの制御下のプラスミド(カラム3および6)と同時注入したときのSeAPレポーター遺伝子の部分的な阻害を示している。
【0209】
テトラサイクリンの投与は、SeAPレポーター遺伝子の非常に満足できる発現を再び確立することを可能にしている(カラム4および7)。
【0210】
実施例9.3:アンチセンス型の阻害転写物によるインビトロにおけるルシフェラーゼレポーター遺伝子の調節
図15に示される結果は、まず最初に、ルシフェラーゼレポーター遺伝子のセンス配列およびアンチセンス配列をテトラサイクリン抑制性プロモータの制御下に含むプラスミド(pTetLucAntisense、pTetLucおよびpTetSpliceAntisense)のインビトロにおける機能性を明らかにしている。
【0211】
テトラサイクリンが存在しないとき、アンチセンス型の阻害転写物が発現して、60%から70%の不完全な阻害をもたらし(カラム3および6)、これに対して、アンチセンス型の阻害転写物がCMVプロモータの制御下に置かれているときには、阻害は、1:1のセンス/アンチセンス比を使用して約90%である(カラム2)。
【0212】
テトラサイクリンが存在するとき、ルシフェラーゼレポーター遺伝子の発現が、ルシフェラーゼレポーター遺伝子のセンス配列を含む単一プラスミド(pXL3031)のトランスフェクションにより得られるルシフェラーゼのレベル(カラム1)に関して、満足できるレベルにまで回復される(カラム4および7)。これらの結果は、阻害転写物のリプレッサーである外部因子(テトラサイクリンなど)が存在するとき、外因性レポーター遺伝子の発現を間接的に調節することが可能であることを示している。
【0213】
実施例10:抑制性プロモータの制御下に置かれたアンチセンス型の阻害転写物によるインビボにおける強い阻害の測定
40匹のSCIDマウスを、pXL3010、pSeAPantisense、pTetSeAPantisenseおよびpTet−tTAkのプラスミドを使用して上記のように処置した。
【0214】
図16Aに示される結果は、インビトロにおける阻害の結果とは異なり、そしてSeAPレポーター遺伝子のインビボにおける発現レベル(バッチ1)に関して、SeAPレポーター遺伝子のセンス配列を含むプラスミド(pXL3010)と、CMVの強いプロモータの制御下にSeAPアンチセンス配列を含むプラスミド(pSeAPantisense)とを同時に注入して、同時に発現させたとき(バッチ2)、あるいはSeAPレポーター遺伝子のセンス配列を含むプラスミド(pXL3010)と、テトラサイクリン抑制性プロモータの制御下にSeAPのアンチセンス配列を含むプラスミド(pTetSeAPantisense)とを同時に注入して、同時に発現させたとき(バッチ3)、SeAPの発現の効果的な阻害が得られることを明瞭に示している。
【0215】
実施例11:抑制性プロモータの制御下に置かれたアンチセンス型の阻害転写物によるインビボにおける調節
図16Bに示される結果は、SeAPレポーター遺伝子のセンス配列を含むプラスミド(pXL3010)と、テトラサイクリン抑制性プロモータの制御下に遺伝子のアンチセンス配列を含むプラスミド(pTetSeAPantisense)との同時注入が、外部のリプレッサー因子(テトラサイクリンなど)が存在するとき、SeAPレポーター遺伝子の満足できる生物学的レベルを得ることを可能にすることを示している(バッチ3、D8)。
【0216】
外因性SeAPレポーター遺伝子の発現の阻害を、テトラサイクリンの投与が10日目に停止されたときに再び認めることができる(バッチ3;D15、D22、D30およびD63)。これらの結果により、この阻害が可逆的であることもまた確認される。これは、テトラサイクリンのアナログ(ドキシサイクリン)であるリプレッサー因子を63日目に投与することにより、SeAPレポーター遺伝子の発現を再び確立することが可能になるからである。
【0217】
実施例12:リボザイム型の阻害転写物による調節
pTetSeAPantisenseおよびpTetLucAntisenseのプラスミドの構築に関して上記のように、ハンマーヘッドリボザイム配列を含むプラスミドが、プラスミドpXL3010(SeAPレポーター遺伝子)での958位、1058位、1127位、1205位、1243位、1600位、1620位、1758位、1773位、1880位、1901位、1988位、2007位、2085位および2201位において選ばれる少なくとも1つのGTC部位を含む配列を、テトラサイクリン抑制性プロモータTetRSの下流において、事前に消化されたプラスミドpTet−Splice(Gibco BRL)にクローニングして、プラスミドpTetSeAPribozymeが得られるようにすることによって構築される。
【0218】
30匹の6週齢のSCIDマウスが、上記の実施例4に記載されるように処置され、10匹からなる3つの群に分けられる。
【0219】
第1群は、プラスミドpXL3010を用いて上記のように処置される。
【0220】
第2群には、pXL3010、pTet−tTAKおよびpTetSeAPribozymeのプラスミドが同時注入によって与えられる。第3群は、群2と同様に処置されるが、マウスには、ドキシサイクリン(400mg/l)を含有する飲み水が与えられる。循環SeAPレベルが、上記のように測定される。
【0221】
第2群では、SeAPレポーター遺伝子のセンス配列を含むプラスミド(pXL3010)と、SeAPに対して特異的なリボザイム型阻害転写物の配列をテトラサイクリン抑制性プロモータの制御下に含むプラスミド(pTetSeAPribozyme)との同時注入およびエレクトロトランスファーの後、SeAPの発現の効果的な阻害が、試験されたマウスの第1群におけるSeAPレポーター遺伝子の観測された発現に関して認められる。このことは、リボザイム型の阻害転写物が、同時に投与された外因性SeAP遺伝子の転写をインビボにおいて強力に阻害し得ることを示している。テトラサイクリンアナログ(ドキシサイクリン)をリプレッサー因子として経口投与することにより、SeAPの発現を回復することが可能になる。
【0222】
実施例13:アプタマー配列を含むアンチセンス型の阻害転写物による調節
実施例1.3に記載されるプラスミドpSeAPantisense(図1C)が、Cowan他(Nucleic Acids Res.、28(15)(2000)、2935〜2942)によって記載されるようにネオマイシンBにより認識される配列5’GGCCUGGGCGAGAAGUUUAGGCC3’を有するリガンド依存性のアプタマー配列をアンチセンス阻害転写物の配列の5’末端に挿入して、その結果、pSeAPaptamerASと名付けられたプラスミドが得られるようにするために改変される。
【0223】
30匹の6週齢のSCIDマウスが、上記の実施例4に記載されるように処置されて、10匹からなる3つの群に分けられる。
【0224】
第1群は、プラスミドpXL3010を用いて上記のように処置される。第2群には、pXL3010およびpSeAPaptamerASのプラスミドが、同時注入、その後のエレクトロトランスファーによって与えられる。第3群は、群2と同様に処置されるが、約500μg/マウスの割合でネオマイシンBのIP注射も受ける。その後、循環SeAPレベルが、上記のようにモニターされる。
【0225】
第1群の場合、SeAPレポーター遺伝子の一定した発現が検出されるが、第2群では、アプタマー配列を含む阻害転写物によるSeAP遺伝子の効果的な阻害が認められる。プラスミドpSeAPaptamerASによって運ばれたアプタマー配列を認識するネオマイシンBの効果的な量が投与される第3群では、SeAPの発現を回復させることができる。循環SeAPレベルの大きい増大、従って、SeAPレポーター遺伝子の発現の阻害を、ネオマイシンBの投与が停止されたときに再び認めることができる。
【0226】
実施例14:アプタマー配列を含むリボザイム型の阻害転写物による調節
ハンマーヘッドリボザイム配列を含むプラスミドが、プラスミドpXL3010での958位、1058位、1127位、1205位、1243位、1600位、1620位、1758位、1773位、1880位、1901位、1988位、2007位、2085位および2201位において選ばれる少なくとも1つのGTC部位を含む配列を、CMVプロモータの下流において、事前に消化されたプラスミドpXL3296(Soubrier他)にクローニングして、その結果、pSeAPribozymeが得られるようにすることによって構築される。その後、後者は、Werstuck他(Science、282(1998)、296〜298)によって記載され、そしてHoechst33258色素(H33258)によって認識される配列:5’GGUGAUCAGAUUCUGAUCCAAUGUUAUGCUUCUCUGCCUGGGAACAGCUGCCUGAAGCUUUGGAUCCGUCGC3’のアプタマーをリボザイム型の阻害転写物の配列の5’末端に挿入して、その結果、pSeAPaptazymeと名付けられたプラスミドが得られるようにするために改変される。
【0227】
10匹の6週齢SCIDマウスからなる3つの群が処置される:第1群には、プラスミドpXL3010が、注入、その後のエレクトロトランスファーによって与えられる。第2群には、pXL3010およびpSeAPaptazymeのプラスミドが、同様に、同時注入、その後のエレクトロトランスファーによって与えられる。最後に、第3群は、群2と同様に処置されるが、飲料水により、所定量のH33258色素(400mg/l)も与えられる。循環SeAPレベルのモニターリングにより、SeAP活性のインビボにおける効果的な阻害が明らかにされ、そしてSeAP活性は、H33258色素、すなわち、プラスミドpSeAPaptazymeに存在するアプタマー配列に対して特異的なリガンドが与えられる第3群のマウスにおいては著しいレベルにまで回復される。
【0228】
実施例15:阻害剤転写物SeAPantisenseのより短いフラグメントによるSeAPレポーター遺伝子の発現のインビトロにおける阻害
実施例15.1:pGJA1、pGJA2およびpGJA3の各プラスミド(それぞれ、SeAPantisense遺伝子の配列の5’端における最初の125塩基および最初の35塩基ならびにSeAPantisense遺伝子の配列の3’端における最後の203塩基を含む転写物フラグメント)で得られる阻害
インビトロでのトランスフェクションに対する様々な条件のもとでのSeAP活性を測定することにより、SeAPantisense転写物の部分フラグメントの阻害効果を完全なSeAPantisense転写物の阻害効果と比較することが可能になる。図13の結果は、完全なアンチセンス転写物pSeAPantisenseについて観測される阻害(カラム2)に達することなく、pGJA1およびpGJA2のプラスミドによって運ばれるSeAPantisense転写物の5’末端の125ヌクレオチドおよび35ヌクレオチドの各フラグメント、そしてまたプラスミドpGJA3によって運ばれるSeAPantisense転写物の3’末端の203ヌクレオチドのフラグメントは、NIH3T3細胞において測定されるSeAP活性の著しい阻害をもたらすことを示している(それぞれ、図17のカラム3、4および5)。
【0229】
実施例15.2:プラスミドpGJA9(SeAPantisense転写物の5’末端および3’末端の両方を含む転写物フラグメント)で得られる阻害
SeAPantisense転写物の3’末端(203ヌクレオチド)および5’末端(125ヌクレオチド)の両方を融合することによって生じる阻害が図18のカラム7およびカラム8に示される。この転写物はプラスミドpGJA9から産生される。この転写物は、完全なSeAPantisense転写物で得られる最大阻害(カラム5および6)との比較により、細胞において測定されるSeAP活性を著しく阻害する。より短いフラグメントで得られる結果は、SeAPantisense遺伝子の開始部(pGJA1およびpGJA2)から、末端部(pGJA3)から、または開始部および末端部の配列の融合(pGJA9)からのいずれでも、SeAPトランスジーンの活性の著しい阻害レベルが、阻害転写物のより短い部分を使用してもたらされ得ることを明瞭に示している。pGJA1、pGJA2、pGJA3およびpGJA9の4つのプラスミドを使用して得られる阻害率をまとめた表が図19に示される。
【0230】
実施例16:ドキシサイクリン抑制性プロモータの制御下に置かれたSeAPantisense型の阻害転写物によるインビボにおける調節の速度論
図20に示される結果により、実施例7に記載される調節システムと類似する調節システムの有効性が明らかにされる。この場合、テトラサイクリンがアナログのドキシサイクリンに置換されている。SCIDマウスを、前記に記載されるように処置した。外因性SeAPレポーター遺伝子の発現の誘導が2つの時間スケールについて得られる。バッチ3の場合、マウスは、170日目を除き、水を飲むが、170日目にはドキシサイクリンを飲む。ドキシサイクリンが存在しないとき、SeAPの発現は0であり、そしてこの発現の非常にわずかな増大が、ドキシサイクリンを1日間摂取した後に認められる。
【0231】
バッチ4では、マウスは、ドキシサイクリンを7日間飲み、その後、20日、30日または40日の中断が続く。ドキシサイクリンを1週間摂取することにより、今回は、SeAPの発現の相当の増大が生じるが、SeAPの発現は、水を摂取している期間中は著しく退行する。
【0232】
実施例17:SeAPを発現させるための、pGJA14、pGJA14−2、pGJA15およびpGJA15−2の各プラスミドの機能性の確認
pGJA14、pGJA14−2、pGJA15およびpGJA15−2の各プラスミドによってコードされる転写物によるSeAPの発現を、トランス活性化因子tTAの非存在下で行われた一連の実験を使用して評価した。
【0233】
図21には、SeAPの発現レベルが、プラスミドpXL3010によってもたらされる発現レベルと比較して示される。発現は顕著であり、プラスミドpXL3010によって含有されるSeAPの発現よりも大きい。これらのプラスミドは、実際にSeAPの発現を可能にする。
【0234】
実施例18:プラスミドpTet−tTAKと同時に注入されたpGJ14、pGJ15およびpGJA15−2の各プラスミドによるSeAPの発現の調節 実施例18.1:プラスミドpTet−tTAKと同時に注入されたpGJA15およびpGJA15−2の各プラスミドによるSeAPの発現の調節
図22に示される結果により、プラスミドpTet−tTAKと、そしてプラスミドpGJA15およびプラスミドpGJA15−2のそれぞれと同時にトランスフェクションされた細胞におけるSeAPの発現の阻害が評価される。pTetプロモータの向きがSeAPantisense転写物の合成をもたらさないプラスミドpGJA15の場合、テトラサイクリンの存在下または非存在下のいずれでも阻害は認められない。他方で、pTet誘導性プロモータがSeAPantisense遺伝子に機能的に連結されているプラスミドpGJA15−2は、テトラサイクリンの非存在下でSeAPの発現の著しい阻害をもたらす。テトラサイクリンが存在するとき、SeAPの部分的な回復が認められる。これらの結果は、プラスミドpGJA15−2が、外因性レポーター遺伝子の発現を調節する方法で、2つのプラスミドの同時注入に基づき、そしてアンチセンス体およびセンス体が同じプラスミドで運ばれ、同じプラスミド上の同じ配列から産生される方法のために使用され得ることを示している。
【0235】
実施例18.2:プラスミドpTet−tTAKと同時に注入されたプラスミドpGJA14によるSeAPの発現の調節
実施例16.1に記載される実験と同じ実験を、プラスミドpGJA14およびプラスミドpTet−tTAKで同時にトランスフェクションされた細胞で行った(図23)。カラム6および7は、SeAPの発現が、カラム5の構成的な発現との比較により、テトラサイクリンの非存在下で阻害されることを示している。この阻害は、トランス活性化因子tTAがpTetプロモータを活性化することを妨げるテトラサイクリンを添加することによって部分的に上昇する。従って、これらの実験により、2つのプラスミドの同時注入に基づく別の調節システムが明らかにされる。この場合、アンチセンス体およびセンス体が同じプラスミドで運ばれるが、2つの異なる配列から産生される。
【0236】
実施例19:SeAPantisense遺伝子のアンチセンス転写物を添加することによる、hPPARγ2誘導性システムの状況におけるSeAP遺伝子の残存発現の調節
図24に示されるデータは、外因性SeAPレポーター遺伝子(プラスミドpRDA02)の発現が、トランス活性化因子hPPARγ2(プラスミドpSG5−hPPARγ2)の存在下で、BRLフィブラート(RPR131300A、水において10−2M)の非存在下では0でないことを示す(カラム1)。続くカラムのデータ(カラム3、5、7)は、この基礎レベルが、プラスミドpSeAPASをトランスフェクションすることにより得られるアンチセンス転写物の量を増大させながら加えることによって低下し得ることを示している。さらに、アンチセンス転写物の存在は、フィブラートによるSeAPの発現の誘導性を少しも妨げていない(それぞれ、カラム3および4;カラム5および6;カラム7および8の比率)。従って、pRDA02、pSG5−hPPARγ2およびpSeAPASの3つのプラスミドの混合システムは、外因性SeAPレポーター遺伝子の発現を制御し、同時に、フィブラートなどの誘導因子が存在しないときには残存漏出からの発現を最小限に抑えることを可能にする。
【0237】
実施例20:アンチセンス転写物を添加することによる、エクジソン誘導性システムの状況におけるSeAP遺伝子の残存発現の調節
図25には、カラム1および2において、エクジソンシステムの誘導因子(パノステロン、図26;No他、PNAS、1996、3346頁から3351頁)の存在下および非存在下における、プラスミドpINDSeAPによって運ばれたSeAP遺伝子の発現レベルが示される。エクジソン誘導因子が存在しないとき、発現レベルは低いが、0ではない。このレベルは、SeAPのアンチセンス転写物を発現するプラスミドpSeAPASがプラスミドpINDSeAPと同時にトランスフェクションされたときに0になる(カラム3)。従って、pINDSeAP、pVgRXRおよびpSeAPASの3つのプラスミドの混合システムは、外因性SeAPレポーター遺伝子の発現を制御し、同時に、エクジソン誘導因子が存在しないときに認められる残存漏出からの発現を除くことを可能にする。
【0238】
実施例21:ドキシサイクリン抑制性プロモータの制御下に置かれたSeAPantisense型の阻害転写物によるインビボにおける調節の速度論
30匹の6週齢のSCIDマウスを、前記に記載されるように処置して、5つの群に分ける。
【0239】
第1のマウス群(バッチ1;図27)はプラスミドpXL3010で処置される。SeAP遺伝子の残存発現が、後者を構成的なCMVプロモータの制御下に置いたときに認められる。
【0240】
第2のマウス群(バッチ2;図27)には、同時注入、その後のエレクトロトランスファーによって、プラスミドpGJA14およびプラスミドpTet−tTAKが与えられる。図27に示される結果は、ドキシサイクリンが存在しないとき、SeAP遺伝子のインビボにおける残存発現が0であることを示している。これにより、SeAP遺伝子を構成的なCMVプロモータの制御下に含み、かつSeAPantisenseをコードする配列を、条件的なTetpプロモータの制御下で、同じベクターにおいて逆向きに含むpGJA14などのプラスミドの使用から生じるSeAP遺伝子の阻害の有効性が明らかにされる。
【0241】
第3のマウス群(バッチ3;図27)には、同時注入、その後のエレクトロトランスファーによって、プラスミドpGJA14およびプラスミドpTet−tTAKが与えられ、そしてドキシサイクリンを含む飲料水が与えられる。SeAP遺伝子の発現が8日目に測定されたが、その場合、ドキシサイクリンの存在下で著しく活性化されている。そのレベルは、バッチ1について得られたSeAPの構成的な発現レベルよりも明らかに大きい。
【0242】
第4のマウス群(バッチ4;図27)には、同時注入、その後のエレクトロトランスファーによって、プラスミドpGJA15−2およびプラスミドpTet−tTAKが与えられる。ドキシサイクリンが存在しないとき、SeAPの残存発現は、バッチ1において観測される構成的な発現と比較して大きく低下しているが、0ではない。具体的には、SeAPの残存発現が、同じベクターの相補的な鎖において、SeAP遺伝子およびアンチセンス転写物の配列を同時に発現させたときに、同じベクターの同じ鎖に両方の配列を含むプラスミドの使用(バッチ2)と比較して認められる。
【0243】
第5のマウス群(バッチ5;図27)には、同時注入、その後のエレクトロトランスファーによって、プラスミドpGJA15−2およびプラスミドpTet−tTAKが与えられ、そしてドキシサイクリンを含む飲料水が与えられる。バッチ3の場合のように、ドキシサイクリンが存在するとき、8日目に測定されたSeAPの発現は著しく活性化されている。
【0244】
これらの結果は、SeAP遺伝子の発現の阻害が、後者が、同じ鎖または相補鎖であっても、アンチセンス阻害転写物の配列として同じベクターで投与されたときにもたらされ得ることを明瞭に示している。さらに、この阻害は、アンチセンス転写物を阻害する外部因子が投与されたときには明らかに可逆的である。
【図面の簡単な説明】
【図1A】pXL3031のプラスミドの概略図である。
【図1B】pXL3010のプラスミドの概略図である。
【図1C】pSeAPantisenseのプラスミドの概略図である。
【図1D】、pXL3296のプラスミドの概略図である。
【図1E】pLucAtisenseのプラスミドの概略図である。
【図2A】pTet−Spliceのプラスミドの概略図である。
【図2B】pTetLucAntisenseのプラスミドの概略図である。
【図2C】pTetLucのプラスミドの概略図である。
【図2D】pTetSplice−SeAPantisenseのプラスミドの概略図である。
【図2E】pTet−tTAKのプラスミドの概略図である。
【図3A】、pGJA1のプラスミドの概略図である。
【図3B】pGJA2のプラスミドの概略図である。
【図3C】pGJA3のプラスミドの概略図である。
【図3D】pJA9のプラスミドの概略図である。
【図4A】pGJA15−2のプラスミドの概略図である。
【図4B】pGJA15のプラスミドの概略図である。
【図4C】pGJA14のプラスミドの概略図である。
【図4D】pJA14−2のプラスミドの概略図である。
【図5A】pSG5−hPPARγ2のプラスミドの概略図である。
【図5B】pRDA02のプラスミドの概略図である。
【図6A】pINDのプラスミドの概略図である。
【図6B】pINDSeAPのプラスミドの概略図である。
【図6C】pVgRXRのプラスミドの概略図である。
【図7A】下記のプラスミドによるNIH3T3細胞の同時トランスフェクションの48時間後に測定されたSeAPの活性。
【図7B】下記プラスミドの同時トランスフェクションの24時間後に測定されたルシフェラーゼの相対的活性。
【図8】RT−PCRによるセンスRNAおよびアンチセンスRNAのインビトロでの存在を例示する電気泳動ゲル写真。
【図9A】下記のプラスミド組の同時トランスフェクションの24時間後に測定されたインビトロでのSeAP活性。
【図9B】下記のプラスミド組のインビトロでの独立したトランスフェクションの24時間後に測定されたルシフェラーゼの相対的活性。
【図10】同時(バッチ2)または22日後(バッチ1)のいずれかで、SeAPレポーター遺伝子のセンス配列をコードするプラスミド(pXL3010)およびそのアンチセンス配列をコードするプラスミド(pSeAPantisense)の脛骨頭側骨格筋内への両側筋肉内注入およびエレクトロトランスファーの後に測定された循環SeAPの相対的レベル。
【図11A】図6のバッチ1から3のRT−PCRによるSeAPレポーター遺伝子のセンスRNAおよびアンチセンスRNAのインビボにおける存在を例示する電気泳動ゲル写真。
【図11B】図7Aで写真撮影されたアガロースゲルのニトロセルロースメンブランにおける転写、およびSeAPレポーター遺伝子のセンス配列(S)およびアンチセンス配列(AS)に対して特異的な32P標識オリゴヌクレオチドプローブの存在下でのハイブリダイゼーションによって得られたX線フィルムの写真。
【図12】下記時間間隔で下記プラスミドの脛骨頭側骨格筋内への両側筋肉内注入およびエレクトロトランスファーの後のマウス血漿における循環SeAPの相対的活性。
【図13】下記プラスミドの同時注入およびエレクトロトランスファー(ET)の後のマウス血漿における循環SeAPの相対的活性。
【図14A】下記プラスミドによるNIH3T3細胞のトランスフェクションの後に測定されたインビトロにおけるSeAPの相対的活性とその後のテトラサイクリン処理との関係。
【図14B】下記プラスミドによるNIH3T3細胞のトランスフェクションの後に測定されたインビトロにおけるSeAPの相対的活性とその後のテトラサイクリン処理との関係。
【図15】下記プラスミド(ウエルあたり0.7μgまたは1.1μgのDNA)によるNIH3T3細胞(80000細胞/ウエル)の同時トランスフェクションの24時間後におけるルシフェラーゼの相対的活性とテトラサイクリン投与の有無との関係。
【図16A】下記プラスミドを6週齢のメスSCIDマウスに筋肉内同時注入した後のインビボにおける循環SeAPの相対的レベルと各時間間隔でのテトラサイクリン投与との関係。
【図16B】下記プラスミドを6週齢のメスSCIDマウスに筋肉内同時注入した後のインビボにおける循環SeAPの相対的レベルと各時間間隔でのテトラサイクリン投与との関係。
【図17】下記プラスミドによるNIH3T3細胞の同時トランスフェクションの48時間後に測定されたSeAPの発現。
【図18】下記プラスミドによるNIH3T3細胞の同時トランスフェクションの48時間後に測定されたSeAPの発現。
【図19】pGJA1、pGJA2、pGJA3およびpGJA9のプラスミドのNIH3T3細胞へのトランスフェクションにより得られるSeAP発現の阻害(完全なアンチセンス配列SeAPantisenseを含むプラスミドによってもたらされる阻害との比較)。
【図20】下記プラスミドの脛骨頭側骨格筋内への両側筋肉内注入およびエレクトロトランスファーを行い、続いて下記時間間隔でのドキシサイクリン投与を行った後のマウスの血漿における循環SeAPの相対的活性。
【図21】下記プラスミドによるNIH3T3細胞のトランスフェクションの48時間後に測定されたSeAPの発現。
【図22】下記プラスミドによるNIH3T3細胞の同時トランスフェクションの24時間後に測定されたSeAPの発現。
【図23】下記プラスミドによるNIH3T3細胞のトランスフェクションの48時間後に測定されたSeAPの発現。
【図24】下記プラスミドによるC2C12細胞におけるトランスフェクションの5日後における、10−7M(最終)の化学的誘導因子BRL49653の存在下または非存在下でのSeAPの発現。
【図25】下記プラスミドによるNIH3T3細胞のトランスフェクションの48時間に測定された、エクジソンシステムの化学的誘導因子の存在下または非存在下でのSeAPの発現。
【図26】図26はポナステロン(pan)を表す。
【図27】下記プラスミドの脛骨頭側骨格筋内への両側筋肉内注入およびエレクトロトランスファーの後のマウスの血漿における循環SeAPの相対的活性(Phospha Lightキット使用)。

Claims (104)

  1. 目的とするトランスジーンの発現をインビボで調節するための方法であって、
    第1の核酸として、目的とする転写物をコードする目的とするトランスジーンの配列を含む核酸と、第2の核酸として、目的とする転写物に対して特異的な阻害転写物をコードする阻害トランスジーンの配列を含む核酸とを標的の非ヒト動物の組織または細胞に同時に導入すること(ここで、前記配列は転写プロモータの制御下にあり、阻害転写物および/または目的とする転写物の活性が外部因子により調節され得る)、
    目的とする転写物の活性を阻害転写物により構成的に阻害するために、前記核酸を標的組織または標的細胞において同時に発現させること、を含む方法。
  2. 目的とする転写物の活性を回復するために、前記阻害転写物の活性を阻害させる外部因子を標的の非ヒト動物の組織または細胞に投与することもまた含む、請求項1に記載の調節方法。
  3. 目的とする転写物の活性を回復するために、目的とする前記転写物の活性を増大させる外部因子を標的の非ヒト動物の組織または細胞に投与することもまた含む、請求項1または2に記載の調節方法。
  4. 阻害転写物が抑制性プロモータの制御下にあり、外部因子が前記プロモータの阻害を生じさせることを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
  5. プロモータがテトラサイクリン応答オペレーターの1つ以上の反復を含み、外部のリプレッサー因子がテトラサイクリンまたはアナログであることを特徴とする、請求項4に記載の方法。
  6. 阻害転写物をコードする核酸が、活性化可能な自己触媒性アプタマー配列をも含み、外部因子が、アプタマーの活性化因子である特異的なリガンドであることを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
  7. 阻害転写物をコードする核酸が、リガンドに依存する活性を有するリボザイムによって認識され得る配列をも含み、外部因子が、リボザイムの触媒活性の活性化因子であるリガンドであることを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
  8. 目的とする転写物をコードする配列が誘導性プロモータの制御下に置かれ、外部因子が前記プロモータの活性化を生じさせることを特徴とする、請求項1から7のいずれか一項に記載の方法。
  9. 誘導性プロモータがPPARα応答エレメントを含み、外部因子がPPARαリガンド(フィブラートまたはアナログなど)であることを特徴とする、請求項8に記載の方法。
  10. 誘導性プロモータがPPARγ応答エレメントを含み、外部因子がPPARγリガンド(脂肪酸またはチアゾリジンジオンなど)であることを特徴とする、請求項8に記載の方法。
  11. 阻害転写物が、目的とするトランスジーンのmRNAの少なくとも1つのコード部分に対して相補的であり、かつワトソン・クリック型の結合を後者と形成し得るアンチセンスRNAの形態であることを特徴とする、請求項1から10のいずれか一項に記載の方法。
  12. 阻害転写物が、目的とするトランスジーンのmRNAの少なくとも1つの非コード部分に対して相補的であり、かつワトソン・クリック型の結合を後者と形成し得るアンチセンスRNAの形態であることを特徴とする、請求項1から10のいずれか一項に記載の方法。
  13. 阻害転写物が、目的とするトランスジーンのmRNAの5’末端の少なくとも1つの非コード部分に対して相補的であり、かつワトソン・クリック型の結合を後者と形成し得るアンチセンスRNAの形態であることを特徴とする、請求項12に記載の方法。
  14. アンチセンスRNAが少なくとも10リボヌクレオチドの長さであることを特徴とする、請求項11から13のいずれか一項に記載の方法。
  15. 阻害転写物が、目的とするトランスジーンの配列を含む核酸の一部分との三重らせんを形成し得るRNAの形態であることを特徴とする、請求項1から10のいずれか一項に記載の方法。
  16. 阻害転写物がリボザイムの形態であることを特徴とする、請求項1から10のいずれか一項に記載の方法。
  17. 目的とするトランスジーンが、治療的に注目されるタンパク質をコードすることを特徴とする、請求項1から16のいずれか一項に記載の方法。
  18. 目的とするトランスジーンが、遺伝子の異常または欠損を正常化させることを可能にすることを特徴とする、請求項1から17のいずれか一項に記載の方法。
  19. 目的とするトランスジーンが、別の遺伝子の発現に関与する活性化因子をコードすることを特徴とする、請求項1から18のいずれか一項に記載の方法。
  20. 目的とするトランスジーンにより、治療活性を有する目的とする転写物が産生されることを特徴とする、請求項1から16のいずれか一項に記載の方法。
  21. 前記核酸が1つのベクターまたは異なるベクターに担われていることを特徴とする、請求項1から20のいずれか一項に記載の方法。
  22. 前記核酸が同じベクターの同じ鎖に担われていることを特徴とする、請求項21に記載の方法。
  23. ベクターが、プラスミド、コスミド、人工染色体または任意の非カプシド化DNAであることを特徴とする、請求項21または22に記載の方法。
  24. ベクターが組換えウイルスであることを特徴とする、請求項21または22に記載の方法。
  25. ウイルスが、アデノウイルス、レトロウイルス、ヘルペスウイルス、アデノ随伴ウイルス、ファージまたはこれらの誘導体であることを特徴とする、請求項24に記載の方法。
  26. ベクターが細菌または寄生体であることを特徴とする、請求項21または22に記載の方法。
  27. 前記核酸が、物理的または機械的な方法を使用して標的組織または標的細胞に導入されることを特徴とする、請求項1から23のいずれか一項に記載の方法。
  28. 同時注入によって、遺伝子銃技術によって、エレクトロポレーションによって、ソノポレーションによって、電場もしくはマイクロ波もしくは熱もしくは圧力を介して、またはこれらの技術の組合せを介して導入される核酸が使用されることを特徴とする、請求項27に記載の方法。
  29. 前記核酸が同時注入およびエレクトロトランスファーによって標的組織または標的細胞に導入されることを特徴とする、請求項27または28に記載の方法。
  30. 前記核酸が、化学的因子または生化学的因子と複合体化された形態で標的組織または標的細胞に同時に導入されることを特徴とする、請求項1から23のいずれか一項に記載の方法。
  31. 化学的因子または生化学的因子が、ヒストンおよびプロタミンから選ばれるカチオン性タンパク質であることを特徴とする、請求項30に記載の方法。
  32. 化学的因子または生化学的因子が、DEAE−デキストラン、ポリアミドアミン、ポリリシン、ポリエチレンイミン、ポリビニルピロリドンまたはポリビニルアルコールから選ばれるポリマーであることを特徴とする、請求項30に記載の方法。
  33. 前記核酸がクルードな形態またはリポソームの形態で脂質に含まれることを特徴とする、請求項30に記載の方法。
  34. 前記核酸がナノ粒子に含まれることを特徴とする、請求項30に記載の方法。
  35. 動物起源またはヒト起源の細胞または組織を包含することを特徴とする、請求項1から34のいずれか一項に記載の方法。
  36. 筋肉細胞または骨格筋組織包含することを特徴とする、請求項35に記載の方法。
  37. 植物起源の細胞または組織を包含することを特徴とする、請求項1から34のいずれか一項に記載の方法。
  38. 前記核酸が全身的に注入されることを特徴とする、請求項27から37のいずれか一項に記載の方法。
  39. 前記核酸が動脈内または静脈内に注入されることを特徴とする、請求項38に記載の方法。
  40. 前記核酸が、非経口的、局所的、経皮的、膣内、鼻腔内、皮下または眼内に注入されることを特徴とする、請求項27から37のいずれか一項に記載の方法。
  41. 前記核酸が、様々な投与方法のための医薬として許容可能な賦形剤もまた含有する組成物中に存在することを特徴とする、請求項39および40のいずれかに記載の方法。
  42. 請求項1から41のいずれか一項に記載される方法において使用され得るコンビネーションであって、前記コンビネーションは、目的とする前記転写物をコードする目的とするトランスジーンの配列を含む核酸、および前記目的とする転写物に対して特異的な阻害転写物をコードする阻害トランスジーンの配列を含む核酸を含有し、前記コンビネーションはインビボで投与され、前記配列はそれぞれが転写プロモータの制御下に置かれ、阻害転写物および/または目的とする転写物の活性が外部因子により調節され得る、コンビネーション。
  43. 阻害転写物が、目的とするトランスジーンのmRNAの少なくとも1つのコード部分に対して相補的であり、かつワトソン・クリック型の結合を後者と形成し得るアンチセンスRNAの形態であることを特徴とする、請求項42に記載のコンビネーション。
  44. 阻害転写物が、目的とするトランスジーンのmRNAの少なくとも1つの非コード部分に対して相補的であり、かつワトソン・クリック型の結合を後者と形成し得るアンチセンスRNAの形態であることを特徴とする、請求項42に記載のコンビネーション。
  45. 阻害転写物が、目的とするトランスジーンのmRNAの5’末端の少なくとも1つの非コード部分に対して相補的であり、かつワトソン・クリック型の結合を後者と形成し得るアンチセンスRNAの形態であることを特徴とする、請求項44に記載のコンビネーション。
  46. アンチセンスRNAが少なくとも10リボヌクレオチドの長さであることを特徴とする、請求項42から45のいずれか一項に記載のコンビネーション。
  47. 阻害転写物が、目的とするトランスジーンの配列を含む核酸の一部分との三重らせんを形成し得るRNAの形態であることを特徴とする、請求項42に記載のコンビネーション。
  48. 阻害転写物がリボザイムの形態であることを特徴とする、請求項42に記載のコンビネーション。
  49. 阻害転写物が抑制性プロモータの制御下にあり、外部因子が前記プロモータの阻害を生じさせることを特徴とする、請求項42から48のいずれか一項に記載のコンビネーション。
  50. プロモータがテトラサイクリン応答オペレーターの1つ以上の反復を含み、外部のリプレッサー因子がテトラサイクリンまたはアナログであることを特徴とする、請求項49に記載のコンビネーション。
  51. 阻害転写物をコードする核酸が、活性化可能な自己触媒性アプタマー配列をも含み、外部因子が、アプタマーの活性化因子である特異的なリガンドであることを特徴とする、請求項42から48のいずれか一項に記載のコンビネーション。
  52. 阻害転写物をコードする核酸が、リガンドに依存する活性を有するリボザイムによって認識され得る配列をも含み、外部因子が、リボザイムの触媒活性の活性化因子であるリガンドであることを特徴とする、請求項42から48のいずれか一項に記載のコンビネーション。
  53. 目的とする転写物をコードする目的とするトランスジーンの配列が誘導性プロモータの制御下に置かれ、外部因子が前記プロモータの活性化を生じさせることを特徴とする、請求項42から52のいずれか一項に記載のコンビネーション。
  54. 誘導性プロモータがPPARα応答エレメントを含み、外部因子がPPARαリガンド(フィブラートまたはアナログなど)であることを特徴とする、請求項53に記載のコンビネーション。
  55. 誘導性プロモータがPPARγ応答エレメントを含み、外部因子がPPARγリガンド(脂肪酸またはチアゾリジンジオンなど)であることを特徴とする、請求項53に記載のコンビネーション。
  56. 目的とするトランスジーンが、治療的に注目されるタンパク質をコードすることを特徴とする、請求項42から55のいずれか一項に記載のコンビネーション。
  57. 目的とするトランスジーンが、遺伝子の異常または欠損を正常化させることを可能にすることを特徴とする、請求項42から56のいずれか一項に記載のコンビネーション。
  58. 目的とするトランスジーンが、別の遺伝子の発現に関与する活性化因子をコードすることを特徴とする、請求項42から57のいずれか一項に記載のコンビネーション。
  59. 目的とするトランスジーンにより、治療的活性を有する目的とする転写物が産生されることを特徴とする、請求項42から55のいずれか一項に記載のコンビネーション。
  60. 前記核酸が1つのベクターまたは異なるベクターに担われていることを特徴とする、請求項42から59のいずれか一項に記載のコンビネーション。
  61. 前記核酸が同じベクターの同じ鎖によって担われていることを特徴とする、請求項60に記載のコンビネーション。
  62. ベクターが、プラスミド、コスミド、人工染色体または任意の非カプシド化DNAであることを特徴とする、請求項60または61に記載のコンビネーション。
  63. ベクターが組換えウイルスであることを特徴とする、請求項60または61に記載のコンビネーション。
  64. ウイルスが、アデノウイルス、レトロウイルス、ヘルペスウイルス、アデノ随伴ウイルス、ファージまたはこれらの誘導体から選ばれることを特徴とする、請求項63に記載のコンビネーション。
  65. ベクターが細菌または寄生体であることを特徴とする、請求項60または61に記載のコンビネーション。
  66. 物理的または機械的な方法を使用してインビボにおいて投与され得る形態であることを特徴とする、請求項42から65のいずれか一項に記載のコンビネーション。
  67. 注入によって、遺伝子銃技術によって、エレクトロポレーションによって、ソノポレーションによって、電場もしくはマイクロ波もしくは熱もしくは圧力を介して、またはこれらの技術の組合せによって投与され得ることを特徴とする、請求項66に記載のコンビネーション。
  68. 前記核酸が同時注入および/またはエレクトロトランスファーによって標的組織または標的細胞に導入され得ることを特徴とする、請求項66に記載のコンビネーション。
  69. 標的細胞または標的組織にいて目的とするトランスジーンを調節するための、請求項42から68のいずれか一項に記載されるコンビネーションの使用。
  70. 標的細胞または標的組織がヒト以外の動物起源および好ましくはヒト起源であることを特徴とする、請求項69に記載の使用。
  71. 標的細胞または標的組織が筋肉細胞または筋肉組織であることを特徴とする、請求項70に記載の使用。
  72. 標的細胞または標的組織が植物起源であることを特徴とする、請求項69に記載の使用。
  73. 請求項42から68のいずれか一項に記載されるコンビネーションと、好適な医薬賦形剤とを含む医薬組成物。
  74. 請求項42から68のいずれか一項に記載されるコンビネーションと、好適な賦形剤とを含む医薬品。
  75. 筋肉内または全身的もしくは動脈内もしくは静脈内に注入され得る、請求項74に記載の医薬品。
  76. 請求項42から68のいずれか一項に記載されるコンビネーションと、好適な賦形剤とを含む医薬品であって、局所的、経皮的、経口的、膣内、鼻腔内、皮下または非経口的に投与され得る医薬品。
  77. 賦形剤が様々な投与法に好適な賦形剤であることを特徴とする、請求項74から76のいずれか一項に記載の医薬品。
  78. 遺伝子の異常または欠損を正常化させるための医薬品を製造するための、請求項42から68のいずれか一項に記載されるコンビネーションの使用。
  79. ミトコンドリア遺伝子疾患を治療するための医薬品を製造するための、請求項42から68に記載されるコンビネーションの使用。
  80. 筋障害を治療するための医薬品を製造するための、請求項42から68のいずれか一項に記載されるコンビネーションの使用。
  81. 虚血および狭窄症を治療するための医薬品を製造するための、請求項42から68のいずれか一項に記載されるコンビネーションの使用。
  82. リソソーム性疾患を治療するための医薬品を製造するための、請求項42から68のいずれか一項に記載されるコンビネーションの使用。
  83. ホルモン障害を治療するための医薬品を製造するための、請求項42から68のいずれか一項に記載されるコンビネーションの使用。
  84. 血友病を治療するための医薬品を製造するための、請求項42から68のいずれか一項に記載されるコンビネーションの使用。
  85. 慢性関節リウマチなどの炎症性疾患を治療するための医薬品を製造するための、請求項42から68のいずれか一項に記載されるコンビネーションの使用。
  86. β−サラセミアを治療するための医薬品を製造するための、請求項42から68のいずれか一項に記載されるコンビネーションの使用。
  87. アポトーシスを誘導するための医薬品を製造するための、請求項42から68のいずれか一項に記載されるコンビネーションの使用。
  88. 抗ガン治療を行うための医薬品を製造するための、請求項42から68のいずれか一項に記載されるコンビネーションの使用。
  89. 神経変性疾患を治療するための医薬品を製造するための、請求項42から68のいずれか一項に記載されるコンビネーションの使用。
  90. 高血圧などの心臓血管疾患を治療するための医薬品を製造するための、請求項42から68のいずれか一項に記載されるコンビネーションの使用。
  91. 肥満などの高脂血症を治療するための医薬品を製造するための、請求項42から68のいずれか一項に記載されるコンビネーションの使用。
  92. ワクチンを製造するための、請求項42から68のいずれか一項に記載されるコンビネーションの使用。
  93. 目的とする転写物をコードする目的とするトランスジーンの配列を含む核酸と、前記目的とする転写物に対して特異的な阻害転写物をコードする核酸とを有し、前記配列が転写プロモータの制御下にあり、阻害転写物および/または目的とする転写物の活性が外部因子により調節され得ることを特徴とするトランスジェニック動物。
  94. 阻害転写物が、遺伝子のアンチセンスRNAの形態、または三重らせんを形成し得るRNAの形態、またはリボザイムの形態であることを特徴とする、請求項93に記載のトランスジェニック動物。
  95. 阻害転写物が抑制性プロモータによる負の調節を受け、外部因子が前記プロモータの阻害を生じさせることを特徴とする、請求項93または94に記載のトランスジェニック動物。
  96. 阻害転写物が活性化可能な自己触媒性アプタマー配列をも含み、外部因子が、アプタマー配列の活性化因子である特異的なリガンドであることを特徴とする、請求項93または94に記載のトランスジェニック動物。
  97. 阻害転写物が、リガンドに依存する活性を有するリボザイムによって認識され得る配列をも含み、外部因子が、リボザイムの触媒活性の活性化因子であるリガンドであることを特徴とする、請求項93または94に記載のトランスジェニック動物。
  98. 目的とする転写物が誘導性プロモータの制御下にあり、外部因子が前記プロモータの活性化を生じさせることを特徴とする、請求項93から97のいずれか一項に記載のトランスジェニック動物。
  99. 目的とする転写物をコードする目的とするトランスジーンの配列を含む核酸と、前記目的とする転写物に対して特異的な阻害転写物をコードする目的とするトランスジーンの配列を含む核酸とを有し、前記配列が転写プロモータの制御下にあり、阻害転写物および/または目的とする転写物の活性が外部因子により調節され得ることを特徴とするトランスジェニック植物。
  100. 阻害転写物が、遺伝子のアンチセンスRNAの形態、または三重らせんを形成し得るRNAの形態、またはリボザイムの形態であることを特徴とする、請求項99に記載のトランスジェニック植物。
  101. 阻害転写物が抑制性プロモータによる負の調節を受け、外部因子が前記プロモータの阻害を生じさせることを特徴とする、請求項99または100に記載のトランスジェニック植物。
  102. 阻害転写物が活性化可能な自己触媒性アプタマー配列をも含み、外部因子が、このアプタマー配列の特異的なリガンドであることを特徴とする、請求項99または100に記載のトランスジェニック植物。
  103. 阻害転写物が、リガンドに依存する活性を有するリボザイムによって認識され得る配列をも含み、外部因子が、リボザイムの触媒活性の活性化因子であるリガンドであることを特徴とする、請求項99または100に記載のトランスジェニック植物。
  104. 目的とする転写物が誘導性プロモータの制御下にあり、外部因子が前記プロモータの活性化を生じさせることを特徴とする、請求項99から103のいずれか一項に記載のトランスジェニック植物。
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