JPH05505302A - 単純ヘルペス・ウィルスのタイプ1の変異体 - Google Patents

単純ヘルペス・ウィルスのタイプ1の変異体

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JPH05505302A JP90511813A JP51181390A JPH05505302A JP H05505302 A JPH05505302 A JP H05505302A JP 90511813 A JP90511813 A JP 90511813A JP 51181390 A JP51181390 A JP 51181390A JP H05505302 A JPH05505302 A JP H05505302A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 単純ヘルペス・ウィルスのタイプ1の変具体艮i塁亘! 本発明は生体内の神経細胞でウィルスの複製が無く、潜伏性感染状層を効果的に 定着させ、かつ、組込まれた治療遺伝子が発現することができる単純ヘルペス・ ウィルスのタイプ1 (H3V−1)の変異体に関する。これは、特に、遺伝子 欠陥による。又は、遺伝子欠陥に関連する神経の病気の治療に有効である。
!見 ヘルペス・ウィルス感染の際立った特徴は、複製可能でない状態、又は、潜伏性 の状態で宿主内に長期間滞在できる能力である。単純ヘルペス・ウィルスのタイ プ1 (H3V−4)は、ヒトの末梢神経系の感覚神経節内に潜伏性感染状層で 定着する。そして、活性化して、神経が分布している皮節内で皮膚と粘膜の反復 性の病巣部を生じろる(バイヒワルとサグデン、1988 ; ヒル、1985 ;ロイズマンとシアーズ、1987 (Baichwal and Sugde n。
1988:Hill、1985;Roitzman and 5ears、19 87)参照)、操作上、ヘルペス・ウィルス感染による病理作用には、いくつか の明確な段階があり、実験動物を用いた模擬実験で個別に研究できる。即ち、急 性のウィルス複製、潜伏状態の定着、持続、活性化の各段階である(ヒル、19 85; ロイズマンとシアーズ、1987 (Hill+ 1985;Roiz man and 5ears+ 1987)−接種後、H8V−1は接種部位で 複製して、感覚神経節に輸送される。末梢神経系での、又は、感覚神経節での複 製は。
組織の均質懸濁液のウィルス滴定によって泗定されるが、その複製で潜伏性感染 状態で定着しているウィルス量を増加しつる。H5V−1のDNAを感染された 組織内で検出うるが、JIK染性のウィルスは検出されない(デッシュメーンと フレイザー、1989 ; エフスタシャスら、1986; フレイザーら、1 986; ロックとフレイザー、1983 (Deshmana and Fr aserl 1989:Efstathiou etal、、1986;Fra ser etal。
1986:Rock and Fraserl 1983)@この潜伏状層は、 しばしば長期間、宿主が生きている間持続する。(発熱性の病気、及び、X線照 射のような)種々の刺激が、1伏状態を中衛させ、感染ウィルスの再出現、ない し、再活性化を生じる。
急性のウィルス複製と遺伝子発現についての情報の多くは組織培養系で得られて いる。H3V−1の細胞溶解性の複製サイクルは、少なくとも3種類のウィルス 遺伝子:α、β、γの一時的調節を含む統合的プロセスとして記述されている( ロイズマンとシアーズ、1987 (Roizman and 5ears、1 987)参照)、感染された細胞でウィルスが蛋白合成をする前に最初に発現す る。ごく初期の5種類の遺伝子(IE、α)が特定されている。これらの遺伝子 のうちの2種It (ICP4とICP27)は細胞培養系内でウィルスの複製 が行われるのに必須である(ディクソンとシャツファー、1980; ブレスト ン、1979 ;サックスら、1985 (Dixon and 5chaff er。
1980iPraston、1979;5acks etal、、1985)s  β遺伝子はβ遺伝子を活性化する。β遺伝子の多くはヌクレオチド代謝に関係 する酵素であって、γ遺伝子を活性化する。γ遺伝子の多くは成熟ウィルス粒子 の構成要素である。角膜接種後に、遺伝子のα、β、γの各クラスに及ぶ広範囲 のH3V−1遺伝子が、マウスの三叉神経節でのウィルス複製の急性の段階中に 、原位置でのハイブリッド化とノーザン・プロット(Northern blo t)分析によって検出できる(ディアリ−ら、1987; スピヴアックと7レ イザー、1988a (Dearly etal、、1987;5pivak  and Fraser、1988a)。
潜伏性感染期間のH3V−1の遺伝子の発現を性格付けることで、最近、進歩が あった。マウスの感染から最初の5−6日後の、三叉神経節でのH5V−1の遺 伝子の発現は限定的である(スピヴアックとフレイザー、1988a (Spi vack and Fraser、1988a)、これは、三叉神経節に感染し たウィルスが少ないことと相関性がある(フッソら、1974:ステイナーら、 1987 (Knotts etal、、1974;5teiner etal 、、1987)、感染後4日で、H8V−1の潜伏に関連した転写(LAT:  1atancy−associatad transcripts)(スビヴア ツクとフレイザー; ステバンスら、1987(Spivack and Fr aser:St、avansetal、、1987)は三叉神経節に蓄積し始め る(スビヴアツクとフレイザー、1988a (Spivack and Fr asar、1988a)。
この潜伏に関連した転写(LAT)は二ニーロン細胞核に広く存在する(ディー トリら、1987; 1988; ステイナーら、1988: スティーブンズ ら、1987; ストループスら、1984 (Daa t l y at a L、1987; 1988;5taineraea1.、 1988:5tav ans atal、、1987;5traop 5ea1..1984)aそし て、あまりポリアデニラート化(polyadanylatad)されていない (スビヴアツクとフレイザー、1987 (Spivak and Fraga r、1987)# これらの2゜0.1.5、及び、1.45kbの転写はウィ ルスのゲノムの反復領域内で二倍体遺伝子によって=−ディングされている(ス ピヴアツクとフレイザー、1987 (Spivack and Frasar 、1987)、これらの遺伝子とその調節要素の詳細な構造は、依然として、完 全に解明されていない、この2゜Okbの潜伏に@遮した転写(LAT)は感染 された組織培養の躇胞内で低レベルで検出できる(スピヴアックとフレイザー、 1987 (Spivack and Frasar、1987)6そして、前 に定義した種類のH8V−1遺伝子のどれとも異なる調節を受けるように見える (スピヴアツクとフレイザー、1潜伏に関連した転写(LAT)の機能は、最近 になって研究されるようになった。遺伝子の分析では潜伏に関連した転写(LA T)が潜伏性l1llJl状態の定着のために必要でないこと(ヤヴイエールら 、1988 ; ステイナーら、1989(J aviar etal、、 1 988;5tainer 5ta1.、1989) 、 L/かし、潜伏に5I 連した転写(LAT)は活性化のプロセスで役割を演じるだろうということ(ス テイナーら、1989 ; (Stainar gtal、、1989)が示さ れている。H8V−1の変異体ウィルスはLATを発現せずに、マウスの三叉神 経節で潜伏性感染状態を定着させているけれども、外部にS植された神経節内で は野生型ウィルスよりもずっとゆっくりと活性化する(ステイナーら、1989  (St.ainar atal.,1989).活性化の過程の際に、ウィル スのRNA.DNA、又は、感染ウィルスの合成を検出できる前に時間的遅れが ある(スビヴアックと7レイザー、1988a (Spivack and F ragar,1988a).活性化が抑制剤によって阻止されている時でも、L ATのレベルはこの期間に約2倍減少する(スビヴアックと7レイザー、198 8a (Spivack and Frassr,1988a).現在、感染の 初期の段階での、*a溶解性の、又は、潜伏性のHSV−1の遺伝子の発現への 聾行、ないし、発現通程中の潜伏性の、又は、胤胞溶解性の転写プログラムから の移行についての情報はほとんど無い.ウィルスと細抱の転写因子の両方が重要 な要素になっているようである. HSV−1のIE遺伝子の転写は潜伏期間中に検出できない(ディートリーら、 1987; スビヴアックとフレイザー、1987; スティナーら、1988 ; スティーブンズら.1987 (Daatly etal.,1987;S pivack and Frasar,1987:Steinsr atal. y 1988:Stsvans atal.e 1987)* L/かしながら 、組織培養系内でのIE遺伝子の発現がウィルス複製の前提山件である(ヂイク ソンとシャッファ一、1980; プレストン、1979: ロイズマンとシア ーズ.1987; サックスら、1985 (Di:can and Scha ffer,’1980;Praston+ 1979;Roizman and  Sears,1987;Sacks at al.,1985).IE遺伝子 の転写は成熟ウィルス粒子の蛋白であるVmw85 ( トランスインジューシ ング(transinducing)因子、又は、ctTIF)によってトラン スインジュース(tranginduca)される.Vmw65はHSV−1成 熟ウィルス粒子の要素である(バッダーリンとロイズマン,1983; キャン ベルら、1984: オーヘイアとへイワード、1987 : ポストら、19 131 : ブレストンら、1984 (Batterson and Roi zman,1983:Campball etal.+ 1984 ; ○’  Hare and Hayward, 1987;Post al:al.,1 981 :Preston seal.;1984).Vmw65はHSV−1 のDNAに直接緒合していないが、IEの調節要素のTAATGARATと相互 作用する複合体を形成するように、細胞逼白と閏係することによってトランスイ ンジューシング(t r a n s i n d u c i ri g)を 媒介する(ゲルスターとロエダー、1988 ; 建ツクナイトら、1987:  オーヘイアとゴーヂイング、1988; ブレストンら、1988 (Ger star and Rosdar,1988:McKnight @tal.+  1987:O’ Hare and Goding,1988;Pres t on etal−e 1988)* IE遺伝子の発現は,組織培養避胞内のH SV−4感条の結果の中での重要な因子であるので、機能性のVmv65の有無 は生体内で増殖性感東状態になるか、潜伏性感染状態になるかの重要な決定要因 なのかも知れない(エースら、1989: ロイズマンとシアーズ、1987  (Aceatal.,1989:Raizman and Saars,198 7). HSV−1の変異体のinl814 (エースら,1989 (Acsatal .p1989)は、Vmw65のコーディング領域に12bpの組込み部分を含 み、IE遺伝子の発現壺トランスインジェース(transinduca)でき ない.しかし変異されたVmw65は成熟ウィルス粒子に組込まれている.感染 中のin1814の複製は、一粂の複合度(M○I:multiplicity  ofinfsction)に左右される.Vmw65の欠陥は感染の複合度( MO工)が高《なると部分的に克服される.感染の複合度(Mo工)が高い(1 0E2−10E311ノ粒子/m胞)テハ、ICPO、及び.ICP27J3発 現は宥意に減少し、ICP22は僅かに減少する.そして、ICP4の発現は影 響壱受けない(エースら、1989 (Ac@@tal.,1989).inl 814のMOIが低い(1−10個の粒子/all)と,β遺伝子の指標である 、HSV−1のチミジン・キナーゼの発現が非常に減少し、IE遺伝子の発現が ウィルスの複諷サイクルを活性化するのには不十分であることを示唆している. (エースら、1989 (Ace @tal.,1989).及五二1敗 本発明は、生体内の神MII胞内でのウイルス複製が無く、潜伏性感染状態を定 着できて,かつ、組込まれた治療遺伝子を発現できて、(i)本買的にトランス インジューシング(transinducing)特性を除去しながら、その一 方で、この構造的役割を保持し、それによって、生体内での複製を防止するよう に、Vmw65N白についてコーディングしている遺伝子内のDNAシーケンス の変化、!白のアミノ12289から412の闇の位置で、1から72の塩基対 のトランジシ冒ン(transition)又はトランスバーション(tran svarsion)の変異、3から72の塩基対のオリゴヌクレオチドの組込み 、又は、3から72の塩基対の欠落によって実現されるDNAシーケンスの変化 、及び (ii)ウィルスの培養にとって必須でないHSV−1のゲノムの領域に組込ま れた治療遺伝子、及び、そのために、生体内のニニーロン細胞内で治療遺伝子を 発現できるプロモーター、から成る単純ヘルペス・ウィルスのタイブ1 (HS V−1)の変異体を提供する. DNAシーケンスの変化の位置と大きさは重要である.なぜなら、それは、Vm w65!白のトランスインジューシング(transindusing)特性を 本質的に除去するために(そして、それによって生体内でのウイルスの複製を防 止し,その結果としての患者の病気を防止するために)必要で、その一方で、同 時にウイルスが培養されるときに完全に成熟したウイルス粒子をうまく姐立てる のに必要な蛋白の構造特性を保持するのに必要である.変異体のウィルスは、利 用するのに十分な量にその変異体のウィルスを生産できるような、ただし、同時 にそのウイルスが生体内で複製できないような培養状態の下で複製できなければ ならない.Vmw65!白のトランスインジューシング(transinduc  i n g)特性を無《すことで、ウィルスを潜伏段階に保ち、生体内でのウ イルスの複製と発現が活発になる段階に進行するのを防ぐ.変異体のウィルスは ,S合よく、inl814の表現型に基づいている.驚くべき発見として,前記 の大きさと位置でのオリゴヌクレオチドの組込みで、生体内での複製が防止され るが、それ麻外には、ウイルスの必要機能を抑制しないことが見出された.そし て、変異体のウイルスは「野生型」のウイルスと同様に効率的にターゲットとな る神経胤胞に転移されること,そのウイルスはその細胞内に留まり,消滅しない こと、潜伏に@遷した転写(LAT)の発現は影響されないこと,及び、ウイル スが侵入し、その潜伏RNに留まる能力も、又、影響を受けないことが発見され た.これらの特性により、神経細胞を本質的に抹殺することなしに、特に治療遺 伝子を神a扁胞に導入し、持続させるためのベクターとして、この変異体のウィ ルスをうまく利泪できる.これは、神経の遺伝子欠陥治療のためのルートを提供 する. 治療遺伝子は、一般に、褌緬の遺伝子欠陥の病気に5I巡した遺伝子である.U ち、それが、遺伝的、又は、後天的な遺伝子欠陥を補償する.そのような治療遺 伝子に含まれる例としては、 (a)ヒト、ラット、又は、マウスのチロシン・ヒドロキシラーゼの遺伝子1、 2、又は、3、これはパーキンソン病の症状朝減と@連がある.(b)ヒト、ラ ット、マウスの神経成長因子のβサブユニット、アルツハイマー病とバーキンソ ン病の治療用 (C)ヒト、ラット、マウスのヒボキサンチン・グアニン・フオスフtリボジル 転移酵素の遺伝子、レッシュ・ナイアン病の治療用,(d)ヒトのβヘキソサミ ニダーゼのαチェーン遺伝子、ティーサックス病とサンドホフ病の治療用 (e)ヒトの免疫不全ウイルス(HIV)のn’ef遺伝子、HIVに陽性のヒ トの神経性の症状抑制泪、 特に、本発明のHSV−1変異体による原位置でのチロシン・ヒドロキシラーゼ の発現は、パーキンソン病の症状畷減に役立つだろう.チロシン・ヒドロキシラ ーゼはドーパミンの合成に重要な酵素である。ドーパミンの欠陥はパーキンソン 病の症状の主要11Kv1である。Lドーパの投与を含む現在の治療では短期間 の効果しかない。
治療遺伝子は、ウィルスの培養、即ち1体外での、特に、$1組織でのウィルス の複製に必須でないウィルスのゲノムの任意の領域に組込める。
治療遺伝子の組込みは、単純ヘルペス・ウィルス(HSV)の以下の遺伝子のコ ーディング・シーケンス、又は、フランキング(flanking)のI!1I Ij領域で行える。1!gち、 1、チミジン・キナーゼ遺伝子、これは、チくジン・キナーゼはHSVの病原性 にとって重要で、その遺伝子を不活性化することは変異体ベクターの潜在的病原 性な弱めるので、好ましい選択である。
2、デオキシウリジン・トリフォスフェターゼ(dUTPage)遺伝子3、ウ ラシル−DNAのグリコシダーゼ遺伝子4.0S1遺伝子(別名、IE6B遺伝 子)5、US2遺伝子 6、US3 (別名、プロティン・キナーゼ)遺伝子7、US4 (別名、グリ ープロチインG)遺伝子8、US5遺伝子 9、US7(別名、グリープロテイン工)遺伝子10、US、8 (別名、グリ ープロチインE)遺伝子11、US9遺伝子 12、US10遺伝子 13、US11遺伝子 14、US12 (別名、I E 12)遺伝子15、UL5.6遺伝子 16、UL56遺伝子 17、潜伏に@連する転写(LAT)をコーディングする遺伝子18、IEII O遺伝子 US命名システムは系統的命名法である。遺伝子の多くは、又、菅通名を持つ。
一般に、プロモーターは、HSV−1の潜伏段階の間に、神経細胞中で操作でき るものにすべきである0例えば、HSV−1の潜伏に関連する転写(LAT)を 1III御するプロモーター、又は、#経繊維の遺伝子を制御するプロモーター である。
本発明の他の側面は、病気の治療、特に、遺伝子欠陥による、又は、遺伝子欠陥 と@連する病気の治療でのHSV−1の変異体の利用に関係している。
本発明の別のll11Mは、薬剤として受入れられるキャリヤー内にこの変異体 ウィルスから成るウィルスを調合するための薬剤m戊に関する。
衷爽亘 HSV−1ウイルス・ベクター1n1814のIK!!、及び、それが、生体内 での複製と病気の発現を生じないでマウスの神m細胞に感染する能力(そして、 潜伏段階で留まる能力)の評価について、ここでは、例示の形でのみ示す。
ここで、又、例示の形でのみ、ウィルス・ベクターエエ185oをm遣するため に、ウィルス・ベクター1n1814に遺伝子(βガラクトシダーゼについての コーディングをするための遺伝子)を組込むこと、及び、その発現を示している 。この技術(容易に検出可能な遺伝子の存在)を実証するために、βガラクトシ ダーゼ遺伝子を挿入する。治療に芯層するためには、類似の方法で治療遺伝子を 組込むか、又は、βガラクトシダーゼの遺伝子1n1850を治療遺伝子で直接 交換できる。
■ ウィルス・ベクター1n18L4の製 と評価実験手順 IN胞の培養、ウィルスの滴定、及び、ウィルスの親株の作成、マウスの感染用 ウィルスの親株を製造するために、変異体の1n1814 (エースら、198 9 (Aceatal、、1989)、又は、復帰突然変異体の1814R(エ ースら、19.89 (Ace et、al、、1989)を組込んだHSV− 1の親株17+(ブラウンら、1973 (B、rown atal、、197 3)を、幼児ハムスターの腎II (BHK)21のクローン13の頑胞の準集 合性の単層に感染させた。ウィルスの滴定はBHK、41胞上で行い、ウィルス の粒子濃度は電子顕微鏡により、ラテン、クス・ビードの標準を用いて決定した 。使泪したウィルスの親株は、PFU/ml単位(PFU:ブラク形成単位:p laqua formi n g u n i t s) (括弧内の数字は粒 子/ml単位)で、17+が5.X 10E&(3,lX10E9): 181 4Rが5X10E8(5,lX10E9); 1n1814がL 3X10E7 (1,2X10E11)。
Vmw65を発現している廠胞上でのウィルスの滴定結果の比較H8V−1の親 株、17+、1n1814.18L4RをMTx5i+I!I胞上で滴定した。
MTX521胞は、L TK−の細胞から尋られ、Vmw65を発現させている (メンツら、1988 (Kmatz atal、、1988)、滴定結果をC V−1、L TK−、MT、、X5の各細胞について、との細胞系列が急性感染 の際の1nL814のプラク分析にとって、又、三叉神経節からの体外移植時の 活性化にとって最も感度が良いかを決定するために比較を行った。LTK−の細 胞と比較して、MTX511胞はVmw65を輸送でき(provided V mw65 in trans)、1n1814と相補性(c omp 1 em a n、t)を示したけれども、MTX5N1胞上の1n1814の滴定値は、 CV−1上より太き(はなかった(データは省略)、さらに、MTX5上の1旦 18工4は明確なプラクを形成しなかった。それで、CV−1上の場合と比較し てウィルスの滴定の精度が低く、滴定が困難であった。それで、大部分の実験で の指標細胞としてCV−1i1胞を用いた。この分析の感度を高めるために、( 紫外線照射前の滴定に基づいて)紫外線照射を行ったtsKウィルスを○、LP FU/細胞の割合でCV−III胞に吸収させた。そして、主たる親株からの1 n1814と三叉神経節の均質懸濁液からの1nL8L4をこれらの細胞上で滴 定した。この方法により、1ユ1814のプラク形成能力が3 Logだけ高( なった(エースら、1989 (Ace st、al、、1989)、それで1 粒子/P FUの比率が野生型ウィルスと同じになった。
急性感染の際のマウスの感染とウィルスの滴定角膜の乱切後に、生後4−6週間 のメスのマウスBALB/cBYJ (ジャクジン ラボラトリーズ、Jack son Laboratories)、又は、BALB/Q (バーラン スプ レーグ ドーレイ、Harlan SpraguaDawlay)に約10ES PFU/眼の17+、1814R1又は、1n18工4をal染させた(表1) 、感染後第−日から、マウスの@部を除くことによって殺していった。無菌状態 で角膜を綿棒の先端で拭き取り、その拭き取った綿棒の先端をCV−1!I胞と ともに培養した。
三叉神経節と眼を無菌状態で除去し、血清を含まない1mlの培養液中で均質懸 濁状態にした。そして、前記のようにCV−1iJI胞上の、又は、MTX51 1胞上の感染性のHSV−1について滴定した。
体外移植での活性化 A、感染後少なくとも4週間から、潜伏性感染状態のマウスを殺して、三叉神経 節を除去して、CV、−1m胞の単層とともに培養した。マウスは17+、18 14R1又は、±旦1814を10 E5P’F U/@で、又は、同じものを 粒子数表示すると約10E[1粒子/@で感染させたグループからのものである (J2)、別に。
10M4粒子/眼のえ旦1814で感染させた。INN痔病理学的効果徴候があ るかどうかについて、単層を毎日検査した。4−6日ごとに神経節を新しい単層 の細胞に移した。そして、活性化を生じるまで、又は、最大358間観察された 。活性化後に、ウィルスを含んでいる培養基が取出され、RNA抽出のために保 存された。Fl伏状態の対照泪標準としては、感染後5透口と7週目のマウスか らの神amを、体外移植時に滴定したが、感染性ウィルスについて否定された。
B、1n1814の潜伏状態が定着した時点を決定するために、体外移植での活 性化のために、そして、神amの均質懸濁液内の感染性ウィルスを滴定するため に、1n1814で感染させたマウスから、感染後の指定時点で三叉神経節を取 出した。対照flImmとして、17+を感染させたマウスから三叉神経節を体 外移植し、細胞病理学的効果について、その単層の鳩胞を毎日観察した。
三叉挿aSからの潜伏性ウィルスのDNAの抽出と定量化前記のように、DNA を三叉神経節から抽出した(ロックと7レイザー Roek and Fras ar、1983)、3ttの三叉神経節の各サンプルから5μg!ニトロセルロ ーズ・フィルターに移し、6倍にSSCで濡らし、80”Cで2時開加熱し、1 個所のニック(n i c k)を1訳され、32pの標識を付けられたHSV −1(F)成熟ウィルス粒子のDMAプローブでハイブリッド化した。
洗浄後、XAR−5(jダック)フィルムを用いて、フィルターの放射能写真を 撮って、−70℃でスクリーンを増感した。
活性化したウィルスからのDNAの抽出活性化したウィルスの個々のプラクを用 いてCV−111胞に感染させた。そして、ウィルスの親株を育てた。ピグナラ ティら、Pignatti etal、(1979)の示す方法で、HSV−1 のDNAに開運したヌクレオプロティンを、感染されている細胞の繍胞質部分か ら得た。msに説明すると、感染されているHaを0.25%)!J)ン X’ −100,10mMのEDTA、10mM7F))リス−HCL、pH7,9に よって溶解した(最終濃度1.5X10E711胞/ml)。
そして、室温で10分間ゆるやかに混合しながら培養した。そこで、NaC1を 加え、最終濃度0.2Mにして、40℃で10分間、100G?遠心分−を行っ た。上ずみをlooug/mlのプロティナーゼ Kと0.2%SDSを月いて 37℃で2時間、保温した。DNAをフェノール、フェノール・クロロフォルム 、りI:IeIフtルムを用いて抽出し、その後にエタノールで沈澱させた。D NAの量奄A260によって測定した。
DNA分析 DNAをv4@酵素BamHIを用いて切断し、0.8%のアガロース・ゲルの 電気泳動によって分離した。サウザーンeプロット(southern blo t)をニトロセルローズに移した。HSV−1(F)の制限断片のBamHI  Fでハイブリッド化して、標準の手順で洗浄した(Rock and Fras ar。
1983)、XAR−5(:!ダック)フィルムを用いて、フィルターの放射能 写真を撮って、−70℃でスクリーン(DU Pant)を増感した。
32p−の標識の付いたプローブの作成HSV−1の全てのDNA!成熟ウィル ス粒子から分離し、CsC1のグラージェント(gradLant)m心分離に よって精製した。)(SV−1(親株F)の11@断片BamHI Fをクロー ニングしたPBR322はB、 Ro i zma nからの好意で送られたも のである(ポストら、Po5t @セミ1.,1980)。
制限酵素はBaahrintar Mannhaim Bioahamiaal $から購入し、メーカーの勧告通りに泪いた。DNAプローブは標1手順によっ てニックの■訳奄行った(マニアチスら、Maniatis atal、、19 82)、プローブは、5aphadsx G−50を二・スピン・カラム(Ba ahringer)を通過させることによって組込まれていないヌクレオチドを 分離している。プローブの特定活性は、少なくとも、8X10E7cpm/μg のDNAであった。
結果 マウスの眼と三叉神経節でのウィルスの急性msiと死亡串A、負膜と眼 親株のウィルス1フ+、又は、復帰突然変異体1814Rを角膜に接種した後、 感−後5日間で、感染性のウィルスが角膜から集めた一本中で検出された(表1 )、一方、1n1814は、感自t&IE!目に角膜からの標本81中8点で検 出されたが、2E111には、8点中3点で検出されただけであった。17+と 1814Hの両方の滴定値が約10 E4P F U/%に遺した(Ill)、 il建値のピークは、それぞれ、感染813日と4日で生じた。aの均質懸濁液 内の1n1814の滴定値は m嚢後1日目に約102ZPFUで、3日までに 検出限界未満に低下した。@の均貿S肩液中に存在する感染性の1n1814ウ イルスは、ウィルスの複■によるよりはむしろウィルスの接種断片の残りである という可能性を検証するために、マウスに感染させるのに用いたウィルスの親株 な37℃で培養し、毎日滴定した。3日間のそれぞれの日における、37℃で培 養した1n1814のiiI定値たHSV−1の親株tsKを用いて、Vmw6 5を指標耀胞内に侵入させた(エースら、Ace at al、、1989)* それによって、1n1814の粒子数/PFUの比が野生型ウィルスの比まで回 復した。マウスに感染させるのに用いた親株の1n1814の滴定値はtgKに よって1000倍に上昇したけれども、感vji後3−5日間の銀の均質smm 中には感染性の1n1814は検出されなかった。
B、三叉神経節 17+と1814Rの三叉神経節でのウィルス複製は、感染後5B目にピークに なった。その後、ウィルスの滴定値は11日まで低下した(3!2)、CV−1 で滴定したところ、この期間を通じて三叉神aWiで感染性の1旦1814は検 出できなかった(@2)、分析の感度を高めるために、1n1814を感染させ たマウスからの三叉神経節全体の均質懸濁液に免疫グロブリンを添加しないで、 6枚の受け皿内でcv−1,4胞と共に培養した。この手順で感染性の1n18 14ウイルスが検出されなかった。他の一連の実験で、Vmw65を指1III II胞内に、i)MTx5ill!胞(V m w 6’5を本質的に発現して いる、メッツら、Kmatzetal、、 1’98’8)を使用することによ り、又は、ii)紫外線で不活性化されたt++にウィルスで事前に感染させる ことにより、侵入させた。これらの方法による感集後3−5日の三叉神経節の均 質懸濁液で、感染性の1旦1814は検出されなかった。
C0死亡串 17+と1814Hに感染したマウスの死亡串は同じフ、独立し合った実験で3 5−60%の範囲であるけれども、L旦1814に感染した127匹のマウスで 死亡したものはなかった。
潜伏性の17+、1814R,iユニ814の体外移植での活性化A、同じPF Uで感染したマウス 潜伏性のHSV−1の活性化について、影響を受けやすい細胞(CV−1)の単 層に体外移植された神経節を培養し、それらの細胞病理学的効果について毎日検 査することによって、感染から28−37日間に分析した。親株17+に感染し た全てのマウス(7匹のマウス、14個の神経節中の14個)で活性化したこと が、体外移植後5−6Bで検出できた(表2)、同様に、1814Rに感染した マウスの三叉神aSでは、体外移M後5−9日の間に検査した全てのマウスで( 24aの神経節中の24個で)活性化を生じていた0体外移植後5−10日の間 に、潜伏性感染状態の全てのマウスで(20個の三叉神経節のうちの19個で) 経節の均質S、*液のウィルス滴定によって測定した場合、体外移植された潜伏 性感染状態の神経節中に感染性ウィルスは検出されなかった。
B、同じ粒子数で感染したマウス 17+(又は1814R)と1旦1814の聞では、粒子数/PF、Uの比に3 1agの差があったので、同じPFUのin18141M断片は、17+又は1 814Rと比較して、約10E3個多い粒子を含んでいることになる。それゆえ 、我々は、同数の粒子を接種した場合に圭旦工814が潜伏的感染状態を形成す る能力ヲ検証しt:、1.45xlOE8mの粒子(1,6X10E2PFU)  に感染したマウスでは、14個中に4個の三叉神経節で体外移植後6−8Bで 潜伏性g東び18L4Rの場合と同等の粒子数で潜伏性g*状態を形成できる。
しかしながら、L 45)lQE4個の粒子数(L、6PFU)のLユ1814 に1東した7匹のマウスの三叉神m節からは活性化は認められなかった。
活性化したウィルスのDNAの分析 潜伏性感染状態中に、1nL814のVmw65遺伝子の組込み部分が変化しな い*京になっていることを確認するために、活性化された17+、1B141゜ 1n1814から分離して、BamHIを消化した(dirastad)DNA を用いて、サウザーン・プロット(Southarn blots)を実行した 。
そして、Vmw65壷コーディングしていて、ニック(nick)を■訳された H5V−1(親株F)のB a mHr制限断片Fでハイブリッド化した。
データから1n1814のVmw65に導入された12bPの組込み部分が潜伏 JIII中も、W!性化期間中も保存されていることが示されている。1n18 L4内の颯込み部分i!BamHIの刺隔鄭位を富んでいるので(エースら、A caaeal、、1989)、i旦1814内で、また、三叉神鰻節に感染した 上11814からの活性化した分m*片内で、2−のBamHr刺隅断片(5及 び3kb)がBarnHI Fとへイブリッド化された。単一の8kbのバンド が17+及び1814HのDNAとともに存在している。活性化した17+、1 814R,iマウスの三叉′I#!繰節内の潜伏性ウィルスのDNAの定量化i !L18 L 4の急性感染中に、三叉神練節でH5V−1の複調が検出されな かったので、これが潜伏性感染状態の闇の神緬節でL旦1814のDNAの量を 減少させたかどうか決定することが重要になった。II1分子想外なことである が、潜伏性ainL’8L4の[)NAの1は1・7+スはL814Rのいずれ かの潜伏性g*中に存在した量と同等で1.1OE−4から10トS(w/w) 、の範1に減少していた。
これは履胞当たり4から0,4のH5V−1のゲノム当社に相当する。
潜伏状態定着の時点 感染性のinl[314がマウスの三叉神a節で検出されなかったが、潜伏性の 感染状態は定着していたので、1n1814は、いつ潜伏状態がはじまるかをA 室するユニークな楯金を撮供した。操作厘では、潜伏性の感染状態になった履織 は、1)II負性ウィルスが無いことよって、そして、ii)感染性ウィルスを 活性化する能力によって宅義される(ヒル、Hill、1985*Fり、1n1 8L4でm条されたマウスからの三叉神緬節は、感染後12時間で体外移植壱關 鍮した。
活性化したウィルスは一11!後24時間で14個の神m節中の7傭で検出でき 、−1111136時1111?1011中9−で、感染後48時間t’141 1中13−テ、感嚢後3日目には体外移植された全ての神m節で検出できた。活 性化したウィルス壷検出するまでの輪適時間は、全ての体外sW1時点について 同じで1体外移植a5−10日の[11であった。そして、感−Illケ月で外 部魯植した三叉神縁節から活性化したウィルスを検出するのに必要な時間と同じ であった。この期間中の、どの1n1814の三叉神amの均質11111I液 でも、感染性ウィルスは検出で台なか7た(112番III)、これとは対照的 に、17+を急性g条されたマウスから体外移植した三叉神縁節には6感桑性ウ イルスが含まれていた(112)、そして1体外移植後2−3日以内に細胞病理 学的勅果を生じた。これは61g11後1ケ月で潜伏性になっている17+のマ ウスから体外移植した神msからの潜伏性ウィルスの活性化<5−6B、前記参 ff1)より拳かプた。
al、角膜感染後のウィルλに陽性だった角膜の標本$ウィルス L7+ 18 14Ri口1814第−日 8/8 8/8 8/8 第二〇 8/8 8/8 3/8 S三日 8/@ 7/8 078 雲四日 7/8 6/8 0/8 第五臼 4/8 4/8 0/8 第七日 0/8 0/8 0/8 −注本 ウィルスに陽性の角Ill/全角IIv!INj12.同じF’FU、 又は、同じ粒子数で感染されたマウスからの潜伏性の1n1814.1814R ,17+の活性化 ウィルス*m 断片/マウス17+ 1814R1nlll14 1n1814 1n1814 PFU 1.3X10E5 1.3rlOE5 1.3X10ES 、1.θX 10E2 1.8X10EO粒子 7.8X10ES 1.5rlOEfl 1 .2XIOE9 1.5X1028 1.5X10E4活性化廖 14/+4  24/24 19/20 4/14 0/14脚注本 活性化に陽性反応の五叉 神輪節/共培養のために体外移植された三叉神緬節の総数 II −al 伝 含む 1n1814の実−手1値 1、 ブーXtド TKLATEX(F)プラスミドpGx166は、V、G、 Praston博士から得た。それは、チミジン・キナーゼ(TK)コーディン グ・シーケンス内の独自の5stI部位に組込んだXhoIリンカ−を持つ、前 記のプラスミドpTK1 (Wi l kiaら、1979)から成りている−  PGxL86のベクター(PAT153)シーケンス内のHind r I  rtI11位がHindIIIで分′W4された・ことにより。
また、、T4 DNAポリメラーゼによるエンド・フィリング(and fil l i n g)と自己連結により除かれ、pGX1fl16ΔH3を生成して いる。プラスミドpF、r3はRixanl1士から得た。それは、SV40エ ンヘンサ−/ブロモ−ター領域の上端のPvu I !!I11位にXbalリ ンカ−を題込むことによつてpcHILo (Pharmacia)tlら得ら れた。S、V40エンヘンサー/ブロモータニの抑制下でβガラ、クトシダーゼ 遺伝子を4073、bp、のに、baI/Ba、mHI断片、とり、、rpFJ 3からinl出し、pUc18 (Xho)=のXba、IとBamHIの鮮位 聞でりcI−、ユングが行われた。プラスミドpUc18 (′x:ha)は、 xhoIリンカ−をPOCl2のSma I部位に組込むことによつてIII成 した。1%られたプラスミドはPUCL8βgaLと名付けられた。
プ9XRドpTKEXは、、pGXl f36AH3とpuctaβg、alか ら、βガラクトシダーゼの遺伝子壷富むpUc18βgalのXhoI/5al I断片をpGXL66ΔH3のXh o lllll位にりa−ユングすること によって構成された(図4)、、LATプロモーター亀含むことが臂られている 605bpのPvu工断片(バチエラーとオーヘイア、1990 (Batch alor andO’ Ha re、19?O)を、最初に74 DNAポリメ ラーゼで嶋瑠して、端部を鈍感にしてpUCLATにしたあとで、pcU18の HinaIIにクローニングした0紙込んだ断片の方向は、pUc18のHin dlII部位からLATの1写が発生するようになりていた。プラスミドのPT KEXは、XbaIとHindlrIで分割された。そして、大きな断片を分離 した。そして、pUCLATをXbaIとHindIIIで分割して、小さい断 片を分離した。これら2断片のDNA(F)断片瘉お互イニ遮緒り、rpTKr 、ATEXI得り(I114) 。
単 ヘルペス・ウィルスの 体1n1850のプラスミドのpTKLATEXt 、l1llff術を用−’テi n 18 L 4ノDNAトBHKII胞に= トランスフエクシ菖ン(cotransfact、1on)された(ブレストン 、Pra*ton+ 1981)、子孫のウィルスについては、前記の方法壱用 いて、各鐙階でpTKLATEX11込み部分を含むウィルス壱通別するのに5 outhernのハイブリッド化を用いることによっでプラクの多数回のwsi が行われた(エースら、Acs @taL、t 1989)、分離されたプラク から#IIL、た子孫からの細胞とウィルスのDNAをEcoRIで分割し、ナ イロン謳のrGsnagcraan plu*Jの膜に移した。そして、プロー ブとして、pGX166ΔH3の放射能で標識を付けた2500bpのEcoR I断片を用いた(図4)。組込み部分がないウィルスのDNAは2500bpの バンドになる。一方、組込み部分を含むウィルスは約5650bPと1250b pの2部分のバンドになる(図4)。pTKLATEXの組込み部分を含むが、 1n37℃で培養した。感染後、3時間と6時間に、顧胞を口取し、細胞質の抽 出を行い、前記のようにβガラクトシダーゼの活性を測定した。(マツキー、M  c Kae、1990)− 結果 プラスミドの TKEX 遺伝子がH5V−4のゲノムに移動しやすくするために、プラスミドのpTKE Xを構成した。このプラスミドには、SV40のエンヘンサー/プロモーター領 域によってamされ、H8V−1チミジン・キナーゼ(TK)遺伝子の=−ディ ング・シーケンスに組込まれて、それを破壊する原核生物のβガラクトシダーゼ 遺伝子からなる複合遺伝子が含まれている。プラスミドのp4KEXは、制限酵 素のエンドヌクレアーゼによるユニークな分割部位を有しているので、プロモー ター・シーケンス、又は、コーディング・シーケンスのクローニングに特に有用 である。それで、プロモーター・シーケンスをユニークなXbaIとHindI IIの部位の間に導入できる。そして、=−ディング領域をユニークなHind IIIとXhoIの部位の間にクローニングできる。この種の操作が行われると 、得られたプラスミドは、H3V−1のDNA、又は、H5V−1の変異体に由 来するゲノムのDNAで、容易に、MWえられる。もし、βガラクトシダーゼの 遺伝子が保持されていれば、X−galを重ねた後で青いプラクを形成できるこ とで組替えの確認ができる。組替えのための選別は、又、H5V−1のTKによ り抑制生成物に代謝される5−ブコモヂオキシウリジン又はacyclovir のような化合物の存在する中での移動(propagation)によって実現 しつる。pTKEXから由来する組込み部分を含む組替えウィルスを特定する別 の方法は、DNAの制限と、その後の’ 5outhern’ bl、otのハ イブリッド化による。
ス之スユびjし」=(kと二旦入 上記の方法を用いて、バチエラーとオーヘイア、Batchelor andO ’ Hare(1990)が示したLATプロモーターがpTKEXのXbaI とHindIIIの部位の間に、SV40のニンヘンサー/プロモーターの代替 としてクローニングされた。pTKLATEX内で、LATプロモーターはβガ ラクトシダーゼの発現を制淘する。
1n1850のDNAをEcoRIで分割し、プローブとして、pGX166Δ H3から由来し、放射能で標識を付けた2500bpのEcoRI断片を付けた 。
5650bpと1250bpの断片へのハイブリッド化は認められたが、4辷」 工1814のDNAに存在する2500bpのE c o R工断片へのハイブ リッド化はによる汚染は検出出来なかった。
1n1850によるβガラクトシダーゼの発現BHKの皿層を1n1850で感 染させた場合、βガラクトシダーゼの活性の増加が観察された(表3)。これに より、LATプロモーターが1n1850の中で反応性を有することが示された 。それで、対象となる任意の遺伝子、例えば、治療遺伝子に対するコーディング ・シーケンスを1n1814のゲノムに、LATプロモーターの制嘗の下で、導 入しうる。これは、pTKLATEXのHindIIIとXhoIの部位の間で 治療遺伝子のコーディング・シーケンスをクローニングし、次に、1n1850 のDNAを甫いて新しいプラスミドのDNAを、徂譬えることによって行える。
ffi替え要素の予備的選別はX−galが存在している中で膏いプラクを形成 できないかどうかの選別によって行える。ffi替え要素の構造の最終的検証は 、5outhern bl、otのハイブリッド化で行える。
表旦・ 胤胞からの抽出物 βガラクトシダーゼの活性(2x10E5個の箱胞当たりの 任意に設定した単位)偽の感染 0.350 感染後3時間 1ユ1850に感染 2.790 感染後6時間 図面の説明 図1. 急性感染中のマウスの眼の中のH3V−1の滴定値各点は2回の実験に おいて@条後の指定時間(日)に別個に8回漬定した眼の滴定値の幾何平均を示 す。滴定値は、プラク形成単位/眼(PFU/eye)とし図2. 急性感染中 のマウスの三叉碑経節内のH8V−1の滴定値各点は2回の実験において感染後 の指定時間(日)に別個に8回滴定した神経節の滴定値の幾何平均を示す。滴定 値は、プラク形成単位/三叉神経fi(PFU/TG)として、灯数目盛り上に プロットしである。白抜きの菱形は17+株、黒の菱形は復帰突然変異体の18 14R1急性感染中には感染性の1n1814(黒の四角形)は検出されなかっ た。
図3.マウスの三叉神@節内に感染したH5V−1の潜伏性1旦1814の定着 時点 CV−1の単層で庸胞病理学的効果が検出された時点で神経節が活性化に対して 陽性を示した。数字は3件の実験からの累積データである。nち、データは各時 点での活性化した神経節のパーセントを示している。10−14mの神経節/点 。
図4. TKLATEXのl’li1 制限酵素のエンドヌクレアーゼによる分割部位の略号:Bt BamHI :H ,HindIII :R+ EcoRI ;s、5alI ;Xb+Xba工; Xh、XhoI。
5outhernのハイブリッド化層プローブとして用いたp G X 166 ΔH3からの2500bpのEcoRI、及び、pTKLATEXからの!56 50bpと1250bpの断片を示している。
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Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.生体内の神経細胞内でのウィルス複製が無く、潜伏性感染状態を定着できて 、かつ、組込まれた治療遺伝子を発現できて、(i)本質的にトランスインジュ ーシング(transinducing)特性を除去しながら、その一方で、こ の構造的役割を保持し、それによって、生体内での複製を防止するように、Vm w65蛋白についてコーディングしている遺伝子内のDNAシーケンスの変化、 蛋白のアミノ酸289から412の間の位置で、1から72の塩基対のトランジ ション(transition)又はトランスバーション(transvers ion)の変異、3から72の塩基対のオリゴヌクレオチドの組込み、又は、3 から72の塩基対の欠落によって実現されるDNAシーケンスの変化、及び (ii)ウィルスの培養にとって必須でない単純ヘルペス・ウィルスのタイプ1 (HSV−1)のゲノムの領域に組込まれた治療遺伝子、及び、そのために、生 体内のニューロン細胞内で治療遺伝子を発現できるブロモ−ター、から成る単純 ヘルペス・ウィルスのタイプ1(HSV−1)の変異体。
  2. 2.DNAのシーケンス変更をオリゴヌクレオチドのシーケンスを組込むことに よって達成する請求項1記載のウィルス。
  3. 3.治療遺伝子をin1814のウィルス・ベクターに組込んだ請求項1記載の ウィルス。
  4. 4.治療遺伝子がチロシン・ヒドロキシラーゼ(tyrosine hydro xylase)の遺伝子である請求項1記載のウィルス。
  5. 5.治療遺伝子が、神経成長因子βサブユニット遺伝子、ヒポキサンチン・グア ニン・ホスホリボジル転移酵素(hypoxanthine−guaninep hosphoribosyl tran3ferase)、β−ヘキソスアミニ ダーゼ(hexosaminidase)αチェーン遺伝子、及びヒトの免疫不 全ウィルス(HIV)のref遺伝子から選択された請求項1記載のウィルス。
  6. 6.治療遺伝子が、チミジン・キナーゼ(thymidine kinaze) 遺伝子のコーディング・シーケンス内に、又は、フランキング(flankin g)制御領域内に組込まれている請求項1記載のウィルス。
  7. 7.治療遺伝子が、 デオキシウリジン・トリフオスフェダーゼ(deoxyuridinetrip hosphatase)遺伝子、ウラシル−DNA・グリコシダーゼ(urac il−DNA glycosidase)遺伝子、US1遺伝子、US2遺伝子 、US3遺伝子、US4遺伝子、US5遺伝子、US7遺伝子、US8遺伝子、 US9遺伝子、US10遺伝子、US11遺伝子、US12遺伝子、UL55遺 伝子、UL56遺伝子、潜伏に関連した転写(latency−associa ted transcripts)をコーディングする遺伝子、IE110遺伝 子から選択した単純ヘルペス・ウィルス(HSV)のコーディング・シーケンス 内に、又は、ブランキング(flanking)制御領域内に組込まれている請 求項1記載のウィルス。
  8. 8.治療遺伝子のためのブロモ−ターが潜在に関連した転写(Iatency− associated transcripts)の生成を制御するブロモ−タ ーである請求項1記載のウィルス。
  9. 9.治療遺伝子のためのブロモ−ターが単純ヘルペス・ウィルス(HSV)の神 経繊維(nourofilament)遺伝子を制御するブロモ−ターである請 求項1記載のウィルス。
  10. 10.in1850である請求項1記載のウィルス。
  11. 11.薬理的に許容できるキャリア内に請求項1のウィルスから成る変異ウィル スを調合するための配合。
  12. 12.ブラスミドpTKLATEX、又は、ブラスミドpTKEX。
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