JPH08501221A - アルデヒドデヒドロゲナーゼー1遺伝子を形質導入しうるレトロウイルスベクター及び前記ベクターの使用 - Google Patents

アルデヒドデヒドロゲナーゼー1遺伝子を形質導入しうるレトロウイルスベクター及び前記ベクターの使用

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JPH08501221A JP6522424A JP52242494A JPH08501221A JP H08501221 A JPH08501221 A JP H08501221A JP 6522424 A JP6522424 A JP 6522424A JP 52242494 A JP52242494 A JP 52242494A JP H08501221 A JPH08501221 A JP H08501221A
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、ヒト細胞質ゾルアルデヒドデヒドロゲナーゼ又はグルタミルシステインシンセターゼ又はこれらの組合せをコードする核酸分子を含有するウイルス及びレトロウイルスベクターを提供する。更に本発明は、細胞質ゾルアルデヒドデヒドロゲナーゼ及びグルタミルシステインシンセターゼをコードする単離された哺乳類核酸分子を提供する。加えて、本発明は、患者中のシクロホスファミドの毒性効果を減少するための方法であって、患者の造血細胞をレトロウイルスべクターを有する造血細胞で置き換えることを具備した方法を提供する。更に本発明は、哺乳類細胞に選択マーカーを導入するための方法であって、該細胞にヒト細胞質ゾルアルデヒドデヒドロゲナーゼ又はグルタミルシステインシンセターゼをコードする核酸分子を形質移入することを具備した方法を提供する。最後に、本発明は、注目のタンパクを発現する哺乳類細胞を選択する方法であって、a)該注目のタンパクをコードする核酸分子及びヒト細胞質ゾルアルデヒドデヒドロゲナーゼをコードする核酸分子を含有する核酸分子を、該細胞に導入すること;b)得られた形質移入細胞を培養すること;及びc)ヒト細胞質ゾルアルデヒドデヒドロゲナーゼを発現する細胞を選択することを具備した方法を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の名称〕 アルデヒドデヒドロゲナーゼ−1遺伝子を形質導入しうるレトロウイルスベクタ ー及び前記ベクターの使用 本出願は、1993年4月1に提出された米国特許出願シリアルナンバー08 /041,722の一部継続出願であり、その内容は参照文献として本出願の一 部をなす。 この出願を通して、種々の刊行物が、著者の名前及び刊行年によって括弧内で 参照されている。これらの刊行物の完全な引用は、本明細書の最後、即ち請求の 範囲の直前に列挙してある。これらの刊行物の開示は、本発明に関連する分野の 状態をより完全に説明するために、参照文献によって完全に本出願の一部をなす 。 〔本発明の背景〕 自己の骨髄移植戦略における最近の進歩は、骨髄毒性剤(薬物又は放射線)で 処理された患者に、自己の抹消血(CD34+)「幹細胞」を再注入することに よって、通常の造血が迅速に回復されうることが示されたことである(Gian-ni ,et al.,Lancet 2:580,1989)。加えてごく最近、CD34+細胞が、in vit orにおいて特異的な遺伝子を発現するレトロウイルスベクターを用いて、高効率 で形質導入されうることが報告された(Bregni,etal.,Blood80:1418,1992) 。これらの技術は、数種のアプローチに道を開くものであり、このアプローチで は、自己のCD34+ 細胞に特異的な遺伝子をin vitroで形質導入し、次いで患者に再接種すること が、治療として十分な遺伝子を形質導入するために用いうる。この遺伝子治療の アプローチには、癌患者における高投与量骨髄毒性化学療法での引き続きの治療 を可能にする薬物耐性造血細胞の再構築が含まれる。 〔発明の概要〕 本発明は、ヒト細胞質ゾルアルデヒドデヒドロゲナーゼをコードする核酸分子 を含有するベクターを提供する。 加えて、本発明は、ヒトグルタミルシステインシンセターゼをコードする核酸 分子を含有するベクターを提供する。 加えて、本発明は、ヒト細胞質ゾルアルデヒドデヒドロゲナーゼをコードする 核酸分子を含有するレトロウイルスベクターを提供する。 加えて、本発明は、ヒトグルタミルシステインシンセターゼをコードする核酸 分子を含有するレトロウイルスベクターを提供する。 加えて、本発明は、ヒト細胞質ゾルアルデヒドデヒドロゲナーゼ及びグルタミル システインシンセターゼをコードする核酸分子を含有するベクターを提供する。 更に本発明は、患者中のシクロホスファミドの毒性効果を減少するための方法 であって、患者の造血細胞を、ヒト細胞質ゾルアルデヒドデヒドロゲナーゼをコ ードする核酸分子を含有するレトロウイルスベクターを有する造血細胞で置き換 え、これによって、患者のシクロホスファミド毒性効果を減少することを具備し た方法を提供する。 更に本発明は、哺乳類細胞に選択マーカーを導入するための方法であって、ヒ ト細胞質ゾルアルデヒドデヒドロゲナーゼをコードする核酸分子を該細胞に形質 移入することを具備した方法を提供する。 更に本発明は、関心のあるタンパク質を発現する哺乳類細胞を選択するための 方法であって、 a.)該細胞に、関心のあるタンパク質をコードする核酸分子及びヒト細胞質ゾ ルアルデヒドデヒドロゲナーゼをコードする核酸分子を含有する核酸分子を導入 すること; b.)得られた形質移入された細胞を培養すること; c.)ヒト細胞質ゾルアルデヒドデヒドロゲナーゼを発現する細胞を選択し、こ れによって関心のあるタンパク質を発現する細胞を得ること; を具備した方法を提供する。 更に本発明は、患者中のシクロホスファミドの毒性効果を減少するための方法 であって、患者の造血細胞を、ヒトグルタミルシステインシンセターゼをコード する核酸分子を含有するレトロウイルスベクターを有する造血細胞で置き換え、 これによって患者のシクロホスファミドの毒性効果を減少することを具備した方 法を提供する。 本発明は更に、哺乳類細胞に選択マーカーを導入するための方法であって、ヒ トグルタミルシステインシンセターゼをコードする核酸分子を該細胞に形質移入 することを具備した方法を提供する。 加えて本発明は、関心のあるタンパク質を発現する哺乳類 細胞を選択するための方法であって、 a.)該細胞に、興味のあるタンパク質をコードする核酸分子及びヒトグルタミ ルシステインシンセターゼをコードする核酸分子を含有する核酸分子を導入する こと; b.)得られた形質移入された細胞を培養すること; c.)ヒトグルタミルシステインシンセターゼを発現する細胞を選択し、これに よって関心のあるタンパク質を発現する細胞を得ることを具備した方法を提供す る。 加えて本発明は、細胞質ゾルアルデヒドデヒドロゲナーゼをコードする単離さ れた哺乳類核酸分子を提供する。該単離された哺乳類核酸分子は、実質的に図4 (SEQ ID NO: 1)に示されるのと同じ配列を有しうる。 更に本発明は、グルタミルシステインシンセターゼをコードする単離された哺 乳類核酸分子を提供する。該単離された哺乳類核酸分子は、実質的に図6(SEQ ID NO: 3)に示されるのと同様の配列を有しうる。 更に本発明は、細胞質ゾルアルデヒドデヒドロゲナーゼ又はグルタミルシステ インシンセターゼをコードする単離された哺乳類核酸分子の核酸分子配列と特異 的にハイブリッド化しうる少なくとも15のヌクレオチドからなる核酸分子を提 供する。 更に本発明は、細胞中でのアルデヒドデヒドロゲナーゼの発現を検出する方法 であって、細胞から全mRNAを得、そのようにして得られたmRNAを、細胞 質ゾルアルデヒドデヒドロゲナーゼをコードする単離された哺乳類核酸分子のラ ベルされた核酸分子とハイブリッド化する条件下で接触させ、該分子にハイブリ ッド化されたmRNAの存在を検出すること、及びこれによって細胞中の細胞質 ゾルアルデヒドデヒドロゲナーゼの発現を検出することを具備した方法を提供す る。 更に本発明は、哺乳類細胞質ゾルアルデヒドデヒドロゲナーゼの生物活性を有 するポリペプチドを産生する方法であって、ポリペプチドの産生を可能にする適 切な条件下で宿主ベクター系の宿主細胞を増殖させ、そのように産生されたポリ ペプチドを回収することを具備した方法を提供する。 加えて本発明は、細胞中でのグルタミルシステインシンセターゼの発現を検出 する方法であって、細胞からの全mRNAを得ること、そのようにして得られた mRNAを、細胞質ゾルアルデヒドデヒドロゲナーゼをコードする単離された哺 乳類核酸分子のラベルされた核酸分子とハイブリッド化する条件下で接触させ、 該分子にハイブリッド化されたmRNAの存在を検出し、これによって細胞中で の細胞質ゾルアルデヒドデヒドロゲナーゼの発現を検出することを具備した方法 を提供する。 加えて本発明は、哺乳類グルタミルシステインシンセターゼの生物活性を有す るポリペプチドを産生する方法であって、ポリペプチドの産生を可能にする適切 な条件下で宿主ベクター系の宿主細胞を増殖し、そのように産生されたポリペプ チドを回収することを具備した方法を提供する。 更に本発明は、アミノ酸分子である細胞質ゾルアルデヒドデヒドロゲナーゼに 対する抗体を提供する。 更に本発明は、アミノ酸分子であるグルタミルシステインシンセターゼに対す る抗体を提供する。 加えて本発明は、生物学的サンプル中の哺乳類細胞質ゾルアルデヒドデヒドロ ゲナーゼの量を測定するための免疫測定法であって、 a)生物学的サンプルを少なくとも1種の抗体、即ちモノクローナル若しくはポ リクローナルと接触し、前記抗体と細胞質ゾルアルデヒドデヒドロゲナーゼとの 複合体を形成させること;及び b)前記生物学的サンプル中の細胞質ゾルアルデヒドデヒドロゲナーゼの量を前 記複合体の量を測定することによって測定することを具備した免疫測定法を提供 する。 更に本発明は、細胞質ゾルアルデヒドデヒドロゲナーゼ又はグルタミルシステ インシンセターゼをコードする単離された哺乳類核酸分子を含有する遺伝子導入 非ヒト哺乳類を提供する。 加えて本発明は、遺伝子導入非ヒト型哺乳類であって、該哺乳類のゲノムが、 細胞質ゾルアルデヒドデヒドロゲナーゼをコードするDNAと相補的なアンチセ ンスDNAを具備し、該アンチセンスDNAが細胞質ゾルアルデヒドデヒドロゲ ナーゼをコードするmRNAに相補的なアンチセンスmRNAに転写されるよう な位置に配置され、該アンチセンスmRNAが哺乳類細胞質ゾルアルデヒドデヒ ドロゲナーゼをコードするmRNAにハイブリッド化され、これによってその翻 訳が減少されることになるものを提供する。 更に本発明は、生物学的サンプルの哺乳類グルタミルシステインシンセターゼ の量を測定するための免疫測定法であって、 a)該生物学的サンプルを少なくとも一種の抗体、即ちモノクローナル若しくは ポリクローナルと接触し、前記抗体及びグルタミルシステインシンセターゼの複 合体を形成すること;及び b)前記生物学的サンプルのグルタミルシステインシンセターゼの量を前記複合 体の量を測定することによって測定すること を具備した免疫測定法を提供する。 〔図面の簡単な説明〕 図1 pLAIDO-SNプラスミド構成。但し、ALDH1=ヒト細胞質ゾルアルデヒドデ ヒドロゲナーゼ1、pG=pGEM、B=BamH1、Bg=BglII、S=SalI、E=EcoRI、X=XbaI、X h=Xhol、H=HpaIである。 図2 pLAIDO-Xプラスミドの構築。 図3 pLAldo-SNで形質転換K562細胞(Lozzio,1975)のマフォスファミド耐 性(Maphosphamide-resis-tance)。MPAはマフォスファミドである。グラフは、 3つの異なった実験の平均値±標準偏差を表す。 図4 1842bpの完全な長さのアルデヒドデヒドロゲナーゼ(Aldh-1)c DNA配列(SEQ.ID.NO.1)のヌクレオチド配列。翻訳開始コドン(ATG)の 先には、フレー ム中で翻訳終止コドン、tag(下線を付した)が位置する。 図5 アルデヒドデヒドロゲナーゼ(Aldh-1)のアミノ酸配列(SEQ.ID.NO .2)。 図6 2904bpの完全な長さのグルタミルシステインシンセターゼ(γ− GCS)cDNA配列(SEQ.ID.NO.3)のヌクレオチド配列。翻訳開始コドン (ATG)の先には、フレーム中で翻訳終止コドン、tga(下線を付した)が位 置する。 図7 グルタミルシステインシンセターゼ(γ−GCS)のアミノ酸配列(SE Q.ID.NO.4) 図8 pLGCS-Xプラスミドの構築。 〔発明の詳細な説明〕 本出願の全体に渡って、特異的なヌクレオチドの関連物は、核酸のコーディン グストランド上に存在するヌクレオチドにある。以下の標準的な略語は、独特の ヌクレオチドを示すために本明細書の全体に渡って使用される。 C=シトシン A=アデノシン T=チミジン G=グアノシン 「遺伝子(gene)」は核酸分子を意味し、その配列は、個々のタンパク質の通常 の調節を受ける産生に対して要求される情報であって、構造をコードする配列、 プロモータ及びエンハンサーを含む情報を全て含有している。 主発明のDNA分子はまた、ポリペプチド類似体、フラグメント、又は抗原性 ポリペプチドの誘導体をコードするDN A分子であって、一以上のアミノ酸残基の性質又は配置に関して天然に発生する 形態とは異なっているもの(タンパク質に対して特徴づけられた全残基よりも少 ない残基を含有する欠失類似体、置換類似体であって1以上の特徴づけられた残 基が他の残基によって置換されたもの、及び追加類似体であって1以上のアミノ 酸残基が、ポリペプチドの末端若しくは中間部分に加わったもの)、並びに該D NA分子が天然に発生する形態の幾つか若しくは全ての性質を担っているものも 含有する。これらの分子には、選ばれた非哺乳類宿主による発現に「好ましい( Preferred)」コドンの取り込み;制限エンドヌクレアーゼ酵素によって切断さ れる部位の供給;及び容易に発現されるベクターの構築を促進する追加の開始、 末端若しくは中間DNA配列の供給が含まれる。 ここで説明され、クレームされたDNAは、ポリペプチドのアミノ酸配列に関 するこれらが提供する情報、及び種々の組換え技術によるポリペプチドの大量合 成の生成物として有用である。該分子は、新たなクローニングベクター及び発現 ベクター、形質転換及び形質移入された原核及び真核宿主細胞、並びにポリペプ チド及び関連生成物を発現しうるこのような宿主細胞の培養増殖に、新規で有用 な方法を得るために有効である。 本発明は、ベクターであって、その複製に必須でない領域内のある部位に挿入 されたヒト細胞質ゾルアルデヒドデヒドロゲナーゼをコードする核酸分子を含有 するレトロウイルスベクターを提供する。該ベクターは、ウイルス性ベクターで ありうる。更に、該ウイルス性ベクターは、二本鎖DNAウイルスベクターであ りうる。 一態様では、上記核酸分子はRNAでありうる。他の態様では、該核酸分子は DNAでありうる。更なる態様では、該DNA分子は、ゲノムである。更なる態 様では、該DNA分子は、cDNAである。更に、細胞質ゾルアルデヒドデヒド ロゲナーゼをコードする核酸分子は、実質的に図4に示されるのと同様の配列( SEQ.ID.NO: 1)でありうる。 加えて本発明は、レトロウイルスベクターであって、その複製に必須でない該 ベクターの領域内のある部位に挿入されたヒト細胞質ゾルアルデヒドデヒドロゲ ナーゼをコードする核酸分子を含有するレトロウイルスベクターを提供する。該 ベクターはレトロウイルスベクターでありうる。更に該レトロウイルスベクター は二重鎖DNAレトロウイルスベクターでありうる。 本発明において用いられるように、ヒト細胞質ゾルアルデヒドデヒドロゲナー ゼは、ヒトアルデヒドデヒドロゲナーゼ1と交換可能に使用される。加えて、ヒ ト細胞質ゾルアルデヒドデヒドロゲナーゼは、完全な長さのヒト細胞質ゾルアル デヒドデヒドロゲナーゼである。 本発明は上記レトロウイルスベクターであって、該ベクターが、二つの長鎖末 端繰り返し配列に対応するネズミウイルスからのDNA、及びパッケージングシ グナルを含有するものを提供する。一つの態様では、該ネズミウイルスは、マロ ネー(Moloney)ネズミ白血病ウイルスである。他の態様 では、該ネズミウイルスは、マロネー(Maloney)ネズミ肉腫ウイルスである。 更なる態様では、3’末端繰り返し配列がマロネーネズミ白血病ウイルスに存在 するものに対応し、5’末端繰り返し配列がマロネーネズミ肉腫ウイルスに対応 する。 ベクターは、アデノウイルス、シミアンウイルス40(SV40)、サイトメ ガロウイルス(CMV)、マウス乳ガンウイルス(MMTV)、マロネーネズミ白血 病ウイルス、ネズミ肉腫ウイルス、及びラウス肉腫ウイルス、DNA放出システ ム(delivery system)、即ちリポソーム、並びにプラスミド放出システムを含 有するが、これらに限定されない。 パッケージングシグナルが、遺伝子発現に重要なスプライス供与体及びスプラ イス受容体を含有しうることは当分野で周知である。 レトロウイルスベクターは、更に第二の哺乳類遺伝子に対応するDNA配列を 含有しうる。該第二の哺乳類遺伝子は、哺乳類細胞から誘導され、哺乳類細胞に 通常発現されるタンパク質をコードする。該第二の哺乳類遺伝子は、DNA発現 のプロモーターに外科的(operably)に結合されたcDNA配列又はゲノムDN A配列でありうる。本発明の一態様では、第二の哺乳類遺伝子は、選択し得ない 表現型(non-selectable phenotype)をコードする遺伝子である。ここで使用さ れた「選択し得ない表現型」とは、通常の任意の手段、即ち、薬剤、熱若しくは 他の従来用いられている選択圧によって選択することができない遺伝子の発現を 意味する。 選択し得ない表現型とは、細胞の混合物を含有する系(その幾つかが選択し得な い表現型に対して陽性の細胞を含有し、その幾つかが陰性である)が、選択し得 ない表現型に陽性の細胞のみをうまく扱うことで生き残らせるような通常の手段 によっては取り扱うことができないことを意味する。本発明の実施に従った有用 な選択し得ない表現型をコードする遺伝子には、インスリン、β−グロブリン及 び主要な組織適合性遺伝子が含まれる。しかし、本発明の実施は、これらの遺伝 子のみをレトロウイルスベクターに挿入することに制限されない。レトロウイル スベクターへの含有及び哺乳類細胞への挿入に適した他の哺乳類遺伝子もまた本 発明の実施に包含される。 第二の哺乳類遺伝子は、レトロウイルスパッケージング細胞によって、レトロ ウイルスベクターに第二の哺乳類遺伝子を組み込むことにより、レトロウイルス 粒子にパックされる(Banket et al.U.S.Patent No.5,278,056,1月11日 1994年発行)。 加えて本発明は、ベクターであって、その複製に必須でない該ベクターの領域 内のある部位に挿入されたヒトグルタミルシステインシンセターゼをコードする 核酸分子を含有するベクターを提供する。該ベクターはウイルスベクターであり うる。更に該ウイルスベクターは二本鎖DNAウイルスベクターでありうる。 一態様では、上記核酸分子はRNAである。他の態様では、該核酸分子はDN Aである。更なる態様では、該DNA分子 はゲノムである。更なる態様では、該DNA分子はcDNAである。更に、グル タミルシステインシンセターゼをコードする該核酸分子は実質的に図6に示され た(SEQ.ID NO:3)のと同様の配列である。 加えて本発明は、レトロウイルスベクターであって、その複製に必須でないベ クターの領域内のある部位に挿入されたヒトグルタミルシステインシンセターゼ をコードする核酸分子を含有するレトロウイルスベクターを提供する。 一つの態様では、本発明は、二重鎖DNAレトロウイルスベクターを含有する プラスミドであって、該ベクターがその複製に必須でないベクターの領域内のあ る部位に挿入されたヒト細胞質ゾルアルデヒドデヒドロゲナーゼをコードするc DNAを含有するプラスミドを提供する。 加えて本発明は、アルデヒドデヒドロゲナーゼ若しくはグルタミルシステイン シンセターゼウイルスベクター又はレトロウイルスベクターを含むプラスミドを 提供する。一つの態様では、該プラスミドは、pLAldo-SN(ATCC AccessionNo.6 9238)と称される。該プラスミドpLAldo-SNは、E.coli HB101に導入され、特許 手続上の微生物の寄託の国際的承認に関するブダペスト条約に従ってAmerican TypeCulture Collection (ATCC),12301 ParklawnDrive,Rockville,Mary land 20852,USAに1993年2月10日に寄託された。pLAldo-SNを含有するE .coli HB101には、ATCC Accession No.69238が与えられている。他の態様では 、該プラスミドはpLAldoXと称さ れる。 加えて本発明は、pLGCS-X(ATCC Accession No. )と称されるプラスミドを 提供する。該プラスミドpLGCS-Xは、E.coli DH5αに導入され、特許手続上の微 生物の寄託の国際的承認に関するブダペスト条約に従ってAmericanType Cultur e Collection (ATCC),12301Parklawn Drive,Rockville,Maryland 20852 ,USAに1994年3月24日に寄託された。 本発明はまた、哺乳類レトロウイルス産生細胞であって、その複製に必須でな いベクターの領域内のある部位に挿入されたヒト細胞質ゾルアルデヒドデヒドロ ゲナーゼをコードするcDNAを有する二本鎖DNAレトロウイルスベクターを 含有する産生細胞を提供する。 一つの態様では、pAldo-SNはPA317細胞に導入され、形成された産生細胞は、p LAldo-SN PA317c1.6と称される。この細胞系pLAldo-SN PA317c1.6は、特許手 続上の微生物の寄託の国際的承認に関するブダペスト条約に従って、American Type Culture Collection (ATCC),12301 Parklawn Drive,Rockville, Maryland20852,USAに1993年2月10日に寄託された。pLAldo-SNを含有す る該PA317細胞には、ATCC Accession No.CRL 11265が与えられている。 本発明はまた、二本鎖DNAレトロウイルスベクターを含有するヒト細胞であ って、該ベクター、即ちプラスミドpLAldo-SN又はプラスミドpLAldoが、その複 製に必須でな いベクターの領域内のある部位に挿入されたヒト細胞質ゾルアルデヒドデヒドロ ゲナーゼをコードするcDNAを含有するヒト細胞を提供する。一つの態様では 、該ヒト細胞はヒト造血細胞である。他の態様では、該ヒト細胞は骨髄細胞であ る。 加えて本発明は、プラスミド及び適切な宿主を含む細胞質ゾルアルデヒドデヒ ドロゲナーゼの生物活性を有するポリペプチドを産生するための宿主ベクター系 を提供する。該宿主ベクター系は、細菌細胞、昆虫細胞、ウイルス細胞又は哺乳 類細胞である。該プラスミドは、先に議論したようなpLALdo-SN又はpLAldoであ りうる。 核酸分子はDNA、RNA、cDNAでありうる。更に、ヒト細胞質ゾルアル デヒドデヒドロゲナーゼをコードする核酸分子は実質的に図4(SEQ ID NO: 1) に示されたのと同様な配列を有しうる。 更に本発明は、プラスミド及び適切な宿主を含むグルタミルシステインシンセ ターゼの生物活性を有するポリペプチドのための宿主ベクター系を提供する。 加えて本発明は、哺乳類細胞に選択マーカーを導入するための方法であって、 ヒトグルタミルシステインシンセターゼをコードする核酸分子を該細胞に形質移 入することを具備した方法を提供する。該核酸分子は、DNA、RNA又はcD NAでありうる。 該核酸分子はDNA、RNA、cDNAでありうる。更にヒトグルタミルシス テインシンセターゼをコードする核酸分 子は、実質的に図6(SEQ ID NO: 3)に示したのと同様の配列を有しうる。 本発明は患者のシクロホスファミドの毒性効果を減少する方法であって、患者 の造血細胞を、細胞質ゾルアルデヒドデヒドロゲナーゼ遺伝子を運ぶ造血細胞で 置き換え、これによって患者のシクロホスファミドの毒性効果を減少することを 具備した方法を提供する。 ここで使用されるシクロホスファミドは、シクロホスファミド、又はシクロホ スファミドと同様の機構又は作用形態で癌の化学療法剤として効果的なその誘導 体若しくは同族体である。このような誘導体の一例は、マホスファミドである。 細胞質ゾルアルデヒドデヒドロゲナーゼ(Aldhl)を運ぶ造血細胞を産生する 一つの方法は、ベクターの複製に必須でないベクターの領域内のある部位に挿入 されたヒト細胞質ゾルアルデヒドデヒドロゲナーゼをコードするcDNAを含有 した二本鎖DNAレトロウイルスベクターを造血細胞に導入することである。Al dhl遺伝子を運ぶレトロウイルスベクターは、パッケージング細胞に導入され、 ウイルス産生細胞系を生じさせうる。次に、生じたウイルスは造血細胞を感染す るために使用しうる。同業者に周知の、該ALDHI遺伝子を導入するための他の方 法は、この発明に含まれる。このような方法の一つには、電気穿孔法があり、そ のほかには、リン酸カルシウム沈殿法、アデノ随伴ウイルスのような他のウイル スベクター系、脂肪導入(lipofection)及び微量注射法が本発明に従って使用 しうるが、これらに限定されない。 本発明は更に、哺乳類細胞に選択マーカーを導入するための方法であって、該 細胞にヒト細胞質ゾルアルデヒドデヒドロゲナーゼをコードするDNAを形質移 入することを具備した方法を提供する。 加えて本発明は、関心のある蛋白質を発現する哺乳類細胞を選択するための方 法であって、 a)該細胞に、関心のある蛋白質をコードするDNA及びヒト細胞質ゾルアルデ ヒドデヒドロゲナーゼをコードするDNAを含有したDNA分子を導入し; b)得られた形質移入細胞を培養し; c)ヒト細胞質ゾルアルデヒドデヒドロゲナーゼを発現する細胞を選択し、これ によって関心のあるタンパク質を発現する細胞を得ること を具備した方法を提供する。一つの態様では、上記方法のステップa)のDNA 分子はレトロウイルスベクターの一部である。 加えて本発明は、関心のあるタンパク質を発現する哺乳類細胞を選択するため の方法であって、 a)該細胞に、関心のあるタンパク質をコードする核酸分子及びヒトグルタミル システインシンセターゼをコードする核酸分子を含有する核酸分子を導入するこ と; b)得られた形質移入細胞を培養すること; c)ヒトグルタミルシステインシンセターゼを発現する細胞を選択し、これによ って関心のあるタンパク質を発現する細胞を得ること を具備した方法を提供する。該核酸分子は、DNA、RNA又はcDNA分子で ありうる。 該核酸分子は、DNA、RNA、cCNAでありうる。更に、ヒトグルタミル システインシンセターゼをコードする核酸分子は、実質的に図6(SEQ ID NO: 3 )に示されたのと同様の配列を有しうる。 加えて本発明は、細胞質ゾルアルデヒドデヒドロゲナーゼをコードする単離さ れた哺乳類核酸分子を提供する。該単離された哺乳類核酸分子は、実質的に図4 (SEQ ID NO: 1)に示されたのと同様な配列を有しうる。該単離された核酸分子 は、DNA、RNA、又はcDNAでありうる。更に該単離された核酸分子は、 ヒトから誘導されうる。 加えて本発明は、グルタミルシステインシンセターゼをコードする単離された 哺乳類核酸分子を提供する。該単離された哺乳類核酸分子は、実質的に図4(SE Q ID NO: 1)に示されのと同様の配列を有しうる。該単離された核酸分子は、D NA、RNA、又はcDNAでありうる。更に該単離された核酸分子は、ヒトか ら誘導されうる。 更に本発明は、細胞質ゾルアルデヒドデヒドロゲナーゼ又はグルタミルシステ インシンセターゼをコードする単離された哺乳類核酸分子の核酸分子の配列と特 異的にハイブリッド化しうる少なくとも15の核酸からなる核酸分子を提供する 。該核酸分子は、DNA、RNA、又はcDNAでありうる。 産生されたこの核酸分子は、DNA又はRNAの何れかである。ここで使用さ れる「特異的にハイブリッド化される」 という語旬は、核酸配列自身と相補的な核酸配列を認識し、相補的塩基対間の水 素結合を通して二重らせん断片を形成する核酸分子の能力を意味する。 核酸プローブ技術は、このようなプローブが、長さを大きく変化させうること 、及び放射性同位体若しくは蛍光色素のような検出ラベルで標識され、プローブ の検出を促進しうることを容易に認識しうる当業者にとって周知である。DNA プローブ分子は、当業者に周知の方法を用いて、プラスミド若しくはバクテリオ ファージのような適切なベクターへアルデヒドデヒドロゲナーゼをコードするD NA分子を挿入し、次いで適切な細菌性宿主細胞を形質転換し、該形質転換され た細菌性宿主細胞において複製させ、DNAプローブを回収することによって製 造されうる。別の方法としては、プローブはDNA合成機によって化学的に生成 されうる。 加えて本発明は、細胞中におけるアルデヒドデヒドロゲナーゼの発現を検出す る方法であって、該細胞から全mRNAを得、そのように得られたmRNAを、 ハイブリッド化する条件下で細胞質ゾルアルデヒドデヒドロゲナーゼをコードす る単離された哺乳類核酸分子よりなる標識された核酸分子と接触させ、該分子に ハイブリッド化されたmRNAの存在を検出し、これによって細胞中での細胞質 ゾルアルデヒドデヒドロゲナーゼの発現を検出することを具備した方法を提供す る。 加えて本発明は、哺乳類細胞質ゾルアルデヒドデヒドロゲナーゼの生物活性を 有するポリペプチドを製造する方法であ って、該ポリペプチドの生産を可能にする適切な条件下で宿主ベクター系の宿主 細胞を増殖し、そのように産生されたポリペプチドを回収することを具備した方 法を提供する。 加えて本発明は、細胞のグルタミルシステインシンセターゼの発現を検出する 方法であって、細胞から全mRNAを得、そのようにして得られた該mRNAを 、グルタミルシステインシンセターゼをコードする単離された哺乳類核酸分子よ りなる標識された核酸分子とハイブリッド化する条件下で接触させ、該分子とハ イブリッド化されたmRNAの存在を測定し、これによって細胞中のグルタミル システインシンセターゼの発現を検出することを具備した方法を提供する。 更に本発明は、哺乳類グルタミルシステインシンセターゼの生物活性を有する ポリペプチドを製造する方法であって、ポリペプチドの産生を可能にする適切な 条件下で宿主ベクター系の宿主細胞を増殖させ、このようにして産生されたポリ ペプチドを回収することを具備した方法を提供する。 多数の哺乳類細胞を宿主細胞として使用しうる。宿主細胞には、マウス繊維芽 細胞NIH 3T3、CHO細胞、HeLa綿胞、Ltk細胞、Cos細胞等が含まれるがこれらに 限定されたない。先に説明したような発現プラスミドは、リン酸カルシウム沈殿 法、電子穿孔法のような当業者に周知の方法によって哺乳類細胞に形質移入され るのに使用される。また、さもなければ哺乳類アルデヒドデヒドロゲナーゼをコ ードするDNAは、例えば微量注射法によって哺乳類細胞に導入され、哺乳類ア ルデヒドデヒドロゲナーゼをコードするDNA、例えばcD NA又はプラスミドを含有した哺乳類細胞を得ることができる。 加えて本発明は、アミノ酸分子である細胞質ゾルアルデヒドデヒドロゲナーゼ に対する抗体を提供する。該アミノ酸配列は実質的に図5(SEQ ID NO: 2)に示 されたのと同様でありうる。該抗体は、モノクローナル又はポリクローナル抗体 でありうる。 これらのペプチドに対するポリクローナル抗体は、選択されたペプチドを用い て動物を免疫することによって作製されうる。モノクローナル抗体は、免疫され た動物から得られる抗体産生B細胞をミエローマ細胞と融合し、生じた所望の抗 体を産生するハイブリドーマ細胞系を選択することによるハイブリドーマ法を用 いて作製することができる。他の方法として、モノクローナル抗体は、当業者に 公知のin vitro技術によって作製されうる。これらの抗体は、生きている動物、 ヒト、又は動物若しくはヒトから単離された生物学的組織若しくは液体中の哺乳 類アルデヒドデヒドロゲナーゼの発現を検出するのに有効である。 加えて本発明はアミノ酸分子であるグルタミルシステインシンセターゼに対す る抗体を提供する。該アミノ酸配列は実質的に図7(SEQ ID NO: 4)に示された のと同様でありうる。該抗体は、モノクローナル又はポリクローナル抗体であり うる。 加えて本発明は、生物学的サンプル中の哺乳類細胞質ゾルアルデヒドデヒドロ ゲナーゼの量を測定するための免疫測定 法であって、 a)該生物学的サンプルを少なくとも1種の抗体、モノクローナル若しくはポリ クローナルの何れかと接触させ、前記抗体と細胞質ゾルアルデヒドデヒドロゲナ ーゼの複合体を形成させ、 b)前記生物学的サンプル中の細胞質ゾルデヒドロゲナーゼの量を前記複合体の 量を測定することによって測定することを具備した測定法を提供する。 加えて本発明は、細胞質ゾルアルデヒドデヒドロゲナーゼをコードする単離さ れた哺乳類核酸分子を含有する遺伝子導入非ヒト型哺乳類を提供する。 加えて本発明は、遺伝子導入非ヒト型哺乳類であって、該哺乳類のゲノムが、 細胞質ゾルアルデヒドデヒドロゲナーゼをコードするDNAと相補的なアンチセ ンスDNAを具備し、該アンチセンスDNAが細胞質ゾルアルデヒドデヒドロゲ ナーゼをコードするmRNAに相補的なアンチセンスmRNAに転写されるよう な位置に配置され、該アンチセンスmRNAが哺乳類細胞質ゾルアルデヒドデヒ ドロゲナーゼをコードするmRNAにハイブリッド化され、これによってその翻 訳が減少されることになるものを提供する。更に、ヒト細胞質ゾルアルデヒドデ ヒドロゲナーゼをコードする単離された核酸分子は、実質的に図4(SEQ ID NO: 1)に示されたのと同様の配列を有しうる。 加えて本発明は、生物学的サンプル中の哺乳類グルタミルシステインシンセタ ーゼの量を測定するための免疫測定法で あって、 a)該生物学的サンプルを、少なくとも1種の抗体、モノクローナル若しくはポ リクローナルの何れかと接触させ、前記抗体とグルタミルシステインシンセター ゼの複合体を形成させ、 b)前記生物学的サンプル中のグルタミルシステインシンセターゼの量を、前記 複合体の量を測定することによって測定することを具備した免疫測定法を提供す る。 更に本発明は、グルタミルシステインシンセターゼをコードする単離された哺 乳類核酸分子を含有する、遺伝子導入非ヒト型哺乳類を提供する。 加えて本発明は、遺伝子導入非ヒト型哺乳類であって、該哺乳類のゲノムが、 グルタミルシステインシンセターゼをコードするDNAと相補的なアンチセンス DNAを具備し、該アンチセンスDNAがグルタミルシステインシンセターゼを コードするmRNAに相補的なアンチセンスmRNAに転写されるような位置に 配置され、該アンチセンスmRNAが哺乳類グルタミルシステインシンセターゼ をコードするmRNAにハイブリッド化され、これによってその翻訳が減少され ることになるものを提供する。更にヒト細胞質ゾルアルデヒドデヒドロゲナーゼ をコードする単離された核酸分子は、実質的に図6(SEQ ID NO: 3)に示された のと同様の配列を有しうる。 本発明の一の目的は、以下のようである:即ち、種々の人の癌に広範に使用さ れ、非常に効果的な治療様相を呈する特 徴的な抗ガン剤での化学療法である。しかし、ほとんどの化学療法は、それらの 効き目を著しく制限し、それらを使用する場合にリスクを生じさせる副作用を有 する。特に、化学療法で誘導される血球減少、即ち白血球及び血小板の産生を減 少させる通常の造血の抑制(骨髄抑制(myelosuppres-sion))は、癌治療の羅 患率、死亡率及びアンダードーズの主要因子である。化学療法で誘導される血球 減少を除去する能力によって導かれることは、癌の化学療法のリスクが減少し、 特に高い治癒率に導く高投与量での治療が可能となることであると考えられる。 本発明は、広く用いられる化学療法剤、シクロホスファミド(CP)及びその 類縁体によって誘導される血球減少の問題を解決することを目的とする。CPは 広範なヒト腫瘍に顕著な活性を有する抗ガン剤である。その活性は、急勾配の用 量反応関係を持った投与量依存性であり、その用量制限毒性(dose -limiting t oxicity)は骨髄抑制である。CPで誘導される血球減少を治療するために現在 用いられ得る戦略は、間接的であり、主に骨髄の再生を刺激しうる特異的な成長 因子を用いることによって、抑制された造血の回復を促進させることに基づいて いる。本提案発明は、薬剤の毒性効果に耐性の造血細胞を供給することによって シクロホスファミドで誘導される血球減少を直接に回避することを目的とする。 本発明の一つの戦略は、遺伝子のタンパク生成物が、CPを非毒性で不活性な 化合物に代謝しうる遺伝子を導入し、発現することによって、シクロホスファミ ド(CP)及びその 類縁体に耐性の造血細胞を作製することである。数系統の研究によって、アルデ ヒドデヒドロゲナーゼ(Aldh)がCPの代謝及び耐性に関与していることが示唆 された。即ち、該研究は、i)CPの細胞毒性代謝物が、Aldhによって不活性化 されうるアルデヒド含有中間体を通して生成される(Struck et al.,1975;Co lvin et al.,1976;Cox et al.,1975;Hill et al.,1972);ii)Aldh活性 のレベルと、種々の細胞系のCP毒性に対抗する能力との間で繰り返し相関が観 測される(Cox et al.,1975;Hilton,1984;Lin et al.,1988);iii)Aldh 活性の阻害がCP毒性の感度を増加させる(Sladek and Land-kamer,1985; Ko hn and Sladek,1987;Sahovic etal.,1988)というものである。加えて、ほ とんどの幼若造血細胞は、Aldhを発現するが、この活性は、CPに対する幼若造 血細胞の感度と相関して、白血球、血小板及び赤血球を含めた造血細胞の機能的 に成熟した子孫で徐々にダウンレギュレートされることが示されている(Kastan et al.,1990)。従って、造血前駆体におけるAldhlの安定な発現によって、 造血前駆体及びCPに耐性のこれらの子孫が作られる。 これらの観察を基にして、ヒトAldh-1遺伝子を運び、発現しうるレトロウイル スベクターがデザインされた。レトロウイルスベクターは、化学療法後の自家骨 移植によって骨髄の再増殖に利用される(Gianni et al.,1989)ヒト造血前駆 体に遺伝子を形質導入しうる(Bregni et al., 1992)。 本発明の一つの目的は、抗ガン剤であるシクロホスフアミドに耐性を付与でき るレトロウイルスベクターを構築することである。これは、シクロホスファミド とその抗癌性類似体に耐性を付与することが示されるヒトアルデヒドデヒドロゲ ナーゼ遺伝子を用いることによってなされる。ヒトAldhlに対する完全な長さの cDNAが今回単離され、これが、第一のベクターを構築するために使用された (実験の詳細I参照)。該ベクターは、ヒトCD34+細胞を含有する種々の標 的細胞に特異的な薬物耐性表現型をin vitro(図4、SEQ ID NO: 1)で形質導入 しうることが示される。 化学療法剤には以下のものが含まれるが、これに限定されない。アルキル化剤 、即ちナイトロジェンマスタード、エチレンイミン及びメチルエメラミン(meth ylemelamines);アルキルスルホネート、ニトロソウレア、並びにトリアゼンで ある。更に化学療法剤には、抗代謝剤、即ち葉酸アナローグ、ピリミジンアナロ ーグ、プリンアナローグ及び関連阻害剤が含まれる。 更に化学療法剤には、天然物、即ちビンカアルカロイド、エピポドフィルロト キシン、抗生物質、酵素、生物学的応答緩和剤(Biological Response Modifier s)が含まれる。更に、化学療法剤には、多方面に渡る薬剤、即ち白金配位錯体 、アンチラセンジオン、置換尿素、メチルヒドラジン誘導体、及び副腎皮質抑制 剤が含まれる。最後に、化学療法剤には、ホルモン及び拮抗剤、即ち副腎皮質ス テロイド、プロゲ スチン、エストロゲン、抗エストロゲン、アンドロゲン、抗アンドロゲン、及び ゴナドトロピン放出ホルモンアナローグが含まれる。 抗癌治療プロトコルにおけるその使用に加えて、ALDH遺伝子が、選択剤として CPを用いたin vivo及びin vitroの両方で形質導入された細胞を選択するため の一般な選択マーカーとして使用しうることが多くの観測から示唆される:該多 くの観測とは、i)CPは、in vitroにおいて広範な真核細胞で顕著な細胞毒性 活性を示す;ii)アルキル化剤に対する薬物耐性の発現が相対的に希であり、特 にin vitroでは遅く発生する;iii)CPは、短い曝露の後感受性細胞を殺し、 この影響は非常に短い時間内で明らかになることである。従って、Aldh遺伝子を 運ぶレトロウイルスベクター及び発現される第二の関連遺伝子は、in vitroで形 質導入された細胞の選択に使用され、更にin vivoにおける種々の組織標的から の形質導入細胞の選択に使用されうる。この後者の適用は、形質導入された細胞 の強力で連続した選択が必要な場合に、種々の遺伝子治療プロトコルに関連して 有用であると思われる。CPが既に人に定評のある薬剤であるという事実は、こ の戦略が更に有利であることを示している。 Aldhl遺伝子は、優性の選択マーカーとして提供され、in vitro及びin vivoの 両方で関心のある第二の遺伝子で形質転換された細胞の選択を可能にする。遺伝 子移植実験において選択マーカー遺伝子の必要性は、形質導入された遺伝子の迅 速な機能の不活性化に導く通常の低い移植効果及び高 頻度の突然変異及び再配列から生じる。従って、選択マーカー遺伝子は、関心の ある遺伝子を取り込み、機能的な形態で所定の期間それを発現しうる通常では低 い割合の細胞を拡張するための手段を提供する。重要で且つ増大する多数の異な った提案によって明確に示されるように、標的細胞の範囲をできる限り広げるよ うに選択システムを開発することは、遺伝子移植研究の中心的な目標である。 Aldhl遺伝子は、シクロホスファミド感受性細胞に、関心のある非関連で非選 択的な遺伝子と共に形質導入された後、非常に貴重な優性の選択マーカーを表す ことを約束する。ADA不全又はβ−地中海貧血(β−thalassemia)のような 遺伝病を癒すためには、問題の欠損遺伝子(即ち、調節配列(regulatory seque nces)を持ち若しくは持たないADA若しくはβ−グロブリン遺伝子)で形質導 入されうる少量の造血幹細胞を優位にin vivoで拡大させるための戦略を開発す ることが不可欠である。実際に、in vitroの操作実験で使用された少量の回収幹 細胞の仮説的な100%の形質導入効果さえも、宿主骨髄中で変化せずに、常在 性の幹細胞の全プールのマイナーな画分に現れていた。電離放射線及び/又は髄 切除薬(myeloablative drugs)で受容者の骨髄を破壊することによって、形質 導入された細胞の植え付けを有利にすることは、ADA不全及びβ−地中海貧血 のような非新生物性疾患にはほとんど受け入れられない。シクロホスファミドは 非新生物性疾患(即ち自己免疫疾患)にも広く使用されるアルキル化剤であり、 その標準的な投与量及び スケジュールに従った使用は安全であり、主要な急性及び慢性の毒性が全くない 。ADA及びALDH遺伝子の両方を含有するベクターで形質導入された骨髄細 胞を自家移植片として移植された患者に対する多数の経路でのその短期間の投与 は、感染細胞に選択的な有利さを付与し、これらの優位なin vivoでの拡張が可 能になると期待される。同様の原則は、標的細胞がシクロホスファミド感受性で ある遺伝子治療の別のモデル(即ち、T−リンパ球、癌細胞等)に適用される( 総説としては、W.F. Anderson,1992参照)。 ALdh1遺伝子は、ヒトグルタミルシステインシンセターゼ接着物(glue)を導 入するための選択マーカーとして使用され得、シスプラチン、メルファランのよ うな抗癌性アルキル化剤に対する耐性を付与しうる細胞を生じさせる。ヒトガン マーグルタミルシステインシンセターゼ遺伝子(γ−GCS)の発現は、in viv oで種々の主要細胞系におけるアルキル化耐性の獲得と相関関係を示す。Aldh遺 伝子は、細胞にγ−GCSを導入することを促進する選択マーカーとして使用し うる。 他の例は、ヒト免疫不全ウイルス (HIV)感染への耐性を付与することが できる細胞を生じさせることである。HIV感染をウイルスのレベルで妨害する ことができる優性の負の生成物又はアンチセンスRNAをコードするDNA配列 は、選択マーカーとしてAldhlを用いてCD34+細胞に導入されうる。これらの DNA配列の導入は、in vivoでのHIV−耐性T細胞区分を構成するであろう 。 選択マーカーとしてAldhl遺伝子を使用する一つの方法には、Aldhl遺伝子及び 少なくとも一種の関心のある遺伝子をレトロウイルスベクターへ挿入することが 含まれる。Aldhl遺伝子及び関心のある遺伝子を運ぶレトロウイルスベクターは 、パッケージ細胞に導入され、ウイルス産生細胞系を生成する。次いで、生成さ れたウイルスを用いて細胞を感染させる。当分野で公知の、細胞に選択マーカー を導入する他の方法は、本発明に含まれる。このような方法の一つは、電気穿孔 法であり、他のものとしてはリン酸カルシウム沈殿法、アデノ随伴ウイルス系の ような他のウイルスベクター系、脂肪導入(lipofection)及び微量注射法が本 発明に従って使用しうるが、これらに限定されない。 まとめとして、Aldhl遺伝子を運ぶレトロウイルスベクタ−は、i)抗癌治療 の管理における高投与量CPでの治療を可能にする造血細胞及びこれらの後代に CP耐性を付与するため; ii) in vitro 又はin vivoでレトロウイルス的 に形質導入された細胞を選択するための一般的なマーカーとしてCP−耐性を使 用するために使用される。 本発明は、以下の実験の詳細によってよりよく理解されるであろう。しかし、 当業者であれば、議論された特徴的な方法及び結果は、これ以後の請求の範囲で より完全に開示される本発明の単なる例示にすぎないことを容易に認識するであ ろう。実験の詳細 I.アルデヒドデヒドロゲナーゼ遺伝子を運ぶレトロウイルスベクターの構築A.pLAldo-SNプラスミドの構築(図1) 1)ヒト細胞質ゾルアルデヒドデヒドロゲナーゼ(Aldhl)の完全な長さのcD NAのクローニング Clonentechから得たヒト肝臓cDNAライブラリー (HL1115A)を、L.C.Hsu (Hsu,L.,et al.,1985)によって快く供与された、部分的cDNAプローブ でスクリーニングした。Aldhlと命名されたこのプローブは、1020bpコー ド配列及び540bp3’フランキング配列に対応する。 部分的cDNAクローン、pGAldh1-Aは、ATGまで46bpを欠く1471 bpのクローニング配列及び272bpの3’フランキングを有して単離された 。 残りの5’配列を得るために、該ゲノム配列でデザインされた5’末端プライ マー (Hsu,et al.,1989)及び利用可能な配列を基にした3’末端プライマ ーを用いてゲノムDNAのPCR増幅を行った。このプライマーは、クローニン グの目的のためのXba I及びBal II部位を含む。Xba I及びBal II消化の後PCR 生成物は、pGAldh1-Aにサブクローニングされ、1518bpのコード配列から なる完全な長さのcDNA、pGA1doを含有するプラスミドになる。ここで、PGAI DHI-Aに対する天然のBal II部位の5’及びゲノムPCR生成物に対する3’は 、読み枠を保持するために使用される。 2)ヒト細胞質ゾルアルデヒドデヒドロゲナーゼ遺伝子を運ぶレトロウイルスベ クタープラスミドの構築 pGAIdoのEco RI及びSal I消化で誘導され、3’付着末端(3' recessive en d)を充填されたヒト細胞質ゾルアルデヒドデヒドロゲナーゼ、即ち完全な長さ のcDNAAldo(図6、SEQ ID NO: 1)を、D.Miller (Miller,D.,and Rosma n,G.,1989)によって快よく提供された両栄養性レトロウイルスベクターであ るpLXSNのHpa Iにサブクローンし、pLAldo-SNを生成させた。B.pLAldoXプラスミドの構築(図2) pGAldoのEco RI及びSal I消化から誘導され、3’付着末端(3’recessive end)を充填されたヒト細胞質ゾルデヒドロゲナーゼ、即ち完全な長さのcDN A、Aldoを、Dr.Miller(Miller,D.,and Rosman,G.,1989)から得られたネ オマイシン遺伝子を含有するpLNSXベクターにサブクローニングした。誘導され たプラスミドは、6,137塩基対を含有する。次に、消化されたベクターは充 填され、更にStulで消化され、仔ウシ腸管ホスファターゼ(carf-intestinal ph osphatase)(CIP)で処理され、LMP精製された。次に、この消化された ベクターは、アルデヒドデヒドロゲナーゼ−1遺伝子を含有する予め精製された pAldoフラグメントで結紮された。アルデヒドデヒドロゲナーゼ−1遺伝子はベ クターの5’TLRの下流に位置し、こ のように形成されたプラスミドはpLAldoXと呼ばれ、6,495の塩基対の長さ である。C.レトロウイルスの発生 Aldoを運ぶ両栄養性レトロウイルスベクターを発生させるために、プラスミド pLAldo-SNがΨ2エコトロピツクパッケージング細胞系(Mulligan,R.(Mann,e t al.,(1983) Cell 33:153- 159)から得られる)にCaPO4沈殿法によっ て形質移入された。48時間後、エコトロピックAldo-SNウイルスを含有した形 質移入された細胞系の上清を、両栄養性パッケージング細胞系PA317を感染させ るために使用した(ATCC CRL 9078から得られた)(Miller,D.,and Buttimor e,C.,(1986)Mol. Cell. Biol.6: 2895)。感染細胞は、ネオマイシンを含 有する培地で選別され、30コロニーを更にウイルス力価に対する特性及びAldh 1RNA発現に対して単離した。pLAldo-SN PA317cl.6、22及び3は最も高い 力価とAldh1RNA発現を有することが示された。 上記実験は、プラスミド、pLAldo-SNを用いて行われた。レトロウイルスもま た、プラスミドpLAldoXを用いて同様に生成されうる。 II. pLAldo-SN形質導入細胞におけるマホスファミド耐性の証明 1)K562細胞の感染 pLAIdo-SN PA317 cl.6細胞から得たウイルスを含有した上清を、ヒト多能性白 血性細胞系であるK562細胞を感染するために使用した。野生型(ctr)及 びpLAldo-SN感染K562細胞を、1×106細胞/mlで、37℃で30分間異な る濃度のマホスファミド(MPA)にさらし、次いで3〜5×103細胞/プレート で、35mmのプレートにおいて、0.3%寒天培地中でプレート化した。37℃ 及び5%CO2で12日間培養した後に、MPA耐性を、MPA選別細胞vs非 選別細胞からのコロニー増殖のパーセンテージとして記録した。図3のグラフは 、3種類の異なる実験の平均値±標準偏差を表す。この結果は、pLAdIdo-SNが形 質導入されたK562細胞が、20から80μMの範囲の濃度でMPAに増加し た耐性を示すことを表している。 2)正常ヒト造血始原細胞の感染 白血球搬出法、次いでフィコールーハイパック遠心法によって得られるヒト造 血始原細胞を、アイコーブ修飾ダルベッコ培地(Iscove Modified Dulbecco Med ium)(IMDM)+20%FCS+IL3+IL6中で2日間、前培養し、次 いでPA317-pLAldo-SNクローンからの異なった上清で感染させた。次に細胞を1 ×106細胞/mlで37℃で30分間、5μMのマホスファミド(MPA)にさ らし、IMDM+20%FCS+5637CM10%(膀胱癌制御培地(bladde r carcinoma conditioned media))+IL3+IL6+GM−CSF+アイド ロコルチゾン(idro- cortisone)10-6M中において、100細胞/ウェルで、96マルチウェルプ レートの60ウェルにプレート化した。MPA耐性は、37℃及び5%CO2で 12日間培養した後に増殖した陽性細胞の数として記録した。 以下の表1に示されたこの結果は、3種の異なったLAldo-SNウイルスコロニー (これは、対応するPA317-pLAldo-SN細胞コロニーから生じた)がMPA耐性を 付与されることを示しており、該耐性はMPA処理後に成長しうる細胞の数とし て点数化されている。 III. in vivoにおける選択マーカーとしてのヒト細胞質ゾルアルデヒドデヒド ロゲナーゼ遺伝子の使用ヒト細胞質ゾルアルデヒドデヒドロゲナーゼ及びヒトグルコセレブロシダーゼ( GCase)遺伝子を運ぶレトロウイルスベクターの構築 Aldo-GCaseレトロウイルスベクターは、ネオ選択マーカ ーを除去し、ヒト細胞質ゾルアルデヒドデヒドロゲナーゼ遺伝子のコード配列を 挿入することによってNTGプラスミド(Correll,1989)から生成されうる。 ヒト造血始原細胞は、r−hu−IL3で処理(5g/kg/日で7日間の連続 的なiv誘導)され、次いでrhGM−CSF又はrhG−CSFの何れかで3〜 5日更に処理(両方とも5g/kg/日)されたゴーシェ病患者からの白血球搬出 によって得ることができる。1日の白血球搬出は、3×109のCD34+細胞( Siena et al., 1991)が達成されるまで繰り返されうる。 各々の白血球搬出からの軽い部分の細胞をフィコールーハイパーク(Ficol- H ypaque)遠心によって得、高力価のAldo-GCaseベクターを含まないヘルパーウイ ルスを産生するPA317から得られる臨床グレードの上清で感染した。 引き続いて感染では、各々の白血球搬出から得られたアリコートを37℃で3 0分間5μMのMPAにさらし、上述のようにプレート化した。12日後に、形 質導入の影響を評価するためにMPA耐性を点数化した。 感染細胞のバルクを遠心によって洗浄し、凍結せずに直ちに再注入した。シク ロホスファミドを用いるin vivo処理は、わずか12日後で開始し、次にMPA 耐性クローンの割合を評価した。感染の効果が30%の場合のみ(Bregni,et a l.,1992)、患者をシクロホスフアミドで治療しうる。 2種の異なった選別プロトコルを引き続き試験した。第一のプロトコルに従え ば、化学療法と組み合わせて許容される 基準のスケジュール通り、シクロホスファミドを連続14日間、一日当たり10 0mg/m2で与えた(Canellos etal.,1976)。治療の前に、骨髄吸引物をAl do-GCase感染及びMPA耐性クローンの基準頻度を決定するために得た。骨髄吸 引を治療の最後で繰り返し、結果を基準データと比較した。形質移入細胞の割合 に関して、変化が観測されないか又は僅かであり、Aldo-GCase遺伝子を運ぶ細胞 が同定されたならば、高投与量のシクロホスファミドを用いた別のプロトコルを 試験しうる。5から7g/m2のシクロホスフアミドを注入し、次いでreGM-CSF 又はrhG-CFSを投与した(Gianni et al.,1990)。注入は、シクロホスファミド の濃度が約5μMに上昇するのを防ぐために上記よりも長く続けうる(12時間 に変えて24時間)。MPA陽性骨髄コロニーを、シクロホスファミド処理の前 後でPCR及びMPA体耐性によって評価した。IV. グルタミルシステインシンセターゼ遺伝子を運ぶレトロウイルスベクター の構築 A.pLGCS-Xプラスミドの構築(図8) 完全な長さのγ−GCS cDNAを得るために、ヒト腎臓cDNAライブラ リー(Clonentech,HL 1123)を、R.T. Mulcahyから得た部分γ−GCS cD NAプローブ(pst Iフラグメント、図2に示された配列中のヌクレオチド1 137〜1897)でスクリーニングした。2種のオーバーラップしたcDNA クローンをスパンした2904b p.のcDNA配列と共に挿入した物を内部HindIII部位(1047の位置)を 用いて結紮し、プラスミドpBK2−3G GCS(図8)を生じさせた。次い で、このプラスミドをSac Iで消化し、3’付着末端をT4ポリメラーゼを用い て充填し、挿入物を低融点(図3中のLMP)アガロースで分取用電気泳動で単 離した。次に、フラグメントは、T4リガーゼを用いて(BcII消化、Klenowフラ グメントポリメラーゼによる5’付着末端充填(5’-protruding fill-in)、S tuI消化、及び仔ウシ腸管ホスファターゼでの脱ホスホリル化によって得られた )pLXベクターの平滑末端に結紮され、pLGCS−Xベクターを生じる。参照文献 シーケンスリスト (1)一般情報: (i)出願人:ニューヨーク市コロンビア大学の理事 (ii)発明の名称:アルデヒドデヒドロゲナーゼを形質導入しうるレトロウ イルスベクター及び前記ベクターの使用 (iii)配列の数4 (iv)連絡先住所: (A)宛名人:クーパー&ダンハム (B)ストリート:30 ロックフェラープラザ (C)市:ニューヨーク (D)州:ニューヨーク (E)国:米国 (F)郵便番号:10112 (v)コンピュータ読み込み可能形式: (A)メディアタイブ:フロッビーディスク (B)コンピュータ:IBM PC互換機 (C)オペレーティングシステム:PC−DOS/MS−DOS (D)ソフトウェアー:パテントイン リリース#1.24 (vi)本出願データ: (A)出願番号: (B)出願日:1994年4月1日 (vii)従来出願データ: (A)出願番号:US 08/041,722 (B)出願日:1993年4月1日 (viii)代理人/エージェント情報: (A)名称:ホワイト,ジョーン P. (B)登録番号:28,678 (C)参照/ドケット番号:42990−A−PCT (ix)テレコミュニケーション情報: (A)電話:212−977−9550 (B)テレファックス:212−664−0525 (2)SEQ ID NO: 1の情報: (i)配列特性 (A)長さ:1842塩基対 (B)タイプ:核酸 (C)鎖状:一本鎖 (D)トポロジー:直線 (ii)分子タイプ:cDNA (iii)仮定:N (iv)アンチセンス:N (v)フラグメントタイプ:N−末端 (ix)特徴: (A)名前/鍵:CDS (B)位置:2..1568 (xi)配列表:SEQ ID NO: 1: (2)SEQ ID NO: 2の情報 (i)配列特性 (A)長さ:522アミノ酸 (B)タイプ:アミノ酸 (D)トポロジー:直線 (ii)分子タイプ:タンパク (xi)配列表:SEQ ID NO: 2: (2)SEQ ID NO: 3の情報 (i)配列特性 (A)長さ:2904塩基対 (B)タイプ:核酸 (C)鎖状:一本鎖 (D)トポロジー:直線 (ii)分子タイプ:cDNA (iii)仮定:N (iv)アンチセンス:N (v)フラグメントタイプ:N−末端 (ix)特徴: (A)名前/鍵:CDS (B)位置:363..2274 (D)他の情報: (xi)配列表:SEQ ID NO: 3: (2)SEQ ID NO: 4の情報 (i)配列特性 (A)長さ:637アミノ酸 (B)タイプ:アミノ酸 (D)トポロジー:直線 (ii)分子タイプ:タンパク (xi)配列表:SEQ ID NO: 4:
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI C07H 21/04 B 8615−4C C07K 16/40 8318−4H C12N 5/10 9/02 9359−4B C12P 21/08 9358−4B C12Q 1/68 A 9453−4B G01N 33/573 A 8310−2J 33/577 B 8310−2J // A61K 31/70 AGA 9454−4C 39/395 D 9284−4C P 9284−4C G01N 33/536 Z 8310−2J (72)発明者 ジアンニ、アレスサンドロ・マッシモ イタリア国、20135 ミラノ、ビア・エ ル・ムラトリ 29

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1. ヒト細胞質ゾルアルデヒドデヒドロゲナーゼをコードする核酸分子を含 有するベクター。 2. 請求の範囲第1項に記載のベクターであって、該ベクターが二重鎖DN Aウイルスベクターであるもの。 3. 請求の範囲第2項に記載の二重鎖DNAウイルスベクターであって、細 胞質ゾルアルデヒドデヒドロゲナーゼをコードする核酸分子が実質的に図4に示 されるのと同じ配列(SEQ ID NO: 1)を有するウイルスベクター。 4. ヒト細胞質ゾルアルデヒドデヒドロゲナーゼをコードする核酸分子を含 有するレトロウイルスベクター。 5. 請求の範囲第4項に記載のレトロウイルスベクターであって、該レトロ ウイルスベクターが二重鎖DNAレトロウイルスベクターであるもの。 6. 請求の範囲第5項に記載の二重鎖DNAレトロウイルスベクターであっ て、細胞質ゾルアルデヒドデヒドロゲナーゼをコードする核酸分子が、実質的に 図4に示されるのと同様の配列(SEQ ID NO: 1)を有するウイルスベクター。 7. ヒトグルタミルシステインシンセターゼをコードする核酸分子を含有す るウイルスベクター。 8. 請求の範囲第7項に記載のベクターであって、該ベクターが二重鎖DN Aウイルスベクターであるもの。 9. 請求の範囲第8項に記載の二重鎖DNAウイルスベクターであって、グ ルタミルシステインシンセターゼをコードする核酸分子が、実質的に図6に示さ れるのと同様の配列 (SEQ ID NO: 3)を有するウイルスベクター。 10.ヒトグルタミルシステインシンセターゼをコードする核酸分子を含有す るレトロウイルスベクター。 11.請求の範囲第10項に記載のレトロウイルスベクターであって、該レト ロウイルスベクターが二重鎖DNAレトロウイルスベクターであるもの。 12. 請求の範囲第11項に記載の二重鎖DNAレトロウイルスベクターで あって、グルタミルシステインシンセターゼをコードする核酸分子が、実質的に 図6に示されるのと同様の配列(SEQ ID NO: 3)を有するレトロウイルスベクタ ー。 13. ヒト細胞質ゾルアルデヒドデヒドロゲナーゼ及びグルタミルシステイ ンシンセターゼをコードする核酸分子を含有するベクター。 14. 請求の範囲第4項又は第10項に記載のレトロウイルスベクターであ って、ネズミウイルスが、マロネーネズミ(Moloney murine)白血病ウイルスで あるレトロウイルスベクター。 15. 請求の範囲第4項又は第10項に記載のレトロウイルスベクターであ って、該ネズミウイルスがマロネーネズミ(Maloney murine)肉腫ウイルスであ るレトロウイルス。 16. 請求の範囲第4項又は第10項に記載のレトロウイルスベクターであ って、3’長鎖末端繰り返し配列が、マロネーネズミ白血病ウイルスに存在する ものに対応し、5’ 長鎖末端繰り返し配列が、マロネーネズミ肉腫ウイルスに存在するものに対応す るレトロウイルス。 17. 請求の範囲第4項又は第10項に記載のレトロウイルスベクターを含 有するプラスミド。 18. pLAldo-SN(ATCC Accession No. 69238)と称される請求の範囲第1 7項に記載のプラスミド。 19. pLAldoと称される請求の範囲第18項に記載のプラスミド。 20. pLGCS-X(ATCC Accession No. )と称される請求の範囲 第17項に記載のプラスミド。 21. 哺乳類レトロウイルス産生細胞であって、請求の範囲第4項若しくは 第10項に記載のベクター、又は請求の範囲第18項、第19項若しくは20項 に記載のプラスミドを含有する細胞。 22. pLAldo-SN PA317.cl.6(ATCC AccessionNo.CRL 11265)と称され る請求の範囲第18項に記載の産生細胞。 23. 請求の範囲第1項若しくは第7項に記載のベクター、又は請求の範囲 第18項若しくは第19項に記載のプラスミドを含有するヒト細胞。 24. 請求の範囲第23項に記載の造血ヒト細胞。 25. 請求の範囲第24項に記載の骨髄細胞。 26. 細胞質ゾルアルデヒドデヒドロゲナーゼの生物活性を有するポリペプ チドの産生のための宿主ベクター系であって、請求の範囲第18項、第19項又 は第20項に記載の プラスミド及び適切な宿主を包含する宿主ベクター系。 27. 請求の範囲第26項に記載の宿主ベクター系であって、該適切な宿主 が細菌細胞、昆虫細胞ウイルス細胞又は哺乳類細胞である宿主ベクター系。 28. 患者のシクロホスファミドの毒性効果を減少するための方法であって 、患者の造血細胞を、患者中のシクロホスファミドの毒性効果を減少するように 請求の範囲第23項に記載の造血細胞で置き換えることを具備した方法。 29. 哺乳類細胞に選択マーカーを導入するための方法であって、該細胞に 、ヒト細胞質ゾルアルデヒドデヒドロゲナーゼをコードする核酸分子を形質移入 することを具備した方法。 30. 請求の範囲第29項に記載の方法であって、該核酸分子が、DNA、 RNA又はcDMAである方法。 31. 請求の範囲第30項に記載の方法であって、該核酸分子が実質的に図 4に示されるのと同様の配列(SEQ IDNO: 1)を有する方法。 32. 関心のあるタンパクを発現する哺乳類細胞を選択するための方法であ って、 a.該細胞に、該関心のあるタンパクをコードする核酸分子及びヒト細胞質ゾル アルデヒドデヒドロゲナーゼをコードする核酸分子を含有する核酸分子を導入す ること; b.生じた形質移入された細胞を培養すること;及び c.関心のあるタンパクを発現する細胞を得るように、ヒト細胞質ゾルアルデヒ ドデヒドロゲナーゼを発現する細胞 を選択すること を具備した方法。 33. 請求の範囲第32項に記載の方法であって、該核酸分子がDNA、R NA又はcDNAである方法。 34. 請求の範囲第32項に記載の方法であって、ヒト細胞質ゾルアルデヒ ドデヒドロゲナーゼをコードする核酸分子が、実質的に図4に示されるのと同様 の配列(SEQ IDNO: 1)を有する方法。 35. 請求の範囲第32項に記載の方法であって、該ステップ(a)のDN A分子がレトロウイルスベクターの一部である方法。 36. 哺乳類細胞に選択マーカーを導入するための方法であって、該細胞に 、ヒトグルタミルシステインシンセターゼをコードする核酸分子を形質移入する ことを具備した方法。 37. 請求の範囲第36項に記載の方法であって、該核酸分子がDNA、R NA又はcDNAである方法。 38. 請求の範囲第37項に記載の方法であって、該核酸分子が、実質的に 図6に示されるのと同様の配列(SEQID NO: 3)を有する方法。 39. 関心のあるタンパクを発現する哺乳類細胞を選択するための方法であ って、 a.該細胞に、該関心のあるタンパクをコードする核酸分子及びヒトグルタミル システインシンセターゼをコードする核酸分子を含有する核酸分子を導入するこ と; b.生じた形質移入細胞を培養すること;及び c.関心のあるタンパクを発現する細胞を得るように、ヒトグルタミルシステイ ンシンセターゼを発現する細胞を選択すること; を具備した方法。 40. 請求の範囲第39項に記載の方法であって、該核酸分子がDNA、R NA又はcDNAである方法。 41. 請求の範囲第39項に記載の方法であって、該ヒトグルタミルシステ インシンセターゼをコードする核酸分子が、実質的に図6に示されるのと同様の 配列(SEQ ID NO:3)を有する方法。 42. 請求の範囲第39項に記載の方法であって、該ステップ(a)のDN A分子がレトロウイルスベクターの一部である方法。 43. 細胞質ゾルアルデヒドデヒドロゲナーゼをコードする単離された哺乳 類核酸分子。 44. 請求の範囲第43項に記載の単離された哺乳類核酸分子であって、該 核酸分子が実質的に図4に示されるのと同様の配列(SEQ ID NO: 1)を有する核 酸分子。 45. グルタミルシステインシンセターゼをコードする単離された哺乳類核 酸分子。 46. 請求の範囲第45項に記載の単離された哺乳類核酸分子であって、該 核酸分子が、実質的に図6に示されたのと同様の配列(SEQ ID NO: 3)を有する 核酸分子。 47. 請求の範囲第43項又は第45項に記載の単離された哺乳類DNA分 子。 48. 請求の範囲第43項又は第45項に記載の単離された哺乳類cDNA 分子。 49. 請求の範囲第43項又は第45項に記載の単離された哺乳類RNA分 子。 50. 請求の範囲第44項又は第46項に記載の単離された哺乳類核酸分子 であって、該核酸分子がヒトから誘導される核酸分子。 51. 請求の範囲第43項又は第45項の核酸分子の配列と特異的にハイブ リッド化しうる少なくとも15のヌクレオチドよりなる核酸分子。 52. 請求の範囲第51項に記載の少なくとも15のヌクレオチドよりなる 核酸分子であって、該分子がDNA又はRNAであるもの。 53. 細胞中のアルデヒドデヒドロゲナーゼの発現を検出する方法であって 、細胞から全mRNAを得、そのように得られたmRNAを、ハイブリッド化す る条件下で請求の範囲第49項の標識された核酸分子と接触し、該分子へハイブ リッド化されたmRNAの存在を測定し、これによって細胞中のアルデヒドデヒ ドロゲナーゼの発現を検出することを具備した方法。 54. 哺乳類細胞質ゾルアルデヒドデヒドロゲナーゼの生物活性を有するポ リペプチドを産生する方法であって、請求の範囲第26項に記載の宿主ベクター 系の宿主細胞を、ポリペプチドの産生を可能にする適切な条件下で増殖し、その ように産生されたポリペプチドを回収することを具備した方 法。 55. 細胞中のグルタミルシステインシンセターゼの発現を検出する方法で あって、該細胞から全mRNAを得、そのように得られたmRNAを、ハイブリ ッド化する条件で請求の範囲第49項に記載の標識された核酸分子と接触し、該 分子へハイブリッド化されたmRNAの存在を測定し、これによって細胞中の細 胞質ゾルグルタミルシステインシンセターゼの発現を検出することを具備した方 法。 56. 哺乳類細胞質ゾルグルタミルシステインシンセターゼの生物活性を有 するポリペプチドを産生する方法であって、請求の範囲第26項に記載の宿主ベ クター系の宿主細胞を、ポリペプチドの産生を可能にする適切な条件下で増殖さ せ、そのように産生されたポリペプチドを回収することを具備した方法。 57. アミノ酸分子である細胞質ゾルアルデヒドデヒドロゲナーゼに対する 抗体。 58. 請求の範囲第57項に記載の抗体であって、該アミノ酸配列が、実質 的に図5(SEQ ID NO: 2)に示されたのと同様である抗体。 59. アミノ酸分子であるグルタミルシステインシンセターゼに対する抗体 。 60. 請求の範囲第59項に記載の抗体であって、該アミノ酸配列が、実質 的に図6(SEQ ID NO: 4)に示されるのと同様である抗体。 61. 請求の範囲第57項又は59項に記載の抗体であ って、該抗体がモノクローナルである抗体。 62. 請求の範囲第57項又は59項に記載の抗体であって、該抗体がポリ クローナルである抗体。 63. 生物学的サンプル中の哺乳類細胞質ゾルアルデヒドデヒドロゲナーゼ の量を測定するための免疫検定法であって、 a)該生物学的サンプルを請求の範囲第57項に記載の少なくとも1種の抗体と 接触し、前記抗体と該細胞質ゾルアルデヒドデヒドロゲナーゼとの複合体を形成 させ、 b)前記生物学的サンプル中の細胞質ゾルアルデヒドデヒドロゲナーゼの量を、 前記複合体の量を測定することによって測定する ステップを具備した免疫検定法。 64. 請求の範囲第43項又は第45項に記載の単離された核酸分子を含有 する遺伝子導入非ヒト型哺乳類。 65. 請求の範囲第64項に記載の遺伝子導入非ヒト型哺乳類であって、該 単離された哺乳類核酸分子が、実質的に図4に示されたのと同様の配列(SEQ ID NO: 1)を有する遺伝子導入非ヒト型哺乳類。 66. 遺伝子導入非ヒト型哺乳類であって、該哺乳類のゲノムが、細胞質ゾ ルアルデヒドデヒドロゲナーゼをコードするDNAと相補的なアンチセンスDN Aを具備し、該アンチセンスDNAが細胞質ゾルアルデヒドデヒドロゲナーゼを コードするmRNAに相補的なアンチセンスmRNAに転写されるような位置に 配置され、該アンチセンスmRNAが哺 乳類細胞質ゾルアルデヒドデヒドロゲナーゼをコードするmRNAにハイブリッ ド化され、これによってその翻訳が減少される遺伝子導入非ヒト哺乳類。 67. 生物学的サンプル中の哺乳類グルタミルシステインシンセターゼの量 を測定するための免疫検定法であって、 a)該生物学的サンプルを、請求の範囲第59項に記載の少なくとも一種の抗体 と接触させ、前記抗体と該グルタミルシステインシンセターゼとの複合体を形成 させること;及び b)前記生物学的サンプル中の細胞質ゾルグルタミルシステインシンセターゼの 量を前記複合体の量を測定することによって測定する ステップを具備した免疫検定法。
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