JPH11500007A - 組換えアデノウイルスゲノムの製造方法 - Google Patents

組換えアデノウイルスゲノムの製造方法

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、組換えアデノウイルスの新規製造方法と、遺伝子治療における前記アデノウイルスの使用に関する。本発明はこれらのアデノウイルスの構築に使用されるプラスミドにも関する。

Description

【発明の詳細な説明】 組換えアデノウイルスゲノムの製造方法 本発明は組換えアデノウイルスの新規製造方法及び遺伝子治療におけるこれら のアデノウイルスの使用に関する。本発明はこれらのアデノウイルスの製造に適 した原核プラスミドにも関する。 遺伝子治療は患部細胞又は臓器に遺伝情報を導入することにより欠陥又は異常 (突然変異、異常発現等)を治療する方法である。この遺伝情報は臓器から抽出 した細胞にインビトロ導入後、改変した細胞を生物に再導入してもよいし、適当 な組織に直接インビボ導入してもよい。後者の場合には種々の方法があり、その うちで種々のトランスフェクション法はDNAとDEAE−デキストランの複合 体(Paganoら,J.Virol.1(1967)891)、DNAと核タ ンパク質の複合体(Kanedaら,Science 243(1989)37 5)、DNAと脂質の複合体(Felgnerら,PNAS 84(1987) 7413)、リポソームの使用(Fraleyら,J.Biol.Chem.2 55(1980)10431)等が必要である。より最近では、これらの物理的 トランス フェクション法に代わり、ウイルスが遺伝子導入ベクターとして使用されるよう になった。この点で、種々のウイルスが特定の細胞集団に感染する能力を試験さ れている。特に、レトロウイルス(RSV、HMS、MMS等)、HSVウイル ス、アデノ随伴ウイルス及びアデノウイルスが検討されている。 これらのウイルスのうち、アデノウイルスは遺伝子治療で使用するのに有利な いくつかの性質をもつ。特に、宿主範囲が非常に広く、休止細胞に感染すること ができ、感染細胞のゲノムに取込まれず、今日までヒトで重要な疾病に関連付け られていない。そこで、アデノウイルスは目的とする着目遺伝子を筋肉(Rag otら,Nature 361(1993)647)、肝臓(Jaffeら,N ature genetics 1(1992)372)、神経系(Akliら ,Nature genetics 3(1993)224)等に導入するのに 使用されている。 アデノウイルスは約36kbの寸法の直鎖2本鎖DNAウイルスである。その ゲノムは特に、各末端の逆方向反復(ITR)配列と、パッケージング配列(P si)と、初期遺伝子と、後期遺伝子を含む(図1参照)。主要な初期遺伝子は E1、E2、 E3及びE4領域に含まれる。このうちでE1領域に含まれる遺伝子はウイルス 増殖に必要である。主要な後期遺伝子はL1〜L5領域に含まれる。アデノウイ ルスAd5のゲノムは完全に配列決定されており、データベースでアクセスでき る(特にGenebank M73260参照)。同様に、他のアデノウイルス ゲノム(Ad2、Ad7、Ad12等)も部分的又は完全に配列決定されている 。 アデノウイルスは上記性質と高いウイルス力価が得られることから、既にイン ビボ遺伝子導入に使用されている。この点で、アデノウイルスに由来する種々の ベクターが製造され、種々の遺伝子(β−gal、OTC、α−1AT、サイト カイン等)が組込まれている。これらの構築物の各々でアデノウイルスは遺伝子 導入後に複製できないように改変されている。例えば、従来技術に記載されてい る構築物は、E1領域と場合によりE3領域を欠失し、このレベルに異種DNA 配列を挿入したアデノウイルスである(Levreroら,Gene 101( 1991)195; Gosh−Choudhuryら,Gene 50(19 86)161)。E1領域とE4領域の非必須部分のレベルに欠失を含む構築物 (WO94/12649) や、改変ゲノム構成をもつ構築物(FR9413355)も報告されている。 しかし、アデノウイルスの工業及び治療的利用はこれらの組換えウイルスの現 行製造方法によりまだ制限されている。 アデノウイルスは実際にコンピテントパッケージング細胞系に組換えウイルス のDNAをトランスフェクトすることにより製造される。トランスフェクション は、組換えウイルスの完全ゲノムをもつ構築物を入手できる場合には単純なトラ ンスフェクションでよいが、多くの場合には組換えウイルスゲノムの種々の部分 を付加する複数のDNAフラグメントの同時トランスフェクションを用いる。そ の場合、組換えウイルスのDNAを生成するためには、パッケージング細胞系で 種々の構築物間の1段階以上の相同組換えが必要である。従って、これらの方法 のいずれを実施する場合にも、製造しようとする組換えアデノウイルスのゲノム の全体又は一部をもつ適当な構築物を入手する必要がある。 従来技術にはこれらの構築物の種々のインビトロ製造方法が記載されている。 最も一般に使用されている方法は、ウイルスDNAを単離した後、慣用分子生物 学法(消化、連結等)によ りインビトロ改変する方法である。その後、得られた構築物を精製し、パッケー ジング細胞系にトランスフェクトするために使用する。しかし、この方法は組換 えウイルスの各構築又はDNAの全操作にウイルスストックの製造とウイルスD NAの精製が必要である。組換えウイルスのゲノムの一部をもつプラスミドを使 用し、ゲノムの欠損部分を付加するウイルスと同時トランスフェクトする方法も ある。しかし、上述のように、この方法はパッケージング系で組換えが必要であ り、適当な付加ウイルスが必要である。これらの不都合を解消するために、原核 プラスミドを利用してトランスフェクションに使用可能なウイルスDNAを製造 することが提案されている。特に、Bettら(PNAS 91(1994)8 802)は改変アデノウイルスゲノムを含み大腸菌で複製可能なプラスミド(プ ラスミドpBHG10)の構築について記載している。より詳細には、このプラ スミドはE1、E3及びPsi領域を欠失し、ITR配列の結合により環化され 、アデノウイルスのゲノムの188〜1339領域のレベルに挿入されたプラス ミドpBR322の一部を含むアデノウイルスゲノムをもつ。このプラスミドは 着目遺伝子を挿入するように操作することができ大腸菌で複製 できるが、まだ不都合がある。このプラスミドをウイルス製造に使用するには、 特に少なくともウイルスゲノムの左側領域を付加する第2のプラスミドを併用し なければならない。同様の欠点をもつこの型の他のプラスミドは例えばGrah am(EMBOJ.3(12)(1984)2917)に記載されている。これ らのプラスミドはパッケージング細胞で組換え段階を実施する必要もある。 特に、これらの技術はアデノウイルスゲノムの種々の領域で操作できるように するために種々のプラスミドを使用する必要がある。更に、組換えウイルスが得 られるのは、パッケージング細胞に同時トランスフェクトしたゲノムフラグメン トの相同組換え後に限られる。このため、組換えウイルスの獲得頻度は一層制限 され、工程全体に時間がかかる。 従って、従来技術では組換えアデノウイルスゲノムを製造するために容易に操 作可能で且つインビトロ増幅可能な適当なプラスミドを入手できることが明らか に必要である。また、こうして製造されたゲノムが、(i)免疫応答を誘発し得 、(ii)耐性タンパク質をコードし得、(iii)ベクターとしてのウイルス の能力を低下させ得るプラスミド由来領域を実質的に欠 失していることも重要である。 本発明はこれらの不都合を解消することができる。本発明は実際に、これらの 全要件を満たし、治療的に使用可能な組換えアデノウイルスを迅速且つ有効にク ローニング製造することが可能なプラスミドに関する。 より詳細には、本発明の第1の目的は当該組換えアデノウイルスゲノムには存 在しない1種以上の制限部位に挟まれた(即ち、そのような部位を両端に有する )組換えアデノウイルスゲノムを含むプラスミドである。 このようなプラスミドの1例を図2に示す。 本発明によるプラスミドに存在する組換えアデノウイルスゲノムは完全ゲノム であると有利である。こうするとウイルスゲノムの別の部分を付加する第2の構 築物を使用する必要がなくなり、パッケージング系で組換え段階を実施する必要 がなくなるので特に有利である。本発明によるプラスミドの別の利点は、アデノ ウイルスゲノムが原核プラスミドの領域により遮断されないという点にある。従 って、製造されたゲノムは上述のような欠点をもっプラスミドの領域を含まない 。また、本発明によるプラスミドではアデノウイルスゲノムのITR同士が結合 し ていないので、組換えウイルスを製造するために直接使用可能な直鎖ウイルスD NAを獲得することができる。 従って、本発明によるプラスミドは原核細胞で複製を可能にする第1の領域と 、アデノウイルスゲノムには存在しない1つ以上の制限部位で挟まれたアデノウ イルスゲノムを含む第2の領域を含むと一層好ましい。 本発明によるプラスミドは該プラスミドを含む原核細胞の選択を可能にする領 域も含んでいると一層好ましい。この領域は特に、薬剤耐性、特に抗生物質耐性 を付与する任意の遺伝子により構成され得る。例として、分子生物学で通常使用 されている例えばカナマイシン(Kan r)、アンピシリン(Amp r)、テトラ サイクリン(Tet r)又はスペクチノマイシンに対する耐性を付与する遺伝子 を挙げることができる(Maniatisら,1989)。プラスミドの選択は 抗生物質耐性マーカーをコードする遺伝子以外の遺伝子により実施することがで きる。一般に、このような遺伝子はある細菌にこの細菌が欠損する機能(これは 染色体上で欠失させられたか又は不活性にされた遺伝子に対応し得る)を与え、 プラスミド上でこの機能を回復する遺伝子である。例えば、このような遺伝子は 欠損染色 体機能を回復するトランスファーRNAの遺伝子であり得る(Somoesら, 1991)。 本発明のプラスミドで使用される原核細胞で複製を可能にする領域は、選択さ れた細胞で機能的な任意の複製起点であり得る。このような複製起点としては、 大腸菌polA株で複製を可能にする不和合性グループのプラスミド(例=p RK290)に由来する複製起点が挙げられる。より一般的には、原核細胞で複 製するプラスミドに由来する任意の複製起点であり得る。このプラスミドはpB R322(Bolivarら,1977)の誘導体、pUC(VieraとMe ssing,1982)の誘導体、又は同一不和合性グループ即ち例えばCol E1もしくはpMB1から誘導される他のプラスミドであり得る。これらのプラ スミドは大腸菌で複製する他の不和合性グループで選択することもできる。例え ば不和合性グループA、B、FI、FII、FIII、FIV、H1、H11、 I1、I2、J、K、L、N、OF、P、Q、T、U、W、X、Y、Z又は9に 属するプラスミドから誘導されるプラスミドであり得る。他のプラスミドも使用 でき、そのうちではプラスミドが大腸菌で複製せず、B.subtilis trept omycesP.putidaP.aeruginosaRhizobi um melilotiAgrobacterium tumefacien Staphylococcus aureusStreptomyces pristinaespiralisEnterococcus faec ium 又はClostridium等の他の宿主で複製するものが挙げられる。 好適例としては、大腸菌で複製するプラスミドに由来する複製起点を使用する。 上述のように、本発明のプラスミドに存在するアデノウイルスゲノムは完全又 は機能ゲノム、即ち選択されたパッケージング系でウイルスストックを製造する ために組換え又は連結により他の領域を付加する必要のないゲノムであると有利 である。 好ましくは、組換えアデノウイルスゲノムは少なくともITR配列とパッケー ジングを可能にする配列を含む。 逆方向反復配列(ITR)はアデノウイルスの複製起点を構成する。ITRは ウイルスゲノムの末端に位置する(図1参照)ため、当業者に公知の慣用分子生 物学技術により容易に単離することができる。ヒトアデノウイルス(特に血清型 Ad2及びAd5)及びイヌアデノウイルス(特にCAV1及びCAV2) のITR配列のヌクレオチド配列は文献に記載されている。例えばアデノウイル スAd5については、左側ITR配列はゲノムのヌクレオチド1〜103を含む 領域に対応する。 パッケージング配列(Psi配列とも呼ぶ)はウイルスゲノムのパッケージン グに必要である。この配列は野生型アデノウイルスのゲノムでは左側ITRとE 1領域の間に位置する(図1参照)。この配列は慣用分子生物学技術により人工 的に単離又は合成することができる。ヒトアデノウイルス(特に血清型Ad2及 びAd5)及びイヌアデノウイルス(特にCAV1及びCAV2)のパッケージ ング配列のヌクレオチド配列は文献に記載されている。例えばアデノウイルスA d5については、ゲノムのヌクレオチド194〜358に機能的パッケージング 配列が含まれる。 本発明の好適1態様では、使用するアデノウイルスのゲノムはE1領域の全部 又は一部を欠失する。E1領域は実際にウイルス複製に必須であり、この領域が 不活化すると、複製欠損ウイルス即ちインビボ遺伝子導入後に自律的に複製する ことができないウイルスが形成される。E1領域又は他の任意の該当ウイルス領 域は当業者に公知の任意の技術、特に完全抑圧、置換、 部分欠失、又は該当遺伝子への1個以上の塩基の付加により非機能的にすること ができる。このような改変は例えば遺伝子工学技術により本発明のプラスミドで 直接容易に実施することができる。使用するアデノウイルスのゲノムはヌクレオ チド454〜3328(PvuII−BglIIフラグメント)又は382〜3 446(HinfII−Sau3Aフラグメント)に含まれるE1領域の一部を 欠失していると有利である。 特に有利な態様によると、使用するアデノウイルスのゲノムはE3及び/又は E4及び/又はIVA2領域の全部又は一部も欠失している。出願人はこれらの 種々の欠失をもつウイルスを構築できることを今般立証した。これらの付加欠失 により、ベクターの安全性を増すと共にその能力を増すことができる。 好ましくは、アデノウイルスゲノムは少なくとも読取り枠ORF3及びORF 6を含むE4領域の一部を欠失している。アデノウイルスゲノムは更に、複製粒 子による汚染の危険を避けるように、参考資料として本願の一部とする仏国特許 出願第9413355号に記載されているように改変してもよい。 好ましくは、組換えアデノウイルスゲノムは更に着目核酸を含む。着目核酸は アデノウイルスのゲノムの種々の部位に挿入 することができる。E1、E3又はE4領域のレベルに挿入すると有利である。 但し、他の部位も当然使用できる。特に、ゲノムのヌクレオチド配列が得られる ならば、当業者は着目核酸を挿入可能な領域を同定することができる。 着目核酸は標的細胞への導入及び/又は発現が所望される任意の導入DNA配 列であり得る。 特に、着目核酸は1種以上の治療遺伝子及び/又は抗原性ペプチドをコードす る1種以上の遺伝子を含み得る。 このように導入可能な治療遺伝子は、標的細胞内で転写して場合により翻訳さ れると治療効果をもつ物質を産生する任意の遺伝子である。 産生される物質は標的細胞に対して同種の物質(則ち標的細胞が疾病をもたな い場合に該標的細胞で正常に発現される物質)であり得る。この場合、発現は例 えば細胞における不十分な発現や改変によって不活性もしくは僅かに活性にされ たタンパク質の発現を緩和したり、このようなタンパク質を過剰発現させること ができる。治療遺伝子は更に、強化された安定性、改変された活性等をもつ細胞 タンパク質の突然変異体をコードしていてもよい。産生される物質は標的細胞に 対して異種でもよい。 この場合には、発現されるタンパク質は細胞が疾病に対抗できるように例えば細 胞の欠損活性を補ったり付加することができる。 治療物質としては、特に酵素、血液誘導体、ホルモン、リンホカイン(例えば インターロイキン、インターフェロン、TNF等)(WO93/19191)、 成長因子、神経伝達物質又はその前駆物質もしくは合成酵素、栄養因子(例えば BDNF、CNTF、NGF、IGF、GMF、aFGF、bFGF、NT3、 NT5等)、アポリポタンパク質(例えばApoAI、ApoAIV、ApoE 等)(WO94/25073)、ジストロフィン又はミニジストロフィン(FR 9111947)、腫瘍抑制遺伝子(例えばp53、Rb、Rap1A、DCC 、k−rev等)(WO9424297)、因子VII、VIII、IX等の凝 血関連因子をコードする遺伝子、自殺遺伝子(TK等)等を挙げることができる 。 治療遺伝子は標的細胞で発現されると遺伝子の発現又は細胞mRNAの転写を 制御することが可能なアンチセンス遺伝子又は配列でもよい。このような配列は 、例えばヨーロッパ特許第140308号に記載の方法に従って標的細胞で細胞 mRNA の相補的RNAに転写され、そのタンパク質翻訳を阻止することができる。 上述のように、着目核酸はヒトで免疫応答を生じることが可能な抗原ペプチド をコードする1種以上の遺伝子も含み得る。従って、この特定実施態様では、本 発明は特に微生物又はウイルスに対してヒトを免疫することが可能なワクチンを 製造することができる。このようなペプチドとしては特に、エプスタイン−バー ルウイルス、HIVウイルス、B型肝炎ウイルス(EP185573)、偽狂犬 病ウイルスの特異抗原ペプチド、又は腫瘍特異抗原ペプチド(EP259212 )が挙げられる。 一般に、着目核酸は感染細胞で治療遺伝子及び/又は抗原ペプチドをコードす る遺伝子を発現させることが可能な配列も含む。このような配列は、該配列が感 染細胞で機能し得るときに着目遺伝子の発現に天然に関与する配列であり得る。 (他のタンパク質又は合成タンパク質の発現に関与する)別の起源の配列でもよ い。特に、真核又はウイルス遺伝子のプロモーター配列でもよい。例えば感染さ せることが所望される細胞のゲノムに由来するプロモーター配列であり得る。更 に、使用されるアデノウイルスを含むウイルスのゲノムに由来するプロモーター 配列でもよい。この点では、例えばE1A、MLP、CMV、RSV遺伝子等の プロモーターを挙げることができる。更に、活性化、調節等の配列を付加してこ れらの発現配列を改変してもよい。また、挿入される遺伝子が発現配列を含まな い場合には、このような配列の下流で欠損ウイルスのゲノムに挿入してもよい。 最後に、着目核酸は更に、標的細胞の分泌経路に合成治療物質を導くシグナル配 列を特に治療遺伝子の上流に含んでいてもよい。このシグナル配列は治療物質の 天然シグナル配列でもよいし、他の任意の機能シグナル配列又は人工シグナル配 列でもよい。 本発明によるプラスミドは種々の起源のアデノウイルスを使用して構築するこ とができる。実際に、構造と性質が多少異なる種々の血清型のアデノウイルスが 特性決定されている。これらの血清型のうちでは、本発明の範囲では2もしくは 5型のヒトアデノウイルス(Ad2又はAd5)又は動物起源のアデノウイルス (国際公開第WO94/26914号参照)を使用すると好ましい。本発明の範 囲で使用可能な動物起源のアデノウイルスのうちでは、イヌ、ウシ、マウス(例 えばMav1,Beardら,Virology,75(1990)81)、 ヒツジ、ブタ、トリ又はサル(例えばSAV)起源のアデノウイルスを挙げるこ とができる。好ましくは動物起源のアデノウイルスはイヌアデノウイルス、より 好ましくはアデノウイルスCAV2[例えばマンハッタン株又はA26/61( ATCC VR−800)]である。 本発明の特定態様によると、使用するアデノウイルスはヒト起源のアデノウイ ルスである。別の有利な態様によると、アデノウイルスは動物起源のアデノウイ ルスである。 上述のように、組換えアデノウイルスゲノムは該ゲノムに不在の1つ以上の制 限部位で挟まれていると有利である。この部位により、プラスミドから組換えア デノウイルスゲノムを簡単且つ有効に切り出すことができる。アデノウイルスの ゲノム配列は公知であり、入手できるので、当業者はこのゲノムに不在の制限部 位を日常実験により選択することができる。例えば、PacI、NspV及び wa I(Ad5の場合)又はSnabI(Ad2の場合)を挙げることができる 。アデノウイルスゲノムの配列を改変することにより所定の部位を単一にするこ とも可能である。例えば、大腸菌で構築されたアデノウイルス配列で対応する制 限部位が抑圧、修飾又は欠失されている場合 には他の酵素を使用してもよい。これらの部位はアデノウイルスゲノムの末端に 直接配置してもよいし、数塩基対離して配置してもよい。 本発明で特に好適なプラスミドはプラスミドRK2の複製起点と、テトラサイ クリン耐性遺伝子と、非機能的領域E1及びE3をもち且つ2つのPacI部位 で挟まれた組換えアデノウイルスゲノムを含むプラスミドpXL2638である 。着目核酸はアデノウイルスゲノムの種々の部位に挿入することができ、特にE 1、E3及びE4領域のレベルに挿入することができる。このためには、特にX baI部位等の種々の制限部位を使用することができる。 本発明によるプラスミドは種々の方法で構築することができる。1好適方法に よると、まず最初にアデノウイルスゲノムのITRをもち且つ適当な制限部位で 挟まれたフラグメントを構築する。これらのITRを次に原核プラスミドに導入 し、第3段階で組換えアデノウイルスゲノムを連結又は組換えによりITR間で 再構築する。所望の組換えアデノウイルスゲノムとプラスミドの相同領域(IT Rとフランキング領域を含む)の間の組換えによりゲノムを再構築するのが好ま しい。 より詳細には、ゲノムの再構築は相同組換え事象を選択するようにpolA株 を使用することにより大腸菌で実施することができる。当然のことながら、組換 え事象の選択を可能にする系の不在下でこれらの構築を実施することもできる。 実際に、このような組換え事象はミニ調製、マーカーの喪失もしくは獲得、又は 獲得もしくは喪失された結合に特異的な放射性プローブを用いてスクリーニング することができる。更に、大腸菌で相同組換え事象を選択することが可能な他の 方法もある。これらの方法のうちでは、複製に感熱性のプラスミドの使用(Ha miltonら,1989)、非複製環状分子の使用(例えばSlaterとM aurer,1993に記載)、使用されるベクターが複製しない株の使用(M illerとMekalanos,1988,Zeefら,1994)等が挙げ られる。これらの全方法は、pBR322から誘導されるプラスミド、その多数 の誘導体、PolAに依存して複製する他のプラスミド、又は大腸菌で複製しな いプラスミドによる形質転換とpolA株に代用することができる。 本発明の別の目的は、上記のようなプラスミドを含む任意の原核細胞に関する 。このような細胞としては、特に組換えDN Aを導入可能なベクター系が存在する任意の細菌が挙げられる。例えば大腸菌、Salmonella typhimuriumBacillus subt ilisPseudomonas putidaPseudomonas aeruginosaAgrobacterium tumefaciensRhizobium meliloti又はStreptomyces属の細 菌が挙げられる。これらの細胞は当業者に公知の技術により形質転換により得る と有利である。形質転換は特にCaCl2形質転換法(DagertとEhrl ich,1979)、Hanahanら(1983)により開発された方法又は 該方法から派生した全方法(Maniatisら,1989)、及び電気形質転 換(Wirthら,1989)により実施することができる。後記一般分子生物 学技術も参照されたい。 本発明の別の目的は、組換えアデノウイルスゲノムの製造方法である。この方 法によると、上記のような原核細胞を培養した後、第2段階でプラスミドを回収 する。十分な量のプラスミドを産生させるために十分長い時間培養を行うと有利 である。プラスミドは当業者に公知の任意のプラスミドDNA製造技術 により回収することができる。例えば、透明溶菌液の調製後、塩化セシウム勾配 中で遠心分離することにより回収できる(Maniatisら,1989)。例 えばトリトンX−100(Ausubelら,1987)を使用したり、染色体 DNAとタンパク質の大部分からプラスミドDNAの溶菌分離段階後にアニオン 交換カラムを使用する他の溶菌法などの他の技術を使用してもよい。こうして回 収したプラスミドを次いで精製し、ウイルスゲノムの両端部位に対応する制限酵 素の存在下で処理する。こうして、組換えウイルスのクローニング製造に直接使 用可能な直鎖状組換えアデノウイルスゲノムを単一段階で生成することができる 。 この点では、組換えウイルスを製造するための第1の方法は、本発明のプラス ミドから製造したウイルスゲノムをコンピテントパッケージング細胞系、即ち欠 損ウイルスの相補に必要な全機能をトランス位にもつ細胞系にトランスフェクト する方法である。これらの機能を細胞のゲノムに組み込み、組換えの危険を減ら すと共に、細胞系に高い安定性を付与することが好ましい。 第2のアプローチは、製造した組換えゲノムと1種以上のヘ ルパーウイルス又はプラスミドのDNAを適当な細胞系に同時トランスフェクト する方法である。この方法によると、組換えアデノウイルスの全欠損機能を相補 することが可能なコンピテント細胞系を入手する必要がない。これらの機能の一 部は実際にヘルパーウイルスにより相補される。このヘルパーウイルスはそれ自 体欠損ウイルスである。 使用可能な細胞系のうちでは、特にヒト胎児腎293系(Grahamら,J .Gen.Virol.36(1977)59)を挙げることができる。この系 は特にヒトアデノウイルスAd5のゲノムの左側部分(12%)をそのゲノムに 組み込んでいる。上述の方法により得られたプラスミドの消化産物を用いると、 アデノウイルスゲノムの精製段階を必要とせずにトランスフェクションを直接実 施できるという利点がある。 本発明は前記方法により製造された1種以上の組換えアデノウイルスを含む任 意の医薬組成物にも関する。本発明の医薬組成物は局所、経口、非経口、鼻腔内 、静脈内、筋肉内、皮下、眼内、経皮等の経路で投与するように調合することが できる。 好ましくは、医薬組成物は注射用調合物に医薬的に許容可能なキャリヤーを含 有する。キャリヤーとしては、特に滅菌等張 塩類溶液(リン酸の一ナトリウム塩、二ナトリウム塩、塩化ナトリウム、塩化カ リウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム等、又はこれらの塩の混合物)、又 は場合に応じて滅菌水もしくは生理的血清を加えると注射可能な溶質を構成でき る乾燥組成物、特に凍結乾燥組成物が挙げられる。 注射に使用するウイルスの用量は種々のパラメーター、特に使用する投与方法 、該当疾病、発現させようとする遺伝子、又は所望の治療期間に応じて適応でき る。一般に、本発明による組換えアデノウイルスは104〜1014pfu、好ま しくは106〜1010pfuの用量で調合及び投与される。pfu(「プラーク 形成単位」)なる用語はウイルス溶液の感染能に対応し、適当な細胞培養物の感 染により測定され、一般に15日後の感染細胞のプラーク数を表す。ウイルス溶 液のpfu力価の測定方法は文献に詳細に記載されている。 挿入する異種DNA配列に応じて、遺伝病(ジストロフィー、嚢胞性線維症等 )、神経変性病(アルツハイマー病、パーキンソン病、ALS等)、癌、凝血障 害又はリポタンパク異常血症に結び付けられる疾病、ウイルス感染に結び付けら れる疾病(肝炎、AIDS等)等を含む多数の疾病の治療又は予防に本 発明のアデノウイルスを使用することができる。 以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、これらの実施例は単なる 例示であってこれによって発明を制限するものではない。 図面の説明 図1 :アデノウイルスAd5の遺伝子地図。図2 :pXL2626及びpXL2627の制限地図。Ampr:アンピシリン 耐性遺伝子;pMB1 Ori:pMB1の複製起点;Tetr:テトラサイク リン耐性遺伝子;RK2Ori:プラスミドRK2の複製起点。プラスミドの地 図の円部分は2ITRに対して示す0.8kbと同一縮尺ではない。図3 :プラスミドpXL2638の構築。この構築は実施例1〜2に記載するよ うにSF800(大腸菌polA)で相同組換えにより実施する。Ampr:ア ンピシリン耐性遺伝子;pMB1 Ori:pMB1の複製起点;Tetr:テ トラサイクリン耐性遺伝子;RK2 Ori:プラスミドRK2の複製起点。プ ラスミドの地図の円部分はアデノウイルス配列と同一縮尺ではない。一般クローニング・分子生物学技術 塩化セシウム−臭化エチジウム勾配によるプラスミドDNAの遠心分離、制限 酵素消化、ゲル電気泳動、大腸菌の形質転換、核酸の沈降等のような慣用分子生 物学法は文献に記載されている(Maniatisら,1989)。 酵素はNew−England Biolabs(Beverly,MA)の 製品を用いた。連結にあたっては、DNAフラグメントを0.8→1.5%アガ ロースゲルで寸法に従って分離し、GeneClean(BIO101,LaJ olla CA)により精製し、ファージT4のDNAリガーゼの存在下、緩衝 液Tris−HCl(pH7.4)50mM,MgCl210mM,DTT 1 0mM,ATP 2mM中で14℃で一晩インキュベートする。 連結したDNAを使用して、コンピテントにした大腸菌TG1株[D(lac proA,B),supEthihsdD5/ F traD36pr oA + +lacIq,lacZDM15](Maniatisら,1982 )又は大腸菌polA株SF800(Heffronら,1977)を形質転換 させる。PCR(ポリメラーゼ連鎖反応)による増幅 もManiatisら,1989に従い、MgCl2濃度8mM、変性温度95 ℃、ハイブリダイゼーション温度55℃、伸長温度72℃とし、このサイクルを PE9600 Thermalcycler(Perkin Elmer,No rwalk CO)で25回繰り返すことにより実施した。 オリゴヌクレオチドは、自動DNA合成器Applied Biosyste mモデル394(Applied Biosystem,Foster Cit y CA)を製造業者の指示に従って使用し、シアノエチル基によりβ保護した ホスホラミダイト化学(Sinhaら,1984,Giles 1985)を使 用することにより合成する。 配列決定は蛍光プライマーを使用して連鎖終結法により2本鎖鋳型上で実施し た。製造業者の指示に従ってApplied Biosystem(Appli ed Biosystem,Foster City CA)で配列決定キット Taq Dye Primer Kitを使用した。実施例1 :大腸菌で複製する不和合性グループPのプラスミドにおける、固有制 限部位で挟まれた5型ヒトアデノウイルスゲノムのクローニング実施例1−1 :本実施例は末端(ITR)をPacI部位で挟むようにアデノウ イルスゲノムの末端をPCRにより増幅する方法に関する。 後で十分な組換え頻度が得られるように、約400bpの増幅済みフラグメン トを選択した。 次の3種のオリゴヌクレオチドを選択した。 オリゴ1はITRの末端に対応するので2つの増幅に共通である。 最初の6個のヌクレオチドは二次構造の形成を避ける尾部を構成する。続く6 個のヌクレオチドは中間クローニング段階に使用される制限部位EcoRIを構 成する。続く8個のヌクレオチドはAd5のゲノムに欠失するPacI部位を生 成する(アデノウイルスAd5の配列はGenebankから入手でき、1文字 表記ではADRCOMPGENである)。 続く27個のヌクレオチドはAd5のゲノムの1〜27位の左側末端に対応す る。オリゴ1の配列: オリゴ1と併用するオリゴ3は左側末端に384bpのフラグメントを増幅す ることができる。オリゴ3は6ヌクレオチドの尾部を含む。続く18個のヌクレ オチドはPstI、KpnI及びSpeI部位を生成する。続く24個のヌクレ オチドはAd5で選択される361〜385位の配列の逆方向に相補的な配列に 対応する。オリゴ3の配列: 左側末端の増幅に選択される鋳型はプラスミドpCLAIである。プラスミド pCLAIはpIC19Hにクローニングした454bpのEcoRI−Xba Iフラグメントとしての左側末端を含む。 オリゴ1と併用するオリゴ2は右側末端に418bpのフラ グメントを増幅することができる。オリゴ2は6ヌクレオチドの尾部を含む。続 く6個のヌクレオチドはPstI部位を生成する。続く24個のヌクレオチドは Ad5で選択される35517〜35540位の配列に対応する。オリゴ2の配列: 右側末端の増幅に選択される鋳型はプラスミドpY23である。プラスミドp Y23はpIC19Hの和合性XbaI−BamHI部位にクローニングした4 70bpのAvrII−BclIフラグメントとしての右側末端を含む。 PCR産物をアガロースゲルに載せた。所望寸法のフラグメントをEcoRI 及びPstIで消化し、精製し、EcoRI及びPstIで消化したpUC19 の存在下で連結した。得られた2個の組換えプラスミドの左側末端をpXL26 23及び右側末端をpXL2624と命名した。インサートに突然変異が存在し ないことを配列決定により確認した。これらのプラスミドのEcoRI−Pst Iフラグメントを上述のように精製 した。2個のフラグメントをEcoRIで直鎖化したpUC19中で連結させた 。得られた組換えプラスミドはAd5の末端を逆向きに含み、これをpXL26 26と呼ぶ(図2)。実施例1−2PacI部位により挟まれたアデノウイルスゲノムΔE1,ΔE 3を含むプラスミドの大腸菌における構築。 アデノウイルスゲノムを受容するために利用したベクターは不和合性グループ に属すると思われるpRK290(Dittaら,1980)である。このベ クターは大腸菌polA株で複製する。 採用した組み込みストラテジーは大腸菌SF800株におけるプラスミドpX L2627及びpFG144の間の相同組換えである(Grahamら,198 6)。 プラスミドpFG144はAd5の完全ゲノムのE1及びE3領域に2つの欠 失を含む。該プラスミドはpMX2から誘導され、アンピシリン耐性遺伝子と、 大腸菌SF800株で複製できないようにする複製起点pMB1を含む。 まず最初にpXL2626の構築について上述したプロトコールに従い、Ad 5のゲノムの相互に逆向きの末端をpRK290の固有EcoRI部位にクロー ニングした。大腸菌SF 800株をコンピテントにし、pXL2627により形質転換させた。培養物を テトラサイクリンの存在下でLB培地にプレーティングした。その後、テトラサ イクリン耐性クローンからの細胞をコンピテントにし、プラスミドpFG144 により形質転換させた後、テトラサイクリン及びアンピシリンの存在下でLB培 地にプレーティングした。このプラスミドは大腸菌SF800株では複製しない ので、2種のプラスミド間で相同組換えが行われる場合にしかテトラサイクリン 及びアンピシリン耐性は獲得できない。実際に、これらの2種のプラスミドはA d5のゲノムの418bp右側末端と384bp左側末端を共有する。この第1 回の組換えによるプラスミドは2組の末端をもつ(図2)。従って、プラスミド の内側で第2の乗換えが生じ得る。この場合には、可能な2つの事象のうちで一 方のみが所望の構築を生じ、他方はAd5のゲノムの完全欠失とアンピシリン耐 性遺伝子の喪失をもたらす。テトラサイクリン及びアンピシリンを補充したLB 培地で60世代に相当する連続希釈培養によりこの第2の組換えを助長した。単 離したクローンのDNAをサザンブロットにより分析した。次のオリゴヌクレオ チドプローブを合成した。 塩基1〜9はAd5の配列上の377〜385位の左側領域に対応する。塩基 28〜36は35517〜35525位の右側領域の配列に対応する。エンドヌ クレアーゼPacIとClaI又はPacIとNdeIで消化すると所望のプラ スミド構造を示した。このような事象に対応し、図3に示すプラスミド構造をも つクローンを選択した。これをpXL2628と命名した。 pXL2628をXbaIで消化し、再連結した後、コンピテント大腸菌TG 1細胞で形質転換させた。クローンTetR及びAmpSを選択した。その制限プ ロフィルはpMX2に対応する領域を欠失していることを示す。このクローンを pXL2638と命名した。 pXL2638をPacIで消化すると、34kbのフラグメントとしてAd 5のゲノムが遊離する。このフラグメントは、アデノウイルスのE1機能にトラ ンス相補する哺乳動物細胞のトランスフェクション実験にそのまま使用できる。実施例2 :組換えアデノウイルスの製造 複数の遺伝子を被験哺乳動物細胞で発現させるのに適した調節シグナルと共に これらの遺伝子を含むフラグメントを挿入するか、アデノウイルスのゲノムの所 定のフラグメントを欠失させるか、又はこれらの2つの事象の併用により、まず 第1段階で組換えアデノウイルスクローンを大腸菌で構築し、その後、産生細胞 のトランスフェクション後にこのような組換えウイルスのストックが得られる。 プラスミドpXL2638は、形質転換コンピテント大腸菌TG1細胞の培養 物から精製される。アデノウイルスゲノムは酵素PacIの存在下で消化するこ とにより遊離される。消化産物は組換えアデノウイルスを製造するために直接使 用される。このためには、リン酸カルシウムの存在下でpXL2638の消化産 物を293系細胞にトランスフェクトする。その後、産生された組換えアデノウ イルスを薄膜精製により選択する。単離後、組換えアデノウイルスを293細胞 系で増幅し、約1010pfu/mlの力価をもつ未精製組換えアデノウイルスを 含む培養上清を得る。 次に、公知技術(特にGrahamら,Virology 52(1973)456参照)に従い、ウイルス粒子を塩化セシウム勾配で遠心 分離により精製する。アデノウイルスは20%グリセロール中で−80℃で保存 することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C12R 1:92) (C12N 1/21 C12R 1:19) (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FR,GB,GR,IE,IT,LU,M C,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF,CG ,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE,SN, TD,TG),AP(KE,LS,MW,SD,SZ,U G),UA(AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM ),AL,AM,AU,BB,BG,BR,CA,CN ,CZ,EE,FI,GE,HU,IS,JP,KP, KR,LK,LR,LT,LV,MD,MG,MK,M N,MX,NO,NZ,PL,RO,SG,SI,SK ,TR,TT,UA,US,UZ,VN (72)発明者 オルシニ,セシール フランス国、エフ−75012・パリ、リユ・ ドウ・ラ・ブツト、19 (72)発明者 ビーニユ,エマニユエル フランス国、エフ−94200・イブリー−シ ユール−セーヌ、リユ・ジヤン−ル−ガ ル、60 (72)発明者 イエ,パトリス フランス国、エフ−75005・パリ、リユ・ ラセペード、11・ビス

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.当該組換えアデノウイルスゲノムには存在しない1つ以上の制限部位に挟ま れた組換えアデノウイルスゲノムを含む原核プラスミド。 2.原核細胞における複製を可能にする第1の領域と、当該アデノウイルスゲノ ムには存在しない1つ以上の制限部位に挟まれたアデノウイルスゲノムを含む第 2の領域を含むことを特徴とする原核プラスミド。 3.複製を可能にする領域が、原核細胞で機能的な複製起点を含むことを特徴と する請求項1又は2に記載のプラスミド。 4.複製起点がRK2、pBR322及びpUCから選択される細菌プラスミド に由来することを特徴とする請求項3に記載のプラスミド。 5.複製を可能にする第1の領域が、前記プラスミドを含む原核細胞の選択を可 能にする領域も含むことを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載のプ ラスミド。 6.組換えアデノウイルスゲノムが少なくともITR配列とパッケージング配列 を含むことを特徴とする請求項1から5のい ずれか一項に記載のプラスミド。 7.アデノウイルスゲノムがE1領域の全部又は一部を欠失していることを特徴 とする請求項6に記載のプラスミド。 8.アデノウイルスゲノムが、残基454〜3328又は382〜3446に対 応するE1領域の一部を欠失していることを特徴とする請求項7に記載のプラス ミド。 9.アデノウイルスゲノムがE4及び/又はE3及び/又はIva2領域の全部 又は一部を欠失していることを特徴とする請求項6又は7に記載のプラスミド。 10.アデノウイルスゲノムが少なくとも読取り枠ORF3及び/又はORF6 を含むE4領域の一部を欠失していることを特徴とする請求項9に記載のプラス ミド。 11.アデノウイルスゲノムがヒト又は動物に由来す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プラスミド。 12.アデノウイルスゲノムが2又は5型のヒトアデノウイルスゲノムであるこ とを特徴とする請求項11に記載のプラスミド。 13.アデノウイルスゲノムが血清型CAV2から選択される イヌアデノウイルスゲノムであることを特徴とする請求項11に記載のプラスミ ド。 14.組換えアデノウイルスゲノムがアデノウイルスAd5に由来し、PacI 、NspV又はSwaI部位で挟まれていることを特徴とする請求項1から13 のいずれか一項に記載のプラスミド。 15.組換えアデノウイルスゲノムが着目核酸を含むことを特徴とする請求項1 から14のいずれか一項に記載のプラスミド。 16.プラスミドRK2の複製起点と、テトラサイクリン耐性遺伝子と、非機能 的E1及びE3領域をもち且つ2個のPacI部位で挟まれた組換えアデノウイ ルスゲノムを含むことを特徴とするプラスミドpXL2638。 17.請求項1から16のいずれか一項に記載のプラスミドを含む原核細胞。 18.請求項17に記載の原核細胞を培養し、プラスミドを回収することを含む 組換えアデノウイルスゲノムの製造方法。 19.付加段階でアデノウイルスゲノムを切り出すようにプラスミドを処理する ことを特徴とする請求項18に記載の方法。 20.アデノウイルスゲノムの両端部位に対応する制限酵素の 存在下でプラスミドを処理することを特徴とする請求項19に記載の方法。 21.請求項18から20のいずれか一項に記載の方法により製造されたアデノ ウイルスゲノムをパッケージング細胞系にトランスフェクトし、産生されたアデ ノウイルスを回収することを特徴とする組換えアデノウイルスの製造方法。 22.細胞系が293系であることを特徴とする請求項21に記載の方法。 23.請求項18に記載の方法により製造された1種以上の組換えアデノウイル スを含む医薬組成物。
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