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WO2002000264A1 - Virus vector for transferring gene into renal cells - Google Patents

Virus vector for transferring gene into renal cells Download PDF

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Publication number
WO2002000264A1
WO2002000264A1 PCT/JP2001/005513 JP0105513W WO0200264A1 WO 2002000264 A1 WO2002000264 A1 WO 2002000264A1 JP 0105513 W JP0105513 W JP 0105513W WO 0200264 A1 WO0200264 A1 WO 0200264A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
gene
cells
vector
virus
kidney
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2001/005513
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Enyu Imai
Yoshitaka Isaka
Masayuki Fukumura
Mamoru Hasegawa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dnavec Research Inc
Original Assignee
Dnavec Research Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dnavec Research Inc filed Critical Dnavec Research Inc
Priority to US10/312,476 priority Critical patent/US20030170897A1/en
Priority to CA002414077A priority patent/CA2414077A1/en
Priority to AU2001266337A priority patent/AU2001266337A1/en
Priority to HK03104402.1A priority patent/HK1052140A1/en
Priority to HK03109177.3A priority patent/HK1056693B/xx
Priority to EP01943839A priority patent/EP1297852A4/en
Publication of WO2002000264A1 publication Critical patent/WO2002000264A1/ja
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Ceased legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/79Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
    • C12N15/85Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for animal cells
    • C12N15/86Viral vectors
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K48/00Medicinal preparations containing genetic material which is inserted into cells of the living body to treat genetic diseases; Gene therapy
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2760/00MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA ssRNA viruses negative-sense
    • C12N2760/00011Details
    • C12N2760/18011Paramyxoviridae
    • C12N2760/18811Sendai virus
    • C12N2760/18841Use of virus, viral particle or viral elements as a vector
    • C12N2760/18843Use of virus, viral particle or viral elements as a vector viral genome or elements thereof as genetic vector
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2800/00Nucleic acids vectors
    • C12N2800/30Vector systems comprising sequences for excision in presence of a recombinase, e.g. loxP or FRT

Definitions

  • the present invention relates to a paramyxovirus vector for introducing a gene into kidney cells.
  • mammalian kidneys are composed of structurally complex tissues including arteries and veins, tubules, glomeruli, etc., and have relatively low turnover, making it difficult to obtain sufficient gene transfer efficiency until now.
  • Met The structure of the kidney is crucial to its normal function as an organ, and the transfer of genes requires manipulation without damaging the organ or tissue.
  • it is difficult to efficiently introduce a gene targeting various cells such as glomeruli, tubules, and stroma among various cells constituting the kidney.
  • HVJ hemagglutinating virus of Japan; Sendai virus
  • ribosome a method using HVJ (hemagglutinating virus of Japan; Sendai virus) and ribosome has been attempted (Tomita, N. et al., Biochem. Biophys. Res. Commun. 186: 129). -134, 1992).
  • HMG-1 high mobility group 1
  • Adenovirus vectors are known to elicit relatively high immune responses, and the introduced cells are attacked by an early stage nonspecific inflammatory response followed by a specific immune response through cytotoxic T lymphocytes. Is done. Attempts to develop adenovirus vectors with reduced immunogenicity due to gene deletion or modification are not yet sufficient.
  • Retroviral vectors are also known as viral vectors used for gene therapy. Retroviral vectors have the advantage of being able to stably express a transgene for a long period of time because the gene is inserted into the chromosome of the host, but generally have a limited target cell type, and Need to be. Because many kidney cells are terminally differentiated, non-dividing cells, gene therapy using retroviral vectors is primarily limited to ex vivo. For this reason, vectors based on pseudotyped renichivirus have been developed, but there are risks such as activation of oncogenes due to random insertion into chromosomes and deletion of tumor suppressor genes. In addition, there are disadvantages such as difficulty in preparing a high-titer virus vector. Disclosure of the invention
  • An object of the present invention is to provide a virus vector that can introduce a gene into kidney cells with high efficiency, and its use. More specifically, the present invention Provided are a paramyxovirus vector used for introduction, a composition for introducing a gene into renal cells containing the vector, and a method for introducing a gene into renal cells using the vector.
  • a recombinant Sendai virus vector carrying a foreign gene exhibits the ability to introduce a gene into kidney cells with extremely high efficiency.
  • Both the perfusion from the renal artery and the retrograde administration from the ureter can introduce genes into renal cells diffusely over a wide area of the kidney, especially when administered from the renal artery.
  • high GFP expression was observed in cells such as stromal cells and glomerular cells.
  • Expression of the gene introduced by the Sendai virus persisted for at least about one month, and transgene expression was observed in tubular cells in renal tissues after a long period of time.
  • retrograde administration from the ureter showed expression mainly in tubule cells (distal tubule and proximal tubule) and expression in stromal cells.
  • the present inventors have proposed that the recombinant paramyxovirus vector can 1) express a gene in kidney cells with high efficiency, and 2) introduce a gene into different cells depending on the administration route, For administration from the renal artery, stromal cells It was found that macrophages did not infiltrate into the vicinity of sphere tissue, and 3) expression of viral genome and foreign gene was stable for a long period of time. These results demonstrate that paramyxovirus vectors are useful for renal gene transfer.
  • the use of adenovirus vectors has been attempted in the field of gene transfer research into the kidney, but the paramyxovirus vector of the present invention has the same or better compatibility as the adenovirus for gene transfer into the kidney. It can be a vector.
  • Adenovirus vectors have several important advantages, such as high transgene expression and high transduction efficiency, independent of the cell cycle, but they are also common in recombinant paramyxoviruses.
  • adenovirus vectors It is often a problem with adenovirus vectors that short infection times do not provide sufficient infection efficiency for target cells. This is thought to be because long-term contact is required for the vector particles to be taken up into cells via the Coxsackie 1-adenovirus receptor (CAR).
  • CAR Coxsackie 1-adenovirus receptor
  • paramyxovirus has an extremely large advantage in clinical gene transfer, since sufficient infection efficiency can be obtained even after short exposure to cells. Considering such characteristics of the paramyxovirus vector, the paramyxovirus vector of the present invention is considered to be a very promising vector for gene therapy in various clinical situations.
  • the present invention relates to a paramyxovirus vector for gene transfer into kidney cells and a method for gene transfer using the same, more specifically,
  • kidney cells are cells selected from the group consisting of stromal cells, glomerular cells, and tubular cells.
  • composition according to (8) which is used for intravascular administration.
  • composition according to (8) which is used for intraurethral administration.
  • the “paramyxovirus vector” refers to a vector (carrier) derived from a paramyxovirus and introducing a gene into a host cell.
  • the paramyxovirus vector of the present invention may be a ribonucleoprotein (RNP) or a virus particle having infectivity.
  • RNP ribonucleoprotein
  • the term "infectivity” refers to the fact that the recombinant paramyxovirus vector retains the ability to adhere to cells and the ability to fuse membranes. It refers to the ability to do things.
  • the paramyxovirus vector of the present invention carries a foreign gene so that it can be expressed.
  • the paramyxovirus vector of the present invention may have a replication ability, or may be a defective vector having no replication ability. No. "Replicating" means that when a viral vector infects a host cell, the virus is replicated in the cell and infectious virus particles are produced.
  • Recombinant refers to a compound or composition produced via a recombinant polynucleotide.
  • Recombinant polynucleotides are polynucleotides that are not associated as in their natural state.
  • the term “recombinant” paramyxovirus vector refers to one paramyxovirus vector constructed by genetic manipulation or a paramyxovirus vector obtained by amplifying the same.
  • a recombinant paramyxovirus vector can be produced, for example, by reconstituting a recombinant paramyxovirus cDNA.
  • paramyxovirus refers to a virus belonging to the Paramyxoviridae family or a derivative thereof.
  • the applicable paramyxovirus of the present invention for example Sendai virus (Sendai virus) Nyukatsusunore of O ⁇ aramyxoviridae) of para Miku saw Ino-less family; / Hei Uinoresu (Newcastle disease virus), Otafu ⁇ s mosquito 3 ⁇ 4 ⁇ Innores (Mumps virus), Measles virus (Measles virus), RS virus (Respiratory syncytial virus), cattle poisoning nores (rinderpest virus), cystenno monowinores (distemper virus), simian parainfluenza virus (SV5), human paraffin follicle Enzaviruses 1, 2 and 3 and the like.
  • Sendai virus Sendai virus
  • Nyukatsusunore of O ⁇ aramyxoviridae of para Miku saw Ino-less family
  • the virus of the present invention is preferably a virus belonging to the genus Paramyxovirus or a derivative thereof.
  • the paramyxoviruses to which the present invention can be applied include, for example, human parainfluenza virus type 1 (HPIV-1), human parainfluenza virus type 3 (HPIV-3), and parasite fluenza virus type 1. ) And monkey parainfluenza virus type 10 (SPIV-10).
  • the paramyxovirus of the present invention is most preferably a Sendai virus. These viruses can be natural strains, wild strains, mutant strains, laboratory passages, and artificially constructed strains. Incomplete viruses, such as DI particles (J. Virol. 68, 8413-8417 (1994)), and synthesized oligonutrients Otides and the like can also be used as a material for producing the virus vector of the present invention.
  • NP, P, M, F, HN, and 1 genes Genes encoding the viral proteins of paramyxovirus include the NP, P, M, F, HN, and 1 genes.
  • NP, P, M, F, HN, and L genes refer to genes encoding nucleocapsid, phospho, matrix, fusion, hemagglutinin-neuraminidase, and large proteins, respectively.
  • Genes of each virus belonging to the subfamily Paramyxovirinae are generally represented as follows. In general, the NP gene is sometimes referred to as “N gene”.
  • accession number of the base sequence of each gene of Sendai virus is M29343, M30202, M30203, M30204, M51331, NP gene.
  • M55565, M69046, X17218 P gene M30202, M30203, M30204, M55565, M69046, X00583, X17007, X17008,
  • M gene D11446, K02742, M30202, M30203, M30204, M69046, U31956, X00584, X53056, F gene D00152, D11446, D17334, D17335, M30202, M30203, M30204, M69046, X00152, X02131, HN gene D26475, M12397, M30202, M30203, M30204, M69046, X00586, X02808, X56131, L gene D00053, M30202 , M30203
  • gene refers to genetic material, and includes nucleic acids such as RNA and DNA.
  • a gene may encode a protein or may not encode a protein.
  • the gene may encode a functional RNA, such as a ribozyme or an antisense RNA.
  • Genes are naturally occurring or artificially designed sequences possible.
  • DNA includes single-stranded DNA and double-stranded DNA.
  • Kidney cells include cells contained in normal mammalian kidney and cells invading diseased kidney. The cells infiltrating the kidney, such as monocytes (monocytes) Mak ⁇ phage (macrophages), are displaced Chikarakyo ⁇ such Jin'no ⁇ 0 Ball (leukocytes). Specifically, mammalian kidneys consist of at least 15 types of cells, and glomerular cells
  • GBM glomerular basement membrane
  • epithelial cells are included in kidney cells.
  • the renal arteries are the arteries within or leading to the kidneys, which branch off from the abdominal aorta and branch off the lower interlobular artery, right renal artery, left renal artery, and near the renal hilum Including the artery, and the five segmental artery, and the arcuate artery downstream.
  • Renal veins refer to veins in or out of the kidney, and include the right renal vein, left renal vein, interlobular vein, stellate vein, arcuate vein, and interlobular vein.
  • the present invention provides the use of paramyxovirus vectors for gene transfer into kidney cells.
  • the present inventors have found that paramyxovirus can introduce a gene into kidney cells with extremely high efficiency.
  • transgene expression was detected in a wide area of the kidney.
  • transfection from the renal artery confirmed gene transfer mainly to stromal cells and glomerular cells. These cells are important as target cells in renal disease, and the bettater of the present invention is suitable for gene therapy of renal disease. Can be used.
  • a gene introduced into a renal cell using a recombinant paramyxovirus vector exhibits continuous expression for at least one month. This has the advantage that a sustained therapeutic effect can be obtained when gene therapy targeting renal cells is performed using a recombinant paramyxovirus vector.
  • the paramyxovirus vector may be suitably used in clinical trials of human gene therapy.
  • the expression of foreign genes is a major obstacle to reducing the success rate of gene transfer due to the requirement of nuclear localization of the introduced DNA.
  • the expression of a foreign gene is driven by both cellular tubulin and its own RNA polymerase (L protein) in the cytoplasm. This also indicates that Sendai virus does not interact with the host genome, and it is unlikely that safety issues such as canceration will occur.
  • the Sendai virus is known to be pathogenic for rodents and cause pneumonia, but is not pathogenic to humans. This has also been supported by previous reports that nasal administration of wild-type Sendaiwis / s had no serious adverse effects in non-human primates.
  • Sendai virus vectors can be applied to human therapy, and that Sendai virus vectors will be one of the promising options for gene therapy of kidney cells. That is the conclusion.
  • the paramyxovirus vector has various advantages in gene transfer into kidney cells indicate that it may bring great progress especially in gene therapy targeting kidney cells. ing.
  • the paramyxovirus vector used for gene transfer into kidney cells is not particularly limited.
  • Suitable paramyxovirus vectors include, for example, Vectors that have the ability to replicate and proliferate autonomously are included.
  • the genome of a native paramyxovirus has a 3 'short leader region followed by N (nucleocapsid), P (phospho), M (matrix), F (fusion), and HN (hemagglutinin-neuraminidase).
  • N nucleocapsid
  • P phospho
  • M matrix
  • F fusion
  • HN hemagglutinin-neuraminidase
  • six genes encoding the L (large) protein with a short 5 'trailer region at the other end.
  • a vector that expresses a foreign gene can be produced by inserting the foreign gene into the genome.
  • the arrangement of the viral gene on the vector may be modified from the wild-type virus.
  • the paramyxovirus vector used in the present invention may be a vector deficient in any of the genes of the wild-type paramyxovirus.
  • a group of proteins made from the NP, P / C and L genes is necessary for trans, but the gene itself encoding the group of proteins is It is not always necessary to be included in the virus vector of the present invention.
  • reconstitution can be performed by transfecting an expression vector having a gene encoding the protein group into a host cell together with an expression vector encoding a vector genome.
  • an expression vector encoding a Better genome may be introduced into a host cell having a gene encoding the protein group, and the protein group may be supplied from the host cell to perform reconstitution.
  • the amino acid sequences of these proteins can be mutated or homologous from other viruses if the activity in nucleic acid introduction is not less than that of the native form, as long as the activity in nucleic acid introduction is equal to or higher than that of the natural form. It may be substituted.
  • RNP vectors that produce infectious viruses include, for example, RNPs containing viral genomic RNA encoding N, P, M, F, HN, and L genes, and N, P, and L proteins. . When such an RNP is introduced into cells, the viral genome is expressed and replicated by the action of the N protein, P protein, and L protein, and the infectious virus vector is amplified.
  • RNP Ribonucleic acid
  • various transfection reagents can be used.
  • DOTMA Boehringer
  • Superfect QIAGEN # 301305
  • D0TAP D0TAP
  • DOPE DOSPER
  • a black kin can also be added (Calos, MP, 1983, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 80: 3015).
  • the produced virus can be reinfected into cultured cells, chicken eggs, individuals (for example, mammals such as mice) ', etc., and amplified or passage II.
  • a paramyxovirus vector that does not contain the M, F and / or HN genes can also be used as the paramyxovirus vector of the present invention.
  • Such reconstitution of a viral vector can be performed, for example, by externally supplying a defective gene product.
  • the virus vector thus produced adheres to the host cell and causes cell fusion similarly to the wild-type virus, but the vector genome introduced into the cell lacks any of these genes. Therefore, daughter virions with the same infectivity as the first are not formed. For this reason, it is useful as a safe virus vector having a one-time gene transfer capability.
  • Examples of the gene to be deleted from the genome include the F gene and the Z or HN gene.
  • a plasmid expressing a recombinant paramyxovirus vector genome deficient in the F gene can be used to express an F protein expression vector and NP, P / C and L protein expression vectors.
  • Transfection of the host strain with the vector allows reconstitution of the virus (WO 00/070055 and W000 / 70070).
  • it can be produced using a host cell in which the F gene has been integrated into the chromosome.
  • the paramyxovirus vector of the present invention includes pseudotyped virus vectors containing an envelope protein derived from a virus other than the virus from which the genome is derived, such as the VSV-G protein.
  • the paramyxovirus vector of the present invention includes, for example, proteins such as an adhesion factor, a ligand, and a receptor capable of adhering to a specific cell on the envelope surface, or having these proteins in an extracellular region, It may contain a chimeric protein having a virus envelope-derived polypeptide in an intracellular region. This can also create vectors that target specific tissues. These may be encoded in the virus genome, or supplied by expression of a gene other than the genome (eg, another expression vector or a gene such as a host chromosome) at the time of reconstitution of the viral vector.
  • the viral vector of the present invention may have a modified viral gene contained in the vector, for example, in order to reduce immunogenicity or to increase the transcription efficiency or replication efficiency of RNA.
  • a modified viral gene contained in the vector for example, in order to reduce immunogenicity or to increase the transcription efficiency or replication efficiency of RNA.
  • at least one of the replication factors NP gene, P / C gene, and L gene is modified to It is conceivable to enhance the function.
  • HN protein one of the structural proteins, has the ability to have both hemagglutinin activity and neuraminidase activity, which are hemagglutinins. It would be possible to improve the stability of the virus in it, and to modulate infectivity, for example by modifying the activity of the latter.
  • the fusion ability of the membrane fusion ribosome can be regulated.
  • SeV used in the vaccine of the present invention may be one in which an accessory gene has been deleted.
  • an accessory gene for SeV, the gene expression and replication in cultured cells is not impaired, and the virulence of SeV to hosts such as mice is significantly reduced (Kato , A. et al. 1997.J. Virol. 71: 7266-7272; Kato, A. et al. 1997.EMBO J. 16: 578-587; Curran, J. et al., W001 / 04272, EP1067179) .
  • Such an attenuated vector is particularly suitable as a vector constituting the actin of the present invention.
  • the viral vector of the present invention can encode a foreign gene in genomic RNA.
  • a recombinant paramyxovirus vector containing a foreign gene can be obtained by inserting a foreign gene into the above-mentioned paramyxovirus vector genome.
  • a desired gene to be expressed in a target kidney cell can be used.
  • the foreign gene may be a gene that encodes a native protein, or a protein that has been modified from a native protein by deletion, substitution, or insertion, as long as it encodes a protein having the same function as the native protein. Gene.
  • the protein may be a deletion of a natural protein or an artificial protein.
  • a gene for treating a target disease is inserted into the DNA of the virus vector.
  • a gene for treating a target disease is inserted into the DNA of the virus vector.
  • to introduce a foreign gene into the viral vector DNA For example, in Sendai virus vector DNA, it is desirable to insert a sequence having a multiple of six bases between the transcription termination (E) sequence and the transcription initiation (S) sequence (Journal of Virology, Vol. 67, No. 8, 1993, p. 4822-4830).
  • Foreign genes can be inserted before and / or after each of the viral genes (NP, P, M, F, HN, and L genes).
  • E_I-S sequence transcription initiation sequence-intervening sequence-transcription termination sequence
  • a foreign gene can be inserted via IRES.
  • the expression level of the inserted foreign gene can be regulated by the type of transcription initiation sequence added upstream of the foreign gene. It can also be controlled by the position of the gene insertion and the nucleotide sequence before and after the gene. For example, in Sendai virus, the insertion position is closer to the 3 'end of the negative-strand RNA of the viral genome (closer to the NP gene in the gene arrangement on the wild-type viral genome). High expression level. In order to obtain high expression of the foreign gene, the foreign gene should be placed upstream of the NP gene (3 'side in the minus strand) or in the upstream region (3' in the negative strand genome), such as between the NP gene and the P gene. Preferably, it is inserted.
  • the most 5 ′ side of the negative strand ie, downstream of the L gene in the wild-type virus genome (5 ′ flanking site of the L gene in the negative strand), or Insert a foreign gene upstream (at the 3'-adjacent site to the L gene in the negative strand).
  • the insertion position of the foreign gene can be appropriately adjusted so as to obtain a desired expression level of the gene and to optimize the combination with the genes encoding the preceding and succeeding viral proteins.
  • the viral titer to be administered can be limited.
  • An appropriate effect can be obtained by setting the insertion position of the gene as low as possible on the 5 'side of the negative strand and reducing the expression level from each SeV vector by reducing the efficiency of the transcription initiation sequence. It is also possible.
  • an antigen protein In general, it is considered that high expression of an antigen protein would be advantageous for obtaining immunity unless cytotoxicity is exhibited.
  • the gene encoding the antigen protein is linked to a highly efficient transcription initiation sequence, and It is preferable to insert near the 3 'end of the wire.
  • An example of a suitable vector is a vector in which a foreign gene is located 3 ′ to any of the paramyxovirus viral proteins in the negative strand genome of the paramyxovirus vector.
  • a vector in which a foreign gene has been inserted upstream of the N gene (3 ′ side of the negative strand) is preferable. Alternatively, it may be inserted immediately downstream of the N gene.
  • Clonindasite can be designed at the insertion site to facilitate the introduction of the foreign gene.
  • the cloning site can be, for example, a recognition sequence for a restriction enzyme.
  • a foreign gene fragment can be inserted into the restriction enzyme site in the vector encoding the genome.
  • the closing site may be a so-called multiple cloning site having a plurality of restriction enzyme recognition sequences.
  • the vector of the present invention may have another foreign gene at a position other than the insertion as described above.
  • a recombinant Sendai virus vector having a foreign gene is described, for example, in Hasan, MK et al. J. Gen. Virol. 78: 2813-2820, 1997; Kato, A. et al., 1997, EMBO J. 16: 578. -587 and Yu, D. et al., 1997, Genes Cells 2: 457-466, can be constructed as follows.
  • a DNA sample containing the cDNA sequence of the desired foreign gene is prepared. It is preferable that the DNA sample can be electrophoretically identified as a single plasmid at a concentration of 25 ng // I or more.
  • Notl recognition in target cDNA base sequence When a site is included, it is preferable to modify the nucleotide sequence using a site-specific mutation insertion method or the like so as not to change the amino acid sequence to be encoded, and to remove the Notl site in advance.
  • a desired gene fragment is amplified and recovered from this sample by PCR. Both ends of the amplified fragment are Notl sites, and one end is a transcription termination sequence of Sendai virus.
  • intervening sequence (I) and transcription initiation sequence (S) EIS sequence
  • Notl restriction enzyme cleavage site sequence and transcription termination sequence E
  • Sense strand Create synthetic DNA sequence and reverse side (antisense strand) synthetic DNA sequence (primer pair).
  • the forward synthetic DNA sequence may have any two or more nucleotides on the 5 ′ side (preferably 4 bases not containing a sequence derived from a Notl recognition site such as GCG and GCC). , And more preferably ACTT), a Notl recognition site gcggccgc is added to the 3 side, and any 9 bases or 9 multiples of 6 are added to the 3 ′ side as a spacer sequence.
  • a base is added, and a sequence corresponding to about 25 bases of 0RF including the start codon ATG of the desired cDNA is added to the 3 ′ side. It is preferable that about 25 bases are selected from the desired cDNA so that the last base is G or C, and the base is 3 'end of the synthetic oligo DNA on the feed side.
  • any 2 or more nucleotides are selected from the 5 ' A Notl recognition site gcggccgc is added to the DNA, and an oligo DNA of an inserted fragment for adjusting the length is added to the 3 ′ side.
  • the S sequence of Sendai virus is located on the third side of the imported fragment.
  • Complementary sequence preferably 5'-CTTTCACCCT-3 '(SEQ ID NO: 1), I sequence, preferably 5'-AAG-3', complementary sequence of E sequence, preferably 5'-TTTTTCTCTACTACGG-3, ( SEQ ID NO: 2), and the length is selected such that the last base of the complementary strand corresponding to about 25 bases corresponding to the reverse codon of the desired cDNA sequence is G or 3 'on the 3' side.
  • PCR for example, an ordinary method using ExTaq polymerase (Takara Shuzo) can be used. It is preferably carried out using Vent polymerase (NEB), and the amplified target fragment is digested with Notl and inserted into the Notl site of the plasmid vector pBluescript. Confirm the base sequence of the obtained PCR product with a sequencer and select a plasmid with the correct sequence. The insert is excised from this plasmid with Notl and cloned into the Notl site of the plasmid containing the paramyxovirus genomic cDNA. It is also possible to obtain a recombinant paramyxovirus cDNA by inserting it directly into the Notl site without using the plasmid vector pBluescript.
  • NEB Vent polymerase
  • a recombinant Sendai virus genomic cDNA can be constructed according to the method described in the literature (Yu, D. et al., Genes Cells 2: 457-466, 1997; Hasan, MK et al. J Gen. Virol. 78: 2813-2820, 1997). For example, first, an 18 bp spacer sequence (5 ′ _ (G) -CGGCCGCAGATCTTCACG-3,) having a Notl restriction site (SEQ ID NO: 3) is cloned into a cloned Sendai virus genomic cDNA ( P SeV (+)).
  • Plasmid P SeV18 inserted into the flanking locus between the leader sequence of the N-protein and the 5 'end of the N-protein coding sequence and containing a self-cleaving ribozyme site from the genomic hepatitis delta virus antigenomic strand + b (+) (Hasan, MK et al., 1997, J. General Virology 78: 2813-2820).
  • a foreign gene fragment into the Notl site of pSeV18 + b (+)
  • a recombinant Sendai virus cDNA into which a desired foreign gene has been integrated can be obtained.
  • the DNA encoding the viral genome is linked to an appropriate transcription promoter to construct a vector DNA, which is transcribed in a test tube or in a cell.
  • a viral vector containing this RNP can be generated.
  • the present invention relates to a method for producing a paramyxovirus vector used for introducing a gene into kidney cells or a composition for introducing a gene into kidney cells containing the vector, which comprises a step of transcribing genomic DNA of a paramyxovirus vector. I will provide a.
  • the present invention also provides a paramyxovirus vector-producing DNA comprising the DNA, which is used as a component of the paramyxovirus vector of the present invention or a composition for introducing a gene into kidney cells containing the vector.
  • the present invention also relates to a DNA encoding the paramyxovirus vector for producing a paramyxovirus vector of the present invention or a paramyxovirus vector which is a component of a thread for the purpose of introducing a gene into a renal cell containing the vector.
  • Reconstitution of the virus from the viral vector DNA can be performed according to known methods (WO 97/16539; WO 97/16538; Durbin, AP et al., 1997, Virology 235: 323-332; Whelan Natl. Acad. Sci. USA 92: 8388-8392; Schnell. MJ et al., 1994, EMBO J. 13: 4195-4203; Radecke, F. et al., 1995. EMBO J. 14: 5773-5784; Lawson, ND et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 92: 4477-4481; Garcin, D. et al., 1995, EMBO J.
  • Infectious virus particles can be formed by separately introducing and expressing a gene encoding the envelope protein of the virus.
  • methods for introducing vector DNA into cells include the following methods, (1) a method for preparing a DNA precipitate that can be taken up by the target cell, and (2) suitable for uptake by the target cell and low in cytotoxicity. There are methods to make a complex containing DNA with positive charge characteristics, and (3) a method of instantaneously opening a hole in the target cell membrane by an electric pulse to allow DNA molecules to pass through.
  • transfusion reagents can be used.
  • D0TMA D0TMA
  • Method (3) is a method called electroporation and is more versatile than method (2) in that it has no cell selectivity. Efficiency is said to be good under optimal conditions of pulse current duration, pulse shape, strength of electric field (gap between electrodes, voltage), buffer conductivity, DNA concentration, and cell density.
  • Method (1) of the three categories is easy to operate and can use a large number of cells to examine a large number of samples.
  • Transfusion reagents are suitable for loading.
  • Reconstitution from cDNA can be specifically performed as follows.
  • the monkey kidney-derived cell line, LLC-MK2 is cultured in a minimum essential medium (MEM) containing 70% to 70-80% confluence.
  • MEM minimum essential medium
  • UV irradiation is performed in the presence of 1 ⁇ g / ml psoralen (Solaren).
  • Recombinant vaccinia virus expressing T7 polymerase vTF7-3 (Fuerst, TR et al., Proc. Natl. Acad. Sci.
  • the amount of psoralen added and the UV irradiation time can be adjusted as appropriate.
  • One hour after infection, 2-60 ⁇ g, more preferably 3-5 ⁇ 5, of the above-mentioned recombinant Sendai virus cDNA is transformed into a plasmid that expresses a trans-acting viral protein essential for the generation of a full-length Sendai virus genome.
  • the transfected cells may optionally contain 100 ⁇ g / ml rifampicin (Sigma) and cytosine arabinoside (AraC), more preferably 40 ⁇ g / ml cytosine arabinoside (AraC). (Sigma) only and cultured in serum-free MEM and set the optimal concentration of drug to minimize vaccinia virus cytotoxicity and maximize virus recovery (Kato, A. et al. , 1996, Genes Cells 1: 569-579). After culturing for about 48 to 72 hours from the transfection, collect the cells, freeze and thaw three times to disrupt the cells, and then transfect to LLC-MK2 cells. Culture and culture.
  • a defective virus vector can be amplified by overlaying and culturing LLC-MK2 cells that express an envelope protein on the transfected cells (International Publication Nos. W000 / 70055 and WO0O / 70070).
  • the above-mentioned cell lysate obtained by freeze-thawing may be inoculated into the allantois of a 10-day-old developing chicken egg, and urine fluid may be collected after about 3 days.
  • the virus titer contained in the culture supernatant or urine can be determined by measuring hemagglutinating activity (HA).
  • HA is an “ en do-point dilution method” (Kato, A. et al., 1996, Genes Cells 1: 569-579; Yonemitsu, Y. & Kaneda, Y., Hemaggulut natinng virus of Japan-liposome— Ed. by Baker AH. Molecular Biology of Vascular Diseases.
  • vaccinia Virus VTF7- 3 which may be contaminated
  • resulting urine sample appropriately diluted with (eg 10 6-fold) can be re-amplified in chicken eggs. Re-amplification can be repeated, for example, three times.
  • the obtained virus stock can be stored at -80 ° C.
  • the recovered paramyxovirus can be purified to be substantially pure.
  • the purification method can be performed by a known purification / separation method including filtration, centrifugation, column purification and the like, or a combination thereof.
  • substantially pure means that the isolated material (such as a compound, polypeptide, or virus) is a major component of the sample in which it is present.
  • the substantially pure component present in the sample is at least 50%, preferably at least 70%, more preferably at least 80%, even more preferably at least 90% of the total of the other components in the sample. Account for more than%.
  • the ratio is calculated by a procedure known to those skilled in the art, for example, by weight ratio [w / w] or the like. You.
  • a specific purification method of the paramyxovirus for example, a method using cellulose sulfate or cross-linked polysaccharide sulfate (Japanese Patent Publication No. 62-30752, Japanese Patent Publication No. 62-33879, and Japanese Patent Publication No. 62-33879) No. 30753), and a method of adsorbing to a sulfated-fucose-containing polysaccharide and / or a decomposition product thereof (W097 / 32010).
  • the host cell used for reconstitution is not particularly limited.
  • cultured cells such as LLCMK2 cells, monkey kidney-derived CV-1 cells, hamster kidney-derived BHK cells, and human-derived cells can be used.
  • a virus vector obtained from the above-described host can be used to infect embryonated chicken eggs to amplify the vector.
  • a method for producing a virus vector using chicken eggs has already been developed (E. Nakanishi et al., (1993), “Advanced Technology Protocol for Neuroscience III, Molecular Neuronal Physiology”), Kouseisha, Osaka, pp. 153-172).
  • a fertilized egg is placed in an incubator and cultured at 37 to 38 ° C. for 9 to 12 days to grow an embryo.
  • the viral vector is inoculated into the allantoic cavity and the eggs are cultured for several days to propagate the viral vector. Conditions such as the culture period may vary depending on the recombinant Sendai virus used.
  • collect the urine fluid containing the virus Separation and purification of Sendai virus vector from urine fluid can be performed according to a conventional method (Masato Tashiro, “Virus Experimental Protocol”, Nagai and Ishihama, Medical View, pp. 68-73, (1995)).
  • a defective viral vector When a defective viral vector is prepared, for example, if two types of vectors having different envelope genes on the virus genome contained in the vector are introduced into the same cell, the envelope protein that is deleted on each side will be replaced with the other. As a result, the virus vector is amplified by infecting each other, forming an infectious virus particle, and the replication cycle goes around to amplify the viral vector.
  • each of the envelope gene-deficient will A mixture of vector vectors can be produced in large quantities and at low cost. Since these viruses lack the envelope gene, their genome size is smaller than that of a virus in which the envelope gene is not deleted, and the virus can retain a foreign gene. In addition, these originally non-infectious viruses are diluted extracellularly and are difficult to maintain, so they become sterile and have the advantage of controlling the release of the environment.
  • a viral vector When a viral vector is prepared using a gene for treating a disease as a foreign gene, gene therapy can be performed by administering this vector.
  • Application of the virus vector of the present invention to gene therapy includes gene expression by direct administration and gene expression by indirect (ex vivo) administration. It is possible to express endogenous genes, etc. that are in short supply.
  • the foreign gene is not particularly limited, and may be a nucleic acid that does not code a protein such as antisense or lipozyme, in addition to a nucleic acid that codes for a protein.
  • the paramyxovirus vector of the present invention can be used as a composition for introducing a gene into kidney cells together with a desired pharmaceutically acceptable medium.
  • a “pharmaceutically acceptable carrier” is a material that can be administered with a vector and does not significantly inhibit gene transfer by the vector.
  • the paramyxovirus vector of the present invention can be appropriately diluted with physiological saline / phosphate buffered physiological saline (PBS) to obtain a composition.
  • PBS physiological saline / phosphate buffered physiological saline
  • the paramyxovirus vector of the present invention When the paramyxovirus vector of the present invention is propagated in chicken eggs, it may contain urine fluid.
  • the composition containing the paramyxovirus vector of the present invention may contain a carrier or a medium such as deionized water and a 5% dextrose aqueous solution.
  • vegetable oils, suspending agents, surfactants, stabilizers, biocides and the like may also be contained.
  • the paramyxovirus vector obtained as described above or containing the vector The exogenous gene of the paramyxovirus vector can be introduced into the renal cells by bringing the composition into contact with the renal cells.
  • the present invention provides the use of a paramyxovirus vector for introducing a gene into kidney cells.
  • the route of infection is not particularly limited, and may be administered systemically, for example, by intravenous injection, or the vector may be administered more locally to limit the range of vector introduction.
  • Local administration to the kidney includes administration into the renal blood vessels, the ureter, the renal pelvis, and into the renal parenchyma. Specifically, injection of renal artery or renal vein, or a suitable opposite rows such force s from urinary tract or the renal pelvis (Tomita, N.
  • the vector containing the gene of interest is injected into the artery via a catheter (see US Pat. No. 5,328,470), or a winged infusion set (Terumo Medical Corporation) ) Can be injected.
  • a catheter see US Pat. No. 5,328,470
  • a winged infusion set Tele Medical Corporation
  • a gene is introduced into the cells of the left kidney by inserting a catheter into the left renal artery, clamping the area near the abdominal aorta with a clamp, blocking blood flow, injecting a vector solution after perfusion with saline, and introducing the gene. can do.
  • Such methods include: (a) blocking the blood flow in the renal vessels; and (b) Injecting the paramyxovirus vector of the invention, and (c) incubating the vector to infect it.
  • the blood flow to be interrupted is, for example, the blood flow of the renal artery. After blocking the artery and injecting the vector, it is preferable to further block the vein and incubate.
  • blood flow to the kidney can be blocked by clamping the aorta immediately below the superior mesenteric artery and above the inferior mesenteric artery. In this way, only the blood flow in one of the right and left kidneys can be blocked.
  • the vector of the present invention can be directly injected from the renal aorta with a needle of an appropriate gauge. After infecting the vector with a short incubation, remove the clamp and restore blood flow.
  • the vector may be injected via a blood vessel by a known method.
  • a syringe or catheter from the ureter and inject the vector solution. it can.
  • blood vessels can be blocked with a clamp or the like.
  • This method comprises the steps of (a) blocking the renal blood flow, (b) introducing the paramyxovirus vector of the present invention into the ureter, and (c) causing the vector to become infected. Incubation step is included.
  • the vector can be injected after blocking the left renal vein with a clamp. If a force catheter is introduced through the ureter, the vector solution can be injected into the pelvis or into the pelvis.
  • Incubation for infecting the vector can be performed, for example, for several minutes (about 1 minute to about 10 minutes).
  • blocking blood flow ischemic group Since tissue damage may occur, it is preferable to resume blood flow as quickly as possible as long as sufficient infection efficiency is obtained.
  • a virus vector with a biocompatible polyol (eg, poloxamer 407)
  • the transduction rate of the virus vector can be increased 10 to 100 times (March et al., Human Gene Thrapy 6:41). -53, 1995).
  • the dose of the virus vector can be kept low, and the infection time can be shortened.
  • a composition can be obtained by combining a biocompatible polyol with the paramyxovirus vector of the present invention.
  • another biocompatible polyol may be used in combination. It is also possible to administer a combination of various drugs that raise or lower blood pressure. The above agents can be administered together with the vector or separately.
  • the gene of the present invention can be introduced into kidney cells ex vivo using the method of the present invention (Kitamura, M. et al., J. Clin. Invest. 94: 497-505; Kitamura, M. et al., Kidney Int. 51: 1274-1279, 1997; Naito, T. et al., Mol. Med. 2: 297-312, 1996; Koseki, C. et al., Am. J. Physiol. 261 : C550-C554, 1994; Heikkila, P. et al., Gene Ther. 3: 21-27, 1996; Zeigler, S. et al., Transplantation 61: 812-817, 1996).
  • a kidney is collected from a donor during transplantation, and the vector of the present invention is administered to the kidney. It is also possible to collect kidney cells from the kidney, introduce the gene into these cells, and inject them into the patient. Such cells include, for example, mesangial cells, macrophages, tubular epithelial cells, and the like. Specifically, for example, mesangial cells may be collected from the patient's kidney by biopsy and returned to the patient's kidney after gene transfer. For such gene transfer into mesangial cells, the vector of the present invention can be used. Alternatively, a gene can be introduced into tubular epithelial cells and transplanted under the capsule to perform ex vivo transfusion into the interstitium.
  • the renal cells targeted for gene transfer using the paramyxovirus vector of the present invention are not particularly limited, and include, for example, stroma, glomeruli, blood vessels (including arteries, veins, and capillaries), urine Cells include tubules (including distal and proximal tubules).
  • suitable target cells are stromal fibroblasts, mesangial cells, vascular endothelial cells, tubular epithelial cells (TEC), macrophages, and the like.
  • TEC tubular epithelial cells
  • TEC tubular epithelial cells
  • the gene introduced by the paramyxovirus of the present invention is not particularly limited, and examples of natural proteins include hormones, cytokins, growth factors, receptors, enzymes, peptides and the like.
  • the protein can be a secreted protein, a membrane protein, a cytoplasmic protein, a nucleoprotein, and the like.
  • artificial proteins include fusion proteins such as chimeric toxins, dominant negative proteins (including soluble molecules of receptor or membrane-bound dominant negative receptors), deletion type cell adhesion molecules and cell surface. Molecules.
  • the protein may be a protein to which a secretion signal, a membrane localization signal, a nuclear localization signal, and the like are added.
  • the transgene may be a gene that is not expressed in renal cells, or a gene that is expressed in renal cells may be introduced to increase expression.
  • the vector of the present invention can express an antisense RNA molecule or an RNA-cleaved lipozyme to suppress the function of an undesired gene expressed in kidney cells.
  • the vector of the present invention can be applied to gene therapy for various kidney diseases. Be expected. Such gene therapy involves, for example, correcting abnormal expression in cells due to gene deficiency, adding a new function by introducing a foreign gene into cells, or adding a gene to a certain gene. By introducing a gene that acts in a suppressive manner, it is possible to obtain a desired effect in a cell and to obtain a desired effect.
  • the vector of the present invention is also useful for gene transfer into kidney cells of a non-human mammal. For example, creation of various disease models and treatment for disease models such as kidney transplantation Useful in method development or evaluation.
  • the invention may be applied, for example, in kidney transplants.
  • a foreign gene can be introduced into a transplanted tissue using the vector of the present invention.
  • it may be possible to express a gene that suppresses rejection and suppress acute rejection after transplantation (see, for example, Zeigler, S. et al., Transplantation 61: 812-817, 1996).
  • macrophages or kidney cells such as mesangial cells or endothelial cells can be isolated, and a foreign gene can be introduced into the cells and transferred to the kidney.
  • mesangial cells For administration by transplantation using mesangial cells, for example, a known mesangial cell vector system can be used (Kitamura, M. et al., J. Clin. Invest. 94: 497-505, 1994; Kitamura). , M. Exp. Nephrol. 5: 118-125, 1997). In this method, mesangial cells are captured by glomerular capillaries and express foreign genes. Alternatively, a macrophage vector or the like may be used (Kitamura, M. et al., Kidney Int. 51: 1274-1279). For example, it is conceivable to introduce genes such as various cytokins, immunosuppressive proteins, or anti-fibrotic proteins into the inflamed glomeruli.
  • the invention may also be applied to the treatment of cancer in the kidney. It is conceivable to introduce a gene for cancer treatment into a cancer lesion through an arterial catheter or the like. Genes used include cytokines, soluble VEGF receptors, and other proteins that inhibit angiogenesis.
  • the vector of the present invention is capable of transducing nitric oxide synthase (N0S) into acute tubular tubule necrosis or inhibiting the function of a gene that inhibits the function of intracellular adhesion molecule 1-1 (ICAM-1). It can be used for introduction.
  • the vector of the present invention can also be used for preventing renal artery stenosis after angioplasty, treating renal cysts, and the like.
  • Other applicable diseases include acute glomerulonephritis caused by bacterial infections in the upper respiratory tract and the like.
  • AGN acute glomerulonephritis; AGN;), rapid progressing glomerulonephritis (rapidly progressive glomerulonephritis (RPGN), chronic glomerulonephritis (CGN) (minimal change, focal glomerular sclerosis, I fttW3 ⁇ 4E (membranous nephropathy) s mesangial nephropathy) Mesangial proliferative glomerulonephritis) Membrane: t-proliferative glomerulonephritis;) including (merabranoproliferative glomerulonephritis), sclerosing glomerulonephritis), secondary to glomeruli due to diabetes and FF Includes secondary glomerular disease, nephrotic syndrome, and the like.
  • intubation proliferative nephropathy, crescent-forming nephritis, and the like can be mentioned. It may also be applied to the prevention and treatment of
  • diseases or injuries that can be targeted for treatment targeting renal cells with the vector of the present invention and gene candidates for the treatment include the following.
  • HGF Diabetic nephropathy hepatocyte growth factor
  • HGF Glomerular sclerosis hepatocyte growth factor
  • HGF Tubular interstitial nephritis hepatocyte growth factor
  • TGF-J3 (transforming growth factor j3) is a multifunctional cytokine and plays an important role in tissue rotation and recovery from injury.
  • TGF-j3 has a function to particularly induce the accumulation of extracellular matrix (ECM), and also regulates the expression of ECM receptors such as integrins.
  • ECM extracellular matrix
  • a common phenomenon is glomerular ECM accumulation. From this, it is possible to suppress the accumulation or accumulation of ECM by inhibiting the expression or function of TGF-13.
  • decorin one of the small molecule dermatan sulfate proteodaricans, is a natural inhibitor of TGF-; 3.
  • the introduction of this gene reduces the accumulation of glomerular ECM (Isaka, Y. et al., Nat. Med. 2: 418-423,
  • TGF- ⁇ receptor neutralizes TGF- ⁇ and inhibits the functional expression of TGF- ⁇ .
  • TGF- ⁇ receptor There are type I and type II TGF-receptors, and TGF-jS binds to type II receptor, which interacts with type I receptor.
  • the receptor fragment used for suppressing TGF-i3 may be either type I or type II, but it is preferable to use a type II receptor fragment that directly interacts with TGF-i3.
  • TGF-j8 can be neutralized by expressing an inactivated TGF-jS receptor lacking a signal transduction function. A certain effect can be obtained by simply expressing a soluble receptor (in, HY et al., J. Biol. Chem.
  • TGF-jS receptor A molecule in which the domain is fused with IgG-Fc eg, TGF-RII / Fc
  • IgG-Fc IgG-Fc
  • PDGF platelet-derived growth factor
  • Fc Fc
  • TGF_i3 RNA-cleaved ribozymes
  • Smad is a family of signal molecules that transmit TGF-jS signals.
  • the function of the gene family is also subject to regulation by gene transfer.
  • introduction of a suppressive Smad gene that suppresses the TGF-jS signal is suitable for suppressing the action of TGF- ⁇ .
  • Such molecules include Smad6 and Smad7.
  • HGF hepatocyte growth factor
  • mesenchymal cells a growth factor produced by mesenchymal cells and regulates the cell growth of endothelial cells and epithelial cells in organs including the liver and kidney. HGF also induces morphogenesis, forming branched tubules. It also prevents acute renal failure caused by tissue damage by ischemic drugs (Kawaida, K. et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91: 4357-61, 1994). Treatment of renal disease mice with HGF has also been attempted (Mizuno, S. et al., J. Clin. Invest. 101: 1827-34, 1998). Thus, HGF is important as a transgene in gene therapy targeting renal cells (Imai, R. and Y. Isaka, Nephron 83: 296-300, 1999). HGF is also useful for preventing progressive fibrosis in renal disease.
  • 15 - lipoxygenase 15_Lipoxygenase; 15- L0
  • 15- L0 is inflammatory effect Antakonaisu to 15-S of Roikotoryen - an enzyme which mediates the synthesis of Hydroxyeicosatetraenoic acid Oyopi lipoxin A 4. It has been reported that the introduction of the 15-L0 gene has an effect in a glomerulonephropathy model (Yura, T. et al., J. Am. Soc. Nephrol. 6: 890, 1995; Imai, E. et. Nephrol. 5: 112-117, 1995; Munger, KA et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 96: 13375-13380, 1999), and this gene is also effective as a therapeutic gene.
  • foreign genes that are particularly useful in gene transfer targeting kidney cells (eg, gene therapy) include the following.
  • Cell cycle suppressor genes eg p53, p21, pl6, p27, etc.
  • Intracellular growth signal suppressor gene for example, mutant H-Ras
  • Secretory cell growth inhibitor gene eg, eN0S, CNP: C-type natriuretic peptide, etc.
  • Vascular smooth muscle cell relaxation factor gene eg, eN0S, CNP, etc.
  • Vascular smooth muscle cell relaxing ion channel gene for example, C-terminal deficient Kir 6.2 force rhyme ion channel
  • Thrombolytic protein gene eg tissue plasminogen / activator, perokinase, etc.
  • TFPI Tissue Factor Pathway Inhibitor etc.
  • Angiogenic factor genes eg VEGF, FGF, HGF, etc.
  • One of the features of the vector of the present invention is that a gene can be introduced into renal stromal cells with high efficiency. By utilizing this property, it is expected that gene therapy for various renal diseases will be possible.
  • Progressive renal disease in humans ultimately commonly develops tubulointerstitial fibrosis. Persistent inflammation and repeated insults in the interstitium progressively destroy kidney tissue, often resulting in severe impairment of renal function (Schainuck, LI et al., Hum. Pathol. 1 : 631-641, 1970; Bohle, A. et al., Virchows Arch. 376: 211-232; Bohle, A. et al., Virchows Arch. 373: 15-22, 1977; Mackensen, S. et al.
  • Interstitial fibrosis can also be secondary to glomerular or vascular injury. Although the details of how renal disease progression leads to the end of renal failure are not known, some studies have shown that the extent of tubulointerstitial damage rather than glomerular damage indicates renal dysfunction and long-term (Risdon, RA et al., Lancet 2: 363-366, 1968; Schainuck, L. et al., Hum.Pathol. 1: 631- 641, 1970).
  • interstitial fibrosis can be seen as an abnormal extension of the normal regulation of cell components and extracellular matrix turnover.
  • Interstitial fibroblasts a so-called myofibroblast, acquire a synthetic phenotype called proliferative and active inflammation Infiltrate the residental areas that occur (Alpers, C. et al., J. Am. Soc. Nephrol. 5: 201-210, 1994). These cells then trigger the synthesis of extracellular matrix, promoting local fibrosis. Therefore, gene transfer technology targeting interstitial fibroblasts will enable the verification of the effects of specific molecules on stroma in vivo. In addition, this technology is important for the development of treatments for interstitial fibrosis.
  • Gene therapy can be performed by administering a paramyxovirus vector-containing composition in or out of a renal organ and expressing a foreign gene in renal cells.
  • administration may be performed by ex vivo.
  • In vivo gene transfer can be performed, for example, by local injection such as vector injection into the renal artery or renal vein, direct injection into the kidney, retrograde from the ureter, and retrograde from the renal pelvis.
  • it can be administered to renal cells indirectly, for example, via systemic or other organ administration.
  • Ex vivo gene transfer can be performed, for example, by injecting a vector into the renal artery or renal vein, direct injection into the kidney, retrograde from the ureter, or retrograde from the renal pelvis to the isolated kidney can do.
  • a gene can also be introduced by preparing kidney cells from an organ or the like and incubating with a vector of the present invention. The renal cells into which the gene has been introduced can be transferred, for example, to the kidney.
  • the paramyxovirus vector for gene transfer into renal cells in treatment and prevention is administered in an amount sufficient to introduce an effective amount of the vector into renal cells.
  • Effective amount refers to the amount of a gene that is introduced into a renal cell in the method of the present invention so as to at least partially provide the desired therapeutic or prophylactic effect.
  • the gene is introduced into a significant number of cells in the administered kidney, and a phenotypic change of the cell is induced. . ⁇
  • a significant number of cells j means that the vector of the present invention comprises at least about 0.1%, preferably at least about 1%, more preferably at least about 5%, more preferably at least about 0.1% of target kidney cells at the site of administration. This means that the gene is transferred in 10% or more, and most preferably about 20% or more of cells.
  • Target kidney cells include, for example, stromal cells, glomerular cells, or tubular cells, or mesangial cells, epithelial cells. And endothelial cells.
  • Gene transfer into cells can be accomplished by methods known to those skilled in the art.
  • the gene transcript can be detected and quantified by, for example, Northern hybridization, RT-PCR, RNA protection assay, or the like. Detection by Northern hybridization, RT-PCR, or the like can also be performed in situ.
  • the translation product can be detected by Western blot using an antibody, immunoprecipitation, RIA, ELISA, pull-down assay, or the like.
  • a tag can be added to the protein to be expressed, or a reporter gene can be incorporated so as to express it.
  • the reporter gene includes, but is not limited to, a gene encoding jS galatosidase, CAT, alkaline phosphatase, or GFP.
  • the dose of the vector varies depending on the disease, patient weight, age, sex, symptoms, administration purpose, transgene, form of administration composition, administration method, etc., but can be appropriately determined by those skilled in the art. is there.
  • the vector amount to be administered may lies within the range of about 10 5 pfu / ml to about 10 u pfu / ml. More preferably, the amount of vector to be administered will be in the range of about 10 7 pfu / ml to about 10 9 pfu / ml. Most preferably, an amount in the range of about 1 ⁇ 10 8 pfu / ml to about 5 ⁇ 10 8 pfu / ml is administered in a pharmaceutically acceptable carrier.
  • the subject to which the virus-containing composition of the present invention is administered includes humans, monkeys, mice and rats. Includes all mammals, such as geese, magpies, sheep, geese, dogs. BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
  • FIG. 1 is a photograph showing the results of collecting the rat kidney on day 4 after administration of SeV / GFP from the renal artery, performing a frontal transection, and observing it under a fluorescent stereomicroscope. Strong fluorescence is observed over a wide area from the cortex to the medulla.
  • FIG. 2 is a photograph showing the results of collecting a rat kidney on day 4 after administration of SeV / GFP from the ureter, performing a frontal transection and observing the same under a fluorescent stereo microscope. Strong fluorescence is observed over a wide area from the cortex to the medulla.
  • FIG. 3 is a photograph showing the results of staining of a kidney tissue section on day 4 with an antibody against GFP after administration of SeV / GFP from the renal artery. Positive signals are observed in diffuse interstitial fibroblasts. Each yarn is described in the lower row.
  • FIG. 4 is a photograph showing the result of staining of a kidney tissue section on day 4 with an antibody against GFP after administration of SeV / GFP from the ureter. Positive signals are observed in diffuse interstitial fibroblasts. Each tissue is shown in the lower row.
  • FIG. 5 is a photograph showing the result of staining SeV / GFP from the renal artery on day 4 with an antibody to GFP.
  • a GFP antibody-positive image was also observed in the glomeruli, and approximately 20% of the glomeruli were infected. The glomeruli are shown at the bottom. The infiltrating cells are shown by oblique lines.
  • FIG. 6 is a photograph showing the results obtained by administering SeV / GFP from the ureter and staining a kidney tissue section on day 4 with an antibody against GFP. Positive signals were sporadically observed in tubular epithelial cells. Macrophage infiltration was also observed. The cells of each tissue are shown at the bottom. Infiltrating cells are indicated by hatching.
  • FIG. 7 is a photograph showing the results of staining of a kidney tissue section on day 7 with an antibody against GFP after administration of SeV / GFP from the renal artery. A glomerular GFP antibody positive image is observed.
  • Fig. 8 shows the renal artery injected with SeV / GFP.
  • 4 is a photograph showing the result of staining with. GFP antibody positive images of stromal cells and glomeruli are observed.
  • FIG. 9 is a photograph showing the results of staining of a renal tissue section on day 7 with an antibody against GFP after administration of SeV / GFP from the renal artery. A GFP antibody positive image is observed.
  • FIG. 10 is a photograph showing the result of staining SeV / GFP from a renal artery on day 14 with an antibody against GFP after administration of SeV / GFP.
  • FIG. 11 is a photograph showing the result of staining SeV / GFP from a renal artery on day 14 with an antibody against GFP after administration of SeV / GFP.
  • FIG. 12 is a photograph showing the results of staining of a renal tissue section on day 14 with an antibody against GFP after administration of SeV / GFP from the renal artery.
  • FIG. 13 is a photograph showing the result of staining SeV / GFP on the 14th day with an antibody against GFP after administration of SeV / GFP from the renal artery.
  • FIG. 14 is a photograph showing the result of staining SeV / GFP from the renal artery on day 28 with an antibody against GFP on the 28th day.
  • FIG. 15 is a photograph showing the results of staining of a renal tissue section on day 28 with an antibody against GFP after administration of SeV / GFP from the renal artery.
  • Example 1 Construction and preparation of recombinant Sendai virus vector (GFP / SeV) having GFP gene for kidney administration
  • a recombinant Sendai virus vector having a GFP gene ⁇ "(GFP / SeV) was obtained from Kato, A. et al., 1997, EMBO J. 16: 578-587 and Yu, D. et al., 1997, Genes Cells. 2: It was constructed as follows based on the description of 457-466. First, a DNA sample containing the cDNA base sequence of the GFP gene (structural gene length: 717 bp) was prepared. The DNA sample was electrophoretically converted into a single plasmid at a concentration of 25 ng / U or more.
  • the Notl restriction enzyme cleavage site sequence and the transcription termination sequence (E), intervening sequence (I), transcription initiation sequence (S) sequence, and A forward-side synthetic DNA sequence and a reverse-side synthetic DNA sequence (antisense strand) were prepared as a primer pair containing the partial sequence.
  • ACTT was selected from the 5 'side, a Notl recognition site gcggccgc was added to the 3' side, and a spacer sequence was further added to the 3 'side thereof. Further, a sequence corresponding to 25 bases of 0RF including the start codon ATG of the desired cDNA was added to the 3 ′ side thereof.
  • ATCC As the synthetic DNA sequence on the lipase side, ATCC was selected from the 5 'side, a Notl recognition site gcggccgc was added to the 3' side, and an oligo DNA of an inserted fragment for adjusting the length was added to the 3 'side.
  • the length of the oligo DNA, including the Notl recognition site gcggccgc, is designed so that the sum of the complementary strand base sequence of the cDNA and the EIS base sequence of the Sendai virus genome derived from Sendai virus described later is a multiple of six. (So-called "rule of six"; Kolacofski, D. et al., J. Virol. 72: 891-899, 1998, Calain, P.
  • phase capture sequence of the Sendai virus S sequence 5'-CTTTCACCCT-3, (SEQ ID NO: 1), I sequence: 5'-AAG-3 ', E sequence Phase capture sequence: 5, -TTTTTCTTACTACGG-3 '(SEQ ID NO: 2), and a complementary sequence corresponding to 25 bases counted from the termination codon of the target cDNA sequence in reverse order to the 3' side, and reparsed. It was the 3 'end of the synthetic oligo DNA.
  • PCR was performed using Vent polymerase (NEB).
  • the amplified target fragment was digested with Notl, and then inserted into the Notl site of plasmid vector pBluescript.
  • the nucleotide sequence of the obtained PCR product was confirmed with a sequencer, and a recombinant Sendai virus genomic cDNA in which a plasmid having the correct sequence was selected was constructed according to the method described in the literature (Kato, A. et al., EMBO J. 16: 578-598, 1997, Hasan, MK et al. J. Gen. Virol. 78: 2813-2820, 1997).
  • an 18 bp spacer sequence (5 ′-(G) -CGGCCGCAGATCTTCACG-3 ′) having a No «restriction site (SEQ ID NO: 3) was used as a leader for the cloned Sendai virus genomic cDNA (pSeV (+)).
  • Plasmid pSeV18 + b inserted at the flanking locus between the sequence and the 5 'end of the N-protein coding sequence and containing a self-cleaving lipozyme site from the hepatitis delta virus anti genomic strand (Hasan, M.. Et al., 1997, J.
  • the recombinant Sendai virus cDNA thus prepared was transcribed in a test tube or in a cell, and the virus was reconstituted to obtain a recombinant virus vector as follows.
  • Transfected cells were cultured in serum-free MEM containing only 100 / g / ml rifampicin (Sigma) and sid (AraC) (Sigma). Nourished. Optimal concentrations of these agents were set to minimize vaccinia virus cytotoxicity and maximize virus recovery (Kato, A. et al., 1996, Genes Cells 1: 569-579). Forty-eight hours after transfection, the cells were harvested, freeze-thawed three times repeatedly to break the cells, and then inoculated into the allantois of 10-day-old embryonated eggs. Three days later, urine was collected and virus titer was determined by measuring hemagglutinating activity (HA).
  • HA hemagglutinating activity
  • HA is an "endo-point dilution method" (Kato, A. et al., 1996, Genes Cells 1: 569-579; Yonemitsu, Y. & Kaneda, Y., Hemaggul ut i nat i ng virus of Japan-liposome- Ed. by Baker AH. Molecular Biology of Vascular Diseases. Method in Molecular Medicine: Humana Press: pp. 295-306, 1999).
  • VTF7- 3 that is expected to be 10 3 ⁇ 10 4 pfu / ml or less
  • cDNA P SeV18 + / AF was constructed.
  • a forward primer (5, -gttgagtactgcaagagc / SEQ ID NO: 5) and a rhinoprimer (5-tttgccggcatgcatgtttcccaaggggagagttttgcaacc Z SEQ ID NO: 6) are used upstream of the F gene, and a forward primer downstream of the F gene.
  • This pUC18 / dFSS was digested with Dralll, the fragment was recovered, replaced with the Dralll fragment in the region containing the F gene of pSeV18 +, and ligated to obtain plasmid pSeV18 + / AF.
  • Nsil-taild primer 1 5 is Nsil-taild primer 1 (5, -atgcatatggtgatgcggttttggcagtac: 9), For 3, PCR was performed using NgoMIV-tailed primer (5, -Tgccggctattattacttgtacagctcgtc: SEQ ID NO: 10).
  • the PCR product was digested with the restriction enzymes Nsil and NgoMIV, and the fragment was recovered from the gel. The fragment was ligated to the restriction sites Nsil and NgoMIV at the F deletion site of pUC18 / dFSS, and the sequence was confirmed. From this, the Dralll fragment containing the EGFP gene was recovered, replaced with the Dralll fragment in the region containing the F gene of pSeV18 +, and ligated to obtain plasmid pSeV18 + / AF-GFP.
  • the SeV-F gene is amplified by PCR, the sequence is confirmed, and the gene product is induced and expressed by Cre DNA recombinase.
  • Plasmid pCALNdLw / F was inserted into the unique site Swal site of plasmid pCALNdl (Arai, T. et al., J. Virol. 72, 1115-1121 (1998)) designed to be used.
  • helper cell line expressing SeV-F protein was established.
  • the cells used were monkey kidney-derived cell line LLC-MK2 cells, which are often used for the growth of SeV. LLC-MK2 cells were treated with 10% heat-treated immobilized fetal serum (FBS), 50 units / ml of penicillin G sodium, and 50 jg / ml of streptomycin were cultured at 37 ° C. and 5% CO 2 in MEM.
  • FBS immobilized fetal serum
  • penicillin G sodium 50 units / ml of penicillin G sodium
  • streptomycin 50 jg / ml of streptomycin
  • the above plasmid pCALNdLw / F designed to induce and express the F gene product by Cre DNA recombinase was used in the calcium phosphate method (mammalian transfection kit ( Stratagene)) was used to introduce genes into LLC-MK2 cells according to the protocol.
  • the cells were cultured in 10 ml of a MEM medium containing 10% FBS, and cultured for 14 days while changing the medium every two days to select a strain into which the gene was stably introduced.
  • G418-resistant cells grown on the medium were recovered in 30 strains using a cloning ring. Each clone was grown continuously until confluent on a 10 cm plate.
  • LLC-MK2 cells were seeded at 5 ⁇ 10 6 cells / dish in a 100 mm Petri dish, cultured for 24 hours, and then treated with psoralen and long-wavelength ultraviolet light (365 nm) for 20 minutes.
  • UV irradiation to vaccinia virus was performed using a UV Stratakinker 2400 (catalog number 400676 (100V), Stratagene, La Jol la, CA, USA) equipped with five 15-bit valves. After washing the cells three times, the plasmids pSeV18V ⁇ F-GFP, pGEM / NP, pGEM / P, and pGEM / L (Kato, A. et al., Genes cells 1, 569-579 (1996)) were added.
  • OptiMEM OptiMEM
  • OptiMEM OptiMEM
  • the cells were washed twice with MEM without serum, and washed twice with cytosine; 3-D-arabinofuranoside 40 ⁇ g / ral (AraC, Sigma), trypsin 7.5 g /
  • the cells were cultured for 70 hours in MEM containing ml (GIBC0). These cells were collected, and the pellet was suspended in OptiMEM (10 7 cells / ml).
  • SD rats Six-week-old Sprague Dawley (SD) rats weighing 160 to 180 g were used. The animals were anesthetized by diluting Nemptal 10-fold with saline and intraperitoneally administering 1/100 ml of body weight. The abdomen was opened by midline incision, and the left renal artery was exposed after removing adhering adipose tissue and the like. A 24G catheter was inserted into the left renal artery for saline perfusion and virus administration. In addition, the vicinity of the abdominal aorta was clamped to prevent reflux into the abdominal aorta. Renal perfusion was performed using several hundred saline.
  • Example 1 (titer 2 X 10 9 pfu / ml) The virus sample solution was administered using a 1 ml syringe. The catheter was removed, and the needle mark was closed with Aron Alpha (Toa Gosei Chemical). After standing for 5 minutes, the clamp was removed and the abdomen was closed with a Mitschel suture.
  • Aron Alpha Toa Gosei Chemical
  • mice Animals of 6-week-old Sprague Dawley (SD) rats weighing 160-180 g were used. The animals were anesthetized by diluting Nembutal 10-fold with saline and administering 1/10 (kl volume of body weight intraperitoneally). The left kidney and ureter were exposed after a midline incision. Type was administered respectively 300, 500, and 700 l (titer 2 X l0 9 pfu / ml) virus (GFP / SeV) prepared in example 1 of the sample solution in the kidney. in this case the left renal vein occlusion clamp After leaving for 5 minutes, the clamp was removed and the abdomen was closed with a Michel suture.
  • SD Sprague Dawley
  • Kidney samples were collected 4, 7, 14, 21, and 28 days after virus administration.
  • the rat was anesthetized with a membrane and the abdomen was opened.
  • the upper part of the abdominal aorta branching to the renal artery is fastened with hemostatic forceps, a pterygoid needle is stabbed into the lower part of the abdominal aorta branching to the renal artery, 20 ml of physiological saline is introduced, and blood is removed. Later, the kidney was removed.
  • the fixed sample was embedded in paraffin by a conventional method, and thick paraffin sections were prepared. Deparaffinization was performed with xylene and sequentially diluted ethanol.
  • Anti-GFP antibody (rabbit polyclonal antibody, Molecular Probes, Oregon, USA) and anti-ED-1 antibody against macrophages (mouse monoclonal antibody, Serotec , Oxford, England). Sections prepared by the above method were treated with a 9: 1 methanol: hydrogen peroxide solution at room temperature for 5 minutes to inactivate endogenous peroxidase. After washing three times with PBS solution (10 minutes), the sample sections were blocked for 20 minutes at room temperature (the following combinations were selected as blocking agents: 5 ° /. 5% serum serum for mouse monoclonal antibody, 200 ⁇ l each). Primary antibody treatments, each diluted 50-fold, were performed at 4 ° C for 16 hours.
  • the section samples were subjected to a two-antibody reaction.
  • a biotinylated goat anti-mouse IgG (H + L) antibody (Vector Laboratories Inc., Burlingame, CA) was diluted 150-fold for GFP confirmation, and biotin antibody anti-mouse IgG (H + L) was used for macrophage confirmation.
  • L) Antibody (Vector Laboratories Inc., Burlingame, CA) was diluted 150-fold and used. The antibody reaction was performed at room temperature for 30 minutes, and washed three times with a cold PBS solution (10 minutes).
  • the sample was allowed to stand at room temperature for 30 minutes at room temperature with avidin-biotinylated horseradish peroxidase complex (performed using an avidin-biotinylated kit according to the attached instructions using an avidin-biotinylated kit), and then a color reaction was performed in the presence of a DAB solution. After the reaction was stopped, the sample sections were co-stained with methyl images.
  • the collected live kidney was subjected to frontal transection and observed under a fluorescence stereo microscope under a fluorescent light source (excitation wavelength: 425 nm, absorption wavelength: 480 nm). All fluorescence observation samples were taken 4 days after administration of 500 ⁇ l of virus from the renal artery and ureter. The results are shown in Figure 1 (administered via the renal artery) and Figure 2 (administered via the ureter). It can be confirmed that strong fluorescence is observed over a wide area from the cortex to the medulla.
  • the virus diffusely infected stromal fibroblasts regardless of whether the virus was administered from the renal artery or the ureter (Figs. 3 and 4).
  • a GFP antibody-positive image was also observed in the glomerulus, and approximately 20% of the glomeruli were infected (Fig. 5).
  • Antibody-positive cells in glomeruli were considered mesangial cells. It should be noted here that no infiltration of inflammatory macrophages was observed in the vicinity of GFP-positive glomeruli and stromal cells observed after administration from the renal artery.
  • the animals used were 6-week-old SD rats ⁇ , and all experiments were performed through the renal artery.
  • the dose of the administered virus was 700 1 / animal for GFP / SeV with a titer of 2 ⁇ 10 9 pfu / ml.
  • GFP antibody positive images were observed during the entire administration period (7 days, FIGS. 7 to 9; 14 days, FIGS. 10 to 13). Almost no macrophage infiltration was observed near the stromal cells and glomerular cells where infection was confirmed.
  • GFP antibody-positive images were observed over the entire period in tubular epithelial cells that were not observed 4 days after administration of the renal artery (28 days, FIGS. 14 and 15). Twenty-eight days after administration, infiltrating cells were observed in the vicinity of GFP antibody-positive tubule cells, suggesting signs of tubulointerstitial damage.
  • kidney cells In gene transfer into kidney cells, conventional vectors did not provide sufficient gene transfer efficiency.However, according to the present invention, paramyxovirus vectors can be used to transfer renal cells with extremely high efficiency by exposing the vector in a short time. It has become possible to introduce genes. This provided the basic technology for gene therapy targeting kidney cells.

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Description

腎細胞に遺伝子を導入するためのウィルスベクター 技術分野
本発明は、 腎細胞へ遺伝子を導入するためのパラミクソウィルスベクターに関 する。 背景技術
近年、 哺乳動物細胞への遺伝子導入技術の開発が進み、 遺伝子治療によりヒ ト の様々な疾患を治療する試みに関心が集まっている。 生体への遺伝子導入は in vivo または ex vivo により行われ、 in vivo による遺伝子導入ではベクターに 組み込んだ遺伝子等を生体に投与することにより、 ex vivo では患者やその他に 由来する細胞に遺伝子を導入後、 その細胞を生体に戻すことにより行われる。 培養細胞などへ遺伝子を導入する場合と違い、 生体の臓器への遺伝子を導入す ることは一般に容易ではない。 特に哺乳動物の腎臓は動静脈、 細尿管、 糸球体な どが入り組んだ構造的に複雑な組織からなり、 代謝回転が比較的低いことから、 これまで十分な遺伝子導入効率を得ることが困難であった。 腎臓の構造は器官と しての正常な機能にとって極めて重要であり、 遺伝子の導入に際しては器官や組 織を傷つけずに操作する必要がある。 また、 腎臓を構成する種々の細胞の中で、 糸球体、 尿細管、 間質等の細胞を標的として効率よく遺伝子を導入することは困 難である。
腎臓への遺伝子導入に関しては、例えば HVJ (hemagglutinating virus of Japan; センダイウィルス) とリボソームを用いた方法が試みられている (Tomita, N. et al. , Biochem. Biophys. Res. Commun. 186 : 129-134, 1992)。 SV40 large T抗原 を発現するプラスミドベクターと HMG- 1 (high mobility group 1) 蛋白質を含む リボソームを作製し、 これをラット腎動脈からカテーテルを介して腎臓へ注入す ることにより腎臓へ遺伝子を導入した。 その結果、 導入 4日目において 15%の糸 球体毛細血管細胞で SV40 large T抗原の発現を免疫組織学的に検出することに成 功している。 し力 し、 発現レベルは導入後数日をピークに減少し、 発現細胞も糸 球体の細胞に限られていた。 同様の HVJ-リボソームを用いた実験により、 ィヌ腎 臓にヒ ト CD59遺伝子を導入する試みも行われている (Akami, T. et al. , Transplantation Proceedings 26 : 1315-1317, 1994)。 しかし、 糸球体細胞での CD59遺伝子の発現は一過的で十分なものではなかった。 HVJ -リボソームを用いた 遺伝子導入では、 リボソームの調製方法の改良も行われている (Tsujie, M. et al. , Kidney Int. 57 : 1973-1980, 2000)。 しかし、 遺伝子導入効率は未だ満足で きるものではない。 また、 HVJ -リボソームの調製は煩雑であり、 調製した組成物 の安定性は十分とは言えない。
カチォニックリボソームとプラスミ ド DNAの混合物を用いた遺伝子導入におい て、 Zhuらは成獣マウスの様々な組織への遺伝子導入を報告している (Zhu, N. et al. , Science 261 (5118): 209-11, 1993)。 血管へのベクター混合物の注入により 、 肺、 脾臓、 リンパ節、 骨髄などの組織の細胞に短時間の発現が見られた。 また 、 腎臓の内皮細胞の 25〜50%に遺伝子がトランスフエクトされたことが報告され ている。 し力 し、 糸球体細胞に遺伝子を導入できるのかは示されていない。 また 、 発現期間も示されていない。
ウィルスベクターを用いた腎臓への遺伝子導入としては、 アデノウィルスべク ターを用いた例も報告されている (Moullier, P. et al. , Kidney Int. 45 (4) : 1220-5, 1994)。 jSガラクトシダーゼ遺伝子を含む複製能を欠失させたアデノウィ ルスを腎動脈からの灌流、 またはカテーテルを介して腎盂から注入して逆行させ ることにより成獸ラット腎臓へ遺伝子を導入した。 腎動脈から灌流させた場合に は、 一過的な低レベルの ]3ガラクトシダーゼの発現が観察され、 逆行注入の場合 には、 腎乳頭および髄質の尿細管で発現が見られた。 しかし腎内皮細胞では発現 が見られなかった。 一般にアデノウィルスベクターを血管内に注入して感染させ ても、 腎細胞への感染効率は十分ではない。 アデノウイルスを用いた遺伝子導入 方法ではいくつかの改良も行われている (米国特許第 5869230号)。 ここでは、 ベ クタ一導入時に腎臓を氷上などで冷却して虚血傷害を予防することや、 へモグロ ビン等の酸素供給剤で細胞の酸素欠乏を防止すること、 またドーパミンなどの血 管拡張剤を併用することによりベクター感染を調節することについて記載されて いる。そしてこの方法により腎臓内皮細胞の約 5〜15%にベクターを導入できるこ とが記載されている。 '
し力 し、 アデノウィルスベクターは比較的高い免疫反応を誘発することが知ら れ、初期段階の非特異的な炎症反応に続き細胞傷害性 Tリンパ球を介した特異的免 疫反応により導入細胞が攻撃される。 遺伝子の欠損や改変により免疫原性を低下 させたアデノウィルスベクターの開発も試みられている力 未だ十分とは言えな い。
遺伝子治療に用いられるウィルスベクターとしてはレトロウイルスベクターも 知られている。 レトロウィルスベクターは宿主の染色体に遺伝子を挿入するため 、 導入遺伝子を長期間安定して発現させることができる利点があるが、 一般に標 的となる細胞のタイプに制限があり、 また、 分裂細胞である必要がある。 腎臓の 細胞の多くは最終分化した非分裂細胞であるため、 レトロウイルスベクターを用 いた遺伝子治療は主に ex vivoに制限される。 このため、 シユードタイプ化ゃレ ンチウィルスを基にしたベクターが開発されているが、 染色体へのランダムな揷 入による癌遺伝子の活性化や癌抑制遺伝子の欠損などのリスクが存在する。 また 、 高力価のウィルスベクターを調製することが難しいなどの欠点が存在する。 発明の開示
本発明は、 高い効率で腎細胞へ遺伝子を導入できるウィルスベクターおよびそ の用途を提供することを課題とする。 より詳しくは、 本発明は、 腎細胞へ遺伝子 導入するために用いるパラミクソウィルスベクター、 該ベクターを含む腎細胞へ の遺伝子導入用組成物、 およぴ該ベクターを利用して腎細胞へ遺伝子導入する方 法を提供する。
近年、 センダイウィルスを含むパラミクソウィルスのリバースジエネテイクス により遺伝子導入用の組換えウィルスベクターが開発されている (Kato, A. et al., Genes Cells 1 : 569-579, 1996 ; Kato, A. et al. , EMBO J. 16 : 578-587, 1997 ; Yu, D. et al. , Genes Cells 2 : 457-466, 1997 ; Hasan, M. K. et al., J. Gen. Virol. 78 : 2813-2820, 1997 ; Sakai, Y. et al. , FEBS Lett. 456 : 221-226, 1999 )。そこで、この糸且換えセンダイウィルスベクターを用いて腎への遺伝子導入を行 い、 このベクターが現在の遺伝子導入べクタ一が抱える障害を克服することがで きるかについて検討した。 すなわち、 臨床を考慮した上で、 トランスフエクショ ン効率、 遺伝子発現効率、 遺伝子発現の持続性、 およびべクタ一の投与経路の影 響を含む、 in vivo におけるセンダイウイノレスベタターのトランスフエクシヨン 活性を検討した。
その結果、 in vivo において、 外来遺伝子を保持する組換えセンダイウィルス ベクターが腎細胞へ極めて高い効率で遺伝子を導入する能力を示すことが判明し た。 腎動脈からの灌流、 およぴ尿管からの逆行のいずれの投与方法においても、 腎臓の広い範囲にわたり瀰漫†生に腎細胞へ遺伝子導入が可能であり、 特に腎動脈 から投与した場合には、間質細胞、糸球体細胞などの細胞で高い GFPの発現が観察 された。 センダイウィルスにより導入された遺伝子の発現は少なくとも約 1箇月 にわたり持続し、 長期間経過した腎組織では尿細管細胞での導入遺伝子の発現も 見られた。 また、 尿管からの逆行投与では、 主に尿細管細胞 (遠位尿細管および 近位尿細管) で発現が見られ、 間質細胞にも発現が観察された。
すなわち、 本発明者らは、 組換えパラミクソウィルスベクターが、 1 ) 腎細胞 に高い効率で遺伝子を発現させることが可能であり、 2 ) 投与経路により異なる 細胞に遺伝子を導入することができ、 腎動脈からの投与では、 間質細胞おょぴ糸 球体組織近傍へのマクロファージの浸潤が起こらないこと、 3 ) ウィルスゲノム および外来遺伝子の発現は長期間安定であることを見出した。 これらの結果は、 パラミクソウィルスベクターが腎への遺伝子導入に有用であることを実証するも のである。 現在、 腎への遺伝子導入研究の分野ではアデノウイルスベクターの使 用が試行されているが、 本発明のパラミクソウィルスベクターは、 腎への遺伝子 導入にとってアデノウィルスと同等またはそれ以上の適合性を有するベクターで あり得る。 アデノウイルスベクターには、 導入遺伝子の高発現と高い導入効率が 細胞周期によらないなど、 幾つかの重要な利点を有しているが、 組換えパラミク ソウィルスにおいてもそれらは共通している。
アデノウィルスベクターにおいては、 短時間感染時間では標的細胞に十分な感 染効率が得られないことがしばしば問題となっている。これはコクサッキ一-アデ ノウィルス受容体(CAR)を介してベクター粒子が細胞内に取り込まれるためには 、 長時間の接触が必要であるためと考えられている。 腎臓へのインビボ投与にお いては、 投与時に血流を遮断する時間が長レ、と虚血傷害による組織の破壊が起こ ることから、 長い時間血流を遮断することは好ましくない。 これに対しパラミク ソウィルスは、 短時間の細胞への露出でも十分な感染効率が得られることから、 臨床における遺伝子導入に極めて大きい利点を有している。 パラミクソウィルス ベクターのこのような特徴を考慮すること、 本発明のパラミクソウィルスベクタ 一は、 様々な臨床状況における遺伝子治療に極めて有望なベクターとなると考え られる。
即ち、 本発明は、 腎細胞への遺伝子導入用パラミクソウィルスベクターおよび それを用いた遺伝子導入方法に関し、 より具体的には、
( 1 ) パラミクソウィルスベクターを腎細胞に接触させる工程を含む、 腎細胞へ 遺伝子を導入する方法、
( 2 )パラミクソウィルスベクターを血管内に投与する工程を含む、 (1 )に記載 の方法、 (3) 血管が腎動脈である、 (2) に記載の方法、
(4)パラミクソウィルスベクターを尿管内に投与する工程を含む、 (1) に の方法、
(5) 腎細胞が間質細胞、 糸球体細胞、 および尿細管細胞からなる群より選択さ れる細胞である、 (1) から (4) のいずれかに記載の方法、
(6) パラミクソウィルスがセンダイウィルスである、 (1) から (5) のいずれ かに記載の方法、
(7) 腎細胞へ遺伝子を導入するために用いる、 パラミクソウィルスベクター、
(8) パラミクソウィルスベクターまたは該ベクターを含む細胞を含む、 腎細胞 への遺伝子導入用糸且成物、
(9) 血管内に投与するために用いられる、 (8) に記載の組成物、
(10) 血管が腎動脈である、 (9) に記載の組成物、
(1 1) 尿管内に投与するために用いられる、 (8) に記載の組成物、
(1 2) 腎細胞が間質細胞、 糸球体細胞、 およぴ尿細管細胞からなる群より選択 される細胞である、 (8) から (1 1) のいずれかに記載の組成物、 ならびに
(1 3) パラミクソウィルスがセンダイウィルスである、 (8) から (1 2) のい ずれかに記載の組成物、 に関する。
本発明において 「パラミクソウィルスベクター」 とは、 パラミクソウィルスに 由来し遺伝子を宿主細胞に導入するベクター (担体) を指す。 本発明のパラミク ソウィルスベクターはリボ核タンパク質 (RNP) であってもよく、 また、 感染力を 持つウィルス粒子であってもよい。 ここで 「感染力」 とは、 組換えパラミクソゥ ィルスべクタ一が細胞への接着能おょぴ膜融合能を保持していることにより、 接 着した細胞の内部にベタター内部の遺伝子を導入することのできる能力のことを 言う。 好ましい態様では、 本発明のパラミクソウィルスベクターは、 外来遺伝子 を発現することができるように保持する。 本発明のパラミクソウィルスベクター は、 複製能を有していてもよく、 複製能を有さない欠損型ベクターであってもよ い。 「複製能を有する」 とは、 ウィルスベクターが宿主細胞に感染した場合、該細 胞においてウィルスが複製され、 感染性ウィルス粒子が産生されることを指す。
「組み換え」 体とは、 組み換えポリヌクレオチドを介して生成した化合物また は組成物を言う。 組み換えポリヌクレオチドとは、 自然の状態と同じようには結 合していないポリヌクレオチドを言う。本明細書において、 「組換え」パラミクソ ウィルスベクターとは、 遺伝子操作により構築されたパラミクソウィルスベクタ 一またはそれを増幅して得られるパラミクソウィルスベクターを言う。 組換えパ ラミクソウィルスベクターは、 例えば、 組換えパラミクソウィルス cDNAを再構成 して生成することができる。
本発明においてパラミクソウィルスとはパラミクソウィルス科に属するウィル スまたはその誘導体を指す。 本発明を適用可能なパラミクソウィルスとしては、 例えばパラミクソウイノレス科の O^aramyxoviridae)のセンダイウィルス(Sendai virus) ニューカツスノレ;/丙ウイノレス (Newcastle disease virus)、 おたふ <sカ¾ぜゥ イノレス (Mumps virus)、 麻珍ウィルス (Measles virus)、 RSウィルス (Respiratory syncytial virus)、 牛投ゥ ノレス (rinderpest virus)、 システンノ 一ウイノレス (distemper virus)、 サルパラインフルエンザウイルス (SV5)、 ヒ トパラインフノレ ェンザウィルス 1, 2, 3型等が挙げられる。本発明のウィルスは、好ましくはパラミ クソウィルス属 Paramyxovirus) に属するウィルスまたはその誘導体である。本 発明を適用可能なパラミクソウィルスとしては、 例えばヒトパラインフルエンザ ウィルス 1型 (HPIV-1)、 ヒ トパラインフルエンザウイルス 3型 (HPIV-3)、 ゥシ ウスパラインフルェンザウィルス 1型とも呼ばれる)、およぴサルパラィンフルェ ンザウィルス 10型 (SPIV- 10) などが含まれる。 本発明のパラミクソウィルスは、 最も好ましくはセンダイウィルスである。 これらのウィルスは、 天然株、 野生株 、 変異株、 ラボ継代株、 および人為的に構築された株などであり得る。 DI粒子 ( J. Virol. 68, 8413-8417 (1994) ) 等の不完全ウィルスや、 合成したオリゴヌタレ ォチド等も、 本発明のウィルスベクターを製造するための材料として使用するこ とができる。
パラミクソウィルスのウィルスタンパク質をコードする遺伝子としては、 NP、 P 、 M、 F、 HN、 およひ 1遺伝子が含まれる。 「NP、 P、 M、 F、 HN、 および L遺伝子」 と は、 それぞれヌクレオキヤプシド、 ホスホ、 マトリックス、 フュージョン、 へマ グルチ二ン-ノイラミニダーゼ、およびラージ蛋白質をコードする遺伝子のことを 指す。 パラミクソウィルス亜科に属する各ウィルスにおける各遺伝子は、 一般に 次のように表記される。一般に、 NP遺伝子は「N遺伝子」 と表記されることもある パラミクソウィルス属 NP P/C/V M F HN - L
ルブラウィルス属 NP P/V M F HN (SH) L
モービリウィルス属 NP P/C/V M F H - L
例えばパラミク ソウィルス科 Paramyxoviridae) のレスピロウィルス ( Respirovirus) にも分類されるセンダイウィルスの各遺伝子の塩基配列のデータ ベースのァクセッション番号は、 NP遺伝子については M29343、 M30202, M30203, M30204, M51331, M55565, M69046, X17218 P遺伝子については M30202, M30203, M30204, M55565, M69046, X00583, X17007, X17008、 M遺伝子については D11446, K02742, M30202, M30203, M30204, M69046, U31956, X00584, X53056、 F遺伝子に ついては D00152, D11446, D17334, D17335, M30202, M30203, M30204, M69046, X00152, X02131、 HN遺伝子については D26475, M12397, M30202, M30203, M30204, M69046, X00586, X02808, X56131, L遺伝子については D00053, M30202, M30203, M30204, M69040, X00587, X58886を参照のこと。
本発明において 「遺伝子」 とは遺伝物質を指し、 RNAおよび DNA等の核酸が含ま れる。 遺伝子は蛋白質をコードしてもよく、 また蛋白質をコードしていなくても よい。 例えば遺伝子はリボザィムまたはアンチセンス RNAなどの機能的 RNAをコー ドするものであってもよい。 遺伝子は天然由来または人為的に設計された配列で あり得る。 また、 本発明において 「DNA」 とは、 一本鎖 DNAおよぴニ本鎖 DNAを含む
「腎細胞」 とは、 哺乳動物の正常腎臓に含まれる細胞、 および病的腎臓に浸潤 している細胞が含まれる。 腎臓に浸潤している細胞には、例えば単球(monocytes ) マク σファージ (macrophages) , ジンノヽ0球 (leukocytes) など力挙 ίずられる。 具体的には、 哺乳動物の腎臓は、 少なくとも 15種類の細胞からなっており、 糸球体細月包 (glomerular cell)
メサンギゥム細胞 (mesangial cell)
間質細包 (interstitial cell)
尿細管細胞 (renal tubular cell)
足細胞 (podocyte)
内皮細月包 (endothelial cell)
などが含まれる。 また糸球体基底膜 (GBM) および上皮細胞なども挙げられる。本 発明において、 これらの細胞は腎細胞に含まれる。
腎動脈とは、腎臓内または腎臓に至る動脈を指し、腹部大動脈(abdominal aorta ) から分岐する腎動脈およびそれより下流の小葉間動脈、 右腎動脈、 左腎動脈、 腎門の近くで分岐した動脈、 および 5本の区域動脈 (segmental artery)、 および それより下流の弓状動脈を含む。 腎静脈とは、 腎臓内または腎臓から出る静脈を 指し、 右腎静脈、 左腎静脈、 小葉間静脈、 星状静脈、 弓状静脈、 および葉間静脈 を含む。
本発明は、 パラミクソウィルスべクターの腎細胞へ遺伝子導入用途を提供する 。 本発明者等は、 パラミクソウィルスが極めて高い効率で腎細胞へ遺伝子を導入 することができることを見出した。 本発明者等による実験では、 腎臓の広範囲の 領域で導入遺伝子の発現が検出された。 特に、 腎動脈からの注入では、 主に間質 細胞および糸球体細胞への遺伝子導入が確認された。 これらの細胞は腎疾患にお ける標的細胞として重要であり、 本発明のベタターは腎疾患の遺伝子治療に好適 に用いられ得る。
また、 本発明者等により、 組換えパラミクソウィルスベクターを利用して腎細 胞に導入された遺伝子が少なくとも 1箇月にわたり持続的な発現を示すことが示 された。 このことは、 組換えパラミクソウィルスベクターを利用して腎細胞を標 的とした遺伝子治療を行った場合に、 持続的な治療効果を得ることができるとい う利点をもたらす。
また、 安全性の面においても、 パラミクソウィルスベクターはヒトへの遺伝子 治療の臨床試験に好適に用いられうる可能性が示唆される。 第一に、 外来遺伝子 の発現は、導入した DNAの核局在化が必要であること力 遺伝子導入の成功率を低 下させる主要な障害になっている。 しかし、 例えばセンダイウィルスなどの場合 、 外来遺伝子の発現は、 細胞質内において細胞性チューブリンおよび自身が持つ RNAポリメラーゼ (L蛋白質) の両方によって駆動される。 これはまた、 センダイ ウィルスが宿主のゲノムと相互作用しないことを示しており、 癌化などの安全面 における問題が生じないと考えられる。 第二に、 センダイウィルスは齧歯類にと つては病原性で肺炎を生じることが知られているが、 人には病原性ではない。 こ れはまた、 野生型センダイウィ^/スの経鼻的投与によって非ヒト霊長類において 重篤な有害作用を示さないというこれまでの報告によっても支持されている (
Hur itz, J. L. et al. , Vaccine 15 : 533 - 540, 1997)。 センダイウィルスのこれ らの特 ί敷は、 センダイウィルスベクターが、 ヒトの治療へ応用しうることを示唆 し、 センダイウィルスベクターが、 腎細胞への遺伝子治療の有望な選択肢の一つ となることを結論づけるものである。
このようにパラミクソウィルスベクターが腎細胞への遺伝子導入において様々 な利点を有するという本発明により得られた知見は、 特に、 腎細胞を標的とした 遺伝子治療などにおいて大きな進歩をもたらす可能性を示している。
本発明において腎細胞への遺伝子導入に用いるパラミクソウィルスベクターと しては、 特に制限はない。 好適なパラミクソウィルスベクターとして、 例えば、 複製能を有し、 自立的に増殖するようなベクターが挙げられる。 例えば、 一般に 天然型パラミクソウィルスのゲノムは、 3'の短いリーダー領域に続き、 N (ヌクレ ォキヤプシド)、 P (ホスホ)、 M (マトリックス)、 F (フュージョン)、 HN (へマグ ルチニン -ノイラミニダーゼ)、および L (ラージ) 蛋白質をコードする 6つの遺伝 子が並んでおり、 短い 5' トレイラ一領域を他端に有する。 これと同様の構造を有 するゲノムを設計することにより、 自律複製可能な本発明のベタターを製造する ことができる。 また、 ゲノム内に外来遺伝子を挿入することにより、 外来遺伝子 を発現するベクターを製造することができる。 なお、 本発明のパラミクソウィル スベクターにおいては、 ベクター上のウィルス遺伝子の配置は野生型ウィルスか ら改変されていてもよレ、。
また、 本発明に用いるパラミクソウィルスベクターとしては、 野生型パラミク ソウィルスが持つ遺伝子のいずれかを欠損したものであってもよい。 例えば、 セ ンダイウィルスベクターを再構成させる場合、 NP、 P/Cおよび L遺伝子から作られ る蛋白質群がトランスに必要だと考えられているが、 該蛋白質群をコードする遺 伝子自体は、 本発明のウィルスベクターに必ずしも含まれている必要なはい。 例 えば、 該蛋白質群をコードする遺伝子を有する発現ベクターを、 ベクターゲノム をコードする発現ベクターと共に宿主細胞にトランスフエクシヨンすることによ り、 再構成を行うことができる。 また、 該蛋白質群をコードする遺伝子を有する 宿主細胞にベタターゲノムをコードする発現べクターを導入し、 該宿主細胞から 該蛋白質群を供給して再構成を行ってもよい。 これらの蛋白質群のアミノ酸配列 は、 ウィルス由来の配列そのままでなくとも、 核酸の導入における活性が天然型 のそれと同等かそれ以上ならば、 変異を導入したり、 あるいは他のウィルスの相 同遺伝子で代用してもよい。
また、 パラミクソウィルスベクターが細胞に伝播してゆくためには、 M、 Fおよ ぴ HN遺伝子から作られる蛋白質群が必要だと考えられているが、 パラミクソウイ ルスベクターを RNPとして調製する場合は、 これらの蛋白質は必要ない。 RNPに含 まれるゲノムに、 M、 Fおよび HN遺伝子が含まれていれば、 宿主に導入された時に 、 これらの遺伝子産物が生産され、 感染性のあるウィルス粒子が形成される。 感 染性ウィルスを産生する RNPベクターとしては、 例えば N、 P、 M、 F、 HN、 および L 遺伝子をコードするウィルスゲノム RNAと、 N蛋白質、 P蛋白質、 および L蛋白質と を含む RNPが挙げられる。 このような RNPを細胞内に導入すると、 N蛋白質、 P蛋白 質、および L蛋白質の働きによりウィルスゲノムが発現、複製され、感染性ウィル スベクターが増幅する。
RNPを細胞に導入するには、例えばリボフエタトァミンやポリカチォニックリポ ソームなどと共に複合体を形成させて導入することが可能である。 具体的には、 種々のトランスフエクション試薬が利用できる。 例えば、 DOTMA (Boehringer)、 Superfect (QIAGEN #301305)、 D0TAP、 DOPE, DOSPER (Boehringer #1811169) な どが挙げられる。 エンドソーム中での分解を防ぐため、 クロ口キンを加えること もできる (Calos, M. P. , 1983, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 80 : 3015)。 複製 型ウィルスの場合、 産生されたウィルスは、 培養細胞、 鶏卵、 個体 (例えばマウ スなどの哺乳動物) 'などに再感染させて増幅または II代することができる。
逆に、 M、 Fおよび/または HN遺伝子が含まれていないパラミクソウィルスベクタ 一も、 本発明のパラミクソウィルスベクターとして用いることができる。 このよ うなウィルスベクターの再構成は、 例えば、 欠損している遺伝子産物を外来的に 供給することにより行うことができる。 このようにして製造されたウィルスべク ターは、 野生型ウィルスと同様に宿主細胞に接着して細胞融合を起こすが、 細胞 に導入されたベクターゲノムはこれらのいずれかの遺伝子を欠損しているため、 最初と同じような感染力を持つ娘ウィルス粒子は形成されない。 このため、 一回 限りの遺伝子導入力を持つ安全なウィルスベクターとして有用である。 ゲノムか ら欠損させる遺伝子としては、例えば F遺伝子およぴ Zまたは HN遺伝子が挙げられ る。例えば、 F遺伝子が欠損した組換えパラミクソウィルスベクターゲノムを発現 するプラスミ ドを、 F蛋白質の発現ベクターならびに NP、 P/Cおよび L蛋白質の発現 ベクターと共に宿主細胞にトランスフエクシヨンすることにより、 ウイ Λ ^スベタ ターの再構成を行うことができる (国際公開番号 WO0O/70055および W000/70070 )。 また、 例えば、 F遺伝子が染色体に組込まれた宿主細胞を用いて製造すること もできる。 これらの蛋白質群を外から供給する場合、 そのアミノ酸配列はウィル ス由来の配列そのままでなくとも、 核酸の導入における活性が天然型のそれと同 等かそれ以上ならば、 変異を導入したり、 あるいは他のウィルスの相同遺伝子で 代用してもよい。
また、 べクターゲノムが由来するウィルスのエンベロープ蛋白質とは異なる蛋 白質をベクターのエンベロープに含むベタターを作製することもできる。 このよ うなタンパク質に特に制限はない。 例えば、 他のウィルスのエンベロープタンパ ク質、 例えば水疱性口内炎ウィルス (VSV) の Gタンパク質 (VSV-G) を挙げること ができる。本発明のパラミクソウィルスベクターは、 VSV - Gタンパク質などのよう に、 ゲノムが由来するウィルス以外のウィルスに由来するエンベロープタンパク 質を含むシユードタイプウィルスベクターが含まれる。
また、 本発明のパラミクソウィルスベクターは、 例えば、 エンベロープ表面に 特定の細胞に接着しうるような接着因子、 リガンド、 受容体等の蛋白質、 あるい はこれらの蛋白質を細胞外領域に有し、 ウィルスエンベロープ由来のポリべプチ ドを細胞内領域に有するキメラタンパク質などを含むものであってもよい。 これ により、 特定の組織を標的とするベクターを作り出すこともできる。 これらはゥ ィルスゲノムにコードされていてもよいし、 ウィルスベクターの再構成時に、 ゲ ノム以外の遺伝子 (例えば別の発現ベクターまたは宿主染色体などの遺伝子) の 発現により供給されてもよい。
また、 本発明のウィルスベクターは、 例えば、 免疫原性を低下させるために、 または、 RNAの転写効率や複製効率を高めるために、ベクターに含まれるウィルス 遺伝子が改変されたものであってもよい。 具体的には、 例えば複製因子である NP 遺伝子、 P/C遺伝子おょぴ L遺伝子の少なくとも一つを改変し、 転写または複製の 機能を高めることが考えられる。 また、 構造体蛋白質の 1つである HN蛋白質は、 赤血球凝集素であるへマグルチニン(hemagglutinin)活性とノイラミニダーゼ ( neuraminidase)活性との両者の活性を有する力 例えば前者の活性を弱めること ができれば、 血液中でのウィルスの安定性を向上させることが可能であろうし、 例えば後者の活性を改変することにより、 感染能を調節することも可能である。 また、膜融合に関わる F蛋白質を改変することにより、膜融合リボソームの融合能 を調節することもできる。 また、例えば、細胞表面の抗原分子となりうる F蛋白質 や HN蛋白質の抗原提示ェピトープ等を解析し、 これを利用して抗原提示能を弱め たパラミクソウィルスを作製することもできる。
また、本発明のワクチンに用いられる SeVは、アクセサリー遺伝子が欠損したも のであってよい。 例えば SeVのアクセサリー遺伝子の 1つである V遺伝子をノック アウトすることにより、 培養細胞における遺伝子発現や複製は障害されることな く、マウス等の宿主に対する SeVの病原性が顕著に減少する(Kato, A. et al. 1997. J. Virol. 71 : 7266-7272 ; Kato, A. et al. 1997. EMBO J. 16 : 578 - 587; Curran, J. et al. , W001/04272, EP1067179)。 このような弱毒化ベクターは、 本発明のヮ クチンを構成するベクターとして特に好適である。
本発明のウィルスベクターは、ゲノム RNA中に外来遺伝子をコードし得る。外来 遺伝子を含む組換えパラミクソウィルスベクターは、 上記のパラミクソウィルス ベクターゲノムに外来遺伝子を挿入することによって得られる。 外来遺伝子とし ては、 標的とする腎細胞において発現させたい所望の遺伝子を用いることができ る。 外来遺伝子は天然型蛋白質をコードする遺伝子であってもよく、 また天然型 蛋白質と同等の機能を有する蛋白質をコードする限り、 欠失、 置換または揷入に より天然型蛋白質を改変した蛋白質をコードする遺伝子であってもよい。 あるい は、 天然型蛋白質の欠失型や人工的な蛋白質などであってもよい。 例えば、 遺伝 子治療などを目的とする場合には、該ウィルスベクタ一 DNAに対象となる疾患の治 療用遺伝子を揷入する。 ウィルスベクター DNAに外来遺伝子を導入する場合は、例 えば、センダイウィルスベクター DNAにおいては、転写終結 (E)配列と転写開始 (S) 配列との間などに、 6の倍数の塩基数を有する配列を揷入することが望ましい ( Journal of Virology, Vol. 67, No. 8, 1993, p. 4822 - 4830)。 外来遺伝子は、 ウィルスの各遺伝子 (NP、 P、 M、 F、 HN、 および L遺伝子) の前および/または後ろ に挿入することができる。 前後の遺伝子の発現を妨げないようにするため、 外来 遺伝子の前または後ろに適宜 E_I- S配列 (転写開始配列一介在配列一転写終結配 列) またはその部分を揷入し、 各遺伝子の間に E- 1- S配列を配置する。 あるいは、 IRESを介して外来遺伝子を挿入することもできる。
挿入した外来性遺伝子の発現量は、 外来遺伝子の上流に付加する転写開始配列 の種類により調節することができる。 また、 遺伝子挿入の位置、 および遺伝子の 前後の塩基配列により調節しうる。 例えば、 センダイウィルスにおいては、 挿入 位置がゥィルスゲノムのネガティプ鎖 RNAの 3'端に近レヽほど(野生型ゥィルスのゲ ノム上の遺伝子配置においては、 NP遺伝子に近いほど)、揷入された遺伝子の発現 量が高い。 外来遺伝子の高い発現を得るためには、 外来遺伝子を NP遺伝子の上流 (マイナス鎖においては 3'側) または NP遺伝子と P遺伝子の間など、上流領域(ネ ガティブ鎖ゲノムにおいて 3'側) に挿入することが好ましい。 逆に、 揷入位置が ネガティブ鎖 RNAの 5'端に近いほど(野生型ウィルスのゲノム上の遺伝子配置にお いては、 L遺伝子に近いほど)、 挿入された遺伝子の発現量が低くなる。 外来遺伝 子の発現を低く抑えるためには、 例えばネガティブ鎖の最も 5'側、 すなわち野生 型ウィルスゲノムにおいては L遺伝子の下流 (ネガティブ鎖においては L遺伝子の 5'隣接部位)、または L遺伝子の上流(ネガティブ鎖においては L遺伝子の 3'隣接部 位) に外来遺伝子を揷入する。 このように、 外来遺伝子の挿入位置は、 該遺伝子 の所望の発現量を得るために、 また前後のウィルスタンパク質をコードする遺伝 子との組み合わせが最適となる様に適宜調節することができる。 例えば、 高力価 ウィルスベクターの投与による導入遺伝子の高発現が毒性を示す場合は、 投与す るウィルス力価を制限することができる他、 例えばベクターにおける外来遺伝子 の挿入位置をネガティプ鎖のなるべく 5'側に設定したり、 転写開始配列を効率の 低いものにするなどして、個々の SeVベクターからの発現レベルを低く抑えること で適切な効果が得られるすることも可能である。
一般に、 細胞毒性を示さない限りにおいて、 抗原蛋白質の高い発現が得られれ ば、 免疫獲得に有利と考えられるため、 抗原蛋白質をコードする遺伝子は、 効率 の高い転写開始配列に連結し、 ネガティブ鎖ゲノムの 3'端近くに揷入することが 好ましい。 好適なベクターの例としては、 外来遺伝子が、 パラミクソウィルスべ クタ一のネガティブ鎖ゲノムにおいて、 該パラミクソウィルスのウィルス蛋白質 のいずれよりも 3'側に配置されているべクターが挙げられる。例えば N遺伝子の上 流 (ネガティブ鎖の 3'側) に外来遺伝子が揷入されたベクターが好ましい。 ある いは、 N遺伝子のすぐ下流に揷入してもよい。
外来遺伝子を容易に揷入できるようにするために、 揷入部位にクローニンダサ イトを設計することができる。 クローニングサイトは、 例えば制限酵素の認識配 列とすることができる。ゲノムをコードするべクタ一 DNA中の当該制限酵素部位に 外来遺伝子断片を挿入することができる。 クローユングサイトは、 複数の制限酵 素認識配列を有する、 いわゆるマルチクローニングサイトとしてもよい。 また、 本発明のベクターは、 このように挿入した以外に位置に他の外来遺伝子を保持し ていてもよい。
外来遺伝子を有する,袓換えセンダイウィルスベクターは、例えば、 Hasan, M. K. et al. J. Gen. Virol. 78 : 2813 - 2820, 1997 ; Kato, A. et al. , 1997, EMBO J. 16 : 578 - 587及び Yu, D. et al. , 1997, Genes Cells 2 : 457- 466の記載に準じて 、 次のようにして構築することができる。
まず、 所望の外来遺伝子の cDNA塩基配列を含む DNA試料を用意する。 DNA試料は 、 25ng/ / I以上の濃度で電気泳動的に単一のプラスミドと確認できることが好ま しい。 以下、 外来遺伝子を Notl部位を利用してウィルスゲノムをコードする DNA に揷入する場合を例にとって説明する。 目的とする cDNA塩基配列の中に Notl認識 部位が含まれる場合は、 部位特異的変異挿入法などを用いて、 コードするァミノ 酸配列を変化させないように塩基配列を改変し、 Notl部位を予め除去しておくこ とが好ましい。 この試料から所望の遺伝子断片を PCRにより増幅回収する。増幅さ れた断片の両端が Notl部位とし、 さらに一端にセンダイウィルスの転写終結配列
(E)、 介在配列 (I) 及び転写開始配列 (S) (EIS配列) のコピーを付加するため に、 Notl制限酵素切断部位配列及び転写終結配列 (E)、 介在配列 (I)及ぴ転写開 始配列(S) と目的遺伝子の一部の配列を含むプライマー対として、 フォワード側
(センス鎖) 合成 DNA配列及ぴリバース側 (アンチセンス鎖) 合成 DNA配列 (プラ イマ一対) を作成する。
例えば、 フォワード側合成 DNA配列は、 Notlによる切断を保証するために 5'側 に任意の 2以上のヌクレオチド (好ましくは GCGおよぴ GCCなどの Notl認識部位由 来の配列が含まれない 4塩基、 更に好ましくは ACTT) を選択し、 その 3,側に Notl 認識部位 gcggccgcを付加し、 さらにその 3'側にスぺーサー配列として任意の 9塩 基または 9に 6の倍数を加えた数の塩基を付加し、 さらにその 3'側に所望の cDNA の開始コドン ATGからこれを含めて 0RFの約 25塩基相当の配列を付加した形態とす る。 最後の塩基は Gまたは Cとなるように該所望の cDNAから約 25塩基を選択してフ ォヮード側合成ォリゴ DNAの 3'の末端とすることが好ましい。
リバース側合成 DNA配列は 5'側から任意の 2以上のヌクレオチド (好ましくは GCGおよび GCCなどの Notl認識部位由来の配列が含まれない 4塩基、 更に好ましく は ACTT) を選択し、 その 3'側に Notl認識部位 gcggccgcを付加し、 さらにその 3'側 に長さを調節するための挿入断片のオリゴ DNAを付加する。 このオリゴ DNAの長さ は、 Notl認識部位 gcggccgcを含め、 cDNAの相捕鎖塩基配列と後述するセンダイゥ ィルスに由来するセンダイウィルスゲノムの E I S塩基配列の合計が 6の倍数に なるように塩基数を設計する (いわゆる「6のルール (rule of six)」; Kolakofski, D. et al. , J. Virol. 72 : 891—899, 1998 ; Calain, P. and Roux, L. , J. Virol. 67 : 4822-4830, 1993)。 さらに揷入断片の 3,側にセンダイウィルスの S配列の相 補鎖配列、 好ましくは 5' -CTTTCACCCT-3' (配列番号: 1 )、 I配列、 好ましくは 5' -AAG- 3'、 E配列の相補鎖配列、 好ましくは 5' - TTTTTCTTACTACGG- 3, (配列番号 : 2 )、さらにその 3'側に所望の cDNA配列の終始コドンから逆に数えて約 25塩基相 当の相補鎖の最後の塩基が Gまたは こなるように長さを選択して配列を付加し、 リバース側合成オリゴ DNAの 3,の末端とする。
PCRは、 例えば、 ExTaqポリメラーゼ (宝酒造) を用いる通常の方法を用いるこ とができる。 好ましくは Ventポリメラーゼ (NEB) を用いて行い、 増幅した目的断 片は Notlで消化した後、 プラスミ ドベクター pBluescriptの Notl部位に揷入する。 得られた PCR産物の塩基配列をシークェンサ一で確認し、正しい配列のプラスミ ド を選択する。 このプラスミ ドから挿入断片を Notlで切り出し、 パラミクソウィル スゲノム cDNAを含むプラスミ ドの Notl部位にクローニングする。 またプラスミ ド ベクター pBluescriptを介さずに Notl部位に直接挿入し、組換えパラミクソウィル ス cDNAを得ることも可能である。
例えば、 組み換えセンダイウィルスゲノム cDNAであれば、 文献記載の方法に準 じて構築することができる (Yu, D. et al. , Genes Cells 2 : 457-466, 1997 ; Hasan, M. K. et al. J. Gen. Virol. 78 : 2813-2820, 1997)。 例えば、 まず Notl制限部 位を有する 18bpのスぺーサー配列(5' _ (G) - CGGCCGCAGATCTTCACG- 3,) (配列番号: 3 ) を、 クローニングされたセンダイウィルスゲノム cDNA (PSeV(+) ) のリーダー 配列と N-タンパク質をコードする配列の 5'末端との間の隣接遺伝子座に挿入し、 デルタ肝炎ウィルスのアンチゲノム鎖 (antigenomic strand) 由来の自己開裂リ ボザィム部位を含むプラスミ ド PSeV18+b (+)を得る (Hasan, M. K. et al. , 1997, J. General Virology 78 : 2813-2820)。 pSeV18+b (+)の Notl部位に外来遺伝子断片 を挿入し、 所望の外来遺伝子が組込まれた組み換えセンダイウィルス cDNAを得る ことができる。
ウィルスゲノムをコ一ドする DNAは、適当な転写プロモーターを連結してベクタ 一 DNAを構築し、 これを試験管内または細胞内で転写させ、パラミクソウィルスの L、 P、 および NPタンパク質の共存下で RNPを再構成させることにより、 この RNPを 含むウィルスベクターを生成させることができる。 本発明は、 パラミクソウィル スベクターのゲノム DNAを転写させる工程を含む、腎細胞へ遺伝子を導入するため に用いるパラミクソウィルスベクターまたは該ベクターを含む腎細胞への遺伝子 導入用組成物の製造方法を提供する。 また本発明は、該 DNAからなる、本発明のパ ラミクソウィルスベクターまたは該ベクターを含む腎細胞への遺伝子導入用組成 物の成分として用いるパラミクソウィルスベクター製造用 DNAを提供する。また本 発明は、 本発明のパラミクソウィルスベクターまたは該ベクターを含む腎細胞へ の遺伝子導入用糸且成物の成分となるパラミクソウィルスベクターを製造するため の、 該ベクターのゲノムをコードする DNAの使用に関する。 ウィルスベクター DNA からのウィルスの再構成は公知の方法に従って行うことができる (国際公開 97/16539号; 国際公開 97/16538号; Durbin, A. P. et al. , 1997, Virology 235 : 323-332 ; Whelan, S. P. et al., 1995, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 92 : 8388 - 8392 ; Schnell. M. J. et al. , 1994, EMBO J. 13 : 4195-4203 ; Radecke, F. et al., 1995, EMBO J. 14 : 5773-5784 ; Lawson, N. D. et al. , Proc. Natl. Acad. Sci. USA 92 : 4477-4481; Garcin, D. et al. , 1995, EMBO J. 14 : 6087 - 6094 ; Kato, A. et al. , 1996, Genes Cells 1 : 569 - 579 ; Baron, M. D. and Barrett, T. , 1997, J. Virol. 71 : 1265-1271 ; Bridgen, A. and Elliott, R. M., 1996, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 93 : 15400-15404)。 これらの方法により、 パラインフルエンザ、 水疱性口内 炎ウィルス、 狂犬病ウィルス、 麻疹ウィルス、 リンダ一ペストウィルス、 センダ ィウィルスなどを含むパラミクソウィルスベクターを DNAから再構成させること ができる。 ウィルスベクター DNAにおいて、 F遺伝子、 HN遺伝子、 および/または M 遺伝子を欠失させた場合には、 そのままでは感染性のゥィルス粒子を形成しない 、宿主細胞に、 これら欠失させた遺伝子および/または他のウィルスのェンベロ ープ蛋白質をコードする遺伝子などを別途、 導入し発現させることにより、 感染 性のウィルス粒子を形成させることが可能である。 例えば、ベクター DNAを細胞内に導入する方法には、次のような方法、①目的の 細胞が取り込めるような DNA沈殿物を作る方法、②目的の細胞による取りこみに適 し、かつ細胞毒性の少ない陽電荷特性を持つ DNAを含む複合体を作る方法、③目的 の細胞膜に、 DNA分子が通り抜けられるだけに十分な穴を電気パルスによつて瞬間 的に開ける方法などがある。
②としては、 種々のトランスフエクシヨン試薬が利用できる。 例えば、 D0TMA
(Boehringer)、 Superfect (QIAGEN #301305)、 D0TAP、 DOPE, DOSPER (Boehringer #1811169) などが挙げられる。 ①としては例えばリン酸カルシウムを用いたトラ ンスフヱクション法が挙げられ、この方法によつて細胞内に入つた DNAは貧食小胞 に取り込まれるが、 核内にも十分な量の DNAが入ることが知られている (Graham, F. L. and Van Der Eb, J. , 1973, Virology 52 : 456 ; Wigler, M. and Silverstein, S. , 1977, Cell 11 : 223)。 Chenおよひ Okayamaはトランスファー技術の最適化を 検討し、 1) 細胞と共沈殿物のインキュベーション条件を 2〜4% C02、 35°C、 15 〜24時間、 2) DNAは直鎖状より環状のものが活性が高く、 3) 沈殿混液中の DNA濃 度が 20〜30 μ §/πι1のとき最適な沈殿が得られると報告している (Chen, C. and Okayama, Η·, 1987, Mol. Cell. Biol. 7 : 2745)。 ②の方法は、 一過的なトラン スフエクシヨンに適している。 古くは DEAE -デキストラン (Sigma ffD- 9885 M. W. 5 X 105 ) 混液を所望の DNA濃度比で調製し、 トランスフヱクシヨンを行う方法が知 られている。 複合体の多くはエンドノームの中で分解されてしまうため、 効果を 高めるためにクロ口キンを加えることもできる (Calos, M. Ρ·, 1983, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 80 : 3015)。 ③の方法は電気穿孔法と呼ばれる方法で、 細胞選択 性がないという点で①ゃ②の方法に比べて汎用性が高い。 効率はパルス電流の持 続時間、 パルスの形、 電界 (電極間のギャップ、 電圧) の強さ、 バッファーの導 電率、 DNA濃度、 細胞密度の最適条件下で良いとされている。
以上、 3つのカテゴリーの中で②の方法は操作が簡便で多量の細胞を用いて多 数の検体を検討することができるので、ベクター再構成のための DNAの細胞への導 入には、 トランスフエクシヨン試薬が適している。 好適には Superfect Transfection Ragent (QIAGEN, Cat No. 301305)、 または DOSPER Liposomal Transfection Reagent (Boehringer Mannheim, Cat No. 1811169) 力 s用 ヽられる が、 これらに制限されない。
cDNAからの再構成は具体的には次のようにして行うことができる。
24穴から 6穴程度のプラスチックプレートまたは 100醒ペトリ皿上で、 10%ゥシ 胎児血清 (FCS)およぴ抗生物質 (100 units/mlぺニシリン Gおよぴ 100 μ g/mlスト レプトマイシン) を含む最少必須培地(MEM)を用いてサル腎臓由来細胞株 LLC- MK2 を 70〜80%コンフルェントになるまで培養し、例えば 1 μ g/ml psoralen (ソラレ ン)存在下 UV照射処理を 20分処理で不活化した、 T7ポリメラーゼを発現する組換 えワクシニアウィルス vTF7 - 3 (Fuerst, T. R. et al. , Proc. Natl. Acad. Sci. USA 83 : 8122—8126, 1986、 Kato, A. et al. , Genes Cells 1 : 569-579, 1996) を 2 PFU/ 細胞で感染させる。 ソラレンの添加量おょぴ UV照射時間は適宜調整することがで きる。 感染 1時間後、 2〜60 ^ g、 より好ましくは 3〜5 μ §の上記の組換えセンダイ ウィルス cDNAを、 全長センダイウィルスゲノムの生成に必須なトランスに作用す るウィルスタンパク質を発現するプラスミ ド (24 - 0. 5 gの pGEM- N、 12-0. 25 § の pGEM- Ρ、 およぴ 24-0· 5 μ gの pGEM -レ より好ましくは例えば 1 μ gの pGEM - Ν、 0. 5 i gの pGEM- Ρ、 およぴ 1 μ gの pGEM- L) (Kato, A. et al. , Genes Cells 1 : 569 - 579, 1996) と共に Superfect (QIAGEN社) を用いたリポフエクシヨン法等により ト ランスフエクションする。 トランスフエクションを行つた細胞は、所望により 100 μ g/mlのリファンピシン (Sigma) 及ぴシトシンァラビノシド (AraC)、 より好ま しくは 40 μ g/mlのシトシンァラビノシド (AraC) (Sigma) のみを含む血清不含の MEMで培養し、ワクシニアウィルスによる細胞毒性を最少にとどめ、 ウィルスの回 収率を最大にするように薬剤の最適濃度を設定する (Kato, A. et al. , 1996, Genes Cells 1 : 569 - 579)。 トランスフエクシヨンから 48〜72時間程度培養後、 細 胞を回収し、凍結融解を 3回繰り返して細胞を破砕した後、 LLC-MK2細胞にトラン スフエクシヨンして培養する。 培養 3〜7日後に培養液を回収する。 ェンベロー プ蛋白質をコードする遺伝子を欠損した複製能を持たないウィルスベクターを再 構成させるには、エンベロープタンパク質を発現する LLC - MK2細胞をトランスフエ クシヨンに使用する力 \ またはエンベロープ発現プラスミドを共にトランスフエ クシヨンすればよい。 また、 トランスフエクシヨンを行った細胞にエンベロープ タンパク質を発現する LLC - MK2細胞に重層して培養することによつて欠損型ウイ ルスベクターを増幅することもできる (国際公開番号 W000/70055 および WO0O/70070参照)。あるいは、上記の凍結融解による細胞破碎物を 10日齢の発育鶏 卵の尿膜内へ接種し、 約 3日後、 尿液を回収してもよい。 培養上清または尿液に 含まれるウィルス力価は赤血球凝集活性 (HA)を測定することにより決定すること ができる。 HAは 「endo- point希釈法」 (Kato, A. et al. , 1996, Genes Cells 1 : 569 - 579 ; Yonemitsu, Y. & Kaneda, Y. , Hemaggulut i nat i ng virus of Japan - liposome— mediated gene delivery to vascular cells. Ed. by Baker AH. Molecular Biology of Vascular Diseases. Method m Molecular Medicine : Humana Press : pp. 295-306, 1999) により決定することができる。 混入し得るワクシニアウィル ス vTF7- 3を除去するために、 得られた尿液試料を適宜希釈 (例えば 106倍) して 、 鶏卵で再増幅させることができる。 再増幅は、 例えば 3回上繰り返すことがで きる。 得られたウィルスストツクは- 80°Cで保存することができる。
回収したパラミクソウィルスは実質的に純粋になるよう精製することができる 。 精製方法はフィルトレーシヨン、 遠心分離、 およびカラム精製等を含む公知の 精製 ·分離方法またはその組み合わせにより行うことができる。 「実質的に純粋」 とは、 単離した物質 (化合物、 ポリペプチド、 またはウィルス等) 力 それが存 在する試料中の成分として主要な割合を占めることを言う。 典型的には、 試料中 に存在する実質的に純粋な成分は、 試料中の他の成分を合わせた全体の 50%以上 、 好ましくは 70%以上、 より好ましくは 80%以上、 さらに好ましくは 90%以上を 占める。 割合は当業者に公知の手順により、例えば重量比率 [w/w]等で算出され る。 溶媒、 塩、 添加化合物などは除外して算出する。 パラミクソウィルスの具体 的な精製方法としては、 例えばセルロース硫酸エステルまたは架橋ポリサッカラ ィド硫酸エステルを用いる方法 (特公昭 62- 30752号公報、 特公昭 62-33879号公報 、 およぴ特公昭 62- 30753号公報)、 およぴフコース硫酸含有多糖および/またはそ の分解物に吸着させる方法 (W097/32010) 等を例示することができる。
ウィルスベクターが再構成する限り、 再構成に用いる宿主細胞は特に制限され ない。 例えば、 LLCMK2細胞、 サル腎由来の CV - 1細胞、ハムスター腎由来の BHK細胞 などの培養細胞、 ヒト由来細胞等を使うことができる。 また、 大量にセンダイゥ ィルスベクターを得るために、 上記の宿主から得られたウィルスベクターを発育 鶏卵に感染させ、 該ベクターを増幅することができる。 鶏卵を使ったウィルスべ クタ一の製造方法は既に開発されている (中西ら編,(1993), 「神経科学研究の先 端技術プロトコール III, 分子神経細胞生理学」 , 厚生社, 大阪, pp. 153- 172)。 具体的には、 例えば、 受精卵を培養器に入れ 9〜12日間 37〜38°Cで培養し、 胚を 成長させる。 ウィルスベクターを尿膜腔へ接種し、 数日間卵を培養してウィルス ベクターを増殖させる。 培養期間等の条件は、 使用する組換えセンダイウィルス により変わり得る。 その後、 ウィルスを含んだ尿液を回収する。 尿液からのセン ダイウィルスベクターの分離 ·精製は常法に従って行うことができる(田代眞人, 「ウィルス実験プロ トコール」 , 永井、 石浜監修, メジカルビユー社, pp. 68 - 73, (1995) )。
欠損型ウィルスベクターを調製する場合、 例えば、 ベクターに含まれるウィル スゲノム上で欠損しているエンベロープ遺伝子が異なる 2種のベクターを同じ細 胞に導入すれば、 それぞれで欠損するエンベロープタンパク質が、 もう一方のベ クタ一からの発現により供給されるため、 互いに相捕しあって感染力のあるウイ ルス粒子が形成され、 複製サイクルがまわりウィルスベクターが増幅される。 す なわち、 2種またはそれ以上の本発明のベクターを、 エンベロープタンパク質を 相補する組み合わせで接種すれば、 それぞれのエンベロープ遺伝子欠損型ウィル スベクターの混合物を大量かつ低コストで生産することができる。 これらのウイ ルスは、 エンベロープ遺伝子が欠損しているため、 エンベロープ遺伝子を欠損し ていないウィルスに比べゲノムサイズが小さくなり長 、外来遺伝子を保持するこ とができる。 また、 元々感染性のないこれらのウィルスは細胞外で希釈され共感 染の維持が困難であることから、 不稔化するため、 環境放出管理上の利点がある
外来遺伝子として疾患の治療用遺伝子を用いてウィルスベクターを調製すれば 、 このベクターを投与して遺伝子治療を行うことが可能となる。 本発明のウィル スベクターの遺伝子治療への応用としては、 直接投与による遺伝子発現、 間接 ( ex vivo)投与による遺伝子発現のいずれの方法によっても、 治療効果を期待でき る外来遺伝子もしくは患者の体内で供給が不足している内在遺伝子等を発現させ ることが可能である。 外来遺伝子としては特に制限はなく、 蛋白質をコードする 核酸に加え、 例えば、 アンチセンスまたはリポザィムなどのタンパク質をコード しない核酸であってもよい。
本発明のパラミクソウィルスベクターは、 薬学的に許容される所望の媒体と共 に、腎細胞への遺伝子導入用の組成物とすることができる。 「薬学的に許容される 担体」 とは、 ベクターと共に投与することが可能であり、 ベクターによる遺伝子 導入を有意に阻害しない材料である。 例えば本発明のパラミクソウィルスベクタ 一を生理食塩水ゃリン酸緩衝生理食塩水(PBS)などで適宜希釈して組成物とする ことができる。 本発明のパラミクソウィルスベクターを鶏卵で増殖させた場合等 においては尿液を含んでよい。 また本発明のパラミクソウィルスベクターを含む 組成物は、 脱イオン水、 5%デキストロース水溶液等の担体または媒体を含んでい てもよレ、。 さらに、 その他にも、 植物油、 懸濁剤、 界面活性剤、 安定剤、 殺生物 剤等が含有されていてもよい。 また保存剤やその他の添加剤を添加することがで さる。
上記のようにして得られたパラミクソウィルスべクターまたは該べクターを含 む組成物を腎細胞に接触させることで、 パラミクソウィルスベクターが持つ外来 遺伝子を腎細胞へ導入することができる。 本発明は、 腎細胞へ遺伝子を導入する ための、 パラミクソウィルスベクターの使用を提供する。 感染経路は特に制限は なく、 例えば静脈注射などにより全身に投与してもよく、 あるいはベクターをよ り局部的に投与してベクターの導入範囲を制限することもできる。 腎への局所投 与には、 腎血管内、 尿管内、 腎盂内、 およぴ腎実質内への投与などが挙げられる 。 具体的には腎動脈または腎静脈からの注入、 あるいは尿管または腎盂からの逆 行など力 s好適である (Tomita, N. et al. , Biochem. Biophys. Res. Commun. 186 : 129-134, 1992 ; Isaka, Y. et al. , J. Clin. Invest. 92 : 2597-2601 ; Arai, M. et al., Biochem. Biophys. Res. Commun. 206 : 525-532, 1995 ; Heikkila, P. et al. , Gene Ther. 3 : 21-27, 1996 ; Rappaport, J. et al. , Kidney Int. 47 : 1462-1469, 1995 ; Oberbauer, R. et al. , Kidney Int. 48 : 1226-1232, 1995 ; Haller, H. et al. , Kidney Int. 50 : 473—480, 1996 ; Lien, Y. et al. , Exp. Nephrol. 5 : 132-136 ; Moullier, P. et al. , Kidney Int. 45 : 1220-1225, 1994 ; Bosch, R. et al. , Exp. Nephrol. 1 : 49—54, 1993 ; Zhu, G. et al. , Gene Ther. 3 : 298-304)。 特に、 血管を介してベクターを注入した場合は間質細胞および糸球 体に効率よく遺伝子が導入され、 これらの細胞の近傍にはマクロファージの浸潤 も見られないことから好ましい。
血管から注入する場合、 例えば、 対象となる遺伝子を含むベクターを、 カテー テルを介して動脈注射(米国特許第 5, 328, 470号参照) したり、 または翼付注入セ ット (Terumo Medical Corporation) により注入することができる。 注入に際し ては、 クランプ等により血流を遮断することが好ましい。 例えば、 カテーテルを 左腎動脈に挿入し、 腹部大動脈近傍をクランプで留めて血流を遮断し、 生食で灌 流後べクター溶液を注入し遺伝子を導入することで左腎の細胞に遺伝子を導入す ることができる。
このような方法は、 (a ) 腎血管の血流を遮断する工程、 (b ) 腎血管内に、 本 発明のパラミクソウィルスベクターを注入する工程、 および (c ) 該ベクターが 感染するようにインキュベートする工程を含む。 遮断する血流は、 例えば腎動脈 の血流である。 動脈を遮断してベクターを注入後、 さらに静脈を遮断してインキ ュベートすることが好ましい。
具体的には、 例えば、 腎臓への血流を、 上腸間膜動脈直下と下腸間膜動脈上方 の大動脈をクランプすることで遮断することができる。 このようにして左右片方 の腎臓の血流だけを遮断することができる。 生食で灌流後、 適当なゲージの針に より腎大動脈から本発明のベクターを直接注入することができる。 短時間のィン キュベーシヨンによりベクターを感染させた後、 クランプを取り除き血流を回復 させる。
また、 総類動脈及び胸部大動脈から腎動脈近位にカテーテル揷入し、 ここから ベクターを注入することもできる (Tomita, N. et al. , Biochem. Biophys. Res. Commun. 186 : 129-134, 1992)。 この場合、 例えば腹部大動脈のクリップにより腎 動脈の遠位で血流を遮断し、 生食で灌流後カテーテルからベクター溶液を注入す る。 これら以外でも、 公知の方法により血管を介してベクターを注入してもよい 尿管から逆行させてベクターを導入する場合、 尿管からシリンジまたはカテー テルを揷入してベクター溶液を注入することができる。 注入の際に、 血管をクラ ンプなどで遮断することもできる。 この方法は、 (a )腎血管の血流を遮断するェ 程、 (b )尿管内に、本発明のパラミクソウィルスベクターを導入する工程、およ ぴ (c ) 該ベクターが感染するようにインキュベートする工程を含む。 例えば左 腎静脈をクランプで遮断した後、 ベクターを注入することができる。 尿管から力 テーテルを揷入すれば、 腎盂手前または腎盂内などにべクタ一溶液を注入するこ とができる。
ベクターを感染させるためのインキュベーションは、例えば数分(約 1分〜約 10 分程度) 行うことができる。 血流を遮断する場合、 約 10分を超えると虚血性の組 織損傷が生じる恐れがあることから、 十分な感染効率が得られる限り、 なるべく 短時間で血流を再開させることが好ましい。 組織損傷を低減するため、 長時間血 流を遮断する場合は組織を氷などで冷やすことが好ましい。
さらに、 ウィルスベクターに生体適合性のポリオル (例えば poloxamer 407な ど) を組み合わせることで、 ウィルスベクターの形質導入率を 10〜100倍に上昇さ せ得る (March et al., Human Gene Thrapy 6 : 41-53, 1995)。 これによりウィル スベクターの投与量を低く抑え、 また感染時間を短縮することができる。 本発明 においては、 生体適合性のポリオルを、 本発明のパラミクソウィルスベクターと 組み合わせて組成物とすることができる。 また、 別の生体適合性ポリオルを組み 合わせて用いてもよい。 また、 血圧を上昇または下降させる種々の薬剤を組み合 わせて投与することも可能である。 上記の薬剤は、 ベクターと一緒に投与するこ ともできれば、 別々に投与することもできる。
さらに本発明の方法を用いて生体外 (ex vivo) で腎細胞に遺伝子を導入するこ ともできる (Kitamura, M. et al. , J. Clin. Invest. 94 : 497—505 ; Kitamura, M. et al. , Kidney Int. 51 : 1274—1279, 1997 ; Naito, T. et al. , Mol. Med. 2 : 297-312, 1996 ; Koseki, C. et al. , Am. J. Physiol. 261 : C550-C554, 1994 ; Heikkila, P. et al., Gene Ther. 3 : 21 - 27, 1996; Zeigler, S. et al. , Transplantation 61 : 812-817, 1996)。 例えば、 移植においてドナーから腎臓を 回収し、 この腎臓に対して本発明のベクターを投与する。 また、 腎臓から腎細胞 を回収し、 これらの細胞に遺伝子を導入後、 患者体内に注入することもできる。 このような細胞としては、 例えばメサンギゥム細胞、 マクロファージ、 尿細管上 皮細胞などが挙げられる。 具体的には、 例えば、 バイオプシーにより患者腎臓よ りメサンギゥム細胞を採取し、 遺伝子導入後に患者腎臓に戻すことが考えられる 。 このようなメサンギゥム細胞への遺伝子導入のために、 本発明のベクターを用 いることが可能である。 また、 尿細管上皮細胞に遺伝子を導入し、 被膜下に移植 して間質への ex vivoによるトランスフエクシヨンを行うこともできる。 本発明のパラミクソウィルスベクターを利用した遺伝子導入の標的となる腎細 胞としては、 特に制限はないが、 例えば、 間質、 糸球体、 血管 (動脈、 静脈、 お よび毛細管を含む)、尿細管(遠位尿細管および近位尿細管を含む) など細胞が挙 げられる。 具体的には、 間質性線維芽細胞、 メサンギゥム細胞、 血管内皮細胞、 尿細管上皮細胞 (TEC)、 マクロファージなどが好適な標的細胞である。 また、 成 体および胚 (胎児) の腎細胞 (後腎、 中腎、 前腎の細胞を含む) が対象となる。 また、 間葉系細胞などの腎始原細胞に遺伝子を導入することもできる。
本発明のパラミクソウィルスにより導入する遺伝子としては、 特に制限はない が、 天然の蛋白質としては、 例えばホルモン、 サイ卜力イン、 増殖因子、 受容体 、 酵素、 ペプチドなどが挙げられる。 蛋白質は分泌蛋白質、 膜蛋白質、 細胞質蛋 白質、 核蛋白質などであり得る。 人工的な蛋白質としては、 例えば、 キメラ毒素 などの融合蛋白質、 ドミナントネガティブ蛋白質 (受容体の可溶性分子または膜 結合型ドミナントネガティブ受容体を含む)、欠失型の細胞接着分子およぴ細胞表 面分子などが挙げられる。 また、 分泌シグナルや膜局在化シグナル、 核移行シグ ナル等を付加した蛋白質であってもよい。 導入遺伝子は、 腎細胞で発現していな い遺伝子であってもよく、 また腎細胞で発現している遺伝子を導入し、 発現を増 大させてもよい。 また、 アンチセンス RNA分子または RNA切断型リポザィムなどを 発現させて腎細胞で発現する望ましくない遺伝子の機能を抑制することもできる 本発明のベクターは、 様々な腎疾患に対する遺伝子治療に適用することが期待 される。 このような遺伝子治療には、 例えば、 遺伝子欠損による細胞での発現の 異常を補正するために、 また、 外来遺伝子を細胞に導入することにより新しい機 能を付加させるために、 あるいは、 ある遺伝子に対して抑制的に働く遺伝子を導 入することにより細胞における望ましくなレ、作用を抑制するために行レ、得る。 ま た、 本発明のベクターは非ヒト哺乳動物の腎細胞への遺伝子導入にも有用である 。 例えば、 様々な疾患モデルの作製や、 疾患モデルおょぴ腎移植等における治療 方法の開発または評価において有用である。
本発明は、 例えば腎移植において適用することが考えられる。 腎同種移植また は異種移植などにおいて、 本発明のベクターを用いて移植組織に外来遺伝子を導 入することが可能である。 例えば拒絶反応を抑制する遺伝子を発現させ、 移植後 の急性拒絶反応を抑制することが考えられる (例えば Zeigler, S. et al., Transplantation 61 : 812-817, 1996参照)。 また、 上述のようにマクロファージ 、 あるいはメサンギゥム細胞または内皮細胞などの腎細胞を単離し、 これに外来 遺伝子を導入して腎臓へ移入することもできる。 メサンギゥム細胞を使った移植 による投与は、 例えば公知のメサンギゥム細胞べクタ一系を利用することができ る (Kitamura, M. et al. , J. Clin. Invest. 94 : 497-505, 1994; Kitamura, M. Exp. Nephrol. 5 : 118 - 125, 1997)。 この方法では、 メサンギゥム細胞は糸球体毛 細管に捕捉され外来遺伝子を発現する。 また、 マクロファージベクターなどを用 いてもよい (Kitamura, M. et al. , Kidney Int. 51 : 1274 - 1279)。 例えば、 炎症 を起した糸球体に対して各種サイト力イン、 免疫抑制蛋白質、 または抗線維蛋白 質などの遺伝子を導入することが考えられる。
本発明は、 腎臓における癌の治療にも適用され得る。 動脈カテーテルなどを介 して癌治療のための遺伝子を癌病巣に導入することが考えられる。 用いられる遺 伝子としてはサイトカイン、 可溶性 VEGF受容体等の血管新生を阻害する蛋白質な どが挙げられる。
また、 本発明のベクターは、 急性尿細管壌死 (acute tublar necrosis) に対し て酸化窒素合成酵素 (N0S) の導入、 または細胞内接着分子一 1 (ICAM- 1) の機能 を阻害する遺伝子の導入などに用いることが考えられる。 また、 血管形成術後の 腎動脈狭窄症の予防、 腎嚢胞の治療等に本発明のベクターを用いることもできる その他の適用可能な疾患としては、 上気道などの細菌感染によって起こる急性 糸球体腎炎 (acute glomerulonephritis ; AGN;)、 急速進行性糸球体腎炎 (rapidly progressive glomerulonephritis ; RPGN ) 、 慢性糸球体腎炎 ( chronic glomerulonephritis ; CGN) [微小変化型 (minimal change)、 巣状糸球体硬化症 ( focai glomerular sclerosis)、 I¾ttW¾E (membranous nephropathy) s メサンギ クム増殖性腎症 (mesangial proliferative glomerulonephritis) 膜性: t 殖性糸 球体腎;)正 (merabranoproliferative glomerulonephritis)、 硬ィ匕性糸球体腎炎 ( sclerosing glomerulonephritis) を含む]、 糖尿病や FF炎などに伴い二次的に糸 球体が侵される二次性糸球体疾患 (secondary glomerular disease)、 ネフローゼ 症候群 (nephrotic syndrome) などが挙げられる。 また、 管内増殖性腎症、 半月 体形成性腎炎等への適用などが挙げられる。また、 HIV等の感染による腎障害の予 防および治療に適用することも考えられる。
さらに、 本発明のベクターによる腎細胞を標的とした治療の対象となりうる疾 患または傷害とその治療用遺伝子侯補の具体例としては、 以下のようなものが挙 げられる。
1 . 慢性糸珠体 炎 hepatocyte growth factor (HGF) , Smad 6/7
dominant negative TGF- β receptor
2 . 糖尿病†生腎症 hepatocyte growth factor (HGF) , Smad 6/7
dominant negative TbF- β receptor
3 . 糸球体硬ィ匕症 hepatocyte growth factor (HGF) , Smad 6/7
dominant negative TijF- β receptor
4 . アルポート症候群 type IV collagen
5 . 尿細管間質性腎炎 hepatocyte growth factor (HGF) , Smad 6/7
dominant negative TGF- β receptor
TGF- J3 (transforming growth factor j3 ) は多機能サイトカインであり、 組織 回転や損傷回復などにおいて重要な機能を果たしている。 TGF- j3は特に細胞外マ トリタス (ECM) の蓄積を誘導する機能を有しており、 またインテグリン等の ECM 受容体の発現も調節する。 糖尿病性腎症などを含む様々な進行性腎疾患において 共通する現象に、糸球体の ECM蓄積が挙げられる。 このことから、 TGF- 13の発現ま たは機能を阻害することにより、 ECMの蓄積を抑制することが可能である。
例えば、 小分子デルマタン硫酸プロテオダリカンの 1つである decorin は、 TGF- ;3に対する天然の阻害因子である。 この遺伝子 (decorin cDNA) の導入によ り、 糸球体の ECMの蓄積が低減される (Isaka, Y. et al. , Nat. Med. 2 : 418-423,
1996)。
また、 TGF- β受容体の細胞外ドメィンを持つ分子は、 TGF- βを中和して TGF - β の機能発現を阻害する。 TGF - 受容体には I型と II型が存在し、 II型受容体に TGF - jSが結合し、 これが I型受容体と相互作用する。 TGF- i3の抑制に用いる受容体断片 としては、 I型おょぴ II型のどちらでもよいが、 TGF- i3と直接相互作用する II型受 容体断片を用いることが好ましい。 シグナル伝達機能を欠損させた不活性化型 TGF- jS受容体を発現させることで、 TGF- j8を中和することができる。 単に可溶型 受容体を発現させるだけでも一定の効果は得られる (し in, H. Y. et al. , J. Biol. Chem. 270 : 2747-2754, 1995) 、 例えば TGF- jS受容体の細胞外ドメインを IgG - Fcと融合させた分子 (例えば TGF- RII/Fc) (Isaka, Y. et al., Kidney Int. 55 : 465-475, 1999 ; Isaka, Y. et al., J. Am. Soc. Nephrol. 7 : 1735, 1996) を発 現させれば、 効果を有意に増強させることが可能である。 この分子を腎細胞に発 現させることで、 糸球体における細胞外マトリタスの蓄積を抑制することができ る。 また、 PDGF (platelet-derived growth factor) の細胞外ドメインを同様に Fcとの融合蛋白質として導入することも考えられる (Iinai, R. and Y. Isaka, Nephron 83 : 296-300, 1999 ; Isaka et al. , Kidney Int. 52 : Suppl. S100-S103,
1997) oアンチセンス RNA分子または RNA切断型リボザィムなどにより、これらの遺 伝子の発現を抑制することも考えられる。 逆に急性糸球体損傷などにおいては、 TGF_ i3遺伝子の導入が効果を有する可能性がある。 また、 腎疾患モデルの作製に TGF - j8遺伝子を用いることもできる。
Smadは TGF- jSのシグナルを伝達するシグナル分子のフアミリ一であり、 この遺 伝子ファミリーの機能も遺伝子導入による制御の対象となる。 特に、 TGF- jSシグ ナルを抑制的に調節する抑制型 Smad遺伝子の導入は、 TGF- βの作用を抑制するた めに好適である。 このような分子としては Smad6および Smad7が挙げられる。
HGF (hepatocyte growth factor) は間葉系細胞で産生される増殖因子であり、 肝臓おょぴ腎臓を含む臓器の内皮細胞や上皮細胞の細胞増殖を調節している。 ま た HGFは形態形成を誘導し、分枝した尿細管を形成させる。 また、虚血ゃ薬剤によ る組織損傷により引き起こされる急性腎不全を予防する (Kawaida, K. et al. , Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91 : 4357-61, 1994)。 HGFによる腎疾患マウスの治 療も試みられている (Mizuno, S. et al. , J. Clin. Invest. 101 : 1827-34, 1998 )。 このように、 HGFは腎細胞を標的とする遺伝子治療における導入遺伝子として 重要である (Imai, R. and Y. Isaka, Nephron 83 : 296-300, 1999)。 HGFは腎疾 患における進行性の線維化を予防するためにも有用である。
15 -リポキシゲナーゼ (15_Lipoxygenase ; 15- L0) はロイコトリェンの炎症作用 アンタコナイス、する 15— S - hydroxyeicosatetraenoic acidぉょぴ lipoxin A4の 合成を媒介する酵素である。糸球体腎症モデルにおいて、 15-L0遺伝子の導入が効 果を有するという報告があり (Yura, T. et al. , J. Am. Soc. Nephrol. 6 : 890, 1995 ; Imai, E. et al. , Exp. Nephrol. 5 : 112—117, 1995 ; Munger, K. A. et al. , Proc. Natl. Acad. Sci. USA 96 : 13375-13380, 1999)、 この遺伝子も治療遺伝子 として有効である。
また、 腎細胞を標的とした遺伝子導入 (例えば、 遺伝子治療) において特に有 用な外来遺伝子としては、 以下のようなものが挙げられる。
1 ) 細胞周期抑制遺伝子 (例えば p53、 p21、 pl6、 p27など)
2 ) 細胞内増殖シグナル抑制因子遺伝子 (例えば、 変異型 H-Rasなど)
3 ) 分泌型細胞増殖抑制因子遺伝子 (例えば、 eN0S、 CNP:C型ナトリウム利尿ぺプ チドなど)
4 ) 血管平滑筋細胞弛緩因子遺伝子 (例えば、 eN0S、 CNPなど) 5 ) 血管平滑筋細胞弛緩イオンチャンネル遺伝子 (例えば、 C末欠損型 Kir 6. 2力 リゥムイオンチャンネルなど)
6 ) 血栓溶解蛋白遺伝子 (例えば組織プラスミノーゲン ·ァクチベータ一、 ゥロ キナーゼなど)
7 ) 組織因子反応経路阻害因子遺伝子 (TFPI: Tissue Factor Pathway Inhibitor など)
8 ) 血管新生因子遺伝子 (例えば VEGF、 FGF、 HGFなど)
9 ) スーパーォキシドデイスムターゼ (SOD,超酸化物不均化酵素) (例えば Cu/Zn 型 S0D、 Mn型 S0D、 EC- SODなどを含む)
本発明のベクターは、 腎間質細胞に高い効率で遺伝子を導入できることが特徴 の一つである。 この性質を利用して、 様々な腎疾患に対する遺伝子治療が可能に なるものと期待される。 ヒトにおける進行性の腎疾患は、 最終的には共通して尿 細管間質性線維症 (tubulointerstitial fibrosis) を発症する。 持続性の炎症や 間質で繰り返される傷害が次第に腎組織を破壊し、 その結果、 多くの場合におい て腎機能の深刻な機能低下が引き起こされる (Schainuck, L. I. et al. , Hum. Pathol. 1 : 631-641, 1970 ; Bohle, A. et al., Virchows Arch. 376: 211-232 ; Bohle, A. et al. , Virchows Arch. 373 : 15 - 22, 1977 ; Mackensen, S. et al., Nephron 24: 30-34, 1979)。 また、 間質性線維症は、 糸球体または血管の傷害に より二次的に引き起こされることもあり得る。 腎疾患の進行が腎不全の最終場面 に至る機構の詳細は知られていないが、 幾つか の研究では、 糸球体の損傷ではな く尿細管間質の傷害の程度が、 腎機能障害および長期的な予後の程度と正確に相 関し得ることが報告されている (Risdon, R. A. et al. , Lancet 2 : 363-366, 1968 ; Schainuck, L. et al. , Hum. Pathol. 1 : 631-641, 1970)。
間質性線維症の過程は、 細胞成分おょぴ細胞外マトリクスの代謝回転で働く正 常な調節が異常に引き伸ばされたものと見ることができる。 間質性線維芽細胞は 、 いわゆる筋線維芽細胞と呼ばれる合成表現型を獲得し、 増殖して活発な炎症が 起こるレジデント領域 (residential areas) に浸潤する (Alpers, C. et al. , J. Am. Soc. Nephrol. 5 : 201 - 210, 1994)。 その後、 これらの細胞は細胞外マトリク スの合成を引き起こし、 局所的な線維形成を促進する。 従って、 間質性線維芽細 胞を標的とする遺伝子導入技術により、 インビポ (in vivo) での間質における特 定分子の効果を検証することが可能となる。 さらに、 この技術は間質性線維症の 治療法の開発にとっても重要である。
遺伝子治療は、 腎器官内または外から、 パラミクソウィルスベクター含有組成 物をインビポ (in vivo) で投与し、 外来遺伝子を腎細胞內で発現させることによ り実施することができる。 また、 エタスビポ (ex vivo) による投与を行ってもよ レ、。 インビボ (in vivo) による遺伝子導入は例えば、 腎動脈または腎静脈へのベ クタ一注入、 腎臓への直接注入、 尿管からの逆行、 腎盂からの逆行等の局所投与 により行うことができる。 その他に、 例えば、 全身または他の器官への投与を介 して間接的に腎細胞に投与することもできる。 ェクスビボ (ex vivo) による遺伝 子導入は、 例えば、 摘出した腎臓に対して、 腎動脈または腎静脈へのベクター注 入、 腎臓への直接注入、 尿管からの逆行、 腎盂からの逆行等により投与すること ができる。 あるいは、 臓器等から腎細胞を調製し、 本発明のベクターとインキュ ペートすることにより遺伝子を導入することもできる。 遺伝子が導入された腎細 胞は、 例えば腎臓へ 移入することができる。
治療おょぴ予防において腎細胞への遺伝子導入用パラミクソウィルスベクター は、有効量のベクターが腎細胞に導入されるのに十分な量を投与される。 「有効量 」 とは、 本発明に方法において、 所望の治療または予防効果を少なくとも部分的 にもたらすように腎細胞に遺伝子が導入される量を言う。 所望の遺伝子を含む本 発明のパラミクソウィルスベクターの有効量が投与されることにより、 ベクター が導入された細胞において導入遺伝子産物が産生され、 それに伴つて該細胞およ ぴ /またはその周囲の腎細胞の表現型の変化(すなわち導入遺伝子おょぴその他の 遺伝子の発現誘導または抑制、 並びに形態学的、 生化学的変化など) が誘導され る。 好ましくは、 所望の遺伝子を有する本発明のベクターの有効量が投与される ことにより、 投与された腎臓中の有意な数の細胞に遺伝子が導入され、 該細胞の 表現型の変化が誘導される。 「有意な数の細胞 j とは、本発明のベクターが、投与 部位における標的腎細胞の少なくとも約 0. 1%、 好ましくは約 1%以上、 より好ま しくは約 5%以上、より好ましくは約 10%以上、最も好ましくは約 20%以上の細胞 で遺伝子が導入されることを言う。 標的腎細胞としては、 例えば、 間質細胞、 糸 球体細胞、 または尿細管細胞、 あるいはメサンギゥム細胞、 上皮細胞、 内皮細胞 等が挙げられる。
細胞への遺伝子導入は、 当業者に公知の方法によりアツセィすることが可能で ある。 遺伝子の転写産物は、 例えば、 ノーザンハイプリダイゼーシヨン、 RT- PCR 、 RNAプロテクションアツセィ等により検出'定量することができる。 ノーザンハ イブリダィゼーシヨンや RT - PCR等による検出は in situでも行い得る。 また、 翻 訳産物を検出するには、抗体を用いたウェスタンプロット、免疫沈降、 RIA、 ELISA 、 プルダウンアツセィ等により行うことができる。 また、 遺伝子導入の検出を容 易にするため、 発現させる蛋白質にタグを付加したり、 レポーター遺伝子を発現 するように組み込んでおくことも可能である。 レポーター遺伝子は、 jSガラタト シダーゼ、 CAT、 アルカリホスファターゼ、 または GFPをコードする遺伝子等が挙 げられるがこれらに制限されない。
ベクターの投与量は、 疾患、 患者の体重、 年齢、 性別、 症状、 投与目的、 導入 遺伝子、 投与組成物の形態、 投与方法等により異なるが、 当業者であれば適宜決 定することが可能である。 好ましくは、 投与するベクター量は約 105 pfu/mlから 約 10u pfu/mlの範囲内であるとよい。 より好ましくは、 投与するベクターの量は 約 107 pfu/mlから約 109 pfu/mlの範囲内であるとよい。 最も好ましくは、 約 1 X 108 pfu/mlから約 5 X 108 pfu/mlの範囲内の量を薬学上容認可能な担体中で投与するこ とが好ましい。
本発明のウィルス含有組成物の投与対象としては、 ヒト、 サル、 マウス、 ラッ ト、 ゥサギ、 ヒッジ、 ゥシ、 ィヌなど全ての哺乳動物が含まれる。 図面の簡単な説明
図 1は、腎動脈から SeV/GFPを投与して 4日目のラット腎臓を回収し、前頭断に して蛍光実体顕微鏡下で観察した結果を示す写真である。 皮質部から髄質部の広 範囲にかけて強い蛍光が認められる。
図 2は、尿管から SeV/GFPを投与して 4日目のラット腎臓を回収し、前頭断にし て蛍光実体顕微鏡下で観察した結果を示す写真である。 皮質部から髄質部の広範 囲にかけて強い蛍光が認められる。
図 3は、 腎動脈から SeV/GFPを投与して 4日目の腎組織切片を GFPに対する抗体 で染色した結果を示す写真である。 陽性シグナルが瀰漫性に間質の線維芽細胞に 観察される。 下段に各糸且織を表記した。
図 4は、 尿管から SeV/GFPを投与して 4日目の腎組織切片を GFPに対する抗体で 染色した結果を示す写真である。 陽性シグナルが瀰漫性に間質の線維芽細胞に観 察される。 下段に各組織を表記した。
図 5は、 腎動脈から SeV/GFPを投与して 4日目の腎組織切片を GFPに対する抗体 で染色した結果を示す写真である。 GFP抗体陽性像が糸球体にも認められ、およそ 20%の糸球体に感染していた。下段に糸球体を表記した。浸潤細胞は斜線で示した 図 6は、 尿管から SeV/GFPを投与して 4日目の腎組織切片を GFPに対する抗体で 染色した結果を示す写真である。 陽性シグナルが散在性に尿細管の上皮細胞で観 察された。 また、 マクロファージの浸潤が認められた。 下段に各組織'細胞を表 記した。 浸潤細胞は斜線で示した。
図 Ίは、 腎動脈から SeV/GFPを投与して 7日目の腎組織切片を GFPに対する抗体 で染色した結果を示す写真である。 糸球体の GFP抗体陽性像が観察される。
図 8は、 腎動脈から SeV/GFPを投与して 7日目の腎組織切片を GFPに対する抗体 で染色した結果を示す写真である。間質細胞およぴ糸球体の GFP抗体陽性像が観察 される。
図 9は、 腎動脈から SeV/GFPを投与して 7日目の腎組織切片を GFPに対する抗体 で染色した結果を示す写真である。 GFP抗体陽性像が観察される。
図 1 0は、 腎動脈から SeV/GFPを投与して 14日目の腎組織切片を GFPに対する抗 体で染色した結果を示す写真である。
図 1 1は、 腎動脈から SeV/GFPを投与して 14日目の腎組織切片を GFPに対する抗 体で染色した結果を示す写真である。
図 1 2は、 腎動脈から SeV/GFPを投与して 14日目の腎組織切片を GFPに対する抗 体で染色した結果を示す写真である。
図 1 3は、 腎動脈から SeV/GFPを投与して 14日目の腎組織切片を GFPに対する抗 体で染色した結果を示す写真である。
図 1 4は、 腎動脈から SeV/GFPを投与して 28日目の腎組織切片を GFPに対する抗 体で染色した結果を示す写真である。
図 1 5は、 腎動脈から SeV/GFPを投与して 28日目の腎組織切片を GFPに対する抗 体で染色した結果を示す写真である。 発明を実施するための最良の形態
実施例により本発明を具体的に説明するが、 本発明はこれらの実施例に限定さ れるものではない。 なお、 本明細書全体を通じて引用された文献 (文献、 特許、 公開特許出願を含めて) の内容はすべて、 本明細書に組み込まれる。
[実施例 1 ] 腎臓投与用の GFP遺伝子を有する組換えセンダイウィルスべクター (GFP/SeV) の構築と調製
GFP遺伝子を有する組換えセンダイウィルスベクタ^" (GFP/SeV)は、 Kato, A. et al. , 1997, EMBO J. 16 : 578-587及ぴ Yu, D. et al. , 1997, Genes Cells 2 : 457-466 の記載を基本に以下のように構築した。 まず、 GFP遺伝子の cDNA塩基配列 (構造遺伝子長 717bp) を含む DNA試料を用意し た。 DNA試料は、 25ng/ U以上の濃度で電気泳動的に単一のプラスミドとした。 こ の試料から所望の遺伝子断片を増幅回収するために、 Notl制限酵素切断部位配列 及ぴ後述する転写終結配列 (E)、 介在配列 ( I ) 及び転写開始配列 ( S ) 配列と GFP遺伝子の一部の配列を含むプライマー対として、 フォワード側合成 DNA配列及 ぴリバース側合成 DNA配列 (アンチセンス鎖) を作成した。
フォヮ一ド側合成 DNA配列は 5'側から ACTTを選択し、 その 3'側に Notl認識部位 gcggccgcを付加し、 さらにその 3'側にスぺーサー配列を付カ卩した。 さらにその 3' 側に所望の cDNAの開始コドン ATGからこれを含めて 0RFの 25塩基相当の配列を付カロ した。
リパース側合成 DNA配列は 5'側から ATCCを選択し、 その 3'側に Notl認識部位 gcggccgcを付加し、さらにその 3'側に長さを調節するための挿入断片のオリゴ DNA を付加した。 このオリゴ DNAの長さは、 Notl認識部位 gcggccgcを含め、 cDNAの相補 鎖塩基配列と後述するセンダイウィルスに由来するセンダイウィルスゲノムの E I S塩基配列の合計が 6の倍数になるように塩基数を設計した(いわゆる「6のル 一ノレ(rule of six)」;Kolakofski, D. et al. , J. Virol. 72 : 891 - 899, 1998, Calain, P. and Roux, L., J. Virol. 67 : 4822-4830, 1993)。 さらに揷入断片の 3,側にセ ンダイウィルスの S配列の相捕鎖配列: 5' - CTTTCACCCT- 3, (配列番号: 1 )、 I配 列: 5' - AAG- 3'、 E配列の相捕鎖配列: 5, - TTTTTCTTACTACGG- 3' (配列番号: 2 ) 、 さらにその 3'側に目的の cDNA配列の終始コドンから逆に数えて 25塩基相当の相 補鎖配列を付加し、 リパース側合成ォリゴ DNAの 3'の末端とした。
PCRは、 Ventポリメラーゼ (NEB) を用いて行い、 増幅した目的断片は Notlで消 化した後、 プラスミドベクタ一 pBluescriptの Notl部位に揷入した。 得られた PCR 産物の塩基配列をシークェンサ一で確認し、 正しい配列のプラスミドを選択した 組換えセンダイウィルスゲノム cDNAは文献記載の方法に準じて構築した(Kato, A. et al. , EMBO J. 16 : 578—598, 1997, Hasan, M. K. et al. J. Gen. Virol. 78 : 2813-2820, 1997)。 まず、 No«制限部位を有する 18bpのスぺーサー配列 (5' - (G) - CGGCCGCAGATCTTCACG - 3' ) (配列番号: 3 ) を、 クローニングされたセンダイ ウィルスゲノム cDNA (pSeV (+) ) のリーダー配列と N -タンパク質をコードする配列 の 5'末端との間の隣接遺伝子座に挿入し、 肝炎デルタウィルスのアンチゲノム鎖 ( ant i genomic strand) 由来の自己開裂リポザィム部位を含むプラスミ ド pSeV18+b (+)を得た (Hasan, M. . et al. , 1997, J. General Virology 78 : 2813-2820) 0 GFPをコードする上記 DNAを Notlで切断し、 センダイウィルスのゲノ ム cDNAプラスミ ド、 pSeV18+b (+)の Notl部位に挿入し、 GFP遺伝子が組込まれた組 換えセンダイウイ/レス cDNAを得た。
このようにして作製した組換えセンダイウィルス cDNAを試験管内または細胞内 で転写させ、 ウィルスを再構成させることによって、 組換えウィルスベクターを 以下のようにして得た。
6穴のプラスチックプレート上で、 10%ゥシ胎児血清 (FCS)およぴ抗生物質(100 units/ml ペニシリンお および 100 i g/ml ストレプトマイシン) を含む最少必須 培地(MEM)を用いてサル腎臓由来細胞株 LLCMK2を 70〜80%コンフルェント(1 X 106 細胞) になるまで培養し、 T7ポリメラーゼを発現する UV照射により不活化した組 換えワクシニアウィルス vTF7-3 (Fuerst, T. R. et al. , Pro Natl. Acad. Sci. USA 83 : 8122-8126, 1986、 Kato, A. et al. , Genes Cells 1 : 569-579, 1996) を 2 PFU/細胞で感染させた。感染 1時間後、 3〜5 μ gの組換えセンダイウィルス cDNA を、 全長センダイウィルスゲノムの生成に必須なトランスに作用するウィルスタ ンパク質を発現するプラスミ ド (l /i gの pGEM - Ν、 0. 5 gの pGEM- P、 および l /i gの pGEM-L) (Kato, A. et al., Genes Cells 1 : 569-579, 1996) と共に Superfect (QIAGEN社) を用いたリポフエクシヨン法により トランスフエクシヨンした。 ト ランスフエクシヨンを行った細胞は、 100 / g/mlのリファンピシン (Sigma) 及び シド(AraC) (Sigma)のみを含む血清不含の MEMで培 養した。 これら薬剤はワクシニアウィルスによる細胞毒性を最少にとどめ、 ウイ ルスの回収率を最大にするよう最適濃度を設定した (Kato, A. et al. , 1996, Genes Cells 1 : 569-579)。 トランスフエクシヨンから 48時間後、 細胞を回収し、 凍結融解を 3回繰り返して細胞を破枠した後、 10日齢の発育鶏卵の尿膜内へ接種 した。 3日後、 尿液を回収し、 ウィルス力価は赤血球凝集活性 (HA)を測定するこ とにより決定した。 HAは 「endo - point 希釈法」 (Kato, A. et al. , 1996, Genes Cells 1 : 569-579; Yonemitsu, Y. & Kaneda, Y. , Hemaggul ut i nat i ng virus of Japan - liposome - mediated gene delivery to vascular cells. Ed. by Baker AH. Molecular Biology of Vascular Diseases. Method in Molecular Medicine : Humana Press : pp. 295-306, 1999) により決定した。 103〜104 pfu/ml以下であると予想 されるワクシニアウィルス vTF7- 3を除去するために、 尿液試料を 106倍に希釈し 鶏卵で再増幅さた。 本操作を 3回上繰り返し、 得られた尿液を腎臓投与試料溶液 として 4°Cに保存した。 HA値からウィルスタイターは 2 X 109 pfu/mlであると見積 もられた。
[実施例 2 ] F欠失型センダイウィルスベクターの構築と調製
<1> F欠失型センダイウィルスゲノム cDNAおよび F発現プラスミ ドの構築
センダイウィルス (SeV) 全長ゲノム cDNA、 pSeV18+ b (+) (Hasan, M. K. et al. , 1997, J. General Virology 78 : 2813—2820) (「pSeV18+ b (+)」 は 「pSeV18+」 と もいう) の cDNAを Sphl/Kpnlで消化してフラグメント(14673bp)を回収し、 pUC18 にクローユングしてプラスミド pUC18/KSとした。 F欠損部位の構築はこの pUC18/KS 上で行った。 F遺伝子の欠損は、 PCR -ライゲーシヨン方法の組み合わせで行い、結 果として F遺伝子の 0RF (ATG- TGA=1698bp) を除いて atgcatgccggcagatga (配列番 号: 4 ) で連結し、 F欠失型 SeVゲノム cDNA (PSeV18+/AF) を構築した。 PCRは 、 Fの上流には、 フォワードプライマー (5,-gttgagtactgcaagagc/配列番号: 5 )およぴリノ一スプラ マー (5 -tttgccggcatgcatgtttcccaaggggagagttttgcaacc Z配列番号: 6 ) を用い、 F遺伝子の下流にはフォワードプライマー (5' - atgcatgccggcagatga Z配列番号 : 7 ) およびリバースプライマー ( 5, - tgggtgaatgagagaatcagc/配列番号: 8 ) を用いて増幅を行い、 PCR産物を EcoT22I で連結した。 このように得られたプラスミドを Saclと Sailで消化して、 F欠損部位 を含む領域の断片(4931bp) を回収して pUC18にクローユングし、 pUC18/dFSSとし た。 この pUC18/dFSSを Dralllで消化して、 断片を回収して pSeV18+の F遺伝子を含 む領域の Dralll断片と置き換え、 ライゲーシヨンしてプラスミ ド pSeV18+/AF を 得た。
さらに、 F欠失部位に EGFP遺伝子を搭載した cDNA (PSeV18+/AF-GFP) を構築す るため、 PCRにより、EGFP遺伝子の増幅を行った。 EGFP遺伝子を 6の倍数 (Hausmann, S. et al. , RNA 2, 1033-1045 (1996) ) に合わせるため 5,は Nsil - taildプライマ 一 (5, -atgcatatggtgatgcggttttggcagtac:配歹幡号: 9 )、 3,は NgoMIV - tailed プライマー(5, - Tgccggctattattacttgtacagctcgtc:配列番号: 1 0 )を用いて PCR を行った。 PCR産物を制限酵素 Nsil と NgoMIVで消化してゲルから断片を回収し、 pUC18/dFSSの F欠失部位にある Nsilと NgoMIVという制限酵素部位に連結し、シー クエンスを確認した。 ここ力 ら、 EGFP遺伝子を含む Dralll断片を回収し、 pSeV18+ の F遺伝子を含む領域の Dralll断片と置き換え、 ライゲーシヨンしてプラスミ ド pSeV18+/AF-GFP を得た。
<2> SeV_F蛋白を誘導発現するヘルパー細胞の作製
センダイウィルスの F遺伝子 (SeV- F) を発現する Cre/loxP誘導型発現プラスミ ドの構築は SeV- F遺伝子を PCRで増幅し、 シーケンスを確認した後、 Cre DNAリコン ビナーゼにより遺伝子産物を誘導発現されるように設計されたプラスミ ド pCALNdl (Arai, T. et al., J. Virol. 72, 1115-1121 (1998) ) のユニークサイ ト Swal部位に揷入し、 プラスミド pCALNdLw/Fとした。
F欠損ゲノムから感染ゥィルス粒子を回収するため、 SeV- F蛋白を発現するヘル パー細胞株を樹立した。細胞は SeVの増殖によく用いられているサル腎臓由来細胞 株 LLC- MK2細胞を用いた。 LLC- MK2細胞は、 10%の熱処理した不動化ゥシ胎児血清 (FBS)、ぺニシリン Gナトリウム 50単位 /ml、およぴストレプトマイシン 50 j g/ml を添加した MEMで 37°C、 5% C02で培養した。 SeV- F遺伝子産物は細胞傷害性を有す るため、 Cre DNAリコンビナーゼにより F遺伝子産物を誘導発現されるように設計 された上記プラスミ ド pCALNdLw/Fを、 リ ン酸カルシウム法 ( mammalian transfection kit (Stratagene) ) により、 そのプロトコールに従って LLC- MK2細 胞に遺伝子導入を行った。
10cmプレートを用レ、、 40%コンフルェントまで生育した LLC- MK2細胞に 10 /z gの プラスミド pCALNdLw/Fを導入後、 10mlの 10% FBSを含む MEM培地にて、 37°Cの 5 % C02インキュベータ一中で 24時間培養した。 24時間後に細胞をはがし、 10ml培地 に懸濁後、 10cmシャーレ 5枚を用い、 5ml 1枚、 2ml 2枚、 0. 2ml 2枚に蒔き、 G418 (GIBC0-BRL)を 1200 μ g/mlを含む 10mlの 10%FBSを含む MEM培地にて培養を行い、 2 日毎に培地交換しながら、 14日間培養し、 遺伝子の安定導入株の選択を行った。 該培地により生育してきた G418に耐性を示す細胞はクローニングリングを用いて 30株を回収した。 各クローンは 10cmプレートでコンフルェントになるまで拡大培 養を続けた。
F蛋白質の発現誘導は、 細胞を 6cmシャーレにてコンフルェントまで生育させた 後、アデノウィルス AxCANCreを斉藤らの方法(Saito et al., Nucl. Acids Res. 23 : 3816-3821 (1995) ; Arai, T. et al., J. Virol. 72, 1115-1121 (1998) ) により moi=3 で感染させて行った。
<3> F欠失 SeVウィルスの再構築及び増幅
F欠損咅位に enhanced green fluorescent protein (EGFP) 這 子をレポーター として 6 nルールに従って導入した上記 pSeV18+/ AF- GFP を下記のようにして LLC- MK2細胞にトランスフエクシヨンした。
LLC-MK2細胞を 5 X 106 cells/dish で 100mmペトリ皿に蒔き、 24時間培養後、 ソラレンと長波長紫外線 (365nm) で 20分間処理した T7 RNAポリメラーゼを発現 するリコンビナントワクシニアウイノレス (Fuerst, T. R. et al. , Proc. Natl. Acad. Sci. USA 83, 8122-8126 (1986) )に室温で 1時間感染させた (moi-2) (moi=2 〜3か好ましく、 より好適には moi=2が用いられる)。ワクシニアウィルスへの紫外 線照射には、 15ヮットバルブを 5本が装備された UV Stratakinker 2400 (カタ口 グ番号 400676 (100V) , ストラタジーン社, La Jol la, CA, USA) を用いた。 細胞 を 3回洗浄してからプラスミ ド pSeV18V Δ F- GFP, pGEM/NP, pGEM/P, 及ぴ pGEM/L (Kato, A. et al. , Genes cells 1, 569—579 (1996) ) をそれぞれ 12 z g, 4 μ g, 2 μ g, 及ぴ 4 i g /dish の量比で OptiMEM (GIBCO)に懸濁し、 SuperFect transfection reagent (1 i g DNA/5 μ 1 の SuperFect, QIAGEN)を入れて混合し、 室温で 10分間放置後、 最終的に 3%FBSを含む 0ptiMEM 3mlに入れ、 細胞に添加して 培養した。 3時間培養後、 細胞を、 血清を含まなレ、MEMで 2回洗浄し、 シトシン ;3 -D-ァラビノフラノシド 40 μ g/ral (AraC, Si gma), トリプシン 7. 5 g/ml (GIBC0) を含む MEMで 70時間培養した。これらの細胞を回収し、ペレットを OptiMEM に懸濁した (107 cells/ ml )。 凍結融解を 3回繰り返して lipofection reagent D0SPER (Boehringer mannheim)と混合し (106 cells/25 // 1 D0SPER) 室温で 15分 放置した後、上記でクローニングした F発現ヘルパー細胞の一つ LLC-MK2/F7細胞に トランスフエクシヨン (106 cells /well 12- well- plate) し、 血清を含まない MEM (40 μ g/ml AraC, 7. 5 g/ml トリプシンを含む)で培養し、 上清を回収した。
[実施例 3 ] センダイウィルスベクターの腎臓へのインビボ投与
( 1 ) 腎動脈からのウィルス投与
6週齢 Sprague Dawley (SD) ラット の体重 160〜180gのものを用いた。 動物は 、ネンプタールを生食で 10倍希釈し、体重の l/100ml容量を腹腔内に投与し麻酔し た。 正中切開により開腹し、 左腎臓おょぴ腎動脈を、 付着する脂肪組織等を除去 後露出した。生理食塩水による灌流およびウィルス投与のために、 24Gカテーテル を左腎動脈に挿入した。 さらに腹大動脈への逆流を防止するために、 腹大動脈近 傍をクランプで留めた。腎臓灌流を生理食塩水数百/ を用いて行った。生食によ る灌流後、 各々 300, 500, 700 ^ 1 (titer 2 X 109 pfu/ml) の実施例 1で調製した ウィルス試料溶液を、 1mlシリンジを用いて投与した。 カテーテルを取り外し、針 痕はァロンアルファ一(東亜合成化学) により閉傷した。 5分間放置後、 クランプ を除去し、 ミツヘル縫合びようにより閉腹した。
( 2 ) 尿管からのウィルス投与
6週齢 Sprague Dawley (SD) ラット の体重 160〜180gの動物を用いた。 動物は 、ネンブタールを生食で 10倍希釈し、体重の l/10(kl容量を腹腔内に投与し麻酔し た。正中切開後左部腎臓および尿管を露出した。 26G針を尿管に揷入し、 それぞれ 300, 500, 700 l (titer 2 X l09 pfu/ml)の実施例 1で調製したウィルス (GFP/SeV ) 試料溶液を腎臓に投与した。 この際左腎静脈はクランプで閉塞した。 5分間放 置後、 クランプは除去し、 ミッヘル縫合びようにより閉腹した。
( 3 ) 腎臓試料の回収と切片作製
ウィルス投与 4, 7, 14, 21, 28日後に腎臓試料の回収を行った。 ラットをメン ブタールにて麻酔、 開腹した。 腎臓灌流を行うために、 腎動脈に分枝する腹大動 脈の上部を止血鉗子で留め、 腎動脈に分枝する腹大動脈の下部に翼状針を刺し、 生理食塩水 20ml導入し、 除血後、 腎臓を摘出した。 摘出腎臓を前頭断に分割し、 直前に調製したメタカルン溶液 (メタノール:クロロフオルム:酢酸 =9 : 6 : 1) に て固定した。 固定試料を常法によりパラフィン包埋後、 厚のパラフィン切片 を作製した。 脱パラフィンはキシレンおょぴ順次希釈エタノールにより行った。
( 4 ) 免疫組織染色
ウィルス感染組織の同定おょぴ細胞浸潤判定を行うために、抗 GFP抗体(ラビッ トポリクローナノレ抗体、 Molecular Probes, Oregon, USA) およぴマクロファージ に対する抗 ED - 1抗体 (マウスモノクローナル抗体、 Serotec, Oxford, England) による反応性を調べた。 上述法により作製した切片を、 内在性の peroxidaseの不 活性化のためにメタノール:過酸ィヒ水素 = 9 : 1溶液で室温 5分間処理した。 PBS溶液 (10分間) で 3回洗浄後、試料切片を 20分間室温でブロッキング処理した (プロッ キング剤として以下の組み合わせを選択した:ラビット抗体には 5°/。ャギ血清、 マ ウスモノクローナル抗体には 5%ゥマ血清、 各々 200 μ 1)。 それぞれ 50倍希釈した 1 次抗体処理を 4°C、 16時間行った。冷 PBSで 3回洗浄後、切片試料を 2抗体反応に供 した。 2次抗体は GFP確認用としてピオチン化ャギ抗ゥサギ IgG (H+L)抗体 (Vector Laboratories Inc. , Burlingame, CA) を 150倍希釈し、 マクロファージ確認用と してビォチンィヒゥマ抗マウス IgG(H+L)抗体(Vector Laboratories Inc., Burlingame, CA)を 150倍希釈して用いた。 抗体反応は室温で 30分間行い、 冷 PBS 溶液 (10分間) で 3回洗浄した。試料をアビジン-ビォチン化 (Vector社 アビジン -ビォチン化キッ トを用いて添付説明書に従って行った) した horseradish peroxidase複合体と室温 30分間放置した後、 DAB溶液存在下で発色反応を行った。 反応停止後、 試料切片はメチルダリ一ンで共染色を行った。
( 5 ) 投与 4日後の腎臓生切片での蛍光顕微鏡による GFP発現結果
投与 GFP/SeVから発現した GFPを蛍光で確認するために、 回収した生腎臓を前頭 断にし、 蛍光実体顕微鏡下で蛍光光源 (励起波長 425nm、 吸収波長 480nm) 観察を 行った。 蛍光観察試料はすべて、 腎動脈および尿管から 500 μ 1のウィルス投与 4 日後のものとした。 図 1 (腎動脈から投与したもの) および図 2 (尿管から投与 したもの) にその結果を示す。 皮質部から髄質部の広範囲にかけて強い蛍光が認 められることが確認出来る。
( 6 ) 投与 4日後の免疫組織染色結果
GFPに対する抗体反応の結果、腎動脈あるいは尿管からのどちらのウィルス投与 においても、 ウィルスは瀰漫性に間質の線維芽細胞に感染していた (図 3および 4 )。 腎動脈から投与の場合、 GFP抗体陽性像が糸球体にも認められ、 およそ 20% の糸球体に感染していた(図 5 )。糸球体での抗体陽性細胞はメサンギゥム細胞と 考察された。 ここで注目すべき点は、腎動脈からの投与で観察された GFP陽性糸球 体および間質細胞付近において炎症性マクロファージの浸潤が認められないこと である。尿管導入の場合には腎盂上皮細胞に強い GFPの発現が観察され、散在性に 間質細胞、および尿細管の上皮細胞に感染が認められた (図 6 )。尿管からの投与 においては、 尿細管細胞での発現は遠位尿細管のみならず、 近位尿細管でも認め られた。 また、 尿管からの投与においては尿細管周囲の組織中にかなりのマクロ ファージの浸潤が認められた。 浸潤の誘導における投与経路によるこのような違 いは、 部分的には細尿管上皮細胞が抗原提示細胞としての能力を有することに起 因する可能性がある。
( 7 ) 投与 7, 14, 21, 28日後の免疫組織染色結果
動物は、 6週齢 SDラットの^を用い、 本実験はすべて腎動脈からの投与とした 。 投与ウィルス量はタイターが 2 X l09 pfu/mlの GFP/SeVを 700 1/匹とした。 免疫 糸且織染色の結果、 GFP抗体陽性像が投与全期間で観察された (7日, 図 7〜9; 14 日, 図 1 0〜1 3 )。感染が確認された間質細胞および糸球体細胞付近には、 ほと んどマクロファージの浸潤が認められなかった。 この投与実験において、 腎動脈 投与 4日後には認められなかつた尿細管の上皮細胞で、 全期間にわたり GFP抗体陽 十生像が認められた (28日, 図 1 4および 1 5 )。 投与 28日後においては、 GFP抗体 陽性尿細管細胞近傍に浸潤細胞が観察される場合が認められ、 尿細管間質障害の 徴候が示唆された。 産業上の利用の可能性
腎細胞への遺伝子導入においては従来のベクターでは十分な遺伝子導入効率が 得られなかったが、 本発明により、 パラミクソウイルベクターを利用して短時間 のベクターの露出で極めて高い効率で腎細胞へ遺伝子を導入することが可能とな つた。 これにより、 腎細胞を標的とした遺伝子治療のための基盤技術が提供され た。

Claims

請求の範囲
1. パラミクソウィルスベクターを腎細胞に接触させる工程を含む、 腎細胞へ遺 伝子を導入する方法。
2. パラミクソウィルスベクターを血管内に投与する工程を含む、 請求項 1に記 載の方法。
3. 血管が腎動脈である、 請求項 2に記載の方法。
4. パラミクソウィルスベクターを尿管内に投与する工程を含む、 請求項 1に記 載の方法。
5. 腎細胞が間質細胞、 糸球体細胞、 およぴ尿細管細胞からなる群より選択され る細胞である、 請求項 1から 4のいずれかに記載の方法。
6. パラミクソウィルスがセンダイウィルスである、 請求項 1から 5のいずれか に記載の方法。
7. 腎細胞へ遺伝子を導入するために用いる、 パラミクソウィルスベクター。
8. パラミクソウィルスベクターまたは該ベクターを含む細胞を含む、 腎細胞へ の遺伝子導入用,組成物。
9. 血管内に投与するために用いられる、 請求項 8に記載の糸且成物。
10. 血管が腎動脈である、 請求項 9に記載の組成物。
1 1. 尿管内に投与するために用いられる、 請求項 8に記載の組成物。
12. 腎細胞が間質細胞、 糸球体細胞、 および尿細管細胞からなる群より選択さ れる細胞である、 請求項 8から 11のいずれかに記載の組成物。
13. パラミクソウィルスがセンダイウィルスである、 請求項 8から 12のいず れかに記載の組成物。
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