JP2008523093A - Regulated expression of transgenes in the mammalian central nervous system - Google Patents
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Abstract
組み換えアデノ随伴ウイルス(rAAV)ベクターが、哺乳類の中枢神経系(CNS)に調節可能な導入遺伝子を送達するために提供される。また、ベクターを使用して神経変性病の患者を処置する方法、ならびにベクターを構築もしくは使用するか、あるいは本発明の方法を行うためのキットを提供する。導入遺伝子の配列は、小分子誘導体に応答する転写因子の一以上の結合部位を含む、プロモーター/エンハンサー領域から発現される。導入遺伝子の構築物および転写因子を含む構築物の両方が標的細胞に送達される。調節可能な導入遺伝子は、転写因子として同一のrAAVベクター上もしくは別々のベクター上で送達される。転写因子は2つのポリペプチド鎖、例えば、DNA結合ドメインおよび転写活性ドメインを含んでよく、該ポリペプチド鎖は、ラパマイシンもしくはその非免疫原性の類似体などの二量体化物の存在下で活性化二量体を形成する。本発明のベクター、方法およびキットは、AADCもしくはGDNFなどの遺伝子をパーキンソン病のような神経変性病の患者の脳に送達するのに使用されてよく、脳におけるAADCもしくはGDNFの発現は、後からラパマイシンもしくはラパマイシン類似物で患者を処置することによって調節可能である。 Recombinant adeno-associated virus (rAAV) vectors are provided for delivering regulatable transgenes to the mammalian central nervous system (CNS). Also provided are methods for treating patients with neurodegenerative diseases using vectors, and kits for constructing or using vectors, or for performing the methods of the invention. The transgene sequence is expressed from a promoter / enhancer region that contains one or more binding sites for transcription factors that respond to small molecule derivatives. Both the transgene construct and the construct containing the transcription factor are delivered to the target cells. Regulatable transgenes are delivered as transcription factors on the same rAAV vector or on separate vectors. A transcription factor may comprise two polypeptide chains, eg, a DNA binding domain and a transcriptional activation domain, that are active in the presence of a dimerization product such as rapamycin or a non-immunogenic analog thereof. A dimer is formed. The vectors, methods and kits of the invention may be used to deliver genes such as AADC or GDNF to the brain of patients with neurodegenerative diseases such as Parkinson's disease, where expression of AADC or GDNF in the brain is later Modulation is possible by treating the patient with rapamycin or a rapamycin analog.
Description
本発明は、遺伝子治療によって導入された遺伝子の調節、特に哺乳類の中枢神経系(CNS)に形質導入された導入遺伝子の発現調節に関する。 The present invention relates to the regulation of genes introduced by gene therapy, in particular to the regulation of transgene expression transduced in the mammalian central nervous system (CNS).
多くのヒトの疾患は遺伝子の異常な発現によって引き起こされる。遺伝子が低発現である場合、あるいは遺伝子産物自体が欠失している場合には、相当する機能的遺伝子産物の不在は、喪失遺伝子産物を患者に送達することによって処理されてよい。しかしながら、タンパク質の送達は、しばしば困難であり、限られた期間にのみ利益を授与し、タンパク質は、定期的に、あるいは慢性疾患の場合には無期限に繰り返し再投与されなければならないことを意味する。繰り返しの投与は、コストが高く、不便であり、貧困の患者によっては苦しいかもしれない。加えて、遺伝子産物のレベルは、1用量の投与直後と次の用量の投与直前の間で急速に変化しうる。このレベルの変動性は、低薬物動態(例、短い半減期)もしくは低い治療指数を伴う治療薬剤において特に問題である。 Many human diseases are caused by abnormal expression of genes. If the gene is underexpressed, or if the gene product itself is deleted, the absence of the corresponding functional gene product may be addressed by delivering the lost gene product to the patient. However, protein delivery is often difficult and only provides benefits for a limited period of time, meaning that protein must be re-administered regularly or indefinitely in the case of chronic disease To do. Repeated administration is costly, inconvenient and may be painful for poor patients. In addition, the level of the gene product can change rapidly between immediately after administration of one dose and immediately before administration of the next dose. This level of variability is particularly problematic in therapeutic agents with low pharmacokinetics (eg, short half-life) or a low therapeutic index.
遺伝子治療は、遺伝子産物よりもむしろ遺伝子の準最適発現を示す細胞に遺伝子を送達することで用いられ得る。内在性遺伝子の低発現もしくは不完全な発現を供給することに加えて、遺伝子治療はまた、サイトカイン、ホルモン、抗体もしくは遺伝学的に修飾されたタンパク質などの標的細胞で発現される時に有益な効果を有しうる他の遺伝子を送達するためにも使用され得る。遺伝子治療によって送達される遺伝子は、本明細書では導入遺伝子を意味する。導入遺伝子が標的細胞内で安定して発現される時には、遺伝子治療は、無期限に定常レベルの遺伝子産物を送達する能力を有する。遺伝子治療は、遺伝子産物自体の繰り返し送達と比較して、一度、もしくは少なくとも低頻度で実施されることのみを必要とする。全身に投与されたタンパク質は血液脳関門のために脳に入りにくく、脳への直接定位注射は繰り返し投与には非実用的であることから、遺伝子治療が治療タンパク質を脳に送達する方法として特に好ましい。 Gene therapy can be used by delivering a gene to cells that exhibit suboptimal expression of the gene rather than the gene product. In addition to providing low or incomplete expression of endogenous genes, gene therapy also has a beneficial effect when expressed in target cells such as cytokines, hormones, antibodies or genetically modified proteins Can also be used to deliver other genes that may have A gene delivered by gene therapy refers herein to a transgene. Gene therapy has the ability to deliver a constant level of gene product indefinitely when the transgene is stably expressed in the target cell. Gene therapy only needs to be performed once or at least infrequently compared to repeated delivery of the gene product itself. Proteins administered systemically are difficult to enter the brain due to the blood-brain barrier, and direct stereotactic injection into the brain is impractical for repeated administration, so gene therapy is a particularly useful method for delivering therapeutic proteins to the brain. preferable.
(アデノ随伴ウイルス介在の遺伝子治療)
ウイルスベクターは、本明細書で形質導入を意味する過程である、標的細胞への導入遺伝子の効率的な送達を補助するために開発されてきた。遺伝子送達に使用されてきた一つのウイルス系はアデノ随伴ウイルス(AAV)である。AAVはディペンドウイルス属に属するパルボウイルスである。AAVは、他のウイルスでは見られないいくつかの魅力的な特徴を有する。第一に、AAVは非分裂細胞を含む広範囲の宿主細胞に感染しうる。非分裂細胞に感染する能力は、AAVをCNS組織、例として脳への形質導入に特に適切な選択肢とする。第二に、AAVは異なる種由来の細胞に感染可能である。第三に、AAVはヒトもしくは動物の病気に関連せず、組込みによって宿主細胞の生物学的特性を変化させないようである。実際、ヒトの人口の80−85%がウイルスに感染していると推測されている。最後に、AAVは、広範囲の物理的および化学的状態において安定であり、生成、貯蓄および輸送に容易である。
(Adeno-associated virus mediated gene therapy)
Viral vectors have been developed to assist in the efficient delivery of transgenes to target cells, a process implying transduction herein. One viral system that has been used for gene delivery is adeno-associated virus (AAV). AAV is a parvovirus belonging to the genus Dependvirus. AAV has several attractive features not found in other viruses. First, AAV can infect a wide range of host cells, including non-dividing cells. The ability to infect non-dividing cells makes AAV a particularly suitable option for transducing CNS tissue, eg, the brain. Secondly, AAV can infect cells from different species. Third, AAV is not associated with human or animal disease and does not appear to alter the biological properties of the host cell through integration. In fact, it is estimated that 80-85% of the human population is infected with the virus. Finally, AAV is stable in a wide range of physical and chemical conditions and is easy to produce, store and transport.
AAVゲノムは、約4681ヌクレオチド(nt)長の直状一本鎖DNA分子である。AAVゲノムは、一般的に両末端に末端逆位配列(ITRs)が配置された内部非繰り返しゲノムを含む。ITRsは約145nt長である。ITRsはDNA複製の複製開始点およびウイルスゲノムのパッケージングシグナルとして作用する。 The AAV genome is a straight single-stranded DNA molecule about 4681 nucleotides (nt) long. AAV genomes generally include internal non-repeating genomes with terminal inverted sequences (ITRs) located at both ends. ITRs are approximately 145 nt long. ITRs act as an origin of replication for DNA replication and a packaging signal for the viral genome.
ゲノムの内部非繰り返し部分は、AAVの複製(rep)およびキャプシド(cap)遺伝子による2つの主要なオープン・リーディング・フレームを含む。repとcapの遺伝子は、ウイルスが複製し、ウイルスゲノムをビリオン内にパッケージさせるタンパク質をコードする。特に、少なくとも4つのウイルスタンパク質を含む一つのファミリーは、AAVのrep領域から発現される;Rep78、Rep68、Rep52、およびRep40は、それらの見かけ上の分子量から名付けられた。AAVのcap領域は少なくとも3つのタンパク質をコードする;VP1、VP2、およびVP3。 The internal non-repetitive portion of the genome contains two major open reading frames due to AAV replication (rep) and capsid (cap) genes. The rep and cap genes encode proteins that the virus replicates and packages the viral genome into virions. In particular, one family containing at least four viral proteins is expressed from the rep region of AAV; Rep78, Rep68, Rep52, and Rep40 have been named for their apparent molecular weight. The cap region of AAV encodes at least three proteins; VP1, VP2, and VP3.
AAVはヘルパー依存性ウイルスである。すなわち、一般的にAAVビリオンを形成するためにはヘルパーウイルス(例、アデノウイルス、ヘルペスウイルスもしくはワクシニア)との共感染を必要とする。ヘルパーウイルスによる共感染の非存在下では、AAVはウイルスゲノムがエピソームとして持続するか、もしくは宿主細胞の染色体に挿入する、潜伏状態を確立するが、感染ビリオンは生成されない。ヘルパーウイルスによる後の感染は、組込まれたゲノムを「レスキュー」する、すなわち、複製し、感染性AAVビリオンにゲノムをパッケージすることを許容する。AAVが異種由来の細胞に感染可能である一方、ヘルパーウイルスは宿主細胞と同一種でなければならない。それゆえ、例えば、ヒトAAVはイヌアデノウイルスに共感染されたイヌ細胞で複製するだろう。 AAV is a helper-dependent virus. That is, co-infection with a helper virus (eg, adenovirus, herpes virus or vaccinia) is generally required to form AAV virions. In the absence of co-infection with helper virus, AAV establishes a latent state where the viral genome persists as an episome or inserts into the host cell chromosome, but no infectious virions are produced. Subsequent infection with helper virus “rescue” the integrated genome, ie, allow it to replicate and package the genome into infectious AAV virions. While AAV can infect cells of different origin, the helper virus must be the same species as the host cell. Thus, for example, human AAV will replicate in canine cells co-infected with canine adenovirus.
AAVベクターは、AAVゲノムの内部非繰り返し部分(すなわち、repおよびcap)を欠失すること、ならびにITR間に異種性遺伝子(「導入遺伝子」)を挿入することによって目的の遺伝子を送達するように設計されている。導入遺伝子は異種性プロモーターに連結されてよい。ポリアデニル化部位などの末端シグナルもまた含まれ得る。 AAV vectors deliver the gene of interest by deleting the internal non-repeating portion of the AAV genome (ie, rep and cap) and inserting a heterologous gene (“transgene”) between the ITRs. Designed. The transgene may be linked to a heterologous promoter. Terminal signals such as polyadenylation sites may also be included.
導入遺伝子を含む感染性組み換えAAV(rAAV)のストックを得るために、適合する産生細胞系列がAAVのITRs間に挟まれた導入遺伝子を含むAAV発現ベクターでトランスフェクトされる。AAVヘルパーの機能および補助的な機能もまた産生細胞で発現される。ヘルパーの機能は、一般的にAAVコード遺伝子(例えば、repおよびcap)によって供給される機能であり、補助的な機能は、一般的に野生型AAV(wtAAV)がヘルパーウイルス(例、アデノウイルス)と共感染された細胞で複製する時にヘルパーウイルスによって供給される。WtAAVにおいてヘルパー機能をコードする遺伝子は、rAAVベクターの構築時に除去されて導入遺伝子配列用のスペースを作ることから、別々に供給されなくてはならない。ヘルパーおよび補助的な機能の存在下において、導入遺伝子およびAAVのITRsを含むベクター構築物は、複製、パッケージされて組み換えAAVビリオン(rAAV)を形成する。rAAVのストックの生成は、出典明示により本明細書に一体化させた米国特許第5,622,856号、第6,001,650号、第6,027,931号、第6,365,403号、第6,376,237号、第5,945,335号、第6,004,797号、および第6,482,633号でさらに記述される。 To obtain a stock of infectious recombinant AAV (rAAV) containing the transgene, a suitable producer cell line is transfected with an AAV expression vector containing the transgene sandwiched between AAV ITRs. AAV helper functions and auxiliary functions are also expressed in the producer cells. Helper functions are generally functions provided by AAV-encoding genes (eg, rep and cap), and auxiliary functions are generally wild type AAV (wtAAV) helper virus (eg, adenovirus) Supplied by helper virus when replicating in co-infected cells. The gene encoding the helper function in WtAAV must be supplied separately because it is removed during the construction of the rAAV vector to make space for the transgene sequence. In the presence of helper and auxiliary functions, vector constructs containing transgenes and AAV ITRs are replicated and packaged to form recombinant AAV virions (rAAV). The production of rAAV stock is described in US Pat. Nos. 5,622,856, 6,001,650, 6,027,931, 6,365,403, which are incorporated herein by reference. No. 6,376,237, 5,945,335, 6,004,797, and 6,482,633.
こうして調製されたrAAVストックは、次にヘルパーウイルスの非存在下において標的細胞をrAAVで感染させることによってin vitroの標的細胞に、あるいはin vivoの患者に、導入遺伝子を導入するために使用され得る。患者の細胞はrepおよびcapの遺伝子ならびに補助的な機能遺伝子を欠如しているから、rAAVベクターは標的細胞内で複製を欠失する。すなわち、それらはさらに自身のゲノムを複製およびパッケージができない。同様に、repおよびcapの遺伝子の源がないと、wtAAVは患者の細胞内で形成され得ない。 The rAAV stock thus prepared can then be used to introduce transgenes into target cells in vitro by infecting the target cells with rAAV in the absence of helper virus, or into an in vivo patient. . Since patient cells lack the rep and cap genes as well as auxiliary functional genes, the rAAV vector lacks replication in the target cells. That is, they cannot further replicate and package their own genome. Similarly, without a source of rep and cap genes, wtAAV cannot be formed in a patient's cells.
(導入遺伝子発現の調節)
AAV介在遺伝子治療、および一般的な遺伝子治療に不利な点の一つは、一度投与されると、処置を元に戻すこと、あるいはその効果を調節することが不可能なことである。必要であればいつでも中断可能な薬剤の送達と異なり、成功した遺伝子治療はベクター投与後に持続性のある長期遺伝子発現を提供する。導入遺伝子発現を遮断できる能力は、ヒトの患者の処置において重要な安全性の考慮すべき事項である。さらに、導入遺伝子の発現を下流調節する能力は、患者内で導入遺伝子産物の適正な薬理学的制御を確保するのに有用であろう。
(Regulation of transgene expression)
One disadvantage of AAV-mediated gene therapy and general gene therapy is that once administered, it is not possible to reverse the treatment or to regulate its effects. Unlike drug delivery, which can be interrupted whenever necessary, successful gene therapy provides sustained long-term gene expression after vector administration. The ability to block transgene expression is an important safety consideration in the treatment of human patients. Furthermore, the ability to down regulate transgene expression would be useful to ensure proper pharmacological control of the transgene product within the patient.
小分子誘導体を用いた導入遺伝子発現を調節する様々な系が開発されている。Riveraら(1996)Nat.Med.2:1028−32、Noら(1996)Proc.Natl.Acad.Sci.USA93:3346−51、Gossen and Bujard(1992)Proc.Natl.Acad.Sci.USA89:5547−51、the GeneSwitch(登録商標)system(カリフォルニア州、バーリンゲームのValentis社)。これらの系は、小分子薬物によって制御される改良された転写因子の活性、および調節された転写因子によって促進される導入遺伝子発現の使用に基づく。かかる系の一つは、ラパマイシンによる誘導(本明細書では「二量体化物系」(dimerizer system)という)に基づく、ラパマイシンの添加による2つの合成融合タンパク質に由来する機能的な転写因子の形成に関する。Riveraら(1996)Nat.Med.2:1028−32。ラパマイシンは自然産物の免疫抑制剤FK506に密接に関連する経口的に生物利用可能な小分子薬物であり、細胞タンパク質FKBP12に高い親和性(200pM)で結合し、該複合体はFRAPに結合する。ラパマイシンは内在性の免疫抑制作用を有するが、非免疫抑制類似物質は、修飾FRAP遺伝子配列と一緒に使用されることで所望しない免疫抑制のない二量体物系での転写を促進できるように開発されてきた。Pollockら(2000)Proc.Natl.Acad.Sci.USA97:13221−26。 Various systems have been developed to regulate transgene expression using small molecule derivatives. Rivera et al. (1996) Nat. Med. 2: 1028-32, No et al. (1996) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 93: 3346-51, Gossen and Bujard (1992) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89: 5547-51, the GeneSwitch® system (Valentis, Burlingame, Calif.). These systems are based on the use of improved transcription factor activity controlled by small molecule drugs and transgene expression promoted by regulated transcription factors. One such system is the formation of functional transcription factors derived from two synthetic fusion proteins by the addition of rapamycin, based on induction by rapamycin (referred to herein as the “dimerizer system”). About. Rivera et al. (1996) Nat. Med. 2: 1028-32. Rapamycin is an orally bioavailable small molecule drug closely related to the natural product immunosuppressant FK506, which binds to the cellular protein FKBP12 with high affinity (200 pM) and the complex binds to FRAP. Rapamycin has an intrinsic immunosuppressive effect, but non-immunosuppressive analogs can be used in conjunction with a modified FRAP gene sequence to facilitate transcription in dimeric systems without unwanted immunosuppression. Has been developed. Pollock et al. (2000) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 97: 13221-26.
In vivoの遺伝学的調節の二量体化物に基づいた系は、Riveraら(1996)Nat.Med.2:1028−32およびPollockら(2000)Proc.Natl.Acad.Sci.USA97:13221−26でより詳細に記載されている。二量体化物系は、筋肉(Yeら(1999)Science283:88−91、Riveraら(1999)Proc.Natl.Acad.Sci.USA96:8657−62、Johnstonら(2003)Mol.Ther.7:493−7)、肝臓(Auricchioら(2002)Gene Ther.9:963−71)、および眼(Auricchioら(2002)Mol.Ther.6:238−42)に遺伝子を送達するウイルスベクターとの使用に採用されている。二量体化物系はまた、ARIAD Pharmaceuticals社(マサチューセッツ州、ケンブリッジ)のARGENT転写技術基盤(AGENT Transcription Technology platform)の要素でもある。この技術は、さらにARGENT二量体化物に基づいた系を一般的に記述する、Crabtreeらの米国特許第6,043,082号、ならびに合成DNA結合ドメイン、p65転写活性ドメインおよび減少された免疫抑制を有するラパログ(rapalogs)を包含する、ラパマイシンもしくはラパマイシン類似物を使用する二量体物に基づいた系を記述する、Clacksonらの米国特許第6,649,595号で開示されている。米国特許第6,043,082号および米国特許第6,649,595号を出典明示によりそれら全体を本明細書に一体化させる。 A system based on dimerization of in vivo genetic regulation is described by Rivera et al. (1996) Nat. Med. 2: 1028-32 and Pollock et al. (2000) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 97: 13221-26. Dimerization systems are available for muscle (Ye et al. (1999) Science 283: 88-91, Rivera et al. (1999) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 96: 8657-62, Johnston et al. (2003) Mol. Ther. 7: 493-7), viral vectors that deliver genes to the liver (Aurichio et al. (2002) Gene Ther. 9: 963-71), and the eye (Aurichio et al. (2002) Mol. Ther. 6: 238-42). Has been adopted. The dimerization system is also an element of the ARGENT transcription technology platform of ARIAD Pharmaceuticals, Inc. (Cambridge, Mass.). This technique further describes Crabtree et al. US Pat. No. 6,043,082, which generally describes systems based on ARGENT dimerization, and synthetic DNA binding domains, p65 transcriptional activation domains and reduced immunosuppression Clackson et al., US Pat. No. 6,649,595, describes a dimer-based system using rapamycin or a rapamycin analog, including rapalogs having US Pat. No. 6,043,082 and US Pat. No. 6,649,595 are hereby incorporated by reference in their entirety.
二量体化物系は、転写活性融合タンパク質の機能的な要素を示す配列が全てヒト由来のタンパク質であり、それゆえヒトにおいて不都合な免疫応答の可能性を減少させるという点で十分にヒトへの適応に有利な点を有する。Riveraら(1999)Proc.Natl.Acad.Sci.USA96:8657−62。 The dimerization system is sufficient for humans in that the functional elements of the transcriptionally active fusion protein are all human-derived proteins and therefore reduce the potential for adverse immune responses in humans. Has advantages for adaptation. Rivera et al. (1999) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 96: 8657-62.
(パーキンソン病)
パーキンソン病(PD)は、遺伝子治療、特にAAV遺伝子治療に適合し得る病気の例である。PDは、アメリカで二番目に多い神経変性疾患であり、100万人以上に影響する。PDは、自発運動の減退、歩行困難、姿勢不安定、硬直および震えに特徴付けられる。これらの臨床徴候は、脳の基底ガングリア領域の黒質内の着色神経(すなわち、ドーパミン作動性神経)変性の直接的な結果である。黒質の着色神経が重要なカテコールアミン神経伝達体の合成部位であるので、黒質の進行性変性は、利用可能なドーパミンの減少を引き起こす。
(Parkinson's disease)
Parkinson's disease (PD) is an example of a disease that can be adapted for gene therapy, particularly AAV gene therapy. PD is the second most common neurodegenerative disease in the United States and affects over 1 million people. PD is characterized by reduced locomotor activity, difficulty walking, posture instability, stiffness and tremor. These clinical signs are a direct result of degeneration of colored nerves (ie dopaminergic nerves) within the substantia nigra of the basal ganglia region of the brain. Progressive degeneration of the substantia nigra causes a reduction in available dopamine, since the substantia nigra is the synthesis site for important catecholamine neurotransmitters.
ドーパミンは、黒質、特に黒質緻密部のドーパミン作動性神経の終神経末端で合成される。ドーパミン作動性神経は、線条体、特に神経支配する被殻および尾状核に投射する。3つの酵素が効果的なドーパミンの生合成には必要である;それらはチロシン水酸化酵素(TH)、グアノシン三リン酸シクロヒドロラーゼI(GCH)、および芳香族L−アミノ酸脱炭酸酵素(AADC)である。チロシン水酸化酵素は、アミノ酸のチロシンにヒドロキシル基を付加し、L−ジヒドロキシフェニルアラニン(L−dopa)を合成する。GCHはTH活性に必要な補因子であるBH4の最初の段階および生合成律速段階を触媒する。最終的に、AADCがL−dopaの末端カルボキシル基を除去してドーパミンを生成する。 Dopamine is synthesized at the terminal nerve endings of the substantia nigra, especially the dopaminergic nerves of the substantia nigra. Dopaminergic nerves project to the striatum, particularly to the innervated putamen and caudate nucleus. Three enzymes are required for effective dopamine biosynthesis; they are tyrosine hydroxylase (TH), guanosine triphosphate cyclohydrolase I (GCH), and aromatic L-amino acid decarboxylase (AADC). It is. Tyrosine hydroxylase adds a hydroxyl group to the amino acid tyrosine to synthesize L-dihydroxyphenylalanine (L-dopa). GCH catalyzes the first step and the biosynthesis rate-limiting step of BH 4 cofactor necessary for TH activity. Finally, AADC removes the terminal carboxyl group of L-dopa to produce dopamine.
PDの処置は、現在では、しばしばAADCの関連抑制剤との組み合わせによるL−dopaの経口投与に関する。PDの進行と同時に、患者の大半は、脳の影響を受けた領域(すなわち、黒質)におけるAADC含有量の減少を経験する。AADCがL−dopaをドーパミンに変換するのに必要であることから、L−dopa用量を増加させることが治療効果に必要であるが、これがしばしば副作用の増多を招く。さらに、黒質が次第に悪化するに連れてAADCの減少が絶えず続き、しばしばL−dopa投与による治療の有益性がもはや認識されないレベルに達する。 Treatment of PD currently involves oral administration of L-dopa, often in combination with a related inhibitor of AADC. Concurrent with the progression of PD, the majority of patients experience a decrease in AADC content in the affected area of the brain (ie, substantia nigra). Since AADC is required to convert L-dopa to dopamine, increasing the L-dopa dose is necessary for therapeutic effects, but this often leads to increased side effects. Furthermore, as the substantia nigra deteriorates, AADC continues to decline, often reaching a level where the benefits of treatment with L-dopa administration are no longer recognized.
(AADC)
PD治療への遺伝子治療に基づいた試みの一つは、AADCのようなドーパミン生合成に関する一つ以上の酵素をコードする遺伝子を供給することである。供給AADCは、L−dopa処置の有効性を回復する。哺乳類の患者の脳におけるAADCの送達および発現によるPD処置に使用されるAAV由来ベクターおよび方法は、その全体を出典明示により本明細書に一体化させた米国特許出願公開第2002/0172664号に記述される。
(AADC)
One approach based on gene therapy for PD therapy is to supply genes encoding one or more enzymes related to dopamine biosynthesis, such as AADC. Supplying AADC restores the effectiveness of L-dopa treatment. AAV-derived vectors and methods used for PD treatment by delivery and expression of AADC in the brain of a mammalian patient are described in US Patent Publication No. 2002/0172664, which is hereby incorporated by reference in its entirety. Is done.
パーキンソン病(PD)は、黒質におけるドーパミン作動性神経の進行的な喪失および線条体におけるドーパミンの重度な減少に特徴付けられる。Hornykiewicz(1975)Natl.Inst.Drug Abuse Res.Monogr.Ser.13−21。6−OHDAモデルは、黒質から線条体へ投射する内側前脳束を化学的に損傷させることによって作成され、病理組織学的にPDに類似する。Ungerstedt(1971)Acta Physiol.Scand.Suppl.367:69−93。一側的に片方の半球を6−OHDA損傷されたラットは、治療用量のL−dopaもしくはドーパミン受容体アゴニストに応答して急速な対側性回転活性を生じる。Ungerstedt(1971)。これまでの研究においては、ヒトAADC(hAADC)をコードする遺伝子をラットもしくは非ヒト霊長類の線条体に移入すること、および外因的にL−dopaを送達することが、パーキンソン病(PD)の動物モデルにおいて、ドーパミンを有効なレベルにまで回復させ、L−dopaの必要性を低下させることが可能であると示されている。Bankiewiczら(2000)Exp.Neurol.164:2−14、Sanchez−Pernauteら(2001)Mol.Ther.4:324−30。 Parkinson's disease (PD) is characterized by progressive loss of dopaminergic nerves in the substantia nigra and severe reduction of dopamine in the striatum. Hornykiewicz (1975) Natl. Inst. Drug Abuse Res. Monogr. Ser. 13-21. The 6-OHDA model is created by chemically damaging the medial forebrain bundle that projects from the substantia nigra to the striatum, and is histopathologically similar to PD. Ungerstedt (1971) Acta Physiol. Scand. Suppl. 367: 69-93. Rats unilaterally hemispherically 6-OHDA damaged develop rapid contralateral rotational activity in response to therapeutic doses of L-dopa or dopamine receptor agonists. Ungerstedt (1971). In previous studies, transferring a gene encoding human AADC (hAADC) into the rat or non-human primate striatum and exogenously delivering L-dopa has been associated with Parkinson's disease (PD). Have been shown to be able to restore dopamine to an effective level and reduce the need for L-dopa. Bankiewicz et al. (2000) Exp. Neurol. 164: 2-14, Sanchez-Pernaute et al. (2001) Mol. Ther. 4: 324-30.
(GDNF)
PDの処置への別の遺伝子治療に基づいた試みは、変性過程の進行を阻害するもしくは遅らせる遺伝子を送達することである。グリア細胞由来神経栄養因子(GDNF)は、in vitroおよびin vivoのPD動物モデルの双方におけるDA神経の生存を増進することが示されている強力な神経栄養因子であり(Bjorklundら,Brain Res.(2000)886:82−98、Bohn,M.C.,Mol.Ther.(2000)1:494−496、et al.,J.Neural Transm.Suppl.(2000)58:181−191)、出典明示により本明細書に一体化させた。哺乳類の患者の脳でのGDNFの送達および発現によるPD処置のAAV由来ベクターおよび方法は、出典明示により本明細書に取り入れた米国特許出願公開第2003/0050273号に記述される。
(GDNF)
Another gene therapy based approach to the treatment of PD is to deliver genes that inhibit or delay the progression of the degenerative process. Glial cell-derived neurotrophic factor (GDNF) is a potent neurotrophic factor that has been shown to enhance DA neuronal survival in both in vitro and in vivo PD animal models (Bjorklund et al., Brain Res. (2000) 886: 82-98, Bohn, MC, Mol.Ther. (2000) 1: 494-496, et al., J. Neural Trans.Suppl. (2000) 58: 181-191), It was integrated into the present specification by explicit reference. AAV-derived vectors and methods of PD treatment by delivery and expression of GDNF in the brain of a mammalian patient are described in US Patent Application Publication No. 2003/0050273, incorporated herein by reference.
パーキンソン患者の脳におけるAADCもしくはGDNFの発現は有益である反面、これらの遺伝子の過剰発現は危険な副作用を引き起こし得る。遺伝子治療に使用される典型的なベクターが、強力な構成性プロモーターを組み込むように設計され、そのプロモーターは、治療の有効性を確実にするために全体の導入遺伝子発現を最大にするように意図されている。多くの過去の研究においては、形質導入されたごくわずかの細胞から発現を最大にするための試行がなされ、それは、形質導入効率が比較的低いと予想される場合、および導入遺伝子産物が形質導入された細胞から全身循環へ分泌されるような場合には合理的な目的であるかもしれない。二量体化物により調節される導入遺伝子発現のいくつかの以前の研究がこのような分泌タンパク質に関連する。Riveraら(1996)Nat.Med.2:1028−32、Riveraら(1999)Proc.Natl.Acad.Sci.USA96:8657−62、Yeら(1999)Science283:88−91、Pollockら(2000)Proc.Natl.Acad.Sci.USA97:13221−26、Auricchioら(2002)Gene Ther.9:963−71、Johnstonら(2003)Mol.Ther.7:493−7、Auricchioら(2002)Mol.Ther.6:238−42。 While expression of AADC or GDNF in the brains of Parkinson patients is beneficial, overexpression of these genes can cause dangerous side effects. Typical vectors used in gene therapy are designed to incorporate a strong constitutive promoter that is intended to maximize overall transgene expression to ensure therapeutic efficacy Has been. In many past studies, attempts were made to maximize expression from the few transduced cells, when transduction efficiency is expected to be relatively low, and when the transgene product is transduced. It may be a reasonable goal if it is secreted from the cells into the systemic circulation. Several previous studies of transgene expression regulated by dimerization relate to such secreted proteins. Rivera et al. (1996) Nat. Med. 2: 1028-32, Rivera et al. (1999) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 96: 8657-62, Ye et al. (1999) Science 283: 88-91, Pollock et al. (2000) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 97: 13221-26, Auricchio et al. (2002) Gene Ther. 9: 963-71, Johnston et al. (2003) Mol. Ther. 7: 493-7, Auricchio et al. (2002) Mol. Ther. 6: 238-42.
分泌タンパク質の産生物が循環器系で蓄積されることと対照的に、非分泌性導入遺伝子産物がいくつかの細胞で過剰発現され、全体的に他の細胞で欠乏する場合、治療の有益性は達成され得ない。非分泌性タンパク質を利用する遺伝子治療は、各々の形質導入細胞内において所望するレベルで調節される導入遺伝子発現を必要とし、このようなタンパク質の発現が形質導入後に調節可能であることが特に重要とされ得る。 The therapeutic benefit when the non-secreted transgene product is overexpressed in some cells and totally deficient in other cells, as opposed to the product of secreted proteins accumulating in the circulatory system Cannot be achieved. Gene therapy utilizing non-secretory proteins requires transgene expression that is regulated at the desired level within each transduced cell, and it is particularly important that the expression of such proteins can be regulated after transduction. Can be.
神経変性疾患および他のCNS障害の遺伝子治療は、拡大しつつある技術分野であり(TinsleyとEriksson(2004)Acta Neurol.Scand.109:1−8)、導入遺伝子の調節は、投与調節と安全性の両方の目的に必要であり得る。ドーパミンの産生が、原理上前駆体L−dopaの外因的な送達によって制御可能であることから、調節遺伝子発現は、AADC治療の場合に必要でないかもしれないが、調節は、送達される酵素量を正確に制御すること、あるいは、必要ならば治療を終結することに有益であり得る。調節は、過剰発現が有害な効果である神経栄養因子(GDNFなど)の遺伝子送達に必要であり、必要な制御の程度は、個々の適用例により決定される。 Gene therapy for neurodegenerative diseases and other CNS disorders is an expanding technology field (Tinsley and Eriksson (2004) Acta Neurol. Scand. 109: 1-8), and transgene regulation is both dosage and safety. It may be necessary for both sexual purposes. Regulatory gene expression may not be necessary in the case of AADC therapy because dopamine production is in principle controllable by exogenous delivery of the precursor L-dopa, but regulation is the amount of enzyme delivered It can be beneficial to precisely control or to terminate treatment if necessary. Regulation is necessary for gene delivery of neurotrophic factors (such as GDNF) where overexpression is a detrimental effect, and the degree of control required is determined by the particular application.
遺伝子治療による患者のCNS(例えば、脳)に導入された遺伝子発現を調節する方法、およびこのような調節を可能にするベクターの必要性が存在する。特に、PDなどの神経変性疾患にかかっている患者の脳において、導入遺伝子の発現を調節する方法の必要性が存在する。好ましくは、調節系は、抑制状態下においては導入遺伝子発現の低いバックグラウンドレベルであるだけでなく、高い誘導率をも示す。最適な系はまた、全てをヒトタンパク質に由来する機能的な要素を含むことでヒト遺伝子治療期間に有害な免疫反応の機会を最小にするだろう。 There is a need for methods of regulating gene expression introduced into a patient's CNS (eg, brain) by gene therapy, and vectors that allow such regulation. In particular, there is a need for methods of regulating transgene expression in the brain of patients suffering from neurodegenerative diseases such as PD. Preferably, the regulatory system not only has a low background level of transgene expression under repressed conditions, but also exhibits a high induction rate. Optimal systems will also minimize the chance of an adverse immune response during human gene therapy by including functional elements all derived from human proteins.
(発明の要約)
当該技術分野における上記ならびに他の要求は本発明に適合する。すなわち、本発明は、神経系の標的細胞内における導入遺伝子の発現が誘導体を用いて調節可能である、AAV介在の遺伝子治療用のベクター、方法およびキットを提供する。
(Summary of the Invention)
These as well as other needs in the art are compatible with the present invention. That is, the present invention provides vectors, methods and kits for AAV-mediated gene therapy, in which transgene expression in target cells of the nervous system can be regulated using derivatives.
一の態様では、本発明は、導入遺伝子の発現が患者のCNS(例えば、脳)への導入遺伝子の形質導入後に調節され得る、組み換えAAV(rAAV)ベクターに関する。 In one aspect, the present invention relates to a recombinant AAV (rAAV) vector in which transgene expression can be regulated after transgene transduction into the CNS (eg, brain) of a patient.
一の具体例では、調節は2つのポリペプチド要素を含む転写因子を用いて達成され、該転写因子は、2つの要素が相互に結合する時にのみ活性化し、これらの要素は、誘導体の存在下でのみ相互に結合する。一の具体例では、2つのポリペプチドはDNA結合ドメイン融合および活性化ドメイン融合を含む。典型的なDNA結合ドメイン融合は、ヒト転写因子Zif268、Oct−1に由来するホメオドメイン、に由来する2つのDNA結合ドメイン、およびFK506の細胞受容体に由来する3つの薬物結合ドメインを含む。典型的な活性ドメイン融合は、NFκBのp65サブユニットに由来する転写活性化ドメインに融合されたヒトFRAPのラパマイシン結合ドメインを含む。 In one embodiment, modulation is achieved using a transcription factor comprising two polypeptide elements that are only activated when the two elements bind to each other, and these elements are present in the presence of the derivative. Bond only to each other. In one embodiment, the two polypeptides include a DNA binding domain fusion and an activation domain fusion. A typical DNA binding domain fusion includes two DNA binding domains derived from the human transcription factor Zif268, a homeodomain derived from Oct-1, and three drug binding domains derived from the cellular receptor of FK506. A typical active domain fusion includes the rapamycin binding domain of human FRAP fused to a transcriptional activation domain derived from the p65 subunit of NFκB.
一の具体例では、第一のrAAVベクターは導入遺伝子を含み、第二のrAAVベクターは転写因子要素の配列を含む。別の具体例では、単一のrAAVベクターは転写因子要素と導入遺伝子の配列を含む。 In one embodiment, the first rAAV vector contains a transgene and the second rAAV vector contains a sequence of transcription factor elements. In another embodiment, a single rAAV vector comprises a transcription factor element and a transgene sequence.
一の具体例では、調節は、誘導体の投与によって成される。別の具体例では、誘導体は、ラパマイシンなどの二量体化物もしくはその非免疫抑制性類似物、例えば、AP21967である。 In one embodiment, the modulation is made by administration of a derivative. In another embodiment, the derivative is a dimerization such as rapamycin or a non-immunosuppressive analog thereof, such as AP21967.
別の態様では、本発明は、導入遺伝子が患者のCNS(例えば、脳)に形質導入された後に導入遺伝子の発現が調節され得るrAAVベクターを用いて患者を処置する方法に関する。一の具体例では、処置方法は、誘導体、例えば、ラパマイシンなどの二量体化物もしくはその非免疫抑制性類似物、例えば、AP21967の投与に関する。 In another aspect, the invention relates to a method of treating a patient with an rAAV vector that can modulate transgene expression after the transgene has been transduced into the patient's CNS (eg, brain). In one embodiment, the method of treatment involves administration of a derivative, eg, a dimerization such as rapamycin or a non-immunosuppressive analog thereof, eg, AP21967.
さらに別の態様では、本発明は、本発明のベクターを構築するため、もしくは本発明の方法を行うためのキットに関する。一の具体例では、キットは、使用者の目的とする導入遺伝子をクローニングするためのポリリンカー領域を有している第一のrAAVベクターを含む。別の具体例では、キットは、第一のrAAVベクターにクローニングされた導入遺伝子からの発現を調節できる転写因子をコードする第二のrAAVベクターをさらに含む。さらに別の具体例では、キットは、誘導体、例えば、ラパマイシンなどの二量体物もしくはその非免疫抑制性類似物、例としてAP21967などを含む。 In yet another aspect, the present invention relates to a kit for constructing the vector of the present invention or for performing the method of the present invention. In one embodiment, the kit includes a first rAAV vector having a polylinker region for cloning the transgene of interest of the user. In another embodiment, the kit further comprises a second rAAV vector encoding a transcription factor capable of regulating expression from a transgene cloned into the first rAAV vector. In yet another embodiment, the kit includes a derivative, for example, a dimer such as rapamycin or a non-immunosuppressive analog thereof, such as AP21967.
一の具体例では、本発明は、ヒト神経変性疾患、例えば、パーキンソン病(PD)の処置に関する。 In one embodiment, the present invention relates to the treatment of human neurodegenerative diseases such as Parkinson's disease (PD).
いくつかの具体例では、調節された導入遺伝子は、AADCもしくはGDNFであるが、一般的には、調節された導入遺伝子は、標的組織での発現が望まれるいずれかの遺伝子であり得る。 In some embodiments, the regulated transgene is AADC or GDNF, but in general, the regulated transgene can be any gene that is desired for expression in the target tissue.
本発明のこれらおよび他の具体例は、本明細書の開示のために当業者によって容易に行われるだろう。 These and other embodiments of the invention will be readily made by those of ordinary skill in the art for the disclosure herein.
(図の説明)
図1Aは、導入遺伝子発現調節用転写因子の活性化およびDNA結合ドメインをコードするrAAVベクター(AAV−CMV−TF)の図式である。
(Explanation of the figure)
FIG. 1A is a schematic of an rAAV vector (AAV-CMV-TF) encoding a transcription factor activation and DNA binding domain for transgene expression regulation.
図1Bは、発現がラパマイシンもしくはその誘導体物の添加によって調節可能である、hAADCをコードする組み換えAAVベクター(AAV−Z12−hAADC)の図式である。 FIG. 1B is a schematic of a recombinant AAV vector encoding hAADC (AAV-Z12-hAADC) whose expression can be regulated by the addition of rapamycin or a derivative thereof.
図1Cは、発現が構成性CMVプロモーターによって促進されるhAADCをコードする組み換えAAVベクター(AAV−CMV−hAADC2)の図式である。 FIG. 1C is a schematic of a recombinant AAV vector (AAV-CMV-hAADC2) encoding hAADC whose expression is driven by a constitutive CMV promoter.
図2は、D7−4細胞に様々なrAAV構築物を形質導入し、0、5もしくは25nMのラパマイシン類似物AP21967で処理した実験結果を示す。未処理コントロールも示す。「OD」値は、基準ロットのAAV−CMV−hAADC2で形質導入された細胞から得られた標準曲線を用いて計算した(AADCの発現ELISAにおけるOD405で測定した)相対的なAADC発現を意味する。 FIG. 2 shows the results of experiments in which D7-4 cells were transduced with various rAAV constructs and treated with 0, 5 or 25 nM rapamycin analog AP21967. Untreated controls are also shown. “OD” value refers to relative AADC expression (measured at OD 405 in AADC expression ELISA) calculated using a standard curve obtained from cells transduced with AAV-CMV-hAADC2 in a reference lot. To do.
図3は、L−dopaに対する回転応答を6−OHDA損傷ラットでラパマイシン処置の機能として測定した実験の時系列である。 FIG. 3 is a time series of experiments in which the rotational response to L-dopa was measured as a function of rapamycin treatment in 6-OHDA-damaged rats.
図4は、6−OHDA損傷ラットにおける5mg/kgのL−dopaに対する回転応答を示し、図3で示される時系列に沿った時間の関数として時間あたりの対側性回転数で表される。ラットに賦形剤単体(コントロール)もしくは調節可能なhAADCおよび対応する転写因子をコードするベクターを注入する。データは第1週と第2週の結果を示していない。図3で示すように、注入を0日に行い、その日を週の数を数え始めた日とする(例えば、「3週」は、注入後21日を意味する)。簡単にするため、図3で示される4回のラパマイシン注射(「ラパマイシン」)を図4では単一の矢印として表した。
FIG. 4 shows the rotational response to 5 mg / kg L-dopa in 6-OHDA-damaged rats, expressed as contralateral rotations per hour as a function of time along the time series shown in FIG. Rats are injected with vehicle alone (control) or a vector encoding regulatable hAADC and the corresponding transcription factor. Data do not show results for
図5Aは、hAADCのラパマイシン調節発現に必要な配列を有するAAVベクターとともにラパマイシンで処理した注入7週後ラット線条体内のAADC免疫組織化学の結果を示す。スケールバーは75μmを表す。 FIG. 5A shows the results of AADC immunohistochemistry in rat striatum 7 weeks after injection treated with rapamycin together with an AAV vector having the sequence required for rapamycin-regulated expression of hAADC. The scale bar represents 75 μm.
図5Bは、ラットがラパマイシン未処理であること以外には図5Aと同様の実験結果を示す。 FIG. 5B shows experimental results similar to FIG. 5A, except that the rats are untreated with rapamycin.
図6は、注入7週後で得られた3つの処理群における典型的なラット由来のホールマウント脳切片のAADC免疫組織化学の結果を示す:A:ベクター注入(+)ラパマイシン;B:ベクター注入(−)ラパマイシン;C:賦形剤注入(+)ラパマイシン。図4で示すように、ラットに賦形剤のみ(図6C)、もしくは調節可能なhAADCと対応する転写因子(図6Aと6B)をコードするベクターを注入した。その後、図6Aと6Cのラットをラパマイシンで処理した(図3で示すように)が、図6Bのラットは処理しなかった。左側の半球は、6−OHDA損傷と線条体内ベクター(もしくは賦形剤)注入の部位であり、右側の半球は、正常ラットのAADC陽性繊維の内在性染色を示す。 FIG. 6 shows AADC immunohistochemistry results of typical rat-derived whole-mount brain sections in three treatment groups obtained 7 weeks after injection: A: vector injection (+) rapamycin; B: vector injection (−) Rapamycin; C: vehicle injection (+) rapamycin. As shown in FIG. 4, rats were injected with vehicle alone (FIG. 6C) or a vector encoding regulatable hAADC and corresponding transcription factors (FIGS. 6A and 6B). The rats of FIGS. 6A and 6C were then treated with rapamycin (as shown in FIG. 3), but the rat of FIG. 6B was not treated. The left hemisphere is the site of 6-OHDA injury and intrastriatal vector (or vehicle) injection, and the right hemisphere shows endogenous staining of normal rat AADC positive fibers.
図7は、図6に準拠して考察された3つの処理群において、ウエスタンブロット解析で測定された注入7週後のAADC発現を示す。上の図は、3つの処理群各々からの典型的なラット脳由来のタンパク質の電気泳動によって観察されたAADCとβ−アクチンのバンドである。β−アクチンをコントロールとして使用した。棒グラフは、3つの各処理群ラットのAADCバンドにおけるタンパク質バンドの平均した統合像密度、および標準偏差を示す。 FIG. 7 shows AADC expression 7 weeks after injection measured by Western blot analysis in the three treatment groups considered according to FIG. The upper figure is the AADC and β-actin bands observed by electrophoresis of typical rat brain derived proteins from each of the three treatment groups. β-actin was used as a control. The bar graph shows the average integrated image density and standard deviation of the protein bands in the AADC band of each of the three treatment groups.
図8Aは、hGDNFの発現がラパマイシンもしくはその類似物によって調節され得る、転写因子の活性化ドメイン融合およびDNA結合ドメイン融合をコードする転写、ならびに導入遺伝子hGDNFをコードする調節可能な転写、を含むrAAVベクター(AAV−TF−Z8−hGDNF)の図式である。 FIG. 8A shows a rAAV comprising transcription factors activating transcription and DNA binding domain fusions, and regulatable transcription encoding the transgene hGDNF, wherein expression of hGDNF can be regulated by rapamycin or the like. 1 is a diagram of a vector (AAV-TF-Z8-hGDNF).
図8Bは、転写因子のDNA結合ドメインの発現が活性化ドメインの発現とは別々の転写上でSV40プロモーターによって促進されること、ならびに活性化ドメインが反対の鎖(すなわち、反対方向)から発現されることを除いて、図8Aで示されるベクターに類似するベクターの図式である。 FIG. 8B shows that expression of the transcription factor DNA binding domain is promoted by the SV40 promoter on a transcription separate from that of the activation domain, and that the activation domain is expressed from the opposite strand (ie, in the opposite direction). FIG. 8B is a schematic of a vector similar to that shown in FIG.
図8Cは、発現が構成性CMVプロモーターによって促進される、hGDNFをコードする組み換えAAVベクター(AAV−CMV−hGDNF)の図式である。 FIG. 8C is a schematic of a recombinant AAV vector encoding hGDNF (AAV-CMV-hGDNF) whose expression is driven by a constitutive CMV promoter.
図9は、0、5もしくは25nMのラパマイシン処理に応じて、調節TF−GDNFプラスミド(AAV−TF−Z8−hGDNF)もしくは構成性CMV−GDNFプラスミド(AAV−CMV−hGDNF)のどちらかで一時的にトランスフェクトされたHelaD7−4細胞におけるピコグラム(pg)単位のGDNF発現を示す。 FIG. 9 shows a transient response with either a regulatory TF-GDNF plasmid (AAV-TF-Z8-hGDNF) or a constitutive CMV-GDNF plasmid (AAV-CMV-hGDNF) depending on 0, 5 or 25 nM rapamycin treatment. Shows GDNF expression in picogram units (pg) in HelaD7-4 cells transfected with.
(発明の詳細な説明)
本発明の実施は、他に特に規定がなければ、当技術分野内のタンパク質化学、生化学、組み換えDNA技術および薬理学の慣用的方法に従って行われる。このような技術は文献で十分に説明されている。T.E.Creighton,Proteins:Structures and Molecular Properties(W.H.Freeman and Company,1993)、A.L.Lehninger,Biochemistry(Worth Publishers,Inc.,current addition)、Sambrookら,Molecular Cloning:A Laboratory Manual(2nd Edition,1989)、Methods In Enzymology(S.Colowick and N.Kaplan eds.,Academic Press,Inc.)、Remington’s Pharmaceutical Science,18th Edition(Easton,Pa.:Mack Publishing Company,1990)を参照。
(Detailed description of the invention)
The practice of the present invention is carried out according to conventional methods of protein chemistry, biochemistry, recombinant DNA technology and pharmacology within the art, unless otherwise specified. Such techniques are explained fully in the literature. T.A. E. Creighton, Proteins: Structures and Molecular Properties (W. H. Freeman and Company, 1993), A.C. L. Lehninger, Biochemistry (Worth Publishers, Inc., current addition), Sambrook et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual (2nd Edition, 1989), Methodology. , Remington's Pharmaceutical Science, 18th Edition (Easton, Pa .: Mack Publishing Company, 1990).
(I、定義)
本出願で使用される全ての科学的および技術的用語は、他に特に規定がなければ、当該技術分野で一般的に使用される意味を有する。本出願で使用される場合において、以下の単語もしくは語句は特定の意味を有する。
(I, definition)
All scientific and technical terms used in this application have meanings commonly used in the art unless otherwise specified. As used in this application, the following words or phrases have specific meanings.
本明細書および特許請求の範囲で使用されるように、単数形「a」「an」および「the」は、内容が明確に他に指示しない限り、複数形の関連物を含むことに注意しなければならない。それゆえ、例えば、「a vector」に関しては、二以上のかかるベクターの混合物、およびその類似物を含む。 As used in the specification and claims, the singular forms “a”, “an”, and “the” include plural references unless the content clearly dictates otherwise. There must be. Thus, for example, reference to “a vector” includes a mixture of two or more such vectors, and the like.
用語「導入遺伝子」は、本明細書で使用されるように、いくつかの具体例において、標的細胞にすでに存在する内在性遺伝子の付加コピーもしくは配列変化を含む、導入遺伝子由来の如何に関わらず標的細胞に送達される遺伝子を意味する。導入遺伝子は、生物から得られる遺伝子配列もしくは部分的な遺伝子配列、かかる遺伝子の遺伝学的に操作された配列変化、または合成(非自然発生)DNA配列であり得る。導入遺伝子は、タンパク質をコードするメッセンジャーRNAの産生を指示してよく、あるいはアンチセンス、リボザイム、三重鎖形成性、RNAiもしくは他のRNA配列などの生物学的な活性RNA分子をコードしてよい。 The term “transgene”, as used herein, in some embodiments, regardless of whether it is derived from a transgene, including additional copies or sequence changes of an endogenous gene already present in the target cell. It refers to a gene that is delivered to a target cell. A transgene can be a gene sequence or partial gene sequence obtained from an organism, a genetically engineered sequence change of such a gene, or a synthetic (non-naturally occurring) DNA sequence. The transgene may direct the production of a messenger RNA encoding the protein or may encode a biologically active RNA molecule such as antisense, ribozyme, triplex forming, RNAi or other RNA sequence.
「調節可能な導入遺伝子」は、本明細書で使用されるように、標的細胞に形質導入された後に遺伝子の発現が誘導体の投与によって変化され得る遺伝子である。治療用導入遺伝子発現の調節は、導入遺伝子産物のレベルの薬理学的な制御を提供する。 A “regulatable transgene” as used herein is a gene whose expression can be altered by administration of a derivative after being transduced into a target cell. Regulation of therapeutic transgene expression provides pharmacological control of the level of the transgene product.
「発現カセット」は、目的の配列もしくは遺伝子の発現を指示することが可能である構築物を意味する。発現カセットは、目的の配列もしくは遺伝子(の直接的な転写を行うため)を作動可能であるように結合させたプロモーターもしくはプロモーター/エンハンサーを含み、しばしばポリアデニル化配列も含む。本発明の特定の具体例の範囲内において、本明細書に記述された発現カセットは、アデノウイルス随伴ウイルス構築物内に含まれてよい。 “Expression cassette” means a construct capable of directing the expression of a sequence or gene of interest. An expression cassette includes a promoter or promoter / enhancer operably linked to a sequence or gene of interest (to effect direct transcription thereof), and often also includes a polyadenylation sequence. Within certain embodiments of the invention, the expression cassette described herein may be included in an adenovirus-associated virus construct.
本明細書で核酸に関して使用される「組み換え」は、その起源もしくは操作によって、ゲノム、cDNA、ウイルス、半合成、もしくは合成由来のポリヌクレオチドが、本来関連する全てもしくは一部のポリヌクレオチドと関連していないことを意味する。タンパク質もしくはポリペプチドに関して使用される用語「組み換え」は、組み換えポリヌクレオチドの発現によって産生されるポリペプチドを意味する。一般的に、さらに下記のように、目的の遺伝子がクローン化され、次に形質転換された動物で発現される。宿主生物は発現条件の下で外部遺伝子を発現してタンパク質を産生する。 “Recombinant” as used herein with respect to nucleic acids relates to all or some of the polynucleotides with which the genomic, cDNA, viral, semi-synthetic, or synthetically derived polynucleotide is originally associated, depending on its origin or manipulation. Means not. The term “recombinant” as used with respect to a protein or polypeptide means a polypeptide produced by expression of a recombinant polynucleotide. In general, the gene of interest is cloned and then expressed in the transformed animal, as further described below. A host organism expresses an external gene under expression conditions to produce a protein.
「コード配列」もしくは選択ポリペプチドを「コード」する配列は、適合する調節配列(もしくは「制御エレメント」)の制御下に配置された場合に、in vivoでポリペプチドに転写(DNAの場合)および翻訳(mRNAの場合)される核酸分子である。コード配列の境界は、5’(アミノ)末端の開始コドンおよび3’(カルボキシ)末端の翻訳停止コドンによって決定され得る。コード配列は、ウイルス由来のcDNA、原核生物もしくは真核生物のmRNA、ウイルスもしくは原核生物DNA由来のゲノムDNA配列、ならびに合成DNA配列さえも含み得るが、それらだけに限らない。転写終結配列は、コード配列の3’側に配置され得る。 A “coding sequence” or a sequence that “encodes” a selected polypeptide is transcribed (in the case of DNA) into a polypeptide in vivo when placed under the control of suitable regulatory sequences (or “control elements”) and A nucleic acid molecule that is translated (in the case of mRNA). The boundaries of the coding sequence can be determined by a start codon at the 5 '(amino) terminus and a translation stop codon at the 3' (carboxy) terminus. A coding sequence can include, but is not limited to, viral-derived cDNA, prokaryotic or eukaryotic mRNA, genomic DNA sequences from viral or prokaryotic DNA, and even synthetic DNA sequences. A transcription termination sequence may be located 3 'to the coding sequence.
典型的な「制御エレメント」は、転写プロモーター、転写エンハンサーエレメント、転写終結シグナル、ポリアデニル化配列(3’側翻訳停止コドンに局在する)、翻訳開始の最適化配列(5’側コード配列に局在する)、および翻訳終結配列を含むが、それらだけに限らない。 Typical “control elements” are: transcription promoter, transcription enhancer element, transcription termination signal, polyadenylation sequence (localized at the 3 ′ translation stop codon), translation initiation optimized sequence (localized at the 5 ′ coding sequence). Including, but not limited to, translation termination sequences.
用語「核酸」は、DNAとRNA、および修飾骨格(例、ホスホロチオエート)などのそれらの類似物、ならびにペプチド核酸(PNA)なども含む。本発明は、上記のものに相補的な配列を包含する核酸(例、アンチセンスもしくはプローブ用)を含む。 The term “nucleic acid” also includes DNA and RNA, and analogs thereof such as modified backbones (eg, phosphorothioates), as well as peptide nucleic acids (PNA) and the like. The invention includes nucleic acids (eg, for antisense or probes) that include sequences complementary to those described above.
用語「トランスフェクション」は、細胞への外部DNAの取り込みを意味することに使われる。細胞は、外因性DNAが細胞膜の内部に導入される時に「トランスフェクトされる」。多くのトランスフェクション技術が当該技術分野で一般的に知られている。Grahamら(1973)Virology,52:456、Sambrookら(1989)Molecular Cloning,a laboratory manual,Cold Spring Harbor Laboratories,New York、Davisら(1986)Basic Methods in Molecular Biology,Elsevier、およびChuら.Gene13:197,1981を参照。かかる技術は、プラスミドベクターおよび他の核酸分子などの一つ以上の外因性DNA部分を適する宿主細胞に導入することに使用され得る。用語は遺伝学的物質の安定的および一時的な取り込みの両方を意味する。 The term “transfection” is used to mean the uptake of external DNA into a cell. A cell is “transfected” when exogenous DNA is introduced inside the cell membrane. Many transfection techniques are generally known in the art. Graham et al. (1973) Virology, 52: 456, Sambrook et al. (1989) Molecular Cloning, a laboratory manual, Cold Spring Harbor Laboratories, New York, Ms. Bio, et al. (1986) See Gene 13: 197, 1981. Such techniques can be used to introduce one or more exogenous DNA moieties, such as plasmid vectors and other nucleic acid molecules, into suitable host cells. The term refers to both stable and transient uptake of genetic material.
用語「形質導入」は、組み換えアデノ随伴ウイルスベクターなどのベクターを介してin vivoもしくはin vitroにおける受容細胞へのDNA分子の送達を意味する。 The term “transduction” means delivery of a DNA molecule to a recipient cell in vivo or in vitro via a vector, such as a recombinant adeno-associated virus vector.
遺伝子配列および制御配列などの核酸配列に関連する、用語「異種性」は、通常、一緒に結合せず、および/もしくは特定の細胞に一般的に関連しない配列を意味する。それゆえ、核酸構築物もしくはベクターの「異種性」領域は、本来、他の分子に関連して見出されない別の核酸分子内もしくは別の核酸分子に結合している核酸の断片である。例えば、核酸構築物の異種性領域は、本来のコード配列に関連して見出されない配列により隣接されるコード配列を含み得る。異種性コード配列の別の例は、コード配列自身が本来見つけられない構築物である(例、野生型の遺伝子と異なるコドンを有している合成配列)。同様に、一般的に細胞内に存在しない構築物で形質転換された細胞は、本発明の目的である異種性と考えられる。対立遺伝子変異もしくは自然発生変異現象は、本明細書で使用されるような異種性DNAを生じない。 The term “heterologous”, related to nucleic acid sequences, such as gene sequences and regulatory sequences, usually refers to sequences that do not bind together and / or are not generally associated with a particular cell. Thus, a “heterologous” region of a nucleic acid construct or vector is a fragment of a nucleic acid that is naturally associated with or bound to another nucleic acid molecule that is not found in association with the other molecule. For example, a heterologous region of a nucleic acid construct can include a coding sequence that is flanked by sequences that are not found in relation to the original coding sequence. Another example of a heterologous coding sequence is a construct where the coding sequence itself is not found in nature (eg, a synthetic sequence having a different codon from the wild type gene). Similarly, cells transformed with constructs that are generally not present in the cell are considered heterogeneous for the purposes of the present invention. Allelic variation or spontaneous mutation phenomenon does not result in heterologous DNA as used herein.
用語「制御エレメント」は、受容細胞内のコード配列の複製、転写、および翻訳を提供する、プロモーター領域、ポリアデニル化シグナル、転写終結配列、上流調節ドメイン、複製開始点、配列内リボソーム進入部位(「IRES」)、エンハンサー、およびその類似物を総じて意味する。選択されたコード配列が、適する宿主細胞内で複製、転写および翻訳可能ならば、これらの制御エレメントの全てが常に必要ではない。 The term “control element” refers to a promoter region, polyadenylation signal, transcription termination sequence, upstream regulatory domain, origin of replication, in-sequence ribosome entry site (“ IRES "), enhancer, and the like. All of these control elements are not always necessary if the chosen coding sequence is capable of replication, transcription and translation in a suitable host cell.
本明細書で使用される用語「プロモーター領域」は、一般的な意味においてDNA調節配列を含む核酸領域とするのであって、調節配列は、RNAポリメラーゼが結合し、下流(3’方向)コード配列の転写を開始できる遺伝子に由来する。 As used herein, the term “promoter region” refers in a general sense to a nucleic acid region comprising a DNA regulatory sequence, which is bound by an RNA polymerase and downstream (3 ′ direction) coding sequence. Derived from a gene that can initiate transcription of.
「作動可能に連結された」は、そのように記述された要素が通常の機能を果たすために設定されたエレメントの配置を意味する。それゆえ、コード配列に作動可能に連結された制御エレメントはコード配列の発現をもたらし得る。制御エレメントは、コード配列の発現を指示する働きを有する限り、コード配列に隣接する必要はない。それゆえ、例えば、介在する未翻訳の転写配列がプロモーター配列とコード配列の間に配置されても、プロモーター配列はなおコード配列に「作動可能に連結された」と考えられる。 “Operably linked” means an arrangement of elements that are set up so that the elements so described perform their normal functions. Thus, a control element operably linked to a coding sequence can result in the expression of the coding sequence. A control element need not be adjacent to a coding sequence as long as it serves to direct the expression of the coding sequence. Thus, for example, even if an intervening untranslated transcription sequence is placed between the promoter sequence and the coding sequence, the promoter sequence is still considered “operably linked” to the coding sequence.
ヌクレオチド配列に関して「単離」によるとは、その特定の分子が同一型の他の生物学的高分子の実質的な非存在化で存在することを意味する。それゆえ、「特定ポリペプチドをコードする単離核酸分子」は、目的ポリペプチドをコードしていない他の核酸分子を実質的に含んでいない核酸分子を意味するが、化合物の基本的な性質に有害的に影響しない付加塩基もしくは分子を含んでよい。 By “isolated” with respect to a nucleotide sequence is meant that the particular molecule is present in the substantial absence of other biological macromolecules of the same type. Thus, an “isolated nucleic acid molecule that encodes a specific polypeptide” means a nucleic acid molecule that is substantially free of other nucleic acid molecules that do not encode a polypeptide of interest, but is fundamental to the nature of the compound. Additional bases or molecules that do not deleteriously affect may be included.
「ベクター」は、核酸配列を標的細胞に移入することが可能である(例えば、ウイルスベクター、非ウイルスベクター、微粒子キャリア、およびリポソーム)。典型的には、「ベクター構築物」、「発現ベクター」、および「遺伝子移入ベクター」は、目的の核酸の発現を指示し、核酸配列を標的細胞に移入可能である核酸構築物を意味する。それゆえ、この用語は、クローニングおよび発現の担体、ならびにウイルスベクターを含む。 A “vector” is capable of transferring nucleic acid sequences into target cells (eg, viral vectors, non-viral vectors, particulate carriers, and liposomes). Typically, “vector construct”, “expression vector”, and “gene transfer vector” refer to a nucleic acid construct that directs the expression of a nucleic acid of interest and is capable of transferring a nucleic acid sequence into a target cell. The term therefore includes cloning and expression carriers, as well as viral vectors.
「患者」とは、チンパンジーおよび他の類人猿ならびにサル種などの非ヒトの類人猿、ウシ、ヒツジ、ブタ、ヤギおよびウマなどの家畜動物、イヌおよびネコなどの家畜哺乳類を含むヒトおよび他の霊長類、マウス、ラット、テンジクネズミなどの齧歯類を含む実験動物、ニワトリ、七面鳥および他の家禽鳥、カモ、ガチョウ、およびその類似生物などの飼い鳥、野鳥および狩猟鳥を含む鳥を包含する脊索動物亜門を意味するが、それらだけに限らない。本用語は、特定の年齢を意味しない。それゆえ、成体および新生児の各々を範囲とする。 “Patient” refers to humans and other primates, including chimpanzees and other apes and non-human apes such as monkey species, domestic animals such as cattle, sheep, pigs, goats and horses, and domestic mammals such as dogs and cats Chordates including birds, including laboratory animals including rodents, mice, rats, guinea pigs, domestic birds, wild birds and game birds such as chickens, turkeys and other poultry birds, ducks, geese, and the like It means Amon, but it is not limited to them. The term does not denote a particular age. Therefore, each of adults and newborns is covered.
調節可能な転写因子および/もしくは導入遺伝子をコードするAAVベクターの「治療上有効な用量もしくは量」によるとは、AAVベクターが本明細書の記載通りに投与される時に陽性の治療応答、例えば、神経疾患の症状の改善もしくは進行の抑制をもたらす量が意図される。例えば、治療上有効な量のAAVベクターの投与は、パーキンソン病を治療する患者内で治療因子(例、AADC、GDNF)の発現を生じ、例えば、運動機能を改善するか、または静止時の震えの軽減などの症状を改善するかもしれない。必要とされるAAVベクターの適正な量は、種、年、および患者の総体的な状態、処置される状態の程度、および使用される個々の化合物、投与形態、およびその類似要素によって患者ごとに変化するであろう。 By “therapeutically effective dose or amount” of an AAV vector encoding a regulatable transcription factor and / or transgene, a positive therapeutic response when the AAV vector is administered as described herein, eg, An amount that ameliorates the symptoms of neurological disease or inhibits progression is contemplated. For example, administration of a therapeutically effective amount of an AAV vector results in expression of a therapeutic factor (eg, AADC, GDNF) in a patient treating Parkinson's disease, for example, improving motor function or shaking at rest May improve symptoms such as relief. The appropriate amount of AAV vector required will vary from patient to patient depending on species, year, and patient's overall condition, the degree of condition being treated, and the particular compound used, the dosage form, and the like. It will change.
(II、本発明の実施形態)
本発明の詳細を記述する前に、本発明では、特に例示された分子もしくは方法のパラメーターに限定されるものではなく、そのようなものとして当然に変更されてもよいことが理解されるべきである。本明細書で使用される専門用語は、個々の具体例を記述することのみを目的とするのであって、限定することを意図しないことも理解されるだろう。加えて、本発明の実施は、他に規定がない限り、ウイルス学、微生物学、分子生物学、組み換えDNA技および免疫学全ての通常の技術範囲内における慣用的方法を採用するだろう。このような技術は文献で十分に説明される。Sambrookら,Molecular Cloning:A Laboratory Manual(2nd edition,1989)、DNA Cloning:A Practical Approach,vol.I&II(D.Glover編)、Oligonucleotide Synthesis(N.Gait編,1984)、A Practical Guide to Molecular Cloning(1984)、およびFundamental Virology,2nd Edition,vol.I&II(B.N.Fields and D.M.Knipe編)を参照。材料と方法の多くは本明細書に記述したものに類似するか、もしくは等価であり、本発明の実施に使用され得るが、好ましい材料と方法は本明細書に記述されている。
(II. Embodiment of the present invention)
Before describing the details of the present invention, it is to be understood that the present invention is not limited to the particular exemplified molecule or method parameters, and may naturally be varied as such. is there. It will also be appreciated that the terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting. In addition, the practice of the present invention will employ conventional methods within the ordinary technical scope of virology, microbiology, molecular biology, recombinant DNA techniques and immunology, unless otherwise specified. Such techniques are explained fully in the literature. Sambrook et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual (2nd edition, 1989), DNA Cloning: A Practical Approach, vol. I & II (Edited by D. Glover), Oligonucleotide Synthesis (Edited by N. Gait, 1984), A Practical Guide to Molecular Cloning (1984), and Fundamental Virology, 2nd Edition. See I & II (B.N. Fields and D.M.Knipe). Although many of the materials and methods are similar or equivalent to those described herein and can be used in the practice of the present invention, the preferred materials and methods are described herein.
本発明は、標的細胞において導入遺伝子の発現を調節するためのベクターの構築、方法およびキットを提供する。一の具体例では、細胞内で調節可能な導入遺伝子の形質導入に必要である配列が、複数の別々の組み換えAAVベクター分子上に提供される。実施例1および2においては、本発明の二重ベクターの具体例の構築物および使用を示す。別の具体例では、単一の組み換えAAVベクターが、標的細胞内で調節可能な導入遺伝子の形質導入に必要である全ての配列を運ぶ。実施例3においては、本発明のこのような単一ベクターの一つの具体例の構築物および使用を示す。 The present invention provides vector constructions, methods and kits for regulating transgene expression in target cells. In one embodiment, the sequences necessary for transduction of a transgene regulatable in a cell are provided on multiple separate recombinant AAV vector molecules. Examples 1 and 2 show the construction and use of specific examples of the double vector of the invention. In another embodiment, a single recombinant AAV vector carries all the sequences necessary for transgene transduction that can be regulated in the target cell. Example 3 shows the construction and use of one embodiment of such a single vector of the invention.
一の具体例において、AADC遺伝子の調節可能な形態が標的細胞に送達される。実施例1および2は、AADC遺伝子の調節可能な形態の送達を示す。別の具体例では、GDNF遺伝子の調節可能な形態が標的細胞に送達される。実施例3は、GDNF遺伝子の調節可能な形態の送達を示す。 In one embodiment, a regulatable form of the AADC gene is delivered to the target cell. Examples 1 and 2 show the delivery of a regulatable form of the AADC gene. In another embodiment, a regulatable form of the GDNF gene is delivered to the target cell. Example 3 shows the delivery of a regulatable form of the GDNF gene.
本明細書で使用される用語、導入遺伝子は、ある具体例において、すでに標的細胞に存在する内在性遺伝子の付加的なコピー、もしくは配列変化を包含する、導入遺伝子の起源にかかわらず標的細胞に送達される遺伝子を意味する。導入遺伝子は、いくつかの生物から得られた遺伝子配列もしくは部分的な遺伝子配列であって、このような遺伝子の遺伝学的に改良された配列変化、あるいは合成(非自然発生)DNA配列であり得る。導入遺伝子は、タンパク質をコードするメッセンジャーRNAの産生を指示し得るか、またはアンチセンス、リボザイム、三重鎖形成性、RNAiもしくは他のRNA配列などの生物学的な活性RNA分子をコードし得る。 As used herein, the term transgene, in certain embodiments, refers to the target cell regardless of the origin of the transgene, including additional copies of endogenous genes already present in the target cell, or sequence changes. Means the gene to be delivered. A transgene is a gene sequence or partial gene sequence obtained from several organisms, a genetically modified sequence change of such a gene, or a synthetic (non-naturally occurring) DNA sequence obtain. The transgene can direct the production of a messenger RNA encoding the protein or can encode a biologically active RNA molecule such as an antisense, ribozyme, triplex forming, RNAi or other RNA sequence.
本明細書で使用される調節可能な導入遺伝子は、遺伝子が標的細胞に形質導入された後に、誘導体の投与によって発現が変化可能な遺伝子である。治療上の導入遺伝子発現の調節は、導入遺伝子産物レベルの薬理学的制御を提供する。一つのこのような小分子薬物はラパマイシンである。 As used herein, a regulatable transgene is a gene whose expression can be altered by administration of a derivative after the gene has been transduced into a target cell. Regulation of therapeutic transgene expression provides pharmacological control at the transgene product level. One such small molecule drug is rapamycin.
一の具体例では、本発明の調節可能な遺伝子発現系は、ラパマイシンもしくはAP21967、非免疫抑制ラパマイシン類似物の存在下でのイムノフィリンFKBPおよび脂質キナーゼ相同体FRAPの特異的な二量体化を利用することで、特異的に誘導可能なプロモーターを活性化する活性な転写因子の複合体を産生する。Riveraら(1996)Nat.Med.2:1028−32。AP21967の構造を下記に提供する。
AP21967(分子量1017.4Da)は、米国特許第6,649,595号(‘595特許)の化合物69で示される7−メチルインドリル類似物であり、その中の実施例5に記述されるように、7−メチルインドールをジメトキシベンゼンに置換させることによって調製され得る。AP21967は、インドール環上に7−メチル基を有することを除いて‘595特許の化合物71に一致する。 AP21967 (molecular weight 1017.4 Da) is a 7- methylindolyl analog represented by compound 69 of US Pat. No. 6,649,595 (the '595 patent), as described in Example 5 therein. , 7-methylindole can be prepared by substituting dimethoxybenzene. AP21967 corresponds to compound 71 of the '595 patent except that it has a 7-methyl group on the indole ring.
他のラパマイシン類似物もまた、本発明の範囲から逸れることなく使用され得る。ラパマイシン類似物は、患者の内在性FRAPと相互作用せず、所望しないラパマイシンの免疫抑制性および細胞周期阻害性効果を潜在的に有さないであろう。Pollockら(2000)Proc.Natl.Acad.Sci.USA97:13221−26。FRAP変異型は、二量体化物系の活性化ドメイン融合タンパク質のFRB部分の使用によって、非免疫抑制性ラパマイシン類似物への結合能を維持するように作成され得る。例として、Pollockら(2000)を参照。 Other rapamycin analogs can also be used without departing from the scope of the present invention. The rapamycin analog will not interact with the patient's endogenous FRAP and will not potentially have the unwanted immunosuppressive and cell cycle inhibitory effects of rapamycin. Pollock et al. (2000) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 97: 13221-26. FRAP variants can be made to maintain the ability to bind to non-immunosuppressive rapamycin analogs through the use of the FRB portion of a dimerized activation domain fusion protein. See, for example, Pollock et al. (2000).
(AADCの調節発現)
実験は、in vitroのHeLaD7−4細胞において、およびin vivoのパーキンソン病(PD)の齧歯類モデルにおいて、AAVベクター介在のラパマイシン依存性AADC導入遺伝子発現の調節を用いて行われる。ヒトAADC(hAADC)導入遺伝子の発現は、実施例1ならびに図1Aおよび1Bでさらに記載されるベクターを用いて二量体化物ラパマイシンによる機能的な転写因子(TF)の再構成に依存してなされる。転写因子AAVベクターは、転写因子のDNA結合ドメインおよび活性化ドメインを送達することに使用され、発現AAVベクターは調節可能なプロモーターの制御下においてhAADC導入遺伝子を送達することに使用される。
(Regulated expression of AADC)
Experiments are performed using AAV vector-mediated modulation of rapamycin-dependent AADC transgene expression in vitro in HeLaD7-4 cells and in an in vivo rodent model of Parkinson's disease (PD). Expression of the human AADC (hAADC) transgene is made dependent on functional transcription factor (TF) reconstitution with dimerized rapamycin using the vectors further described in Example 1 and FIGS. 1A and 1B. The Transcription factor AAV vectors are used to deliver the transcription factor DNA binding and activation domains, and expression AAV vectors are used to deliver hAADC transgenes under the control of a regulatable promoter.
(In vitroのAADC調節)
In vitroのヒト細胞における二量体化物依存性AADC発現を行う実験を実施例1に記述した。実施例1で使用される二量体化物、AP21967は、ラパマイシンより約3倍少ない活性を有する非免疫抑制性ラパマイシン類似物である。結果を図2に示し、一番右のデータは、二量体化物依存性転写因子(AAV−CMV−TF)をコードするベクターと共形質導入された細胞におけるラパマイシン用量依存性hAADC発現(AAV−Z12−hAADC)を示す。ELISAデータは、AADC発現がAP21967の非存在下より25nM AP21967の存在下では9倍高いことを示す。25nMは、AP21967の最大限に有効な濃度であり、in vitroにおいて導入遺伝子発現に安定的なレベルを与える。25nMのAP21967における調節可能なプロモーターからのhAADC発現は、構成性CMVプロモーターの制御下(AAV−CMV−hAADC2)におけるhAADC発現の約半分のレベルである(図1C、およびSanftnerら(2004)Mol.Ther.9:403−9)。
(In vitro AADC regulation)
An experiment performing dimerization-dependent AADC expression in human cells in vitro is described in Example 1. The dimerization product, AP21967 used in Example 1, is a non-immunosuppressive rapamycin analog that has approximately 3 times less activity than rapamycin. The results are shown in FIG. 2, and the rightmost data show rapamycin dose-dependent hAADC expression (AAV− in cells cotransduced with a vector encoding a dimerization-dependent transcription factor (AAV-CMV-TF). Z12-hAADC). The ELISA data shows that AADC expression is 9 times higher in the presence of 25 nM AP21967 than in the absence of AP21967. 25 nM is the maximally effective concentration of AP21967 and provides a stable level for transgene expression in vitro. HAADC expression from a regulatable promoter in 25 nM AP21967 is about half the level of hAADC expression under the control of the constitutive CMV promoter (AAV-CMV-hAADC2) (FIG. 1C, and Sanftner et al. (2004) Mol. Ther.9: 403-9).
両方のベクター(AAV−Z12−hAADCおよびAAV−CMV−TF)を有する細胞は、AP21967の非存在下で低レベルのAADC産生のみを示す、すなわち、系は「漏洩しやすい」ものでない。漏洩の非存在は、導入遺伝子が必要に応じて総体的に遮断可能であることを裏付け、広範囲な薬理学上の調節を提供するために遺伝子治療にとって重大であり得る。 Cells with both vectors (AAV-Z12-hAADC and AAV-CMV-TF) show only low levels of AADC production in the absence of AP21967, ie the system is not “leaky”. The absence of leakage confirms that the transgene can be totally blocked as needed and can be critical to gene therapy to provide a wide range of pharmacological regulation.
(In vivoにおけるAADC調節)
In vitroにおける二量体化物調節hAADCのAAV介在形質導入を行うことに使用された同一ベクター(図1Aおよび1B)が、実施例2で記述されるように、線条体脱神経の外科的モデルである、パーキンソン病の6−ヒドロキシドーパミン(6−OHDA)ラットモデルのin vivoにおいて調べられた。処置日程を図3において図式的に表わす。図4で示されるように、パーキンソン病ラットにAAV−CMV−TFおよびAAV−Z12−hAADCの両方を形質導入し、次に一連のラパマイシン処理後にそれらの回転行動を測定する。
(AADC regulation in vivo)
The same vector used to perform AAV-mediated transduction of dimerized regulatory hAADC in vitro (FIGS. 1A and 1B) is a surgical model of striatal denervation as described in Example 2. In vivo in a 6-hydroxydopamine (6-OHDA) rat model of Parkinson's disease. The treatment schedule is represented schematically in FIG. As shown in FIG. 4, Parkinson's disease rats are transduced with both AAV-CMV-TF and AAV-Z12-hAADC, and then their rotational behavior is measured after a series of rapamycin treatments.
ラパマイシンの適正な濃度が以前に調べられているという単純な理由から、in vivo実験においては、in vitroで使用したAP21967よりむしろラパマイシンを使用する。二量体化物のラパマイシンは、ヒト遺伝子治療における誘導体としての使用に多くの有利な特性を有するが、その特有な免疫抑制性がその利用性を限定し得る。AP21967のようなラパマイシンの非免疫抑制性類似物は、特にヒト患者の処置において、導入遺伝子発現の優れた誘導体であり得る。In vivoである動物およびヒトの患者におけるAP21967の適正な用量は、臨床試験を含む一般的な実験方法によって決められてよい。 Rapamycin is used in in vivo experiments rather than AP21967 used in vitro, for the simple reason that the appropriate concentration of rapamycin has been previously investigated. Although the dimerized rapamycin has many advantageous properties for use as a derivative in human gene therapy, its unique immunosuppressive properties can limit its utility. Non-immunosuppressive analogs of rapamycin, such as AP21967, may be excellent derivatives of transgene expression, particularly in the treatment of human patients. The appropriate dose of AP21967 in animals and human patients who are in vivo may be determined by common laboratory methods, including clinical trials.
L−dopaおよびラパマイシン投与の組み合わせによる調節hAADCベクターの形質導入は、ドーパミンの有意なレベルの産生に一致する6−OHDA損傷ラットにおける行動効果を生じる。図4で表されるように、ラパマイシン処理は、損傷線条体でhAADC発現を可逆的に増加させ、それは、ベクター注入(+)rap群においてラパマイシン使用停止によって可逆的である5mg/kgに対する変化した回転応答によって示される。ベクター注入(+)ラパマイシン群のL−dopaに対する回転応答は、3、5および7週において、ラパマイシン処置直後にはベクター注入(−)ラパマイシン群および賦形剤注入コントロール群の両方を上回って有意に増加する(P<0.001)が、4および6週ではコントロールレベル近くに戻る。 Transduction of a regulated hAADC vector with a combination of L-dopa and rapamycin administration produces behavioral effects in 6-OHDA-damaged rats consistent with production of significant levels of dopamine. As shown in FIG. 4, rapamycin treatment reversibly increases hAADC expression in the damaged striatum, a change to 5 mg / kg that is reversible by cessation of rapamycin use in the vector-injected (+) rap group Indicated by the rotation response. The rotational response to L-dopa of the vector-injected (+) rapamycin group was significantly greater than both the vector-injected (−) rapamycin group and the vehicle-injected control group immediately after rapamycin treatment at 3, 5 and 7 weeks. Increase (P <0.001) but return to near control levels at 4 and 6 weeks.
定量的リアルタイムPCRにおいては、2つの群で観察された異なる結果の説明としての異なる形質導入効率の可能性を排除するため、ベクター注入(+)ラパマイシン群およびベクター注入(−)ラパマイシン群のラットが同等コピー数のhAADC遺伝子で形質導入されたことを確認する。 In quantitative real-time PCR, rats in the vector-injected (+) rapamycin group and vector-injected (-) rapamycin group were used to eliminate the possibility of different transduction efficiencies as an explanation for the different results observed in the two groups. Confirm transduction with an equivalent copy number of hAADC gene.
研究の終了時点で実施された免疫組織化学およびタンパク質発現アッセイ(表1ならびに図5、6および7)は、以下において詳細を考察するような行動結果を裏付ける。 Immunohistochemistry and protein expression assays performed at the end of the study (Table 1 and FIGS. 5, 6 and 7) support behavioral results as discussed in detail below.
図5Aは、ベクター注入(+)ラパマイシン群由来のラット線条体の中間にある棘状神経におけるAADCの強度の免疫組織化学染色、それゆえ有効な導入遺伝子発現を示す一方、図5Bは、ベクター注入(−)ラパマイシン群由来ラットにおける非常に低レベルのAADC発現のみを示す。 FIG. 5A shows intense immunohistochemical staining of AADC and therefore effective transgene expression in the spinous nerve in the middle of the rat striatum from the vector-injected (+) rapamycin group, while FIG. Only very low levels of AADC expression are shown in rats from the injected (-) rapamycin group.
図6A−6Cは、AADCの免疫組織化学で染色されたホールマウント脳切片の低倍率図を表す。結果は、ベクター注入(−)ラパマイシン群由来ラットの左側(処理済み)半球(図6A)と比較してベクター注入(+)ラパマイシン群由来ラットの左側(処理済み)半球(図6B)では、AADCが有意に高いレベルの発現であるという視覚的な確認を与える。ベクター注入(−)ラパマイシン群由来ラットの結果は、コントロール賦形剤注入ラットの結果に類似する(図6C)。 6A-6C represent low magnification views of whole-mount brain sections stained with AADC immunohistochemistry. The results show that in the left (treated) hemisphere of the vector-injected (+) rapamycin group (FIG. 6A) compared to the left (treated) hemisphere of the rat from the vector-injected (−) rapamycin group (FIG. 6A). Provides a visual confirmation that is a significantly higher level of expression. The results for the rats from the vector-injected (−) rapamycin group are similar to those for the control vehicle-injected rats (FIG. 6C).
免疫組織化学の立体的解析は、陽性細胞のカウントで測定される発現レベルが、ベクターがラパマイシンとの組み合わせで投与される時に有意に増加することを確認する。表1は、ラパマイシン誘導およびラパマイシン未誘導ラットにおける定量的立体解析による導入遺伝子由来の免疫染色および推定された陽性細胞数の結果を表す。ラパマイシン誘導ラットは、未誘導ラットと比較すると、約2倍のAADC免疫染色の前後方向の拡散、AADC免疫染色の拡散体積、およびAADCの陽性細胞数を示す。 A three-dimensional analysis of immunohistochemistry confirms that the expression level, measured by positive cell count, is significantly increased when the vector is administered in combination with rapamycin. Table 1 presents the results of transgene-derived immunostaining and estimated positive cell counts by quantitative steric analysis in rapamycin-induced and rapamycin-uninduced rats. Rapamycin-induced rats show approximately twice as much anteroposterior diffusion of AADC immunostaining, diffusion volume of AADC immunostaining, and number of AADC positive cells compared to uninduced rats.
総体的なタンパク質解析は、タンパク質レベルでさらにより大きな相違を示す。図7で示すように、線条体タンパク質サンプル電気泳動後のhAADC酵素レベルのウエスタンブロット解析は、(−)ラパマイシン群と比較して(+)ラパマイシン群においては有意により高いhAADC発現を示す。内在性AADC発現が図7のプロットされたデータから差し引かれると、hAADCレベルは(+)ラパマイシン群と比較して(−)ラパマイシン群では88%低い。 Overall protein analysis shows even greater differences at the protein level. As shown in FIG. 7, Western blot analysis of hAADC enzyme levels after striatal protein sample electrophoresis shows significantly higher hAADC expression in the (+) rapamycin group compared to the (−) rapamycin group. When endogenous AADC expression is subtracted from the plotted data in FIG. 7, hAADC levels are 88% lower in the (−) rapamycin group compared to the (+) rapamycin group.
未誘導ラットで観察される低レベル発現はin vivoの調節系における「漏洩」を示唆するが、実施例2で記述される実験結果は、hAADC遺伝子発現が二量体化物ラパマイシンによって誘導されることを示す。系の漏洩理由は明白ではなく、結合転写因子の非存在下で最小IL−2プロモーター由来の未調節発現によって引き起こされるかもしれないが、理論によって限定することを意図しない。しかしながら、誘導なしで観察される低レベルのhAADCは、治療用量以下のL−dopaに応答する行動を引き出すのに十分ではなく、誘導薬剤の非存在下で誘導可能なプロモーターによって生成される少量の遺伝子発現が、この特定用途に許容可能であるかもしれないことを示唆する。 The low level expression observed in uninduced rats suggests “leakage” in the in vivo regulatory system, but the experimental results described in Example 2 indicate that hAADC gene expression is induced by the dimerized rapamycin Indicates. The reason for the leakage of the system is not clear and may be caused by unregulated expression from the minimal IL-2 promoter in the absence of bound transcription factors, but is not intended to be limited by theory. However, the low level of hAADC observed without induction is not sufficient to elicit behavior in response to sub-therapeutic doses of L-dopa, and the small amount produced by a promoter inducible in the absence of an inducing agent. It suggests that gene expression may be acceptable for this particular application.
In vivoにおいて所望するレベルの導入遺伝子誘導を生じるためのラパマイシン(もしくは類似物)の適正な投薬量は、治療プロトコールにおいて一般的であるように、ケースバイケースで実験によって調べられてよい。投薬量を表現型の測定もしくは代理マーカーに基づいた試行錯誤によって調節してよい。また、投薬量を患者の標的組織もしくは血中におけるラパマイシンの所定標的濃度を達成するようにも調節し得る。静脈注射によって導入される場合、典型的な投薬量は0.01から50mg/kg、好ましくは0.1から10mg/kgの範囲であり、例えば、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.8、0.9、1、1.5、2、3、4、5、6、7、8、9もしくは10mg/kgである。ヒトの患者を処置する場合において、投薬量は臨床試験の結果を参照に決定されるか、あるいは動物データから推測され得る。 The appropriate dosage of rapamycin (or the like) to produce the desired level of transgene induction in vivo may be determined experimentally on a case-by-case basis, as is common in treatment protocols. Dosage may be adjusted by phenotypic measurement or trial and error based on surrogate markers. The dosage may also be adjusted to achieve a predetermined target concentration of rapamycin in the patient's target tissue or blood. When introduced by intravenous injection, typical dosages range from 0.01 to 50 mg / kg, preferably from 0.1 to 10 mg / kg, for example 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.8, 0.9, 1, 1.5, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 or 10 mg / kg. In treating human patients, dosages can be determined with reference to the results of clinical trials or can be inferred from animal data.
組み換えAAVベクターは、送達される導入遺伝子、その作用メカニズム、および所望する標的細胞に応じて、脳の様々な局所に外科的に導入され得る。例えば、基底ガングリアは皮質下に位置する神経群である。それらは、尾状核、被殻、および淡蒼球を含む。尾状核および被殻は、一緒になって大脳基底核の線条体(もしくは単に線条体)を形成する。尾状および被殻は各々、黒質緻密部(SNpc)および黒質網様部から成る黒質と相互に連結される。SNpcはドーパミン生合成の通常部位であり、SNpcの変性はPDの特徴である。大脳基底核線条体の被殻もしくは尾状核の神経にAADCのようなドーパミン生合成経路の酵素をコードする遺伝子を形質導入することによって、ドーパミン合成が回復され、それによって機能的に減少したSNpcネットワークを克服可能である。 Recombinant AAV vectors can be surgically introduced into various regions of the brain, depending on the transgene to be delivered, its mechanism of action, and the desired target cells. For example, basal ganglia are groups of nerves located under the cortex. They include the caudate nucleus, the putamen, and the pallidal bulb. Together, the caudate nucleus and the putamen form the basal ganglia striatum (or simply the striatum). The caudate and putamen are interconnected with the substantia nigra consisting of the substantia nigra (SNpc) and the substantia nigra-like part. SNpc is a normal site of dopamine biosynthesis, and SNpc degeneration is a feature of PD. Transduction of dopamine synthesis by transducing genes in the basal ganglia striatal putamen or caudate nucleus into genes encoding enzymes of the dopamine biosynthetic pathway, such as AADC, thereby functionally reducing it The SNpc network can be overcome.
大脳基底核の線条体細胞は、当該技術分野で知られる多様な技術を用いて形質導入され得る。例えば、定位注射は、様々な化合物をCNSに投与するために神経外科医によって使用される一般的な外科技術である。直接注射もまた使用され得る。この技術を使用する場合、CT、PET、もしくはMRIスキャンからの解剖学的なマップが、注射部位を選択する際に補助するために外科医によって用いられ得る。対流促進送達(出典明示により本明細書に取り入れた米国特許第6,309,634号で詳細に記述される)を含む他の技術が、rAAVビリオンをCNSに送達する本発明の方法に採用され得る。 Striatal cells of the basal ganglia can be transduced using a variety of techniques known in the art. For example, stereotaxic injection is a common surgical technique used by neurosurgeons to administer various compounds to the CNS. Direct injection can also be used. When using this technique, anatomical maps from CT, PET, or MRI scans can be used by the surgeon to assist in selecting the injection site. Other techniques, including convection-enhanced delivery (described in detail in US Pat. No. 6,309,634, incorporated herein by reference), have been employed in the methods of the invention to deliver rAAV virions to the CNS. obtain.
実施例1および2で記述される実験は、別々のベクターが転写因子融合タンパク質および導入遺伝子を送達することに使用される、本発明の二重ベクターの具体例に関する。他の具体例では、異なる遺伝子が発現ベクター内のhAADCに代わって使用される。最大約5000−5200ヌクレオチド(nt)がAAVビリオンにパッケージされ得、最適であるのは約4500ntである。Dongら(1996)Hum.Gene Ther.7:2101−12。図1Bで表される一つのようなrAAV発現ベクターの他の必要な配列エレメント(例、ITR領域、プロモーター、転写因子結合配列、等)が与えられると、発現ベクター内の導入遺伝子配列は約2500ヌクレオチド(nt)もないかもしれない。この大きさの制限内において、所望する導入遺伝子が本発明の二重ベクターの具体例で示されるrAAV発現ベクター構築物を用いて送達され得る。より短小化されたITR、プロモーターもしくは転写因子結合領域を有する最適化された発現ベクターの改良型は、より長い導入遺伝子配列の送達を可能にするように構築され得る。 The experiments described in Examples 1 and 2 relate to an embodiment of the dual vector of the present invention where separate vectors are used to deliver the transcription factor fusion protein and the transgene. In other embodiments, a different gene is used in place of hAADC in the expression vector. Up to about 5000-5200 nucleotides (nt) can be packaged in an AAV virion, optimally about 4500 nt. Dong et al. (1996) Hum. Gene Ther. 7: 2101-12. Given other required sequence elements (eg, ITR region, promoter, transcription factor binding sequence, etc.) such as the one represented in FIG. 1B, the transgene sequence in the expression vector is approximately 2500. There may also be no nucleotides (nt). Within this size limitation, the desired transgene can be delivered using the rAAV expression vector construct shown in the dual vector embodiment of the invention. Improved versions of optimized expression vectors with shorter ITRs, promoters or transcription factor binding regions can be constructed to allow delivery of longer transgene sequences.
実施例1および2の結果は、二量体化物依存性hAADC導入遺伝子の発現が、本発明の二重ベクターrAAV介在の具体例を用いてヒトの培養細胞、およびin vivoのラット神経において調節され得ることを示す。 The results of Examples 1 and 2 show that dimerization-dependent hAADC transgene expression is regulated in human cultured cells and in vivo rat nerves using the dual vector rAAV-mediated embodiment of the present invention. Show you get.
(単一ベクター系におけるGDNF調節)
実施例3で記述されるように、実験を本発明の単一ベクターの具体例を用いて行い、単一のrAAVベクターを、GDNF導入遺伝子発現の二量体化物依存性調節に必要である全てのタンパク質を発現するように設計した。調節されたrAAVのhGDNF発現ベクターの図式を、図8Aで提供し、構成性(非調節)hGDNF発現を有するコントロールベクターの図式を図8Cで提供する。(図8Bは、実施例3で使用されない調節GDNF発現ベクターの代替的なデザインを示す。)プラスミドベクターをin vitroでHEK−293細胞に一時的にトランスフェクトさせる。次に細胞を0、5もしくは25nMのラパマイシンを含む培地で処理する。
(GDNF regulation in a single vector system)
As described in Example 3, experiments were performed using the single vector embodiment of the present invention, and a single rAAV vector was required for dimerization-dependent regulation of GDNF transgene expression. Were designed to express the protein. A schematic of a regulated rAAV hGDNF expression vector is provided in FIG. 8A, and a schematic of a control vector with constitutive (unregulated) hGDNF expression is provided in FIG. 8C. (FIG. 8B shows an alternative design of a regulatory GDNF expression vector not used in Example 3.) Plasmid vectors are transiently transfected into HEK-293 cells in vitro. Cells are then treated with media containing 0, 5 or 25 nM rapamycin.
トランスフェクション3日後に行なったGDNFのELISAの結果を図9で表す。データは、構成的に発現したGDNF(pAAV−CMV−hGDNFを意味する「CMV−GDNFプラスミド」)からの発現の最大で約4分の1レベルの観察された発現を有する、調節された構築物(pAAV−TF−Z8−hGDNFを意味する「TF−GDNFプラスミド」)でトランスフェクトされた細胞におけるGDNFのラパマイシン投与量応答性発現を表す。pCMV−GDNFからのGDNF発現はラパマイシンの添加によっても増加しない。 The results of GDNF ELISA performed 3 days after transfection are shown in FIG. The data shows a regulated construct with an observed expression of up to about a quarter level of expression from constitutively expressed GDNF ("CMV-GDNF plasmid" meaning pAAV-CMV-hGDNF). Represents rapamycin dose-responsive expression of GDNF in cells transfected with “TF-GDNF plasmid” meaning pAAV-TF-Z8-hGDNF). GDNF expression from pCMV-GDNF is not increased by the addition of rapamycin.
実施例3に記載される実験は、ヒトの培養細胞において、GDNF発現が単純に小分子誘導体ラパマイシンの添加によって調節され得るような、単一ベクター調節可能なAAV−GDNF構築物が構築され得ることを表す。結果は、GDNF発現が調節可能なAAV−GDNFベクターによってin vivoの患者でも調節され得ることを示唆する。実施例3の単一ベクターは、前記で考察した二重ベクターの具体例における転写因子ベクターおよび発現ベクターの両方の役割を果たす。2つのベクターを標的細胞に共トランスフェクションする必要がある二ベクター法と比較して、単一ベクターによる処置は、調節可能なGDNFを導入するために1回の形質導入イベントのみを必要とする点で有利である。この単一ベクターの具体例の利点は、非常に少ない割合の標的細胞が両ベクターによって同時に形質導入されると予想される遺伝子治療方法などの低形質導入効率を供するプロトコールに対して特に有意である。例えば、非依存性形質導入効率を推定すると、全体の形質導入効率が各ベクターについて5%である場合、細胞の僅か0.25%のみが両方のベクターで形質導入されるだろう。 The experiment described in Example 3 demonstrates that a single vector regulatable AAV-GDNF construct can be constructed in human cultured cells such that GDNF expression can be regulated simply by the addition of the small molecule derivative rapamycin. To express. The results suggest that GDNF expression can be regulated in patients in vivo by a regulatable AAV-GDNF vector. The single vector of Example 3 serves as both a transcription factor vector and an expression vector in the dual vector embodiment discussed above. Compared to the two-vector method where two vectors need to be co-transfected into target cells, treatment with a single vector requires only one transduction event to introduce regulatable GDNF. Is advantageous. The advantages of this single vector embodiment are particularly significant for protocols that offer low transduction efficiencies such as gene therapy methods where a very small percentage of target cells are expected to be transduced simultaneously by both vectors. . For example, estimating the independent transduction efficiency, if the overall transduction efficiency is 5% for each vector, only 0.25% of the cells will be transduced with both vectors.
AAVビリオンにパッケージされるベクターが約5000−5200ヌクレオチド(nt)より長いことはあり得ないことから、単一ベクターの調節可能な構築物は、比較的短い導入遺伝子の送達のみに有用である。例えば、図8Aで表されるrAAVベクターで使用される転写因子融合タンパク質および調節エレメントの特定の選択物(実施例3で使用されるように)と一緒で、導入遺伝子(GDNF)配列は約600nt長である。配列エレメントのより効率的な置換とともに、不必要なヌクレオチドが融合タンパク質および調節可能なエレメントから除去された、最適化単一ベクター調節可能なAAV−構築物を用いて、より長い導入遺伝子配列、例えば、850まで、もしくは1000ntでさえが送達可能である。AAV−パッケージの大きさ制限内において、所望する導入遺伝子が本発明の単一ベクター構築物を用いて送達され得る。導入遺伝子は、単一ベクターの送達を促進するために、全長の遺伝子よりもむしろ所望する遺伝子の活性部分断片を含み得る。 Because vectors packaged in AAV virions cannot be longer than about 5000-5200 nucleotides (nt), single vector regulatable constructs are only useful for relatively short transgene delivery. For example, with the particular selection of transcription factor fusion proteins and regulatory elements used in the rAAV vector represented in FIG. 8A (as used in Example 3), the transgene (GDNF) sequence is approximately 600 nt. It is long. With optimized single vector regulatable AAV-constructs where unnecessary nucleotides have been removed from the fusion protein and regulatable elements with more efficient substitution of sequence elements, longer transgene sequences, such as Up to 850 or even 1000 nt can be delivered. Within the AAV-package size limits, the desired transgene can be delivered using the single vector construct of the present invention. The transgene can contain an active partial fragment of the desired gene rather than the full-length gene to facilitate delivery of a single vector.
特定の治療効果を達成するために必要とされるrAAVビリオンの用量、例えば、体重キログラムあたりベクターゲノムの単位用量(vg/kg)は、rAAVビリオン投与経路、治療効果を得るために必要とされる導入遺伝子発現レベル、ならびに異種性遺伝子産物の安定性を包含するいくつかの因子に依存してよいが、それらだけに限らない。当該技術分野における技術の一つは、前記の因子、ならびに当該技術分野でよく知られる他の因子に基づいた特定の病気もしくは疾患にかかっている患者を処置するrAAVビリオンの用量範囲を決定しうる。本発明のいくつかの具体例では、哺乳類で形質導入を生じさせることに使用されるrAAVの適正用量は、1X108vg/kgから1X1015vg/kgまで、好ましくは4X109vg/kgから4X1012vg/kgまでの範囲であり得るが、実験で調べられることによってより高いもしくは低い用量であってもよい。AADCおよびGDNFを本明細書の実施例で典型的な導入遺伝子として示すが、送達される特定の導入遺伝子を本発明の態様に限定しない。他の遺伝子もしくは遺伝子の一部は、利益的な(例、治療上の)効果を提供することが期待され、その配列がAAVビリオンにパッケージされ得るAAVベクター構築物内に合うほどに短い場合、本発明のベクター、方法およびキットを用いて脳に導入され得る。 The dose of rAAV virion required to achieve a particular therapeutic effect, eg, the unit dose of vector genome (vg / kg) per kilogram body weight, is required to obtain the rAAV virion route of administration, therapeutic effect It may depend on several factors including, but not limited to, the level of transgene expression, as well as the stability of the heterologous gene product. One technique in the art can determine the dose range of rAAV virions to treat a patient suffering from a particular disease or disorder based on the aforementioned factors, as well as other factors well known in the art. . In some embodiments of the present invention, the proper dose of rAAV used to generate transduction in mammals, from 1X10 8 vg / kg to 1X10 15 vg / kg, preferably from the 4X10 9 vg / kg 4X10 It can range up to 12 vg / kg, but higher or lower doses may be obtained as determined by experimentation. Although AADC and GDNF are shown as exemplary transgenes in the examples herein, the particular transgene delivered is not limited to embodiments of the invention. If another gene or part of a gene is expected to provide a beneficial (eg, therapeutic) effect and its sequence is short enough to fit within an AAV vector construct that can be packaged into an AAV virion, It can be introduced into the brain using the vectors, methods and kits of the invention.
上記で議論したように、AADC(OMIM107930、EC4.1.1.28、ジェンバンク受託番号M76180)は、ドーパミン生合成に関する導入遺伝子である。ドーパミン生合成に関連する他の可能性のある導入遺伝子は、チロシン水酸化酵素(TH)(OMIM191290、EC1.14.16.2、ジェンバンク受託番号X05290)およびグアノシン三リン酸シクロヒドロラーゼI(GCH)(OMIM600225、EC3.5.4.16、ジェンバンク受託番号NM_000161)である。さらに他の可能性のある導入遺伝子は、GDNF(OMIM600837、ジェンバンク受託番号AX713049、L19063)ならびにアルテミン(artemin)(OMIM603886、ジェンバンク受託番号AF109401)、ニューチュリン(neurturin)(OMIM602018、ジェンバンク受託番号HSU78110)、およびパーセフィン(persephin)(OMIM602921、ジェンバンク受託番号AF040962)などのGDNFタンパク質ファミリーの他のメンバーを包含するニューロトロフィンを含む。Saarmaら(1999)Microscopy Res.Tech.45:292−302。さらに他の導入遺伝子はIL−10(OMIM124092、ジェンバンク受託番号M57627)を含む。 As discussed above, AADC (OMIM 107930, EC 4.1.1.28, Genbank accession number M76180) is a transgene for dopamine biosynthesis. Other possible transgenes associated with dopamine biosynthesis are tyrosine hydroxylase (TH) (OMIM 191290, EC 1.14.16.2, Genbank accession number X05290) and guanosine triphosphate cyclohydrolase I (GCH). ) (OMIM600225, EC3.5.4.16, Genbank accession number NM_000161). Still other possible transgenes include GDNF (OMIM 6000083, Genbank accession number AX713049, L19063) and artemin (OMIM 603886, Genbank accession number AF109401), neuroturin (OMIM 602018, Genbank accession number). HSU78110), and neurotrophins including other members of the GDNF protein family, such as persephin (OMIM 602921, Genbank accession number AF040962). Saarma et al. (1999) Microscopy Res. Tech. 45: 292-302. Still other transgenes include IL-10 (OMIM 124092, Genbank accession number M57627).
OMIM番号は、ジョンホプキンス大学によって管理されているOnline Mendelian Inheritance in Manのデータベースを意味し、国立医学図書館のウェブサイトwww.ncbi.nlm.nih.gov/entrez.を通してインターネット上で利用可能である。本明細書に記載される全てのOMIM項目の内容、および受託番号で記載される配列は、出典明示により本明細書に一体化させる。 The OMIM number refers to the Online Mendelian Inheritance in Man database managed by John Hopkins University, the website of the National Library of Medicine www. ncbi. nlm. nih. gov / entrez. Is available on the internet through. The contents of all OMIM items described herein and the sequences described by accession numbers are incorporated herein by reference.
ジェンバンク受託番号は代表的な完全なcDNA配列のみを提供し、本発明の範囲を制限することを意図しない。特に、可能性のある導入遺伝子は、ジェンバンクで報告された他の遺伝子、自然遺伝子の全長および部分断片、他種由来の相同性遺伝子、これらの配列の対立遺伝子多型、ならびに自然発生もしくは人工創出変異型の遺伝子を含む。 Genbank accession numbers provide only representative complete cDNA sequences and are not intended to limit the scope of the invention. In particular, possible transgenes include other genes reported in Genbank, full-length and partial fragments of natural genes, homologous genes from other species, allelic variants of these sequences, and naturally occurring or artificial Includes genes with creation variants.
導入遺伝子はまた、アルツハイマー病、ハンチントン病、筋萎縮性側索硬化症(ALS)、多発性硬化症、カナバン病、脳虚血、進行性核上麻痺、レビー小体型認知症、シャイ・ドレガー症候群、AIDS認知症候群、本態性振戦、筋失調症、大脳皮質基底核変性症、多系統萎縮症および網膜変性(例、黄斑変性症、糖尿病性網膜症、網膜色素変性症、緑内障)などの他の神経変性疾患を処置するための遺伝子も含む。 The transgenes are also Alzheimer's disease, Huntington's disease, amyotrophic lateral sclerosis (ALS), multiple sclerosis, canavan disease, cerebral ischemia, progressive supranuclear palsy, Lewy body dementia, Shy-Dreger syndrome , AIDS cognitive syndrome, essential tremor, ataxia, basal ganglia degeneration, multiple system atrophy and retinal degeneration (eg, macular degeneration, diabetic retinopathy, retinitis pigmentosa, glaucoma) Also included are genes for treating other neurodegenerative diseases.
誘導体は、好ましくは有意な毒性もしくは副作用を有さずにヒト患者に送達され得る化合物から選択される。神経系もしくは他のCNS疾患を治療するための好ましい具体例において、誘導体は血液脳関門を通過することが可能である。より好ましい具体例において、誘導体は二量体化物、例えば、ラパマイシンもしくはその非免疫抑制性類似物である。 The derivative is preferably selected from compounds that can be delivered to a human patient without significant toxicity or side effects. In preferred embodiments for treating the nervous system or other CNS disorders, the derivative is capable of crossing the blood brain barrier. In a more preferred embodiment, the derivative is a dimerization such as rapamycin or a non-immunosuppressive analog thereof.
いくつかの具体例において、誘導体は局所的、例えば、皮下、筋肉内、眼球内もしくは静脈内注射によって送達される。好ましい具体例において、誘導体は、経口的に、局所に鼻腔送達による(スプレー式点鼻薬)、エアロゾル/肺送達による(吸入器)、眼の送達による(点眼)もしくはその他の利便的な送達様式によって、比較的便利に送達され得る一つである。誘導体はまた、経皮貼布、皮下移植、埋め込み型浸透圧ミニポンプ、機械的輸液ポンプもしくは制御放出医薬組成物を用いて継続的もしくは半継続的に送達されてもよい。 In some embodiments, the derivative is delivered locally, for example by subcutaneous, intramuscular, intraocular or intravenous injection. In preferred embodiments, the derivative is orally, topically by nasal delivery (spray nasal drops), by aerosol / pulmonary delivery (inhaler), by ocular delivery (eye drops) or by other convenient delivery modes. One that can be delivered relatively conveniently. The derivatives may also be delivered continuously or semi-continuously using transdermal patches, subcutaneous implants, implantable osmotic minipumps, mechanical infusion pumps or controlled release pharmaceutical compositions.
本発明によるrAAVベクターのストックは、AAVビリオン生成のための当該技術分野で知られるいくつかの方法を用いて調製されてよい。野生型AAVおよびヘルパーウイルスが、rAAVビリオン生成用に必要な複製機能を提供するために使用され得るか、あるいは、プラスミドが、ヘルパー機能遺伝子(例、pHLP19)、補助的な機能遺伝子(例、pladeno5)のどちらか、または三重形質導入法の場合ではそれら両方を供給するために使用され得る。出典明示により本明細書に一体化させた、米国特許第5,139,941号、第5,622,856号、第6,001,650号および第6,004,797号を参照。 The rAAV vector stock according to the present invention may be prepared using several methods known in the art for AAV virion production. Wild type AAV and helper virus can be used to provide the necessary replication functions for rAAV virion production, or plasmids can be used for helper function genes (eg, pHLP19), auxiliary function genes (eg, pladeno5). ), Or both in the case of triple transduction methods. See US Pat. Nos. 5,139,941, 5,622,856, 6,001,650 and 6,004,797, which are incorporated herein by reference.
In vivo送達用では、rAAVビリオンは、適切な用量の一種以上のrAAVビリオンおよび医薬上許容される賦形剤を含む医薬組成物に製剤化される。このような賦形剤は、個々の受容組成物に有害である抗体の産生を自身で誘導せず、過度の毒性を伴うことなく投与され得る薬学的な剤を含む。医薬上許容される賦形剤は、水、生理食塩水、グリセロールおよびエタノールなどの液体を包含するが、それらだけに限らない。 For in vivo delivery, rAAV virions are formulated into a pharmaceutical composition comprising an appropriate dose of one or more rAAV virions and a pharmaceutically acceptable excipient. Such excipients include pharmaceutical agents that do not induce themselves the production of antibodies that are detrimental to the particular recipient composition and can be administered without undue toxicity. Pharmaceutically acceptable excipients include, but are not limited to, liquids such as water, saline, glycerol and ethanol.
医薬上許容される塩は、例えば、塩酸塩、臭化水素酸塩、リン酸塩、硫酸塩およびその類似塩などの鉱酸塩、ならびに酢酸塩、プロピオン酸塩、マロン酸塩、安息香酸塩、およびその類似塩などの有機酸塩を含み得る。加えて、湿潤剤もしくは乳化剤、pH緩衝薬剤、およびその類似薬剤などの補助薬物がこのようなビヒクル内に存在する。医薬上許容される賦形剤に関する詳細な考察は、REMINGTON’S PHARMACEUTICAL SCIENCE(Mack Pub.Co.,N.J.1991)で利用可能である。 Pharmaceutically acceptable salts include, for example, mineral salts such as hydrochloride, hydrobromide, phosphate, sulfate and the like, and acetate, propionate, malonate, benzoate , And similar salts thereof. In addition, auxiliary drugs such as wetting or emulsifying agents, pH buffering agents, and the like are present in such vehicles. Detailed discussion regarding pharmaceutically acceptable excipients is available at REMINGTON'S PHARMACEUTICAL SCIENCE (Mack Pub. Co., NJ 1991).
いくつかの具体例において、本発明のrAAVビリオンは、長期ストックおよび繰り返される凍結融解サイクルへの曝露に対するウイルスの安定性を高め、輸液用器具へのベクターの付着を軽減させる賦形剤を包含する医薬組成物として供給される。好ましい具体例において、賦形剤は、標的組織、例えば、CNSでは低い毒性を示す。例えば、ビリオンは、0.01%から0.0001%、好ましくは0.001%のプルロニックF−68(ニュージャージー州、マウントオリーブのBASF社)を含む緩衝液でストックされ、供給され得る。付加的な化合物および賦形剤が、出典明示により本明細書に一体化させた米国特許第6,759,050号および第6,764,845号に記述される。 In some embodiments, the rAAV virions of the present invention include excipients that increase the stability of the virus to long-term stock and repeated exposure to freeze-thaw cycles and reduce the attachment of the vector to the infusion device. Supplied as a pharmaceutical composition. In preferred embodiments, the excipient exhibits low toxicity in the target tissue, eg, the CNS. For example, virions can be stocked and supplied in a buffer containing 0.01% to 0.0001%, preferably 0.001% Pluronic F-68 (BASF, Mount Olive, NJ). Additional compounds and excipients are described in US Pat. Nos. 6,759,050 and 6,764,845, incorporated herein by reference.
別の態様において、本発明は、導入遺伝子の調節発現用キットに関する。いくつかの具体例では、図1Aおよび1B、または図8Aもしくは8Bで示されるベクターに実質的に同一である一種以上のベクターがこのようなキットに含まれる。 In another aspect, the present invention relates to a kit for the regulated expression of a transgene. In some embodiments, one or more vectors that are substantially identical to the vectors shown in FIGS. 1A and 1B, or FIG. 8A or 8B are included in such kits.
他の具体例において、図1B、8Aもしくは8Bで表されたベクターに類似するベクターは、AADCおよびGDNFのコード配列がポリリンカーなどの利便的なクローニング配列によって置換されることを除くこのようなキットに含まれる。図1Bで示されるベクターに類似する発現ベクターが、二重ベクター法で有用である一方、図8Aおよび8Bで示されるベクターに類似するベクターは、本発明の単一ベクター法において有用である。本発明のキットの使用者は、目的の遺伝子もしくは遺伝子断片を発現ベクターにクローン化し、続いて形質導入用にrAAVビリオンを調製し得る。 In other embodiments, vectors similar to those depicted in FIGS. 1B, 8A, or 8B are such kits except that the AADC and GDNF coding sequences are replaced by convenient cloning sequences such as polylinkers. include. Expression vectors similar to the vector shown in FIG. 1B are useful in the dual vector method, while vectors similar to the vectors shown in FIGS. 8A and 8B are useful in the single vector method of the invention. The user of the kit of the present invention can clone the gene or gene fragment of interest into an expression vector and subsequently prepare rAAV virions for transduction.
二重ベクター法で使用する発現ベクターを包含しているキットはまた、図1Aで示されるベクターに実質的に類似する転写因子ベクターも含んでもよい。 Kits that include expression vectors for use in the dual vector method may also include transcription factor vectors that are substantially similar to the vector shown in FIG. 1A.
キットはまた、ラパマイシンもしくはその類似物を選択的に含んでもよい。 The kit may also optionally include rapamycin or the like.
キットはまた、米国特許第6,001,650号および第6,004,797号でさらに十分記載されるように、プラスミドpHLP19およびpladeno5などのrAAVビリオンストックの調製に使用するプラスミドを選択的に含んでもよい。 The kit also optionally includes plasmids for use in preparing rAAV virion stocks such as plasmids pHLP19 and pladeno5, as described more fully in US Pat. Nos. 6,001,650 and 6,004,797. But you can.
キットは使用説明書を含んでもよい。 The kit may include instructions for use.
いくつかの具体例において、本発明の遺伝子治療ベクター、方法およびキットは、治療効果を提供するために、パーキンソン病のような病気にかかっている患者に投与される。一般的に言うと、「治療効果」は、患者の病気もしくは疾患が症状の改善を示すような、所望する結果もしくは臨床治療の終結に向けた病気(もしくは疾患)の要素を変化させるのに十分な一つ以上の導入遺伝子の発現レベルであって、しばしば病気もしくは疾患に関する臨床的徴候もしくは症状の改善によって反映されることを意味する。パーキンソン病の場合では、治療効果は、例えば、手先の器用さの改善によって現れた運動機能、(例、繊細な運動作業)の改善であり得る。代替的には、静止時の震えの減少もPD改善の徴候であり得る。特定のPD処置に対する治療の有効性(すなわち、治療効果)を調べるために、いくつかの他の当該技術分野公知の観察および測定可能な評価項目がある。 In some embodiments, the gene therapy vectors, methods and kits of the invention are administered to a patient suffering from a disease such as Parkinson's disease to provide a therapeutic effect. Generally speaking, a “therapeutic effect” is sufficient to change the desired outcome or the components of the disease (or disease) towards the end of clinical treatment, such that the patient's disease or disease shows an improvement in symptoms. Means the expression level of one or more transgenes, often reflected by an improvement in clinical signs or symptoms related to the disease or disorder. In the case of Parkinson's disease, the therapeutic effect can be, for example, an improvement in motor function (eg, delicate motor work) manifested by improved hand dexterity. Alternatively, reduced tremor at rest can also be a sign of PD improvement. There are several other art-known observation and measurable endpoints to examine the effectiveness of a therapy (ie, therapeutic effect) for a particular PD treatment.
PDの臨床的徴候および症状を示しているヒトの患者において、医師は、病気の程度を評価し、また特定の処置様式の治療の有効性を測定するために、よく知られるパーキンソン病統一スケール(UPDRS)にしばしば依存する。UPDRS系に類似して、科学者は、微細運動テスト、静止時の震え、運動緩慢、運動低下、および筋固縮などの他の特徴について測定する、霊長類パーキンソン病統一スケール(PPRS、治療評価スコア−CRSとしても知られる)を用いてPDの霊長類モデルにおいてPDの特徴を評価する。PPRS系は、Langstonら(2000)Ann.Neurol.47:S79−89に記述されている。 In human patients presenting with clinical signs and symptoms of PD, physicians use the well-known Parkinson's disease unity scale (to assess the extent of the disease and to measure the effectiveness of therapy for a particular treatment modality ( Often depends on UPDRS). Similar to the UPDRS system, scientists measure primate Parkinson's disease unified scale (PPRS, treatment evaluation) that measures other characteristics such as fine motor testing, tremors at rest, motor slowness, motor decline, and muscle stiffness. Score-CRS) is also used to evaluate PD characteristics in a PD primate model. The PPRS system is described in Langston et al. (2000) Ann. Neurol. 47: S79-89.
(III、実験)
以下は、本発明を実施するための特定な具体例である。実施例においては、事例的な目的のみを提案し、決して本発明の範囲を限定することを意図していない。使用される数量(例えば、量、温度など)に関して正確性を裏付ける試みを行ったが、いくぶんかの実験誤差および狂いは許されるべきであろう。
(III, experiment)
The following are specific examples for carrying out the present invention. In the examples, only exemplary purposes are proposed and are in no way intended to limit the scope of the invention. Efforts have been made to support accuracy with respect to quantities used (eg, amounts, temperature, etc.) but some experimental error and inaccuracies should be allowed for.
実施例1
(In vitroにおけるAADCの調節発現)
In vitroにおけるAADC導入遺伝子の調節を以下の通りに行う。
Example 1
(Regulated expression of AADC in vitro)
In vitro regulation of the AADC transgene is performed as follows.
(AAVベクター)
hAADCの二量体化物依存性発現を実践するために2つのベクターを構築する:AAV−CMV−TFおよびAAV−Z12−hAADC。図1Aは、AAV−CMV−TFの図式であり、その中のサイトメガロウイルス(CMV)のエンハンサー/プロモーターは、活性化ドメインおよびDNA結合ドメイン融合タンパク質の2シストロン性メッセージの発現を促進する。活性化ドメイン融合タンパク質は、NFκBのp65サブユニット(p65)由来の転写活性化ドメインに連結されたヒトFRAPのラパマイシン結合ドメイン(FRB*)を含む。本具体例で使用された特定のFRBドメイン(FRBT2098L)は、図1Aで表され(FRB*)、野生型FRB配列と比較すると、2098番目でTからLへの変異が入っている。Pollockら(2000)Proc.Natl.Acad.Sci.USA97:13221−26。FRBT2098Lは、AP21967もしくはラパマイシンのどちらかを用いてDNA結合ドメイン融合で二量体化され得る。
(AAV vector)
Two vectors are constructed to practice dimerization-dependent expression of hAADC: AAV-CMV-TF and AAV-Z12-hAADC. FIG. 1A is a diagram of AAV-CMV-TF, in which a cytomegalovirus (CMV) enhancer / promoter promotes the expression of a bicistronic message of an activation domain and a DNA binding domain fusion protein. The activation domain fusion protein comprises a rapamycin binding domain (FRB * ) of human FRAP linked to a transcriptional activation domain from the p65 subunit (p65) of NFκB. The specific FRB domain (FRB T2098L ) used in this example is represented in FIG. 1A (FRB * ) and contains a T to L mutation at position 2098 when compared to the wild type FRB sequence. Pollock et al. (2000) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 97: 13221-26. FRB T2098L can be dimerized with DNA binding domain fusions using either AP21967 or rapamycin.
配列内リボソーム進入部位(IRES)は脳心筋炎ウイルスに由来する。DNA結合ドメイン融合タンパク質は、ヒト転写因子Zif268、Oct−1由来のホメオドメインの2つのDNA結合ドメイン(ZFHD1)、および細胞質受容体FK506由来の3つの薬物結合ドメイン(3xFKBP)を含む。図1Bは、AAV−Z12−hAADCの図式であり、ヒトAADC(hAADC)の発現は最小IL−2プロモーターに連結された転写因子の12個の結合部位によって制御される。AAV2の末端逆位配列(ITR)、hAADCコード配列(hAADC)およびヒト成長ホルモンのポリアデニル化領域(pA)を示す。 The in-sequence ribosome entry site (IRES) is derived from encephalomyocarditis virus. The DNA binding domain fusion protein comprises the human transcription factor Zif268, two DNA binding domains of the homeodomain from Oct-1 (ZFHD1), and three drug binding domains from the cytoplasmic receptor FK506 (3xFKBP). FIG. 1B is a schematic of AAV-Z12-hAADC, where human AADC (hAADC) expression is controlled by 12 binding sites of transcription factors linked to a minimal IL-2 promoter. AAV2 terminal inverted sequence (ITR), hAADC coding sequence (hAADC) and human growth hormone polyadenylation region (pA) are shown.
(In vitro発現解析)
hAADCの遺伝子発現を調節する能力を、1:1の割合のAAV−CMV−TFとAAV−Z12−hAADCをHeLaD7−4細胞に共形質導入し、続いて0、5もしくは25nMのラパマイシン類似物AP21967(マサチューセッツ州、ケンブリッジのARIAD Pharmaceuticals,Inc.)で細胞を処理することによってin vitroにおいて測定する。結果を図2で表し、それらは、非形質導入細胞、転写因子ベクター単独を形質導入された細胞(AAV−CMV−TF)、構成性発現hAADCベクターを形質導入された細胞(AAV−CMV−hAADC2)、ならびに転写因子ベクターを除いた調節hAADCベクター(AAV−Z12−hAADC)を形質導入された細胞を包含する様々なコントロール実験を含む。
(In vitro expression analysis)
The ability to regulate hAADC gene expression was co-transduced into HeLaD7-4 cells with a 1: 1 ratio of AAV-CMV-TF and AAV-Z12-hAADC, followed by 0, 5 or 25 nM rapamycin analog AP21967. Measurements are made in vitro by treating the cells with (ARIAD Pharmaceuticals, Inc., Cambridge, Mass.). The results are represented in FIG. 2, which are non-transduced cells, cells transduced with transcription factor vector alone (AAV-CMV-TF), cells transduced with constitutive expression hAADC vector (AAV-CMV-hAADC2) ), As well as various control experiments involving cells transduced with a regulatory hAADC vector excluding the transcription factor vector (AAV-Z12-hAADC).
実施例1で使用された実験方法に関する実験の詳細は以下の通りである。 The details of the experiment relating to the experimental method used in Example 1 are as follows.
(ベクターの構築)
AAV−CMV−TFは以前に記述されている(AAV−CMV−TF1Nc、Auricchioら(2002)Mol.Ther.6:238−42)。pAAV−hAADCのCMVエンハンサーおよびプロモーター(Sanfinerら(2004)Mol.Ther.9:403−9)を、最小IL−2プロモーターの上流にあるZFHD1のDNA結合ドメインの12個の結合部位を含む、Z12−IL2−SEAPの領域(Riveraら(1996)Nat.Med.2:1028−32)に置換することによって、AAV−Z12−hAADCを作成する。
(Construction of vector)
AAV-CMV-TF has been previously described (AAV-CMV-TF1Nc, Auricchio et al. (2002) Mol. Ther. 6: 238-42). The pAAV-hAADC CMV enhancer and promoter (Sanfiner et al. (2004) Mol. Ther. 9: 403-9) is a Z12 containing 12 binding sites in the DNA binding domain of ZFHD1 upstream of the minimal IL-2 promoter. -Make AAV-Z12-hAADC by substituting the region of IL2-SEAP (Rivera et al. (1996) Nat. Med. 2: 1028-32).
(組み換えベクターの産生)
組み換えAAVベクター(血清型2)をHEK−293(ATCC受託番号CRL1573)細胞における三重トランスフェクションによって作成し、塩化セシウム密度勾配遠心によって精製する。Grimmら(2003)Blood102:2412−9。簡単に説明すると、rAAVを含む細胞の回収を微量流動化させ、0.2−μmのフィルターを通して濾過して行う。ベクターを塩化セシウム密度勾配遠心によって抽出された細胞溶解物から精製し、送達カテーテル内の本ベクター喪失分が添加された0.001%プルロニックF−68(ニュージャージー州、マウントオリーブのBASF社)を含む、pH7.4の5%ソルビトールを包含するリン酸緩衝食塩水(PBS−ソルビトール)で限外濾過およびダイアフィルトレーション(diafiltration)によって濃縮する。ベクターの純度をSDS−PAGEで測定する。本研究で使用された精製rAAVベクターは、SDS−PAGEゲルの銀染色によるVP1、VP2、およびVP3のみを示す。力価をベクターゲノムのQ−PCR解析で調べる。
(Production of recombinant vectors)
Recombinant AAV vector (serotype 2) is generated by triple transfection in HEK-293 (ATCC Accession No. CRL 1573) cells and purified by cesium chloride density gradient centrifugation. Grimm et al. (2003) Blood 102: 2412-9. Briefly, recovery of cells containing rAAV is performed by microfluidizing and filtering through a 0.2-μm filter. The vector is purified from cell lysates extracted by cesium chloride density gradient centrifugation and contains 0.001% Pluronic F-68 (BASF, Mount Olive, NJ) supplemented with the vector loss in the delivery catheter. Concentrate by phosphate filtration and diafiltration with phosphate buffered saline (PBS-sorbitol) containing 5% sorbitol, pH 7.4. The purity of the vector is measured by SDS-PAGE. The purified rAAV vector used in this study only shows VP1, VP2, and VP3 by silver staining of SDS-PAGE gels. The titer is examined by Q-PCR analysis of the vector genome.
(発現ELISAによるin vitroのAADC解析)
発現ELISAにおいては、hAADCに対する抗体を用いて透過性HeLaD7−4細胞中のhAADCタンパク質の発現を測定する。HeLaD7−4細胞をrAAVベクターで形質導入させ、3つの異なる濃度(0、5、25nM)のAP21967で処理する。各群n=3。形質導入の24時間前に細胞を96ウェルプレートに蒔く。細胞に完全培地100μl中で(多重ベクターを使用する時は各ベクターの)104vg/細胞のMOIで形質導入させる。
(In vitro AADC analysis by expression ELISA)
In the expression ELISA, an antibody against hAADC is used to measure the expression of hAADC protein in permeable HeLaD7-4 cells. HeLaD7-4 cells are transduced with rAAV vector and treated with three different concentrations (0, 5, 25 nM) of AP21967. Each group n = 3. Cells are seeded in 96-well plates 24 hours prior to transduction. Cells are transduced at an MOI of 10 4 vg / cell (in each vector when using multiple vectors) in 100 μl complete medium.
ELISAを形質導入48時間後の細胞で行う。簡単に説明すると、培地を吸引し、細胞をPBSで洗浄する。細胞を4%パラホルムアルデヒドで固定し、室温で20分培養する。細胞をPBSで洗浄し、振盪させながら、ブロッキング緩衝液(PBS中の3%ヤギ血清、0.5% TritonX−100)でブロックし、次に振盪しながら室温で60分間培養する。一次抗体(AB136ラビット抗hAADC、Chemicon社、1:1000)を洗浄緩衝液(PBS中の1%ヤギ血清、0.5% TritonX−100)で希釈し、室温で60分間シェーカーによって反応させる。プレートを洗浄緩衝液で洗浄し、二次抗体(ヤギ抗ラビットIgG−AP(カリフォルニア州、バーリンゲームのVector Labs)、洗浄緩衝液中に1:1000)と室温で30分間シェーカーにおいて反応させる。プレートを洗浄緩衝液で洗浄する。基質溶液〔基質緩衝液(100mM NaHCO3、pH10.0)(カリフォルニア州、バーリンゲームのVector Labs)中の1Xp−ニトロフェニルリン酸、1Xレバミゾール(消光剤)〕を添加し、プレートを30−60分間室温で反応させ、次にプレートリーダーでOD405を読み取る。このhAADCの発現ELISAからのデータを、AAV−CMV−hAADC2基準ロットの形質導入の投与反応曲線と比較して、ベクターを形質導入された細胞で測定された相対光学密度として報告する。 An ELISA is performed on cells 48 hours after transduction. Briefly, the medium is aspirated and the cells are washed with PBS. Cells are fixed with 4% paraformaldehyde and incubated for 20 minutes at room temperature. Cells are washed with PBS, blocked with blocking buffer (3% goat serum in PBS, 0.5% Triton X-100) while shaking and then incubated at room temperature for 60 minutes with shaking. Primary antibody (AB136 rabbit anti-hAADC, Chemicon, 1: 1000) is diluted with wash buffer (1% goat serum in PBS, 0.5% Triton X-100) and allowed to react on a shaker for 60 minutes at room temperature. Plates are washed with wash buffer and reacted with secondary antibody (goat anti-rabbit IgG-AP (Vector Labs, Burlingame, Calif., 1: 1000 in wash buffer) in a shaker for 30 minutes at room temperature. Wash plate with wash buffer. Substrate solution [1Xp-nitrophenyl phosphate, 1X levamisole (quenching agent) in substrate buffer (100 mM NaHCO 3 , pH 10.0) (Vector Labs, Burlingame, Calif.)] Is added and the plate is 30-60 Allow to react at room temperature for minutes, then read OD 405 with a plate reader. The data from this hAADC expression ELISA is compared to the transduction dose response curve of the AAV-CMV-hAADC2 reference lot and reported as the relative optical density measured in cells transduced with the vector.
実施例2
(In vivoにおけるAADCの調節発現)
In vitroにおいて二量体化物調節hAADCのAAV介在形質導入に使用された同一ベクターを、パーキンソン病の6−ヒドロキシドーパミン(6−OHDA)ラットモデルにおいて、以下のようにin vivoでもテストする。より高い可能性と公知の薬学動態から、実施例2では、AP21667の代わりにラパマイシンを二量体化物として使用する。ラパマイシンは、in vivoで急速なクリアランスを伴う約10時間の半減期を有する。Gallant−Haidnerら(2000)Ther.Drug Monit.22:31−5。
Example 2
(Regulated expression of AADC in vivo)
The same vector used for AAV-mediated transduction of dimerized regulatory hAADC in vitro is also tested in vivo in a 6-hydroxydopamine (6-OHDA) rat model of Parkinson's disease as follows. Due to the higher potential and known pharmacokinetics, Example 2 uses rapamycin instead of AP21667 as a dimerization. Rapamycin has a half-life of about 10 hours with rapid clearance in vivo. Gallant-Haidner et al. (2000) Ther. Drug Monitor. 22: 31-5.
本実施例で使用される全てのラットを、一側的に左側を6−OHDAによって損傷させる。3つの実験群、すなわち、賦形剤注入コントロール群(賦形剤注入(+)ラパマイシン処理)、ベクター注入(−)ラパマイシン処理コントロール群、およびベクター注入(+)ラパマイシン処理群がある。ベクター注入(−)ラパマイシン群はラパマイシン非存在下のhAADC遺伝子発現のコントロール、すなわち、系が漏洩するかを調べるためのコントロールを供給する。 All rats used in this example are unilaterally injured on the left side with 6-OHDA. There are three experimental groups: vehicle injection control group (vehicle injection (+) rapamycin treatment), vector injection (−) rapamycin treatment control group, and vector injection (+) rapamycin treatment group. The vector-injected (-) rapamycin group provides a control for hAADC gene expression in the absence of rapamycin, i.e., a test to see if the system leaks.
AAV−CMV−TFおよびAAV−Z12−hAADCの1:1混合物(各3x1010ウイルスゲノム(vg))を片側6−ヒドロキシドーパミン(6−OHDA)損傷ラットの同側に注入した。賦形剤のみを賦形剤注入コントロール群に注入する。以下で考察するように、導入遺伝子の発現は設定時点におけるラパマイシンの腹腔内注射を介してもたらされる。 A 1: 1 mixture of AAV-CMV-TF and AAV-Z12-hAADC (each 3 × 10 10 viral genomes (vg)) was injected into the ipsilateral side of unilateral 6-hydroxydopamine (6-OHDA) damaged rats. Only vehicle is injected into the vehicle injection control group. As discussed below, transgene expression is effected via intraperitoneal injection of rapamycin at a set point in time.
図3は、本実施例で記述される実験の時系列を示す。rAAV処理前において、L−dopa(5mg/kg)投与による基準回転テストを全ての群で行う。ベクターもしくは賦形剤を0日目で線条体内に注入する。17日目のラットをラパマイシンで誘導するか、あるいは希釈剤で処理する。誘導は、4日連続の10mg/kg/日のラパマイシン腹腔内注射から成る。(ラパマイシンを4日連続投与して脳中での最大循環レベルを確保する。)図4の矢印は、4日間のラパマイシン誘導の初回を示す。21日目のラットにおける5mg/kgのL−dopaに対する回転応答を再度テストする。ラットは一週間にわたってラパマイシンから回復させ、続いて28日目に応答テストを行う。31日目のラットに2回目の誘導を行い、35日目に回転応答をテストする。一週間にわたってラパマイシンから回復させた後、回転テストを42日目で繰り返した。45日目のラットに3回目の誘導を行い、続けて最後の誘導後の49日目に最後の回転テストを行う。この時の誘導(+ラパマイシン)状態でラットを安楽死させ、免疫組織化学が行われる。
FIG. 3 shows a time series of experiments described in this example. Before rAAV treatment, a reference rotation test with L-dopa (5 mg / kg) administration is performed in all groups. The vector or vehicle is injected into the striatum on
(L−dopaに対する行動回転応答)
ドーパミンのアゴニストに対する古典的な回転応答を用いた行動解析を行う。今回の場合には、アゴニストは、PDの片側性6−OHDAラットモデルにおいて外因性L−dopaから合成されるドーパミンである。Ungerstedt(1971)Acta Physiol.Scand.Suppl.367:69−93。図4で示されるように、形質導入3週後のベクター注入(+)ラパマイシン群ラットは、ベクター注入(−)ラパマイシン群のラットより有意に高いL−dopa(5mg/kg)に対する強い対側回転応答を示す(60分間で16.33±21.92の右旋回に対して215.13±73.86である。P<0.001)。統計的な差異を複数群用の一元分散分析を用いて比較する。
(Action rotation response to L-dopa)
Behavioral analysis using classical rotational response to dopamine agonists. In this case, the agonist is dopamine synthesized from exogenous L-dopa in the unilateral 6-OHDA rat model of PD. Ungerstedt (1971) Acta Physiol. Scand. Suppl. 367: 69-93. As shown in FIG. 4, vector-injected (+)
ベクター注入(+)ラパマイシン群では、3、5、および7週におけるL−dopaに対する対側回転応答が、前注入のスコアもしくは時間を合わせた対照(ベクター注入(−)ラパマイシン群および賦形剤注入(+)ラパマイシン群)と比較して有意に上昇する(P<0.001)。対照的に、ベクター注入(+)ラパマイシン群は、前注入時点とその後のラパマイシン効果の引き下がった時点(4および6週)において2つのコントロール群(P>0.05)と有意な相違がない。
In the vector-injected (+) rapamycin group, the contralateral rotational response to L-dopa at 3, 5, and 7 weeks showed a pre-injection score or time matched control (vector-injected (-) rapamycin group and vehicle infusion (+) Rapamycin group) significantly (P <0.001). In contrast, the vector-injected (+) rapamycin group is not significantly different from the two control groups (P> 0.05) at the time of pre-injection and the subsequent reduction of the rapamycin effect (
ベクター注入(−)ラパマイシン群および賦形剤注入コントロール群は、いずれの時点でも有意な相違がない(P>0.05)。理論により拘束されるつもりはないが、両方のコントロール群における7週経過以降の緩やかな上昇は、反復されたL−dopa処理に対する感受性のためであるかもしれない。 The vector injection (−) rapamycin group and the vehicle injection control group are not significantly different at any time point (P> 0.05). While not intending to be bound by theory, the gradual increase after 7 weeks in both control groups may be due to susceptibility to repeated L-dopa treatment.
「オフ」ラパマイシン時点である4および6週におけるベクター注入(+)ラパマイシン群の回転応答は、同時点におけるベクター注入(−)ラパマイシン群もしくは賦形剤注入(+)ラパマイシン群と有意な相違がなく、誘導応答の可逆可能性を示す。hAADC発現の誘導、その後の未処理の週における減少した発現が3回以上の連続的なラパマイシン処理サイクルで観察されたという結果は、in vivoにおいてラパマイシン誘導遺伝子発現の誘導が生じるという結論を強める。 The rotational response of the vector-injected (+) rapamycin group at 4 and 6 weeks, when “off” rapamycin, was not significantly different from the vector-injected (−) rapamycin group or vehicle-injected (+) rapamycin group at the same time , Showing the reversibility of inductive responses. Induction of hAADC expression, followed by decreased expression in untreated weeks, was observed in more than 3 consecutive rapamycin treatment cycles, strengthening the conclusion that induction of rapamycin-induced gene expression occurs in vivo.
(注入線条体におけるhAADC導入遺伝子コピーの定量)
定量的リアルタイムPCRを全てのラットで行うことで、両方のベクター注入群に等量コピー数のhAADC遺伝子が形質導入されていることを確認する。ベクター注入(+)ラパマイシン群におけるhAADC遺伝子のコピー数(222±92ゲノムコピー/20ngDNA)(±SD)は、ベクター注入(−)ラパマイシン群(229±48ゲノムコピー/20ngDNA)と相違がない。
(Quantification of hAADC transgene copy in injected striatum)
Quantitative real-time PCR is performed on all rats to confirm that an equal copy number of hAADC gene has been transduced into both vector injection groups. The copy number of hAADC gene in the vector-injected (+) rapamycin group (222 ± 92 genome copies / 20 ng DNA) (± SD) is no different from the vector-injected (−) rapamycin group (229 ± 48 genome copies / 20 ng DNA).
(免疫組織化学および発現の定量化)
hAADC発現のレベルを注入7週後の免疫組織化学的な解析によって評価する。ベクター注入(+)ラパマイシン群の代表的なラット線条体注入部位内の高率拡大図を図5Aに示し、ベクター注入(−)ラパマイシン群からのものを図5Bに示す。図5Aで表されるように、hAADC導入遺伝子発現は、ラット線条体の中間の棘状神経に局在する。対照的に、誘導されないベクター(ベクター注入(−)ラパマイシン群)を注入されたラットは、非常に低レベルのhAADC導入遺伝子発現を示す(図5B)。
(Immunohistochemistry and quantification of expression)
The level of hAADC expression is assessed by immunohistochemical analysis 7 weeks after injection. A high-magnification enlarged view of a representative rat striatum injection site in the vector-injected (+) rapamycin group is shown in FIG. As represented in FIG. 5A, hAADC transgene expression is localized to the spinous nerve in the middle of the rat striatum. In contrast, rats injected with uninduced vectors (vector injected (−) rapamycin group) show very low levels of hAADC transgene expression (FIG. 5B).
図6は、線条体注入7週後の各群からの代表的なラット由来のホールマウント脳切片におけるAADC免疫組織化学の低倍率図を示す。ラパマイシン誘導有り(A)もしくはラパマイシン誘導無し(B)のAAV−CMV−TF+AAV−Z12−hAADC(各ベクター3x1010vg)ラットをラパマイシン誘導した賦形剤コントロール(C)と比較して示す。左側半球は6−OHDA損傷および線条体内ベクター(もしくは賦形剤)注入部位である。右側半球は未損傷および非注入であり、右側半球の染色は未処理のAADC陽性線維由来の内在性染色を反映する。
FIG. 6 shows a low magnification view of AADC immunohistochemistry in whole-mount brain sections from representative rats from each group 7 weeks after striatal injection. AAV-CMV-TF + AAV-Z12-hAADC (each
6−OHDA損傷は、内在性AADCの欠失を引き起こし、図6Cの賦形剤注入コントロール群でよく表されるように、左側半球における酵素の低い組織化学染色を生じる。ベクター注入(+)ラパマイシン群のラット全てが、注入された左側においてhAADC導入遺伝子染色を示す(例、図6Aを参照)。ベクター注入(−)ラパマイシン群のラットは、低レベルのhAADC導入遺伝子発現を有する(例、図6Bを参照)。このhAADC発現は、ベクター注入(−)rapラットの6匹中5匹で観察される。ベクター注入(+)ラパマイシン群と比較するとベクター注入(−)ラパマイシン群では、陽性細胞がほとんどなく、細胞当たりの染色が低強度であって、ラパマイシン非存在化における誘導可能なプロモーターからの低レベルのhAADC発現のみを示す。 6-OHDA damage causes a loss of endogenous AADC, resulting in low histochemical staining of the enzyme in the left hemisphere as well represented in the vehicle infusion control group of FIG. 6C. All rats in the vector-injected (+) rapamycin group show hAADC transgene staining on the left side injected (see, eg, FIG. 6A). Rats in the vector-injected (−) rapamycin group have low levels of hAADC transgene expression (see, eg, FIG. 6B). This hAADC expression is observed in 5 out of 6 of the vector-injected (−) rap rats. Compared to the vector-injected (+) rapamycin group, the vector-injected (-) rapamycin group had few positive cells, low staining per cell, and low levels from inducible promoters in the absence of rapamycin. Only hAADC expression is shown.
線条体内注入後すぐにラパマイシンを投与し、7週で安楽死させたラットから得られた連続脳切片において定量的な立体解析学をも行う。AADC免疫染色を固定させた脳組織の連続切片において立体解析学によって評価し、定量化する。統計的に最適化された空間的な試料採取手順と光学的な解像を組み合わせた、効率的に無作為に計数する方法である、光学的な分画装置の立体解析学プロトコールを用いる。Gundersenら(1988)Apmis96:857−81およびGundersen(1986)J.Microsc.143(Pt1):3−45。結果を表1で表す。表1は、ベクター注入(+)ラパマイシン群が、最も広い染色の前後方向への拡張(3,720±1,276μm)(±SD)である一方、ベクター注入(−)ラパマイシン群がより低いレベルの拡散(1,920±1,577μm)であることを明らかにする。
「n」は調べた半球の数である。
データ値を±標準偏差で表す。
ラパマイシン誘導群の平均の前後方向への拡張、拡張体積、およびAADC陽性細胞数は、Studentのt−検定による「非誘導」群(P<0.02)の値と統計的に異なる。
Quantitative stereoanalysis is also performed on serial brain slices obtained from rats administered rapamycin immediately after intrastriatal injection and euthanized at 7 weeks. Sequential sections of brain tissue with fixed AADC immunostaining are evaluated and quantified by stereoanalysis. An optical fractionator stereoanalysis protocol is used, which is an efficient random counting method that combines a statistically optimized spatial sampling procedure with optical resolution. Gundersen et al. (1988) Apmis 96: 857-81 and Gundersen (1986) J. MoI. Microsc. 143 (Pt1): 3-45. The results are shown in Table 1. Table 1 shows that the vector-injected (+) rapamycin group has the broadest staining anteroposterior extension (3,720 ± 1,276 μm) (± SD), while the vector-injected (−) rapamycin group has lower levels It is clarified that it is a diffusion (1,920 ± 1,577 μm).
Data values are expressed as ± standard deviation.
The average anteroposterior expansion, expansion volume, and number of AADC positive cells in the rapamycin-induced group are statistically different from those in the “non-induced” group (P <0.02) by Student's t-test.
表1はまた、線条体内の導入遺伝子陽性細胞の平均的な分布および拡張体積も表す。ベクター注入(+)ラパマイシン群は、最も多いAADC陽性細胞数(75,825+/−30,506細胞)であり、続いてベクター注入(−)ラパマイシン群(P<0.01)では、より少ない陽性細胞数(31,000+/−25,812細胞)であり、賦形剤注入コントロール群では、検出可能な発現が見られない(データなし)。同様に、ベクター注入(+)ラパマイシン群が、多くのhAADCの線条体拡散(15.75±8.16mm3)を示す一方で、ベクター注入(−)ラパマイシン群は、線条体拡散の55%低い体積(7.09±5.69mm3)を示す。 Table 1 also represents the average distribution and expanded volume of transgene positive cells within the striatum. Vector injected (+) rapamycin group had the highest number of AADC positive cells (75,825 +/− 30,506 cells) followed by fewer positive in vector injected (−) rapamycin group (P <0.01) The number of cells (31,000 +/− 25,812 cells), and no detectable expression is seen in the vehicle injection control group (no data). Similarly, the vector-injected (+) rapamycin group shows a large number of hAADC striatal diffusion (15.75 ± 8.16 mm 3 ), while the vector-injected (−) rapamycin group has a striatal diffusion of 55 % Lower volume (7.09 ± 5.69 mm 3 ).
立体解析学は、形質導入された線条体の神経数およびウイルスベクター粒子の分布の精密な測定である。しかしながら、細胞当たりで作成されたhAADC量が群の間で異なり得ることから、総体的なタンパク質解析が、産生hAADC酵素量のより正確な測定である。免疫染色によって観察された非誘導群におけるより低強度のhAADC発現がより低いhAADC発現の合計レベルと相互に関連することを裏付けるために、全タンパク質を連続的な組織切片から抽出し、ウエスタンブロット解析によって調べる。 Stereoanalysis is an accurate measurement of the number of neurons in the striatum transduced and the distribution of viral vector particles. However, the overall protein analysis is a more accurate measure of the amount of hAADC enzyme produced since the amount of hAADC made per cell can vary between groups. To confirm that the lower intensity hAADC expression in the non-induced group observed by immunostaining correlated with the lower total level of hAADC expression, total protein was extracted from serial tissue sections and analyzed by Western blot Find out by.
非誘導群におけるより低いhAADCタンパク質濃度を確認する。図7は、線条体内のhAADCのタンパク質レベル(50kDa)において変化を示す、ベクター注入(+/−)ラパマイシンおよび賦形剤注入(+)ラパマイシンの片側6−OHDA損傷ラット由来の関連ゲルバンドの図および統合されたバンド強度のプロットを示す。β−アクチンをローディングコントロールとして含む。AADCのバンド濃度は、両方のコントロール群と比較してベクター注入(+)ラパマイシン群で有意に高い、P<0.001。ベクター注入(+)ラパマイシンおよび(−)ラパマイシンのラット由来のウエスタンブロットのバンド密度は、注入7週後において、各々102.04±7.02メガピクセル(MP)および30.63±3.47MPである。平均の全AADCタンパク質レベルは、ベクター注入(+)ラパマイシン群と比較してベクター注入(−)ラパマイシン群では、内在性ラットAADCレベルを補正した後に88%まで減少する。これらのデータは、2群間のhAADC酵素レベルにおいて立体解析学によって推定された結果よりより大きな相違を示す。 Confirm lower hAADC protein concentration in uninduced group. FIG. 7 is a diagram of related gel bands from vector-injected (+/−) rapamycin and vehicle-injected (+) rapamycin unilateral 6-OHDA-injured rats showing changes in protein levels (50 kDa) of hAADC in the striatum. And a plot of the integrated band intensity. β-actin is included as a loading control. The band concentration of AADC was significantly higher in the vector-injected (+) rapamycin group compared to both control groups, P <0.001. Vector injected (+) rapamycin and (−) rapamycin western blot band densities from rats were 102.04 ± 7.02 megapixel (MP) and 30.63 ± 3.47 MP, respectively, 7 weeks after injection. is there. Average total AADC protein levels are reduced to 88% in the vector-injected (−) rapamycin group after correcting for endogenous rat AADC levels compared to the vector-injected (+) rapamycin group. These data show a greater difference in the hAADC enzyme levels between the two groups than the results estimated by stereoanalysis.
実施例2で使用された実験方法に関する詳細は以下の通りである。 Details regarding the experimental method used in Example 2 are as follows.
(外科的処置)
6−OHDA損傷スプラーグ−ドーリーラット(賦形剤注入およびベクター注入(−)ラパマイシン群用ラットn=6、ならびにベクター注入(+)ラパマイシン群用ラットn=8)をTaconic Farms(ニューヨーク州、ジャーマンタウン)から入手する。ラットを一般的な条件下:調節された温度と湿度、12時間の光周期、および餌と水の自由な提供、においてケージ当たり1匹で飼育する。ベクターを対流促進送達(convection−enhanced delivery、CED)によって注入して線条体中への最適な分布を成し遂げる。Bankiewiczら(2000)Exp.Neurol.164:2−14、Liebermanら(1995)J.Neurosurg.82:1021−9。簡単に説明すると、ベクターを1mlの気密ハミルトンシリンジから送り出されるオリーブオイルで満たされた管に接続したポリマーチュービング(OD、1/16’’;ID、0.030’’;ワシントン州、オークハーバーのUpchurch Scientific社)にロードする。ベクターをプログラム可能なポンプ(インディアナ州、ウエストラフィエットのBioanalytical System社)で送達する。27ゲージのニードルに組み込んだ融合シリカキャピラリー(OD、164μm;ID、100μm;アリゾナ州、フェニックスのPolymicro Technologies社)から成るカニューレをポリマーチュービングの先端に接続する。O2循環下の3%イソフルラン(2L/分)で麻酔にかけ、ラットを定位フレーム(カリフォルニア州、タハンガのKopf社)に配置する。次に定位フレームに固定されたマスクを通してO2中の1%イソフルランで麻酔を維持する。ドリルウェル(Burr holes)を標的部位上方に開け、ブレグマと硬膜に対する以下の座標において、カニューレを尾状核から被殻へ垂直方向に挿入する。切歯バーを3.3mmにセットしてAP0.0mm、ML−3.5mm、DV−5.0mm。ラットに1:1の割合の2つのベクター10μlを0.5μl/分の速度で片側的に注入する。20分の注入期間終了後に速度を0μl/分まで減速し、5分間静止してカニューレをゆっくり抜く。
(Surgical procedure)
6-OHDA injured Sprague-Dawley rats (vehicle injection and vector injection (-) rat n = 6 for rapamycin group, and vector injection (+) rat n = 8 for rapamycin group) were used in Taconic Farms (Germantown, NY). ) Rats are housed 1 per cage under general conditions: controlled temperature and humidity, 12 hour photoperiod, and free provision of food and water. The vector is injected by convection-enhanced delivery (CED) to achieve optimal distribution into the striatum. Bankiewicz et al. (2000) Exp. Neurol. 164: 2-14, Lieberman et al. (1995) J. MoI. Neurosurg. 82: 1021-9. Briefly, polymer tubing (OD, 1/16 ″; ID, 0.030 ″; Oak Harbor, Washington) with the vector connected to a tube filled with olive oil delivered from a 1 ml airtight Hamilton syringe. To Upchurch Scientific). The vector is delivered by a programmable pump (Bioanalytical System, West Lafayette, IN). Connected to the tip of the polymer tubing is a cannula consisting of a fused silica capillary (OD, 164 μm; ID, 100 μm; Polymicro Technologies, Phoenix, Ariz.) Incorporated into a 27 gauge needle. Anesthesia is performed with 3% isoflurane (2 L / min) under O 2 circulation and the rats are placed in a stereotaxic frame (Kopf, Tahanga, Calif.). Then maintain anesthesia with 1% isoflurane in O 2 through a fixed mask in a stereotaxic frame. Drill wells (Burr holes) are opened above the target site and a cannula is inserted vertically from the caudate nucleus into the putamen at the following coordinates for bregma and dura mater. Set the incisor bar to 3.3mm, AP 0.0mm, ML-3.5mm, DV-5.0mm. Rats are injected unilaterally with 10 μl of two vectors in a 1: 1 ratio at a rate of 0.5 μl / min. At the end of the 20 minute infusion period, reduce the speed to 0 μl / min, rest for 5 minutes, and slowly remove the cannula.
(行動解析)
アポモルヒネ(0.05mg/kg、ミズーリ州、セントルイスのSigma社)およびL−dopa(メチルエステル、Sigma社)に対する応答をロトマックス回転解析ソフトウエア(オハイオ州、コロンバスのAccuScan Instruments社)を作動するコンピューターに接続された自動化ロトメーターで測定する。合計の反対側回転および同側回転を30分以上(アポモルヒネ用)と60分以上(L−dopa用)において算出する。損傷3週後にアポモルヒネ(0.05mg/kg)に反応して30分間で平均的な回転>6の反対側回転/分を有するラットのみを適切に損傷させる(Ungerstedt(1971)Acta Physiol.Scand.Suppl.367:69−93)と判断し、L−dopa応答をテストする。これらのラットを下記の治療範囲用量、2.5mg/kgのベンセラジド(ミズーリ州、セントルイスのSigma社)と一緒に共投与される5mg/kgのL−dopaメチルエステルを使用してL−dopa応答を測定する。テストしたラットの95%以上は、5mg/kgのL−dopaに応答して回転しない。この用量に対する最終的に反対側回転を示すラットを実験から排除する。L−dopa応答を外科手術前および線条体内注入後の異なる時点(3、4、5、6および7週)で評価する。
(Behavior analysis)
Response to apomorphine (0.05 mg / kg, Sigma, St. Louis, MO) and L-dopa (methyl ester, Sigma) Rotomax rotational analysis software (Computer running AccuScan Instruments, Columbus, Ohio) Measure with an automated rotometer connected to. The total opposite rotation and ipsilateral rotation are calculated at 30 minutes or more (for apomorphine) and 60 minutes or more (for L-dopa). Only rats with an average rotation> 6 opposite rotations / min in 30 minutes in response to apomorphine (0.05 mg / kg) 3 weeks after injury are adequately damaged (Ungerstedt (1971) Acta Physiol. Scand. Suppl. 367: 69-93) and test the L-dopa response. These rats were co-administered with the following therapeutic range doses of 2.5 mg / kg benserazide (Sigma, St. Louis, MO) using an L-dopa response using 5 mg / kg L-dopa methyl ester. Measure. More than 95% of the rats tested do not rotate in response to 5 mg / kg L-dopa. Rats that eventually show contralateral rotation for this dose are excluded from the experiment. L-dopa response is assessed at different time points (3, 4, 5, 6 and 7 weeks) before surgery and after intrastriatal injection.
(免疫組織化学)
組織学的な研究のために、ラットを生理食塩水、続けて4%パラホルムアルデヒドで大動脈を通して浸透させる(賦形剤注入およびベクター注入(−)ラパマイシン群、n=6のラットならびにベクター注入(+)ラパマイシン群、n=8のラット)。脳を4%パラホルムアルデヒドで一晩かん流し、勾配スクロース溶液で平衡化させ、イソペンタン中で凍結する。脳をクラリオスタットで40μm厚の冠状断片に連続的に切断する。AADC(カリフォルニア州、テメキュラのChemicon社、1:1500)の免疫組織化学を浮遊性(Free−floating)切片上で行う。切片を3%過酸化水素水で30分間処理して内在性ペルオキシダーゼを抑える。5%の一般的なヤギ血清で非特異的な結合を阻害した後、切片を室温で一次抗体と一晩反応させる。ビオチン化抗ラビットIgG抗体(カリフォルニア州、バーリンゲームのVector Laboratories社、1:300)、続いてストレプトアビジン抱合西洋わさびペルオキシダーゼ(Vector Laboratories社、1:300)と室温で1時間ずつ反応させ、複合体を3−3’−ジアミノベンジジン(DAB、Vector Laboratories社)および過酸化水素で可視化する。切片をゼラチンコートしたスライド上にマウントして、乾燥させ、エタノールを逐次増加させて脱水し、キシレンで透明にし、Cytoseal−60(ミシガン州、カラマズーのRichard−Allen Scientific社)を用いてマウントする。hAADC免疫染色の前後方向の分布を式(nx12x40μm)によって調べる。ここで、nはhAADC陽性細胞を伴う切片の数であり、40μmが切片の厚さであり、12切片毎に調べる。分布体積および陽性細胞数をビデオカメラ搭載のZeissの顕微鏡および立体解析学ソフトウエア(Stereoinvestigator stereology software)(バーモント州、ウィリストンのMicrobrightfield社)上において63X倍率で立体解析学的方法に基づいた光学的分画装置−光学的解剖(the Optical Fractionator−Optical Dissector)を用いてAADCで染色した連続的な切片(12切片毎)中で算出する。各群CEE<5%。結果を平均±SDとして報告する。Studentのt−検定を統計的な有意性を測定するために使用する。
(Immunohistochemistry)
For histological studies, rats were infiltrated through the aorta with saline followed by 4% paraformaldehyde (vehicle injection and vector injection (−) rapamycin group, n = 6 rats and vector injection (+ ) Rapamycin group, n = 8 rats). Brains are perfused overnight with 4% paraformaldehyde, equilibrated with gradient sucrose solution, and frozen in isopentane. The brain is cut continuously with a claristat into 40 μm thick coronal pieces. Immunohistochemistry of AADC (Chemicon, Temecula, Calif., 1: 1500) is performed on free-floating sections. The section is treated with 3% hydrogen peroxide for 30 minutes to suppress endogenous peroxidase. After inhibiting nonspecific binding with 5% general goat serum, the sections are reacted overnight with primary antibody at room temperature. Biotinylated anti-rabbit IgG antibody (Vector Laboratories, Burlingame, Calif., 1: 300) followed by reaction with streptavidin-conjugated horseradish peroxidase (Vector Laboratories, 1: 300) for 1 hour at room temperature Is visualized with 3-3'-diaminobenzidine (DAB, Vector Laboratories) and hydrogen peroxide. The sections are mounted on gelatin-coated slides, dried, dehydrated with increasing amounts of ethanol, cleared with xylene, and mounted using Cytosal-60 (Richard-Allen Scientific, Kalamazoo, Michigan). The distribution of hAADC immunostaining in the front-rear direction is examined by the formula (nx12x40 μm). Here, n is the number of sections with hAADC positive cells, 40 μm is the thickness of the section, and is examined every 12 sections. Distribution volume and number of positive cells based on stereological methods at 63X magnification on a Zeiss microscope with stereo camera and stereology software (Microbrightfield, Williston, Vermont) Calculations are made in serial sections (every 12 sections) stained with AADC using a fractionator-optical dissection (Optical Fractorator). Each group CEE <5%. Results are reported as mean ± SD. Student's t-test is used to measure statistical significance.
(定量的なリアルタイムPCR)
本研究で使用されたベクターAAV−Z12−hAADCはヒトAADC標的遺伝子を含む。Q−PCRプライマーおよびプローブは、AADC遺伝子のエクソン2および3に対合し、それゆえにベクター配列に存在しないイントロンを及び、従ってゲノムDNAの増幅を最小限にする。リアルタイムQ−PCR(Heidら(1996)Genome Res.6:986−94)をベクターの挿入部を含むプラスミドDNAで標準化する。プラスミドを制限酵素で直鎖状にし、精製し、UV吸光度で定量し、Q−PCR希釈緩衝液(10mM Tris−HCl、pH8.0、1mM EDTA、10μg/ml yeast tRNA、および0.1% Tween 80)で希釈して1回の反応あたり3から106コピーの範囲の10種類の標準を提供する。各標準を96ウェルの光学的プレート中の3つの50μl反応液に流す。各20ngのDNAを含む10μlのサンプルを40μlの反応混合液を含む3つのQ−PCRウェルに添加する。PCRをApplied Biosystems 7700 Sequence Detection Systemで実行する。hAADC遺伝子のコピー数を検量曲線との比較によって計算し、1ウェルあたりに生じるコピー数に2をかけ、二本鎖プラスミドDNAの1コピーが2つの一本鎖ベクターゲノムに等価であることと推定する。
(Quantitative real-time PCR)
The vector AAV-Z12-hAADC used in this study contains the human AADC target gene. Q-PCR primers and probes pair
(ウエスタンブロット解析)
全体脳の10個の連続的な切片(各40μm)を脱リン酸化酵素阻害剤とタンパク質分解酵素阻害剤の混合液を包含する溶解緩衝液で手操作のホモジェナイザーによって別々に均質化する。タンパク質をブラッドフォード法によって定量する。タンパク質サンプル(15μg)をSDS−PAGEゲル(4−15%の勾配ゲル;カリフォルニア州、ハーキュリーズのBio−rad社)で分離し、二フッ化ポリビニリデンフィルター(マサチューセッツ州、ベッドフォードのMillipore社)に移行させる。
(Western blot analysis)
Ten serial sections (40 μm each) of the whole brain are homogenized separately with a manual homogenizer in a lysis buffer containing a mixture of phosphatase and protease inhibitors. Protein is quantified by the Bradford method. Protein samples (15 μg) were separated on SDS-PAGE gels (4-15% gradient gel; Bio-rad, Hercules, Calif.) And applied to polyvinylidene difluoride filters (Millipore, Bedford, Mass.). Transition.
フィルターを3%スキームミルクでブロッキングし、ポリクローナルラビット抗AADC(1:500、カリフォルニア州、テメキュラのChemicon社)一次抗体と1時間反応させる。次にブロットを対応するHRP−抱合二次抗体(1:3000;イリノイ州、アーリントンヘイツのAmersham Biosciences社)と室温(RT)で1時間反応させ、ECL溶液(カリフォルニア州、エメリービルのPerkinElmer Life Sciences社)で1分間発色させ、Kodak(ニューヨーク州、ロチェスター)のX−Omatフィルム上に1−30分間露光する。最後に、ブロットを剥離緩衝液(67.5mM Tris、pH6.8、2% SDS、および0.7% β−メルカプトエタノール)において50℃で30分間反応させ、ローディングコントロールとしてのポリクローナルラビット抗β−アクチン抗体(1:1000;テキサス州、サンアントニオのAlpha Diagnostics社)と再対合させる。抗AADC一次抗体は、過去の研究で広範囲に使用されており、本研究で観察されたウエスタンブロットのバンドは、抗体情報シートで示される同一バンドの大きさ(〜50kDa)を示す。 The filter is blocked with 3% scheme milk and reacted with a polyclonal rabbit anti-AADC (1: 500, Chemicon, Temecula, Calif.) Primary antibody for 1 hour. The blots were then reacted with the corresponding HRP-conjugated secondary antibody (1: 3000; Amersham Biosciences, Arlington Heights, Ill.) For 1 hour at room temperature (RT) and ECL solution (PerkinElmer Life Sciences, Emeryville, Calif.). For 1 minute and then exposed to X-Omat film from Kodak (Rochester, NY) for 1-30 minutes. Finally, the blot was reacted in stripping buffer (67.5 mM Tris, pH 6.8, 2% SDS, and 0.7% β-mercaptoethanol) for 30 minutes at 50 ° C., and polyclonal rabbit anti-β-as a loading control. Re-pair with actin antibody (1: 1000; Alpha Diagnostics, San Antonio, Texas). Anti-AADC primary antibodies have been used extensively in previous studies, and the Western blot bands observed in this study show the same band size (~ 50 kDa) shown in the antibody information sheet.
各特異的なバンドの密度をコンピューター補助画像解析システム(computer−assisted imaging analysis system)(AlphaImager(登録商標)、カリフォルニア州、サンリアンドロのAlpha Innotech社)を用いて測定する。各群間のβ−アクチンローディングコントロールのバンド濃度に有意な相違はない。賦形剤注入(+)ラパマイシンコントロール群およびベクター注入群の相違を比較することによって、各特異的なバンド濃度を、対応する内部ローディングバンドの濃度(各群n=3)に対して最初に標準化する。賦形剤注入ラットで見られた内在性hAADCレベルをベクター注入群から差し引いた後に全タンパク質の百分率の減少を調べる。 The density of each specific band is measured using a computer-assisted imaging analysis system (AlphaImager®, Alpha Innotech, San Leandro, Calif.). There is no significant difference in the band concentration of β-actin loading control between each group. By comparing the differences between vehicle-injected (+) rapamycin control group and vector-injected group, each specific band concentration was first normalized to the corresponding internal loading band concentration (each group n = 3). To do. The percent reduction in total protein is examined after subtracting the endogenous hAADC level seen in vehicle-injected rats from the vector-injected group.
実施例3
(In vitroにおけるGDNFの調節発現)
哺乳類細胞に二量体化物調節可能なGDNF導入遺伝子の構築物を以下の通りに形質導入させる。
Example 3
(Regulated expression of GDNF in vitro)
Mammalian cells are transduced with a GDNF transgene construct capable of dimerization control as follows.
(AAV−GDNFベクター)
図8Aおよび8Bは、調節可能なヒトGDNF(hGDNF)導入遺伝子送達用の組み換えAAVベクタープラスミド構築物の図式である。構成的に発現されるhGDNFの送達用コントロールベクター(pAAV−CMV−hGDNF)を図8Cに示す。
(AAV-GDNF vector)
Figures 8A and 8B are schematics of recombinant AAV vector plasmid constructs for regulatable human GDNF (hGDNF) transgene delivery. A control vector for delivery of constitutively expressed hGDNF (pAAV-CMV-hGDNF) is shown in FIG. 8C.
調節可能な構築物(図8Aおよび8B)は、hGDNFをコードする遺伝子、ならびに転写因子の活性化ドメイン融合タンパク質およびDNA結合ドメイン融合タンパク質の要素を有している、単一のrAAVベクターに関する。両方の構築物において、hGDNF発現は、さらに詳細を以下に記述した二量体化可能な転写因子用の8つの結合部位に隣接する最小IL−2プロモーターによって促進される。 The regulatable construct (FIGS. 8A and 8B) relates to a single rAAV vector having a gene encoding hGDNF and elements of a transcription factor activation domain fusion protein and a DNA binding domain fusion protein. In both constructs, hGDNF expression is driven by a minimal IL-2 promoter adjacent to the eight binding sites for the dimerizable transcription factor described in further detail below.
図8Aで表される構築物(pAAV−TF−Z8−hGDNF)では、CMVエンハンサー/プロモーターが、転写因子の活性化とDNA結合ドメインの両方をコードする単一の転写発現とともにその2つの間にある内部リボソーム進入部位(IRES)を促進する。対照的に、図8Bで表される構築物では、SV40プロモーターがDNA結合ドメインの発現を促進し、CMVエンハンサー/プロモーターが反対鎖からの異なる転写(すなわち、反対方向)の活性化ドメインの発現を促進する。 In the construct represented in FIG. 8A (pAAV-TF-Z8-hGDNF), the CMV enhancer / promoter is between the two with a single transcriptional expression encoding both the transcription factor activation and the DNA binding domain. Promotes an internal ribosome entry site (IRES). In contrast, in the construct depicted in FIG. 8B, the SV40 promoter promotes the expression of the DNA binding domain and the CMV enhancer / promoter promotes the expression of the activation domain of a different transcription (ie, in the opposite direction) from the opposite strand. To do.
DNA結合ドメイン融合タンパク質は、ヒト転写因子Zif268、Oct−1由来のホメオドメインの2つのDNA結合ドメイン(ZFHD1)、および細胞質受容体FK506由来の3つの薬物結合ドメイン(3xFKBP)を含む。 The DNA binding domain fusion protein comprises the human transcription factor Zif268, two DNA binding domains of the homeodomain from Oct-1 (ZFHD1), and three drug binding domains from the cytoplasmic receptor FK506 (3xFKBP).
活性化ドメイン融合タンパク質は、NFκBのp65サブユニット由来の転写活性ドメイン(p65)に連結されたヒトFRAPのラパマイシン結合ドメイン(FRB*)を含む。図8Aおよび8Bで表されるFRB*は実施例1で記述されている。 The activation domain fusion protein comprises a rapamycin binding domain (FRB * ) of human FRAP linked to a transcriptional activation domain (p65) from the p65 subunit of NFκB. The FRB * represented in FIGS. 8A and 8B is described in Example 1.
AAV2の末端逆位配列(ITR)、最小SV40ポリアデニル化(Min.SV40 pA)、最小ラビットβ−グロビンポリアデニル化(Min.RBG pA)および最小ヒト成長ホルモンポリアデニル化(Min.hGH pA)配列を示す。 AAV2 terminal inverted sequence (ITR), minimal SV40 polyadenylation (Min.SV40 pA), minimal rabbit β-globin polyadenylation (Min.RBG pA) and minimal human growth hormone polyadenylation (Min.hGH pA) sequences are shown. .
コントロールベクターpAAV−CMV−hGDNF(図8C)では、CMVプロモーター/エンハンサーがhGDNFの発現を促進する。AAV2末端逆位配列(ITR)およびヒト成長ホルモンポリアデニル化(pA)配列を示す。 In the control vector pAAV-CMV-hGDNF (FIG. 8C), the CMV promoter / enhancer promotes hGDNF expression. AAV 2 terminal inverted sequence (ITR) and human growth hormone polyadenylation (pA) sequence are shown.
ラパマイシン誘導実験の結果を図9で表し、GDNF発現をベクター構築物およびラパマイシン濃度の関数として表す。pAAV−TF−Z8−hGDNFは、細胞をラパマイシンで処理した時に濃度に応答する形でGDNF産生を指令する一方で、pAAV−CMV−hGDNFは、ラパマイシン処理に関係なく構成性(高)レベルのGDNF発現を指令する。 The results of the rapamycin induction experiment are represented in FIG. 9 and GDNF expression is expressed as a function of vector construct and rapamycin concentration. pAAV-TF-Z8-hGDNF directs GDNF production in response to concentration when cells are treated with rapamycin, while pAAV-CMV-hGDNF is a constitutive (high) level of GDNF regardless of rapamycin treatment. Directs expression.
実施例3で使用されたELISAアッセイ法に関する実験の詳細は以下の通りである。 Experimental details regarding the ELISA assay used in Example 3 are as follows.
(GDNFのELISA)
GDNF発現を定量するためのELISAアッセイを以下の通りに実施する。
(GDNF ELISA)
An ELISA assay to quantify GDNF expression is performed as follows.
HEK−293細胞(5x105細胞/ウェル)を2つの6ウェルプレートで一晩増殖させて60−70%集合にする。プレートに300μM CaCl2を用いてpAAV−TF−Z8−hGDNFもしくはpAAV−CMV−hGDNFのどちらか10μgでトランスフェクトする。6時間後に培地をラパマイシン(2つとも各々0nM、5nM、もしくは25nM)を含む新鮮な培地と交換し、3日間培養する。培地と細胞の両方を別々に回収し、急速に凍結し、ELISAを行うまで−80℃で保存する。全てのサンプルを1N HClで処理して15分間pH3.0まで酸性にし、次に1N NaOHで約pH7.6まで中和して戻す。 HEK-293 cells (5 × 10 5 cells / well) are grown overnight in two 6-well plates to a 60-70% population. Plates are transfected with 10 μg of either pAAV-TF-Z8-hGDNF or pAAV-CMV-hGDNF using 300 μM CaCl 2 . After 6 hours, the medium is replaced with fresh medium containing rapamycin (both 0 nM, 5 nM, or 25 nM each) and cultured for 3 days. Both media and cells are collected separately, snap frozen and stored at -80 ° C until ELISA. All samples are treated with 1N HCl to acidify to pH 3.0 for 15 minutes and then neutralized back to about pH 7.6 with 1N NaOH.
培地サンプルをPromega Emax(登録商標)免疫アッセイシステム(ウィスコンシン州、マディソンのPromega社)によってGDNFの存在を測定する。コーティング緩衝液を96ウェルプレートに添加し、4℃で一晩培養した。コーティング緩衝液を除去し、プレートを乾燥させる。ブロッキング緩衝液(200μL)をプレートに添加し、振蘯せずに室温で1時間培養する。ブロッキング緩衝液を除去し、プレートを乾燥させる。 Media samples are measured for the presence of GDNF by the Promega E max® immunoassay system (Promega, Madison, Wis.). Coating buffer was added to a 96 well plate and incubated overnight at 4 ° C. Remove the coating buffer and dry the plate. Blocking buffer (200 μL) is added to the plate and incubated for 1 hour at room temperature without shaking. Remove blocking buffer and dry plate.
96ウェルプレートの2つの8ウェルの段をGDNF標準段と設定する。1Xブロック&サンプル緩衝液(100μL/ウェル)を標準段の列B−Hに添加する。希釈したGDNF標準液(1000pg/mlの200mL)を標準段の列Aに添加し、100μL/ウェルの2倍の連続的な希釈を列Gまで作成する。列HはGDNFを含まない緩衝液のみのコントロールである。 Two 8-well stages of a 96 well plate are set as GDNF standard stages. Add 1 × Block & Sample Buffer (100 μL / well) to Standard Rows BH. Dilute GDNF standard solution (200 mL of 1000 pg / ml) is added to row A of the standard plate, making a 2-fold serial dilution of 100 μL / well up to row G. Column H is a buffer only control without GDNF.
実験サンプルをpAAV−TF−Z8−hGDNFは1:300およびpAAV−CMV−hGDNFは1:1000で希釈し、各100μLを重複したウェルに添加し、振蘯(500rpm)させながら室温で6時間培養する。ウェルを5回洗浄し、各回約400μlのキット付属の推奨洗浄緩衝液を使用する。100μLの抗hGDNFポリクローナル抗体1:500希釈液(1Xブロック&サンプル緩衝液中)を各ウェルに添加し、振蘯することなく4℃で一晩反応させる。プレートを上述のように再度洗浄する。100μLの抗ニワトリIgY、HRP抱合の1:250希釈液(1Xブロック&サンプル緩衝液中)を各ウェルに添加し、振蘯(500rpm)しながら室温で2時間反応させる。プレートを上述のように再度洗浄する。100μLの室温の(HRP基質3,3’,5,5’−テトラメチルベンジジンを包含する)TMB One溶液を各ウェルに添加し、振蘯せずに室温で15分間反応させる。100μLの1N塩酸を各ウェルに添加することで発色を停止させる。吸光度をTMB添加後30分以内にプレートリーダーにおいて450nmで測定する。pg/ml単位におけるGDNFレベルを同一プレート上のGDNF標準と実験サンプルから得られるシグナルの比較によって調べる。標準偏差を各サンプル(2プレート各々の2つのサンプル)の4つの測定値の合計に由来する。
Experimental samples were diluted 1: 300 for pAAV-TF-Z8-hGDNF and 1: 1000 for pAAV-CMV-hGDNF, 100 μL of each was added to duplicate wells and incubated at room temperature for 6 hours with shaking (500 rpm) To do. Wash
本発明の好ましい事例の具体例が記述される一方で、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更と修正がなされることは当業者なら言うまでもなく、添付した請求の範囲は、本発明の精神と範囲内にある全てのかかる変更と修正を網羅するであろう。 While specific examples of preferred embodiments of the present invention have been described, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. It will cover all such changes and modifications that are within the spirit and scope.
本明細書で参照した全ての出版物、特許、特許出願、配列およびデータベース項目を出典明示により本明細書に一体化させる。 All publications, patents, patent applications, sequences and database items referenced herein are hereby incorporated by reference.
Claims (11)
導入遺伝子をコードする組み換えAAVベクター;
を含む、神経疾患にかかっている患者を処置する医薬組成物であって、導入遺伝子の発現が転写因子の活性によって影響を受けるものである、医薬組成物。 A recombinant adeno-associated virus (AAV) vector encoding a regulatable transcription factor having transcription enhancing activity; and a recombinant AAV vector encoding a transgene;
A pharmaceutical composition for treating a patient suffering from a neurological disease, wherein the expression of the transgene is affected by the activity of a transcription factor.
導入遺伝子をコードする組み換えAAVベクター:および
ラパマイシンもしくはラパマイシン類似物
を含む、請求項8の方法を行うためのキット。 A recombinant AAV vector encoding a regulatable transcription factor:
A kit for performing the method of claim 8, comprising a recombinant AAV vector encoding the transgene: and rapamycin or a rapamycin analog.
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