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JP3642755B2 - Drugs for gene therapy using anaerobic bacteria - Google Patents

Drugs for gene therapy using anaerobic bacteria Download PDF

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JP3642755B2
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Description

【0001】
【発明が属する技術分野】
本発明は、固形腫瘍の遺伝子治療に有用なビフィドバクテリウム属に属する嫌気性菌、それを含む医薬に関する。
【0002】
【従来の技術】
低酸素部位は、動物の固形腫瘍に特徴的であり(Int J Radiat Oncol Biol Phys.1984;10:695−712)、人間のさまざまな固形腫瘍においても高頻度で起こる(New York:Fischer−Verlag,Stuttgart;1994:219−232)。ガン患者において行われた組織酸素電極(溶存酸素を測定することができる膜検査装置)測定では、通常の組織の酸素分圧の中央値は24〜66mmHgであるのに対し、腫瘍では中央値が10〜30mmHgであり、またかなりの比率で酸素分圧が2.5mmHgを下回った。そこで、低酸素腫瘍細胞における遺伝子の発現を目的とした固形腫瘍の遺伝子治療が、近年研究されている(Nat Med.1997;3:515−520)。その結果、クロストリジウム(Clostridium)属菌またはビフィドバクテリウム(Bifidobacterium)属菌などのある種の嫌気性菌は、静脈へ注入すると、固形腫瘍の低酸素部位で選択的に増殖することが知られている(Cancer Res.1980;40:2061-2068,1955;15:473−478)。
【0003】
また、クロストリジア(Clostridia)やサルモネラ(Salmonella)などの微生物について遺伝子輸送担体としての有効性が検討されている(Gene Ther.1997;4:791−796,1996;3:173−178、FEMS Microbiol Rev.1995;17:357−364、Cancer Biother Radio.1996;11:145-153、Nat Biotechnol.1999;17:37−41)。しかし、これらの微生物は人間の体内において病原性を有することから、必ずしも、固形腫瘍の遺伝子治療において安全な遺伝子輸送担体とはいえない。実際、クロストリジウム ブチリカム(Clostridium butyricum)の胞子の注入やサルモネラ チフィ(Salmonella typhi.)の経口投与のあと、副作用として発熱するという有害反応が報告されている(Eur J Cancer.1967;3:37−41,J Clin Invest.1992;90:412−420、Infect Immun.1992;60:536−541)。
【0004】
一方、ビフィドバクテリウム属菌およびラクトバシラス(Lactobacillus)属菌は、人間や他の動物の小腸の下流または大腸で見られるグラム陽性菌であり、常在菌で、かつ病原性のない微生物である。特に、ビフィドバクテリウム属菌は、多くのアジアおよび欧米諸国で、乳製品の発酵の調合に広く使われており、該微生物に病原性のないことは今では一般的に受け入れられている。加えて該微生物は、病原性を有するどころか宿主の健康を促進する特性を持つことも知られている。かかる有益な特性として、例えば、免疫応答の増強(J Dairy Sci.1991;74:l187−1195)、発ガンの抑制(CancerRes.1993;53:3914−3918)、ウイルス感染から宿主を防御すること(Lancet.1994;344:1046−1049)などが挙げられる。
【0005】
このように食物科学、医薬および産業界において、該ビフィドバクテリウム属菌が非常に注目を集めているにもかかわらず、遺伝子治療においてはあまり用いられていなかった。遺伝子治療に対するこれらの微生物の潜在力を利用することができるようになるためには、細胞の生合成、遺伝子の発現、タンパク質の分泌または遺伝学のような基本的な生物学的現象についての詳細な知識を必要とするが、遺伝子導入のための効率的で再現性のある体系および十分な選択マーカーがないために、ビフィドバクテリウム属菌の遺伝的な特性についてほとんど知られていなかったからである。
【0006】
しかし、近年、使いやすく、再現可能なビフィドバクテリウム属菌の遺伝的形質転換システムが開発された(Microbiology 1996;142:109−114,Biosci Biotechnol Biocem.1997;61:1211−1212)。しかしながら、導入した遺伝子がコードするタンパク質を高濃度に発現するためのプロモーターをはじめとする調節配列の開発は十分ではなかった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、固形腫瘍の遺伝子治療に有効で、かつ人畜により安全な遺伝子輸送担体としてのビフィドバクテリウム(Bifidobacterium)属に属する嫌気性菌、および上記嫌気性菌を含有することを特徴とする医薬を提供することにある。
本発明の他の目的は、上記嫌気性菌を遺伝子輸送担体として用いて、嫌気的環境下にある腫瘍組織特異的に、固形腫瘍の遺伝子治療に有効なDNAを輸送する遺伝子輸送方法、該方法を用い該DNAにコードされている蛋白質を発現させることによる固形腫瘍の治療方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、(a)ヒトおよび動物の固形腫瘍は低酸素状態にあること、(b)ビフィドバクテリウム属菌は嫌気性菌であり、通常組織では増殖が困難であるが、嫌気性環境下にある腫瘍組織内では増殖すること、(c)ビフィドバクテリウム属菌は、従来遺伝子輸送担体として用いられていたクロストリジアやサルモネラなどの微生物よりも病原性が少ないこと等の公知事実に基づき、ビフィドバクテリウム属菌を遺伝子輸送担体として用いることを知見した。さらに、本発明者らは、ビフィドバクテリウム属に属する微生物の遺伝的形質転換システムについて検討を重ねたところ、ビフィドバクテリウム属に属する微生物、特にビフィドバクテリウム・ロンガム(Bifidobacterium longum)で元来高発現しているヒストン様DNA結合タンパク質(Biochimie 1990;72;207-212)〔以下、HUタンパク質と略す。〕をコードする遺伝子の発現に関わるプロモーターおよび夕ーミネーターをベクターに組み込むことにより、導入した遺伝子を効率よく発現させることができることを見出した。本発明者らは、上記目的を達成すべくさらに鋭意検討を重ね、本発明を完成した。
【0009】
すなわち、本発明は、(1)嫌気的環境下にある腫瘍組織特異的に(a)抗腫瘍活性を有する蛋白質をコードするDNA、又は(b)抗腫瘍物質前駆体を抗腫瘍物質に変換する活性を有する蛋白質をコードするDNAを輸送することができる遺伝子輸送担体であって、ビフィドバクテリウム・ロンガム( Bifidobacterium longum )由来のヒストン様DNA結合蛋白質(HU蛋白質)をコードする遺伝子の発現に係るプロモーターを有し、プロモーターとして配列番号1に記載の塩基配列の塩基番号1〜192で表されるDNAを使用し、該プロモーターの下流に、前記(a)抗腫瘍活性を有する蛋白質をコードするDNA、又は(b)抗腫瘍物質前駆体を抗腫瘍物質に変換する活性を有する蛋白質をコードするDNAが組み込まれた発現ベクターで形質転換されており、前記腫瘍組織内で前記(a)抗腫瘍活性を有する蛋白質をコードするDNA、又は(b)抗腫瘍物質前駆体を抗腫瘍物質に変換する活性を有する蛋白質をコードするDNAを発現することができるビフィドバクテリウム・ロンガムからなる遺伝子輸送担体
(2)発現ベクターが、ビフィドバクテリウム・ロンガム(Bifidobacterium longum)由来のヒストン様DNA結合蛋白質(HU蛋白質)をコードする遺伝子の発現に係るターミネーターを有することを特徴とする(1)に記載の遺伝子輸送担体
(3)抗腫瘍活性を有する蛋白質が、インターロイキン−2であることを特徴とする前記(1)または(2)に記載の遺伝子輸送担体、
(4)抗腫瘍活性を有する蛋白質が、エンドスタチンであることを特徴とする前記(1)または(2)に記載の遺伝子輸送担体、
(5)抗腫瘍物質前駆体を抗腫瘍物質に変換する活性を有する蛋白質が、シトシンデアミナーゼであることを特徴とする前記(1)または(2)に記載の遺伝子輸送担体、
(6)(a)抗腫瘍活性を有する蛋白質をコードするDNA、又は(b)抗腫瘍物質前駆体を抗腫瘍物質に変換する活性を有する蛋白質をコードするDNAを発現することができるビフィドバクテリウム・ロンガムが、ビフィドバクテリウム・ロンガム105−A/pBLES100−S−eCD(FERM BP−7274)であることを特徴とする前記(5)に記載の遺伝子輸送担体
(7)前記(1)〜(6)のいずれかに記載の遺伝子輸送を含有してなる医薬、
に関する。
【0010】
【発明の実施の形態】
本発明は、抗腫瘍活性を有する物質をコードする遺伝子を有し、該抗腫瘍活性を有する物質の活性が親株より高いビフィドバクテリウム(Bifidobacterium)属に属する微生物(以下、ビフィドバクテリウム属菌と略す。)を提供する。該抗腫瘍活性を有する物質の活性が親株より高いとは、例えば、親株より該物質の発現量が多い場合、親株において発現する該物質である酵素に比べKm値が向上する場合、または親株において発現する該物質よりも分解され難くなったために結果的に高活性を示す場合等が挙げられる。該抗腫瘍活性を有する物質の活性が親株より高いか否かは、自体公知のスクリーニング法を用いて容易に調べることができる。例えば、ビフィドバクテリウム属菌を適当な培地で培養し、産出された該抗腫瘍活性を有する物質の活性(発現量や酵素活性等)を公知の方法で測定するという方法が挙げられる。
【0011】
該抗腫瘍活性を有する物質は、抗腫瘍活性を有するものであればその機構は問わず公知のものを用いてよい。ここで、抗腫瘍活性としては、腫瘍細胞もしくは組織の発生、成熟、増殖もしくは拡散を予防もしくは抑制する作用、または腫瘍細胞もしくは組織を退縮化させることができる等の活性が挙げられる。なお、前記腫瘍には、例えば、癌腫または肉腫などが含まれる。ただし、本発明における抗腫瘍活性を有する物質は、通常はその構造がDNAの塩基配列にコードされ得るポリペプリドまたはタンパク質である。
【0012】
本発明における抗腫瘍活性を有する物質として、具体的には、例えば、サイトカインが挙げられる。抗腫瘍活性を有するサイトカインとしては、具体的にはインターフェロン(IFN)−α、β、γ、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子(GM−CSF)、インターロイキン(IL)−1α、IL−1β、IL−2、IL−3、IL−4、IL−6、IL−7、IL−10、IL−12、IL−13、IL−15、IL−18、腫瘍壊死因子(TNF)−α、リンホトキシン(LT)−β、顆粒球コロニー刺激因子(G−CSF)、マクロフアージコロニー刺激因子(M−CSF)、マクロファージ遊走阻止因子(MIF)、白血病抑制因子(LIF)、T細胞活性化共刺激因子B7(CD80)およびB7−2(CD86)、キット・リガンド、オンコスタチンM等が挙げられる。中でも、IL−2が好ましい。これらを2種以上組み合わせてもよい。例えば、IL−6とTNF−α、IFN−α、IFN−βまたはIFN−γとの組み合わせ、TNF−αとIFN−γとの組み合わせ、anti−FasとIFN−γとの組み合わせが好ましい。あるいは抗腫瘍活性を有する物質として、エンドスタチン(Endostatin)、アンジオスタチン(Angiostatin)、クリングル1,2,3,4,5(Kringles1,2,3,4,5)などの血管新生抑制物質が挙げられる。
【0013】
本発明は、人畜に低毒性である抗腫瘍物質前駆体を抗腫瘍物質に転換しえる酵素(以下、転換酵素と略す)をコードする遺伝子を有し、実質的に嫌気的環境下にある腫瘍組織内においてのみ該酵素を発現し得るビフィドバクテリウム(Bifidobacterium)属に属する微生物を提供する。該抗腫瘍物質は、抗腫瘍活性を有する公知物質を用いてよい。抗腫瘍活性とは上述の記載と同様である。ただし、抗腫瘍物質前駆体が人畜に低毒性である必要がある。抗腫瘍物質前駆体は不活性体であってもよい。不活性化体とは、転換酵素によって活性体に変換され抗腫瘍活性を発現する物質を意味する。また、転換酵素は、抗腫瘍物質前駆体と抗腫瘍物質との組み合わせにより、適宜選択することができる。該転換酵素は、1種の酵素または複数種の酵素群であってよいが、好ましくは1種の酵素がよい。
【0014】
本発明で用いられる抗腫瘍物質前駆体、抗腫瘍物質および転換酵素の組み合わせは、公知のものであれば本発明においていずれも用いることができる。例えば、具体的には、抗腫瘍物質前駆体が5−フルオロシトシン(5−FC)、抗腫瘍物質が5−フルオロウラシル(5−FU)、転換酵素としてシトシンデアミナーゼを用いる組み合わせが挙げられる。また、抗腫瘍物質前駆体が5−アジリジノ−2,4−ジニトロベンズアミド(5−aziridino−2,4−dinitrobenzamide)〔CB1954〕、抗腫瘍物質が2本鎖DNAに橋状結合をおこすことが知られているアルキル化剤、転換酵素としてニトロリダクターゼを用いる組み合わせが挙げられる。また、抗腫瘍物質前駆体がガンシクロビル(ganciclovir)、抗腫瘍物質がその代謝物、転換酵素が単純ヘルペスウイルス1型 チミジンキナーゼ(herpes simplex virus typel thymidine kinase)〔HSV1−TK〕を用いる組み合わせが挙げられる。またさらに、抗腫瘍物質をグルクロン酸抱合、グリシン抱合またはリジン抱合などで修飾して人体に低毒な前駆体(不活性化体を含む)とし、転換酵素として該前駆体を脱修飾する酵素を用いることもできる。該前駆体を脱修飾する酵素としては自体公知のものを用いてもよいが、例えば、グルクロン酸抱合された抗腫瘍物質前駆体と、転換酵素がβ−グルクロニダーゼの組み合わせが挙げられる。
【0015】
本発明で用いられるビフィドバクテリウム属菌は、嫌気性であれば該属に属する公知の菌株のいずれを用いてもよい。具体的にはビフィドバクテリウム・アドレッセンティス(Bifidobacterium adolescentis),ビフィドバクテリウム・ロンガム(Blongum),ビフィドバクテリウム・ビフィダム(Bbifidum),ビフィドバクテリウム・シュードロンガム(Bpseudolongum),ビフィドバクテリウム・サーモフィラム(B. thermophirum),ビフィドバクテリウム・ブリーベ(Bbreve),ビフィドバクテリウム・インファンティス(Binfantis)などが挙げられる。中でも、年齢に関係なくヒトの腸内に常在していることが知られているビフィドバクテリウム・アドレッセンティス(Badolescentis)、ビフィドバクテリウム・ロンガム(Blongum)、ビフィドバクテリウム・ビフィダム(Bbifidum)、ビフィドバクテリウム・インファンティス(Binfantis)を用いることが好ましく、ビフィドバクテリウム・ロンガム(Blongum)〔以下、Blongum菌と略すこともある〕を用いることがより好ましい。また、これらの耐性株、変異株等を用いてもよい。これらの菌は、いずれも市販されているか、または寄託機関から容易に入手できる菌体である。例えば、寄託番号は、ビフィドバクテリウム・ロンガム(Blomgum)がATCC−15707、ビフィドバクテリウム・ビフィダム(Bbifidum)がATCC−11863、ビフィドバクテリウム・インファンティス(Binfantis)がATCC−15697である。
【0016】
上記ビフィドバクテリウム属菌のうち、上記抗腫瘍活性を有する物質または転換酵素を産出できる株があり、かかる株は本発明における遺伝子輸送担体として好適に用いることができる。具体的には、例えば、5−FCを5−FUに転換できるシトシンデアミナーゼを産出するBlongum菌が挙げられる。上記抗腫瘍活性を有する物質または転換酵素を産出できる株か否かは、公知のスクリーニング方法を用いて、抗腫瘍活性を有する物質もしくは転換酵素が検出されるか、または抗腫瘍物質前駆体を添加した培地で菌を培養した場合抗腫瘍物質が検出されるか等により容易に判断できる。
【0017】
上記抗腫瘍活性を有する物質または転換酵素を産出できない株は、以下のようにして上記抗腫瘍活性を有する物質または転換酵素をコードするDNAを導入することにより、本発明における遺伝子輸送担体として好適に用いることができる。なお、以下の遺伝子工学または生物工学の基本操作については、市販の実験書、例えば、遺伝子マニュアル講談社、高木康敬編遺伝子操作実験法講談社、モレキュラー・クローニング(Molecular Cloning)コールド・スプリング・ハーバー・ラボラトリー(Cold Spring Harbor Laboratory)(1982)、モレキュラー・クローニング第2版(Molecular C1oning,2nd ed.)コールド・スプリング・ハーバー・ラボラトリー(Cold Spring Harbor Laboratory)(1989)、メソッズ・イン・エンザイモロジー(Methodsin Enzymol.),194(1991)、実験医学別冊・酵母による遺伝子実験法羊土社(1994)等に記載された方法に従って行うことができる。
【0018】
まず第一に、上記抗腫瘍活性を有する物質または転換酵素をコードするDNAを得る必要がある。上記のDNAは、公知の塩基配列情報から容易に得ることができる。例えば、公知の塩基配列情報から、公知方法を用いて化学合成によって得ることができる。化学合成法としては、例えばフォスフォアミダイト法を利用したDNA合成機model 392(パーキン・エルマー株式会社製)等のDNA合成機で化学合成する方法が挙げられる。また、該塩基配列の5’端および3’端の塩基配列に基づいたプライマーを調製し、各種生物の組織または細胞に含まれるmRNAから合成したcDNAあるいはcDNAライブラリーから選択したcDNAを鋳型として、PCR法[PCRProtocols,AcademicPress(1990)]を用いてDNAの増幅を行うことにより、上記のDNAを取得することもできる。またさらに、公知塩基配列情報に基づき、その全長または一部を化学合成したDNAまたはポリヌクレオチドをプローブとして、各種生物の組織または細胞に含まれるmRNAから合成したcDNAあるいはcDNAライブラリーに対してコロニーハイブリダイゼーションやプラークハイブリダイゼーション(モレキュラー・クローニング第2版)を行うことにより、上記のDNAを取得することもできる。
【0019】
また、上記のDNAは公知のアミノ配列情報からも容易に得ることができる。公知のアミノ配列情報から上記のDNAを得る方法としては、自体公知の方法を用いてよい。具体的には、例えば、公知のアミノ配列をコードするDNAの部分塩基配列を有する合成DNAプライマーを用いて、PCR法によって前記cDNAライブラリー等から目的とするDNAを増幅する方法、または適当なベクターに組み込んだDNAと、上記抗腫瘍活性を有する物質または転換酵素の一部あるいは全額域をコードするDNA断片もしくは合成DNAを標識したもの(プローブ)とのハイブリダイゼーションによって選別する方法などが挙げられる。
【0020】
抗腫瘍活性または転換酵素活性は知られているが、該抗腫瘍活性を有する物質または該転換酵素のアミノ酸配列および該抗腫瘍活性を有する物質または該転換酵素をコードするDNAの塩基配列ともに公知でない場合、該抗腫瘍活性を有する物質または該酵素をコードするDNAを取得する方法としては、該抗腫瘍活性または該酵素活性が確認されている生物から発現cDNAライブラリーを公知の方法等に従って作製し、該抗腫瘍活性または該酵素活性を指標にして該ライブラリーを構成する個々の細胞をスクリーニングし、該抗腫瘍活性を有する物質または該転換酵素をコードするDNAを保有する細胞を得る方法が挙げられる。また、該抗腫瘍活性を有する物質または該転換酵素を自体公知の方法の組み合わせにより精製し、該抗腫瘍活性を有する物質または該転換酵素のN末端のアミノ酸配列を公知の方法に従って解析し、該アミノ酸配列をコードするDNAの塩基配列を有する合成DNAをプローブとして用いて、上記したようにcDNAライブラリー等に対してハイブリダイゼーションを行うことによっても抗腫瘍活性を有する物質または転換酵素を取得することができる。
【0021】
より具体的には、シトシンデアミナーゼをコードするDNAは、大腸菌由来のシトシンデアミナーゼをコードするDNAを含有するプラスミドpAdexlCSCD(理化学研究所 ジーンバンク RDB No.1591)、または同じく大腸菌由来のシトシンデアミナーゼをコードするDNAを含有するプラスミドpMK116から単離されるものを用いるのが好ましい(D.A.Mead et al.,Protein Engineering 1:67−74(1986))。ニトロリダクターゼは、EcoliBから単離されたものを用いるのが好ましい。そのアミノ酸配列は、Biochem Pharmacol;44:2289−2295に記載されており、そのアミノ酸配列に基づき上記方法によりニトロリダクターゼをコードするDNAを容易に得ることができる。
【0022】
本発明においては、上記公知塩基配列情報またはアミノ酸配列情報に基づいて得られる抗腫瘍活性を有する物質または転換酵素をコードするDNAのほかにも、該DNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNAを用いることができる。すなわち、一般に1つのアミノ酸に対して複数種の遺伝暗号が存在するため、公知塩基配列または公知アミノ酸配列に基づく塩基配列とは異なる塩基配列を有するDNAであっても、抗腫瘍活性を有する物質または転換酵素を発現できれば、本発明において用いることができる。
【0023】
ストリンジェントな条件下でハイブリダイズ可能なDNAとは、上記DNAをプローブとして、コロニー・ハイブリダイゼーション法、プラーク・ハイブリダイゼーション法あるいはサザンブロットハイブリダイゼーション法等を用いることにより得られるDNAを意味する。具体的には、コロニーあるいはプラーク由来のDNAを固定化したフィルターを用いて、約0.7〜1.OM程度の塩化ナトリウム存在下、約65℃程度でハイブリダイゼーションを行った後、約0.1〜2倍程度濃度のSSC溶液(1倍濃度のSSC溶液の組成は、150mM塩化ナトリウム、15mMクエン酸ナトリウムよりなる)を用い、約65℃程度条件下でフィルターを洗浄することにより同定できるDNAをあげることができる。ハイブリダイゼーションは、モレキュラー・クローニング第2版、カレント・プロトコールズ・イン・モレキュラー・バイオロジー、DNA Cloningl:Core Techniques,A Practical Approach,Second Edition,Oxford University(1995)等に記載されている方法に準じて行うことができる。上記ハイブリダイズ可能なDNAとして具体的には、上記公知塩基配列情報またはアミノ酸配列情報に基づいて得られる抗腫瘍活性を有する物質または転換酵素をコードするDNAの塩基配列と少なくとも約60%以上の相同性を有するDNA、好ましくは約80%以上の相同性を有するDNA、さらに好ましくは約95%以上の相同性を有するDNAをあげることができる。
【0024】
本発明においては、上記抗腫瘍活性を有する物質または転換酵素のアミノ酸配列において1以上のアミノ酸が欠失、置換または付加されたアミノ酸配列を有し、抗腫瘍活性または抗腫瘍物質の前駆体を抗腫瘍物質に転換できる作用を有するタンパク質またはポリペプチドを用いることもできる。かかるタンパク質またはポリペプチドは、Molecular Cloning,A LaboratoryManual,Second Edition,Cold Spring Harbor Laboratory Press(1989)、Current Protocols in Molecular Biology,John Wiley&Sons(1987−1997)、Nucleic Acids Research,10,6487(1982)、Proc.Natl.Acad.Sci.,USA,79,6409(1982)、Gene,34,315(1985)、Nucleic Acids Research,13,4431(1985)、Proc.Natl.Acad.Sci USA,82,488(1985)等に記載の部位特異的変異導入法を用いて、上記抗腫瘍活性を有する物質または転換酵素をコードするDNAに部位特異的変異を導入することにより行うことができる欠失、置換もしくは付加されるアミノ酸の数は特に限定されないが、1個から数十個、特に1個から数個のアミノ酸であることが好ましい。
【0025】
第二に、上記のようにして得られた上記抗腫瘍活性を有する物質または転換酵素をコードするDNA等を有する組換え体DNAを作製する。本発明において、組換え体DNAは発現ベクターが好ましい。発現ベクターは、例えば、目的とするDNA断片を切り出し、該DNA断片を適当な発現ベクター中のプロモーターの下流に連結することにより製造することができる。発現ベクターに挿入するDNA断片として、例えば、上記抗腫瘍活性を有する物質または転換酵素をコードするDNAを目的によりそのまま、または所望により制限酵素で消化したり、リンカーを付加したりして使用することができる。該DNA断片はその5’末端側に翻訳開始コドンとしてのATGを有し、また3’末端側には翻訳終止コドンとしてのTAA、TGAまたはTAGを有していてもよい。これらの翻訳開始コドンや翻訳終止コドンは、適当な合成DNAアダプターを用いて上記抗腫瘍活性を有する物質または転換酵素をコードするDNAに付加することもできる。
【0026】
上記発現ベクターは、本発明に係る抗腫瘍活性を有する物質または転換酵素の発現をさせるため、または発現に有利となるように、通常は以下に述べるクローニングベクターに調節配列を付加したものである。各々の調節配列はクローニングベクターに対して内在性であっても外来性であってもよい。このような調節配列としては、これらに限られないが、プロモーター、リーダー、プロペプチド配列、エンハンサー、シグナル配列、選択マーカーおよびターミネーターを挙げることができる。なかでも調節配列としては、少なくともプロモーターおよび夕ーミネー夕ーを含むのが好ましい。調節配列には、抗腫瘍活性を有する物質または転換酵素をコードするDNAとの連結、および上記調節配列の間の連結が容易になるように、リンカー(制限酵素切断部位)をもたせることもできる。
【0027】
本発明においてプロモーターおよびターミネーターとしては、ビフィドバクテリウム属菌、特にBlongum菌で元来高発現しているHU遺伝子(配列番号1)の発現に関わるプロモーターおよびターミネーターを用いるのが特に好ましい。具体的には、プロモー夕ーとして配列番号1に記載の塩基配列のそれぞれ塩基番号1〜192で表されるDNAを、夕ーミネーターとして配列番号1に記載の塩基配列のそれぞれ塩基番号472〜600で表されるDNAを用いるのが好ましい。HU遺伝子の発現に関わるプロモーターおよびターミネーターを有する発現ベクターは、Blongum菌のDNAから制限酵素でHU遺伝子を切り出し、これを下記するクローニングベクターの中に組み入れ、さらにHU遺伝子の発現に関わるプロモー夕ーの下流に、上記抗腫瘍活性を有する物質または転換酵素をコードするDNA等を組み込むことにより作製するのが特に好ましい。該HU遺伝子の発現に関わるプロモー夕ーおよびターミネー夕ーを用いることにより、上記抗腫瘍活性を有する物質または転換酵素を効率よく発現させることができる。HU遺伝子の単離方法は、Blongum菌の染色体DNAを制限酵素Hind IIIで消化するという方法が挙げられる。
【0028】
より具体的には、以下のような態様が挙げられる。Blongum菌の染色体DNAを制限酵素Hind IIIで消化し、フェノール処理・エタノール沈殿により精製する。また、pBR322(宝酒造社製)もHind IIIで消化し、脱リン酸処理後、同様に精製する。各々DNAを連結し、組換え体DNAを得る。次に該組換えDNAを用いてE. colimH3〔Gene,45,37(1986)〕を常法に従い形質転換し、アンピシリン耐性で、かつテトラサイクリン感受性を示す形質転換体を取得する。取得した形質転換体から常法に従いプラスミドDNAを抽出し、該プラスミドDNAを常法に従いEcoliYK2741株〔Gene,89,133(1990)〕に導入して、該菌株の形質転換を行う。YK2741株はHU遺伝子およびIHF(インテグレーション ホスト ファクター)遺伝子が欠損しているため、低温感受性を呈する株であることを利用して、アンピシリン含有寒天培地に塗布して27℃にて培養することにより形質転換体を選択できる。次に、上記で得られたYK2741株の形質転換体をさらに培養し、常法により該株が保持するプラスミドを抽出し、該プラスミドDNAを常法に従いEcoliYK1340〔J.Mol.Biol.,204,581(1988)〕に導入して、該菌株の形質転換を行う。得られた形質転換体に対し、Muファージの感染試験を常法に従い行う。YK1340株はHU遺伝子の欠損株であり、Muフアージはその増殖にHU蛋白質を必要とするため、Muファージが感染・増殖し、溶菌する形質転換体がBlongum菌由来のHU遺伝子を保有する株の有力な候補となりえる。したがって、アンピシリン耐性を示し、かつMuファージが感染・増殖し、溶菌する株が保有するプラスミド選択することにより、Blongum菌由来のHU遺伝子の発現に関わるプロモーターおよびターミネーターを保有するプラスミドpBLHU15を得ることができる。
【0029】
また、シグナル配列を組み込むことにより、たとえば、宿主細胞内に生産された上記抗腫瘍活性を有する物質または転換酵素を宿主細胞外に積極的に分泌させることができる。すなわち、シグナル配列により、本発明の上記抗腫瘍活性を有する物質または転換酵素の手前にシグナルペプチドを付加した形で発現することとなり、その結果、上記抗腫瘍活性を有する物質または転換酵素を宿主細胞外に積極的に分泌させることができる。シグナルペプチドを付加する方法としては、例えば、ポールソンらの方法[J.Bio1.Chem.,264,17619(1989)]、ロウらの方法[Proc.Natl.Acad.Sci.,USA,86,8227(1989)、Genes Develop.,4,1288(1990)]、または特開平5−336963、WO94/23021等に記載の方法などが挙げられる。
【0030】
選択マーカーは、形質転換されたビフィドバクテリウム属菌のみを選択するために用いられる。例えば、アンピシリン耐性、テトラサイクリン耐性、ネオマイシンもしくはカナマイシン耐性などの薬剤耐性マーカー;栄養要求性;HAT培地による選択など培地による選択等が挙げられる。下記するクローニングベクターが、選択マーカーを有する場合は、さらに選択マーカーを組み込む必要はない。
【0031】
本発明で用いることができるクローニングベクターは、(a)上記抗腫瘍活性を有する物質または転換酵素をコードするDNAと、試験管内で容易に組換え体を作ることができ、(b)ピフィドバクテリウム属菌内で増殖する能力をもち、(c)ビフイドバクテリウム属菌に導入することができ、(d)クローニングベクターが導入され形質転換されたビフィドバクテリウム属菌を特異的に検出することができれば、本発明において用いることができる。
【0032】
クローニングベクターとしては、具体的には、プラスミドpBLESlOOが挙げられ、該プラスミドは本発明において好適に使用される。該プラスミド模式図は、図1で示される。図1からわかるように、大腸菌(Escherichia coli)ベクターpBR322〔図1中、1本線で表されている部分〕とBlongum菌由来のpTB6プラスミド(3.6kb)〔図1中、太線で表されている部分〕との複合プラスミドに、エンテロコカス ファエカリス(Enterococcus Faecalis)由来の1.1kbのHindIII・EcoRI断片(図1中、中抜きの太線で表されている部分)が組み込まれている。該断片は、スペクチノマイシン耐性を示す領域、言い換えればスペクチノマイシン アデニルトランスフェラーゼ(spectinomycinadenyltransferase)をコードする領域を含んでいる。
【0033】
また、例えば、longum菌SBT595株(工業技術院生命工学工業技術研究所受託番号FERM P−14162)に由来し、図2で表される制限酵素認識部位を有する約2.9kbの大きさのプラスミドpBL595が挙げられる。また、該プラスミドpBL595と、大腸菌由来のpBR329のAvaI・HindIII断片と、エンテロコッカス・フェカリス(EnterococcuS faecalis)由来pAMβ1のHindIII・AvaI断片からなるプラスミドpBLEM100(図3)が挙げられる。なお、該プラスミドpBLEM100を保有する大腸菌が工業技術院生命工学工業技術研究所受託番号FERM P−14102として寄託されている。
【0034】
また、ストレプトコッカス属に属する微生物由来のプラスミドと大腸菌由来のプラスミドとを結合させた複合プラスミドと、longum菌由来のプラスミドpBL67またはpBL78とを結合してなるプラスミドベクターを用いてもよい(特開平5−130876)。なお、プラスミドpBL67は、longum菌MO9101株(FERM P−12167)またはlongum菌MO9102株(FERM P−12168)に由来し、図4で表される制限酵素認識部位を有する約3.7kbの大きさのプラスミドである。また、プラスミドpBL78は、longum菌MO9103株(FERM P−12169)に由来し、図5で表される制限酵素認識部位を有する約8.5kbの大きさのプラスミドである。
【0035】
また、大腸菌由来のプラスミドpBR322と、longum菌由来のプラスミドpTB4、pTB6またはpTB10とを結合させたプラスミドも挙げられる。また、該プラスミドに、スタフィロコッカス オウレウス(Staphilococcus oureus)由来のpC194の全部またはクロラムフェニコール耐性遺伝子領域を結合させたプラスミドも挙げられる。さらに、上記2つのプラスミドのそれぞれに、longum菌のトリプトファン合成系遺伝子を結合させたプラスミドを用いてもよい(特開昭63−123384)。なお、これらのプラスミドを保有する大腸菌が工業技術院生命工学工業技術研究所に寄託されている(微工研菌寄第9040、9041、9042、9043、9044、9045、9046、9047、9048)。なお、プラスミドpTB4またはpTB10は、longum菌BK25株(微工研菌寄第9049)に由来するプラスミドである。また、プラスミドpTB6は、longum菌BK51株(微工研菌寄第9050)に由来するプラスミドである。
【0036】
本発明に係る発現ベクターの好ましい態様としては、上述のベクターpBLES100に、上述のHU遺伝子の発現に関わるプロモーターおよびターミネーターと、5−FCを5−FUに転換できるシトシンデアミナーゼ(以下、CDと略す)をコードする遺伝子(以下、CD遺伝子と略す)とを組み込んだ発現ベクターが挙げられる。より具体的な態様としては、図6の模式図に示す発現ベクターが挙げられる。該発現ベクターの具体的な作成方法の一態様を以下に示す。TOPO vector(フナコシ社製)に大腸菌由来のCD遺伝子を挿入した組換えDNAを用いて、EcoliJM109を形質転換し、得られた形質転換体からプラスミドDNAを抽出する。目的とするプラスミドpTOPO−eCDを制限酵素NspVおよびHpaIで消化し、約1.3kbのCDをコードするDNA断片を精製する。同様に、前記のようにして得られたlongum菌由来のHU遺伝子の発現に関わるプロモーターおよびターミネーターを保有するプラスミドpBLHU15もNspVおよびHpaIで消化し、6.7kbのDNA断片を精製する。上記で得られた1.3kbおよび6.7kbのDNA断片を常法を用いて連結し組換え体DNAを取得し、該組換え体DNAを用いてcoliJM109を常法に従い形質転換する。次に、上記形質転換体から常法によりプラスミドDNAを抽出し、該プラスミドDNAをHindIIIで消化して、例えばアガロースゲル電気泳動などの常法により、HU遺伝子の発現に関わるプロモーターならびにターミネーターと、CD遺伝子とを含有する3.6kbのDNA断片を分離・精製する。また前述のEscherichiaBifidobacteriumのシャトルベクターであるpBLES100もHindIIIで消化し、脱リン酸化処理する。上記3.6kbのDNA断片とpBLES100のHindIII消化物を、常法により連結して組換え体DNAを作製し該組換え体DNAを用いてEcoliJM109を常法に従い形質転換する。形質転換体はスペクチノマイシン耐性により選択できる。このようにして作製されたHU遺伝子のプロモーターの下流にCDをコードする遺伝子を有するEscherichiaBifidobacteriumのシャトルベクターpBLES100−S−eCDを得ることができる。
【0037】
第三に、組換え体DNA、好ましくは発現ベクターを、宿主であるビフィドバクテリウム属菌に導入する。該導入方法としては、自体公知の方法であればいずれも用いることができる。具体的には、例えば、エレクトロポレーション法[サイトテクノロジー(Cytotechnology),3 133(1990)]、リン酸カルシウム法(特開平2−227075)、リポフェクション法[Proc.Natl.Acad.Sci.,USA,84,7413(1987)]、カルシウムイオンを用いる方法[Proc.Natl.Acad.Sci.USA,69,2110(1972)]、プロトプラスト法(特開昭63−2483942)、またはGene,17,107(1982)やMolecular&General Genetics,168,111(1979)に記載の方法等を挙げることができる。本発明においては、エレクトロポレーション法を用いるのが好ましい。該エレクトロポレーションは、約10.0kV/cm、約200Ω、約25μFという条件のもと、約4.1〜4.5ms程度かけて行うのが好ましい。
【0038】
導入する組換え体DNA、好ましくは発現ベクターと宿主であるビフィドバクテリウム属菌との組み合わせは特に問わないが、プラスミドpBLES100はBlongum菌105−A株または108−A株(Biosci.Biotech.Biochem.1997,61(7),1211−1212)に導入するのが好ましい。図6に示した上述のHU遺伝子の発現に関わるプロモーターならびにターミネ−ターと、CD遺伝子とを組み込んだプラスミドpBLES100−S−eCDを導入し形質転換させたlongum菌105−A株であるlongum105−A/pBLES100−S−eCDが工業技術院生命工学工業技術研究所に寄託されている(FERM BP−7274)。
【0039】
上記発現ベクターの導入したビフィドバクテリウム属菌は、公知の培地を用いて培養され、形質転換された菌のみが選択される。培地としては、その株に適切な公知の培地を適宜選ぶことができる。また、形質転換しているビフィドバクテリウム属菌を選択するために、通常は、かかる培地に選択マーカーに応じて各種薬剤又はアミノ酸等を添加しておく。培地としては、例えば、longum菌BK25株またはBK51株は、下記の組成を有するBriggs培地で培養するのが好ましい。
Briggs培地トマトジュース抽出物(*1) 400ml
2%グルコース 20g
可溶性デンプン 0.5g
酵母エキス 6g
ペプトン 15g
グルタミン酸モノナトリウム塩 2g
Tween80 1g酢酸ナトリウム3水和水 10g
リン酸2水素カリウム 4g
塩化ナトリウム 5g
蒸留水 600ml
pH 6.8
(*1)市販のトマトジュースに等量の蒸留水を加え、60℃で1時間保温後、100℃で5分間保持した後、残渣を濾別したもの。
【0040】
longum菌SBT0595株は、下記に示す組成を有するTGAM培地を用いて培養するのが好ましい。
TGAM培地の組成
トマトジュース抽出液 400ml
ペプトン 10g
酵母エキス 5g
肝臓エキス末 1.2g
グルコース 3g
可溶性澱粉 5g
塩化ナトリウム 3g
Tween80 1g
L−システイン−HCl・H2O 0.3g
ダイズペプトン 3g
プロテオースペプトン 10g
消化血清末 13.5g
肉エキス 2.2g
【0041】
例えば、longum菌105−A株または108−A株は、上記の組成を有するB rigg s培地のグルコースを2%ラクトースに換え、さらに0.2g/LL−システイン、3.4g/L−アスコルピン酸ナトリウムを加えた培地で培養するのが好ましい。longum菌MO9101株、MO9102株、MO9103株は、1GAMブイヨン液体培地(日水製薬社製)を用いて培養するのが好ましい。
【0042】
上記ビフィドバクテリウム属に属する微生物の培養は、以下のようにして行うことができる。上記液体培地で培養する場合は、該液体培地に十分量のビフィドバクテリウム属に属する微生物を植菌後、約30〜40℃程度、好ましくは約37℃程度において、約12時間程度以上、好ましくは対数増殖期中期になるまで静置にて、嫌気条件下で培養する。嫌気条件下とは、ビフィドバクテリウム属に属する微生物が増殖可能な程度の嫌気度を保てる密閉容器中であり、例えば嫌気チャンバーまたは嫌気ボックス等において可能な条件が挙げられる。
【0043】
上記形質転換されたビフィドバクテリウム属菌は、嫌気的環境下にある腫瘍組織内でのみで増殖し、腫瘍組織内で抗腫瘍活性を有する物質または転換酵素を発現することができる。したがって、かかる形質転換されたビフィドバクテリウム属菌は、嫌気的環境を有する腫瘍、好ましくは固形腫瘍の治療に有効な医薬として使用される。本発明の医薬の投与経路は特に限定されず、経口投与または非経口投与などが挙げられるが、非経口投与が特に好ましい。非経口投与としては、気道内、直腸内、皮下、筋肉内および静脈内などの投与経略を挙げることができる。経口投与に適する製剤の例としては、例えば、錠剤、顆粒剤、細粒剤、散剤、シロップ剤、溶液剤、カプセル剤または懸濁剤などを挙げることができ、非経口投与に適する製剤の例としては、例えば、注射剤、点滴剤、吸入剤、噴霧剤、坐剤、経皮吸収剤、経粘膜吸収剤などを挙げることができる。本発明においては、注射剤、中でも静脈内注射剤として用いることが好ましい。
【0044】
上記形質転換されたビフィドバクテリウム属菌に、自体公知の後処理を行ってもよい。例えば遠心分離などにより粗精製を行ってもよい。また、所望により粗精製を行った後、生理食塩水、PBS(リン酸緩衝生理食塩水)または乳酸配合リンゲル液など当該分野で従来から使用されている溶媒に溶解または懸濁させてもよい。また、所望により凍結乾燥または噴霧乾燥を行い、粉状物または粒状物にしてもよい。
【0045】
本発明の医薬としては、上記形質転換されたビフィドバクテリウム属菌の溶液もしくは懸濁液、または粒状もしくは粉状の乾燥物をそのまま投与してもよい。しかし、一般的には、有効成分である上記の物質と1または2以上の製剤用添加物とを含む医薬組成物の形態で投与することが望ましい。このような医薬組成物は、それ自体製剤学の分野で周知または慣用の方法に従って製造することが可能である。
【0046】
経口投与に適する液体製剤の製造には、例えば、水、ショ糖、ソルビット、果糖などの糖頼;ポリエチレングリコール、プロピレングリコールなどのグリコール類;ごま油、オリーブ油、大豆油などの油類;p−ヒドロキシ安息香酸エステル類などの防腐剤などの製剤用添加物を用いることができる。また、カプセル剤、錠剤、散剤、または顆粒剤などの固形製剤の製造には、例えば、乳糖、ブドウ糖、ショ糖、マンニットなどの賦形剤;澱粉、アルギン酸ソーダなどの崩壊剤;ステアリン酸マグネシウム、タルクなどの滑沢剤;ポリビニールアルコール、ヒドロキシプロピルセルロース、ゼラチンなどの結合剤;脂肪酸エステルなどの界面活性剤;グリセリンなどの可塑剤を用いることができる。
【0047】
非経口投与に適する製剤のうち注射剤や点滴剤などの血管内投与用製剤は、好ましくはヒト血液と等張の水性媒体を用いて調製することができる。例えば、注射剤は、塩溶液、ブドウ糖溶液、または塩溶液とブドウ糖溶液の混合物から選ばれる水性媒体を用い、常法に従って適当な助剤とともに溶液、懸濁液または分散液として調製することができる。腸内投与のための坐剤は、例えばカカオ脂、水素化脂肪または水素化カルボン酸などの担体を用いて調製することができる。
噴霧剤は、ヒトの口腔および気道粘膜を刺激せず、かつ有効成分である本発明に係るビフィドバクテリウム属菌を微細な粒子として分散させて吸収を促進することのできる担体を用いて調製することができる。このような担体として、例えば、乳糖またはグリセリンなどを用いることができる。本発明に係るビフィドバクテリウム属菌および用いる担体の性質により、エアロゾルやドライパウダーなどの形態の製剤として調製することができる。非経口用の製剤の製造には、例えば、希釈剤、香料、防腐剤、賦形剤、崩壊剤、滑沢剤、結合剤、界面活性剤、可塑剤などから選択される1または2以上の製剤用添加物を用いることができる。
なお、本発明の医薬の形態およびその製造方法は、上記に具体的に説明したものに限定されることはない。
【0048】
本発明の医薬の投与量および投与頻度は特に限定されず、ビフィドバクテリウム属菌が有する遺伝子の種類、治療すべき病態の種類、投与経路、患者の年齢および体重、症状、および疾患の重篤度などの種々の条件に応じて適宜選択することが可能である。例えば、静脈内注射で全身投与する場合は、成人一日あたり約2×106〜2×107個/body程度を投与することが好ましく、腫瘍内局所投与の場合は、腫瘍1個につき約5×108個程度投与することが好ましい。しかし、投与量はこの特定の例に限定されることはない。
【0049】
本発明にかかる医薬は、嫌気的環境を有する腫瘍、好ましくは各種固形癌に適用できる。固形癌としては、例えば大腸癌、脳腫瘍、頭頚部癌、乳癌、肺癌、食道癌、胃癌、肝癌、胆嚢癌、胆管癌、膵癌、膵島細胞癌、絨毛癌、結腸癌、腎細胞癌、副腎皮質癌、膀胱癌、精巣癌、前立腺癌、睾丸腫瘍、卵巣癌、子宮癌、絨毛癌、甲状腺癌、悪性カルチノイド腫瘍、皮膚癌、悪性黒色腫、骨肉腫、軟部組織肉腫、神経芽細胞腫、ウィルムス腫瘍、網膜芽細胞腫、メラノーマ、扁平上皮癌などが挙げられる。
【0050】
本発明の医薬は、他の医薬等と併用してもよい。特に、転換酵素をコードする遺伝子を導入したビフィドバクテリウム属菌を投与する場合、抗腫瘍物質前駆体の投与は必須である。ただし、かかる抗癌物質前駆体は、転換酵素をコードする遺伝子を導入したビフィドバクテリウム属菌と、一製剤を成していてもよいし、また、別々の製剤であって同時にまたは間隔を空けて投与してもよい。また、20%ラクツロース(Lacturose)を併用することが好ましい。ラクツロースはビフィドバクテリウム属菌の栄養源であり、かつ、ヒト、マウスおよびブタは代謝することができないため、ラクツロースを投与することにより腫瘍組織内特異的にビフィドバクテリウム属菌の菌数が増加するからである。投与量は、成人一日あたり約24〜48g/body程度が好ましく、投与頻度に問わない。
【0051】
また、本発明の医薬は他の抗腫瘍剤等と組み合わせて用いることができる。一般的には、作用機序の異なる数種類の抗腫瘍剤と組み合わせて用いることが好ましい。他の抗腫瘍剤等としては、例えば、アルキル化剤、各種代謝拮抗剤、抗腫瘍性抗生物質、その他抗腫瘍剤、抗腫瘍性植物成分、BRM(生物学的応答性制御物質)、血管新生阻害剤、細胞接着阻害剤、マトリックス・メタロプロテアーゼ阻害剤、ホルモン、ビタミン、抗菌性抗生物質または化学療法剤などが挙げられる。より具体的には、アルキル化剤として、例えば、ナイトロジェンマスタード、ナイトロジェンマスタードN−オキシド、クロラムブチルなどのアルキル化剤;例えば、カルボコン、チオテパなどアジリジン系アルキル化剤;例えば、ディブロモマンニトール、ディブロモダルシトールなどのエポキシド系アルキル化剤;例えば、カルムスチン、ロムスチン、セムスチン、ニムスチンハイドロクロライド、ストレプトゾシン、クロロゾトシン、ラニムスチンなどニトロソウレア系アルキル化剤;ブスルファン;トシル酸インプロスルファン;ダカルバジンなどが挙げられる。各種代謝拮抗剤としては、例えば、6−メルカプトプリン、6−チオグアニン、チオイノシンなどのプリン代謝拮抗剤、フルオロウラシル、テガフール、テガフール・ウラシル、カルモフール、ドキシフルリジン、ブロクスウリジン、シタラビン、エノシタビンなどのピリミジン代謝拮抗剤、メトトレキサート、トリメトレキサートなどの葉酸代謝拮抗剤など、および、その塩もしくは複合体が挙げられる。
【0052】
抗腫瘍性抗生物質としては、例えば、マイトマイシンC、ブレオマイシン、ペプロマイシン、ダウノルビシン、アクラルビシン、ドキソルビシン、ピラルビシン、THP−アドリアマイシン、4’−エピドキソルビシン、エピルビシンなどのアントラサイクリン系抗生物質抗腫瘍剤、クロモマイシンA3 、アクチノマイシンDなど、および、その塩もしくは複合体が挙げられる。その他抗腫瘍剤しては、例えば、シスプラチン、カルボプラチン、タモキシフェン、カンプトテシン、イホスファミド、シクロホスファミド、メルファラン、L−アスパラギナーゼ、アセクラトン、シゾフィラン、ピシバニール、ウベニメクス、クレスチンなど、および、その塩もしくは複合体が挙げられる。また、プロカルバジン、ピポブロマン、ネオカルチノスタチン、ヒドロキシウレアなども挙げることができる。抗腫瘍性植物成分としては、例えば、ビシデシン、ビンクリスチン、ビンブラスチンなどのビンカアルカロイド類、エトポシド、テニポシドなどのエピポドフィロトキシン類、および、その塩もしくは複合体が挙げられる。BRMとしては、例えば、腫瘍壊死因子、インドメタシンなど、および、その塩もしくは複合体が挙げられる。血管新生阻害剤としては、例えばフマジロール誘導体、および、その塩もしくは複合体が挙げられる。細胞接着阻害剤としては、例えば、RGD配列を有する物質、および、その塩もしくは複合体が挙げられる。マトリックス・メタロプロテアーゼ阻害剤としては、例えば、マリマスタット、バチマスタットなど、および、その塩もしくは複合体が挙げられる。ホルモンとしては、例えばヒドロコルチゾン、デキサメタゾン、メチルプレドニゾロン、プレドニゾロン、プラステロン、べタメタゾン、トリアムシノロン、オキシメトロン、ナンドロロン、メタノロン、ホスフェストロール、エチニルエストラジオール、クロルマジノン、メドロキシプロゲステロンなど、および、その塩もしくは複合体が挙げられる。ビタミンとしては、例えば、ビタミンC、ビタミンA、および、その塩もしくは複合体が挙げられる。
【0053】
本発明に係る患者に投与されたビフィドバクテリウム属菌は、抗生物質で簡単に殺すことができる。このことは、本発明に係る遺伝子輸送システムの安全性をより高めるために重要である。
【0054】
【実施例】
以下に実施例を示すが、本発明は下記の実施例にのみ限定されるものではない。また、実施例中、特に断らない限り、DNA等を取り扱う方法については、モレキュラー・クローニング第2版記載の方法を用いた。
実施例1 腫瘍組織におけるBlongumの集積と増殖の確認
(1)担癌動物投与用Blongum溶液の調製
Blongum105−AまたはBlongum108−A〔Biosci.Biotech.Biochem.,61,1211(1997)〕を含有する担癌動物投与用Blongum溶液は、以下のようにして調製した。なお、Blongum105−Aは、FERM BP−7274を非選択条件下(スペクチノマイシン非存在下)にて下記のように培養したのち、75μg/mlスペクチノマイシンを加えた寒天含有改変Briggs broth(改変Briggs brothに寒天を1.5%になるように加えたもの)に塗布し、プラスミドが脱落したためスペクチノマイシン感受性を示す株として取得することができる。Blongum105−AまたはBlongum108−Aは、それぞれ改変Briggs培地[A液〔0.5g/1 可溶性でんぷん、6.0g/1 Bacto Yeast extract(Difco社製)、15.0g/1 ポリペプトン、2.0g/lグルタミン酸ナトリウム、10.0g/1 酢酸ナトリウム3水和物、4.0g/1 リン酸2水素カリウム、5.0g/1 塩化ナトリウム、1.0g/1 tween80、400ml/1 トマトジュース抽出液(トマトジュース抽出液は、缶入りトマトジュース(デルモンテ社製) 400mlに水 400mlを加え、60℃で1時間保温後、100℃で5分間保持し、ハイフロースーパーセル(和光純薬株式会社製)を少量加え撹拝した後、アスピレーターで濾過することにより作成した)、水酸化ナトリウムでpH6.8に調整し、オートクレーブ滅菌したもの〕、B液〔20% ラクトース水溶液をオートクレーブ滅菌したもの〕、C液〔20.0g/1 L−システイン、340g/1 アスコルビン酸ナトリウムを濾過滅菌したもの〕を、A液 100:B液 10:C液 1の比率で混合して作製]に植菌し、嫌気的条件下、37℃にて静置培養で対数増殖中期まで増殖させた。得られた培養液は、遠心分離にて菌体を沈殿させて上清を除いた後、PBS(リン酸緩衝化生理食塩水、8g/1 塩化ナトリウム、0.2g/1 塩化カリウム、1.44g/1 リン酸水素ニナトリウム、0.24g/1 リン酸二水素カリウム、PH7.4)を加えて懸濁して、更に2度上記のように遠心分離操作を繰り返し、菌体を洗浄した。2度目の遠心分離後、上清を除いた菌体に、最初に遠心分離に供した培養液の10倍量または1/50量のPBSを加えて懸濁することにより、Blongum溶液を調製した。
【0055】
(2)担癌動物へのBlongumの投与Blongumの投与用の担癌動物には、6〜8週令の雄C57BL/6マウス(日本 SLC社から購入)にB16−F10 melanoma細胞またはLuwis lung cancer細胞を移植した2種類の担癌マウス、および6週令の雄Spraque−Dawleyラット(日本 SLC社から購入)に7,12−dimethylbenz[a]anthracene(DMBA)を投与して作成された担癌ラットを用いた。
マウス接種用に用いた、B16−F10 melanoma細胞とLuwis lung cancer細胞は、それぞれ10%牛胎児血清を含有するDulbecco改変Eagle培地〔Virology,8,396(1959)、Virology,12,185(1960)〕で、37℃、5%CO2の条件下、一層培養にて調製した。培養したそれら癌細胞は、それぞれ5×105個をC57BL/6マウスの右大腿筋に接種し、接種後2週目に右外退部に固形癌を有する担癌マウスとしてBlongum投与試験に供した。化学誘発乳癌ラットは、6週令の雄Spraque−Dawleyラットにゴマ油に溶解したDABA(10mg/ml)1mlをゾンデを用いて胃内に投与し、一週間後もう一度等量のDMBAを投与することにより作製した。2回目の投与後、1ケ月半〜2ケ月で腫瘍の大きさが直径5mmに達したところで化学誘発乳癌ラットとしてBlongum投与試験に供した。担癌動物へのBlongumの投与は、上記(1)で作成したBlongum菌体溶液を、マウスでは10倍稀釈溶液を0.5mlBlongum 5〜6×106細胞分)、ラットでは1/50濃縮溶液を0.5ml(2×108細胞分)、尾静脈より1回、全身投与する方法で行った。
【0056】
(3)Blongumの腫瘍組織への選択的集積および腫瘍組織での選択的増殖の観察
Blongumを投与した担癌マウスは6〜8匹を、投与後1、24、48、72、96、168時間後に経時的に、担癌ラットは6匹を、投与後168時間後に、それぞれ犠牲死させて腫瘍組織および正常組織を摘出し、各組織抽出液を嫌気的に培養することにより、腫瘍組織および正常組織内におけるBlongumの集積および増殖を解析した。上記正常組織としては肺、肝臓、脾臓、腎臓および心臓を用い、マウス腫瘍組織としては右大腿部に形成された腫瘍組織を、ラット腫瘍組織としては乳癌組織を用いた。組織抽出液は、該組織を無菌環境下で該組織の重量を測定し、切断後、十分にすりつぶし、氷冷したPBSを該組織の10倍重量量加えてホモゲナイズして濾過することにより取得した。各組織におけるBlongumの分布は、以下のようにして解析した。上記で調製した組織抽出液を希釈したもの(100μlあたり0.01gの組織を含有するように希釈したもの)を100μlずつ2枚のシャーレに分注し、あらかじめ55℃に保温し溶解しておいた、20mg/l L−システイン、340mg/l アスコルビン酸ナトリウムを含有するBriggs寒天培地(Briggs培地に1.5% 寒天を加えた培地)を上記シヤーレに注ぎ込み、よく撹拌した後、室温におくことで固化させた。該シャーレは、密封したデシケーター中で、嫌気的条件下にて、37℃、3日間培養し、生育してきたBlongumのコロニーをカウントすることでBlongumの各組織内分布を解析した。その結果、Blongum105−Aまたは108−Aを全身投与したLewis lung cancer細胞接種胆癌マウスとも、腫瘍組織1gあたり、60,000個のBlongumのコロニーが観察された。これに対し正常組織である肺、肝臓、脾臓、腎臓および心臓では96時間後には108−Aが、168時間後には105−Aが全く観察されなくなった(図7)。
Blongum105−Aまたは108−Aを投与したB16−F10 melanoma細胞を接種した担癌マウスにおいても、上記と同様な結果が得られた。Blongum 105−Aを全身投与した化学誘発乳癌ラットでは、腫瘍組織1gあたり、10,000個のBlongumのコロニーが観察されたが、正常組織である肺、肝臓、脾臓、腎臓では168時間後にはまったく観察されなかった(図8)。以上の結果から、Blongumは、腫瘍組織特異的に集積・増殖することが確認された。
【0057】
(4)ラクツロース(1acturose;4−0−β−D−galactopyranosyl−D−fructofuranose)投与によるBlongumの腫瘍組織内での増殖
ラクツロース(lacturose;日研化学社より分譲)は、天然には存在していない合成糖であり、人、マウスおよび豚は1acturoseを代謝することができないことが知られている〔Biochem.Biophys.Acta,110,635(1965)、Pediatrics,32,1033(1963)、Gastroenterology,47,26(1964)、Die Nahrung,11,39(1967)〕。一方、Blongumは、1acturoseを炭素源として用いて生育可能である。そこで、Blongum105−Aを投与したLewis lung cancer細胞担癌マウス6〜8匹に、Blongum投与後、連日8日間にわたり、20% ラクツロ−ス(1acturose)溶液を1ml腹腔内投与し、9日日に該マウスを犠牲死させて各組織内に存在するBlongumの菌数を解析したところ、ラクツロース(lacturose)非投与群のコントロ−ルに比べ、ラクツロース(lacturose)投与担癌マウス群の腫瘍組織内に存在するBlongumの菌数は200倍になっていた。以上の結果より、ラクツロース(lacturose)の投与により、腫瘍組織内のBlongumを選択的に増殖させることが可能であることが示された。
【0058】
実施例2 腫瘍組織におけるプラスミドDNAを有する組換えBlongumの特異的集積および増殖
(1)プラスミドDNAを有する組換えBlongumの作成
実施例1(1)に記載した方法により、嫌気的条件下でBlongum 105−Aを培養した後、4℃に置いた。次に該培養液を遠心分離して菌体を沈殿させ、上清を除いた後、氷冷した10%グリセロール溶液を加えて懸濁した。上記操作を3回線り返すことにより、Blongum菌体を十分に洗浄した。最後の洗浄の後、上清を取り除き、最初の遠心分離に供した培養液量の1/10体積量の氷冷した10%グリセロール溶液を加えて懸濁し、エレクトロポレーションによる形質転換に供する菌体サンプルとした(2×108〜2×109コロニー形成単位(CFU)/50μl)。形質転換に用いたプラスミドDNAであるpBLES100〔Biosci.Biotech.Biochem.,61,1211(1977)〕は、Biosci.Biotech.Biochem.,61,1211(1997)に記載の方法により構築することもできるが、工業技術院生命工学技術研究所に寄託されているFERM BP−7274から常法によりプラスミドを抽出し、該DNAを制限酵素HindIII(宝酒造社製)で消化した後、フェノール処理・エタノール沈殿しDNAを水等に溶解し、T4DNAリガーゼ(宝酒造社製)を用いて、該製品に添付されている使用説明書に従って、自己環化反応により結合させることによっても取得することができる。Blongumの形質転換に用いたpBLES100は、以下のようにして調製した。上記のようにして取得したpBLES100を用いてEscherichiacoliEcoli)JM109の形質転換体を取得し、該形質転換体を75μ/ml スペクチノマイシン存在下で培養した。該培養によって得られる培養物から常法に従いプラスミドpBLES100を抽出し、塩化セシウム密度勾配超遠心(モレキュラー・クローニング第2版)により精製することで、Blongumの形質転換用のpBLES100を得た。上記で調製した50μl Blongum 105−A菌体サンプルと4μl pBLES100(1μgDNA/4μ1)を0.2cm幅のエレクトロポレーション用のキュベット(Bio−Rad社製)に入れて混合し、5分間、氷上に置いた。該キュベットをGene Pulser(Bio−Rad社製)にセットして、2.0KV、25μF capacitor、200Ωparallel resistanceの条件でエレクトロポレーションによる形質転換を行った。電気パルスをかけた後、すばやく1ml Briggs培地をキュベットに加え、該キュベットを37℃で3時間、静置した後、75μg/ml スペクチノマイシンを含有するBriggs寒天培地プレートに塗布した。該プレートは、Gas Pack AnaerobicSystems(BBL社製)を用いて嫌気的条件下、37℃で3〜4日間培養した。出現してきたコロニーを数個ピックアップし、実施例1(1)に記載の方法にて培養し、QIAGEN Plasmid MiniKit(キアゲン社製)を、菌体を溶解したP1溶液にリゾチームを加えて37℃で40分間保温する以外は、該キットに添付の使用法に従って用いることにより該コロニーが保持するプラスミドDNAを抽出した。抽出したプラスミドDNAは、数種類の制限酵素で消化した後、アガロースゲル電気泳動法により、その構造を確認し、該コロニーがpBLES100を保持していることを確認した。上記で得られた組換え体をBlongum105−A/pBLES100と命名した。
【0059】
(2)担癌動物への組換えBlongum株の投与
担癌動物投与用のBlongum105−A/pBLES100溶液の調製は、改変Briggs培地に75μg/mlのスペクチノマイシンを加えて培養する以外は、実施例1(1)と同様に調製した。担癌マウスヘの該溶液の投与は、担癌マウスにB16−F10 melanoma細胞を移植した担癌マウスを用いて、また担癌ラットヘの投与は、担癌ラットに化学誘発乳癌ラットを用いて、実施例1(2)と同様に行った。
(3)組換えBlongum 株の腫瘍組織における選択的集積および増殖Blongum 105−A/pBLES100溶液を投与した担癌マウス6〜8匹、および担癌ラット6匹を、4日目に犠牲死させて、実施例1(3)に記載の方法に従い、腫瘍組織および各正常組織内におけるBlongum105−A/pBLES100の分布を解析した。ただし、組織抽出液と混合する培地には、75μg/ml スペクチノマイシンを加えた。その結果、B16−F10 melanoma細胞およびLuwis lung cancer細胞を接種した担癌マウスとも、非組換えBlongum 105−Aを投与したコントロール群の腫瘍組織に分布するBlongumの細胞数と比較して、Blongum 105−A/pBLES100を投与した担癌マウスの腫瘍組織に分布するBlongum105−A/pBLES100の細胞数は減少していなかった(図9)。また、化学誘発乳癌ラットにおいても同様の結果が得られた(図8)。以上の結果より、腫瘍組織内において、Blongum105−Aは、プラスミドpBLES100を安定に保持できることがわかった。
次に、非組換えBlongum 、およびBlongum105−A/pBLES100を投与した担癌マウスに、それぞれ投与翌日から、連日スペクチノマイシン200mg/kgを腹腔内投与し、4日目に該マウスを犠牲死させて、Blongumの各組織内分布を解析した。スペクチノマイシンの代わりに、連日PBSを腹腔内投与したコントロール群と比較して、非組換えBlongumを投与した担癌マウスでは、スペクチノマイシンの投与により、腫瘍組織に分布するBlongum の菌数が1%以下に低下していた。Blongum105−A/pBLES100を投与した担癌マウスでは、スペクチノマイシンを投与しても、腫瘍組織に分布するBlongum 105−A/pBLES100の菌数は、コントロール群の81%を保っていた(図9)。以上の結果から、腫瘍組織内特異的にスペクチノマイシン耐性遺伝子が発現していることが確認された。
【0060】
実施例3 シトシンデアミナ−ゼ(CD)を高発現する組換えBlongum を含有する抗腫瘍剤
(1)Blongum 細胞内で高発現する遺伝子の取得
Blongum 細胞内で高発現する遺伝子として知られているHU遺伝子〔HU蛋白質:ヒストン様DNA結合蛋白質、Biochimie,72,207(1990)〕を、以下の方法により取得した。BlongumATCC15707株をBriggs培地を用いて、実施例1(1)に記載の方法に従い培養し、得られた菌体からモレキュラー・クローニング第2版に記載の方法に従い、染色体DNAを抽出・精製した。該染色体DNA 1μgを制限酵素HindIIIで消化し、フェノール処理・エタノール沈殿により精製した。また、PBR322(宝酒造社から購入)もHindIIIで消化し、脱リン酸処理後、同様に精製した。各々100ngのDNAを、T4 DNAリガーゼ(宝酒造社製)を該製品に添付された使用説明書に従って用いることにより連結し、組換え体DNAを得た。
次に該組換えDNAを用いてEcoli mH3〔Gene,45,37(1986)〕を常法に従い形質転換し、アンピシリン耐性で、かつテトラサイクリン感受性を示す形質転換体を取得した。取得した約2000株の形質転換体から、常法に従いプラスミドDNAを抽出し、E.coli YK2741株〔Gene,89,133(1990)〕の形質転換に供した。YK2741株はHU遺伝子およびIHF(インテグレーション ホスト ファクター)遺伝子が欠損しているため、低温感受性を呈する株である。従って、低温でも生育可能な形質転換体は、Blongum由来のHU遺伝子を保有する株の可能性がある。常法に従い形質転換を行い、アンピシリン含有寒天培地に塗布して27℃にて培養し、生育してきた形質転換体を後の実験に供した。
次に、上記で得られたYK2741株の形質転換体を培養し、上記の方法により各々の株が保持するプラスミドを抽出し、coliYK1340〔J.Mol.Biol.,204,581(1988)〕の形質転換に供した。得られた形質転換体に対し、Muファージの感染試験をモレキュラー・クローニング第2版の方法に従い行った。YK1340株は、HU遺伝子の欠損株であり、Muファージはその増殖にHU蛋白質を必要とするため、Muファージが感染・増殖し、溶菌する形質転換体がBlongum由来のHU遺伝子を保有する株の有力な候補となる。アンピシリン耐性を示し、かつMuファージが感染・増殖可し、溶菌する株が保有するプラスミドの1つをpBLHU15と命名し、その構造および性質を分析し、該プラスミドがBlongum由来のHU遺伝子を保有するプラスミドであることを確認した(図10)。
【0061】
(2)シトシンデアミナーゼ(CD)高発現プラスミドの作製
CDをコードする遺伝子は、大腸菌由来のCDをコードする遺伝子を含有するプラスミドpAdex1CSCD(理化学研究所 ジーンバンク RDB No.1591)を鋳型として、配列番号2で表される塩基配列を有するDNAおよび配列番号3で表される塩基配列を有するDNAをプライマーセットとして用いて、PCRによって取得した。PCRは鋳型DNA 125ng/l、プライマー各 0.5/μmol/l、P f uDNAポリメラーゼ(ストラタジーン社製)2.5units、P f u DNAポリメラーゼ用×10緩衝液(ストラタジーン社製)4μl、deoxy NTP各 200μmol/lを含む反応液40μlを用い、94℃で1分、55℃で1分、72℃で1分の工程を30回繰り返したのち、72℃で15分保温する条件で行った。反応液の一部をアガロースゲル電気泳動して、約1.3kbの断片が増幅していることを確認し、残りの反応液をフェノール処理・エタノール沈殿して精製した後、TOPO vector(フナコシ社製)に、上記キットを用いて連結した。連結して得られた組換えDNAを用いて、E. coli JM109を形質転換し、得られた形質転換体からプラスミドDNAを抽出して、目的とするプラスミドpTOPO−eCDが構築されていることを、各種制限酵素消化物をアガロースゲル電気泳動することにより確認した。pTOPO−eCDは、制限酵素NspV(宝酒造社製)、およびHpaI(宝酒造社製)で消化した後、アガロースゲル電気泳動し、Gene clean kit(フナコシ社製)を該使用説明書に従って用い、約1.3kbのCDをコードするDNA断片を精製した。同様に実施例3(1)で得られたプラスミドpBLHU15もNspVおよびHpaIで消化し、6.7k・bのDNA断片を精製した。上記で得られた1.3kbおよび6.7kbのDNA断片を上記のキットを用いて連結し、組換え体DNAを取得し、該組換え体DNAを用いてE. coli JM109を常法に従い形質転換した。得られた形質転換体のうち、数株を培養して該培養物からプラスミドを抽出し、各種制限酵素で消化したDNAをアガロースゲル電気泳動法で解析することにより、HU遺伝子のプロモーターの下流にCD遺伝子を組込んだプラスミドDNAが取得できたことを確認した。
次に、該プラスミドDNAをHindIIIで消化して、アガロースゲル電気泳動することにより、HU遺伝子およびCDをコードする遺伝子を含有する、3.6kbのDNA断片を分離し、Gene clean kitを用いて精製した。また、前述したEscherichia-BifidobacteriumのシャトルベクターであるpBLES100もHindIIIで消化し、脱リン酸化処理をした。上記3.6kbのDNA断片とpBLES100のHindIII消化物を、上記キットを用いて連結して組換え体DNAを作製し、該組換え体DNAを用いてE. coli JM109を常法に従い形質転換した。スベクチノマイシン耐性を示す形質転換体を数株ピックアップし、常法に従い該形質転換体が有するプラスミドDNAを抽出し、各種制限酵素で消化した後、アガロースゲル電気泳動により目的とするプラスミドが構築されていることを確認した。以上のようにして作製された、HU遺伝子のプロモーターの下流にCDをコードする遺伝子を有する、Esherichia-BifidobacteriumのシャトルベクターをpBLES100−S−eCD(図11)と命名した。また、上記で取得したpBLESlOO−S-eCDを保有するE. Coli JMlO9からの、Blongum形質転換用プラスミドの調整は、実施例2(1)に記載の方法に従い、塩化セシウム密度勾配遠心法により行った。前記で調整されたpBLESlOO−S−eCDを用いて、実施例2(1)に記載の方法に従い、Blongum105−Aを形質転換し、得られた形質転換株をBlongum 105−A/pBLESlOO−S−eCDと命名した。
Blongum 105−A/pBLESlOO−S−eCDは、ブタペスト条約に基づいて、平成12年8月15日付けで通商産業省工業技術院生命工学工業技術研究所、日本国茨城県つくば市東1丁目1番3号(郵便番号305−8566)に受託番号FERM BP−7274として寄託されている。
【0062】
実施例4 CDを高発現する組換えBlongumを含有する抗腫瘍剤
(1)担癌動物へのBlongum 105−A/pBLESlOO−S−eCDの投与担癌動物への投与に用いるBlongum105−A/pBLES100−S−eCD溶液は、実施例2(2)に記載の方法に従って調製した。担癌マウスヘの該溶液の投与は、担癌マウスにB16−FlOmelanoma細胞を右大腿筋に移植した担癌マウスを用いて、該大腿部の腫瘍に1×107個局注した。
(2)5−fluorocytosine(5−FC)から5−fluorouracil(5−FU)への腫瘍組織内特異的な変換
実施例4(1)で、Blongum 105−A/pBLES100−S−eCDを投与した担癌マウス6〜8匹に、5−FC 500mg/kgを腹腔内へ連日投与し、併せて20%1acturose溶液1mlをBlongum 105−A/pBLESlOO−S−eCD投与の翌日から連日腹腔内投与した。該投与は該担癌マウスを犠牲死させるまで行った。また、コントロールにはBlongum105−A/pBLESlOO−S−eCDを局注していない担癌マウスを用い、上記と同様に5−FCを連日投与した。B.longum105−A/pBLESlOO−S−eCD投与から8日目に該担癌マウスを犠牲死させ、大腿部腫瘍組織内の5−FU濃度を測定した。5−FU濃度の測定は、B.longum105−A/pBLESlOO−S−eCDを局注した腫瘍組織、および局注していない腫瘍組織を摘出し、該腫瘍組織中の5−FU濃度測定〔GC−MS法、J.Chromatography,564,137(1991)〕を大塚アッセイ研究所に依頼して行った。その結果、B. longum 105−A/pBLESlOO−S−eCDを局注していない腫瘍組織内では10.Ong/g程度の5−FUしか検出できなかったのに比べ、B.longum105−A/pBLESlOO−S−eCDを局注した腫瘍組織内においては、588.8ng/gの5−FUが検出された。以上の結果から、全身投与された5−FCが腫瘍組織内特異的に5−FUに転換されることが確認された。
【0063】
【発明の効果】
本発明は、その一部がヒトの腸内常在菌であり、病原性がないビフィドバクテリウム属に属する嫌気性菌を遺伝子輸送担体として用いることにより、嫌気的環境下にある腫瘍組織において特異的に抗腫瘍活性を有する物質または転換酵素を発現させる方法、および該方法に用いる形質転換あるいは変異させたビフィドバクテリウム属に属する微生物を提供する。該方法を主に固形腫瘍の治療に用いるにより、腫瘍の選択的治療が可能になり従来の腫瘍に対する化学療法剤による副作用が軽減されるという効果がある。また、今まで癌に有効でありながら副作用のために使用できなかった薬剤についても再び使用の可能性が出てくるという効果もある。また、本発明は、ビフィドバクテリウム属に属する微生物に導入したDNAがコードするタンパク質を高発現させるための発現ベクターを提供することにある。これにより、嫌気的環境下にある腫瘍組織、主に固形腫瘍の治療を効率的に行うことができる。
【0064】
【図面の簡単な説明】
【図1】 pBLESlOOのプラスミド模式図を示す。1本線で表されている部分は、大腸菌(Escherichia coli)ベクターpBR322を表し、太く塗りつぶした線で表されている部分はlongum菌由来のpTB6プラスミド(3.6kb)を表し、中抜きの線で表されている部分はエンテロコカスファエカリス(EnterococcusFaecalis)由来の1.1kbのHindIII・EcoRI断片を表す。また、Specrはスペクチノマイシン耐性遺伝子を表し、Oriは複製原点を表す。
【図2】 pBL595のプラスミド模式図を示す。
【図3】 pBLEMlOOのプラスミド模式図を示す。なお、太く塗りつぶした部分はlongum菌SBT595株由来プラスミドpBL595を表し、太い中抜きの部分は大腸菌由来のpBR329のAvaI・HindIII断片を表し、細い線の部分はエンテロコッカス・フェカリス(Enterococcus faecalis)由来pAMβ1のHindIII・AvaI断片を表す。
【図4】 pBL67のプラスミド模式図を示す。
【図5】 pBL78のプラスミド模式図を示す。
【図6】 HU遺伝子とシトシンデアミナーゼを組み込んだpBLESlOOのプラスミド模式図を示す。なお、一本線で表されている部分は、大腸菌(Escherichia coli)ベクターpBR322を表し、太く塗りつぶした線で表されている部分はlongum菌由来のpTB6プラスミド(3.6kb)を表し、中抜きの線で表されている部分はエンテロコカスファエカリス(Enterococcus Faecalis)由来の1.1kbのHindIII・EcoRI断片を表し、散点模様の部分はlongum菌遺伝子のHindIII処理断片を表し、中に矢印が描かれた中抜きの線で表されている部分は大腸菌由来のCD遺伝子を表し、その前(Oriに近いほう)の網掛けの部分は、HU遺伝子のプロモーターを含む領域を、その後ろの斜線部分はターミネーターを含む領域を表す。また、Specrはスペクチノマイシン耐性遺伝子を表し、Oriは複製原点を表す。
【図7】 担癌マウスにlongum菌を静注投与した後の、各種臓器組織および腫瘍組織に存在する該微生物のコロニー数を経時的に示した図である。○はlongum105−A、□はlongum108−A根与時の結果を示す。
【図8】 担癌ラットにlongum105−A(網掛けで示す)またはpBLESlOOで形質転換されたlongum105−A(白抜きで示す)を静注投与し、168時間後に各種臓器組織および腫瘍組織に存在する該微生物のコロニー数を示した図である。
【図9】 担癌マウスにlongum105−A、またはlongum105−A/pBLESlOOを静注投与し、かつスペクチノマイシンを投与したときの、腫瘍細胞に存在する各々の微生物のコロニー数を示す図である。白抜きはlongumlO5−A、網掛けはlongum105−A/pBLESlOOを投与群を表し、コントロールはスペクチノマイシン非投与、スペクチノマイシンはスペクチノマイシン投与群を表す。
【図10】 longum由来のHU蛋白質をコードするDNAを含有するプラスミドpBLHU15の模式図を示す。なお、散点模様の部分はlongum菌遺伝子のHindIII処理断片を表し、一本線および中抜きの線で表されている部分は、pBR322プラスミドを表し、太く塗りつぶした線で表されている部分は、longum由来のHU遺伝子を表す。また、Amprはアンピシリン耐性遺伝子を、Terrはテトラサイクリン耐性遺伝子を表し、Oriは複製原点を表す。
【図11】 大腸菌由来のCDを組込んだlongum用の発現プラスミドベクターpBLESlOO−S−eCDの構築過程を示す図である。
【配列表】
【0065】

Figure 0003642755
Figure 0003642755
[0001]
[Technical field to which the invention belongs]
  The present invention relates to an anaerobic bacterium belonging to the genus Bifidobacterium that is useful for gene therapy of solid tumors, and a medicine containing the same.To medicineRelated.
[0002]
[Prior art]
  Hypoxic sites are characteristic of solid tumors in animals (Int J Radiat Oncol Biol Phys. 1984; 10: 695-712) and occur frequently in various human solid tumors (New York: Fischer-Verlag Stuttgart; 1994: 219-232). In the tissue oxygen electrode (membrane test device that can measure dissolved oxygen) measurements performed in cancer patients, the median oxygen partial pressure in normal tissues is 24-66 mmHg, whereas in tumors the median is The oxygen partial pressure was less than 2.5 mmHg in a considerable proportion. Thus, gene therapy for solid tumors aimed at gene expression in hypoxic tumor cells has recently been studied (Nat Med. 1997; 3: 515-520). As a result, certain anaerobic bacteria, such as Clostridium or Bifidobacterium, are known to grow selectively in hypoxic sites of solid tumors when injected into veins. (Cancer Res. 1980; 40: 2061-2068, 1955; 15: 473-478).
[0003]
  Moreover, the effectiveness as a gene transport carrier is examined about microorganisms, such as Clostridia (Clostridia) and Salmonella (Gene Ther. 1997; 4: 791-796,1996; 3: 173-178, FEMS Microbiol Rev. 1995; 17: 357-364, Cancer Biother Radio.1996; 11: 145-153, Nat Biotechnol.1999; 17: 37-41). However, since these microorganisms are pathogenic in the human body, they are not necessarily safe gene transport carriers for gene therapy of solid tumors. In fact, Clostridium butyricum (Clostridium butyricum) Spore injection or Salmonella typhi (Salmonella typhi. ) Has been reported as an adverse reaction after oral administration (Eur J Cancer. 1967; 3: 37-41, J Clin Invest. 1992; 90: 412-420, Infect Immun. 1992; 60 : 536-541).
[0004]
  On the other hand, Bifidobacterium and Lactobacillus are Gram-positive bacteria found in the downstream or large intestine of humans and other animals, and are resident and non-pathogenic microorganisms. . In particular, Bifidobacterium is widely used in many Asian and Western countries for formulating fermentation of dairy products, and it is now generally accepted that the microorganism is not pathogenic. In addition, it is also known that the microorganisms have properties that promote host health as well as pathogenicity. Such beneficial properties include, for example, enhanced immune response (J Dairy Sci. 1991; 74: l187-1195), suppression of carcinogenesis (CancerRes. 1993; 53: 3914-3918), protecting the host from viral infections. (Lancet. 1994; 344: 1046-1049).
[0005]
  Thus, although the Bifidobacterium has attracted a great deal of attention in food science, medicine and industry, it has not been used much in gene therapy. In order to be able to take advantage of the potential of these microorganisms for gene therapy, details about basic biological phenomena such as cell biosynthesis, gene expression, protein secretion or genetics But because of the lack of efficient and reproducible systems for gene transfer and sufficient selection markers, little was known about the genetic characteristics of Bifidobacterium. is there.
[0006]
  However, in recent years, an easy-to-use and reproducible genetic transformation system of Bifidobacterium has been developed (Microbiology 1996; 142: 109-114, Biosci Biotechnol Biocem. 1997; 61: 1211-1212). However, the development of regulatory sequences including a promoter for expressing a protein encoded by the introduced gene at a high concentration has not been sufficient.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
  An object of the present invention is to contain an anaerobic bacterium belonging to the genus Bifidobacterium as a gene transport carrier that is effective for gene therapy of solid tumors and safer for humans, and the anaerobic bacterium described above. It is to provide a pharmaceutical product.
  Another object of the present invention is to provide a gene transport method for transporting DNA effective for gene therapy of solid tumors in an anaerobic environment using the anaerobic bacteria as a gene transport carrier, and the method It is another object of the present invention to provide a method for treating a solid tumor by expressing a protein encoded by the DNA using
[0008]
[Means for Solving the Problems]
  The inventors have (a) that human and animal solid tumors are hypoxic, and (b) Bifidobacterium is anaerobic and is difficult to grow in normal tissues. Known facts such as that it grows in tumor tissues in a natural environment, and (c) Bifidobacterium is less pathogenic than microorganisms such as Clostridia and Salmonella that have been conventionally used as gene transport carriers Based on the above, it was found that Bifidobacterium is used as a gene transport carrier. Furthermore, the present inventors have repeatedly investigated a genetic transformation system of microorganisms belonging to the genus Bifidobacterium, and as a result, microorganisms belonging to the genus Bifidobacterium, particularly Bifidobacterium longum (Bifidobacterium longumHistone-like DNA-binding protein (Biochimie 1990;72207-212) [hereinafter abbreviated as HU protein. The present inventors have found that the introduced gene can be efficiently expressed by incorporating a promoter and a terminator involved in the expression of the gene encoding] into the vector. The inventors of the present invention have further studied earnestly to achieve the above object, and have completed the present invention.
[0009]
  That is, the present invention provides (1) tumor tissue specific under anaerobic environment.A gene transport carrier capable of transporting (a) DNA encoding a protein having antitumor activity, or (b) DNA encoding a protein having activity of converting an antitumor substance precursor into an antitumor substance, , Bifidobacterium longum ( Bifidobacterium longum ) Having a promoter related to the expression of a gene encoding histone-like DNA binding protein (HU protein) derived from, and using the DNA represented by base numbers 1 to 192 of the base sequence described in SEQ ID NO: 1 as the promoter, Expression in which (a) DNA encoding a protein having antitumor activity is incorporated downstream of the promoter, or (b) DNA encoding a protein having activity to convert an antitumor substance precursor into an antitumor substance It is transformed with a vector and encodes the protein (a) DNA encoding the protein having antitumor activity in the tumor tissue, or (b) the protein having activity of converting the antitumor substance precursor into the antitumor substance. Gene transport carrier comprising Bifidobacterium longum capable of expressing DNA,
(2)The expression vector isInvolved in the expression of a gene encoding a histone-like DNA binding protein (HU protein) derived from Bifidobacterium longumRuta-MinatorHave(1)The gene transport carrier according to,
(3) The protein according to (1) or (2) above, wherein the protein having antitumor activity is interleukin-2.Gene transport carriers,
(4) a protein having antitumor activity isEndostatinAs described in (1) or (2) above,Gene transport carriers,
(5) A protein having an activity of converting an antitumor substance precursor into an antitumor substance is cytosine deaminator.InIt is characterized by beingThe gene transport carrier according to (1) or (2),
(6)(A) DNA encoding a protein having antitumor activity, or (b) Bifidobacterium longum capable of expressing a DNA encoding a protein having an activity of converting an antitumor substance precursor into an antitumor substanceIs Bifidobacterium longum 105-A / pBLES100-S-eCD (FERM BP-7274),The gene transport carrier according to,
(7) Said (1)-(6)The gene transport according to any one ofA medicine comprising
About.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  The present invention has a gene encoding a substance having antitumor activity, and a microorganism belonging to the genus Bifidobacterium (hereinafter referred to as Bifidobacterium genus) whose activity of the substance having antitumor activity is higher than that of a parent strain. Abbreviated as fungus). The activity of the substance having antitumor activity is higher than that of the parent strain, for example, when the expression level of the substance is higher than that of the parent strain, when the Km value is improved compared to the enzyme that is the substance expressed in the parent strain, or in the parent strain Examples include a case where it is less decomposed than the substance to be expressed and consequently shows high activity. Whether or not the activity of the substance having antitumor activity is higher than that of the parent strain can be easily examined using a screening method known per se. For example, a method of culturing Bifidobacterium in an appropriate medium and measuring the activity (expressed amount, enzyme activity, etc.) of the produced substance having antitumor activity by a known method can be mentioned.
[0011]
  The substance having antitumor activity may be a known substance regardless of its mechanism as long as it has antitumor activity. Here, examples of the anti-tumor activity include an activity of preventing or suppressing the generation, maturation, proliferation or spread of tumor cells or tissues, or an activity capable of degenerating tumor cells or tissues. The tumor includes, for example, carcinoma or sarcoma. However, the substance having antitumor activity in the present invention is usually a polypeptide or a protein whose structure can be encoded by a DNA base sequence.
[0012]
  Specific examples of the substance having antitumor activity in the present invention include cytokines. Specifically, cytokines having antitumor activity include interferon (IFN) -α, β, γ, granulocyte macrophage colony stimulating factor (GM-CSF), interleukin (IL) -1α, IL-1β, IL- 2, IL-3, IL-4, IL-6, IL-7, IL-10, IL-12, IL-13, IL-15, IL-18, tumor necrosis factor (TNF) -α, lymphotoxin (LT ) -Β, granulocyte colony stimulating factor (G-CSF), macrophage colony stimulating factor (M-CSF), macrophage migration inhibitory factor (MIF), leukemia inhibitory factor (LIF), T cell activation costimulator B7 ( CD80) and B7-2 (CD86), kit ligand, oncostatin M and the like. Of these, IL-2 is preferred. Two or more of these may be combined. For example, a combination of IL-6 and TNF-α, IFN-α, IFN-β or IFN-γ, a combination of TNF-α and IFN-γ, or a combination of anti-Fas and IFN-γ is preferable. Alternatively, substances having antitumor activity include angiogenesis inhibitors such as Endostatin, Angiostatin, Kringles 1,2,3,4,5 (Kringles 1,2,3,4,5). It is done.
[0013]
  The present invention has a gene encoding an enzyme capable of converting an antitumor substance precursor having low toxicity to human livestock into an antitumor substance (hereinafter abbreviated as a convertase), and is a tumor in a substantially anaerobic environment. Provided is a microorganism belonging to the genus Bifidobacterium that can express the enzyme only in tissues. As the antitumor substance, a known substance having antitumor activity may be used. Antitumor activity is the same as described above. However, the antitumor substance precursor needs to have low toxicity to human livestock. The antitumor substance precursor may be inactive. An inactivated form means a substance that is converted into an active form by a converting enzyme and exhibits antitumor activity. The converting enzyme can be appropriately selected depending on the combination of the antitumor substance precursor and the antitumor substance. The converting enzyme may be one kind of enzyme or a plurality of kinds of enzymes, but preferably one kind of enzyme.
[0014]
  Any combination of an antitumor substance precursor, an antitumor substance and a convertase used in the present invention can be used in the present invention as long as it is a known combination. For example, a combination using 5-fluorocytosine (5-FC) as an antitumor substance precursor, 5-fluorouracil (5-FU) as an antitumor substance, and cytosine deaminase as a converting enzyme is specifically mentioned. In addition, the precursor of an antitumor substance is 5-aziridino-2,4-dinitrobenzamide (5-aziridino-2,4-dinitrobenzamide) [CB1954], An alkylating agent in which an antitumor substance is known to cause a bridge-like bond to double-stranded DNA, and a combination using nitroreductase as a converting enzyme. In addition, a combination using ganciclovir as an antitumor substance precursor, its metabolite as an antitumor substance, and herpes simplex virus type 1 thymidine kinase [HSV1-TK] as a converting enzyme can be mentioned. . Furthermore, an anti-tumor substance is modified with glucuronidation, glycine conjugation, or lysine conjugation to form a precursor (including an inactivated form) that is less toxic to the human body, and an enzyme that demodifies the precursor as a converting enzyme. It can also be used. As the enzyme for demodifying the precursor, a known enzyme may be used. For example, a combination of a glucuronidated antitumor substance precursor and β-glucuronidase as a converting enzyme may be mentioned.
[0015]
  Any known strain belonging to the genus may be used as the genus Bifidobacterium used in the present invention as long as it is anaerobic. Specifically, Bifidobacterium addressensetis (Bifidobacterium adolescentis), Bifidobacterium longum (B.longum), Bifidobacterium bifidum (B.bifidum), Bifidobacterium pseudolongum (B.pseudolongum), Bifidobacterium thermophilum (B.thermophirum), Bifidobacterium brive (B.breve), Bifidobacterium infantis (B.infantis) And the like. Among them, Bifidobacterium adrescentis (which is known to be resident in the human intestine regardless of age)B.adolescentis), Bifidobacterium longum (B.longum), Bifidobacterium bifidum (B.bifidum), Bifidobacterium infantis (B.infantis), Preferably Bifidobacterium longum (B.longum)〔Less than,B.longumIt may be abbreviated as fungus]. These resistant strains, mutant strains, and the like may also be used. These bacteria are either commercially available or easily available from depositary institutions. For example, the deposit number is Bifidobacterium longum (B.lomgum) ATCC-15707, Bifidobacterium bifidum (B.bifidum) ATCC-11863, Bifidobacterium infantis (B.infantis) Is ATCC-15697.
[0016]
  Among the above-mentioned Bifidobacterium, there are strains that can produce the above-mentioned substances having antitumor activity or convertases, and such strains can be suitably used as a gene transport carrier in the present invention. Specifically, for example, it produces a cytosine deaminase that can convert 5-FC to 5-FU.B.longumExamples include bacteria. Whether the above-mentioned substance having antitumor activity or a strain capable of producing a converting enzyme is determined by detecting a substance having antitumor activity or a converting enzyme or adding an antitumor substance precursor using a known screening method. It can be easily determined by detecting whether an antitumor substance is detected when the bacteria are cultured in the prepared medium.
[0017]
  The strain that cannot produce the substance having the antitumor activity or the converting enzyme is preferably used as a gene transport carrier in the present invention by introducing the DNA encoding the substance having the antitumor activity or the converting enzyme as follows. Can be used. In addition, the following basic operations of genetic engineering or bioengineering are described in commercial experiments such as Gene Manual Kodansha, Takagi Yasutaka edited by Gene Manipulation Experiment Method, Molecular Cloning, Cold Spring Harbor Laboratory ( Cold Spring Harbor Laboratory (1982), Molecular Cloning 2nd Edition (Molecular C1oning, 2nd ed.) Cold Spring Harbor Laboratory (1989), Methods in Enzymolology (Methodsin Enzymol) .),194(1991), a separate experiment in experimental medicine, a genetic experiment method using yeast Yodosha (1994) and the like.
[0018]
  First of all, it is necessary to obtain a DNA encoding the substance having the antitumor activity or the convertase. The above DNA can be easily obtained from known base sequence information. For example, it can be obtained from known base sequence information by chemical synthesis using a known method. Examples of the chemical synthesis method include a method of chemically synthesizing with a DNA synthesizer such as a DNA synthesizer model 392 (manufactured by Perkin Elmer Co., Ltd.) using the phosphoramidite method. In addition, primers based on the 5 ′ end and 3 ′ end base sequences of the base sequence are prepared, and cDNAs synthesized from mRNAs contained in tissues or cells of various organisms or cDNA selected from a cDNA library are used as templates. Said DNA can also be acquired by amplifying DNA using PCR method [PCRProtocols, AcademicPress (1990)]. Furthermore, based on the known nucleotide sequence information, colony high is applied to cDNA or cDNA library synthesized from mRNA contained in tissues or cells of various organisms using DNA or polynucleotide chemically synthesized or partially synthesized as a probe. The above DNA can also be obtained by performing hybridization or plaque hybridization (Molecular Cloning Second Edition).
[0019]
  The above DNA can also be easily obtained from known amino sequence information. As a method of obtaining the above DNA from known amino sequence information, a method known per se may be used. Specifically, for example, a method for amplifying a target DNA from the cDNA library or the like by a PCR method using a synthetic DNA primer having a partial base sequence of a DNA encoding a known amino sequence, or an appropriate vector And a method of screening by hybridization between the DNA incorporated in the above and a substance (antiprotumor activity) or a DNA fragment encoding a part or the entire region of the converting enzyme or a synthetic DNA labeled (probe).
[0020]
  Antitumor activity or convertase activity is known, but neither the substance having the antitumor activity or the amino acid sequence of the convertase nor the base sequence of the DNA encoding the substance having the antitumor activity or the convertase is known. In this case, as a method for obtaining the substance having the antitumor activity or the DNA encoding the enzyme, an expression cDNA library is prepared from an organism in which the antitumor activity or the enzyme activity is confirmed according to a known method or the like. And a method of screening individual cells constituting the library using the antitumor activity or the enzyme activity as an index to obtain a cell having a substance having the antitumor activity or a DNA encoding the convertase. It is done. Further, the substance having the antitumor activity or the converting enzyme is purified by a combination of methods known per se, and the amino acid sequence at the N-terminal of the substance having the antitumor activity or the converting enzyme is analyzed according to a known method, Using a synthetic DNA having a DNA base sequence encoding an amino acid sequence as a probe, and obtaining a substance or convertase having antitumor activity also by performing hybridization with a cDNA library or the like as described above Can do.
[0021]
  More specifically, the DNA encoding cytosine deaminase encodes plasmid pAdex1CSCD (RIKEN Genebank RDB No. 1591) containing DNA encoding cytosine deaminase derived from E. coli, or also encodes cytosine deaminase derived from E. coli. It is preferable to use one isolated from plasmid pMK116 containing DNA (DA Mead et al., Protein Engineering 1: 67-74 (1986)). Nitroreductase isE.coliIt is preferable to use one isolated from B. The amino acid sequence is described in Biochem Pharmacol; 44: 2289-2295, and DNA encoding nitroreductase can be easily obtained by the above method based on the amino acid sequence.
[0022]
  In the present invention, in addition to DNA encoding a substance having an antitumor activity or a convertase obtained based on the above-mentioned known nucleotide sequence information or amino acid sequence information, DNA that hybridizes with the DNA under stringent conditions Can be used. That is, since there are generally multiple types of genetic code for one amino acid, even a DNA having a base sequence different from a known base sequence or a base sequence based on a known amino acid sequence may be a substance having antitumor activity or If the convertase can be expressed, it can be used in the present invention.
[0023]
  DNA that can hybridize under stringent conditions means DNA obtained by using colony hybridization method, plaque hybridization method, Southern blot hybridization method or the like using the above DNA as a probe. Specifically, using a filter on which colony or plaque-derived DNA is immobilized, about 0.7 to 1. After hybridization at about 65 ° C in the presence of about OM sodium chloride, about 0.1 to 2 times the concentration of SSC solution (the composition of the 1 time concentration of SSC solution is 150 mM sodium chloride, 15 mM citric acid DNA which can be identified by washing the filter under about 65 ° C. condition. Hybridization conforms to the method described in Molecular Cloning 2nd Edition, Current Protocols in Molecular Biology, DNA Cloningl: Core Techniques, A Practical Approach, Second Edition, Oxford University (1995), etc. Can be done. Specifically, the hybridizable DNA is at least about 60% or more homologous to the base sequence of the DNA encoding the substance having the antitumor activity or the convertase obtained based on the known base sequence information or amino acid sequence information. DNA having a sexiness, preferably a DNA having a homology of about 80% or more, more preferably a DNA having a homology of about 95% or more.
[0024]
  The present invention has an amino acid sequence in which one or more amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence of the substance having the antitumor activity or the convertase, and the precursor of the antitumor activity or antitumor substance is anti-tumored. A protein or polypeptide having an action capable of being converted into a tumor substance can also be used. Such proteins or polypeptides are described in Molecular Cloning, A Laboratory Manual, Second Edition, Cold Spring Harbor Laboratory Press (1989), Current Protocols in Molecular Biology, John Wiley & Sons (1987-1997), Nucleic Acids Research, 10, 6487 (1982), Proc. Natl. Acad. Sci. , USA,79, 6409 (1982), Gene,34, 315 (1985), Nucleic Acids Research,13, 4431 (1985), Proc. Natl. Acad. Sci USA,82, 488 (1985), etc., using a site-directed mutagenesis method described above, a deletion that can be carried out by introducing site-directed mutagenesis into DNA encoding the substance having the antitumor activity or the convertase, The number of amino acids to be substituted or added is not particularly limited, but is preferably 1 to several tens, particularly 1 to several amino acids.
[0025]
  Secondly, a recombinant DNA having the above-described substance having antitumor activity obtained as described above or a DNA encoding a convertase is prepared. In the present invention, the recombinant DNA is preferably an expression vector. An expression vector can be produced, for example, by cutting out a target DNA fragment and ligating the DNA fragment downstream of a promoter in an appropriate expression vector. As a DNA fragment to be inserted into an expression vector, for example, the above-mentioned substance having antitumor activity or DNA encoding a convertase may be used as it is or after digestion with a restriction enzyme or adding a linker as desired. Can do. The DNA fragment may have ATG as a translation initiation codon on the 5 'end side, and may have TAA, TGA or TAG as a translation stop codon on the 3' end side. These translation initiation codon and translation termination codon can be added to the above-mentioned substance having antitumor activity or DNA encoding the convertase using an appropriate synthetic DNA adapter.
[0026]
  The above expression vector is usually one obtained by adding a regulatory sequence to the cloning vector described below so that the substance having the antitumor activity or the converting enzyme according to the present invention is expressed or is advantageous for the expression. Each regulatory sequence may be endogenous or foreign to the cloning vector. Such regulatory sequences include, but are not limited to, promoters, leaders, propeptide sequences, enhancers, signal sequences, selectable markers, and terminators. Among them, the regulatory sequences preferably include at least a promoter and evening light. The regulatory sequence may be provided with a linker (restriction enzyme cleavage site) so as to facilitate ligation with a substance having antitumor activity or DNA encoding a convertase, and ligation between the regulatory sequences.
[0027]
  In the present invention, the promoter and terminator may be Bifidobacterium, particularlyB.longumIt is particularly preferable to use a promoter and terminator that are involved in the expression of the HU gene (SEQ ID NO: 1) that is originally highly expressed in bacteria. Specifically, the DNA represented by each of the base numbers 1 to 192 of the base sequence described in SEQ ID NO: 1 as a promoter, and the base numbers of 472 to 600 of the base sequence described in SEQ ID NO: 1 as an evening terminator, respectively. It is preferred to use the DNA represented. An expression vector having a promoter and terminator involved in the expression of the HU gene isB.longumThe HU gene is excised from the DNA of the fungus with a restriction enzyme, incorporated into the cloning vector described below, and further, the substance having the antitumor activity or the convertase is encoded downstream of the promoter involved in the expression of the HU gene. It is particularly preferable to prepare by incorporating DNA or the like. By using the promoter and terminator involved in the expression of the HU gene, the substance having the antitumor activity or the convertase can be efficiently expressed. The HU gene isolation method isB.longumRestriction enzyme of chromosomal DNA of fungusHinThe method of digesting with dIII is mentioned.
[0028]
  More specifically, the following aspects are mentioned.B.longumRestriction enzyme of chromosomal DNA of fungusHinDigest with dIII and purify with phenol and ethanol precipitation. In addition, pBR322 (Takara Shuzo)HinDigest with dIII, purify in the same way after dephosphorylation. Each DNA is ligated to obtain recombinant DNA. Next, using the recombinant DNAE.colimH3 [Gene,45, 37 (1986)] is transformed according to a conventional method to obtain a transformant resistant to ampicillin and exhibiting sensitivity to tetracycline. Plasmid DNA is extracted from the obtained transformant according to a conventional method, and the plasmid DNA is extracted according to a conventional method.E.coliYK2741 strain [Gene,89, 133 (1990)] and transformation of the strain. Since the YK2741 strain lacks the HU gene and the IHF (Integration Host Factor) gene, it is a strain that exhibits low-temperature sensitivity, and is applied to ampicillin-containing agar medium and cultured at 27 ° C. A converter can be selected. Next, the transformant of the YK2741 strain obtained above is further cultured, a plasmid retained by the strain is extracted by a conventional method, and the plasmid DNA is extracted according to a conventional method.E.coliYK1340 [J. Mol. Biol. ,204, 581 (1988)] and transformation of the strain. The obtained transformant is subjected to Mu phage infection test according to a conventional method. The YK1340 strain is a HU gene-deficient strain, and Mu phage requires HU protein for its growth.B.longumIt can be a strong candidate for a strain carrying the HU gene derived from a fungus. Therefore, by selecting a plasmid that exhibits ampicillin resistance, and Mu strains infect and proliferate and possess lysis,B.longumPlasmid pBLHU15 carrying the promoter and terminator involved in the expression of the HU gene derived from bacteria can be obtained.
[0029]
  Further, by incorporating a signal sequence, for example, the above-mentioned substance having antitumor activity or a convertase produced in the host cell can be actively secreted outside the host cell. That is, the signal sequence is expressed in a form in which a signal peptide is added in front of the substance or convertase having the antitumor activity of the present invention, and as a result, the substance or convertase having the antitumor activity is expressed in a host cell. It can be actively secreted outside. As a method for adding a signal peptide, for example, the method of Paulson et al. [J. Bio1. Chem. ,264, 17619 (1989)], Law et al. [Proc. Natl. Acad. Sci. , USA,86, 8227 (1989), Genes Develop. ,Four1288 (1990)], or methods described in JP-A-5-336963, WO94 / 23021, and the like.
[0030]
  The selectable marker is used to select only transformed Bifidobacterium. For example, drug resistance markers such as ampicillin resistance, tetracycline resistance, neomycin or kanamycin resistance; auxotrophy; selection by medium such as selection by HAT medium. When the cloning vector described below has a selection marker, it is not necessary to incorporate a selection marker.
[0031]
  The cloning vector that can be used in the present invention can easily produce a recombinant in vitro with (a) a DNA having the above-mentioned antitumor activity or DNA encoding a convertase, and (b) pifidobacteria (C) can be introduced into Bifidobacterium, and (d) specifically detects Bifidobacterium transformed with a cloning vector. If it can, it can be used in the present invention.
[0032]
  Specific examples of the cloning vector include plasmid pBLESlOO, which is preferably used in the present invention. The plasmid schematic is shown in FIG. As can be seen from FIG. 1, the Escherichia coli vector pBR322 [the part represented by a single line in FIG. 1] andB.longumIn a composite plasmid with pTB6 plasmid (3.6 kb) derived from a fungus (the part shown in bold in FIG. 1), a 1.1 kb derived from Enterococcus FaecalisHindIIIEcoThe RI fragment (the portion represented by the bold solid line in FIG. 1) is incorporated. The fragment contains a region exhibiting spectinomycin resistance, in other words, a region encoding spectinomycin adenyltransferase.
[0033]
  For example,B.longumA plasmid pBL595 having a restriction enzyme recognition site represented by FIG. 2 and having a size of about 2.9 kb is derived from the strain SBT595 (Institute of Biotechnology, Industrial Technology Institute, Accession No. FERM P-14162). The plasmid pBL595 and pBR329 derived from E. coliAvaI ・Hinof the dIII fragment and pAMβ1 from EnterococcuS faecalisHindIIIAvaA plasmid pBLEM100 (FIG. 3) consisting of the I fragment can be mentioned. In addition, Escherichia coli carrying the plasmid pBLEM100 has been deposited under the accession number FERM P-14102 of the Biotechnology Institute of Industrial Technology.
[0034]
  Further, a composite plasmid obtained by combining a plasmid derived from a microorganism belonging to the genus Streptococcus and a plasmid derived from E. coli,B.longumA plasmid vector obtained by ligating a plasmid pBL67 or pBL78 derived from a bacterium may be used (Japanese Patent Laid-Open No. 5-13076). Plasmid pBL67 isB.longumFungus MO9101 strain (FERM P-12167) orB.longumThis is a plasmid having a size of about 3.7 kb derived from the strain MO9102 (FERM P-12168) and having the restriction enzyme recognition site shown in FIG. The plasmid pBL78 isB.longumThis is a plasmid having a size of about 8.5 kb derived from the strain MO9103 (FERM P-12169) and having the restriction enzyme recognition site shown in FIG.
[0035]
  In addition, the plasmid pBR322 derived from E. coli,B.longumA plasmid in which a plasmid pTB4, pTB6, or pTB10 derived from a bacterium is bound may also be mentioned. Moreover, the plasmid which combined all or the chloramphenicol resistance gene region of pC194 derived from Staphilococcus oureus to this plasmid is also mentioned. Furthermore, each of the above two plasmids,B.longumA plasmid to which a fungal tryptophan synthesis gene is bound may be used (Japanese Patent Laid-Open No. 63-123384). In addition, Escherichia coli carrying these plasmids has been deposited with the National Institute of Biotechnology, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (9040, 9041, 9042, 9043, 9044, 9045, 9046, 9047, 9048). Plasmid pTB4 or pTB10 isB.longumThis is a plasmid derived from the strain BK25 (Microtechnological Bacteria 9049). Plasmid pTB6 isB.longumThis is a plasmid derived from the strain BK51 (Mikkenken Bunkyo 9050).
[0036]
  As a preferred embodiment of the expression vector according to the present invention, the above-described vector pBLES100, the above-mentioned promoter and terminator involved in the expression of the HU gene, and cytosine deaminase (hereinafter abbreviated as CD) capable of converting 5-FC to 5-FU. And an expression vector into which a gene encoding the gene (hereinafter abbreviated as CD gene) is incorporated. As a more specific embodiment, there is an expression vector shown in the schematic diagram of FIG. One embodiment of a specific method for preparing the expression vector is shown below. Using recombinant DNA with CD gene derived from E. coli inserted into TOPO vector (Funakoshi)E.coliJM109 is transformed, and plasmid DNA is extracted from the resulting transformant. Restriction enzyme to target plasmid pTOPO-eCDNspV andHpaDigest with I and purify the DNA fragment encoding about 1.3 kb CD. Similarly, obtained as aboveB.longumPlasmid pBLHU15, which has a promoter and terminator involved in the expression of the HU gene derived from fungiNspV andHpaDigest with I and purify a 6.7 kb DNA fragment. The 1.3 kb and 6.7 kb DNA fragments obtained above are ligated using a conventional method to obtain recombinant DNA, and the recombinant DNA is used.E.coliJM109 is transformed according to a conventional method. Next, plasmid DNA is extracted from the transformant by a conventional method, and the plasmid DNA is extracted.HinAfter digestion with dIII, a 3.6 kb DNA fragment containing the promoter and terminator involved in the expression of the HU gene and the CD gene is separated and purified by a conventional method such as agarose gel electrophoresis. Also mentioned aboveEscherichiaBifidobacteriumPBLES100 which is the shuttle vector ofHinDigest with dIII and dephosphorylate. The above 3.6 kb DNA fragment and pBLES100HinA recombinant DNA is prepared by ligating dIII digests by a conventional method, and the recombinant DNA is used.E.coliJM109 is transformed according to a conventional method. Transformants can be selected by spectinomycin resistance. Having a gene encoding CD downstream of the promoter of the HU gene produced in this wayEscherichiaBifidobacteriumThe shuttle vector pBLES100-S-eCD can be obtained.
[0037]
  Third, recombinant DNA, preferably an expression vector, is introduced into the host Bifidobacterium. As the introduction method, any method known per se can be used. Specifically, for example, electroporation method [Cytotechnology,Three ,133 (1990)], calcium phosphate method (JP-A-2-227075), lipofection method [Proc. Natl. Acad. Sci. , USA,847413 (1987)], a method using calcium ions [Proc. Natl. Acad. Sci. USA,69, 2110 (1972)], protoplast method (Japanese Patent Laid-Open No. 63-2483942), or Gene,17, 107 (1982), Molecular & General Genetics,168111 (1979). In the present invention, it is preferable to use an electroporation method. The electroporation is preferably performed for about 4.1 to 4.5 ms under the conditions of about 10.0 kV / cm, about 200Ω, and about 25 μF.
[0038]
  The combination of the recombinant DNA to be introduced, preferably the expression vector and the host Bifidobacterium is not particularly limited, but the plasmid pBLES100 isB.longumIt is preferably introduced into the strain 105-A or 108-A (Biosci. Biotech. Biochem. 1997, 61 (7), 1211-1212). The plasmid pBLES100-S-eCD in which the promoter and terminator involved in the expression of the HU gene shown in FIG. 6 and the CD gene were incorporated was transformed.B.longumIt is fungus 105-A strainB.longum105-A / pBLES100-S-eCD is deposited with the Institute of Biotechnology, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (FERM BP-7274).
[0039]
  The Bifidobacterium genus introduced with the expression vector is cultured using a known medium, and only transformed bacteria are selected. As the medium, a known medium suitable for the strain can be appropriately selected. In addition, in order to select a transformed Bifidobacterium genus, various drugs or amino acids are usually added to the medium according to the selection marker. As the medium, for example,B.longumThe strain BK25 or BK51 is preferably cultured in a Briggs medium having the following composition.
Briggs medium tomato juice extract (* 1) 400ml
  20% 2% glucose
  Soluble starch 0.5g
  Yeast extract 6g
  Peptone 15g
  Glutamic acid monosodium salt 2g
  Tween 80 1g Sodium acetate trihydrate 10g
  4g potassium dihydrogen phosphate
  Sodium chloride 5g
  600ml distilled water
  pH 6.8
  (* 1) An equivalent amount of distilled water was added to commercially available tomato juice, kept at 60 ° C. for 1 hour, then kept at 100 ° C. for 5 minutes, and then the residue was filtered.
[0040]
  B.longumThe strain SBT0595 is preferably cultured using a TGAM medium having the composition shown below.
Composition of TGAM medium
Tomato juice extract 400ml
Peptone 10g
Yeast extract 5g
Liver extract powder 1.2g
Glucose 3g
5g soluble starch
Sodium chloride 3g
Tween80 1g
L-cysteine-HCl · H2O 0.3g
Soybean peptone 3g
Proteose peptone 10g
Digested serum powder 13.5g
Meat extract 2.2g
[0041]
  For example,B.longumBacteria 105-A strain or 108-A strain is prepared by replacing glucose in Briggs medium having the above composition with 2% lactose and adding 0.2 g / LL-cysteine and 3.4 g / L-sodium ascorbate. It is preferable to culture in a different medium.B.longumThe bacteria MO9101, Strain MO9102, and MO9103 are preferably cultured using 1GAM bouillon liquid medium (manufactured by Nissui Pharmaceutical).
[0042]
  Culture of microorganisms belonging to the genus Bifidobacterium can be performed as follows. When culturing in the liquid medium, after inoculating a sufficient amount of the microorganism belonging to the genus Bifidobacterium in the liquid medium, about 30-40 ° C, preferably at about 37 ° C, about 12 hours or more, The culture is preferably carried out under anaerobic conditions by standing until the middle of the logarithmic growth phase. The anaerobic condition is a sealed container that can maintain an anaerobic degree to which microorganisms belonging to the genus Bifidobacterium can grow, and examples include conditions that are possible in an anaerobic chamber or an anaerobic box.
[0043]
  The transformed Bifidobacterium can grow only in a tumor tissue in an anaerobic environment, and can express a substance or a convertase having antitumor activity in the tumor tissue. Therefore, such transformed Bifidobacterium is used as a pharmaceutical effective for the treatment of tumors having an anaerobic environment, preferably solid tumors. The administration route of the medicament of the present invention is not particularly limited, and includes oral administration or parenteral administration, and parenteral administration is particularly preferable. Parenteral administration can include administration routes such as intratracheal, rectal, subcutaneous, intramuscular and intravenous. Examples of formulations suitable for oral administration include, for example, tablets, granules, fine granules, powders, syrups, solutions, capsules or suspensions, and examples of formulations suitable for parenteral administration. Examples thereof include injections, drops, inhalants, sprays, suppositories, transdermal absorbents, transmucosal absorbents, and the like. In the present invention, it is preferably used as an injection, particularly as an intravenous injection.
[0044]
  The transformed Bifidobacterium may be subjected to a known post-treatment. For example, rough purification may be performed by centrifugation or the like. In addition, if desired, after rough purification, it may be dissolved or suspended in a solvent conventionally used in the art such as physiological saline, PBS (phosphate buffered physiological saline) or lactic acid-containing Ringer's solution. Moreover, you may freeze-dry or spray-dry as needed, and you may make it a powdery thing or a granular material.
[0045]
  As the medicament of the present invention, the transformed Bifidobacterium solution or suspension, or a granular or powdery dried product may be administered as it is. However, in general, it is desirable to administer in the form of a pharmaceutical composition comprising the above-mentioned substance as an active ingredient and one or more pharmaceutical additives. Such a pharmaceutical composition itself can be produced according to a method well known or commonly used in the field of pharmaceutics.
[0046]
  For the production of liquid preparations suitable for oral administration, for example, sugars such as water, sucrose, sorbit, fructose; glycols such as polyethylene glycol and propylene glycol; oils such as sesame oil, olive oil and soybean oil; p-hydroxy Pharmaceutical additives such as preservatives such as benzoates can be used. For the production of solid preparations such as capsules, tablets, powders, or granules, for example, excipients such as lactose, glucose, sucrose, and mannitol; disintegrants such as starch and sodium alginate; magnesium stearate Lubricants such as talc, binders such as polyvinyl alcohol, hydroxypropyl cellulose and gelatin; surfactants such as fatty acid esters; plasticizers such as glycerin can be used.
[0047]
  Among preparations suitable for parenteral administration, preparations for intravascular administration such as injections and infusions can be prepared preferably using an aqueous medium isotonic with human blood. For example, an injection can be prepared as a solution, suspension or dispersion with an appropriate auxiliary agent using an aqueous medium selected from a salt solution, a glucose solution, or a mixture of a salt solution and a glucose solution according to a conventional method. . Suppositories for enteral administration can be prepared using carriers such as cocoa butter, hydrogenated fat or hydrogenated carboxylic acid.
  The spray is prepared using a carrier that does not irritate human oral cavity and airway mucosa and can disperse Bifidobacterium according to the present invention as an active ingredient as fine particles to promote absorption. can do. As such a carrier, for example, lactose or glycerin can be used. Depending on the properties of the genus Bifidobacterium according to the present invention and the carrier used, it can be prepared as a preparation in the form of an aerosol or dry powder. For the production of a parenteral preparation, for example, one or more selected from a diluent, a fragrance, an antiseptic, an excipient, a disintegrant, a lubricant, a binder, a surfactant, a plasticizer, and the like. Pharmaceutical additives can be used.
  Note that the pharmaceutical form of the present invention and the method for producing the same are not limited to those specifically described above.
[0048]
  The dose and frequency of administration of the medicament of the present invention are not particularly limited, and the type of gene possessed by the genus Bifidobacterium, the type of pathological condition to be treated, the route of administration, the age and weight of the patient, the symptoms, and the severity of the disease It is possible to select appropriately according to various conditions such as severity. For example, for systemic administration by intravenous injection, about 2 × 10 per adult day6~ 2 × 107It is preferable to administer about 1 body / body. In the case of intratumoral administration, about 5 × 10 5 per tumor.8It is preferable to administer about one. However, the dosage is not limited to this particular example.
[0049]
  The medicament according to the present invention can be applied to tumors having an anaerobic environment, preferably various solid cancers. Examples of solid cancer include colon cancer, brain tumor, head and neck cancer, breast cancer, lung cancer, esophageal cancer, stomach cancer, liver cancer, gallbladder cancer, bile duct cancer, pancreatic cancer, islet cell cancer, choriocarcinoma, colon cancer, renal cell cancer, adrenal cortex Cancer, bladder cancer, testicular cancer, prostate cancer, testicular tumor, ovarian cancer, uterine cancer, choriocarcinoma, thyroid cancer, malignant carcinoid tumor, skin cancer, malignant melanoma, osteosarcoma, soft tissue sarcoma, neuroblastoma, Wilms Tumor, retinoblastoma, melanoma, squamous cell carcinoma and the like.
[0050]
  The medicament of the present invention may be used in combination with other medicaments. In particular, when a Bifidobacterium bacterium into which a gene encoding a convertase has been introduced is administered, administration of an antitumor substance precursor is essential. However, such an anti-cancer substance precursor may form one preparation with a Bifidobacterium genus into which a gene encoding a convertase has been introduced, or may be a separate preparation at the same time or at intervals. It may be administered after emptying. Further, 20% lactulose is preferably used in combination. Lactulose is a nutrient source for Bifidobacterium, and humans, mice, and pigs cannot metabolize, so by administering lactulose, the number of Bifidobacterium specifically in the tumor tissue This is because of the increase. The dosage is preferably about 24 to 48 g / body per adult day, regardless of the frequency of administration.
[0051]
  The medicament of the present invention can be used in combination with other antitumor agents and the like. In general, it is preferably used in combination with several kinds of antitumor agents having different mechanisms of action. Other antitumor agents include, for example, alkylating agents, various antimetabolites, antitumor antibiotics, other antitumor agents, antitumor plant components, BRM (biological response control substances), angiogenesis Inhibitors, cell adhesion inhibitors, matrix metalloprotease inhibitors, hormones, vitamins, antibacterial antibiotics or chemotherapeutic agents. More specifically, as the alkylating agent, for example, an alkylating agent such as nitrogen mustard, nitrogen mustard N-oxide, chlorambutyl; for example, an aziridine-based alkylating agent such as carbocon, thiotepa; Epoxide alkylating agents such as bromodalcitol; for example, carmustine, lomustine, semustine, nimustine hydrochloride, streptozocin, chlorozotocin, ranimustine and other nitrosourea alkylating agents; busulfan; toprolic acid toprosulphan; dacarbazine and the like Can be mentioned. Examples of various antimetabolites include, for example, purine antimetabolites such as 6-mercaptopurine, 6-thioguanine, thioinosine, and pyrimidine metabolism antagonists such as fluorouracil, tegafur, tegafur uracil, carmofur, doxyfluridine, broxuridine, cytarabine, and enocytabine. Agents, antifolates such as methotrexate, trimethrexate, and the like, and salts or complexes thereof.
[0052]
  Antitumor antibiotics include, for example, anthracycline antibiotic antitumor agents such as mitomycin C, bleomycin, peplomycin, daunorubicin, aclarubicin, doxorubicin, pirarubicin, THP-adriamycin, 4'-epidoxorubicin, epirubicin, chromomycin AThree, Actinomycin D and the like and salts or complexes thereof. Other antitumor agents include, for example, cisplatin, carboplatin, tamoxifen, camptothecin, ifosfamide, cyclophosphamide, melphalan, L-asparaginase, acecraton, schizophyllan, picibanil, ubenimex, krestin, and salts or complexes thereof Is mentioned. In addition, procarbazine, pipbloman, neocartinostatin, hydroxyurea and the like can also be mentioned. Examples of the antitumor plant component include vinca alkaloids such as bisidecin, vincristine and vinblastine, epipodophyllotoxins such as etoposide and teniposide, and salts or complexes thereof. Examples of BRM include tumor necrosis factor, indomethacin, and salts or complexes thereof. Examples of the angiogenesis inhibitor include fumagillol derivatives and salts or complexes thereof. Examples of the cell adhesion inhibitor include substances having an RGD sequence, and salts or complexes thereof. Examples of the matrix metalloprotease inhibitor include marimastat, batimastat, and salts or complexes thereof. Examples of hormones include hydrocortisone, dexamethasone, methylprednisolone, prednisolone, plasterone, betamethasone, triamcinolone, oxymetholone, nandrolone, methanolone, phosphaterol, ethinyl estradiol, chlormadinone, medroxyprogesterone, and salts or complexes thereof. Is mentioned. Examples of vitamins include vitamin C, vitamin A, and salts or complexes thereof.
[0053]
  Bifidobacterium administered to patients according to the present invention can be easily killed with antibiotics. This is important for further improving the safety of the gene delivery system according to the present invention.
[0054]
【Example】
  Examples are shown below, but the present invention is not limited to the following examples. In the Examples, unless otherwise specified, the method described in Molecular Cloning 2nd edition was used as a method for handling DNA and the like.
Example 1 in tumor tissueB.longumConfirmation of accumulation and proliferation
(1) For cancer-bearing animalsB.longumSolution preparation
B.longum105-A orB.longum108-A [Biosci. Biotech. Biochem. ,61, 1211 (1997)] for the administration of cancer-bearing animalsB.longumThe solution was prepared as follows. In addition,B.longum105-A was cultured as follows under non-selective conditions (in the absence of spectinomycin) and then agar-containing modified Briggs broth (modified Briggs broth supplemented with 75 μg / ml spectinomycin). In addition, agar was added to 1.5%), and the plasmid was dropped, so that it can be obtained as a strain showing spectinomycin sensitivity.B.longum105-A orB.longum108-A is a modified Briggs medium [solution A [0.5 g / 1 soluble starch, 6.0 g / 1 Bacto Yeast extract (Difco), 15.0 g / 1 polypeptone, 2.0 g / l sodium glutamate, 10.0 g / 1 sodium acetate trihydrate, 4.0g / 1 potassium dihydrogen phosphate, 5.0g / 1 sodium chloride, 1.0g / 1 tween80, 400ml / 1 tomato juice extract (tomato juice extract is canned tomato juice ( (400 ml of Delmonte) Add 400 ml of water to 400 ml, incubate at 60 ° C for 1 hour, hold at 100 ° C for 5 minutes, add a small amount of High Flow Supercell (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), stir, and filter with an aspirator ), Adjusted to pH 6.8 with sodium hydroxide and autoclaved], B solution [20% lactose aqueous solution autoclaved], C solution [20.0 g / 1 L-cysteine, 340 g / 1 Sodium ascorbate Sterilized by filtration) and inoculated into a mixture of A solution 100: B solution 10: C solution 1], and allowed to grow to mid-logarithmic growth by static culture at 37 ° C under anaerobic conditions. It was. The obtained culture solution was centrifuged to precipitate the cells and the supernatant was removed. Then, PBS (phosphate buffered saline, 8 g / 1 sodium chloride, 0.2 g / 1 potassium chloride, 1. 44 g / 1 disodium hydrogen phosphate, 0.24 g / 1 potassium dihydrogen phosphate, PH 7.4) were added and suspended, and the centrifugation was repeated twice as above to wash the cells. After centrifuging for the second time, by adding 10 times the volume of the culture medium first subjected to centrifugation or 1/50 volume of PBS to the cells after removing the supernatant,B.longumA solution was prepared.
[0055]
(2) To cancer-bearing animalsB.longumAdministrationB.longumTwo types of tumor-bearing mice in which B16-F10 melanoma cells or Luwis lung cancer cells were transplanted into 6-8 week old male C57BL / 6 mice (purchased from Japan SLC), and Tumor-bearing rats prepared by administering 7,12-dimethylbenz [a] anthracene (DMBA) to 6-week-old male Spraque-Dawley rats (purchased from SLC, Japan) were used.
B16-F10 melanoma cells and Luwis lung cancer cells used for mouse inoculation were each Dulbecco's modified Eagle medium containing 10% fetal bovine serum [Virology,8, 396 (1959), Virology,12, 185 (1960)] at 37 ° C, 5% CO2It was prepared in a single layer culture under the conditions described above. The cultured cancer cells are 5 x 10FiveAs a tumor-bearing mouse that inoculates the right thigh muscle of C57BL / 6 mice and has a solid tumor in the right extremity 2 weeks after inoculationB.longumIt was used for the administration test. For chemically induced breast cancer rats, 6-week-old male Spraque-Dawley rats should be administered 1 ml of DABA (10 mg / ml) dissolved in sesame oil intragastrically using a sonde, and one week later, an equal amount of DMBA should be administered. It was produced by. As a chemically-induced breast cancer rat after the second dose, when the tumor size reached 5 mm in diameter from one and a half to two monthsB.longumIt was used for the administration test. To cancer-bearing animalsB.longumWas prepared in (1) above.B.longum0.5 ml of the bacterial cell solution or 10-fold diluted solution for miceB.longum 5-6 × 106Cell) and 0.5ml (2 x 10) of 1/50 concentrated solution in rats.8Cell fraction) was performed by systemic administration once via the tail vein.
[0056]
(3)B.longumOf selective accumulation in tumor tissue and selective growth in tumor tissue
  B.longum6 to 8 tumor-bearing mice were administered and were sacrificed over time, 1, 24, 48, 72, 96, and 168 hours after administration, and 6 cancer-bearing rats were sacrificed and 168 hours after administration. The tumor tissue and normal tissue are removed, and each tissue extract is anaerobically cultured.B.longumAccumulation and proliferation were analyzed. The normal tissue was lung, liver, spleen, kidney and heart, the mouse tumor tissue was a tumor tissue formed in the right thigh, and the rat tumor tissue was a breast cancer tissue. The tissue extract was obtained by measuring the weight of the tissue in a sterile environment, crushing sufficiently after cutting, adding 10 times the amount of ice-cold PBS to the tissue, homogenizing, and filtering. . In each organizationB.longumThe distribution of was analyzed as follows. Dissolve the tissue extract prepared above (diluted to contain 0.01 g of tissue per 100 μl) in 100 μl aliquots in two dishes and incubate at 55 ° C in advance to dissolve. Pour 20g / l L-cysteine and 340mg / l sodium ascorbate Briggs agar medium (Briggs medium with 1.5% agar) into the above-mentioned sheare, stir well, and leave at room temperature Solidified. The petri dish has been grown in an air sealed desiccator under anaerobic conditions at 37 ° C for 3 days.B.longumBy counting colonies ofB.longumEach tissue distribution was analyzed. as a result,B.longumBoth Lewis lung cancer cell-inoculated bile cancer mice systemically administered with 105-A or 108-A have 60,000 cells per gram of tumor tissue.B.longumColonies were observed. In contrast, in normal tissues such as lung, liver, spleen, kidney and heart, 108-A was not observed after 96 hours and 105-A was not observed after 168 hours (FIG. 7).
  B.longumSimilar results as described above were obtained in tumor-bearing mice inoculated with B16-F10 melanoma cells administered with 105-A or 108-A.B.longum In chemically induced breast cancer rats administered systemically with 105-A, 10,000 rats per gram of tumor tissue.B.longumWere observed in normal tissues such as lung, liver, spleen and kidney after 168 hours (FIG. 8). From the above results,B.longumWas confirmed to accumulate and proliferate specifically in the tumor tissue.
[0057]
(4) By lactulose (1acturose; 4-0-β-D-galactopyranosyl-D-fructofuranose) administrationB.longumIn tumor tissue
  Lactulose (sold by Nikken Chemical) is a synthetic sugar that does not exist in nature, and it is known that humans, mice and pigs cannot metabolize 1acturose [Biochem. Biophys. Acta,110635 (1965), Pediatrics,32, 1033 (1963), Gastroenterology,47, 26 (1964), Die Nahrung,1139 (1967)]. on the other hand,B.longumCan grow using 1acturose as a carbon source. there,B.longumIn 6 to 8 Lewis lung cancer cell bearing mice administered 105-A,B.longumAfter the administration, 1 ml of 20% lactose solution is intraperitoneally administered for 8 days every day, and the mice are sacrificed on the 9th day and are present in each tissue.B.longumAs a result of the analysis of the number of bacteria, it is present in the tumor tissue of the lactose-administered tumor-bearing mouse group compared to the control of the lactulose-non-administered groupB.longumThe number of bacteria was 200 times. Based on the above results, administration of lactulose resulted in tumor tissue.B.longumHas been shown to be capable of selective growth.
[0058]
Example 2 Recombination with plasmid DNA in tumor tissueB.longumSpecific accumulation and proliferation
(1) Recombination with plasmid DNAB.longumCreate
By the method described in Example 1 (1) under anaerobic conditionsB.longum 105-A was cultured and then placed at 4 ° C. Next, the culture solution was centrifuged to precipitate the cells, the supernatant was removed, and then ice-cooled 10% glycerol solution was added and suspended. By returning the above operation over 3 lines,B.longumThe cells were thoroughly washed. After the final wash, the supernatant is removed, and 1/10 volume of the ice-cooled 10% glycerol solution is added and suspended in the first centrifugation, and the cells are subjected to transformation by electroporation. A body sample (2 × 108~ 2 × 109Colony forming unit (CFU) / 50 μl). The plasmid DNA used for transformation, pBLES100 [Biosci. Biotech. Biochem. ,61, 1211 (1977)], Biosci. Biotech. Biochem. ,61, 1211 (1997), a plasmid can be extracted from FERM BP-7274 deposited at the Institute of Biotechnology, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology by a conventional method, and the DNA can be used as a restriction enzyme.HinAfter digestion with dIII (Takara Shuzo), phenol treatment and ethanol precipitation, DNA is dissolved in water, etc., and T4DNA ligase (Takara Shuzo) is used according to the instructions attached to the product. It can also be obtained by binding by a chemical reaction.B.longumPBLES100 used for the transformation of was prepared as follows. Using pBLES100 obtained as described aboveEscherichiacoli(E.coli) A transformant of JM109 was obtained, and the transformant was cultured in the presence of 75 μ / ml spectinomycin. By extracting the plasmid pBLES100 from the culture obtained by the culture according to a conventional method and purifying by cesium chloride density gradient ultracentrifugation (Molecular Cloning 2nd Edition),B.longumPBLES100 was obtained for transformation. 50 μl prepared aboveB.longum The 105-A cell sample and 4 μl pBLES100 (1 μg DNA / 4 μ1) were mixed in a 0.2 cm-wide electroporation cuvette (manufactured by Bio-Rad), and placed on ice for 5 minutes. The cuvette was set in Gene Pulser (manufactured by Bio-Rad), and transformation by electroporation was performed under the conditions of 2.0 KV, 25 μF capacitor, and 200 Ω parallel resistance. After applying the electric pulse, 1 ml Briggs medium was quickly added to the cuvette, and the cuvette was allowed to stand at 37 ° C. for 3 hours, and then applied to a Briggs agar plate containing 75 μg / ml spectinomycin. The plate was cultured at 37 ° C. for 3 to 4 days under anaerobic conditions using Gas Pack Anaerobic Systems (BBL). Pick up several colonies that appeared, culture them by the method described in Example 1 (1), add QIAGEN Plasmid MiniKit (Qiagen) to the P1 solution in which the cells were dissolved, add lysozyme at 37 ° C. The plasmid DNA retained by the colony was extracted by using it according to the method of use attached to the kit except that it was kept warm for 40 minutes. The extracted plasmid DNA was digested with several types of restriction enzymes, and then its structure was confirmed by agarose gel electrophoresis, and it was confirmed that the colony retained pBLES100. The recombinant obtained aboveB.longumIt was named 105-A / pBLES100.
[0059]
(2) Recombination into cancer-bearing animalsB.longumStrain administration
For cancer-bearing animalsB.longumThe 105-A / pBLES100 solution was prepared in the same manner as in Example 1 (1) except that 75 μg / ml spectinomycin was added to the modified Briggs medium and cultured. Administration of the solution to tumor-bearing mice was performed using tumor-bearing mice transplanted with B16-F10 melanoma cells in tumor-bearing mice, and administration to tumor-bearing rats was carried out using chemically-induced breast cancer rats. The same procedure as in Example 1 (2) was performed.
(3) RecombinationB.longum Selective accumulation and growth of tumor lines in tumor tissueB.longum Six to eight tumor-bearing mice and 6 tumor-bearing rats administered with the 105-A / pBLES100 solution were sacrificed on the 4th day, and the tumor tissue and each of the tumor-bearing mice were measured according to the method described in Example 1 (3). In normal tissueB.longumThe distribution of 105-A / pBLES100 was analyzed. However, 75 μg / ml spectinomycin was added to the medium mixed with the tissue extract. As a result, the tumor-bearing mice inoculated with B16-F10 melanoma cells and Luwis lung cancer cells were also non-recombinant.B.longum Distributed in the tumor tissue of the control group treated with 105-AB.longumCompared to the number of cellsB.longum Distributed in tumor tissue of tumor-bearing mice treated with 105-A / pBLES100B.longumThe number of cells of 105-A / pBLES100 did not decrease (FIG. 9). Similar results were obtained in chemically induced breast cancer rats (FIG. 8). From the above results, in the tumor tissue,B.longum105-A was found to be able to stably maintain plasmid pBLES100.
Next, non-recombinantB.longum ,andB.longumEach day from the next day of administration, 200 mg / kg of spectinomycin was intraperitoneally administered to tumor-bearing mice administered with 105-A / pBLES100, and the mice were sacrificed on the fourth day.B.longumEach tissue distribution was analyzed. Non-recombinant compared to the control group that received intraperitoneal PBS daily instead of spectinomycinB.longumIn tumor-bearing mice treated with pectin, distributed in tumor tissue by administration of spectinomycinB.longum The number of bacteria decreased to 1% or less.B.longumIn tumor-bearing mice administered with 105-A / pBLES100, even when spectinomycin is administered, it is distributed in the tumor tissueB.longum The number of 105-A / pBLES100 bacteria was 81% of that in the control group (FIG. 9). From the above results, it was confirmed that the spectinomycin resistance gene was expressed specifically in the tumor tissue.
[0060]
Example 3 Recombination that highly expresses cytosine deaminase (CD)B.longum Containing an antitumor agent
(1)B.longum Acquisition of highly expressed genes in cells
B.longum HU gene known as a highly expressed gene in cells [HU protein: histone-like DNA binding protein, Biochimie,72, 207 (1990)] was obtained by the following method.B.longumThe ATCC15707 strain was cultured in Briggs medium according to the method described in Example 1 (1), and chromosomal DNA was extracted and purified from the obtained cells according to the method described in Molecular Cloning 2nd edition. 1 μg of the chromosomal DNA is used as a restriction enzymeHinDigested with dIII and purified by phenol treatment and ethanol precipitation. Also, PBR322 (purchased from Takara Shuzo)HinThe product was digested with dIII and purified in the same manner after dephosphorylation. 100 ng of each DNA was ligated by using T4 DNA ligase (Takara Shuzo) according to the instructions attached to the product to obtain recombinant DNA.
Next, using the recombinant DNAE.coli mH3 [Gene,45, 37 (1986)] was transformed according to a conventional method to obtain a transformant resistant to ampicillin and sensitive to tetracycline. Plasmid DNA was extracted from the obtained approximately 2000 transformants according to a conventional method. coli YK2741 [Gene,89, 133 (1990)]. The YK2741 strain is deficient in HU gene and IHF (Integration Host Factor) gene, and thus exhibits low temperature sensitivity. Therefore, transformants that can grow at low temperatures areB.longumThere is a possibility of a strain carrying the HU gene derived from. Transformation was carried out according to a conventional method, applied to ampicillin-containing agar medium, cultured at 27 ° C., and the grown transformant was used for later experiments.
Next, the transformant of YK2741 strain obtained above was cultured, and the plasmids retained by each strain were extracted by the above method,E.coliYK1340 [J. Mol. Biol. ,204, 581 (1988)]. The resulting transformant was subjected to Mu phage infection test according to the method of Molecular Cloning 2nd edition. The YK1340 strain is a HU gene-deficient strain, and Mu phage requires HU protein for its growth.B.longumIt is a promising candidate for a strain carrying the HU gene. One of the plasmids possessed by ampicillin resistance and capable of infecting and growing Mu phages and possessing a lytic strain was named pBLHU15, and its structure and properties were analyzed.B.longumThe plasmid was confirmed to have the derived HU gene (FIG. 10).
[0061]
(2) Preparation of cytosine deaminase (CD) high expression plasmid
The gene encoding CD is a DNA having the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 2 using the plasmid pAdex1CSCD (RIKEN Genebank RDB No. 1591) containing the gene encoding CD derived from E. coli as a template and SEQ ID NO: The DNA having the base sequence represented by 3 was obtained as a primer set by PCR. PCR is template DNA 125ng / l, each primer 0.5 / μmol / l, Pfu DNA polymerase (Stratagene) 2.5units, Pfu DNA polymerase x10 buffer (Stratagene) 4μl, deoxy Using 40 μl of the reaction solution containing 200 μmol / l of NTP, the process was repeated 30 times at 94 ° C. for 1 minute, 55 ° C. for 1 minute, and 72 ° C. for 1 minute, and then kept at 72 ° C. for 15 minutes . A portion of the reaction solution was subjected to agarose gel electrophoresis, and it was confirmed that a fragment of about 1.3 kb was amplified. The remaining reaction solution was purified by phenol treatment / ethanol precipitation, and then TOPO vector (Funakoshi) Manufactured by the above-mentioned kit. Using the recombinant DNA obtained by ligation,E.coli JM109 was transformed, plasmid DNA was extracted from the obtained transformant, and it was confirmed by subjecting various restriction enzyme digests to agarose gel electrophoresis that the target plasmid pTOPO-eCD was constructed. . pTOPO-eCD is a restriction enzymeNspV (Takara Shuzo), andHpaAfter digestion with I (Takara Shuzo), agarose gel electrophoresis was performed, and a DNA fragment encoding about 1.3 kb CD was purified using Gene clean kit (Funakoshi) according to the instruction manual. Similarly, plasmid pBLHU15 obtained in Example 3 (1)NspV andHpaDigested with I and purified a 6.7 kb DNA fragment. The 1.3 kb and 6.7 kb DNA fragments obtained above were ligated using the kit described above to obtain recombinant DNA, and the recombinant DNA was used.E.coli JM109 was transformed according to a conventional method. Among the obtained transformants, several strains were cultured, plasmids were extracted from the culture, and DNA digested with various restriction enzymes was analyzed by agarose gel electrophoresis, so that the downstream of the HU gene promoter. It was confirmed that plasmid DNA incorporating the CD gene could be obtained.
Next, the plasmid DNA isHinA 3.6 kb DNA fragment containing the gene encoding HU gene and CD was separated by digestion with dIII and agarose gel electrophoresis, and purified using Gene clean kit. Also mentioned aboveEscherichia-BifidobacteriumPBLES100 is also a shuttle vectorHinIt was digested with dIII and dephosphorylated. The above 3.6 kb DNA fragment and pBLES100HinThe dIII digest is ligated using the above kit to produce recombinant DNA, and the recombinant DNA is used.E.coli JM109 was transformed according to a conventional method. After picking up several strains of transformants showing resistance to sectinomycin, extracting the plasmid DNA of the transformants according to a conventional method, digesting them with various restriction enzymes, and then constructing the desired plasmid by agarose gel electrophoresis. Confirmed that. Having a gene encoding CD downstream of the promoter of the HU gene, prepared as described above,Esherichia-BifidobacteriumWas designated as pBLES100-S-eCD (FIG. 11). Also, have pBLESlOO-S-eCD obtained aboveE.Coli From JMlO9,B.longumThe plasmid for transformation was prepared by cesium chloride density gradient centrifugation according to the method described in Example 2 (1). Using the pBLESlOO-S-eCD prepared as described above, according to the method described in Example 2 (1),B.longum105-A was transformed, and the resulting transformed strain wasB.longum It was named 105-A / pBLESlOO-S-eCD.
B.longum The 105-A / pBLESlOO-S-eCD is based on the Budapest Treaty, and the Institute of Biotechnology, Institute of Industrial Science and Technology, Ministry of International Trade and Industry, August 15, 2000, 1-3 1-3 Higashi, Tsukuba, Ibaraki, Japan No. (postal code 305-8586) is deposited under the accession number FERM BP-7274.
[0062]
Example 4 Recombination that highly expresses CDB.longumContaining an antitumor agent
(1) To cancer-bearing animalsB.longum Administration of 105-A / pBLESlOO-S-eCD Used to administer cancer-bearing animalsB.longumThe 105-A / pBLES100-S-eCD solution was prepared according to the method described in Example 2 (2). The administration of the solution to a tumor-bearing mouse was performed using a tumor-bearing mouse in which B16-FlOmelanoma cells were transplanted into the right thigh muscle in a tumor-bearing mouse, and 1 × 107Private note.
(2) Specific conversion in tumor tissue from 5-fluorocytosine (5-FC) to 5-fluorouracil (5-FU)
In Example 4 (1),B.longum To 6-8 tumor-bearing mice administered with 105-A / pBLES100-S-eCD, 500 mg / kg of 5-FC was administered intraperitoneally every day, together with 1 ml of 20% 1acturose solution.B.longum From the next day of administration of 105-A / pBLESlOO-S-eCD, intraperitoneal administration was performed every day. The administration was performed until the cancer-bearing mouse was sacrificed. Also, for controlB.longum5-FC was administered every day in the same manner as described above using tumor-bearing mice that did not receive 105-A / pBLESlOO-S-eCD locally.B.longumOn day 8 after administration of 105-A / pBLESlOO-S-eCD, the tumor-bearing mice were sacrificed, and the 5-FU concentration in the thigh tumor tissue was measured. The measurement of 5-FU concentration isB.longumA tumor tissue locally injected with 105-A / pBLESlOO-S-eCD and a tumor tissue not locally injected were removed, and 5-FU concentration measurement in the tumor tissue [GC-MS method, J. Biol. Chromatography,564, 137 (1991)] was commissioned to Otsuka Assay Laboratory. as a result,B.longum Compared to the ability to detect only 10-Ong / g of 5-FU in the tumor tissue without local injection of 105-A / pBLESlOO-S-eCD,B.longumIn the tumor tissue locally injected with 105-A / pBLESlOO-S-eCD, 588.8 ng / g of 5-FU was detected. From the above results, it was confirmed that 5-FC administered systemically was converted into 5-FU specifically in the tumor tissue.
[0063]
【The invention's effect】
  The present invention uses a part of Bifidobacterium genus Bifidobacterium, which is a part of human intestinal resident bacteria, as a gene transport carrier in a tumor tissue in an anaerobic environment. Provided are a method for expressing a substance having specific antitumor activity or a convertase, and a transformed or mutated microorganism belonging to the genus Bifidobacterium used in the method. By using this method mainly for the treatment of solid tumors, it is possible to selectively treat tumors and to reduce the side effects of conventional chemotherapeutic agents on tumors. In addition, there is an effect that a drug that has been effective for cancer but could not be used due to side effects may be used again. Another object of the present invention is to provide an expression vector for highly expressing a protein encoded by DNA introduced into a microorganism belonging to the genus Bifidobacterium. Thereby, the treatment of the tumor tissue in an anaerobic environment, mainly a solid tumor, can be performed efficiently.
[0064]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a schematic diagram of a plasmid of pBLESlOO. The part represented by a single line represents the Escherichia coli vector pBR322, and the part represented by the bold line isB.longumPTB6 plasmid (3.6 kb) derived from fungi, the part indicated by the outlined line is a 1.1 kb derived from Enterococcus faecalisHindIIIEcoRepresents RI fragment. Also, SpecrRepresents the spectinomycin resistance gene and Ori represents the origin of replication.
FIG. 2 shows a plasmid schematic diagram of pBL595.
FIG. 3 shows a schematic diagram of a plasmid of pBLEMlOO. In addition, the thickly painted partB.longumThis represents the plasmid pBL595 derived from the strain SBT595.AvaI ・HinIt represents the dIII fragment, and the thin line part is that of pAMβ1 derived from Enterococcus faecalisHindIIIAvaRepresents the I fragment.
FIG. 4 shows a schematic diagram of a plasmid for pBL67.
FIG. 5 shows a schematic diagram of a plasmid for pBL78.
FIG. 6 shows a schematic diagram of a plasmid of pBLESlOO incorporating HU gene and cytosine deaminase. The part represented by the single line represents the Escherichia coli vector pBR322, and the part represented by the bold line isB.longumPTB6 plasmid (3.6 kb) derived from a fungus, and the portion represented by a hollow line is a 1.1 kb derived from Enterococcus Faecalis.HindIIIEcoRepresents the RI fragment,B.longumFungal geneHinRepresents the dIII-treated fragment, the part indicated by the outlined line with an arrow in it represents the CD gene derived from E. coli, and the shaded part in front of it (closer to Ori) is the HU gene The region containing the promoter, and the hatched part behind it represents the region containing the terminator. Also, SpecrRepresents the spectinomycin resistance gene and Ori represents the origin of replication.
[Fig. 7] Cancer-bearing miceB.longumIt is the figure which showed the colony number of this microorganisms which exist in various organ tissue and tumor tissue after intravenously administering a microbe. ○B.longum105-A, □B.longumThe result at the time of giving 108-A is shown.
[Fig. 8] To cancer-bearing ratsB.longum105-A (shown in shaded) or transformed with pBLESlOOB.longumFIG. 10 is a graph showing the number of colonies of the microorganisms present in various organ tissues and tumor tissues 168 hours after intravenous administration of 105-A (shown in white).
[Fig. 9] In tumor-bearing miceB.longum105-A, orB.longumIt is a figure which shows the colony number of each microorganisms which exist in a tumor cell when 105-A / pBLESlOO is administered intravenously and spectinomycin is administered. The outline isB.longumlO5-A, shadedB.longum105-A / pBLESlOO represents the administration group, control is the non-administration of spectinomycin, and spectinomycin is the administration group of spectinomycin.
FIG. 10B.longumThe schematic diagram of plasmid pBLHU15 containing DNA which codes HU protein derived from is shown. The dotted pattern isB.longumFungal geneHinRepresenting the dIII-treated fragment, the part represented by the single line and the hollow line represents the pBR322 plasmid, and the part represented by the bold line isB.longumRepresents the HU gene derived from. Also AmprShows the ampicillin resistance gene, TerrRepresents the tetracycline resistance gene and Ori represents the origin of replication.
[Fig. 11] E. coli-derived CD incorporatedB.longumIt is a figure which shows the construction process of the expression plasmid vector pBLESlOO-S-eCD for use.
[Sequence Listing]
[0065]
Figure 0003642755
Figure 0003642755

Claims (7)

嫌気的環境下にある腫瘍組織特異的に(a)抗腫瘍活性を有する蛋白質をコードするDNA、又は(b)抗腫瘍物質前駆体を抗腫瘍物質に変換する活性を有する蛋白質をコードするDNAを輸送することができる遺伝子輸送担体であって、ビフィドバクテリウム・ロンガム( Bifidobacterium longum )由来のヒストン様DNA結合蛋白質(HU蛋白質)をコードする遺伝子の発現に係るプロモーターを有し、プロモーターとして配列番号1に記載の塩基配列の塩基番号1〜192で表されるDNAを使用し、該プロモーターの下流に、前記(a)抗腫瘍活性を有する蛋白質をコードするDNA、又は(b)抗腫瘍物質前駆体を抗腫瘍物質に変換する活性を有する蛋白質をコードするDNAが組み込まれた発現ベクターで形質転換されており、前記腫瘍組織内で前記(a)抗腫瘍活性を有する蛋白質をコードするDNA、又は(b)抗腫瘍物質前駆体を抗腫瘍物質に変換する活性を有する蛋白質をコードするDNAを発現することができるビフィドバクテリウム・ロンガムからなる遺伝子輸送担体。 Specific to tumor tissue under anaerobic environment (a) DNA encoding a protein having antitumor activity, or (b) DNA encoding a protein having activity of converting an antitumor substance precursor into an antitumor substance A gene transporter that can be transported , having a promoter for expression of a gene encoding a histone-like DNA-binding protein (HU protein) derived from Bifidobacterium longum , SEQ ID NO: A DNA encoding the protein having antitumor activity, or (b) a precursor of an antitumor substance, wherein the DNA represented by the base number 1 to 192 of the base sequence according to 1 is used and downstream of the promoter Transformed with an expression vector incorporating a DNA encoding a protein having an activity of converting the body into an antitumor substance, A bifido capable of expressing in the tissue (a) a DNA encoding a protein having antitumor activity, or (b) a DNA encoding a protein having an activity of converting an antitumor substance precursor into an antitumor substance Gene transport carrier consisting of bacteria longum. 発現ベクターが、ビフィドバクテリウム・ロンガム(Bifidobacterium longum)由来のヒストン様DNA結合蛋白質(HU蛋白質)をコードする遺伝子の発現に係るターミネーターを有することを特徴とする請求項1に記載の遺伝子輸送担体。 Expression vector, according to claim 1, characterized in that it comprises a Bifidobacterium longum (Bifidobacterium longum) engaging filter terminator for expression of genes encoding histone-like DNA-binding protein (HU protein) genes from Transport carrier. 抗腫瘍活性を有する蛋白質が、インターロイキン−2であることを特徴とする請求項1又は2に記載の遺伝子輸送担体 The gene transport carrier according to claim 1 or 2, wherein the protein having antitumor activity is interleukin-2. 抗腫瘍活性を有する蛋白質が、エンドスタチンであることを特徴とする請求項1又は2に記載の遺伝子輸送担体 The gene transport carrier according to claim 1 or 2, wherein the protein having antitumor activity is endostatin . 抗腫瘍物質前駆体を抗腫瘍物質に変換する活性を有する蛋白質が、シトシンデアミナーゼであることを特徴とする請求項1又は2に記載の遺伝子輸送担体Protein having an activity of converting an antitumor substance precursor to an antitumor substance is a gene delivery carrier according to claim 1 or 2, characterized in that cytosine der Greg peptidase. (a)抗腫瘍活性を有する蛋白質をコードするDNA、又は(b)抗腫瘍物質前駆体を抗腫瘍物質に変換する活性を有する蛋白質をコードするDNAを発現することができるビフィドバクテリウム・ロンガムが、ビフィドバクテリウム・ロンガム105−A/pBLES100−S−eCD(FERM BP−7274)であることを特徴とする請求項4記載の遺伝子輸送担体 (A) DNA encoding a protein having antitumor activity, or (b) Bifidobacterium longum capable of expressing a DNA encoding a protein having an activity of converting an antitumor substance precursor into an antitumor substance but Bifidobacterium longum 105-a / pBLES100-S- eCD (FERM BP-7274) according to claim 4, wherein the gene delivery carrier, which is a. 請求項1〜のいずれか1項に記載されている遺伝子輸送担体を含有してなる医薬。A medicament comprising the gene transport carrier according to any one of claims 1 to 6 .
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