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特開2024-107295操作された産生細胞株ならびにそれを作製および使用する方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024107295
(43)【公開日】2024-08-08
(54)【発明の名称】操作された産生細胞株ならびにそれを作製および使用する方法
(51)【国際特許分類】
   C12N 5/10 20060101AFI20240801BHJP
   C12N 7/01 20060101ALI20240801BHJP
   C12N 15/113 20100101ALI20240801BHJP
   C12N 15/864 20060101ALN20240801BHJP
【FI】
C12N5/10 ZNA
C12N7/01
C12N15/113 Z
C12N5/10
C12N15/864 100Z
【審査請求】有
【請求項の数】1
【出願形態】OL
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2024094278
(22)【出願日】2024-06-11
(62)【分割の表示】P 2021559793の分割
【原出願日】2020-04-09
(31)【優先権主張番号】62/839,207
(32)【優先日】2019-04-26
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】62/833,548
(32)【優先日】2019-04-12
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】62/979,483
(32)【優先日】2020-02-21
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】513009107
【氏名又は名称】ウルトラジェニックス ファーマシューティカル インコーポレイテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100078282
【弁理士】
【氏名又は名称】山本 秀策
(74)【代理人】
【識別番号】100113413
【弁理士】
【氏名又は名称】森下 夏樹
(74)【代理人】
【識別番号】100181674
【弁理士】
【氏名又は名称】飯田 貴敏
(74)【代理人】
【識別番号】100181641
【弁理士】
【氏名又は名称】石川 大輔
(74)【代理人】
【識別番号】230113332
【弁護士】
【氏名又は名称】山本 健策
(72)【発明者】
【氏名】オーブリー アール. ティアナン
(72)【発明者】
【氏名】ニコラス リチャーズ
(57)【要約】
【課題】操作された産生細胞株ならびにそれを作製および使用する方法の提供。
【解決手段】本出願は、組換えアデノ随伴ウイルス(rAAV)力価を増加させるための、1つまたは複数の遺伝子および/またはタンパク質の発現および/または活性を低下させるように操作されたrAAVパッケージングおよび/または産生細胞株に関する。操作された細胞株を生成する方法も本明細書に記載される。さらに、rAAVの産生に関連する1つまたは複数の遺伝子および/またはタンパク質を同定する方法もまた、本明細書に記載される。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
明細書に記載の発明。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願への相互参照
本出願は、2019年4月12日に出願された米国仮特許出願第62/833,548号、2019年4月26日に出願された米国仮特許出願第62/839,207号および2020年2月21日に出願された米国仮特許出願第62/979,483号に基づく利益および優先権を主張しており、これらの開示はすべての目的のためにその全体が参考として本明細書によって援用される。
【0002】
配列表
本出願は、ASCIIフォーマットにおいて電子的に提出され、その全体が参考として本明細書によって援用される配列表を含有する。2020年4月9日に作成された前記ASCIIコピーはULP-005WO_SL.txtという名称であり、113kbバイトのサイズである。
【0003】
開示の分野
本出願は全体として、組換えアデノ随伴ウイルス(rAAV)力価を増加させるための、操作された産生および/またはパッケージング細胞株、ならびに操作された産生および/またはパッケージング細胞株を生成する方法に関する。
【背景技術】
【0004】
背景
rAAVに基づくベクターは、ヒト遺伝子治療のための最も有望なビークルのうちの1つである。rAAVベクターは、多岐にわたる遺伝子治療応用に関して検討されている。特に、rAAVベクターは、分裂細胞および非分裂細胞に治療遺伝子を送達することができ、これらの遺伝子は、標的細胞のゲノムに組み込まれることなく、長期間存続することができる。rAAVを産生するための系は、過去20年にわたって発展してきたが、いくつかの問題が依然として解決されていない。rAAV産生系の1つの制限はrAAV粒子の低力価収率である。前臨床段階におけるrAAVに基づく遺伝子産物の医薬品としての開発は、ヒトにおける投薬量を予測するのに役立つ完全な毒性および体内分布研究を可能にするために、より大型の種における研究のための大量のrAAVベクターを必要とする。さらに、現在のrAAV産生系は低力価収率をもたらすため、ヒト試験および商業的な応用における使用に十分なレベルのrAAVを製造することは困難である。研究者らは十分に高力価のrAAV粒子を生成する多数の方法を探索しているが、依然としてこの問題に対処する大きな必要性がある。特に、高力価収率を伴う高品質rAAVを産生することができる効率的な細胞株に対する必要性がある。本明細書に記載される操作された細胞株による高力価rAAVの産生は、このベクター系のin vivoにおける遺伝子治療使用のための応用を促す。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0005】
要旨
本開示は、1つまたは複数の遺伝子および/またはタンパク質が改変されている細胞を含むrAAVパッケージングおよび/または産生細胞株を提供することによって、遺伝子治療応用のための改善されたrAAV力価を得ることに対する必要性に対処する。また、rAAVの産生に関連する1つまたは複数の遺伝子および/またはタンパク質を同定する方法、ならびに操作されたrAAVパッケージングおよび/または産生細胞株を生成する方法も本明細書に記載される。
【0006】
対照親細胞と比較して高い力価のrAAVを産生することができる細胞を含むrAAVパッケージングおよび/または産生細胞株を生成する組成物および方法が本明細書に記載される。より具体的には、1つまたは複数の遺伝子および/またはタンパク質の発現がモジュレートされ、結果として対照親細胞と比較して高いrAAV力価をもたらす細胞を含むrAAVパッケージングおよび/または産生細胞株が本明細書において提供される。一態様では、本開示は、1つまたは複数の遺伝子および/またはタンパク質の発現が対照親細胞と比較して低下している細胞を含むrAAVパッケージングおよび/または産生細胞株を提供する。例えば、ATP5EP2(ATP合成酵素F1サブユニットイプシロン偽遺伝子2)、LINC00319(長鎖遺伝子間非タンパク質コードRNA319)、CYP3A7(シトクロムP450ファミリー3サブファミリーAメンバー7)、ABCA10(ATP結合カセットサブファミリーAメンバー10)、NOG(ノギン)、RGMA(反発性ガイダンス分子BMP共役受容体A)、SPANXN3(SPANXファミリーメンバーN3)、PGA5(ペプシノゲンA5)、MYRIP(ミオシンVIIAおよびRab相互作用タンパク質)、KCNN2(カルシウム活性化カリウムチャネルサブファミリーNメンバー2)および/またはNALCN-AS1(NALCNアンチセンスRNA1)の発現は、対照親細胞と比較して低下している。
【0007】
一部の実施形態では、本開示は、KCNN2、LINC00319、RGMAおよびSPANXN3の発現が対照親細胞と比較して低下している細胞を含むrAAVパッケージングおよび/または産生細胞株を提供する。
【0008】
ある特定の実施形態では、本開示は、ATP5EP2、LINC00319、CYP3A7、ABCA10、NOG、RGMA、SPANXN3、PGA5、MYRIP、KCNN2および/またはNALCN-AS1から発現される遺伝子産物の発現および/または活性を対応する非改変親細胞と比較して低下させるように操作された細胞を含むrAAVパッケージングおよび/または産生細胞株を提供する。ある特定の実施形態では、本開示は、対応する親細胞株と比較して、ATP5EP2、LINC00319、CYP3A7、ABCA10、NOG、RGMA、SPANXN3、PGA5、MYRIP、KCNN2およびNALCN-AS1のうちの少なくとも1つから発現されるポリペプチドまたはポリリボヌクレオチドの低下した発現および/または活性を示すrAAVパッケージングおよび/または産生細胞株を提供する。
【0009】
一態様では、本開示は、1つまたは複数の遺伝子の発現が、ヌクレアーゼ、二本鎖RNA(dsRNA)、低分子干渉RNA(siRNA)、小ヘアピンRNA(shRNA)、マイクロRNA(miRNA)またはアンチセンスRNAオリゴヌクレオチド(ASO)の使用により低下しているrAAVパッケージングおよび/または産生細胞株を提供する。
【0010】
ある特定の実施形態では、1つまたは複数の遺伝子の発現が、配列番号1~11の配列のいずれか1つから選択されるヌクレオチド配列を含むsiRNAの使用により低下している。例えば、一部の実施形態では、ATP5EP2の発現が低下しており、siRNAが、センス鎖に配列番号1のヌクレオチド配列、およびアンチセンス鎖に配列番号32のヌクレオチド配列を含む。一部の実施形態では、LINC00319の発現が低下しており、siRNAが、センス鎖に配列番号2のヌクレオチド配列、およびアンチセンス鎖に配列番号33のヌクレオチド配列を含む。一部の実施形態では、CYP3A7の発現が低下しており、siRNAが、センス鎖に配列番号3のヌクレオチド配列、およびアンチセンス鎖に配列番号34のヌクレオチド配列を含む。一部の実施形態では、NOGの発現が低下しており、siRNAが、センス鎖に配列番号4のヌクレオチド配列、およびアンチセンス鎖に配列番号35のヌクレオチド配列を含む。一部の実施形態では、SPANXN3の発現が低下しており、siRNAが、センス鎖に配列番号5のヌクレオチド配列、およびアンチセンス鎖に配列番号36のヌクレオチド配列を含む。一部の実施形態では、MYRIPの発現が低下しており、siRNAが、センス鎖に配列番号6のヌクレオチド配列、およびアンチセンス鎖に配列番号37のヌクレオチド配列を含む。一部の実施形態では、KCNN2の発現が低下しており、siRNAが、センス鎖に配列番号7のヌクレオチド配列、およびアンチセンス鎖に配列番号38のヌクレオチド配列を含む。一部の実施形態では、NALCN-AS1の発現が低下しており、siRNAが、センス鎖に配列番号8のヌクレオチド配列、およびアンチセンス鎖に配列番号39のヌクレオチド配列を含む。一部の実施形態では、RGMAの発現が低下しており、siRNAが、センス鎖に配列番号9のヌクレオチド配列、およびアンチセンス鎖に配列番号40のヌクレオチド配列を含む。一部の実施形態では、PGA5の発現が低下しており、siRNAが、センス鎖に配列番号10の配列、およびアンチセンス鎖に配列番号41の配列を含む。一部の実施形態では、ABCA10の発現が低下しており、siRNAが、センス鎖に配列番号11の配列、およびアンチセンス鎖に配列番号42の配列を含む。
【0011】
ある特定の実施形態では、1つまたは複数の遺伝子の発現を低下させるために使用されるヌクレアーゼが、ジンクフィンガーヌクレアーゼ(ZFN)、メガヌクレアーゼ、転写活性化因子様エフェクターヌクレアーゼ(TALEN)、またはクラスター化され規則的に間隔の空いた短い回文構造の繰り返し(CRISPR)関連タンパク質からなる群から選択される。
【0012】
ある特定の実施形態では、1つまたは複数の遺伝子の発現が、CRISPRゲノム編集の使用により低下している。一部の実施形態では、ガイドRNA対は、遺伝子を標的として、その遺伝子の発現を低下させるおよび/または除去するために使用される。ある特定の実施形態では、1つまたは複数の遺伝子の発現がガイドRNA対の使用により低下しており、各ガイドRNAが、(a)配列番号12~15のヌクレオチド配列から選択される配列を含む、および/または(b)配列番号16~31のヌクレオチド配列のいずれか1つから選択される標的DNA配列を標的とする。例えば、一部の実施形態では、gRNA対が、KCNN2を標的とするために使用され、配列番号12の配列を含む第1のgRNA分子、および配列番号13の配列を含む第2のgRNA分子を含む。一部の実施形態では、gRNA対が、KCNN2を標的とするために使用され、配列番号14の配列を含む第1のgRNA分子、および配列番号15の配列を含む第2のgRNA分子を含む。一部の実施形態では、各gRNA分子が、その5’および3’末端のいずれかまたは両方の末端の3ヌクレオチドにおける3’ホスホロチオエートヌクレオチド間連結を含む2’O-メチルアナログである。
【0013】
ある特定の実施形態では、1つのガイドRNA対が1つの遺伝子の発現を低下させるために使用される。ある特定の他の実施形態では、複数のガイドRNA対が1つまたは複数の遺伝子の発現を低下させるために使用される。ある特定の実施形態では、1つもしくは複数の遺伝子の遺伝子発現、ならびに/または1つもしくは複数の遺伝子および/もしくはタンパク質の活性は、rAAVパッケージングおよび/または産生細胞株において、対照親細胞株と比較して低下しているおよび/または除去されている。ある特定の実施形態では、遺伝子発現および/または活性は、rAAVパッケージングおよび/または産生細胞において、対照親細胞と比較して除去される。
【0014】
本明細書に記載される一部の実施形態では、rAAVパッケージングおよび/または産生細胞株は真核細胞株である。ある特定の実施形態では、rAAVパッケージングおよび/または産生細胞株はヒト細胞株である。ある特定の実施形態では、rAAVパッケージングおよび/または産生細胞株は昆虫細胞株である。ある特定の実施形態では、rAAVパッケージングおよび/または産生細胞株はHeLa細胞株である。ある特定の他の実施形態では、rAAVパッケージングおよび/または産生細胞株はヒト胎児腎臓(HEK)293細胞株である。
【0015】
本明細書に記載される一部の実施形態では、本開示のrAAVパッケージングおよび/または産生細胞株は、対照親細胞株よりも高いrAAV力価を産生する。ある特定の実施形態では、本開示のrAAV産生細胞株の細胞から産生されるrAAVの力価は、対照親細胞を含む細胞株から産生されるrAAVの力価と比較して約1.5~約7倍増加している。また、操作された細胞株の溶解液も本明細書に記載される。ある特定の実施形態では、より高い力価のrAAVは溶解液から収集される。また、操作された細胞株からの細胞培養上清も本明細書に記載される。ある特定の実施形態では、より高い力価のrAAVは細胞培養上清から収集される。
【0016】
また、産生細胞株を生成する方法であって、rAAVベクターを、ATP5EP2、LINC00319、CYP3A7、ABCA10、NOG、RGMA、SPANXN3、PGA5、MYRIP、KCNN2および/またはNALCN-AS1の発現が対照親細胞と比較して低下しているパッケージング細胞株の細胞に送達することを含む方法も本明細書に記載される。ある特定の実施形態では、本開示は、産生細胞株を生成する方法であって、rAAVベクターを、KCNN2、LINC00319、RGMAおよびSPANXN3の発現が対照親細胞と比較して低下しているパッケージング細胞株の細胞に送達することを含む、方法を提供する。
【0017】
また、パッケージング細胞株によって生成された産生細胞株の細胞にヘルパーウイルスを感染させることによってrAAVを産生する方法であって、ATP5EP2、LINC00319、CYP3A7、ABCA10、NOG、RGMA、SPANXN3、PGA5、MYRIP、KCNN2および/またはNALCN-AS1の発現が、パッケージング細胞株において、対照親細胞と比較して低下している方法も本明細書に記載される。ある特定の実施形態では、KCNN2、LINC00319、RGMAおよびSPANXN3の発現は、パッケージング細胞株において、対照親細胞と比較して低下している。
【0018】
一態様では、本開示は、産生細胞株の細胞にヘルパーウイルスを感染させることによってrAAVを産生する方法であって、ATP5EP2、LINC00319、CYP3A7、ABCA10、NOG、RGMA、SPANXN3、PGA5、MYRIP、KCNN2および/またはNALCN-AS1の発現が、産生細胞株において、対照親細胞と比較して低下している方法を提供する。ある特定の実施形態では、本開示は、産生細胞株の細胞にヘルパーウイルスを感染させることによってrAAVを産生する方法であって、KCNN2、LINC00319、RGMAおよびSPANXN3の発現が、産生細胞株において、対照親細胞と比較して低下している方法を提供する。
【0019】
また、ATP5EP2、LINC00319、CYP3A7、ABCA10、NOG、RGMA、SPANXN3、PGA5、MYRIP、KCNN2および/またはNALCN-AS1の発現が対照親細胞株と比較して低下している産生細胞株からrAAVを収集する方法も本明細書に記載される。また、KCNN2、LINC00319、RGMAおよびSPANXN3の発現が対照親細胞株と比較して低下している産生細胞株からrAAVを収集する方法も記載される。ある特定の実施形態では、本開示の産生細胞株からのrAAVの産生は対照親細胞株と比較して増強される。
【0020】
また、rAAVの産生に関連する1つまたは複数の遺伝子を同定する方法も本明細書に記載され、方法は、i.)rAAV力価を増加させる1種または複数種の補充物質を細胞株へ添加すること;ii.)補充および無補充細胞株におけるトランスクリプトームにわたって網羅的遺伝子発現を測定すること;iii.)補充細胞株と無補充細胞株の間で差次的に発現される遺伝子のリストを得ること;ならびにiv.)rAAVの産生に関連する1つまたは複数の遺伝子を同定することを含む。一部の実施形態では、1つまたは複数の同定された遺伝子は、rAAVの産生を低下させることを担う。
【0021】
また、rAAVの産生の増加を促進するrAAVパッケージングおよび/または産生細胞株を産生する方法も本明細書に記載される。一部の実施形態では、rAAV産生は、補充rAAV産生細胞株と無補充rAAV産生細胞株の間で差次的に発現する遺伝子のリストから同定される1つまたは複数の遺伝子および/またはタンパク質の発現をモジュレートすることによって増加する。ある特定の実施形態では、rAAV力価は、補充rAAV産生細胞株と無補充rAAV産生細胞株の間で差次的に発現する遺伝子のリストから同定される1つまたは複数の遺伝子および/またはタンパク質の発現をモジュレートすることによって増加する。一部の実施形態では、1つまたは複数の遺伝子および/またはタンパク質のモジュレーションは、rAAV力価を、モジュレーションを行わない細胞株のrAAV力価と比較して少なくとも1.5倍増加させる。ある特定の実施形態では、発現をモジュレートすることは1つまたは複数の遺伝子の発現の低下である。ある特定の実施形態では、発現をモジュレートすることは1つまたは複数のタンパク質の発現の低下を含む。ある特定の実施形態では、発現をモジュレートすることは1つまたは複数の遺伝子の発現の除去である。ある特定の実施形態では、発現をモジュレートすることは1つまたは複数のタンパク質の発現の除去を含む。
【0022】
一部の実施形態では、rAAVパッケージングおよび/または産生細胞株は真核細胞株である。ある特定の実施形態では、細胞株はヒト細胞株である。ある特定の実施形態では、細胞株は昆虫細胞株である。ある特定の実施形態では、細胞株はHeLa細胞株である。ある特定の実施形態では、細胞株はヒト胎児腎臓(HEK)293細胞株である。
【0023】
また、ATP5EP2、LINC00319、CYP3A7、ABCA10、NOG、RGMA、SPANXN3、PGA5、MYRIP、KCNN2および/またはNALCN-AS1から発現される遺伝子産物の発現および/または活性を対応する非改変親細胞と比較して低下させるように操作された細胞を含む組換えアデノ随伴ウイルス(rAAV)パッケージングおよび/または産生細胞株も本明細書に記載される。
【0024】
一部の実施形態では、細胞株は、ATP5EP2、LINC00319、CYP3A7、ABCA10、NOG、RGMA、SPANXN3、PGA5、MYRIP、KCNN2および/またはNALCN-AS1から発現される遺伝子産物の発現および/または活性が無期限にまたは永続的に低下している。
【0025】
一部の実施形態では、細胞株は、ATP5EP2、LINC00319、CYP3A7、ABCA10、NOG、RGMA、SPANXN3、PGA5、MYRIP、KCNN2および/またはNALCN-AS1のうちの少なくとも1つに遺伝子破壊または部分的もしくは完全な遺伝子欠失を含むように操作されている。
【0026】
一部の実施形態では、細胞株は、ATP5EP2、LINC00319、CYP3A7、ABCA10、NOG、RGMA、SPANXN3、PGA5、MYRIP、KCNN2および/またはNALCN-AS1のうちの少なくとも1つに遺伝子破壊を含むように操作されている。
【0027】
一部の実施形態では、細胞株は、ATP5EP2、LINC00319、CYP3A7、ABCA10、NOG、RGMA、SPANXN3、PGA5、MYRIP、KCNN2およびNALCN-AS1から選択される少なくとも2つの遺伝子に遺伝子破壊を含むように操作されている。
【0028】
一部の実施形態では、細胞株は、ATP5EP2、LINC00319、CYP3A7、ABCA10、NOG、RGMA、SPANXN3、PGA5、MYRIP、KCNN2および/またはNALCN-AS1のうちの少なくとも1つに部分的または完全な遺伝子欠失を含むように操作されている。
【0029】
一部の実施形態では、細胞株は、ATP5EP2、LINC00319、CYP3A7、ABCA10、NOG、RGMA、SPANXN3、PGA5、MYRIP、KCNN2およびNALCN-AS1から選択される少なくとも2つの遺伝子に部分的または完全な遺伝子欠失を含むように操作されている。
【0030】
また、対応する親細胞株と比較して、ATP5EP2、LINC00319、CYP3A7、ABCA10、NOG、RGMA、SPANXN3、PGA5、MYRIP、KCNN2およびNALCN-AS1のうちの少なくとも1つから発現されるポリペプチドまたはポリリボヌクレオチドの低下した発現および/または活性を示す組換えパッケージングおよび/または産生細胞株も提供される。
【0031】
本開示の他の特性および利点は、次の詳細な記載および特許請求の範囲から明らかになるであろう。
【0032】
別段の記述がない限り、本明細書において参照されるすべての刊行物、参考文献、特許および/または特許出願は、すべての目的のためにその全体が参考として本明細書によって援用される。
【0033】
本開示は、以下を参照することでより完全に理解されるであろう。
本発明の実施形態において、例えば以下の項目が提供される。
(項目1)
ATP5EP2、LINC00319、CYP3A7、ABCA10、NOG、RGMA、SPANXN3、PGA5、MYRIP、KCNN2および/またはNALCN-AS1の発現が対照親細胞と比較して低下している細胞を含む組換えアデノ随伴ウイルス(rAAV)パッケージングおよび/または産生細胞株。
(項目2)
KCNN2、LINC00319、RGMAおよびSPANXN3の発現が対照親細胞と比較して低下している細胞を含む、項目1に記載のパッケージングおよび/または産生細胞株。
(項目3)
前記発現が、ヌクレアーゼ、二本鎖RNA(dsRNA)、低分子干渉RNA(siRNA)、小ヘアピンRNA(shRNA)、マイクロRNA(miRNA)またはアンチセンスRNAオリゴヌクレオチド(ASO)の使用により低下している、項目1または2に記載のパッケージングおよび/または産生細胞株。
(項目4)
前記発現が、配列番号1~11のいずれか1つから選択されるヌクレオチド配列を含むsiRNAの使用により低下している、項目1から3のいずれか一項に記載のパッケージングおよび/または産生細胞株。
(項目5)
ATP5EP2の発現が低下しており、前記siRNAが、センス鎖に配列番号1のヌクレオチド配列、およびアンチセンス鎖に配列番号32のヌクレオチド配列を含む、項目4に記載のパッケージングおよび/または産生細胞株。
(項目6)
LINC00319の発現が低下しており、前記siRNAが、センス鎖に配列番号2のヌクレオチド配列、およびアンチセンス鎖に配列番号33のヌクレオチド配列を含む、項目4に記載のパッケージングおよび/または産生細胞株。
(項目7)
CYP3A7の発現が低下しており、前記siRNAが、センス鎖に配列番号3のヌクレオチド配列、およびアンチセンス鎖に配列番号34のヌクレオチド配列を含む、項目4に記載のパッケージングおよび/または産生細胞株。
(項目8)
NOGの発現が低下しており、前記siRNAが、センス鎖に配列番号4のヌクレオチド配列、およびアンチセンス鎖に配列番号35のヌクレオチド配列を含む、項目4に記載のパッケージングおよび/または産生細胞株。
(項目9)
SPANXN3の発現が低下しており、前記siRNAが、センス鎖に配列番号5のヌクレオチド配列、およびアンチセンス鎖に配列番号36のヌクレオチド配列を含む、項目4に記載のパッケージングおよび/または産生細胞株。
(項目10)
MYRIPの発現が低下しており、前記siRNAが、センス鎖に配列番号6のヌクレオチド配列、およびアンチセンス鎖に配列番号37のヌクレオチド配列を含む、項目4に記載のパッケージングおよび/または産生細胞株。
(項目11)
KCNN2の発現が低下しており、前記siRNAが、センス鎖に配列番号7のヌクレオチド配列、およびアンチセンス鎖に配列番号38のヌクレオチド配列を含む、項目4に記載のパッケージングおよび/または産生細胞株。
(項目12)
NALCN-AS1の発現が低下しており、前記siRNAが、センス鎖に配列番号8のヌクレオチド配列、およびアンチセンス鎖に配列番号39のヌクレオチド配列を含む、項目4に記載のパッケージングおよび/または産生細胞株。
(項目13)
RGMAの発現が低下しており、前記siRNAが、センス鎖に配列番号9のヌクレオチド配列、およびアンチセンス鎖に配列番号40のヌクレオチド配列を含む、項目4に記載のパッケージングおよび/または産生細胞株。
(項目14)
PGA5の発現が低下しており、前記siRNAが、センス鎖に配列番号10の配列、およびアンチセンス鎖に配列番号41の配列を含む、項目4に記載のパッケージングおよび/または産生細胞株。
(項目15)
ABCA10の発現が低下しており、前記siRNAが、センス鎖に配列番号11の配列、およびアンチセンス鎖に配列番号42の配列を含む、項目4に記載のパッケージングおよび/または産生細胞株。
(項目16)
前記ヌクレアーゼが、ジンクフィンガーヌクレアーゼ(ZFN)、メガヌクレアーゼ、転写活性化因子様エフェクターヌクレアーゼ(TALEN)、またはクラスター化され規則的に間隔の空いた短い回文構造の繰り返し(CRISPR)関連タンパク質からなる群から選択される、項目3に記載のパッケージングおよび/または産生細胞株。
(項目17)
前記発現がCRISPRゲノム編集の使用により低下している、項目1から16のいずれか一項に記載のパッケージングおよび/または産生細胞株。
(項目18)
前記発現がガイドRNA対の使用により低下しており、各ガイドRNAが、
(a)配列番号12~15のヌクレオチド配列から選択される配列を含む、および/または
(b)配列番号16~31のヌクレオチド配列のいずれか1つから選択される標的DNA配列を標的とする、
項目17に記載のパッケージングおよび/または産生細胞株。
(項目19)
前記gRNA対が、KCNN2を標的とするために使用され、配列番号12の配列を含む第1のgRNA分子、および配列番号13の配列を含む第2のgRNA分子を含む、項目18に記載のパッケージングおよび/または産生細胞株。
(項目20)
前記gRNA対が、KCNN2を標的とするために使用され、配列番号14の配列を含む第1のgRNA分子、および配列番号15の配列を含む第2のgRNA分子を含む、項目18に記載のパッケージングおよび/または産生細胞株。
(項目21)
各gRNA分子が、その5’および3’末端のいずれかまたは両方の末端の3ヌクレオチドにおける3’ホスホロチオエートヌクレオチド間連結を含む2’O-メチルアナログである、項目19または20に記載のパッケージングおよび/または産生細胞株。
(項目22)
前記遺伝子発現が対照親細胞と比較して除去されている、項目1から21のいずれか一項に記載のパッケージングおよび/または産生細胞株。
(項目23)
ヒト細胞株である、項目1から22のいずれか一項に記載のパッケージングおよび/または産生細胞株。
(項目24)
前記ヒト細胞株がHeLa細胞株またはヒト胎児腎臓(HEK)293細胞株である、項目23に記載のパッケージングおよび/または産生細胞株。
(項目25)
rAAVパッケージング細胞株である、項目1から24のいずれか一項に記載の細胞株。
(項目26)
rAAV産生細胞株である、項目1から24のいずれか一項に記載の細胞株。
(項目27)
rAAVの力価が、前記対照親細胞を含む細胞株から産生されるrAAVの力価と比較して約1.5~約7倍増加している、項目26に記載の細胞株。
(項目28)
項目1から27のいずれか一項に記載の細胞株の溶解液。
(項目29)
項目1から27のいずれか一項に記載の細胞株からの細胞培養上清。
(項目30)
産生細胞株を生成する方法であって、組換えアデノ随伴ウイルス(rAAV)ベクターを項目25に記載のパッケージング細胞株の細胞に送達すること含む、方法。
(項目31)
rAAVを産生する方法であって、項目30に記載の方法によって生成された産生細胞株の細胞にヘルパーウイルスを感染させることを含む、方法。
(項目32)
rAAVを産生する方法であって、項目26に記載の産生細胞株の細胞にヘルパーウイルスを感染させることを含む、方法。
(項目33)
前記rAAVが前記産生細胞株から収集される、項目31または32に記載の方法。
(項目34)
rAAVの前記産生が対照親細胞株と比較して増強される、項目31から33のいずれか一項に記載の方法。
(項目35)
rAAVの産生に関連する1つまたは複数の遺伝子を同定する方法であって、
i.rAAV力価を増加させる1種または複数種の補充物質を細胞株へ添加すること;
ii.補充および無補充細胞株におけるトランスクリプトームにわたって網羅的遺伝子発現を測定すること;
iii.補充細胞株と無補充細胞株の間で差次的に発現される遺伝子のリストを得ること;ならびに
iv.rAAVの産生に関連する1つまたは複数の遺伝子を同定すること
を含む、方法。
(項目36)
前記細胞株に添加される前記1種または複数種の補充物質が、デキサメタゾン、ヒドロコルチゾン、プレドニゾロン、メチルプレドニゾロン、ベタメタゾン、コルチゾン、プレドニゾン、ブデソニドまたはトリアムシノロンを含む、項目35に記載の方法。
(項目37)
rAAVパッケージングおよび/または産生細胞株を産生してrAAVの産生の増加を促進する方法であって、項目35に記載の方法を使用して同定された1つまたは複数の遺伝子の発現をモジュレートすることを含む、方法。
(項目38)
前記細胞株がrAAVパッケージング細胞株である、項目35から37のいずれか一項に記載の方法。
(項目39)
前記細胞株がrAAV産生細胞株である、項目35から37のいずれか一項に記載の方法。
(項目40)
前記rAAV産生細胞株が、rAAV力価を、対応する1つまたは複数の遺伝子の発現のモジュレーションを行わないrAAV産生細胞株によって産生されるrAAV力価よりも少なくとも1.5倍大きく増加する、項目39に記載の方法。
(項目41)
前記発現をモジュレートすることが1つまたは複数の遺伝子の発現を低下させることを含む、項目37から40のいずれか一項に記載の方法。
(項目42)
前記発現をモジュレートすることが1つまたは複数の遺伝子の発現を除去することを含む、項目37から40のいずれか一項に記載の方法。
(項目43)
前記細胞株がヒト細胞株である、項目30から42のいずれか一項に記載の方法。
(項目44)
前記ヒト細胞株がHeLa細胞株またはヒト胎児腎臓(HEK)293細胞株である、項目43に記載の方法。
(項目45)
ATP5EP2、LINC00319、CYP3A7、ABCA10、NOG、RGMA、SPANXN3、PGA5、MYRIP、KCNN2および/またはNALCN-AS1から発現される遺伝子産物の発現および/または活性を対応する非改変親細胞と比較して低下させるように操作された細胞を含む組換えアデノ随伴ウイルス(rAAV)パッケージングおよび/または産生細胞株。
(項目46)
ATP5EP2、LINC00319、CYP3A7、ABCA10、NOG、RGMA、SPANXN3、PGA5、MYRIP、KCNN2および/またはNALCN-AS1から発現される遺伝子産物の発現および/または活性が無期限にまたは永続的に低下している、項目45に記載のrAAVパッケージングおよび/または産生細胞株。
(項目47)
ATP5EP2、LINC00319、CYP3A7、ABCA10、NOG、RGMA、SPANXN3、PGA5、MYRIP、KCNN2および/またはNALCN-AS1のうちの少なくとも1つに遺伝子破壊または部分的もしくは完全な遺伝子欠失を含むように操作されている、項目46に記載のrAAVパッケージングおよび/または産生細胞株。
(項目48)
ATP5EP2、LINC00319、CYP3A7、ABCA10、NOG、RGMA、SPANXN3、PGA5、MYRIP、KCNN2および/またはNALCN-AS1のうちの少なくとも1つに遺伝子破壊を含むように操作されている、項目47に記載のrAAVパッケージングおよび/または産生細胞株。
(項目49)
ATP5EP2、LINC00319、CYP3A7、ABCA10、NOG、RGMA、SPANXN3、PGA5、MYRIP、KCNN2およびNALCN-AS1から選択される少なくとも2つの遺伝子に遺伝子破壊を含むように操作された、項目47に記載のrAAVパッケージングおよび/または産生細胞株。
(項目50)
ATP5EP2、LINC00319、CYP3A7、ABCA10、NOG、RGMA、SPANXN3、PGA5、MYRIP、KCNN2および/またはNALCN-AS1のうちの少なくとも1つに部分的または完全な遺伝子欠失を含むように操作された、項目47に記載のrAAVパッケージングおよび/または産生細胞株。
(項目51)
ATP5EP2、LINC00319、CYP3A7、ABCA10、NOG、RGMA、SPANXN3、PGA5、MYRIP、KCNN2およびNALCN-AS1から選択される少なくとも2つの遺伝子に部分的または完全な遺伝子欠失を含むように操作された、項目47に記載のrAAVパッケージングおよび/または産生細胞株。
(項目52)
対応する親細胞株と比較して、ATP5EP2、LINC00319、CYP3A7、ABCA10、NOG、RGMA、SPANXN3、PGA5、MYRIP、KCNN2およびNALCN-AS1のうちの少なくとも1つから発現されるポリペプチドまたはポリリボヌクレオチドの低下した発現および/または活性を示す組換えアデノ随伴ウイルス(rAAV)パッケージングおよび/または産生細胞株。
【図面の簡単な説明】
【0034】
図1図1は、本明細書に記載されるrAAVパッケージングおよび産生細胞を生成する方法を示す概略図である。
【0035】
図2-1】図2A~2Dは、HPRT1 siRNAノックダウン実験の最適化および開発から生成した実験データを示すグラフである。図2A~2Bは、24ウエルにおいて実施したHPRT1 siRNAノックダウン実験から生成した、ノックダウンパーセント(図2A)およびタンパク質発現パーセント(図2B)データを示すグラフである。図2C~2Dは、6ウエルにおいて実施したHPRT1 siRNAノックダウン実験から生成した、ノックダウンパーセント(図2C)およびタンパク質発現パーセント(図2D)データを示すグラフである。
図2-2】図2A~2Dは、HPRT1 siRNAノックダウン実験の最適化および開発から生成した実験データを示すグラフである。図2A~2Bは、24ウエルにおいて実施したHPRT1 siRNAノックダウン実験から生成した、ノックダウンパーセント(図2A)およびタンパク質発現パーセント(図2B)データを示すグラフである。図2C~2Dは、6ウエルにおいて実施したHPRT1 siRNAノックダウン実験から生成した、ノックダウンパーセント(図2C)およびタンパク質発現パーセント(図2D)データを示すグラフである。
【0036】
図3-1】図3A~3Bは、非補充細胞培養培地において培養した細胞における遺伝子発現の非感染細胞(ヘルパーウイルスに感染していない細胞)に対する対数倍率変化、および補充細胞培養培地において培養した細胞における遺伝子発現の非補充細胞培養培地に対する対数倍率変化として表される、PGA5(図3A)およびSPANXN3(図3B)に関するRNA-Seqデータのバイオインフォマティクス解析から得た遺伝子発現の対数倍率変化値を示すグラフである。図3C~3Dは、非補充および補充細胞培養培地において培養した細胞におけるPGA5(図3C)およびSPANXN3(図3D)の発現の非感染細胞に対するRT-qPCR倍率変化値を示すグラフである。
図3-2】図3A~3Bは、非補充細胞培養培地において培養した細胞における遺伝子発現の非感染細胞(ヘルパーウイルスに感染していない細胞)に対する対数倍率変化、および補充細胞培養培地において培養した細胞における遺伝子発現の非補充細胞培養培地に対する対数倍率変化として表される、PGA5(図3A)およびSPANXN3(図3B)に関するRNA-Seqデータのバイオインフォマティクス解析から得た遺伝子発現の対数倍率変化値を示すグラフである。図3C~3Dは、非補充および補充細胞培養培地において培養した細胞におけるPGA5(図3C)およびSPANXN3(図3D)の発現の非感染細胞に対するRT-qPCR倍率変化値を示すグラフである。
【0037】
図4-1】図4A~4Bは、RT-qPCRから決定した、非補充細胞培養培地および補充細胞培養培地において培養した産生細胞株クローンにおけるPGA5(図4A)およびSPANXN3(図4B)発現の非感染細胞(ヘルパーウイルスに感染していない細胞)に対する倍率変化値を示すグラフである。21C5、3C6、2B6は、HeLa産生細胞株の異なるクローンを表す。図4C~4Dは、補充細胞培養培地において培養した産生細胞株クローン21C5、3C6、2B6におけるPGA5(図4C)およびSPANXN3(図4D)発現の無補充細胞培養培地において培養したクローンと比較した相対増加倍率を示すグラフである。
図4-2】図4A~4Bは、RT-qPCRから決定した、非補充細胞培養培地および補充細胞培養培地において培養した産生細胞株クローンにおけるPGA5(図4A)およびSPANXN3(図4B)発現の非感染細胞(ヘルパーウイルスに感染していない細胞)に対する倍率変化値を示すグラフである。21C5、3C6、2B6は、HeLa産生細胞株の異なるクローンを表す。図4C~4Dは、補充細胞培養培地において培養した産生細胞株クローン21C5、3C6、2B6におけるPGA5(図4C)およびSPANXN3(図4D)発現の無補充細胞培養培地において培養したクローンと比較した相対増加倍率を示すグラフである。
【0038】
図5-1】図5A~5Fは、異なる産生細胞株において個々の遺伝子の発現を低下させることによるrAAV力価に対する効果を示すグラフである。図は、産生細胞株#1(図5A)、産生細胞株#2(図5B)および産生細胞株#3(図5C)に関する産生されたrAAVの力価を1ミリリットル(mL)あたりのゲノムコピー(GC)で示す。図5D~5Fは、産生細胞株#1(図5D)、産生細胞株#2(図5E)および産生細胞株#3(図5F)から産生されたrAAVの力価の倍率変化を示すグラフである。図5A~5Bは3回の生物学的反復の平均を示す。図5C~5Fは4回の生物学的反復の平均を示す。
図5-2】図5A~5Fは、異なる産生細胞株において個々の遺伝子の発現を低下させることによるrAAV力価に対する効果を示すグラフである。図は、産生細胞株#1(図5A)、産生細胞株#2(図5B)および産生細胞株#3(図5C)に関する産生されたrAAVの力価を1ミリリットル(mL)あたりのゲノムコピー(GC)で示す。図5D~5Fは、産生細胞株#1(図5D)、産生細胞株#2(図5E)および産生細胞株#3(図5F)から産生されたrAAVの力価の倍率変化を示すグラフである。図5A~5Bは3回の生物学的反復の平均を示す。図5C~5Fは4回の生物学的反復の平均を示す。
【0039】
図6図6は、例示的な遺伝子フィルタリング方法論を示す例示的なフローチャートである。
【0040】
図7図7Aは、上位19の2H5ノックアウトクローンの24ディープウエル力価を示すグラフである。力価は1mLあたりのゲノムコピーとして報告される。対照試料は非改変2H5である。図7Bは、2H5対照と比較した力価の倍率変化を示すグラフである。2H5力価は1に設定され、他の力価は2H5対照に対する増加倍率として表示される。図7Cは、上位19の7B12ノックアウトクローンの24ディープウエル力価を示すグラフである。力価は1mLあたりのゲノムコピーとして報告される。対照試料は非改変7B12である。図7Dは、7B12対照と比較した力価の倍率変化を示すグラフである。7B12力価は1に設定され、他の力価は7B12対照に対する増加倍率として表示される。
【0041】
図8図8Aは、上位5つの2H5ノックアウトクローンのambr(登録商標)15力価を示すグラフである。力価は1mLあたりのゲノムコピーとして報告される。対照試料は非改変2H5である。図8Bは、2H5対照と比較した力価の倍率変化を示すグラフである。2H5力価は1に設定され、他の力価は2H5対照に対する増加倍率として表示される。図8Cは、上位4つの7B12ノックアウトクローンのambr(登録商標)15力価を示すグラフである。力価は1mLあたりのゲノムコピーとして報告される。対照試料は非改変7B12である。図8Dは、7B12対照と比較した力価の倍率変化を示すグラフである。7B12力価は1に設定され、他の力価は7B12対照を超える増加倍率として表示される。
【0042】
図9図9A~9Bは、2つの産生細胞株における種々の遺伝子組合せの発現を低下させることによって生じたrAAV力価に対する効果を示すグラフである。図は、ミスセンスsiRNAを用いて処理した対照と比較したrAAV力価の倍率変化を示す。図9Aは、2H5ミスセンス対照と比較した力価の倍率変化を示すグラフである。2H5ミスセンス力価は1に設定され、他の力価は2H5ミスセンス対照に対する増加倍率として表示される。図9Bは、7B12ミスセンス対照と比較した力価の倍率変化を示すグラフである。7B12ミスセンス力価は1に設定され、他の力価は7B12ミスセンス対照に対する増加倍率として表示される。
【発明を実施するための形態】
【0043】
開示の詳細な説明
本開示は、1つまたは複数の遺伝子および/またはタンパク質の発現がモジュレートされている細胞を含む組換えアデノ随伴ウイルス(rAAV)パッケージングおよび/または産生細胞株を記載する。遺伝子発現のモジュレーションは、1つまたは複数の遺伝子および/またはタンパク質の発現がモジュレートされていない細胞株と比較して増加した力価収率をもたらす。
【0044】
他に示されない限り、技術用語は従来の使用法に従って使用される。分子生物学における一般用語の定義はBenjamin Lewin, Genes V, published by Oxford University Press, 1994 (ISBN 0-19-854287-9)、Kendrew et al. (eds.),
The Encyclopedia of Molecular Biology, published by Blackwell Science Ltd., 1994 (ISBN 0-632-02182-9)、およびRobert A. Meyers (ed.), Molecular Biology and Biotechnology: a Comprehensive Desk Reference, published by VCH Publishers, Inc., 1995 (ISBN 1-56081-569-8に見出されうる。
【0045】
以下の定義は、本主題を理解することを目的として、および添付の特許請求の範囲を構築するために含まれる。本明細書において使用される略記は、化学および生物学の技術分野における従来の意味を有する。
定義
【0046】
本明細書において使用される場合、「モジュレーション」または「モジュレートする」とは、遺伝子および/またはタンパク質の制御、発現または活性の変更を指す。モジュレーションは、1つまたは複数の遺伝子および/またはタンパク質の発現および/または活性を増加している、低下(減少)している、または除去している場合がある。複数の遺伝子および/またはタンパク質がモジュレートされる場合、遺伝子および/またはタンパク質の発現および/または活性のすべてが増加してよく、遺伝子および/またはタンパク質の発現および/または活性のすべてが減少してよく、1つまたは複数の遺伝子および/またはタンパク質が増加し、他の遺伝子および/またはタンパク質が減少してよい。
【0047】
本明細書において使用される場合、用語「細胞」は、組換えアデノ随伴ウイルス(rAAV)を産生できる任意の1個または複数個の細胞を指す。一部の実施形態では、細胞は、哺乳動物細胞、例えばHeLa細胞、COS細胞、HEK293細胞、A549細胞、BHK細胞またはVero細胞である。他の実施形態では、細胞は、昆虫細胞、例えばSf9細胞、Sf-21細胞、Tn-368細胞またはBTI-Tn-5B1-4(High-Five)細胞である。用語「細胞株」は、分裂し続け、老化を受けずにいることができる細胞のクローン集団を指す。他に示さない限り、用語「細胞」または「細胞株」は、示される細胞または細胞株の改変されたまたは操作されたバリアントを含むと理解される。
【0048】
本明細書において使用される場合、用語「操作された細胞株」は、1つまたは複数の内在性に発現する遺伝子および/またはタンパク質(例えば、ATP5EP2、LINC00319、CYP3A7、ABCA10、NOG、RGMA、SPANXN3、PGA5、MYRIP、KCNN2および/またはNALCN-AS1)の発現または他の性質(例えば、生物活性)を低下させる1つまたは複数の手段によってrAAVの産生を増大するように改変された細胞株を指す。
【0049】
本明細書において使用される場合、用語「対照親細胞」は、1つまたは複数の内在性に発現する遺伝子および/またはタンパク質(例えば、ATP5EP2、LINC00319、CYP3A7、ABCA10、NOG、RGMA、SPANXN3、PGA5、MYRIP、KCNN2および/またはNALCN-AS1)の発現または他の性質(例えば、生物活性)を低下させる1つまたは複数の手段によってrAAVの産生を増大するように改変されていない細胞を指す。
【0050】
本明細書において使用される場合、用語「対照親細胞株」は、分裂し続け、老化を受けずにいることができる対照親細胞のクローン集団を指す。
【0051】
「溶解」とは、細胞の完全性を損なうウイルス、酵素または浸透圧機構によることが多い、細胞の破壊を指す。「溶解細胞」とは、実質的な溶解を受けた細胞である。本明細書において使用される場合、用語「溶解液」は、溶解細胞の内容物を含有する流体を指す。
【0052】
本明細書において使用される場合、用語「より高い力価」は、非改変対照親細胞株および/または対照親細胞によって産生される力価との比較において増加した力価を示す。
【0053】
本明細書において使用される場合、用語「細胞培養上清」は、細胞が懸濁されるおよび/または培養される細胞培養培地を指す。
【0054】
本明細書において使用される場合、用語「遺伝子」は、転写単位、ならびに転写単位に隣接(例えば、上流および下流に位置)し、作動可能に連結する制御領域を指す。転写単位とは、RNA分子に転写される一連のヌクレオチドである。転写単位はコード領域を含みうる。「コード領域」とは、その後mRNAにプロセシングされる、プロセシングされていないpreRNA(すなわち、エクソンおよびイントロンの両方を含むRNA分子)をコードするヌクレオチド配列である。転写単位は非コードRNAをコードしうる。非コードRNAとは、タンパク質に翻訳されないRNA分子である。非コードRNAの例としてはマイクロRNAが挙げられる。転写単位の境界は、転写単位の5’末端における開始部位および転写単位の3’末端における転写終結因子によって一般に決定される。「制御領域」とは、それが作動可能に連結する転写単位の発現を制御するヌクレオチド配列である。制御配列の非限定的な例としては、プロモーター、エンハンサー、転写開始部位、翻訳開始部位、翻訳停止部位、転写終結因子およびポリ(A)シグナルが挙げられる。転写単位の上流に位置する制御領域は5’UTRと称される場合があり、転写単位の下流に位置する制御領域は3’UTRと称される場合がある。制御領域は転写されてよく、プロセシングされていないpreRNAの部分であってよい。
【0055】
本文書の文脈では、用語「標的」または「標的遺伝子」は、タンパク質コード遺伝子および非コードRNA(例えば、miRNA)をコードする遺伝子を含む、モジュレートされた場合にウイルス産生の一部の状況を変更する任意の遺伝子を指す。標的遺伝子としては、内在性遺伝子、ウイルス遺伝子および導入遺伝子が挙げられる。
【0056】
遺伝子表記に関して、単一遺伝子はしばしば複数の記号によって表される。本文書の文脈では、遺伝子記号は、ヒトであるかまたは非ヒトであるかどうかに関わらず、大文字または小文字のいずれかによって表記される。1つの特定の記号の使用も、小文字または大文字記号の採用も、これらの開示の文脈において遺伝子の範囲を限定することを意図していない。本明細書において同定されるすべての遺伝子同定番号(遺伝子ID)は、他に同定されない限り、米国立生物工学情報センター「Entrez Gene」またはKEGGウェブサイトに由来する。
【0057】
用語「約(about)」は、本明細書において、およそ、ほぼ、おおよそ、または前後を意味するために使用される。用語「約(about)」は、数値範囲と共に使用される場合、許容される値範囲内において、記載された数値よりも上および/または下に境界を延長することによってその範囲を修正する。
【0058】
本開示において使用される場合、移行句にあるかまたは特許請求の範囲の本文にあるかどうかに関わらず、用語「含む(comprise(s))」および「含んでいる(comprising)」は、非限定的な意味を有すると解釈されるべきである。すなわち、これらの用語は、語句「少なくとも有している(having at least)」または「少なくとも含んでいる(including at least)」と同義に解釈されるべきである。方法の文脈において使用される場合、用語「含んでいる(comprising)」は、方法が列挙されたステップを少なくとも含むが、追加的なステップを含んでよいことを意味する。組成物の文脈において使用される場合、用語「含んでいる(comprising)」は、組成物が列挙された特性または成分を少なくとも含むが、追加的な特性または成分もまた含んでよいことを意味する。
【0059】
本明細書に記載される実施形態の理解を促進することを目的として、好ましい実施形態および特定の語を参照して、それを記載する。本明細書において使用される術語は、特定の実施形態を記載することのみを目的としており、本開示の範囲を限定することを意図していない。本開示全体を通じて使用される場合、単数形「1つの(a)」、「1つの(an)」および「その(the)」は、文脈が他のことを明確に指示しない限り、複数の指示対象を含む。本明細書において使用されるすべてのパーセンテージおよび比は、他に示さない限り、重量によるものである。
【0060】
他に定義されない限り、本明細書において使用されるすべての技術用語および科学用語は、本開示が属する技術分野における当業者によって一般的に理解されるものと同じ意味を有する。本明細書に記載されるものと類似したまたは等しい方法および材料が本開示の実施または試験において使用することができるが、好適な方法および材料が以下に記載される。付加的に、材料、方法および例は、例示的なものに過ぎず、限定することを意図していない。本明細書において言及されるすべての刊行物、特許出願、特許および他の参考文献は参考として援用される。
アデノ随伴ウイルス(AAV)
【0061】
AAVは、ヒトおよび一部の他の霊長類種に感染する小さな無エンベロープの複製欠陥ウイルスである。AAVは、疾患を引き起こすことが知られておらず、非常に軽度な免疫応答を誘発する。AAVを利用する遺伝子治療ベクターは、分裂細胞および静止状態の細胞の両方に感染することができ、宿主細胞のゲノムに組み込まれることなく染色体外状態で存続することができる。これらの特性により、AAVは遺伝子治療に魅力的なウイルスベクターとなっている。AAVは、血清型AAV-1~AAV-12だけでなく、非ヒト霊長類由来の100を超える血清型を含む、多数の血清学的に識別可能なタイプを含む(例えば、Srivastava, J. Cell Biochem., 105(1): 17-24 (2008)、およびGao et al., J. Virol.,
78(12), 6381-6388 (2004)を参照されたい)。AAVは、非自律的に複製し、潜伏期および感染期を有する生活環を有する。潜伏期において、細胞がAAVに感染した後、AAVはプロウイルスとして宿主のゲノムに部位特異的に組み込まれる。AAVの複製を可能にするヘルパーウイルス(例えば、アデノウイルス(AV)または単純ヘルペスウイルス)もまた細胞に感染しなければ、感染期は生じない。
【0062】
野生型AAVゲノムは、AAV複製、ゲノムカプシド封入および組み込みを指示するシグナル配列を含有する2つの145ヌクレオチドの末端逆位配列(ITR)を含有する。ITRに加えて、3つのAAVプロモーター、p5、p19およびp40は、repおよびcap遺伝子をコードする2つのオープンリーディングフレームの発現を駆動する。2つのrepプロモーターは、単一のAAVイントロンの差次的スプライシングと組み合わされて、rep遺伝子から4つのrepタンパク質(Rep78、Rep68、Rep52およびRep40)の産生をもたらす。repタンパク質はゲノム複製を担う。cap遺伝子はp40プロモーターから発現し、cap遺伝子のスプライスバリアントである3つのカプシドタンパク質(VP1、VP2およびVP3)をコードする。これらのタンパク質は、AAV粒子のカプシドを形成する。
【0063】
複製、カプシド封入および組み込みのためのシス作用性シグナルがITR内に含有されるため、一部またはすべての4.3kb内部ゲノムは、外来DNA、例えば目的の外来タンパク質のための発現カセットで置換されうる。この場合、repおよびcapタンパク質は、例えばプラスミド上でトランスに提供される。AAVベクターを産生するために、AAV複製を許容する細胞株は、repおよびcap遺伝子、ITR隣接発現カセット、ならびにヘルパーウイルス、例えばAV遺伝子E1a、E1b55K、E2a、E4orf6およびVAによって提供されるヘルパー機能を発現しなければならない(Weitzman et al., Adeno-associated virus biology. Adeno-Associated Virus: Methods and Protocols, pp. 1-23, 2011)。AAVベクターの産生は、AAVベクターの使用前に除去されなければならないまたは不活性化されなければならないヘルパーウイルス粒子の産生ももたらしうる。HEK293細胞、COS細胞、HeLa細胞、BHK細胞、Vero細胞および昆虫細胞を含む多数の細胞型がAAVベクターを産生するのに好適である(例えば米国特許第6,156,303号、第5,387,484号、第5,741,683号、第5,691,176号、第5,688,676号、第8,163,543号、米国公開第20020081721号、PCT公開第WO00/47757号、第WO00/24916号および第WO96/17947号を参照されたい)。AAVベクターは典型的には、これらの細胞型において、ITR隣接発現カセットを含有する1つのプラスミド、ならびに追加的なAAVおよびヘルパーウイルス遺伝子を提供する1つまたは複数の追加的なプラスミドによって産生される。
【0064】
任意の血清型のAAVを本開示において使用することができる。同様に、任意のAVタイプを使用することができることが企図され、当業者はその所望の組換えAAVベクター(rAAV)の産生に好適なAAVおよびAVタイプを特定することができる。AAVおよびAV粒子は、例えばアフィニティークロマトグラフィー、イオジキサノール勾配またはCsCl勾配によって精製されうる。
【0065】
野生型AAVのゲノムは、一本鎖DNAであり、4.7kbである。AAVベクターは、サイズが4.7kbであるか、または5.2kb規模の特大ゲノムもしくは3.0kbほどの小さなゲノムを含む、4.7kbよりも大きいかもしくは小さい一本鎖ゲノムを有しうる。さらに、ベクターゲノムは、ウイルス内でゲノムが実質的に二本鎖であるように、実質的に自己相補性でありうる。すべてのタイプのゲノムを含有するAAVベクターは、本開示の方法における使用に好適である。
【0066】
上で論じたように、AAVは、その生活環の感染期に入るためにヘルパーウイルスとの共感染を必要とする。ヘルパーウイルスとしてはアデノウイルス(AV)および単純ヘルペスウイルス(HSV)が挙げられ、バキュロウイルスを使用して昆虫細胞においてAAVを産生するための系が存在する。パピローマウイルスもまたAAVのためのヘルパー機能を提供しうるということも提唱されている(例えば、Hermonat et al., Molecular Therapy 9, S289-S290 (2004)を参照されたい)。ヘルパーウイルスとしては、AAV複製を生み出し、可能にすることができる任意のウイルスが挙げられる。AVは、およそ36kbの二本鎖DNAゲノムを有する無エンベロープの核DNAウイルスである。AVは、E1a、E1b55K、E2a、E4orf6およびVA遺伝子を提供し、AAV複製およびカプシド封入を可能にすることによって細胞における潜在AAVプロウイルスをレスキューすることができる。HSVは、比較的大きな二本鎖直鎖DNAゲノムが脂質二重層エンベロープに包まれている正二十面体カプシドにカプシド封入されたウイルスのファミリーである。HSVは感染性かつ高度に伝染性である。以下のHSV-1複製タンパク質:ヘリカーゼ/プライマーゼ複合体(UL5、UL8およびUL52)ならびにUL29遺伝子によってコードされるDNA結合タンパク質ICP8は、AAV複製に必要なものとして同定され、他のタンパク質はヘルパー機能を増強した。AAVパッケージング系は2つの目的に役立つ、すなわち、AAVパッケージング系は、トランスフェクションプロセスの問題を回避し、1つまたはいくつかのヘルパー機能の使用に基づく産生技術を実現する。
rAAVの産生
【0067】
rAAVの一般原則は他の箇所において概観することができる(例えば、Carter, 1992, Current Opinions in Biotechnology, 3:533-539、およびMuzyczka, 1992, Curr. Topics in Microbiol. and Immunol., 158:97-129を参照されたい)。概して、rAAVの産生を可能にするために、細胞は、AAVのITR(例えば、目的の異種性ヌクレオチド配列に隣接していてよい)、AAV repおよびcap遺伝子機能だけでなく追加的ヘルパー機能も含んで提供されなければならない。これらは、任意の数のプラスミドまたはベクターを使用して細胞に提供されうる。追加的ヘルパー機能は、例えばアデノウイルス(AV)感染によって、必要なすべてのAVヘルパー機能遺伝子を保有するプラスミドによって、またはHSVもしくはバキュロウイルスなどのウイルスによって提供されうる。任意の遺伝子、遺伝子機能または細胞によるrAAV産生のために必要な他の遺伝材料は、細胞内に一過的に存在しうる、または細胞ゲノムに安定に挿入されうる。本開示の方法とともに使用されるのに好適なrAAV産生方法は、Clarkら、Human Gene Therapy、6巻:1329~1341頁(1995年)、Martinら、Human Gene Therapy Methods、24巻:253~269頁(2013年)、Thorneら、Human
Gene Therapy、20巻:707~714頁(2009年)、Fraser
Wright、Human Gene Therapy、20巻:698~706頁(2009年)およびViragら、Human Gene Therapy、20巻:807~817頁(2009年)に開示されたものを含む。AAV産生系に関する2つの主要な手法は、組換えアデノ随伴ウイルス(rAAV)パッケージング細胞株およびアデノ随伴ウイルス(rAAV)産生細胞株である。
組換えアデノ随伴ウイルス(rAAV)パッケージングおよび/または産生細胞株
【0068】
rAAVパッケージング細胞株は、本明細書に記載されるAAV遺伝子エレメントの細胞発現を可能にすることによって産生することができる。細胞株(例えば、HEK293、HeLa)にAAV repおよびcap遺伝子をコードするプラスミドを用いた安定なトランスフェクションを行うことで、パッケージング細胞株の産生をもたらしうる。このrAAVパッケージング細胞株に、2つの異なるアデノウイルス(AAV遺伝子治療エレメントを含有するヘルパーウイルスおよびハイブリッドウイルス)を共感染させて、rAAV粒子を産生することができる。代替的に、パッケージング細胞にrAAVベクターを含有するプラスミドを用いた安定なトランスフェクションを行うまたはパッケージング細胞にrAAVベクターを感染させると、rAAV産生細胞株を生じる。産生細胞へのヘルパーウイルスの感染は、rAAVの産生を生じる。図1は、パッケージングおよび産生細胞株を例示する。
【0069】
本開示のある特定の実施形態では、AAV repおよびcap遺伝子機能を含むrAAVパッケージング細胞株は、rAAV力価を増加するように操作される。
【0070】
一態様では、本開示は、1つまたは複数の遺伝子および/またはタンパク質の発現が対照親細胞と比較して低下している細胞を含むrAAVパッケージング細胞株を提供する。例えば、ATP5EP2、LINC00319、CYP3A7、ABCA10、NOG、RGMA、SPANXN3、PGA5、MYRIP、KCNN2および/またはNALCN-AS1の発現は対照親細胞と比較して低下している。
【0071】
一部の実施形態では、本開示は、KCNN2、LINC00319、RGMAおよびSPANXN3の発現が対照親細胞と比較して低下している細胞を含むrAAVパッケージング細胞株を提供する。
【0072】
他の実施形態では、本開示は、1つまたは複数の遺伝子および/またはタンパク質の発現が対照親細胞と比較して低下している細胞を含むrAAV産生細胞株を提供する。例えば、ATP5EP2、LINC00319、CYP3A7、ABCA10、NOG、RGMA、SPANXN3、PGA5、MYRIP、KCNN2および/またはNALCN-AS1の発現は対照親細胞と比較して低下している。一部の実施形態では、本開示のrAAV産生細胞株は、KCNN2、LINC00319、RGMAおよびSPANXN3の遺伝子発現を低下させるように操作されている。
【0073】
ある特定の実施形態では、本開示の細胞株は接着または懸濁液形態でありうる。
【0074】
ある特定の実施形態では、本開示の細胞株(例えば、rAAVパッケージングおよび/または産生細胞株)は哺乳動物細胞株(例えば、HeLa、ヒト胎児腎臓(HEK)293、COS、A549またはVero細胞株)である。ある特定の実施形態では、細胞株は昆虫細胞株(例えば、Sf9、Sf-21、Tn-368またはBTI-Tn-5B1-4)である。
rAAV産生細胞株を生成する方法
【0075】
一部の実施形態では、本開示は、ATP5EP2、LINC00319、CYP3A7、ABCA10、NOG、RGMA、SPANXN3、PGA5、MYRIP、KCNN2および/またはNALCN-AS1の発現が対照細胞と比較して低下している細胞を含む操作されたrAAVパッケージング細胞株にrAAVベクターを送達することによって産生細胞株を生成する方法を提供する。
【0076】
ある特定の実施形態では、本開示は、KCNN2、LINC00319、RGMAおよびSPANXN3の発現が対照親細胞と比較して低下している細胞を含む操作されたrAAVパッケージング細胞株にrAAVベクターを送達することによって産生細胞株を生成する方法を提供する。
補充物質
【0077】
本明細書において使用される場合、用語「補充物質」は、化学的起源であるかまたは生物学的起源であるか否かに関わらず、rAAV力価を増加させるため、またはrAAV力価の増加に関してアッセイするために細胞培養のための培地に使用されうる任意の化合物または他の物質を指す。補充物質の非限定的な例としては、アミノ酸、塩、金属、糖、脂質、核酸、ホルモン、ビタミン、脂肪酸、タンパク質、酵素、ヌクレオシド、代謝産物、界面活性剤、乳化剤、無機塩およびポリマーが挙げられる。ある特定の実施形態では、本開示のrAAVパッケージングおよび/または産生細胞株に添加される1種または複数種の補充物質は、グルココルチコイドアナログである。ある特定の実施形態では、rAAVパッケージングおよび/または産生細胞株に添加される1種または複数種の補充物質としては、デキサメタゾン、ヒドロコルチゾン、プレドニゾロン、メチルプレドニゾロン、ベタメタゾン、コルチゾン、プレドニゾン、ブデソニドおよび/またはトリアムシノロンが挙げられる。
【0078】
ある特定の実施形態では、rAAV力価を増加させるための溶液中のグルココルチコイドアナログの濃度は、1μMよりも大きいもしくはそれと等しい、0.1μMよりも大きいもしくはそれと等しい、0.01μMよりも大きいもしくはそれと等しい、0~1μMの間、0~0.1μMの間、0~0.01μMの間、0.01~1μMの間または0.01~0.1μMの間でありうる。
【0079】
本明細書において使用される場合、「補充細胞株」とは、1種または複数種の補充物質(例えば、グルココルチコイドアナログ)がrAAV力価を増加させるために添加されている細胞株(例えば、rAAVパッケージングおよび/または産生細胞株)を指す。本明細書において使用される場合、「無補充細胞株」とは、rAAV力価を増加させるための単数または複数の補充物質に曝露されない細胞株(例えば、rAAVパッケージングおよび/または産生細胞株)を指す。本明細書において使用される場合、用語「無補充」および「非補充」は交換可能に使用されて、細胞株(例えば、rAAVパッケージングおよび/または産生細胞株)がrAAV力価を増加させるための単数または複数の補充物質に曝露されない培養条件を指す。
rAAV産生に関連する1つまたは複数の遺伝子を同定する方法
【0080】
本開示は部分的には、補充および無補充細胞株における網羅的遺伝子発現パターンを比較することによってrAAVの産生に関連する1つまたは複数の遺伝子を同定する方法を対象とする。
【0081】
用語「網羅的遺伝子発現」は当技術分野において周知である(Wang Z. et al, Nature Reviews Genetics, 10(1), 57-63 (2009)を参照されたい)。用語「網羅的遺伝子発現」とは、遺伝子発現の異なる状況に関する情報を含有するデータの1つまたは複数のセットを指す。データセットは、細胞または細胞由来試料における標的転写物の存在;標的転写物の相対および絶対存在量レベル;種々の処理(例えば、補充物質の添加)の、特定の遺伝子の発現をモジュレートする能力;ならびに種々の処理(例えば、補充物質の添加)の、特定の遺伝子の発現を異なるレベルに変化させる能力に関する情報を必要に応じて含む。
【0082】
用語「差次的に発現する」は当技術分野において周知である(Wang Z, et al, Nature Reviews Genetics, 10(1), 57-63 (2009)、Ozsolak, F. et al Nature Reviews Genetics, 12(2), 87-98 (2011)、Han, Y. et al Bioinformatics and Biology Insights, 9, 29-46 (2015)を参照されたい)。
【0083】
ある特定の実施形態では、本開示の細胞株(例えば、rAAVパッケージングおよび/または産生細胞株)には、rAAVの産生を増加させる1種または複数種の補充物質が補充される。一部の実施形態では、RNA試料は、周知の手順のいずれかを使用して1つまたは複数の細胞株(補充および無補充)から抽出される。例えば、全RNAは、Rneasy(登録商標)精製プラットフォーム(Qiagen,Inc.、Valencia、Calif.)などの自動化適合性96ウエルフォーマットにおけるシリカに基づく単離を使用して細胞から精製することができる。
【0084】
発現したRNA試料における遺伝子発現のパターンは、定性的および定量的測定のいずれか(または両方)によって評価することができる。一部の実施形態では、遺伝子の発現のレベルを他の発現産物に対しておよび/または対照配列に対して定量することが有用である。1つの簡便かつ広範に適用可能な相対発現量を決定する方法は、1つまたは複数の目的の遺伝子の発現量をハウスキーピング遺伝子(例えば、HPRT1、HSP70またはβ-アクチン)などの対照遺伝子の発現量と比較することである。
【0085】
観察された発現データ、例えば生体試料(例えば、補充および無補充細胞株)の1つまたは複数の処理(例えば、補充物質の添加)に応答した遺伝子発現プロファイルの変化が有意であるかどうか、例えば単に実験のノイズまたは集団の異種性の産物ではないかどうかを確認するために、確率分布の推定を、各生体試料における各遺伝子および表現型エンドポイントに関して構築することができる。推定集団分布の構築は、各処理に関する複数の独立した実験を行うことを伴い、例えば、すべての実験は、2回反復、3回反復、4回反復等で行われる。複数の生体試料(例えば、補充および無補充細胞株)からの発現データは、多変量解析を使用して群分けするまたはクラスター化することができる。データの解析は、処理に応答して、例えば補充細胞株と無補充細胞株の間で差次的に発現する遺伝子のリストを作成することができる。差次的に発現する遺伝子のリストは、rAAVの産生を増加させるのに有用な1つまたは複数の遺伝子を同定するために、種々の遺伝子フィルタリング方法論を使用してフィルタリングすることができる。
【0086】
一部の実施形態では、本開示は、補充細胞株と無補充細胞株の間で差次的に発現する遺伝子のリストからrAAVの産生に関連する1つまたは複数の遺伝子を同定する方法を対象とする。ある特定の実施形態では、細胞株は真核細胞株である。ある特定の実施形態では、細胞株はヒト細胞株である。ある特定の実施形態では、細胞株はHeLa細胞株またはHEK293細胞株である。ある特定の実施形態では、網羅的遺伝子発現は、rAAVの産生に関連する1つまたは複数の遺伝子を同定するために、異なる細胞株にわたって(例えば、無補充HeLa細胞株と補充HeLa細胞株の間、無補充HEK293細胞株と補充HEK293細胞株の間、無補充HeLa細胞株と補充HEK293細胞株の間、無補充HeLa細胞株と無補充HEK293細胞株の間、補充HeLa細胞株と補充HEK293細胞株の間で)測定される。ある特定の実施形態では、補充HEK293および補充HeLaからの網羅的遺伝子発現データを組み合わせ、無補充HEK293および無補充HeLa細胞株からの組み合わされた網羅的遺伝子発現データと比較して、rAAVの産生に関連する1つまたは複数の遺伝子を同定することができる。
【0087】
ある特定の実施形態では、本開示は、rAAVの産生の増加を促進するrAAVパッケージングおよび/または産生細胞株を産生する方法を提供する。一部の実施形態では、rAAV産生は、補充rAAV産生細胞株と無補充rAAV産生細胞株の間で差次的に発現する遺伝子のリストから同定される1つまたは複数の遺伝子および/またはタンパク質の発現をモジュレートすることによって増加する。ある特定の実施形態では、rAAVの力価は、補充rAAV産生細胞株と無補充rAAV産生細胞株の間の差次的発現遺伝子のリストから同定される1つまたは複数の遺伝子および/またはタンパク質の発現をモジュレートすることによって増加する。一部の実施形態では、rAAV力価は、対応する遺伝子および/またはタンパク質の発現のモジュレーションを行わない細胞株によって産生されるrAAV力価と比較して少なくとも1.5倍(例えば、2倍、3倍、4倍、5倍、6倍、7倍、8倍、9倍、10倍、20倍または30倍)増加する。
モジュレートされる遺伝子および/またはタンパク質
【0088】
ある特定の実施形態では、本開示は、rAAVパッケージングおよび/または産生細胞株において(個別にまたは組み合わせて)モジュレートされた場合にrAAVの産生を増強する遺伝子のリストを提供する。
【0089】
ATP合成酵素F1サブユニットイプシロン偽遺伝子2(ATP5EP2としても公知)は、ミトコンドリアのATP合成酵素サブユニットイプシロン様タンパク質をコードする。ATP5EP2は、呼吸鎖の電子伝達複合体によって生成される膜を挟んだプロトン勾配の存在下においてADPからATPを産生するミトコンドリア膜ATP合成酵素である。ヒトATP5EP2配列の例は、NCBIヌクレオチドデータベースにおける参照配列NM_006886.4(配列番号43)またはNG_053163.1(配列番号44)(ヌクレオチド配列)の下で入手可能である。
【0090】
長鎖遺伝子間非タンパク質コードRNA319(LINC00319としても公知)は、RNA遺伝子であり、非コードRNAクラスに属する。長鎖非コードRNA(lncRNA)は、多発がんの病因および進行において制御に関わる重要な役割を果たすことが示されている。LINC00319配列の例は、NCBIヌクレオチドデータベースにおける参照配列NM_194309(配列番号45)またはNR_026960.1(配列番号46)(ヌクレオチド配列)の下で入手可能である。
【0091】
シトクロムP450ファミリー3サブファミリーAメンバー7(CYP3A7としても公知)は、薬物代謝、ならびにコレステロール、ステロイドおよび他の脂質の合成に関わる酵素であるシトクロムP450スーパーファミリーのメンバーをコードする遺伝子である。この酵素は、テストステロンおよびデヒドロエピアンドロステロン3-サルフェートをヒドロキシル化し、妊娠中のエストリオールの形成に関与する。この遺伝子は、染色体7q21.1における関連遺伝子のクラスターの一部である。CYP3A7配列の例は、NCBIヌクレオチドデータベースにおける参照配列NM_000765(配列番号47)(ヌクレオチド配列)の下で入手可能である。
【0092】
ATP結合カセットサブファミリーAメンバー10(ABCA10としても公知)は、ATP結合カセット(ABC)トランスポーターのスーパーファミリーのメンバーに所属する膜関連タンパク質をコードする。ABCタンパク質は、細胞外膜および細胞内膜を越えて種々の分子を輸送する。ABC遺伝子は、7つの別個のサブファミリー(ABC1、MDR/TAP、MRP、ALD、OABP、GCN20およびWhite)に分けられる。ABCA10は、ABC1サブファミリーのメンバーである。ABC1サブファミリーのメンバーは、多細胞真核生物にのみ見出される唯一の主要なABCサブファミリーを構成する。この遺伝子は、17q24において4つの他のABC1ファミリーメンバーの間でクラスター形成する。ABCA10配列の例は、NCBIヌクレオチドデータベースにおける参照配列NM_080282.3(配列番号48)(ヌクレオチド配列)の下で入手可能である。
【0093】
ノギン(NOGとしても公知)は、骨形成タンパク質-4(BMP4)などの形質転換増殖因子-ベータ(TGF-ベータ)スーパーファミリーシグナル伝達タンパク質のメンバーと結合しそれを不活性化する分泌ポリペプチドをコードする。理論に拘束されるものではないが、TGF-ベータスーパーファミリーのメンバーよりも効率的に細胞外マトリックスに拡散することによって、このタンパク質は、形態形成勾配を生み出すことにおいて主要な役割を有しうると考えられている。NOGは、発生の初期および後期の両方において多面的な効果を有するようである。NOG配列の例は、NCBIヌクレオチドデータベースにおける参照配列NM_005450.4(配列番号49)(ヌクレオチド配列)の下で入手可能である。
【0094】
反発性ガイダンス分子BMP共役受容体A(RGMAとしても公知)は、反発性ガイダンス分子ファミリーのメンバーをコードする遺伝子である。コードされるタンパク質は、発達期中枢神経系および成体中枢神経系において軸索誘導タンパク質として機能するグリコシルホスファチジルイノシトールアンカー型糖タンパク質である。このタンパク質は、一部のがんにおける腫瘍抑制因子としても機能しうる。RGMA配列の例は、NCBIヌクレオチドデータベースにおける参照配列NM_020211.2(配列番号50)またはNM_001166283.1(配列番号51)(ヌクレオチド配列)の下で入手可能である。
【0095】
SPANX(X染色体の核と関連する精子タンパク質)ファミリーメンバーN3(SPANXN3としても公知)はタンパク質コード遺伝子である。SPANXN3配列の例は、NCBIヌクレオチドデータベースにおける参照配列NM_001009609(配列番号52)(ヌクレオチド配列)の下で入手可能である。
【0096】
ペプシノゲン-5、グループI(PGA5またはペプシノゲンAとしても公知)は、エンドペプチダーゼのペプチダーゼA1ファミリーのメンバーである消化酵素ペプシンのタンパク質前駆体をコードする。コードされる前駆体は、胃の主細胞によって分泌され、酸性条件において自己触媒的切断を受けて活性酵素を形成し、食品タンパク質の消化において機能する。この遺伝子は、それぞれが複数のペプシノゲンのうちの1つをコードする第11染色体における関連遺伝子のクラスター中に見出される。PGA5配列の例は、NCBIヌクレオチドデータベースにおける参照配列NM_014224.4(配列番号53)(ヌクレオチド配列)の下で入手可能である。
【0097】
ミオシンVIIAおよびRab相互作用タンパク質(MYRIPとしても公知)は、メラノソーム結合RAB27Aと運動タンパク質MYO5AおよびMYO7Aとの連結器として役立つ、メラノソーム輸送に関与するRabエフェクタータンパク質をコードする。このRabエフェクタータンパク質は、プロテインキナーゼAアンカータンパク質(AKAP)として機能し、PKAを開口放出機構の成分と連結する足場タンパク質として作用することができ、したがってインスリン放出を含む開口放出を容易にする。MYRIP配列の例は、NCBIヌクレオチドデータベースにおける参照配列NM_015460(配列番号54)またはNM_001284423.1(配列番号55)(ヌクレオチド配列)の下で入手可能である。
【0098】
カルシウム活性化カリウムチャネルサブファミリーNメンバー2(KCNN2としても公知)遺伝子は、カリウムチャネル遺伝子のKCNNファミリーのメンバーである。コードされるタンパク質は、電位非依存性カルシウム活性化チャネルを3つの他のカルモジュリン結合サブユニットと共に形成する膜内在性タンパク質である。この遺伝子の選択的スプライシングは、複数の転写バリアントをもたらす。KCNN2配列の例は、NCBIヌクレオチドデータベースにおける参照配列NM_170775.2(配列番号56)またはNM_001278204.1(配列番号57)(ヌクレオチド配列)の下で入手可能である。
【0099】
NALCNアンチセンスRNA1(NALCN-AS1としても公知)は、RNA遺伝子であり、非コードRNAクラスに属する。NALCN-AS1配列の例は、NCBIヌクレオチドデータベースにおける参照配列NW_011332700.1(配列番号58)またはNR_047687.1(配列番号59)(ヌクレオチド配列)の下で入手可能である。
【0100】
ある特定の実施形態では、本開示は、ATP5EP2、LINC00319、CYP3A7、ABCA10、NOG、RGMA、SPANXN3、PGA5、MYRIP、KCNN2および/またはNALCN-AS1の発現が対照親細胞と比較して低下している細胞を含むrAAVパッケージングおよび/または産生細胞株を提供する。
【0101】
ある特定の実施形態では、本開示は、KCNN2、LINC00319、RGMAおよびSPANXN3の発現が対照親細胞と比較して低下している細胞を含むrAAVパッケージングおよび/または産生細胞株を提供する。
【0102】
ある特定の実施形態では、本開示は、rAAVパッケージングおよび/または産生細胞株において個別にモジュレートされた場合にrAAVの産生を対照親細胞株と比較して増強する遺伝子のリストを提供する。一部の態様では、rAAVパッケージングおよび/または産生細胞株における遺伝子の異なる組合せのモジュレーションは、rAAVの産生を増加させる。一部の態様では、rAAVパッケージングおよび/または産生細胞株における少なくとも1つ、少なくとも2つ、少なくとも3つ、少なくとも4つ、少なくとも5つ、少なくとも6つ、少なくとも7つ、少なくとも8つ、少なくとも9つ、少なくとも10または少なくとも11の遺伝子の発現をモジュレートすることは、対照親細胞株と比較して増加したrAAV産生をもたらす。
1つまたは複数の遺伝子および/またはタンパク質をモジュレートする方法
【0103】
遺伝子(例えば、ATP5EP2、LINC00319、CYP3A7、ABCA10、NOG、RGMA、SPANXN3、PGA5、MYRIP、KCNN2またはNALCN-AS1)の発現または活性をモジュレートすること(例えば、低下させること)は、以下:1)遺伝子コピー数、2)遺伝子の転写もしくは翻訳、3)転写物の安定性もしくは寿命、4)mRNAもしくはmiRNAのコピーの数、5)非コードRNAもしくは非コードRNA標的部位のアベイラビリティ、6)タンパク質の翻訳後修飾の位置もしくは程度、または7)タンパク質の活性のうちの1つまたは複数を変更することを含むがこれだけに限らない様々な機構によって達成することができる。遺伝子発現をモジュレートするために使用することができる手段としては、これだけに限らないが、ヌクレアーゼ、二本鎖RNA(dsRNA)、低分子干渉RNA(siRNA)、小ヘアピンRNA(shRNA)、マイクロRNA(miRNA)、アンチセンスRNAオリゴヌクレオチド(ASO)、遺伝子破壊または部分的もしくは完全な遺伝子欠失が挙げられる。
ヌクレアーゼ
【0104】
ある特定の実施形態では、遺伝子モジュレーションは、ジンクフィンガーヌクレアーゼ(ZFN)を使用して達成される。合成ZFNは、例えばFokI DNA切断ドメインと融合したジンクフィンガー結合ドメインから構成される。ZFNは、多様な生物において、遺伝子発現をノックアウトするまたはノックインすることを含むがこれだけに限らない細胞のゲノム編集のために設計/操作することができる。メガヌクレアーゼ、転写活性化因子様エフェクターヌクレアーゼ(TALEN)、またはクラスター化され規則的に間隔の空いた短い回文構造の繰り返し(CRISPR)関連タンパク質(例えば、Casヌクレアーゼ)、および三重鎖もまた、幅広い細胞型においてゲノム操作のために使用することができる。記載される試薬を使用して、プロモーター、タンパク質コード領域(エクソン)、イントロン、5’および3’UTR等を標的とすることができる。
モジュレーションのための二本鎖RNA(dsRNA)分子
【0105】
ある特定の実施形態では、二本鎖RNA(dsRNA)分子が、本明細書に記載される細胞株(例えば、rAAVパッケージングおよび/または産生細胞株)における1つまたは複数の遺伝子の発現をモジュレートするために使用されうる。dsRNA分子は、配列相同性に基づく対応するRNA配列の標的化によって1つまたは複数の遺伝子と拮抗するように設計することができる。そのようなdsRNAは、低分子干渉RNA(siRNA)、小ヘアピンRNA(shRNA)またはマイクロRNA(miRNA)でありうる。そのようなdsRNAの配列は、モジュレートされる1つまたは複数の遺伝子をコードするmRNAの相補的な部分を含むことができる。この部分は、mRNA内の標的部分と100%相補的であることができるが、より低いレベルの相補性(例えば、90%もしくはそれよりも高い、または95%もしくはそれよりも高い)もまた使用することができる。典型的には、相補性パーセントは、ある長さの連続する核酸残基にわたって決定される。本開示のdsRNA分子は、例えば、少なくとも10個、少なくとも20個、少なくとも30個、少なくとも40個、少なくとも50個、少なくとも60個、少なくとも70個、少なくとも80個、少なくとも90個またはそれよりも多い核酸残基にわたって測定して、mRNA内の標的部分と少なくとも80%の相補性を有しうる。場合によっては、dsRNA分子は、dsRNA分子の長さ全体にわたってmRNA内の標的部分と少なくとも80%の相補性を有する。
【0106】
RNA干渉(RNAi)経路を使用する別の遺伝子標的試薬は、shRNAとも称される小ヘアピンRNAである。例えば発現構築物(例えば、プラスミド、レンチウイルス)を介して細胞に送達されるshRNAは、用いられるプロモーターの種類に応じて、遺伝子発現の長期低下を恒常的または制御的に実現する能力を有する。一実施形態では、レンチウイルス粒子のゲノムは、目的の遺伝子(複数可)を標的とする1つまたは複数のshRNA発現カセットを含むように改変される。そのようなレンチウイルスは、細胞に感染し、そのウイルスゲノムを宿主ゲノムに安定に組み込み、恒常的、制御的、または(複数のshRNAが発現している場合は)恒常的および制御的にshRNAを発現させることができる。したがって、一部の実施形態では、shRNAは、単一遺伝子または複数の密接に関連する遺伝子ファミリーメンバーの個々のバリアントを標的とするように設計することができる。個々のshRNAは、類似したまたは重複した機能または配列モチーフを有する標的の集合をモジュレートすることができる。当業者は、レンチウイルス構築物がクローンDNAまたはORF発現構築物を組み込むこともできることを認識するであろう。
【0107】
本明細書に記載される複数の実施形態では、低分子干渉RNA(siRNA)およびマイクロRNA(miRNA)を含む遺伝子標的試薬は、遺伝子機能をモジュレートするために使用することができる。siRNAおよびmiRNAは、多様な化学修飾、目的の標的転写物との複数のレベルの相補性、ならびに安定性、細胞送達、特異性および機能性を増強するための設計(米国特許第8,188,060号を参照されたい)を組み込むことができる。加えて、そのような試薬は、遺伝子の多様な領域(mRNAの5’UTR、オープンリーディングフレーム、3’UTRを含む)または(場合によっては)目的の遺伝子をコードするゲノムDNAのプロモーター/エンハンサー領域を標的とするように設計することができる。遺伝子モジュレーション(例えば、遺伝子発現の低下、すなわちノックダウン)は、(細胞に)単一siRNAもしくはmiRNA、または同じmRNA転写物の異なる領域を標的とする複数のsiRNAもしくはmiRNAのプールを導入することによって達成することができる。合成siRNA/miRNA送達は、1)自己送達、2)脂質媒介送達、3)エレクトロポレーションまたは4)ベクター/プラスミドに基づく発現系を含むがこれだけに限らない多くの方法によって達成することができる。導入されるRNA分子は、外来ヌクレオチド配列またはポリヌクレオチドと称される場合がある。一部の実施形態では、siRNAは、単一遺伝子または複数の密接に関連する遺伝子ファミリーメンバーの個々のバリアントを標的とするように設計することができる。
【0108】
siRNAは、1つまたは複数の遺伝子(例えば、ATP5EP2、LINC00319、CYP3A7、ABCA10、NOG、RGMA、SPANXN3、PGA5、MYRIP、KCNN2および/またはNALCN-AS1)の発現を低下させるために使用することができる。一部の実施形態では、配列番号1~11から選択されるヌクレオチド配列またはそのバリアントを含むsiRNAが標的遺伝子の発現を低下させるために使用される。
【表1-1】
【表1-2】
【表1-3】
*遺伝子の発現を低下させるために使用されるsiRNA配列(センスおよびアンチセンス)。
配列中の小文字ヌクレオチドは3’オーバーハングを表す。
【0109】
一部の実施形態では、ATP5EP2の発現を低下させるために使用されるsiRNAは、配列番号1のヌクレオチド配列またはそのバリアントを含む。例えば、一部の実施形態では、siRNAは、センス鎖に配列番号1のヌクレオチド配列、およびアンチセンス鎖に配列番号32のヌクレオチド配列を含む。
【0110】
一部の実施形態では、LINC00319の発現を低下させるために使用されるsiRNAは、配列番号2のヌクレオチド配列またはそのバリアントを含む。例えば、一部の実施形態では、siRNAは、センス鎖に配列番号2のヌクレオチド配列、およびアンチセンス鎖に配列番号33のヌクレオチド配列を含む。
【0111】
一部の実施形態では、CYP3A7の発現を低下させるために使用されるsiRNAは、配列番号3のヌクレオチド配列またはそのバリアントを含む。例えば、一部の実施形態では、siRNAは、センス鎖に配列番号3のヌクレオチド配列、およびアンチセンス鎖に配列番号34のヌクレオチド配列を含む。
【0112】
一部の実施形態では、NOGの発現を低下させるために使用されるsiRNAは、配列番号4のヌクレオチド配列またはそのバリアントを含む。例えば、一部の実施形態では、siRNAは、センス鎖に配列番号4のヌクレオチド配列、およびアンチセンス鎖に配列番号35のヌクレオチド配列を含む。
【0113】
一部の実施形態では、SPANXN3の発現を低下させるために使用されるsiRNAは、配列番号5のヌクレオチド配列またはそのバリアントを含む。例えば、一部の実施形態では、siRNAは、センス鎖に配列番号5のヌクレオチド配列、およびアンチセンス鎖に配列番号36のヌクレオチド配列を含む。
【0114】
一部の実施形態では、MYRIPの発現を低下させるために使用されるsiRNAは、配列番号6のヌクレオチド配列またはそのバリアントを含む。例えば、一部の実施形態では、siRNAは、センス鎖に配列番号6のヌクレオチド配列、およびアンチセンス鎖に配列番号37のヌクレオチド配列を含む。
【0115】
一部の実施形態では、KCNN2の発現を低下させるために使用されるsiRNAは、配列番号7のヌクレオチド配列またはそのバリアントを含む。例えば、一部の実施形態では、siRNAは、センス鎖に配列番号7のヌクレオチド配列、およびアンチセンス鎖に配列番号38のヌクレオチド配列を含む。
【0116】
一部の実施形態では、NALCN-AS1の発現を低下させるために使用されるsiRNAは、配列番号8のヌクレオチド配列またはそのバリアントを含む。例えば、一部の実施形態では、siRNAは、センス鎖に配列番号8のヌクレオチド配列、およびアンチセンス鎖に配列番号39のヌクレオチド配列を含む。
【0117】
一部の実施形態では、RGMAの発現を低下させるために使用されるsiRNAは、配列番号9のヌクレオチド配列またはそのバリアントを含む。例えば、一部の実施形態では、siRNAは、センス鎖に配列番号9のヌクレオチド配列、およびアンチセンス鎖に配列番号40のヌクレオチド配列を含む。
【0118】
一部の実施形態では、PGA5の発現を低下させるために使用されるsiRNAは、配列番号10のヌクレオチド配列またはそのバリアントを含む。例えば、一部の実施形態では、siRNAは、センス鎖に配列番号10のヌクレオチド配列、およびアンチセンス鎖に配列番号41のヌクレオチド配列を含む。
【0119】
一部の実施形態では、ABCA10の発現を低下させるために使用されるsiRNAは、配列番号11のヌクレオチド配列またはそのバリアントを含む。例えば、一部の実施形態では、siRNAは、センス鎖に配列番号11のヌクレオチド配列、およびアンチセンス鎖に配列番号42のヌクレオチド配列を含む。
アンチセンスRNAオリゴヌクレオチド(ASO)
【0120】
アンチセンスRNAオリゴヌクレオチド(ASO)は、rAAVパッケージングおよび/または産生細胞株における1つまたは複数の遺伝子の発現をモジュレートするために使用することができる。典型的には、ASOは、1つまたは複数の遺伝子の発現を低下させるために使用される。モジュレートされる1つまたは複数の遺伝子の配列に関する知識に基づいて公知の技法を使用することで、ASO分子は、配列相同性に基づく対応するRNAの標的化によって1つまたは複数の遺伝子と拮抗するように設計することができる。ASO配列は、1つまたは複数の遺伝子から産生されるmRNAまたはlncRNAの標的部分と相補的なヌクレオチド配列を含むことができる。この部分は、mRNAまたはlncRNA内の標的部分と100%相補的であることができるが、より低いレベルの相補性(例えば、90%もしくはそれよりも高い、または95%もしくはそれよりも高い)もまた使用することができる。
【0121】
一部の実施形態では、ASOは、配列の少なくとも1つのヌクレオシド連結が、ホスホロチオエート連結、ホスホロジチオエート連結、ホスホトリエステル連結、アルキルホスホネート連結、アミノアルキルホスホトリエステル連結、アルキレンホスホネート連結、ホスフィネート連結、ホスホロアミデート連結、およびアミノアルキルホスホロアミデート連結、チオホスホロアミデート連結、チオノアルキルホスホネート(thionoalkylphosphonate)連結、チオノアルキルホスホトリエステル(thionoalkylphosphotriester)連結、チオリン酸連結、セレノリン酸連結またはボラノリン酸連結であるアンチセンスRNAオリゴヌクレオチドでありうる。特定の実施形態では、アンチセンスRNAオリゴヌクレオチド配列の少なくとも1つのヌクレオシド間連結はホスホロチオエート連結である。一部の実施形態では、アンチセンスRNAオリゴヌクレオチド配列のすべてのヌクレオシド間連結はホスホロチオエート連結である。
CRISPRゲノム編集
【0122】
一部の実施形態では、rAAVパッケージングおよび/または産生細胞株における遺伝子発現のモジュレーションはCRISPRゲノム編集を使用して実行される。CRISPRゲノム編集は典型的には、2つの別個の成分:(1)ガイドRNAおよび(2)エンドヌクレアーゼ、具体的にはCRISPR関連(Cas)ヌクレアーゼ(例えば、Cas9)を含む。ガイドRNAは、単一キメラガイドRNA(gRNA)転写物となる内在性細菌crRNAおよびtracrRNAの組合せである。理論に拘束されるものではないが、gRNAおよびCasが細胞において発現する場合、ゲノム標的配列は改変されうるまたは永続的に破壊されうると考えられている。
【0123】
gRNA/Cas複合体は、gRNA配列と、低下に関する遺伝子(例えば、ATP5EP2、LINC00319、CYP3A7、ABCA10、NOG、RGMA、SPANXN3、PGA5、MYRIP、KCNN2またはNALCN-AS1)の標的DNA配列の相補配列との間の塩基対形成によって標的配列に動員される。Casの首尾よい結合のためには、ゲノム標的配列は、標的配列の直後に正確なプロトスペーサー隣接モチーフ(PAM)配列も含有していなければならない。gRNA/Cas複合体の結合は、野生型Casが二本鎖切断を引き起こすDNAの両方の鎖を切断することができるように、Casを本開示の1つまたは複数の遺伝子のゲノム標的配列に局在化させる。二本鎖切断は、2つの一般的修復経路:(1)非相同末端結合DNA修復経路または(2)相同組換え修復経路のうちの一方によって修復することができる。非相同修復経路は、フレームシフトおよび/または未成熟停止コドンを生じうる挿入/欠失を二本鎖切断の位置にもたらし、標的遺伝子のオープンリーディングフレームを効果的に破壊することができる。相同組換え修復経路は、二本鎖切断を直すために使用される修復鋳型の存在を必要とする。
【0124】
任意の適切なgRNA対がCRISPRゲノム編集のために使用されうる。典型的には、gRNA対は、1つまたは複数の遺伝子(例えば、ATP5EP2、LINC00319、CYP3A7、ABCA10、NOG、RGMA、SPANXN3、PGA5、MYRIP、KCNN2およびNALCN-AS1)の発現を低下させるために使用される。本明細書に記載される一部の実施形態では、gRNA対は、ATP5EP2、LINC00319、CYP3A7、ABCA10、NOG、RGMA、SPANXN3、PGA5、MYRIP、KCNN2および/またはNALCN-AS1の発現をモジュレートする(例えば、低下させるまたは除去/ノックアウトする)ために使用される。
【0125】
gRNA対は、モジュレートされる1つまたは複数の遺伝子の配列に関する知識に基づいて公知の技法を使用して、典型的には任意の公的に利用可能な適切なコンピュータプログラムを使用して設計することができる。ノックアウトパッケージングおよび/または産生細胞は、標準的な技法が当技術分野において公知であり、好適なキットが市販されている任意の適切な技法を使用して生成されうる。
【0126】
gRNA対は、任意の適切な手段によって本開示の産生細胞株に送達することができる。好適な技法は、当技術分野において公知であり、gRNA対を産生細胞株に送達するプラスミド、ウイルスおよび細菌ベクターの使用を含む。典型的には、gRNA対はプラスミドDNAを使用して送達される。
【0127】
gRNA対は、1つまたは複数の遺伝子(例えば、ATP5EP2、LINC00319、CYP3A7、ABCA10、NOG、RGMA、SPANXN3、PGA5、MYRIP、KCNN2およびNALCN-AS1)の発現を低下させるために使用されうる。複数のgRNA対は、遺伝子の発現をモジュレートするために使用されうる。本明細書に記載される一部の実施形態では、gRNA対は、ATP5EP2、LINC00319、CYP3A7、ABCA10、NOG、RGMA、SPANXN3、PGA5、MYRIP、KCNN2またはNALCN-AS1のうちの少なくとも1つの発現を低下させるために使用される。複数のgRNA対は、KCNN2、LINC00319、RGMAおよびSPANXN3の発現をモジュレートするために使用されうる。一部の実施形態では、gRNAは、標的部位との結合を増加させ、ヌクレアーゼ分解を阻害することによって編集効率を増強するように改変されうる。ある特定の実施形態では、これらの改変は、gRNAの5’および3’末端の両方の末端の3ヌクレオチドにおける2’O-メチルアナログおよび3’ホスホロチオエートヌクレオチド間連結でありうる。1つまたは複数の遺伝子の遺伝子発現をモジュレートするために使用されるgRNA対によって標的とされる例示的な標的DNA配列は、表2に列挙される配列番号16~31から選択されるヌクレオチド配列またはそのバリアントのいずれか1つを含みうる。
【表2-1】
【表2-2】
【0128】
例えば、KCNN2を標的とするために使用されるgRNA対は、配列番号12~15のヌクレオチド配列(表2に示される)から選択される配列を含みうる。一部の実施形態では、KCNN2を標的とするために使用されるgRNA対は、配列番号12の配列を含む第1のgRNA分子、および配列番号13の配列を含む第2のgRNA分子を含む。一部の実施形態では、KCNN2を標的とするために使用されるgRNA対は、配列番号14の配列を含むまたは有する第1のgRNA分子、および配列番号15の配列を含むまたは有する第2のgRNA分子を含む。
【0129】
一部の実施形態では、KCNN2を標的とするgRNA分子は、その5’および3’末端のいずれかまたは両方の末端の3ヌクレオチドにおける3’ホスホロチオエートヌクレオチド間連結を含む2’O-メチルアナログであり、配列番号12、13、14または15の配列を含む。
【0130】
バリアントgRNA配列は、任意の適切な長さの配列にわたって測定して、本開示の配列と少なくとも80%の配列同一性を有しうる。典型的には、配列同一性パーセントは、ある長さの連続する核酸にわたって決定される。本開示のバリアントgRNA配列は、例えば、少なくとも10個、少なくとも11個、少なくとも12個、少なくとも13個、少なくとも14個、少なくとも15個、少なくとも16個、少なくとも17個、少なくとも18個、少なくとも19個、少なくとも20個、少なくとも21個、少なくとも22個、少なくとも23個、少なくとも24個またはそれよりも多い核酸残基にわたって測定して、本開示の配列と少なくとも80%の配列同一性を有することができる。一部の実施形態では、バリアントgRNA分子は、バリアントgRNA分子の長さ全体にわたって本開示のgRNA分子に対して少なくとも80%の配列同一性を有する。一部の実施形態では、本開示のバリアントgRNA分子は、標的領域が配列番号16~30のうちの1つの標的配列と相補的である1つまたは複数のgRNA分子のバリアントでありうる。本開示のgRNA対は、遺伝子、例えば、ATP5EP2、LINC00319、CYP3A7、ABCA10、NOG、RGMA、SPANXN3、PGA5、MYRIP、KCNN2およびNALCN-AS1から選択される遺伝子を標的とする対になった2つのgRNA配列のうちの一方または両方のバリアントを含みうる。例えば、配列番号12の配列を含む第1のgRNA分子、および配列番号13の配列を含む第2のgRNA分子を含むgRNA対のバリアントは、1)配列番号12の配列のバリアントを含む第1のgRNA分子、2)配列番号13の配列のバリアントを含む第2のgRNA分子または3)両方を含みうる。
タンパク質レベルのモジュレーション
【0131】
別の実施形態では、遺伝子の発現および/または活性のモジュレーションは、タンパク質(例えば、ポリペプチド)レベルで行われる。例として、タンパク質レベルでの遺伝子機能の低下は、小分子、ペプチド、アプタマー、不安定化ドメインを用いてタンパク質を標的とすること、または例えば遺伝子産物の活性を下方制御するもしくは遺伝子産物の分解の速度を増強することができる他の方法を含むがこれだけに限らない方法によって達成することができる。代替的に、発現されるタンパク質は、部位特異的変異誘発および/またはミスセンスもしくはナンセンス変異の組み込みを介して生物活性を低下させるまたは除去するように改変されうる。一部の実施形態では、例えば活性部位と結合し、標的タンパク質の機能を阻害する小分子は、例えば細胞培養培地に添加され、それによってパッケージングおよび/または産生細胞に導入することができる。代替的に、標的タンパク質機能は、例えば、例えばタンパク質間相互作用を妨げるペプチドを細胞(例えば、パッケージングおよび/または産生細胞)に導入することによってモジュレートすることができる(Shangary et. al., (2009) Annual Review of Pharmacology and Toxicology 49:223を参照されたい)。そのようなペプチドは、例えばトランスフェクションもしくはエレクトロポレーションによって、または発現構築物を介して細胞(例えば、パッケージングおよび/または産生細胞)に導入することができる。代替的に、ペプチドは、細胞送達を容易にする1つもしくは複数の部分を添加すること(例えば、コンジュゲーションを介して)、または自己送達を増強する分子を過給することによって細胞(例えば、パッケージングおよび/または産生細胞)に導入することができる。ペプチドを発現させるための技法としては、これだけに限らないが、それぞれペプチドを目的の位置または区画に安定化させるまたは指向させるための、ペプチドの足場への融合またはシグナル配列の付加が挙げられる。ある特定の実施形態では、rAAVパッケージングおよび/または産生細胞株は、上述の方法のいずれかを使用して、ATP5EP2、LINC00319、CYP3A7、ABCA10、NOG、RGMA、SPANXN3、PGA5、MYRIP、KCNN2および/またはNALCN-AS1から発現される遺伝子産物の発現および/または活性を低下させるように操作された細胞を含む。
1つまたは複数の遺伝子および/またはタンパク質の発現に対するモジュレーションの効果
【0132】
ある特定の実施形態では、本開示に記載されるモジュレーションの方法は、高力価のrAAVを産生するrAAVパッケージングおよび/または産生細胞株を生成するために利用することができる。ある特定の実施形態では、本開示に記載されるモジュレーションの方法は、1つまたは複数の遺伝子(例えば、ATP5EP2、LINC00319、CYP3A7、ABCA10、NOG、RGMA、SPANXN3、PGA5、MYRIP、KCNN2および/またはNALCN-AS1)の発現の有意な低下および/または1つまたは複数の遺伝子によって発現されるタンパク質の活性の有意な低下(例えば、少なくとも5%、少なくとも10%、少なくとも20%またはそれよりも大きい低下)をもたらすことができる。ある特定の実施形態では、標的遺伝子の発現は、約40%~約100%(例えば、約40%~約95%、約40%~約90%、約40%~約85%、約40%~約80%、約40%~約75%、約40%~約70%、約40%~約65%、約40%~約60%、約40%~約55%、約40%~約50%、約40%~約45%、約45%~約100%、約50%~約100%、約55%~約100%、約60%~約100%、約65%~約100%、約70%~約100%、約75%~約100%、約80%~約100%、約85%~約100%、約90%~約100%、約95%~約100%、または約40%、約50%、約60%、約70%、約80%、約90%、約100%)低下する。
【0133】
ある特定の実施形態では、本開示に記載されるモジュレーションの方法は、標的遺伝子(例えば、ATP5EP2、LINC00319、CYP3A7、ABCA10、NOG、RGMA、SPANXN3、PGA5、MYRIP、KCNN2および/またはNALCN-AS1)によって発現されるタンパク質またはRNAの活性の有意な低下をもたらすことができる。例えば、本明細書に記載される方法は、標的遺伝子によって発現されるタンパク質またはRNAの活性の少なくとも5%、少なくとも10%、少なくとも20%またはそれよりも大きい低下をもたらすことができる。ある特定の実施形態では、標的遺伝子タンパク質またはRNA活性は、約40%~約100%(例えば、約40%~約95%、約40%~約90%、約40%~約85%、約40%~約80%、約40%~約75%、約40%~約70%、約40%~約65%、約40%~約60%、約40%~約55%、約40%~約50%、約40%~約45%、約45%~約100%、約50%~約100%、約55%~約100%、約60%~約100%、約65%~約100%、約70%~約100%、約75%~約100%、約80%~約100%、約85%~約100%、約90%~約100%、約95%~約100%、または約40%、約50%、約60%、約70%、約80%、約90%、約100%)低下する。さらに、1つまたは複数の遺伝子のモジュレーションは、複数の遺伝子のモジュレーション(例えば、miRNAによる)をもたらすことができる。
【0134】
ある特定の実施形態では、本開示に記載されるモジュレーションの方法は、遺伝子産物(例えば、ATP5EP2、LINC00319、CYP3A7、ABCA10、NOG、RGMA、SPANXN3、PGA5、MYRIP、KCNN2および/またはNALCN-AS1の遺伝子産物)の発現の有意な低下(例えば、少なくとも5%、少なくとも10%、少なくとも20%またはそれよりも大きい低下)をもたらすことができる。ある特定の実施形態では、遺伝子産物の発現は、約40%~約100%(例えば、約40%~約95%、約40%~約90%、約40%~約85%、約40%~約80%、約40%~約75%、約40%~約70%、約40%~約65%、約40%~約60%、約40%~約55%、約40%~約50%、約40%~約45%、約45%~約100%、約50%~約100%、約55%~約100%、約60%~約100%、約65%~約100%、約70%~約100%、約75%~約100%、約80%~約100%、約85%~約100%、約90%~約100%、約95%~約100%、または約40%、約50%、約60%、約70%、約80%、約90%、約100%)低下する。
【0135】
ある特定の実施形態では、本開示に記載されるモジュレーションの方法は、発現されるポリペプチドまたはポリリボヌクレオチドの発現(例えば、ATP5EP2、LINC00319、CYP3A7、ABCA10、NOG、RGMA、SPANXN3、PGA5、MYRIP、KCNN2および/またはNALCN-AS1の少なくとも1つからの)の有意な低下(例えば、少なくとも5%、少なくとも10%、少なくとも20%またはそれよりも大きい低下)をもたらすことができる。ある特定の実施形態では、ポリペプチドまたはポリリボヌクレオチドの発現は、約40%~約100%(例えば、約40%~約95%、約40%~約90%、約40%~約85%、約40%~約80%、約40%~約75%、約40%~約70%、約40%~約65%、約40%~約60%、約40%~約55%、約40%~約50%、約40%~約45%、約45%~約100%、約50%~約100%、約55%~約100%、約60%~約100%、約65%~約100%、約70%~約100%、約75%~約100%、約80%~約100%、約85%~約100%、約90%~約100%、約95%~約100%、または約40%、約50%、約60%、約70%、約80%、約90%、約100%)低下する。
【0136】
ある特定の実施形態では、本開示に記載されるモジュレーションの方法は、発現されるポリペプチドまたはポリリボヌクレオチド(例えば、ATP5EP2、LINC00319、CYP3A7、ABCA10、NOG、RGMA、SPANXN3、PGA5、MYRIP、KCNN2および/またはNALCN-AS1の少なくとも1つからの)の活性の有意な低下(例えば、少なくとも5%、少なくとも10%、少なくとも20%またはそれよりも大きい低下)をもたらすことができる。ある特定の実施形態では、発現されるポリペプチドまたはポリリボヌクレオチドの活性は、約40%~約100%(例えば、約40%~約95%、約40%~約90%、約40%~約85%、約40%~約80%、約40%~約75%、約40%~約70%、約40%~約65%、約40%~約60%、約40%~約55%、約40%~約50%、約40%~約45%、約45%~約100%、約50%~約100%、約55%~約100%、約60%~約100%、約65%~約100%、約70%~約100%、約75%~約100%、約80%~約100%、約85%~約100%、約90%~約100%、約95%~約100%、または約40%、約50%、約60%、約70%、約80%、約90%、約100%)低下する。
【0137】
ある特定の実施形態では、rAAVパッケージングおよび/または産生細胞株における1つまたは複数の遺伝子、タンパク質またはRNAの発現および/または活性の低下は、約5日間(例えば、約6時間、約12時間、約1日、約2日、約3日、約4日、約5日、約6日、約7日、約8日、約9日、約10日またはそれよりも長く)維持される。
【0138】
ある特定の実施形態では、rAAVパッケージングおよび/または産生細胞株における1つまたは複数の遺伝子、タンパク質またはRNAの発現および/または活性の低下は、例えば遺伝子破壊または部分的もしくは完全な遺伝子欠失の使用を通じて無期限にまたは永続的に維持されることが意図される。
【0139】
ある特定の実施形態では、rAAVパッケージングおよび/または産生細胞株における1つまたは複数の遺伝子、タンパク質またはRNAの発現および/または活性の低下は、培養中のrAAVパッケージングおよび/または産生細胞株の少なくとも1回、少なくとも2回、少なくとも3回、少なくとも4回、少なくとも5回、少なくとも10回、少なくとも20回、少なくとも30回、少なくとも40回またはそれよりも多い継代の間維持される。
rAAV産生に対するモジュレーションの効果
【0140】
rAAVパッケージングおよび/または産生細胞株における1つまたは複数の遺伝子および/またはタンパク質のモジュレーションは、rAAVの力価の増加をもたらしうる。一部の実施形態では、モジュレーションは、約1.5~約7倍(例えば、約1.5~約6.5、約1.5~約6、約1.5~約5.5、約1.5~約5、約1.5~約4.5、約1.5~約4、約1.5~約3.5、約1.5~約3.0、約1.5~約2.5、約1.5~約2.0、約2~約7、約2.5~約7、約3~約7、約3.5~約7、約4~約7、約4.5~約7、約5~約7、約5.5~約7、約6~約7、約6.5~約7、または約1.5、約2.0、約2.5、約3.0、約3.5、約4.0、約4.5、約5.0、約5.5、約6.0、約6.5もしくは約7.0)増加するrAAVパッケージングおよび/または産生細胞株から産生されるrAAVの力価の増加をもたらす。一部の実施形態では、rAAVパッケージングおよび/または産生細胞株から産生されるrAAVの力価は、少なくとも2倍、少なくとも3倍、少なくとも4倍、少なくとも5倍、少なくとも6倍、少なくとも7倍、少なくとも8倍、少なくとも9倍、少なくとも10倍、少なくとも15倍、少なくとも20倍またはそれよりも多く増加する。1つまたは複数の遺伝子および/またはタンパク質のモジュレーションの結果として生じるrAAV力価のいかなる増加も、対照親細胞株から産生されるrAAV力価と比較することができる。
【0141】
一部の実施形態では、rAAVパッケージングおよび/または産生細胞株における1つまたは複数の遺伝子および/またはタンパク質のモジュレーションは、少なくとも2日、少なくとも5日、少なくとも20日、少なくとも30日、少なくとも40日、少なくとも50日、少なくとも60日、少なくとも70日、少なくとも80日、少なくとも90日、少なくとも100日またはそれよりも長い間rAAV力価産生を増加しうる。
rAAVを産生する方法
【0142】
ある特定の実施形態では、本開示は、1つまたは複数の遺伝子、タンパク質または非コードRNAの発現をモジュレートするように操作されたrAAVパッケージングおよび/または産生細胞株からrAAVを産生する方法を記載する。ある特定の実施形態では、rAAVは、rAAVベクターを操作されたrAAVパッケージング細胞株に送達することによって生成されたrAAV産生細胞株の細胞を感染させることによって産生される。ある特定の実施形態では、rAAVは、1つまたは複数の遺伝子、タンパク質または非コードRNAの発現がモジュレートされているrAAV産生細胞株の細胞を感染させることによって産生される。ある特定の実施形態では、操作されたrAAVパッケージングおよび/または産生細胞株からのrAAVの産生は対照親細胞株と比較して増強される。
【0143】
ある特定の実施形態では、操作されたパッケージング細胞株の細胞を、rAAVの複製を可能にするヘルパーウイルス(例えば、アデノウイルス(AV)または単純ヘルペスウイルス)に感染させる。一部の実施形態では、操作された産生細胞株の細胞を、ヘルパーウイルス(例えば、アデノウイルス(AV)または単純ヘルペスウイルス)に感染させる。
rAAVを収集する方法
【0144】
rAAV粒子は、細胞を溶解することにより、操作されたrAAVパッケージングおよび/または産生細胞から得られうる。操作されたrAAVパッケージングおよび/または産生細胞の溶解は、感染性ウイルス粒子を放出するために細胞を化学的にまたは酵素的に処理する方法により達成されうる。これらの方法は、ベンゾナーゼもしくはDNAseなどのヌクレアーゼ、トリプシンなどのプロテアーゼ、または洗剤もしくは界面活性剤の使用を含む。ホモジナイゼーションもしくは粉砕などの物理的破壊、またはマイクロフルイダイザー圧力セルによる加圧、または凍結融解サイクルも使用されうる。ある特定の実施形態では、操作されたrAAVパッケージングおよび/または産生細胞由来の溶解液は、rAAV粒子を収集するために使用することができる。
【0145】
ある特定の実施形態では、細胞培養上清は、細胞溶解を必要とせずに、操作されたrAAVパッケージングおよび/または産生細胞から採取されうる。本開示のある特定の実施形態では、操作されたrAAVパッケージングおよび/または産生細胞は、細胞溶解を必要とせずに細胞培養上清から採取することができるrAAV粒子を分泌する。ある特定の実施形態では、操作されたrAAVパッケージングおよび/または産生細胞株は、対照親細胞株のrAAV力価よりも高いrAAV力価を有し、その結果、対照親細胞株と比較してより多くのrAAVが操作されたrAAVパッケージングおよび/または産生細胞株から収集される。
【0146】
rAAV粒子を回収した後に、例えば、細胞溶解の結果として生じた細胞残屑を除去するために、rAAV粒子を含有する試料を精製することが必要であり得る。AAV粒子の最小限の精製の方法は、当分野で公知である。2つの例示的な精製方法は、塩化セシウム(CsCl)およびイオジキサノールに基づく密度勾配精製である。両方法は、Strobelら、Human Gene Therapy Methods、26巻(4号):147~157頁(2015年)に記載されている。最小限の精製は、例えば、AVBセファロース親和性樹脂(GE Healthcare Bio-Sciences AB、Uppsala、Sweden)を使用するアフィニティークロマトグラフィーを使用して達成することもできる。AVBセファロース親和性樹脂を使用するAAV精製の方法は、例えば、Wangら、Mol Ther Methods Clin Dev.、2巻:15040頁(2015年)に記載されている。精製後、rAAV粒子はフィルタリングされ、-60℃以下で保存されうる。
【0147】
ある特定の実施形態では、本開示は、細胞が2つの異なるアデノウイルスに共感染した後に、操作されたrAAVパッケージング細胞株から産生されるrAAV粒子を収集する方法を提供する。
【0148】
ある特定の実施形態では、本開示は、操作されたrAAVパッケージング細胞株から生成されたrAAV産生細胞株の感染後に産生されるrAAV粒子を収集する方法を提供する。
【0149】
ある特定の実施形態では、本開示は、操作されたrAAV産生細胞株へのヘルパーウイルスの感染後に産生されるrAAV粒子を収集する方法を提供する。
rAAV粒子の定量
【0150】
rAAV粒子の定量は、AAV感染がin vitroの細胞変性効果をもたらさず、したがって、感染力価を決定するためにプラークアッセイが使用できないという事実により、複雑である。しかしながら、rAAV粒子は、定量的ポリメラーゼ連鎖反応(qPCR)(Clarkら、Hum. Gene Ther.、10巻、1031~1039頁(1999年))、ドットブロットハイブリダイゼーション(Samulskiら、J. Virol.、63巻、3822~3828頁(1989年))を含むいくつかの方法を使用して、および高度に精製されたベクター調製物の光学密度により(Sommerら、Mol. Ther.、7巻、122~128頁(2003年))定量可能である。DNase抵抗性粒子(DRP)は、サーモサイクラー(例えば、iCycler iQ 96ウエルブロックフォーマットサーモサイクラー(Bio-Rad、Hercules、CA))におけるリアルタイム定量的遺伝子発現低減ポリメラーゼ連鎖反応(qPCR)(DRP-qPCR)により、定量可能である。rAAV粒子を含有する試料が、DNaseI(100U/ml;Promega、Madison、WI)の存在下、37℃で60分間インキュベートされ、続いて、50℃で60分間のプロテイナーゼK(Invitrogen、Carlsbad、CA)消化(10U/ml)、次いで、95℃で30分間、変性させられ得る。使用されるプライマープローブセットは、rAAVベクターゲノムの非天然部分、例えば、目的のタンパク質のポリ(A)配列に特異的であるべきである。PCR産物は、プライマー、プローブおよび増幅された配列の長さおよび組成に基づく、任意の適切なサイクリングパラメータのセットを使用して増幅されうる。代替プロトコールは、例えば、Lockら、Human Gene Therapy Methods、25巻(2号):115~125頁(2014年)に開示されている。
【0151】
ウイルスゲノム増幅もまた、上に記載したものと類似したqPCR技法を使用して測定することができる。しかしながら、産生細胞内の全ゲノム増幅を定量するためには、細胞内試料のみが採取され、この試料は、パッケージングウイルスゲノムおよび非パッケージングウイルスゲノムの両方を測定するためにDNaseIでは処理されない。ウイルスゲノム増幅は、宿主細胞ハウスキーピング遺伝子、例えばRNase Pを同時に測定することによって宿主細胞あたりで算出されうる。
【0152】
rAAV粒子の感染力は、例えば、Zhenら、Human Gene Therapy、15巻:709~715頁(2004年)に記載のTCID50(50%の組織培養感染量)アッセイを使用して決定されうる。このアッセイでは、rAAVベクター粒子が連続的に希釈され、96ウエルプレート中でAV粒子とともにRep/Cap発現細胞株に共感染するために使用される。感染後48時間で、感染させたウエルおよび対照ウエルからの全細胞内DNAが抽出される。次いで、導入遺伝子特異的プローブおよびプライマーとともにqPCRを使用して、rAAVベクターの複製が測定される。1ミリリットルあたりのTCID50感染力(TCID50/ml)は、10倍の連続希釈でのAAV陽性のウエルの比を使用して、Kaerber方程式により計算される。
治療応用
【0153】
本明細書に記載される操作されたrAAVパッケージングおよび/または産生細胞株から産生されるrAAVは、例えば哺乳動物における遺伝子治療のために使用することができる。本明細書に記載される操作された細胞から産生されるrAAVは、ex vivoおよび/またはin vivo遺伝子治療応用のために使用することができる。本明細書に記載される操作された細胞から産生されるrAAVは、例えば、小分子(例えば、siRNAもしくはsgRNA)、ペプチドおよび/またはタンパク質を送達するために使用することができる。
【0154】
一部の実施形態では、本明細書に記載される操作された細胞株から生成されるrAAVは、必要としているヒト対象における疾患または障害を処置するために使用することができる。ある特定の実施形態では、本明細書に記載される操作された細胞株から生成されるrAAVは、薬学的に許容される担体と共に投与することができる。
【0155】
任意の好適な方法または経路が、本明細書に記載される操作されたパッケージングおよび/または産生細胞株から産生されるrAAVまたはrAAV含有組成物を投与するために使用されうる。投与経路としては、例えば、全身、経口、吸入、鼻腔内、気管内、動脈内、眼内、静脈内、筋肉内、皮下、皮内および他の非経口投与経路が挙げられる。一部の実施形態では、操作されたパッケージングおよび/または産生細胞株から産生されるrAAVまたはrAAVを含む組成物は静脈内投与される。
【0156】
本開示の実施は、例示的目的のためだけに本明細書において提示され、いかなる方法においても本開示を限定すると解釈されるべきでない、前述の例からさらに十分に理解される。
【実施例0157】
(実施例1)
ノックダウンプロトコールの開発
siRNAノックダウン実験を、ハウスキーピング遺伝子HPRT1をノックダウンすることによって6ウエルおよび24ウエルフォーマットに関して最適化および開発した。24ウエルにおいて実施した実験を、播種密度、細胞培養条件(例えば、二酸化炭素(CO)パーセント、ウシ胎児血清(FBS)のパーセント)、トランスフェクション試薬(Lipofectamine(登録商標)RNAiMax)とsiRNAの比(「比」)、インキュベーション時間およびsiRNA濃度などの多数の因子に基づいて評価した。HPRT1遺伝子ノックダウンのために設計された市販のsiRNAを使用して実験条件を最適化した。HeLa産生細胞に様々な濃度のsiRNAを、Lipofectamine(登録商標)RNAiMaxを製造業者の使用説明書に従って使用してトランスフェクトした。HPRT1発現の低下パーセントをリアルタイムPCRによって決定した。最適化された24ウエルsiRNAノックダウン方法は、高度に発現される遺伝子であるHPRT1を、ベースライン対照と比較して80%超ノックダウンすることができた。図2A~Dに示すように、ウエルあたり細胞1×10個で播種した細胞、1:5のトランスフェクション試薬とsiRNAの比、8nMのsiRNAが最も高いノックダウン効率を示した。図2Aは、HPRT1のノックダウンパーセントに対する、使用された様々なsiRNA濃度/比の効果を示す。図2Bは、HPRT1の発現パーセントに対する様々なsiRNA濃度/比の効果を示す。6ウエルプロトコール最適化のために、2つの異なるsiRNA濃度を試験した。図2Aおよび2Bにプロットされたデータに関しては、5×10、8×10および1×10の播種密度が試験された。図2Cは、HPRT1のノックダウンパーセントに対する様々なsiRNA濃度の効果を示す。図2Dは、HPRT1の発現パーセントに対する様々な濃度のsiRNAの効果を示す。すべての実験は3回反復で実施した。
(実施例2)
RNA配列決定
【0158】
8つの3リットルバイオリアクターを、2つの異なるHeLaS3産生細胞株に対して補充および無補充産生条件において運転した。2つの追加的なバイオリアクターを、非感染対照としてアデノウイルス5(Ad5)を用いずに運転した。表3に、バイオリアクター条件および産生レベルの詳細を記載する。
【表3】
表3で使用される略記: 1種または複数種の補充物質の添加は(+)によって示し、1種または複数種の補充物質の非存在は(-)によって示す; MOI-感染多重度。
【0159】
Ad5の感染の30時間後、試料をRNA-Seqのために取り出した。試料を、PBSを用いて1回洗浄し、細胞ペレットを発送直前まで-80℃で保存した。RNA抽出および抽出したRNAのcDNA合成を当技術分野において周知の方法によって実施した。配列決定前に、ライブラリー調製を、市販のRNA-Seqライブラリー調製キットを使用して行った。RNA配列決定を、市販のIllumina配列決定プラットフォームを使用して行った。生成したリードを、当技術分野において周知のマッピング方法を使用してヒトゲノム、Ad5ゲノムおよびAAV2ゲノムにマッピングした。Ad5ゲノムにマッピングされたあらゆるリードを廃棄した。配列決定をもう1ラウンド実施して、ヒトゲノムにマッピングされたリードを濃縮した。差分解析を、RNA配列決定によって生成されたデータを使用して実施した(表4を参照されたい)。
【表4】
* PCL1-産生細胞株1; PCL2-産生細胞株2;無産生-非感染対照細胞;産生(N.S.)-無補充条件下で培養したAd5感染細胞;産生(S)-補充条件下で培養したAd5感染細胞。
【0160】
本実施例では、発現差分解析を、対照条件と比較した実験条件のmRNAレベルの対数倍率変化(LogFC)として算出した。上方制御した遺伝子を正のLogFCとして表し、下方制御した遺伝子を負のLogFCとして表した。0.05以下のp値を有する差次的に発現遺伝子を統計的に有意と見なした。各差分解析において数百~数千の遺伝子が有意に上方または下方制御された。フィルタリング基準を確立し(例えば、図6を参照されたい)、データセットを評価のために扱いやすい遺伝子数まで縮小するために適用した。遺伝子セットを実施例6に記載されるようにアラインメントし、フィルター基準にかけた。
(実施例3)
RNA配列決定から得た結果のRT-qPCRによる検証
【0161】
小さな遺伝子セットをRNA配列決定データの検証のために選択した。RNA-Seq結果を、RT-qPCRアッセイを当技術分野において周知の方法に従って使用して確認した。ΔΔCt法を使用してデータを解析した。RT-qPCRは、RNA-Seqデータにおいて観察された傾向を独立して確認した。図3A~Bは、PGA5(図3A)およびSPANXN3(図3B)に関するRNA-Seqデータのバイオインフォマティクス解析から得た遺伝子発現の対数倍率変化値を示す。x軸は産生細胞株を増殖させた条件(補充(表4に記載の差分解析番号5)対無補充(表4に記載の差分解析番号1))を示し、y軸は遺伝子発現の対数倍率変化(LogFC)を示す。非補充細胞培養培地において培養した細胞におけるPGA5(図3A)およびSPANXN3(図3B)発現の対数倍率変化を、非感染細胞(ヘルパーウイルスに感染していない細胞)における対応する遺伝子発現に対してプロットする。補充細胞培養培地において培養した細胞におけるPGA5(図3A)およびSPANXN3(図3B)発現の対数倍率変化を、非補充細胞培養培地において培養した細胞における対応する遺伝子発現に対してプロットする。
【0162】
補充および無補充条件下で増殖させた産生細胞株におけるPGA5およびSPANXN3遺伝子発現を、当技術分野において周知の方法を使用することによりRT-qPCRによっても評価した。図3C~Dは、非補充および補充細胞培養培地において培養した細胞におけるPGA5(図3C)およびSPANXN3(図3D)の発現の非感染細胞(ヘルパーウイルスに感染していない細胞)に対するRT-qPCR倍率変化値を示す。図3A~Dは、qPCRおよびRNA配列決定から得たデータが同じ傾向に従うことを示す。
(実施例4)
産生細胞株の異なるクローンにおける、RNA配列決定から得た結果のRT-qPCRによる検証
【0163】
RNA配列決定結果を、HeLa S3産生細胞株の異なるクローンから抽出したRNAに関してRT-qPCR実験を行うことによってさらに検証した。図4A~Bは、RT-qPCRから決定した、非補充細胞培養培地および補充細胞培養培地において培養した産生細胞株クローンにおけるPGA5(図4A)およびSPANXN3(図4B)発現の非感染細胞(ヘルパーウイルスに感染していない細胞)に対する倍率変化値を示す。21C5、3C6および2B6は、HeLa産生細胞株の異なるクローンを表す。図4C~Dは、補充細胞培養培地において培養した産生細胞株クローン21C5、3C6および2B6におけるPGA5(図4C)およびSPANXN3(図4D)発現の無補充細胞培養培地において培養したクローンと比較した相対増加倍率を示す。これらの結果は、実施例3に記載のバイオインフォマティクスRNA配列決定およびRT-qPCRデータをさらに実証する。
(実施例5)
rAAV力価に対する遺伝子ノックダウンの効果
【0164】
ノックダウン実験を、HeLa産生細胞株における遺伝子を実施例1において論じた最適化されたプロトコールに基づいて個別にノックダウンすることによって実施した。siRNAヌクレオチド配列を各遺伝子に関して設計した(表1を参照されたい)。
【0165】
条件を、1×10の播種密度ならびに8nM siRNAおよび1:5のsiRNA:RNAiMAX比に設定した。AAV産生を遺伝子の発現の低下の24時間後に誘導し、rAAVを感染の72時間後に収集した。力価を各試料に関して決定し、非標的ミスセンスsiRNA対照と比較した。この実験を独立して3回実施し、結果を平均し、統計解析を実施した。図5A~5Cは、産生細胞株1~3それぞれにおける個々の遺伝子のsiRNAの結果を絶対rAAV力価(GC/mL、GC=ゲノムコピー)により示す。図5D~5Fは、異なる産生細胞株1~3それぞれにおける個々の遺伝子のsiRNAによるrAAV力価に関する増加倍率を示す。
【0166】
図5A~5Fに示すように、産生細胞株におけるKCNN2、LINC00319、RGMAまたはSPANXN3の発現の低下は、ミスセンス対照よりも2~4倍高い統計的に有意なrAAV力価をもたらした。3つの産生細胞株にわたって、これら4つの遺伝子は、ノックダウンした場合、力価に対する統計的に関連する良い影響を示す。これらの結果は、これらの遺伝子がCRISPR/Cas9ノックアウトなどのより永続的な改変のための優れた標的であることを示す。
(実施例6)
遺伝子フィルタリング方法論
【0167】
フィルター1に関して、差分解析1および7(表3に記載される)からの遺伝子をアラインメントした。1および7の差分解析は、無補充条件においてアデノウイルス5の添加時に上方または下方制御する遺伝子を定義した。解析1は、21C5産生細胞株(産生細胞株1、PCL1)由来の細胞を検査した。解析7は、2B6(産生細胞株2、PCL2)由来の細胞を検査した。このフィルター1後の遺伝子のリストは細胞株特異的でない遺伝子を同定し、このアラインメントは2つの産生細胞株間で共通した合計9149の遺伝子を提供した。
【0168】
フィルター2に関して、フィルター1からの遺伝子を差分解析5に存在する遺伝子に対してアラインメントした。解析5は、補充条件における21C5産生細胞株(PCL1)由来の細胞において、無補充条件と比較して上方および下方制御した遺伝子を検査した。この差分解析の目的は、無補充条件下での産生に対する補充条件下での産生の効果を定義することであった。フィルター1からの遺伝子セットを差分解析5に対してアラインメントする目的は、産生性改善条件において、1)産生改善条件の副産物ではなく、2)2つの異なる細胞株に関連する可能性がある遺伝子を同定することであった。アラインメント後、374の遺伝子を先へ進めた。
【0169】
フィルター3に関して、絶対値2超のLogFCという大きなLogFc閾値を有した遺伝子のみを先へ進めた。これは、先へ進めた遺伝子における高レベルの上方/下方制御を保証するため、および選択された遺伝子がRNA-Seqのアーチファクトではなかったというある程度の信頼性を得るために行った。フィルター後、77の遺伝子を先へ進めた。
【0170】
フィルター4に関して、差分解析1および差分解析5の両方において上方制御、または差分解析1および差分解析5の両方において下方制御を示した遺伝子のみを保持した。例えば、77の遺伝子のうちの1つは、差分解析1から上方制御を示し、さらに差分解析5において上方制御を示さなければならない、または差分解析1において下方制御を示し、さらに差分解析5において下方制御を示さなければならない。このフィルターの目的は、評価される遺伝子に関して、高力価条件が低力価条件と比較してその特定の遺伝子の制御に対して拮抗効果を有していなかったことを保証することであった。フィルター後、11の遺伝子が残り、評価された。例示的な遺伝子フィルタリング方法論を示す例示的なフローチャートを図6に示す(使用される略記:LogFC=対数倍率変化)。
【0171】
表5は、産生性に関して重要な遺伝子をフィルタリングするプロセス中の各比較からのLog2FCデータを提供する。
【表5】
(実施例7)
KCNN2の遺伝子ノックアウト
【0172】
本実施例では、2つの既存の高度に最適化されたモノクローナルHeLa産生細胞株(PCL)-2H5および7B12-を遺伝子改変して、カルシウム活性化カリウムチャネルタンパク質SK2をコードするKCNN2遺伝子(本明細書に記載のRNA-seqスクリーニングにおいてこれまでに同定された)をノックアウトした。
【0173】
KCNN2を、eGFP選択マーカーを使用して2H5または7B12HeLa細胞においてノックアウトした。KCNN2がノックアウトされたと思われる細胞をeGFP発現に関して濃縮し、96ウエルプレートに播種した。細胞コロニーを形成させ、ゲノムDNAを収集し、PCRを実施してノックアウトを含有する領域を増幅した。PCR産物をサンガー配列決定し、配列決定ファイルを挿入/欠失の存在に関して解析した。ノックアウトに関して高い尤度を有する2H5および7B12クローンをさらなる試験のためにスケールアップした。
【0174】
上位のクローンを無血清浮遊培養に移行した。親株と比較したクローン産生性を24ディープウエルrAAV産生により評価した。クローンを3mLの培養中、細胞2×10個/mLで播種し、Ad5を用いて感染多重度(MOI)50で感染させた。感染の4日後、rAAVを収集し、力価に関して評価した。力価の増加倍率を親対照に対して正規化した。最良のクローンは、対照試料と比較して力価の1.5~2.7の増加倍率を呈した。2H5力価は2.46×10~4.98×1010GC/mLの範囲であった(図7A)。力価を親対照に対して正規化した場合、増加倍率は1.2~2.7倍の範囲で見られた(図7B)。7B12力価は4.33×10~1.88×1010GC/mLの範囲であった(図7C)。力価を親対照に対して正規化した場合、増加倍率は1.5~2.6倍の範囲で見られた(図7D)。次いで、最小の1.5の増加倍率を有するクローンを振盪フラスコ培養にスケールし、高播種密度補充rAAV産生のためにambr(登録商標)15に蒔いた。細胞を、細胞1.5×10個/mLで播種し、Ad5を用いてMOI、50で感染させた。rAAVを感染の4日後に収集し、力価に関して評価した。力価の増加倍率を親対照に対して正規化した。最良のクローンは、対照試料と比較して力価の1.5~2.3の増加倍率を呈した。2H5力価は1.5×1011~3.82×1011GC/mLの範囲であった(図8A)。力価を親対照に対して正規化した場合、増加倍率は1.3~2.3倍の範囲で見られた(図8B)。7B12力価は2.62×1010~1.35×1011GC/mLの範囲であった(図8C)。力価を親対照に対して正規化した場合、増加倍率は1.2~1.5倍の範囲で見られた(図8D)。
【0175】
これらのデータは、AAV産生細胞における本明細書に記載される1つまたは複数の遺伝子の発現を低下させるまたは除去すること(例えば、遺伝子ノックアウトを介して)を、操作された細胞からのrAAVの産生を増加させるために用いることができることを立証する。
(実施例8)
マルチコンビナトリアルsiRNAノックダウン
【0176】
本実施例では、本明細書に記載のRNA-seqスクリーニングにおいてこれまでに同定された遺伝子の、siRNAを使用した複数組合せノックダウンを実施して、複数の遺伝子を同時に標的とすることが力価に対して相加効果を生じるかどうかを決定した。
【0177】
複数組合せノックダウンを、実施例5に記載の方法の改変法を使用して実施した。簡潔に述べると、細胞を、8nMの各siRNAを使用して、1:5のsiRNA:RNAiMAXの比を維持してトランスフェクトした。AAV産生を遺伝子の発現の低下の24時間後に誘導し、rAAVを感染の72時間後に収集した。力価を各試料に関して決定し、非標的ミスセンスsiRNA対照と比較した。
【0178】
本実施例では、KCNN2を、これまでに記載した他のsiRNAのパネルと組み合わせてノックダウンした。付加的に、RGMAおよびSPANXN3を互いに組み合わせてノックダウンした。2H5では、組合せノックダウンはミスセンス対照と比較して4.6~11.4倍の範囲の力価増加を呈した(図9A)。7B12では、組合せノックダウンはミスセンス対照と比較して3.4~9.7倍の範囲の力価増加を呈した(図9B)。いずれの組合せも力価の増加を呈したが、すべての組合せがKCNN2単独をノックダウンすることを上回る改善となるわけではなかった。KCNN2ノックダウンは、2H5では5.3の増加倍率(図9A)、7B12では5.1の増加倍率(図9B)をもたらした。
【0179】
これらのデータは、rAAVの産生の追加的な増加が、確立した高rAAV力価産生モノクローナルPCLにおける複数のゲノム領域の直接標的化により獲得されうることを立証する。
番号付き実施形態
1. ATP5EP2、LINC00319、CYP3A7、ABCA10、NOG、RGMA、SPANXN3、PGA5、MYRIP、KCNN2および/またはNALCN-AS1の発現が対照親細胞と比較して低下している細胞を含む組換えアデノ随伴ウイルス(rAAV)パッケージングおよび/または産生細胞株。
2. KCNN2、LINC00319、RGMAおよびSPANXN3の発現が対照親細胞と比較して低下している細胞を含む、実施形態1に記載のパッケージングおよび/または産生細胞株。
3. 前記発現が、ヌクレアーゼ、二本鎖RNA(dsRNA)、低分子干渉RNA(siRNA)、小ヘアピンRNA(shRNA)、マイクロRNA(miRNA)またはアンチセンスRNAオリゴヌクレオチド(ASO)の使用により低下している、実施形態1または2に記載のパッケージングおよび/または産生細胞株。
4. 前記発現が、配列番号1~11のいずれか1つから選択されるヌクレオチド配列を含むsiRNAの使用により低下している、実施形態1から3のいずれか一項に記載のパッケージングおよび/または産生細胞株。
5. ATP5EP2の発現が低下しており、前記siRNAが、センス鎖に配列番号1のヌクレオチド配列、およびアンチセンス鎖に配列番号32のヌクレオチド配列を含む、実施形態4に記載のパッケージングおよび/または産生細胞株。
6. LINC00319の発現が低下しており、前記siRNAが、センス鎖に配列番号2のヌクレオチド配列、およびアンチセンス鎖に配列番号33のヌクレオチド配列を含む、実施形態4に記載のパッケージングおよび/または産生細胞株。
7. CYP3A7の発現が低下しており、前記siRNAが、センス鎖に配列番号3のヌクレオチド配列、およびアンチセンス鎖に配列番号34のヌクレオチド配列を含む、実施形態4に記載のパッケージングおよび/または産生細胞株。
8. NOGの発現が低下しており、前記siRNAが、センス鎖に配列番号4のヌクレオチド配列、およびアンチセンス鎖に配列番号35のヌクレオチド配列を含む、実施形態4に記載のパッケージングおよび/または産生細胞株。
9. SPANXN3の発現が低下しており、前記siRNAが、センス鎖に配列番号5のヌクレオチド配列、およびアンチセンス鎖に配列番号36のヌクレオチド配列を含む、実施形態4に記載のパッケージングおよび/または産生細胞株。
10. MYRIPの発現が低下しており、前記siRNAが、センス鎖に配列番号6のヌクレオチド配列、およびアンチセンス鎖に配列番号37のヌクレオチド配列を含む、実施形態4に記載のパッケージングおよび/または産生細胞株。
11. KCNN2の発現が低下しており、前記siRNAが、センス鎖に配列番号7のヌクレオチド配列、およびアンチセンス鎖に配列番号38のヌクレオチド配列を含む、実施形態4に記載のパッケージングおよび/または産生細胞株。
12. NALCN-AS1の発現が低下しており、前記siRNAが、センス鎖に配列番号8のヌクレオチド配列、およびアンチセンス鎖に配列番号39のヌクレオチド配列を含む、実施形態4に記載のパッケージングおよび/または産生細胞株。
13. RGMAの発現が低下しており、前記siRNAが、センス鎖に配列番号9のヌクレオチド配列、およびアンチセンス鎖に配列番号40のヌクレオチド配列を含む、実施形態4に記載のパッケージングおよび/または産生細胞株。
14. PGA5の発現が低下しており、前記siRNAが、センス鎖に配列番号10の配列、およびアンチセンス鎖に配列番号41の配列を含む、実施形態4に記載のパッケージングおよび/または産生細胞株。
15. ABCA10の発現が低下しており、前記siRNAが、センス鎖に配列番号11の配列、およびアンチセンス鎖に配列番号42の配列を含む、実施形態4に記載のパッケージングおよび/または産生細胞株。
16. 前記ヌクレアーゼが、ジンクフィンガーヌクレアーゼ(ZFN)、メガヌクレアーゼ、転写活性化因子様エフェクターヌクレアーゼ(TALEN)、またはクラスター化され規則的に間隔の空いた短い回文構造の繰り返し(CRISPR)関連タンパク質からなる群から選択される、実施形態3に記載のパッケージングおよび/または産生細胞株。17. 前記発現がCRISPRゲノム編集の使用により低下している、実施形態1から16のいずれか一項に記載のパッケージングおよび/または産生細胞株。
18. 前記発現がガイドRNA対の使用により低下しており、各ガイドRNAが、
(a)配列番号12~15のヌクレオチド配列から選択される配列を含む、および/または
(b)配列番号16~31のヌクレオチド配列のいずれか1つから選択される標的DNA配列を標的とする、
実施形態17に記載のパッケージングおよび/または産生細胞株。
19. 前記gRNA対が、KCNN2を標的とするために使用され、配列番号12の配列を含む第1のgRNA分子、および配列番号13の配列を含む第2のgRNA分子を含む、実施形態18に記載のパッケージングおよび/または産生細胞株。
20. 前記gRNA対が、KCNN2を標的とするために使用され、配列番号14の配列を含む第1のgRNA分子、および配列番号15の配列を含む第2のgRNA分子を含む、実施形態18に記載のパッケージングおよび/または産生細胞株。
21. 各gRNA分子が、その5’および3’末端のいずれかまたは両方の末端の3ヌクレオチドにおける3’ホスホロチオエートヌクレオチド間連結を含む2’O-メチルアナログである、実施形態19または20に記載のパッケージングおよび/または産生細胞株。
22. 前記遺伝子発現が対照親細胞と比較して除去されている、実施形態1から21のいずれか一項に記載のパッケージングおよび/または産生細胞株。
23. ヒト細胞株である、実施形態1から22のいずれか一項に記載のパッケージングおよび/または産生細胞株。
24. 前記ヒト細胞株がHeLa細胞株またはヒト胎児腎臓(HEK)293細胞株である、実施形態23に記載のパッケージングおよび/または産生細胞株。
25. rAAVパッケージング細胞株である、実施形態1から24のいずれか一項に記載の細胞株。
26. rAAV産生細胞株である、実施形態1から24のいずれか一項に記載の細胞株。
27. rAAVの力価が、前記対照親細胞を含む細胞株から産生されるrAAVの力価と比較して約1.5~約7倍増加している、実施形態26に記載の細胞株。
28. 実施形態1から27のいずれか一項に記載の細胞株の溶解液。
29. 実施形態1から27のいずれか一項に記載の細胞株からの細胞培養上清。
30. 産生細胞株を生成する方法であって、組換えアデノ随伴ウイルス(rAAV)ベクターを実施形態25に記載のパッケージング細胞株の細胞に送達すること含む、方法。31. rAAVを産生する方法であって、実施形態30に記載の方法によって生成された産生細胞株の細胞にヘルパーウイルスを感染させることを含む、方法。
32. rAAVを産生する方法であって、実施形態26に記載の産生細胞株の細胞にヘルパーウイルスを感染させることを含む、方法。
33. 前記rAAVが前記産生細胞株から収集される、実施形態31または32に記載の方法。
34. rAAVの前記産生が対照親細胞株と比較して増強される、実施形態31から33のいずれか一項に記載の方法。
35. rAAVの産生に関連する1つまたは複数の遺伝子を同定する方法であって、
rAAV力価を増加させる1種または複数種の補充物質を細胞株へ添加すること;
補充および無補充細胞株におけるトランスクリプトームにわたって網羅的遺伝子発現を測定すること;
補充細胞株と無補充細胞株の間で差次的に発現される遺伝子のリストを得ること;ならびに
rAAVの産生に関連する1つまたは複数の遺伝子を同定すること
を含む、方法。
36. 前記細胞株に添加される前記1種または複数種の補充物質が、デキサメタゾン、ヒドロコルチゾン、プレドニゾロン、メチルプレドニゾロン、ベタメタゾン、コルチゾン、プレドニゾン、ブデソニドまたはトリアムシノロンを含む、実施形態35に記載の方法。
37. rAAVパッケージングおよび/または産生細胞株を産生してrAAVの産生の増加を促進する方法であって、実施形態35に記載の方法を使用して同定された1つまたは複数の遺伝子の発現をモジュレートすることを含む、方法。
38. 前記細胞株がrAAVパッケージング細胞株である、実施形態35から37のいずれか一項に記載の方法。
39. 前記細胞株がrAAV産生細胞株である、実施形態35から37のいずれか一項に記載の方法。
40. 前記rAAV産生細胞株が、rAAV力価を、対応する1つまたは複数の遺伝子の発現のモジュレーションを行わないrAAV産生細胞株によって産生されるrAAV力価よりも少なくとも1.5倍大きく増加する、実施形態39に記載の方法。
41. 前記発現をモジュレートすることが1つまたは複数の遺伝子の発現を低下させることを含む、実施形態37から40のいずれか一項に記載の方法。
42. 前記発現をモジュレートすることが1つまたは複数の遺伝子の発現を除去することを含む、実施形態37から40のいずれか一項に記載の方法。
43. 前記細胞株がヒト細胞株である、実施形態30から42のいずれか一項に記載の方法。
44. 前記ヒト細胞株がHeLa細胞株またはヒト胎児腎臓(HEK)293細胞株である、実施形態43に記載の方法。
45. ATP5EP2、LINC00319、CYP3A7、ABCA10、NOG、RGMA、SPANXN3、PGA5、MYRIP、KCNN2および/またはNALCN-AS1から発現される遺伝子産物の発現および/または活性を対応する非改変親細胞と比較して低下させるように操作された細胞を含む組換えアデノ随伴ウイルス(rAAV)パッケージングおよび/または産生細胞株。
46. ATP5EP2、LINC00319、CYP3A7、ABCA10、NOG、RGMA、SPANXN3、PGA5、MYRIP、KCNN2および/またはNALCN-AS1から発現される遺伝子産物の発現および/または活性が無期限にまたは永続的に低下している、実施形態45に記載のrAAVパッケージングおよび/または産生細胞株。
47. ATP5EP2、LINC00319、CYP3A7、ABCA10、NOG、RGMA、SPANXN3、PGA5、MYRIP、KCNN2および/またはNALCN-AS1のうちの少なくとも1つに遺伝子破壊または部分的もしくは完全な遺伝子欠失を含むように操作されている、実施形態46に記載のrAAVパッケージングおよび/または産生細胞株。
48. ATP5EP2、LINC00319、CYP3A7、ABCA10、NOG、RGMA、SPANXN3、PGA5、MYRIP、KCNN2および/またはNALCN-AS1のうちの少なくとも1つに遺伝子破壊を含むように操作されている、実施形態47に記載のrAAVパッケージングおよび/または産生細胞株。
49. ATP5EP2、LINC00319、CYP3A7、ABCA10、NOG、RGMA、SPANXN3、PGA5、MYRIP、KCNN2およびNALCN-AS1から選択される少なくとも2つの遺伝子に遺伝子破壊を含むように操作された、実施形態47に記載のrAAVパッケージングおよび/または産生細胞株。
50. ATP5EP2、LINC00319、CYP3A7、ABCA10、NOG、RGMA、SPANXN3、PGA5、MYRIP、KCNN2および/またはNALCN-AS1のうちの少なくとも1つに部分的または完全な遺伝子欠失を含むように操作された、実施形態47に記載のrAAVパッケージングおよび/または産生細胞株。
51. ATP5EP2、LINC00319、CYP3A7、ABCA10、NOG、RGMA、SPANXN3、PGA5、MYRIP、KCNN2およびNALCN-AS1から選択される少なくとも2つの遺伝子に部分的または完全な遺伝子欠失を含むように操作された、実施形態47に記載のrAAVパッケージングおよび/または産生細胞株。52. 対応する親細胞株と比較して、ATP5EP2、LINC00319、CYP3A7、ABCA10、NOG、RGMA、SPANXN3、PGA5、MYRIP、KCNN2およびNALCN-AS1のうちの少なくとも1つから発現されるポリペプチドまたはポリリボヌクレオチドの低下した発現および/または活性を示す組換えアデノ随伴ウイルス(rAAV)パッケージングおよび/または産生細胞株。
参照による組み込み
【0180】
本明細書において参照される特許文書および科学記事のそれぞれの開示全体は、すべての目的について参照により組み込まれる。
均等物
【0181】
本発明は、その精神または本質的特徴から逸脱することなく、他の具体的な形態において具体化されうる。したがって、前述の実施形態は、本明細書に記載される本発明への制限よりむしろ、あらゆる点で例示的であると見なされるべきである。本発明の範囲は、したがって前述の記載によってよりむしろ添付の特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲の等価の意味および範囲内に生じるすべての変化は、それに含まれることが意図される。
図1
図2-1】
図2-2】
図3-1】
図3-2】
図4-1】
図4-2】
図5-1】
図5-2】
図6
図7
図8
図9
【配列表】
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【外国語明細書】