無毒化HSVを用いた先駆的AAVベクター大量生産プラットフォームの開発

• Project/Area Number: 23K18582
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 90:Biomedical engineering and related fields
• Research Institution: Nippon Medical School
• Principal Investigator: 宮川 世志幸 日本医科大学, 医学部, 講師 (90415604)
• Project Period (FY): 2023-06-30 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000); Fiscal Year 2025: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000); Fiscal Year 2024: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000); Fiscal Year 2023: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
• Keywords: ヘルペスウイルス / アデノ随伴ウイルス / 遺伝子治療 / ベクター生産 / ヘルペスウイ ルス / 生産細胞

Outline of Research at the Start

本研究では、遺伝子治療用アデノ随伴ウイルス(AAV) ベクターの高品質・高生産技術確立を目的として、申請者らが開発した無毒化ヘルペスウ イルス(HSV)を活用し、半永久的にAAVベクター生産が可能な革新的ベクター生産プラッ トフォームを開発する。本生産系が成就すれば、喫緊の課題であるAAVベクターの安定 供給が解消され、本邦の遺伝子治療産業化を強く推進するものと想定される。

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、臨床応用が進むアデノ随伴ウイルス（AAV）ベクターの高生産技術確立を目的として、研究代表者らが開発したヘルペスウイルス（HSV）プラットフォームを活用し、持続的にAAVベクター生産が可能な革新的ベクター生産系開発に取り組む。本年度は、HSVベクターよりAAVベクター構成因子を発現させるための発現カセットの作製、HSVゲノムへの組み込み及び機能確認を計画していた。まず、AAV構成因子Rep/Cap遺伝子をHSVゲノムへ組み込むためのシャトルベクターを開発した。並行して、AAV末端逆位反復配列間に導入遺伝子としてレポーター遺伝子であるAcGFPを組み込んだプラスミドを開発した。本プラスミドをAAV生産細胞に組み込んだ組み換えAAV生産細胞を開発し、そのAAVベクター生産効率を確認したところ、その生産効率は予想より効率が悪いことが判明した。従って、当初の計画を変更し、本発現カセットについてもHSVゲノムへ組み込むために、シャトルベクターを開発した。これら作製したAAVベクター構成因子、レポーター遺伝子発現カセットをHSVベクターに組み込むことができるか検証するために、ドナーカセットを搭載したHSVベクターゲノムに対して組み換え反応を実施し、HSVベクターにAAVベクター構成因子、レポーター遺伝子発現カセットをそれぞれ搭載した。同HSVベクターをベクター生産細胞にて増幅を試みたところ、問題なく増幅し、同HSVベクターの生産・精製を完了した。これらのHSVベクターより導入遺伝子であるAAVベクター構成因子、レポーター遺伝子が発現するか確認を行ったところ、効率よく発現することがわかった。現在の本ベクターを用いてAAVベクター生産が可能か検証を進めている。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

今年度は、HSVベクターに組み込みためのAAVベクター構成因子、AAV末端逆位反復配列間に挿入されたレポーター遺伝子発現カセットの作製、及びこれを用いたシャトルベクターの開発、そしてHSVベクターへの組み込みを予定していた。AAVベクター構成因子、レポーター遺伝子発現カセットについては問題なく、作製が完了した。一方、レポーター遺伝子発現カセットについてはAAV生産細胞に組み込む予定であった.しかし、AAVベクター生産効率の悪さから、計画変更を余儀なくされたが、本コンストラクトについてもHSVに組み込むことで事なきを得た。また同シャトルベクターを用いた組換えHSVベクターについても支障なく作製が可能であった。従って、本研究計画は予定通り進行していると考えている。

Strategy for Future Research Activity

今後は、開発したHSVベクターを用いたAAVベクター生産・精製確認、及び同AAVベクターの機能確認を予定している。同時に、いずれのHSV遺伝子がAAVベクター生産に必須か確かめるために、バックボーンが異なるHSVにも同様にAAVベクター構成因子を導入し、AAVベクター生産を試みる。同時に、AAV構成因子変異導入とウイルスタンパク質耐性生産細胞の開発にも着手し、AAVベクター生産効率の改善を図る。

Research Products

• [Int'l Joint Research] University of Pittsburgh(米国)
• [Presentation] 次世代型遺伝子治療用ウイルスベクターの開発 (2023)
  • Author(s): 宮川世志幸
  • Organizer: 第19回日本臨床プロテオゲノミクス学会
  • Invited
• [Presentation] Long-term efficacy and safety of non-toxic herpesvirus vectors. (2023)
  • Author(s): Yoshitaka Miyagawa, Motoyo Maruyama, Atsushi Sakai, Yuriko Sato, Seiji Kuroda, Hiromi Kinoh, Motoko Yamamoto, Ryotaro Hashizume, Hidenori Suzuki, Justus B. Cohen, Joseph C. Glorioso, Takashi Okada.
  • Organizer: The 46th Annual Meeting of the Molecular Biology Society of Japan (MBSJ2023).
• [Presentation] haracterization of non-toxic herpes simplex virus-based vectors in vivo. (2023)
  • Author(s): Yoshitaka Miyagawa, Motoyo Maruyama, Atsushi Sakai, Yuriko Sato, Seiji Kuroda, Hiromi Kinoh, Motoko Yamamoto, Ryotaro Hashizume, Hidenori Suzuki, Justus B. Cohen, Joseph C. Glorioso, Takashi Okada.
  • Organizer: The Japanese Society of Gene & Cell Therapy 2023