癌への特異的標的化を可能とするアデノウイルスベクターシステムの開発

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13218142
• Research Institution: National Institute of Health Sciences
• Principal Investigator: 水口 裕之 国立医薬品食品衛生研究所, 遺伝子細胞医薬部, 主任研究官 (50311387)
• Keywords: 遺伝子治療 / アデノウイルスベクター / ファイバー / ターゲッティング / 癌

Research Abstract

ターゲティング能を有したアデノウイルスベクターの開発研究としては、感染域を狭め、特定の組織・細胞にのみ遺伝子導入できる機能を持ったベクターの開発が必要である。そこで、ファイバーノブやペントンベースを改変することでアデノウイルス受容体(coxsackievirus-adenovirus receptor ; CAR)やαvインテグリン(アデノウイルスの第2の受容体)と結合しないアデノウイルスベクターを開発した。しかしながら、in vitroでの遺伝子導入活性の減弱は認められるものの、マウスに全身投与後のベクターの肝移行性は従来型ベクターに比べ抑制させることが出来なかった。そこで、CARとαvインテグリンとの結合性を同時に欠損させ、さらに、ファイバーシャフト領域を5型アデノウイルス由来から35型アデノウイルス由来に置換したベクターを作製した。その結果、ファイバーノブ、ファイバーシャフト、ペントンベースの3領域のうち2領域を改変したアデノウイルスベクターにおいては、マウスに全身投与後の肝臓での遺伝子発現は従来型アデノウイルスベクターに比べ数百倍減少した。さらに、3領域全てを改変したアデノウイルスベクターにおいては肝臓での遺伝子発現は3万倍以上減少し(他臓器における活性も減少)、特定の臓器で目的遺伝子の発現を起こさないアデノウイルスベクターの開発に成功した。本研究で開発したトリプルミュータントアデノウイルスベクターは、ファイバー領域(HIループおよびC末端領域)に1ステップのin vitroライゲーションで、自由に、簡便に外来ペプチドコードDNAを導入できるように設計されていることから、ターゲティングアデノウイルスベクターのための基盤ベクターになるものと考えられる。

Research Products

• [Publications] Okada Y., Okada N., Mizuguchi H., Takahashi K., Hayakawa T., Mayumi T., Mizuno N.: "Optimization of antitumor efficacy and safety of in vivo cytokine gene therapy using RGD fiber-mutant adenovirus vector for preexisting murine melanoma."Blochim.Biophys.Acta.. 1670. 172-180 (2004)
• [Publications] Koizumi N., Mizuguchi H., Sakurai F., Yamaguchi T., Watanabe Y., Hayakawa T.: "Reduction of natural adenovirus tropism to mouse liver by fiber-shaft exchange in combination with both CAR- and αv integrin-binding ablation."J.Virol.. 77. 13062-13072 (2003)
• [Publications] Gao J-Q., Tsuda Y., Katayama K., Nakayama T., Hatanaka Y., Tani Y., Mizuguchi H., Hayakawa T., Yoshie O., Tsutsumi Y., Mayumi T., Nakagawa S.: "Antitumor effect by interleukin-11 receptor α-locus chemokine/CCL27, introduced into tumor cells through a recombinant adenovirus vector."Cancer Res.. 63. 4420-4425 (2003)
• [Publications] Koizumi N., Mizuguchi H., Utoguchi N., Watanabe Y., Hayakawa T.: "Generation of fiber-modified adenovirus vector containing heterologous peptides in both the HI loop and C terminus of the fiber knob."J.Gene Med. 5. 267-276 (2003)
• [Publications] Nagayama Y., Nakao, K., Mizuguchi H., Hayakawa T., Niwa M.: "Enhanced antitumor effect of combined replicative adenovirus and non-replicative adenovirus expressing interleukin-12 in an immunocompetent mouse model."Gene Ther.. 10. 1400-1403 (2003)
• [Publications] Okada Y., Okada N., Mizuguchi H., Hayakawa T., Mayumi T., Mizuno N.: "An investigation of adverse effects caused by the injection of high-dose TNFα-expressing adenovirus vector into established murine melanoma."Gene Ther.. 10. 1891-1902 (2003)
• [Publications] Okada N., Masunaga Y., Okada Y., Iiyama S., Tsuda T., Matsubara A., Mori N., Mizuguchi H., Hayakawa T., Fujita T., Yamamoto A.: "Gene transduction efficiency and the state of maturation in mouse dendritic cells Infected with conventional or RGD fiber-mutant adenovirus vectors."Cancer Gene Ther.. 10. 421-431 (2003)
• [Publications] Kakayama K., Wada K., Nakajima A., Yoshida S., Mizuguchi H., Hayakawa T., Nakagawa S., Kadowaki T., Nagai R., Kamisaki Y., Blumberg RS., Mayumi T.: "A novel PPARγ-gene therapy to control inflammation associated with inflammatory bowel disease."Gastroenterology. 124. 1315-1324 (2003)