具有修饰的磷脂酶结构域的腺相关病毒(AAV)制造技术

技术编号:24218308 阅读:27 留言:0更新日期:2020-05-20 20:18
本公开通常涉及来自不同于血清型2的血清型的修饰的腺相关病毒(AAV),其具有病毒衣壳蛋白,所述病毒衣壳蛋白具有相对于相应的野生型序列被修饰的亚基1(VP1)序列。特别地,本公开的修饰的AAV包含磷脂酶A2(PLA2)结构域和侧接序列内的相对于相应野生型序列的位点特异性氨基酸取代,当在昆虫细胞中产生时其提高了AAV的功能性。本公开还涉及产生修饰的AAV的方法、用于产生所述修饰的AAV的其试剂、杆状病毒表达系统和昆虫细胞。

Adeno associated virus (AAV) with modified phospholipase domain

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有修饰的磷脂酶结构域的腺相关病毒(AAV)相关申请的交叉引用本申请要求2017年8月31日提交的美国临时申请系列第62/553,028号的权益,该申请以全文引用的方式并入本文。经由EFS-WEB以电子方式递交的序列表的引用本申请包括经由EFS-Web以电子方式递交的序列表(名称:“4226.006PC01_Sequence_Listing_ST25.txt”;大小:100,400字节;并且创建于:2018年8月22日),其特此以引用的方式全文并入。
本公开通常涉及具有带有修饰的磷脂酶结构域的病毒衣壳蛋白的腺相关病毒(AAV),以及使用杆状病毒表达系统在昆虫细胞中产生所述腺相关病毒(AAV)的方法。
技术介绍
腺相关病毒(AAV)是最有希望用于人类基因治疗的病毒载体之一。AAV含有大约4.7kb的ssDNA基因组,其表达两个ORF;一个编码病毒外壳蛋白VP1、VP2和VP3以及装配相关蛋白或装配激活蛋白(AAP),且第二个编码四种病毒复制酶组分;ORF由两个反向末端重复序列(ITR)侧接。ITR由病毒rep蛋白识别,其中它们在新生病毒衣壳中的基因组复制及新合成基因组的装载中起关键作用。可使用载体制备重组AAV颗粒,其中目的基因(GOI)在两个ITR之间克隆,并且病毒cap和rep蛋白以反式提供。重组AAV颗粒保留了有效感染分裂以及未分裂的人类细胞的能力。病毒颗粒被认为进入细胞核,其中基因组作为附加体存留,并继续数月至数年长期表达重组载体中存在的任何转基因。重要的是,尽管AAV感染很常见,但通常不认为该病毒与任何疾病相关联。此外,有许多AAV血清型,通常称为血清型1-12,它们在组织嗜性方面不同。鉴于这些优点,正在针对许多人类疾病的基因治疗临床试验中对重组腺相关病毒(rAAV)进行评价。重组AAV的产生系统有两种主要类型:(1)使用哺乳动物细胞系(例如,HEK293细胞、COS细胞、HeLa细胞、KB细胞)的常规产生系统;和(2)新近使用昆虫细胞的产生系统。哺乳动物产生系统通常涉及三重转染,其中三种质粒被转染到哺乳动物细胞系中,这些质粒编码i)AAVrep和外壳蛋白,ii)来源于腺病毒的辅助功能(helperfunction),和iii)由ITR侧接的目的基因。AAVrep和ITR序列通常来源于AAV2血清型以及CAP序列,尽管来自其它血清型的序列也可被取代以产生假型病毒颗粒,病毒衣壳蛋白的选择反映所需的组织嗜性。哺乳动物的产生系统有若干缺点。治疗用途最重要的缺点是与贴壁哺乳动物细胞的大规模转染相关的难点,以及随之而来的AAV产生系统的扩展性差。此外,在哺乳动物细胞培养物中产生的用于临床用途的载体有被哺乳动物宿主细胞中存在的不良且有可能是致病的物质污染的风险。作为哺乳动物的产生系统的替代方案,昆虫细胞可用于使用杆状病毒载体来产生AAV。杆状病毒感染昆虫细胞,它们在昆虫细胞中以附加体方式进行复制,并且通过使用源于杆状病毒的启动子可以在感染细胞中驱动极高水平的转基因表达。通常昆虫细胞被两种重组杆状病毒共感染,一种表达AAVcap和rep蛋白,并且第二种含有由ITR侧接的GOI,不需要病毒辅助功能。使用昆虫细胞来产生AAV的主要优点是扩展性,因为昆虫细胞已经适应于在没有诸如胎牛血清的补充剂的悬浮培养物中生长。然而,昆虫细胞产生系统也有若干缺点,包括难以获得三种AAV衣壳蛋白(VP1、VP2和VP3)的正确化学计量,杆状病毒表达载体的传代不稳定,并且最明显的是与在常规哺乳动物细胞中产生的相应AAV相比,所得AAV的功能性低。在昆虫细胞中产生的AAV的功能性因AAV血清型而异。例如,Urabe等人(2006)J.Virol.80(4):1874-1885报道了在昆虫细胞内的杆状病毒系统中产生的AAV5颗粒相比于在相同系统中产生的AAV2具有的活性差。从那时起人们已经认识到,当由昆虫细胞中的杆状病毒表达系统产生时,AAV2保留磷脂酶结构域(PLA)在其病毒衣壳蛋白的亚基1(VP1)中的活性,从而使病毒能够逃离核内体室并到达细胞质。Urabe等人通过构建嵌合AAV2/5VP1蛋白质部分地解决了这一问题,其中AAV5VP1的至少49个氨基酸的N-末端部分被AAV2VP1的相应部分置换,以便提高病毒粒子的功能性。然而,考虑到在人类基因治疗中使用AAV,本领域中仍然需要在昆虫细胞中(由不同于AAV2的血清型)产生重组AAV的替代和/或改进方法,其中AAV能够在细胞内化后逃离核内体。要理解的是,本文中包括的对公开文献、行为、材料、装置、制品等的任何讨论仅仅是为了提供本专利技术的背景目的。这不被视为承认任何或所有这些事项是与本专利技术相关的领域中的公知常识,因为其在本申请的任何权利要求的优先权日之前就存在。
技术实现思路
本公开基于专利技术人的意外发现,通过在磷脂酶结构域及侧接区内的特定位点进行氨基酸取代可以恢复或提高来自由昆虫细胞中的杆状病毒表达系统产生的不同于血清型2的血清型的AAV的核内体逃离活性。具体地,专利技术人首次表明,有可能恢复或提高两种代表性AAV血清型(血清型8和9)的核内体逃离活性,方式是通过将在多达六个残基位置处的氨基酸用来自AAV血清型2的相应位置处的氨基酸取代。在这方面,本专利技术人已表明不必将整个PLA结构域与AAV2的PLA结构域进行交换来产生嵌合AAV,也不必产生表达包含野生型VP1/PLA序列和AAV2的序列(例如,AAV2/WTVP1)的镶嵌衣壳的AAV,这是迄今用来提高在昆虫细胞中产生的AAV的功能性的策略。本专利技术人提供了一种新颖方法,通过该方法可恢复或提高在昆虫细胞中产生的重组非血清型2AAV的核内体逃离活性,而不必置换相应AAV的野生型病毒衣壳蛋白内的整个结构域和/或亚基序列。因此,本公开提供包含编码腺相关病毒(AAV)病毒衣壳蛋白的多核苷酸序列的核酸分子,其中所述病毒衣壳蛋白包含修饰的亚基1(VP1)序列,所述序列包含位置1处的丝氨酸、位置26处的谷氨酸、位置40处的精氨酸、位置43处的天冬氨酸、位置44处的丝氨酸和位置64处的赖氨酸,其中所述氨基酸位置是相对于SEQIDNO:1中给出的序列定义的,其中在位置1、26、40、43、44和64中的任何一处或多处的所述氨基酸相对于相应的野生型序列被修饰,且其中除了在所述任何一个或多个位置1、26、40、43、44和64处的氨基酸以外,没有另外的氨基酸相对于相应的野生型序列被修饰。在一个实例中,所述病毒衣壳蛋白来自AAV血清型1。在一个实例中,所述病毒衣壳蛋白来自AAV血清型3。在一个实例中,所述病毒衣壳蛋白来自AAV血清型4。在一个实例中,所述病毒衣壳蛋白来自AAV血清型5。在一个实例中,所述病毒衣壳蛋白来自AAV血清型6。在一个实例中,所述病毒衣壳蛋白来自AAV血清型7。在一个实例中,所述病毒衣壳蛋白来自AAV血清型8。在一个实例中,所述病毒衣壳蛋白来自AAV血清型9。在一个实例中,所述病毒衣壳蛋白来自AAV血清型10。在一个实例中,所述病毒衣壳蛋白来自AAV血清型11。在本文档来自技高网
...

【技术保护点】
1.一种核酸分子,其包含编码腺相关病毒(AAV)病毒衣壳蛋白的多核苷酸序列,其中所述病毒衣壳蛋白包含修饰的亚基1(VP1)序列,所述修饰的亚基1序列包含位置1处的丝氨酸、位置26处的谷氨酸、位置40处的精氨酸、位置43处的天冬氨酸、位置44处的丝氨酸和位置64处的赖氨酸,其中所述氨基酸位置是相对于SEQ ID NO:1中给出的序列定义的,其中在位置1、26、40、43、44和64中的任何一处或多处的所述氨基酸相对于相应的野生型序列被修饰,且其中除了在所述任何一个或多个位置1、26、40、43、44和64处的那些以外,没有另外的氨基酸相对于所述相应的野生型序列被修饰。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170831 US 62/553,0281.一种核酸分子,其包含编码腺相关病毒(AAV)病毒衣壳蛋白的多核苷酸序列,其中所述病毒衣壳蛋白包含修饰的亚基1(VP1)序列,所述修饰的亚基1序列包含位置1处的丝氨酸、位置26处的谷氨酸、位置40处的精氨酸、位置43处的天冬氨酸、位置44处的丝氨酸和位置64处的赖氨酸,其中所述氨基酸位置是相对于SEQIDNO:1中给出的序列定义的,其中在位置1、26、40、43、44和64中的任何一处或多处的所述氨基酸相对于相应的野生型序列被修饰,且其中除了在所述任何一个或多个位置1、26、40、43、44和64处的那些以外,没有另外的氨基酸相对于所述相应的野生型序列被修饰。


2.根据权利要求1所述的核酸分子,其中所述病毒衣壳蛋白选自由以下组成的组:
(i)来自AAV1的病毒衣壳蛋白,其中所述修饰的VP1序列包含SEQIDNO:15中给出的序列;
(ii)来自AAV3的病毒衣壳蛋白,其中所述修饰的VP1序列包含SEQIDNO:16中给出的序列;
(iii)来自AAV4的病毒衣壳蛋白,其中所述修饰的VP1序列包含SEQIDNO:17中给出的序列;
(iv)来自AAV5的病毒衣壳蛋白,其中所述修饰的VP1序列包含SEQIDNO:18中给出的序列;
(v)来自AAV6的病毒衣壳蛋白,其中所述修饰的VP1序列包含SEQIDNO:19中给出的序列;
(vi)来自AAV7的病毒衣壳蛋白,其中所述修饰的VP1序列包含SEQIDNO:20中给出的序列;
(vii)来自AAV8的病毒衣壳蛋白,其中所述修饰的VP1序列包含SEQIDNO:21中给出的序列;
(viii)来自AAV9的病毒衣壳蛋白,其中所述修饰的VP1序列包含SEQIDNO:22中给出的序列;
(ix)来自AAV10的病毒衣壳蛋白,其中所述修饰的VP1序列包含SEQIDNO:23中给出的序列;
(x)来自AAV11的病毒衣壳蛋白,其中所述修饰的VP1序列包含SEQIDNO:24中给出的序列;
(xi)来自AAV12的病毒衣壳蛋白,其中所述修饰的VP1序列包含SEQIDNO:25中给出的序列;和
(xii)来自AAV13的病毒衣壳蛋白,其中所述修饰的VP1序列包含SEQIDNO:26中给出的序列。


3.根据权利要求1或权利要求2所述的核酸分子,其中所述病毒衣壳蛋白来自AAV8,且所述修饰的VP1序列包含SEQIDNO:21中给出的序列。


4.根据权利要求1或权利要求2所述的核酸分子,其中所述病毒衣壳蛋白来自AAV9,且所述修饰的VP1序列包含SEQIDNO:22中给出的序列。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的核酸分子,其中所述病毒衣壳蛋白包含来自与所述修饰的VP1相同的AAV血清型的亚基2(VP2)和亚基3(VP3)序列。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的核酸分子,其中编码所述AAV病毒衣壳蛋白的所述核苷酸序列与用于在昆虫细胞中表达的启动子可操作地连接。


7.根据权利要求6所述的核酸分子,其中所述用于在昆虫细胞中表达的启动子是多面体启动子或p10启动子。


8.根据权利要求1至7中任一项所述的核酸分子,其包含编码至少一种选自Rep78和Rep68的大AAV复制(Rep)蛋白和至少一种选自Rep52和Rep40的小AAVRep蛋白的多核苷酸序列。


9.根据权利要求8所述的核酸分子,其包含编码Rep78和Rep52的多核苷酸序列。


10.根据权利要求8或权利要求9所述的核酸分子,其中编码所述Rep蛋白的所述多核苷酸序列与用于在昆虫细胞中表达所述Rep蛋白的启动子可操作地连接。


11.根据权利要求10所述的核酸分子,其中所述用于在昆虫细胞中表达的启动子是多面体启动子或p10启动子。


12.一种杆状病毒载体,其包含根据权利要求1至11中任一项所述的核酸分子。


13.多种杆状病毒载体,其包含:
(i)第一杆状病毒载体,其包含根据权利要求1至12中任一项所述的核酸分子;和
(ii)第二杆状病毒载体,其包含编码由AAV反向末端重复(ITR)序列侧接的目的蛋白质或RNA的多核苷酸。


14.多种杆状病毒载体,包含:
(i)第一杆状病毒载体,其包含根据权利要求1至7中任一项所述的核酸分子;
(ii)第二杆状病毒载体,其包含编码至少一种选自Rep78和Rep68的大AAV复制(Rep)蛋白和至少一种选自Rep52和Rep40的小AAVRep蛋白的多核苷酸序列;和
(iii)第三杆状病毒载体,其包含编码由AAV反向末端重复(ITR)序列侧接的目的蛋白质或RNA的多核苷酸。


15.根据权利要求14所述的多种杆状病毒载体,其中所述第二杆状病毒载体包含编码Rep78和Rep52的多核苷酸序列。


16.根据权利要求14或权利要求15所述的多种杆状病毒载体,其中编码所述Rep蛋白的所述多核苷酸序列与用于在昆虫细胞中表达所述Rep蛋白的启动子可操作地连接。


17.一种昆虫细胞,其包含根据权利要求1至11中任一项所述的核酸。


18.一种昆虫细胞,其包含根据权利要求12所述的杆状病毒载体或根据权利要求13至16中任一项所述的多种杆状病毒载体。


19.根据权利要求17或18所述的昆虫细胞,其中编码AAV病毒衣壳蛋白的多核苷酸序列和编码Rep蛋白的多核苷酸序列由所述昆虫细胞内的附加体复制的重组杆状病毒基因组表达。


20.根据权利要求17至19中任一项所述的昆虫细胞,其中编码由AAV反向末端重复(ITR)序列侧接的目的蛋白质或RNA的多核苷酸由所述昆虫细胞内的附加体复制的重组杆状病毒基因组表达。


21.一种在昆虫细胞中产生腺相关病毒(AAV)的方法,其包括:
在足以使所述细胞产生AAV的条件下在培养基中培养根据权利要求17至20中任一项所述的昆虫细胞;并任选地
从所述培养基和/或细胞中回收所述AAV。


22.一种在昆虫细胞中产生腺相关病毒(AAV)的方法,其包括:
(i)用以下对昆虫细胞进行共感染:第一杆状病毒,其基因组包含根据权利要求8至11中任一项所述的核酸分子;和第二杆状病毒,其基...

【专利技术属性】
技术研发人员:V·斯特林斯乌福姆巴SC·高P·W·罗尔文克
申请(专利权)人:贝尼泰克生物制药有限公司
类型:发明
国别省市:澳大利亚;AU

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1