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に該当 大臣確認実験 ) [ 実験 5] 回収された組換えウイルスのうち GFP mcherry, mwasabi, mruby, ルシフェラーゼ (Luc) あるいは Thy-1 発現 HIV-1 については ヒトリンパ球あるいはヒト血液幹細胞を移植してヒト T 細胞を有する免疫不全マウスに接種する 接種後 マウス個体内におけるウイルスの増殖性や分布を把握し HIV 感染組織の病理的な解析から の発症に関与する分子を解明する (P3A レベル 二種省令別表第一第一号ハと二種省令別表第一第一号ヘならびに第一第三号イに該当 大臣確認実験 ) 遺伝子組換え生物等及び拡散防止措置の一覧表は別紙 1 を参照 実験全体の流れは別紙 3 を参照 確認を申請する使用等 レポーター遺伝子 (GFP, mcherry, mwasabi,mruby) を発現する組換え HIV-1 は 自立的な増殖力及び感染力を保持したウイルスであって その使用等を通じて増殖することが科学的知見に照らして推定される よって二種省令別表第一第一号ハと二種省令別表第一第一号へに該当するため大臣確認を要する 遺伝子組換え生物等の特性 核酸供与体の特性 レポーター遺伝子 (GFP, mcherry, mwasabi,mruby, Luc, Thy-1) もしくは エピトープタグ付加ウイルス蛋白質を発現するそれぞれの非自立増殖型組換え HIV-1 は 増殖力を欠損したウイルスであるが 1) 調節遺伝子 構造遺伝子 およびアクセサリー遺伝子の機能の幾つかを有しており 2) プロウイルスにおいて LTR のプロモーター活性をもつことから それらの使用等を通じて自立的な増殖力及び感染力又は病原性を獲得する可能性も推測される よって二種省令別表第一第一号ハと二種省令別表第一第一号へに該当するため大臣確認を要する 各種組換え HIV-1 をヒトリンパ球あるいはヒト血液幹細胞移植免疫不全マウスに接種する実験は 動物使用実験である よって二種省令別表第一第一号ハと二種省令別表第一第一号ヘならびに第一第三号イに該当するため大臣確認を要する (1) オワンクラゲ (Aequorea victoria): 軟クラゲ目オワンクラゲ科に属する 病原性や有害物質の産生性 その他の特性は該当なし ( クラス 1) (2) Firefly (Photinus pyralis): コウチュウ目ホタル科に属する 病原性や有害物質の産生性 その他の特性は該当なし ( クラス 1) (3) イソギンチャク (Discosoma sp.): ホネナシサンゴ目 3

イソギンチャクモドキ科に属する 病原性や有害物質の産生性 その他の特性は該当なし ( クラス 1) (4) サンゴイソギンチャク (Clavularia coral.) ハタゴイソギンチャク科に属する 病原性や有害物質の産生性 その他の特性は該当なし ( クラス 1) (5) シロイヌナズナ (Arabidopsis thaliana.) アブラナ科シロイヌナズナ属に属する 病原性や有害物質の産生性 その他の特性は該当なし ( クラス 1) (6) 軟体サンゴ (Clavularia coral.)clavularia 属の軟体サンゴ 病原性や有害物質の産生性 その他の特性は該当なし ( クラス 1) (7) ハツカネズミ (Mus musculus): 齧歯目ネズミ科に属する ( クラス 1) (8) 脳心筋炎ウイルス (encephalomyocarditis virus : EMCV): ピコルナウイルス科に属する 一本 (+) 鎖 RNA をゲノムとしてもつ非エンベロープ型ウイルスである ウイルスの増殖は細胞質でおこなわれる ( クラス 2) 供与核酸の特性 (1) Green fluorescent protein (GFP): オワンクラゲ由来 紫外線照射により蛍光を発する cdna は市販のプラスミド pcms-egfp を用い PCR によって増幅したものを用いる Accession # L29345 大きさ :757 bp ( 別紙 7-1) (2) monomeric Red fluorescent protein(mcherry): イソギンチャク四量体赤色蛍光蛋白質 (DsRed) 由来 紫外線照射により蛍光を発する cdna は市販のプラスミド plvx-mcherry-c1 を用い PCR によって増幅したものを用いる Accession # ACY24904 大きさ :708 bp( 別紙 7-2). (3) Monomeric variant of the red fluorescent protein eqfp611 (mruby): サンゴイソギンチャク四量体赤色蛍光蛋白質 (eqfp611) 由来 紫外線照射により蛍光を発する cdna は市販のプラスミド PB514B-2 を用い PCR によって増幅したものを用いる Accession # AY130757 大きさ :678 bp( 別紙 7-2). (4) monomeric green fluorescent protein (mwasabi): 軟体サンゴ由来 mtfp1 より得られた単量体緑色蛍光蛋白質 紫外線照射により蛍光を発する cdna は市販のプラスミド pmwasabi-ires を用い PCR によって増幅したものを用いる Accession # EU024648 大きさ :820 4

bp ( 別紙 7-2) (5) ルシフェラーゼ (luciferase:luc):firefly 由来 ATP 存在下で基質であるルシフェリンの発光反応を触媒する cdna は市販のプラスミド pgl3 を用い PCR によって増幅したものを用いる Accession # E02267 大きさ :1649 bp ( 別紙 7-1) (6) Thy-1 抗原 (thymus cell antigen 1): マウス由来の GPI アンカー型膜分子 CD90 とも呼ばれ マウスのすべての胸腺細胞と T リンパ球に主に発現する 市販の抗 Thy-1 抗体によって特異的に認識され 発現細胞はフローサイトメトリー等によって検出できる cdna は PCR によって増幅したものを用いる Accession # NM_009382 大きさ :489 bp (7) Internal ribosomal entry site (IRES):EMCV 由来の配列内部リボソーム進入部位 この配列を有することにより mrna はキャップ構造非依存的に蛋白質を翻訳することができる cdna は市販のプラスミド pires を用い PCR によって増幅したものを用いる Accession # U-89673 大きさ :596 bp ( 別紙 7-1) (8) FLAG エピトープタグ :8 アミノ酸からなる親水性ペプチド 目的の蛋白質に融合して発現し 市販の抗 FLAG 抗体によって特異的に認識される cdna は 24 塩基の合成オリゴ DNA を用いる アミノ酸配列 : Asp-Tyr-Lys-Asp-Asp-Asp-Asp-Lys (9) HA エピトープタグ :9 アミノ酸からなるペプチド 目的の蛋白質に融合して発現し 市販の抗 HA 抗体によって特異的に認識される cdna は 27 塩基の合成オリゴ DNA を用いる アミノ酸配列 : Tyr-Pro-Tyr-Asp-Val-Pro-Asp-Tyr-Ala ベクター等の特性 宿主等の特性 (1) 完全長ならびにウイルス遺伝子を部分欠損する HIV-1 cdna をもつ大腸菌発現用プラスミド DNA ベクター : プラスミド DNA (puc18 等 別紙 8 参照 ) は Escherichia coli ( 腸内細菌科大腸菌属 クラス 1) に由来する ( 参考文献 Gene 33: 103-119, 1985 Accession #L09137 大きさ :2,686 bp) 伝達性における供与交換の交換や持ち出しの可能性はない 宿主は大腸菌に特異性がある ( 別紙 8 を参照 ) (1) Escherichia coli (E. coli) E12 株誘導体 : 腸内細菌科大腸菌属に属する 自然環境において生育可能であるが 遺伝的欠陥をもつために特殊な培養条件下以外での生存率が極めて低い 本誘導体は通常に分布していない 増殖の様式は通性嫌気性環境において増殖する 病原性や有害物質の産生性はない ( クラス 1) (2) ヒト免疫不全ウイルス 1 型 (human immunodeficiency virus type 1, HIV-1): レトロウイ 5

ルス科レンチウイルス属に属する ヒトに病原性を示し 免疫不全症を発症する HIV-1 の全ゲノム領域は ウイルス増殖に関与する gag, pol, env, tat, rev, vif, vpr, vpu ならびに nef という 9 個の蛋白質コーディングフレーム そしてその発現の調節領域 (long terminal repeat:ltr) をもつ ( クラス 3) ( 別紙 9 を参照 ) 遺伝子組換え生物等の特性 ( 宿主等との相違を含む ) 自立増殖型組換え HIV-1 の特性 (1) (1) GFP, mcherry, mwasabi などの蛍光蛋白質発現 HIV-1 は GFP, mcherry, mwasabi 遺伝子を env と nef の間 もしくは gag 中に有しており LTR によって発現が調節される 一部の cdna は IRES 配列をもつ nef 遺伝子が加えられており その Nef の発現は LTR ならびに IRES によって調節される ( 別紙 4 左 ) 非自立増殖型組換え HIV-1 の特性 (2) (3) (4) (5) 調節遺伝子 (tat, rev) アクセサリー遺伝子 (nef, vif, vpr, vpr) および構造遺伝子 (gag, pol, env) のうち一部もしくは多くの機能を欠損した HIV-1 標的細胞に感染後 染色体にプロウイルスを挿入するが プロウイルスから増殖力をもつ HIV-1 は産生されない プロウイルスにおいては LTR のプロモーター活性をもつ (2) ルシフェラーゼ (luc) 発現組換え HIV-1 は env と nef 遺伝子の機能が欠損しており その領域に luc 遺伝子を有している luc 遺伝子の発現は LTR によって調節される 一部のベクターでは vpr 遺伝子も欠損している ( 別紙 4 右 ) (3) Thy-1 発現組換え HIV-1 は env と nef 遺伝子の機能が欠損しており その領域に Thy-1 遺伝子を有している Thy-1 遺伝子の発現は LTR によって調節される ( 別紙 4 右 ) (4) GFP 発現組換え HIV-1 は gag, pol, env そしてほとんどのアクセサリー遺伝子の機能が欠損しており GFP 遺伝子の発現は LTR と IRES によって調節される ( 別紙 4 右 ) (5) FLAG および HA エピトープタグ発現 HIV-1 は FLAG 配列を gag の直後に有しており HA 配列を pol の直後に有しており LTR によって発現が調節される ( 別紙 4 右 ) 上記 (1) (2) (3) (4) および (5) の組換えウイルスは遺伝子操作によって病原性 伝達性の変化はないと考えられる 6

各種組換え HIV-1 をもつプラスミド DNA の代表的な制限酵素マップについては別紙 10 を参照 遺伝子組換え生物等を保有している動物 植物又は細胞等の特性 (1) E. coli E12 株誘導体 : 腸内細菌科大腸菌属に属する 自然環境において生育可能であるが 遺伝的欠陥をもつために特殊な培養条件下以外での生存率が極めて低い 本誘導体は通常に分布していない 増殖の様式は通性嫌気性環境において増殖する 病原性や有害物質の産生性はない ( クラス 1) (2) レポーター遺伝子もしくはエピトープタグ配列をもつ各種組換え HIV-1 ゲノムの E. coli E12 株誘導体への移入方法は 薬剤耐性遺伝子導入によるトランスフォーメーションである 形質転換体は自然環境において生育は不可能であり 通常には分布しえない 一度トランスフォーメーションしたものは 継代の必要はない この組換え体の作製は 25 年以上にわたり種々の実験室で行われてきたことからも ( 参考文献 Nature 334: 444-447, 1988 AIDS Res Hum Retroviruses 13:1077-1081, 1997) 供与核酸の存在様式ならびに形質の発現は極めて安定である 形質転換体は通性嫌気性環境において増殖する 生育ならびに生存には 気象などの環境条件による影響はない 組換え体の残存性ならびに他の生物への伝播はない (3) 293T 細胞は adenovirus type 5 DNA 導入ヒト胎児由来腎臓細胞であり 自然環境において生育可能でない 病原体 有害物質産生性はない ヒト胎児から単離された腎臓細胞に adenovirus type 5 DNA を導入し不死化させた細胞株である 293 細胞 ( 参考文献 J. Gen Virol 36 : 59-74, 1977) に SV40 large T 抗原遺伝子を導入した細胞株である ジェネティシン耐性細胞であり 栄養要求性はなく ほとんど実験室外での増殖は不可能である この細胞株に各種組換え HIV-1 の cdna を導入する 組換え遺伝子の導入方法はカルシウムトランスフェクション法による 組換え体保有細胞は自然環境において生育は不可能であり 通常には分布しえない 本遺伝子は染色体への組込みはほとんど発生しないので 一度トランスフェクションしたものは継代の必要はない この細胞を用いたウイルス全領域を含む HIV の組換えウイルス作製実験は 20 年以上にわたり多くの実験室で行われてきたことからも 供与核酸の存在様式ならびに形質の発現は極めて安定であり 予想できない組換え体の出現は考えづらい HIV を産生するので 組換え生物の残存性ならびに他の生物へ伝播性があるので P3 レベルの拡散防止措置を執る ( 別紙 3) (4) GFP, mcherry, mwasabi, mruby などの蛍光蛋白質発現自立増殖型組換え HIV-1 が感染した細胞ではウイルスの全ゲノムがプロウイルスとして染色体に組み込まれ LTR のプロモーター活性により複製に必要な構 7

造遺伝子 調節遺伝子 アクセサリー遺伝子 そして GFP ならびに mcherry, mwasabi, mruby 遺伝子が発現する これらの蛍光蛋白質は紫外線照射により細胞内で発光する 組換え HIV-1 の移入方法は 上述の組換え DNA を導入した 293T 細胞の培養上清から回収されるウイルスによる 組換え HIV-1 の感染性は非組換えウイルスのそれよりは低下するが 実験室外へ分布しないように P3 レベルの拡散防止措置を執る HIV-1 の生物学的機能から 感染によって細胞はすべて死滅するので 一度 組換えウイルスを移入した細胞は継代の必要がない 本組換え体の作製は 20 年以上にもわたり種々の実験で行われてきたことからも 供与核酸の存在様式ならびに形質の発現は極めて安定である 増殖の様式は通性環境による 感染細胞の生育ならびに生存は気象などの環境条件による影響を受けない (5) GFP などの蛍光蛋白質 ルシフェラーゼ (luc) Thy-1 エピトープタグを発現する非自立増殖型組換え HIV-1 が感染した細胞では ウイルス遺伝子の一部が染色体に組み込まれ LTR のプロモーター活性により各種レポーター遺伝子が発現する 蛍光蛋白質は紫外線照射により細胞内で発光し luc は細胞抽出液に基質 ( ルシフェリン ) を添加することによって発光する Thy-1 は ウイルス感染細胞の膜表面に露出する エピトープタグ発現 HIV-1 が感染した細胞では ウイルス性蛋白質が発現し さらに FLAG タグ融合 Gag 蛋白質ならびに HA タグ融合 Pol 蛋白質が発現する これらの組換え HIV-1 の移入方法は 上述の組換え DNA を導入した 293T 細胞の培養上清から回収されるウイルスによる 組換えウイルスの感染性は非組換えウイルスのそれとほとんど差がなく 実験室外へ分布しないように P3 レベルの拡散防止措置を執る 感染細胞から新たなウイルスが産生されることはない 本組換え体の作製は 15 年以上にもわたり種々の実験で行われてきたことからも 供与核酸の存在様式ならびに形質の発現は極めて安定である 増殖の様式は通性環境による 感染細胞の生育ならびに生存は気象などの環境条件による影響を受けない (6) 免疫不全マウスは Mus musculus 由来 DNA activated protein kinase 欠損マウス ( クラス 1 ) である CB17-SCID マウスに由来する (Nature 301: 527-530, 1983) この CB17-SCID マウスと自然発生マウス NOD マウスの交配マウス NOD-SCID マウスを さらにガンマ鎖ノックアウトマウスとの交配により作製した NOG マウス ( 参考文献 ) を使用する さらに NOG マウスにサイトカインであるヒト由来の IL-3 と GM-CSF cdna もしくはヒト HLA DR0405 cdna の遺伝子導入をおこなったトランスジェニックマウスを実験動物中央研究所より入手し 実験に使用する このマウスは重症のため自然環境において生育可能でな 8

拡散防止措置 区分及び選択理由 い 病原性はなく 有害物質産生性はない 栄養要求性はなく ほとんど実験室外での増殖は不可能である このマウスにヒトリンパ球あるいはヒト血液幹細胞を移植し ヒト T 細胞を保有するマウスを作製する このヒト T 細胞を保有するマウスに組換え核酸の移入を行う 方法は上記 293T 細胞遺伝子導入細胞の培養上清から回収される組換えウイルスの感染法による 組換え HIV-1 の感染性は非組換えウイルスのそれよりは低下するが 実験室外へ分布しないように P3A レベルの拡散防止措置を執る 本遺伝子は染色体への組込みが発生するが ウイルスの生物学的機能による感染により細胞はすべて死滅するので 一度導入した細胞は継代の必要ない 上述したように供与核酸の存在様式ならびに形質の発現は極めて安定である 1988 年の SCID マウスへの HIV 感染実験 ( 参考文献 Science 242:1684-1686, 1988) の報告以来 これまで 20 年以上このマウスを使った HIV 感染実験が行われてきており マウス個体内の内在性レトロウイルスと HIV の組換え反応の報告はなく 組換えウイルスの出現は極めて少ないと考える 上述した概要のうち 実験 1 はオワンクラゲ firefly ハツカネズミならびに EMCV ( クラス 1) 由来の遺伝子 (GFP ルシフェラーゼ Thy-1 および IRES) もしくは人工合成配列 (FLAG HA タグ ) を HIV-1 ( クラス 3) の cdna に組み込む実験であり P3 レベルの拡散防止措置を執る 実験 2 は実験 1 で作製した組換えウイルス cdna をもつプラスミド DNA を大腸菌 (E. coli E12 株誘導体 ) 内で増幅する機関承認実験である P3 レベルの拡散防止措置を執る 実験 3 は human retrovirus である HIV-1 の組換えウイルス cdna をヒト由来の 293T 細胞にトランスフェクションし 感染性ウイルスを産生する実験であるが この過程は二種省令別表第一第一号ハと二種省令第四条関係別表第一第一号ヘに該当する大臣確認実験であり P3 レベルの拡散防止措置を執る 当該拡散防止措置を選択した理由は 供与核酸と宿主における組み込み部位の組み合わせを科学的知見に照らした場合 クラス 3 である HIV-1 の増殖性 感染性に影響しないと考えられ P3 レベルの拡散防止措置を執ることが妥当であると考えられるためである 実験 4 ならびに 5 は 産生した組換えウイルスを培養細胞 ( 実験 4) もしくは SCID マウス ( 実験 5) に感染させ 組換えウイルスの増殖性 感染性 細胞障害性等を解析する実験であるが この過程は二種省令別表第一第一号ハと二種省令第四条別表第一第一号ヘならびに二種省令第四条別表第一第三号イに該当する大臣確認実験であり P3 レベル ( 実験 4) もしくは P3A レベル ( 実験 5) 9

の拡散防止措置を執る 当該拡散防止措置を選択した理由は 供与核酸と宿主における組み込み部位の組み合わせを科学的知見に照らした場合 クラス 3 である HIV-1 の増殖性 感染性に影響しないと考えられ P3 レベルまたは P3A レベルの拡散防止措置を執ることが妥当であると考えられるためである 施設等の概要 (1) 大学 実験棟 室 (P3 実験室 ) ( 別紙 2A および C) ならびに分子生物実験研究棟動物実験施設地下 B27 室 (P3A 飼育 実験室 ) ( 別紙 2B および C) は それぞれの P3 あるいは P3A 施設として 第二種省令別表第二の三のイとロおよび別表第四の三のイとロに規定する拡散防止措置をすべて講じている いずれの実験室も電子ロックにて常時施錠した前室を設けている さらに実験区画内は陰圧に保たれており 吸気 排気は天井のヘパフィルターを通して行なわれるため 建物内の他のいずれの部屋にも再循環されない (2) 大学 動物実験施設 室 (P3A 飼育 実験室 ) では前室を設けている さらに実験区画内は陰圧に保たれており 吸気 排気は天井のヘパフィルターを通して 屋上から外排気される 動物逃亡防止にはねずみ返しを設置し ウイルス飛散防止には排気が再循環されない動物飼育用のアイソレーターを設置している 組換え HIV 接種動物は常にアイソレーター内で飼育される (3) 以上の施設については, 平成 年 月 日に 組換え DNA 実験安全委員会委員長 教授による現地確認が行なわれている 遺伝子組換え生物等を不活化するための措置 (1) 実験終了後は感染細胞 安楽死処理後のマウスならびに組換えウイルス暴露の危険がある器具はすべてオートクレーブ処理 (121 度 20 分 ) で不活化する (2) 組換えウイルス実験終了後は組換え生物等の付着の有無に関わらず 必ず実験施行領域を 0.1% 次亜塩素酸含消毒剤にて組換え体を不活化する (3) マウス逃亡防止とウイルス飛散防止のためにフィルターが設置された組換えウイルス接種マウス飼育用アイソレーターは毎回 実験終了時にオートクレーブ処理 (121 度 20 分 ) 後に 洗浄される 動物の取り扱いは常時安全キャビネット内で行われ 組換えウイルス接種マウスは当然のことながら 組換えウイルスの飛散は防がれている 10

その他 (1) 第二種使用等の実施予定期間 : 大臣確認後より平成 年 月 日まで (2) 遺伝子組換え生物等の安全な取扱いについて検討する委員会等の設置状況及び当該委員会等の委員長の職名及び氏名等 大学組換え DNA 実験安全委員会委員長 学部教授 (3) 動物を飼育する施設等の管理者による確認状況 ( 動物使用実験の場合に限る ): 大学 実験動物委員会 委員長により毎年度確認されている (4) 本申請は 平成 年 月 日に確認済の第二種使用等拡散防止措置 (21 受文科振. 第 670 号 ) に関して 供与核酸の追加及び期間の延長を申請するものである 11

別紙 1 遺伝子組換え生物等および拡散防止措置の一覧表 12

別紙 2 (A および B) 実験区画内詳細図 13

別紙 2 (C) 敷地図 14

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