このように現時点の遺伝子治療の最大の問題は、ベクターの標的細胞への遺伝子導入／発現効率の低さとその安全性であることは明白である。さらにこのような遺伝子導入技術のほとんどが米国を中心に技術的特許を独占されており、企業化に関してその自由度が強く制限されている点も、この分野の進歩に影響を与えている重要な要因である。
以下にこれらベクター群の特徴について御紹介する。
１．センダイウイルスベクター（Recombinant Sendai Virus: SeV）（図１）
マイナス１本鎖ゲノムを有するセンダイウイルスは、マウスパラインフルエンザウイルス I 型に分類されており、血球凝集活性を示すことから日本ウイルス学会では、HVJ（Hemagglutinating Virus of Japan）と命名されている。
センダイウイルスの組み換え技術は、東京大学医科学研究所 永井美之教授（現富山衛生研究所長、名古屋大学名誉教授）、加藤篤助教授（現国立感染症研究所研究室長）により1996年に開発され（文献１、２）、さらに外来遺伝子を組み込んだ現在のベクターの原形が同時期に完成した（文献３、４）。
但しこの初期型ベクターはセンダイウイルスが外来遺伝子を発現するという、「生のウイルス」に近いものであり、細胞へ感染するとある種のプロテアーゼ存在下に２次伝播を起す。そのため官民共同ベンチャーである（株）ディナベック研究所により、臨床現場に用いることが可能な非伝播型ベクターの開発が進められている。臨床用SeVベクターの第１世代は、細胞融合／感染に必須なF遺伝子をウイルスゲノムから除去したものであり、F欠損型SeV（SeV/dF）と呼ばれている（文献３、４）。さらに最近、ウイルス膜構造に重要なM遺伝子を欠損したウイルスの回収などにも成功しており（図２）、今後さらに進歩した第２、第３世代ベクターを誕生させるべく、研究を続けている。
このSeVベクターの特徴として、
（１）様々な哺乳動物細胞への遺伝子導入・発現効率が極めて高いこと。
（２）外来遺伝子の転写は細胞質でゲノムRNAからそのまま行われ（レトロウイルスと異なりDNAに変換されない）、核に移行する必要がないこと。
（３）ヒトへの病原ウイルスではないこと。
が挙げられる（図３）。導入・発現効率における長所に加え、宿主染色体との相互作用がないことは、レトロウイルス、アデノ随伴ウイルス（AAV）、レンチウイルスなどをベースとしたベクターと異なり、宿主遺伝情報を撹乱しないという意味で、安全性における大きな長所となっている。
これまで我々は、本ベクターの臨床応用の可能性について検討する目的で、種々の臓器・細胞への遺伝子導入効率、生体内動態を中心に解析して来た。その結果、
（１）肺気道上皮（文献７、８）
（２）血管壁（文献９）
（３）骨格筋（文献１０、１１）
（４）関節滑膜（文献１２）
（５）眼球網膜（文献１３）
（６）ヒト臍帯血由来CD34陽性骨髄幹細胞（文献１４）
（７）活性化 T リンパ球（文献１５）
など、多種多様な臓器・細胞において、欧米で開発された既存のベクターと比較して高い遺伝子導入効率を示すことが明らかとなっている。
現在、本ベクターを用いた世界初の遺伝子治療臨床研究の対象として閉塞性動脈硬化症（ASO）、バージャー病（TAO）に対する、血管新生遺伝子治療臨床研究を計画している。既に九州大学遺伝子治療臨床研究専門委員会、九州大学医学部倫理委員会での承認を得ており、厚生労働省厚生科学審議会で審査を受けている（平成１４年１２月現在）。本ベクターのGMP（good manufacturing practice）グレードでの大量生産技術、テストランサンプルの各種検査も終了しており、2003年度中の臨床研究実施を目指している。
２．アフリカミドリサル由来レンチウイルスベクター（African Green Monkey-Derived
Simian Immunodeficiency Virus Vector: SIVagm）（図４）
レトロウイルス科に属するレンチウイルスは、非分裂細胞ヘの感染が可能であり、プロウイルスゲノムが宿主染色体に取り込まれるために、外来遺伝子が安定に持続発現することが期待できることから、現在遺伝子治療の分野では最も注目されているベクターである。しかしながら、欧米で開発されているレンチウイルスベクターはヒト免疫不全ウイルスを基本骨格に持つため、今なお安全性に関する議論が付きまとい、臨床応用が遅れている。
我々はこのようなpotential riskを最小限にするため、サル免疫不全ウイルスの中でも本来の自然宿主であるアフリカミドリサルにも病原性をほとんど持たない、SIVagmに注目した（文献１６）。HIV-HIVの相同組み換え頻度と比較してSIV-HIVのそれは1/10以下であることから、病原性を持つreplication
competentなHIVとのキメラウイルス出現の可能性はさらに低く押さえることができる。さらにウイルス構築過程には不要であるが、ウイルス増殖に必要な数種類の遺伝子を構築系から排除することで、相同組み換えの頻度を限り無く小さくすることにも成功している（いわゆる第３世代レンチウイルスベクター）。
我々は本ベクターの使用用途として、難治性網膜疾患がよい適応と考えている。既に１年以上の長期の安定した遺伝子発現を、ラット網膜で得ることに成功しており（文献１７）、遺伝性網膜変性疾患モデル動物での遺伝子治療系の効果も確認できた（文献１８）（詳細は、「網膜疾患の遺伝子治療技術開発」の項を参照）。2003年度より、サルにおける長期の安全性について検討を開始する予定である。
(作成中)
図２
(作成中)
図４
1. Kato A, Sakai Y, Shioda T, Kondo T, Nakanishi
M, Nagai Y.
Initiation of Sendai virus multiplication from transfected cDNA
or RNA with negative or positive sense.
Genes
Cells 1:569-579, 1996.
2. Kato A, Kiyotani K, Sakai Y, Yoshida T, Nagai
Y.
The paramyxovirus, Sendai virus, V protein encodes a luxury function
required for viral pathogenesis.
EMBO
J 16:578-587, 1997.
3. Hasan MK, Kato A, Shioda T, Sakai Y, Yu D, Nagai
Y.
Creation of an infectious recombinant Sendai virus expressing the
firefly luciferase gene from the 3' proximal first locus.
J
Gen Virol 78:2813-2820, 1997.
4. Yu D, Shioda T, Kato A, Hasan MK, Sakai Y, Nagai
Y.
Sendai virus-based expression of HIV-1 gp120: reinforcement by the
V(-) version.
Genes
Cells 2:457-466, 1997.
5. Li HO, Zhu YF, Asakawa M, Kuma H, Hirata T, Ueda
Y, Lee YS, Fukumura M, Iida A, Kato A, Nagai Y, Hasegawa M.
A cytoplasmic RNA vector derived from nontransmissible Sendai virus
with efficient gene transfer and expression.
J
Virol 74:6564-6569, 2000.
6. Hirata T, Iida A, Shiraki-Iida T, Kitazato K,
Kato A, Nagai Y, Hasegawa M.
An improved method for recovery of F-defective Sendai virus expressing
foreign genes from cloned cDNA.
J
Virol Methods. 104:125-133, 2002.
７. Yonemitsu Y, Kitson C, Ferrari S, Farley R, Griesenbach
U, Dian J, Steel R, Phillipe S, Zhu J, Jeffery PK, Kato A, Hasan
MK, Masaki I, Nagai Y, Fukumura M, Hasegawa M, Geddes DM, Alton
EWFW.
Efficient gene transfer to the airway epithelium using recombinant
Sendai virus.
Nature
Biotechnol 18: 970-973, 2000.
8. Shoji F, Yonemitsu Y, Okano S, Yoshino I, Nakagawa
K, Nakashima Y, Hasegawa M, Sugimachi K, Sueishi K.
Airway-directed gene transfer of interleukin-10 using recombinant
Sendai virus effectively prevents post-transplantation bronchiolitis
obliterans in mice.
Gene
Ther 10(3):213-8, 2003
9. Masaki I, Yonemitsu Y, Komori K, Ueno H, Nakashima
Y, Nakagawa K, Fukumura M, Kato A, Hasan MK, Nagai Y, Sugimachi
K, Hasegawa M, Sueishi K.
Recombinant Sendai Virus-mediated Gene Transfer to Vasculature:
a new class of efficient gene transfer vector to the vascular system.
FASEB
J 15:1294-1296, 2001.
10. Masaki I, Yonemitsu Y (equal contribution),
Yamashita A, Sata S, Komori K, Fukumura M, Hou X, Hasegawa M, Sugimachi
K, Sueishi K.
Gene therapy for experimental critical limb ischemia: acceleration
of limb loss by overexpression of VEGF165, but not of FGF-2.
Circ
Res 90:966-973, 2002.
11. Onimaru M, Yonemitsu Y, Nakagawa K, Masaki
I, Tanii M, Okano S, Shirasuna K, Hasegawa M, Sueishi K.
FGF-2 gene transfer can stimulate HGF expression, irrespective of
hypoxia-mediated downregulation in ischemic limb.
Circ
Res 91:723-730, 2002.
12. Yamashita A, Yonemitsu Y, Okano S, Nakagawa
K, Nakashima Y, Iwamoto Y, Nagai Y, Hasegawa M, Sueishi K.
Fibroblast growth factor-2 determines severity of joint disease
in adjuvant-induced arthritis in rats.
J
Immunol. 168:450-457, 2002.
13. Ikeda Y, Yonemitsu Y, Ishibashi T, Murata T,
Ueno H, Kato A, Nagai Y, Fukumura M, Inomata H, Hasegawa M, Sueishi
K.
Recombinant Sendai virus-mediated gene transfer to the retinal tissue
of adult rats: efficient gene transfer by brief exposure.
Exp
Eye Res 75:39-48, 2002.
14. Jin CH, Kusuhara K, Yonemitsu Y, Nomura A,
Okano S, Takeshita H, Hasegawa M, Sueishi K, Hara T.
Recombinant Sendai virus provides a highly efficient gene transfer
into human cord blood-derived hematopoietic stem cells.
Gene
Ther 10(3): 272-7, 2003
15. Okano S, Yonemitsu Y, Nagata S, Sata S, Nakagawa
K, Tomita Y, Nakashima Y, Hasegawa M, Sueishi K.
Recombinant Sendai virus is an efficient gene transfer vehicle for
activated T-lymphocytes.
Gene Ther 2003(in press)
16. Nakajima T, Nakamaru K, Ido E, Terao K, Hayami
M, Hasegawa M. Development of novel simian immunodeficiency virus
vectors carrying a dual gene expression system.
Hum
Gene Ther 11, 1863-1874, 2000.
17. Ikeda Y, Goto Y (equal contribution), Yonemitsu
Y, Miyazaki M, Sakamoto T, Ishibashi T, Ueda Y, Hasegawa M, Tobimatsu
S, Sueishi K.
Simian Immunodeficiency Virus-Based Lentiviral Vector For Retinal
Gene Transfer: a preclinical safety study in adult rats.
Gene
Therapy 10: 1161-1169, 2003
18. Miyazaki M, Ikeda Y, Yonemitsu Y, Goto Y, Sakamoto
T, Tabata T, Ueda Y, Hasegawa M, Tobimatsu S, Ishibashi T, Sueishi
K.
Simian Lentiviral Vector-mediated Retinal Gene Transfer of Pigment
Epithelium-Derived Factor Protects Retinal Degeneration and Electrical
Defect in Royal College of Surgeon's Rats.
Gene
Therapy 10: 1503-1511, 2003
