"被験体内の腫瘍または癌細胞もしくは癌組織を画像診断する方法であって、癌特異性または癌選択性プロモーターに機能し得るように連結された画像診断リポーター遺伝子を含む核酸構築物を前記被験体に投与する過程と、前記画像診断リポーター遺伝子に相補的な画像診断薬を前記被験体に投与する過程と、前記画像診断薬から検出できるシグナルを検出することによって前記被験体内の腫瘍または癌組織もしくは癌細胞を画像診断する過程とを含むことを特徴とする方法。前記画像診断リポーター遺伝子を、ルシフェラーゼおよび単純ヘルペスウイルス1型チミジンキナーゼHSV1‐tkから成る群から選択した請求項1に記載の方法。前記画像診断リポーター遺伝子がHSV1‐tkであり、前記被験体が癌患者である請求項1に記載の方法。前記画像診断薬が放射標識ヌクレオシド類似体である請求項1に記載の方法。前記放射標識ヌクレオシド類似体が2‐フルオロ‐2デオキシ‐β‐D‐5‐[125I]ヨードウラシル‐アラビノフラノシドである請求項4に記載の方法。画像診断の前記過程をシングルフォトン放出コンピューター断層撮影法SPECTまたはポジトロン放出断層撮影法PETにより行う請求項1に記載の方法。前記画像診断リポーター遺伝子がルシフェラーゼであり、前記被験体が実験動物である請求項1に記載の方法。前記画像診断薬がルシフェラーゼ基質である請求項7に記載の方法。前記核酸構築物がカチオン性ポリマーを含むポリプレックス中に存在する請求項1に記載の方法。前記カチオン性ポリマーがポリエチレメイニンである請求項9に記載の方法。核酸構築物を投与する前記過程を静脈内注射により行う請求項1に記載の方法。前記腫瘍、癌組織または癌細胞を、乳癌、メラノーマ、原発不明癌CUP、神経芽細胞腫、悪性神経膠腫、子宮頸癌、結腸癌、肝臓癌、卵巣癌、肺癌、膵臓癌および前立腺癌から成る群から選んだタイプの癌細胞を含む請求項1に記載の方法。前記核酸構築物がプラスミド内に存在する請求項1に記載の方法。前記核酸構築物がウイルスベクター内に存在する請求項1に記載の方法。前記ウイルスベクターが、条件付きで複製可能なアデノウイルスである請求項14に記載の方法。前記癌特異性または癌選択性プロモーターが進行増強遺伝子‐3PEG‐3プロモーターである請求項1に記載の方法。前記投与過程の内の少なくとも1過程が全身に行われる請求項1に記載の方法。被験体内の腫瘍または癌組織もしくは癌細胞に対して画像診断および治療の両方を行う方法であって、癌特異性または癌選択性プロモーターに機能し得るように連結された画像診断リポーター遺伝子および抗腫瘍薬をコードする遺伝子を含む1種以上の核酸構築物を前記被験体に投与する過程と、前記画像診断リポーター遺伝子に相補的な画像診断薬を前記被験体に投与する過程と、前記画像診断薬から検出できるシグナルを検出することによって前記被験体内の腫瘍または癌組織もしくは癌細胞を画像診断する過程とを含み、前記抗腫瘍薬をコードする前記遺伝子が前記腫瘍内の細胞または癌組織もしくは癌細胞によって発現し、前記細胞に作用する方法。抗腫瘍薬をコードする前記遺伝子がタンデム遺伝子発現要素に機能し得るように連結された請求項18に記載の方法。前記タンデム遺伝子発現要素が内部リボソーム侵入部位IRESである請求項19に記載の方法。抗腫瘍薬をコードする前記遺伝子が癌特異性または癌選択性プロモーターに機能し得るように連結された請求項18に記載の方法。前記抗腫瘍薬がmda‐7/IL‐24である請求項18に記載の方法。前記投与過程の内の少なくとも1過程が全身に行われる請求項18に記載の方法。癌特異性または癌選択性プロモーターに機能し得るように連結された画像診断リポーター遺伝子を含む核酸構築物から成る、全身投与に好適な癌選択性または癌特異性画像診断系。前記癌特異性または癌選択性プロモーターがPEG‐PROMである請求項24の癌選択性または癌特異性画像診断系。癌特異性または癌選択性プロモーターに連結されたリポーター遺伝子を含有し、発現するように遺伝子操作されたトランスジェニック動物。前記トランスジェニック動物はまた癌を発症しやすくしてある請求項26記載のトランスジェニック動物。癌細胞に対する特異性の高い癌画像診断および治療を向上させた方法の開発が依然として必要であり、それは患者や医師にとって、癌画像診断の手段と単独方法で癌を治療処置する手段とを組み合わせる方法を利用可能にする利点をもたらすものと思われる。本発明は概括的には、i癌画像診断、ii癌治療;およびiii治療と画像診断との併用における、遺伝子構築物およびそれを使用するための方法に関する。治療と画像診断との組み合わせは本明細書では、癌へのセラノスティックアプローチと称してもよい。これらの方法で使用される遺伝子構築物は癌細胞内で特異的あるいは選択的に活性であるプロモーターを含む。これらのプロモーターは本明細書では、癌プロモーターまたは癌特異性/選択性プロモーターまたは単に特異性/選択性プロモーターと称してもよい。これらのプロモーターによって得られた特異性によって、癌画像化または癌治療またはその両方を必要とする被験体の全身に本発明の構築物を含む組成物を有利に投与することが可能となる。本発明の治療の側面では、本方法に関連する抗腫瘍薬は癌細胞内でのみ発現することから、全身に送達させる場合でさえ高レベルの抗腫瘍薬を癌細胞へ正確に送達させることが可能となる。これによって好都合にも、本方法で治療する患者では副作用がほとんど無いか、あるいはまったく無いという結果がもたらされる。同様に、本発明の画像診断の側面では、バックグラウンドシグナルがほとんど無いか、あるいはまったく無い状態で癌細胞および腫瘍を高レベルで正確に画像診断することが可能となる。本発明の画像技術によって、転移癌、さらに例えば、新規で増殖した腫瘍の寸法が小さすぎるか、あるいは腫瘍を実際に形成しない癌細胞のパターンが拡散しているために他の方法で検出できない転移癌でさえ、滞りなく検出可能になることは重要である。当技術分野で公知のとおり、腫瘍を初期に検出することは腫瘍治療の結果を大幅に改善できるものである。同様に、腫瘍が形成される前に癌組織を検出することは非常に有益である。画像診断と治療法との併用は多岐にわたって先行技術より有利である。画像診断および治療へのアプローチは併用するとさらに効率的になり、手順も少なくなり、したがって患者および癌専門家の立場において労力も抑えられる。活性が癌細胞に限定されることから、副作用が低減される。また、画像診断と治療法を併用すると、治療と同時に、過去の治療効果を正確にモニタリングすることが可能となり、このことは治療の進歩への貴重かつ正しい糸口を癌治療専門家に付与し、治療パラメータが治療と密接に連携して微調整されるようになる。また、本発明は、癌特異性または癌選択性プロモーターに機能し得るように連結されたリポーター遺伝子をコードするヌクレオチド配列を含むように遺伝子操作されたトランスジェニック動物、および療法を臨床的に評価するためのそれらの使用も提供している。いくつかの実施態様では、トランスジェニック動物は癌を増殖しやすくしてある。被験体において腫瘍または癌細胞もしくは癌組織を画像診断する方法を提供することは本発明の目的の1つである。該方法には、1癌特異性または癌選択性プロモーターに機能し得るように連結された画像診断リポーター遺伝子を含む核酸構築物を前記被験体に投与する工程;2前記画像診断リポーター遺伝子に相補的な画像診断薬を前記被験体に投与する工程;および3前記画像診断薬から検出可能なシグナルを検出することによって前記被験体の腫瘍あるいは癌組織または細胞を画像診断する工程が含まれる。いくつかの実施態様では、画像診断リポーター遺伝子はルシフェラーゼおよび単純ヘルペスウイルス1型チミジンキナーゼHSV1‐tkから成る群より選択され;被験体は癌患者である場合もある。画像診断薬は放射標識ヌクレオシド類似体、2’‐フルオロ‐2’デオキシ‐β‐D‐5‐[125I]ヨードウラシル‐アラビノフラノシドである。画像診断の工程はシングルフォトン放出コンピューター断層撮影法SPECTまたはポジトロン放出断層撮影法PETにより行ってもよい。画像診断リポーター遺伝子はルシフェラーゼとすることも可能であり、前記被験体は実験動物であり、この場合画像診断薬はルシフェラーゼ基質である。いくつかの実施態様では、核酸構築物はポリエチレメイニンなどのカチオン性ポリマーを含むポリプレックスに存在する。投与の前記工程のうち1つあるいは2つを全身投与で行ってもよい。核酸構築物を投与する工程は静脈注射により行ってもよい。いくつかの実施態様では、腫瘍、癌組織または細胞は、乳癌、メラノーマ、原発不明癌CUP、神経芽細胞腫、悪性神経膠腫、子宮頸癌、結腸癌、肝臓癌、卵巣癌、肺癌、膵臓癌および前立腺癌から成る群より選択されるタイプの癌細胞を含む。いくつかの実施態様では、核酸構築物はプラスミド内に存在する。他の実施態様では、核酸構築物は条件付きで複製可能なアデノウイルスなどのウイルスベクター内に存在する。いくつかの実施態様では、癌特異性または癌選択性プロモーターは進行増強遺伝子‐3PEG‐3プロモーターである。本発明は被験体内の腫瘍あるいは癌組織または細胞の画像診断および治療の両方を行う方法をも提供する。前記方法には、1癌特異性または癌選択性プロモーターに機能し得るように連結されたリポーター遺伝子および抗腫瘍剤をコードする遺伝子の画像化を含む1種以上の核酸構築物を前記被験体に投与する工程;2前記画像診断リポーター遺伝子に相補的な画像診断薬を前記被験体に投与する工程;および3前記画像診断薬から検出可能なシグナルを検出することによって前記被験体の腫瘍あるいは癌組織または細胞を画像診断する工程が含まれ、ここでは、前記抗腫瘍薬をコードする前記遺伝子は、前記腫瘍内の細胞あるいは癌組織または細胞によって発現し、前記細胞に作用する。いくつかの実施態様では、投与の前記工程のうち少なくとも1工程、できれば2工程を全身に行ってもよい。いくつかの実施態様では、抗腫瘍薬をコードする遺伝子がタンデム遺伝子発現要素、例えば内部リボソーム侵入部位IRESに機能し得るように連結される。他の実施態様では、抗腫瘍薬をコードする遺伝子が癌特異性または癌選択性プロモーターに機能し得るように連結される。抗腫瘍薬はmda‐7/IL‐24にしてもよい。本発明はまた、癌特異性または癌選択性プロモーターに機能し得るように連結された画像診断リポーター遺伝子から成る核酸構築物を含む癌特異性または癌選択性遺伝子発現画像診断系も提供する。いくつかの実施態様では、癌特異性または癌選択性プロモーターはPEG‐PROMである。いくつかの実施態様では、系は全身投与に適したものである。本発明はさらに、癌特異性または癌選択性プロモーターに連結されたリポーター遺伝子を含み、発現するように遺伝子操作されたトランスジェニック動物を提供する。いくつかの実施態様では、トランスジェニック動物も癌を増殖しやすくしてある。癌特異性または癌選択性プロモータに機能し得るよう連結されたリポーター遺伝子を含む遺伝子構築物を提供し、癌画像診断、癌治療および画像診断と治療とを組み合わせたプロトコルでそれを使用するための方法を提供する。本発明の実施態様は、核酸構築物、ならびにそれを癌画像診断および癌治療に使用して癌画像診断と治療を併用する方法を提供するものである。治療用に設計した構築物は通常、癌特異性プロモーター、およびその癌特異性プロモーターに機能し得るように連結された治療薬例えばその発現が癌細胞を害するタンパク質またはポリペプチドをコードする組み換え遺伝子から成る。したがって、構築物が全身に投与されるときでさえ、癌細胞が標的となり、死滅する。画像診断用に設計された構築物は癌特異性プロモーター、およびその癌特異性プロモーターに機能し得るように連結されたリポーター分子をコードする組み換え遺伝子から成る。そのリポーター分子はそれ自体で検出可能であるため癌細胞内で発現すると癌細胞を検出可能に変える;あるいはリポーターは、検出可能であるかまたは相互作用によって検出可能になる補体に会合するか、それと相互作用することができる。リポーターは癌細胞のみに発現することから、リポーターをコードする構築物およびリポーターの補体は安全に全身投与できる;たとえその両方が被験体の全身に広く分散していても、補体は癌細胞内でのみリポーターに接触し、それと相互作用する。いくつかの用途では、腫瘍への直接注射も採用し得る。いくつかの実施態様では、リポーター‐補体の会合によって癌細胞の有無と致死率を画像診断することが可能になる。これらの構築物および方法、ならびにこれらの多様な組み合わせおよび入れ替えは下記で詳細に説明する。プロモーター本発明の構築物は、癌細胞内で特異的または選択的に転写を作動するプロモーターに機能し得るように接続または連結された少なくとも1つの転写可能な要素例えば核酸配列から成る遺伝子を含む。その転写可能な要素の発現は誘導可能または構造的である。使用できる好適な癌選択性/特異性プロモーターおよび/またはプロモーター/エンハンサー配列には;PEG‐PROM、星状膠細胞増加遺伝子1AEG‐1プロモーター、サバイビン‐Prom、ヒトテロメラーゼ逆転写酵素hTERT‐Prom、ハイポキシア誘導性プロモーターHIF‐1‐α、DNA損傷誘導性プロモーター例えば、GADDプロモーター、転移関連プロモーターメタロプロテイナーゼ、コラゲナーゼ等、セルロプラスミンプロモーターLeeら、CancerRes、2004年3月1日、64;1788、DF3/MUC1などのムチン‐1プロモーター米国特許第7,247,297号参照、米国特許出願第2001/00111128に記載のHexIIプロモーター;前立腺特異性抗原エンハンサー/プロモーターRodriguezら、CancerRes.,57:2559~2563,1997年;α‐フェトプロテイン遺伝子プロモーターHallenbeckら、Hum.GeneTher.、10:1721~1733、1999年;界面活性タンパク質B遺伝子プロモーターDoroninら、J.Virol.、75:3314~3324、2001年;MUC1プロモーターKuriharaら、J.Clin.Investig.、106:763~771、2000年;米国特許第8,034,914号にあるH19プロモーター;交付済の米国特許第7,816,131号、第6,897,024号、第7,321,030号、第7,364,727号等に記載のプロモーター;等、ならびにそれらの誘導体が挙げられるが限定されるものではない。癌細胞内のみの遺伝子発現の作動に特異的であるか、あるいは癌細胞または少なくとも例えば前立腺癌、大腸癌、乳癌等の原発性および転移性癌を治療および画像診断をするための癌の特定のタイプの細胞における遺伝子発現の作動に選択的であれば、いかなるプロモーターでも本発明の実行に使用し得る。癌細胞における遺伝子発現の作動に特異的とは、正常細胞、非癌性細胞内には無くて癌細胞、悪性細胞内のみに遺伝子が存在する場合にプロモーターが遺伝子に機能し得るように連結されて遺伝子の転写を促進するように機能することを意味する。癌細胞内における遺伝子発現の作動に選択的とは、非癌細胞内より癌細胞内に多く遺伝子が存在する場合にプロモーターが遺伝子に機能し得るように連結されて遺伝子の転写を促進するように機能することを意味する。例えば、非癌細胞内より癌細胞内に遺伝子が存在する場合、当業者に公知の標準的な遺伝子発現測定技術を利用して測定すると、プロモーターは少なくとも約2倍、約3、4、5、6、7、8、9または10倍、それどころか約20、30、40、50、60、70、80、90または100倍以上例えば500または1000倍の遺伝子の遺伝子発現を作動することが分かる。1つの実施態様では、プロモーターはPEG‐PROMプロモーター図10A、配列番号:1参照またはその機能的誘導体である。このプロモーターは例えば本明細書に参照によって内容が完全に組み込まれている発行済の米国特許第6,737,523号に詳細に記述されている。好ましい実施態様では、最小限のPEG‐PROMプロモーターを使用し、すなわちPEA3タンパク質結合ヌクレオチド配列図10C、配列番号:1の1507~1970のヌクレオチドを含む最小限のプロモーター、TATA配列例えば図10D、配列番号:1の1672~1677のヌクレオチド、およびAP1タンパク質結合ヌクレオチド配列図10E、配列番号:1の1748~1753のヌクレオチド、例えば第6,737,523号に記載の図10B配列番号:2に記述されている配列が挙げられる。使用にはPEG‐PROMプロモーターおよび最小限PEG‐PROMプロモーター配列に相同性を示すヌクレオチド配列も包含されており、例えば、当技術分野で公知の標準的ヌクレオチド配列比較プログラムで測定すると少なくとも約50、60、70、75、80、85、90、95、96、97、98または99の相同性を示す配列である。ベクター本明細書に記載された構築物を含むベクターも本発明の実施態様に包含され、ウイルスベクターおよび非ウイルスベクターの両方を含むものである。採用し得る非ウイルスベクターの例としては、例えば、コスミドまたはプラスミド;特に、大型核酸分子のクローニングには、細菌人工染色体ベクターBACおよび酵母人工染色体ベクターYAC;ならびにリポソーム標的リポソームを含む;カチオン性ポリマー;リガンド共役リポプレックス;ポリマー‐DNA複合体;ポリ‐L‐リジン‐モロシンmolossin‐DNA複合体;キトサン‐DNAナノ粒子;ポリエチレンイミンPEI、例えば分岐PEI‐DNA複合体;多機能性ナノ粒子、金属ナノ粒子またはシェル例えば正電荷の、負電荷の、または中性の金粒子、カドミウムセレン化物等などの多様なナノ粒子および/またはナノシェル;超音波を介したマイクロバブル送達系;多様なデンドリマー例えばポリフェニレンおよびポリアミドアミンベースのデンドリマー;などが挙げられるが、限定されるものではない。また、ウイルスベクターを使用してもよい。ウイルスベクターの例としては、バクテリオファージ、多様なバキュロウイルス、レトロウイルス等が挙げられるが、限定されるものではない。当業者は遺伝子治療用途で使用するウイルスベクターに精通しており、これには単純ヘルペスウイルスベクターGellerら、Science、241:1667~16691988年;ワクチニアウイルスベクターPicciniら、Meth.Enzymology、153:545~5631987年;サイトメガロウイルスベクターMocarskiら、inViralVectors、Y.GluzmanおよびS.H.Hughes編、ColdSpringHarborLaboratory、ColdSpringHarbor、N.Y.,1988年、78~84ページ;モロニーマウス白血病ウイルスベクターDanosら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA,85:6460~6464;Blaeseら、Science、270:475~4791995年;Onoderaら、J.Virol.、72:1769~17741998年;アデノウイルスベクターBerkner、Biotechniques、6:616~6261988年;Cottenら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA、89:6094~60981992年;Grahamら、Meth.Mol.Biol.,7:109~1271991年;Liら、HumanGeneTherapy、4:403~4091993年;Zabnerら、NatureGenetics、6:75~831994年;アデノ随伴ウイルスベクターGoldmanら、HumanGeneTherapy、10:2261~22681997年;Greelishら、NatureMed.,5:439~4431999年;Wangら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA、96:3906~39101999年;Snyderら、NatureMed.,5:64~701999年;Herzogら、NatureMed.,5:56~631999年;レトロウイルスベクターDonahueら、NatureMed.,4:181~1861998年;Shacklefordら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA、85:9655~96591988年;米国特許第4,405,712号、第4,650,764号および第5,252,479号、ならびにWIPO公報WO92/07573,WO90/06997、WO89/05345、WO92/05266およびWO92/14829;およびレンチウイルスベクターKafriら、NatureGenetics、17:314~3171997年、ならびに米国特許出願第2009/0311664号に記載された腫瘍退縮ヘルペスウイルスNV1066およびワクシニアウイルスGLV‐1h68などの癌細胞に条件付きで複製可能なウイルスが挙げられるが、限定されるものではない。特に、アデノウイルスベクターが使用され、例えば、公開されている米国特許出願第2008/0213220号に記載のベクターなどの標的ウイルスベクターが挙げられる。特定のベクターの選択はその正確な使用量に依存していることを当業者は認識している。通常、挿入突然変異のリスクがあることから、宿主細胞ゲノムと一体化するベクターを使用する者はおらず、ベクターの核酸配列内またはベクター間に組み換えが起こることを回避または最小限にするようにベクターを設計すべきである。本発明の構築物およびベクターを含む宿主細胞も包含されており、例えば、保存に使用する培養細胞、あるいは細菌または昆虫細胞などのインビトロの細胞はベクター等を生成または操作する。組み換え技術または合成手段によって構築物およびベクターを生成してもよい。画像診断画像診断構築物およびベクターいくつかの実施態様では、本発明は癌細胞および腫瘍の画像診断に使用するための遺伝子構築物を提供する。構築物には、画像診断技術を使用して直接検出できるか、あるいは画像診断技術を使用して検出できるシグナルを作成する方式で1種以上の付加的な分子と共に機能する少なくとも1種の転写可能要素が含まれる。前記転写可能要素は上述した癌選択性/特異性プロモーターに機能し得るように連結され、一般的にリポーター分子と呼ばれている。リポーター分子は、いくつかの方法のうち任意の方法で検出可能なシグナルを生成することができる:それ自体で検出可能な特性を有するタンパク質またはポリペプチドをコードすることもできる;第2物質と相互に作用し、その第2物質を検出可能にするタンパク質またはポリペプチドをコードすることもできる;検出可能物質を隔絶することによってその局所濃度を十分に増加させて周囲環境例えば癌細胞を検出可能に変えるタンパク質またはポリペプチドをコードすることもできる。リポーター遺伝子の遺伝子産物と、検出可能シグナルを生成する他の物質とが相互作用する場合、本明細書では前記他の物質をリポーター分子の補体と称する。それ自体で検出可能な直接に検出可能なリポータータンパク質またはポリペプチドの例としては、例えばエネルギーの特定の波長または波長範囲に暴露したとき検出可能な特性を表すものが挙げられる。検出可能なタンパク質のこのカテゴリーの例としては、緑色蛍光タンパク質GFP、ならびに青、シアンおよび黄色蛍光タンパク質などの突然変異体も含むその変異体;スペクトルの近赤外線領域で放出するように操作されたタンパク質;スペクトルの短波長、中波長、長波長および遠赤外線領域で放出するように操作されたタンパク質;等が挙げられるが限定されるものではない。このような検出可能タンパク質がヒトへの使用に適しているか否かは含まれる試薬の毒性または免疫原性に依存していることを当業者は認識している。しかし、この実施態様は例えば、動物、細胞培養液、組織培養液、多様なエクスビボ手技等を含む実験または調査の取り組みにおける用途を包含している。リポータータンパク質の他のクラスには、補体分子と機能するものがある。この実施態様では、リポーター分子をコードする遺伝子を含む構築物を、画像診断を必要とする被験体に全身投与し、前記構築物投与の前に、またはその後に、または投与と共に、被験体にリポーターの補体である分子も全身投与する。構築物投与の前、またはその後に投与する場合、癌細胞内の各々の濃度を十分にする方法で、各構成要素が標的癌細胞を含む細胞内に分散できるようにその2種の投与を同時に行い、例えば典型的に約1時間以下で検出可能なシグナルを生成することも可能である。2種を同時に投与する場合、別々の組成物は同時にまたはほぼ同時例えば約30、20、15、10または5分以下以内に投与しても、あるいは、構築物および補体の両方を含む単一の組成物を投与してもよい。いかなる場合でも、癌細胞外ではリポーターと補体間とは相互作用することはない。何故なら、その転写が癌特異性/選択性プロモーターに制御されていることからリポーターは生成されず、よって他のいかなる場所にも存在しないからである。この実施態様の一例としては酸化酵素ルシフェラーゼ、およびその補体がルシフェリンである多様な修飾形態が挙げられる。すなわち、ルシフェラーゼによるその補体ルシフェリンの酸化での触媒は検出可能な光量を容易に生成する。被験体に補体、ルシフェリンを投与しなければならないことから、この系は一般的にヒトに使用しないことが当業者に認識されている。しかし、この実施態様は、動物、ならびに細胞培養液、組織培養液および多様なエクスビボ手技を含む調査の取り組みにおける使用に適している。このタイプのタンパク質の別の例としては、チミジンキナーゼTK、例えば単純ヘルペスウイルス1型HSV1または他の起源由来のTKが挙げられる。TKはATPから得たリン酸基のチミジンへの付加を触媒するホスホトランスフェラーゼ酵素キナーゼであり、それによってチミジンが核酸、例えばDNAに組み込まれるように活性化するものである。チミジンの多様な類似体もTKの基質として利用されており、チミジンまたはチミジン類似体の放射標識形態はリポータータンパク質TKに相補的な分子として使用し得る。理論的な制約にとらわれなければ、いったんTKにリン酸化されると放射標識ヌクレオチドは、負電荷のリン酸基によって細胞内に保持されるか;あるいは例えば癌細胞内のDNAに組み込まれ、癌細胞内に蓄積することが予想される。どちらにしても、検出が容易でバックグラウンドの放射活性と区別できるシグナルがもたらされる。また、画像診断時にTKに結合する基質は癌細胞内のシグナルを増やす。実際、基質に対してKmが非常に低い突然変異TKは基質の捕捉効果を増加させる可能性がある。ヌクレオチドによって放出された放射活性は、本明細書に記載のとおり、様々な技術を使用して検出できるようになる。TKを使用するこの態様は、この酵素の標識能を利用するものである;TKの毒性能は下記で述べる。様々なTK酵素、あるいはその修飾形態または突然変異形態は本発明の実行に使用可能であり、HSV1‐TK、HSV1‐sr39TK、様々な基質への親和性が増減する突然変異体、温度感受性TK突然変異体、コドン最適化TK、参照によって本明細書に組み込まれた米国特許第6,451,571号および米国特許出願第2011/0136221号に記載の突然変異体;多様かつ好適なヒトTKおよび突然変異ヒトTK等が挙げられるが、限定されるものではない。使用できる検出可能なTK基質は:FIAUとしても公知のフィアルリジンすなわち[1‐2‐デオキシ‐2‐フルオロ‐1‐D‐アラビノフラノシル‐5‐ヨードウラシル]およびその多様な形態、例えば2‐フルオロ‐2‐デオキシ‐β‐D‐5‐[125I]ヨードウラシル‐アラビノフラノシド[125I]FIAU、[124I]FIAUなどのチミジン類似体;以下に記載のように細胞毒性を媒介する点で2重機能も有し得るAlMahoudらCancerRes2004年9月1日64;6280に記載の3位にo‐カルボラニルアルキルcarboranylalkyl基を含むチミジン類似体;9‐4‐18F‐フルオロ‐3‐[ヒドロキシメチル]ブチルグアニン18F‐FHBGなどの[ヒドロキシメチル]ブチルグアニンHBG誘導体;2‐デオキシ‐2‐[18F]‐フルオロ‐1‐ベータ‐D‐アラビノフラノシル‐5‐ヨードウラシル18F‐FEAU、2‐デオキシ‐2‐[18F]フルオロ‐5‐メチル‐1‐β‐L‐アラビノフラノシルウラシルウラシル18F‐FMAU、1‐2‐デオキシ‐2‐フルオロ‐ベータ‐D‐アラビノフラノシル‐5‐[18F]ヨードウラシル18F‐FIAU、2‐デオキシ‐2‐[18F]‐フルオロ‐1‐ベータ‐D‐アラビノフラノシル‐5‐ヨードウラシル18F‐FIAC、例えばChanら、NuclearMedicineおよびBiology382011年987~995;およびCaiら、NuclearMedicineおよびBiology382011年659~666参照;MullerらNuclearMedicineandBiology、2011年、最新刊によって述べられたC‐6アルキル化ピリミジン誘導体などの様々なアルキル化ピリミジン誘導体;等が挙げられるが、限定されるものではない。他の例示的なリポーター分子は、多様なメカニズムの中の任意のメカニズムによって、検出可能に標識した補体を保持するか、あるいはそれの保持を誘発させることができる。例えば、リポーター分子は非常に強く補体と結合するため、癌細胞内で補体の局所濃度を増加させる;あるいは細胞内で補体が検出可能な純量で蓄積し難いか、または少なくともそれを十分に遅延させる細胞から補体を放出させるようにリポーター分子は補体を改変する;あるいは、補体または上述したTKの例の場合の検出可能なラベルを細胞内に含むその修飾形態を捕捉または固定する1つ以上の反応に寄与するに適したものとなるよう、リポーターは補体を変え得る。このような系の一例は酵素‐基質複合体であり、ここではリポーターは通常、酵素であり、補体は通常、基質である。ただし;リポーターは補体として機能する酵素の基質であるポリペプチドまたはペプチドをコードする;という条件が常に必要である訳ではない。いくつかの実施態様では、基質は検出可能なラベル例えば放射線、蛍光、リン光、比色、発光、または他のラベルで標識され、癌細胞内で蓄積する。何故なら、例えば酵素との結合反応は不可逆的であるすなわち自殺基質であるため、あるいは、癌細胞内で蓄積を検出可能にするに十分緩徐な速度で酵素からラベルが放出されるため、あるいは細胞から容易に離れないようにするか、または非常に緩徐に細胞から離れるように基質の特性を例えば寸法の増加、電荷、疎水性または親水性等の変化により酵素反応が変えるため;あるいは、酵素との相互作用または会合の結果として、基質が修飾され、その後それが細胞内で検出可能なタグまたはラベルと共に保持されるようにその後の反応に関与するため、等の理由が挙げられる。本発明の実施におけるリポーター分子として機能し得る他のタンパク質は、細胞表面に存在するか、または膜貫通タンパク質であるトランスポーター分子であり、例えば細胞膜を通過し、細胞内に入るように多様なイオンを輸送するイオンポンプである。例示としてのイオンポンプは溶質担体ファミリー5のメンバー5SLC5A5としても公知であるナトリウム‐ヨウ化物共輸送体NISである。本来、このイオンポンプは、例えば側底膜を通過し、甲状腺上皮細胞に入るようにヨウ化物Tを活性的に輸送する。本明細書に記載された構築物の配列にコードされるトランスポーターの組み換え形態は癌細胞に選択的に転写され、放射標識したヨウ化物が癌細胞に入るように輸送する。本発明の実行に使用し得るトランスポーターのこのファミリーの他の例では、ノルエピネフリントランスポーターNET;ドーパミン受容体;多様なエストロゲン受容体系、膜固定エフリン‐AEFNAおよび膜貫通タンパク質エフリン‐BEFNBなどのエフリンタンパク質;上皮増殖因子受容体EGFR;インスリン様増殖因子受容体例えばIGF‐1、IGF‐2等;TGFαなどの形質転換増殖因子TGF受容体;等が挙げられるが、限定されるものではない。これらの場合、タンパク質、またはその機能的修飾形態は本発明のベクターで発現され、リガンド分子が患者に投与される。通常、リガンドは本明細書に記載されているように検出可能なラベルで標識するか、あるいはトランスポーターとの会合または相互作用で検出可能にする。いくつかの実施態様では、検出には第三の構成要素とリガンド、例えば金属イオンとの会合が必要になる場合がある。リガンドはタンパク質、ポリペプチドまたはペプチドでもよい。また抗体も本発明の実施に利用し得る。例えば、抗原であるか、あるいは特定の抗体が生成されているか、生成される可能性がある抗原エピトープから成るタンパク質、ポリペプチドまたはペプチドを発現するように本発明のベクターは設計されている。抗原の例としては、突然変異に起因する異常構造を有する腫瘍特異性タンパク質癌原遺伝子、腫瘍抑制因子、rasおよびp53遺伝子の異常生成物等;非常に低量で正常に生成されるが腫瘍細胞では生成が劇的に増加するタンパク質などの多様な腫瘍関連抗原例えばメラノーマ細胞で増加する酵素チロシナーゼ;多様な腫瘍胎児抗原例えばアルファフェトプロテインAFPおよび癌胎児性抗原CEA;オンコウイルス、例えばEBVおよびHPVに感染した細胞によって生成された異常タンパク質;腫瘍細胞で異常構造を有する多様な細胞表面糖脂質および糖タンパク質;等が挙げられるが、限定されるものではない。モノクローナルまたはポリクローナルとなり得る抗体を検出可能なラベルで標識し、ベクターの後に、あるいはベクターと一緒に患者に投与する。抗体は癌細胞でのみ少なくとも大部分生成される発現した抗原またはエピトープと接触し、それと反応し、それによって癌細胞を標識する。逆に、抗体は本発明のベクターでも生成可能であり、標識した抗原を患者に投与してもよい。この実施態様では、抗体またはそのフラグメント、例えばFabフラグメント、抗原結合性セグメント、あるいは当業者に公知である他のものを使用している。この実施態様では、抗原または抗原含有物質、あるいは当該抗体が特異性を示すエピトープを標識し、画像診断する被験体に投与する。このような系の他の例としては、画像診断可能なリガンドに結合するリポータータンパク質/ポリペプチドなどの多様なリガンド結合系が挙げられ、それらの例としては、検出可能なシグナルを有する金属と結合またはキレートするタンパク質例えば金属酵素;OrdanovaおよびAhrnesNeuroImage、2011年、最新刊に記載されているようなフェリチンをベースとした鉄貯蔵タンパク質;等が挙げられるが、限定されるものではない。リポーターまたは補体が癌プロモーターの制御下で転写可能であり、そして他方の結合パートナーが検出可能であるか、検出可能に標識され、被験体に投与可能であり、癌細胞に拡散可能であれば、リポーターおよび補体のこのような系は本発明の実行に使用可能である。このような系には、例えばヒト被験体への使用に適したものもあるが、例えば毒性があるために適していないものもあることを当業者は認識している。しかし、後者のカテゴリーの系は実験室での使用に好適である場合もある。さらに他の実施態様では、本発明のベクター内の癌特異性または癌選択性プロモーターは、循環内に通常見られない分泌タンパク質の発現を作動する。この実施態様では、タンパク質の存在は、血清や尿中の高い感受性を利用した標準的市販物も含む方法によって検出し得る。すなわち、検出される癌細胞は体液中で検出される。さらに他の実施態様では、本発明のベクター内の癌特異性または癌選択性プロモーターは細胞表面上に発現するタンパク質または抗原の転写を作動し、その後これを適当な検出可能抗体または他の親和性試薬でタグをつけることが可能となる。選択および細胞表面発現の候補タンパク質には、ヒト絨毛性ゴナドトロピンのβ‐サブユニットβhCG;ヒトα‐フェトプロテインAFP、およびストレプトアビジンSAが挙げられるが、限定されるものではない。βhCGは妊婦で発現し、妊娠初期に黄体の維持を向上させるものである。妊娠していない健常な女性および男性のβhCGレベルは0~5mIU/mLである。hCGは血清および尿中に分泌されるもので、hCGのα‐サブユニットは他のホルモンにも含まれることからβhCGは妊娠試験に用いられてきた。尿βhCGは家庭、診療所、研究室でクロマトグラフ免疫アッセイすなわち妊娠試験紙、検出閾値は20~100mIU/mLであるによって容易に検出可能である。より定量的な検出を行うために、2~4mLの静脈血を使用して化学発光または蛍光免疫アッセイによって血清レベルを測定することが可能である。βhCGはサルの細胞で発現すると培地中に分泌されることが分かっている。ヒトAFPは、胎児成長期、および特定のタイプの癌の成人でのみ発現する腫瘍胎児抗原である。成人におけるAFPは肝細胞癌、精巣腫瘍および転移肝臓癌で見られる。AFPは、定量的測定ではクロマトグラフ免疫アッセイおよび酵素免疫アッセイよって血清、血漿または全血で検出できる。本発明の実施において、細胞表面標的としてストレパヴァジンstrepavadinSAも使用することが可能である。SAとビオチンとの親和性が非常に高くなると、画像診断および治療用として高効率かつ強力な標的がもたらされる。癌細胞の細胞膜にSAを送るために、SAは、ヒトCD14のグリコシルホスファチジルイノシトールGPI固定シグナルと融合させることができる。GPIアンカータンパク質は回収エンドソームに形質膜陥入させることが可能であるため、SAのGPI固定は治療用途に好適である。細胞表面に発現するとSAはその後、毒性または放射能毒性の弾頭を含むアビジン複合体で固定することができる。リシン、アブリン、緑膿菌外毒素PE37、PE38およびPE40などのPE、ジフテリア毒素DT、サポリン、レストリクトシン、コレラ毒素、ゲロニン、赤痢菌毒素およびヨウシュヤマゴボウ抗ウイルスタンパク質などの毒性タンパク質および毒液;百日咳菌Bordetellapertussisアデニル酸シクラーゼ毒素またはその修飾毒素;あるいは細胞増殖を直接または間接的に阻害するか、細胞を死滅させる他の毒性薬剤は以下のものと連結し得る:アビジン;ドキソルビシンまたはタキソールなどの毒性にもなり得る低分子量種、あるいは125I、131I、111In、177Lu、211At、225Ac、213Biおよび90Yなどの放射性核種;サリドマイド、アンジオスタチン、アンチセンス分子、COX‐2阻害剤、インテグリンアンタゴニスト、エンドスタチン、トロンボスポンジン‐1およびインターフェロンαなどの血管新生阻害剤、ビタキシン、セレコキシブ、ロフェコキシブ;ならびにピリミジン類似体5‐フルオロウラシル、フロキシウリジン、カペシタビン、ゲムシタビンおよびシタラビンおよびプリン類似体、葉酸アンタゴニストおよび関連する阻害剤メルカプトプリン、チオグアニン、ペントスタチンおよび2‐クロロデオキシアデノシンクラドリビンなどの化学療法剤;ビンカアルカロイドビンブラスチン、ビンクリスチンおよびビノレルビンなどの天然物、タキサンパクリタキセル、ドセタキセル、ビンクリスチン、ビンブラスチン、ノコダゾール、エポシロンおよびナベルビンなどの微小管撹乱物質、エピジポドフィロトキシンエトポシド、テニポシド、DNA損傷剤アクチノマイシン、アムサクリン、アントラサイクリン、ブレオマイシン、ブスルファン、カンプトセシン、カルボプラチン、クロラムブシル、シスプラチン、シクロホスファミド、シトキサン、ダクチノマイシン、ダウノルビシン、ドキソルビシン、エピルビシン、ヘキサメチルメラミンオキサリプラチン、イホスファミド、メルファラン、メルクロレフタミンmerchlorehtamine、マイトマイシン、マイトキサントロン、ニトロソウレア、プリカマイシン、プロカルバジン、タキソール、タキソテール、テニポシド、トリエチレンチオホスホルアミドおよびエトポシドVP16といった抗増殖/抗有糸分裂剤;ダクチノマイシンアクチノマイシンD、ダウノルビシン、ドキソルビシンアドリアマイシン、イダルビシン、アントラサイクリン、マイトキサントロン、ブレオマイシン、プリカマイシンミトラマイシンおよびマイトマイシンなどの抗生物質;酵素L‐アスパラギンを全身で代謝し、自身のアスパラギンを合成する能力を持たない細胞を喪失させるL‐アスパラギナーゼ;抗血小板剤;窒素マスタードメクロールエサミン、シクロフォスファミドおよび類似体、メルファラン、クロラムブシル、エチレンイミンおよびメチルメラミンヘキサメチルメラミンおよびチオテパなどの抗増殖/抗有糸分裂アルキル化剤、スルホン酸アルキル‐ブスルファン、ニトロソウレアカルムスチンBCNUおよび類似体、ストレプトゾシン、トラゼン‐ダカルバジニンDTIC;葉酸類似体メトトレキサートなどの抗増殖/抗有糸分裂代謝拮抗薬;白金配位複合体シスプラチン、カルボプラチン、プロカルバジン、ヒドロキシウレア、ミトタン、アミノグルテチミド;ホルモン、ホルモン類似体エストロゲン、タモキシフェン、ゴセレリン、ビカルタミド、ニルタミドおよびアロマターゼ阻害剤レトロゾール、アナストロゾール;抗凝固剤ヘパリン、合成ヘパリン塩および他のトロンビンの阻害剤;線維素溶解薬組織プラスミノゲン活性化因子、ストレプトキナーゼおよびウロキナーゼなど、アスピリン、ジピリダモール、チクロピジン、クロピドグレル、アブシキシマブ;抗遊走剤;抗分泌剤ブレベルジンbreveldin;免疫抑制薬シクロスポリン、タクロリムスFK‐506、シロリムスラパマイシン、アザチオプリン、ミコフェノール酸モフェチル;抗血管新生化合物TNP‐470、ゲニステインおよび成長因子阻害剤血管内皮増殖因子VEGF阻害剤、線維芽細胞増殖因子FGF阻害剤;アンジオテンシン受容体遮断薬;一酸化窒素供与体;アンチセンスオリゴヌクレオチド;抗体トラスツズマブ、リツキシマブ;細胞周期阻害剤および分化誘導因子トレチノイン;mTOR阻害剤、トポイソメラーゼ阻害剤ドキソルビシンアドリアマイシン、アムサクリン、カンプトテシン、ダウノルビシン、ダクチノマイシン、エニポシドeniposide、エピルビシン、エトポシド、イダルビシン、イリノテカンCPT‐11およびミトキサントロン、トポテカン、イリノテカン、コルチコステロイドコルチゾン、デキサメタゾン、ヒドロコルチゾン、メチルペドニゾロンmethylpednisolone、プレドニゾンおよびプレニゾロンprenisolone;成長因子シグナル伝達キナーゼ阻害剤;ミトコンドリア機能障害誘導因子;カスパーゼ活性化因子;ならびに特にナノ粒子と共役し得るクロマチン撹乱物質。画像化シグナルの検出本発明の画像診断の実施態様で使用する系の検出可能な成分通常、補体または基質は、例示として上述している多様な検出可能ラベルの中の任意のラベルで標識することができる。また、特に有用な検出可能ラベルは高感度で、非侵襲的に検出できるラベルであり、同位体124I、123I、99mTc、18F、86Y、11C、125I、64Cu、67Ga、68Ga、201Tl、76Br、75Br、111In、82Rb、13N等が挙げられる。本発明の実行には使用し得る多くの多様な検出技術が存在すること、ならびに1つの特定の技術の取捨選択は通常、生成されるシグナルのタイプ、および例えば人体、実験動物、細胞または組織内培養液、エクスビボ等でシグナルを検出する媒体に依存していることは当業者に認識されている。例えば、生物発光画像法BLI;蛍光画像法;磁気共鳴画像法[MRI、例えば、Giladら、NatureBiotechnology、25、22007年に記載の高リジンタンパク質LRp;またはクレアチンキナーゼ、チロシナーゼ、β‐ガラクトシダーゼ、トランスフェリンやフェリチンなどの鉄ベースのリポーター遺伝子、およびMagA;低濃度リポタンパク質受容体関連タンパク質LRP;ポリ‐L‐リジン、ポリ‐L‐アルギニンおよびポリ‐L‐トレオニンなどのポリペプチド;および例えばGiladら、JNuclMed.2008年;4912:1905~1908に記載の他のポリペプチドを使用];コンピューター断層撮影法CT;ポジトロン放出断層撮影法PET;シングルフォトン放出コンピューター断層撮影法SPECT;ホウ素中性子捕捉法;金属類には:金属を画像化するためのシンクロトロンX線蛍光SXRF顕微鏡法、二次イオン質量分析法SIMS、およびレーザーアブレーション誘導結合プラズマ質量分析法LA‐ICP‐MS;光熱イメージング例えば磁気プラズモニクスナノ粒子等。療法標的癌療法は、本明細書に記載の構築物、ベクター等を、それを必要とする患者に投与して行う。この実施態様では、治療分子、例えば癌細胞を害するタンパク質またはポリペプチドをコードする遺伝子は本明細書の治療構築物または治療ベクターで記載した癌特異性プロモーターに機能し得るように連結される。治療用タンパク質は癌細胞を死滅させ例えばアポトーシスを開始または誘起する、あるいはその成長速度を遅延させ例えば増殖速度を遅延させる、あるいは、その増殖および成長を停止させるか、そうでなければいくつかの様式で癌細胞を損傷し、あるいはさらに他の抗癌剤に対して癌細胞の感受性をより高くすること等ができる。本発明で使用し得る治療用分子をコードする遺伝子は、多様な酵素をコードする遺伝子を含む自殺遺伝子;癌遺伝子;腫瘍抑制遺伝子;毒素;サイトカイン;オンコスタチン;TRAIL等を含むが、限定されるものではない。例示として酵素には例えば、チミジンキナーゼTKおよびその多様な誘導体;TNF関連アポトーシス誘導リガンドTRAIL、キサンチン‐グアニンホスホリボシルトランスフェラーゼGPT;シトシンデアミナーゼCD;ヒポキサンチンホスホリボシルトランスフェラーゼHPRT;等が挙げられる。例示として腫瘍抑制遺伝子には、neu、EGF、rasH、KおよびNrasを含む、p53、網膜芽細胞腫抑制因子遺伝子Rb、ウィルムス腫瘍遺伝子産物、リン酸化チロシンホスファターゼPTPアーゼ、AdE1Aおよびnm23が挙げられる。好適な毒素には、緑膿菌外毒素AおよびS;ジフテリア毒素DT;大腸菌E.coliLT毒素、志賀毒素、志賀様毒素SLT‐1、2、リシン、アブリン、スポリンsupporin、ゲロニン等が挙げられる。好適なサイトカインには、インターロイキン1IL‐1、IL‐2、IL‐3、IL‐4、IL‐5、IL‐6、IL‐7、IL‐8、IL‐9、IL‐10、IL‐11、IL‐12、IL‐13、IL‐14、IL‐15、IL‐18、β‐インターフェロン、α‐インターフェロン、γ‐インターフェロン、アンギオスタチン、トロンボスポンジン、エンドスタチン、GM‐CSF、G‐CSF、METH1、METH2、腫瘍壊死因子、TGFβ、LTおよびこれらの組み合わせなどのインターフェロンおよびインターロイキンが挙げられる。他の抗腫瘍薬には:GM‐CSFインターロイキン、腫瘍壊死因子TNF;インターフェロン‐ベータおよびウイルス誘導ヒトMxタンパク質;TNFアルファおよびTNFベータ;インターロイキン‐24IL‐24としても公知のヒトメラノーマ分化関連遺伝子‐7mda‐7、M4などのmda‐7/IL‐24の多様な切断型;重要な増殖調節を標的にするsiRNAおよびshRNAあるいは癌細胞に必要であるか、または癌細胞内で過剰発現する癌遺伝子;癌細胞攻撃に特異的であるか、または選択的である抗体などの抗体;等が挙げられる。治療薬がTK例えばウイルスTKである場合、アシクロビル;ガンシクロビル;多様なチミジン類似体例えば3位にo‐カルボラニルアルキル基を含むもの[CancerRes2004年9月1日64;6280]などのTK基質を被験体に投与する。これらの薬剤はプロドラッグとして作用し、これは自身では毒性はないが、ウイルスTKによるリン酸化を介して毒性薬剤に変化する。宿主癌細胞に毒性をもつようにTK遺伝子と基質との両方を同時に使用しなければならない。画像診断プラス治療いくつかの実施態様では、本発明は癌治療プロトコールを提供するもので、ここでは癌細胞および腫瘍の画像診断は疾患の治療、すなわち癌細胞の死滅、破壊、その増殖の遅延、細胞分裂複製能力の減弱化、またはその他の方法による損傷と併用する。本明細書ではこれらのプロトコールをセラノスティックスまたは併用療法または併用プロトコール、あるいは類似の用語および語句で表わしてもよい。いくつかの実施態様では、併用治療には、リポーター遺伝子画像診断用と少なくとも1つの関心対象の治療遺伝子疾患治療用との両方を単一の構築物に含む遺伝子構築物例えばプラスミドを癌患者に投与する工程が含まれる。この実施態様では、リポーター遺伝子または治療遺伝子のいずれか、あるいは好ましくはそれら両方の発現は本明細書に記載の癌細胞特異性または選択性プロモーターに媒介される。好ましくは、構築物内の乗り換えおよび組み換えのきっかけを防止または低減するために、この実施態様では2種の異なるプロモーターを使用する。あるいは、タンデム翻訳機序を採用することも可能であり、例えば1種以上の内部リボソーム侵入部位IRESの前記構築物への挿入が挙げられ、これは単一のmRNAから複数のmRNA転写産物を翻訳することを可能にする。この様式では、リポータータンパク質/ポリペプチドと、癌細胞に致死的または有毒であるタンパク質/ポリペプチドとの両方を、標的癌細胞内で選択的または特異的に生成する。あるいは、本発明の構築物例えばプラスミドにコードされたポリペプチドは、関心対象の2種以上のポリペプチド例えばリポーターや毒性薬剤から成る近接した配列と共に、癌細胞内で切断可能な介在配列、例えば細胞内プロテアーゼに酵素切断されるか、または非酵素的な加水分解切断機序に感受性のある配列とを含むように遺伝子操作することもできる。この場合、介在配列を切断すると、機能的ポリペプチド、すなわち意図する機能を実行し得るポリペプチドが生成され、例えばそのポリペプチドは、当業者に公知の標準的技術を使用して測定した時に、ポリペプチドが作られるか、またはポリペプチドが誘導されるタンパク質配列と比較して、少なくとも50、60、70、80、90または100活性的できればそれ以上であるポリペプチドである。画像診断と療法を組み合わせた他の実施態様では、2種の異なるベクターを投与することも可能であり、その1種は本明細書に記載の画像診断ベクターまたは構築物であり、他方は本明細書に記載の治療ベクターまたは構築物である。画像診断と療法を組み合わせた他の実施態様では、ウイルスに固有の特性から、複数のmRNAおよび/またはそれらがコードするポリペプチドもしくはタンパク質を転写および/または翻訳することができるウイルスベクターのゲノムに、関心対象の遺伝子をコードさせる。この実施態様ではこのようなウイルスベクターは、1種以上の癌特異性プロモーターの基本的な制御下で関心対象の遺伝子例えばリポーター遺伝子および治療遺伝子を含んで発現するように遺伝子操作する。組成物本発明は、本明細書に記載の1種以上のベクターまたは構築物および薬理学的に好適な担体を含む組成物を提供する。前記組成物は通常、全身に投与する。このような組成物の製剤は当業者に公知である。通常、投与に先だって組成物は溶液または懸濁液として、あるいは溶液や懸濁液への溶解に適した固形として調製する。前記製剤は乳化させてもよい。薬理的に許容可能であり、活性成分と適合する賦形剤と活性成分とを混合してもよい。好適な賦形剤としては、例えば水、生理食塩水、デキストロース、グリセロール、エタノール等、あるいはこれらの組み合わせが挙げられる。また、前記組成物は湿潤剤、乳化剤、pH緩衝剤等の補助物質を少量含むこともある。組成物を経口で投与する必要がある場合、様々な増粘剤、香味料、希釈剤、乳化剤、分散助剤、結合剤等を添加してもよい。投与に適した形態で組成物を提供するために、本発明の組成物は当技術分野で公知の1種以上の任意の成分を含んでもよい。前記製剤中のベクターの最終量は多様に変えてもよい。しかし一般的に、製剤の量は約1~99である。投与本発明のベクター組成物製剤は通常、全身に投与するが、常に全身投与のケースである必要はなく、局所投与例えば腫瘍内、または膣、鼻咽頭領域、口などの外口内;あるいは胸腔、頭蓋腔、腹腔、脊椎腔等の内部空洞内も例外ではない。ベクターを全身に分布させるために、好ましい投与経路には、静脈内、注射、経皮、吸入または経鼻、あるいはカチオン性ポリマーベースの賦形剤例えばvivo‐jetPEI商標の注射または静脈内投与が挙げられるが、限定されるものではない。リポソーム送達は標的部分と組み合わせると送達が促進される。画像診断薬剤およびセラノスティック薬剤Dashら、ProcNatlAcadSciUSA.2011年5月24日;10821:8785~90.Epub2011年5月9日;hydroxyapatite‐chitosannanocompositesVenkatesanら、Biomaterials.2011年5月;3215:3794~806;および他Dashら、DiscovMed.2011年1月;1156:46~56.概説;等を送達するために、微小気泡超音波破壊砕UTMD技術を利用することもできる。当業者に公知であり、使用する構築物のタイプに適していればいかなる方法でも利用できる。また、様々なPt薬などの化学療法剤、免疫系を増強する物質、抗生剤等の当技術分野で公知の他の治療法;あるいは他の検出法および画像診断法例えばマンモグラム、X線、Papスメア、前立腺特異抗原PSA試験等と併用して改善または綿密にした画像診断を確認または提供すると併用して組成物を投与してもよい。投与する構築物またはベクターの量は患者間で異なり、また同じ患者でも投与形態間で異なり、これは限定するものではないが体重、年齢、性別、健康状態全般、治療する特定の疾患ならびに他の要素などの多様な要素に依存しており、投与の量および回数は医師などの医療専門家に設定してもらうことが最善であることは当業者に認識されている。通常、最適あるいは効果的な腫瘍阻害量または腫瘍死滅量は、例えば動物実験期間中および標準臨床試験期間中に確立される。FreireichらCancerChemotherRep1966年;504:219~244に記載されているように、通常、例えば体表面積でなされるマウスからヒトへの用量の変更について当業者は熟知している;ウェブサイトdtp,nci.nih.govから抜粋した下記の表1および2を参照されたい。例えば、マウスに50mg/kgの用量を与えると、サルへの適切な用量は50mg/kg×1/4=13mg/kgとなり;または約1.2mg/kgの用量のときは、ヒトでは約0.1mg/kgとなる。用量を等価のmg/sq.m.用量として表すために、用量と適切な係数とを乗じる。ヒト成人で100mg/kgでは、100mg/kg×37kg/sq.m.=3700mg/sq.m.に等しい。一般的に、治療方法では、プラスミドなどのベクターの量は約0.01~約5mg/kgまたは約0.05~約1mg/kg例えば約0.1mg/kgであり、ウイルス系ベクターでは約105~約1020感染単位IUまたは約108~約1013IUの範囲である。一般的に、画像診断方法では、例えばプラスミドのベクターの量は約0.01~約5mg/kgまたは約0.05~約1mg/kg例えば約0.1mg/kgであり、ウイルス系ベクターでは約105~約1020感染単位IUまたは約108~約1013IUの範囲である。画像診断と治療の併用では、ベクターの量は上述の範囲にある。適切な検出に必要な画像診断用シグナルのレベルを計算または決定することに当業者は精通している。例えば[124]FIAUなどの放射性医薬品では、約1mCi~約10mCi、通常約5mCiすなわち約1mgの材料位の注入で一般的に十分である。さらに、例えば、治療ベクタープラス画像診断ベクター、または2種以上の異なる治療ベクター例えば、各々は治療成績を最適化または向上させるため、異なる作用機序を有する、または2種以上の異なる画像診断ベクター等、1種のベクターまたは複数種のベクターを単回で投与することも可能である。通常、癌治療には組成物の投与を繰り返すことが必要である。例えば、投与は毎日、または数日おきに例えば2、3、4、5または6日毎、または1週間、2週間または3、4週間毎に、または1カ月毎に、またはこれらを組み合わせて、またはこれらのパターンを改変して行うことも可能である。患者の適切な治療に適合するように、例えば治療の1ラウンド例えば、週1回の投与を1カ月間の後、非投与期間を1カ月間、その後、第2ラウンドとして週1回の投与を1カ月間行うなど、任意の好適な期間周期で行ってよい。例えば特定の遺伝子突然変異の存在、家族歴、発癌物質への暴露、癌の既往歴、高齢等に起因する癌の成長リスクが被験体にあることが分かっているか、またはその疑いがあるとき特に、画像診断法を定期的に行ってもよい。例えば、1年に1回、半年に1回、2年に1回、または他の周期で検査することは、このような個人にとって賢明なことであると思われる。あるいは、危険因子が無い個人は疾患を防止するため、習慣的な健康管理の一環として単に検査されることを望んでいる。治療と画像診断との両方を包含する本発明の実施態様では、投与プロトコールは患者の利益に最も係る事柄である。例えば最初に、被験体が実際に癌を有するか否かを判定するために、あるいは既に癌であると診断された患者における癌細胞の位置を特定するために、画像診断ベクターを単独で投与する場合もある。注目すべきは、本発明は非常に特異性があるため癌細胞の質量が非常に小さくても本方法で可視化可能になることである。癌が実際に示されると、疾患の治療に必要な治療ベクターを含む組成物がその後投与される。通常、上述のように複数回の投与が必要であり、これらのうち少なくとも1回、通常はそれ以上、場合によっては全ての回において、少なくとも1種の画像診断ベクターと少なくとも1種の治療ベクターとを共に投与、あるいは場合により両方の能力を有する単独ベクターを投与する。治療と画像診断とを交互に行えること、または両方を同時に行えることは癌治療分野にとって明らかに朗報である。この方法によって、医療従事者は厳重な管理状態で治療の進行をモニタリングし、患者の利益に必要な治療を調整および/または改変することが可能になる。例えば、治療ベクターと画像診断ベクターの投与を交互に行ってもよい;あるいは、治療の初期段階で、初めに画像診断ベクターを投与し、その後、腫瘍が視認されなくなるまで治療ベクターおよび画像診断ベクターを共に投与し、その後、再発性または潜在的疾病を予防または検出するに必要と思われる期間、画像診断ベクターを単独で投与する。本発明の組成物を投与する被験体または患者は通常、哺乳動物であり、ほとんどがヒトであるが、常にこのようなケースである必要はない。獣医学における用途も期待される。治療し得る癌の種類本発明の構築物および方法はどのような種類の癌にも特異的であるという訳ではない。癌については、本発明では制御不能に細胞分裂して増殖し、悪性腫瘍を形成し、隣接する人体の一部に侵入する悪性新生物を意味している。癌はまた、リンパ系または血流を経て、身体の遠位部に拡大または転移する可能性もある。本発明の構築物および方法は、限定するものではないが、骨肉腫、卵巣癌、乳癌、メラノーマ、肝臓癌、肺癌、脳腫瘍、結腸直腸癌、造血細胞、前立腺癌、子宮頸癌、網膜芽細胞腫、食道癌、膀胱癌、神経芽細胞腫、腎臓癌、胃癌、膵臓癌等のうちの任意の種類の癌、腫瘍、新生物または腫瘍細胞を画像診断、診断、治療、モニタリング等するために使用し得るものである。また、本発明は近接する組織に侵入しないこと、または転移しないことが一般的に認識されている良性の腫瘍、例えば母斑、子宮筋腫等の画像診断および治療にも適用することが可能である。トランスジェニック動物本発明はまた、PEG‐PROMプロモーターに機能し得るように連結されたリポーター遺伝子をコードするヌクレオチド配列を含有するように遺伝子操作されたトランスジェニック非ヒト動物、および治療を臨床評価するためのその使用を包含している。トランスジェニック動物では、前記ヌクレオチド配列は安定的に動物のゲノムと一体化する。健常動物では、前記プロモーターは非活性的であり、前記リポーター遺伝子は発現しない。しかしこのような動物が癌を発症すれば、前記プロモーターが誘導または活性化され、前記リポーター遺伝子が発現する。前記動物にリポーターの補体を投与すると、癌細胞の増殖、位置および運命が詳細にモニタリングできる。このような動物は実験目的、例えば物質の発癌性試験、化学的予防戦略の評価および治療のモニタリングに使用することもできる。動物を強力な発癌物質に暴露させ、補体を投与し、その後モニタリングして潜在的発癌物質の影響を観察する。同様に、候補の抗癌剤の効果を動物において、癌誘導を試みる前に、または癌が確立された後に候補薬を投与することで、試験またはスクリーニングし、薬剤の有効性を追跡および測定することも可能である。当業者は、例えば腫瘍の位置、段階、寸法、体積、外観、頻度、期間等をモニタリングする工程を含む候補薬の有効性評価法に精通している。他の実施態様では、本発明におけるPEG‐PROM動物が癌増殖傾向を持つようにさらに遺伝子改変する。これは例えば、当該動物と、すでに癌増殖傾向にある動物例えば多様な癌のモデル系として使えるように選択または遺伝子操作された多数のマウスからの任意の1匹とを異種交配させて行われる。あるいは、これはPEG‐PROM動物において所望の遺伝子突然変異癌発症に関連する突然変異を誘導するか、または癌を発症する傾向を持つように動物をさらに遺伝子操作することで達成され得る。高発癌動物の例示的な種類としては、乳癌例えばマウス乳腺腫瘍ウイルスMMTV‐neuトランスジェニックマウスなどのマウス;前立腺癌例えばHi‐Myc、TRAMP等のマウスなどの癌に感受性を有するまたはそれらの癌を必ず発症する動物;前立腺癌および乳癌のC31/SV40T抗原トランスジェニックマウスモデル;ならびにメラノーマ、脳腫瘍、結腸直腸癌および大腸癌等のモデルである動物であればいかなるものも含まれる。このようなマウスは例えばJacksonLabs社BarHarbor、メイン州から購入可能である。このような様式で遺伝子改変された動物には、マウス、ラット、モルモット、ウサギ、イヌ、ブタ、ニワトリ、ヤギ、マーモセットなどの霊長類等が挙げられるが、限定されるものではない。当業者は研究用動物を遺伝子操作および/または異種交配および選択する方法に精通している。実施例1.進行増強遺伝子‐3プロモーター作動型遺伝子発現による腫瘍特異的画像診断要約分子遺伝学的画像診断は患者の管理を支援する価値ある前臨床ツールから発達してきた。その戦略には、遺伝子発現、タンパク質相互作用の測定、あるいはインビボでの遺伝子タグ付き細胞の追跡に使用可能な系内で画像診断リポーター遺伝子と相補的画像診断薬とを合わせる工程も含まれる。組織特異性プロモーターを使用して、特に適当な増殖機構と連結した場合の特定の組織内での遺伝子発現を詳細に説明することができる。ここでは、悪性表現型を媒介する齧歯類遺伝子由来の進行増強遺伝子‐3プロモーターPEG‐Promを使用して、生物発光および放射性核種をベースとした分子画像診断技術によってヒトメラノーマおよび乳癌のネズミ科モデルにおける微小転移疾患の検出を選択的に可能にするように画像診断リポーターを作動させ得ることを示す。強力なプロモーター、腫瘍特異性および臨床応用能力を有することから、PEG‐Prom作動型遺伝子発現は癌画像診断ならびに治療と併用する画像診断を容易にする実用的かつ新規な系である。緒言サブトラクションハイブリダイゼーションsubtractionhybridizationを利用して、悪性転換および腫瘍進行との関連性について進行増強遺伝子‐3PEG‐3、齧歯類遺伝子の最小限のプロモーター領域を事前に同定した8。PEG‐Promは腫瘍特異的な様式で下流の遺伝子発現を作動するものであり、脳、前立腺、胸部および膵臓などの多様な組織の癌細胞株9~11、ならびに転移性メラノーマ12で試験してきた。転写因子AP‐1およびE1AF/PEA3ETS‐1はPEG‐Promの癌特異的活性を媒介することが知られている8、9、13。先行の研究は腫瘍内送達を経て癌遺伝子療法に対するPEG‐Promの有用性を説明している9~12、14。ここでは、PEG‐Promの全身送達によって多様な転移癌を画像診断するための新規な方法を述べる。実験に基づいて、異なる組織起源またはサブタイプの腫瘍に広く応用できる様式において、原発腫瘍内のみならず関連の転移部位でも、PEG‐Prom作動型画像診断構築物の全身送達はリポーター遺伝子の腫瘍特異的発現を可能にすることが分かる。方法実験手順および結果に関するその他の詳細は、図面の簡単な説明にしたがって上記から分かる。プラスミドpPEG‐Lucを先行文献で記載のとおり構築した9。pPEG‐Luc内のLucコード遺伝子をpORF‐HSV1tkプラスミドInvivoGen社から得たHSV1‐tkコード配列と置き換え、pPEG‐HSV1tkを生成した。pDNAをEndoFreePlasmidKitQiagen社で調製し、DNAペレットを、エンドトキシンを含まない水Lonza社に溶解した。ToxinSensorGelClotEndotoxinAssayKitGenScript社を使用してエンドトキシンの濃度をエンドトキシン単位EU/mgpDNAとして確実に<2.5にした。全身DNA送達低分子量の1‐PEIベースのカチオン性ポリマーであるinvivo‐jetPEI商標polyplustransfection社によって遺伝子送達賦形剤がもたらされた。メーカー説明書にしたがってDNAポリプレックスを形成した。30μgのpDNAと3.6μlの150mMinvivo‐jetPEI商標とを別々に、エンドトキシンを含まない5グルコースに希釈し、その後それらを混合し、N:P比を6:1、総量では400μlにした。該DNA‐ポリマー混合物を室温で15分間インキュベートし、400μlを2回の200μl注射に分けて5分以内の間隔をあけ、動物の側尾に静脈注射した。実験的転移モデルの生成動物試験はジョンズホプキンス動物管理および使用委員会JohnsHopkinsAnimalCareandUseCommiteeの規則および基準にしたがって行った。BLI試験ではヒトメラノーマMelおよび乳癌BCaの実験転移モデルを使用した。5~6週齢の雌NCRnu/nuマウスNCI‐Frederick社に全身照射し5Gy、ヌードマウス内に残存した免疫系を確実に抑制した。照射後24時間以内に、動物らを無作為に3群に分けた。1群に5×106個のヒト悪性メラノーマ細胞株MeWoATCCを静脈内IV注射し、Melを生成した。別のマウス群に2×106個のヒト乳癌細胞株MDA‐MB‐231をIV注射し、BCaにした。残りの群はコントロールとして無処置にした。細胞注入から4~7週後、両モデルで肺に転移性結節の形成がCTによって確認された。SPECT‐CT試験では、全身照射を省略した以外は、上記と同様にMelモデルを生成した。対照群として、同年齢の雌NCRnu/nuマウスを使用した。10FBSおよび1ペニシリン/ストレプトマイシンを添加したMEMおよびRPMI‐1640培地でそれぞれ、MeWoおよびMDA‐MB‐231細胞株を維持した。インビボ生物発光画像診断遺伝子送達から24および48時間後に、IVISスペクトルXenogen/Caliper社で動物を画像診断した。各撮像セッションでは、1.5~2.5イソフルラン/酸素混合液による麻酔下でマウスにD‐ルシフェリン150mg/kgを腹腔内注射した。D‐ルシフェリン注射後5分から35分まで連続的に画像を取得した。2D画像の限界を補うため、4つの異なる位置:腹部、左右側部、背部でほとんどの動物を撮像した。グループ内で転移部位の位置に多様性があることを説明するために、胸腔全体にわたって同じ寸法および形態のROIを画像に写した。ROI内の全光流量p/sを測定した。試薬を全く投与されていない1匹のNCRnu/nu雌マウスを、ビニングおよび暴露時間を含む同様の設定で画像診断した。同一のROIを画像に写し、定量した全光流量をバックグラウンドシグナルとし、これを実験動物で測定した数値から差し引いた。LivingImageソフトウェアCaliperLifeSciences社を使用し、画像取得およびBLIデータ分析を行った。SPECT‐CT画像診断およびデータ分析pPEG‐HSV1tk/PEIポリプレックス注射から46時間後、動物に51.8mBq1.4mCiの[125I]FIAUを静脈内注射した。放射性トレーサー注射の24および48時間後に、低エネルギー単一ピンホールコリメーター1.0mm口径を使用したX‐SPECTsmall‐animalSPECT‐CT系GammaMedica‐Ideas,Inc.社で画像データを取得した。肺に焦点を当てた画像は回転半径RORを3.35cmにして取得し、全身の画像はRORを6.75cmにして取得した。注射から24時間後に、5.625度拡張し、1回の投影当たり30秒かけて64回投影して動物を撮像し、注射から48時間後では、1回の投影当たり60秒かけて撮像した。SPECT画像を、512枚のCT画像と重ねて表示した。2Dサブセット化期待値最大OS‐EMアルゴリズムで、2回反復し、4回のサブセットとし、断層画像のデータセットを再構成し、分析にはAMIDE38およびAmiraVisageImaging社ソフトウェアを使用した。PET‐CT画像診断およびデータ分析9.25mBq0.25mCiのFDGのIV投与から1時間後に、250~700keVのエネルギーウィンドウによって、eXploreVistasmallanimalPETスキャナーGEHealthcare社を使用して全身画像を取得した。非腫瘍組織における放射性トレーサーの蓄積を最小限にするため、FDG投与の6~12時間前に動物を断食させ、加熱パッド上で保温した。PET画像を、512枚のCT画像と重ねて表示した。3Dサブセット化期待値最大OS‐EMアルゴリズムで、3回反復し、12回のサブセットとし、断層画像のデータセットを再構成し、AMIDE38ソフトウェアで分析した。免疫組織化学。pPEG‐Luc/PEIポリプレックス送達から48時間後にBLIデータを取得し、その後、Luc発現を示す各器官を回収し、10中性緩衝ホルマリンで固定した。パラフィン包埋した5μm厚および25μm厚のスライス凍結切片を室温で1時間、ウサギ抗ルシフェラーゼポリクローナル抗体50μg/ml原液の1:25希釈、FitzgeraldIndustriesInternational,Inc.で染色した。セイヨウワサビペルオキシダーゼHRP共役ポリクローナルヤギ抗ウサギ抗体を二次抗体として使用した。HRP活性を3,3’‐ジアミノベンジジン基質‐色原体EnVision商標Kit、Dako社で検出した。統計的分析。図面データのエラーバーは平均±s.e.m.を表している。両側Student‐t検定を行い、P<0.05であり、統計学的に有意であると思われた。結果インビボ生物発光画像診断から見るPEG‐Promの癌特異的活性インビボで腫瘍画像診断のためのPEG‐Promの特異性を試験するため、2種の異なるリポーター、ホタルルシフェラーゼLucおよび単純ヘルペスウイルス1型チミジンキナーゼHSV1‐tkを使用した。前臨床モデルにおいて特異的遺伝子発現または遺伝子タグを付けた細胞を画像診断するための原理証明を確立するためにLucは生物発光画像診断BLIで使用することが多く、一方、臨床前に使用することが多いHSV1‐tkは臨床試験に応用してきた。したがって、本発明者らは2種のプラスミド構築物、pPEG‐LucおよびpPEG‐HSV1tkを作製した図1。2種の異なる組織:ヒトメラノーマおよび乳癌の実験的転移モデルを画像診断することを選択した。遺伝子送達賦形剤としてインビボjetPEI商標を使用した。これは遺伝子送達用に最も広く用いられているカチオン性ポリマーの1種である線状ポリエチレンイミンl‐PEIをベースとしている。静脈内IV投与下で肝臓に局所集中する傾向にあるウイルスベクターで分かるように15、16、全身送達が偏ることを避けるためにウイルス送達系ではなく不活性非ウイルス賦形剤を選択した。ヒト悪性メラノーマ細胞株MeWoまたはヒト転移性乳癌細胞株MDA‐MB‐231のIV投与から4~6週後にコンピューター断層撮像CTによって肺の転移性結節の存在が確認された後、動物にpPEG‐Luc/PEIポリプレックスをIV投与した図1A。プラスミドDNApDNA送達から24時間および48時間後にPEG‐Prom作動型遺伝子発現をBLIによって評価した。同様のpDNA送達および画像診断プロトコールをネガティブコントロールとして健常動物群に投与した。PEG‐Promによって作動したLuc発現が、コントロール動物には見られずメラノーマ転移モデルMelにのみ見られた図示せず。コントロール動物では、24時間経過時点でBLI出力はほぼバックグラウンドのレベルであり、48時間の画像診断セッションでそれは消失したことが分かった図示せず。Lucが主に肺で発現することを示す胸腔からのBLIシグナル強度の定量化では、pPEG‐Luc投与後の時点図2Aおよびさらに48時間経過時点の両方で、Mel群のPEG‐Prom活性はコントロールと比較して有意に高いことが分かる。乳癌転移BCaのモデルに同様の結果が見られた図3AおよびB。BCaモデルに対して対照群の疑似カラー画像が同様になるように再調整し、コントロールとBCa群が同じ閾値になるように調整した。Melモデルのように、胸腔から定量した生物発光強度は対照と比較してBCa群で高いPEG‐Prom活性を示し、pPEG‐Luc送達から48時間にはさらに顕著になった図3A。下記に述べるように、BCaモデルにおいて遺伝子送達の効率が低い傾向にあることから、BCa群がMDA‐MB‐231転移を示すにはMel群がMeWo転移を示すより長くかかり、BLIシグナルはバックグラウンドより有意に増加する。各群、MelおよびBCaならびにコントロールの動物全てのBLI画像を、同じ疑似カラー閾値で得た。48時間時点でBCa群と比較して、平均して約3倍高いレベルのLuc発現がMel群から見られた。CTスキャンおよび肉眼的な解剖学的所見から、これら2つのモデルの肺で転移結節形成には非常に多様なパターンがあることが明らかになった。MeWo細胞が肺全体にわたって一様に分散した小結節を形成するの図2C、黒い矢印に対して、MDA‐MB‐231細胞は単独の大型結節を形成する傾向にあった図3B、黒矢印。ヘマトキシリンを使用した組織学的分析、およびホルマリン固定パラフィン包埋FFPE肺切片のエオシンHE社染色から、MelモデルのMeWo細胞由来転移癌がうまく血管新生され図示せず、一方、MDA‐MB‐231細胞由来の転移癌を有するBCa動物の肺に形成された結節に壊死中心necroticcenterがある図示せずことが明らかになった。遺伝子送達の効率低下に加えて、不十分な血管新生およびそれに伴うBCa腫瘍の中心性壊死によって、D‐ルシフェリンおよび酸素が腫瘍に接触することが制限され、これに必然的に高い生産性のBLIシグナルが伴う。BLIによるLucの腫瘍特異的発現が正常組織と悪性マウス肺組織間の形質移入効率の差異に起因する可能性を排除するため、各動物において肺に送達されたpDNA量を定量した。pPEG‐LucプラスミドでLucをコードする遺伝子の領域を増幅するように設計されたプライマーセットを使用した定量的リアルタイムPCRqRT‐PCRを行った。肺組織から抽出したDNA全体をテンプレートとして使用した。対照群とMel群との間の形質移入効率の差異は有意ではなかった図4AおよびB。他方、BCa群はコントロールと比較して形質移入効率は有意に低かった。この結果から、これらモデルに見られるLucの腫瘍特異的発現は、正常肺と悪性肺間の形質移入効率の差異というよりもむしろPEG‐Promの腫瘍選択的活性に起因していることが確認できた。BCaモデルの肺に見られる形質移入効率の低下は、不十分な血管新生および大型結節の隔離が最も大きな原因である。上述の腫瘍画像診断の特異的かつPEG‐Prom媒介的である性質のさらなる調査として、健常コントロールとMel群との肺における構造的サイトメガロウイルスCMVプロモーター活性も比較した図5AおよびB。pCMV‐Tri/PEIポリプレックスの全身送達から45時間後までのどの時点でも、BLIはCMVプロモーター作動型Luc発現レベルについて対照群とMel群との間で有意差を見せなかった。この結果からそれは、正常肺組織より腫瘍でプラスミド発現を高めるような血管増生または透過性促進といった腫瘍微環境に特有の性質ではないことが分かった。全身投与されたpPEG‐LucによるBLIはまた、肺実質の外側にある小さい転移性沈着物、すなわち微小転移癌の画像診断をMelおよびBCaモデルの両方で可能にした。このことは、バックグラウンドを超えているBLIシグナルを生成する領域の回収、および組織学的相関解析を経て行われた。具体的には、肺、副腎、胸骨に隣接する胸腔、および膀胱に隣接する深鼠径脂肪組織で形成される転移部位にLuc発現が関連している事は代表的なMelモデルであるMel‐2由来の組織切片の組織学的分析から確認された。同様に、転移部位とPEG‐Prom活性間の相関性は、代表的なBCaモデルである肺内BCa‐3、膵周囲領域、胸骨に隣接する胸壁、膀胱周囲の脂肪結合組織に位置するリンパ節、および微小転移性沈着物がかすかに列になっている胸郭において観察された。インビボでの放射性核種画像診断によるPEG‐Prom媒介癌検出悪性肺病変および気管外微小転移癌は共にBLIで検出できたが、この技術は前臨床試験に限定される。これには、ルシフェラーゼ基質投与が必要であること、BLI光放出の浸透深さが不十分であること、および定量的な断層撮像BLIベース画像の作成が困難であることなどのいくつかの要因がある。そこで本発明者らは、より臨床的に関連のPEG‐Prom作動型遺伝子発現画像診断系、pPEG‐HSV1tk図1Bを作製した。これは良好に放射標識したヌクレオチド類似体を投与して、放射性核種ベースの技術、すなわちシングルフォトン放出コンピューター断層撮影SPECTまたはポジトロン放出断層撮影PETを使用して検出可能になる。SPECT-CTによる腫瘍標的画像診断を明らかにするために、Mel実験転移モデルを使用した。上述のようにMeWo細胞を投与した約7週後、Mel群および対応するコントロールにpPEG‐HSV1tk/PEIポリプレックスをIV注射した。pDNA送達から46時間後、動物に2’‐フルオロ‐2’デオキシ‐β‐D‐5‐[125I]ヨードウラシル‐アラビノフラノシド[125I]FIAUを注射し、放射性トレーサー投与から24および48時間後に画像診断した図6AおよびC。放射活性の定量化によって、コントロールと比較してMelモデルの肺では[125I]FIAUの蓄積は31倍であることが明らかになり、PEG‐Promの制御下でのHSV1‐tkの腫瘍特異的発現が示された図6B。さらに、48時間の画像診断セッションの後、肉眼組織学的分析を経て、推定した胸腔外転移部位に腫瘍があることを確認した。全身で検出したが、SPECT‐CT画像図7Aは、無処置の組織学的標本に対応するMel‐2の背部頸での複数の転移病変である。左脊髄への転移、横隔膜の真上への別の転移、および左鼠径リンパ節への他の転移といった転移部位は同様にMel‐3に関連している図7B~D。PEG‐Prom媒介画像診断の検出精度および応用可能性を評価するため、病変を検出するPEG‐Prom系の能力と、臨床標準である[18F]フルオロデオキシグルコースFDGの能力とを比較した。各方法によって同じ動物を画像診断した。ほとんどの例で、検出された転移結節は2つの放射性核種ベースの技術を相互に関連付けていた。しかし、PEG‐Promベースの系は心臓、褐色脂肪組織、FDGを隔絶することが既知である領域に隣接する結節を良好に検出できた17、18。この所見は、SPECTは本質的にPETより少なくとも1桁感受性が低いという事実を考慮すると、特に有意である。考察本発明者らの目標は、癌の分子遺伝学的画像診断を可能にする全身送達可能な構築物を開発することである。このような構築物を提供するために必要な要素には、癌特異性、臨床応用への可能性、および遺伝子治療につながる性能を有する十分強力なプロモーターが挙げられる。腫瘍特異性リポーター発現を提供するため分子遺伝学的画像診断では、ヒトテロメラーゼ逆転写酵素hTERT4由来のプロモーター、サバイビン19および癌胎児性抗原CEA20プロモーター、およびエンハンサー要素が使用されてきた。しかし、これらの研究はアデノウイルスベクターを使用したため、送達は局所投与に限られ、全身投与を行うと肝臓内にのみ発現した。対照的に、本発明者らは本明細書において、非ウイルスベクターを使用した全身送達後のPEG‐Promによる転移を詳細に説明することができた。画像処理または治療目的で下流遺伝子を作動するために、プロモーター活性を増幅させなければならないことが多い。このようにするための戦略の1つは、GAL4‐VP16融合タンパク質を使用した2工程転写増幅TSTA系21、22、やGAL4応答エレメント19、20、23~25を含む。しかし、PEG‐Promでは、高感度画像診断の達成に増幅を必要としない。pPEG‐HSV1tkの投与から4週間後、SPECT‐CT画像診断から、正常肺シグナルに対する転移シグナルの比は31になっていることが分かった図6B。PEG‐Prom活性は、構造的に活性なSV40プロモーターに匹敵するデータなし。先行文献で報告されているインビトロの結果9を踏まえ、両画像診断方式を使用し、試験した両腫瘍モデルにおいてPEG‐Promはインビボで腫瘍特異的であると判明し、他の方式および腫瘍にさらに一般化できる可能性があることを本発明者らは本明細書で明らかにしている。臨床応用の可能性があることから、pPEG‐HSV1tkをさらに選択した。臨床分子遺伝学的画像診断および遺伝子治療は、それぞれHSV1tk、および放射標識したヌクレオシド類似体7、26、ならびにガンシクロビル6、27~29を使用して確立してきた。1‐PEIポリプレックス送達賦形剤を使用することによって、免疫反応30および発癌性など、遺伝子送達のウイルスベクターに付随する問題を回避する。pDNAベクターを使用すると、インビボでの染色体外遺伝子の宿主ゲノムへの組み込み率は非常に低いものであった31~34。全身投与を経て到達させることはナノ粒子送達系では困難であると考えられている骨および脳転移検出において、pPEG‐HSV1tk送達賦形剤としてのインビボjetPEITMの可能性を評価した。肺内よりは少量であるが、相当量のpDNAが各組織に送達されたことがqRT‐PCRから分かった図8。また、血管新生が不十分な腫瘍内の壊死領域にも到達させることは難しい。概して、分子遺伝学的画像診断技術は腫瘍生存可能な部位へpDNAをより高効率に送達させると予想され、主に壊死性病巣とは逆に、良好に血管化した部位がより正確に検出されることが示唆された。ここで本発明者らはインンビボでのメラノーマおよび乳癌転移のための画像診断薬としてPEG‐Promがどのように使用できるかを示し、このプロモーターがこの目的のため普遍的に使用されるものとなる可能性があることを提案する。このような薬剤を使用し、正常組織の非特異的発現を危惧することなく起源の組織またはサブタイプが特定される前に腫瘍を検出することができた。他の画像診断薬のように、PEG‐Promは腫瘍検出のみならず術前計画、術中管理および治療モニタリングにも使用可能である。PEG‐Prom画像診断系は、内部リボソーム進入部位または他のタンデム遺伝子発現を可能にする戦略を経てセラノスティック薬に適合させることも可能である。分子遺伝学的画像診断を介して原発性腫瘍およびリンパ節転移癌を描出するために、前立腺癌用のPSA前立腺特異性抗原プロモーター23、24、乳癌用ムチン‐1プロモーター25、35および卵巣癌用のメソテリンプロモーター36などのプロモーターを使用している。同様に、hTERT、サバイビンおよびCEAプロモーターは組織特異性が低く、癌特異性が高い性質であると報告されていたが、これらの活性はマーカー遺伝子の転写レベルに依存している。むしろ、PEG‐Promは腫瘍細胞に特有の転写因子に直接応答性がある。PEG‐3遺伝子はラット増殖停止およびDNA損傷誘導遺伝子GADD34の切断された突然変異形態であり、これはネズミ科腫瘍形成中のみ発生し、悪性表現型を促進するGADD34のドミナントネガティブとして機能し得る37。ヒトGADDホモログのプロモーター/エンハンサー領域を含むヒトゲノム中にPEG‐Promのホモログは見られず、このことによって最小限のバックグラウンドシグナルしか生成しない傾向にあるヒト被験体でPEG‐Promが活用できる9、37。これらの研究では、PEG‐Promが多様な癌の画像診断の実践的戦略および画像支援治療の可能性を提供するために必要な要素全てを包含していることを明らかにしている。実施例1の引用文献1.Blasberg,R.G.Tjuvajev,J.G.Molecular‐geneticimaging:currentandfutureperspectives,JClinInvest1111620~16292003年2.Zhang,Y.,etal.ABCG2/BCRPexpressionmodulatesD‐Luciferinbasedbioluminescenceimaging.CancerRes67,9389~93972007年3.Uhrbom,L.,Nerio,E.Holland,E.C.Dissectingtumormaintenancerequirementsusingbioluminescenceimagingofcellproliferationinamousegliomamodel.NatMed10,1257~12602004年4.Kishimoto,H.,etal.Invivoimagingoflymphnodemetastasiswithtelomerase‐specificreplication‐selectiveadenovirus.NatMed12,1213~12192006年5.Padmanabhan,P.,etal.VisualizationoftelomerasereversetranscriptasehTERTpromoteractivityusingatrimodalityfusionreporterconstruct.JNuclMed47,270~2772006年6.Freytag,S.O.,etal.PhaseItrialofreplication‐competentadenovirus‐mediatedsuicidegenetherapycombinedwithIMRTforprostatecancer.MolTher15,1016~10232007年7.Yaghoubi,S.S.,etal.NoninvasivedetectionoftherapeuticcytolyticTcellswith18F‐FHBGPETinapatientwithglioma.NatClinPractOncol6,53~582009年8.Su,Z.Z.,Shi,Y.Fisher,P.B.Subtractionhybridizationidentifiesatransformationprogression‐associatedgenePEG‐3withsequencehomologytoagrowtharrestandDNAdamage‐induciblegene.ProcNatlAcadSciUSA94,9125~91301997年9.Su,Z.Z.,etal.Targetinggeneexpressionselectivelyincancercellsbyusingtheprogression‐elevatedgene‐3promoter.ProcNatlAcadSciUSA102,1059~10642005年10.Sarkar,D.,etal.Eradicationoftherapy‐resistanthumanprostatetumorsusingacancerterminatorvirus.CancerRes67,5434~54422007年11.Sarkar,D.,etal.Targetedvirusreplicationplusimmunotherapyeradicatesprimaryanddistantpancreatictumorsinnudemice.CancerRes65,9056~90632005年12.Sarkar,D.,etal.Acancerterminatorviruseradicatesbothprimaryanddistanthumanmelanomas.CancerGeneTher15,293~3022008年13.Su,Z.,Shi,Y.Fisher,P.B.CooperationbetweenAP1andPEA3siteswithintheprogressionelevatedgene‐3PEG‐3promoterregulatebasalanddifferentialexpressionofPEG‐3duringprogressionoftheoncogenicphenotypeintransformedratembryocells.Oncogene19,3411~34212000年14.Sarkar,D.,etal.Dualcancer‐specifictargetingstrategycuresprimaryanddistantbreastcarcinomasinnudemice.ProcNatlAcadSciUSA102,14034~140392005年15.Wood,M.,et.Biodistributionofanadenoviralvectorcarryingtheluciferasereportergenefollowingintravesicalorintravenousadministrationtoamouse.CancerGeneTher6,367~3721999年16.Peng,K.W.,etal.Organdistributionofgeneexpressionafterintravenousinfusionoftargetedanduntargetedlentiviralvectors.GeneTher8,1456~14632001年17.Evans,K.D.,Tulloss,T.A.Hall,N.18FDGuptakeinbrownfat:potentialforfalsepositives.RadiolTechnol78,361~3662007年18.Shreve,P.D.,Anzai,Y.Wahl,R.L.PitfallsinoncologicdiagnosiswithFDGPETimaging:physiologicandbenignvariants.Radiographics19,61~77;quiz150~1511999年19.Ray,S.,etal.Noninvasiveimagingoftherapeuticgeneexpressionusingabidirectionaltranscriptionalamplificationstrategy.MolTher16,1848~18562008年20.Qiao,J.,etal.Tumor‐specifictranscriptionaltargetingofsuicidegenetherapy.GeneTher9,168~1752002年21.Iyer,M.,etal.Two‐steptranscriptionalamplificationasamethodforimagingreportergeneexpressionusingweakpromoters.ProcNatlAcadSciUSA98,14595~146002001年22.Sadowski,I.,Ma,J.,Triezenberg,S.Ptashne,M.GAL4‐VP16isanunusuallypotenttranscriptionalactivator.Nature335,563~5641988年23.Burton,J.B.,etal.Adenovirus‐mediatedgeneexpressionimagingtodirectlydetectsentinellymphnodemetastasisofprostatecancer.NatMed14,882~8882008年24.Iyer,M.,etal.Noninvasiveimaging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マウスOncoViewMiceを開発するための原理の証明を提供するパラダイム変化である。これらの研究はさらに、BLIを使用して癌発症および進行が画像診断可能となるオンコビューマウスを作成するためのPEG‐Prom‐Luc/ダブルトランスジェニックマウスアプローチが実用的であることを証明している。さらに、このアプローチは、限定はしないが膵臓、前立腺、肺、結腸直腸、脳、卵巣、食道、胃、皮膚メラノーマ等の任意の癌トランスジェニック動物モデルにも原則的に適用できることから、乳癌だけに制限される訳ではない。実施例2の引用文献1.SuZZ,SarkarD,EmdadL,DuigouGJ,YoungCSH,WareJ,RandolphA,ValerieK,andFisherPB.Targetinggeneexpressionselectivelyincancercellsbyusingtheprogression‐elevatedgene‐3promoter.ProcNatlAcadSciUSA2005年;1024:1059~10642.SuZ,ShiY,FisherPB.CooperationbetweenAP1andPEA3siteswithintheprogressionelevatedgene‐3PEG‐3promoterregulatebasalanddifferentialexpressionofPEG‐3duringprogressionoftheoncogenicphenotypeintransformedratembryocells.Oncogene2000年;1930:3411~213.SuZZ,ShiY,FisherPB.Subtractionhybridizationidentifiesatransformationprogression‐associatedgenePEG‐3withsequencehomologytoagrowtharrestandDNAdamage‐induciblegene.ProcNatlAcadSciUSA1997年;9417:9125~304.SuZZ,GoldsteinNI,JiangH,WangMN,DuigouGJ,YoungCS,FisherPB.PEG‐3,anontransformingcancerprogressiongene,isapositiveregulatorofcanceraggressivenessandangiogenesis.ProcNatlAcadSciUSA1999年;9626:15115~205.SuZZ,EmdadL,SarkarD,RandolphA,ValerieKYacoubA,DentP,FisherPB.Potentialmolecularmechanismforrodenttumorigenesis:mutationalgenerationofProgressionElevatedGene‐3PEG‐3.Oncogene2005年;2413:2247~556.SarkarD,SuZZ,VozhillaN,ParkES,GuptaP,FisherPB.Dualcancer‐specifictargetingstrategycuresprimaryanddistantbreastcarcinomasinnudemice.ProcNatlAcadSciUSA2005年;10239:14034~97.SarkarD,SuZZ,VozhillaN,ParkES,RandolphA,ValerieK,Fisher,PB.Targetedvirusreplicationplusimmunotherapyeradicatesprimaryanddistantpancreatictumorsinnudemice.CancerRes2005年;6519:9056~63.8.SarkarD,LebedevaIV,SuZZ,ParkES,ChatmanL,VozhillaN,DentP,Curiel,DT,FisherPB.Eradicationoftherapy‐resistanthumanprostatetumorsusingacancerterminatorvirus.CancerRes2007年;6711:5434~54429.SarkarD,SuZZ,ParkES,VozhillaN,DentP,CurielDT,FisherPB.Acancerterminatorviruseradicatesbothprimaryanddistanthumanmelanomas.CancerGeneTherapy2008;155:293~30210.BhangHEC,GabrielsonKL,LaterraJ,FisherPB,PomperMG.Tumor‐specificimagingthroughprogressionelevatedgene‐3promoter‐drivengeneexpression.NatureMedicine2011;171:123~911.HowesKA,RansomN,PapermasterDS,LasudryJG,AlbertDM,WindleJJ.Apoptosisorretinoblastoma:alternativefatesofphotoreceptorsexpressingtheHPV‐16E7geneinthepresenceorabsenceofp53.GenesDev1994;811:1300~1012.JolicoeurP,BouchardL,GuimondA,Ste‐MarieM,HannaZ,DievartA.UseofmousemammarytumourvirusMMTV/neutransgenicmicetoidentifygenescollaboratingwiththec‐erbB‐2oncogeneinmammarytumourdevelopment.BiochemSocSymp.1998年;63:159~65本明細書で使用した全ての用語および語句例えば核酸、タンパク質、ポリペプチド等は特段の指示がない限り当技術分野で通常理解されている意味を指す。本明細書および付属の請求項で使用されているように、単数形a、an1つの、およびthe前記は、文脈上他の選択を明確に示していない限り複数形の指示対象を含む。上記または下記の本明細書で引用されているすべての特許、特許出願および刊行物はそれら全体を参照によって本明細書に組み込んだものとする。本発明はその好ましい実施態様について述べてきたが、付属の請求項の精神および範囲内で改変を加えて本発明を実施し得ることは当業者に理解されよう。したがって、本発明は上述の実施態様に限定されるものではなく、本明細書に記載の精神および範囲内であらゆる変形例およびその同等物をさらに含むことが好ましい。"