JP2000510708A - アデノウイルスの細胞レセプターとしてのポリペプチドの使用 - Google Patents
アデノウイルスの細胞レセプターとしてのポリペプチドの使用Info
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Abstract
(57)【要約】
本発明の主題は、アデノウイルスの細胞レセプターおよび/またはコレセプターとして配列表1〜5に示される配列の少なくとも6個の連続したアミノ酸配列を含んでなるポリペプチドの使用である。本発明は、このようなポリペプチドを発現することができる細胞の使用、並びにアデノウイルスの宿主細胞への付着および/または前記宿主細胞へのその侵入に影響を及ぼすことができるリガンドの使用にも関する。最後に、本発明は、その細胞レセプターへのウイルスの付着を決定するウイルスまたはウイルスタンパク質の部分に対する細胞レセプターの選択または同定法、並びに前記アデノウイルスに対する天然の細胞レセプター以外の表面タンパク質を表面に有する宿主細胞へアデノウイルスをターゲットとするための二官能性リガンドの使用にも関する。
Description
【発明の詳細な説明】
アデノウイルスの細胞レセプターとしてのポリペプチドの使用
本発明の主題は、クラスIの主要組織適合複合体および/またはフィブロネク
チンのタイプIIIモジュールの抗原の全部または一部を用いて、アデノウイルス
が宿主細胞への付着および/または宿主細胞への侵入を許可しまたは促進するこ
とである。本発明は、上記のポリペプチドのいずれかによって介在されるアデノ
ウイルスの宿主細胞に対する感染性を調節することができるリガンドの使用にも
関する。最後に、本発明は、アデノウイルスの細胞レセプター、または特にウイ
ルス性のこれらのリガンドを同定または選択するバイオパンニング法に関する。
アデノウイルスは、広汎な宿主スペクトルを有するDNAウイルスである。そ
れらは多くの動物種で検出されており、様々な細胞型に感染することができる。
ゲノム形成(genomic organization)および匹敵する感染サイクルを示す多数の血
清型が、各種で特定されている。一般に、アデノウイルスゲノムは、ウイルスタ
ンパク質をコードする遺伝子と、その両末端での、複製に関与する2個の逆方向
末端反復配列(ITRと表示される)とキャプシド形成領域(encapsidation reg
ion)を含む約36kbの二本鎖の線状DNA分子からなっている。
アデノウイルスは、感染した細胞の核で複製する。感染サイクルは、2段階で
起きる。初期相は、複製の開始に先行し、ウイルスDNAの複製および転写を制
御する初期タンパク質を産生することができる。これらの段階に後期相が続き、
ウイルス粒子を構成する構造タンパク質が合成される。新たなビリオンの集合は
、核で起こる。最初にウイルスタンパク質が集って二十面体構造を有する中空キ
ャプシドを形成し、その中にアデノウイルスDNAがキャプシド形成される。ウ
イルス粒子が放出されて、他の任意の細胞に感染することができる。これに関し
て、
キャプシドの表面に存在する線維およびペントン塩基が、ビリオンの細胞への付
着とそのインターナリゼーションに重要な役割を果たしている。
アデノウイルスは、三量体状線維とこれまで同定されていない細胞レセプター
の仲介により任意の細胞に結合する。次に、この粒子が、細胞インテグリンαv
β3およびαvβ5へのペントン塩基の結合によるエンドサイトーシスによって
インターナリゼーションされる(Belin and Boulanger,1993,J.Gen.Virol.,
74,1485-1497;Mathias et al.,1994,J.Virol.,68,6811-6814;Nemerow eta
l.,1994,Trends Cell Biol,4,52-55;Wickham et al.,1993,Cell,73,309
-319;Wickman et al.,1994,J.Cell Biol.,127,257-264)。Ad2線維は、
580個のアミノ酸(aa)を含んでなり、その配列はHerisse et al.,1981,
Nucleic Acid Res.,9,4023-4042に開示されている。Ad5の線維は582個
のアミノ酸を有する(Chroboczek and Jocrot,1987,Virology,161,549-554)
。その分子量は62kDaであるが、天然の線維は160〜180kDaの分子
のように行動するので、集合により三量体の形態となっていることを示している
。この線維は、3個のドメインを有している(Chroboczek et al.,1995,Curren
t Top.Microbiol.Immunol.199,165-200):
(1)N末端における、「尾」であり、血清型毎に高度に保存され、ペントン塩
基と相互作用し、キャプシドにおける分子の足場を確保する。
(2)「幹」は、血清型によって様々な長さを有する棹状の構造である。例えば
、Ad5の幹は、βシート配座を採用できる15残基のモチーフの22個の反復
配列を含む。これらの反復配列の数は血清型毎に異なり、これが長さの変動の理
由になっている。
(3)最後に、幹の末端には、「頭」または末端球面は、三量体化シグナルを含
む球形構造である(Hong and Engler,1996,J.Virol.,70,7071-7078;Novelli
and Boulanger,1991,J.Biol.Chem.,266,9299-9303;Novelli and Boulang
er,1991,Virology,185,365-376)。実験データのほとんどは、任意の細胞へ
の結合に関与しているのは頭ドメインであることを示している(Krasnykh et al.
,1996,J.Virol.,70,6839-6846)。
(4)アデノウイルス付着の複雑さは、これが血清型によって変化することがあ
りかつ数種類の細胞タンパク質がそれに関与していることを示唆している。Ad
2については、Hong and Boulanger(1995,EMBO J.14,4714-4727)は、キャプ
シドタンパク質(ペントン塩基および線維)、特にヒトフィブロネクチンのタイ
プIII5および14モジュールと相互作用することができる数種類の細胞表面タ
ンパク質に見出だされている多数のペプチドモチーフを同定している。本発明者
らは、これに続いて不活性支持体上でペントン塩基または線維(リガンド)を固
定し、ランダムヘキサペプチド(ファゴトープ(phagotopes)と呼ぶ)を発現する
ファージのライブラリーをこれと反応させた。吸着したファージは、理論的には
アデノウイルスタンパク質によって支持されているモチーフと相互作用するファ
ゴトープを発現するが、これを次に、従来の方法で酸性pHでまたは他の固定さ
れていない方のキャプシドパートナー溶離剤と競合させることによって溶出する
。しかしながら、アデノウイルスの細胞レセプターおよびレセプターへの結合に
精確な意味で関与した頭の領域は、これまでのところは明確に同定されてはいな
かった。
固定されたリガンドがAd5線維の頭ドメインからなり、溶離剤が後者と用い
る抗体によって変化する単離されたファゴトープの2つのクラスとに対して指定
された中和抗体からなる「バイオパンニング(biopanning)」の新技術を行なった
。第一のものは、クラスIの主要な組織適合複合体(α−2 MHC−I)の抗
原のα−2ドメイン内の保存配列に相当し、第二のものは、ヒトフィブロネクチ
ンのIIIモジュールFNIIIに見出だされる配列に相当する。下記の実施例に示さ
れるデータは、α−2 MHC−Iが、血清型Cアデノウイルスの主要なレセプ
タ
ーを構成していることを支持しており、FNIIIのコレセプターまたは補助因子
としての関与を明らかにする。これらの2つのレセプターおよび線維の領域であ
って、互いに相互作用している領域も同定した。更に、アデノウイルスの付着を
中和するα−2 MHC−Iドメインのモチーフを再生する拮抗剤ペプチドおよ
び付着を刺激するFNIIIモチーフを再生する作動薬ペプチドも生成した。
従って、本発明の主題は、
(a)1位のロイシン残基から出発して、25位のグルタミン残基で終る配列
番号:1、
(b)1位のアスパラギン残基から出発して、26位のアスパラギン残基で終
る配列番号:2、
(c)1位のバリン残基から出発して、25位のアスパラギン残基で終る配列
番号:3、
(d)1位のセリン残基から出発して、25位のアルギニン残基で終る配列番
号4、
(e)1位のアスパラギン残基から出発して、25位のセリン残基で終る配列番
号:5
に示される配列の少なくとも6個の連続したアミノ酸と相同なまたは同一のアミ
ノ酸配列を含んでなるポリペプチドの使用であって、
アデノウイルスの宿主細胞への付着および/または前記アデノウイルスの前記
宿主細胞への侵入を行なうことができるようにしまたは促進するための使用であ
る。
本発明の目的について、「ポリペプチド」とは、少なくとも6個の、好ましく
は少なくとも8個のアミノ酸の連続からなる任意の分子を意味すると理解される
。ポリペプチドという用語は、短鎖のペプチド分子(6〜数10個の残基)と、
敢えて使用しようとする場合には一層長い(数百までの残基)の分子の両方を包
含
する。本発明の構成の範囲内で用いるポリペプチドは、天然に存在する、特にヒ
トの天然ポリペプチドまたはその部分から誘導することができるといえる。また
、これはキメラ体であってもよく、またN−および/またはC−末端で融合され
および/または挿入されてオープン・リーディング・フレームを形成させる任意
の起源の追加の残基を含むこともできる。また、配列リスト(SEQ ID)に
開示されている配列に対して1個以上のアミノ酸の突然変異、欠失、挿入および
/または置換によって得られる突然変異体を用いることもできる。
本発明の構成内の好ましいポリペプチドは、細胞膜での足場または細胞の表面
における出現を確実にするための適当な要素も含んでいる。このような要素は、
当業者に知られている。例えば、−般にN末端位置で結合したシグナルペプチド
および高度の疎水性を示すトランスメンブラン領域の存在が挙げられる。しかし
ながら、ポリペプチドを膜または細胞表面に固定または結合するため、化学的手
法などの他の手法を用いることもできる。
「相同アミノ酸配列」は、前記配列の一つの少なくとも6個の連続したアミノ
酸が少なくとも70%、好都合には少なくとも80%、好ましい少なくとも90
%の相同性の程度を有する配列を意味すると理解される。同一という用語は、1
00%の相同性を指す。当業者は、2つの配列の間の相同性の程度を計算するこ
とができる一般的規則を知っている。この手続きは、通常は、可能ならば専門家
のコンピュータープログラムを用いて配列を整列することによって行なわれる。
人為的に空位置を導入することが必要なことがある。最適の整列を行なったなら
ば、2個の配列のアミノ酸が位置の総数に対して同一であると見られる総ての位
置を数えることによって、相同性の程度を確定する。
「アデノウイルスの宿主細胞への付着」は、ウイルス粒子の細胞への結合を意
味する。「アデノウイルスの宿主細胞への侵入」は、ウイルスの宿主細胞への浸
透を表す。付着および/または侵入は、好ましくは少なくとも部分的には、アデ
ノウイルスキャプシドとの相互作用によって本発明の構成内で用いられる(複数
の)ポリペプチドによって行なわれる。勿論、他のポリペプチドや非ポリペプチ
ド分子が、当該技術分野で複雑かつ多元的であることが認められているこれらの
過程に関与することもある。これらは、任意の先行技術、例えば任意の細胞系お
よび放射能標識されまたはリポーター遺伝子、例えばルシフェラーゼ遺伝子を発
現する粒子を用いる下記の手法によって評価することができる。0℃では、付着
だけが起こり、ウイルスの浸透には37℃の温度が必要である。
本発明の目的には、アデノウイルスは、ヒトまたは動物(イヌ、トリ、ウシな
ど)のもの、またはゲノム断片を含んでなるハイブリッド起源のものであること
ができる。これらのウイルスおよびそのゲノムは、文献に記載されている(例え
ば、Graham and Prevec,分子生物学の方法(Methods in Molecular Biology),
第7巻,遺伝子導入と発現プロトコール(Gene Transfer and Expression Protoc
ols),E.J.Murray監修,1991年,The Human Press Inc.,クリントン,ニ
ュージャージーを参照されたい)。特に治療上興味深い遺伝子を発現する複製欠
損組換えアデノウイルスが好ましい。アデノウイルスゲノムは、複製に本質的で
ありかつ特にE1、E2、E4および/またはL1−L5領域に含まれる配列の
欠失または突然変異によって修飾するのが有利である(例えば、国際出願WO9
4/28152号公報を参照されたい)。
第一の変更によれば、本発明の主題は、1位のロイシン残基から出発して25
位のグルタミン残基で終る配列番号:1に示される配列の少なくとも6個の連続
したアミノ酸配列と相同なまたは同一のアミノ酸配列を含んでなる、ポリペプチ
ドの使用である。
本発明の構成内で使用されるポリペプチドは、クラスIの主要な組織適合複合
体(MHC−I)の抗原、および好ましくはこのMHC−Iの重鎖の全部または
一部と相同なまたは同一のアミノ酸配列を含んでなるのが有利である。
生態の総ての細胞は、膜分子の上にそれぞれの個体を確定するいわゆる組織適
合抗原を有する。ヒトの染色体6には、約10を上回る相当する遺伝子が配置さ
れ、高度の多型を示し、これらの同定マーカーの高度の多様性を確保することが
できる。これらの組織適合抗原には2つの異なる種類があり、それぞれクラスI
およびIIであり、これらの構造および機能は異なっている。クラスI分子は、
HLA(ヒト白血球抗原)と呼ばれ、細胞表面で抗原性ペプチドの提供に関与し
、細胞毒性Tリンパ球によって示される抗ウイルス免疫応答に重要な役割を演じ
ている。
MHC−I分子は、β2−マイクログロブリン(β2m)と呼ばれる非−MH
C軽鎖と、非共有的に結合しているMHC遺伝子によってコードされる重鎖とか
らなっている。重鎖は、N末端部分が細胞の外側に配置されており、一方C末端
部分は細胞質性である膜タンパク質である。前者は、α1、α2およびα3と呼
ばれ、それぞれ約90個のアミノ酸を有する3個のドメインを含んでなる。これ
に続いて約25個のアミノ酸のトランスメンブラン領域があり、次に約30個の
アミノ酸のC末端領域が続く。異なる対立遺伝子の生成物の変異の大半は、α1
およびα2ドメインに位置しており、α3ドメインは比較的保存されており、ま
たβ2mは不変である(総説およびMHC−Iのメンバーの配列比較については
、Bjorkman and Parham,1990,Annu.Rev.Biochem.,59,253-288を参照され
たい)。
本発明の目的に適するポリペプチドとしては、更に具体的にはHLA A、B
、C、D、EおよびF抗原、またはそれらから誘導されるポリペプチドが挙げら
れる。
特に有利な方法では、本発明の構成内で用いられるポリペプチドは、MHC−
I重鎖のα2ドメインのC末端領域の全部または一部、更に具体的には、167
位のトリプトファン残基を中心とする部分、特に残基156〜180と相同また
は同一の配列を含んでなる(配列番号:1)。言及する付番は、例えばBjorkman
and Parham(1990,上記引用)で用いられたものに準じている。
もう一つの変更によれば、本発明の構成内で用いられるポリペプチドは、
1位のアスパラギン残基から出発して、26位のアスパラギン残基で終る配列
番号:2、
1位のバリン残基から出発して、25位のアスパラギン残基で終る配列番号:
3、
1位のセリン残基から出発して、25位のアルギニン残基で終る配列番号:4
、
1位のアスパラギン残基から出発して、25位のセリン残基で終る配列番号:
5
に示される配列の少なくとも6個の連続したアミノ酸と相同なまたは同一のアミ
ノ酸配列を含んでなる。
好ましいポリペプチドは、フィブロネクチン、特にそのタイプIIIモジュール
の少なくとも1個、特にモジュールFNIII 1、4、5および/または14に
相同なまたは同一のアミノ酸配列を含んでなる。勿論のことであるが、それらの
数個を含んでなることもある。ヒトフィブロネクチンまたは例えば突然変異また
は断片化によってそれから誘導されたペプチドを用いようとすることも可能であ
る。例えば、単一遺伝子によってコードされたフィブロネクチンは、接着および
細胞接触現象に関与する分子である。その配列とその特徴は、当業者に入手可能
な文献に記載されている(特に、Bork and Doolittle,1992,Proc.Natl.Acad
.Sci.USA,89,8990-8994およびDickinson et al.,1994,236,1079-1092を
参照されたい)。これは、14個のいわゆるタイプIIIモジュール(1から14
まで番号が付けられている)からなり、その主要配列は変化することがあるが、
β−シート配座は保存される。
特に有利な態様によれば、前記のようなポリペプチドは、更に具体的には血清
型Cのアデノウイルスの宿主細胞への付着および/または後者へのアデノウイル
スの侵入を行なうことができるようにしまたは促進しようとするものである。考
えられるアデノウイルスには、更に具体的には、血清型2および5が挙げられる
。
本発明は、本発明の構成内で用いられるポリペプチドを発現することができる
宿主細胞、およびその表面へのアデノウイルスの付着および/またはこのアデノ
ウイルスの侵入を行なうことができるようにするまたは促進するためのその使用
にも関する。様々なタイプの宿主細胞が考えられる。それらは、任意の起源、例
えば微生物、酵母、昆虫、植物または動物の細胞であることができる。哺乳類細
胞、特に一次または腫瘍タイプのまたはイン・ビトロで培養できる細胞系から誘
導されるヒト細胞が特に好ましい。それは、造血(全能幹細胞、白血球、リンパ
球、単球、マクロファージなど)、血液または腎起源、中枢神経系、線維芽細胞
、上皮、肺または筋肉(筋細胞、筋原細胞、衛星細胞、心筋細胞など)起源のも
のであることができる。特に好ましい細胞は、アデノウイルスE1領域の組み込
みによって胎児腎細胞から得られた293系であるか、またはこれから誘導され
る(Graham et al.,1977,J.Gen.Virol.,36,59-72)。通常はMHC−Iおよ
び/またはフィブロネクチンを発現しない宿主細胞の表面での本発明の構成内で
用いられる1種類以上のポリペプチドの発現は、アデノウイルスによる感染性が
付与されることを示している。これは、新たな細胞産生アデノウイルスベクター
として用いることができる。前記ポリペプチドを天然で発現する細胞での過剰発
現の場合を考えることも可能である。293系由来の過剰発現系は、目的とする
アデノウイルスの産生率の向上を可能としてくれる。勿論、本発明の構成内で用
いられるポリペプチドは、化学的手段によってまたは細胞表面タンパク質を認識
するリガンドによって細胞と結合させることができる。しかしながら、組換えD
NA技術による発現を考えることも可能である。このような態様は、当業者にと
っては実現可能である。例えば、問題となっているポリペプチドをコードするヌ
ク
レオチド配列を(標準的なPCRまたはクローニング技術によって)単離しまた
は化学的に合成した後、適当な制御要素の制御下で通常の発現ベクターに挿入し
、このベクターを任意の先行技術の手法により宿主細胞に導入することができる
。本発明の構成内で用いる宿主細胞を修飾して、アデノウイルスゲノムの(複数
の)適当な断片をトランスフェクションすることによって欠陥を有するアデノウ
イルスを補足することもできる。
本発明の主題は、前記のポリペプチドによって行なわれるアデノウイルスの宿
主細胞への付着および/またはアデノウイルスの宿主細胞への侵入に影響を及ぼ
すためのリガンドの使用でもある。本発明で用いられるリガンドは、任意のタイ
プのものであることができる。例えば、ペプチド、ホルモン、抗体またはそれら
の誘導体、特にscFv(可変一本鎖断片)型の一本鎖抗体、およびトランスメ
ンブラン領域を欠く可溶性レセプターが挙げられる。特に、このようなリガンド
は、本発明で用いられるポリペプチドから誘導することができる。本発明が達成
しようとする目的によれば、このリガンドは負の効果(拮抗薬)または正の効果
(作動薬)を有することがある。好ましくは、好ましいリガンドは、アデノウイ
ルスに対する解離定数が0.01〜100nMであり、有利には0.1〜50n
Mであり、最も好ましくは0.5〜10nMである。
拮抗薬の場合には、リガンドど線維との相互作用により、アデノウイルスの付
着および/または侵入の過程を減少させまたは阻害することができる。これに関
して、特に好ましいリガンドは、配列番号:1に定義されているポリペプチドに
基づいている。例えば、1位のアルギニン残基から出発して、20位のアルギニ
ン残基で終る配列番号:6に示される配列に含まれる少なくとも6個の連続した
アミノ酸と相同または同一のアミノ酸配列を含んでなるポリペプチドを挙げるこ
とができる。下記の実施例におけるMH20と呼ばれるペプチドの使用が、好ま
しい。
正の効果の場合には、本発明の構成内で用いられるリガンドは、アデノウイル
スの付着および/または侵入を行なうことができるようにしまたは促進するため
に使用される。本発明の目的に適当なリガンドは、1位のアルギニン残基から出
発して、20位のアルギニン残基で終る配列番号:7に示される配列の少なくと
も6個の連続したアミノ酸と相同または同一のアミノ酸配列を含んでなる。好ま
しい例は、下記においてFN20と呼ばれるペプチドからなっている。
本発明は、配列番号:6または7に示される配列の少なくとも6個の連続した
アミノ酸と相同または同一のアミノ酸配列を含んでなるリガンドにも関する。
しかしながら、それはアデノウイルス起源のリガンドでもよい。この態様によ
れば、好ましいリガンドは、アデノウイルスの線維、特に前記のポリペプチドと
相互作用する頭の部分に由来する。従って、この領域において選択されるペプチ
ドモチーフは、ポリペプチドを発現する宿主細胞に関してアデノウイルスの感染
性に影響を及ぼすべきものである。有利なことには、アデノウイルスの線維の残
基438〜486をカバーするリガンドが用いられる。更に具体的には、配列番
号:1によって定義されるポリペプチドのリガンドは、Ad5から好ましく誘導
され、1位のアミノ酸であるロイシンから出発して、18位のアミノ酸であるア
スパラギン酸で終る配列番号:8に示される配列の少なくとも6個の連続したア
ミノ酸と相同または同一のアミノ酸配列を含んでなる。考えられるリガンドは、
血清型2のアデノウイルスの線維から誘導することもでき、また1位のトレオニ
ン残基から出発して、16位のバリン残基で終る配列番号:9に示される配列の
少なくとも6個の連続したアミノ酸と相同または同一のアミノ酸配列を含んでな
ることもできる。
配列番号:2〜5によって定義されるポリペプチドのリガンドは、更に具体的
には1位のロイシン残基から出発して、14位のトレオニン残基で終る配列番号
:10に示される配列(Ad5)、または1位のアスパラギン残基から出発して
、
13位のアスパラギン残基で終る配列番号:11に示される配列(Ad2)の少
なくとも6個の連続したアミノ酸と相同または同一のアミノ酸配列を特徴とする
。
本発明の主題は、アデノウイルスの感染を抑制しまたは減少することを目的と
する医薬の製造のための本発明によるリガンドの使用でもある。これに関しては
、治療または予防目的での拮抗薬リガンドの使用が、好ましい。本発明によるリ
ガンド、好ましくは作動薬リガンドの使用は、アデノウイルス、特に遺伝子(治
療用)または抗ウイルス(AIDS)または抗癌治療を目的とする治療遺伝子を
有する組換えアデノウイルスによる感染の促進または助長を目的とする医薬の製
造に適している。このような医薬は、例えば遺伝子療法による治療に関連して用
いられ、組換えアデノウイルスで治療される患者におけるウイルス感染を向上さ
せる。非経口または経口投与、あるいはエーロゾルによる投与を考えることが可
能である。投与は、単回投与で、または所定の期間の後1回または数回繰り返し
投与を行なうことができる。適当な用量および処方は、様々なパラメーター、例
えば患者個人、治療を行なう疾患、所望な効果、投与経路または問題となるアデ
ノウイルスによって変化する。
本発明は、適当な試料のウイルスに対する細胞レセプターを選択しまたは同定
する方法であって、
(a)前記ウイルスの前記細胞レセプターへの付着を決定する前記ウイルスの
表面タンパク質の全部または一部を含んでなるウイルス起源の試薬の不活性支持
体への固定、
(b)前記試料の所定時間のインキュベーション、
(c)前記ウイルス起源の試薬に対して指定された抗体の全部または一部によ
る工程(b)で保持された試料の溶出、
(d)工程(c)で溶出された試料の分析
を含んでなる、方法にも関する。
不活性支持体は、制限なしで、任意の形態(円錐形、管、ウェル、ビーズなど
)でよく、任意の材料(天然物、合成物、例えば化学修飾などを受けたポリマー
など)から作成することができる。試薬の不活性支持体への付着は、直接的また
は間接的方法で行なうことができる。直接的方法では、この手順は、吸着、すな
わち非共有結合的に行なわれるのが好ましいが、共有結合の形成を考えることも
できる。間接的方法では、試薬と相互作用できる抗試薬化合物を予め付着させて
、不活性支持体に対して全体を固定することができる。有利な態様によれば、試
料は、いわゆるランダムライブラリー、特に発現ライブラリー(ゲノム断片、c
DNA)またはペプチドライブラリー、または好ましくはペプチドモチーフを発
現するファージライブラリー(ファゴトープ)からなっている。このようなライ
ブラリーは文献に記載されているか、または市販されている。アデノウイルスに
対する細胞レセプターを選択または同定するため、ウイルス起源の試薬として、
線維、特にアデノウイルスの頭の線維の全部または一部、および溶離剤として、
抗線維中和抗体(ウイルスの宿主細胞の表面への付着の阻害剤)を用いるのが好
ましい。線維またはその断片は、組換え経路によって生成させることができ、ま
た抗体は、ハイブリドーマ法によってまたは遺伝子工学によって(一本鎖抗体s
cFv、Fabなどの生成)生成させることができる。ほとんどの抗線維抗体は
、中和していることが示されている。分析は、溶出試料の配列をデータバンクと
比較することによって行なう。このような分析は、当業者にとっては実現可能で
ある。
最後に、本発明は、適当な試料の細胞レセプターへのウイルスの付着を決定す
るウイルスタンパク質の部分を選択しまたは同定する方法であって、
(a)前記ウイルスタンパク質に対して指定された抗体の全部または一部を不
活性支持体への固定、
(b)前記試料の所定時間のインキュベーション、
(c)前記ウイルスタンパク質の全部または一部を含んでなるウイルス起源の
試薬による工程(b)で保持された試料の溶出、および
(d)工程(c)で溶出された試料の分析
を含んでなる、方法にも関する。
前記引用の具体的態様は、これに関しても当てはまる。
本発明の主題は、アデノウイルスの天然の細胞レセプター以外の細胞表面タン
パク質へ前記アデノウイルスをターゲッティングするための二官能性リガンドの
使用であって、前記二官能性リガンドが前記アデノウイルスの線維と相互作用可
能な第一のリガンド部分と、前記細胞表面タンパク質と相互作用可能な第二のリ
ガンド部分と、場合によっては第一および第二のリガンド部分の間にスペーサー
を含んでなる、使用でもある。
本発明の目的に対して、二官能性リガンドは、2種類の異なる種であって、一
方はアデノウイルスの表面に好ましく配置され、他方は宿主細胞の表面に配置さ
れているものと、アデノウイルスに対する天然の細胞レセプター以外の細胞表面
タンパク質の水準で相互作用することができる。更に、2個のリガンド部分は、
場合によっては1〜約15個のアミノ酸を含んでなり、好ましくは帯電していな
いスペーサーによって分離することができる。勿論、種の順序は重要ではなく、
アデノウイルスタンパク質と相互作用するドメインが二官能性リガンドのNまた
はC末端になるようにすることができ、C末端が好ましい。このような二官能性
リガンドの使用により、アデノウイルスを対象とする宿主細胞、例えば腫瘍細胞
、感染細胞、特定の細胞型、または特異的表面マーカーを有する細胞の種類に標
的設定することができる。この二官能性リガンドが細胞表面タンパク質に結合し
た後、アデノウイルスタンパク質を認識する種が露出し、これが一次レセプター
(MHC−Iのα2ドメイン)と同じタイプのウイルスレセプターの「ルアー」
を生成し、宿主細胞の表面におけるアデノウイルスの一次レセプター数を生成す
る。
好ましくは、アデノウイルス線維と相互作用するリガンド部分は、前記のリガ
ンドの特徴を有しており、特にMHC−Iのα2ドメインから誘導され、好まし
くは配列番号:6に含まれる少なくとも6個の連続したアミノ酸と相同または同
一のアミノ酸配列を含んでなる。更に好ましくは、これはペプチドMH20(配
列番号:6)からなっている。
細胞表面タンパク質と相互作用するリガンド部分については、これは標的とし
ようとする宿主細胞に適用される。HIVウイルス(ヒト免疫不全症ウイルス)
に感染した細胞の場合には、リガンドは、CD4レセプターであるフジン(fusin
)に対するまたは露出したウイルスタンパク質(エンベロープ糖タンパク質)に
対する抗体断片であるか、または残基37から72へ伸びているHIVウイルス
のTATタンパク質の部分であることができる(Fawell et al.,1994,Proc.Na
tl.Acad.Sci.USA,91,664-668)。腫瘍細胞の場合には、腫瘍特異的抗原を認
識するリガンド(乳癌の場合のMUC−1、パピローマウイルスHPVの抗原な
ど)、または過剰発現するもの(ある種のリンパ様腫瘍で過剰発現したIL−2
レセプター)が選択される。Tリンパ球を標的としようとするときには、T細胞
レセプターリガンドを用いることが可能である。更に、トランスフェリンは、肝
ターゲッティングの良好な候補である。EGF(表皮成長因子の略号)レセプタ
ーを発現する細胞に標的設定することができるペプチドEGF、またはGRP細
胞レセプターに結合する配列GNHWAVGHLM(Michael et al.,1995,Gen
e Ther.,2,660-668)を有するGRPペプチド(ガストリン放出ペプチド)を挙
げることもできる。一般に、本発明に関して用いることができるリガンドは、文
献に詳細に記載されている。
本発明の構成内で用いられる二官能性リガンドは、組換えDNA技術、合成ま
たは問題とするリガンドの2つの部分の化学的カップリングによって得ることが
できる。好ましくは、標的とするアデノウイルスは、組換え体であり、細胞毒性
遺伝子を有し、または細胞アポトーシスを誘導することができる。このような遺
伝子は、完全に知られている。特に、HSV−1ウイルス(単純ヘルペスウイル
スタイプ1)のチミジンキナーゼをコードする遺伝子が挙げられる。
好ましい例としては、ペプチドMH20およびGRPを含んでなる二官能性リ
ガンドが挙げられる。MH20とGRPペプチドドメインは、逆方向に配向して
おり、それぞれのMH20がN末端位置にあるときはMH20−GRPであり、
MH20がC末端位置にある時はGRP−MH20である。もう一つの態様では
、MH20種とScFv(一本鎖FV断片)の抗体種を有するリガンドが用いら
れる。特に好ましい態様によれば、この二官能性リガンドは、
(i)1位のアルギニン残基から出発し、35位のメチオニン残基で終る配列番号
:22、または
(ii)1位のリシン残基から出発し、35位のアルギニン残基で終る配列番号:2
3
に示される配列の全部または一部と相同または同一のアミノ酸配列を含んでなる
。
本発明は、前記の二官能性リガンド、特にリガンドGRP−MH20またはM
H20−GRPにも関する。リガンドGRP−MH20が特に好ましい。
本発明の主題は、このような二官能性リガンドを表面に有する細胞にも関する
。このような細胞の利点は、MHCI−α2タイプの一次レセプターの数を増加
することである。この細胞は、任意の起源(前記を参照されたい)の哺乳類細胞
であることが有利である。これは、E1機能および場合によっては他の機能(E
2、E4、E2およびE4など、出願WO94/28152号公報を参照された
い)を欠くアデノウイルスの補足のための細胞が好ましい。好ましい例は、29
3系である。これは、組換えDNA技術(細胞表面で、シグナル配列および/ま
たはトランスメンブラン領域などを発現することができる要素を含んでなる適当
なベ
クターによる二官能性リガンドの発現)により、共有または非共有的化学結合に
よって、または細胞とリガンドとの単純な相互作用によって生成することができ
る。
本発明を、下記の図について説明する。
第1図は、抗体1D6.3(a)または7A2.7(b)をリガンドとして用い
るバイオパンニングによって得られたファゴトープを表す。このファゴトープの
ペプチドモチーフは、Ad5の配列に対して整列されている(線維のイニシエー
ターメチオニン残基を+1とする)。βシート構造(Xia et al.,1994,上記引用
)を形成させる領域に下線を施し、(D)、(E)および(F)で示している。配列同
士で同一または保存されている残基を太線で示している。
第2図は、(a)抗体7A2.7または(c)1D6.3を溶離剤として用いるバ
イオパンニングによって得られたファゴトープ、(b)および(d)それぞれファゴ
トープ(a)および(c)から決定されたコンセンサス配列、並びにSWISS PROTデータ
バンクを分析することによって見出された相同配列を表す。同様な部位で保存さ
れた残基を太線で示す。
第3図は、一定MOI(0.16pfu/105細胞数)でAd5Luc3ウ
イルスに感染したHeLa細胞でのルシフェラーゼ遺伝子の発現を表す。((○
)Ad5Luc3を、増加モル数のペプチド(a)FN20(0〜500μM)ま
たは(b)MH20(0〜50μM)の存在下で0℃まで冷却した細胞に加える。
コントロールは、Ad5Luc3(△)の付着の後またはエンドサイトーシス(
□)の後のペプチドのインキュベーションに相当する。
第4図は、増加濃度のAd5Luc3(0.3〜150pfu/105細胞数
)に感染したDaudi−HLA−(●)またはDaudi−HLA+(○)細
胞でのルシフェラーゼ遺伝子の発現を示す。Ad5Luc3を、0℃に予備冷却
した細胞と1時間接触させ、ウイルス付着を行なわせるが、侵入は起こさせない
。
ルシフェラーゼ活性は、37℃で18時間培養した後に評価する。RLU値は、
3つの別個の実験の平均値を表す。
第5図は、アデノウイルスの一次レセプターを模する二官能性リガンド法の原
理を示している。
第6図は、NIH細胞(a)、SWISS 3T3細胞、(b)HeLa細胞でのAd5Lu
c3のMOIの関数としてのルシフェラーゼ酵素活性を表す。
実施例
HeLa細胞(ATCC CCL2)を、先行技術の手法に準じて単層で培養
する。10%熱不活性化ウシ胎児血清(FCS)、L−グルタミン、および通常
の抗生物質を含むDMEM培地(ダルベッコ改良イーグル培地、Gibco)を用い
るのが好ましい。Daudi HLA−(ATCC CCL213)およびHL
A+(Quillet et al.,1988,J.Immunol.,141,17-20)細胞を、15%FCS
を補足したRPMI1640培地(Gibco)に保持する。
野生型Ad5および組換えAdLuc3を、標準的手法によってHeLa細胞
間で増殖させる。例えば、Ad5uc3は、アデノウイルスゲノムのE3領域中
に挿入されたSV40ウイルス(シミアンウイルス40)初期プロモーターの制
御下に置かれたルシフェラーゼ遺伝子を含む(Mittal et al.,1993,Virus Rese
arch,28,67-90)。実施例1 Ad5の任意の細胞への付着を阻害することができるモノクローナル 抗体(mAb)の産生
ネズミmAb 1D6.3および7A2.7を、組換え法(Henry et al.,199
4,J.Virol.,68,5239-5246;Douglas et al.,1996,Nature Biotech.,14,1
574-1578)によって細菌に産生されたAd5線維の頭をBalb/cマウスに注
射することによる通常の方法によって生成した。ハイブリドーマクローンの融合
および産生は、当業者であれば実現できる通常の技術である。分泌クローンは、
ELISAで免疫感作の働きを行う抗原の認識によって選別する。それらは、ビ
リオンに対して中和活性を示す(Michael et al.,作成中)。
モノクローナル抗体1D6.3および7A2.7の血清反応性
抗体の反応性を、組換え法で調製した3種類の血清型(Ad2、Ad5および
Ad3)の線維の頭のドメインについて試験した。相当する配列を、PCR(ポ
リメラーゼ連鎖反応)によりウイルスゲノムDNAから単離した後、ポリヘドリ
ンプロモーターの制御下にAcNPVウイルス(Autographa califomica Nuclear
Polyhedrosis Virus)に導入する(Luckow and Summer,1989,Virology,170,3
1-39)。組換えタンパク質をSf9(Spodoptera frugiperda)昆虫細胞で発現させ
る。一般的手法は、Karayan et al.(1994,Virology,202,782-796)およびNove
lli and Boulanger(1991,Virology,185,365-376)に詳細に記載されている。
更に精確には、幹の最後の反復モチーフに続いて線維の頭を有するAd5配列を
、配列番号:12および13で表されたプライマーを用いてクローニングする。
センスプライマーはAd5ゲノムのヌクレオチド32164〜32205に相当
し(Chroboczek and Jacrot,1987,Virology,161,549-554)、4個のミスマッ
チを含み、BamHI部位を創設し、天然の線維の388位のトレオニンをイニ
シエーターATGコドンで置換するようにする。アンチセンスプライマーは、A
d5ゲノムのヌクレオチド32919〜32883に相当し、KpnI部位を創
設して、次のクローニング工程を促進することができる。Sf9細胞上清に集め
た組換えタンパク質をF5−AT386と呼ぶ。Ad頭は、Louis et al.(1994
,J.Virol.,68,4104-4106)に記載のバキュロウイルスベクターから産生する
。F2−AT388と命名した発現生成物は、(元の配列のAlaをMetで置
換することにより)388位から始まり、頭ドメインの他に、幹の最後の反復モ
チーフを有している。最後に、Ad3の相当する配列については、NcoIクロ
ーニング部位を導入しかつ124および125位のAsnおよびSe
rコドンをそれぞれMetおよびAlaコドンで置換するようにデザインしたセ
ンスプライマー(配列番号:14)を用いる。アンチセンスプライマー(配列番
号:15)は、KpnI部位を導入する。発現生成物をF3−AT124と呼ぶ
。
ELISAプレートのウェルを組換えタンパク質F5−AT386、F2−A
T388またはF3−AT124でコーティングし、mAb 1D6.3または
7A2.7に続いて標識した抗マウス抗体(例えば、ホスファターゼまたはペル
オキシダーゼ)と反応させる。元の組換えタンパク質F5−AT386に対して
は、陽性反応が見られる。SDSで変性したタンパク質F5−AT386を含むウ
ェル、または元のまたは変性生成物F2−AT388およびF3−AT124を
含むものでは、反応は見られない。これらのデータは、抗体が血清型Cに特異的
な配座のエピトープを認識することを示唆している。
Ad5の細胞付着に対するモノクローナル抗体1d6.3および7A2.7の阻
害剤効果
培養しているHeLa細胞への微量結合の試験を、[14C]バリン(比活性2
200〜2500cpm/108ビリオン)で標識したAd5ビリオンを用い、
続いてその場で(inインシトゥでのオートラジオグラフィ(Silver and Anderso
n,1988,Virology,165,377-387)によって行なう。これを行なうため、半コン
フルエント状態の細胞を、一定量の放射活性ビリオン(103cpm/5×104
個)の存在下、mAb1D6.3または7A2.7の存在下(それぞれのハイブ
リドーマ上清の1:10、1:8、1:4および1:2の希釈度で、mAb濃度
は0.1〜0.2μg/mlで計算され、これは、接種物に含まれるビリオンに
対するmAbの過剰量のそれぞれの100、250、500および1000に相
当する)に置く。次いで、細胞をPBSの存在下で洗浄し、0.1%パラホルム
アルデヒド/PBSで固定し、ゲル状のK4エマルションで被覆する(Ilford Nu
clear Research)。1週間暴露し、現像した後(現像剤D19B、Kodak)、試
料を0.5%トルイジンブルーで簡単に染色し、H2Oに入れ、顕微鏡下で検査
する。細胞の輪郭の周囲の還元銀結晶の密度は、細胞表面に結合した[14C]ビ
リオンの数を表している。
アンチ−頭mAbの非存在下または低濃度では(1:10希釈)、還元銀結晶
の暗いハロ(helo)が結晶の周囲に見られ、ビリオンが細胞の表面に吸着したこ
とを示している。mAb濃度によって変化するハロの減少が、1:8、1:4お
よび1:2希釈で見られる。これらの結果は、線維のこの部分に対して指定した
ID6.3および7A2.7により一次細胞レセプターへのアデノウイルスの頭
の結合がブロックされることを反映している。同じ希釈度についてのハロの表面
積を比較すると、1D6.3抗体は、mAb 7A2.7よりもHeLa細胞レ
セプターへのAd5の付着を強く阻害することを示している。実施例2 mAb 1D6.3および7A2.7に対するエピトープの同定
線維のエピトープは、配座的であると仮定されているが(Fender et al.,1995
,Virology,214,110-117)、ペプチドのスキャンニングによるエピトープの同
定の通常の方法は、適当でない。手順は、Smith and Scott(1933,Methods Enzy
mol.,217,228-257)およびHong and Boulanger(1995,EMBo J.,14,4714-4727
)に記載の方法から誘導されたバイオパンニング法に準じて行なう。この場合、
mAb 1D6.3または7A2.7を、1μg/ウェルの濃度で0.1M炭酸
ナトリウム緩衝液pH9.6中でマイクロタイタープレート(Nunc Immunomodule
MaxiSorp F8)上で4℃で一晩吸着させる。固定した抗体を、ヘキサペプチドを
発現するファージライブラリーと接触させる(FUSE5ファージ、Scott and Smith
,1990,Science,249,386-390)。第二工程では、保持されたファージを通常の
酸性溶出緩衝液で、または更に選択的には、組換えタンパク質F5−AT386
の過剰量の存在下で競合により、溶出する。溶出したファージが付いたヘキサペ
プチドモチーフ(ファゴトープ)を、Sanger et al.(1977,Proc.Natl.Acad
.S
ci.USA,74,5463-5467)の方法によってタンパク質PiiifUSE5を配列決定
することによって測定する。ファゴトープと配列の相同体を、Swiss Protデータ
バンクおよびFASTA 1.6プログラム(Pearson and Lipman,1988,Proc.Natl.Ac
ad.Sci.USA,85,2444-2448)で探索し、配列をClustalプログラム(higgins an
d Sharp,1988,Gene,73,237-244)のバージョンW(1;4)を用いて整列す
る。
第1図に示されるように、mAb 1D6.3は、配列が重複している様々な
ファゴトープを保持しており、438位のVal残基と462位のAsp残基の
間に伸びているAd5頭と相同である。縮重および分散の程度に拘らず、445
〜462位のアミノ酸に相当する配列LAPISGTVQSAHLIIRFDの
中心モチーフを決定することができた(配列番号:8)。このモチーフは、45
6位のHis残基に中心があり、これにより数種の独立したファゴトープにヒス
チジンが存在することが確かめられる。更に、3種類のファゴトープは、セリン
の近くにヒスチジンを含み(GISHTGおよびGASHTV)、相同配列が頭
に見られる(453QSAHLI458)。N末端側では、配列LAPISが、L−P
、VPA−PおよびLIPFNSの形態で数種のファゴトープに現れる。
mAb 7A2.7によって保持された15種類のファゴトープの配列分析で
は、4件についてプロリン、トリプトファンとヒスチジンが8倍で存在すること
を示し、2個の芳香族残基の同じファゴトープでの会合は5倍で見られる。従っ
て、mAb 7A2.7のエピトープは、例えば477YWNF480のように芳香族
残基の基近くに線維の475位におけるようなプロリン残基を含む。更に、2個
のファゴトープFWLAVRおよびWALFRSは、モチーフ477YWNFR481
に相同である。これらのデータに基づいて、mAb 7A2.7のエピトープを
、Ad5線維の残基473と486との間にマッピングした(配列番号:10)
。
簡単にいえば、mAb 1D6.3および7A2.7は、Ad5頭の線状配列
の15〜20aaの隣接セグメントを認識し、これらの残基はそれぞれ445〜
462および473〜486位に伸びている。Xia et al.(1994,Curr.Biol.S
tructure,2,1259-1270)によって提案された三次元モデルによれば、2個のエ
ピトープは空間的観点から連続な領域を占めている。mAb 1D6.3のエピ
トープは、CDループおよびβシートDの部分をカバーし、mAb 7a2.7
のエピトープは、隣接セグメントおよび2個のβシートEおよびFのレベルで配
置されている。1D6.3エピトープは、シートRの内部に配置され、7A2.
7エピトープはシートRに対して一層脇側に配向している。実施例3 逆バイオパンニング法によるAd5の細胞レセプターの同定
この手法は、線維をリガンドとして用い、mAbを溶離剤として用いるので、
先行する方法に対して逆と呼ばれる。従って、この手順は、ヘキサペプチドファ
ゴトープを発現するファージライブラリーと反応するAd5線維の頭を固定する
ことによって行なわれる。吸着したファージは、通常の酸性緩衝液でもまたはm
Ab 1D6.3または7A2.7で溶出することもでき、それぞれのファゴト
ープを有する組換えタンパク質pIIIが配列決定される。データバンクでの探索
は、上記と同様に行なう。同定したヘキサペプチドモチーフを、第2図に示す。
mAb 7A2.7との競合によって産生したファゴトープを、第2a図に示
す。それらの分析によって、ヒトフィブロネクチンのタイプIIIモジュールのモ
チーフ1,3,5および14(配列番号:2〜5)と相同性を示すコンセンサス
配列(第2b図)を誘導することができる(Main et al.,1992,Cell,71,671-
678)。それらは、βシートBおよびFNIIIモジュールの隣接BCループのレベ
ルで配置される(Dickinson et al.,1994,J.Mol.Biol.,236,1079-1092)。
mAb 1D6.3の作用の後に溶出されたファゴトープを第2c図に示す。
総ての配列が重複しており、コンセンサス配列を決定することも可能である(第
2d図)。データバンクに記載されている配列との相同性の探索の結果、クラス
I MHC分子(MHC−1α−2)の重鎖のα−2ドメインのC末端領域との
相同性が明らかである(156〜180位)(配列番号:1)。実施例4 FNIIIモデルおよびMHC−1α−2ドメインとのアデノウイルス 線維の相互作用
相互作用を、イン・ビトロで、βシートBおよびFNIIIのBCループに相同
なコンセンサス配列を再生するペンタデカペプチドRHILWTPANTPAM
GYに対するGST(グルタチオンS−トランスフェラーゼ)のC末端融合から
誘導されるキメラ体タンパク質を用いて検討した(前例および第2b図を参照さ
れたい)。これを行なうため、配列リスト16および17に示したオリゴヌクレ
オチドをハイブリダイゼーションし、プラスミドpGEX−KGのXhoI部位
に導入する(Guan and Dixon,1991,Anal.Biochem.,192,262-267)。このオリ
ゴヌクレオチドは、一旦再ハイブリダイゼーションしたら、インサートが正確な
配向でクローニングされる場合には、5’末端のXhoI部位で生成することに
留意すべきである。これにより、単一コピーまたは複数コピーを再構成されたX
hoI部位のレベルで一列に組み込むことができる。ペンタデカペプチド(GS
T−FNx1)のコピーを含んでなる融合生成物の配列を、下記の方法で模式的
に表すことができる。GST−(トロンビン−PGIS−GGGGG−ILDS
MGRLE−RHILWTPANTPAMGY(V)−ELKLNS−ストップ
。構造体GST−FNx2およびGST−FNx3は、それぞれクローニングカ
セットの残基LEとELとの間にペンタデカペプチドの2および3個の反復を含
んでなる。
mAb 1D6.3との競合によって得られたコンセンサス配列をコードする
センスおよびアンチセンスオリゴヌクレオチド(配列番号:18および19)を
、前記と同じ方法によってGSTのC末端に挿入して、存在するモチーフの数に
よって構造体GST−MHC×1、GST−MHC×2およびGST−MHC×
3
を得る。キメラタンパク質GST−FNおよびGST−MHCは、E.coliで産
生され、抽出し、通常の方法でアガロースーグルタチオンビーズ(Sigma)上でア
フィニティー精製する(Smith and Johnson,1988,Gene,67,31-40)。
平行して、血清型2,3および5の完全な線維を、すでに用いたバキュロウイ
ルス/Sf9細胞法によって組換え法によって産生する。Ad2線維に対する遺
伝子を有する構造体F2−FL582は、NovelliおよびBoulanger(1991,Virol
ogy,185,365-376)に記載されている。Ad5およびAd3をコードする配列を
、ウイルスDNAを鋳型として、配列番号:20および13、および21および
15に記載されているような適当なセンスおよびアンチセンスプライマーを用い
るPCRによって単離する。増幅したセグメントを、ポリヘドリンプロモーター
の制御下でバキュロウイルスベクターに導入し、発現生成物を培養液上清で回収
する。Ad5およびAd3線維に相当するF5−FL581およびF3−FL3
20を、それぞれ得る。
FNIIIモジュールおよび組換えα−2MHC−1ドメインのアデノウイルス
線維に結合する容量を、融合タンパク質GST−FNおよびGST−MHCおよ
び組換え線維F2−FL582、F5−FL581およびF3−FL320のイ
ン・ビトロインキュベーションの後イムノトランスファーによって評価する。形
成した複合体を、Johnson et al.(1995,J.Biol.Chem.,270,24352-24360)
によって記載された条件かでアガロースグルタチオンビーズ上で単離した後、不
連続緩衝液系を用いて12.5%ポリアクリルアミドゲル(SDS−PAGE)
上で分析した(Laemmli,1970,Nature,227,680-685)。タンパク質を、20%
メタノールを含む25mM Tris−HCl,192mMグリシン緩衝液,p
H8.3中でニトロセルロース膜(0.8mA/cm2,Cambridge Electrophor
esis system,英国)に移す。ブロッキィング溶液(5%脱脂乳、1%ウシ血清
/TBS−T緩衝液:20mM Tris−HCl,pH7.8,0.15M
NaCl,0.05%Tween 20)で処理した後、膜を抗体4D2.5と接触させ
(Hong and Engler,1991,Virology,185,758-767)、次に西洋ワサビペルオキ
シダーゼ標識抗−IgG接合体と接触させる。化学発光ペルオキシダーゼ物質に
よる観察(SuperSignal,Pierce Chemials)を、Carriere et al.(1995,J.Virol
.,69,2366-2377)に準じて行ない、ルミノグラム(Hyperfilm β-max,Amersha
m)を自動化デンシトメーターを用いて610nmで分析した(REP-EDC,Helena L
aboratories,ビューモント,テキサス)。例えば、抗体4D2.5は、ほとんど
の哺乳類アデノウイルスで保存されている尾のドメインのFNPVYPエピトー
プを認識する。
GST−FN×1,GST−FN×2およびGST−FN×3は、FR−AT
386およびF2−AT388に高効率で結合し、F3−AT124はこれより
少ない程度で保持される。同様な挙動は、キメラタンパク質GST−MHC×1
,GST−MHC×2およびGST−MHC×3で観察され、これらはF5−A
T386およびF2−AT388をF3−AT124より高効率で保持する。
Ad5線維は、融合タンパク質GST−FNおよびFST−MHCに、Ad2
線維と比較して2〜3倍の親和性で、またAd3線維と比較して10〜15倍の
親和性で結合する。更に、結合効率は、融合タンパク質に含まれるモチーフの数
によって変化せず、強度は、共通であり、GST−FN×1およびGST−FN
×3、およびGST−MHC×1およびGST−MHC×3の間で低くなること
もある。これは、一列になっているモチーフが結合を妨げる配座を採ることがで
きることによって説明することができる。実施例5: ウイルスの細胞表面への付着に対するFNIIIおよびMHC−1α 2由来の合成ペプチドの影響
FNIIIおよびMHC−Iα2モチーフを再生産する2種類の合成ペプチドを
化学的に合成し、先行技術の手法で精製した。FN20(配列番号:7)は、抗
体7A2.7によって溶出されるファゴトープのコンセンサス配列を再生産し、
MH20(配列番号:6)はmAb 1D6.3によって溶出されたファゴトー
プに相当する。
ペプチドFN20およびMH20を、イン・ビトロで培養したHeLa細胞へ
のリポーターアデノウイルスAd5Luc3の付着のついて試験する。試験は、
一部を、ウイルスが任意の細胞の表面に付着することはできるが、ウイルスの侵
入およびレセプターのリサイクリングはブロックされる温度の0℃で行なう。A
d5Luc3(MOI 0.16pfu/105個)を増加濃度のペプチド(0
.01〜500nM)と共に室温で2時間予備インキュベーションした後、混合
物を氷上に置いた細胞培養物に加える。0℃で1時間後、吸着しなかったウイル
スとペプチドを洗浄によって除去した後、予備加熱培地を加えた後37℃で18
時間培養を継続する。細胞溶解物は、通常の方法で調製し、RLU(相対的光単
位)で発現したルシフェラーゼ活性を測定する(Promega substrate,マジソン,
ウィスコンシン;Lumat LB-9501ルミノメーター,Brethold Bioanalytical,ビ
ルトバルト,ドイツ国)。
ペプチドFN20との競合の結果を、第3a図に示す。10μMのモル数まで
は、有意な結果は得られないが、25μM以上ではルシフェラーゼ活性は徐々に
増加する。特に、25〜100μMでは、活性は100倍に増加する。従って、
ペプチドFN20は、ウイルスの付着に対し促進効果を有する。これは、明らか
な細胞毒性を示さず、またウイルスが予備付着した(0℃でのウイルス付着の工
程の後、細胞培養物に添加されたペプチド)または予備エンドサイトーシスした
(ウイルスの付着および浸透の工程の後、細胞培養物に添加したペプチド)場合
には、ルシフェラーゼ遺伝子の発現に対して負の効果を示さない。
ペプチドMH20(第3b図)の場合には、ルシフェラーゼ遺伝子の発現に若
干の増加が、0.05〜2.5μMのモル数に対して見られる(2.5μMでは
、
活性は5〜6倍)。この現象に続いて、モル数を5μM以上用いると、ルシフェ
ラーゼ活性は急激に減少し、25μMではコントロールと比較して100倍まで
減少し、50μMではほぼ4桁間で減少し、ウイルスに結合していることを示し
ており、細胞レセプターへの付着がブロックされていることを示している。取り
分け、50μMの濃度のペプチドMH20は、細胞毒性効果を示さず、AdLu
c3の予備付着または予備エンドサイトーシスの後は、リポーター遺伝子の発現
に影響を与えない。50μMのMH20の存在下でルシフェラーゼ活性が実際上
完全に阻害されることは、ウイルスが完全に中和されたことを反映している。実施例6: 合成ペプチドによるウイルス中和の血清特異性
野生型のアデノウイルスAd5,Ad2,Ad3を、MOIを0.2〜2pf
u/細胞で変化させ、一定モル数(25μM)の阻害ペプチドMH20と共に室
温で2時間予備インキュベーションする。混合物を、HeLa細胞の存在下で0
℃で1時間置き、吸着しなかったウイルスを上記と同じ条件下で除去した後、培
養を37℃で継続する。ヘキソン、100kタンパク質、ペントン、または線維
の合成の濃度を、感染の48時間後に収集した細胞エキスについて免疫滴定(Woh
lfart,1988,J.Virol.,62,2321-2328)によって計算する。
ウイルス付着相での25μMのMH20の存在下でMOIが0.2〜2pfu
/細胞でのAd5またはAd2によるHeLa細胞の感染を行った後、感染から
48時間後にウイルスキャプシドヘキソン、100kタンパク質、ペントン塩基
および線維のタンパク質の合成の阻害を行なった(15〜30倍)。一方、野生
型Ad3を用いて、感染を同じ条件下で行なうときには、構造タンパク質の合成
は、1.5〜2倍の減少に止まり、これはMH20によるアデノウイルスの中和
が血清型依存性であることを示している。実施例7: ペプチドFN20およびMH20に対するAd5線維のアフィニテ ィー
合成ペプチドFN20またはMH20の5,10および25μMを、96穴マ
イクロタイタープレート(Nunc,Maxisorb)のポリスチレン表面に4℃で一晩固定
する。洗浄を行ない、PBS緩衝液中ウシ血清アルブミン(BSA)の3%溶液
でブロックした後、PBS緩衝液に採取され、標識された([35S]メチオニン
および[35S]システインで標識;比活性50,000〜65,000cpm/
μgタンパク質)F5−FL581の増加濃度により反応が生じる。ペプチドの
いずれかに吸着された線維を、適当な溶液(IM尿素、IM NaOHおよび1
%SDS)で溶出した後、トリクロロ酢酸の存在下で沈澱させる。GF/Cフィ
ルターに回収される沈澱の放射能量を液体シンチレーション分光計(Beckman LS-
6500)で計数し、解離定数(Kd)をScatchard(1949,Annls NY Acad.Sci.,5
1,660-672)によって決定する。
標識したAd5のペプチドMH20に対するKdは、3.0±0.6nMと評
価され、ペプチドFN20に対する実測値は8.0±1.9nMである(いずれ
の場合にもn=3)。実施例8: Ad5の感染性は、任意の細胞の表面におけるMHC−Iの発現に 依存する
Burkittのリンパ腫から生成したDaudi系のBリンパ芽球細胞は、
天然ではβ2−マイクログロブリンの発現を欠き、その結果、その表面にはクラ
スI HLA分子を持たない(Daudi HLA−)。このDaudiから誘
導した細胞系E8.1は、β2−マイクログロブリンをコードする遺伝子のトラ
ンスフェクションにより生成し、その表面にクラスI HLA分子の発現を回復
する(Daudi−HLA+;Quillet et al.,1988,J.Immunol.,141,17-20
)。
AdLuc3の0℃での付着の実験は、Daudi HLA−およびDaud
i−HLA+細胞について、HeLa細胞の場合に用いた量より3桁以上高い量
のMOIで行なった(0.3〜150;fu/105細胞数)。感染後18時間
の細胞溶解液で測定したルシフェラーゼ活性を、第4図に示す。感染がDaud
i−HLA+細胞に関するときには、ルシフェラーゼ活性はMOIに比例して規
則的増加し、5pfu/105細胞数以上でプラトーに達する。Daudi−H
LA−細胞に関しては、発光シグナルは、機能的HLA分子が表面にある細胞で
見られたものと比較して極めて低い(3〜4桁の大きさ)。これらの実験は、細
胞表面でのMHC−Iの発現がAd5の感染に必要であることを示している。実施例9: アデノウイルスの一次レセプターを模する二官能性リガンド
この実施例では、2つのドメインであって、1個がアデノウイルス線維の頭を
認識し、他方が細胞表面タンパク質を認識するものを含む二官能性ペプチドの構
築を説明する。ペプチドを下記で用い、MH20をGRP(ガストリン放出ペプ
チド)に融合させる。2つの構造体が可能であり、2つのペプチドがN−対C−
末端の逆向きになっており、ペプチドMH20−GRP(配列番号:20)およ
び逆配向のペプチドGRP−MH20(配列番号:23)を生じる。
第5図に示すように、このペプチドの細胞表面GRPレセプターへの結合には
、一次レセプターと同じタイプのウイルスレセプターの「ルアー」、すなわちM
HCクラスI分子のα2ドメインを作成する必要がある。明らかな結果は、GR
Pレセプターを有する細胞の表面でのアデノウイルスの一次ウイルスレセプター
の数を創製しまたは増加することである。
ヒト細胞(HeLa)またはネズミ細胞(Swiss−3T3またはNIH−
3T3,ATCC CRL−1658)を濯いで、ペプチド500マイクロMを
含む等張液(PBS)で0〜4℃でインキュベーションする。1時間後、溶液を
除き、すでに報告されているプロトコール(上記またはHong et al.,1997,EMB
O J.,16,2294-2306を参照されたい)に準じて、ウイルス接種物(Ad5Lu
c3)に替えた。ウイルスを0〜4℃で1時間インキュベーションして付着させ
た後、過剰の吸着していないウイルスを4℃に予備冷却した培地で濯ぎ、細胞を
再度37℃に予備加熱した培地の存在下で37℃にする。ウイルスを37℃でエ
ンドサイトーシスし、次いでウイルスサイクルを37℃で18〜20時間継続す
る。
第6図に示されるように、ペプチドの非存在下で得られた曲線(コントロール
曲線:−ペプチドで表す)とMH20配向N末端側にペプチドが存在し、C末端
でGRPに結合したもの(MH20−GRP)は、同一の傾斜を有することが観
察される。
一方、逆配向の、N末端側にGRPが、C末端側にMH20がある場合には、
吸着したウイルスの数の増加は、ルシフェラーゼ活性の増加で示されるように、
有意であり、NIH−3T3の8〜10倍、HeLa細胞の5〜6倍、およびS
wiss−3T3の2〜3倍である。GRPレセプターのリガンドである二官能
性ペプチドのGRP部分の結合により、MHCクラスI分子(MHC I−α2
)のα2ドメインタイプのAd5線維のレセプターの見掛けの数を増加すること
ができる。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考)
C12N 5/10 G01N 33/566
G01N 33/566 33/569 L
33/569 C12N 5/00 B
(81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE,
DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L
U,MC,NL,PT,SE),AU,CA,JP,S
G,US
(72)発明者 リュシ、カラヤン
フランス国ポワティエ、リュ、デ、ザレー
ヌ、ロメーヌ、11
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.(a)1位のロイシン残基から出発して、25位のグルタミン残基で終る 配列番号:1、 (b)1位のアスパラギン残基から出発して、26位のアスパラギン残基で終 る配列番号:2、 (c)1位のバリン残基から出発して、25位のアスパラギン残基で終る配列 番号:3、 (d)1位のセリン残基から出発して、25位のアルギニン残基で終る配列番 号:4、 (e)1位のアスパラギン残基から出発して、25位のセリン残基で終る配列 番号:5 に示される配列の少なくとも6個の連続したアミノ酸と相同なまたは同一のアミ ノ酸配列を含んでなるポリペプチドの使用であって、 アデノウイルスの宿主細胞への付着および/または前記アデノウイルスの前記 宿主細胞への侵入を行なうことができるようにしまたは促進するための使用。 2. ポリペプチドが、1位のロイシン残基から出発して25位のグルタミン 残基で終る配列番号:1に示される配列の少なくとも6個の連続したアミノ酸配 列と相同なまたは同一のアミノ酸配列を含んでなる、請求項1に記載の使用。 3. ポリペプチドが、クラスIの主要な組織適合複合体(MHC−I)の抗 原、および好ましくはこのMHC−Iの重鎖の全部または一部と相同なまたは同 一のアミノ酸配列を含んでなる、請求項2に記載の使用。 4. ポリペプチドが、前記重鎖のα2ドメインの全部または一部と相同なま たは同一のアミノ酸配列を含んでなる、請求項3に記載の使用。 5. ポリペプチドが、HLA A、B、C、D、EまたはF抗原の全部また は一部と相同または同一であるアミノ酸配列を含んでなる、請求項3または4に 記載の使用。 6. ポリペプチドが、 1位のアスパラギン残基から出発して、26位のアスパラギン残基で終る配列 番号:2、 1位のバリン残基から出発して、25位のアスパラギン残基で終る配列番号: 3、 1位のセリン残基から出発して、25位のアルギニン残基で終る配列番号:4 、 1位のアスパラギン残基から出発して、25位のセリン残基で終る配列番号: 5 に示される配列の少なくとも6個の連続したアミノ酸と相同なまたは同一のアミ ノ酸配列を含んでなる、請求項1に記載の使用。 7. 前記ポリペプチドが、フィブロネクチンの全部または一部と相同または 同一なアミノ酸配列を含んでなる、請求項6に記載の使用。 8. 前記ポリペプチドが、フィブロネクチンの少なくとも1つのタイプIII モジュールの全部または一部と相同または同一なアミノ酸配列を含んでなる、請 求項7に記載の使用。 9. 前記アデノウイルスが血清型Cである、請求項1〜8のいずれか1項に 記載の使用。 10. 前記アデノウイルスが血清型2または5である、請求項9に記載の使 用。 11. 請求項1〜10のいずれか1項に記載のポリペプチドを発現すること ができる細胞。 12. 前記細胞が、前記ポリペプチドを過剰発現する、請求項11に記載の 細胞。 13. アデノウイルスの前記細胞への付着および/または前記アデノウイル スの前記細胞への侵入を行なうことができるようにしまたは促進するための、請 求項11または12に記載の細胞の使用。 14. 請求項1〜10のいずれか1項に記載のポリペプチドによって行なわ れるアデノウイルスの宿主細胞への付着および/または前記アデノウイルスの前 記宿主細胞への侵入に影響を及ぼすためのリガンドの使用。 15. 請求項1〜5、9および10のいずれか1項に記載のポリペプチドに よって行なわれるアデノウイルスの前記宿主細胞への付着および/または前記ア デノウイルスの前記宿主細胞への侵入に負の影響を及ぼすための、請求項14に 記載のリガンドの使用。 16. リガンドが、1位のアルギニン残基から出発して、20位のアルギニ ン残基で終る配列番号:6に示される配列に含まれる少なくとも6個の連続した アミノ酸と相同または同一のアミノ酸配列を含んでなる、請求項15に記載のリ ガンドの使用。 17. 請求項1および6〜10のいずれか1項に記載のポリペプチドによっ て行なわれるアデノウイルスの前記宿主細胞への付着および/または前記アデノ ウイルスの前記宿主細胞への侵入に正の影響を及ぼすための、請求項14に記載 のリガンドの使用。 18. リガンドが、1位のアルギニン残基から出発して、20位のセリン残 基で終る配列番号:7に示される配列に含まれる少なくとも6個の連続したアミ ノ酸と相同または同一のアミノ酸配列を含んでなる、請求項17に記載のリガン ドの使用。 19. リガンドが、前記アデノウイルスに対する解離定数(kd)が0.0 1〜100nMであり、特に0.1〜50nMである、請求項14〜18のいず れか1項に記載のリガンドの使用。 20. 請求項16、18または19に記載のリガンド。 21. リガンドが、アデノウイルス起源である、請求項14に記載のリガン ドの使用。 22. 前記リガンドが、アデノウイルスの線維、特に頭ドメインに由来する 、請求項21に記載の使用。 23. 前記リガンドが、血清型5のアデノウイルスの線維から誘導され、1 位のロイシン残基から出発して、18位のアスパラギン酸残基で終る配列番号: 8に示される配列の少なくとも6個の連続したアミノ酸と相同または同一のアミ ノ酸配列を含んでなる、請求項1〜5、9または10のいずれか1項に記載のポ リペプチドと相互作用するための、請求項22に記載の使用。 24. 前記リガンドが、血清型2のアデノウイルスの線維から誘導され、1 位のトレオニン残基から出発して、16位のバリン残基で終る配列番号:9に示 される配列の少なくとも6個の連続したアミノ酸と相同または同一のアミノ酸配 列を含んでなる、請求項1〜5、9または10のいずれか1項に記載のポリペプ チドと相互作用するための、請求項22に記載の使用。 25. 前記リガンドが、血清型5のアデノウイルスの線維から誘導され、1 位のロイシン残基から出発して、14位のトレオニン残基で終る配列番号:10 に示される配列の少なくとも6個の連続したアミノ酸と相同または同一のアミノ 酸配列を含んでなる、請求項1または6〜10のいずれか1項に記載のポリペプ チドと相互作用するための、請求項22に記載の使用。 26. 前記リガンドが、血清型2のアデノウイルスの線維から誘導され、1 位のアスパラギン残基から出発して、13位のアスパラギン残基で終る配列番号 :11に示される配列の少なくとも6個の連続したアミノ酸と相同または同一の アミノ酸配列を含んでなる、請求項1または6〜10のいずれか1項に記載のポ リペプチドと相互作用するための、請求項22に記載の使用。 27. アデノウイルスの感染を抑制しまたは減少させることを目的とする医 薬の製造のための、請求項14〜26のいずれか1項に記載のリガンドの使用。 28. アデノウイルス、特に組換えアデノウイルスの感染を促進しまたは助 成することを目的とする医薬の製造のための請求項14〜26のいずれか1項に 記載のリガンドの使用。 29. 適当な試料のウイルスに対する細胞レセプターを選択しまたは同定す る方法であって、 (a)前記ウイルスの前記細胞レセプターへの付着を決定する前記ウイルスの 表面タンパク質の全部または一部を含んでなるウイルス起源の試薬の不活性支持 体への固定、 (b)前記試料の所定時間のインキュベーション、 (c)前記ウイルス起源の試薬に対して指定された抗体の全部または一部によ る工程(b)で保持された試料の溶出、 (d)工程(c)で溶出された試料の分析 を含んでなる、方法。 30. 適当な試料の細胞レセプターへのウイルスの付着を決定するウイルス タンパク質の部分を選択しまたは同定する方法であって、 (a)前記ウイルスタンパク質に対して指定された抗体の全部または一部を不 活性支持体への固定、 (b)前記試料の所定時間のインキュベーション、 (c)前記ウイルスタンパク質の全部または一部を含んでなるウイルス起源の 試薬による工程(b)で保持された試料の溶出、および (d)工程(c)で溶出された試料の分析 を含んでなる、方法。 31. 前記試料が、ペプチドモチーフを発現するペプチドライブラリーまた はファージライブラリーである、請求項29または30に記載の方法。 32. 前記ウイルスがアデノウイルス、特に血清型Cであり、ウイルス起源 の試薬が、繊維の、特にアデノウイルスのヘッドの線維の全部または一部であり 、抗体が、ウイルスの宿主細胞の表面への付着の阻害剤である、請求項29〜3 1のいずれか1項に記載の方法。 33. アデノウイルスの天然の細胞レセプター以外の細胞表面タンパク質へ 前記アデノウイルスをターゲッティングするための二官能性リガンドの使用であ って、前記二官能性リガンドが前記アデノウイルスの線維と相互作用可能な第一 のリガンド部分と、前記細胞表面タンパク質と相互作用可能な第二のリガンド部 分と、場合によっては第一および第二のリガンド部分の間にスペーサーを含んで なり、前記第一のリガンド部分が請求項14〜20のいずれか1項に記載のリガ ンドの特徴を有する、使用。 34. 前記第一のリガンド部分が配列番号:6に含まれる少なくとも6個の 連続したアミノ酸と相同または同一のアミノ酸配列を含んでなり、更に具体的に は1位のアルギニン残基から出発し、20位のアルギニン残基で終る配列番号: 6と同一のアミノ酸配列を有する、請求項33に記載の使用。 35. 前記二官能性リガンドが、 (i)1位のアルギニン残基から出発し、35位のメチオニン残基で終る配列 番号:22、または (ii)1位のリシン残基から出発し、35位のアルギニン残基で終る配列番号 :23 に示されている配列の全部または一部と相同または同一のアミノ酸配列を含んで なる、請求項33または34に記載の使用。 36. 請求項33〜35のいずれか1項に記載の二官能性リガンド。 37. 表面に請求項36に記載の二官能性リガンドを有する細胞。
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