JP2001017187A - C型肝炎ウイルス細胞培養系、c型肝炎ウイルス−rna−構築物、細胞培養系または構築物の使用、c型肝炎ウイルス−rna−構築物の細胞培養に適合した突然変異体を獲得する方法、c型肝炎ウイルス−全長ゲノム、c型肝炎ウイルス−部分ゲノム、または任意のc型肝炎ウイルス−構築物の突然変異体の製法、細胞培養に適合したc型肝炎ウイルス−構築物、その突然変異体、c型肝炎ウイルス−全長ゲノムの突然変異体、c型肝炎ウイルス粒子またはウイルス様粒子、およびこれで感染した細胞 - Google Patents
C型肝炎ウイルス細胞培養系、c型肝炎ウイルス−rna−構築物、細胞培養系または構築物の使用、c型肝炎ウイルス−rna−構築物の細胞培養に適合した突然変異体を獲得する方法、c型肝炎ウイルス−全長ゲノム、c型肝炎ウイルス−部分ゲノム、または任意のc型肝炎ウイルス−構築物の突然変異体の製法、細胞培養に適合したc型肝炎ウイルス−構築物、その突然変異体、c型肝炎ウイルス−全長ゲノムの突然変異体、c型肝炎ウイルス粒子またはウイルス様粒子、およびこれで感染した細胞Info
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Abstract
頼できるかつ実験室で通常の簡単な方法で検出できる細
胞培養系を提供する。 【解決手段】 HCV特異的RNA断片である5′NT
R、NS3、NS4A、NS4B、NS5A、NS5B
および3′NTRならびに付加的に少なくとも1つの選
択可能なマーカー遺伝子(選択遺伝子)を有するHCV
−RNA−構築物を感染させたヒト肝細胞からなるC型
肝炎ウイルス(HCV)細胞培養系を使用する。
Description
−特異的遺伝子材料を含有する、つまりHCV−特異的
遺伝子材料がトランスフェクションされている主に真核
細胞を包含するC型肝炎ウイルス(HCV)細胞培養系
に関する。
模での慢性及び急性の肝疾患の主要な原因である。たい
ていのHCV感染は認識できる臨床的症状なしで進行
し、感染者の80〜90%が持続的なウイルスキャリア
となり、この持続的ウイルスキャリアの50%が多様な
症状の慢性肝炎になる。この慢性感染者の約20%が1
0〜20年の経過において肝硬変に進行し、その結果第
1次肝細胞ガンが生じることがある。この慢性のC型肝
炎は今日では肝臓移植が主な感染原因である。原因療法
はまだ存在しない。現在提供可能な若干の治療法はイン
ターフェロン−アルファの又はインターフェロン−アル
ファとプリン−ヌクレオシド類似体のリバビリンとから
の組み合わせの高い用量での投与である。全治療者の約
60%がこの治療法に効果を示すだけであり、その際
に、全ての事例の半分以上が治療の中止後に新たなウイ
ルス血症に至る。
染の深刻な結果及び原因療法がないために、HCV−特
異的化学療法の発展が製薬学の研究及び開発の重大な目
標である。この際の主要な問題は、今まで、真核細胞中
でのウイルス−複製及び発病の研究を可能にする適当な
細胞培養系がなかったことである。
ため、適当な細胞培養系又は動物モデル(今日までチン
パンジーが唯一可能な試験動物である)がないため、並
びにウイルス様の粒子を製造する有効な系もないため、
HCV−粒子の分子組成は今日まで詳細には研究もしく
は解明されていない。現在存在する結果は次のようにま
とめることができる:HCVは、50〜60nmの粒子
直径及び1.03〜1.1g/mlの平均密度を有する
外被を有するプラス鎖のRNAウイルスである。これは
最初に1989年に分子的にクローニングされ、特性決
定された(Chooet al., 1989: Science, 244, 359-36
2)。このHCV−RNAは約9.6kb(=9600
ヌクレオチド)の長さ及び正の極性を有し、約3010
個のアミノ酸の線状ポリタンパク質をコードする唯一の
オープンリーディングフレーム(ORF = open reading f
rame)を有する(Rice 1996, in Virology, B. N. Fiel
ds,D. M. Knipe, P. M. Howley, Eds. (Lippincott-Rav
en, Philadelphia, PA, 1996), vol. 1, pp. 931-960;
Clarke 1997, J. Gen. Virol. 78, 2397; and Bartensc
hlager 1997, Intervirology 40, 378 and Fig. 1 A参
照)。ウイルス複製においてこのポリタンパク質は細胞
の及びウイルスのプロテアーゼによって成熟した、機能
的に活性のタンパク質の形に分解される。
ように配列されている(アミノ末端からカルボキシ末端
へ):Core-E1-E2-p7-NS2-NS3-NS4
A-NS4B-NS5A-NS5B。このコア−タンパク
質(Core-Protein)はヌクレオキャプシドの主成分であ
る。糖タンパク質E1及びE2は膜貫通タンパク質であ
り、ウイルス外被の主成分である。このタンパク質は宿
主細胞へのウイルスの付着の際におそらく重要な役割が
あると考えられる。この3種のタンパク質のコア、E1
及びE2はウイルス粒子を構築し、従って構造タンパク
質として表される。タンパク質p7の機能は未だに明ら
かではない。タンパク質NS2はおそらくNS2−3プ
ロテアーゼの接触ドメインであり、これはタンパク質N
S2とNS3との間のプロセシング(Prozesierung)に
関与している。タンパク質NS3は2つの機能を有して
おり、つまり、アミノ末端のドメインにおいてポリタン
パク質プロセシングに不可欠のプロテアーゼ活性を有
し、かつカルボキシ末端のドメインにおいてはおそらく
ウイルスRNAの複製の際に重要な役割があると考えら
れるNTPase/ヘリカーゼ−機能を有する。タンパ
ク質NS4AはNS3−プロテアーゼのコファクターで
ある。タンパク質NS4Bの機能はわかっていない。
5′末端に約340個のヌクレオチドの長さの翻訳され
ない領域(NTR=non-translated region)があり、
これは内部のリボソームエントリー位置(IRES=in
ternal ribosome entry site)として機能し、3′末端
には約230個のヌクレオチドの長さのNTRがあり、
これは高い可能性でゲノム複製にとって重要である。こ
のような3′NTRはPCT/US96/14033の
特許出願の対象である。ポリタンパク質のアミノ末端区
域中の構造タンパク質は、宿主細胞のシグナルペプチダ
ーゼにより分解される。非−構造タンパク質(NS)2
〜(NS)5Bは2つのウイルス酵素によって、つまり
NS2−3及びNS3/4Aプロテイナーゼによってプ
ロセシングされる。このNS3/4Aプロテイナーゼは
NS3のカルボキシ末端の向こう側の全ての分解にとっ
て必要である。NS4Bの役割は未だ明らかではない。
NS5Aは高度にリン酸化されたタンパク質であり、イ
ンターフェロンに対する多様なHCV−遺伝子型の耐性
に関与していると考えられ(Enomoto et al. 1995, J.
Clin. Invest. 96, 224; Enomoto et al. 1996, N. Eng
l. J. Med. 334, 77;Gale Jr. et al. 1997, Virology
230, 217; Kaneko et al. 1994, Biochem. Biophys. Re
s. Commun. 205, 320; Reed et al., 1997, J. Virol.
71, 7187参照)、NS5BはRNA依存性のRNAポリ
メラーゼとして同定された。
逆転写ポリメラーゼ連結反応)を用いた患者の血清中で
のHCV特異的抗体の検出に基づくか又はHCV特異的
RNAの検出に基づく診断系が開発され、この診断系は
通常の及び/又は規定に従い全ての保存血液において適
用しなければならない。
を用いてHCVの多数の部分配列及び完全配列がクロー
ニングされ、特性決定された。この配列の比較は、ウイ
ルスゲノムの特にNS5B−遺伝子の領域内での高い変
異性を示し、これは最終的に6つの遺伝子系に分類さ
れ、これらはさらにサブタイプa、b及びcに細分化さ
れる。ゲノムの分散はゲノムにわたって均質に分布して
いない。従って、5′NTR及び3′NTRの一部は高
い確率で維持されているが、一方で特定のコードする配
列、特にコートタンパク質E1及びE2は現在きわめて
著しく変化している。
ゲノムの部分配列及び完全配列はさらに見込みのある抗
ウイルス性治療薬のための適当な攻撃標的として研究さ
れた。この場合、このような攻撃標的として考えられる
3つのウイルス性酵素が発見された。これらは(1)N
S3/4Aプロテアーゼ複合体、(2)NS3ヘリカー
ゼ及び(3)NS5B RNA−依存性RNAポリメラ
ーゼである。NS3/4Aプロテアーゼ複合体及びNS
3ヘリカーゼはすでに結晶化され、その3次元的構造に
関して解明することができており(Kim et al., 1996,
Cell, 87, 343;Yem et al., 1998, Protein Science,
7, 837; Love et al., 1996, Cell, 87,311; Kim et a
l., 1998, Structure, 6, 89; Yao et al., Nature Str
ucturalBiology, 4, 463, Cho et al., 1998, J. Biol.
Chem., 273, 15045)、NS5B RNA依存性RNA
ポリメラーゼの解明が今日までなお成功していない。
な攻撃標的は慢性HCV感染の治療法の開発のために定
義されているにもかかわらず、かつ「合理的ドラックデ
ザイン」を用いて並びに「高いスループットスクリーニ
ング」を用いて世界的に適当な阻害剤を集中的に探して
いるにもかかわらず、この治療法の発展は著しい欠乏に
直面している、つまり、HCV−RNA又はHCV−抗
原を直接、信頼できるかつ実験室で通常の簡単な方法で
検出できる細胞培養系又は簡単な動物モデルの欠乏に直
面している。このような細胞培養系の不足は、HCV−
複製の理解が今日までなおも不備でありかつかなりの部
分で未だ仮説であることに対する主要な原因である。
ウイルス及びペスチウイルスとの間に狭い進化的関連が
あり、多様な細胞系において簡単に複製することができ
かつこの場合比較的高い収率が示されている自律複製R
NAについて説明されているにもかかわらず(Khromykh
et al., 1997, J. Virol. 71, 1497; Behrens et al.,
1998, J. Virol. 72, 2364; Moser et al., 1998, J.
Virol. 72, 5318参照)、HCVを用いた同様な試験は
今まで成果がなかった。
の血清で感染させることができる細胞系又は初代細胞培
養は多様な刊行物から公知であるが(Lanford et al. 1
994,Virology 202, 606; Shimizu et al. 1993, Proced
ings of the National Academy of Sciences, USA, 90,
6037-6041; Mizutani et al. 1996, Journal of Virol
ogy, 70, 7219-7223; M. Ikeda et al. 1998, Virus Re
s. 56, 157; Fournier et al. 1998, J. Gen. Virol. 7
9, 2376及びそこで引用された文献, Ito et al. 1996,
Journal of General Virology, 77, 1043-1054)、ウイ
ルス感染された細胞系又は細胞培養はHCV−RNA又
はHCV−抗原は直接検出されなかった。この細胞中の
ウイルス性のRNAはノーザンブロット(RNAの定量
的検出のための標準的方法)においても検出できず、ウ
ェスタンブロットにおいて又は免疫沈降を用いてもウイ
ルス性タンパク質は検出できない。著しく煩雑でかつ間
接的方法を用いて、HCV複製を証明することができた
にすぎない。この不利な状況は、この公知のウイルス感
染した細胞系又は細胞培養中での複製が全く不十分であ
ることを明らかに示している。
irology, 69, 32-38)及び Dash etal., (1997, America
n Journal of Pathology, 151, 363-373)の刊行物か
ら、肝癌細胞系を、クローニングされたHCV−ゲノム
のインビトロ転写を用いて得られた合成HCV−RNA
でトランスフェクションできることが公知である。この
2つの文献においてこの著者は、ウイルス性HCV−ゲ
ノムがプラス鎖−RNAであり、このRNAは細胞中へ
導入した後に直接mRNAとして機能し、これにリボソ
ームが付着し、翻訳プロセスの進行においてウイルスタ
ンパク質を形成し、このタンパク質から最終的に新規の
HCV−粒子が形成される(できる)という基本思想か
ら出発している。このウイルス複製、つまり新規に形成
されたHCV−ウイルスもしくはそのRNAは、RT−
PCRを用いて検出された。しかしながら、実施された
RT−PCRの発表された結果は、記載されたHCV−
トランスフェクションされた肝癌細胞内でHCV複製の
効率は著しくわずかであり、見込みのある抗ウイルス療
法を用いた意図的な影響による複製率における変動を質
的に、ましてや定量的に測定するためにはいずれの場合
も不十分である。さらに、先行技術において、高保存
3′NTR(hochkonservierte 3' NTR)はウイルス複
製のために不可欠であることは公知であり(Yanagi et
al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 96, 2291-95, 199
9)、このことはHCV−ゲノムの確かな3′末端を知
らずに試験したためもっぱら短縮された3′NTRを有
するHCV−ゲノムを使用したYoo et al.及びDash et
al.の主張と明らかに矛盾している。
頭に記載した種類の細胞培養系を提供することにあり、
その際、真核細胞はヒト細胞、特に市販の肝癌細胞系か
ら由来するが、同様に相応する初代細胞培養から得るこ
とができる肝癌細胞であり、その際、導入されたHCV
−特異的遺伝子材料がHCV−RNA−構築物であり、
この構築物は主にHCV−特異的RNA−断片5′NT
R,NS3,NS4A,NS4B,NS5A,NS5B
及び3′NTRを、有利に前記の順序で、及び少なくと
も1つの選択可能なマーカー遺伝子(選択遺伝子)を包
含する。「NTR」は本願明細書中で「非翻訳領域」を
意味し、これは当業者に概念並びに略語として公知及び
周知である。「HCV−RNA−構築物」の概念は本願
明細書において完全なHCV−ゲノムを含有する構築物
でも、単にそのHCV−ゲノムの一部、つまりHCV−
サブゲノムを含有する構築物でもある。
培養系の有利な変異形は、DSMACC2394の番号
の元で(実験室記号HuBl9−13)DSMZ(Deut
sche Sammlung von Mikrooranismen und Zellkulturen
GmbH in Braunschwieg, Deutschland)に寄託されてい
る。
HCV−RNAは細胞内で、自律的に及び十分に大量に
複製及び発現され、その結果、HCV−RNA−量並び
にHCV−特異的タンパク質の定量的測定を通常の、信
頼できる正確な生化学的測定方法を用いて実施すること
ができるインビトロ系が提供される。つまり、抗ウイル
ス性医薬の開発及び検査のために必要なほぼ信頼できる
細胞ベース(cell-based)の複製系が提供される。この
試験系は有効なHCV特異的な治療法のための潜在的攻
撃標的を同定し、かつHCV化学療法剤を開発及び評価
することを可能にする。
領域(NTR)及び非構造タンパク質(NS)3〜5B
を包含し、さらに選択可能なマーカー遺伝子(選択遺伝
子)を有するHCV−RNA−構築物で細胞をトランス
フェクションした場合に、HCV−RNAの有効な複製
が細胞中で行われるという意想外な認識に基づく。構造
遺伝子が複製の進行のためにあまり重要でなく、他方で
このトランスフェクションされた細胞がHCV−RNA
と結合した選択可能なマーカー遺伝子(選択遺伝子)に
より媒介される永続的な選択圧力を被る場合にのみHC
V−RNAの有効な複製が引き起こされることは明らか
である。マーカー遺伝子(選択遺伝子)は従って、一方
でHCV−RNAを生産複製する細胞の選択を誘発さ
せ、他方でRNA−複製の効率を著しく高めると考えら
れる。
断片5′NTR,NS3,NS4A,NS4B,NS5
A,NS5B及び3′NTRを、有利に前記の順序で包
含し、さらに選択可能なマーカー遺伝子(選択遺伝子)
を包含するセルフリーのHCV−RNA−構築物でもあ
る。
AもしくはNS4BもしくはNS5AもしくはNS5B
もしくは3′NTRの概念は、本願明細書において、先
行技術においてHCVゲノムのそれぞれ該当する機能的
断片についてのヌクレオチド配列として記載されている
各ヌクレオチド配列を表す。
が、初めて細胞培養中でのHCV−複製、HCV−発病
及びHCV−進化の詳細な分析を可能にする。HCV特
異的なウイルス性RNAは、完全なゲノムとして又はサ
ブゲノムとして、任意の量で意図的に製造でき、RNA
−構築物を操作し、ひいてはHCV−機能を遺伝学的レ
ベルで研究及び解明する可能性が生じる。
研究されている全てのHCV−酵素、つまりNS3/4
Aプロテアーゼ、NS3ヘリカーゼ及びNS5Bポリメ
ラーゼは本発明によるHCV−RNA−構築物中に含ま
れているため、該当する全ての研究のために使用するこ
とができる。
CV−RNA−構築物の実施態様は、配列表の配列番号
1によるヌクレオチド配列を包含することを特徴とす
る。実地での使用のために同等に良好な特性を有する他
の実施態様は、配列表の配列番号2又は配列番号3又は
配列番号4又は配列番号5又は配列番号6又は配列番号
7又は配列番号8又は配列番号9又は配列番号10又は
配列番号11によるヌクレオチド配列を包含することを
特徴とする。
は、先行技術において今まで未知のヌクレオチド配列、
つまり次に記載するヌクレオチド配列(a)〜(i)の
グループから選択されるヌクレオチド配列を有する3′
NTRを備えることができる。
含まれる選択可能なマーカー遺伝子(選択遺伝子)は有
利に耐性遺伝子、特に抗生物質耐性遺伝子である。
には該当する抗生物質を細胞培地に添加することによっ
て、この構成物でトランスフェクションされた細胞が、
トランスフェクションされていない細胞から容易に選択
することができるという利点を有する。「抗生物質」と
は本願明細書中ではトランスフェクションされていない
宿主細胞又はHCV−RNAをわずかな効率でしか複製
していない細胞の生存及び成長を阻害する物質、特に細
胞毒、例えばピューロマイシン、ハイグロマイシン、ゼ
オシン(Zeocin)、ブレオマイシン又はブラストサイジ
ンであると解釈される。
に良好な選択可能なマーカー遺伝子(選択遺伝子)もし
くは耐性遺伝子は、ネオマイシンホスホトランスフェラ
ーゼ遺伝子である。
HAT−選択を用いて実施することができるチミジン−
キナーゼ−遺伝子である。
もしくは有利なは耐性遺伝子もしくは特に有利な抗生物
質耐性遺伝子のHCV−RNA−構築物中の位置は、有
利にHCV5′NTRの後方に、つまり5′NTRの下
流にもしくはHCV−読み枠の上流にある。しかしなが
ら、3′NTRの領域内又はHCV−ゲノム又はHCV
−サブゲノムの他の部位、例えばポリタンパク質の範囲
内にあることも考えられる。
う一つの実施態様において、選択可能なマーカー遺伝子
(選択遺伝子)、特に抗生物質耐性遺伝子は、リボザイ
ムを介してもしくはリボザイムに対する認識部位を介し
てHCV−RNAもしくはHCV−ゲノム配列又はサブ
ゲノム配列と結合している。
るような細胞の選択を行うことにより、そこから得られ
た細胞クローンは耐性遺伝子をHCV−サブゲノム配列
のリボザイム媒介性分解により分離することができるこ
とが、つまりクローニングにより組み込まれたリボザイ
ムの活性化によるか、又はリボザイムに対する認識部位
を有する構築物の場合には細胞中へリボザイムを(例え
ばリボザイム構築物のトランスフェクション又は相応す
るリボザイムが導入されたウイルス性発現ベクターでの
感染により)導入することにより分離できることが有利
である。このように、確かな感染性ウイルス粒子の形成
が可能である耐性遺伝子を有する確かなHCV−ゲノム
−構築物が得られる。
う一つの有利な実施態様は、構築物が少なくとも1つの
組み込まれたリポーター遺伝子を有することにより優れ
ている。
伝子の存在で目的生物中へ導入することにより容易に及
び一般的に簡単な生化学的又は組織化学的方法で検出可
能である、つまり少量であっても実験室で通常の測定方
法を用いて簡単でかつ確実に検出及び定量化することが
できるタンパク質をコードするような遺伝子であると解
釈される。
この構築物の複製の程度がリポーター遺伝子産物によっ
て簡単にかつ迅速に実験室で通常の方法により測定でき
るという利点を有する。
遺伝子のグループ、CAT−遺伝子(クロラムフェニコ
ール−アセチル−トランスフェラーゼ−遺伝子)、la
cZ−遺伝子(ベータ−ガラクトシダーゼ遺伝子)、G
FP−遺伝子(緑色−蛍光−タンパク質−遺伝子)、G
US−遺伝子(グルクロニダーゼ遺伝子)又はSEAP
−遺伝子(分泌−アルカリ性−ホスファターゼ−遺伝子
(Sezernerte-Alkalische-Phosphatase-Gen))からの遺
伝子が有利である。このリポーター遺伝子もしくはその
産物、つまり相応するリポータータンパク質は、例えば
蛍光、化学ルミネッセンス、比色法又は免疫法(例えば
ELISA)を用いて測定することができる。
伝子(Surrogatmarkergen)も挙げられる。この遺伝子
は本願明細書において、細胞タンパク質、核酸又は一般
にウイルス複製に依存するバリエーションの影響下にあ
るような機能をコードし、かつその結果HCVもしくは
HCV−RNA−構築物を増幅する細胞中で抑制又は活
性化される遺伝子と解釈される。つまり、この機能の低
下もしくは活性化は、ウイルス複製用のもしくはHCV
−RNA−構築物の複製用の代用マーカーである。
遺伝子(選択遺伝子)の位置は、両方の遺伝子産物から
形成される融合タンパク質を発現するように選択するこ
とができる。この場合、両方の遺伝子がHCV−RNA
−構築物中に配置されており、両方の発現されたタンパ
ク質は、プロテアーゼ(例えばユビキチン)の切断部位
又は自己切断するペプチド(例えばピコルナウイルスの
2A−タンパク質)を介して融合されていて、後になっ
てタンパク質分解により再び分離されるという有利な可
能性が生じる。
産物が別々に発現されるように相互に隔てられていても
よい(例えば次の順序:マーカー遺伝子もしくは耐性遺
伝子−内部のリボソーム結合部位−リポーター遺伝
子)。
遺伝子がHCV−ゲノム又はHCV−サブゲノムのオー
プンリーディングフレーム中へクローニングにより導入
されていて、つまりタンパク質分解のプロセシングによ
って活性形に変換されるような実施態様が特に有利であ
る。
る細胞培養系は多様な目的のために使用することができ
る。これは次のことを包含する: ・ 抗ウイルス性に作用する物質の探索。これは例え
ば、直接又は間接的にウイルス増加に影響する有機化合
物(例えばウイルス性プロテアーゼ、NS3−ヘリカー
ゼ、NS5B RNA依存性RNAポリメラーゼの阻害
剤)、HCV−RNA−構築物内の任意の標的配列(例
えば5′NTR)にハイブリダイズし、ウイルス増加に
直接又は間接的に影響するアンチセンスオリゴヌクレオ
チド(例えば任意のHCV−RNA−配列を分解し、そ
れによりウイルス複製を妨害するHCV−ポリタンパク
質又はリボエンザイムの翻訳の減少に基づく)。
る各種の物質の評価。このような物質は例えば単離生成
された酵素に関して「合理的ドラックデザイン(ration
al drug design)」を用いて並びに「高いスループット
スクリーニング(high-throughput screening)」を用
いて見出すことができる。評価とは、特に相応する物質
の阻害特性の測定並びにその作用メカニズムの決定であ
ると解釈される。
ウイルス性又は細胞性の起源の新規の攻撃標的の同定。
例えば細胞タンパク質がウイルス増殖のために重要であ
る場合には、この細胞タンパク質の阻害によってウイル
ス増殖に影響を及ぼすことができる。このような補助的
因子の探索は本発明による系を用いて可能である。
ムの高い突然変異誘発率に基づき治療法に対する耐性が
生じることがある。このような耐性は物質の臨床的認可
の際に重要であり、本発明による細胞培養系を用いて測
定できる。HCV−RNA−構築物もしくはHCV−ゲ
ノム又はサブゲノムを複製する細胞系は、相応する物質
の濃度を増加させながらインキュベートし、ウイルスR
NAの複製を導入したリポーターにより又はウイルス性
の核酸又はタンパク質の定性的又は定量的測定により決
定する。HCV−RNAの(例えばRT−PCRを用い
た)再クローニング及び配列分析により治療的耐性に原
因のあるヌクレオチド−もしくはアミノ酸交換率を算出
することができる。
確かなウイルスタンパク質(抗原)の製造。本発明によ
る細胞培養系は細胞培養中でのHCV−抗原の発現を可
能にする。この抗原は、特に診断検出法の構築のために
も使用できる。
造のため並びに診断目的のためのHCVウイルス及びウ
イルス様粒子の製造。本発明による細胞培養系を用いて
製造することができる特に細胞培養に適合した完全なH
CV−ゲノムは、細胞培養中で高い効率で複製すること
ができる。このゲノムはHCVの全ての機能を有してお
り、従って感染性のウイルスを製造できる。
構築物は、その全てのバリエーションにおいて多方面の
目的のために使用することができる。これには特に次の
ことが属する: ・ 弱毒化C型肝炎ウイルス又はHCV様粒子の構築及
びその細胞培養中での製造:偶然又は意図的に引き起こ
された突然変異、例えば点突然変異、欠失又は挿入によ
り、弱毒化HCV粒子又はHCV様粒子を製造すること
ができる、つまり完全に複製能力を有するが、病原性は
少ないか又は失っているウイルスもしくはウイルス様粒
子を製造することができる。このような弱毒化HCV粒
子又はHCV様粒子は特にワクチンとして使用可能であ
る。
的遺伝子輸送体として使用するための外来遺伝子を組み
込まれたHCV−RNA−構築物の構築。HCVの優れ
た向肝細胞性及びそのゲノムの一部を異種配列に置き換
えできるという理由から、例えば構造タンパク質を治療
上有効な遺伝子に置き換えたHCV−RNA−構築物を
製造できる。こうして得られたHCV−RNA−構築物
は欠損するHCV機能、例えば構造タンパク質を構成的
に又は誘導可能に発現する細胞内へ有利にトランスフェ
クションによって導入される。「トランス相補性(Tran
skomplementation)」の概念のもとで当業者に公知のこ
の技術により、HCV−RNA−構築物が組み込まれた
ウイルス粒子を製造することができる。こうして得られ
た粒子は有利に肝細胞に感染させるために使用すること
ができる。この細胞内で治療上有効な外来遺伝子を発現
させ、それにより治療作用を発揮させる。
容細胞の探索。この目的のために、完全な感染性ウイル
スの形成が可能である前記のHCV−RNA−ゲノム構
築物の一つを使用するか、又はこれらの構築物は前記の
HCV−サブゲノム−構築物の一つを使用し前記の例に
従って欠損する機能を構成的に又は誘導可能に発現する
細胞系中へトランスフェクションされる。この全ての場
合に、付加的にHCV−配列に耐性遺伝子及び/又はリ
ポーター遺伝子を有するウイルス粒子が生じる。HCV
を複製することができる細胞を探索するために、この細
胞をこうして製造されたウイルスで感染させ、抗生物質
により選択するか又はHCV−RNA−構築物に依存し
てリポーター遺伝子の発現の検出を調査する。HCV−
RNA−構築物を複製する場合、抗生物質耐性もしくは
リポーター遺伝子の発現は検出可能であるため、こうし
て見出された細胞は許容性でなければならない。このよ
うに、ほぼ任意の細胞系又は初代細胞がその許容性につ
いて試験され、探索される。
A−複製の範囲内で偶然に生じるか又はこの構築物中へ
意図的に導入される突然変異に基づき、複製効率の向上
を引き起こすHCV−RNA−構築物の探索を可能にす
る。HCV−RNA−構築物の複製を変化させるこのよ
うな突然変異は、当業者には適合突然変異(adaptiveMu
tationen)として公知である。本発明は従って、細胞培
養に適した突然変異体を獲得する方法でもあり、その
際、この突然変異体はオリジナルのHCV−RNA−構
築物と比べて高められた複製効率を有する。本発明はさ
らに、オリジナルのHCV−RNA−全長ゲノム又はH
CV−RNA−部分ゲノム又はHCV−RNA−構築物
と比較して高められた複製効率を有するHCV−RNA
−全長ゲノム又はHCV−RNA−部分ゲノム又は任意
のHCV−RNA−構築物の突然変異体の製造方法を並
びにオリジナルの構築物、部分ゲノム又は全長ゲノムと
比較して高められた複製効率を有するHCV−RNA−
構築物、HCV−全長ゲノム及びHCV−部分ゲノムを
包含する。
べて高められた複製効率を有する本発明によるHCV−
RNA−構築物の細胞培養に適合した突然変異体を獲得
するための本発明による方法は、導入されたHCV−特
異的遺伝子材料が請求項2から8までのいずれか1項記
載の選択遺伝子を有するHCV−RNA−構築物である
請求項1記載の細胞培養系を、選択遺伝子に応じた選択
培地上/中で培養し、成長した細胞クローンを収穫し、
この細胞クローンからHCV−RNA−構築物を単離す
ることを特徴とする。
単離されたHCV−RNA−構築物は新たに少なくとも
1回継代される、つまり請求項1による細胞培養系の細
胞に導入され、導入されたHCV−特異的遺伝子材料が
選択遺伝子を有する単離されたHCV−RNA−構築物
である請求項1によるその際得られた細胞培養系を選択
遺伝子に応じた選択培地上/中で培養し、成長した細胞
クローンを収穫し、このクローンからHCV−RNA−
構築物を単離する。
の程度ひいては複製効率の程度は該当するHCV−RN
A−構築物中でなお高めることができる。
V−部分ゲノム又はHCV−RNA−構築物と比較して
高められた複製効率を有するHCV−全長ゲノム又はH
CV−部分ゲノム又は任意のHCV−RNA−構築物の
突然変異体を製造する本発明による方法は、前記の2つ
の製造方法を用いて、HCV−RNA−構築物の細胞培
養に適合した突然変異体を製造し、これを細胞から単離
し、先行技術において公知の方法でクローニングし、配
列決定し、オリジナルのHCV−RNA−構築物のヌク
レオチド配列及びアミノ酸配列と比較して、突然変異の
種類、数、及び位置を決定し、かつこの突然変異を意図
的な突然変異誘発又は該当する突然変異を有する配列断
片の置換により、(単離された)HCV−全長ゲノム又
はHCV−部分ゲノム又は任意のHCV−RNA−構築
物中へ導入することを特徴とする。
上させる突然変異の検出もしくは照合のために、特定の
ヌクレオチド置換及び/又はアミノ酸置換をオリジナル
のHCV−RNA−構築物内へ導入し、これを再び細胞
培養中へ導入する試験を実施することができる。導入さ
れた突然変異が実際に複製を向上させる場合には、選択
可能なマーカー遺伝子を有するHCV−RNA−構築物
の場合に、人工的に突然変異誘発された構築物において
耐性の細胞クローンの数が未処理の構築物の際よりも明
らかに高くなる。
細胞培養に適合したHCV−RNA−構築物は、ヌクレ
オチド置換及び/又はアミノ酸置換により請求項2から
8のいずれか1項記載のHCV−RNA−構築物から誘
導可能であり、2つの前記製造方法を用いて得ることが
できることを特徴とする。
構築物は、高められた複製効率を有する任意のHCV−
RNA−構築物又はHCV−全長ゲノム又は部分ゲノム
を製造するために使用することができる。この場合、選
択可能な耐性遺伝子を有する構築物並びにこのような耐
性遺伝子なしのもしくは選択可能なリポーター遺伝子
(例えばルシフェラーゼ)を有する構築物を製造するこ
とができる、それというのも細胞培養に適合したHCV
−RNA−構築物の高い複製効率に基づき、この複製を
選択されていない細胞中でも検出することができるため
である。
オリジナルのHCV−全長ゲノムと比較して高められた
複製効率を有する、HCV−RNA−構築物又はHCV
−全長ゲノム又はHCV−部分ゲノムの本発明による細
胞培養に適合した突然変異体は、細胞培養に適合したH
CV−RNA−構築物中に、配列分析及び配列比較によ
り、突然変異の種類及び数を決定し、この突然変異をH
CV−RNA−構築物中へ、特に請求項2から8までの
いずれか1項記載のHCV−RNA−構築物中へ意図的
な突然変異誘発によるか又は該当する突然変異を有する
配列断片の置換により導入する方法により得られること
を特徴とする。
適用のために著しく良好な適性を有する特に有利なHC
V−RNA−構築物、HCV−全長ゲノム及びHCV−
部分ゲノムのグループは、これが表3に記載した全ての
アミノ酸置換もしくはヌクレオチド置換及び/又は次の
1以上のアミノ酸置換:1283 arg −> gl
y、 1383 glu −> ala、1577 l
ys −> arg、1609 lys −> gl
u、1936 pro −> ser、2163 gl
u −> gly、2330 lys −>glu、2
442 ile −>val(この数はHCV−単離体
con1のポリタンパク質のアミノ酸位置に関する、表
1参照)を有することを特徴とする。
オマイシンホスホトランスフェラーゼ融合タンパク質;
選択可能なマーカー 3. 1202〜1812:脳心筋炎ウイルスの内部の
リボソーム結合部位;その下流に位置するHCVオープ
ンリーディングフレームの翻訳を可能にする 4. 1813〜10842:コアから非構造タンパク
質5BまでのHCVポリタンパク質 5. 1813〜2385:HCVコアタンパク質;構
造タンパク質 6. 2386〜2961:コートタンパク質1(エン
ベロープタンパク質1);構造タンパク質 7. 2962〜4050:コートタンパク質2(エン
ベロープタンパク質2);構造タンパク質 8. 4051〜4239:タンパク質p7 9. 4240〜4890:非構造タンパク質2(NS
2);HCVのNS2−3プロテアーゼ 10. 4891〜6783:非構造タンパク質3(N
S3);HCVのNS3プロテアーゼ/ヘリカーゼ 11. 6784〜6945:非構造タンパク質4A
(NS4A);NS3プロテアーゼのコファクター 12. 6946〜7728:非構造タンパク質4B
(NS4B) 13. 7729〜9069:非構造タンパク質5A
(NS5A) 14. 9070〜10842:非構造タンパク質5B
(NS5B);RNA依存性RNAポリメラーゼ 15. 10846〜11076:HCVの3′非翻訳
領域 配列番号:2 名称:I337/NS2−3′/wt 構造(ヌクレオチド位置): 1. 1〜341:HCVの5′非翻訳領域 2. 342〜1181:HCVのコアタンパク質−ネ
オマイシンホスホトランスフェラーゼ融合タンパク質;
選択可能なマーカー 3. 1190〜1800:脳心筋炎ウイルスの内部の
リボソーム結合部位;その下流に位置するHCVオープ
ンリーディングフレームの翻訳を可能にする 4. 1801〜8403:非構造タンパク質2から非
構造タンパク質5BまでのHCVポリタンパク質 5. 1801〜2451:非構造タンパク質2(NS
2);HCVのNS2−3プロテアーゼ 6. 2452〜4344:非構造タンパク質3(NS
3);HCVのNS3プロテアーゼ/ヘリカーゼ 7. 4345〜4506:非構造タンパク質4A(N
S4A);NS3プロテアーゼのコファクター 8. 4507〜5289:非構造タンパク質4B(N
S4B) 9. 5290〜6630:非構造タンパク質5A(N
S5A) 10. 6631〜8403:非構造タンパク質5B
(NS5B);RNA依存性RNAポリメラーゼ 11. 8407〜8637:HCVの3′非翻訳領域 配列番号:3 名称:I389/NS3−3′/wt 構造(ヌクレオチド位置) 1. 1〜341:HCVの5′非翻訳領域 2. 342〜1193:HCVのコアタンパク質−ネ
オマイシンホスホトランスフェラーゼ融合タンパク質;
選択可能なマーカー 3. 1202〜1812:脳心筋炎ウイルスの内部の
リボソーム結合部位;その下流に位置するHCVオープ
ンリーディングフレームの翻訳を可能にする 4. 1813〜7767:非構造タンパク質3から非
構造タンパク質5BまでのHCVポリタンパク質 5. 1813〜3708:非構造タンパク質3(NS
3);HCVのNS3プロテアーゼ/ヘリカーゼ 6. 3709〜3870:非構造タンパク質4A(N
S4A);NS3プロテアーゼのコファクター 7. 3871〜4653:非構造タンパク質4B(N
S4B) 8. 4654〜5994:非構造タンパク質5A(N
S5A) 9. 5995〜7767:非構造タンパク質5B(N
S5B);RNA依存性RNAポリメラーゼ 10. 7771〜8001:HCVの3′非翻訳領域 配列番号:4 名称:I337/NS3−3′/wt 構造(ヌクレオチド位置) 1. 1〜341:HCVの5′非翻訳領域 2. 342〜1181:HCVのコアタンパク質−ネ
オマイシンホスホトランスフェラーゼ融合タンパク質;
選択可能なマーカー 3. 1190〜1800:脳心筋炎ウイルスの内部の
リボソーム結合部位;その下流に位置するHCVオープ
ンリーディングフレームの翻訳を可能にする 4. 1801〜7758:非構造タンパク質3から非
構造タンパク質5BまでのHCVポリタンパク質 5. 1801〜3696:非構造タンパク質3(NS
3);HCVのNS3プロテアーゼ/ヘリカーゼ 6. 3697〜3858:非構造タンパク質4A(N
S4A);NS3プロテアーゼのコファクター 7. 3859〜4641:非構造タンパク質4B(N
S4B) 8. 4642〜5982:非構造タンパク質5A(N
S5A) 9. 5983〜7755:非構造タンパク質5B(N
S5B);RNA依存性RNAポリメラーゼ 10. 7759〜7989:HCVの3′非翻訳領域 配列番号:5 名称:I389/NS2−3′/wt 構造(ヌクレオチド位置) 1. 1〜341:HCVの5′非翻訳領域 2. 342〜1193:HCVのコアタンパク質−ネ
オマイシンホスホトランスフェラーゼ融合タンパク質;
選択可能なマーカー 3. 1202〜1812:脳心筋炎ウイルスの内部の
リボソーム結合部位;その下流に位置するHCVオープ
ンリーディングフレームの翻訳を可能にする 4. 1813〜8418:非構造タンパク質2から非
構造タンパク質5BまでのHCVポリタンパク質 5. 1813〜2463:非構造タンパク質2(NS
2);HCVのNS2−3プロテアーゼ 6. 2464〜4356:非構造タンパク質3(NS
3);HCVのNS3プロテアーゼ/ヘリカーゼ 7. 4357〜4518:非構造タンパク質4A(N
S4A);NS3プロテアーゼのコファクター 8. 4519〜5301:非構造タンパク質4B(N
S4B) 9. 5302〜6642:非構造タンパク質5A(N
S5A) 10. 6643〜8415:非構造タンパク質5B
(NS5B);RNA依存性RNAポリメラーゼ 11. 8419〜8649:HCVの3′非翻訳領域 配列番号:6 名称:I389/NS3−3′/9−13F 構造(ヌクレオチド位置) 1. 1〜341:HCVの5′非翻訳領域 2. 342〜1193:HCVのコアタンパク質−ネ
オマイシンホスホトランスフェラーゼ融合タンパク質;
選択可能なマーカー 3. 1202〜1812:脳心筋炎ウイルスの内部の
リボソーム結合部位;その下流に位置するHCVオープ
ンリーディングフレームの翻訳を可能にする 4. 1813〜7767:細胞培養に適合した突然変
異体9−13Fの非構造タンパク質3から非構造タンパ
ク質5BまでのHCVポリタンパク質 5. 1813〜3708:非構造タンパク質3(NS
3);HCVのNS3プロテアーゼ/ヘリカーゼ 6. 3709〜3870:非構造タンパク質4A(N
S4A);NS3プロテアーゼのコファクター 7. 3871〜4653:非構造タンパク質4B(N
S4B) 8. 4654〜5994:非構造タンパク質5A(N
S5A) 9. 5995〜7767:非構造タンパク質5B(N
S5B);RNA依存性RNAポリメラーゼ 10. 7771〜8001:HCVの3′非翻訳領域 配列番号:7 名称:I389/core−3′/9−13F 構造(ヌクレオチド位置) 1. 1〜341:HCVの5′非翻訳領域 2. 342〜1193:HCVのコアタンパク質−ネ
オマイシンホスホトランスフェラーゼ融合タンパク質;
選択可能なマーカー 3. 1202〜1812:脳心筋炎ウイルスの内部の
リボソーム結合部位;その下流に位置するHCVオープ
ンリーディングフレームの翻訳を可能にする 4. 1813〜10842:細胞培養に適合した突然
変異体9−13Fのコアから非構造タンパク質5Bまで
のHCVポリタンパク質 5. 1813〜2385:HCVコアタンパク質;構
造タンパク質 6. 2386〜2961:コートタンパク質1(エン
ベロープタンパク質1);構造タンパク質 7. 2962〜4050:コートタンパク質2(エン
ベロープタンパク質2);構造タンパク質 8. 4051〜4239:タンパク質p7 9. 4240〜4890:非構造タンパク質2(NS
2);HCVのNS2−3プロテアーゼ 10. 4891〜6783:非構造タンパク質3(N
S3);HCVのNS3プロテアーゼ/ヘリカーゼ 11. 6784〜6945:非構造タンパク質4A
(NS4A);NS3プロテアーゼのコファクター 12. 6946〜7728:非構造タンパク質4B
(NS4B) 13. 7729〜9069:非構造タンパク質5A
(NS5A) 14. 9070〜10842:非構造タンパク質5B
(NS5B);RNA依存性RNAポリメラーゼ 15. 10846〜11076:HCVの3′非翻訳
領域 配列番号:8 名称:I389/NS3−3′/5.1 構造(ヌクレオチド位置) 1. 1〜341:HCVの5′非翻訳領域 2. 342〜1193:HCVのコアタンパク質−ネ
オマイシンホスホトランスフェラーゼ融合タンパク質;
選択可能なマーカー 3. 1202〜1812:脳心筋炎ウイルスの内部の
リボソーム結合部位;その下流に位置するHCVオープ
ンリーディングフレームの翻訳を可能にする 4. 1813〜7767:細胞培養に適合した突然変
異体5.1の非構造タンパク質3から非構造タンパク質
5BまでのHCVポリタンパク質 5. 1813〜3708:非構造タンパク質3(NS
3);HCVのNS3プロテアーゼ/ヘリカーゼ 6. 3709〜3870:非構造タンパク質4A(N
S4A);NS3プロテアーゼのコファクター 7. 3871〜4653:非構造タンパク質4B(N
S4B) 8. 4654〜5994:非構造タンパク質5A(N
S5A) 9. 5995〜7767:非構造タンパク質5B(N
S5B);RNA依存性RNAポリメラーゼ 10. 7771〜8001:HCVの3′非翻訳領域 配列番号:9 名称:I389/core−3′/5.1 構造(ヌクレオチド位置) 1. 1〜341:HCVの5′非翻訳領域 2. 342〜1193:HCVのコアタンパク質−ネ
オマイシンホスホトランスフェラーゼ融合タンパク質;
選択可能なマーカー 3. 1202〜1812:脳心筋炎ウイルスの内部の
リボソーム結合部位;その下流に位置するHCVオープ
ンリーディングフレームの翻訳を可能にする 4. 1813〜10842:細胞培養に適合した突然
変異体5.1のコアから非構造タンパク質5BまでのH
CVポリタンパク質 5. 1813〜2385:HCVコアタンパク質;構
造タンパク質 6. 2386〜2961:コートタンパク質1(エン
ベロープタンパク質1);構造タンパク質 7. 2962〜4050:コートタンパク質2(エン
ベロープタンパク質2);構造タンパク質 8. 4051〜4239:タンパク質p7 9. 4240〜4890:非構造タンパク質2(NS
2);HCVのNS2−3プロテアーゼ 10. 4891〜6783:非構造タンパク質3(N
S3);HCVのNS3プロテアーゼ/ヘリカーゼ 11. 6784〜6945:非構造タンパク質4A
(NS4A);NS3プロテアーゼのコファクター 12. 6946〜7728:非構造タンパク質4B
(NS4B) 13. 7729〜9069:非構造タンパク質5A
(NS5A) 14. 9070〜10842:非構造タンパク質5B
(NS5B);RNA依存性RNAポリメラーゼ 15. 10846〜11076:HCVの3′非翻訳
領域 配列番号:10 名称:I389/NS3−3′/19 構造(ヌクレオチド位置) 1. 1〜341:HCVの5′非翻訳領域 2. 342〜1193:HCVのコアタンパク質−ネ
オマイシンホスホトランスフェラーゼ融合タンパク質;
選択可能なマーカー 3. 1202〜1812:脳心筋炎ウイルスの内部の
リボソーム結合部位;その下流に位置するHCVオープ
ンリーディングフレームの翻訳を可能にする 4. 1813〜7767:細胞培養に適合した突然変
異体19の非構造タンパク質3から非構造タンパク質5
BまでのHCVポリタンパク質 5. 1813〜3708:非構造タンパク質3(NS
3);HCVのNS3プロテアーゼ/ヘリカーゼ 6. 3709〜3870:非構造タンパク質4A(N
S4A);NS3プロテアーゼのコファクター 7. 3871〜4653:非構造タンパク質4B(N
S4B) 8. 4654〜5994:非構造タンパク質5A(N
S5A) 9. 5995〜7767:非構造タンパク質5B(N
S5B);RNA依存性RNAポリメラーゼ 10. 7771〜8001:HCVの3′非翻訳領域 配列番号:11 名称:I389/core−3′/19 構造(ヌクレオチド位置) 1. 1〜341:HCVの5′非翻訳領域 2. 342〜1193:HCVのコアタンパク質−ネ
オマイシンホスホトランスフェラーゼ融合タンパク質;
選択可能なマーカー 3. 1202〜1812:脳心筋炎ウイルスの内部の
リボソーム結合部位;その下流に位置するHCVオープ
ンリーディングフレームの翻訳を可能にする 4. 1813〜10842:細胞培養に適合した突然
変異体19のコアから非構造タンパク質5BまでのHC
Vポリタンパク質 5. 1813〜2385:HCVコアタンパク質;構
造タンパク質 6. 2386〜2961:コートタンパク質1(エン
ベロープタンパク質1);構造タンパク質 7. 2962〜4050:コートタンパク質2(エン
ベロープタンパク質2);構造タンパク質 8. 4051〜4239:タンパク質p7 9. 4240〜4890:非構造タンパク質2(NS
2);HCVのNS2−3プロテアーゼ 10. 4891〜6783:非構造タンパク質3(N
S3);HCVのNS3プロテアーゼ/ヘリカーゼ 11. 6784〜6945:非構造タンパク質4A
(NS4A);NS3プロテアーゼのコファクター 12. 6946〜7728:非構造タンパク質4B
(NS4B) 13. 7729〜9069:非構造タンパク質5A
(NS5A) 14. 9070〜10842:非構造タンパク質5B
(NS5B);RNA依存性RNAポリメラーゼ 15. 10846〜11076:HCVの3′非翻訳
領域 本発明を以下に実施例ならびにそれに付属する表および
図に基づいて詳細に説明する。挙げられる図は以下のこ
とを示す。
築物の構造 一番上に、完全な親HCVゲノムの構造の略図をポリタ
ンパク質内の分割産物コア、E1、E2、p7、NS
2、NS3、NS4A、NS4B、NS5AおよびNS
5Bのための遺伝子の位置、ならびに5′および3′非
翻訳領域(5′NTRおよび3′NTR)(水平のバー
として示した)、およびサブゲノム構築物の製造のため
に選択される両方の位置、すなわちNS5B RNAポ
リメラーゼの“GDD触媒ドメイン”の位置(GDD)
およびHCV−IRESの3′境界部の位置(ヌクレオ
チド位置1〜377もしくは1〜389)(ゲノム略図
の上方に示した)と一緒に与えた。ゲノム略図の下方の
数字は相当するヌクレオチド位置を示している。
ネオマイシンホスホトランスフェラーゼ遺伝子(Neo
R)、EMCV−IRES(E−I)およびNS2もし
くはNS3から確かな3′末端までのHCV配列からな
る本発明による2つの改変したHCV−RNA構築物
(サブゲノム)の略図を示している。NS5Bポリメラ
ーゼGDDモチーフを含む10アミノ酸の欠失位置をそ
れぞれ三角形(Δ)で印す。
養されたHuh−7細胞クローンにおける複製されたプ
ラス鎖RNAの検出のための変性ホルムアルデヒド−ア
ガロースゲル電気泳動の結果 HCV特異的RNAの位置(矢印)および28S rR
NAの位置をレーン12の右側に示し、RNAマーカー
(M)のサイズ(ヌクレオチド数)をレーン1の左側に
示した。
において導入されたレプリコンDNAが存在しないこと
を証明するための引き続きのサザンブロットによるPC
R試験の結果 レーン1およびレーン2はポジティブコントロールを示
し、レーン13はネガティブコントロールを示してい
る。レーン1の左に示された数字はヌクレオチドマーカ
ー分子のサイズを明示している。
胞クローン(9−13)における導入されたレプリコン
DNA(プラスミド分子I377/NS3−3′/wt)
の高感度の排除のための引き続きのサザンブロットによ
るPCR試験の結果 レーン7〜レーン11は細胞クローン9−13の全DN
Aを添加しない構築物I377/NS3−3′/wtのD
NA分子の検量の結果を表し、かつレーン2〜レーン6
はPCR前にその都度1μgの9−13DNAを添加し
た(DNA調製におけるPCRのインヒビターの排除の
ため)同一のプラスミド分子を表す。レーン13はネガ
ティブコントロール(DNAプローブ無しでのPCR)
を表す。レーン1は細胞クローン9−13の全DNA1
μgを使用して得られた結果を示している。
イナス鎖RNAの定量のためのノーザンブロット試験の
結果 矢印はレプリコンRNAの位置を印している。“プラ
ス”および“マイナス”の移行はゲル上に載せられたR
NAコントロールの正(プラス)の極性もしくは負(マ
イナス)の極性を表す。“マイナス鎖”および“プラス
鎖”は放射性RNAプローブの特異性を表す。
イシンに対する耐性を証明するための細胞内で複製され
たHCV−RNAの放射性標識後のホルムアルデヒド−
アガロースゲル電気泳動の結果 図3A:代謝放射性標識後の免疫沈降による選択された
細胞クローンにおけるHCV特異抗原の検出 レーン7〜レーン9は確かなサイズマーカー(Huh−
7細胞中でのHCV−RNA構築物の一過性発現後に得
られた)を表し、同定されたHCVタンパク質はレーン
1の左端に印し、分子量(キロダルトン)はレーン9の
右側に示した。
出のための免疫蛍光試験の結果 図4:5′HCV−IRES、ネオマイシンホスホトラ
ンスフェラーゼ遺伝子(NeoR)、異種の、例えば脳
心筋炎ウイルスのIRES−エレメント(E−I)、完
全なHCV読み枠および確実な3′NTRからなる、本
発明による選択可能なHCV−RNA構築物(完全なゲ
ノム)の構造の略図 図5:ポリタンパク質をコードするヌクレオチド配列内
に挿入された抗生物質耐性遺伝子(単シストロン性RN
A)(A)および3′NTR内に挿入された抗生物質耐
性遺伝子(2シストロン性RNA)(B)を有するHC
V−RNA構築物の構造の略図 図6:NS3からNS5BまでのHCVレプリコンの一
部として挿入されたリポーター遺伝子を有するHCV−
RNA構築物の構造(A)(そのリポータータンパク質
は最終的にはウイルスまたは細胞のプロテアーゼによっ
てポリタンパク質から分離され、かつ選択可能なマーカ
ー遺伝子(選択遺伝子)もしくは耐性遺伝子は同時トラ
ンスフェクションによって細胞中に導入される)、耐性
遺伝子およびリポーター遺伝子(例えばネオマイシンホ
スホトランスフェラーゼおよび緑色蛍光タンパク質のた
めの遺伝子)からなる融合遺伝子の一部として挿入され
たリポーター遺伝子を有するHCV−RNA構築物の構
造(B)、耐性遺伝子およびリポーター遺伝子(例えば
ネオマイシンホスホトランスフェラーゼおよび緑色蛍光
タンパク質のための遺伝子)からなるレプリコンの一部
として挿入されたリポーター遺伝子を有するHCV−R
NA構築物の構造(C)(これらはプロテアーゼによっ
て分解できるかまたは自己分解(自己触媒)活性を有す
るアミノ酸配列(斜線の範囲)をコードするヌクレオチ
ド配列中を介して結合している)、自体の内部のリボソ
ーム結合部位(IRES)から発現される独立の遺伝子
(ここでは緑色蛍光タンパク質)として挿入されたリポ
ーター遺伝子を有するHCV−RNA構築物の構造
(D)(耐性遺伝子(ここではネオマイシンホスホトラ
ンスフェラーゼ遺伝子)は自体の内部のリボソーム結合
部位(IRES)から独立して同様に発現される)(複
シストロン性構築物)の略図 図7:耐性遺伝子がリボザイムもしくはリボザイムのた
めの認識部位を介してHCV−RNA配列と結合してい
るHCV−RNA構築物の構造の略図太い線はHCVの
5′および3′のNTRを意味し、E−Iは耐性遺伝子
の発現のために必須の異種の内部リボソーム結合部位で
あり、灰色の正方形はリボザイムもしくはリボザイムの
認識部位を意味する。
遺伝子を有するHCV−RNA構築物の構造の略図 図9:全RNAとインビトロ転写物との比感染力(形成
した細胞コロニーの数として示した)の比較のための方
法プロセス HCV−RNAを相応のRNA構築物のインビトロ転写
によって製造し、260nmでの光学密度(OD260
nm)の測定によって定量した。これらの分子の規定さ
れた数をナイーヴHuh−7細胞の全RNAの一定量と
混合し、かつこれらの混合物をエレクトロポレーション
を使用してナイーヴHuh−7細胞中に導入した。それ
に並行して、図1に記載される方法によって製造された
細胞クローンの全RNAを従来の技術において公知の方
法で単離し、かつそれに含有されるHCV−RNAの量
をHCV特異的なRNAプローブを使用するノーザンブ
ロットおよび引き続きのホスホイメージャー(Phosphoi
mager)による定量によって決定する。全RNAの規定
された量をインビトロ転写物と類似にネイティブなHu
h−7細胞中にトランスフェクションさせた。次いで両
方のバッチ中の細胞はG418選択を実施し、かつ形成
したコロニーの数を、固定およびクーマシーブリリアン
トブルーでの染色の後に計数することによって決定し
た。トランスフェクション効率の決定のために、各トラ
ンスフェクションバッチにルシフェラーゼの発現を可能
にするプラスミド1μgを添加した。トランスフェクシ
ョンした細胞のアリコートを24時間後に収穫し、かつ
各細胞溶解物中のルシフェラーゼ活性を決定した。コロ
ニーの数はその都度ルシフェラーゼ発現に基づいて規格
化した。
スフェクションによって生じる細胞クローン9−13の
全RNAを従来の技術において公知の方法を使用して単
離し、かつヌクレオチド位置59〜9386までのHC
V−RNA構築物を“長距離RT−PCR(long-dista
nce RT-PCR)”を使用してプライマーS59およびA9
413の使用下に増幅させた。PCR断片をクローニン
グし、かつ11個のクローン(9−13A〜Kと呼ぶ)
を完全に配列決定し、その際、クローンDおよびクロー
ンI、クローンEおよびクローンGならびにクローンH
およびクローンJは同一であると証明された。再クロー
ニングされたHCV−RNAと親構築物の間のNS3−
5B領域におけるアミノ酸差異の位置はそれぞれのクロ
ーンにおいて太い垂線で印した。各クローンを制限酵素
SfiIで消化し、かつそれぞれの断片を親構築物に挿
入した。これらのクローンをそれぞれのHuh−7細胞
にトランスフェクションし、該細胞を図1に記載のよう
に選択した。各構築物によって得られる細胞クローンの
数は各構築物の右隣に印した。
複製アッセイの原理 この図の上方部分においては、HCV5′NTR(ヌク
レオチド位置1〜389)、ルシフェラーゼ遺伝子(l
uc)、脳心筋炎ウイルスのIRES、HCVNS3−
5Bおよび3′NTRからなるHCV−DNA構築物I
389/Luc/NS3−3′が示されている。不活性化
するアミノ酸の交換が導入されたNS5B RNAポリ
メラーゼの活性中心の位置は“GND”で示した。複製
能力のあるHCV−RNA構築物もしくは欠失HCV−
RNA構築物をコードするプラスミドをScaIで消化
し、かつT7RNAポリメラーゼによるインビトロ転写
において使用した。鋳型DNAの除去後に、それぞれの
HCV−RNA構築物をエレクトロポレーションによっ
てナイーヴHuh−7細胞中に導入し、これらを規則的
な間隔で収穫した。
/Luc/NS3−3′/wt(wt)または以下の変
異体:不活性RNA(318DN)、変異体9−13F
もしくは変異体5.1でトランスフェクションした細胞
におけるルシフェラーゼ活性の比較 細胞を、トランスフェクション後の6時間(示されてい
ない)、24時間、48時間、72時間、96時間、1
20時間、144時間および168時間に収穫し、かつ
ルシフェラーゼ活性を発光測定的に決定した。
築物I389/core−3′/5.1およびI389/co
re−3′/9−13F) (A)全長構築物の略図。制限酵素SfiIのための2
つの示される認識部位間の範囲は高度に適合したRNA
変異体5.1または9−13Fの配列に相当する。
e−3′/5.1のインビトロ転写されたRNA各0.
1μgでHUH7細胞にトランスフェクションした後に
得られるコロニーの数。代表的な試験の結果を挙げてい
る。
フェクション後に得られるG418耐性細胞クローンに
おける自律的に複製されるHCV−全長RNAの検出。
図はneo−耐性遺伝子およびHCV5′NTRに対す
るプローブとハイブリダイズしたノーザンブロットのオ
ートラジオグラムを示している。レーン1およびレーン
2に示されるコントロールは、ナイーヴHuh−7細胞
からの全RNAと混合された挙げられるインビトロ転写
物の各108分子に相当する。ネガティブコントロール
はナイーヴHuh−7細胞(レーン3)からの全RNA
を専ら有している。レーン4〜9は、インビトロ転写さ
れたI389/core−3′/5.1−RNAもしくは
I389/core−3′/9−13F−RNAでトラン
スフェクションした後に得られたG418耐性細胞クロ
ーンからの全RNA3〜10μgを含有している。選択
のために使用されるG418濃度をその都度挙げてい
る。示される5個の細胞クローンは高度に適合したRN
A変異体5.1(レーン4〜8)を有し、1個の細胞ク
ローンは適合したRNA変異体9−13F(レーン9)
を有している。
HCV−RNA構築物。(A)2シストロン性HCV−
RNA構築物。リポーター遺伝子を別々のIRESを使
用して翻訳した。(B)単シストロン性HCV−RNA
構築物。リポーター遺伝子産物をHCVタンパク質との
融合タンパク質として発現させた。2つの成分をウイル
スのプロテアーゼもしくは細胞のプロテアーゼのための
融合された2つのタンパク質成分のタンパク質分解によ
る分離を可能にする認識配列を介して結合させる。示さ
れる例ではリポーター遺伝子産物およびそれぞれのHC
Vタンパク質をユビキチン(Ub)のための認識配列を
介して融合させた。
た外来遺伝子を有している3シストロン性のHCV−全
長RNA構築物。
融合タンパク質として発現する単シストロン性HCV−
RNA構築物。耐性遺伝子(RG)は融合タンパク質と
して活性であるか、または該遺伝子を、耐性遺伝子産物
がHCV成分の細胞性もしくはウイルス性のプロテアー
ゼによって分解されるように、HCV成分を有するタン
パク質分解可能な配列と融合する。示される例では、耐
性遺伝子を、ユビキチン(Ub)をコードする配列を介
してそれぞれのHCV成分と融合させた。
ゲノムの合成およびクローニング 慢性に感染した患者の肝臓から、HCV−ゲノム、つま
りHCV−RNAを以下の通りに単離した:肝臓約10
0mgからChomczynskiおよびSacci(1987, Anal. Bioch
em. 162, 15)の方法により完全RNAを単離した。単離
したこのRNA1μgを用いて、プライマーA6103
(GCTATCAGCCGGTTCATCCACTG
C)またはA9413(CAGGATGGCCTATT
GGCCTGGAG)を有し、かつエキスパンドリバー
ストランスクリプターゼ(expand reverse transcriptas
e)システム(Boehringer Mannheim、ドイツ)を用いた
逆転写を製造元の指示に従って実施した。この逆転写
(RT)生成物を用いて、ポリメラーゼ連鎖反応(PC
R=polymerase chain reaction)を、エキスパンドロン
グテンプレート(expand long template)システム(Boeh
ringer Mannheim、ドイツ)の使用下で実施し、その
際、ジメチルスルホキシド2%の含有率を有する緩衝液
を使用した。42℃で1時間の後、この反応バッチの1
/8を、プライマーA6103およびS59(TGTC
TTCACGCAGAAAGCGTCTAG)、または
A9413およびS4542(GATGAGCTCGC
CGCGAAGCTGTCC)とともに第一のPCRの
サイクルにおいて使用した。40サイクル後に、この反
応バッチの1/10を、プライマーS59およびA49
19(AGCACAGCCCGCGTCATAGCAC
TCG)、またはS4542およびA9386(TTA
GCTCCCCGTTCATCGGTTGG)とともに
第二のPCRのサイクルにおいて使用した。30サイク
ル後に分離用アガロースゲル電気泳動を用いてPCR生
成物を精製し、かつその際に溶離した断片をベクターp
CR2.1(Invitrogen)またはpBSKII(Strata
gene)中でライゲーションした。それぞれの断片からの
4つのクローンを分析し、かつ配列決定し、かつコンセ
ンサス配列を確認した。この目的のためにDNA配列を
相互に比較した。断片の1つの配列が残りのものと異な
る位置を、不所望の突然変異と見なした。配列が多義性
である場合、該当する領域の自体オーバーラップしてい
る比較的短いPCR断片を増幅し、かつ複数のクローン
を配列決定した。このようにしてそれぞれの断片中の数
多くの潜在的な突然変異を同定し、ひいては単離物−特
異的なコンセンサス配列を確定することができた。確定
されたこのコンセンサス配列もしくはこのゲノムは、世
界的に普及している遺伝子型1bに属する。3′末端に
おける翻訳されなかった領域(=3′NTR)が通常の
PCRにより得られ、その際、従来技術において公知の
「X−テール(X-tails)」(Tanaka et al., 1995, Bioc
hem.Biophys. Res. Commum. 215, 744およびRice,PC
T/US96/14033)の最後の24のヌクレオチ
ドを覆うアンチセンス−プライマーを使用した。PCR
を用いてT7プロモーターの鎖の下流の5′−末端(=
5′NTR)における確立された非翻訳領域を発生さ
せ、その際、一方では短縮したT7プロモーター(TA
A TAC GAC TCA CTA TAG)および
HCVの第一の88のヌクレオチドに相当するオリゴヌ
クレオチドを使用し、かつ他方ではゲノムの5′断片の
1つを有する前記のプラスミドを使用した。非コンセン
サス交換の数が極めて少ないサブゲノム断片から、完全
HCV−コンセンサスゲノムを構成し、かつ改変したp
BR322−ベクターに挿入した。部位特異的突然変異
(site-directed mutagenesis)を用いてコンセンサス配
列からの差異を排除した。確定された3′末端を有する
「ラン−オフ(run-off)」転写を製造するために、単離
物の3′−NTR(末端TGTを有する)をAGTに変
性し(Kolykhalov etal., 1996, J. Virol. 70, 3363に
よる遺伝子型3=クローン’WS’の配列による)、か
つさらに付加的なヌクレオチド交換を位置9562にお
いて行い、AT塩基対を3′NTR(Kolyhalov et a
l., ibid.)の3′末端におけるヘアピン構造中に保持
した。酵素Sca1のための内部の制限部位を排除する
ために、さらにいわゆる発現しない(silent)ヌクレオチ
ド交換を行った。適合した5′NTRおよび3′NTR
を有する全長のゲノムの連結後に、完全HCV配列を調
査した。その際、不所望のヌクレオチド交換は発見され
なかった。
定義によれば向肝性(hepatotrop)であるべきである。
物の合成 (A)に記載したコンセンサスゲノムの使用下に、抗生
物質耐性遺伝子のネオマイシン−ホスホトランスフェラ
ーゼ(NPT)および内部のリボソーム結合部位(IR
ES)の2つの配列を有するHCV−サブゲノム−構築
物を製造した。このために使用した生化学的なプロセス
技術は、当業者に公知であり、かつ周知である(次の文
献を参照のこと:Sambrook, J., E.F. Fritsch, T. Man
iatis, 1989, Molecularcloning: a laboratory manua
l., 2nd ed., Cold Spring Harbour Laboratory, Cold
Spring Harbor, N.Y.; Ausubel et al. (eds.), 1994,
Current Protocols in Molecular Biology, Vol. 1-3,
John Willey & Sons Inc.,New York)。抗生物質耐性遺
伝子を直接5′NTRの後ろに挿入し、このことにより
2シストロンのRNAが得られた(図1Aを参照のこ
と)。しかしまた抗生物質耐性遺伝子はHCV−サブゲ
ノム−構築物の別の部位、例えばポリタンパク質をコー
ドするヌクレオチド配列の内部にもまた同様に良好に挿
入することができ、このことにより単シストロンのRN
Aが得られる(図5Aを参照のこと)か、または3′N
TR中に挿入する(図5Bを参照のこと)。IRES−
エレメントは一方では両方のHCV−IRES−変異体
ヌクレオチド1−377またはヌクレオチド1−389
の1つであり、かつ他方ではNS2またはNS3に関す
る遺伝子の鎖の下流にゲノムの確かな3′末端までHC
V配列の翻訳を制御するエンゼファロマイオカルディテ
ィス(Enzephalomyocarditis)ウイルスのIRESであ
る。
以下の通りに確認した:HCV−IRESの3′境界部
の欠失分析法(Reynolds et al., 1995, EMBOJ. 14, 60
10)に基づいて、5′NTRの種々の断片をNPT遺伝
子と融合し、かつT7 RNAポリメラーゼ遺伝子を含
有しているプラスミドとの同時トランスフェクションに
基づいて、形成されたコロニーの最大数に関して分析し
た。1−377および1−389のHCV配列で最良の
結果が得られた。HCVポリタンパク質のAUG出発コ
ードは位置342に存在し、ひいてはIRES配列中に
含有されているので、HCV−カプシドタンパク質(コ
アタンパク質(Core-Proeins))の12個もしくは16個
のアミノ酸とネオマイシンホスホトランスフェラーゼと
が融合する(図1Aを参照のこと)。
−構築物は名称I377/NS2−3′(またはI377/N
S3−3′)およびI389/NS2−3′(またはI389
/NS3−3′)を有していた。これらは図1Aに図示
されている。
−構築物I377/NS2−3′(またはI377/NS3−
3′)およびI389/NS2−3′(またはI389/NS
3−3′)のインビトロ−転写を用いて、ヒトの肝細胞
の種々の細胞系および一次細胞培養をトランスフェクシ
ョンした。
するネガティブコントロールとして、それぞれの改変親
HCV−サブゲノム−構築物に対して、1つの相応して
改変したが、しかしサブゲノムは読み枠中で、NS5B
RNAポリメラーゼの活性中心を含む10個のアミノ
酸の欠失を有していることにより親サブゲノムから区別
される欠損サブゲノムを構成した(Behrens et al., 19
96, EMBO J. 15, 12;およびLohmann et al., 1997, J.
Virol. 71, 8416)。
の合成 5′末端でルシフェラーゼ遺伝子の断片および完全EM
CV−IRESと結合しているNS2−3′サブゲノム
構築物を、NcoIおよびSpeIで制限し、かつ分離
用アガロースゲル電気泳動を用いて精製した。このよう
にして得られたベクターを3ファクターライゲーション
において、NcoI/NotI−HCV−断片を用いて
HCV−ゲノムのヌクレオチド位置342〜1968に
相応して、およびNotI/SpeI−断片を用いてヌ
クレオチド位置1968〜9605に相応してライゲー
ションした。その後、完全HCV−読み枠および3′N
TRがルシフェラーゼ遺伝子断片およびEMCV−IR
ESの下流に存在している得られた構築物を、PmeI
およびSpeIで制限し、かつ同様に制限したI38 9/
NS3−3′/wt−サブゲノム構築物ベクターを用い
てライゲーションした。選択可能なこのHCV−ゲノム
構築物が図4に記載されている。
インビトロ転写物の製造 前記の精製したプラスミドDNAを、ScaIを用いて
直線状にし、かつフェノール/クロロホルム−抽出およ
びイソプロパノール−沈殿後に次の成分の使用下にイン
ビトロ−転写反応で使用した:HEPES80mM、p
H7.5、MgCl2 12.5mM、スペルミジン2
mM、ジチオトレイトール40mM、それぞれのNTP
から2mM、RNasin 1ユニット/μl、制限D
NA50μg/mlおよびT7 RNAポリメラーゼ約
2ユニット/μl。37℃で2時間後にT7ポリメラー
ゼの半量を添加し、かつ反応バッチをさらに2時間イン
キュベーションした。DNAの除去のために、該混合物
を酸性フェノールで抽出し(U. Kedzierski, J.C. Port
e, 1991, Bio Techniques 10, 210)、イソプロパノー
ルで沈殿し、ペレットを水中に溶解し、かつDNase
(DNAμgあたり2ユニット)とともに37℃で60
分間インキュベーションした。酸性フェノール、酸性フ
ェノール/クロロホルムおよびクロロホルムを用いたそ
の後の抽出およびイソプロパノール−沈殿の後、溶解し
たRNAを光学密度測定により定量化し、かつその不確
定性をホルムアルデヒド−アガロースゲル電気泳動によ
り調査した。
ンスフェクション実験 すべてのトランスフェクション実験において、それぞれ
の鋳型DNAをあらかじめ除去して、該DNAがトラン
スフェクションした細胞に導入され、かつHCVの複製
とは無関係にこれらにネオマイシン耐性を媒介すること
ができるということを回避することに慎重に注意を払っ
た。従ってインビトロ−転写(例1D)に引き続き、D
NAμgあたり、DNase2ユニットを用いて反応混
合物を37℃で60分間処理し、かつ酸性フェノール、
酸性フェノール/クロロホルムおよびクロロホルムを用
いて抽出した。トランスフェクションのための使用前
に、ホルムアルデヒドアガロースゲル電気泳動を用いて
沈殿したRNAを分析した。
を用いて3つの別々のトランスフェクション実験を実施
した(Nakabayashi et al., 1982, Cancer Res. 42, 38
58)。その際、エレクトロポレーションを用いてその都
度RNA15μgを8×10 6HuH−7−細胞中に導
入し、かつこれらの細胞を引き続き直径10cmの培養
皿に播種した。播種の24時間後に、ネオマイシン(=
G418)を最終濃度1mg/mlで添加した。培地を
週に2回交換した。3〜5週間後に小さいコロニーが認
識され、これを単離し、かつ同一の培養条件下で継代し
た。
ローンを単離し、かつ継代培養した。この手順において
ほとんどのクローンが死滅し、かつ最終収率は親HCV
サブゲノム構築物でトランスフェクションされていた細
胞クローンがわずか9および欠損HCV−ゲノム−構築
物、つまり欠損NS2−3′HCV−RNAでトランス
フェクションされていた細胞クローン1(クローン8−
1)であった。短縮された倍増時間および不規則に形成
された細胞が時折出現すること以外に、これらの9の細
胞クローンと1の細胞クローン(クローン8−1)又は
親Huh−7細胞の間には安定した形態学的な相違は見
られなかった。
基準は、正確な大きさを有するウイルスRNAの形成お
よびG418−耐性を転写されたか、もしくは媒介され
た可能性のある(組み込まれた)プラスミドDNAの不
在である。
定するために、全RNAを単離し、かつ慣用のノーザン
ブロット法を用いてプラス鎖−特異的なリボプローブ(R
ibosonde)(RNA−プローブ)の使用下に分析した。
このためにChomczynskiおよびSacci, 1987, Anal. Bioc
hem. 162, 156の方法によりそれぞれの細胞クローンか
ら全RNAを単離し、変性ホルムアルデヒド−アガロー
スゲル電気泳動法を用いて全RNA含有率0.5〜1×
106細胞に相当するRNA10μgを分離した(図1
Bのレーン3〜12)。確かな配列を有するサイズマー
カーとして、I38 9/NS2−3′/wtまたはI389/
NS3−3′/wtレプリコンRNAに相応する109
のインビトロ−複写を同時に分離した(レーン1もしく
はレーン2)。分離したRNAをナイロンメンブランに
移し、かつヌクレオチド377〜ヌクレオチド1の完全
NPT−遺伝子およびHCV−IRESに対して相補性
に放射性標識したプラス鎖−特異的なRNA−プローブ
を用いてハイブリダイゼーションした。HCV−特的な
RNA(矢印)および28SrRNAの位置は、レーン
12の右側に記載されており、RNAマーカーの大きさ
(ヌクレオチドの数)は、レーン1の左側に記載されて
いる。RNAマーカーの断片は、HCV配列を有してお
り、かつ従ってリボプローブとハイブリダイゼーション
する。この分析の結果は図1Bに記載されている。
ンスフェクションしたクローン8−1を例外として、す
べての細胞クローンは正確な長さの均質なHCV−RN
Aを産出した(NS2−3′の場合、約8640のヌク
レオチドおよびNS3−3′レプリコンの場合、約79
70のヌクレオチド)。この調査は、機能性レプリコン
もしくは機能性HCV−ゲノム−構築物が、G418耐
性を転写するということの指標である。G418耐性
が、Huh−7宿主細胞のゲノムに組み込まれており、
かつ細胞プロモーターのコントロール下で転写されるプ
ラスミドDNAに起因するということを排除するため
に、NPT遺伝子特異的なPCRを用いてそれぞれのク
ローンからDNAを調査した。この場合、選択されたH
uh−7−細胞クローンから、10mMTris、pH
7.5、1mM EDTA、0.5%SDS中のプロテ
インキナーゼK(40μg/ml、1h、37℃)を用
いた消化および引き続きフェノール、フェノール/クロ
ロホルムを用いた抽出およびイソプロパノール沈殿によ
りDNAを単離した。DNA沈殿物を10mMTris
(pH7.5)および1mM EDTA中に溶解し、か
つRnaseAを用いて1時間インキュベーションし
た。フェノール/クロロホルム抽出およびエタノール沈
殿に引き続き、4〜8×104細胞に相応するDNA1
μgを、NPT−遺伝子−特異的なプライマー(5′−
TCAAGACCGACCTG TCCGGTGCCC
−3′および5′−CTTGAGCCTGGCGAAC
AGTTCGGC−3′)の使用下にPCRを用いて分
析し、かつ379のヌクレオチドからなるDNA断片が
得られた。PCR生成物の特異性をサザンブロット法を
用いて検出し、その際、NPT遺伝子に相応するジゴキ
シゲニン標識したDNA断片を使用した。ポジティブコ
ントロールとして、107のプラスミド分子またはネオ
マイシン耐性遺伝子を用いて安定にトランスフェクショ
ンされたBHK細胞系からのDNA1μgを用いてPC
R法を実施し、かつネガティブコントロールとして、同
一であるがしかしDNAを添加しなかった反応試薬を用
いてPCRを実施した。
る。レーン1および2は、ポジティブコントロールを表
し、レーン13は、ネガティブコントロールを表す。レ
ーン1の左側の数の表示は、ヌクレオチド−マーカー−
分子の大きさを表している。NS2−3′レプリコン/
NS2−3′HCV−ゲノム−構築物を用いたトランス
フェクションによる細胞に由来するクローン7−3(図
1C、レーン3)中、および欠損HCV−ゲノム−構築
物を用いたトランスフェクションによる細胞に由来する
クローン8−1(図1C、レーン12)中以外には、い
ずれの細胞クローンでもNPT−DNAを検出できなか
った。この調査は、ほとんどのクローンのG418耐性
が複製されたHCV−RNAにより媒介されたというこ
とのためのさらなる指標である。しかしこの結果とは無
関係に、正確な大きさを有するHCV−RNAを組み込
まれたプラスミドDNAから製造することはあり得な
い。というのもインビトロ転写のために使用されるプラ
スミドは、真核生物プロモーターもポリアデニル化シグ
ナルも有していないからである。従ってクローン7−3
の場合、耐性はおそらくHCV−RNA−構築物もしく
は複製するHCV−RNAによっても、組み込まれたN
PT DNA配列によっても媒介される可能性は極めて
高く、その一方でクローン8−1の細胞の耐性はもっぱ
ら導入されたプラスミドDNAに起因する。
RNAにより媒介されていることを証明するためにクロ
ーン9−13(図1B、レーン11)をさらに試験し
た。NPT−遺伝子の導入されたコピーを有するクロー
ン8−1をあらゆるところでネガティブコントロールと
して使用した。クローン9−13中のNPT−DNAの
存在を徹底的に排除するという目的で、40000以下
の細胞中のNPT−遺伝子−コピー1000未満の検出
を可能にするPCRを実施した。このPCRの結果は図
2Aに記載されている。このPCRの場合、詳細には以
下の通りに行った:その都度106〜102のプラスミド
分子(I377/NS3−3′/wt)を、直接(レーン
7〜11)またはその都度1μgの9−13DNAの添
加後(レーン2〜6)に試験で使用した。増幅したDN
A断片の特異性を、NPT−特異的なプローブの使用下
にサザンブロットを用いて決定した。DNA−プローブ
を有していないPCRを、ネガティブコントロールとし
て実施した(レーン12)。
9−13のDNAμg中にプラスミドDNAは検出され
なかった(レーン1)。これらの細胞中のHCV−プラ
ス鎖およびマイナス鎖のRNAの量を評価するために、
プラス鎖およびマイナス鎖特異的な放射性標識したリボ
プローブ(Ribosonde)(=RNAプローブ)の使用下に
ノーザンブロット法を用いて全RNAの希釈系列を分析
した。このために、その都度、細胞クローン9−13お
よび8−1から単離された全RNA8μg、4μgまた
は2μgを、ノーザンブロット法で公知量のプラス鎖ま
たはマイナス鎖極性(コントロールRNA)を有する類
似のインビトロ転写と並行して分析し、かつ引き続きハ
イブリダイゼーションした。ハイブリダイゼーション
は、完全NPT遺伝子およびHCV−IRESを覆うプ
ラス鎖特異的リボプローブ(上部の図版の「プラス
鎖」)を用いるか、またはNS3−配列に対して相補的
なマイナス鎖特異的なRNAプローブ(下部の図版の
「マイナス鎖」)を用いて実施した。矢印はレプリコン
RNAの位置を標識している。この分析の結果は図2B
に記載されている。
Aμgが検出され、これは細胞あたり1000〜500
0のHCV−RNA−分子に相当するが、その一方でマ
イナス鎖RNAの量は5〜10倍低かった。この結果
は、マイナス鎖RNAは、プラス鎖分子の合成のための
装入物として使用される複製中間体もしくは中間コピー
であるという仮定と一致する。
RNAポリメラーゼにより触媒されるので、HCV−R
NAの合成は、DNA鋳型からのRNA合成を選択的に
抑制するが、しかしRNA鋳型からのRNA合成を抑制
しない抗生物質であるダクチノマイシンに対して耐性で
あるべきである。この推測を裏付けるために、[3H]
ウリジンを用いて細胞をダクチノマイシンの存在下でイ
ンキュベーションし、放射性標識したRNAを抽出し、
変性アガロースゲル電気泳動を用いて分離し、かつ[3
H]感光板の使用下に市販のバイオ−イメージャー(Bio
-Imager)を用いて分析した。このためにその都度、クロ
ーン9−13および8−1の細胞約5×105をCi[3
H]ウリジン100μを用いてダクチノマイシン(Da
ct)の不在下(−)または4μg/mlの存在下
(+)に16時間インキュベーションした。この標識反
応に引き続き、全RNAを調整し、かつホルムアルデヒ
ド−アガロースゲル電気泳動を用いて分析した。両方の
第一のレーン中で、全RNAの1/10が表示されてい
るのみである。放射性標識したRNAを、BAS−25
00バイオ−イメージャー(フジ(Fuji)社)を用いて目
視できるようにした。
る。NS5Bポリメラーゼのインヒビタープロフィール
との一致において(Behrens et al., 1996, EMBOJ. 15,
12およびLohmann et al., 1997, J. Virol. 71, 841
6)、HCV RNAの複製はダクチノマイシンにより
影響を受けることはないが、その一方で細胞RNAの合
成は抑制された。ウイルスRNAの同一性を確認するた
めに、複製した配列の再クローニングのためにRT−P
CRを実施した。再クローニングしたRNAの配列分析
は、クローン9−13中のRNAがHCV−特異的であ
り、かつHCV−構築物I377/NS3−3′/wtの
転写した転写物と一致することを示した。
る細胞をまず代謝的に[35S]メチオニン/システイン
を用いて放射性に標識し、引き続き溶解し、かつその
後、免疫沈降を用いてHCV特異的なタンパク質を細胞
−溶解産物から単離した。この分析の結果は図3Aに記
載されている。その際、詳細には以下の通りに行った:
細胞クローン9−13(wt)および8−1(Δ)の細
胞を、当業者に公知であり、かつ市販のタンパク質標識
混合物(例えばNEN Life Science)を用いて16時間処
理することにより代謝的に放射性標識した。非変性条件
下(例えばBartenschlager et al., 1995, J. Virol, 6
9, 7519による)または3つの異なった抗血清の使用下
(3/4, 5A, 5B、レーン1〜12の上部の末端における
標識による)に免疫沈降(IP)を用いて、HCV特異
タンパク質を細胞−溶解産物から分離した。トリシンS
DS−PAGEを用いて免疫複合体を分析し、かつオー
トラジオグラフ法を用いて目視できるようにした。確定
された大きさのマーカーを得るために、相同レプリコン
構築物I377/NS3−3′/wtをワクシニアウイル
スT7−ハイブリッド系を用いてHuh−7細胞中で一
過性発現させた。その際に得られた生成物をサイズマー
カー(レーン7〜9)として、クローン9−13および
8−1の細胞と並行して処理した。同定されたHCVタ
ンパク質は、レーン1の左の端に標識されており、分子
量(キロダルトン)は、レーン9の右側の端に記載され
ている。使用されるNS3/4特異的な抗血清(′3/
4′)は、有利にはNS4AおよびNS4Bと反応し、
これはNS3の下位表示(Unterrepraesentation)につな
がることがわかる。
あり、かつその見かけの分子量は、2シストロンのHC
V−RNA−構築物の一過性発現により本来のHuh−
7細胞中で確認された分子量に対する差異を示さなかっ
た。ウイルス抗原の細胞内分布を決定するために、NS
3およびNS5A特異的な抗血清の使用下に免疫蛍光法
−検出反応を実施した(例えばBartenschlager et al.,
1995, J. Vitol, 69,7519による)。このためにクロー
ン9−13(wt)および8−1(Δ)の細胞を、播種
の24時間後にメタノール/アセトンを用いてカバーガ
ラス上に固定し、かつポリクローナルNS3またはNS
5A特異的な抗血清とともにインキュベーションした。
結合した抗体を市販のFITC−共役した抗ウサギ抗血
清を用いて目視できるようにした。非特異的な蛍光シグ
ナルの抑制のために、細胞を色素「エバンスブルー(Eva
ns Blue)」で色分けした。
る。両方の抗血清を用いて細胞質中の強い蛍光を検出す
ることができた。NS5A特異的な抗血清はさらに弱い
細胞核の蛍光につながり、このことは、この抗原の少な
くとも少量が細胞核にも達したことを暗示している。し
かし細胞質中のウイルス抗原の一般に優勢な存在は、H
CV−RNA複製が、多くのRNAウイルスの場合に該
当するように、細胞質中で行われていることに関する著
しい指標である。
験バッチを用いてHCVのための細胞培養系の構築が成
功しており、その効率はすべて従来公知のサイズのオー
ダーに勝っており、かつ通例の、かつ実証済みの生化学
的方法で初めてウイルス性の核酸およびタンパク質の検
出を可能にしたことを明らかに裏付けている。この効率
は初めてHCVの発病学の完全に詳細な調査、種々のH
CV−機能の発生学的分析およびウイルス−/宿主細胞
の相互作用の精密な研究を可能にし、このことにより抗
ウイルス治療法の開発のための手がかりを定義すること
ができる。
−7細胞のトランスフェクション 例2に記載したようにHuh−7細胞をトランスフェク
ションし、かつ選択したが、しかしその際、ここで完全
なウイルスゲノムを有している選択可能な構築物を使用
した。得られた細胞クローンを例2と同様にしてHCV
−DNAの不在下にPCRを用いて調査し、かつその
後、HCV−RNAの産生複製を、ダクチノマイシンの
存在下にノーザンブロット、[3H]ウリジン標識、ウ
イルスタンパク質もしくは抗原の検出を用いて、有利に
はウエスタンブロット、免疫沈降法または免疫蛍光法を
用いて検出した。例2に記載されているバッチとは対照
的に、ここに記載されている構築物を用いて、さらに完
全で、かつ極めて感染力の高いウイルスが得られるが、
これは該部位(例2中)に記載されているサブゲノム構
築物の場合、該当しない。細胞および細胞培養上清中に
存在しているこれらのウイルスは、例えば超遠心分離、
免疫沈降またはポリエチレングリコールを用いた沈殿に
より濃縮し、かつすべての外因性、つまりウイルス粒子
中に構築されていない核酸を、ヌクレアーゼ(RNas
e、DNase、単球菌ヌクレアーゼ)を用いたインキ
ュベーションにより消化する。このようにして、保護ウ
イルス粒子中に含有されていないすべての汚染性の核酸
を除去することができる。保護されたウイルスRNAを
ヌクレアーゼのインキュベーション後に、例えばプロテ
イナーゼKを用いたインキュベーションを用いてSDS
含有緩衝液中でフェノールおよびフェノール/クロロホ
ルムを用いた抽出により単離し、かつHCV特異的なプ
ライマーの使用下にノーザンブロットまたはRT−PC
Rを用いて検出する。この試験バッチでも前記のHCV
コンセンサスゲノムと選択マーカーとの組み合わせはウ
イルスRNA、ウイルスタンパク質ひいてはHCV粒子
の効果的な生産にとって決定的である。
ボザイムのための認識部位を介してHCV−サブゲノム
−配列と結合しているHCV−RNA構築物の製造およ
び適用 例1または例3によりHCV−RNA−構築物を製造
し、その際、抗生物質耐性遺伝子がリボザイムもしくは
リボザイムのための認識部位を介してHCV−RNA−
配列と結合している。このような構築物は、図7に図示
されている。Huh−7細胞は、例えば例2に記載され
ているように、これらのHCV−RNA−構築物でトラ
ンスフェクションされている。細胞へのトランスフェク
ション後に、まず、相応する抗生物質を用いた選択を行
う。その際に得られる細胞クローン中で、単一クローン
性リボザイムが活性化されるか、またはリボザイムのた
めの認識部位を有する構築物の場合、リボザイムが細胞
中に導入される(例えばリボザイム構築物のトランスフ
ェクションまたはその中で相応するリボザイムが使用さ
れたウイルス発現ベクターを用いた感染による)。両方
の場合においてリボザイム媒介された分解により耐性遺
伝子はHCV−RNA配列から分離される。その結果
は、HCV−ゲノム−構築物の場合、耐性遺伝子を有し
ていない確立されたHCV−ゲノムであり、これは確立
された感染性ウイルス粒子の形成のための能力がある。
HCV−サブゲノム−構築物の場合、耐性遺伝子を有し
ていないHCV−レプリコンが生じる。
ェクション構築物を用いたHCV−RNA−構築物の同
時トランスフェクション 例1(A)または例3または例4によりHCV−RNA
−構築物を製造する。これと並行して、ルシフェラーゼ
遺伝子を含むトランスフェクション構築物を製造し、そ
の際、HCV−プロテアーゼ−(例えばNS3−プロテ
アーゼ−)分割部位に関してコードする第一のヌクレオ
チド配列を用いて、このルシフェラーゼ遺伝子と、その
他のタンパク質またはその他のタンパク質の一部をコー
ドする第二のヌクレオチド配列とが結合している。HC
V−RNA−構築物およびトランスフェクション構築物
を、任意の宿主細胞、有利には肝癌細胞、特にHuh−
7−細胞に導入する。これは例2に記載の方法で行うこ
とができる。改変されたルシフェラーゼ遺伝子の生成物
は、その中でルシフェラーゼが外来成分との融合に基づ
いて不活性化するルシフェラーゼ−融合タンパク質であ
る。高いHCV−複製を有するトランスフェクションし
た細胞中で、HCV−プロテアーゼのための切断部位を
有する融合タンパク質を分離し、ひいては発光測定(lum
inometrischeMessung)により決定することができるルシ
フェラーゼの活性型を遊離する。HCV−RNA−構築
物の複製を抑制すると、融合タンパク質は分離せず、か
つ活性ルシフェラーゼは遊離しない。従って、ルシフェ
ラーゼの定量的な測定はHCV−サブゲノム−構築物の
複製のための尺度である。ルシフェラーゼ遺伝子の代わ
りに、同様にして修飾されているその他のリポーター遺
伝子も同様に使用することができるので、このリポータ
ー遺伝子がHCV−サブゲノム−構築物の成分ではなく
ても、その発現はウイルス複製に依存する。HCV−タ
ンパク質または核酸により不活性化または活性化される
細胞タンパク質もまたいわゆる代理マーカー(Surrogatm
arker)として使用することができる。この場合、この代
理マーカーの発現もしくは活性化は、ウイルスDNAの
複製のための尺度である。
な遺伝子輸送体として使用するための導入された外来遺
伝子を有するHCV−サブゲノム−構築物の製造 この組み換え型および選択可能なHCV−サブゲノム−
構築物を、トランス相補性ヘルパー細胞系、つまり誘発
可能な、または構造的に欠けている機能を発現する細胞
系(例えば構造タンパク質)にトランスフェクションす
る。機能的なHCV−サブゲノム−構築物を有する細胞
クローンを相応する選択により確立することができる。
宿主細胞により発現したウイルス−構造タンパク質は、
その中へHCV−サブゲノム−構築物のRNAを導入す
るウイルス粒子の形成を可能にする。その結果はつまり
単一クローンした外来遺伝子も含めて本発明によるHC
V−サブゲノム−構築物を含有し、かつこれを感染によ
りその他の細胞に移すことができるウイルス様粒子であ
る。このような構築物の例は図8に記載されている。こ
こに記載した、組み込まれた外来遺伝子を有する本発明
によるHCV−サブゲノム−構築物を直接発現ベクター
として使用する可能性もまた生じる。その場合、前記の
方法と同様に行うが、しかしトランス相補性の因子を発
現する細胞系をトランスフェクションすることが異なっ
ている。この場合、HCV−構築物は単に発現ベクター
として使用されるのみである。
−構築物の製造 (A)単離法 適合した突然変異の測定および細胞培養に適合したHC
V−RNA−構築物の製造のために、以下の通りに行っ
た:細胞をHCV−RNA−構築物を用いて例1および
2に記載されているようにトランスフェクションし、か
つG418−耐性細胞クローンを製造した。複製能力
(これはこの関連において、トランスフェクションした
HCV−RNAもしくはHCV−RNA−構築物1μg
あたりに得られるG418−耐性細胞クローンの数と解
釈する)の測定のために模範的に9−13(図1B、レ
ーン11)と称する細胞クローンの1つからの全RNA
を単離し、かつその中に含有されているHCV−RNA
の量を図2Bに記載されているようにノーザンブロット
を用いて測定した。引き続き、HCV−RNAを約10
9分子含有している全RNAの10μgをエレクトロポ
レーションによりナイーヴHuh−7細胞に導入した
(図9)。これと並行してナイーヴHuh−7細胞から
単離した全RNAを用いて10μgの全RNA量に満た
した類似のneo−HCV−RNAのインビトロ転写1
09を、ナイーヴHuh−7細胞にトランスフェクショ
ンした。G418を用いた選択後に、両方のバッチ中の
細胞コロニーの数を測定し、これをRNAμgあたりの
コロニー形成単位(colony formingunits(cfu))で表し
た。選択媒体中、G418 500μg/mlの濃度の
場合、単離した全RNA中に含有されているHCV−R
NAにより得られたコロニーの数はHCV−RNAμg
あたり約100000cfuであった。これに対してイ
ンビトロ転写された同量のHCV−RNAを用いてわず
か30〜50コロニーが得られたのみであった。この結
果は、細胞コロニーから単離されたHCV−RNAの特
異的な感染力が、類似のインビトロ転写の感染力よりも
約1000〜10000倍高いことを証明している。方
法論的プロセスは図9に記載されている。
PCR)」を用いて、9−13細胞の全RNAからのHCV
−RNAを増幅し、PCR−増幅物をクローニングし、
かつ数多くのクローンを配列決定した。この再クローニ
ングしたRNAの配列と、本来ナイーヴHuh−7細胞
に導入されたRNAの配列との比較は、再クローニング
したRNAが全HCV−配列にわたって分布している数
多くのアミノ酸交換を占有していることを明らかにした
(図10)。この再クローニングした突然変異体のSf
iI−断片を、本来のレプリコン構築物の類似のSfi
I−断片との交換でこの中に導入し、かつそれぞれの突
然変異体のRNAをナイーヴHuh−7細胞に導入し
た。次いでG418を用いた選択後に、それぞれのHC
V−RNA−突然変異体に関して形成されたコロニーの
数を測定した。出発RNAではRNAμgあたりわずか
30〜50のコロニーが得られたのみであったが、再ク
ローニングした変異体の2つの場合にはコロニー数が明
らかにより高かった(図10)。HCV−RNA−構築
物9−13Iおよび9−13Cの場合、特異的感染力は
RNAμgあたり100〜1000cfuであり、かつ
9−13Fレプリコンの場合、それどころかRNAμg
あたり1000〜10000であった。この結果は、突
然変異体9−13I、9−13Cおよび特に9−13F
が複製能力の明らかな上昇につながることを示してい
る。これに対してすべてのその他のHCV−RNA−構
築物(9−13A、B、G、HおよびK)は、もはや複
製能力がなく、従って致命的な突然変異を有していた。
ずれが複製の増加につながるかという問いへの回答のた
めに、交換を単独で、または組み合わせて出発−HCV
−RNA−構築物に導入し、かつ相応するRNAをナイ
ーヴHuh−7細胞に導入する。これらのRNAを用い
たトランスフェクションの結果は、第1表にまとめられ
ている。ここから本実施例では高い複製能力が複数の突
然変異により制限されていることが明らかである。HC
V−RNA−断片NS5AおよびNS4B中のアミノ酸
交換が大いに貢献している。NS3−領域における個々
の交換もまた、おそらくこの個別交換の相助作用に基づ
いて貢献している。この調査は、neo−HCV−RN
A−構築物でトランスフェクションされた細胞のG41
8−選択により、明らかにより高い複製能力を有するH
CV−RNAを富化した。ここに記載された試験バッチ
を用いて極めて異なった複製効率を有するHCV−RN
A−構築物を選択することができる。その中/上でHC
V−RNA−構築物含有細胞が選択のために培養される
選択媒体中の抗生物質濃度が高いほど、細胞が成長する
ことができるためには適応突然変異の程度、ひいては該
当するHCV−RNA−構築物中での複製効率は高くな
くてはならない。低い抗生物質濃度での選択を実施する
と、よりわずかな適合突然変異およびよりわずかな高い
複製効率を有する細胞もまた生き残り、かつ増殖するこ
とができる。
ていたHCV−RNA−構築物9−13Fは、疑う余地
なく親HCV−RNAより高い複製効率を有していた。
さらに高い複製を有するHCV−RNAを細胞培養中で
得るために、選択された細胞クローンの全RNA中に含
有されていたHCV−RNAを数回、ナイーヴHuh−
7細胞中で継代した。この選択された細胞クローンは、
5−15と呼ばれ、HCV−RNA−構築物I389/N
S3−3′を用いたトランスフェクションにより得られ
る(図1)。これは十分に、22のヌクレオチドの分だ
け短いHCV−IRESを有するHCV−RNA−構築
物を用いたトランスフェクションにより製造された細胞
クローン9−13に相当する(I377/NS3−3′、
図1)。細胞クローン5−15から単離された全RNA
10μgを、エレクトロポレーションを用いてナイーヴ
HuH−7細胞に導入し、かつG418 1mg/ml
を用いて細胞を選択した。このようにして得られた細胞
クローンから、再度、全RNAを単離し、ナイーヴHu
h−N7細胞中にトランスフェクションし、かつ同様に
して選択した。この工程を合計して4回繰り返した。4
回目の継代の後で、細胞クローンから全RNAを単離
し、かつ「長距離RT−PCR」を用いてneo−HC
V−RNAを増幅した。増幅したDNA−断片を制限酵
素SfiIで消化し、かつSfiI制限された出発構築
物I389/NS3−3′に挿入した。合計して100を
越えるDNA−クローンが得られ、かつまず制限消化を
用いて分析した。インビトロで転写した約80のこれら
のクローンのRNAをその都度ナイーヴHuh−7に導
入し、かつG418 500mg/mlを用いて選択し
た。調査した80のneo−HCV−RNA−変異体か
ら、大部分が複製欠陥であることが判明した。しかし
5.1および19と呼ばれる2つの突然変異体の場合、
RNAマイクログラムあたりの「コロニー形成単位」と
呼ばれる特異的な感染力は、極めて明らかに増大した
(第2表)。細胞培養中でのRNAの複数回の継代によ
り、明らかに、その複製効率が、複数のサイズオーダー
の突然変異(いわゆる「適合突然変異」)に基づいて本
来患者からクローンしたRNAのものよりも高いHCV
−RNAを製造することができる。
突然変異を、わずかに複製能力のあるHCV−RNA−
構築物中に移すことができ、かつこの構築物の複製の著
しい向上につながる。この向上は極めて高いので、これ
により明白に、選択可能なマーカー遺伝子をもはや有し
ていないHCV−RNAを細胞培養中で複製することが
できる。図12は、HCV−RNAの複製効率の比較を
示しており、これは出発配列または適応配列9−13F
もしくは5.1に相応していた。容易な測定のために、
neo−遺伝子を除去し、かつルシフェラーゼのための
遺伝子により交換した。ネガティブコントロールとし
て、再び、NS5B RNA−ポリメラーゼの不活性化
突然変異に基づいて複製欠陥のあるHCV−RNA−構
築物を使用した。トランスフェクションの24時間後に
すでに、欠損RNAと9−13Fもしくは5.1−構築
物の間のルシフェラーゼ活性における明らかな違いが認
識される一方で、欠損RNA(318DN)と、適合突
然変異を有してない出発−RNA−構築物(wt)との
間にはほとんど違いを見ることはできない。全観察時間
の間、最も高いルシフェラーゼ活性ひいては最も高い
5.1−RNAを有する複製が得られた。この調査は、
このRNAの高い複製効率を証明するのみではなく、適
応HCV−RNA−構築物を用いて、そのために選択可
能な遺伝子の存在がもはや必要ではない細胞培養系を構
築することが可能であることもまた示している。出発構
築物と、突然変異体9−13F、5.1および19の間
のヌクレオチド−およびアミノ酸の違いの包括的な概要
は、第3表に示されている。
−全長ゲノムの製造 例1〜7では常に、p7もしくはNS2までを含むコア
の全構造タンパク質領域が欠けているサブゲノムのHC
V−RNAを使用した。この例8では、適合したNS3
−5B−配列を用いて細胞培養中のHCV−全長ゲノム
を複製することが可能であることを示している。この目
的のために、まず例7に従って製造され、高度に適合し
たHCV−RNA5.1のSfiI−断片を、選択可能
なHCV−全長ゲノムにトランスフェクションした(図
12)。このHCV−ゲノムをナイーヴHuh−7細胞
にトランスフェクションし、かつ異なったG418−濃
度で選択した。(G418濃度の)選択強度に依存し
て、異なった大きさの細胞クローンの数が得られた(図
12B)。これと比較して、適合突然変異を受けなかっ
た未変化のHCV−全長ゲノムではクローンは得られ
ず、またNS5B RNA−ポリメラーゼにおける不活
性化突然変異に基づいて複製欠陥のあるネガティブコン
トロールでも同様であった。生じた細胞クローンが実際
に自律的に複製するHCV−全長構築物を有しているこ
とに対する証明のために、全RNAを複数の細胞クロー
ンから単離し、かつノーザンブロットを用いて分析し
た。すべての細胞クローンにおいてHCV−全長RNA
は明確に検出可能であった(図12)。これにより細胞
培養に適合したHCV−配列を用いて、高い効率で、お
よび自律的に細胞系で複製するHCV−全長ゲノムを製
造することができる、つまり本発明による系を用いて適
合したHCV−全長ゲノムを製造することが可能である
ことが明確に証明される。さらにこのクローンは、完全
なHCV−配列、つまりウイルス粒子の形成のために必
要な構造タンパク質もまた有しているので、この系を用
いて大量の感染ウイルス粒子を細胞培養中で製造するこ
とが可能である。これらのウイルスの検出のために、細
胞不含で、複製HCV−全長ゲノムを有する細胞の上清
をナイーヴHuh−7細胞に添加し、かつこうして感染
させた細胞をG418で選択する。前記の条件下で成長
するそれぞれの細胞クローンは、感染した細胞に起因す
る。しかし複製するHCV−全長ゲノムを有する細胞の
細胞培養上清中のウイルスは、従来技術で公知の種々の
方法、例えば超遠心分離またはマイクロ透析(Mikrodial
yse)で富化し、かつ生成し、かつ次いでナイーヴ細胞の
感染のために使用することができる。この方法で、本発
明によるHCV−細胞培養系を用いて、細胞中で高い効
率で複製し、かつ感染性のウイルスを産出する細胞培養
に適合したHCV−全長ゲノムを製造することができる
ことが明確に示されている。これらは同様に試験動物、
有利にはチンパンジーの感染により検出することができ
る。
全長−構築物およびHCV−サブゲノム−構築物の製造 HCV−RNA−構築物を製造したが、その際、抗生物
質耐性遺伝子の代わりにリポーター遺伝子を挿入する
(図13)。その際、リポーター遺伝子もしくはリポー
ター遺伝子産物の量もしくは活性に基づいて複製を決定
することができる。リポーター遺伝子は、有利にはルシ
フェラーゼ遺伝子の群、CAT−遺伝子(クロラムフェ
ニコール−アセチル−トランスフェラーゼ−遺伝子)、
lacZ−遺伝子(β−ガラクトシダーゼ遺伝子)、G
FP−遺伝子(緑色蛍光タンパク質(green fluorescenc
e protein)遺伝子)、GUS−遺伝子(グルクロニダー
ゼ遺伝子)またはSEAP−遺伝子(分泌された(sezer
nierte)アルカリ性ホスファターゼ遺伝子)からの遺伝
子である。これらのリポーター遺伝子もしくはこれらの
産物、つまり相応するリポータータンパク質を、例えば
蛍光法、化学発光法、比色法により、または免疫学的方
法(例えば固相酵素免疫測定法、ELISA)を用いて
測定することができる。リポーター遺伝子は、固有のI
RESにより発現させるか、またはそのままで活性であ
るか、もしくはタンパク質分解により分解可能なアミノ
酸配列によりHCV−タンパク質と結合している融合タ
ンパク質の形で発現させることができるので、これは細
胞性またはウイルス性(HCV)プロテアーゼによりタ
ンパク質から分離される。
な遺伝子輸送体としてまたは発現ベクターとしての使用
のための導入された外来遺伝子を有するHCV−全長−
構築物の製造 構築物(図14)を細胞内に導入し、かつここでその他
の細胞の感染のために使用することができるHCV−ウ
イルス粒子を形成させる。ウイルス粒子は外来遺伝子を
有するRNAを包んでいてもよいので、この外来遺伝子
によりコードされたタンパク質の産生のためにこのよう
にして感染させた細胞中で外来遺伝子を使用することが
できる。構築物でトランスフェクションされた細胞は、
同様に外来遺伝子を発現する。
有する融合タンパク質として発現する単シストロンのH
CV−RNA−構築物の製造 特定の調査にとって、HCV−RNA−構築物が異種I
RES−エレメントを有していない場合には有利であ
る。このような調査は例えばインターフェロン耐性の決
定である。HCV−RNA−構築物を有する細胞をイン
ターフェロン−αまたはインターフェロン−βを用いて
インキュベーションすると、これはHCV−RNAの複
製の減少につながる。作用機構の解明のために、HCV
−RNA−構築物が異種IRESを有していないことが
必要である。というのもさもないとインターフェロン媒
介された抑制がHCV−複製の抑制により媒介されるの
か、または異種IRESの抑制により媒介されるのか決
定することができないからである。従って、耐性遺伝子
がHCV−タンパク質と融合する構築物を製造する。
(図15)。融合タンパク質がそのままで活性である
か、または細胞性またはウイルス性(HCV−)プロテ
アーゼによりここから分離するように耐性遺伝子産物が
タンパク質分解により分解可能なアミノ酸配列によりH
CV−タンパク質と結合している。
n1(EMBL−遺伝子バンク(Genbank)No.AJ2
38799)および細胞培養に適合したHCV−RNA
の配列との間のヌクレオチド配列およびアミノ酸配列の
違いである。数はHCV−単離物Con1のヌクレオチ
ド位置およびアミノ酸位置に関する。
造を示している。Bはトランスフェクションして継代培
養されたHuh−7細胞クローンにおける複製されたプ
ラス鎖RNAの検出のための変性ホルムアルデヒド−ア
ガロースゲル電気泳動の結果を示している。Cは選択さ
れた大部分の細胞クローンにおいて導入されたレプリコ
ンDNAが存在しないことを証明するための引き続きの
サザンブロットによるPCR試験の結果を示している。
ン(9−13)における導入されたレプリコンDNA
(プラスミド分子I377/NS3−3′/wt)の高感
度の排除のための引き続きのサザンブロットによるPC
R試験の結果を示している。BはHCVのプラス鎖RN
Aおよびマイナス鎖RNAの定量のためのノーザンブロ
ット試験の結果を示している。CはHCV−RNA複製
のダクチノマイシンに対する耐性を証明するための細胞
内で複製されたHCV−RNAの放射性標識後のホルム
アルデヒド−アガロースゲル電気泳動の結果を示してい
る。
れた細胞クローンにおけるHCV特異抗原の検出を示し
ている。BはHCV抗原の細胞内での所在の検出のため
の免疫蛍光試験の結果を示している。
スホトランスフェラーゼ遺伝子(NeoR)、異種の完
全なHCV読み枠および確実な3′NTRからなる、本
発明による選択可能なHCV−RNA構築物(完全なゲ
ノム)の構造の略図である。
ド配列内に挿入された抗生物質耐性遺伝子(単シストロ
ン性RNA)(A)および3′NTR内に挿入された抗
生物質耐性遺伝子(2シストロン性RNA)(B)を有
するHCV−RNA構築物の構造の略図である。
コンの一部として挿入されたリポーター遺伝子を有する
HCV−RNA構築物の構造(A)、耐性遺伝子および
リポーター遺伝子からなる融合遺伝子の一部として挿入
されたリポーター遺伝子を有するHCV−RNA構築物
の構造(B)、耐性遺伝子およびリポーター遺伝子から
なるレプリコンの一部として挿入されたリポーター遺伝
子を有するHCV−RNA構築物の構造(C)、自体の
内部のリボソーム結合部位(IRES)から発現される
独立の遺伝子として挿入されたリポーター遺伝子を有す
るHCV−RNA構築物の構造(D)の略図である
イムのための認識部位を介してHCV−RNA配列と結
合しているHCV−RNA構築物の構造の略図である。
を有するHCV−RNA構築物の構造の略図である。
力の比較のための方法プロセスを示している。。
ている。
セイの原理を示している。Bは親HCV−RNA構築物
I389/Luc/NS3−3′/wt(wt)または以
下の変異体:不活性RNA(318DN)、変異体9−
13Fもしくは変異体5.1でトランスフェクションし
た細胞におけるルシフェラーゼ活性の比較を示してい
る。
物I389/core−3′/5.1およびI389/cor
e−3′/9−13F)を示しており、Aは全長構築物
の略図であり、BはAに示される構築物I389/cor
e−3′/5.1のインビトロ転写されたRNA各0.
1μgでHUH7細胞にトランスフェクションした後に
得られるコロニーの数を示しており、Cは相応のインビ
トロ転写物のトランスフェクション後に得られるG41
8耐性細胞クローンにおける自律的に複製されるHCV
−全長RNAの検出を示している。
CV−RNA構築物を示しており、Aは2シストロン性
HCV−RNA構築物を示し、Bは単シストロン性HC
V−RNA構築物を示している。
外来遺伝子を有している3シストロン性のHCV−全長
RNA構築物を示している。
合タンパク質として発現する単シストロン性HCV−R
NA構築物を示している。
Claims (19)
- 【請求項1】 導入されたHCV−特異的遺伝子材料を
含有する、主に真核細胞を包含するC型肝炎ウイルス
(HCV)細胞培養系において、真核細胞がヒト肝癌細
胞であり、かつ導入されたHCV−特異的遺伝子材料が
HCV−特異的RNA−断片5′NTR,NS3,NS
4A,NS4B,NS5A,NS5B及び3′NTRお
よび付加的に選択可能なマーカー遺伝子(選択遺伝子)
を包含するHCV−RNA−構築物であることを特徴と
するC型肝炎ウイルス(HCV)細胞培養系。 - 【請求項2】 HCV−特異的RNA−断片5′NT
R,NS3,NS4A,NS4B,NS5A,NS5B
及び3′NTRおよび付加的に選択可能なマーカー遺伝
子(選択遺伝子)を包含することを特徴とするHCV−
RNA−構築物。 - 【請求項3】 配列表の配列番号1から配列番号11ま
でのいずれか1つに記載されたヌクレオチド配列を包含
する請求項2記載のHCV−RNA−構築物。 - 【請求項4】 3′NTRが以下に記載するヌクレオチ
ド配列(a)〜(i): 【外1】 の群から選択されるヌクレオチド配列を有する請求項2
記載のHCV−RNA−構築物。 - 【請求項5】 HCV−RNA−構築物が請求項2から
4までの少なくともいずれか1項記載の構築物である請
求項1記載の細胞培養系。 - 【請求項6】 HCV−RNA−構築物を含有する細胞
がドイツ微生物保存機関(DSMZ:ブラウンシュバイ
ク、BRD在)に寄託番号DSM ACC2394(研
究所記号 HuBl 9−13)として寄託されている請求項
1記載の細胞培養系。 - 【請求項7】 特にHCV−感染の治療のための治療剤
および/または診断剤の製造および/または評価および
/またはテストのための、請求項1または請求項5から
6までのいずれか1項記載の細胞培養系および/または
請求項2から4までのいずれか1項記載のHCV−RN
A−構築物の使用。 - 【請求項8】 HCV−感染に対するワクチンの製造の
ための、請求項1または請求項5から6までのいずれか
1項記載の細胞培養系および/または請求項2から4ま
でのいずれか1項記載のHCV−RNA−構築物の使
用。 - 【請求項9】 遺伝子治療のための肝細胞特異的輸送体
の製造のための、請求項2から4までのいずれか1項記
載のHCV−RNA−構築物の使用。 - 【請求項10】 組み込まれた外来遺伝子を有し、この
外来遺伝子の発現に好適である標的細胞中にこの外来遺
伝子を導入するために好適である、請求項2から4まで
のいずれか1項記載のHCV−RNA−構築物。 - 【請求項11】 請求項2から4までのいずれか1項記
載のHCV−RNA−構築物の細胞培養に適合した突然
変異体であって、HCV−RNA−構築物に比べて高め
られた複製効率を有する突然変異体、を獲得する方法に
おいて、導入されたHCV−特異的遺伝子材料が請求項
2から4までのいずれか1項記載の選択遺伝子を有する
HCV−RNA−構築物である請求項1記載の細胞培養
系を、選択遺伝子に応じた選択培地上/中で培養し、成
長した細胞クローンを収穫し、この細胞クローンからH
CV−RNA−構築物またはその部分を単離することを
特徴とする、前記HCV−RNA−構築物の細胞培養に
適合した突然変異体を獲得する方法。 - 【請求項12】 単離されたHCV−RNA−構築物を
新たに少なくとも1回継代し、すなわち単離されたHC
V−RNA−構築物を請求項1記載の細胞培養系の細胞
に導入し、導入されたHCV−特異的遺伝子材料が選択
遺伝子を有する単離されたHCV−RNA−構築物であ
る請求項1に記載のその際得られた細胞培養系を選択遺
伝子に応じた選択培地上/中で培養し、成長した細胞ク
ローンを収穫し、この細胞クローンからHCV−RNA
−構築物を単離する、請求項11記載の方法。 - 【請求項13】 オリジナルのHCV−全長ゲノム又は
HCV−部分ゲノム又はHCV−RNA−構築物と比較
して高められた複製効率を有するHCV−全長ゲノム又
はHCV−部分ゲノム又は任意のHCV−構築物の突然
変異体を製造する方法において、請求項11または請求
項12に記載の方法を用いてHCV−RNA−構築物の
細胞培養に適合した突然変異体を製造し、これを単離
し、これらの突然変異体のヌクレオチド配列およびアミ
ノ酸配列を決定し、オリジナルのHCV−RNA−構築
物のヌクレオチド配列及びアミノ酸配列と比較して、核
酸突然変異およびアミノ酸突然変異の種類、数、及び位
置を決定し、かつこの突然変異を意図的な突然変異誘発
により、または該当する突然変異を有する配列断片の置
換により、(単離された)HCV−全長ゲノムまたはH
CV−部分ゲノムまたは任意のHCV−RNA−構築物
中へ導入する、ことを特徴とする、前記突然変異体の製
法。 - 【請求項14】 高められた複製効率を有する細胞培養
に適合したHCV−RNA−構築物において、ヌクレオ
チド突然変異及び/又はアミノ酸突然変異により請求項
2から4までのいずれか1項記載のHCV−RNA−構
築物から誘導可能であり、かつ請求項11から13まで
のいずれか1項記載の方法により得ることができること
を特徴とする、高められた複製効率を有する細胞培養に
適合したHCV−RNA−構築物。 - 【請求項15】 次に記載するアミノ酸置換、すなわ
ち:1283 arg −> glyおよび/または1
383 glu −> alaおよび/または1577
lys −> argおよび/または1609 ly
s −> gluおよび/または1936 pro −
> serおよび/または2163 glu −> g
lyおよび/または2330 lys −>gluおよ
び/または2442 ile −>valを1個または
それ以上有する、請求項14記載の細胞培養に適合した
HCV−RNA−構築物。 - 【請求項16】 表3に記載されたヌクレオチド置換お
よび/またはアミノ酸置換の1つまたはそれ以上を有
し、この際表3は該請求項に包含される、請求項14ま
たは15記載の細胞培養に適合したHCV−RNA−構
築物。 - 【請求項17】 オリジナルのHCV−RNA−構築物
またはオリジナルのHCV−全長ゲノムと比較して高め
られた複製効率を有するHCV−RNA−構築物または
HCV−全長ゲノムの細胞培養に適合した突然変異体に
おいて、請求項13記載の細胞培養に適合したHCV−
RNA−構築物中で配列分析および配列比較により、こ
れらの突然変異の種類および数を決定し、かつこれらの
突然変異を意図的な突然変異誘発により、または該当す
る突然変異を有する配列断片の置換により、HCV−R
NA−構築物中に、特に請求項2から4までのいずれか
1項記載のHCV−RNA−構築物中に、または(単離
された)HCV−RNA−全長ゲノム中に導入すること
を特徴とする、HCV−RNA−構築物またはHCV−
全長ゲノムの細胞培養に適合した突然変異体。 - 【請求項18】 請求項11から13までのいずれか1
項記載の方法で得られることを特徴とする、C型肝炎ウ
イルス粒子またはウイルス様粒子。 - 【請求項19】 請求項18記載のC型肝炎ウイルス粒
子またはウイルス様粒子に感染した細胞。
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