JP2001069969A - 病原性ボレリア・ブルグドルフェリ菌株、病原性ボレリア・ブルグドルフェリの単離及び再培養法 - Google Patents

病原性ボレリア・ブルグドルフェリ菌株、病原性ボレリア・ブルグドルフェリの単離及び再培養法

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JP2001069969A JP2000225341A JP2000225341A JP2001069969A JP 2001069969 A JP2001069969 A JP 2001069969A JP 2000225341 A JP2000225341 A JP 2000225341A JP 2000225341 A JP2000225341 A JP 2000225341A JP 2001069969 A JP2001069969 A JP 2001069969A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 病原性ボレリア・ブルグトフェリ菌株ZS
7、その単離及び再培養法 【解決手段】 予め病原体で感染された免疫欠失実験動
物から病原体を取得し、この際、この病原性を保持残留
させることにより、病原性ボレリア・ブルグドフェリ菌
株ZS7(DSM5527)組織を単離し、再培養す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ライム−病(Ly
me−Krankheit)に対するワクチン、その取
得法、モノクローナル抗体、病原性ボレリア・ブルグド
ルフェリ菌株、抗原、組換えDNA、組換えベクター、
抗原の取得法及び病原性B.ブルグドルフェリを単離か
つ再培養する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ライム−ボレリオース(Lyme−Bo
rreliose)は、温帯における屡々、ダニにより
媒介される伝染病である。これは、スピロヘータ ボレ
リア・ブルグドルフェリ(Borrelia burg
dorferi)により惹起され、この菌は特にマダニ
(Ixodes)によりヒトに伝染される。この病気
は、多くの臓器例えば皮ふ、中枢又は末梢神経系、心
臓、肝臓、腎臓及び骨格筋系に羅病する慢性で漸進性の
伝染病である。抗生物質を用いる治療によるこの病気の
可能な処置は困難であるので、現在は、病原菌そのもの
及び宿主のB.ブルグドルフェリでの感染に対する免疫
応答を研究する多大の努力がなされている。ライム病に
かかったヒトでは、B.ブルグドルフェリに対する高い
抗体価が確認されるが、この感染に対する保護の作用は
得られない。この病原体は非常に迅速に血管から組織中
に移行し、そこで、免疫系にもはや直接到達可能ではな
いと考えられる。このことは、抗体による保護は、感染
の開始の直後にのみ、病原体がなお血管内に存在するか
ぎりにおいて可能であることを意味している。
【0003】種々の動物におけるB.ブルグドルフェリ
による自然の感染が発見された事実は、ライム病に関す
る実験室内モデルを作る試みをもたらした。このこと
は、限られた結果で成功した。例えば、マウスにおける
B.ブルグドルフェリに対して特異的な免疫応答の誘発
を目的とした実験では、既に長時間培養したB.ブルグ
ドルフェリ−単離体での同系交配−マウス種の感染は、
種々の臓器例えば脳、心臓、肺及び腎臓内での、ライム
病を有する患者で観察されるそれと匹敵する中程度であ
るが顕著な病理形態学的な変化をもたらしたことが判明
した(Schaible等による(1988)、Inf
ect.Immun.1,41)。動物における重大な
病気の発症は、おそらく、宿主の免疫防御及び/又は長
時間にわたり試験管内で培養されたスピロヘータの減少
された毒性に依り、阻止された(Johnson等によ
る(1984)J.Clin.Microbiol.2
0,747,Schwan等による(1988)Inf
ect.and Immun.56,1837)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の基礎となって
いる課題は、ライム病に対する有効なワクチンを製造す
ることである。しかしながら、このためには、まず、適
当な実験動物モデルの開発が必要である。ところで、機
能的T−及びB−細胞のないマウス、いわゆるScid
−マウス(Scid−Maus;Bosma等によるN
ature(1983)10,52参照)を実験動物と
して使用することが提案された。それというのも、Sc
id−マウスは病原性B.ブルグドルフェリ−単離体で
の感染時に、多系統疾病しかも、主として多発関節炎及
び心筋炎を発症するからである。この動物モデルによ
り、はじめて、ライム病に対するこのワクチンの作用を
確かめることが可能になる。
【0005】本発明の対象物は、B.ブルグドルフェリ
の31kD抗原(OspA)又は/及び34kD抗原
(OspB)殊に菌株B31(ATCC35210)又
は/及びZS7(DSM5527)のOspA又は/及
びOspBに関して特異的なモノクローナル抗体1種以
上を含有する、ライム病に対する受動ワクチンである。
IgG群特にIgG2b又はIgG1亜群の本発明によ
る抗体を含有するワクチンが有利である。本発明による
抗体の適用は、意外にも、例えばB.ブルグドルフェリ
の41kD表面抗原(Flagellin)に対する他
の抗体の適用とは反対に、免疫欠失実験動物特に生存可
能な病原性B.ブルグドルフェリ特にB.ブルグドルフ
ェリZS7で感染されたScid−マウスにおいて、関
節炎、心筋炎及び肝炎の発症を完全に又は少なくとも充
分に阻止する作用をする。
【0006】場合によっては、本発明によるワクチン
は、作用物質としての抗体と共になお慣用の担持剤、充
填剤及び助剤をも含有していてもよい。
【0007】更に、本発明は、実験動物特に、B.ブル
グドルフェリ生物体又はその1部、特に完全B.ブルグ
ドルフェリB31又は/及びZS7生物体で免疫化され
ているマウスのリンパ細胞又は脾臓細胞からの、ライム
病に対する受動ワクチンの取得法にも関し、この際、免
疫化された動物のリンパ細胞又は脾臓細胞から細胞融合
により、本発明のモノクローナル抗体を産生するハイブ
リドーマを取得する。
【0008】OspAに対する本発明による抗体LA−
2(IgG2b)を産生するハイブリドーマ−セルライ
ン(ECACC89091302)も本発明の対象物で
ある。更に、OspAに対する抗体LA−26.1(I
gG1)を産生するハイブリドーマ−セルラインECA
CC90050406並びにOspBに対する抗体LA
−25.1もしくはLA−27.1(IgG2bもしく
はIgG1)産生性のハイブリドーマ−セルラインEC
ACC90050405もしくはECACC90050
407も本発明の対象物である。
【0009】同様に、本発明には、病原性B.ブルグド
ルフェリ菌株ZS7(DSM5527)も包含される。
【0010】更に、本発明のモノクローナル抗体と免疫
反応する抗原も本発明の対象物である。これは、Osp
AもしくはOspBの全アミノ酸配列又はOspAもし
くはOspBの免疫原作用をする部分配列(免疫原性エ
ピトープ)のみをも含有する抗原である。当業者は、こ
の蛋白質の可能な免疫原性エピトープを困難なく、Os
pA−蛋白質の構造分析(例えばChou-Fassm
ann Analyse)により確認し、実験的にその
作用を試験することができる。
【0011】本発明の1目的物は、殊に本発明の抗体と
免疫反応する組換え抗原でもあり、この際、抗原に関し
て暗号化するDNA−配列は、組換えベクター特に蛋白
質表現のために好適である原核性ベクター上に存在す
る。
【0012】殊に、本発明の目的物は、特異的に本発明
の抗体と免疫反応し、図1に記載のアミノ酸配列又はこ
の配列からの免疫原性エピトープを有する、B.ブルグ
ドルフェリからの抗原である。相応して、本発明は、
(1)図1に記載の配列、(2)遺伝子コードの変性の
範囲内でそれに相応する核酸配列又は(3)(1)又は
/及び(2)からの配列と厳しい条件下にハイブリド形
成し、B.ブルグドルフェリZS7の31kD抗原又は
その免疫原性エピトープに関して暗号化する配列を有す
る組換えDNAにも関する。ここで、「厳しいハイブリ
ド形成条件」なる概念は、マニアチス(Maniati
s)等のモレキュラー・クローニング・ア・ラボラトリ
イ・マニュアル(Molecular Cloning
A Laboratory Manual(198
2),Cold Spring Harbor Lab
oratory New York)に記載のような条
件と解すべきである。
【0013】特に、組換え非融合蛋白質又はβ−ガラク
トシダーゼ−融合蛋白質である、本発明の抗原が有利で
ある。
【0014】更に、本発明は、本発明による組換えDN
Aの1以上のコピーを有する組換えベクターをも包含す
る。この本発明によるベクターは、原核性及び/又は真
核性のベクターであってよく、原核性ベクターが有利で
ある。この組換えベクターは、宿主細胞中に染色体外に
存在(例えばプラスミド)していてよいか又は宿主細胞
のゲノム内に組み込むこともできる(例えばバクテリオ
ファージラムダ)。本発明のベクターはプラスミドが有
利である。特に、組換えベクターpZS−7/31−2
(DSM5528)が有利である。
【0015】1以上の本発明による抗体を用いるB.ブ
ルグドルフェリ遺伝子バンクの検査により、本発明によ
る抗原を取得する方法も本発明の対象であり、ここで
は、使用抗体と正の免疫反応を示すクローンを単離す
る。
【0016】本発明による抗原は、それ自体、活性免疫
化のため、即ち、生物体内での抗体形成を誘発するため
に使用することができるので、作用物質としての本発明
の抗原を、場合によっては慣用の担持剤、充填剤及び助
剤と共に含有する、ライム病に対する活性ワクチンも本
発明に包含される。本発明による抗原を遺伝子工学的な
方法で取得するのが有利な実施形である。
【0017】天然のもしくは組換えOspAを正常マウ
スに適用すると、Scid−マウスへの受動的伝達の後
にこれをライム−ボレリオースに対して保護する防御抗
体の形成を誘発する事実が判明した。殊に、組換えOs
pAは、天然のOspAと匹敵する保護的免疫応答を誘
発し、従って、ヒトのライム−ボレリオースに対するワ
クチンに関する有望な候補であることが判明した。
【0018】更に、本発明の対象は、ライム病に対する
受動ワクチンを取得する方法であり、この際、実験動物
特にマウスを本発明による抗原で免疫化し、この免疫化
された実験動物から常法で、保護性の、ポリクローナル
又はモノクローナルの抗体を取得する。
【0019】最後に、本発明には、病原性B.ブルグド
ルフェリ生物体の単離及び再培養法も包含され、これ
は、免疫欠失実験動物特に、予め病原体で感染されたマ
ウスから病原体を取得し、この際、病原体の病原性を保
持残留させることよりなる。特に、感染されたScid
−マウスの血液及び/又は関節から病原性B.ブルグド
ルフェリZS7(DSM5527)生物体を取得する方
法が有利である。
【0020】次の実施例及び図1及び図2により本発明
を詳述する。
【0021】図1はB.ブルグドルフェリZS7からの
31kD抗原(OspA)のDNA−及びアミノ酸配列
を示す図であり、図2は、組換え蛋白質rZS7/31
−2の免疫学的特性を示す図である。
【0022】
【実施例】例 1 B.ブルグドルフェリ菌株での感染によるScid−マ
ウスでの関節炎、心臓炎及び肝炎の誘発 B.ブルグドルフェリでのマウスの処置 C.B−17 Scid種(Scid−突然変異に関す
るホモ接合体)及びC.B−17種の成長したマウスに
生存可能であるか又は殺した(UV−照射)B.ブルグ
ドルフェリ生物体1×105、5×105、1×106
は1×108を尻尾のつけ根に皮下注射する。
【0023】ダニ及びマウスからのB.ブルグドルフェ
リの単離 この実験をすでに長期間培養されてきたB.ブルグドル
フェリ菌株B31(ATCC35210)及び雌のイキ
ソデス・リチヌスダニ(Ixodes rizinus
Zecke)から単離された、新らしい単離体B.ブ
ルグドルフェリZS7(DSM5527)を用いて実施
した。すべてのB.ブルグドルフェリ株を変性ケリーの
培地(Kelly's Medium)中で培養した
(Barbour等著、1983年、Switzerl
and.Curr.Microbiol.第8巻、第1
23頁)。エタノールで殺菌したダニの腸中部から、又
は感染したマウスの血液から得られたB.ブルグドルフ
ェリ有機体をカナマイシン8μg/ml及びフルオルウ
ラシル230μg/mlの添加下にケリーの培地中でま
ず培養した(Johnson等著、1984年、J.C
lin.Microbiol.第1巻、第81頁)。
【0024】血清学的テスト B.ブルグドルフェリ特異的抗体の検出を慣用のエリザ
(ELISA)法により実施した(Justus等著、
1988年、Wehrmed.Mschr.第32巻、
第263頁)。免疫グロブリン(Ig)の含量に関する
標準曲線を抗マウスIg(Paesel,フランクフル
ト、西独からの血清溶液の1:500希釈)を含有する
シャーレの塗布及び全−マウスIgG−又はIgM含量
の滴定(Calbiochem.LaJolla,US
A)により得た。全血清IgM及びIgGを同様に測定
した。B.ブルグドルフェリ特異的IgM−又はIgG
−抗体の濃度をIg μg/ml血清で示した。
【0025】免疫蛍光法及びギームザ(Giemsa)
染色 血液50μlをヘマトクリット管中にピペットで採取し
(Becton und Dickinson,Hei
delberg,BRD)、ヘマトクリット遠心分離機
(ECCO,BRD)中5000gで遠心分離した。こ
の管を血清と赤血球の中間相で切開し、血清の5μlを
スライドプレート上に担持した(Superior,B
ad Mergentheim,BRD)。血清試料で
被覆されたスライドプレートを空中で乾燥し、100%
エタノール中−20℃で1分間固定する。家兎−抗B.
ブルグドルフェリ高免疫血清(1:100希釈)と共に
室温で1時間恒温保持した後、このスライドプレートを
PBS中で5回洗浄し、次いでFITC結合山羊−家兎
−抗血清(1:20希釈、Jackson Lab.,
West Grove,USA)で1時間染色する。こ
のスライドプレートを洗浄し、カイザー(Kaise
r)のグリセリン−ゼラチン(Merck,Darms
tadt,BRD)中に埋め込み、すぐに蛍光顕微鏡で
検査した。未処置の血液滴を空気中で乾燥し、メタノー
ル中で固定し、ギームザ(0.1%、Merck,Da
rmstadt,BRD)で染色し、PBS中で脱色
し、エンテラン(Entellan;Merck,Da
rmstadt,BRD)中に埋め込む。
【0026】組織学的標本作製及び染色法 あらかじめB.ブルグドルフェリで感染させたマウスか
ら種々の内部器官(脳、心臓、肺、肝臓、腎臓、脾臓及
び関節)を感染後の種々異なる時点で取り出し、凍結薄
片の調製のために液体窒素中で保存するか、又はパラフ
ィン又はメタクリレート中への埋め込みのために5%ホ
ルムアルデヒド(PBS中)中で保存する。4〜7μm
の薄片を製造し、ヘマトキシリン−エオシンで染色し、
エンテラン(Entellan;Merck社、ダルム
シュタット、BRD)中に埋め込む。免疫組織学をスト
レプトアビジン/ビオチン/ペルオキシダーゼシステム
を使用して実施した(Kramer等著、1989年、
Eur.J.Immunol.第19巻、第151
頁)。
【0027】第1表は単離体ZS7及びB31のB.ブ
ルグドルフェリ生物体が、あらかじめ生存可能な生物体
を接種したScid-マウスの血液中に全実験期間の間
検出されたことを示す。いずれにせよ、試験管内におい
ては、菌株ZS7のスピロヘーターのみを再培養するこ
とができ、菌株B31を再培養することはできなかっ
た。再培養した生物体と最初のB.ブルグドルフェリZ
S7単離体との比較の際に、蛋白質含量において又はプ
ラスミドプロフィルにおいて全く変化を確認することは
できなかった。B.ブルグドルフェリで感染したSci
d-マウス中には全監察期間の間、重要でない抗体の力
価は全く検出されなかったか、又は著しく僅かであっ
た。この動物中では、B.ブルグドルフェリ特異的Ig
M−又はIgG−抗体は全く見い出されなかった(第1
表)。これに対し、B.ブルグドルフェリで感染したす
べてのC.B−17−対照マウスは多量の全−Ig及び
B.ブルグドルフェリ特異的IgM−及びIgG−抗体
の高められた力価を示した。B.ブルグドルフェリZS
7での感染7日〜20日後に、Scid-マウスは関節
炎の第1次臨床症状(両方の脛骨足根骨関節の発赤及び
はれ)を示し、これは時間と共にひどくなった。これに
対してUV−照射B.ブルグドルフェリZS7で又は生
存可能なB.ブルグドルフェリB31生物体で感染した
Scid-マウス及び生存可能なB.ブルグドルフェリ
ZS7生物体で感染したC.B−17−対照マウスには
全く関節炎の症状は見い出されなかった。
【0028】組織病理学も、生存可能なB.ブルグドル
フェリZS7で感染したScid-マウス中での関節炎
による関節変化を証明した(第1表)。軟骨組織及び/
又は骨の糜爛及び破壊を伴なう、形成過度の炎症性関節
液−被覆細胞の存在により特徴付けられる重症の関節障
害が確認された。更に心内膜、心筋層及び心膜中への単
核細胞の浸潤を伴なう心臓全壁炎が確認された。同様
に、肝臓の進行性の炎症が確認され、この際、門脈域及
び中心静脈に限定された単核細胞の浸潤、肉芽腫症反応
及び最後に肝臓線維症が確認された。更に、腎臓、肺、
脳及び横紋筋中で僅かな障害が確認された。
【0029】
【表1】
【0030】* :ギームザ(Geimsa)-染色又
は免疫蛍光; **:血液(B)、関節(G)からの単離; ° :(+)脛骨足根骨関節の発赤及びはれ; °°:(−)<7.5μg/ml 血清 例 2 Scid-マウスのライム・ボレリオース(Lyme-B
orreliose)の経過に対するB.ブルグドルフ
ェリ31kD抗原にとって特異的なモノクローナル抗体
の作用 モノクローナル抗体の製造 完全な免疫システムを有するマウスをB.ブルグドルフ
ェリ有機体で免疫にする際に、B.ブルグドルフェリに
特異的であるポリクローナル抗体が表現される(第1表
参照)。
【0031】生後10週の、同血統交配種BALB/c
の雌マウスを超音波ホモジナイズドボレリエン(Bor
relien;B.ブルグドルフェリ、B31株;AT
CC35210)で免疫にする。
【0032】免疫法: 0日目:完全フロインドのアジュバント中のボレリエン
−抗原200μgを皮下注射 21日目、35日目、49日目、63日目:燐酸塩緩衝
食塩水中のボレリエン−抗原100μgで促進(腹腔
内) 66日目:脾臓の取り出し、及び個々の細胞懸濁液の製
造 この免疫脾臓細胞を骨髄腫細胞系Ag8−PAIとポリ
エチレングリコールの使用下に標準法により融合させた
(J,H.Peters、H.Baumgarten,
M.Schulze著、“Monoklonale A
ntikoerper”Springer-Verla
g社、ハイデルベルグ)。
【0033】融合生成物を96穴組織培養プレート中に
播種した。8日後、B.ブルグドルフェリ特異的モノク
ローナル抗体の存在に関して細胞培養上澄を固層−エリ
ザを用いて調べた(J,H.Peters等著、前
記)。
【0034】抗体−生産性培養からのハイブリドーマ細
胞を限界希釈法によりクローン化した。引き続き、個々
のクローンの培養上澄を新たに固相エリザ中で、かつウ
エスタンブロット分析により、かつ免疫蛍光試験により
特徴付けた。亜クラスIgG2bのモノクローナル抗体
LA−2はモノクローナルハイブリドーマ系から生産さ
れ、分泌され、かつウエスタンブロット法で、電気泳動
法によりSDS−ゲル上で分離され、ウエスタンブロッ
ト法で膜上に搬送されたB.ブルグドルフェリ蛋白質と
接触する際にすべての実験したB.ブルグドルフェリ菌
株(特に、単離体ZS7及びB31)からの31kDa
−構造、(Osp−A)と反応する。モノクローナル抗
体LA−26.1c(抗−OspAIgG1)、LA2
5.1(抗−OspB(34kDa抗原);IgG2
b)及びLA27.1(抗−OspB(34kDa抗
原)、IgG1)は同様に製造され、特徴付けられた。
【0035】B.ブルグドルフェリZS7でのマウスの
感染 C.B−17Scid-マウスに生存可能なB.ブルグ
ドルフェリZS7−生物体1×108を尻尾のつけ根に
皮下注射した。
【0036】抗血清でのマウスの処置 感染したScid−マウスを種々の抗血清で1週間あた
り2回処置した。第1の群をNMS(正常マウス血清)
で、第2の群をIMS免疫マウス血清)で、かつ第3の
群をモノクローナル抗体LA−2(B.ブルグドルフェ
リからの31kD抗原に対する)で処置した。投与抗血
清の量は第1週目は100μlもしくはLA−2におい
て100μg、第2週目は200μlもしくはLA−2
において200μg及び第3週目は300μlもしくは
LA−2において300μgであった。
【0037】第2表は未処置又はNMS処置Scid−
マウスが12日後に関節炎もしくは心臓炎及び肝炎の臨
床的及び組織病理学的徴候を現わしたことを示す。これ
に対してモノクローナル抗体LA−2の投与がScid
−マウスにおいて明らかに症状の減少に作用した。臨床
的には関節のわずかな発赤、そして組織病理学的には辺
縁の変化のみが確認された。IMSで処置したマウスは
全く臨床的関節炎の所見を示さなかった。
【0038】B.ブルグドルフェリ病原体の検出は、未
処置又はNMS処置のマウスにおいてのみ試験管内培養
において得られた。LA−2又はIMS処置マウスにお
いてはB.ブルグドルフェリは検出されなかった(第2
表)。
【0039】
【表2】
【0040】例 3 B.ブルグドルフェリZS7からの31kD抗原(Os
pA)の発現クローン化 DNA−調製 B.ブルグドルフェリ株ZS7からの高分子DNAを変
性ケリーの培地中で培養することにより精製した。この
スピロヘーターを10000gで遠心分離することによ
りペレットにし、PBS−緩衝液中で3回洗浄する。乾
燥したペレットをTE(トリス10mmol/l、ED
TA1mmol/l、pH7.4)10ml中に再懸濁
し、リゾチーム(5mg/ml)で30℃で15分間処
置し、20%SDS1mlを添加することによりDNA
を遊離する。NaCl 1.5ml(5mol/l)の
添加後、この溶液を同容量のフェノールで抽出し、次い
でクロロホルムでの抽出を行なう。次いで、このDNA
を無水エタノール2容量を添加し、−20℃で1夜恒温
保持することにより沈殿させた。遠心分離後、残分をT
E0.5ml中に溶かし、DNAse不含RNAseA
(20μg/ml)と45分間55℃で恒温保持し、3
7℃でプロティナーゼK(0.1μg/ml)で1時間
の処置を行なった。この溶液を0.3mol/l Na
OAcで調節し、フェノール−クロロホルムで前記のよ
うに抽出した。エタノールで沈殿させた後、DNAを再
びTE中に取り込む。
【0041】遺伝子バンクの製造 高分子DNAを3秒間の超音波処置により静力学的に破
砕する。T4−DNA−ポリメラーゼ(37℃で30分
間)及びクレノウ酵素(20℃で5分間)を、生じたD
NA−フラグメントの末端を平面にするために使用し
た。平らな末端を有するDNAを発現ベクターpUEX
1のBamHI−位中にアダプター/クロン化法の適用
下に連結する(Bresan及びStanley著、1
987年、Nucl.Acid.Res.,第1056
頁)。セファクリル(Sephacryl)S−100
0を介するモレキュラーシーブ・クロマトグラフィーに
よる大きさ選択工程及びコンピテント宿主細胞大腸菌
(MC1061)の形質転換の後、組換えプラーク形成
単位(pfu)の量を次のように測定した:任意抽出ク
ローンをとり出し、選択培地(25μg/mlアンピシ
リンを有するLB)2ml中で飽和まで培養する。この
プラスミド−DNAを常用のアルカリ性溶菌法により単
離し、引き続きBamHIで切断する。分析したプラス
ミドの50%より多くが平均≧1.5kbの長さのDN
A−挿入を有した。
【0042】B.ブルグドルフェリZS7−遺伝子バン
クの平板培養及びスクリーニング 細胞を24×24cmプレート上に、プレートあたり7
000pfuの密度で平板培養し、30℃で1夜恒温保
持する。ニトロセルロースフィルター(NC)上にクロ
ーンを移した後、β−ガラクトシダーゼ−融合蛋白質の
発現を42℃で2時間の恒温保持により誘発した。この
フィルターを5%SDS処置したワットマン(What
man)3MM紙上に移し、95℃で約25分間恒温保
持した。次いで、この蛋白質を、常用の半乾燥ウエスタ
ンブロット法装置を使用して電気ブロットした。NC−
フィルターをDNAse−処置した後、免疫活性クロー
ンをモノクローナル抗体の使用下に発現スクリーニング
により同定した。NC−フィルター上の非特異的結合位
を0.2%(重量/容量)ゼラチンと3mmol/l
NaN3を含有するPBSと4時間恒温保持することに
より飽和した。引き続き、このフィルターを抗−31k
Dモノクローナル抗体クローンLA−2の培養上澄と共
に18時間連続的な振盪下に恒温保持した。十分な洗浄
(PBS+1%(容量/容量)トライトンX−100;
PBS+0.5mol/l塩化ナトリウム;PBS+1
mol/l塩化ナトリウム;各工程10分間)の後、こ
のフィルターを家兎−抗−マウス−IgG−抗体のペル
オキシダーゼ標識F(ab)2−調剤の1:10000
希釈と室温で1.5時間連続的振盪下に恒温保持した。
このフィルターを再び前記のように洗浄し、次いでペル
オキシダーゼ基質としてのジアミノベンチジンと共に恒
温保持する。組換PFU104のうちの20クローンが
モノクローナル抗体LA−2と反応した。
【0043】31kD抗原(OspA)の配列分析 LA−2との抗体反応プラスの組換え大腸菌の挿入DN
Aを常法で単離した。このクローンのDNA−挿入分は
B.ブルグドルフェリ31kD抗原をコードするOsp
A−遺伝子を完全な長さで含有する。この挿入分を有す
るプラスミドをpZS−7/31−2と表わし、DSM
にブタペスト条約にのっとり寄託した(DSM552
8)。
【0044】この免疫プラスのクローンから生産された
組換蛋白質はrZS7/31−2として示された。Os
pA−遺伝子のコードしたDNA−配列を決定した。こ
の配列をこれから誘導したOspA蛋白質のアミノ酸配
列と共に図1に示した。
【0045】図1は、B.ブルグドルフェリの31kD
抗原がアミノ酸273を有する蛋白質に相当すること明
らかにする。
【0046】非融合蛋白質の調製 a) 免疫反応性蛋白質rZS7/31−2を発現する
クローンをアンピシリンを含有するLB10ml中で3
0℃で一夜培養した。培養物1mlを選択培地100m
l中に装入し、良好な通気下に30℃で密度8×107
細胞/ml(A600=0.2)まで培養した。組換蛋
白質の発現を42℃への宿主細胞の移動により得た。冷
却し、遠心分離した後、細胞をSTE−緩衝液(10m
mol/lトリス、100mmol/l塩化ナトリウ
ム、1mmol/lEDTA、pH8.0)中で洗浄
し、残分を溶菌緩衝液(25%蔗糖、50mmol/l
トリス、pH8.0)0.6ml中に再懸濁させた。リ
ゾチーム(10mg/ml)150μlを添加し、この
混合物を氷上で15分間恒温保持した後、DNAse1
(10mg/ml)18μlと共に1mol/l塩化マ
グネシウム5μlの存在下に、更に恒温保持(氷上15
分間)した。最後に4×洗浄剤混合物(1%トライトン
×100、0.5%デオキシコレート、0.1mol/
lNaCl、10mmol/lトリス、pH7.4)2
50μlを添加し、氷上で5分間恒温保持した。遠心分
離後、残分を2回緩衝液A(50mmol/l トリ
ス、50mmol/l NaCl、1mmol/l E
DTA、pH8.0)で洗浄し、付加的に8M尿素を含
有する緩衝液A9容量中に再懸濁し、室温で1時間恒温
保持した。この試料を緩衝液B(50mmol KH2
PO4/K2HPO4、50mol/l NaCl、1m
mol/l EDTA、pH10.7)9部で希釈し、
室温で30分間撹拌し、この際pH−値をKOHの添加
下に10.7に保持した。溶剤のpH値をHClの添加
により7.0に調節した後、この試料を一夜緩衝液Aに
対して透析し(4℃で)、SS34−回転装置中で4
℃、10000rpmで10分間遠心分離した。組換蛋
白質を含有する上澄を−20℃で保存した。
【0047】b) このクローンは免疫反応性蛋白質r
ZS7/31−2を培地中にも分泌するので、培養上澄
から直接精製(アフィニティークロマトグラフィー)す
ることも可能である。
【0048】組換OspA(非融合)蛋白質の調製及び
アフィニティークロマトグラフィー精製 引き続き組換蛋白質をアフィニティークロマトグラフィ
ーにより精製した。この目的のためには精製したモノク
ローナル抗体LA−2を活性化セファロースCL4Bに
共有結合させた。組換蛋白質を含有する透析尿素抽出液
をマウスIgG−セファロースCL4Bに吸着し、引き
続きLA−2−セファロースCL4Bカラムを介して加
えた。強力な洗浄後、結合した組換蛋白質を0.1mo
l/lグリセリン/HCl−0.1mol/l NaC
l、pH2.5で溶離した。集めたフラクションのpH
値を0.5mol/l K2HPO4 1/10容量の添
加により、すぐに中和した。蛋白質含有フラクションを
濃縮し、透析した。SDS−ポリアクリルアミドゲル電
気泳動を用いて精製の度合を測定した。
【0049】組換蛋白質rZS7/31−2の免疫学的
特徴付け 組換蛋白質rZS7/31−2を免疫学的に調べた。比
較のために組換蛋白質rB31/41−9(B.ブルグ
ドルフェリ41kD表面抗原)を用いた。
【0050】平板−マイクロ力価プレートを組換蛋白質
rZS7/31−2及びrB31/41−9の尿素抽出
液で、もしくは遺伝子発現のために使用した大腸菌株M
C1061の尿素抽出液で塗布した。非特異的結合位を
燐酸塩緩衝食塩溶液中の0.2%ゼラチンで封鎖した。
このように準備したマイクロ力価プレートの窪みを前記
モノクローナル抗体LA−2(抗−31kD、Osp−
A)、LA−1(抗−41kD、フラジェリン)もしく
はACHT−2(抗−α1−抗キモトリプシン)で配合
した。結合したモノクローナル抗体をペルオキシダーゼ
標識した種特異性抗−マウス免疫グロブリンと反応させ
た。結合したペルオキシダーゼ標識抗体をペルオキシダ
ーゼ基質オルトフェニレンジアミンを使用して定量し
た。マイクロ力価プレート中で492nm(A492)に
おける吸収を自動プレート測光機を用いて直接測定し
た。吸収の強度は結合したモノクローナル抗体の量に関
する尺度である。
【0051】モノクローナル抗体LA−2は特異的な方
法でrZS7/31−2と反応するが、MC1061も
しくはrB31/41−9とは反応しない。モノクロー
ナル抗体LA−1の対照反応はrB31/41−9に関
して特異的である。モノクローナル対照抗体ACHT−
2(負対照)は蛋白質のいずれとも注目に値する反応を
示さない。
【0052】図2はモノクローナル抗体LA−2により
特異的な方法で認識される抗原エピトープがB.ブルグ
ドルフェリZS7のゲノムからクローン化された組換蛋
白質rZS7/31−2上に発現されることを示す。
【0053】例 4 31kD(OspA)もしくは34kD抗原(Osp
B)に関して特異的な抗体と41kD抗原(フラジェリ
ン)に特異的な抗体との比較 モノクローナル抗体LA−2及びLA-26.1は31
kD抗原OspAを認識し、アイソタイプIgG2bも
しくはIgG1からのものである。モノクローナル抗体
LA−25.1及びLA−27.1は34kD抗原Os
pBを認識し、アイソタイプIgG2bもしくはIgG
1からのものである。モノクローナル抗体LA−10及
びLA−21はB.ブルグドルフェリのフラジェリン−
結合41kDペリプラズム蛋白質に関して特異的であ
り、アイソタイプIgG2aもしくはIgG1からのも
のである。すべての前記抗体は例2に記載された方法に
より得られた。この実験においてはScid−マウス中
の他のB.ブルグドルフェリに対するモノクローナル抗
体もライム−ボレリオース(Lyme-Borreli
ose)の臨床的症状の保護に作用するかどうかを確認
した。
【0054】B.ブルグドルフェリB31−有機体1×
108での皮下接種後91日でC57BL/6−マウス
からポリクローナル抗−B31−免疫血清(IMS)を
採取した。B.ブルグドルフェリZS7 1×108
の皮下接種後68日でC57BL/6−マウスからポリ
クローナル抗−ZS7 IMSを採取した。両方の血清
はエリザ−システムで測定したように特異的抗体60μ
g/mlを含有した(Schaible等著、J.Ex
p.Med.,第170巻、1989年、第1427〜
143 2頁)。正常マウス血清(NMS)を非感染C
57BL/6−マウスから採取した。
【0055】接種時及びこれに続き4日間の間隔で、前
記抗体、IMS、NMS又はPBS−緩衝液を次の記録
によりScid−マウス中に腹腔内に受動移動した: 0日目及び 3日目:100μl 7日目及び10日目:200μl 13日目及び17日目:300μl 抗−ZS7 IMS、抗−B31 IMSで、又はモノ
クローナル抗体LA−2で処置したScid−マウスは
全く関節炎の臨床的症状を示さなかった、すなわち21
日間の監察期間の間、脛骨足根骨関節の発赤及びはれは
全く現われなかった。同様に心臓炎及び肝炎の症状も全
く確認されなかった。組織病理学的検査は抗−ZS7−
IMS、抗−B31−IMSで、又はモノクローナル抗
体LA−2で処置したScid−マウスの関節、心臓及
び肝臓に全く変化がないということを示した。
【0056】アイソタイプIgG1の他のOspA−特
異的モノクローナル抗体LA−26.1並びにOspB
特異的抗体LA−25.1及びLA−27.1は関節
炎、心臓炎及び肝炎の臨床的症状をやわらげる。ここで
は検査した器官中に弱い病理学的変化が見られた。
【0057】これとは反対に、PBS−緩衝液、NMS
又はフラジェリンに対するモノクローナル抗体(LA−
10又はLA−21)を投与されたScid−マウスは
未処置のScid−マウスに典型的な関節炎の臨床的徴
候、病理学的変化を示した(第3表)。最後にあげた動
物の症状の重さは接種後時間と共に上昇し、全監察期間
の間低下しなかった。まず抗ZS7 IMSで、又は抗
LA−2で処置したScid−マウスからは全くスピロ
ヘーターは単離されなかった。これとは反対に、PBS
−緩衝液、NMS又はモノクローナル抗体LA−25.
1、LA−26.1、LA−27.1、LA−10又は
LA21で処置したScid−マウスの血液からの免疫
蛍光法により、かつ培養によりスピロヘーターの検出が
可能である。
【0058】
【表3】
【0059】例 5 OspAで免疫したマウスからの抗血清の、Scid−
マウスのライム・ボレリオースの経過に対する作用 この実験において、天然OspA(B.ブルグドルフェ
リZS−7から単離)又は組換OspA(組換プラスミ
ドpZS−7/31−2(DSM5528)で形質転換
した大腸菌から単離)の正常マウス(マウス種C57B
L/6)中への投与は保護ポリクローナル抗体を生産す
る。この抗体をScid−マウスに投与する場合、ライ
ム・ボレリオースに対する保護が生じる。この際、組換
OspAは天然OspAと比較可能な保護免疫応答を誘
発することが確認される。この実験における結果及び実
施方法の詳細を第4表に記載する。
【0060】組換OspAの獲得は例3に記載した。
【0061】天然OspAの獲得並びにOspAでのマ
ウスの免疫を次のように行なう: 天然31kDa OspAの富化 スピロヘーター3.2×1010をプロテアーゼ阻害剤
(5mmol/l EDTA、5mmol/lベンズア
ミジン及び0.5mmol/l PMSF)の存在下に
PBS5ml/7.5ml n−ブタノール中で2時間
マグネットスターラーで撹拌する。その後、この混合物
を10000rpm及び4℃でゾルバル(Sorval
l)−遠心分離機(固定角度ローター)中で90分間遠
心分離する。表面蛋白質を含有する水相を取り出し、ク
ロロホルムで3回洗浄する。
【0062】蛋白質含量を280nmでの吸光により、
もしくはBCA−テストで測定する。
【0063】抗−B.ブルグドルフェリ家兎血清でのウ
エスタンブロットもしくはジルベルゲル(Silber
-gel)法においては、菌株ZS7にとって主バンド
は31kDaの分子量範囲に、かつ弱いバンドは20,
34及び65〜68kDaに見い出された。B.ブルグ
ドルフェリ菌株B31のブタノール/水調剤は主バンド
を31kDaに、弱いバンドを20及び34kDaに有
する。
【0064】天然及び組換OspAでのマウスの免疫 C57BL6もしくはC.B−17マウスを7〜10日
間の間隔で3回アジュバント(ABM3;Sebak
社、Aidenbach,BRD)100μl中の5μ
g(菌株B31からの天然OspA)もしくは10μg
(菌株ZS7からの天然OspA、ZS7からの組換O
spA)を尻尾のつけねに皮下注射した。
【0065】最後の免疫の後、早くても3週間後、3〜
4ケ月の血清を取り出すことができた。特異的な抗体の
含量はエリザシステムで測定する。
【0066】
【表4】
【図面の簡単な説明】
【図1】B.ブルグドルフェリZS7からの31kD抗
原(OspA)のDNA配列及びアミノ酸配列を示す図
である。
【図2】組換え蛋白質rZS7/3−2の免疫学的特徴
を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── 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 15/09 ZNA C12N 15/00 C C12P 21/08 ZNAA (C12N 1/20 C12R 1:01) (C12N 15/02 C12R 1:91) (71)出願人 390040420 Berlin,BRD (71)出願人 500349247 ドイチェス クレープスフォルシュングス ツェントルム スチフツング デス エッ フェントリッヒェン レヒツ ドイツ連邦共和国 ハイデルベルク 1 イム ノイエンハイマー フェルト 280 (72)発明者 マルクス エム ジモン ドイツ連邦共和国 フライブルク カルト イザーシュトラーセ 35 (72)発明者 ウルリッヒ エー シャイブレ ドイツ連邦共和国 フライブルク ツェー リンガーシュトラーセ 2 (72)発明者 クラウス アイヒマン ドイツ連邦共和国 フライブルク ロイテ バッハガッセ 38 エフ (72)発明者 ミヒアエル クラマー ドイツ連邦共和国 ハイデルベルク イム ノイエンハイマー フェルト 324 (72)発明者 ヴァリッヒ ラインハルト ドイツ連邦共和国 ハイデルベルク ウン テレン ロンバッハ 6 アー

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 病原性ボレリア・ブルグドルフェリ生物
    体菌株ZS7(DSM5527)。
  2. 【請求項2】 病原性ボレリア・ブルグドルフェリ生物
    体を単離又は再培養する方法において、予め病原体で感
    染された免疫欠失実験動物から病原体を取得し、この
    際、この病原体の病原性を保持残留させることを特徴と
    する、病原性ボレリア・ブルグドルフェリを単離し、再
    培養する方法。
  3. 【請求項3】 感染Scid−マウスの血液又は/及び
    関節から病原性ボレリア・ブルグドルフェリZS7生物
    体を取得する、請求項2記載の方法。
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