JP2001526524A - ヒトβ▲下2▼インテグリンαサブユニット - Google Patents

ヒトβ▲下2▼インテグリンαサブユニット

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Abstract

(57)【要約】 αdと命名した、新規ヒトβ2インテグリンαサブユニットポリペプチドをコードするDNAが、組換え法によるその製造法及び製造のための材料とともに開示される。細胞外αdタンパク質断片、αdIドメイン断片または全長のαdポリペプチドと、ヒトイムノグロブリン定常領域とを包含する融合タンパク質もまた、開示される。αdの生物学的活性をモジュレートするのに有用であるものとして、αdに対して特異的な結合分子もまた開示される。ヒトαdをコードする配列との相同性を示す、他の種からのDNAも開示される。

Description

【発明の詳細な説明】 ヒトβ2インテグリンαサブユニット 本出願は、1994年12月21日に出願され係属中である米国特許出願第08/362,652 号の一部継続出願であり、当該出願は、1994年8月5日に出願され1995年11月28 日に米国特許第5,470,953号として特許付与された、米国特許出願第08/286,889 号の一部継続出願であり、当該出願は、1993年12月23日に出願され1995年8月1日 に米国特許第5,437,958号として特許付与された、米国特許出願第08/173,497号 の一部継続出願である。 発明の分野 本発明は、αdと命名された新規ヒトβ2インテグリンαサブユニットをコード するポリペプチドのクローニング及び発現に関し、当該サブユニットは、既知の ヒトβ2インテグリンαサブユニット、CD11a、CD11b及びCD11cに構造的に関連す るものである。本発明はまた、ヒトαdをコードする配列と相同性を示す、他の 種から単離されたポリヌクレオチドにも関する。 発明の背景 インテグリンは、細胞接着に盛んに関与する膜会合分子のクラスの1つである 。インテグリンは、βサブユニットと非共有的に会合するαサブユニットを含む 膜貫通型のヘテロダイマーである。今日までに少なくとも14のαサブユニット及 び8のβサブユニットが同定されている(Springer、Nature 346巻、425〜434頁 (1990)に概説)。βサブユニットは、通常1より多くのαサブユニットと会合す ることができ、共通のβサブユニ ットを共有するヘテロダイマーが、インテグリンの集団の中のサブファミリーと して分類されている。 ヒトインテグリンの1つのクラスで、発現が白血球細胞に限定されるものは、 共通のβ2サブユニットによりその特徴が表される。この、細胞に特異的な発現 の結果、これらインテグリンは一般に、白血球インテグリン、Leu-CAMまたはロ イコインテグリンと呼ばれる。共通のβ2サブユニットのゆえに、それらに代わ るこのクラスの呼称は、β2インテグリンである。β2サブユニット(CD18)は、 3つの異なるαサブユニット、CD11a、CD11bまたはCD11cのうちの1つと会合し て以前に単離されている。ヒトCD18をコードするcDNAの単離は、Kishimotoら、C ell、48巻、681〜690頁(1987)に記載されている。公式のWHO命名法において 、それらヘテロダイマータンパク質はCD11a/CD18、CD11b/CD18、及びCD11c/CD18 として言及され、一般の命名法においてはそれらは、各々LFA-1、Mac-1またはMo l、及びP150,95またはLeuM5として言及されている(Cobboldら、Leukocyte Typi ng III、McMichael(出版)、Oxford Press、788頁(1987)に掲載)。ヒトβ2イ ンテグリンαサブユニットCD11a、CD11b及びCD11cは、還元条件下、電気泳動に てそれぞれおよそ180 kD、155 kD及び150 kDの見かけの分子量に移動することが 示され、これらのサブユニットをコードするDNAがクローン化されている(CD11a 、Larsonら、J.Cell Biol.108巻、703〜712頁(1989);CD11b、Corbiら、J.Biol .Chem.263巻、12403〜12411頁(1988)及びCD11c、Corbiら、EMBO J.6巻、4023 〜4028頁(1987))。分子量が概ね類似していることにより定義付けられた、ヒト β2インテグリンα及びβ鎖として椎定される類似体は、サル及び他の霊長類(L etvinら、Blood 61巻、408〜410頁(1983))、マウス(Sanchez-Madridら、J.Exp .Med.154巻、1517頁(1981))、 ならびにイヌ(Mooreら、Tissue Antigens 36巻、211〜220頁(1990))を包含す る他の種において、様々に同定されている。 他の種からの推定される類似体の絶対分子量は、有意に多様性をもつことが示 され(例えば、Danilenkoら、Tissue Antigens 40巻、13〜21頁(1992))、配列 情報がないと、ヒトインテグリンサブユニットと他の種において同定されたもの とを確定的に関連付けることは可能でない。さらに、タンパク質ファミリーに含 まれるメンバーの数の多様性が、異なる種間において観察されてきている。例え ば、ヒトよりもウサギにおいて、より多くのIgAアイソタイプが単離されている (Burnetら、EMBO J.8巻、4041〜4047頁(1989)及びSchneidermanら、Proc.Natl. Acad.Sci.(USA)86巻、7561〜7565頁(1989))ことを一考されたい。同様に、ヒト において、メタロチオネインタンパク質の少なくとも6つの変異体がこれまでに 同定されている(Karin及びRichards、Nature 299巻、797〜802頁(1982)及びVar shneyら、Mol.Cell.Biol.6巻、26〜37頁(1986))が一方、マウスにおいてはこ のような変異体は2つしか明らかにされていない(Searleら、Mol.Cell.Biol.4 巻、1221〜1230頁(1984))。それゆえ、1つの種においてタンパク質ファミリー が複数メンバー存在するからといって、必ずしも他の種に対応するファミリーの メンバーが存在することが含意されるわけではない。 β2インテグリンにおける特異的な情況の下で、イヌにおいては、ヒトCD18に 対応すると推測されるイヌβ2は4つも潜在的に異なるαサブユニットと、ダイ マーを形成することができることが観察されている(Danilenkoら、前出)。イ ヌの脾細胞を用いてマウスを免疫付与することにより作製した抗体から、ヒトCD 18、CD11a、CD11b及びCD11cとのイヌにおける相同体として、 それらと類似するが同じではない分子量に主として基づいて暫定的に称したタン パク質を、免疫沈降せしめるモノクローナル抗体が得られた。別の抗−イヌ脾細 胞抗体であるCa11.8H2は、やはりβ2サブユニットと会合することができるが独 自の分子量を有し、分化した組織マクロファージのサブセツトに発現が限定され ている、第4のα様イヌサブユニットを認識し、それを免疫沈降せしめた。 ネズミ樹状細胞を用いてハムスターを免疫付与することにより作製された抗体 では、2つの抗インテグリン抗体が得られた(Metlayら、J.Exp.Med.171巻、17 53〜1771頁(1990))。抗体の1つである2E6は、150〜160kDの範囲の分子量にマ イナーバンドを伴う、おおよその分子量が180kD及び90kDであるサブユニットを もつ、優勢のヘテロダイマーを免疫沈降せしめた。第2の抗体であるN418は、お およその分子量が150kD及び90kDであるサブユニットをもつ、別の見かけ上のヘ テロダイマーを沈殿せしめた。細胞接着阻止実験に基づき、抗体2E6はヒトCD18 のネズミにおける対応物を認識するとの仮説が提唱された。N418抗原の分子量に より、ヒトCD11c/CD18のネズミ相同体を認識することが示唆されたが、さらに分 析すると、ヒトCD11c/CD18について観察される分布パターンとは矛盾する組織分 布パターンを、ネズミ抗原が呈することが示された。 イヌCa11.8H2抗体及びネズミN418抗体により認識される抗原は、以前同定され たイヌまたはネズミのαサブユニットの変異種(例えば、グリコシル化またはス プライス変異)を呈する可能性がある。そうでなければ、これら抗原は、独自の イヌ及びネズミインテグリンαサブユニットを呈するのかもしれない。一次構造 に関する特定の情報がなければ、前記のうちいずれであるかは、識別不能である 。 ヒトにおいては、CD11a/CD18はすべての白血球細胞で発現している。CD11b/CD 18及びCD11c/CD18の発現は、本質的に、単球、顆粒球、マクロファージ及びナチ ュラルキラー(NK)細胞に限定されているが、CD11c/CD18は、あるB-細胞型でも 検出される。一般的に、CD11a/CD18はリンパ球に優勢に存在し、CD11b/CD18は顆 粒球に、そしてCD11c/CD18はマクロファージに優勢に存在する(Arnaout、Blood 75巻、1037〜1050頁(1990))。しかしながら、α鎖の発現は、個々の細胞型の 活性化及び分化の状態とは無関係に、多様である(Larson及びSpringer、Immuno l.Rev.114巻、181〜217頁(1990)の概説を参照されたい)。 ヒトの免疫及び炎症応答におけるβ2インテグリンの関与は、β2インテグリン が関わる細胞接着を阻止することができるモノクローナル抗体を用いて立証され ている。例えば、CD11a/CD18、CD11b/CD18及びCD11c/CD18は、リンパ腫及び腺癌 細胞へのナチュラルキラー(NK)細胞の結合(Patarroyoら、Immunol.Rev.114 巻、67〜108頁(1990))、顆粒球蓄積(Noursharghら、J.Immunol.142巻、3193 〜3198頁(1989))、顆粒球非依存性血漿漏出(Arforsら、Blood 69巻、338〜340 頁(1987))、被刺激白血球の化学走化性応答(Arforsら、前出)及び血管内皮へ の白血球接着(Priceら、J.Immunol.139巻、4174〜4177頁(1987)及ひSmithら、 J.Clin.Invest.83巻、2008〜2017頁(1989))に盛んに関与している。免疫及び 炎症応答におけるβ2インテグリンの基本的な役割は、白血球接着不全(LAD)と 呼ばれる臨床的症候において顕著ならしめられ、このLADにおいて臨床的に明示 されるのは、再発性でありしばしば脅威となる細菌感染である。LADは、β2サブ ユニットの外生変異によって惹起こされ(Kishimotoら、Cell 50巻、193〜202頁 (1987))、疾患状態の重篤さはβ2サブユニット発現不全の程度に比例するもの である 。完全なインテグリンヘテロダイマーの形成が、β2の変異によって損なわれる のである(Kishimotoら、前出)。 興味深いことに、CD18に対して特異性を有する少なくとも1つの抗体がヒト1 型免疫不全ウイルス(HIV-1)シンチウム形成をin vitroで阻害することが示さ れているが、とはいえこの阻害の正確な機構は明らかではない(Hildreth及びOr entas、Science 244巻、1075〜1078頁(1989))。この観察は、CD11a/CD18に主に 対応する受容体であるICAM-1が、ライノウイルス(rhinovirus)血清型の主たる群 に対する表面受容体でもあるという発見(Greveら、Cell 56巻、839頁(1989)) に符合している。 ヒト免疫及び炎症応答におけるβ2インテグリン結合活性の重要性によって、 このクラスの表面タンパク質のより充分な理解を進める必要性が際立ってくる。 このサブファミリーの未だ知られていないメンバー、のみならずそれらに対応す る受容体を同定すること、及び、モノクローナル抗体またはβ2インテグリンの 生物学的活性を変えることができる他の可溶性因子を作製することにより、β2 が関係する免疫及び炎症応答において治療的に介入するための実利的な手段が提 供されるであろう。 発明の要約 本発明の1つの特徴において、新規ヒトβ2インテグリンαサブユニットであ るαd、及びαd固有の結合及び/または免疫学的特性をもつαdの変異体(すな わち、欠失、付加または置換による類似体)、をコードする、新規の精製され単 離されたポリヌクレオチド(例えば、センス鎖及びアンチセンス鎖の双方の、DN A及びRNA転写物)が提供される。本発明の好ましいDNA分子には、cDNA、ゲノムD NA及び全体的にまたは部分的に化学合成さ れたDNA分子が包含される。現在のところ好ましいポリヌクレオチドは、配列番 号:2で示されるポリペプチドをコードする、配列番号:1で示されるDNAである 。さらに提供されるのは、αdをコードする配列を包含する組換えプラスミド及 びウイルスDNA構築体(発現構築体)であり、ここでそのαdをコードする配列は 、同種または異種の、1以上の転写調節エレメントに、作動するようにつながれ ている。 本発明によりさらに提供されるのは、ヒトαdをコードするポリヌクレオチド に相同性を呈する、マウス及びラットの精製され単離されたポリヌクレオチドで ある。好ましいマウスのポリヌクレオチドは、配列番号:52で示され、好ましい ラットのポリヌクレオチドは、配列番号:54で示される。 本発明の別の特徴としては、本発明のDNA配列を用いて形質転換またはトラン スフェクトされた、αdポリペプチドまたはその変異体を発現する原核性または 真核性宿主細胞が提供される。本発明の宿主細胞は、αdポリペプチドの大規模 な生産に特に有用であり、αdポリペプチドは宿主細胞それ自体または宿主細胞 か生育された培地のいずれかから単離することができる。細胞外膜表面にαdポ リペプチドを発現する宿主細胞は、αd特異抗体の生産における免疫原としても 有用である。好ましくは、αdを用いてトランスフェクトした宿主細胞は、ヘテ ロダイマーの表面での発現を許容するために、β2インテグリンサブユニットを 発現するようコトランスフェクトされるであろう。 本発明によりさらに提供されるのは、精製され単離されたαdポリペプチド、 その断片及び変異体である。好ましいαdポリペプチドは、配列番号:2に示すと おりである。本発明の新規αd産物は、天然のソースからの単離物として得ても よいが、αd変異産物も同様に、好ましくは本発明の宿主細胞が関与する 組換え手法によって生産されるものである。完全にグリコシル化された、部分的 にグリコシル化された及び全休的に脱グリコシル化された、αdポリペプチドの フォームを、組換え生産のために選択される宿主細胞を及び/または単離後の処 理を、多様化することによって作製することができる。本発明の変異体αdポリ ペプチドは、1以上のアミノ酸が欠失または置換された類似体であって(1)αd に特異的な1以上の生物学的活性もしくは免疫学的特性を喪失することなく、好 ましくは増強しつつ、または(2)特定のリガンド/受容体の結合もしくはシグナ リング機能が特異的に損なわれたもの、を包含する類似体である、水溶性及び水 不溶性αdポリペプチドを含んでよい。融合ポリペプチドも提供され、これは、 αdアミノ酸配列が他のポリペプチドと接近した状態に発現されるものである。 このような融合ポリペプチドは野生型のαdに比較して、その生物学的、生化学 的、及び/または免疫学的特性が修飾されたものを保持するかもしれない。マル チマーの形成を容易とする、付加的なアミノ酸(例えばリジンまたはシステイン )残基を包含する類似体ポリペプチドが企図される。 本発明により企図されるのはまた、αdに特異的に結合するポリペプチド及び 他の非ペプチド分子である。好ましい結合分子には、抗体(例えばモノクローナ ル及びポリクローナル抗体)、対応する受容体(例えば、膜会合性及び可溶性フ ォーム)ならびに他のリガンド(例えば天然に生じている分子または合成分子) が包含され、これにはαdモノクローナル抗体及び/または特異的な対応する受 容体の存在下で競合的にαdに結合するものが包含される。結合分子は、αdポリ ペプチド分子の精製及びαdを発現する細胞型の同定に有用である。結合分子は また、αdのin vivoでの結合性及び/またはシグナルトランスダクシ ョン活性を修飾(すなわち、阻害、ブロックまたは刺激)するためにも有用であ る。 αd結合分子を同定するアッセイも提供され、これには固定化リガンド結合ア ッセイ、溶液結合アッセイ、シンチレーション近接アッセイ(scintillation pro ximity assay)、ジーハイブリッド(di-hybrid)スクリーニングアッセイ、などが 包含される。 抗体またはαdの活性を修飾する他の化合物を同定するためのin vitroのアッ セイには、例えばαdまたはαdが結合する天然のリガンドを固定化し、固定化さ れていない方の結合パートナーを検出可能なようにラベルし、結合パートナーと ともにインキュベートし、そして結合したラベルの量に基づき被検化合物の効果 を確定することが包含されるとよく、ここで被検化合物の非存在下で結合したラ ベルの量に比較して、被検化合物の存在下で結合したラベルが減少していれば、 被検薬剤がαdの結合の阻害剤であることを示唆するものである。 αdとリガントとの間の相互作用を修飾する化合物を同定するためのいまひと つの型のアッセイには、蛍光剤が被覆(または含浸)された固体支持体にαdま たはその断片を固定化し、蛍光剤を励起することができる化合物でリガンドをラ ベルし、モジュレーター化合物であることが椎定される化合物の存在下及び非存 在下で固定化したαdをラベルしたリガンドと接触せしめて蛍光剤による光放射 を検出し、モジュレーター化合物の非存在下での蛍光剤による光放射と比較して 、蛍光剤による光放射に影響を及ぼす化合物としてモジュレーター化合物を同定 することが、包含される。代わりに、このアッセイにおいて、αdリガンドが固 定化され、αdかラベルされてもよい。 本発明によって、αdとリガンドとの間の相互作用を修飾する 化合物を同定するために企図される、さらなる別の方法は、DNA結合ドメイン及 び活性化ドメインを有する転写因子により調節されるプロモーターの制御下にあ るレポーター遺伝子を含むDNA構築体を用いて、適切な宿主細胞を形質転換また はトランスフェクトし、αdの一部またはすべてと転写因子のDNA結合ドメインま たは活性化ドメインのいずれかとの第1の融合体をコードする第1のハイブリッ ドDNA配列を宿主細胞で発現させ、リガンドの一部またはすべてと第1の融合体 に組み込まれていない転写因子のDNA結合ドメインまたは活性化ドメインのいず れかとをコードする第2のハイブリッドDNA配列を宿主細胞で発現させ、モジュ レーター化合物であることが推定される化合物の存在下及び非存在下に、宿主細 胞でのレポーター遺伝子産物の生産を測定することにより特定の宿主細胞におけ るαdへのリガンドの結合を検出することによって、αdとリガンドとの相互作用 に対する、モジュレーター化合物であることが推定される化合物の効果を評価し 、そしてモジュレーター化合物の非存在下でのレポーター遺伝子産物の生産に比 較して、レポートされた遺伝子産物の生産を変える化合物として、モジュレータ ー化合物を同定することを包含する。現在のところアッセイでの使用のために好 ましいのは、lexAプロモーター、lexA DNA結合ドメイン、GAL4転写活性化ドメイ ン、lacZレポーター遺伝子、及び酵母宿主細胞である。 前記したアッセイの修飾されたバージョンは、αdに結合するタンパク質をコ ードするポリヌクレオチドを単離するのに用いられえ、これは、DNA結合ドメイ ン及び活性化ドメインを有する転写因子により調節されるプロモーターの制御下 にあるレポーター遺伝子を含むDNA構築体を用いて適切な宿主細胞を形質転換ま たはトランスフェクトし、αdの一部分または全体と、転写因 子のDNA結合ドメインまたは活性化ドメインのいずれか、との第1の融合体をコ ードする第1のハイブリッドDNA配列を宿主細胞で発現させ、αd結合タンパク質 であると椎定されるタンパク質の一部分または全体と、前記第1の融合体には組 み込まれていない転写因子のDNA結合ドメインまたは活性化ドメイン、との第2 の融合体をコードする第2のハイブリッドDNA配列のライブラリーを宿主細胞で 発現させ、宿主細胞におけるレポーター遺伝子産物の生産を検出することにより 、特定の宿主細胞におけるαdに対するαd結合タンパク質の結合を検出し、そし てその特定の宿主細胞からαd結合タンパク質をコードする第2のハイブリッドD NA配列を単離することによってなされる。 αdに特異的な抗体を生産するハイブリドーマ細胞系が、本発明により企図さ れる。モノクローナル抗体を分泌するハイブリドーマを生産する技術は、当該技 術分野においてよく知られている。ハイブリドーマ細胞系は、精製されたαd、 αdの変異体または細胞外膜表面にαdもしくはその変異体を発現している細胞で 動物を免疫付与した後に作製してよい。免疫原細胞型には、in vivoでαdを発現 している細胞、または普通はin vivoではαdを発現しない、トランスフェクトさ れた原核細胞系または真核細胞系が包含される。現在のところ好ましい、本発明 の抗体は、169A、169B、170D、170F、170E、170X、170H、188A、188B、188C、18 8E、188F、188G、1881、188J、188K、188L、188M、188N、188P、188R、188T、19 5A、195C、195D、195E、195H、197A-1、197A-2、197A-3、197A-4、199A、199H及 び199Mと命名されたハイブリドーマによって分泌されるものである。 αdのDNA及びアミノ酸配列の開示を通じて寄与される情報の価値は、明白であ る。一連の実験で、開示されたαdcDNA配列によって、ゲノム配列に対する転写 制御エレメントを包含する ヒトαdゲノムDNA配列の単離が可能ならしめられる。αd対立変異体及び異種の もの(例えば、ラットまたはマウス)のDNAの同定もまた、企図される。適切な ストリンジェンシーとした条件下で、プローブとしてαdcDNA配列のすべてまた は一部分を用い、適切なライブラリーをスクリーニングする、標準DNA/DNAハイ ブリダイゼーション技術によって、ヒトαdゲノムDNA及び異種のもののDNAの単 離か成し遂げられうる。その代わりとして、既知のcDNA配列に基づいて設計され るオリゴヌクレオチドプライマーを用いる、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)を、 ゲノムαdDNA配列を増幅し同定するのに用いることができる。αdポリぺプチド 、ならびにその断片及び他の変異体も含めたペプチドをコードする合成DNAは、 慣例の合成法により生産されるとよい。 本発明のDNA配列情報により、相同組換えまたは「ノックアウト」ストラテジ ー(例えば、Kapecchi、Science 244巻、1288〜1292頁(1989)を参照されたい) によって、機能を有するαdポリペプチドを発現しない齧歯類またはαdポリペプ チド変異体を発現する齧歯類の生産開発も可能となる。このような齧歯類は、in vivoにおけるαd及びαdモジュレーターの活性を研究するためのモデルとして 有用である。 本発明のDNA及びアミノ酸配列により、対応する受容体との結合に盛んに関与 するαdエピトープ、のみならず、盛んに関与するというよりもむしろ結合を調 節するかもしれないエピトープを分析することが可能ならしめられる。膜を貫通 するシグナルトランスダクションに関与するかもしれないエピトープの同定も、 本発明により企図されるものである。 本発明のDNAは、αdポリペプチドを発現する細胞型の検出にも、有用である。 αdDNAを利用してαdRNAを検出する、標準のDNA/RNAハイブリダイゼーション技 術を用いて、ある細胞内の αd転写の構成的レベルを定量したり、そればかりか、内在性または外来性薬剤 に応答した転写レベルの変化もまた、定量しうる。次いで、αdの転写及び/ま たは翻訳を修飾する薬剤の同定により、潜在性を有する治療的または予防的価値 についてそれらを評価することができる。本発明のDNAにより、細胞のRNAに対す るαdDNAのin situハイブリダイゼーションが可能ならしめられ、複雑な細胞集 団及び組織内におけるαd特異的なメッセージの、細胞内での局在性を調べるこ とができる。 本発明のDNAは、ヒトαd配列に相同性を示す非ヒトポリヌクレオチド配列を同 定するためにも有用である。非ヒトαdDNA配列を所有すれば、ヒトの系の動物モ デル(例えば、トランスジェニックモデルを含む)を開発することが可能となる 。 本発明の他の特徴として、αdに特異的なモノクローナル抗体またはポリクロ ーナル抗体を免疫組織化学的分析に使用し、組織内の、亜細胞の区画または個々 の細胞におけるαdの局在性が分析できる。このタイプの免疫組織化学的分析は 、in situハイブリダイゼーションと併用して、αdmRNA及びαd遺伝子のポリペ プチド産物の双方の局在性を調べるのに用いられる場合に特に有用である。 αdを発現する細胞型を同定することによって、治療及び子防用の薬剤の開発 のために重要な派生効果がもたらされるかもしれない。αdに関連する本発明の 産物を、マクロファージが疾患の過程における必須の要素であるような疾患の治 療に、用いることができると予期される。マクロファージ活性が関わる多くの病 理学的状態に対する動物モデルが、従来技術において報告されている。例えば、 マウスで、慢性及び急性の両方の炎症部位に対するマクロファージの動員(recru itment)が、Jutilaら、J.Leukocyte Biol.54巻、30〜39頁(1993)に報告されて いる。 ラットにおいては、Adamsら、(Transplantation 53巻、1115〜1119頁(1992)及 びTransplantation 56巻、794〜799頁(1993))が、異所性腹部心臓同種移植片移 植(heterotropic abdominal cardiac allograft transplantation)に続く移植動 脈硬化症(graft arteriosclerosis)に対するモデルが報告されている。Rosenfie ldら、(Arteriosclerosis 7巻、9〜23頁(1987)及びArteriosclerosis 7巻、 24〜34頁(1987))は、コレステロール追加食餌を与えて飼育したウサギにおいて 誘導した動脈硬化を、記載している。Hanenbergら、(Diabetologia 32巻、126〜 134頁(1989))は、BBラットにおけるインシュリン依存性糖尿病の自発的な発症 を報告している。Yamadaら、(Gastroenterolgy 104巻、759〜771頁(1993))は 、ラットにおける、レンサ球菌のペプチドグリカン−多糖ポリマーの注射に続く 、誘導性炎症性腸疾患、慢性肉芽腫症大腸炎を記載している。Cromartieら、(J .Exp.Med.146巻、1585〜1602頁(1977))及びSchwabら、(Infection and Immun ity 59巻、4436〜4442頁(1991))は、ラットにレンサ球菌の細胞壁タンパク質を 注射すると、周辺の(peripheral)関節の炎症及びそれに続く関節の破壊によりそ の特徴が表される、関節炎の状態が惹起こされることを報告している。最後に、 Huitingaら、(Eur.J.Immunol.23巻、709〜715頁(1993))は、ルイス(Lewis)ラ ットにおける、多発性硬化症に対するモデルである、実験的アレルギー性脳脊髄 炎、記載している。これらの各モデルで、αd抗体、他のαd結合タンパク質、ま たはαdの可溶性フォームが、おそらくはマクロファージ活性を不活化すること を通して、その疾患の状態を減衰せしめるのに利用される。 これらの及び他の疾患状態の治療用の医薬組成物が、本発明により提供される 。医薬組成物は、αdとそのリガンド(1また は複数)との間の相互作用の阻害を目的として設計され、αdの種々の可溶性及 び膜会合性フォーム(αdポリペプチド全体、またはαd結合に盛んに関与するそ の断片を含むものである)、αd結合タンパク質の可溶性及び膜会合性フォーム (抗体、リガンド、等を包含する)、αd結合活性の細胞内もしくは細胞外モジ ュレーター、ならびに/または、転写、翻訳、翻訳後のプロセッシング及び/も しくは細胞内輸送のモジユレーターを包含する、αd及び/もしくはαd-リガン ドポリペプチド発現のモジュレーター、を包含するものである。 本発明はまた、αd結合、またはαdを発現する細胞の局所的な蓄積が影響して いる疾患状態の治療法に関し、この方法において、当該疾患状態に罹患した患者 に、αd結合のレベルをモジュレートする、あるいはαdを発現する細胞型の蓄積 をモジュレートするに足る量の、本発明の医薬組成物が供給される。本発明の治 療法は、I型糖尿病、アテローム性動脈硬化症、多発性硬化症、喘息、乾癬、肺 の炎症、急性呼吸困難症候群及びリウマチ性関節炎などの疾患状態に適用可能で あるが、もとよりこれらに限定されることはない。 図面の簡単な説明 本発明の数多くの他の特徴及び利点は、以下の発明の詳細な説明を考慮の上、 図面を参照することにより明らかとなるであろう。ここで、 図1Aから1Dは、CD11b(配列番号:3)、CD11c(配列番号:4)及びαd (配列番号:2)の、ヒトアミノ酸配列のアラインメントを示す図である。 発明の詳細な説明 本発明は、ヒト脾臓cDNAライブラリーからαdをコードするcDNAクローンを単 離することに関する、以下の実施例によって示される。さらに詳細には、実施例 1には、相同なヒトタンパク質を検出する試みにおける、抗イヌαTM1抗体の使 用を示す。実施例2には、イヌαTM1遺伝子のPCR増幅用のオリゴヌクレオチドプ ライマーを設計するための、イヌαTM1の精製及びそのポリペプチドのN-末端配 列の決定を詳述する。実施例3には、さらに追加のPCRプライマーを設計するた めの、内部配列決定用のイヌαTM1の大規模精製を述べる。実施例4には、イヌ αTM1遺伝子の断片を増幅するための、PCRと内部配列プライマーの使用を記載す る。実施例5には、ヒトαdをコードするcDNA配列のタローニングを述べる。実 施例6には、αdmRNAの発現に対する、ヒト組織及び細胞のノザンブロットハイ ブリダイゼーション分析を記載する。実施例7には、ヒトαd発現プラスミド及 び、それにより得られたプラスミドを用いたCOS細胞のトランスフェクションを 詳述する。実施例8には、トランスフェクトされたCOS細胞におけるαd発現のEL ISA分析を述べる。実施例9には、ヒトαd発現プラスミドを用いてトランスフェ クトされたCOS細胞のFACS分析を記載する。実施例10には、コトランスフェクト されたCOS細胞における、αdに会合したCD18の免疫沈降を述べる。実施例11は、 チャイニーズハムスター卵巣細胞におけるαd発現構築体の安定なトランスフェ クションに関する。実施例12には、細胞間接着分子ICAM-R、ICAM-R変異体タンパ ク質、及び補体因子iC3bに対する、αdのCD18依存性結合を述べる。実施例13に は、αdリガンド/抗リガンド結合相互作用の阻害剤または増強剤(すなわち、 モジュレーター)を同定するためのシンチレーション近接アッセイを記載する。 実施例14には、αdの可溶性フォームをコードする発現プラスミドの構築、及び 発現産 物の結合分析を述べる。実施例15は、αd−特異ポリクローナル血清及びモノク ローナル抗体の製造に関する。実施例16には、抗αdポリクローナル血清を用い たαd組織分布、末梢血白血球でのαdの発現、ならびに炎症性及び非炎症性滑膜 におけるαd発現の分析を記載する。実施例17には、ヒトαd遺伝子配列と相同性 を示すラットのcDNA配列の単離を記載する。実施例18は、Iドメイン/IgG融合 タンパク質を包含する、全長のラットαd発現プラスミド、ラットαdIドメイン 発現プラスミドの構築、ならびに、全長及びIドメイン融合タンパク質に対する モノクローナル抗体の生産に関する。実施例19には、ヒトαd遺伝子配列と相同 性を示すマウスcDNA配列の単離を述べる。実施例20には、配列分析を確認するた めに用いられる、追加のマウスαdcDNAクローンの単離を記載する。実施例21は 、ヒトαdのマウス相同体と推定されるものの、組織及び細胞に特異的な発現を 調べるための、種々のマウス組織のin situハイブリダイゼーション分析に関す るものである。実施例22には、ヒトαdのマウス相同体と推定されるものをコー ドする発現構築体の作製を記載する。実施例23には、ヒトαdのマウス相同体と 椎定されるものをコードする遺伝子が崩壊された「ノックアウト」マウスの設計 を述べる。実施例24には、ヒトαdをコードする配列と相同性を示すウサキcDNA クローンの単離を記載する。実施例25には、ヒトの疾患状態の動物モデルであっ て、治療的な可能性について、αdのモジュレーションがアッセイされるものを 記載する。実施例26は、動物モデルの疾患状態におけるαdの発現を記載する。 実施例1 イヌαTM1のヒト相同体を検出する試み イヌαTM1のヒト相同体を同定する試みで、イヌαTM1に特異 的なモノクローナル抗体Ca11.8H2(Mooreら、前出)を、ヒト末梢血白血球との 交差反応性について調べた。細胞調製物(典型的には、1×106細胞)を、0.1% ナトリウムアザイドの存在下で氷上にて、希釈していないハイブリドーマ上清ま たは精製したマウスIgG陰性コントロール抗体(10μg/ml)とともにインキュベ ートした。引き続き、6μg/mlでFITC-接合ウマ抗マウスIgG(ベクター・ラボラ トリーズ(Vector Laboratories)、Burlingame、カリホルニア州)とともにイン キュベートすることにより、モノクローナル抗体の結合性を検出した。染色され た細胞は、リン酸緩衝性生理食塩水(PBS)中2%w/vのパラホルムアルデヒドを 用いて固定化し、ファクスター・プラス・蛍光活性化細胞ソーター(Facstar Plu s fluorescence-activated cell sorter)(ベクトン・ディッキンソン(Becton D ickinson)、Mountain View、カリホルニア州)で分析した。典型的には、蛍光強 度に対する対数的な増幅を用いて、10,000の細胞を分析した。 その結果、ヒト末梢血白血球上に発現されている表面タンパク質とCa11.8H2と は交差反応性を示さず、一方、コントロール細胞である、新生物である(neoplas tic)イヌ末梢血リンパ球は、本質的に、αTM1に対してすべて陽性であった。 イヌαサブユニットに対して特異的なモノクローナル抗体であるCa11.8H2はヒ ト相同体と交差反応しなかったので、もしヒト遺伝子の対応物が存在するのであ れば、それを単離するためにイヌαTM1DNAを単離することが必要不可欠であると 認められた。 実施例2 N- 末端配列決定用のイヌαTM1のアフィニティー精製 オリゴヌクレオチドプローブ/プライマーの設計用の、N-末端アミノ酸配列を 調べるため、イヌαTM1をアフィニティー精製した。手短に述べると、抗αTM1モ ノクローナル抗体Ca11.8H2をアフィゲル(Affigel)10クロマトグラフィー樹脂( バイオラッド(BioRad)、Hercules、カリホルニア州)に付け、次いで特異的な抗 体−タンパク質相互作用によりタンパク質を単離した。抗体は、バイオラッドが 示すプロトコルに従って、樹脂1ml当たりおよそ5mgの濃度で、樹脂に接合させ た。接合反応の後、過剰の抗体を除き、0.1Mのエタノールアミン3倍容量を用い て樹脂をブロックした。次いで、カラム容量の30倍のリン酸緩衝性生理食塩水( PBS)で樹脂を洗浄した。 1頭のイヌの脾臓25グラムを、プロテアーゼインヒビターとともに0.32Mシュ クロースを含有する25mMトリス塩酸、pH8.0の緩衝液250mlにホモジナイズした。 核及び細胞デブリスは、1000gにて15分間遠心してペレットとした。その上清か ら、100,000gにて30分間遠心することにより膜をペレットとして得た。その膜ペ レットを、200mlの溶解用緩衝液(50mM NaCl、50mMホウ酸塩、pH8.0、2% NP-40 を含む)に再懸濁し、氷上で1時間インキュベートした。次いで、不溶性の物質 を、100,000gにて60分間遠心することによりペレットとした。15mlのポリプロピ レンチューブに、そのようにして透明となった溶解液10mlを、前記のCa11.8H2が 接合したアフィゲル10樹脂0.5mlとともに移した。チューブを回転させなから4 ℃にて一晩インキュベートし、引き続き、カラムの50倍容量のD-PBSを用いて樹 脂を洗浄した。次に樹脂をミクロ遠心チューブに移し、0.1Mトリス塩酸、pH6.8 、2%SDS、20%グリセロール及び0.002%ブロモフェノールブルーを含有するリ ームリ(Laemmli)の(非還元)試料用緩衝液1ml中で10分間煮沸させた。遠心 に より樹脂をペレットとして廃棄し、上清は、1/15容量のβ-メルカプトエタノー ル(シグマ(Sigma)、St.Louis、ミズーリ州)で処理して7%のポリアクリルア ミドケルにて展開した。分離したタンパク質は、イモビロン(Immobilon)PVDF膜 (ミリポア(Millipore)、Bedford、マサチューセッツ州)に、以下のようにして 転写した。 脱イオン化しミリポアフィルターで濾過した水の中で、ゲルを1度洗浄し、10 %メタノールを含む10mMの3-[シクロヘキシルアミノ]-1-プロパンスルホン酸(C APS)転写用緩衝液、pH10.5に15〜45分間平衡化した。イモビロン膜はメタノー ルで湿潤化し濾過水にてすすぎ、CAPS転写用緩衝液中に15〜30分間平衡化してお いた。最初の転写は、バイオラッド転写装置を用いて70ボルトにて3時間行った 。転写後イモビロン膜を取り出し、濾過した0.1% R250クマシー(Coomassie)染 色液中で10分間染色した。膜を50%メタノール/10%酢酸で3回、1回に10分づ つ脱色した。脱色の後、膜を濾過水で洗浄し、風乾した。 およそ150kD、95kD、50kD及び30kDの、タンパク質のバンドが検出された。50k D及び30kDのバンドは、おそらくは、抗体の混合汚染に起因するものであった。 次いで、150kD及び95kD双方について、N-末端配列決定を試みたが、95kDのタン パク質はブロックされており、その配列決定は妨げられた。150kDのタンパク質 バンドを膜から切り出し、アプライドバイオシステムズ(Applied Biosystems)( Foster City、カリホルニア州)473Aタンパク質シーケンサーを用いて、製造業者 の指図に従い直接配列決定を行った。得られたアミノ酸配列を、1文字のアミノ 酸表記を用いて配列番号:5に示す。 同定した配列は、インテグリンファミリーのαサブユニットに特徴的なFNLD配列 (Tamuraら、J.Cell.Biol.111巻、1593〜1604頁(1990))を包含していた。イヌαTM1配列を増幅するためのプライマーの設計及びその試み N-末端配列の情報から、ハイブリダイゼーション用に3つのオリゴヌクレオチ ドプローブを設計した、すなわち、 a)「Tommer,」完全に縮重したオリゴヌクレオチド、 b)「Patmer,」部分的に縮重したオリゴヌクレオチド、及び c)「Guessmer,」哺乳動物のコドン使用に基づいており、縮重していないオリゴ ヌクレオチドである。これらのプローブはそれそれ、以下の配列番号:6、7及 び8に示す。核酸の表記は、これらの表記及び本明細書中の他のすべての核酸配 列の表記について、米国特許法施行規則第1.882条に従うものである。 配列決定のデータに基けば、λZAP(ストラタジーン(Stratagene)、La Jolla 、カリホルニア州)の中にクローニングしたイヌ脾臓/末梢血マクロファージcD NAライブラリーへの、ある程度低いストリンジェンシーでのハイブリダイゼーシ ョンにおいてこれらのオリゴヌクレオチドを用いると、関連するクローンは検出 されなかった。 引き続き、前記のストラタジーンライブラリーの、血小板溶解物から精製した ファージライブラリーDNAより、PCRによって イヌαTM1配列を増幅する試みのため、決定したN-末端配列に基づいて、5'Deg、 5'Spec、3'Deg及び3'Specと称した4つの他のオリゴヌクレオチドプライマー( それぞれ配列番号:9、10、11及び12で示され、ここでDegは縮重を示し、Spec は非縮重を示す)を設計した。 αTM1オリゴヌクレオチドプライマーは、それぞれ、配列番号:13及び14に示 す、T3またはT7ベクタープライマーと対をなし、これらはλZAPに見出されるブ ルースクリプトファージミドにおけるポリリンカー領域の側部(flanking)配列に ハイブリダイズする。 PCR増幅は、150ngのライブラリーDNA、1μgの各プライマー、200μM dNTP( 複数)及び2.5ユニットのTaqポリメラーゼ(ベーリンガーマンハイム(Boehringe r Mannheim))とともにマグネシウムを含有するTaq緩衝液(ベーリンガーマンハ イム、Indianapolis、インディアナ州)中で行い、その産物は、0.25μg/mlのエ チジウムブロマイドを含むトリス−アセテート-EDTA(TAE)緩衝液中で1%アガ ロースゲルでの電気泳動により分離した。DNAは、10X SSPE中で一晩、毛管作用 により移動さ せること(wicking)によってハイボンド(Hybond)(アマーシャム(Amersham)、Arl ington Heights、イリノイ州)膜に転写した。転写後、固定化したDNAを、0.6M NaClを含む0.5M NaOHで変性し、1.0Mトリス塩酸、pH8.0を含む1.5M NaClで中和 し、次いで、ストラタリンカー(Stratalinker)(ストラタジーン)交差結合装置 を用いてUV交差結合を行う前に、2X SSPEで洗浄した。膜は、プレハイブリダイ ゼーション用緩衝液(5X SSPE、4Xデンハーツ、0.8%SDS、30%ホルムアミド) 中で、振動しながら50℃にて2時間インキュベートした。 オリゴヌクレオチドプローブ5'Deg、5'Spec、3'Deg及び3'Spec(それぞれ、配 列番号:9、10、11及び12)を、100〜300μCiのγP32-dATP及び1〜3ユニット のポリヌクレオチドキナーゼを含むベーリンガーマンハイムキナーゼ用緩衝液を 用いて、37℃にて1〜3時間ラベルした。取り込まれなかったラベルは、10mMト リス塩酸、pH8.0、1mM EDTA(TE)緩衝液を用いてセファデックス(Sephadex)G-25 ファイン(ファルマシア(Pharmacia)、Piscataway、ニュージャージー州)クロ マトグラフィーで除去して、その流出分(flow-through)を直接、プレハイブリダ イゼーション溶液に添加した。膜を、振動しなから42℃にて16時間プローブと接 触させ、繰り返し洗浄して、最終的な洗浄の強度は1X SSPE/0.1% SDSで、50℃ にて15分間とした。次いで、ブロットを、コダックX-Omat ARフィルムに、-80℃ にて1〜4時間露光した。 オリゴヌクレオチド5'Deg、5'Spec、3'Deg及び3'Specは、それらをプライマー として用いて反応を行ったものからのPCR産物のみとハイブリダイズするだけで あり、期待したように、それらをプライマーとして用いなかった反応からのPCR 産物とは、ハイブリダイズしなかった。かくして、PCR産物のいずれもがすべ ての適切なプローブとハイブリダイズしなかったので、PCR産物のどれも、αTM1 に特異的なものではないと結論付けられた。 実施例3 内部配列決定のためのイヌαTM1の大規模なアフィニティー精製 プライマー設計のためにさらに追加となるアミノ酸配列を提供するために、内 部配列決定用に、イヌαTM1を精製した。凍結した脾臓の3つの切片(それぞれ およそ50g)、及び、成犬からの2つの脾臓の一部分からとった凍結細胞を、内 部配列決定用のタンパク質を作製するために用いた。15グラムの脾臓をウオーリ ン(Waring)ブレンダーを用いて200〜300mlのホウ酸塩緩衝液中にホモジナイズし た。ホモジナイズした材料を、4%のNP-40を含有する1容量の緩衝液で希釈し 、次いでその混液を少なくとも1時間穏やかに攪拌した。得られた溶解液を、20 00gにて20分間遠心することにより、大きなデブリスを除いて透明な液とし、そ の後コーニング(Corning)(コーニング、ニューヨーク州)プレフィルター、ま たはコーニング0.8ミクロンフィルターのいずれかを通して濾過した。その溶解 液は、さらにコーニング0.4ミクロンフィルターシステムを通して濾過すること によって、より清澄化した。 実施例2に記載した脾臓溶解液及び抗体が接合したアフィゲル10の樹脂を、10 0ml液体中150:1の割合の容量で配合し、振動させながら4℃にて一晩インキュベ ートした。1000gにて5分間遠心した後、溶解液を取り出し、さらに多くの抗体 接合アフィゲル10樹脂と配合して、前記と同様に一晩インキュベートした。次い で、吸収した樹脂部分を合わせて50容量のD-PBS/0.1%ツイーン(Tween)20で洗浄 し、その樹脂を50mlのバイオラッドカラムに移した。0.1Mグリシン(pH2.5)を 3〜5倍容量用いて、 吸着したタンパク質を樹脂から溶出し、およそ900μlの画分を集めて100μlの1 Mトリス緩衝液、pH8.0で中和した。各画分から、一部づつ、15μlの溶液を取り 出し、等容量の2Xリームリの試料用緩衝液(1/15容量で、1Mのジチオスレイト ール(DTT)を含む)中で煮沸した。これらの試料を8%ノベックス(Novex)(ノベ ックス、San Diego、カリホルニア州)ポリアクリルアミドゲルで電気泳動し、次 いでクマシー染色または、業者が示したプロトコルに基づいてダイイチ(Daiichi )キット(エンプロテック(Enprotech)、Natick、マサチューセッツ州)を用いて 銀染色を行った。タンパク質を最も多量に含む画分を集めて、真空下に濃縮した 。得られた溶液を還元リームリ試料用緩衝液を用いて50%にまで希釈し、トリス −グリシン/SDS緩衝液中、1.5mlの7%ポリアクリルアミドゲルで展開した。ホ ーファー(Hoefer)転写装置を用いて実施例2に記載した手法により、ゲルからタ ンパク質をイモビロン膜に転写した。 イヌαTM1に対応するタンパク質バンドを、10枚のPVDF膜から切り出し、総量 およそ47μgのタンパク質を得た。4mlの50%メタノール中で、バンドを5分間 脱色し、風乾して1X2mmの小片に切断した。膜の小片を2mlの95%アセトン中 に、4℃にて30分間、時折ボルテックスをかけながら浸漬し、その後、風乾した 。 膜に結合したタンパク質のタンパク分解切断に先立って、3mgの臭化シアン( CNBr)(ピアス(Pierce)、Rockford、イリノイ州)を1.25mlの70%ギ酸中に溶解し ておいた。次にこの溶液をPVDF膜の小片が入ったチューブに添加し、そのチュー ブを室温にて24時間、暗室内でインキュベートした。上清(S1)を別のチューブ に取り出し、膜の小片は、0.25mlの70%ギ酸で洗浄した。この上清(S2)は、取 り出してその前の上清(S1)に加 えた。このようにして合わせた上清(S1及びS2)に、2mlのミリ(Milli)Q水を添 加して、その溶液を凍結乾燥した。PVDF膜の小片は、チッ素下で乾燥して、再度 、1.25mlの60%アセトニトリル、0.1%トリフルオロ酢酸(TFA)を用いて42℃に て17時間抽出した。この上清(S3)を取り出し、膜の小片は再度、0.08%TFAを 含む1.0mlの80%アセトニトリルを用いて42℃にて1時間抽出した。この上清(S 4)は、この前の上清(S1、S2及びS3)と合わせて、そして真空で乾燥した。 乾燥したCNBr断片を、次に、63μlの8M尿素、0.4M NH4HCO3に溶解した。5μl の45mMジチオスレイトール(DTT)中でその断片を還元し、引き続き、50℃にて1 5分間インキュベートした。次いでその溶液を室温にまで冷却して、5μlの100m Mヨードアセタミド(シグマ、St.Louis、ミズーリ州)を添加することにより断 片をアルキル化した。室温にて15分間インキュベートした後、試料を187μlのミ リQ水で最終尿素濃度が2.0Mとなるように希釈した。次いでトリプシン(ワーシ ントン(Worthington)、Freehold、ニュージャージー州)を、酵素対タンパク質 の割合が1:25(重量:重量)となるように添加して、タンパク質を37℃にて24 時間消化した。30μlのTFAを添加することにより、消化を終結させた。 タンパク質の断片は、次いで、ウォーターズ(Waters)625LCシステム(ミリポ ア、Milford、マサチューセッツ州)で、0.05%TFA及びHPLC用の水(緩衝液A) で平衡化した、2.1x250mm、5ミクロンのバイダック(Vydac)C-18カラム(バイ ダック、Hesperia、カリホルニア州)を用いた高速液体クロマトグラフィー(HP LC)にて分離した。ペプチドは、0.04%TFA中80%アセトニトリル(緩衝液B)の 濃度を増大させて、具体的には、65〜95分について38〜75%の緩衝液B、次いで9 5〜105分につ いて75〜98%の緩衝液Bという濃度勾配にて、溶出した。ペプチドは0.2ml/分の 流速にて分画し、210nmで検出した。 分画に続いて、アプライドバイオシステムズ モデル437Aタンパク質シーケン サーで、製造業者の標準サイクル及び、モデル610Aデータアナリシス(Data Anal ysis)ソフトウェアプログラム バージョン1.2.1を用いて実施した、自動化エド マン分解により、ペプチドのアミノ酸配列を分析した。すべての配列決定用試薬 は、アプライドバイオシステムズ社により供給されたものであった。8つの内部 断片のうち7つのアミノ酸配列を以下に記すが、ここで「X」は、アミノ酸の同 定が定かでなかったことを示す。 プライマーの設計 得られたうち1つの内部アミノ酸配列(配列番号:22で示される)を、次に配 列番号:23で示され、p4(R)と称する、完全に縮重したオリゴヌクレオチドプラ イマーを設計するのに用いた。 実施例4 イヌαTM1断片のPCRクローニング イヌαTM1遺伝子の5'部分を、PCRにより二本鎖イヌ脾臓cDNAから増幅した。 A.二本鎖イヌ脾臓cDNAの作製 幼若犬の脾臓から採取した1グラムの凍結した材料を、ドライアイス上、液体 チッ素中で粉砕し、そして20mlのRNA-スタツト(Stat)60緩衝液(テル−テスト (Tel-Test)B社、Friends-wood、テキサス州)にてホモジナイズした。4mlの クロロホルムを添加し、次いでその溶液を12,000gにて15分間遠心することによ って抽出した。次に、ダイナルオリゴdTダイナビーズ(Dynal Oligo dT Dynabead s)(ダイナル、Oslo、ノルウェー)でポリA+RNAを選択した。10mlのエタノール を用いて、水層からRNAを沈殿させた。100μgの総RNAを5つ分合わせて、等容 量の2X結合用緩衝液(20mMトリス塩酸、pH7.5、1.0M LiCl、1mM EDTA、0.1% S DS)で希釈した。次いで、RNAはオリゴdTダイナビーズ(全試料に対し、1.0mlま たは5mg)とともに5分間インキュベートした。製造業者が示したプロトコルに 従って、2mM EDTA、pH 7.5を用いてポリA+mRNAを溶出する前に、10mMトリス塩 酸、pH7.5、0.15M LiCl、1mM EDTA及び0.1% SDSを含有する緩衝液を用いてビ ーズを洗浄した。次いで、溶出したポリA+mRNA及びベーリンガーマンハイムcDNA シンセシスキットを用い、製造業者が示したプロトコルに従って二本鎖cDNAを作 製した。 B.部分的なイヌαTM1cDNAの単離 マグネシウムを含むTaq緩衝液(ベーリンガーマンハイム)中 、150ngの二本鎖cDNA、500ngの各プライマー、200μMのdNTP(複数種)及び1.5 ユニットのTaqポリメラーゼ(ベーリンガーマンハイム)を用いた、標準PCR反応 を、オリゴヌクレオチドプライマー5'Deg(配列番号:9)及びp4(R)(配列番号 :23)を使用して行った。その結果得られた産物(最初の反応の1μl)は、産 物の収率を高めるために同じプライマーを用いて第2回目のPCRに付した。この 産物のバンドを、10mMトリス塩酸、pH 8、1mM EDTA、1.5M NaClを含有する緩 衝液中で65℃にて、1%アガロースゲルからシュライヒャー・アンド・シュエル (Schleicher & Schuell)(Keene、ニューハンプシャー州)NA45ペーパーへと溶 出し、沈澱させ、TAクローニングキット(インビトロゲン(Invitrogen))及び 製造業者の示したプロトコルを用いて、pCRtmIIベクター(インビトロケン、San Diego、カリホルニア州)の中へと連結した。連結後の混液を、エレクトロポレ ーション法によってXL-1ブルー(Blue)バクテリア(ストラタジーン)内に形質転 換した。1つのクローンである2.7が、プライマーの設計において利用されなか った、αTM1ペプチド配列に対応する配列を含有することが確かめられた。 非対称PCR反応(McCabe、「Production of Single Stranded DNA by Asymmetri c PCR,」、PCR Protocols:A Guide to Methods and Applications、Innisら(出 版)、Academic Press:New York(1990)、76〜83頁に掲載)において蛍光でラベ ルしたdNTP(複数種)が組み込まれた、ダイデオキシ・ターミネーター・サイク ルシーケンスキット(ABI)を用いて、アプライドバイオシステムズ373A DNAシ ーケンサー(Foster City、カリホルニア州)で以下のように配列決定を実施し た。試料を96℃に4分間保ち、次いで配列決定の工程、すなわち、96℃で15秒間 、50℃で1秒間、60℃で4分間、の工程25サイクルに付し た。配列決定のデータは、クロマトグラム及びテキストファイルを包含する、コ ンピューター上のサンプルファイルの中へ自動的に写し取った。クローン2.7の 全インサートの配列を、配列番号:24に示す。 ストラタジーンライブラリー(実施例2に記載)から全長のイヌαTM1cDNAを 単離する試みは、失敗に終わった。プローブとしてクローン2.7の30%ホルムア ミド液を用いた、低いストリンジェンシーの条件下でのハイブリダイゼーション により、おおよそ1x106のファージプラークがスクリーニングされたが、陽性の クローンは得られなかった。クローン2.7から、または、保存されたαサブユニ ットアミノ酸モチーフGFFKR(Tamuraら、前出)に基づく縮重オリゴヌクレオチ ドと対にした、他のペプチド断片からのアミノ酸配列に基づく縮重プライマーか ら、由来した特異的なオリゴヌクレオチドを用いて、クローン2.7で表される配 列より下流の関連配列を増幅する試みもまた、失敗に終わった。 実施例5 イヌαTM1のヒトにおける相同体と椎定されるもののクローニング イヌαTM1と相同であるヒトにおける配列の単離を試みて、クローン2.7からの 、おおよそ1kbのイヌαTM1断片を、プローブとして用いた。NT2(配列番号:25 で示されるとおり)及びp4(R)(配列番号:23)プライマーを用い、実施例2に 記載した条件下で、PCRによりプローブを作製した。 クィアゲン(Qiagen)(Chatswort、ジョージア州)クイック・スピン(Quick Spi n)キット及び製造業者が示したプロトコルを用いて、そのPCR産物を精製した。 精製されたDNA(200ng)は、ベーリンガーマンハイムのランダム・プライム・ラ ベリング(Random Prime Labelling)キット及び製造業者が示したプロトコルを 用いて200μCiのα32PdCTPでラベルした。組み込まれなかった同位体は、セファ デックスG25(ファイン)重力クロマトグラフイーにて除去した。プローブは、 使用前に0.2N NaOHで変性させ、0.4Mトリス塩酸、pH 8.0で中和した。 pCDNA/Amp(インビトロゲン、San Diego、カリホルニア州)内のヒト脾臓cDNA ライブラリーのハイボンドフィルター(アマーシャム)上へのコロニー採取物(l ift)を調製した。実施例2に記載のように最初にフィルターを変性し、中和して 、続いて50℃にて穏やかに振盪しながら30%ホルムアミドを含むプレハイブリダ イゼーション用溶液(8ml/フィルター)中で、2時間インキュベートした。前記 のごとくにラベルしたプローブをこの溶液に添加し、42℃にて14時間フィルター とともにインキュベートした。フィルターは、37℃にて2X SSC/0.1% SDSで2 回、そして50℃にて2X SSC/0.1% SDSで2回洗浄した。最後の洗浄のストリン ジェンシーは、65℃にて1X SSC/0.1% SDSで2回(1X SSCは、150mM NaCl、15 mMクエン酸ナトリウムpH 7.0である)とした。フィルターを、補力スクリーンと ともに6時間、コダックX-Omat ARフィルムに露光した。2重に採取した物で、 シグナルを与えるコロニーを、マグネシウムを含むLB培地(LBM)/カルベニシ リン(carbenicillin)プレート上に塗沫し、37℃にて一晩インキュベートした。 その結果得られた塗沫されたコロニーを、ハイボンドフィルターを用いて採取し 、これらのフィルターを前記と同様に処置した。このフィルターを、 50%ホルムアミドハイブリダイゼーション用溶液中で50℃にて3時間、前記と同 様にラベルしたクローン2.7からの1kbのプローブとともに、よりストリンジェ ントな条件下でハイブリダイズした。プローブと反応させたフィルターは、最終 的なストリンジェンシーを、65℃にて0.1X SSC/0.1% SDSとして洗浄し、補力ス クリーンとともに-80℃にて2.5時間、コダックX-Omat ARフィルムに露光した。 陽性コロニーを同定して、LBM/カルベニシリン培地中で一晩培養した。プロメ ガ(Promega)ウィザード(Wizard)ミニプレップ(miniprep)キットを用い、製造業 者が示したプロトコルに従って培養液からDNAを調製して、得られたDNAを配列決 定した。 最初のスクリーニングでは18の陽性クローンが得られ、一方、よりストリンジ ェントなハイブリダイゼーション条件下での第二次スクリーニングでは1つの陽 性クローンが得られて、これを19A2と称することとした。そのDNA及び決定した ヒトαdクローン19A2のアミノ酸配列を、それぞれ配列番号:1及び2に示す。ヒトαdcDNA及び予測されたポリペプチドの特性 クローン19A2は成熟タンパク質の全コード領域に加えて、5'上流シグナル配列 の48塩基(16アミノ酸残基)及びポリアデニル化配列で終結しない3'非翻訳配列 の241塩基にわたるものである。成熟タンパク質の中核の分子量は、125kD近辺で あると予測される。細胞外ドメインは配列番号:2のアミノ酸残基のおよそ第17 〜1108位にわたることが予測される。この細胞外領域は、ヒトCD11c膜貫通領域 と相同である約20アミノ酸の領域(配列番号:2の残基第1109〜1128位)に隣接 している。細胞質ドメインは、およそ30のアミノ酸(配列番号:2の約第1129〜 1161位の 残基)を含む。このタンパク質はさらに、CD11a、CD11b及びCD11c(Larson及びS pringer、前出)、αE(Shawら、J.Biol.Chem.269巻、6016〜6025頁(1994))な らびにVLA-1及びVLA-2(Tamuraら、前出)に共通のI(挿入)ドメインに相同で あるおよそ202のアミノ酸の領域(第150〜352位の残基の近辺)をも包含する。 他のインテグリンにおけるIドメインがICAM結合に関与することが示されており (Landisら、J.Cell.Biol.120巻、1519〜1527頁(1993);Diamondら、J.Cell.Bi ol.120巻、1031〜1043頁(1993))、表面分子のICAMファミリーのメンバーにαd もまた結合するかもしれないことが示唆される。この領域が他のインテグリンサ ブユニットのいずれのものかに存在することは、立証されていない。 αdの決定されたアミノ酸配列は、CD11aのものとはおよそ36%の同一性、CD11 bとはおよそ60%の同一性及びCD11cとはおよそ66%の同一性を示す。図1に、CD 11b(配列番号:3)、CD11c(配列番号:4)及びαd(配列番号:2)に対す るアミノ酸配列のアラインメントを表す。 β2インテグリンにおけるαサブユニットの細胞質ドメインは、典型的には同 種内でも互いに異なるが、一方個々のαサブユニットは種の境界を越えて、高度 の相同性を有することが示される。これらの観察に一致して、αdの細胞質領域 は、すべてのαインテグリンの間で保存されていることが示されている、膜に近 接したGFFKRアミノ酸配列(Rojianiら、Biocehmistry 30巻、9859〜9866頁(1991 ))を除いて、CD11a、CD11b及びCD11cとは顕著に異なっている。インテグリンの 細胞質尾部領域は、「内外」シグナリング及びアビディティー調節に含意されて いるので(Landisら、前出)、CD11a、CD11b及びCD11cと相互作用する細胞質分 子とは異なるものとαdが相互作用し、その結果、他の β2インテグリンが関与するシグナリング経路とは異なるシグナリング経路に関 与している可能性がある。 αdの細胞外ドメインは、I-ドメインに隣接して、保存されたDGSGSアミノ酸配 列を包含しており、このDGSGS配列はCD11bにおいて、リガンドとの相互作用に必 須である金属結合領域である(Michishitaら、Cell 72巻、857〜867頁(1993)) 。CD11b及びCD11cにおける3つの付加的な陽イオン結合部位と椎定される部位が 、αdの配列においてクローン19A2(配列番号:1)の第465〜474位、第518〜52 7位及び第592〜600位のアミノ酸で、保存されている。αdのI-ドメインは、CD11 a、CD11b及びCD11cにおいて対応する領域とそれぞれ36%、62%、及び57%の同 一性を有し、そのようにこの領域で比較的配列の相同性が低いことにより、他の 既知のβ2インテグリンと相互作用するタンパク質とは異なる細胞外タンパク質 の組とαdは相互作用するかもしれないことが示唆される。いまひとつ考えられ るのは、例えばICAM-1、ICAM-2及び/またはICAM-Rといった既知のβ2インテグ リンのリガンドに対するαdの親和性が、他のβ2インテグリン/ICAMの相互作用 について示された親和性とは異なるかもしれない(実施例12を参照されたい)。配列を検証するための、さらなるヒトαdcDNAクローンの単離 ヒトαdをコードするDNA配列を確認するために、3kbよりも長い鎖長のcDNAに ついてアガロースゲル電気泳動によりサイズを選択した、pcDNA/Amp(実施例5 に記載)中のオリゴdt-プライマーをつけたヒト脾臓cDNAライブラリー(インビ トロゲン)からのハイブリダイゼーションによって、さらなるヒトcDNAを単離し た。ハイブリダイゼーション用のプローブは、下記のごとくαdの5'領域に由来 するものであった。ハイブリダイゼーシ ョン条件は、ハイブリダイゼーション後にフィルターを室温にて2X SSC/0.1% S DSで2度、そして42℃にて2X SSC/0.1% SDSで1度洗浄したことを除いては、最 初のヒトαdクローンの単離について前記した条件と同様であった。フィルター は、コダックX-Omat ARフィルムに終夜露光した。 5'αdハイブリダイゼーションプローブは、以下の条件下で、プライマーCD11c 5'For(配列番号:94)及びCD11c 5'Rev(配列番号:95)を使用して19A2クロ ーンからPCRによって作製した。試料を94℃にて4分間維持し、そしてパーキン −エルマー(Perkin-Elmer)9600サーモサイクラーにおいて、i)94℃、15秒間、 ii)5℃、30秒間、及びiii)72℃、1分間の温度工程のシーケンス30サイクルに 供した。 増幅産物は、バイオラッド(Hercules、カリフォルニア州)Prep-A-Geneキッ トを使用し、製造業者の示したプロトコルに従って精製した。得られた5'αdプ ローブは、配列番号:1のヌクレオチド1121からヌクレオチド1839までの領域に 対応する、およそ720塩基の長さのものであった。精製されたDNA(およそ50ng) は、ベーリンガーマンハイム(Indianapolis、インディアナ州)のランダムプラ イムラベリングキットを使用し、製造業者の示したプロトコルに従って32P-dCTP でラベルした。取り込まれなかった同位体は、製造業者の示したプロトコルに従 って、セントリプレツプスピンカラム(Centrisep Spin Columns、プリンセトン セパレーションズ(Princeton Separations)、Adelphia、ニュージャージー州 )を使用して除去した。ラベルしたプローブは、45%ホルムアミドを含有するプ レハイブリダ イゼーション溶液中でフィルターに添加し、50℃にて終夜インキュベーションを 進行させた。インキュベーションの後、フィルターを前記の通りに洗浄した。 二重試験による採取物につき、13のコロニーからシグナルが得られた。陽性の コロニーをマスタープレートから拾い、LBM及びカルベニシリン(100μg/ml)で 希釈して、ハイボンド(アマーシャム)フィルター上に様々な希釈率で播種した 。二重に準備したフィルターを、第一次のハイブリダイゼーションからのものと 同じ溶液を用いてハイブリダイズし、ハイブリダイゼーションに続いて、42℃に て2X SSC/0.1% SDSの最終ストリンジェンシーにてフィルターを洗浄してフィル ムに露光した。 当初に同定された13の陽性コロニーのうちの10を、第二次スクリーニングにお いて確認した。これらの10のクローンのうち、2つ(A7.Q及びA8.Qと命名した) を配列決定し、ヒトαdをコードすることが判明した。クローンA7.Qは、5'リー ダー、コード領域の一部、及び5'非翻訳配列の追加の60塩基を含む、およそ2.5k bの鎖長であることが見出された。不完全なコード領域は、配列番号:1の第215 2位に対応するヌクレオチドにて異所的にスプライシングされたイントロン領域 に起因していることが判明した。クローンA8.Qは、αdの全コード領域にわたり 、そして配列番号:1の第305位に対応する塩基にてイントロン配列を含む、お よそ4kbの鎖長であることが判明した。当初に単離されたαdクローン(配列番 号:1)に比較して、A7.Q及びA8.Qの両クローンが、第1495位の塩基に、3塩基 のCAGコドンの挿入が生じていることが明らかになったという点で、1つの相違 点が観察された。クローンA7.Q及びA8.Qに対する配列は、それぞれ配列番号:96 及び97に示され、クローンA7.Q及びA8.Qに由来する合成ヒト配列ならびに導き出 された対応アミノ酸配列は、配 列番号:98及び99にそれぞれ示される。 実施例6 組織におけるヒトαd発現のノザン分析 αdの相対的発現レベル及び組織特異性を調べるために、プローブとしてクロ ーン19A2からの断片を用いてノザン分析を実施した。種々のヒト組織または培養 細胞系の各々からの、およそ10μgの総RNAを、1μgのエチジウムブロマイド存 在下でホルムアミドアガロースゲルに載せた。100Vにて4時間電気泳動した後、 10X SSC中で一晩、毛管作用により移動させることにより、ニトロセルロース膜 (シュライヒャー・アンド・シュエル)にRNAを転写した。膜は、真空下で80℃ にて1.5時間ベーキングした。3-(N-モルホリノ)プロパンスルホン酸(MOPS)緩 衝液中に50%ホルムアミドを含有するプレハイブリダイゼーション用溶液を、42 ℃にて3時間、膜をブロックするために用いた。クローン19A2の断片は、ベーリ ンガーマンハイムランダムプライムキットを用い、製造業者の指図に従って、α P32dCTP及びαP32dTTPの双方を含めてラベルした。組み込まれなかったラベルは 、TE緩衝液中、セファデックスG25カラムで除去した。膜は、プレハイブリダイ ゼーション用緩衝液1ml当たり1.5x106カウントを用いてプローブと反応させた 。次いで、室温にて2X SSC/0.1% SDS、42℃にて2X SSC/0.1% SDS、50℃にて 2X SSC/0.1% SDS、50℃にて1X SSC/0.1% SDS、50℃にて0.5X SSC/0.1% SDS 及び50℃にて0.1X SSC/0.1% SDSと、引き続いて洗浄した。その後、ブロット膜 を19時間、フィルムに露光した。 クローン19A2からのBstXI断片(配列番号:1のヌクレオチド第2011〜3388位 に対応する)を用いたハイブリダイゼーション により、肝臓、胎盤、胸腺、扁桃腺の総RNAにおいて、およそ5kbの範囲に弱い シグナルが現れた。腎臓、脳または心臓の試料中にはシグナルは検出されなかっ た。エチジウムブロマイド染色によって測定した場合、腎臓のレーンに存在する RNAの量が最少であった。 クローン19A2の第2の断片(配列番号:1の第500〜2100位の塩基の範囲にわ たる)を用いた場合、2つの異なるサイズのRNA転写物が、ポリA+RNA(クロンテ ック(Clontech))を用いたヒト多組織ノザン(multi-tissue Nothern)(MTN)ブ ロットにおいて検出された。脾臓及び骨格筋ではおよそ6.5kbのバンドが観察さ れ、一方肺及び末梢血白血球では4.5kbのバンドが検出された。観察されたサイ ズの多様性は、組織特異的なポリアデニル化、他のインテグリンファミリーのメ ンバーとのそのプローブの交差反応性、または異なってスプライシングがなされ たmRNAとのハイブリダイゼーションによって惹起こされうるものであろう。 配列番号:1で第2000〜3100位のヌクレオチドにわたる、クローン19A2からの 第3の断片を用いたノザン分析では、他のクローン19A2の断片を用いた場合の結 果に一致する結果が得られた。 骨髄性の系統の細胞系からのRNAもまた、配列番号:1の第500〜2100位及び第 2000〜3100位のヌクレオチドに対応する断片を用いてプローブとの反応を行った 。前もってPMAで刺激しておいたTHP-1細胞系において、組織でのシグナルよりも わずかに強い強度で、同じサイズの範囲(およそ5.0kb)に拡散したシグナルが 得られた。刺激していないHL-60細胞及びDMSOで刺激したHL-60細胞からのRNAは 、組織試料と同じ強度でαdプローブとハイブリダイズしたが、PMA処置によれば シグナル強度が高められ るようであった。PMA及びDMSOはそれぞれ、単球/マクロファージ及び顆粒球経 路へのHL-60細胞の分化を推進するので、この結果により、単球/マクロファー ジの細胞型においてαdの発現が増強されることが示される。U937細胞は、αdメ ッセージを発現しており、このシグナルはPMAによる刺激で増大しなかった。Mol t、Daudi、H9、JY、またはJurkat細胞においては、バンドは検出されなかった。 実施例7 ヒトαd構築体の一過性の発現 A.発現構築体の作製 ヒトクローン19A2は、開始のメチオニンコドン及びおそらくは5'シクナル配列 のいくらかを欠くものである。従って、19A2配列を含み持つヒト発現プラスミド を作製するために、2つの異なるストラテジーを用いた。第1番目には、CD11b またはCD11cのいずれかをコードする遺伝子から由来したシグナルペプチド配列 がクローン19A2の中スプライスされた2つのプラスミドが構築され、キメラαd 配列が作製された。第2番目のアプローチでは、クローン19A2における0位にア デノシン塩基が付加されて開始のメチオニンをコードする、第3のプラスミドが 構築された。 この3つのプラスミドは、αd配列の5'部分またはキメラαd配列をコードする 、異なる領域を包含するものであった。αd領域は、特異的な3'プライマーBamRe v(配列番号:26、下記)及び、3つの5'プライマーのうちの1つを用いてPCRに より増幅した(実施例2の条件を参照されたい)。3つの5'プライマーは、(1) 第1〜6位に、消化を許容する同一の非特異的な塩基、第7〜12位に、EcoRI部 位及び第13〜18位に、コンセンサスなコザッ ク(Kozak)配列;(2)CD11b(プライマーER1B)もしくはCD11c(プライマーER1C )シグナル配列の一部分、またはアデノシン(プライマーER1D);及び(3)プラ イマーのアニーリングを許容するための、クローン19A2からの特異的重複5'配列 である、追加の15〜17の塩基、を配列中に包含していた。プライマーER1B、ER1C またはER1Dは、それぞれ配列番号:27、28または29で示され、これらの配列にお いて、開始のメチオニンコドンに下線を付し、EcoRI部位に二重下線を付した。 得られたPCR産物は、EcoRI及びBamHIで消化した。 3つのプラスミドすべてが、αdクローンの3'端を包含して、共通の第2のαd 領域(前段落に記載した5'領域から直ちに下流に挿入されるべき領域)を含み持 っていた。第2のαd領域は、クローン19A2のベクター3'ポリリンカー領域のXba I部位へと、625位のヌクレオチドから達しているものであって、クローン19A2を BamHI及びXbaIで消化することにより単離した。 3つの連結反応は、ベーリンガーマンハイム連結用緩衝液及びT4リガーゼ(反 応当たり1ユニット)を用いて、3つの5'αdEcoRI/BamHI断片のうちの1つに3' αdBamHI/XbaI断片を連結し て調製した。14℃にて4時間インキュベートした後、EcoRI及びXbaIで消化した 適切な量のベタターpcDNA.3(インビトロゲン)を、さらに追加のユニット数の リガーゼとともに各反応液に添加した。さらに14時間、反応を継続させた。その 後、反応混液の10分の1を、コンピテントなXL-1ブルー細胞に形質転換した。そ の結果得られたコロニーを培養し、実施例5に記載したようにDNAを単離した。E coRIで消化すると、その制限酵素部位について陽性である3つのクローンが同定 され、かくして製作したシグナル配列が同定された。クローンはpATM.B1(CD11b /αd、プライマーER1B由来)、pATM.C10(CD11c/αd、プライマーER1C由来)及 びpATM.D12(アデノシン/αd、プライマーER1d由来)と称することとした。各ク ローンに適切なシグナル配列が存在することは、核酸配列決定により確認した。 B.COS細胞のトランスフェクション 前記したαdプラスミドからの発現は、個々のプラスミドとCD18発現プラスミ ドであるpRC.CD18とを用いたCOS細胞のコトランスフェクションによって成し遂 げた。陽性のコントロールとして、COS細胞にpRC.CD18とCD11a発現プラスミドで あるpDC.CD11Aとを用いたコトランスフェクションも行った。 細胞は、トランスフェクションの16時間前に、10cmのコーニング組織培養処理 ペトリ皿中、50%の集密度となるよう培養培地(DMEM/10%FBS/ペンストレップ( penstrep))で継代した。すべての手順においてトリプシンを用いずに、ベルセ ン(Versene)緩衝液(0.5mM NaEDTAを含むPBS)を用いてプレートから細胞を採集 した。トランスフェクションの前に、無血清のDMEMを用いてプレートを1度洗浄 した。各プレートの、5mlのトランスフェクション用緩衝液(20μg/ml DEAEデ キストラン及び0.5 mMクロロキンを含むDMEM)に、15μgの各プラスミドを添加した。37℃にて1.5時 間インキュベートした後、細胞に5mlのDMEM/10%DMSOで1分間ショックを与え た。その後、このDMSO溶液は、10ml/プレートの培養培地、で置き換えた。 得られたトランスフェクト体は、実施例8、9、及び10に記載したように、EL ISA、FACS、及び免疫沈降によって分析した。 実施例8 COS トランスフェクト体のELISA分析 CD18発現プラスミドであるpRC.CD18とαdプラスミドとをコトランスフェクト したCOS細胞が、CD18と会合して細胞表面にαdを発現しているか否かを調べるた めに、CD18に対して作製された一次抗体(例えば、ATCC HB203から精製したTS1/ 18)を用いたELISAを実施した。陽性コントロールとしてCD18発現プラスミドとC D11a発現プラスミドであるpDC.CD11Aとをコトランスフェクトした細胞でもELISA を実施した。このコントロールにおける一次抗体は、CD18抗体及び抗−CD11a抗 体(例えば、ATCC HB202から精製したTS1/22)を含むものであった。 ELISA用に、各プレートから細胞をベルセン緩衝液を用いて採集して、単一の9 6ウェル平底コーニング培養プレートに移した。分析の前2日間、培養培地中で 細胞をインキュベートしておいた。次いでプレートを、150μl/ウェルのD-PBS/0 .5%テリオスト(teleost)皮膚ゼラチン(シグマ)溶液で2度洗浄した。この緩 衝液を、現像のあいだを除くすべての工程で用いた。洗浄及びインキュベーショ ンはすべて、室温にて実施した。ウェルは、ゼラチン溶液で1時間ブロックした 。一次抗体をゼラチン溶液で10μg/mlに希釈し、その後各ウェルに50μl添加し た。各一次抗体に対し、3重に試験するようウェルを準備した。1時間イン キュベートした後、プレートを150μl/ウェルのゼラチン溶液で3度洗浄した。1 :3500の希釈率の二次抗休(ヤギ抗−マウスIg/HRP-Fc特異的(ジャクソン(Jacks on)、West Grove、ペンシルベニア州)を50μl/ウェル添加し、そのプレートを 1時間インキュベートした。3度洗浄した後、プレートをo-フェニルジアミン (OPD)(シグマ)溶液(1mg/mlのOPDを含むクエン酸緩衝液)100μl/ウェルで 20分間現像し、その後15%硫酸を50μl/ウェル添加した。 抗−CD18特異抗体を用いたELISA形式でのトランスフェクト体の分析において 、CD18をコードするプラスミドのみ用いてトランスフェクトした細胞では、バッ クグラウンドを越える有意な発現は現れなかった。CD11aとCD18とを含むプラス ミドでコトランスフェクトした細胞ではCD18特異抗体を用いて、またはCD11aに 特異的な試薬を用いて分析した場合に、バツクグラウンドを上回る発現の増大が 示された。CD18をコードするプラスミドとαd発現構築体のうちの1つ(pATM.C1 0またはpATM.D12)とでコトランスフェクトした細胞をさらに分析すると、CD18 の細胞表面での発現かαdを付随して発現させることにより助けられることが明 らかとなった。pATM.C10またはpATM.D12を用いてトランスフェクトしたCOS細胞 における検出可能なCD18発現の増大は、CD11a/CD18をコトランスフェクトした陽 性のコントロール細胞において観察された場合と同等であった。実施例9 COS トランスフェクト体のFACS分析 FACS分析用に、トランスフェクションの日より後、ペトリ皿内の細胞に新鮮な 培養培地を与えて、アッセイの前に2日間、インキュベートさせておいた。3ml のベルセン緩衝液を用いて、 プレートからトランスフェクトした細胞を採集して、5mlのFACS用緩衝液(DMEM /0.2% FBS/0.2%ナトリウムアザイド)を用いて1度洗浄し、0.1mlのFACS用緩 衝液中に、1試料当たり500,000細胞となるよう希釈した。1mg/mlのFITC接合CD 18、CD11a、もしくはCD11b特異抗体(ベクトン・ディッキンソン)のいずれか、 または、800μg/mlのCFSE接合ネズミ23F2G(抗−CD18)(ATCC HB11081)を10μ l、各試料に添加した。次いで、試料を氷上で45分間インキュベートし、5mlのF ACS用緩衝液で3度洗浄し、そして0.2mlのFACS用緩衝液に再懸濁した。試料を、 ベクトン・ディッキンソンFACscanで処理し、次いでリシス(Lysis)IIソフトウ ェア(ベクトン・ディッキンソン)を用いてそのデータを分析した。 CD18配列のみでトランスフェクトしたCOS細胞に限り、CD18、CD11aまたはCD11 bに対する染色かなされなかった。CD11a/CD18でコトランスフェクトした場合、C D11aまたはCD18に対する抗体を用いると細胞の約15%が染色された。CD18とαd 構築体のいずれかとでトランスフェクトしたすべての細胞において、CD11a及びC D11bに対する染色は検出されない結果となった。pATM.B1、pATM.C10及びpATM.D1 2群は、それぞれ、CD18に対して4%、13%及び8%陽性に染色された。CD11a/C D18群における陽性の集団の蛍光は、バックグラウンドよりも4倍高かった。こ れに比して、CD18構築体を用いたαd構築体とのコトランスフェクションでは、 バックグラウンドを上回って、蛍光強度で4〜7倍の増大が示された。 実施例10 コトランスフェクトされたCOS細胞からの、ヒトαd/CD18複合体のビオチンラベ ル免疫沈降 αdがインテグリンに特徴的なαβヘテロダイマー複合体の一部として単離さ れうるのか否かを確かめることを目的として、実施例7に個々に記載した、CD18 発現プラスミドとαd発現プラスミドのいずれかのものとでコトランスフェクト した細胞についての免疫沈降を試みた。 トランスフェクトした細胞(1〜3x108細胞/群)を、ベルセン緩衝液を用 いてペトリ皿から採集し、そして50ml/群のD-PBSで3回洗浄した。各試料は、 2mgのスルホ-NHS-ビオチン(Sulpho-NHS Biotin)(ピアス、Rockford、イリノイ 州)で、室温にて15分間ラベルした。反応は50ml/試料の冷D-PBSで3回洗浄す ることにより、終了させた。洗浄した細胞を1mlの溶解用緩衝液(1% NP40、5 0mMトリス塩酸、pH8.0、0.2M NaCl、2mM Ca++、2mM Mg++、及びプロテアーゼ インヒビター)に再懸濁し、氷上で15分間インキュベートした。10,000gで5分 間遠心することによって、不溶性物質をペレットとし、その上清を新しいチュー ブに取り出した。マウスイムノグロブリンと非特異的な反応性を有する物質を除 去するために、前処置(pre-clearance)の工程を最初に実施した。25μgのマウス イムノグロブリン(カッペル(Cappel)、West Chester、ペンシルベニア州)を4 ℃にて上清とともにインキュベートした。2.5時間後に、100μl(25μg)のウサ ギ抗−マウスIg接合セファロース(プロテインAセファロース4B及びウサギ抗− マウスIgG、いずれもザイメッド(Zymed)、San Francisco、カリホルニア州)を 各試料に添加して、インキュベーションを16時間、振動しながら4℃にて継続し た。セファロースビーズは、遠心によって上清から除去した。前処置の後に、次 いで上清を、20μgの抗−CD18抗体(TS1.18)で4℃にて2時間処理した。抗体 /抗原複合体は、100μl/試料の前記ウサギ抗−マウス/プロテインA-セフ ァロース調製物とインキュベートすることにより、上清から単離した。ビーズを 、10mM HEPES、0.2M NaCl、及び1%トライトン(Triton)X-100で4回洗浄した 。洗浄したビーズをペレットとし、次いで2%のβ-メルカプトエタノールを含 む2X リームリ試料用緩衝液20μl中で10分間煮沸した。試料を遠心し、前もっ て100Vで30分間電流を流しておいたノベックスポリアクリルアミドゲル(ノベッ クス)で展開した。タンパク質を、200mAmpで1時間、TBS-T緩衝液中でニトロセ ルロース膜(シュライヒャー・アンド・シュエル)に転写した。膜は、3% BSA を含むTBS-Tで2時間ブロックした。膜をストレプ-アビジン(Strep-avidin)ホー スラディッシュペルオキシダーゼ(POD)(ベーリンガーマンハイム)の1:6000 の希釈液で1時間処理し、その後TBS-Tで3回洗浄した。次いで、ブロットを現 像するために、アマーシャムエンハンスドケミルミネセン(Enhanced Chemi-lumi nescene)キットを製造業者の指図に従って用いた。膜は、ハイパーフィルム(Hyp erfilm)MP(アマーシャム)に、0.5〜2分間、露光した。 pRC.CD18及び、pATM.B1、pATM.C10またはpATM.D12のいずれかでトランスフェ クトした細胞からのCD18複合体の免疫沈降により、予測されるCD18のサイズに一 致するおよそ100kDのβ鎖、及びαdに対応するおよそ150kDのα鎖から成るヘテ ロダイマーの種が表面に発現していることが明らかとなった。 実施例11 チャイニーズハムスター卵巣細胞におけるヒトαdの安定なトランスフェクショ αdが、CD18と会合して細胞表面にヘテロダイマーとして発現されているか否 かを確かめるため、各鎖をコードするcDNAを、 αd及びCD18の双方を欠く細胞系へと、一過性に及び安定にトランスフェクトし た。 これらの実験のために、αdcDNAは、実施例7に記載のように追加のリーダー 配列及びコザックのコンセンサス配列を付け加えて、そして発現ベクターpcDNA3 にサブクローニングした。pATM.D12と称することとした最終的な構築体は、ジヒ ドロ葉酸レダクターゼ(DHFR)-チャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞へと、 ヒトCD18をコードする修飾された市販のベクターであるpDC1.CD18とともにコト ランスフェクトした。プラスミドpDC1.CD18はDHFR+マーカーをコードしており、 適切なヌクレオシド欠損培地を用いてトランスフェクト体を選択することができ る。pDC1.CD18に施した修飾は以下の通りである。 プラスミドpRC/CMV(インビトロゲン)は、サイトメガロウイルスプロモータ ー及びアンピシリン抵抗性マーカー遺伝子を含む哺乳動物の発現ベクターである 。プラスミドpSC1190-DHFRからのDHFR遺伝子を、pRC/CMV5'に複製のSV40起点で 挿入した。加えて、プラスミドpHF2G-DHFの5'領域からのポリリンカーを、pRC/C MV/DHFR構築体のDHFR遺伝子より3'側に連結した。続いてCD18をコードする配列 を、得られたプラスミドの5'側部ポリリンカー領域とウシ成長ホルモンのポリA コード領域との間にクローニングした。 CD18の表面での発現を、モノクローナル抗体TS1/18を用いてフローサイトメト リーにより分析した。この細胞系での、αdとCD18との間に検出されるヘテロダ イマー形成は、COS細胞における一過性の発現の場合について実施例10に記載し た、免疫沈降の結果に一致していた。 実施例12 CD18 依存性の様式で、ヒトαdはICAM-Rに結合する 白血球インテグリンと、細胞と細胞との接触を媒介する細胞間接着分子(ICAM )との間の相互作用を証明する報告(Hynes、Cell 69巻、11〜25頁(1992))に鑑 みて、αd/CD18を発現しているCHO細胞がICAM-1、ICAM-R、またはVCAM-1に結合 する能力を2つの方法により評価した。 繰り返しのアッセイにおいて、可溶性のICAM-1、ICAM-R、またはVCAM-1 IgG1 融合タンパク質がプラスチック上に固定化され、そしてαd/CD18 CHOトランスフ ェクト細胞がその固定化されたリガンドに結合する能力を調べた。トランスフェ クトされた細胞は、カルセインで内部ラベルし、結合用緩衝液(1% BSAを含む RPMI)で洗浄して、緩衝液(10ng/ml PMA添加もしくは非添加)のみ、または10 μg/mlで抗−CD18モノクローナル抗体を加えた緩衝液のいずれかの中で、インキ ュベートした。可溶性のICAM-1/IgG1、ICAM-R/IgG1、もしくはVCAM-1/IgG1融合 タンパク質、または陰性コントロールとしてウシ血清アルブミン(BSA)で予め 被覆しておいた96ウェルのイムノロン(Immuno-lon)4ミクロタイタープレートに 、トランスフェクトされた細胞を加えた。これらの接着分子の可溶性フォームの 設計は、1993年8月5出願の、同時係属であって共有である、米国特許出願第08/1 02,852号明細書に記載され、充分に開示されている。ラベルした細胞の添加に先 立って、ウェルは1% BSAを含むPBSでブロックしておいた。0.1% BSAを含むPB S中に20分間浸漬することによりプレートを洗浄した後、サイトフロー(Cytofluo r)2300(ミリポア、Milford、マサチューセッツ州)を用いて、各ウェルに残留 する総蛍光量を測定した。 固定化したICAMを用いた実験において、αd/CD18コトランスフェクト体のICAM -R/IgG1ウェルへの結合は、BSAを被覆したウ ェルの場合を上回り、一貫して3〜5倍高いことが示された。この結合の特異性 及びCD18への依存性を、抗−CD18抗休であるTS1/18の阻害効果によって証明した 。CD11a/CD18でトランスフェクトした細胞の、ICAM-1/IgG1ウェルへの結合はBSA が被覆されたウェルを用いて観察された結合と同等のものであった。CD11a/CD18 がトランスフェクトされた細胞は、PMAで全処理した後に限ってICAM-1/IgG1への 結合が2〜3倍高まることが示された。αd/CD18トランスフェクト体のPMA処理は 、ICAM-1/IgG1またはICAM-R/IgG1のウェルへの結合に影響を及ぼさなかった。VC AM-1/IgG1ウェルへのαd/CD18トランスフェクト体の結合は、検出不能であった 。 可溶性ICAM-1/IgG1、ICAM-R/IgG1、またはVCAM-R/IgG1融合タンパク質への、 αd/CD18がトランスフェクトされた細胞の結合をフローサイトメトリーによって 判定した。1回の計測当たり、およそ100万個のαd/CD18をトランスフェクトし たCHO細胞(より高発現とするために攪拌(spinner)フラスコで生育した)を、10 μg/mlの抗−CD18抗体を添加または非添加の結合用緩衝液(RPMI及び1% BSA) 100μl中に懸濁した。室温にて20分インキュベートした後、細胞を結合用緩衝液 で洗浄し、そして可溶性ICAM-1/IgG1またはICAM-R/IgG1融合タンパク質を最終濃 度が5μg/mlとなるように添加した。37℃にて30分間で結合を進行せしめ、その 後、細胞を3回洗浄して、1:100の希釈率でFITC接合ヒツジ抗−ヒトIgG1を含有 する100μlの結合用緩衝液中に再懸濁した。30分インキュベートした後、試料を 3回洗浄し、ベクトン・ディッキンソンFACScanを用いた分析のために、200μl の結合用緩衝液に懸濁した。 αd/CD18トランスフェクト体のおよそ40〜50%が、ICAM-R/IgG1に対する結合 性を示したが、ICAM-1/IgG1またはVCAM-1/ IgG1タンパク質に対する結合性は示さなかった。トランスフェクトされた細胞を PMAて前処理しても、ICAM-1/IgG1、ICAM-R/IgG1またはVCAM-1/IgG1に対するαd/ CD18の結合はなんら影響を受けず、これは固定化接着アッセイでの結果に一致し ていた。ICAM-Rによる結合は、αd/CD18トランスフェクト体を抗−CD18抗体であ るTS1/18で処理した後には、バックグラウンドのレベルにまで下がっていた。 これらの2つの結合アッセイからのデータをまとめると、αd/CD18はICAM-Rに 結合し、ICAM-1及びVCAM-1に比して優先的に結合するものであることが示される 。ICAM-1よりも優先的にICAM-Rに対してαd/CD18が結合することは、CD11a/CD18 及びCD11b/CD18で観察される結合の優先性とは逆である。このようなαd/CD18の 結合性におけるモジュレーションから、ICAM-Rが顕著なる役割を演じる、正常及 び病理学的な免疫機能に選択的に影響を及ぼすことが予測されうる。さらに、IC AM-Rの種々の細胞外ドメインに対し免疫的特異性を有する抗体を、αd/CD18トラ ンスフェクト体へのICAM-Rの結合を阻害する能力について試験した、前記のアッ セイと類似したアッセイを行った結果、αd/CD18及びCD11a/CD18はICAM-Rの異な るドメインと相互作用することが示唆された。 溶液中でICAM-1/IgG1またはICAM-R/IgG1がCD11a/CD18に結合しないことは、CD 11a/CD18とICAM-1またはICAM-Rとの間の結合の親和性が低すぎて、溶液中で結合 を許容しえないことを示唆する。しかしながら、αd/CD18のICAM-R/IgG1に対す る結合性は、異常なほど高い結合親和性を示すものである。 前記のFACS接着アッセイを、αd/CD18を発現しているCHO細胞へのICAM-R変異 体E37A/Igの結合を調べるために使用した。E37A/Igは、LFA-1/Igキメラへの結合 を回避することが示されて いる(Sadhuら、Cell Adhesion and Communication、2巻、429〜440頁(1994)) 。変異体タンパク質は、安定に形質転換されたCHO細胞系から可溶性型にて発現 され、そしてSadhuら、前出に記載のごとくプロセップ(Prosep)Aカラムで精製 された。 αd/CD18トランスフェクト体とのE37A/Igの結合は、繰り返し行ったアッセイ で検出されることはなかった。FITCが接合された抗ヒト抗体によって検出された E37A/Igキメラの平均螢光強度(MFI)は、抗体のみを検出した場合のMFIと同じ であり、アッセイにE37A/Ig変異体タンパク質を使用しても、バックグラウンド を越える検出可能なシグナルは認められないことが示唆された。同様に、実施例 14に記載の通りに行ったELISAにて、E37A/Ig変異体は固定化したαd/CD18には結 合しないようであった。iC3b へのαdの結合 補体成分C3は、タンパク質分解性切断を受けて複合体iC3bを形成し、このiC3b が補体活性化の副経路を開始せしめて、最終的には細胞により媒介される標的の 破壊に至る。CD11b及びCD11cの双方ともで、iC3bへの結合性とそれに続く、iC3b が被覆された粒子の貧食が示されている。近年、CD11bのIドメィンの中のペプチ ド断片が、iC3bとの相互作用の部位として同定されている(Uedaら、Proc.Natl. Acad.Sci.(USA)91巻、10680〜10684頁(1994))。iC3bの結合領域は、CD11b、CD1 1c、及びαdで高く保存され、αd/iC3b結合における両者の相互作用が示される 。 ロゼットアッセイ(Danaら、J.Clin.Invest.73巻、153〜159頁(1984))にお いて、トランスフェクト体、または、生来αdを発現している細胞系(例えば、P MAで刺激したHL60細胞)と、iC3bを被覆したヒツジ赤血球細胞(sRBC)を用いて 、αdの iC3bに対する結合を実施する。αd/CD18 CHOトランスフェクト休、VLA4-CHOトラ ンスフェクト体(陰性コントロール)及びPMAで刺激したHL60細胞(陽性コント ロール)がロゼットを形成する能力を、抗−CD18モノクローナル抗体(例えば、 TS1/18.1)の存在下及び非存在下で比較する。 実施例13 シンチレーション近接アッセイによるスクリーニング 本発明のαdリガンドとそれらの結合パートナー(αdリガンド/抗リガンドの 対)との間の結合の特異的な阻害剤が、米国特許第4,271,139号明細書、ならび に、Hart及びGreenwald、J.Nuc.Med.20巻、1062〜1065頁(1979)(これらの文献 はいずれも、参照することにより本明細書に組み込むものとする)に一般的に記 載されるシンチレーション近接アッセイ技術などの種々の手段によって調べられ うる。 要約すると、直接的または間接的に、αdリガンド/抗−リガンドの対の1つ のメンバーが、固体支持体に結合される。間接的な捕捉には、モノクローナル抗 体が関与することが考えられ、当該モノクローナル抗体は支持体に直接結合され 、これが可溶性インテグリンβ鎖タンパク質のC末端で特異的なエピトープを認 識する。このエピトープは、ヘマグルチニンタンパク質またはミコバクテリアの IIIE9エピトープのいずれかであってよい(Andersonら、J.Immunol.141巻、607 〜613頁(1988))。蛍光剤も、その支持体に結合せしめられる。その代わりに、 米国特許第4,568,649号明細書(参照することにより本明細書に組み込むものと する)に記載のように、個体支持体の中に蛍光剤を含浸してもよい。αdリガン ド/抗−リガンドの対の、支持体に結合させなかった方のメンバーは、蛍光剤を 励起することができ る、発光を放出する放射活性を有する化合物でラベルされる。リガンドが放射ラ ベルされた抗−リガンドに結合すると、ラベルは、支持体が結合した蛍光剤に充 分に近接することとなり、蛍光剤を励起して光の放射を惹起こす。結合しない場 合には、通常、蛍光剤を励起するには固体支持体からラベルが隔たりすぎており 、光の放射は低い。放射された光が測定され、リガンドと抗−リガンドとの間の 結合に相関づけられる。試料に結合阻害剤を添加すると、固体支持体の近傍に放 射活性ラベルを捕捉させないようにすることにより、蛍光の放射が減じられるで あろう。従って、結合阻害剤は、試料からの蛍光の放射に対する効果によって同 定されうる。可能性のある、αdに対する抗−リガンドもまた、同様の手段によ って同定されうる。 可溶性組換えαd/CD18ロイシンジッパー構築体(実施例14を参照のこと)が、 以下の方法によってCAM結合のモジュレーターをスクリーニングするシンチレー ション近接アッセイにおいて使用される。発光体(scintillant)が埋設された プレートに予め被覆された、非ブロッキング抗α−サブユニットまたは抗β−サ ブユニット抗体で、組換えインテグリンを固定化する。化学ライブラリー化合物 及び特異的ビオチン化CAM/Igキメラを、同時にプレートに添加する。CAM/Igキメ ラの結合は、ラベルされたストレプトアビジンによって検出する。アッセイにお いて、ICAM-1/Ig及びICAM-3/Igは、製造業者が示したプロトコルに従つてNHS-ス ルフォ-ビオチン LC(長鎖、ピアス)を用いてビオチン化される。ラベルされた タンパク質は、CAM特異抗体に対してなおも反応性を有しており、固定化されたL FA-1と反応することをELISAによって示すことができ、このELISAでは、ストレプ トアビジン-HRPと、次いでOPDで発色することで検出される。 あるいは、組換えロイシンジッパータンパク質を精製、また は部分精製し、発光体が埋設されたプレートに直接被覆される。ラベルされてい ないCAM/Igキメラ及び化学ライブラリー化合物を同時に添加する。結合したCAM/ Igは、125Iでラベルされた抗ヒトIgで検出される。 さらに別の態様としては、精製されたCAM/Igタンパク質が、発光体プレートに 固定化される。化学ライブラリー化合物及び組換えロイシンジッパーインテグリ ンを発現する細胞からの上清濃縮物をプレートに添加する。組換えインテグリン の結合を、ラベルされた、非ブロッキングαまたはβサブユニット抗体で検出す る。 実施例14 可溶性ヒトαd発現構築体 全長の、可溶性ヒトαd/CD18ヘテロダイマータンパク質の発現により、免疫付 与及び結合アッセイのための精製された材料か容易に提供される。可溶性タンパ ク質を作製することの利点は、細胞溶解物から(全長の膜結合性のαd/CD18にお いてのごとくに)でなく上清からそのタンパク質を精製することができ、従って 、回収率は向上し、さらに不純物が減じられることである。 可溶性αdの発現プラスミドは、以下のように構築した。プラスミドpATM.D12 にクローニングした、配列番号:1の0〜3161の塩基の領域に対応するヌクレオ チド断片を、HindIII及びAatIIで消化することにより単離した。HindIII/AatII 断片と重複し、3'末端に追加のMluI制限酵素部位を含む、配列番号:1の3130〜 3390の塩基に対応するPCR断片を、それぞれ配列番号:30及び31で示されるプラ イマーsHAD.5及びsHAD.3を用いてpATM.D12から増幅した。 PCR増幅による産物をAatII及びMluIで消化し、そしてHindIII/AatII断片に連結 した。得られた産物を、HindIII/MluIで消化したプラスミドpDC1.sの中に連結し た。 この構築体は、安定にトランスフェクトされたCHO細胞内で可溶性CD18ととも に共発現され、そしてその発現は、35S-メチオニンでラベルした細胞由来の、免 疫沈降したCD18複合体のオートラジオグラフィーによる目視化によって検出され る。構築体はまた、293細胞内でCD18とともに共発現される(Bermanら、J.Cell. Biochem.52巻、183〜195頁(1993))。全長の可溶性αd構築体 本発明によって、別のαd発現構築体も企図される。完全型のαd/CD18ヘテロ ダイマーの発現及び精製を容易ならしめるために、精製の際にヘテロダイマーを 安定化するはずの「ロイシンジッパー」融合配列を含むように(Changら、Proc. Natl.Acad.Sci.(USA)91巻、11408〜11412頁(1994))可溶性αd及びCD18発現プラ スミドを構築する。要約すると、ジッパーの酸性及び塩基性アミノ酸ストランド をコードするDNAを、Changらの文献に記載されたオリゴヌクレオチドを使用して 、プライマーアニーリングによって作製する。そのDNA配列は、これまでに報告 されたαdまたはCD18発現構築体へのサブクローニングを容易ならしめるために 、DNAのそれぞれ5'及び3'端に追加のMluI及びXbaI制限酵素部位を含むように、 さらに修飾されている。加えて、ヘ マグルチニンタンパク質またはポリヒスチジン配列のいずれかを表す配列が加え られ、さらにXbaI部位の後に終止コドンも挿入されている。ヘマグルチニンまた はポリヒスチジン配列は、発現されたタンパク質のアフィニティー精製を容易に するために組み込まれるものである。ジッパーの塩基性ストランドをコードする 配列は、CD18を発現するプラスミドベタター上に組み込まれ、酸性ストランドは 、α鎖構築体上に挿入される。宿主細胞における、修飾されたαd及びCD18タン パク質の発現に際し、ジッパー構造の酸性及び塩基性ストランドの間の相互作用 がヘテロダイマーを安定化させ、そして完全型のαd/CD18分子を前記のごとくア フィニティー精製によって単離することが許容されるであろうと推定される。 酸性及び塩基性「ロイシンジッパー」配列と共に可溶性αd及びCD18を発現す るためのプラスミドを構築し、実施例7にて記載したDEAE/デキストラン法によ ってCOS細胞にトランスフェクトした。得られたタンパク質は、αd/CD18LZと称 した。ヘマグルチニン及びポリヒスチジンのタグは、αd/CD18LZへは組み込まな かった。トランスフェクトされた細胞は、血清を減じた(2%)条件にて14日間 生育した。トランスフェクトされた細胞から5日毎に採集した上清を、実施例8 に記載した通りにELISAによってタンパク質の生産につきアッセイした。手短に 説明すると、αd/CD18LZヘテロダイマーを、抗αdモノクローナル抗体169Bで被 覆したプレートに固定化した(実施例15参照)。αd/CD18LZ複合体は、ビオチン 化した抗CD18モノクローナル抗体、TS1/18.1の添加(実施例8参照)、次いでス トレプトアビジン/セイヨウワサビペルオキシダーゼ(HRP)接合物とo-フェニ ルジアミン(OPD)の添加によって検出した。タンパク質は上清中に明瞭に検出 された。全長の可溶性αd発現産物を使用した結合アッセイ 前記の、全長の可溶性αd/CD18LZヘテロダイマーを使用した機能性結合アッセ イを、モノクローナル抗体169Bまたは非ブロッキング抗CD18モノクローナル抗体 で被覆したプレート上にヘテロダイマーを固定化することによって実施した(実 施例15参照)。ウェルは、10μg/mlの開始濃度にて、CAM/Igキメラ(実施例12参 照)を添加する前に、非特異的結合を防止するためにサカナ皮膚ゼラチンでブロ ッキングした。αd/CD18へのキメラの結合は、ヤギ抗ヒトIg HRP接合物(ジャク ソン・ラボラトリーズ)を用い、次いでOPDで発色させて検出した。 VCAM-1/Igは、捕捉されたCD11a/CD18よりも3〜5倍高いレベルで、捕捉された αd/CD18LZに結合することが観察された。ICAM-1/Ig及びICAM-2/Igは、バックグ ラウンドよりも、それぞれおよそ15及び10倍上回る程度に、可溶性CD11a/CD18ヘ テロダイマーに結合したが、αd/CD18には結合しなかった。VCAM-1結合は、VCAM -1特異抗体130K及び130Pを組み合わせて用いて存在させた場合に、およそ50%低 減された。 結合アッセイは、96ウェルプレート上に固定化したICAM/Igタンパク質を用い 、その後細胞上清中の組換え可溶性インテグリン添加したものについても実施し た。可溶性インテグリンの結合は、ラベルしていない非ブロッキングαまたはβ サブユニット特異的ネズミ抗体を用い、その後HRPを接合したヤギ抗マウス抗体 とインキュベートし、OPDで発色させて検出した。 その結果、非ブロッキング抗体によって、抗体を含んでいないコントロールの ウェルにおいて検出される結合より10倍高い、ICAM-R/Igに対するαd/CD18LZ結 合が検出されることが示された。可溶性αd/CD18結合は、固定化ICAM-1/Igでは 検出されなか ったが、αd/CD18と固定化CD11b/CD18及びCD11a/CD18との間の結合は、バックグ ラウンドよりもそれぞれ15及び5倍検出された。 以前の研究によって、CD11b及びCD11がリポ多糖(LPS)に結合することが証明 されており(Wright、Curr.Opin.Immunol.3巻、83〜90頁(1991);Ingalls及び Golenbock、J.Exp.Med.181巻、1473〜1479頁(1995))、αd/CD18へのLPS結合も 、フローサイトメトリー及びプレートに基づくアッセイを使用して評価した。そ の結果から、S.Minnesota及びS.typhosa(双方ともシグマ社より入手)から単離 された、FITCラベルされたLPSが、20μg/mlにて、αd/CD18がトランスフェクト されたCHO細胞に弱く結合できることが示された。トランスフェクトされていな いコントロールのCHO細胞を用いると、結合は観察されなかった。ELISA形式のア ッセイにおいて、ビオチン化されたLPS(Lukら、Alan.Biochem.232巻、217〜22 4頁(1995))は、0.5〜3.0μgにて、固定化されたαd/CD18LZに結合し、そのシグ ナルは、捕捉抗体及びブロッキング剤のみの場合より4倍強かった。CD11a/CD18 へのLPSの見かけの結合は、各実験値から抗CD11a抗体TS2/4へのバックグラウン ド結合を引くことによって斟酌した。 αd/CD18に対する他のリガンドを同定するために、組換えαd/CD18LZタンパク 質を、二連の実験で使用する。固定化されたタンパク質への様々な細胞型への結 合を使用して、いずれの細胞がその細胞表面上にαdリガンドを発現しているか を判定する。次いで、抗体阻害を使用して、観察される細胞の結合が、既知の表 面接着分子との相互作用に起因するのか否かを判定する。阻害結果が認められな い場合、αdと結合するであろう細胞の溶解液からのタンパタ質に結合されたαd /CD18LZとの共免疫沈降を用いて、リガンドの同定を試みる。可溶性ヒトαdIドメイン発現構築体 CD11aのIドメインはリガンド結合能及び抗体認識能を維持する独立した構造単 位として発現されうることが、これまでに報告されている(Randi及びHogg、J.B ioll.Chem.269巻、12935〜12938頁(1994)、Zhoutら、J.Biol.Chem.269巻、170 75〜17079頁(1994)、Michishitaら、Cell 72巻、857〜867頁(1993))。αdIドメ イン及びヒトIgG4を含む可溶性融合タンパク質を作製するために、サブクローニ ングを容易にするため側部にBamHI及びXhoI制限酵素部位を付加するよう設計し たプライマーを用いたPCRによりαdIドメインを増幅する。これらのプライマー を配列番号:32及び33で示し、ここでは制限酵素部位に下線を付す。 配列番号:32のBamHI部位の直ぐ3'側に位置するヌクレオチドCは、配列番号:1 の第435位のヌクレオチドに対応し、配列番号:33のXhoI部位の3'側に位置する ヌクレオチドGは、配列番号:1の第1067位のヌクレオチドに相補的なものであ る。増幅させたIドメインを適切な酵素で消化し、精製した断片を哺乳動物の発 現ベクターpDC及び原核性動物の発現ベクターpGEX-4T-3(ファルマシア)の中へ と連結し、そしてIドメインの断片の配列決定を行う。次いで、適切な発現用構 築体でトランスフェクトまたは形質転換したCOS、CHOまたは大腸菌細胞において 融合タンパ ク質を発現させる。 αdがICAM-Rに対する親和性を有するなら、αdIドメインの発現によって、αd が関与する細胞接着の有用な阻害剤となるに足る親和性が得られるかもしれない 。ヒトαdIドメイン/IgG4融合タンパク質の分析 還元条件及び非還元条件下でSDS-PAGEによりタンパク質を分離し、銀染色また はクマシー染色のいずれかにより目視化した。次いでタンパク質をイモビロンPV DF膜に転写し、抗−ヒトIgGモノクローナル抗体または抗−ウシIgモノクローナ ル抗体を用いたウェスタンブロット分析に付した。 検出したタンパク質は非還元条件下では約120kDに、還元条件下では約45kDに 移動することが確かめられた。非還元条件で行ったゲルでは、抗−ヒト抗体に反 応するが抗−ウシ抗体には反応しないマイナーバンドも、およそ40〜50kDに検出 された。200kDのマイナーバンドは、ウェスタンブロットによりウシIgであるこ とが確認された。I ドメイン発現産物を用いた結合アッセイ IドメインがICAM-R/IgGキメラタンパク質を特異的に認識する能力を、ELISA形 式で試験した。TBSでαdIドメインIgG4融合タンパク質(Iαd/IgG4)を連続的に 希釈した溶液を、イムノロンIV RIA/EIAプレートに固定化した、ICAM-1/IgG、IC AM-R/IgG、VCAM-1/IgG、または無関係なIgG1ミエローマタンパク質とともにイン キュベートした。CD11a Iドメイン/IgGキメラタンパク質及びヒトIgG4/カッパミ エローマタンパク質を、陰性コントロールとして用いた。結合したIgG4は、ビオ チン化した抗−IgG4モノクローナル抗体HP6023に続き、ストレプタビジン−ペル オキ シダーゼ接合体を添加し、基質であるo-フェニレンジアミンで現像することによ って検出した。 アッセイを繰り返した結果、CD11a/IgG4タンパク質またはIgG4ミエローマタン パク質の、前記した固定化されたタンパク質のいずれに対する結合も検出されな かった。Iαd/IgG4タンパク質は、サカナ皮膚ゼラチンまたはウシ血清アルブミ ンのブロッキング剤、ヒトIgG1、またはICAM-IgGに結合しなかった。1〜5μg/m lの濃度でIαd/IgG4タンパク質を用いた場合、ICAM-R/IgGタンパク質が被覆され たウェルにおいて、バックグラウンドに対して2〜3倍上回る、結合シグナルの増 大が検出された。VCAM-1/IgGタンパク質が被覆されたウェルにおけるシグナルは 、バックグラウンドよりも7〜10倍高かった。前のアッセイでは、αd/CD18がト ランスフェクトされたCHO細胞はVCAM-1/IgGタンパク質に結合しなかったので、V CAM-1の結合は、単離されたIドメインアミノ酸配列に特徴的であることが示唆さ れた。追加のαdIドメイン構築体 追加のαdIドメイン構築体を、前記の構築体と同様に作製するか、αdIドメイ ン近傍にさらなるアミノ酸を組み込む。特定の構築体には、i)現在の構築体の前 に、エキソン5からの配列(配列番号:2の第127〜353位のアミノ酸)、ii)Iド メインに続く、EF-ハンド反復配列(配列番号:2の第17〜603位のアミノ酸)、 及び、iii)精製及び検出の目的でIgG4尾部を伴い、膜貫通領域(配列番号:2の 第17〜1029位のアミノ酸)でのα鎖の切除が包含される。これらの構築体は、哺 乳動物発現ベクターpDCS1または原核性動物発現ベクターpGEX-4T-3(ファルマシ ア)の中に連結し、そしてIドメインを配列決定する。次いで、適切な発現構築 体でトランスフェクトまたは形質転換したCOS、 CHO、または大腸菌細胞で、融合タンパク質が発現される。タンパク質はプロセ ップ(ProSep)Aカラム(バイオプロセッシング社(Bioprocessing Limited)、Durh am、英国)で精製し、抗IgG4モノクローナル抗体HP6023との反応性について試験 し、そしてクマシー染色を行ってポリアクリルアミドゲル上で目視化する。 αdポリペプチド全体に対する発現プラスミドを構築するために、前記のpATM. D12を以下の方法により修飾してαd-IgG4融合タンパク質を発現する。IgG4をコ ードするDNAは、個々に5'AatII制限酵素酵素部位(配列番号:89)及び3'XbaI制 限酵素酵素部位(配列番号:90)を組み込んだプライマーを用いたPCRにより、 ベクターpDCS1から単離する。 プラスミドpATM.D12は、AatII及びXbaIで消化し、適切に消化し精製したIgG4 PC R産物を、直鎖状のベクターの中へと連結する。 実施例15 ヒトαd−特異抗体の生産 A.モノクローナル抗体の生産 1.実施例7からの一過性にトランスフェクトされた細胞を、ダルベッコ(Dul becco's)リン酸緩衝性生理食塩水(D-PBS)で3回洗浄し、次いで50μg/マウス のムラミル・ジペプチダーゼ(シグマ)のPBS溶液とともにBalb/cマウスに5x1 06の細胞/マウスで注射した。マウスには同じように2週間の間隔で、さらに2 回注射を行った。マウスからの採血前に、免疫付与した 血清を実施例9に概説したようにFACS分析によってスクリーニングし、そして、 αd/CD18がトランスフェクトされた細胞に対して最も高い反応性を示すマウスか らの脾臓を、細胞融合した。次いで、ハイブリドーマの培養上清を個々に、CD11 a/CD18でトランスフェクトしたCOS細胞に対する反応性を欠くこと及びαd発現プ ラスミドとCD18とでコトランスフェクトした細胞との反応性についてスクリーニ ングした。 この方法によってモノクローナル抗体は得られなかった。 2.モノクローナル抗体を生産するための別の方法として、可溶性αdIドメイ ンIgG4融合タンパク質を、安定に形質転換されたCHO細胞の上清から親和性によ って精製し、前記のようにBalb/cマウスを免疫付与するために用いた。ハイブリ ドーマを樹立し、これらのハイブリドーマからの上清を、αdIドメイン融合タン パク質に対する反応性についてELISAによりスクリーニングした。次いで陽性の 培養液を、CHOトランスフェクト体で発現した全長のαd/CD18複合体との反応性 について分析した。 マウス1908に、αd/CD18でトランスフェクトしたCHO細胞の初発免疫を3回行 い、可溶性αd/CD18ヘテロダイマーで引き続き2回、追加免疫を行った。2度の 最終的な免疫付与は、マウス1匹当たり50μgのαdIドメイン/IgG4融合タンパ ク質を含むものとした。融合により、IgGを生産するウェルが270得られた。45の ウェルからの上清が、ELISAによって、ヒトIgG4に対してよりもIαd/IgG4融合タ ンパク質への結合が少なくとも7倍高いことが示された。FACS分析によって確認 すると、上清のうちいずれも、αd/CD18がトランスフェクトされたCHO細胞と反 応しなかった。 別の情況下で上清がインテグリンαサブユニットを認識することができるか否 かを調べるために、新鮮な凍結脾臓切片を、 45のウェルのうち24からの上清を用いて染色した。3つの上清か陽性であること が確かめられ、1つは赤脾髄における大細胞(large cell)を染色し、一方他の2 つは赤脾髄における分散細胞と、脾柱をも染色した。 さらにこれらの上清を、αd/CD18をトランスフェクトしたCHO細胞またはPMAで 刺激したHL60細胞のいずれかからの、ビオチン化したCD18複合体を免疫沈降する 能力について分析した。界面活性剤による溶解液(ヘテロダイマーとして発現さ れるタンパク質のようにコンホメーション的に束縛されるべきではない)中でタ ンパク質を認識する上清を含む融合細胞のウェルを、さらにサブクローニングす るために選択した。タンパク質を認識するモノクローナル抗体の界面活性剤溶液 は、トランスフェクト体、組織、及び細胞系からのヘテロダイマー複合体の免疫 沈降においてさらに有用であるかもしれない。 3.モノクローナル抗体生産のためのさらに別の選択手段として、ヒト脾臓溶 解液から、CD11a/CD18を(モノクローナル抗体TS2/4を用いて)、そしてCD11b/C D18を(モノクローナル抗体Mo-1を用いて)予め除いた後、抗CD18モノクローナ ル抗体23F2GでCD18複合体を免疫沈降させた。10〜12週令の5匹のBalb/cマウス を以下のように免疫付与した。すなわち、得られたタンパク質をおよそ30μg含 む完全フロインドアジュバントを、第0日に皮下注射し、続いて第28及び43日に マウス1匹当たり30μgの免疫原を不完全フロインドアジュバント中にて追加免 疫した。試験すべき血清を、最終の追加免疫の後10日目に取り、ウェスタンブロ ットにおいて1レーン当たり1μgの免疫原を検出すべく各血清の1:500希釈液 を使用して反応性を評価した。3匹のマウスからの血清で、およそ95及び150kD のバンドが検出され、免疫前の血清の1:50希釈液を用いて処理したレーンで はシグナルは認められなかった。150kDのバンドは、in vivoでグリコシル化状態 にある、αdを表すものと推定された。加えて、SDS-PAGE上でヘテロダイマーを 表すに相応の分子量に移動する、ビオチン化されたαd/CD18 CHO細胞の溶解液か らのタンパク質が、すべての免疫後の血清で免疫沈降された。これらの結果に基 づきマウス#2212を選択し、さらにPBS中30μgの免疫原を用いて第64日目に腹腔 内注射によって免疫付与した。4日後にマウスを屠殺し、無菌的に脾臓を摘出し た。 2mM L−グルタミン、1mMピルビン酸ナトリウム、100単位/mlペニシリン、 及び100μg/mlストレプトマイシンを添加した無血清のRPMI 1640(RPMI)(ギブコ (Gibco)、カナダ)の中に沈めた2枚のガラス顕微鏡スライドの磨りガラス状の (frosted)端部の間で脾臓を擦り潰すことによって、単一細胞の懸濁液を調製 した。細胞懸濁液を、70メッシュの滅菌したナイテックス(Nitex)細胞濾過器( ベクトン・ディッキンソン、Parsippany、ニュージャージー州)を通して濾過し 、そして、200×gで5分間遠心分離して、濾過物を2度洗浄した。このように して得られたペレットを、20mlの無血清RPMI中に再懸濁した。3匹の未処置Balb /cマウスから摘出した胸腺細胞を、同様に調製した。 10%フィータルクローン(Fetalclone)血清(FBS)(ハイクローンラボラトリーズ (Hyclone Laboratories)、Logan、ユタ州)を含むRPMI中にて融合の前に対数増殖 期に3日間保持しておいたNS-1ミエローマ細胞は、融合に先駆けて200×gで5 分間遠心分離してペレット化し、前の段落に記載したように2回洗浄して計数し た。およそ2×108個の脾臓細胞を、4×107個のNS-1細胞と合わせ、得られた混 液を200×gで遠心分離することによってペレット化した。その上清は廃棄した 。チューブを軽くたたくことにより、細胞ペレットを変位させ、50%PEG 1500を 含む 75mM Hepes(pH 8.0、37℃)(ベーリンガーマンハイム)の2mlを、1分間にわ たってかき混ぜながら加えた。続いて、さらに無血清RPMI 14mlを7分間かけて 加え、その後直ちに16mlのRPMIを添加した。得られた混合液は、200×gで10分 間遠心分離し、上消は廃棄した。ペレットは、15%FBS、100mMヒポキサンチンナ トリウム、0.4mMアミノプテリン、16mMチミジン(HAT)(ギブコ)、25単位/ml IL- 6(ベーリンガーマンハイム)及び1.5×106個の胸腺細胞/mlを含む、200mlのRPMI 中に再懸濁し、そして、96ウェル平底組織培養プレート(コーニング、連合王国 )へ、ウェル当たり200μlで10個のウェルに分配した。細胞には、18Gの針(ベ クトン・ディッキンソン)を用いて各々のウェルからおよそ100μlを吸引し、そ してウェル当たり100μlの培養用(plating)培地(10単位/mlのIL-6を含み胸腺 細胞を欠いている以外は、前記に同じ)を加えることによって、融合後2、4及 び6日目に栄養を供給した。 融合後7〜10日目に、各ウェルからの上清を、抗体捕捉ELISAによってスクリ ーニングし、マウスIgGの存在について調べた。イムロン(Immulon)4プレート (ダイナテック(Dynatech)、Cambridge、マサチューセッツ州)を、50mMカーボ ネート緩衝液、pH9.6で1:5000に希釈した、ウェル当たり50μlのヤギ抗マウス IgA、IgG、またはIgM(オーガノン・テクニカ(Organon Teknika))で、4℃にて 被覆した。プレートを、0.5%ツイーン20を含むPBS(PBST)で3回洗浄し、次い で、各ウェルからの培養上清50μlを添加した。37℃にて30分間インキュベート した後、前記の通りにPBSTでウェルを洗浄し、PBSTで1:3500に希釈したセイヨ ウワサビペルオキシダーゼ接合ヤギ抗マウスIgG(fc)(ジャクソン・イムノ・リ サーチ(Jackson Immuno Research)、West Grove ペンシルバニア州)を50μl、 各ウェルに加え た。プレートは、前記の通りにインキュベートし、PBSTで4回洗浄し、そして10 0mMクエン酸塩、pH4.5中、1mg/mlのo-フェニレンジアミン(シグマ)及び0.1 μl/mlの30%H2O2からなる基質100μlを添加した。呈色反応は、15%H2SO4を50 μl加えて5分後に停止させた。プレートリーダー(ダイナテック)を用いて、4 90nmにおける吸光度を各ウェルについて測定した。 ハイブリドーマは、さらに以下の通りにその特徴を調べた。IgGを生産してい る培養液からの上清を、JY細胞(所内での染色実験において観察された結果では 、LFA-1に対して陽性であるが、他のβ2インテグリンには陽性ではないB細胞系 )に対してでなく、αd/CD18で形質転換されたCHO細胞に対する反応性について 、フローサイトメトリーによって分析した。手短に説明すると、5×105個の、 αd/CD18で形質転換されたCHOまたはαd/CD18-JY細胞を、2% FBS及び10mM NaN3 を含有するRPMI(FACS緩衝液)50μl中に懸濁した。各々の細胞懸濁液を、96ウ ェル丸底プレート(コーニング)のウェル中に人れた50μlのIgG陽性ハイブリド ーマ培養上清に添加した。氷土で30分間インキュベートした後、クリニカル(cl inical)遠心にてペレット化することによって細胞を2回洗浄し、各ウェルから の上清を廃棄して、200〜300μlのFACS緩衝液にペレットを再懸濁した。最後の 洗浄で、FACS緩衝液中で調製したヒツジ抗マウスIgG(H+L)-FITC接合物(シグマ 、St.Loius、ミズーリ州)のF(ab')2断片の1:100希釈液ウェル当たり50μlに 置き換えた。前記の通りにインキュベートした後、細胞を10mM NaN3を添加した ダルベッコPBS(D-PBS)を用いて2回洗浄し、最終的に1%パラホルムアミドを 含有するD-PBSに再懸濁した。次いで、ベクトン・ディッキンソン FACsanアナラ イザーを用いるフローサイトメトリー分析(FACS)用のポリスチレンチューブに 試料を移した。 融合によって、双方の基準により陽性であると考えられる4つの培養物が得ら れた。およそ4日後に、増殖後の(expanded)上清について第二次のスクリーニ ングを繰り返すと、前記4つの培養物のうち3つが陽性のままであった。169A、 169B、169Dと命名した、係る3つのウェルは、RPMI、15%FBS、100mMヒポキサン チンナトリウム、16mMチミジン、及び10単位/ml IL-6中に倍希釈することによっ て、2から3回連続的にクローニングした。クローンのプレートのウェルは、4 日後に目視的に評点し、最小密度のウェル内のコロニー数を記録した。各クロー ニングで選択されたウェルを、7〜10日後にFACSによってアッセイした。培養物 のうち2つ、169A及び169Bに活性が見出された。最終クローニングで、単一のコ ロニーを含む陽性のウェルを11%FBSを含むRPMIにおいて増殖した。169A及び169 Bのクローン上清からの抗体を、イソストリップ(IsoStrip)キット(ベーリンガ ーマンハイム)を使用し、製造業者の指示書に従ってイソタイプ判定し、IgG1イ ソタイプであることが見出された。 CHOトランスフェクト体及びPMAで刺激したHL60細胞からのαd/CD18複合体の免 疫沈降を、特異性についての第三次スクリーニングとして使用した。ハイブリド ーマ169A及び169Bは、CHO系から適切なバンドを、そしてHL60細胞から、SDS-PAG Eにより判定して150〜160kDの単一α鎖種を沈降させた。ハイブリドーマ169A及 び169Bは、郵便番号20852、メリーランド州、パークロウン、ロックビル12301に 所在のアメリカン・タイプ・カルチャー・コレクションに、1995年5月31日に寄 託され、それそれ受託番号HB11907及びHB11906を付与された。 169A及び169Bの結合特性をさらに充分に特徴付けるために、他の抗体または可 溶性αd/CD18に対する抗CD18抗体TS1/18.1の結合を阻害する、各抗体の能力につ いて試験した。全長の可溶 性αd/CD18は、96ウェルプレート形式にて、各々の非ラベル抗体によって別々に 固定化し、ビオチン化した抗体を使用して、同じかまたは異なる非ラベル抗体に よって結合したタンパク質を検出した。ヤギ抗マウスIg/HRP接合物を使用し、次 いでOPD基質を添加することによって、結合を検出した。その結果、抗体169Aは ピオチン化した169A及びTS1/18.1の結合を阻止することかでき、一方抗体169Bは それ自体のみしか阻止できないことが示唆された。 4.マウス#2212と同じプロトコルによって免疫付与された別のマウス(#2214 )を選択し、脾臓のPBS溶解液から精製されたαdを30μg用い、第70日目に融合 前の追加免疫を行うことによつて、さらに免疫付与した。4日後にマウスを屠殺 し、脾臓を無菌的に摘出した。 陽性細胞の融合及びクローニングは、前記の通りに行った。融合物から、170D 、170F、170E、170X及び170Hと命名された5つの抗αdモノクローナルハイブリ ドーマが生産され、これはイソストリップキット(ベーリンガーマンハイム)を 使用し、製造業者の指示書に従ってIgG1イソタイプであると判定された。 5.マウス#2212及ひマウス#2214と同じ初期プロトコルによって免疫付与した さらに別のマウス#2211を選択し、30μgの免疫原を用いて第88日目に、そして30 μgの免疫原を用いて第203日目に融合前の追加免疫を行うことにより、さらに免 疫付与した。4日後にマウスを屠殺し、脾臓を摘出して、前記の通りに融合を行 った。前段落に詳述した通りに、抗体捕捉ELISA及びフローサイトメトリーによ って、ハイブリドーマ上清をスクリーニングした。 15の陽性ハイブリドーマを同定し、188A、188B、188C、188E、188F、188G、18 8I、188J、188K、188L、188M、188N、188P、 188R及び188Tと命名し、ELISAアッセイにてイソタイプを判定した。簡単に説明 すると、イムロン4プレート(ダイナテック、Cambridge、マサチューセッツ州) を、50mMカーボネート緩衝液、pH9.6で1:5000に希釈した、ウェル当たり50μlの ヤギ抗−マウスIgA、G、M(オーガノン・テクニカ)で、4℃にて被覆した。プレ ートを、37℃にて30分間、1%BSAを含むPBSでブロッキングし、PBS/0.05%ツイ ーン20(PBST)で3度洗浄し、そして50μlの培養上清(PBSTにて1:10に希釈) を添加した。前記のごとくインキュベーション及び洗浄を行った後、1%正常ヤ ギ血清を含むPBSTで1:1000に希釈した、50μlのセイヨウワサビペルオキシダー ゼ接合ウサギ抗−マウスIgG1、G2a、G2b、またはG3(ザイメッド、San Francisc o、カリホルニア州)を加えた。プレートは、前記の通りにインキュベートし、P BSTで4回洗浄し、その後、100mMクエン酸塩、pH4.5中に1mg/ml o-フェニレンジ アミン(シグマ)及び0.1μl/mlの30%H2O2からなる100μlの基質を添加した。 呈色反応は、15%H2SO4を50μl加えて5分間で停止させた。プレートリーダー( ダイナテック)でA490を読み取り、15の抗体がすべてIgG1であると判定された 。 マウス#2211由来の過剰の脾臓細胞は、凍結用バイアル中に凍結し、液体チッ 素中にて保存した。凍結物は、37℃の水浴に入れ、内容物がまさしく融解するま で回転運動するように動かすことによって、迅速に解凍した。細胞を15mlの遠心 チューブに移し、ここに11%FBSを含有する暖かいRPMIを、添加ごとの間隔を3〜 5分として1度に1mlずつゆっくりと添加した。さらに別途5mlの暖かいRPMIを加 え、5分間待った後チューブを200×gにて5分間遠心し、そして上清を吸引した。 細胞は、RPMIに再懸濁し、前記の通り融合を行った。ハイブリドーマ上清は、抗 体捕捉及びフローサイトメトリーによって前記のごとくにスクリ ーニングした。 195A、195C、195D、195E及び195Hと命名された5つのクローンが、融合によっ て得られた。係るクローンを、前記の通りにELISA法によってイソタイプ判定し 、モノクローナル抗体195A、195C、195D及び195EはIgG1であり、195HはIgG2aで あると判定された。 6.機能的なαd結合を阻害することができる抗体を同定するために、可溶性 αd/CD18LZ(実施例14参照)を、免疫付与のために使用する。タンパク質は、一 過性にトランスフェクトされたCOS細胞の上清から、アフィニティークロマトグ ラフィー樹脂にて単離し、その樹脂に結合したαdが、免疫原として用いられる 。選択されたマウスを前記の通りに免疫付与し、初回免疫後2週で最終の追加免 疫を付与する。この技術による免疫付与によって、時として界面活性剤による細 胞の溶解に伴うタンパク質コンホメーションの変化の可能性が防止される。組換 えタンパク質(これも樹脂に結合されたもの)で、さらなるマウスが免疫付与さ れるが、これらは細胞溶解液から精製されたタンパク質で最初に免疫付与された ものではない。 上述の通りにして免疫付与の結果調製されたハイブリドーマは、非ブロッキン グ抗体のFab断片を使用して、細胞上清から固定化された組換えタンパク質につ いてのELISAによってスクリーニングされる。あるいは、フローサイトメトリー を使用して、予めαdcDNAでトランスフェクトされたJY細胞に対する反応性につ いてアッセイを行う。 7.別の取って代わる手段として、モノクローナル抗体を以下のように作製す る。安定にトランスフェクトしたCHO細胞の界面活性剤による溶解液からアフィ ニティー精製したαd/CD18ヘテロダイマータンパク質を、50μg/mlのムラミルジ ペプチダー ゼとともに用いて、前記のようにBalb/cマウスを免疫付与する。CHOトランスフ ェクト体におけるビオチン化複合体の免疫沈降により、αd/CD18に対する血清の 反応性を調べる前に、マウスに3回免疫付与する。ハイブリドーマ培養液を、αd /CD18トランスフェクト体を用いたフローサイトメトリーにより選択した後、標 準のプロトコルに従って、陽性の動物からハイブリドーマを樹立する。CD11a/CD 18のトランスフェクト体は、CD18のみについての反応性を制御するために利用さ れる。 8.モノクローナル抗体生産のための別にとるべき方法として、Balb/cマウス に対し、免疫付与のために用いられるトランスフェクト体上のCHO細胞決定子へ の反応性を減ずるように設計された、免疫付与/免疫抑制のプロトコルを行う。 このプロトコルには、トランスフェクトされていないCHO細胞を用いた免疫付与 及び、引き続いてシクロホスファミド処理を用いたCHO反応性B-細胞芽細胞を死 滅させることが、包含される。3回の免疫付与及びシクロホスファミド処理を行 った後、マウスに前記のようにαd/CD18 CHOトランスフェクト細胞で免疫付与す る。 9.別の代替え手段としては、PMAで刺激したHL60細胞の界面活性剤による溶 解液からのCD18複合体を、前記と同様に予備精製によって濃縮する。他のβ2イ ンテグリンは、同じカラムで予備精製しておく。得られた複合体を用いた免疫付 与、ハイブリドーマ生産、及びスクリーニングプロトコルは、上述のように実施 する。 B.ポリクローナル血清の生産 精製されたαdIドメイン/IgG4キメラ(実施例14参照)を使用して、ポリクロ ーナル抗血清をウサギで作製した。αdIドメイン/IgG4抗原は、最初に完全フロ インドアジュバント中、ウサギ 1羽当たり100μgにて注射し、続いて、同量のタンパク質を含む不完全フロイン ドアジュバントを用いて3度追加免疫を行った。第3及び第4回目の注射の後に 被検用の血液をアッセイした。プロテインA-セファロースカラムにて血清からウ サギイムノグロブリン(Ig)を精製し、ヒトIgG/アフィゲル10カラムにて抗ヒト IgG反応性を予め除いた。ELISAにより、Iドメインキメラに対する反応性であっ て、ヒトIgGに対するものでない反応性を使用して、完全に抗ヒトIgG反応性か予 め除かれたか否かを確認した。 前記のごとく予備精製されたポリクローナル血清を使用して、αd及びCD18発 現ベクターを用いて予めトランスフェクトされた、表面がビオチン化されたCHO 細胞の界面活性剤溶解液から、タンパク質を免疫沈降させた。実施例10に前記し た方法によって、免疫沈降を実施した。予備精製された血清は、抗CD18モノクロ ーナル抗体TS1.18によって沈降されるものと同じ分子量のタンパク質複合体を認 識した。加うるに、係る血清は、ウェスタンブロットにて、αd/CD18がトランス フェクトされたCHO細胞からCD18複合体の適切なサイズの単一バンドを認識した 。ヒト脾臓由来の、アフィニティー精製されたインテグリンCD11a/CD18、CD11b/ CD18及びVLA4は、そのウサギポリクローナル血清によって認識されなかった。係 る血清は、フローサイトメトリーで判定した場合に、αd/CD18がトランスフェク トされたCHO細胞と溶液中で反応することはなかった。従って、このポリクロー ナルウサギ血清は、変性したαdIドメイン/IgG4タンパク質を認識することがで きるだけであることが結論付けられた。 αd/CD18に対するポリクローナル抗血清を生産する試みにおいて、アジュバン トペプチドと共に、αdがトランスフェクトされたCHO細胞(D6.CHO,αd/CD18) を用いて3回、そして精製さ れたαd/CD18ヘテロダイマーを用いて1回、マウスを免疫付与した。最終の追加 免疫は、αd/CD18ヘテロダイマーのみが含まれているもので行った。およそ100 μlの免疫血清を、4℃にて2時間、LFA-1がトランスフェクトされたCHO細胞をお よそ108個添加することによって予備精製した。得られた血清を、1/5000、1/100 00、1/20000及び1/40000の希釈率で、正常ヒト脾臓でのαd反応性についてアッ セイした。そのポリクローナル抗体は、1/20000の希釈率で反応性を示したが、1 /40000希釈では極めて微弱にしか染色されなかった。 実施例16 αd分布の分析 αd/CD18の組織分布を、実施例15に記載した通りに作製したポリクローナル抗 血清を用いて調べた。 精製されたウサギポリクローナル抗体は、ヒト脾臓凍結切片の免疫細胞化学分 析用に、120ng/mlと60μg/mlの間の範囲の濃度で使用した。6ミクロンの厚みの 切片をスーパーフロスト・プラス・スライド(Superfrost Plus Slides)(VWR) に重ね、-70℃にて保存した。使用前に、スライドを-70℃より取り出し、55℃に 5分間置いた。次いで、切片を冷アセトン中で2分間固定し、そして風乾した。切 片は、1%BSA、30%正常ヒト血清及び5%正常ウサギ血清を含有する溶液中で、 室温にて30分間ブロッキングした。室温にて1時間、各切片を一次抗体に付した 。結合しなかった抗体は、TBS緩衝液中で3回、一回の洗浄当たり5分間ずつ洗浄 することによって除去した。次に、ウサギ抗マウスIgG結合抗体を、同じTBS緩衝 液中で各切片に付した。第二抗体を検出するために、室温にて30分間インキュベ ートされた、マウスアルカリホスファターゼ抗アルカリホスファターゼ (APAAP)抗体を使用した。次いで、スライドをTBS緩衝液中で3回洗浄した。フ ァスト・ブルー(Fast Blue)基質(ベクター・ラボラトリーズ)を付し、そして 水中に浸漬することによって発色を停止した。スライドを、ヌクレア・ファスト ・レッド(Nuclear Fast Red、シグマ)にて対比染色し、アクア・マウント(Aqu a Mount、バクスター(Baxter))に載置する前に水で濯いだ。この試薬を用いて赤 脾髄に染色が検出されたが、無関係なウサギポリクローナルIg調製物または、前 記と同じウサギ由来の免疫前の未精製血清では染色は検出されなかった。 マウス血清が、特異的なαd反応性を有することが一旦確かめられると、種々 のリンパ様及び非リンパ様の組織を染色するために使用した。CD18、CD11a、CD1 1b、及びCD11を認識するモノクローナル抗体を、コントロールとして同じ実験に おいて用いた。正常脾臓切片をαdポリクローナル血清及びCD11a、CD11b、CD11c 、及びCD18に対するモノクローナル抗体を用いて染色して以下の結果が得られた 。αdポリクローナル血清を用いて観察されるパターンは、CD11a、CD11b、CD11c 、またはCD18の場合のラベルと同じパターンは呈しなかった。白脾髄の辺縁帯に 位置するいくつかの細胞によるラベルの明瞭なパターンと、辺縁帯周辺の細胞の 明瞭なラベルとが見られた。このパターンは他の抗体を用いた場合には観察され なかった。CD11a及びCD18を用いた場合に見られる集団またはサブセットと同じ かまたは異ないうる、赤脾髄全体に分散する個々の細胞もまた、ラベルされた。 CD11cを用いたラベリングでは、辺縁域においていくつかの細胞の染色を呈し たが、この抗体では、αdポリクローナル血清に比して、白脾髄周辺に明瞭な環 状のパターンを示さず、また、赤脾髄におけるラベルがαdポリクローナル血清 の場合と同じ染色パターンを与えることもなかった。 従って、αdポリクローナル血清を用いた場合に見られるラベリングパターン は、他のβ2インテグリン(CD11a、CD11b、CD11c、及びCD18)に対する抗体を用 いた場合に見られるパターンに比して独自のものであり、ヒトにおけるαdのin vivoでの分布は他のβ2インテグリンの場合と異なることが示唆される。モノクローナル抗体を用いた、ヒトαd発現の特徴付け ハイブリドーマ169A及び169Bによって分泌される抗体を使用して、免疫細胞化 学により凍結組織切片におけるヒトαdの発現を分析し、また、フローサイトメ トリーによって細胞系及び末梢血白血球における分析を行った。双方の実験系で 使用したハイブリドーマ上清は、希釈したものではなかった。組織染色 肝切片が以下の方法にて染色されたことを除いては、すべて染色は前記のごと くに行った。アセトンによる固定の後、切片は室温にて15分間、1%H2O2及び1% アジ化ナトリウム中で消光(quench)した。一次抗体染色の後、ペルオキシダー ゼに直接接合されたウサギ抗マウス抗体を、室温にて30分間付した。スライドを TBS緩衝液中で3分間洗浄した。第二抗体を検出するために、ペルオキシダーゼに 直接接合されたブタ抗ウサギ抗体を室温にて30分間インキュベートした。次いで 、スライドをTBS緩衝液中で3回洗浄し、そしてAEC基質(ベクター・ラボラトリ ーズ)を付して、発色を許容した。スライドは、ヘマトキシリン・ギルス2号(He matoxylin Gill's No.2、シグマ)で対比染色し、次いで脱水及び載置の前に水中 で濯いだ。 脾臓切片において、形態学的に顆粒球及びマクロファージとして同定される細 胞上、主として赤脾髄に、発現は局在してい た。多数の顆粒球が染色されたが、マクロファージはサブセットのみでシグナル が認められた。白脾髄では少量の濾胞樹状細胞が、αdによって弱く染色された 。CD11a及びCD18の染色は、赤脾髄及び白脾髄にわたって検出された。CD11c染色 は、白脾髄において、及び白髄を取り囲む辺縁領域においてマクロファージであ ると推定される大細胞にて、より顕著であり、赤脾髄においても拡散染色が認め られた。CD11bは、赤脾髄においてαdと重複するが同じではない分布状態にある ことが明らかになり白脾髄には含まれていなかった。 正常及び(慢性関節リウマチ)関節滑膜組織におけるインテグリン発現を比較 した。すべての抗インテグリン抗体(CD11a、CD11b、CD11c、CD18ならびにαdと 特異的な免疫反応性を有する抗体を包含する)を用いた最小の染色が正常組織で 認められ、おそらくはマクロファージである常在(resident)細胞上に広範囲に わたって分布していた。炎症を伴う滑膜においては、すべてのインテグリンの発 現が、リンパ管の周囲に群がる細胞に、より局在していた。αd及びCD11b発現パ ターンは類似していたものの、CD11cは強く発現されていることはないらしく、 それは白血球のサブセットに限定された。 イヌにおいて、CD11b発現は、肝マクロファージ、すなわち、クッパー細胞上 に観察されたが、αd発現は観察されなかった。正常ヒト肝切片の染色(前出の イヌ肝切片に染色について記載したと同様)によって、ヒトにおいてこの染色パ ターンが保存されていることが確認された。加えて、CD11cが低いレベルで検出 された。肝炎の患者からの切片では、すべてのロイコインテグリン染色が、正常 の肝にて観察されるよりも高く、一方αd発現は、これらの試料においてマクロ ファージ及び顆粒球に検出された。 抗αd抗体を用いると、正常ヒト結腸切片の最小染色が観察され、わずかな平 滑筋染色と白血球の染色が観察された。限局性回腸炎(クローン病)に罹患した 患者からの切片では、すべてのインテグリンが、より高レベルにて検出された。 正常肺では、弱いαd陽性を有する、特定数の細胞が示され、これらは、形態 学的にマクロファージ及び好中球であると判定された。気腫に罹患した患者から の肺組織において、αdの染色は、ヘモジデリン(鉄含有色素)を含む好中球上 及びマクロファージ上に観察され、これらの細胞による赤血球細胞の取込みが示 唆された。 正常脳の切片及び多発性硬化症(MS)に罹患した患者由来のプラーク病変を、 インテグリン発現について調べた。正常の脳において、αd染色は、CD11a、CD11 b、及びCD11cの染色よりも強度が低く、そして、形態学的に及びCD68染色によっ て、小(神経)膠細胞として分類される細胞に限られていた。CD11b陽性細胞は、 周囲の脈管及び組織全体に位置していた。CD11c+細胞は、脈管内に位置するよう であり、一方αd +細胞は脈管を取り囲んでいた。MS組織切片において、αd発現 は、小(神経)膠細胞上及びマクロファージではない白血球のサブセットの双方に 見出され、αd +細胞はプラーク病変内と皮質全体とに位置していた。αdシグナ ルは、CD11cと同等の強度を有していたが、CD11bの場合よりも低かった。 PDAY(Pathobiological Determinants of Atherosclerosis in Youth,LSU Med ical Center)組織試料由来の、胸部大動脈及び腹部大動脈切片の双方を、抗ロイ コインテグリン及び抗CAM抗体を用いて分析した。調べた病変は、内膜下での大 泡沫細胞の凝集(ほとんどが、消化された脂質を伴うマクロファージ)及び小白 血球の浸潤からなる、大動脈脂肪線条に一致してい た。αdならびに他のβ2インテグリンα鎖(CD11a、CD11b、及びCD11c)に対し て特異的なモノクローナル抗体にマクロファージマクロファージマーカー(CD68 )を加えた、単一ラベル実験によって、脂質を積載したマクロファージのほとん どが、中程度のレベルのαd及びCD18を発現し、一方CD11a及びCD11cを弱いかま たは、弱〜中程度のレベルでそれぞれ発現していることが明らかになった。CD11 bは、微弱に発現され、そしてそれはマクロファージのサブセットにおいてのみ であった。 動脈切片における、αd及びICAM-R抗原の相対的な局在を判定するために、二 重ラベル実験を行った。これらの切片において、マクロファージマーカーに対し て特異的な抗体Ham 56で泡沫細胞が染色され、平滑筋アクチンに対する抗体では 染色されなかったので、泡沫細胞は内膜下の平滑筋細胞に由来するものでないと 判断された。αdを発現しているCD68陽性マクロファージは、ICAM-R陽性小白血 球に取り囲まれ、それらの間に散在していた。CD68陰性であるがαd及びICAM-R 抗体の双方で染色される小白血球が限られた数あるようであった。 正常組織におけるαdの分布は、白血球に分布が限定されていることが以前に 特徴付けられている2つの他のロイコインテグリンα鎖、CD11b及びCD11cと重複 するが同じではないパターンで、常在白血球細胞上にあることが明らかとなった 。細胞の形態学によって、αd染色はマクロファージ及び顆粒球に大いに限局さ れており、リンパ球の染色は限定されていることが示唆された。一般に、組織の 炎症は、特定の組織において観察される白血球の数及び型を増大させるようであ り、αdを包含するロイコインテグリンの染色の増強を伴っていた。ロイコイン テグリンの細胞及び空間的分布は、病理学的組織では同様でないので、特定の情 況で、αdを包含する各ファミリーのメンバーに対す る別個の機能及びリガンドが存在すると推量された。 興味深いことに、動脈硬化の初期病変におけるαd発現は、CD11a、CD11b、及 びCD11cの発現よりもさらに顕著であるらしく、αdがこれらの病変の樹立に中心 的な役割を果たしているかもしれないことが示された。αd及びICAM-R陽性細胞 が並んで分布していることは、αdとICAM-Rとの間の相互作用を示す証拠によっ て支持されるものであり、αdがこれらの病変における初期段階での白血球の補 強または活性化に関与しているかもしれないことを示している。細胞系及び末梢血白血球染色 抗体169A及び169Bで、前骨髄単球細胞系のHL60をFACSによって染色した。これ らの細胞でのαdの表面発現は、PMA刺激によって陰性の影響を受け、これは、マ クロファージ経路に伴う分化を誘導するが、DMSOによる影響は受けないことが報 告されており、顆粒球の分化を誘導するものである(Collinsら、Blood、70巻、 1233〜1244頁(1987))。169A及び169BのFACSの大略は、抗CD11b及び抗CD11cモノ クローナル抗体を用いて観察された場合と、PMA刺激について正反対であった。 単球細胞系のTHP-1も、169A及び169Bで微弱な染色を呈した。加えて、末梢血白 血球のリンパ球における細胞のサブセット及び単球ゲート(のサブセット)は、 FACSによって微弱な陽性を示すようであった。末梢血単球のサブセットは、169A 及び169Bで弱く染色され、一方Bリンパ球は、αdの表面発現をしていないことが 見出された。Tリンパ球のCD8-サブセットは、αd +であった。加うるに、抗体169 A及び169Bは、B細胞系であるJY、Ramos、好塩基系であるKU812、ならびにT細胞 系であるJurkat、SKW、及びMolt 16上には抗原を検出できなかった。 HL60細胞での結果に鑑みて、フィコール/ハイパーク(ficoll/hypaque)勾配 遠心と、それに続く赤血球溶解によって末梢血から顆粒球を単離した。すべての 調製物は、酢酸における核形態の可視化により、90%を上回るPMNであることが 見出された。潜在性を有する細胞内のインテグリン貯留物を遊離させるために、 別々の個体群を50ng/ml PMAまたは10-8Mホルミルペプチド(fMLP)を用いて30分 間刺激した。刺激しなかった個体群は、低いものの、IgG1のコントロールを越え る有意な169A及び169B抗原の発現を呈し、刺激に際して検出可能な増加か観察さ れた。PMN上では、αdとCD11cの表面発現のレベルは、HL60細胞にて観察される よりさらに類似していた。抗体169Bを引き続き用いて、αd及びCD18にそれぞれ 適切なおよそ150及び95kDのサイズのサブユニットを持つヘテロダイマー分子を ヒオチン化したPMNの界面活性剤溶解液から沈降させた。 PMN上のαdの存在は、イヌでのαd発現について知られている情報から予測す ることはできなかった。イヌ好中球は、それらのヒト相対物と異なり、T細胞ヘ ルパーマーカーCD4、及びインテグリンVL-4も発現し、従って、イヌにおいては ヒトにおける場合と相違するリガンド及び機能を有しているのかもしれない。PBL サブグループの染色 ヒト末梢血白血球における、このβ2インテグリンの分布を調べるために、本 実験を行った。加えて、他のβ2インテグリンに対するαdの細胞表面密度を比較 した。最後に、精製されたヒト好酸性球におけるαd発現の急性調節も評価した 。 ヒト末梢血白血球は、密度勾配遠心によって、単核細胞画分(単球、リンパ球 及び好塩基球を含む)ならびに顆粒球(好中 球及び好酸球)に分離した(Warnerら、J.Immunol.Meth.105巻、107〜110頁(19 87))。いくつかの実験については、CD16免疫磁気選択を使用して、95%を越え る純度にまで好酸球を精製した(Hanselら、J.Immunol.Meth.122巻、97〜103頁( 1989))。ヒフ肥満細胞を、ヒトのヒフから酵素的に分散させ、以前報告された 通りに濃縮した(Lawrenceら、J.Immunol.139巻、3062〜3069頁(1987))。 CD11a(MHM24)、CD11b(H5A4)、CD11c(BU-15)、またはαd(169A)のいず れかに対して特異的なモノクローナル抗体を適切に希釈したものを用いて、細胞 をラベルした。ネズミのコントロールIgG1も使用した。細胞を洗浄し、次いでフ ィコエリスリン(phycoerythrin)接合ヤギ抗マウスIgGとインキュベートした。 いくつかの実験においては、特定の細胞(例えば、T細胞についてはCD3、CD4、 またはCD8;NK細胞についてはCD16+リンパ球;好塩基球については抗IgE(Bochn erら、J.Immunol.Meth.125巻、265〜271頁(1989)))に対して特異的な、FITC ラベルしたネズミモノクローナル抗体またはヤギポリクローナル抗体及び過剰量 のネズミIgGと共に、細胞をインキュベートした。試料は、次いでフローサイト メトリー(コールター(Coulter)EPICSプロファイル)によって、細胞のサブセッ トを同定するために適切なゲート設定を用いて調べた。 αd発現の急性アップレギュレーションを調べる、ヒト好酸球を用いた実験に おいて、前記の様々なモノクローナル抗体でラベルする前に、細胞はホルボール エステル(10ng/ml)、RANTES(100ng/ml)(Schall、Cytokine、3巻、165〜183 頁(1991))、またはIL-5(10ng/ml)で37℃にて15分間刺激した。 その結果、αdはすべての末梢血好酸球、好塩基球、好中球、 単球、及びNK細胞上に存在することが示された。CD8+リンパ球の少量のサブセッ ト(およそ30%)もまた、αdを発現することが見出された。ヒフ肥満細胞及びC D4+リンパ球は、αdを発現していなかった。一般に、CD11a及びCD11bは、αdよ り高密度で白血球上に存在し、αdはCD11cと同様に比較的低レベルで発現されて いる。白血球のうち、単球及びCD8+細胞はαdの密度が最も高く、一方好酸球は αdの発現レベルが最低である。好中球、好塩基球、及びNK細胞での発現は、中 間的であった。 CCケモカインRANTESを用いた末梢の好酸球の刺激によって、β2インテグリン のいずれの発現も変化が惹起こされることはなかった。ホルボールエステルを用 いた処置によって、しかしながら、CD11b及びαdの双方の発現が2〜3倍増大せし められたが、CD11a及びCD11cの発現には影響がなかった。IL-5処置の結果、他の インテグリンサブユニットのレベルに影響することなくCD11b発現の選択的なア ップレギュレーションが起こった。 これらの結果を組み合わせて、末梢血白血球において、αdは概してCD11cに匹 敵するレベルで発現されていることが示唆されるものである。単球及びCD8+リン パ球のサブセットに、最高のレベルで認められる。ヒトのヒフ肥満細胞は、αd を発現していない。精製された好酸球は、予め形成された、CD11b及びαdの細胞 質内貯蔵プールを有しているようである。しかしながら、IL-5とPMAとを対比し て示される、分別的(differential)アップレギュレーションにより、これらの 貯蔵プールは互いに分離していることが示される。 169A/B陰性のリンパ球群をさらに正確に特定する試みにおいて、末梢血白血球 (PBL)サブグループについての染色パターンもまた、前記のごときゲート設定 及び表面マーカーを組み合わせて使用したフローサイトメトリーによって調べた 。前記の通 りにフィコール上にPBLを単離し、169A、169BならびにCD14(単球/マクロファ ージマーカー)、CD20(B細胞)、CD56(NK細胞)、T細胞受容体α/β(T細胞 )、CD16(好中球、NK)、及びα4(好中球に対する陰性マーカー)に対するモ ノクローナル抗体を用いて別々に染色した。ゲートは、サイズ及びマーカーの分 布によって規定した。 その結果、CD14+単球ゲートにある細胞は、低レベルの169A及び169B染色を呈 することが示された。リンパ球ゲートでの初期実験において観察された二形式の 発現パターンを、前方分散を増大させることによって解明した。TCR+/CD20+混合 個体群は、低いものの均一のレベルの169A/B発現を有するらしく、一方、わずか に高い側方分散にてマッピングされた個体群(複合細胞(cellular complexity ))は、CD56に対して50%陽性に染色されたが、明瞭に169A/B陰性の個体群を有 していることがわかった。かかる陰性個体群は、TCR、CD20、CD14、またはCD16 抗体によっても認識されなかった。αdの滑膜分布 αd、他のβ2インテグリンならびに炎症及び非炎症滑膜におけるそれらの相当 物の細胞分布を調べるために、様々なβ2インテグリン及びイムノグロブリンス ーパー遺伝子ファミリーに対するモノクローナル抗体を、免疫組織学的研究に使 用した。タンパク質の発現は、正常、骨関節炎及びリウマチに罹患した滑膜組織 試料において調べた。 その結果、滑膜被蓋(lining)細胞層は、高レベルのVCAM-1、CD11b/CD18及び αd/CD18を発現していることが示唆された。これらの細胞において、CD11c/CD18 発現は限定的でありCD11a/CD18は概ね検出されない。慢性関節リウマチ滑膜炎に おいて、 滑膜細胞層におけるβ2インテグリンの発現は、過形成の程度に比例して増大し た。CD11cを発現している細胞の割合は有意に増加しており、CD11b及びαdを発 現している細胞の割合に近づいているが、CD11a発現は増加していない。 組織の下方被蓋(sublining)領域において、CD3/CD11a/ICAM-R+リンパ球の凝 集物及び拡散浸潤物が、CD68/CD11b/αd +マクロファージの間に散在している。 かなりの数の凝集物が、特にT細胞に富んだ領域において強いαd染色を呈するこ とが立証されるものである。 滑膜内皮は、多様にICAM-1及びICAM-2を発現し、ICAM-R発現がなされている証 拠は少なかった。 これらの結果を組み合わせて、滑膜マクロファージ及びマクロファージ様滑膜 細胞が、高レベルのβ2インテグリンCD11b及びαdを構成的に発現していること が示唆される。滑膜炎において、被蓋及び下方被蓋領域の双方でこの細胞のサブ セットの増殖があり、CD11cの発現の明瞭な増加を伴っている。リューマチに罹 患した滑膜のTリンパ球の特定の個体群は、CD11a及びICAM-Rの発現に加えて、高 レベルのαdも発現しており、係るαd分子は、末梢血白血球によっては低レベル で発現されていることが前記のごとくに示されている。 実施例17 ラットcDNAクローンの単離 イヌ及びヒトαdサブユニットの双方が存在することに鑑みて、ラット(本実 施例)及びマウス(実施例17、下記)を含む、他の種における相同な遺伝子の単 離を試みた。 ヒトαd遺伝子と相同性を示すラットcDNAの部分配列を、ラット脾臓λgt10ラ イブラリー(クロンテック)から得た。ライブ ラリーは、150mmのLBM/アガープレートに、2x104pfu/プレートにて播いた。ラ イブラリーは、ハイボンド膜(アマーシャム)上に採取し、標準プロトコル(Sa mbrookら、Molecular Cloning:alaboratory manual、2.110頁)に記載の緩衝液 を用いて、3分間変性し、3分間中和して次いで5分間洗浄した。直ちに、膜をス トラタリンカー(Stratalinker)(ストラタジーン)の中に入れて、自動交差結合 セット(autocrosslinking sett-ing)を用いてDNA交差結合を行った。膜を、それ ぞれ、低い及び高いストリンジェンシーの条件用に、30%または50%のホルムア ミド中で、プレハイブリダイズ及びハイブリダイズした。最初に、クローン19A2 (配列番号:1)における第500〜2100位の塩基に対応する、ヒトcDNAから作製し た32P-ラベルプローブで、膜をスクリーニングした。ベーリンガーマンハイムラ ンダムプライマーキットを用いて、製造業者の示したプロトコルに従い、プロー ブをラベルした。フィルターは55℃にて2 X SSCで洗浄した。 ヒトαd、ヒトCD11b、及びヒトCD11cとの相同性を示す配列である684.3及び70 5.1と称することとした2つのクローンを、同定した。いずれのクローンともヒ トαd遺伝子における3'領域に相応する(align)ものであり、クローン684.3につ いては第1871位の塩基で始まり、第3012位の塩基にまで伸長しており、クローン 705.1については第1551〜3367位の塩基であった。 5'領域を包含する、より完全なラットの配列を単離するために、最初のスクリ ーニング用に採用したと同じプロトコルを用い、クローンA1160(実施例17、後 掲)から作製したマウスのプローブを用いて、同じライブラリーを再スクリーニ ングした。第2回目のスクリーニングから、単一の、単離プラークを選択し、LB M/アガープレート上に、単一のクローンとして維持した 。配列決定用のDNAを作製するための標準PCRプロトコルにおいて、配列決定用プ ライマー434FL及び434FR(それぞれ、配列番号:34及び35)を用いた。 PCRから得たDNAを、クイック・スピン・カラム(クィアゲン)を用いて、製造業 者の示したプロトコルに従って、精製した。 クローン684.3及び705.1と重複した、741.4及び741.11と称することとした2 つのクローンを同定したが、この重複した領域において、クローン741.1と741.1 1は、クローン684.3及び705.1と100%の相同性を有していた。ヒトαd遺伝子と 相同性を有する合成(composite)ラットcDNAを、配列番号:36で示し、予測され るアミノ酸配列を、配列番号:37で示す。ラットαdの5'端部のクローニング ラットα,遺伝子に対する5’cDNA断片を、クロンテツク ラツト脾臓RACEク ローニングキットを用い、製造業者の示したプロトコルに従って得た。用いた遺 伝子に特異的なオリゴヌクレオチドは、741.11#2R及び741.2#1R(それぞれ、配 列番号:59及び58)と称することとした。 オリゴ741.11#2Rは、配列番号:36における第131〜152位の塩基対にわたってお り逆方向であって、741.2#1Rは、配列番号:36 の第696〜715位の塩基対にわたり、やはり逆方向である。第一次のPCRは、最も3 '-側であるオリゴ741.2#1Rを用いて行った。オリゴ741.11#2R及び第一次反応か ら作製したDNAを用いた第二次のPCRを、続けて行った。およそ300塩基対のバン ドを、1%アガロースゲルで検出した。 第二次のPCR産物を、製造業者の示したプロトコルに従って、プラスミドpCRTA II(インビトロゲン)の中に連結した。白色(陽性)コロニーを拾いあげて、50 mg/mlのカルベニシリン保存溶液1μl及びM13 K07ファージ培養液1μlを含有する 100μlのLBMを個々のウェルに含む、丸底96ウェル組織培養プレートの中に加え た。混合液は、37℃にて30分〜1時間インキュベートした。最初のインキュベー ション時間に続いて、100μlのLBM(50mg/mlのカルベニシリン1μl及び10mg/ml のカナマイシン保存溶液を1:250の希釈倍率で含有するもの)を添加し、インキ ュベーションを37℃にて一晩継続した。 滅菌96ウェル金属製転写用プロング(prong)を用いて、96ウェルプレートから 上清を、4枚のアマーシャムハイボンドナイロンフィルターに転写した。標準プ ロトコルにより、フィルターを変性させ、中和して、交差結合させた。フィルタ ーは、50℃にて数時間、振動しながら、20mlのプレハイブリダイゼーション用緩 衝液(5 X SSPE、5Xデンハーツ、1% SDS、50ugs/ml変性サケ精子DNA)中でプレ ハイブリダイゼーションを行った。 オリゴプローブ741.11#1及び741.11#1R(それぞれ配列番号:56及び57)は、 第86〜105位の塩基対(配列番号:36)で、それぞれ正方向及び逆方向に向かう ものであるか、以下のようにラベルした。 12μlのdH2O中、およそ65ngのオリゴDNAを、65℃にて2分間加熱した。10mCi/ml γ-32P-ATPを3μl、5xキナーゼ緩衝液(ギブコ)4μl及びT4 DNAキナーゼ(キブ コ)1μlとともに添加した。混合液は、37℃にて30分間インキュベートした。 インキュベーションに続き、各ラベルしたオリゴプローブ16μlを、プレハイブ リダイゼーション用緩衝液及びフィルターに添加し、42℃にて一晩、ハイブリダ イゼーションを継続した。5 X SSPE、0.1% SDS中で、1回当たり5分間、室温に てフィルターを洗浄し、6時間オートラジオグラフィーにかけた。陽性クローン を増やし(expand)て、製造業者が示したプロトコルに従って、マジック・ミニ・ プレップ・キット(Magic Mini Prep Kit)(プロメガ)を用いてDNAを精製した。 クローン2F7を配列決定用に選択し、その結果、741.11と重複する領域で100%の 相同性が示された。完全なラットのαd核酸配列を配列番号:54に示し、そのア ミノ酸配列を配列番号:55に示す。ラットcDNA及びアミノ酸配列の特性 ラツトのβ2インテグリンαサブユニットについては、核酸配列もアミノ酸配 列もこれまでに報告されていない。しかしながら、報告されているヒトβ2イン テグリンαサブユニットとの配列の比較により、単離されたラットのクローン及 び、その予測されるアミノ酸配列が、αdヌクレオチド配列及びそのアミノ酸配 列に最も密接に関連していることが示唆される。 核酸レベルでは、単離されたラットcDNAクローンは、ヒトαdcDNAと比較する と80%の同一性を示し、ヒトCD11bと比較すると68%の同一性、ヒトCD11cと比較 すると70%の同一性、及び マウスCD11bと比較すると65%の同一性が示される。ヒトCD11a及びマウスCD11a と比較すると、有意な同一性は見出されない。 アミノ酸レベルでは、単離されたcDNAがコードする、予測されるラットのポリ ペプチドは、ヒトαdポリペプチドと比較すると70%の同一性を示し、ヒトCD11a と比較すると28%の同一性、ヒトCD11bと比較すると58%の同一性、ヒトCD11cと 比較すると61%の同一性、マウスCD11aと比較すると28%の同一性、そしてマウ スCD11bと比較すると55%の同一性を示す。 実施例18 齧歯類αd特異抗体の生産及び特徴付け A.ラットαdIドメイン/Hu IgG4融合タンパク質に対するモノクローナル抗体 ヒトβ2インテグリンのIドメインがリガンド結合に関与していると証明されて いる事実に鑑みて、ラットαdタンパク質についても同じことがあてはまるであ ろうことが推定された。従って、ラットαdIドメインに免疫特異性を有するモノ クローナル抗体が、αd結合が関連するヒトの疾患状態のラットにおけるモデル で有用であるかもしれない。 「ラットアルファ-D15」(配列番号:87)及び「ラットアルファ-D13」(配列 番号:88)のオリゴを、配列番号:54の、それぞれ、第469〜493位の塩基対及び 第1101〜1125位の塩基対(逆方向で)に対応するラットαd配列から作製した。 それらのオリゴを、配列番号:54の第459〜1125位の塩基対にわたるIドメインを 含むラットαdDNA断片を作製するために、標準PCR反応において用いた。PCR産物 を、製造業者のプロトコルに従って、ベクターpCRTAII(インビトロゲン)へと 連結した。陽性コロニーを選択し、製造業者のプロトコルに従って、クィアゲン (Chatswoth、ジョージア州)ミディ・プレップ・キットを用いたDNA精製用に、 増やした。DNAを、標準の制限酵素消化においてXhoI及びBglIIで消化し、600塩 基対のバンドをゲル上で精製し、続いてそれを、pDCS1/HuIgG4発現ベクターへと 連結した。陽性コロニーを選択し、増やして、クィアゲン マキシ・プレップ・ キット(Maxi Prep Kit)を用いてDNA精製を行った。 COS細胞は、100mmの培養皿に半分の集密度に播き、7%CO2中で37℃にて一晩生 育した。細胞は5mlのDMEMですすいだ。5mlのDMEMに、50μlのDEAE-デキストラン 、2μlのクロロキン及び15μgの前記ラットαdIドメイン/HuIgG4 DNAを添加した 。COS細胞にこの混合液を添加し、37℃にて3時間インキュベートした。次に培地 を除去し、10%DMSOのCMF-PBS溶液5mlを、正確に1分間のあいだに添加した。細 胞は、DMEMで1回、穏やかにすすいだ。10%FBSを含有する10mlのDMEMを細胞に 添加し、7%CO2中で37℃にて一晩インキュベーションを続けた。翌日、培地を新 鮮な培地と交換し、さらに3日間、インキュベーションを続けた。培地を採集し 、新鮮な培地をプレートに加えた。3日後に、再び培地を集め、プレートは廃棄 した。この手法を、2リットルの培養上清を集めるまで繰り返した。 前記のようにして集めた上清は、プロセップ-Aカラム(バイオプロセッシング )に負荷し、下記のようにタンパク質を精製した。 最初にカラムは、35mMトリス及び150mM NaCl、pH7.5を含有する洗浄用緩衝液 をカラム容量の15倍用いて洗浄しておいた。1時間当たりカラム容量のおよそ60 倍を下回るゆっくりした速度で上清を負荷した。負荷後、カラムの15倍容量の洗 浄用緩衝液、カラムの15倍容量の0.55Mジエタノールアミン、pH8.5、カラムの15 倍容量の50mMクエン酸、pH5.0でカラムを洗浄した 。タンパク質は、50mMクエン酸、pH3.0で溶出した。タンパク質を1.0Mトリス、p H8.0で中和し、滅菌PBS中に透析した。 ラットαdIドメインタンパク質は、実施例14に記載のように分析した。検出し たタンパク質は、ヒトIドメインタンパク質で観察されたと同様の挙動をした。 B.ラットαdIドメイン/HuIgG4融合タンパク質に対するモノクローナル抗体 の生産 予め、等量のフロインド完全アジュバント(FCA)(シグマ)の中に乳化して おいた、精製したラットαdIドメイン/HuIgG4融合タンパク質50μgで、マウスを 個々に免疫付与した。およそ200μlの抗原/アジュバント調製物を、各マウスの 背部及び横腹部の4箇所に注射した。2週間後、予め、等量のフロインド不完全 アジュバント(FIA)の中に乳化しておいた、ラットαdIドメイン/HuIgG4抗原( 50μg/マウス)を、100μl注射してマウスに追加免疫した。さらに2週間の後、 200μlのPBSに溶解した50μgの抗原を静脈注射して、マウスに追加免疫を施した 。 免疫付与したマウスの血清のタイターを評価するため、第3回目の免疫付与10 日後に、眼窩後方での採血を実施した。血液は凝血(clot)を許容し、遠心により 血清を単離した。血消は、ビオチン化した(BIP)ラット脾臓細胞に対する免疫 沈降に用いた。各マウスからの血清は、ラットαd及びラットCD18に対して予測 される分子量のタンパク質バンドを免疫沈降せしめた。1匹のマウスを融合用に 選択し、そして第3回目の追加免疫について前記したと同様に第4回目の追加免 疫を行った。 ハイブリドーマの上清を、以下のように抗体捕捉によりスクリーニングした。 イムノロン4プレート(ダイナテック、Cambridge、マサチューセッツ州)を、50 mM炭酸塩緩衝液、pH 9.6で1:5000に希釈したヤギ抗−マウスIgA、IgGまたはIgM(オーガノン・テタニ カ)、50μl/ウェルで、4℃にて被覆した。プレートを0.05%ツイーン20を含有 するPBS(PBST)で3度洗浄し、50μlの培養上清を添加した。37℃にて30分間イ ンキュベートし、前記のように洗浄した後、PBSTで1:3500に希釈した50μlのホ ースラディッシュペルオキシダーゼ接合ヤギ抗−マウスIgG9(Fc)(ジャクソン・ イムノリサーチ(ImmunoResearch)、West Grove、ペンシルベニア州)を添加した 。前記と同様にプレートをインキュベートし、PBSTで4度洗浄した。その直後に 、100mMクエン酸、pH4.5中に1mg/mlのo-フェニレンジアミン(シグマ)及び0.1 μl/mlの30%H2O2を含有する基質溶液100μlを添加した。発色反応は、5分後に1 5%H2SO4を50μl添加して停止した。ダイナテックプレートリーダーで、490nmに おける吸光度を読みとった。 抗体を含有するウェル由来の上清は、固定化したラットαdIドメイン/HuIgG4 融合タンパク質を用いたELISAによっても分析した。HuIgG4抗体を被覆したプレ ートを用いたELISAは、IgGの融合パートナーに対しての反応性についてのコント ロールとして、役立った。陽性のウェルを、下記の技術を用いたラット脾臓細胞 溶解物へのBIPによるさらなるスクリーニング用に、選択した。 C.ラットαdIドメイン/HuIgG4融合タンパク質に対するポリクローナル血清 の生産 2羽のウサギを、免疫付与する前に予備採血し、免疫は完全フロインドアジュ バント中、精製されたラットαdIドメイン/HuIgG4融合タンパク質100μgを用い て行った。不完全フロインドアジュバント(IFA)中にて3週毎に同量ずつ、注 射を繰り返 した。3回注射した後、ウサギから試験用に採血し、ここで集めた血清を、ラッ ト脾臓細胞溶解液についての標準免疫沈降において使用した。双方のウサギ由来 の血清が、ラットαdと免疫反応性を有することが確かめられた。これらのウサ ギを、IFA中100μgの抗原を用いて再度追加免疫し、そして免疫沈降によって、 集めた血清をラットαdとの免疫反応性の増大についてアッセイした。10日後に ウサギに最終の追加免疫を施し、採血して血清を集めた。ラットαd組織学 ラットαd「I」ドメインに対して作製されたウサギポリクローナル血清を、実施 例16に記載した技術によってラット組織切片の免疫組織化学的染色において使用 した。凍結及びパラフィン埋設ラット脾臓切片上で検出された染色パターンは、 本質的にはヒトαdに対する抗体を用いて観察されたパターンと同様であり、赤 脾髄全体にわたって個々の細胞が染色されていた。この染色パターンは、ラット CD11a、CD11b及びCD18に対するモノクローナル抗体を用いて観察された染色パタ ーンとは異なっていた。加えて、胸腺において、皮質全体にわたる個々の細胞上 に陽性染色パターンが認められた。これらの組織のいずれも、ウサギ免疫前血清 を用いて染色すると全くシグナルが得られなかった。 D.抗体特異性の分析 ラットはCO2を用い、窒息させることにより屠殺して、標準の外科的技術を用 いて脾臓を摘出した。20mlのRPMI中、3ccのシリンジプランジャーでワイヤーメ ッシュに脾臓を穏やかに押し通すことにより、脾臓細胞を採集した。細胞は、50 mlのコニカ ルチューブに集め、適切な緩衝液で洗浄した。 細胞を冷D-PBSで3回洗浄し、40mlのPBS中108〜109個の密度で再懸濁した。4 mgのNHS−ビオチン(ピアス)を細胞の懸濁液に添加し、室温にて正確に15分間 、反応を継続させた。細胞をペレットとし、冷D-PBSで3回洗浄した。 細胞を冷溶解用緩衝液(1% NP-40、50mMトリス塩酸、pH8.0、150mM NaCl、2m M CaCl、2mM MgCl、ペプスタチンとロイペプチン及びアプロチニンの1:100溶液 (細胞への添加直前に調整)、ならびに0.0001g PMSF結晶(細胞への添加直前に 調整)中に108細胞/mlの密度で再懸濁した。溶解液は、およそ30秒間ボルテック スをかけ、室温にて5分間インキュベートし、さらに氷上で15分間インキュベー トした。溶解液を10,000 x gにて10分間遠心し、不溶性物質をペレットとした。 上清は新しいチューブに集めて、4℃から-20℃の間の温度に保存した。 細胞溶解液1mlを、200μlのプロテインAセファローススラリー(ザイメッド) とともに4℃にて一晩インキュベートすることによって、前処置した。前処置し た溶解液を、エッペンドルフチューブに、試験すべき各抗体につき50μl/チュー ブずつ分注した。ポリクローナル血清25μlまたはモノクローナル抗体上清100〜 500μlを、前記の前処置した溶解液に添加し、得られた混液を回転させなから4 ℃にて2時間インキュベートした。その後、プロテインAセファロースビーズに結 合し、PBS中のスラリーとした、100μlのウサギ抗−マウスIgG(ジャクソン)を 添加し、回転させながら室温にて30分間インキュベーションを継続した。穏やか に遠心してビーズをペレットとし、冷洗浄用緩衝液(10mM HEPES、0.2M NaCl、1 %トライトンX-100)で3回洗浄した。吸引して上清を除去し、10%メルカプト エタノールを含有する、20μlの2X SDS試料用緩衝液を添加した。試料を水浴中 で2分間煮沸し、5%のSDS PAGEゲルの上に試料を負荷した。分離後、タンパク質 を一晩定電流で、ニトロセルロースに転写した。ニトロセルロースフィルターは 室温にて1時間、3% BSAを含むTBS-Tでブロックし、ブロッキング用の緩衝液は 除去した。ストレプトアビジン-HRP接合物(ジャクソン)を、0.1%BSAを含むTB S-Tで1:6000に希釈した溶液を添加し、室温にて30分間、インキュベーションを 継続した。TBS-Tを用いて各々15分ずつ、フィルターを3回洗浄し、製造業者の 示したプロトコルに従って、アマーシャムのECLキットを用いてオートラジオグ ラフィーにかけた。 E.全長のラットαdタンパク質に対するモノクローナル抗体の生産ラットαdタンパク質の精製 抗ラットαdモノクローナル抗体の作製用の免疫原を調製するために、ラット 脾臓細胞からラットαdを精製した。およそ50匹の、12〜20週令の正常雌性Lewis ラットから脾臓を集め、微細なワイヤスクリーンに押し付けて通すことによって 、その組織から単一細胞懸濁液をつくった。150mM NH4Cl、10mM KHCO3、0.1mM E DTA、pH7.4を含有する緩衝液中で溶解することによって赤血球を除去し、残存し ている白血球をリン酸緩衝性食塩水(PBS)を用いて2回洗浄した。脾臓細胞は 遠心によってペレット化し、50mMトリス、150mM NaCl、2mM CaCl2、2mM MgCl2、 10mM PMSF、ロイペプチン、ペプスタチン及び1%トライトンX-100を含有する緩 衝液中で溶解した。5×108個の脾臓細胞当たり溶解用緩衝液1mlを用いて、氷上 で30分間、脾臓細胞の溶解を行った。不溶性物質は、遠心によって除去した。 CD11a、CD11b及びCD11cは、以下の通りに免疫沈降によって脾 臓溶解液から除去した。750μl容量のプロテインAセファローススラリーを、ウ サギ抗マウスイムノグロブリン2mgと4℃にて30分間インキュベートした。ウサギ 抗マウスプロテインAセファロースは、溶解用緩衝液を用いて3回洗浄し、最終 容量1.5mlに溶解用緩衝液中へ懸濁した。それぞれおよそ200μgのラットβ2イン テグリン特異抗体(515F(ラットCD11aに対して特異的)、OX-42(ラットCD11bに 対して特異的)及び100g(ラットCD11cに対して特異的))を、各々50mlのラット 脾臓溶解液に添加した。4℃にて30分間インキュベートした後、500μlのウサギ 抗マウスプロテインAセファロースを、その脾臓溶解液に添加し、エンドーオー バーエンド回転で30分間4℃にて混合した。溶解液は、ウサギ抗マウスプロテイ ンAセファロースに結合したCD11a、CD11b、及びCD11cをペレット化するために25 00×gで10分間遠心し、その上清は50mlのきれいな遠心チューブに移した。CD11a 、CD11b、及びCD11cの完全な除去を保証するために、抗体515F、OX-42、及び100 gを用いた免疫沈降をさらに2回繰り返した。 溶解液中に残存するβ2インテグリンを、アフィニティー精製を使用して単離 した。CNBrセファロースに接合した抗ラットCD18モノクローナル抗体2OC5Bのス ラリーおよそ250μlを溶解液に添加し、そして4℃にて30分間、エンド−オーバ ー−エンド回転で混合した。抗体/抗原複合体は、2500×gにて10分間遠心する ことによってペレット化し、そのペレットは、4℃にて保存する前に溶解用緩衝 液を用いて3回洗浄した。アルメニアハムスターの免疫付与 6〜8週令のアルメニアハムスターを、完全フロインドアジュバント中に乳化し た、ヒトIgG4重鎖に融合したラットαdのIド メインからなるおよそ50μgの組換えタンパク質で、先ず免疫付与した。一次免 疫の後、第14、33、及び95日に不完全フロインドアジュバント中に乳化したラッ トαdIドメイン/HuIgG4で引き続き免疫付与した。次いで、197及び199と命名し た2つの別々の融合を実施した。 融合197の4日前(第306日)に、1匹のハムスターに、脾臓細胞から精製した ラットαdタンパク質とラットαdでトランスフェタトされたCHO細胞とを組み合 わせて投与した。融合の3日前(第307日)に、精製したラットαdタンパク質と αdがトランスフェクトされたCHO細胞を用いて、追加免疫を行った。ラットαd がトランスフェクトされたCHO細胞は、下記の通りに調製した。 全長のラットαdタンパク質をコードしている遺伝子セグメントを、pDC1ベク ターへと挿入し、ヒトCD18-pRC構築体と一緒にCHO細胞へとエレクトロポレーシ ョンによってトランスフェクトした。トランスフェクトされた細胞は、pRC構築 体で首尾良くトランスフェクトされた細胞を選択するためにヒポキサンチンの存 在下で、そして、pDC1構築体でトランスフェクトされた細胞を選択するためにg4 18の存在下で生育した。3週間後に、ラットαd特異的ウサギポリクローナル血 清で細胞を染色し、FACSによって分別した。表面αdを最も高レベルで発現して いた少量の細胞(個体総数のおよそ3%)を集めて、さらに増殖させた。FACS選 択を数回繰り返して、αdの表面発現のレベルが高い個体細胞を準備した。 αdがトランスフェクトされた細胞は、ラットαd特異的ポリクローナル血清及 びヒトCD18特異的モノクローナル抗体TS1.18.1を使用してフローサイトメトリー によってその特徴を調べた。その結果、トランスフェクトされたCHO細胞は、ラ ットαd 及びヒトCD18の両方を、高レベルで発現していることが確認された。 最後に、細胞内でのαd及びCD18発現を、免疫沈降によって評価した。ラット αd特異的ウサキポリタローナル血清は、およそ170kDの、比較的高分子量のタン パク質(単数または複数)と、これよりも低分子量の95kDのタンパク質(単数ま たは複数)という、2つの相違する分子量を有するタンパク質を免疫沈降させる ことが見出された。これらの知見は、トランスフェクトされたCHO細胞の表面上 の、ラットαd/ヒトCD18ヘテロダイマー複合体の発現に一致するものであった。 融合の日に脾臓を摘出し、2mM L-グルタミン、1mMピルビン酸ナトリウム、10 0単位/mlペニシリン、及び100μg/mlストレプトマイシンを添加した無血清のRP MI 1640(RPMI)(ギブコ、カナダ)の中に沈めた2枚のガラス顕微鏡スライドの 磨りガラス状の端部の間で組織を擦り潰すことによって、単一細胞の懸濁液を調 製した。細胞懸濁液を、70メッシュの、滅菌したナイテックス細胞濾過器(ベク トン・ディッキンソン、Parsippany、ニュージャージー州)を通して濾過し、そ して、200×gで5分間遠心分離し、得られたペレットを20mlの無血清RPMI中に再 懸濁することにより2度洗浄した。3匹の未処置Balb/cマウスから摘出した胸腺 細胞を、同様に調製した。前記のように、10%フィータルクローン血清(FBS)(ハ イクローンラボラトリーズ、Logan、ユタ州)を含むRPMI中にて融合の前に対数増 殖期に3日間保持しておいたNS-1ミエローマ細胞は、200×gで5分間遠心分離し 、ペレットを2回洗浄した。 およそ1.15×108個の脾臓細胞を、5.8×107個のNS-1細胞と合わせ、遠心して その上清は吸引することによって除去した。チューブを軽くたたくことにより、 細胞ペレットを変位させ、37 ℃のPEG1500(75mM Hepes、pH8.0中50%)(ベーリンガーマンハイム)の7mlを 、1分間にわたってかき混ぜながら加え、続いて、無血清RPMI 14mlを7分間かけ て加えた。さらに8mlのRPMIを添加し、細胞を200×gで10分間遠心分離した。上 清は除去し、ペレットを、15%FBS、100mMヒポキサンチンナトリウム、0.4mMア ミノプテリン、16mMチミジン(HAT)(ギブコ)、25単位/ml IL-6(ベーリンガーマン ハイム)及び1.5×106個の胸腺細胞/mlを含む、200mlのRPMI中に再懸濁した。懸 濁液は、96ウェル平底組織培養プレート(コーニング、連合王国)に、ウェル当 たり200μlで10個のウェルに分配し、18Gの針(ベクトン・ディッキンソン)を 用いて各々のウェルからおよそ100μlを吸引し、そして100μlの培養用培地(胸 腺細胞を欠いていること以外は、前記に同じ)を加えることによって、融合後4 、5、6、及び7日目に細胞へ栄養を供給した。 10日目に、融合体からの上清を、フローサイトメトリーによって、ラットαd /ヒトCD18でトランスフェクトされた細胞との反応性についてスクリーニングし た。ラットαdでトランスフェクトされたおよそ5×105の細胞を、2.0%FBS及び0 .05%アジ化ナトリウムを含有する50μlのRPMI中に懸濁し、96ウェルの丸底プレ ート中に入れたおよそ100μlのハイブリドーマ培養上清に添加した。染色用の陽 性コントロールには、ウサギ抗αdポリクローナル血清及びTS1/18(抗ヒトCD18 )が含まれていた。細胞を氷上で30分間インキュベートし、FACS緩衝液(RPMI、 2.0%FBS、0.05%アジ化ナトリウム)中で3回洗浄し、次いでFACS緩衝液中の最 終的な希釈率が1:200としたFITC接合ヤギ抗ハムスター抗体(ジャクソン・イム ノリサーチ・ラボラトリーズ)と氷上で30分間インキユベートした。細胞をFACS 緩衝液中で3回洗浄し、200mlのFACS緩衝液に再懸濁した。試料は、ベクトン ・ディッキンソンFACscanアナライザーで分析した。陽性クローンのウェルがラ ットαdに対して特異的であることを保証するために、トランスフェクトされて いないCHO細胞でスクリーニングを繰り返した。ラットαdのCHOトランスフェク ト体と反応し、トランスフェクトされていないCHO細胞とは反応しないという基 準に見合うウェルをクローニングした。 第一次スクリーニングの後、RPMI、15%FBS、100mMヒポキサンチンナトリウム 、16mMチミジン、及び10単位/ml IL-6中で倍希釈、続いて限界希釈することによ って、陽性ウェルからの細胞を先ずクローニングした。限界希釈の工程で、生育 を示すウェルの割合を調べ、ポアソン分布分析を使用してクローニング度を予測 した。生育を示すウェルを、10〜12日後にFACSによって分析した。最終のクロー ニングの後、11%FBSを含むRPMI中で陽性ウェルを増殖させた。クローニングに よって、これらの基準により陽性であると推量される1つの培養物を得て、これ より197A-1、197A-2、197A-3、及び197A-4と命名された、4つの別個のサブクロ ーンを増殖させた。 融合199に先駆けて、第307日にラットαdがトランスフェクトされたCHO細胞を 2.3×106個用いて、第2のハムスターを追加免疫した。融合4日前(第334日)と 融合3日前(第355日)に再度の、2度の最終免疫を行った。第334日における追 加免疫は、腹腔内注射によって行い、これは、ラットαdがトランスフェクトさ れた2×106のCHO細胞と、セファロースに結合された精製ラットαd200μl(前記 の通り)からなるものを用いた。第335日目の追加免疫は、ラットαdがトランス フェクトされたCHO細胞5×106個からなり、やはり腹腔内注射によって行った。 融合199のための融合及びスクリーニングのプロトコルは融合197と同様であって 、その上清がラットαdと反応性を有する3つの ハイブリドーマが同定及びクローニングされ、これらを、199A、199H、及び199M と命名した。199Mと命名されたハイブリドーマは、郵便番号20852、メリーラン ド州、パークロウン、ロッタビル12301に所在のアメリカン・タイプ・カルチャ ー・コレクションに、1996年3月1日に寄託され、受託番号HB-12058を付与され た。ラットαdに対するモノクローナル抗体の特徴付け 抗ラットαd抗体を特徴付けするために、ビオチンでラベルした脾臓溶解液を 、実施例18、D節に前記した通りに調製した。免疫沈降にて使用する前に、溶解 液を予備精製した。最初に、50μg/mlの正常ネズミイムノグロブリンを溶解液に 加え、得られた溶液を、4℃にて30分間エンドーオーバーエンド回転で混合した 。ウサギ抗マウスイムノグロブリンで被覆されたプロテインAセファロースのス ラリー75μlを加えて、エンド−オーバー−エンド回転で混合を30分間継続した 。係るウサギ抗マウスイムノグロブリンが被覆されたプロテインAビーズを、卓 上ミクロ遠心分離器において4℃にて5分間、15,000rpmで遠心分離することによ ってペレット化し、その上清を集めた。ペレット化されたものは廃棄した。 クローニングした各ハイブリドーマにつき、エッペンドルフミクロ遠心チュー ブにおよそ300μlの上清を入れ、これに30μlの10%トライトンX-100、30μlの ペプスタチン、ロイペプチン及びアプロチニンの100倍保存用溶液、100μgのPMS F結晶、ならびに50μlの予備精製したビオチン化ラット脾臓溶解液を添加した。 試料に穏やかにボルテックスをかけ、4℃にて30分間、エンド−オーバー−エン ド回転機に付した。コントロールの試料は、50μlのラット脾臓溶解液に10mg/ml のウサギ抗ラットαd 特異ポリクローナル抗体を添加することによって調製した。 30分間インキュベートした後、PBSスラリーとした75μlのプロテインAセファ ロースビーズを各試料に加えて、4℃にて30分間、エンド−オーバー−エンド回 転しながらインキュベートした。プロテインAがカップリングしたビーズを、卓 上ミクロ遠心分離器において4℃にて5分間、15,000rpmで遠心分離することによ ってペレット化し、その上清を集めた。ペレット化したビーズは、以下の一連の 洗浄剤1mlを用いて連続的に洗浄した。一連の洗浄剤とはすなわち、10mMトリス 、400mM NaCl、1.0%トライトンX-100、pH8.0を含有する緩衝液#1、10mMトリス 、400mM NaCl、0.5%ライトンX-100、pH8.0を含有する緩衝液#2、10mMトリス、4 00mM NaCl、1.0%トライトンX-100、0.1%デオキシコール酸塩、pH8.0を含有す る緩衝液#3、及び10mMトリス、400mM NaCl、0.5mM LiCl2、pH8.0を含有する緩衝 液#4であった。洗浄用緩衝液#1を用いて最終洗浄を行った。各洗浄工程の間に 、ビーズに穏やかにボルテックスをかけ、そして卓上ミクロ遠心分離器を使用し てペレット化した。移し替え用のピペットで上清を除去し、最終洗浄の後に、ハ ミルトンシリンジで残存している緩衝液をすべてビーズから除去した。ブロムフ ェノールブルー及びピロニンY染料ならびにβ-メルカプトエタノールを10%の最 終濃度で含有するSDS試料用緩衝液の50μlアリコートを各ペレットに加えた。混 合液を1〜2分間、激しいボルテックスに付し、室温にて5〜10分間インキュベー トした。試料を、卓上ミクロ遠心分離器において4℃にて5分間、15,000rpmで遠 心分離し、遊離したタンパク質を集めて、新しいミクロ遠心チューブに移した。 7.5%のSDS-PAGEゲルに供する前に、各試料からのアリコートを、水浴にて4分間 煮沸した。PAGEによる分離の後、200mAmpにて1時間かけてニトロセルロー スフィルターにタンパク質を転写し、そして4℃にて終夜、3.0%BSA/TBS-Tの溶 液中でフィルターをブロッキングした。ストレプトアビジン-OPDの1:6000希釈 液を含有する0.1%BSA-TBS-Tの溶液を各フィルターに加えて、室温にて1時間イ ンキュベーションを継続させた。TBS-T中でそれぞれ10分間、5回ずつフィルタ ーを洗浄し、製造業者のプロトコルに従って、アマーシャムのECLキットを使用 して発色させた。 クローン199Mは、ヘテロダイマータンパク質を免疫沈降することが見出された 。大きい方のタンパク質サブユニットは、およそ170〜175kDの分子量を有してお り、ウサギ抗ラットαdポリクローナルコントロールによって免疫沈降されるタ ンパク質のサイズと一致していた。第2のタンパク質も、CD18の分子量と一致す る、およそ95kDの分子量で沈降した。 実施例19 マウスcDNAクローンの単離 マウスαd類似体の単離を試みた。 2つの、PCRで作製したプローブ、すなわち、ヒトクローン19A2(配列番号:1 )の第522〜2047位の塩基に対応する1.5kbの断片、及びヒトクローン19A2(配列 番号:1)の第1900〜2900位の塩基に対応する1.0kbのラットの断片を用いて、種 交差ハイブリダイゼーションを、実施した。ヒトのプローブはそれぞれ配列番号 :38及び39で示される、ATM-2及び9-10.1と称したプライマーの対を用いてPCRに より作製し、ラットのプローブはそれぞれ配列番号:34及び35で示される、434L 及び434Rのプライマーの対を用いて作製した。試料を94℃にて4分間インキュベ ートし、94℃、50℃にて2分間、72℃にて4分間、の温度での工程継続を行う30サ イクルに付した。 PCR産物は、製造業者のプロトコルに従ってクィアゲン クイック・スピン・ キットを用いて精製し、およそ180ngのDNAを、ベーリンガーマンハイムランダム プライマーラベリングキットを用い、製造業者の示したプロトコルに従って、20 0μCi[32P]-dCTPでラベルした。取り込まれなかった同位体は、セントリ-セップ ・スピン・カラム(Centri-sep Spin Column)(プリンストン・セパレーションズ (Princeton Separations)、Adelphia、ニュージャージー州)を用いて、製造業 者が示したプロトコルに従って除去した。使用前に、プローブは、0.2N NaOHを 用いて変性し、0.4Mトリス塩酸、pH8.0で中和した。 マウス胸腺のオリゴdT-プライムした、λZAPII(ストラタジーン)の中のcDNA ライブラリーは、15cmプレート当たりおよそ30,000プラークで播いた。ニトロセ ルロースフィルター(シュライヒャー・アンド・シュエル、Keene、ニューハン プシャー州)上のプラーク採取物は30%ホルムアミドを含有するプレハイブリダ イゼーション用溶液(8ml/採取物)中で振動させなから50℃にて1時間インキュ ベートした。ラベルしたヒト及びラットプローブをプレハイブリダイゼーション 用溶液に添加し、50℃にて一晩、インキュベーションを継続した。フィルターを 、2 X SSC/0.1%SDSで室温にて2回、2 X SSC/0.1% SDSで37℃にて1回、そし て42℃にて2 X SSC/0.1% SDSで1回洗浄した。フィルターを、補力スクリーン とともに27時間、-80℃にて、コダックX-Omat ARフィルムに露光した。 二重に行ったものの採取物上に陽性のシグナルを与える4つの プラークを、マグネシウムを含むLB培地(LBM)/カルベニシリン(100mg/ml) プレートに再び塗布し、37℃にて一晩インキュベートした。ハイボンドフィルタ ー(アマーシャム)にファージプラークを採取し、初回のスクリーニングと同様 にプローブと反応させ、補力スクリーンとともに24時間、-80℃にて、コダックX -Omat ARフィルムに露光した。 陽性シグナルを与える12のプラークを、10mMトリス塩酸及び1mM MgCl2を含有 する低Mg++ファージ希釈液の中に移した。インサートのサイズは、T3及びT7プラ イマー(それぞれ、配列番号:13及び14)を用い、以下の反応条件下でPCRを行 うことによる増幅によって調べた。試料は、94℃にて4分間インキュベートし、9 4℃で15秒間、50℃で30秒間、及び72℃で1分間の温度での工程継続を行う30サイ クルに付した。 6つの試料より、300塩基から1kbのサイズの領域にある、明瞭なバンドが得ら れた。ヘルパーファージとともに共感染することを介して、ファージミドを放出 させ、それを再び環化して、ブルースクリプトSK-(ストラタジーン)を作製し た。得られたコロニーをLBM/カルベニシリン(100mg/ml)で一晩培養した。プロ メガ ウィザード ミニプレップキット(Madison、ウィスコンシン州)で、製 造業者か示したプロトコルに従ってDNAを単離した。精製したDNAのEcoRI制限酵 素分析により、PCRを用いて検出した分子量が確認された。DNAインサートは、そ れぞれ配列番号:40及び41に示す、M13及びM13 reverse.1プライマーを用いて配 列決定した。 配列決定は、実施例4に記載のように実施した。 6つのクローンのうち、10.3-1及び10.5-2と称した2つのみで、配列の情報が 得られ、これらは同一の600bpの断片であった。600bpの配列はヒトαdの対応す る領域に対し68%の同一性を有し、ヒトCD11aに40%の同一性、ヒトCD11cに58% の同一性、そしてマウスCD11bに54%の同一性を有していた。その後、マウスαd 相同体と推定されるものをコードする、より完全なcDNAを単離するために、この 600bpの断片を利用した。 マウス脾臓の、λZAPII(ストラタジーン)の中のcDNAライブラリー(オリゴd T-且つランダムプライムしたもの)を、15cmのLBMプレート当たり2.5x104ファー ジ数で播いた。プラークをハイボンドナイロン転写膜(アマーシャム)上に採取 し、0.5M NaOH/1.5M NaClを用いて変性し、0.5Mトリス塩基/1.5M NaCl/11.6 HCl で中相し、2 X SSCで洗浄した。紫外線照射により、フィルターにDNAを交差結合 させた。 およそ500,000のプラークを、前記と同様に予めラベルしたプローブ10.3-1及 び10.5-2を用いてスクリーニングした。プローブをプレハイブリダイゼーション 用溶液に添加して、50℃にて一晩インキュベートした。フィルターを、2 X SSC/ 0.1% SDSで室温にて2回、2 X SSC/0.1% SDSで37℃にて1回、そして42℃にて 2 X SSC/0.1% SDSで1回洗浄した。フィルターを、補力スクリーンとともに24 時間、-80℃にて、コダックX-Omat ARフィルムに露光した。二重に行ったものの 採取物上に陽性のシグナルを与える14のプラークを、第二次のスクリーニングに 付したがここで、2 X SSC/0.1% SDSで50℃にて、0.5 X SSC/0.1%SDSで50℃に て、そして55℃にて0.2 X SSC/0.1% SDSで、さらに追加として最終的に高いス トリンジェンシーをもって洗浄したこと以外は、最初のスクリーニングと同様に 行った。フィル ターは、補力スクリーンとともに13時間、-80℃にて、コダックX-Omat ARフィル ムに露光した。 18の陽性プラークを、低Mg++fファージ希釈液の中に移し、インサートのサイ ズを、前記と同様にPCR増幅によって調べた。試料のうち7つが、600bpから4kb のサイズの領域にある、単一バンドを与えた。精製したDNAのEcoRI制限酵素分析 により、PCRを用いて観察した分子量が確認され、DNAは、M13及びM13reverse.1 プライマー(それぞれ配列番号:40及び41)を用いて配列決定した。 B3800と称することとした1つのクローンは、ヒトαd19A2クローンの5'末端の 下流200塩基対の領域に対応し、3'非翻訳領域の553塩基を包含する4kbのインサ ートを含むものであった。クローンB3800は、ヒトαdの対応する領域と77%の同 一性を示し、ヒトCD11aの対応する領域と44%の同一性、ヒトCD11cの対応する領 域と59%の同一性、及びマウスCD11bの対応する領域と51%の同一性を示した。 第2のクローンA1160は、ヒトαdのコード領域5'末端の、開始のメチオニンのお よそ12核酸だけ下流に相応する、1.2kbのインサートである。クローンA1160は、 ヒトαdの対応する領域と75%の同一性を示し、ヒトCD11aの対応する領域と46% の同一性、ヒトCD11cの対応する領域と62%の同一性、及びマウスCD11bの対応す る領域と66%の同一性を示した。 クローンA1160は、ヒトのクローン19A2の5'末端により近い断片であるが、長 さは1160塩基であり、クローンB3800の第205位の塩基に始まり第1134位の塩基に 続く重複した領域を共有する。クローンA1160は、クローンB3800との重複領域に 存在しない、110塩基の挿入(クローンA1160の第704〜814位の塩基)を有する。 この挿入は、おそらくはエキソン−イントロンの境界と 思われる部位で生じており(Flemingら、J.Immunol.150巻、480〜490頁(1993) )、続いてクローンA1160及びB3800の連結を行う前に除去した。推定されるマウスαdクローンの5'cDNA末端部の迅速な増幅 5'非翻訳配列及び開始のメチオニンを包含する、推定されるマウスαdクロー ンの取り損なっている5'配列を得るために、RACE PCR(Frohman、「RACE:Rapid Amplification of cDNA Ends」、PCR Protocols:A Guide to Methods and Appli cations 、Innisら(出版)、28〜38頁、Academic Press:New York(1990)に掲載 )を用いた。製造業者が示したプロトコルに従って、マウス脾臓RACE−レディ(R eady)キット(クロンテック、Palo Alto、カリホルニア州)を用いた。2つのア ンチセンスの、遺伝子特異的なプライマーである、A1160 RACE-第一次及びA1160 RACE2-ネステッド(nested)(配列番号:42及び43)を設計して、第一次及びネ ステッドPCRを実施した。 配列番号:42及び43のプライマーは、それぞれ、5'末端から302及び247塩基で 始まる領域に対応する。PCRは、5'アンカープライマー(配列番号:44)及びキ ットとともに供給されたマウス脾臓cDNAを用いて、前記と同様に実施した。PCR産物の電気泳動により、およそ280塩基のサイズのバンドが現れ、これをTAク ローニングキット(インビトロゲン)を用い、製造業者が示したプロトコルに従 ってサブクローニングした。得られたコロニーを培養し、DNAを単離して配列決 定した。5'配列の追加の60塩基がこの方法により同定され、これは配列番号:45 の第1〜60位の塩基に対応するものである。マウスcDNA及び予測されるアミノ酸配列の特徴付け 推定されるヒトαd相同体をコードするマウスのcDNAの組成配列を配列番号:4 5に示す。ヒトとマウスのクローンの細胞外ドメイン間の相同性は高いが、細胞 質ドメイン間の相同性はわずか30%である。観察された多様性は、ヒト及びマウ スのタンパク質間のC-末端での機能的な相違を示唆するかもしれない。さもなく ば、細胞質ドメインにおける多様性は、スプライシングの多様性に起因するかま たは、さらなるβ2インテグリン遺伝子の存在を示唆するものかもしれない。 アミノ酸レベルでは、マウスCD11aと28%の同一性、マウスCD11bとは53%の同 一性、ヒトCD11aとは28%の同一性、ヒトCD11bとは55%の同一性、ヒトCD11cと は59%の同一性、そしてヒトαdとは70%の同一性を有するタンパク質(配列番 号:46)が、マウスcDNAにより予測される。ヒトαdの細胞質ドメインのアミノ 酸配列と、マウスの相同体と推定されるものの細胞質ドメインのアミノ酸配列と を比較すると、同じ長さの領域であるが、異なる一次構造を有することが示され る。これらの領域で配列の長さが類似していることから、スプライシングが相違 するフォームというよりむしろ、種間で多様性を有することが示唆される。予測 されるラットのポリペプチド(実施例16、前出)と比較すると、マウスとラット の細胞質ドメインは、60%を 越える同一性を示す。 実施例20 配列の証明用の追加のマウスαdcDNAクローンの単離 マウスαdに対する実施例19に記載した核酸及びアミノ酸配列を証明するため に、確認の目的で、追加のマウスの配列を単離した。 マウス脾臓ランダムプライムライブラリーと、オリゴdT-プライムcDNAライブ ラリー(λZAP II(ストラタジーン)内)の両者を用いて、2つの相同なαdプ ローブ(3'及び5')でのハイブリダイゼーションにより、マウスcDNAの単離を行 った。ライブラリーは15cmLBMプレート当たり、5x105ファージを播いた。プラー クをハイボンドナイロン膜(アマーシャム)に採取し、膜を変性(0.5M NaOH/1. 5M NaCl)し、中和(0.5Mトリス塩基/1.5M NaCl/11.6M HCl)し、洗浄(2 X SSC 塩溶液)した。紫外線照射により、フィルターにDNAを交差結合させた。 以下の条件下でのPCR反応で、下記プライマーを用いて、プローブを作製した 。試料は、94℃に4分間保ち、そして、以下のような温度で工程継続を行う30サ イクルを実行した(パーキン−エルマー9600サーモサイクラー中、94℃で15秒間 、50℃で30秒間、72℃で1分間)。 3'プローブはおよそ900塩基の長さであって、ヌクレオチド第2752〜3651位の 領域にわたっており(配列番号:1において)(5'→3')、それぞれ配列番号:6 9及び74に示されるプライマー11.b-1/2FOR11及び11.b-1/2REV2を用いて製造した 。このプローブは、採取物の最初のセットにおいて用いた。 5'プローブはおよそ800塩基の長さであって、ヌクレオチド第149〜946位の領 域にわたっており(配列番号:1において) (5'→3')、それぞれ配列番号:50及び85に示されるプライマー11.b-1/2FOR1及 び11.a-1/1REV1を用いて製造した。このプローブは、採取物の第2のセットにお いて用いた。 第3の採取物のセットにおいては、前記のプローブの双方ともを、同じプレー ト上で用いた。 およそ500,000のプラークを、実施例17に記載したと同様にラベルした前記か らの2つのプローブを用いてスクリーニングした。ラベルしたプローブを、45% ホルムアミド溶液を含有するプレハイブリダイゼーション溶液に添加して、50℃ にて一晩インキュベートした。フィルターを、2 X SSC/0.1% SDSで室温(22℃ )にて2回洗浄した。最終段階の洗浄は、50℃にて、2 X SSC/0.1% SDSで行っ た。オートラジオグラフィーは、補力スクリーンとともに19時間、-80℃にて、 コダックX-Omat ARフィルムに対して行った。 少なくとも二重に行ったものの採取物上に陽性のシグナルを与える13のプラー クを、第二次のスクリーニングに付したが、このスクリーニングは、ハイブリダ イゼーションに3'及び5'ラベルのプローブの双方を用いたことと、65℃にて2 X SSC/0.1% SDSを用いた追加の最終的な洗浄を組み込んだことを除いては、最初 のスクリーニングについて記載したと同様に実施した。オートラジオグラフィー は、前記と同様であり、2.5時間行った。 陽性のシグナルを与える13のプラーク(MS2P1からMS2P13と称した)を、低Mg+ + ファージ希釈液の中に移した。インサートのサイズを、上記と同じ条件下でZAP II内のブルースクリプトファージミドにアニールするT3及びT7プライマー(配 列は前記)を用い、PCR増幅(パーキン−エルマー9600サーモサイクラー)によ って調べた。バンドのサイズは500塩基〜4kbの領域にあった。ファージミドを単 離、調製し、そして、M13及びM13 reverse.1プライマー(それぞれ配列番号:40及び41)を用いて配列決定した。1 3のうち5つのクローン、すなわち、MS2P-3、MS2P-6、MS2P-9、MS2P-12、及びMS2 P-13を配列決定し、まとめて、5'端のおよそ200塩基から3'端で最初の終結コド ンを越える約300の塩基までの領域が示された。 最初にM13及びM13 reverse.1プライマー(それぞれ配列番号:40及び41)を用 いて、実施例4に記載のように自動配列決定を実施し、各クローンの端部を配列 決定して、構築体#17(配列番号:45)に対するその位置を調べた。各クローン は、次いで、その特定の領域に適したプライマー(下記)を用いて、完全に配列 決定した。 配列を編集し、アラインメントを行い、これより前に単離したマウスαd配列( 構築体#17、配列番号:45)と比較した。 新しい配列のアラインメントにより、構築体#17では、第2308位のヌクレオチ ドにて始まる18の塩基の欠失か明らかとなったが、この欠失によって読み枠のシ フトか惹起こされるものではなかった。前記のごとくに配列決定したクローンMS 2P-9でもまた、同じ18塩基が欠失していることが明らかとなった。この欠失は、 当該領域を含むマウスクローンの50%で生じること が観察されたが、ラットまたはヒトαdクローンにおいては検出されていない。1 8の塩基の欠失は、12塩基のパリンドローム配列AAGCAGGAGCTCCTGTGT(配列番号 :91)によりその特徴が表される。核酸配列における、この逆方向の反復は、自 己相補的であり、突出したループを形成するかもしれず、その結果逆転写の際に 切断が生じうる。追加の18塩基を包含するマウスαd配列を配列番号:52に示し 、決定されたアミノ酸配列を配列番号:53に示す。 実施例21 マウスにおけるin situハイブリダイゼーション 次に、実施例6に記載したヒトにおけるαdについての組織分布との比較を行 うべく、マウスαdについての組織分布を調べた。ネズミcDNAの細胞質尾部領域 における第3460〜3707位のヌクレオチドに対応するDNAの鋳型から、35S-UTP(ア マーシャム)を取り込むin vitro RNA転写により、一本鎖の200bp mRNAプローブ を作製した。 マウス胎児全体(受胎後、11〜18日目に採集した)ならびに、脾臓、腎臓、肝 臓、小腸、及び胸腺を含む種々のマウス組織を、放射ラベルした一本鎖mRNAプロ ーブで、in situにてハイブリダイズした。 組織は、6μmの厚みの切片とし、ベクタボンド(Vectabond)(ベクター・ラボ ラトリーズ、Burlingame、カリホルニア州)を被覆したスライドに付着させ、-7 0℃にて保存した。使用前に、-70℃よりスライドを取り出し、およそ5分、50℃ に置いた。切片は4%パラホルムアルデヒド中、4℃にて20分間で固定し、エタノ ール濃度を勾配をつけて増大(70-95-100%、各濃度につき4℃にて1分間)して 、脱水を行い、そして室温にて30分間風 乾した。70%ホルムアミド/2 X SSC中、70℃にて2分間切片を変性し、2 X SSCで 2回すすぎ、前記と同様にエタノール濃度勾配で脱水して、30分間風乾した。50 %ホルムアミド、0.3M NaCl、20mMトリス塩酸、pH7.5、10%デキストラン硫酸、 1Xデンハーツ溶液、100mMジチオスレイトール(DTT)及び5mMEDTAの最終濃度を 与えるよう、6x105cpm/切片の35S-ラベルリボプローブ及びジエチルピロカーボ ネート(DEPC)処理水を含有する溶液中で、55℃にて一晩(12〜16時間)ハイブ リダイゼーションを行った。ハイブリダイゼーションの後、切片を4 X SSC/10mM DTTで室温にて1時間、50%ホルムアミド/2 X SSC/10mM DTTで60℃にて40分間 、2 X SSCで室温にて30分間、及び、0.1 X SSCで室温にて30分間、洗浄した。切 片を脱水し、2時間風乾して、コダックNTB2写真用乳剤で被覆して、2時間風乾 し、現像して(完全な暗所で、4℃で保存した後)、さらにヘマトキシリン/エ オシンで対比染色した。 脾臓組織では、赤脾髄で主に強いシグナルが示された。このパターンは、脾臓 における組織マクロファージ分布のパターンに一致するが、他の細胞のタイプも この例にもれない。 実施例22 マウス発現構築体の作製 ヒトαdと相同性を呈するマウスcDNA配列を包含する発現プラスミドを構築す るために、クローンA1160及びB3800からのインサートの連結を行った。しかしな がら、この連結に先立って、開始のメチオニンを含む5'リーダー配列を、クロー ンA1160に加えた。「5’PCRリーダー」(配列番号:47)と称することとしたプ ライマーは、(1)第1〜6位に、消化を許容する、同一の非特異的な塩基、(2)発現 ベクターへのサブクローニングを容易とす るための第7〜12位のBamHI切断部位(配列番号:47の下線部)、(3)第13〜18位 のコンセンサスなコザック配列、(4)開始のメチオニンに対するコドン(配列番 号:47の強調文字部)を含むシグナル配列、ならびに(5)プライマーのアニーリ ングを許容するための、クローンA1160より由来する特異的に重複する5'配列の 、追加の31塩基を含むように設計した。「3'端フラッグ(frag)」(配列番号:48 )と称することとした第2のプライマーを、「5’PCRリーダー」とともに用いて 、クローンA1160からのインサートを増幅した。 この結果得られたPCR産物は、BamHIで消化されず、制限酵素部位の前に不適当 な数の塩基があって、この酵素による認識を妨げていることが示唆された。5'プ ライマー(配列番号:47)におけるBamHI部位の前にある「尾部」配列の長さを 増し、第一次のPCRからの増幅産物についてPCRを繰り返した。mAD.5'.2と称する こととした5'プライマー(配列番号:49)は、第1〜4位に追加の非特異的塩基、 及び、これより前に用いた「5’PCRリーダー」プライマー配列と特異的に重複す る追加の20塩基を合わせて設計した。 鋳型として第一次の増幅からの産物を用いたPCRにおいて、プライマー「mAD.5 '.2」及び「3'端フラッグ」を共に使用した。 その結果得られた第二次のPCR産物を、製造業者が示したプロトコルに従って、 プラスミドpCRtmII(インビトロゲン)へとサブクローニングし、コンピテント ・ワン(One)ショット細胞(インビトロゲン)に形質転換した。PCR産物を含む1 つのクローンをBamHI及びEcoRIを用いて制限酵素分析により同定し、配列決定を 行った。配列を確認した後、BamHI及びEcoRIを用いて消化することによりインサ ートを単離し、ゲルで精製した。 クローンB3800由来のインサートは、EcoRI及びNotIを用いて消化することによ り単離して、ゲルで精製し、付け加えたA1160のBamHI/EcoRI断片を包含する連結 反応に添加した。連結反応は、14℃にて14時間進行させた。BamHI及びNotIを用 いて消化したベクターpcDNA.3(インビトロゲン)を、追加のリガーゼとともに 連結反応液に加え、さらに12時間、反応を続けた。反応混液の一部をコンピテン トな大腸菌細胞へと形質転換し、得られたコロニーを培養して、プライマー11.b -1/2F0R1及び11.b-1/2REV11(それぞれ、配列番号:50及び51)を用いたPCR分析 により1つの陽性クローンを同定した。これらのプライマーはA1160及びB3800に またがるものであり、従って、増幅産物の検出により、2つの断片が連結された ことが示唆されるのである。陽性クローンの配列は、配列番号:50及び51に示す プライマーを用いて確認され、これは開始のメチオニンの後の第100〜1405位の 塩基が増幅されるものであった。 実施例23 ノックアウトマウスの構築 推定されるマウスαdcDNAがコードするタンパク質の免疫学的役割をより正確 に評価するために、ノックアウトマウスを設計するが、ここでは、推定されるαd 相同体をコードするゲノム DNA配列を相同組換えによって破壊する。それにより、破壊された遺伝子がコー ドするタンパク質の重要性が、コードするタンパク質が存在しないことによって 評価されるのである。「ノックアウトマウス」の作製は、Dengら、Mol.Cell.Bio l.13巻、2134〜2140頁(1993)に記載されている。 このようなマウスの設計は、相同組換えの発生により「ノックアウト」される べき配列を含むプラスミドの構築に始まる。λFIXIIゲノムライブラリーから、 推定されるαd相同体をコードするマウスゲノム配列を同定するために、マウスc DNAの750塩基対の断片(配列番号:45の第1985〜2733位のヌクレオチドに対応す る)を用いた。第一次のスクリーニングで14の陽性プラークが得られ、そのうち 7つを第二次のスクリーニングによって確認した。最も強いシグナルを与えるプ ラークのうち2つから、液体溶解液を得て、通例の方法によってλDNAを単離し た。制限酵素マッピング及びサザン分析によって、14-1と称した1つのクローン の真正さを確認し、NotIで消化することによりインサートDNAを単離した。この 断片を、ブルースクリプトSKII+へとクローニングした。 およそ9〜14kb(相同組換えの発生の成功の可能性を至適化すると報告される 長さである)の制限酵素断片を同定するために、750bpのcDNAプローブを用いた サザンハイブリダイゼーションを実施した。ハイブリダイゼーションの前に、ク ローン14-1に対する制限酵素地図をつくっておいた。可能性を有する候補として 12kbの断片を同定し、チミジンキナーゼをコードするカセットの側部にマウスDN Aが配される位置で、この断片をpブルースクリプトSKII+へとサブクローニング した。Iドメインプローブ(配列番号:45の第454〜1064位のヌクレオチドに対応 する)を用いたこのクローンのさらなる分析によって、このクロー ンがIドメインをコードする配列を含まないことが示唆された。 同じIドメインプローブを用いて、λFIXIIゲノムライブラリーを再スクリーニ ングした。最初に6つの陽性クローンを検出し、そのうち1つが第二次のスクリ ーニングでもやはり陽性であった。このクローンから単離したDNAは、Iドメイン プローブを用いたサザン分析で強い反応性を示した。しかしながら、元の750bp のプローブを用いると反応性は検出されず、したがって、このクローンが配列番 号:45の第1985〜2773位のヌクレオチドに対して5'側の領域を包含することが示 唆された。 これとは異なって、750bpのプローブにハイブリダイゼーションしないことで 、このクローンがインテグリンファミリーのタンパク質の他のメンバーであるこ とが示されるかもしれない。この説明が妥当であるか否かを確かめるために、13 kbのインサートをpブルースクリプトSKII+へとサブクローニングした。配列番号 :52の第441〜461位、第591〜612位、第717〜739位、及び逆向きの第898〜918位 の、αdIドメイン核酸配列に対応するプライマーを用いて、精製したDNAの配列 決定を行った。最初の第4441〜4461位のプライマーを用いた場合にのみ、配列の 情報が得られ、Iドメインの最も5'寄りのエキソンのみが、効率よく増幅されて いた。Iドメインの残りの部分は、増幅されなかった。従って、得られたクロー ンは、マウスαd遺伝子のエキソン6、ならびにそのエキソンの3'及び5'端部のイ ントロン配列を含んで成るものであった。エキソン7は、このクローンには見あ たらなかった。配列決定の後、ネオマイシン耐性遺伝子及びチミジンキナーゼ遺 伝子を含む構築体を作製した。 ネオマイシン耐性(neor)遺伝子は、マウスのゲノムDNAの、タンパク質をコ ードする配列を破壊するように、前記にて得られたプラスミドの中へと挿入する 。従って、得られるプラスミ ドはマウスのゲノムDNA配列の中にneor遺伝子を包含し、すべて、チミジンキナ ーゼをコードする領域内に位置する。無作為の組換えよりも、相同組換えが有利 になされるために、このようなプラスミドの構築が必須である(Chisakaら、Nat ure 355巻、516〜520頁(1992))。 実施例24 ウサギαdのクローニング−ウサギcDNAライブラリーの構築及びスクリーニング ラット及びマウスにおけるヒトαdの相同体の同定から、後記するヒトの疾患 状態のウサギでのモデルにおいて有用であろうと考えられる、ウサギの相同体の 存在についての研究へと導かれることとなった。 インビトロゲンファスト・トラック(FastTrack)キット(San Diego、カリホル ニア州)を用い、製造業者が示したプロトコル及びそのキットとともに供給され た試薬で、ウサギの脾臓全体からポリA+RNAを調製した。1.65gの組織から、73μ gのポリA+RNAを単離した。ストラタジーン(La Jolla、カリホルニア州)より入 手したキットを用いて、ZAP発現cDNAライブラリーを構築するために、先のウサ ギ脾臓RNAを使用した。得られたcDNAを、pBK-CMVファージミドベクターのラムダ アーム内の、EcoRI及びXhoI部位へと正方向にクローニングした。ギガパック(G igapack)II Gold(ストラタジーン)を用いて、ファージ粒子にラムダアームを パッケージした。得られたライブラリーのタイターはおよそ8x105粒子であると 見積もられ、平均インサートサイズは1.2kbであった。 ライブラリーを集密なプラークの生育のために、播いて一度増幅し、細胞溶解 液を集めた。増幅したライブラリーを、大腸 菌とともに150mmプレート当たりおよそ30,000プラーク形成ユニット(pfu)にて 播いて、得られた混液を37℃にて12〜16時間インキュベートし、プラーク形成を 許容した。ファージDNAをハイボンドN+ナイロン膜(アマーシャム、Arlington H eights、イリノイ州)に転写した。膜を2つのランダムプライムの放射ラベルし たマウスαdPCR DNAプローブの混合物とハイブリダイズさせた。第1のプローブ は、配列番号:52の第149〜946位のヌクレオチドにわたるPCR産物から作製した 。第2のプローブは、配列番号:52の第2752〜3651位のヌクレオチドにわたるPC R産物からのものであった。プローブは、ランダムプライム法によってラベルし (ベーリンガーマンハイム ランダムプライムDNAラベリングキット)、反応混 液をセファデックスG-50カラムに通して、取り込みがなされなかったヌクレオチ ドを除去した。ハイブリダイゼーション用溶液は、5 X SSPE、5 Xデンハーツ、1 % SDS、40%ホルムアミド及びラベルしたプローブ1x106dpm/mlで構成した。ハ イブリダイゼーションは、42℃にて16〜18時間行った。フィルターを室温にて大 量の2 X SSPE/0.1%SDSで洗浄し、X-線フィルムに感光して、ハイブリダイズす るプラークを目視化した。 ヒトαdと相同である重要な配列を持つ2つのクローンを同定した。クローン# 2は、およそ800bpの長さであって、ヒトαdの5'端に位置づけられた。クローン# 2は開始のメチオニン及び完全なリーダー配列を包含していた。クローン#7は、 およそ1.5kbで、開始のメチオニンを包含していた。クローン#7の5'端は、クロ ーン#2の5'端と重複しており、一方3'配列はIドメイン配列を越える地点で終結 していた。クローン#7を、プライマーウォーキング法によって完全に配列決定し た。クローン#7に対する、ヌクレオチド及び推定されるアミノ酸配列を、配列番 号: 100及び101にそれぞれ示す。 クローン#2及び#7より決定したウサギαdに対する、予測されるN末端アミノ酸 配列により、ヒトαdと73%の同一性、マウスαdと65%の同一性、ならびにマウ スCD11b、ヒトCD11b、及びヒトCD11cと58%の同一性を持つタンパク質であるこ とが示唆された。クローン#2に対する核酸配列を配列番号:92に示し、予測され るアミノ酸配列を配列番号:93に示す。 ラベルしたウサキのクローン#7を用いて、その断片が由来するcDNAライブラリ ーの再スクリーニングを行って、全長のウサギαdcDNAの単離を試みた。さらに2 5個のクローンが同定され、そのうちの1つでクローン49と命名したものが最長 であることが判明した。クローン49を、ネステッド欠失技術を使用して完全に配 列決定した。クローン49に対するヌクレオチド及びアミノ酸配列を、それぞれ配 列番号:102及び103に示す。クローン#7とクローン#49とは重複していなかった ので、欠損している配列を単離するために、第一鎖ウサギ脾臓cDNAとのPCRにお いてプライマーとして使用されるべき、オリゴヌクレオチドを設計した。 これら2つの部分的なクローンの推定アミノ酸配列の、他のロイコインテグリ ンのものとの関係を、表1に記載する。 表1 アミノ酸レベルでのβ2インテグリンファミリーメンバーの同一性(百分率) *同一性が25%を下回る場合、ランダムなアラインメントにすぎず、有意ではな い。 ウサギαdクローンの単離により、トランスフェクト体の表面上に、または全 長もしくは切除された可溶性型として、タンパク質の発現が許容される。このタ ンパク質は次いで、ヒト疾患状態のウサギにおけるモデルのためのモノクローナ ル抗体製造用の免疫原として用いられる。 実施例25 αdの治療上の有用性を調べるための動物モデル イヌにおける免疫組織学的データならびにラット及びマウスにおけるin situ ハイブリダイゼーションで、脾臓においては、 αdが赤脾髄及びリンパ節に存在するマクロファージに主に発現されており、髄 索及び導管にαdが見出されることが確かめられた。発現パターンは、モノクロ ーナル抗体F4/80及びSK39により特定される2つのネズミ抗原について報告され ているものと顕著に類似している。これらのネズミ抗原の生化学的特性から、そ れらがαdとは異なることが示されているが、αdがネズミF4/80及びSK39抗原と 同じマクロファージのサブセットを占める可能性は高い。 マウスにおいて、SK39-陽性マクロファージは、赤脾髄で認められ、ここで循 環系からの外来物質のクリアランスに関与しているかもしれず、また、リンパ節 の髄質にも認められている(Jutilaら、J.Leukocyte Biol.54巻、30〜39頁(199 3))。SK-39陽性マクロファージは急性及び慢性の炎症の双方の部位でも報告さ れている。さらに、チオグリコレートで炎症を起こした腹膜腔に動員される単球 もまた、SK39抗原を発現する。まとめると、これらの発見から、SK39+細胞がαd + でもあるならば、これらの細胞は脾臓において外来物質のクリアランスに関与 しており、また、マクロファージが重要な役割を演じる炎症に、関与するもので あることが示唆される。 αdの機能は未だ不明のままであるが、他の、より詳細にその性質が明らかと されたβ2インテグリンは、細胞の移動を容易とし、食作用を高め、そして細胞 −細胞間の相互作用を促進する、広範な接着現象に(これらはすべて炎症プロセ スのアップレギュレーションへと導かれる現象である)関与することが示されて いる。よって、正常のαd機能を干渉すると、そこでマクロファージが重要な役 割を果たす炎症をも干渉するかもしれないという可能性が高い。このような抗炎 症効果は、i)炎症の部位へのマクロファージの動員のブロッキング、ii)炎症の 部位での マクロファージ活性化の妨害、またはiii)特異的な自己免疫応答または局外の(b ystander)細胞損傷の結果を通じて正常な宿主組織に損傷を与えるマクロファー ジのエフェクター機能を干渉すること、に起因して起こりうる。 疾患のプロセスにおいてマクロファージが重要な役割を演じている証拠のある 疾患状態としては、多発性硬化症、関節炎、移植動脈硬化症、糖尿病のいくつか の型、及び炎症性腸疾患が挙げられる。下記の動物モデルで、これらのヒトの疾 病の多くの特徴を再現されることが示されている。これらのモデルシステムでαd 機能の阻害剤を試験して、対応するヒト疾患を治療できる可能性があるか否か を調べる。 A.移植動脈硬化症 心臓移植は、末期状態の心疾患のいくつかのタイプのための治療的手段として 、現在認められている方式である。サイクロスポリンAの使用により1年生存率 が80%に増大したので、進行性移植動脈硬化症の発症が、1年を越えて生存し続 ける心移植における主要な死因として表面化してきている。近年の研究により、 心移植後3年での重篤な移植動脈硬化症の発生率は36〜44%の範囲にあることが 見出されている(Adamsら、Transpla-ntation 53巻、1115〜1119頁(1992)、Adam sら、Transplant-ation 56巻、794〜799頁(1993))。 移植動脈硬化症は、典型的には、冠状動脈血管壁全体に作用する広汎性、閉塞 性の血管内膜の障害からなり、しばしば脂質の沈着を伴う。移植動脈硬化症の病 原論は未知なるままであるか、おそらくは提供者と被移植者との間の組織適合性 の相違に関連しているらしく、実際、免疫学的なものである。組織学的には、血 管内膜の肥厚の領域は主にマクロファージで構成さっ れており、場合によってはT細胞が認められることもある。従って、αdを発現し ているマクロファージが移植動脈硬化症の誘導及び/または進行において重要な 役割を果たしているかもしれないという可能性がある。このような場合に、モノ クローナル抗体またはαd機能の小分子阻害剤(例えば、可溶性ICAM-R)を、心 移植を受けて移植動脈硬化症発症の危険がある個体に予防的に与えることができ よう。 心移植における動脈硬化症が生命に対する最大の脅威を呈するか、腎臓、肝臓 を含む他の実質器官の移植においても移植動脈硬化症は認められる。αdブロッ キング剤を治療に用いることで、他の器官の移植における移植動脈硬化症を防ぎ 、移植不全に起因する併発症を減じることができよう。 移植動脈硬化症に対するラットにおける1つのモデルとしては、副組織適合性 の障壁を越えて異所性心同種移植片を移植したラットが挙げられる。MHCクラスI 及びII適合性のF-344被移植体にLewis心同種移植片が移植される場合、80%の同 種移植片が少なくとも3週間生残し、また無期限には、25%の移植片が生残する 。この低い程度の移植拒絶の間に、提供者の心臓の中に動脈硬化症の障害が形成 される。120日目の同種移植片における動脈硬化障害には、典型的には、ヒト心 同種移植片拒絶において見出される移植動脈硬化症障害と所見上区別されえない 広汎性線維症血管内膜肥厚が生じる。 ラットに、副組織適合性では不適当な組み合わせである心臓を用いて(例えば Lewisの心臓をF-344に)移植が施される。ラットαdに特異的なモノクローナル 抗体またはαdの小分子阻害剤が移植の被移植体に予防的に与えられる。拒絶を 受けない提供者の心臓における移植動脈硬化症の発生率を低減する処理であるこ とが、期待される。αdモノクローナル抗体または小分子 阻害剤を用いてラットを処理することは、予防的処理に限らないかもしれない。 αdをブロックする機能により、マクロファージが媒介する炎症反応を低減させ 、また移植における動脈損傷を回復させることも期待される。 B.コレステロール追加食餌で飼育したウサギにおけるアテローム性動脈硬化 症 追加のコレステロールを含有するアテローム原性食餌で、およそ12〜16週間飼 育したウサギは、上行大動脈の内腔表面のほとんどに及ぶ血管内膜障害を発症す る(Rosenfeldら、Arteri-osclerosjs 7巻、9〜23頁(1987)、Rosenfeldら、Arte rioscle-rosis 7巻、24〜34頁(1987))。これらのウサギにおいて認められるア テローム性動脈硬化障害は、ヒトにおける場合に類似している。障害部位には大 量のT細胞が含まれ、そのほとんどが、記憶T細胞に関わる標識であるCD45ROを発 現している。浸潤T細胞のおよそ半分はMHCクラスII抗原も発現しており、そのい くつかはIL-2受容体も発現しているので、これらの細胞の多くが活性化状態にあ ることが示される。 コレステロール食餌で飼育したウサギで見出されるか、齧歯類のモデルでは外 見上存在しないアテローム性動脈硬化障害の特徴の1つは、泡沫細胞に富んだ障 害の蓄積である。泡沫細胞マクロファージは、特異受容体による酸化型低密度リ ポタンパク質(LDL)の取り込みに起因して生じると考えられている。酸化型LDL 粒子は内皮細胞及び平滑筋細胞を包含するいくつかの細胞型にとって毒性を有す ることが見出されている。潜在的に毒性を有する、酸化型LDL粒子のマクロファ ージによる取り込みは、刺激として働きマクロファージ活性化を駆動して、アテ ローム性動脈硬化障害に関わる炎症に寄与する。 一旦モノクローナル抗体がウサギαdに対して作製されれば、コレステロール 追加食餌で飼育したウサギが、これで処理される。処理には、αd +マクロファー ジが疾患のプロセスに関与することを証明するため、予防的にαdモノクローナ ル抗体または小分子阻害剤を投与することが包含される。さらなる研究で、αd に対するモノクローナル抗体または小分子阻害剤が、アテローム原性食餌で飼育 したウサギにおいて検出される血管損傷を回復させることができることが証明さ れよう。 C.インシュリン依存性糖尿病 BBラットは、70〜150日齢で、自発的にインシュリン依存性糖尿病を発症する 。免疫組織化学を用い、この疾患初期においてMHCクラスII+、ED1+マクロファー ジが小島(islet)に浸潤するのを検出することができる。マクロファージの多く は細胞デブリスまたは正常細胞の食作用に携わるようである。疾患が進行するに 従って、さらに多量のマクロファージが小島に浸潤することが見出されるが、有 意な数のT細胞、及び後期B細胞もまた、その部位に動員されるようである(Hane nbergら、Diabetol-ogia 32巻、126〜134頁(1989))。 BBラットにおける糖尿病の発症は、初期のマクロファージ浸潤及びそれに続く T細胞の動員の双方に、依存するようである。BBラットを、マクロファージに対 して毒性を有するシリカ粒子で処理すると、初期の小島へのマクロファージ浸潤 のブロックに有効である。初期のマクロファージ浸潤が起こらなければ、それに 続く自己免疫リンパ球の集団による組織損傷が惹起こされることはない。この疾 患のT細胞が関わる局面をブロックする、モノクローナル抗体OX-19(ラットCD5 に特異的である)またはモノクローナル抗体OX-8(ラットCD8に特異的である) を投与 することもまた、糖尿病の発症を抑制する上で有効である。 このモデルの病理においてマクロファージが中心的な役割を果たすことから、 αdの機能の阻害剤を試験することに関心が寄せれらる。遺伝的に予め、インシ ュリン依存性糖尿病が発症しやすい素因が授けられたラットを、αdに対するモ ノクローナル抗体または小分子阻害剤で処理し、その疾患の発症について評価す る。臨床的な疾患の兆候を妨げるかまたは遅延することが、小島細胞に対するマ クロファージ損傷においてαdが中枢的役割を果たすことの証拠となる。 D.炎症性腸疾患(クローン病、消瘍性大腸炎) 炎症性腸疾患(IBD)の研究に用いられる動物モデルは、通常有害な刺激物( 例えば、酢酸またはトリニトロベンゼンスルホン酸/エタノール)の直腸内投与 により顕現される。これらの薬剤により誘導した結腸の炎症は、化学的または代 謝的傷害の結果惹起こされるものであり、ここではヒトIBDに関連する慢性及び 自発的再発性の炎症は見られない。しかしながら、グループAまたはグループDの レンサ球菌のいずれかに由来する精製されたペプチドグリカン多糖(PG-PS)ポ リマーの漿膜下注射を用いた、最近報告されたモデルは、ヒトIBDに対してより 生理学的に関連深いものであると考えられる(Yamadaら、Gastroenter-ology 10 4巻、759〜771頁(1993))。 このモデルにおいて、遠位結腸の漿膜下層へと、PG-PSが注射される。その結 果生じる炎症応答は、注射後3日の初発の急性挿間状態と、それに続く3〜4週間 後の自発性の慢性期とからなる、二相性を呈する。後期の応答は現実には肉芽腫 性であり、結腸の肥厚、接着、結腸結節及び粘膜の障害を惹起こす。粘膜の傷害 に加えて、PG-PS大腸炎は頻繁に、関節炎貧血及び肉芽腫性 肝炎を伴う。活動性のクローン病に罹患している患者の多数が関節炎の疾患や肝 胆汁性の炎症を被るという点から、PG-PS大腸炎での腸外における所見により、 クローン性大腸炎を研究するための、そのモデルに関心が寄せれらる。 肉芽腫障害は、単球/マクロファージ系統の細胞の動員及びそれに続く活性化 を導く慢性の炎症の結果起こるものである。クローン病及び前記の動物モデルに おいて肉芽腫障害が存在することにより、これが、αdモノクローナル抗体また はαdの機能の他の阻害剤に対する臨床上の標的として関心が寄せられる。αdの 機能の阻害剤は、IBDに関連する障害の形成をブロックするか、もしくは、この 疾患において認められる組織の損傷を回復せしめることすらも行うことが期待さ れる。 E.関節炎 関節炎は、好中球、Tリンパ球及び貧食性マクロファージを包含する種々の炎 症細胞型に関連する多因性の疾患プロセスであると考えられる。種々の関節炎モ デルが存在するが、レンサ球菌細胞壁プロテオグリカンの調製物で最もヒトにお ける疾患に類似した異常が作り出される。 ラットにおいてレンサ球菌の細胞壁は、疾患の進行とそれに続く緩和の挿間状 態の反復と、結果的に数ヶ月の期間を経て関節破壊に至ることに、その特徴が表 される、周辺の関節の炎症を誘導する(Cromartieら、J.Exp.med.146巻、1585 〜1602頁(1977)、Schwabら、Infection and Immunity 59巻、4436〜4442頁(1991 ))。この疾患の慢性期の間に、単核食細胞またはマクロファージが、滑膜の破 壊において主要な役割を果たすと考えられている。さらに、滑膜へのマクロファ ージの動員を抑制する薬剤が、関節炎の炎症と病理的特性を有効に低減せしめる 。 関節炎へと導かれる滑膜の破壊において、マクロファージが中心的な役割を果 たすことから、αdに対するモノクローナル抗体またはαd機能の阻害剤がこの疾 患の処置における治療的潜在能力を有するかもしれないことが予測される。これ までに記載した他のモデルにおいてと同様に、予防的に投与されたαdモノクロ ーナル抗体または小分子阻害剤は関節の炎症をブロックまたは緩解し、滑膜の破 壊を妨げることが期待される。αdの機能を干渉する薬剤もまた、関節への付加 的なマクロファージの動員の防止、またはマクロファージ活性化のブロックによ って、進行中の炎症を緩解するかもしれない。総括的な結果として、進行中の関 節破壊を回復させ、組織の修復を容易ならしめることとなるであろう。 F.多発性硬化症 多発性硬化症(MS)の病原論は不明のままであるが、この疾患は、中枢神経系 で自己抗原を認識し、炎症カスケードを開始させるCD4+T細胞が仲介することが 、一般的に認められている。その結果生じる免疫応答が、この疾患に寄与する活 性化マクロファージを包含するさらに追加の炎症細胞の動員を惹起こす。実験的 自己免疫性脳脊髄炎(EAE)は、MSのいくつかの面を再現する動物モデルである 。近年、炎症性マクロファージに存在するCD11b/CD18に反応性を有するモノクロ ーナル抗体(Huitingaら、Eur.J.Immunol.23巻、709〜715頁(1993))が、臨床 的にも組織学的にも疾患をブロックすることが示されている。その結果により、 αdに対するモノクローナル抗体または小分子阻害剤が、EAEにおける炎症性の応 答をブロックする上で有効でありそうであることが示される。このような薬剤は 、MSの処置において、重要性をもって治療に適用されえよう。 G.免疫複合肺胞炎 肺胞導管、気道、結合組織、及び肺の胸膜空間に位置する肺胞マクロファージ は、吸入された環境物質に対する肺の第一の防御系に相当するものである。細菌 に由来するLPS、IFN-γ及び免疫複合体を包含する物質による刺激に応答して、 肺胞マクロファージは、高度に反応性を有する酸素ラジカル及びチッ素中間体を 包含する、様々な潜在性を有する炎症メディエーターを遊離する。スーパーオキ シドアニイオン、過酸化水素及び酸化チッ素(NO・)は、病原体を撲滅し、腫瘍 の標的を溶解するうえで重要な役割を有しているものの、これらの物質は、正常 組織に対して有害な効果を有する可能性がある。 免疫複合肺胞炎のラットモデルにおいて、肺胞マクロファージからのNO・の遊 離は肺の損傷の多くを仲介することが示されている(Mulliganら、Proc.Natl.Ac ad.Sci.(USA)、88巻、638〜6342頁(1991))。NO・は、ヒフ脈管炎を包含する、 他の免疫複合体が仲介する障害におけるメディエーターとしても関わっており( Mulliganら、前出)、また、糸球体腎炎などの疾病において潜在的に役割を果た しうる。 NO・で仲介される組織の損傷は、免疫複合体の関わる炎症に限定されない。例 えば、PMA、LPSまたはIFN−γなどの物質によって刺激された小(神経)膠細胞は 、寡突起神経膠細胞を殺傷することができるレベルでNO・を生産する(Merrillら 、Immunol.、151巻、2132頁(1993))。膵臓小島細胞もまた、NO・に対して感受性 を有することが見出されており、そしてこのメディエーターのマクロファージに よる遊離が、糖尿病を惹起こす組織損傷に関わっている(Kronckeら、BBRC、175 巻、752〜758頁(1991))。さらに最近、NO・の遊離が内毒素ショックにおいて役 割を果 たすことが、決定的に証明された(MacMickingら、Cell、81巻、641〜650頁(199 5))。リポ多糖(LPS)を投与した場合、正常の野生型マウスは、死に至る、動 脈圧の重篤で進行性の減衰に陥る。しかしながら、誘導可能な酸化窒素が欠如し たマウスがLPSに応答して陥る動脈圧の重篤な減衰は随分軽度であり、処置によ ってすべてのマウスが生き残る。 in vitroアッセイによって、NO・の遊離を包含するマクロファージ(すなわち 、概してαdを発現している白血球)活性化の、ある局面を阻止する上で有効で あることが示唆されている。抗αdポリクローナル抗血清(ラットαdIドメイン ポリペプチドに対してラビットにて作製したもの)の存在下にIFN-γで刺激した 肺胞マクロファージは、コントロール抗血清を用いて処理されたマクロファージ よりも、NO・のチッ素/チッ素分解産物の生産量が有意に低いことが見出された 。この発見から、αdに対するモノクローナル抗体、特にIドメインに対するモノ クローナル抗体は、MS、糖尿病、肺炎症及び内毒素ショックにおける潜在的な用 途を有する、強力な抗炎症剤となるかもしれないことが示唆される。さらに、広 範な白血球の型の機能に影響を及ぼすCD18と対照的に、αdが限局的に分布する ことで、αdがマクロファージ(すなわち、概してαdを発現している白血球)の 活性化を防ぐために、CD18よりも誘引力を有する標的となりうるかもしれない。 ラットIgG免疫複合体で誘導された肺胞炎は、急性の肺障害を理解する上で重 要な、広範に用いられる実験モデルである。障害は、気管挿管を介して肺の中に 抗ウシ血清アルブミン(BSA)抗体を注入し、その後BSAを静脈内注射することに よって誘導される。肺の微少血管における免疫複合体の形成が、好中球の補足的 な活性化と肺への好中球の動員を導く。おそらくは、肺で の免疫複合体の形成に続く、血液からの白血球の管外溢出と、これに続く、肺上 皮を横切る白血球の移動。次いで、疾病の進行に関与する、活性化内皮細胞、好 中球及びマクロファージからの、ラジカル、TNF-α及び酸化チッ素(NO・)を包 含するメディエーターの遊離。疾病の病理学的特徴には、浮腫を惹起こす血管透 過性の増大と、肺胞空間に存在する多数の赤血球及びPMNの存在が包含される。 αdのIドメインに対して特異的なポリクローナル抗血清を、免疫複合体で誘発 した肺胞炎のラットモデルにて試験した。肺に抗BSAが導入されると同時に、気 管挿管を介して抗αdポリクローナル血清を投与した。次いで、肺の障害に起因 する浮腫を定量化するための痕跡量の125IラベルしたBSA(およそ800,000cpm) と共にBSAを静脈内投与することによって、肺の障害を誘導した。4時間にわたっ て肺の障害の進行を許容し、1.0mlの血液中に存在するラベルの量に比較した、 肺での125IラベルBSAの比率として規定される、肺の透過性値を使用して、損傷 を評価した。典型的には、陽性コントロールの割合に対する透過性値は、0.6〜0 .8の範囲にあり、一方陰性コントロール(BSAを投与されないラット)は、0.1〜 0.2の範囲にある透過性の指標値を有している。 初期の研究によって、抗αdポリクローナル抗血清を用いた処置によって、50 %を越える程度に肺の透過性値が減少することが示唆され、肺障害の劇的な軽減 を表すものであった。史的には、抗CD18を用いた処理によって、60%まで透過性 値が減じられている。これらの知見から、急性の肺障害の際に、αdが最も重要 なβ2インテグリンであるかもしれないことが示唆されるが、しかし、抗血清の 効果によって血液からの管外溢出、または肺上皮を横切る移動が妨げられるか否 かを正確に確定すること はできない。 αdが肺障害を軽減することのさらなる証拠として、気管支肺胞の洗浄液中のT NF-アルファレベルを評価した。抗αd抗血清を用いた処理で、TNF-アルファレベ ルがおよそ4倍減じられることが見出された。TNF-アルファは、急性の肺炎症に おける重要なメディエーターであり、炎症の部位への炎症細胞の動員、細胞の活 性化及び組織損傷の原因であると、長きにわたって目されてきている。おそらく は、抗αd抗血清は、免疫複合肺胞炎の形成に際して常在のマクロファージの活 性化を阻止し、それによってTNF-α及びNO・の遊離を軽減し、そしてこれらの物 質によって惹起こされるその後の組織損傷や好中球の動員を減少させるのである 。 実施例26 前臨床モデルにおけるαdの発現 様々な疾患状態におけるαdの分別性発現を評価するために、動物の疾患モデ ル由来の組織切片を、前記(実施例18参照)のごとくに生産された抗αdポリク ローナル血清を用いて染色した。正常及び罹患ラット由来の組織を、6μmの厚さ に切り、室温にて終夜、スーパーフロスト・プラス(VWRサイエンティフィック )スライド上で風乾した。乾燥の後、使用するまで切片を-70℃に保存しておい た。使用前に、スライドを-70℃から取り出し、およそ5分間50℃においた。切 片は、室温にて10分間、冷(4℃)アセトン(ステフェンズ(Stephens)・サイエ ンティフィック)中で固定し、そして室温にて乾燥させた。各切片を、30%正常 ラット血清(ハーラン・バイオプロダクツ(Harlan Bio-products))、5%正常ヤ ギ血清(ベクター・ラボラトリーズ)及び1%ウシ血清(BSA、シグマ・ケミカル ・カンパニー)を1X TBSに含有する溶液150μlを用いて、室温にて30分間ブロッキングし、その後溶 液は切片から穏やかに吸い取った。ウサギポリクローナル血清を34μg/mlのタン パク質濃度、及び免疫前の同じウサギの血清を38.5μg/mlのタンパク質濃度にブ ロッキング用緩衝液にて希釈し、100μlを、37℃にて30分間、各組織切片に別々 に付した。血清溶液を切片から吸い取り、結合しなかった抗体は1X TBSで5分間 3回洗浄することによって除去した。最後の洗浄の後、過剰のTBSを吸い取って 除去した。エリート・ラビット(Elite Rabbit)IgGベクタステイン(Vectastain)A BCキット(ベクター)から入手したピオチン化ヤギ抗ウサギ抗体を、製造業者が 示したプロトコルに従って調製し、そして得られた溶液のうち100μlを、37℃に て15分間、各切片に付した。洗浄1回ごとに5分間ずつ、1X TBSでスライドを2 回洗浄し、その後、5%正常ラット血清及び1%BSA中に1:100に希釈した、スト レプトアビジン−ゴールド接合物(ゴールドマーク・バイオロジカルズ(Goldmar k Biologicals))100μlを、室温にて1時間、各切片に付した。洗浄1回ごとに5 分間ずつ、TBSでスライドを3回洗浄し、そして1%グルタルアルデヒド(シグマ )を含むTBS緩衝液100μlを、室温にて5分間付した。再び、洗浄1回ごとに5分 間ずつ、TBSでスライドを3回洗浄し、さらに洗浄1回ごとに3分間ずつ、滅菌脱 イオン水で5回洗浄した。過剰の液体を各スライドから吸い取り、銀増感及び開 始溶液(ゴールドマーク・バイオロジカルズ)をそれぞれ2滴ずつ各切片に付し た。室温にて20〜30分間反応を進行させ、その後滅菌脱イオン水で切片を充分に 濯いで、室温にて終夜風乾して、サイトシール(Cytoseal)60(VWR)に載置し た。コントロールとして、同様のプロトコルによる同じ実験において、CD11a、C D11b、CD11c及びCD18を認識するモノクローナル抗体を用いて組織切片をラベ ルした。 αdポリクローナル血清ならびにCD11a、CD11b、CD11c及びCD18に対するモノク ローナル抗体を用いたラベル付によって、他のαサブユニットについて観察され るものとは異なる、αdに対する染色パターンが明らかになった。 正常の肺組織で、気管支の呼吸上皮(肺胞空間における上皮は除く)上及び空 間内の肺胞マクロファージであるらしい個々の細胞上に、αd発現が検出された 。ポリクローナル血清を用いて観察されたシグナルは、免疫前のコントロール血 清を用いた場合のバックグラウンドのシグナルのレベルよりも有意に高かった。 肺の肉芽腫組織では、グリカンの投与後24及び96時間にαdで異なるシグナルが 検出され、肺胞領域全体にわたる呼吸上皮が染色されており、また、気道全体で 肺胞マクロファージらしきものに、より強いシグナルが検出された。疾患からお そらくは快復していたらしい動物(グリカンの投与後16日目に屠殺)からの肺組 織では、αd抗体を用いて何らのシグナルも観察されなかった。これらの組織の 各々で免疫前の血消を用いた場合、ごくわずかのバックグラウンドが観察された 。 抗原で誘発した喘息モデル由来のラット肺組織を使用して、気管支及び肺胞空 間の双方の呼吸上皮で、αd抗体を用いた場合に強いシグナルが検出された。シ グナルは、免疫前のコントロール血清におけるバックグラウンドのシグナルレベ ルよりも有意に高かった。 当業者であれば、前記のごとくに例示した実施例に述べられた発明に、多くの 修飾や変更を着想することが予測される。従って、本発明は添付の特許請求の範 囲によってのみ、限定されるものである。
───────────────────────────────────────────────────── 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) C12R 1:91) C12R 1:91)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.199Mと命名されたハイブリドーマ。 2.請求の範囲第1項記載のハイブリドーマによって分泌されるモノクローナ ル抗体。
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