JP2002529082A - 標的抗原に特異的なt細胞ならびにこれに基づく方法およびワクチン - Google Patents

標的抗原に特異的なt細胞ならびにこれに基づく方法およびワクチン

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、細胞傷害性T細胞(CTL)によって認識され、そしてヒト腫瘍、癌および感染細胞に特異的な抗原を同定するための新規な方法、ならびに哺乳動物(ヒトを含む)における腫瘍、癌または感染の後退を誘導するための免疫学的組成物またはワクチンにおけるこのような抗原の使用に関する。本発明は、ヒト腫瘍、癌または感染細胞に特異的な細胞傷害性T細胞の誘導または単離のための方法、およびこれらの特異的T細胞によって認識される標的抗原をコードする遺伝子の改善された選択のための方法を包含する。本発明は、正常組織に対して腫瘍性組織、癌性組織または感染組織において示差的に発現されるDNAフラグメントの分解能を改善し、かつその偽陽性の頻度を減少するディファレンシャルディスプレイ方法に関する。本発明は、腫瘍、癌または感染細胞に特異的な抗原についての発現ベクターとしての組換えウイルス操作に関する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 本出願において反映される研究は、一部、国立衛生研究所からの助成金によっ
て支持され、そして政府は、本発明において特定の権利を有し得る。
【0002】 (1.導入) 本発明は、細胞傷害性T細胞(CTL)によって認識され、そしてヒト腫瘍、
癌および感染細胞に特異的な抗原を同定するための新規な方法、ならびに、哺乳
動物(ヒトを含む)における腫瘍、癌または、感染の後退を誘導するための免疫
学的組成物またはワクチンにおけるこのような抗原の使用に関する。本発明は、
ヒト腫瘍、癌、または感染細胞に特異的な細胞傷害性T細胞の誘導または単離の
ための方法、およびこれらの特異的T細胞によって認識される標的抗原をコード
する遺伝子の改善された選択のための方法を包含する。本発明はまた、正常組織
に対して腫瘍性組織、癌性組織、または感染組織において示差的に発現されるD
NAフラグメントの分解能を改善する、およびその偽陽性の頻度を減少する、デ
ィファレンシャルディスプレイ(differential display)
方法に関する。本発明はさらに、腫瘍特異的抗原、癌特異的抗原、または感染細
胞特異的抗原についての発現ベクターとしての組換えウイルスの操作に関する。
【0003】 (2.発明の背景) 癌についての現在の治療としては、外科手術、化学療法および放射線が挙げら
れる。免疫治療的アプローチの開発および使用(例えば、抗体結合体を使用する
腫瘍標的化、「癌ワクチン」など)は、魅力的な代替物であるが、現在まで、多
くの理由のために成功が制限されている。例えば、腫瘍抗原に特異的なモノクロ
ーナル抗体の開発は、困難であることが証明され、これは、一部、モノクローナ
ル抗体によって認識される抗原ならびに腫瘍および癌細胞によって発現される抗
原がまた、しばしば、正常な非癌性細胞によって発現されるからである。さらに
、抗体によって標的される膜抗原の発現は、頻繁に、その細胞表面でそれらの抗
原を発現しない腫瘍改変体の増殖を許容するように調節される。細胞媒介免疫応
答は、このような応答に関与する、異なる一連のエフェクター機能のため、およ
びT細胞媒介応答が、膜抗原のみならず主要組織適合性分子と関連してプロセシ
ングされ得そして存在し得る、任意の腫瘍特異的細胞内タンパク質もまた標的に
するための両方のために、腫瘍の根絶により効果的であり得る。この理由のため
に、腫瘍が、膜発現を調節することによってT細胞サーベイランスを回避するこ
とが、非常により困難である。
【0004】 細胞媒介免疫応答に基づく免疫治療アプローチは、より有効であるようである
が、腫瘍によって発現されそして細胞媒介免疫応答において認識される抗原は、
同定および産生することが困難である。ワクチン接種および引き続く細胞媒介免
疫の刺激を通じた癌のための有効な処置の開発は、困難な問題のままである;細
胞媒介応答を刺激するために有効な抗原の同定は、特定の場合(例えば、黒色腫
)においてのみ首尾よいものであった。黒色腫において、黒色腫に対する細胞性
免疫応答を媒介する細胞傷害性T細胞(CTL)は、その腫瘍自身を浸潤し、そ
してこのようなCTLは、この腫瘍から収集され得、そして他の黒色腫に対する
反応性についてスクリーニングするために使用され得る。しかし、リンパ球を浸
潤する腫瘍の単離はまだ、ほとんどの他の腫瘍(特にヒトの癌の80%より多く
を生じる上皮細胞癌腫)に特異的な細胞傷害性T細胞を回収するための首尾よい
ストラテジーではない。
【0005】 ワクチン接種における使用のために有効な抗原を同定する問題に取り組むため
に、最も最近の研究は、潜在的な腫瘍抗原を同定するために腫瘍特異的CTLを
有する発現ライブラリーをスクリーニングすることに焦点を置いていた。過度の
労働および有効でないスクリーニングプロセスならびにほとんどの型の腫瘍につ
いての腫瘍特異的CTLを単離することの相当な困難性を含む、有効な抗原を同
定する既存の方法に有意な制限が存在する。
【0006】 (2.1.癌ワクチン) 腫瘍細胞の変更された特徴が非自己としてその免疫系によって認識され、そし
て防御的免疫を誘導し得る可能性は、癌ワクチンを開発するための試みについて
の基礎である。これが実行可能なストラテジーであるか否かは、形質転換された
細胞の特徴がどのように変更されるかに依存する。腫瘍形質転換における変異の
中心的役割の評価により、腫瘍抗原が遺伝的に不安定な細胞においてランダムな
変異の結果として生じるという仮説を生じた。ランダムな変異は、免疫原性を示
し得るが、これらは、各々の腫瘍について固有の特定の免疫を誘導することが予
測される。これは、広範に有効な腫瘍ワクチンの開発について都合が悪い。しか
し、代替の仮説は、腫瘍抗原が、形質転換プロセスに関連する系統的および再生
可能な組織特異的遺伝子の調節解除の結果として生じ得ることである。これは、
免疫治療のための適切な標的であり得る、特定の型の腫瘍において共有される抗
原の定性的または定量的な示差的発現を生じ得る。初期の結果は、いくつかの実
験的腫瘍の免疫原性がランダムな変異に対して追跡され得ることを実証し(De
Plaenら、1988、Proc.Natl.Acad.Sci.USA
85:2274−2278;SrivastavaおよびOld、1989、I
mmunol.Today 9:78)、最初の仮説を支持した。しかし、ラン
ダムな変異および系統的遺伝子調節解除の両方が、腫瘍において新たな免疫原性
発現を生じ得る演繹的理由は存在しない。確かに、実験的腫瘍(Sahasra
budheら、1993、J.Immunology 151:6202−63
10;Torigoeら、1991、J.Immunol.147:3251)
およびヒト黒色腫(van Der Bruggenら、1991、Scien
ce 254:1643−1647;Brichardら、1993、J.Ex
p.Med.178:489−495;Kawakamiら、1994、Pro
c.Natl.Acad.Sci.USA 91:3515−3519;Boe
lら、1995、Immunity 2:167−175;Van den E
yndeら、1995、J.Exp.Med.182:689−698)の両方
における、より最近の研究は、調節解除された正常な遺伝子によってコードされ
る共有された腫瘍抗原の発現を明確に実証した。異なるヒト黒色腫に共通のMA
GE−1および他の抗原の同定は、複数の腫瘍ワクチンの将来の開発について大
きな期待を抱かせる。
【0007】 黒色腫における進歩にもかかわらず、細胞傷害性T細胞によって認識される共
有された抗原は、他のヒト腫瘍について記載されていない。この主な問題は、技
術的なものである。腫瘍細胞において固有に発現される免疫原性分子を同定する
ための、最も広く行き渡りかつ現在までに最も首尾よいアプローチは、腫瘍特異
的CTL(細胞傷害性Tリンパ球)を用いてcDNAライブラリーをスクリーニ
ングすることである。このストラテジーの適用は、ヒト黒色腫において優勢に発
現されるいくつかの遺伝子ファミリーの同定を導いた。しかし、このアプローチ
の2つの主要な制限は、(1)スクリーニングが、いくつかのプールの少ない成
分によってT細胞刺激をアッセイするために別々の標的集団に組換えDNAの多
くの小さなプールの労働集約的なトランスフェクションを必要とし、;および(
2)腎細胞癌の可能な例外を除き、腫瘍特異的CTLを、他の型の腫瘍(特に、
ヒト腫瘍の80%より多くを含む上皮細胞癌腫)を有する患者の腫瘍浸潤リンパ
球(TIL)またはPBLのいずれかから単離することが非常に困難であったこ
と、である。黒色腫において、隔離されている腫瘍特異的CTLを生じる組織特
異的な特性が存在し得るようである。
【0008】 腫瘍特異的遺伝子産物を用いる直接免疫は、いくつかの共有された腫瘍抗原に
対する免疫応答を誘発するために必須であり得る。腫瘍が強力な抗原を発現した
場合、これが臨床的徴候の前に根絶されるべきであることが議論されてきた。お
そらく、次いで、腫瘍は弱い抗原のみを発現する。免疫学者は、何が抗原を弱く
または強くするかという問題において長い間興味を抱いている。2つの主要な仮
説が存在している。弱い抗原は、不十分にプロセシングされ得、そしてT細胞に
対して有効に提示されることができない。あるいは、適切な特異性を有する生物
におけるT細胞の数は、活発な応答に非適切であり得る(いわゆる、「レパート
リーにおける孔(hole in the repertoire)」)。抗原
性ペプチドが細胞表面に対する輸送およびT細胞に対する提示のためにMHC分
子と会合する複雑な細胞性プロセスの解明は、現代の免疫学の功績の1つである
。これらの実験は、プロセシング欠損または他のペプチドからの競合に起因する
提示の失敗が、特定のペプチドをほとんど免疫原性でないようにし得ることを、
明確に確証した。対照的に、技術的理由について、T細胞レパートリーにおける
クローナル提示の頻度が低い応答性の重要な機構であることを確証することは、
より困難であった。しかし、T細胞レセプタートランスジェニックマウスにおけ
るタンパク質抗原変化の、免疫優性と潜在のペプチドとの間の関係を実証する最
近の研究は、ペプチド特異的T細胞の相対度数が、確かに、特定のペプチドがT
細胞応答において潜在性または優性であるか否かにおける決定因子であり得るこ
とを、示唆する。これは、ワクチンの開発についての意味を与えた。現在の方法
に関して、腫瘍の抗原性ペプチドがT細胞に対してプロセシングされ、そして提
示される方法の改変を行うことは、複雑かつ困難である。しかし、特異的T細胞
集団の相対度数は、先のワクチン接種によって直接的かつ効果的に増加され得る
。従って、これは、他の潜在性応答を免疫防御的にするために必要な、重要な操
作であり得る。
【0009】 広範に有効なヒトワクチンの開発についての別の主要な関心は、HLAクラス
I分子の極度な多型である。クラスI MHC:細胞ペプチド複合体は、特異的
なCD8+ CTLについての標的抗原である。内因性に合成されたタンパク質
の分解に由来する細胞ペプチドは、プレゴルジ区画に移行し、ここでそれらは細
胞表面への輸送のためにクラスI MHC分子に結合する。CD8分子は、クラ
スI 重鎖のα3ドメインへの結合によって、T細胞と標的との間の相互作用の
アビディティに寄与する。すべての内因性タンパク質が代謝回転するので、任意
の細胞質タンパク質または核タンパク質由来のペプチドは、MHC分子に結合し
得、そして細胞表面への提示のために輸送され得る。このことは、T細胞が、分
泌されるかまたは細胞膜に組み込まれるかのいずれかであるタンパク質のみの構
造的決定基を認識することに限定されている抗体よりも、細胞タンパク質のより
広い提示を概観することを可能にする。
【0010】 T細胞レセプター抗原結合部位は、ペプチドおよび周辺のMHCの両方の決定
基と相互作用する。T細胞特異性は、従って、MHC:ペプチド複合体によって
規定されなければならない。MHC分子に対するペプチド結合の特異性は、特異
的抗体の抗原結合部位と比較して、非常に広範であり、そして相対的に低い親和
性である。クラスI結合ペプチドは、一般的に8〜10残基長であり、そしてM
HCペプチド結合部位におけるポケットに一致する特定の重要な位置での制限さ
れた多様性のアミノ酸側鎖に適応する。特定のMHC分子に結合するペプチドの
これらの重要な特徴は、ペプチド結合モチーフを構成する。
【0011】 従って、ヒトの腫瘍、癌、および感染細胞に特異的なT細胞の誘導および単離
を容易にする方法、ならびに適切なMHC含量でのこれらのT細胞によって認識
される主要な標的抗原をコードする遺伝子を効率的に選択する方法についての必
要性が存在する。
【0012】 (2.2.ワクシニアベクター) ポックスウイルスベクターは、タンパク質および抗原(例えば、ワクチン抗原
)、真核生物細胞における発現についての発現ビヒクルとして広範に使用される
。種々の宿主細胞におけるクローニングおよび増殖の容易さは、特に、外来性タ
ンパク質の発現のためのポックスウイルスベクターの広範な使用、およびワクチ
ン抗原のための送達ビヒクルとしての使用をもたらした(Moss,B.199
1,Science 252:1662−7)。
【0013】 慣例的に、外来性DNAは、相同組換えによってポックスウイルスゲノムに導
入される。標的タンパク質コード配列は、ポックスウイルス中の非必須領域に対
して相同である配列と隣接するワクシニアプロモーターの後ろにクローニングさ
れ、そしてプラスミド中間体は、相同組換えによってウイルスゲノムに組み換え
られる。この方法論は、原核生物宿主によって許容される比較的小さなインサー
トについて効率的に働く。相同組換えの頻度は低く、そしてインサートサイズが
増大するにつれて減少するので、大きなインサートが要求される場合;労力のか
かるプラスミド中間体の構築を必要とする場合(例えば、発現ライブラリー産生
において);およびDNAの増殖が細菌において許容されない場合、この方法は
、より実行可能でなくなる。従って、このような労力のかかる遺伝子操作を必要
としない、高い頻度で大きなインサートを導入する改善された方法についての必
要性が存在する。
【0014】 直接連結ベクターを使用する代替的な方法は、相同組換えが容易にはできない
状況においてキメラゲノムを効率的に構築するために開発されてきた(Merc
hlinsky,M.ら、1992、Virology 190:522−52
6;Scheiflinger,F.ら、1992、Proc.Natl.Ac
ad.Sci.USA.89:9977−9981)。これらの直接連結プロト
コールは、ポックスウイルスキメラゲノムを生成するための相同組換えの必要性
を回避した。このようなプロトコールにおいて、このゲノム由来のDNAは消化
され、インビトロでインサートDNAに連結され、そしてヘルパーウイルスで感
染された細胞にトランスフェクトされた(Merchlinsky,M.ら、1
992、Virology 190:522−526、Scheiflinge
r,F.ら、1992、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 89
:9977−9981)。1つのプロトコールにおいて、ゲノムは、独特のNo
tI部位で消化され、そしてキメラゲノムの選択および検出のためのエレメント
を含むDNAインサートは、ゲノムアームに連結された(Scheifling
er,F.ら、1992、Proc.Natl.Acad.Sci.USA.8
9:9977−9981)。この直接連結法は、ワクシニアウイルスゲノム中へ
の外来性のDNAの挿入について記載された(Pfleidererら、199
5、J.General Virology 76:2957−2962)。あ
るいは、ワクシニアWRゲノムは、HindIII Fフラグメント中のNot
I部位を除去することによって改変され、そしてチミジンキナーゼ遺伝子の近位
にNotI部位を再導入し、その結果この遺伝子座における配列の導入は、チミ
ジンキナーゼ遺伝子を破壊し、このことは、薬物選択の使用を介してキメラゲノ
ムの単離を可能にする(Merchlinsky,M.ら、1992、Viro
logy 190:522−526)。
【0015】 直接連結ベクターであるvNotI/tkは、少なくとも26キロ塩基対長の
DNAインサートを効率的にクローニングおよび増殖させることを可能にした(
Merchlinsky,M.ら、1992、Virology 190:52
2−526)。大きなDNAフラグメントはゲノムに効率的にクローニングされ
たが、DNAインサートによってコードされるタンパク質は、チミジンキナーゼ
遺伝子(ワクシニアにおいて相対的に弱く発現される初期のクラスの遺伝子)に
対応する低いレベルでのみ発現される。さらに、そのDNAは、NotI部位に
両方の方向で挿入される。従って、DNAインサートによってコ−ドされるタン
パク質産物の高いレベルの発現を伴って、大きなDNAフラグメントをウイルス
ゲノムにクローニングする、より効率的な方法についての必要性が存在する。改
善された直接連結ベクターについての必要性もまた、存在する。このようなベク
ターは、癌ワクチンの開発のためにより普遍的に有用である。
【0016】 (3.発明の要旨) 本発明は、CTLによって認識される標的抗原の同定のための方法、および標
的抗原を発現する標的細胞(例えば、腫瘍細胞)に対する細胞媒介免疫を誘導す
るための免疫原性組成物またはワクチンにおけるこのような抗原の処方物および
使用に関する。
【0017】 2つの基本的なアプローチが標的抗原の同定について記載される。1つのアプ
ローチでは、非標的(例えば、非腫瘍形成性の)細胞対応物に対して寛容化され
た動物におけるオーセンティックな標的細胞(例えば、腫瘍細胞)に対して生成
されたCTLが、標的細胞由来(例えば、腫瘍由来)のDNA、RNA、または
cDNAから作製された発現ライブラリーをスクリーニングするために使用され
て、標的抗原を発現するクローンを同定する。本明細書中に記載される方法によ
って生成されるCTLは、正常細胞とは交差反応性ではなく、従って、スクリー
ニングのためのより良好なツールである。改善された発現ライブラリーもまた、
記載される。
【0018】 標的抗原を同定するための第2のアプローチでは、標的細胞(例えば、腫瘍細
胞)中で示差的に発現される遺伝子の産物は、動物を免疫して、オーセンティッ
クな標的細胞に対する活性について評価されるHLA拘束CTLを生成するため
に使用される。第1のアプローチと同様に、この第2のストラテジーもまた、患
者から腫瘍特異的なCTLを直接的に生成することが不可能である多くのヒト腫
瘍の型についてエピトープを同定するために特に有用であり得る。さらに、それ
は、腫瘍特異的なCTLの提示が、腫瘍細胞産物を用いるワクチン接種によって
最初に増大される場合、インタクトな腫瘍細胞の潜在性の抗原(すなわち、免疫
原性になり得る腫瘍細胞産物)を同定し得る。分解能を改善し、そして擬陽性を
減少するディファレンシャルディスプレイについての改変された方法が記載され
る。
【0019】 本発明に従って、標的細胞は、細胞媒介免疫応答を誘導することが所望される
細胞である。身体中での標的細胞の例には、腫瘍細胞、悪性細胞、形質転換され
た細胞、ウイルス、真菌、もしくは放線菌に感染した細胞、または標的抗原の産
生をもたらす任意の他の疾患状態に供せられた細胞が含まれるが、これらに限定
されない。
【0020】 本発明はまた、高収量の、候補標的抗原の発現、およびワクチン処方物のため
の組換えウイルスの産生を含む。
【0021】 (3.1.略号) CTL−細胞傷害性Tリンパ球(T細胞) PBL−末梢血リンパ球 RDA−提示差分析 TIL−腫瘍浸潤リンパ球 (5.発明の詳細な説明) 本発明は、CTLによって認識される標的抗原の同定のための方法、および標
的抗原を発現する細胞に対する細胞媒介免疫応答を誘導するための免疫原性組成
物またはワクチンにおけるそのような抗原の使用に関する。
【0022】 本発明の1つの実施形態において、動物において生成された腫瘍特異的CTL
は、腫瘍細胞のDNA、RNA、またはcDNAから生成された発現ライブラリ
ーをスクリーニングするために使用され、反応性の標的抗原を同定する。この目
的のために、非腫瘍原性ヒト細胞株を用いて寛容化された動物は、非腫瘍原性細
胞株に由来する腫瘍細胞を用いて免疫される。得られるCTL(これは、腫瘍特
異的であるが、正常細胞とは交差反応性ではない)は、腫瘍細胞由来のDNA、
RNA、またはcDNAから構築された発現ライブラリーをスクリーニングする
ために使用され得る。ライブラリー中でこのように同定されたクローンは、本発
明の免疫原性組成物およびワクチンについての候補である標的抗原をコードする
。「3分子(tri−molecular)組換え」アプローチを使用するこの
ようなDNAライブラリーの効率的な構築のための改善または改変されたワクシ
ニアウイルスベクターは、スクリーニング効率を改善するために記載される。
【0023】 ヒト腫瘍細胞を用いて免疫する前に、動物(例えば、正常マウスまたはトラン
スジェニックマウス)を、正常ヒト細胞を用いて寛容化することは、本発明の好
ましい実施形態である。寛容誘導は好ましい。なぜなら、動物の免疫応答は、他
の場合では、腫瘍形質転換に特異的には関連しない、広範に発現される多数のヒ
トタンパク質についての特異性によって支配されるからである。特に好ましい実
施形態において、そしてこのアプローチの効率を増強するために、インビトロ発
癌または発癌遺伝子形質転換によって不死化された非腫瘍原性ヒト細胞株に由来
するヒト腫瘍を用いて働くことが好都合である。これは、新生仔マウスおよび成
体マウスの両方において、拡張された寛容化プロトコールのための正常コントロ
ール細胞の容易な供給源を提供する。例えば、このアプローチによって生成され
たCTL(以下の第7節を参照のこと)は、選択手順(例えば、以下の第8節に
おいて記載される手順)において利用されて、腫瘍cDNAライブラリー(例え
ば、3分子組換え(以下の第6節を参照のこと)によってワクシニアウイルスに
おいて構築されたもの)由来の標的抗原をコードする組換えクローンを単離し得
る。
【0024】 本発明の別の実施形態において、腫瘍細胞において示差的に発現される遺伝子
産物は、オーセンティックな腫瘍細胞に対する活性について評価されるHLA拘
束CTLを産生するために使用される。これは、提示差分析(RDA)およびデ
ィファレンシャルディスプレイのような方法が、正常細胞に対して腫瘍細胞にお
ける示差的に発現される遺伝子フラグメントを同定するために利用される場合に
、特に好ましい。簡便には、これらの遺伝子産物が他の関連する腫瘍(例えば、
以下の第10節および第11節を参照のこと)において広範に発現することが決
定される場合、それらは、ライブラリーからより長いクローンを選択するために
使用され得る(例えば、第9.5節を参照のこと)。このライブラリーは、例え
ば、ヒトCD8およびHLAトランスジェニックマウスにおける腫瘍特異的免疫
応答を誘導する能力について試験され得る(例えば、第12節を参照のこと)。
腫瘍特異的細胞媒介免疫を生成する遺伝子産物はまた、本発明の免疫原性組成物
およびワクチンの候補である。擬陽性を減少させることによってスクリーニング
効率を増強し、そして全長cDNAを単離する効率を増強する、ディファレンシ
ャルディスプレイのための改善された方法が記載される。
【0025】 上記の任意の戦略を使用して同定された抗原は、組換えDNA方法によって大
量に産生され、そして細胞性免疫応答を促進するアジュバント中に処方され得る
。好ましくは、標的抗原をコードするDNAは、ヒトを含む動物宿主にワクチン
接種するために使用され得る組換えウイルス中へと、操作される。この点につい
て、ワクチンを産生するために使用され得る、改善された直接的連結ワクシニア
ベクターが、記載される。
【0026】 本発明の別の治療戦略は、人種集団を超えて上昇した頻度で発現するHLAク
ラスI分子の小さなセットを標的とするワクチンを設計することである。異なる
ヒトクラスI MHC分子のペプチド結合モチーフの広範な特徴づけによって、
HLA−AおよびHLA−B対立遺伝子の4つの主要なサブタイプが存在し、そ
の結果多くのペプチドが1つの群の複数のメンバーに結合し得ることが示唆され
た(Sidney,J.ら、1996、Immunol.Today 17:2
61〜266)。本発明はまた、患者があるクラスI MHC群中の一員である
ことに基づき、その患者にワクチンを標的化する方法を提供する。特定の実施形
態において、クラスI MHCサブタイプA2、A3、B7およびB44が標的
とされる。各群は、人種集団を超えて、40%と50%との間の平均提示(re
presentation)を有する。4つの全ての群の組み合わせ(全ての公
知のHLA−AおよびHLA−B対立遺伝子の50%〜60%を含む)が、ヒト
集団の95%を網羅することが、確立されている。特定の実施形態において、ヒ
ト集団において最も頻繁に発現するHLA対立遺伝子(白人43%、黒人20%
、中国人25%)であり、そしてA2サブタイプの優性なメンバーであるHLA
−A2.1を、標的とした。
【0027】 記載される本発明の方法は、腫瘍細胞中の反応性の標的抗原を同定するために
使用されるが、この方法はまた、細胞性免疫を誘導することが所望される他の標
的細胞中の標的抗原を同定するためにも、使用され得る。例えば、本発明の差示
的な免疫学的方法を、マウスを非感染細胞で寛容化して、次に感染後の異なる時
点で感染細胞によって免疫することによって、ウイルス、真菌またはミコバクテ
リアに感染した細胞の免疫原性分子を同定するために適用し得る。単離されたC
TLを使用して、プラスミドまたはウイルス発現ライブラリー中の標的抗原をコ
ードする組換え体を選択し得る。発現ライブラリーは、3分子組換えを使用する
ワクシニアウイルスベクター中の、感染細胞から単離されたcDNAを用いて構
築し得る。
【0028】 このアプローチの特に有利な点は、病原体によって発現される潜在抗原を同定
するのみではなく、感染の結果その遺伝子発現が変化した、宿主細胞によって発
現される潜在的な抗原をも、同定することにある。多くの病原体は、頻繁な再生
および変異によって免疫監視機構を巧みに避けるので、変異の対象ではないよう
な宿主遺伝子産物を標的とするワクチンを開発することは、非常に価値があるか
もしれない。
【0029】 本発明の差示的遺伝子発現戦略はまた、ウイルス、真菌またはミコプラズマに
よって感染された細胞の免疫原性分子を同定するために、適用され得る。病原体
または宿主のいずれかの遺伝子によってコードされる、より安定な抗原および/
または以前に同定されていない抗原(それ以前の特定のワクチン接種がなければ
、潜在性であり続け得る抗原を含む)を、同定し得る。
【0030】 病原体としては、以下が挙げられるが、これらに限定されない: ウイルス病原体(例えば、ヒト免疫不全症ウイルス、エプスタイン−バーウイル
ス、肝炎ウイルス、ヘルペスウイルス、ヒトパピローマウイルス、サイトメガロ
ウイルス、RSウイルス);真菌病原体(例えば、Candida albic
ans、ニューモシスティスカリニ);およびミコバクテリア病原体(例えば、
M.tuberculosis、M.avium)。
【0031】 以下の詳述および実施例は、腫瘍細胞における主要な標的抗原について言及す
る。上記から明らかなように、本発明の方法は、他の標的細胞(例えば、ウイル
ス感染細胞)中の標的抗原を同定するために適応され得、そしてワクチンの開発
に有用であり得る。
【0032】 (5.1.ワクチンにおける使用のための標的抗原の同定) 以下の小節は、免疫原性処方物またはワクチンにおける使用のための候補であ
る、標的抗原または標的エピトープの同定のために使用され得る2つの戦略を記
載する。本明細書において記載される2つの戦略は、腫瘍特異的エピトープ、ウ
イルス、真菌またはミコバクテリアによって感染された細胞に特異的なエピトー
プ、ならびに/または自己免疫疾患に特異的なエピトープを含むがこれらに限定
されない標的エピトープを同定するために適応され得る。
【0033】 (5.1.1.ヒト腫瘍に特異的な細胞傷害性Tリンパ球の誘導および標的エ
ピトープをコードするDNA組換え体を選択するためのそれらの使用) 本発明のこの実施形態において、ヒト腫瘍に特異的な細胞傷害性T細胞を、同
時刺激物質(costimulator)活性を発現しない非腫瘍形成性の不死
化正常ヒト細胞株で寛容化した動物中で誘導する。その後、これらの動物は、同
時刺激物質でトランスフェクトされた(例えば、B7でトランスフェクトされた
)腫瘍細胞(インビトロの変異誘発によって誘導された腫瘍細胞、または同一の
正常な不死化ヒト細胞株からのオンコジーン形質転換によって誘導された腫瘍細
胞)で免疫される。この同一の様式において使用され得る、適合性の正常細胞お
よび腫瘍細胞の対の代替的な供給源は、同一の患者の異なる組織サンプルから正
常の細胞株および腫瘍細胞株を誘導することである。免疫の目的のために、同時
刺激物質活性をまた、マウスB7でトランスフェクションすることによって、こ
れらの腫瘍細胞中に導入し得る。この免疫レジメは、同種の正常細胞と交差反応
しない腫瘍特異的CTLを生じる。腫瘍特異的CTLを誘導する主な目的は、以
下に記載するように、腫瘍特異的CTLを使用して標的抗原をコードする組換え
腫瘍DNAのクローンを選択し得ることである。そのような抗原は正常細胞と比
較して腫瘍において差示的に免疫原性なので、その抗原は、免疫原性処方物また
はワクチンのための候補である。異なる種の哺乳動物(最も一般的には、近交系
マウスの多様な種)を、この目的のために使用し得る。任意の特定の個体におい
て、特定の処方物またはワクチンが免疫原性であるか否かは、その抗原由来の特
定のペプチドがプロセスされ得、そしてその個体によって発現される特定のMH
C分子と共同して提示されるか否かに依存する。この選択プロセスの焦点を、特
定のヒトHLA分子が会合するペプチドが由来し得る抗原に限定するために、第
7節に記載のように、HLA拘束されたCTLを、HLAおよびヒトCD8トラ
ンスジェニックマウスから直接誘導することが可能である。あるいは、ヒト腫瘍
の差示的に免疫原性である分子を、任意の動物MHCに対して拘束された腫瘍特
異的CTLを使用して、最初に同定し得る。その後、そのように同定された抗原
を、ヒト末梢血リンパ球(PBL)の一次インビトロ刺激によってか、または第
12節に記載のように、HLAおよびヒトCD8トランスジェニックマウスの免
疫によって、プロセスされる能力および異なるヒトHLAタイプと会合して提示
される能力について特徴付けし得る。HLAトランスジーンは、マウス胸腺にお
ける、高親和性、HLA拘束T細胞レパートリーの選択を可能にする。さらに、
ヒトCD8トランスジーンは、最も好ましい。なぜなら、マウスCD8は、ヒト
クラスI MHCと効率的に相互作用しないからである。
【0034】 差示的免疫原性を決定するための方法は、マウスMHC分子をコードする遺伝
子がトランスフェクションによってヒト細胞株中に導入される場合、正常のマウ
ス中で行われ得る(Kriegler、M.、1991、Gene trans
fer and expression: A laboratory man
ual、W.H.Freeman and Co.,N.Y.)。あるいは、ヒ
ト細胞株の抗原を、インビボ(Huangら、1994、Science、26
4:961〜965)およびインビトロ(Inabaら、1992、J.Exp
.Med.176:1702;Inabaら、1993、J.Exp.Med.
178:479〜488)におけるマウスの専門的(professional
)抗原提示細胞によって、再提示し得る。マウス樹状細胞によるヒト抗原の再提
示の間にT細胞寛容を誘導するために、抗B7.1抗体および抗B7.2抗体を
用いて同時刺激物質活性をブロックすることが必要であり得る。この方法におい
て生成されたCTLの特異性を、ヒト腫瘍細胞と、HLAクラスIでトランスフ
ェクトされた正常標的細胞またはHLAクラスIで感染された正常標的細胞また
はHLAクラスI組換えワクシニアウイルスで感染された正常標的細胞との溶解
を比較することによって決定し得る。
【0035】 任意の個体における抗原の免疫原性は、その抗原に由来するペプチドが、その
特定の個人のMHC分子と会合してT細胞に対して提示され得るか否かに依存す
るので、ヒトボランティアの免疫、またはヒトCD8およびHLAトランスジェ
ニックマウスの免疫によって、どのヒトHLA分子が任意の同定された抗原のペ
プチドを提示し得るのかを、個別に決定し得る。正常のマウスよりもむしろHL
Aトランスジェニックマウスを最初の免疫において使用する場合に、免疫原性お
よびHLA関連提示の2つの問題に同時に対処し得る。
【0036】 トランスジェニックマウスの構築は、当該分野において周知であり、そして例
えば、Manipulating the Mouse Embryo: A
Laboratory Manual、Hoganら、Cold Spring
Harbor Press、第2版、1994に記載される。ヒトCD8トラ
ンスジェニックマウスは、LaFaceら、J.Exp.Med.182:13
15−25(1995)の方法によって構築され得る。ヒトCD8αサブユニッ
トおよびCD8βサブユニットを発現するトランスジェニックマウスの新しい系
統の構築は、対応するヒトcDNAをヒトCD2ミニジーン(minigene
)に基づくトランスジェニックマウス中のT細胞特異的発現のためのベクター中
に挿入することによって作製され得る(Zhumabekovら、J.Immu
nol.Methods 185:133〜140(1995))。HLAクラ
スIトランスジェニックマウスを、Chamberlainら、Proc.Na
tl.Acad.Sci.USA 85:7690〜7694(1988)また
はBernhardら、J.Exp.Med.168:1157〜62(198
8)またはVitielloら、J.Exp.Med.173:1007〜10
15(1991)またはBarraら、J.Immunol.150:3681
〜9(1993)の方法によって構築し得る。
【0037】 さらなるHLAクラスIトランスジェニックマウスの構築は、遺伝子調節にお
いて以前に関連付けられている最初の2つのイントロンとともに、2kbの上流
調節領域を含むH−2Kbカセットの構築によって達成され得る(Kralov
aら、1992、EMBO J.11:4591〜4600)。内在性の翻訳開
始部位がこの領域から除去され、そしてHLA cDNAの挿入のための制限部
位が、第3エキソン中に導入され、その後にポリA付加部位が続く。この構築物
の3’末端にゲノムH−2Kb配列のさらなる3kbを含ませることによって、
クラスI遺伝子が、胚性幹細胞中のH−2Kb遺伝子座において、相同組換えの
標的となり得る。このことは、マウスクラスI発現と適合することが公知である
規定された遺伝子座においてトランスジーンが発現される可能性があること、お
よびこれらのマウスが細胞膜におけるH−2Kb発現による可能性のある競合を
欠失している可能性があることの、利点を有する。このことは、同一の構築物中
に導入された多様なヒトクラスI cDNAの比較的再現性のある発現をもたら
すと考えられる。
【0038】 最も好ましくは、腫瘍細胞株は、全ての腫瘍細胞が単一の不死化、非腫瘍形成
性の細胞株に由来する腫瘍細胞株のパネルである。非腫瘍形成性細胞は、腫瘍細
胞においてもまた発現される、大量の正常ヒトタンパク質に対する耐性を誘導す
るために最も好ましい。
【0039】 好ましくは、スクリーニングは、腫瘍細胞株(多様な発癌物質またはオンコジ
ーン形質転換によって、独立して、同一の正常細胞に由来する)のそのようなパ
ネルにおいて実行される。腫瘍細胞株のそのようなパネルのスクリーニングによ
って、発癌物質特異的な抗原の変化、または腫瘍細胞株のインビトロでの増殖の
間のランダムな遺伝子変動により生じ得る抗原の変化を、フィルターを通して除
去することが可能となる。
【0040】 標的エピトープをコードするクローンを同定するために、上記のように生成さ
れた腫瘍特異的CTLを使用して、標的腫瘍細胞から調製された発現ライブラリ
ーをスクリーニングし得る。本明細書において記載されるように、哺乳動物細胞
に対して感染性のウイルスベクター中に構築されたDNAライブラリーを、CT
Lによる、特異的組換え体の効率的な選択のために使用し得る。これら感染性ウ
イルスベクターの主要な利点は、1)組換え体が哺乳動物細胞中に導入され、そ
して発現し得ることの容易さ、および効率、ならびに2)感染された細胞のMH
C分子と会合する組換え遺伝子産物の効率的なプロセシング、および効率的な提
示、である。低い感染多重度(m.o.i.)において、多くの標的細胞が、感
染の天然の経過の間の数時間以内に増幅される、単一の組換え体を発現する。
【0041】 本発明の1つの実施形態において、代表的なDNAライブラリーは、ワクシニ
アウイルス中に構築される。好ましくは、改変されたワクシニアウイルスベクタ
ーおよび関連するトランスファープラスミドを使用する3分子組換え方法を使用
して、ワクシニアウイルス中に代表的なDNAライブラリーを構築する。この方
法は、ほぼ100%の組換えワクシニアウイルスを生成する(第6節、第6.2
節および第6.3節を参照のこと)。
【0042】 好ましい実施形態において(第14節、第14.11節も参照のこと)、ワク
シニアウイルス移入プラスミドpJ/K(インフレーム(in−frame)の
NotI部位を含むワクシニアウイルスチミジンキナーゼ遺伝子を有するpUC
13由来のプラスミド)をさらに、2つの強力なワクシニアウイルスプロモータ
ー(例えば、7.5Kワクシニアウイルスプロモーターまたは強力な合成初期/
後期(E/L)プロモーター)の1つ、それに続くNotIおよびApaI制限
部位を取り込むように改変する。ApaI部位の前には、好ましくは、ATGコ
ドンを含む強力な翻訳開始配列がある。この改変は、好ましくは、ワクシニアウ
イルスのチミジンキナーゼ(tk)遺伝子内に導入され、その結果ウイルスのt
k遺伝子の調節配列およびコード配列に隣接する。プラスミドベクターのtk遺
伝子内の2つの改変の各々は、ワクシニアウイルスWR株由来のvNotI-
クターのゲノム中の隣接するtk配列中に、相同組換えによって移され、新たな
2つのウイルスベクターを生成し得る。重要なことに、これら2つのウイルスベ
クターのNotIおよびApaI制限エンドヌクレアーゼ消化の後、各々がワク
シニアtk遺伝子の別々の非相同セグメントを含み、そしてともに感染性ウイル
ス粒子のアセンブリに必要な全ての遺伝子を含む2つの大きなウイルスDNAフ
ラグメントが、単離される。
【0043】 1つの実施形態において、そのような改変は、哺乳動物細胞中で複製欠損であ
る、ワクシニアのModified Virus Ankara(MVA)株(
Meyerら、1991.J.Gen.Virol.72:1031〜1038
)中に導入される。
【0044】 好ましい実施形態において、以下の方法を使用して、特異的な細胞傷害性T細
胞の標的エピトープを発現する組換えウイルスで感染させた細胞を、富化して、
そして選択する。細胞の付着性単層に、組換えウイルスライブラリー(例えば、
ワクシニア組換えウイルスライブラリー)を、1以下のm.o.i.で感染させ
る。これらの細胞は、それら自体では、特異的CTLによって認識される標的エ
ピトープを発現しないが、これらのエピトープは、ウイルスライブラリーに表れ
ることが重要である。さらに、CTLの選択のために、感染された細胞は、標的
ペプチドと会合してT細胞に対して提示し得る適切なMHC分子を発現しなくて
はならない。
【0045】 組換えウイルスでの感染の12時間後、その単層を洗浄して、任意の非付着性
細胞を除去する。規定された特異性のCTLを、30分間添加する。この間、標
的エピトープの発現をもたらす、組換え粒子で感染された付着細胞のいくつかは
、特異的なCTLと相互作用して、溶解事象を起こす。溶解事象を起こした細胞
は、単層から放出され、そして浮遊する細胞集団中に収集され得る。上記のプロ
トコールを、好ましくは、5サイクル以上繰り返し、この手順によって得られる
、富化のレベルを上昇させる。
【0046】 (5.1.2.腫瘍細胞中で差示的に発現される遺伝子の産物に対して生成さ
れた細胞傷害性リンパ球の、真正の腫瘍細胞に対する活性についてのスクリーニ
ング) 本発明のこの実施形態において、腫瘍において差示的に発現する遺伝子の産物
を使用して、HLA拘束CTLを生成する(例えば、トランスジェニック動物の
免疫によるか、または適切なMHCを発現する抗原提示細胞でのヒトPBLのイ
ンビトロでの刺激による)。効果的な標的エピトープをコードする、差示的に発
現される遺伝子を同定するために、そのように生成されたCTLを、真正な腫瘍
細胞に対する活性についてアッセイする。
【0047】 本質的に、腫瘍特異的抗原を同定するこのアプローチは、前述の節に記載され
る戦略の逆である。真正な腫瘍細胞に対して生成されたCTLを単離して、腫瘍
特異的cDNAの発現ライブラリーをスクリーニングするよりもむしろ、腫瘍特
異的cDNAまたは腫瘍特異的遺伝子産物(すなわち、腫瘍において差示的に発
現している遺伝子の産物)を使用してCTLを生成して、次に、CTLを真正な
腫瘍を用いてスクリーニングする。この戦略は、患者から直接的に腫瘍特異的C
TLを生成することが不可能であった場合に、多くのヒト腫瘍型についての標的
エピトープを同定するために、非常に有利に使用される。この戦略は、潜在腫瘍
抗原が同定され得るというさらなる利点を提供する。腫瘍細胞中で何が免疫原性
であるのかについてのみをアッセイするよりもむしろ、本発明のこの実施形態は
、腫瘍特異的T細胞の提示が、第1にワクチン接種によって増強される場合に免
疫原性となり得る腫瘍細胞の産物の評価およびアセスメントを可能にする。
【0048】 腫瘍に由来する差示的に発現される遺伝子を、当業者に周知の標準的な技術を
使用して、同定し得る(例えば、LiangおよびPardee、1992、S
cience 257:967〜971を参照のこと、その全体を本明細書にお
いて参考として援用する)。好ましくは、第9.2節および第9.3節(下記)
に記載される改善された差示的ディスプレイ方法を使用して、疑陽性を減少して
、同定されたDNAフラグメントに対応する全長cDNAの単離の効率を増強し
得る。差示的に発現された遺伝子産物の各々は、潜在的に免疫原性であり、そし
て低アバンダンスまたは高アバンダンス転写物として示され得る。
【0049】 腫瘍免疫療法についての候補であり得る、差示的に発現された遺伝子産物を同
定するために、ヒトHLAと会合したペプチドに対するT細胞応答が誘導され得
る環境において、免疫のために産物を送達する手段を有する必要がある。この目
的のために、差示的に発現されたcDNAを、発現ベクター(好ましくは、ウイ
ルスベクター(例えば、本明細書に記載のワクシニアベクター))中に取り込み
、その結果、免疫に適切な量の遺伝子産物を産生する。免疫は、サブユニットワ
クチン中に処方された、(例えば、細胞性免疫応答を増強し得る適切なアジュバ
ントと混合した)組換え発現された遺伝子産物を使用して、達成され得る。好ま
しくは、組換えウイルス発現ベクター(例えば、ワクシニア)を使用して、免疫
し得る(BennockおよびYewdell、1990、Current T
opics In Microbiol. and Immunol.163:
153−178)。最も好ましくは、ヒトクラスI MHC分子を発現するトラ
ンスジェニックマウスを使用し、その結果、その遺伝子産物に特異的なHLA拘
束マウス細胞傷害性T細胞を誘導および単離し得る(Shirai,M.ら、1
995、J.Immunol.154:2733〜42;Wentworthら
、1996、Eur.J. of Immunol.26:97〜101)。あ
るいは、ヒトPBLを、同種のHLAを発現する抗原提示細胞を用いて、インビ
トロで刺激する。
【0050】 HLA適合性の重要性は、抗原提示細胞の表面に結合し、そして主要組織適合
分子と会合して、抗原提示細胞の表面に輸送されるペプチドを、T細胞が、認識
するということである。従って、HLAトランスジェニックマウスのT細胞は、
プライムされて、発現されたヒトHLAと会合する特異的なペプチドを認識し、
そしてヒト腫瘍細胞の交差反応性は、同一のHLA分子と会合した同一の腫瘍ペ
プチドの発現に依存する。
【0051】 免疫によって誘導されたCTLは、対応するmRNAを発現するHLA適合腫
瘍(compatible tumor)に関する交差反応性について試験され
得る。CTLは、インビトロまたはインビボで真正(authentic)腫瘍
細胞を殺傷するための能力についてアッセイされ得る。この終了までに第7章に
おいて記載されるアッセイが使用され得、または腫瘍細胞の特異性および死滅(
killing)を決定するための当業者に周知である他の同様のアッセイが使
用され得る。
【0052】 このアプローチを使用して、ヒトの患者における腫瘍免疫治療のための特に良
い候補である標的エピトープが、以下の判断基準に適合するエピトープとして同
定される:(a)遺伝子は、多様なヒト腫瘍において示差的に発現される;(b
)遺伝子産物は、HLAに関連して免疫原性である;そして(c)誘導される特
定のCTLはヒト腫瘍細胞に関して交差反応性である。
【0053】 (5.2. ワクチン処方物) 本発明は、真核生物組換え発現ベクターまたは原核生物組換え発現ベクターの
いずれかにおいて同定された標的エピトープの発現;ならびに免疫原性および/
または抗原組成物として同定されたエピトープの処方物を包含する。本発明と一
致して、組換えによって発現した標的エピトープは、サブユニットワクチンとし
て発現され、精製されそして処方され得る。同定された標的エピトープはまた、
ワクチンにおける使用のためにウイルスベクターに構築され得る。これに関して
、生組換えウイルスワクチン、不活化された組換えウイルスワクチン、または殺
傷された組換えウイルスワクチンのいずれかが、処方され得る。
【0054】 (5.2.1. 原核生物発現系および真核生物発現系における標的エピトー
プの発現) 本発明は、発現系(真核生物発現ベクターおよび原核生物発現ベクターの両方
)を包含し、これらは同定された標的エピトープを発現するために使用され得る
。この同定されたエピトープは、特にサブユニットのワクチンの形成のために、
短縮型形態または全長形態のエピトープの両方において発現され得る。
【0055】 本発明は、同定されたエピトープおよび免疫学的に等価なフラグメントをコー
ドする、核酸配列の発現を包含する。このような免疫学的に等価なフラグメント
は、同定されたエピトープ(配列の5’末端および/または3’末端で切断され
、そして/または1つ以上の内部欠失を有する)をコードするヌクレオチド配列
のアナログを作製すること、アナログヌクレオチド配列を発現すること、および
生じるフラグメントが、免疫学的にエピトープ特異的CTLsによって認識され
、そして細胞媒介免疫応答を誘導するか否かを決定することによって、同定され
得る。
【0056】 本発明は、DNA発現ベクター(コード配列の発現を指向する調節エレメント
と作動可能に連結される任意の前述のコード配列を含む)および遺伝的に操作さ
れた宿主細胞(その宿主細胞において、コード配列の発現を指向する調節エレメ
ントと作動可能に連結される任意の前述のコード配列を含む)を包含する。本明
細書中において使用されるように、調節エレメントとしては、誘導性プロモータ
ーおよび非誘導性プロモーター、エンハンサー、オペレーター、および発現を駆
動しかつ制御する当業者に公知の他のエレメントが挙げられるがこれらに限定さ
れない。
【0057】 標的エピトープ遺伝子産物またはそのペプチドフラグメントは、当該分野にお
いて周知の技術を使用する組換えDNA技術によって産生され得る。従って、エ
ピトープ遺伝子配列を含む核酸を発現することによる、本発明のエピトープ遺伝
子ポリペプチドおよびペプチドを調製するための方法が、本明細書中に記載され
る。当業者に周知である方法が、発現ベクター(エピトープ遺伝子産物コード配
列ならびに適切な転写制御シグナルおよび適切な翻訳制御シグナルを含む)を構
築するために使用され得る。これらの方法としては、例えば、インビトロ組換え
DNA技術、合成技術、およびインビボ遺伝的組換えが挙げられる。例えば、S
ambrookら、1989、前出、およびAusubelら、1989、前出
に記載される技術を参照のこと。あるいは、糖タンパク質エピトープ遺伝子産物
の配列をコードすることが可能なRNAが、例えば、シンセサイザーを使用して
、化学的に合成され得る。例えば、「Oligonucleotide Syn
thesis」、1984、Gait、M.J.編、IRL Press、Ox
ford(この全体が本明細書中で参考として援用される)に記載される技術を
参照のこと。
【0058】 本発明は、同定されたエピトープ遺伝子産物のペプチドフラグメントをコード
するヌクレオチド配列もまた包含する。例えば、選択されたエピトープの細胞外
ドメインに対応するポリペプチドまたはペプチドは、分泌を容易にする「可溶性
」タンパク質として有用であり得、特にサブユニットワクチンの産生において有
用であり得る。市販されている抗体によって認識される異種エピトープに連結さ
れ得る選択されたエピトープ遺伝子産物またはそのペプチドフラグメントもまた
、本発明に包含される。耐久性(durable)融合タンパク質もまた、操作
され得;(すなわち、選択されたエピトープ配列と異種タンパク質配列との間に
位置する切断部位を有する融合タンパク質)、その結果、選択されたエピトープ
は、異種部分から離れて切断され得る。例えば、コラゲナーゼ切断認識コンセン
サス配列は、選択されたエピトープタンパク質または選択されたエピトープペプ
チドと異種ペプチドまたは異種タンパク質との間で操作され得る。エピトープド
メインは、コラゲナーゼを用いた処置により、この融合タンパク質から放出され
得る。本発明の好ましい実施形態において、グルタチオン−S−トランスフェラ
ーゼの融合タンパク質および選択されたエピトープタンパク質が、操作され得る
【0059】 ワクチン調製法(特に、サブユニットワクチン調製法)における使用のための
本発明の選択されたエピトープタンパク質は、実質的に、純粋または相同である
。サンプルの少なくとも60〜75%が、単一のポリペプチド配列を示した場合
、このタンパク質は、実質的に、純粋または相同であると考えられる。実質的に
純粋なタンパク質は、好ましくは、60〜90%のタンパク質サンプルを含み、
より好ましくは約95%、そして最も好ましくは99%を含む。当業者に周知の
方法が、タンパク質の純度または等質性(homogeneity)を決定する
ために使用され得る(例えば、サンブルをポリアクリルアミドゲル電気泳動後、
染色ゲル上で単一のポリペプチドバンドを視覚化する)。より高い分解能が、H
PLCまたは当該分野において周知の他の同様な方法を使用して、決定され得る
【0060】 本発明は、これらのタンパク質をコードする組換えヌクレオチド配列を発現す
る宿主細胞から代表的に精製されるポリペプチドを包含する。このようなタンパ
ク質精製は、当該分野において周知の種々の方法によって達成され得る。好まし
い実施形態において、本発明のエピトープタンパク質は、グルタチオン−S−ト
ランスフェラーゼとの融合タンパク質として発現される。アフィニティクロマト
グラフィによって精製される、得られた組換え融合タンパク質およびエピトープ
タンパク質ドメインは、実質的に純粋なタンパク質サンプルにおいて得られる異
種部分から離れて切断される。当業者に公知の他の方法が使用され得る;例えば
、「Methods In Enzymology」、1990、Academ
ic Press,Inc.、San Diego、「Protein Pur
ification: Principles and Practice」、
1982、Springer−Verlag、New York(これらはその
全体が本明細書中において参考として援用される)に記載される技術を参照のこ
と。
【0061】 (5.2.1.1. 真核生物および原核生物の発現ベクター) 本発明は、発現系(真核生物発現ベクターおよび原核生物発現ベクターの両方
)を包含し、これらは、選択されたエピトープを発現するために使用され得る。
種々の宿主発現ベクター系は、本発明の選択される標的エピトープ遺伝子を発現
するために利用され得る。このような宿主発現系は、目的のコード配列が産生さ
れ得、そして後に精製され得るビヒクルを示すが、適切なヌクレオチドコード配
列を用いて形質転換またはトランスフェクトされる場合、インサイチュで本発明
の選択されたエピトープ遺伝子産物を示し得る細胞もまた示す。これらとしては
、微生物(例えば、組換えバクテリオファージDNAを用いて形質転換された細
菌(例えば、E.coli、B.subtilis)、選択されたエピトープ遺
伝子産物コード配列を含むプラスミドDNA発現ベクターまたはコスミドDNA
発現発現ベクター;選択されたエピトープ遺伝子産物コード配列を含む組換え酵
母発現ベクターを用いて形質転換された酵母(例えば、Saccharomyc
es、Pichia);選択されたエピトープ遺伝子産物コード配列を含む組換
えウイルス発現ベクター(例えば、バキュロウイルス)を用いてインフェクトさ
れた昆虫細胞系;組換えウイルス発現ベクター(例えば、カリフラワーモザイク
ウイルス、CaMV;タバコモザイクウイルス、TMV)を用いて感染された植
物細胞系または選択されたエピトープ遺伝子産物コード配列を含む組換えプラス
ミド発現ベクター(例えば、Ti プラスミド)を用いて形質転換された植物細
胞系;または哺乳動物細胞のゲノムに由来するプロモーター(例えば、メタロチ
オネインプロモーター)または哺乳動物ウイルスに由来するプロモーター(例え
ば、アデノウイルス後期プロモーター;ワクシニアウイルス7.5Kプロモータ
ー)を含む組換え発現構築物を保有する哺乳動物細胞系(例えば、COS、CH
O、BHK、293、3T3)が挙げられるがこれらに限定されない。
【0062】 (5.2.1.2. 宿主細胞) 本発明は、動物細胞株および昆虫細胞株における選択されたエピトープの発現
を包含する。本発明の好ましい実施形態において、選択されたエピトープは、非
グリコシル化抗原(unglycosylated antigen)を産生す
るために昆虫細胞株中のバキュロウイルスベクターにおいて発現される。本発明
の別の好ましい実施形態において、選択されたエピトープは、安定にトランスフ
ェクトされた哺乳動物宿主細胞(例えば、グリコシル化抗原を産生するTリンパ
球細胞株)において発現される。これらの細胞株によって組換えで発現される選
択されたエピトープが、サブユニットワクチンとして処方され得る。
【0063】 挿入された配列の発現を調節する、または所望される特定の様式における遺伝
子産物を改変およびプロセスする宿主細胞株が、選択され得る。このようなタン
パク質産物の修飾(例えば、グリコシル化)およびプロセシング(例えば、切断
)は、タンパク質の機能に対して重要であり得る。異なる宿主細胞は、タンパク
質および遺伝子産物の翻訳後プロセシングおよび翻訳後修飾のための特徴的かつ
特異的なメカニズムを有する。適切な細胞株または適切な宿主系が、発現される
外来タンパク質の正確な改変を保証するために選択され得る。この終了までに、
遺伝子産物の一次転写、遺伝子産物のグリコシル化、および遺伝子産物のリン酸
化の適切なプロセシングのための細胞機構を有する真核生物宿主細胞が使用され
得る。このような哺乳動物宿主細胞としては、CHO、VERO、BHK、He
La、COS、MDCK、293、3T3、およびWI38細胞株が挙げられる
がこれらに限定されない。
【0064】 長期間の、組換えタンパク質の高収率の産生、安定した発現が、好ましい。例
えば、選択された標的エピトープを安定して発現する細胞株が、操作され得る。
ウイルス起源の複製を含む発現ベクターを使用するよりむしろ、宿主細胞は、適
切な発現制御エレメント(例えば、プロモーター、エンハンサー、配列、転写タ
ーミネ−ター、ポリアデニル化部位など)、および選択マーカーによって制御さ
れるDNAを用いて形質転換され得る。外来DNAの導入に続いて、操作された
細胞が、富化培地において1〜2日間の増殖が可能になり得、そして次いで、選
択的培地に切り換えられる。組換えプラスミドにおける選択マーカーは、その選
択に対する耐性を付与し、そして細胞がプラスミドをそれらの染色体に安定に組
み込み、そして増殖して、順にクローン化され得そして細胞株に拡大され得る増
殖巣を形成することを可能にする。この方法は、有利に細胞株を操作するために
使用され得る。この方法は、選択されたエピトープ遺伝子産物を発現する細胞株
を操作するために有利に使用され得る。このような細胞株は、特に、選択された
エピトープ遺伝子産物の内因性の活性に影響する化合物のスクリーニングおよび
評価に有用である。
【0065】 多くの選択系が使用され得、疱疹ウイルスチミジンキナーゼ遺伝子(Wigl
erら、1977、Cell 11:223)、ヒポキサンチン−グアニンホス
ホリボシルトランスフェラーゼ遺伝子(Szybalska & Szybal
ski、1962、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 48:2
026)、およびアデニンホスホリボシルトランスフェラーゼ遺伝子(Lowy
ら、1980、Cell 22:817)が挙げられこれらに限定されされず、
それぞれtk-、hgprt-またはaprt-細胞において用いられ得る。また
、代謝拮抗物質耐性が、以下の遺伝子についての選択のベースとして使用され得
る:dhfr、これはメトトレキセートに対する耐性を付与る(Wiglerら
、1980、Natl.Acad.Sci.USA 77:3567;O’Ha
reら、1981、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 78:1
527);gpt、これはミコフェノール酸に対する耐性を付与する(Mull
igan & Berg、1981、Proc.Natl.Acad.Sci.
USA 78:2072);neo、これはアミノグリコシドG−418に対す
る耐性を付与する(Colberre−Garapinら、1981,J.Mo
l.Biol.150:1);およびhygro、これはハイグロマイシンに対
する耐性を付与する(Santerreら、1984、Gene 30:147
)。
【0066】 あるいは、任意の融合タンパク質は、発現される融合タンパク質に対して特異
的な抗体を利用することによって容易に精製され得る。例えば、Janknec
htらによって記載される系は、ヒト細胞株において発現される非変性融合タン
パク質の早い精製を可能にする(Janknechtら、1991、Proc.
Natl.Acad.Sci.USA 88:8972−8976)。この系に
おいて、目的の遺伝子は、ワクシニア組換えプラスミドにサブクローン化され、
その結果、遺伝子のオープンリーディングフレームが、6つのヒスチジン残基か
らなるアミノ末端タグと、翻訳的に融合される。組換えワクシニアウイルスを用
いて感染された細胞からの抽出物が、Ni2+ニトリロ酢酸アガロースカラムにロ
ードされ、そしてヒスチジンタグ化タンパク質が、イミダゾール含有緩衝液を用
いて、選択的に溶出される。
【0067】 (5.2.2. 組換えウイルスワクチンにおける標的エピトープの発現) 本発明の別の実施形態において、選択された標的エピトープを発現する生組換
えウイルスワクチンまたは不活化組換えウイルスワクチンのいずれかが、操作さ
れ得る。生ワクチンが好まれ得、なぜなら、宿主における増殖が、天然の感染に
おいて起こるのと同様の性質および大きさの延長された刺激を導き、そして従っ
て、実質的に長く永続的な免疫性を付与するからである。このような生組換えウ
イルスワクチン処方物の産生は、細胞培養におけるウイルスの増殖またはニワト
リ胚の尿膜におけるウイルスの増殖、続く精製を含む従来の方法を使用して、達
成され得る。
【0068】 これに関して、種々のウイルスは、遺伝的に操作されて、選択されたエピトー
プを発現し得る。ワクチンの目的のために、組換えウイルスは、弱毒化特性を示
すことが必要とされ得る。ヒトにおける使用のための現在の生ウイルスワクチン
候補体は、寒冷受容性、温度感受性、または弱毒化のいずれかである。トランス
フェクションに使用されるテンプレートへの適切な変異(例えば、欠失)の導入
は、弱毒化特性を用いて新規のウイルスを提供し得る。例えば、温度感受性また
は寒冷受容性に関連する特異的で多様なミスセンス変異は、個々のウイルス遺伝
子に導入され得る欠失変異および/または多様な変異へと作製され得る。これら
の変異体は、単一の点変異を含む寒冷感受性変異体または温度感受性変異体より
安定であるべきであり、そして復帰変異の頻度は顕著に低くあるべきである。あ
るいは、「自殺」特性を有する組換えウイルスが、構築され得る。このようなウ
イルスは、宿主において1または数回だけ複製を行う。
【0069】 本発明の目的のために、任意のウイルスが、本発明に一致して使用され得、こ
れは:(a)弱毒化された表現型を示すかまたは弱毒化特性を示すように操作さ
れ得る;(b)哺乳動物(特にヒト)に対する向性を示すか、またはこのような
向性を示すように操作され得る;そして(c)本発明の選択された標的エピトー
プを発現するように操作され得る。
【0070】 ワクシニアウイルスベクターは、本発明と一致して使用され得る。なぜなら、
DNAの大きなフラグメントが、容易にそのゲノムにクローン化されるからであ
り、そして組換え弱毒化ワクシニア改変は、記載されている(Meyerら、1
991、J.Gen.Vitrol.72:1031−1038)。オルトミク
ソウイルス(インフルエンザを含む);パラミクソウイルス(RSウイルスおよ
びセンダイウイルスを含む);およびラブドウイルスが、弱毒化された表現型を
生じる変異を発現するために操作され得る(米国特許出願第5,578,473
号、1996年11月26日発行を参照のこと)。これらのウイルスゲノムもま
た、本発明の選択されたエピトープのような外来ヌクレオチド配列を発現するた
めに操作され得る(米国特許出願第5,166,057号、1992年11月2
4日発行、その全体が本明細書中に参考として援用される)。逆方向遺伝的技術
(reverse genetic technique)は、弱毒化された表
現型を生じる変異を導入するように−鎖RNAウイルスゲノムおよび+鎖RNA
ウイルスゲノムを操作するために適用され得る(インフルエンザウイルス、単純
疱疹ウイルス、サイトメガロウイルスおよびエプスタイン−バーウイルス、シン
ドビスウイルスおよびポリオウイルス(Paleseら、1996、Proc.
Natl.Acad.Sci.USA 93:11354−11358を参照の
こと)において実証されるように)。これらの技術は、本発明と一致してワクチ
ンとして使用される組換えウイルスベクターを作製するための、外来DNA(す
なわち、選択された標的エピトープ)を導入するためにもまた利用され得る。さ
らに、弱毒化されたアデノウイルスおよびレトロウイルスは、標的エピトープを
発現するために操作され得る。従って、広範な種々のウイルスが、本発明のワク
チンを設計するために操作され得る(しかし、例として、および制限ではなく、
本明細書中において記載されるワクチンとして使用のための選択された標的エピ
トープを発現する組換え弱毒化ワクチンベクター)。
【0071】 1つの実施形態において、組換え改変ワクシニア改変体である、改変ウイルス
アンカラ(Modified virus Ankara)(MVA)が、ワク
チン処方物において使用される。この改変ウイルスは、トリ細胞において500
サイクルの間継代されており、そして哺乳動物細胞において完全な感染性サイク
ルを起こすことができない(Meyerら、1991、J.Gen.Virol
.72:1031−1038)。ワクチンとして使用される場合、この組換えウ
イルスは、単一の複製サイクルを終了し、そして十分なレベルの免疫応答を誘導
するが、さらにヒト宿主中には入らず、そして疾患を引き起こさない。1つ以上
の基本的なワクシニアウイルス遺伝子を欠く組換えウイルスは、複製の連続的な
回を起こすことができない。このような欠陥ウイルスは、ウイルス複製に必要と
される特異的な遺伝子を欠くワクシニアベクターを半永久的に発現する細胞株に
同時トランスフェクトすることによってこの遺伝子において産生され得る。基本
的な遺伝子を欠くウイルスが、これらの細胞株において複製されるが、ヒト宿主
に投与される場合、1回の複製を完遂することはできない。このような調製物が
、この不全(abortive)サイクルにおいて、十分な数の遺伝子を転写お
よび翻訳し得、免疫応答を誘導する。
【0072】 あるいは、多量の株が投与され得、その結果これらの調製物が、不活化(死菌
)ウイルス、ワクチンとして機能する。不活化ワクチンについて、異種遺伝子産
物が、ウイルス成分として発現、その結果、この遺伝子産物は、ビリオンと関連
することが好ましい。このような調製物の利点は、それらがネイティブタンパク
質を含み、そして死菌ウイルスワクチンの製造において使用されるホルマリンま
たは他の薬剤を用いての処理により、不活化を起こさないことである。
【0073】 本発明の別の実施形態において、不活化ワクチン処方物が、組換えウイルスを
殺傷するために従来の技術を使用して調製される。不活化ワクチンはそれらの感
染性が破壊されている意味において「死」である。理想的には、このウイルスの
感染性は、免疫原性に影響しないで破壊される。不活化ワクチンを調製するため
に、組換えウイルスが、細胞培養においてまたはニワトリ胚の尿膜において増殖
され得、ゾーン超遠心分離によって精製され得、ホルムアルデヒドまたはβ−プ
ロピオラクトンによって不活化され得、そしてプールされ得る。生じたワクチン
は、通常、筋肉内に接種される。
【0074】 不活化ウイルスは、免疫学的応答を増強するために適切なアジュバントととも
に処方され得る。このようなアジュバントとして、ミネラルゲル(例えば、アル
ミニウム水酸化物);表面活性物質(例えば、リゾレシチン、プルロニックポリ
オール(pluronic polyol)、ポリアニオン);ペプチド;油性
(oil)エマルジョン;および潜在的に有用なヒトアジュバント(例えば、B
CGおよびCorynebacterium parvum)が挙げられ得るが
これらに限定されない。
【0075】 (5.2.3.処置および/またはワクチン接種の方法) 同定された本発明の標的エピトープは、大量に産生され得るので、このように
して産生および精製される抗原は、ワクチン調製物における使用を有する。この
標的エピトープは、サブユニットワクチン調製物に処方され得るか、またはウイ
ルスベクターに操作され、そしてワクチン調製物に処方され得る。あるいは、標
的エピトープをコードするDNAが直接ワクチン調製物として投与され得る。一
旦、被験体に投与された「裸の(naked)」プラスミドDNAは、細胞に侵
入し、Tリンパ球が選択されたエピトープを提示する細胞を攻撃するために、侵
入された細胞の表面上に発現され、そして細胞性免疫応答を誘発する。この選択
されたエピトープはまた、診断における用途を有する(例えば、被験体由来の体
液のサンプルにおいて腫瘍の存在を検出または測定し、そしてこのようにして癌
および腫瘍を診断し、そして/またはワクチン接種後の被験体の細胞性免疫応答
をモニターする)。
【0076】 本発明の組換えウイルスは、腫瘍細胞に対する免疫応答を発生させるために、
腫瘍保有哺乳動物(ヒトを含む)を処置するために使用され得る。十分なそして
適切な免疫応答の発生は、インビボで腫瘍の後退を導く。このような「ワクチン
」は、単独または他の治療的な養生法(化学療法、放射線療法、手術、骨髄移植
などを含むが、これらに限定されない)との組み合わせのいずれかで、腫瘍の処
置のために使用され得る。例えば、外科技術または放射線技術は、腫瘍塊を減量
するために使用され得、その後、身体中に残っている腫瘍塊または微小転移巣の
後退を確実にし、そして進行を予防するために、本発明のワクチン処方物が投与
され得る。あるいは、この「ワクチン」の投与は、このような外科的、放射線療
法的または化学療法的処置に先行し得る。
【0077】 あるいは、本発明の組換えウイルスは、腫瘍を含まない被験体を免疫化または
「ワクチン接種」して腫瘍の形成を予防するために使用され得る。遺伝子検査の
出現とともに、今や、被験体の癌に対する素因を予測することが可能である。従
って、このような被験体は、適切な腫瘍関連抗原を発現する組換えワクシニアウ
イルスを用いて免疫化され得る。
【0078】 エピトープワクチン処方物抗原の免疫効力は、試験動物における免疫化後の免
疫応答をモニタリングすることにより、または当該分野において公知の任意の免
疫アッセイの使用により決定され得る。細胞媒介免疫応答の発生は、免疫応答の
指標として得られ得る。試験動物としては、マウス、ハムスター、イヌ、ネコ、
サル、ウサギ、チンパンジーなどが挙げられ得、そして最終的にヒト被験体が挙
げられ得る。
【0079】 このようなワクチンの適切な調製物としては、注射液(液体溶液または懸濁液
のいずれかとして)が挙げられ;注射前の、溶液中の溶液、溶液中の懸濁液に適
切な固体形態もまた調製され得る。この調製物はまた、乳化され得るか、または
リポソーム中にカプセル化されるポリペプチドであり得る。活性な免疫原生成分
は、しばしば薬学的に受容可能かつ、この活性成分と適合性の賦形剤と混合され
る。適切な賦形剤としては、例えば、水、生理食塩水、デキストロース、グリセ
ロール、エタノールなど、およびそれらの組み合わせが挙げられる。さらに、所
望であれば、このワクチン調製物はまた、湿潤剤または乳化剤、pH緩衝剤、お
よび/またはワクチンの効力を高めるアジュバントなどの少量の補助物質を含有
する。
【0080】 効果的であり得るアジュバントの例としては、以下が挙げられるが、これらに
限定されない:水酸化アルミニウム、N−アセチル−ムラミル−L−トレオニル
−D−イソグルタミン(thr−MDP)、N−アセチル−ノル−ムラミル−L
−アラニル−D−イソグルタミン、N−アセチルムラミル−L−アラニル−D−
イソグルタミニル−L−アラニン−2−(1’−2’−ジパルミトイル−sn−
グリセロ−3−ヒドロキシホスホリルオキシ)−エチルアミン、GM−CSF、
QS−21(治験薬、Progenics Pharmaceuticals,
Inc.)、DETOX(治験薬、Ribi Pharmaceuticals
)およびBCG。
【0081】 アジュバントの効果は、標的エピトープに対して指向される細胞性免疫応答の
誘発を測定することにより決定され得る。
【0082】 本発明のワクチンは、多価または一価であり得る。多価ワクチンは、1を超え
る抗原の発現を指向する組換えウイルスから作製される。
【0083】 所望であれば、この組成物はまた、少量の湿潤剤あるいは乳化剤、またはpH
緩衝剤を含有し得る。この組成物は、液体溶液、懸濁液、乳濁液、錠剤、丸剤、
カプセル、徐放性処方物、または粉末であり得る。経口処方物は、標準的なキャ
リア(例えば、薬学的等級のマンニトール、ラクトース、デンプン、ステアリン
酸マグネシウム、サッカリンナトリウム、セルロース、炭酸水素マグネシウムな
ど)を含有し得る。
【0084】 一般的に、これらの成分は、別々に供給されるか、または単位投薬形態(例え
ば、凍結乾燥粉末または密封容器(例えば、アンプルまたは活性薬剤の量を示す
サシェ(sachette))に入った無水濃縮物)に一緒に混合されて供給さ
れるかのいずれかである。この組成物が注射により投与される場合、これらの成
分を投与前に混合するために、滅菌された希釈剤のアンプルが提供され得る。
【0085】 特定の実施形態においては、本発明の凍結乾燥されたエピトープは、第一の容
器で提供され;第二の容器は、50%グリセリン、0.25%フェノール、およ
び防腐剤(例えば0.005%ブリリアントグリーン)の水溶液からなる希釈剤
を含有する。
【0086】 精製抗原のワクチン調製物としての使用は、標準的な方法により行われ得る。
例えば、精製タンパク質は適切な濃度に調整され、任意の適切なワクチンアジュ
バントと共に処方され、使用のために包装されるべきである。適切なアジュバン
トは、以下が挙げられるが、これらに限定されない:ゲル状鉱物(例えば、水酸
化アルミニウム);界面活性物質(例えば、リゾレシチン、プルロニック(pl
uronic)ポリオール);ポリアニオン;ペプチド;油乳濁液;ミョウバン
、およびMDP。免疫原はまた、リポソームに取り込まれるかまたは、ポリサッ
カライドおよび/またはワクチン処方物における使用のための他のポリマーに結
合体化され得る。例えば、組換え抗原がハプテン(すなわち、同族の抗体と選択
的に反応し得るという点で抗原性であるが、免疫応答を誘発し得ないという点で
免疫原性でない分子)の場合においては、このハプテンは、キャリアまたは免疫
原性の分子と共有結合され得る;例えば、血清アルブミンのような大きいタンパ
ク質は、それに結合するハプテンに免疫原性を与える。ハプテンキャリアは、ワ
クチンとしての使用のために処方され得る。
【0087】 多くの方法が、上述のワクチン処方物を患者に導入するために使用され得る。
これらの方法としては、経口、皮内、筋肉内、腹腔内、静脈内、皮下、鼻腔内、
経皮、硬膜外、肺、胃、腸管、直腸、膣、または尿道の経路が挙げられるが、こ
れらに限定されない。本発明の生組換えワクシニアワクチン処方物を用いる処置
の方法の場合、ワクシニアウイルス感染の天然の経路を経て(すなわち、口、鼻
、胃、腸管、直腸、膣または尿管などの粘膜または表面の経路を通じて)、この
処方物を導入することが好適であり得る。CTL応答を誘導するために、投与の
粘膜経路は、口または鼻の膜を通り得る。あるいは、投与の筋内または腹腔内経
路が用いられ得る。好ましくは、106〜107PFU(プラーク形成単位)の投
与量の寒冷適応(cold adapted)組換えワクシニアウイルスがヒト
患者に与えられる。
【0088】 この処方物中に使用されるワクチン調製物の正確な用量はまた、投与の経路お
よび患者の性質に依存し、そして熟練者の判断および標準的な臨床技術に従った
各患者の状況に従って決定されるべきである。効果的な免疫化の量は、ワクチン
調製物が投与される宿主における抗原に対する免疫応答を引き起こすために十分
な量である。
【0089】 引き続く用量または追加免疫の用量が必要とされる場合、MVAなどの改変ワ
クシニアウイルスが組換えを生じさせるために用いられる親ウイルスとして選択
され得る。あるいは、他のウイルス(例えば、アデノウイルス、カナリア痘ウイ
ルス)またはサブユニット調製物が追加投与に用いられ得る。免疫化および/ま
たは癌免疫療法は、組み合わされた免疫化養生法(例えば、本発明の組換えワク
シニアウイルスワクチンを用いる免疫化および組換えワクシニアウイルスワクチ
ンの追加免疫)を用いて達成され得る。このような実施形態においては、強い二
次CD8+T細胞応答が、同じエピトープを発現する異なるウイルスを用いる初
回刺激および追加免疫の後に誘導される(このような免疫化および追加免疫の方
法については、例えば、Murataら、Cellular Immunol.
173:96−107を参照のこと)。例えば、患者は、エピトープ(例えば、
選択された腫瘍関連抗原またはそれらのフラグメント)を発現する組換えワクシ
ニアウイルスを含有する本発明のワクチン処方物で、まず初回刺激される。次い
で、この患者は、同様のエピトープを発現するワクシニア以外の組換えウイルス
を含有するワクチン処方物で追加免疫(例えば、21日後)される。このような
初回刺激に続く追加免疫は、強い二次CD8+T細胞応答を誘導する。このよう
な初回刺激および追加免疫養生法は、選択された腫瘍関連抗原を発現する、腫瘍
、転移または腫瘍性の増殖を有する患者を処置するために、好ましくは用いられ
る。
【0090】 なお別の実施形態においては、この組換えワクシニアウイルスは、不活化され
た腫瘍細胞、腫瘍関連抗原あるいはそのエピトープを含有するサブユニットワク
チン、または別の組換えウイルスワクチン(例えば、アデノウイルス、カナリア
痘ウイルス、またはMVA)を用いる一次免疫化に続く追加免疫として使用され
得る。
【0091】 代替の実施形態においては、特定の腫瘍関連抗原、エピトープまたはそれらの
フラグメントをコードする組換えワクシニアウイルスは、患者と組織適合性であ
り、かつ腫瘍関連抗原に対して特異的なTリンパ球の活性化のための選択的免疫
療法において使用され得る(選択的免疫療法の方法については、例えば、198
7年9月1日に発行された、Rosenberg、米国特許第4,690,91
5号;1992年1月14日に発行された、Zarlingら、米国特許第5,
081,029号を参照のこと)。このようなTリンパ球は、患者または組織適
合性のドナーから単離され得る。このTリンパ球は、インビトロで本発明の組換
えワクシニアウイルスに曝すことにより活性化される。活性化されたTリンパ球
は、増殖され、そして腫瘍関連抗原エピトープに対して指向されるT細胞免疫を
移すために、患者へと接種される。
【0092】 本発明はまた、1以上の本発明のワクチン処方物の成分を含有する1以上の容
器を含む薬学的なパックまたはキットを提供する。このような容器には、化学薬
品または生物学商品の製造、使用または販売を規制する行政機関により定められ
た形式の通知が付随され得る。この通知は、その機関による、ヒトへの投与に対
する製造、使用または販売の承認を示す。
【0093】 本発明は、以下の実施例において詳細に記載される例示的な実施形態を参考に
することにより、より良く理解される。
【0094】 (6.実施例:発現ライブラリーを作製するための改変されたワクシニアウイ
ルスベクターを使用する3分子組換え) 本実施例は、改変されたワクシニアウイルスベクターを使用する3分子組換え
方法、および100%近い組換えワクシニアウイルスを産生する関連するトラン
スファープラスミドを記載し、そして初めて、ワクシニアウイルスにおける代表
的なDNAライブラリーの効率的な構築を可能にする。
【0095】 (6.1. ベクターの構築) 先に記載されたワクシニアウイルストランスファープラスミドpJ/K(イン
フレームでNot Iサイトを含むワクシニアウイルスチミジンキナーゼ遺伝子
を有するpUC13誘導プラスミド(Merchlinsky,M.ら、Vir
ology 190:522−526))は、さらに改変されて、強力なワクシ
ニアウイルスプロモーターに続いてNot IおよびApa I制限サイトを組
み入れる。2つの異なるベクター、p7.5/tkおよびpEL/tkは、それ
ぞれ、7.5Kワクシニアウイルスプロモーターまたは強い合成の初期/後期(
E/L)プロモーターのいずれかを含む(図1)。このApa Iサイトを、A
TGコドンを含む強い翻訳開始配列の前に配置した。この改変は、それをウイル
スのワクシニアウイルスチミジンキナーゼ(tk)遺伝子の制御配列およびコー
ド配列に隣接させるために、tk遺伝子内に導入された。これら2つの新しいプ
ラスミドベクターのtk遺伝子内の改変は、隣接するtk配列における相同組換
えにより、ワクシニアウイルスWR株誘導vNot I-ベクターのゲノムに移
され、新しいウイルスベクターv7.5/tkおよびvEL/tkを生成した。
重要なことには、これらのウイルスベクターのNot IおよびApa I制限
エンドヌクレアーゼ消化に続き、2つの大きいウイルスDNAフラグメントが単
離され、各々、別々のワクシニアtk遺伝子の非相同的なセグメントを含み、そ
して共に、感染性のウイルス粒子の構築に対して必要な全ての遺伝子を含む。こ
れらのベクターの構築および特徴付け、ならびにワクシニアウイルスにおけるD
NAフラグメントの直接的な連結のためのそれらの代替の使用に関するさらなる
詳細は、以下の第14節に記載される。
【0096】 (6.2. 増加した頻度のワクシニアウイルス組換え体の産生) ワクシニアウイルスにおける組換え体の産生のための標準的な方法は、組換え
ワクシニアトランスファープラスミドとウイルスゲノムとの間の、相同組換えを
利用する。表1は、ワクシニアウイルス感染細胞への組換えトランスファープラ
スミドのトランスフェクションの後の相同組換えの頻度を、標準的な条件下でア
ッセイしたモデル実験の結果を示す。機能的なアッセイを容易にするため、H−
2Kbと会合するオボアルブミンの免疫優性の257〜264ペプチドエピトー
プをコードするミニ遺伝子を、トランスファープラスミドtk遺伝子のNot1
部位に挿入した。相同組換えの結果、分裂されたtk遺伝子は、任意の組換えウ
イルスの野生型ウイルスtk+遺伝子で置換される。これは、組換えのためのマ
ーカーとして役立つ。なぜならば、tk−ウイルスに感染したtk−ヒト143
B細胞は、野生型tk+ウイルスに感染した細胞と対照的に、BrdUの毒性効
果に対して耐性があるからである。組換えウイルスは、125mMのBrdUの
存在下で培養された143B細胞上のウイルスpfuにより記録され得る。この
様式において誘導される組換え体の頻度は、0.1%のオーダーの頻度である(
表1)。
【0097】 (表1:標準的な相同的組換えによる組換えワクシニアウイルスの産生)
【0098】
【表1】 * ワクシニアウイルス株vNot1** %組換え=(BrdUありの力価/BrdUなしの力価)×100。
【0099】 この組換え頻度は非常に低いため、ワクシニアベクターにおけるcDNAライ
ブラリーの効率的な構築が可能ではない。以下の2つの手順を、増加した頻度の
ワクシニアウイルス組換え体の産生のために用いた。
【0100】 (i)ワクシニアウイルス感染細胞へのプラスミドトランスファーベクターの
トランスフェクションの後の相同的な組換えにより産生されるウイルス組換え体
の頻度を制限する1つの要因は、プラスミドDNAのトランスフェクションが相
対的に非効率的なのに対してウイルス感染が非常に効率的なことである。その結
果、多くの感染細胞は組換えプラスミドを取り込まず、そしてそれ故、野生型ウ
イルスのみを産生し得る。この組換えの効率の希釈を減少させるため、裸のウイ
ルスDNAおよび組換えプラスミドDNAの混合物を家禽ポックスウイルス(F
PV)感染哺乳動物細胞にトランスフェクトした。他書(Scheifling
er,F.ら、1992,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 8
9:9977−9981)により以前記載されたように、FPVは哺乳動物細胞
において複製しないが、非感染性の裸のワクシニアDNAを用いてトランスフェ
クトされた細胞への成熟したワクシニアウイルス粒子のパッケージングのために
必要とされる必要なヘルパー機能を提供する。この相同組換え技術の改変のみで
、ウイルス組換え体の頻度を約35倍の3.5%まで増加させた(表2)。
【0101】 (表2:改変された相同組換えによる組換えワクシニアウイルスの産生)
【0102】
【表2】 表2:BSC1細胞のコンフルエントな単層(5×105細胞/ウェル)をmo
i=1.0の家禽ポックスウイルス株HP1で感染させた。2時間後、上清を除
去し、細胞をOpti−Mem I培地で2回洗浄し、そしてリポフェクトアミ
ンを用いて、600ngのワクシニア株WRゲノムDNAを単独、または1:1
もしくは1:10(ワクシニア:プラスミド)モル比のプラスミドpE/Lov
aのいずれかでトランスフェクトした。このプラスミドは、SIINFEKLエ
ピトープをコードするオボアルブミンcDNAのフラグメントを含み、マウスの
クラスI MHC分子Kbと高い親和力で結合することが知られている。このミ
ニ遺伝子の発現を、強い、合成の初期/後期ワクシニアプロモーターにより制御
させる。この挿入物を、ワクシニアtkDNAに隣接させる。3日後、細胞を収
集し、そしてドライアイス イソプロパノール/37℃水浴における3サイクル
の凍結/解凍によりウイルスを抽出した。粗ウイルスストックを、ヒトTK−1
43B細胞において、BrdUあり、およびBrdUなしでプラークアッセイに
より力価を測定した(titer)。* %組換え=(BrdUありの力価/BrdUなしの力価)×100。
【0103】 (ii)ウイルス性組換えの頻度におけるさらなる有意な増加は、FPV感染
細胞を、組換えプラスミド、ならびにNotIおよびApaI制限エンドヌクレ
アーゼを用いて消化することにより産生されたワクシニアウイルスV7.5/t
k DNAの2つの大きなおよそ80キロベースのフラグメントおよび100キ
ロベースのフラグメントの混合物でトランスフェクトすることによって得られた
。NotIおよびApaI部位がtk遺伝子の中に導入されたので、これらの大
きなワクシニアDNAアームの各々は、tk遺伝子のフラグメントを含む。2つ
のtk遺伝子フラグメントの間には、相同性がないので、2つのワクシニアアー
ムが連結され得る唯一の方法は、組換え転移プラスミド中の挿入物に隣接する相
同なtk配列を通した架橋によるものである。表3の結果は、感染されたtk細
胞のBrdU耐性により決定された場合に、3重にトランスフェクトされた細胞
中に産生された感染性ワクシニアウイルスの99%より多くが、DNA挿入物に
対して組換え体であることを示す。
【0104】
【表3】 表3:ワクシニア株V7.5/tk(1.2μg)由来のゲノムDNAを、Ap
aIおよびNotI制限エンドヌクレアーゼを用いて消化した。消化したDNA
を、半分に分けた。1つのプールを、pE/Lovaの1:1(ワクシニア:プ
ラスミド)モル比で混合した。このプラスミドは、オボアルブミンcDNAのフ
ラグメントを含み、これは、SIINFEKLエピトープをコードし、マウスの
クラスI MHC分子に対する高い親和性Kbで結合することが公知である。こ
のミニ遺伝子の発現は、強力な合成的初期/後期ワクシニアプロモーターによっ
て制御される。この挿入物は、ワクシニアtk DNAに隣接する。DNAを、
リポフェクタミンを用いて、moi=1.0 FPVで2時間前に感染されてい
るBSC1細胞のコンフルエントな単層中(5×105細胞/ウェル)にトラン
スフェクトさせた。1つのサンプルは、600ngの未処理ゲノムV7.5/t
kDNAを用いてトランスフェクトさせた。3日後、細胞を収集し、そしてウイ
ルスを、ドライアイスイソプロパノール/37℃水浴での3回の凍結融解によっ
て抽出した。粗ウイルスストックを、BrdU選択ありおよびなしで、TK−1
43B細胞上にプラーク形成させた。 ★ %組換え体=(BrdUありの力価/BrdUなしの力価)×100 (6.3.ワクシニアウイルス中の提示的(representative)
cDNAライブラリーの構築) cDNAライブラリーを、既知の細胞性mRNA配列の提示的な発現を示すた
めに、ワクシニアベクター中に構築する。
【0105】 さらなる改変が、感染細胞における組換え発現の効率を増強するために、p7
.5/tk転移プラスミドおよびv7.5/tkウイルスベクターの中に導入さ
れた。これらは、3つの異なる読み取り枠中の翻訳開始部位、ならびに翻訳終止
シグナルおよび転写終止シグナルの両方、およびDNA挿入物のためのさらなる
制限部位の導入を含む。
【0106】 第一に、p7.5/tkのHindIII Jフラグメント(ワクシニアtk
遺伝子)を、このプラスミドからpBSファージミド(Stratagene)
のHindIII部位へサブクローン化し、pBS.Vtkを作製した。
【0107】 第二に、pBS.Vtkの本来の多重クローニング部位の一部分は、プラスミ
ドをSmaIおよびPstIを用いて切断、大豆ヌクレアーゼを用いて処理し、
そしてそれ自身に連結しなおし、pBS.Vtk.MCS−を産生することによ
って除去された。この処理は、pBS.Vtkから独特のSmaI、BamHI
、SalI、およびPstI部位を除去した。
【0108】 第三に、この時点における目的は、新しい多重クローニング部位をpBS.V
tk.MCS−の中の7.5kプロモーターの下流に導入することであった。新
しい多重クローニング部位は、4つの異なる上流のプライマーおよび共通の下流
のプライマーを使用したPCRによって産生された。共に、これら4つのPCR
産物は、ATG開始コドンのいずれも、すなわち3つの可能性がある読み取り枠
の各々におけるATG開始コドンを含まない。さらに、各PCR産物は、その3
’最末端に、3つの読み取り枠全てにおける翻訳終止コドン、およびワクシニア
ウイルス転写二重終止シグナルを含む。これら4つのPCR産物は、別々にpB
S.Vtk.MCS−のNotI/ApaI部位の中に連結され、4つのベクタ
ーp7.5/ATG0/tk、p7.5/ATG1/tk、p7.5/ATG3
/tk、およびp7.5/ATG4/tkを産生した。これらのp7.5/tk
ベクターと比較した配列改変は、図2に示される。各ベクターは、DNA挿入物
のクローニングのために独特なBamHI、SmaI、PstI、およびSal
I部位を含み、このDNA挿入物は、それら自身の内在性翻訳開始部位を使用す
るか(ベクターp7.5/ATG0/tkにおいて)、または3つの可能な読み
取り枠のいずれか1つにおけるベクターの翻訳開始部位を利用するか(p7.5
/ATG1/tk、p7.5/ATG3/tk、およびp7.5/ATG4/t
k)のいずれかである。
【0109】 モデル実験において、cDNAは、マウス腫瘍細胞株(BCA39)のポリ−
A+mRNAから合成され、そして4つの改変されたp7.5/tk転移プラス
ミドの各々の中に連結された。NotIおよびApaIで消化されたv/tkワ
クシニアウイルスDNAアームの20μg等量は、4つの組換えプラスミドcD
NAライブラリーの等モル混合物と共に、FPVヘルパーウイルス感染BSC−
1細胞中に3分子組換え(tri−molecular recombinat
ion)のためにトランスフェクトされた。回収されたウイルスは、90%より
多くがBrdU耐性であった6×106pfuの合計力価を有した。
【0110】 組換えワクシニアライブラリー中のcDNA挿入物の大きさの分配を特徴付け
るために、個々の隔離されたプラークを、滅菌パスツールピペットを用いて拾い
上げ、そして100μlリン酸緩衝化生理食塩水(PBS)を含む1.5mlチ
ューブに移した。ウイルスは、ドライアイス/イソプロパノールおよび37℃水
浴中での3回の凍結融解によって細胞から放出された。およそ3分の1の各ウイ
ルスプラークを、最終容量250μlのtk−ヒト143B細胞を含む12ウェ
ル皿の1つのウェルへ感染させるために使用した。2時間の感染期間の最後に各
ウェルを、2.5%ウシ胎仔血清(DMEM−2.5)および最終濃度を125
μg/mlとするに十分なBUdRを有する、1ml DMEMで覆った。細胞
を37℃でのCO2インキュベーター内で3日間インキュベートした。3日目に
、細胞を回収し、遠心分離によってペレット状にし、そして500μlのPBS
中で再懸濁した。ウイルスは、上記したような3回の凍結融解によって細胞から
放出された。各ウイルスストックの20%を、50mm組織培養皿中で最終容量
が3ml DMEM−2.5において、コンフルエントな単層BSC−1細胞を
感染させるために使用した。2時間の感染期間の最後に、細胞を3mlのDME
M−2.5で覆った。細胞を37℃でのCO2インキュベーター内で3日間イン
キュベートした。3日目に、細胞を回収し、遠心分離によってペレット状にし、
そして300μlのPBS中で再懸濁した。ウイルスは、上記したような3回の
凍結融解によって細胞から放出された。粗ウイルスストックの100μlを1.
5mlチューブに移し、等量の融解した2%低融点アガロースを加え、そしてウ
イルス/アガロース混合物をパルスフィールドゲルサンプルブロック中に移した
。アガーのウォーム(worm)が凝固したとき、これらをサンプルブロックか
ら取り出し、そして3つの等しい切片に切断した。全ての3切片は、同じ1.5
mlチューブに移され、そして250μlの0.5M EDTA、1%サルコシ
ル、0.5mg/mlプロテインキナーゼKを添加した。このウォームを、この
溶液中で37℃にて24時間インキュベートした。ウォームを、500μlの0
.5×TBE緩衝液中で数回洗浄し、そして各ウォームの1つの切片を、1%の
低融点アガロースゲルのウェルに移した。ウォームを添加した後、さらなる融解
した1%の低融点アガロースを添加することによりウェルを密閉した。次にこの
ゲルを、Bio−Radパルスフィールドゲル電気泳動装置で、0.5×TBE
中16時間、200ボルト、8秒のパルス時間において電気泳動した。ゲルを、
エチジウムブロマイド中で染色し、そしてワクシニアゲノムDNAを含むアガロ
ースの部分を、ゲルから摘出し、そして1.5mlチューブに移した。ワクシニ
アDNAを、β−Agarase(Gibco)を用いて製造者の推奨に従って
アガロースから精製した。精製したワクシニアDNAを、50μlのddH2
中で再懸濁した。1μlの各DNAストックを、製造者の推奨に従って最終容量
20μlにおいて、ワクシニアTK特異的プライマーMM428およびMM43
0(これは挿入の部位に隣接する)ならびにKlentaqポリメラーゼ(Cl
ontech)を使用するポリメラーゼ連鎖反応(PCR)の鋳型として使用し
た。反応条件は、95℃で5分間の最初の変性工程、引き続く以下の30サイク
ル:94℃で30秒、55℃で30秒、68℃で3分を含んだ。2.5μlの各
PCR反応物を、1%アガロースゲルで分離し、そしてエチジウムブロマイドを
用いて染色した。多様なサイズの増幅フラグメントが、観察された。PCRで増
幅された隣接するベクター配列について補正された場合、挿入物は、サイズが3
00bpと2500bpとの間の範囲である。
【0111】 ワクシニアウイルスcDNAライブラリーは、マウスαチューブリン配列に対
して相同なクローンの提示という点でさらに特徴付けられた。ライブラリー由来
の300、900または2,700ウイルスpfuのいずれかの平均を有する2
0の別々のプールは、BrdUが存在下で、143B tk−細胞の単層を感染
させることにより増幅された。DNAを、3日後に各感染された培養物から抽出
し、そしてαチューブリン配列の存在について、チューブリン特異的プライマー
を用いたPCRによりアッセイした。陽性プールの頻度のポアソン分析は、あら
ゆる2000〜3000ウイルスpfuに対して1つのαチューブリン組換え体
の頻度を示す。これは、このマウス腫瘍細胞株におけるαチューブリン配列の推
定された頻度とは有意に異ならず、そしてワクシニアcDNAライブラリーにお
けるこの無作為に選択された配列の提示的な発現を示唆する。
【0112】 (6.4.議論) 上記された3分子組換えストラテジーは、100%に近いウイルス組換え体を
産生する。これは、プラスミド転移ベクターをワクシニアウイルス感染細胞中へ
トランスフェクトすることによるウイルス組換え体産生に対する近年の方法を超
える、高度に顕著な改良である。この後者の手順は、わずか0.1%オーダーの
頻度においてウイルス組換え体を産生する。3分子組換えにおけるウイルス組換
え体の高い収率は、初めて、ワクシニアウイルス由来ベクター中で効果的にゲノ
ムライブラリーまたはcDNAライブラリーを構築することを可能にする。実験
の初期の段階では、6×106組換えウイルスの力価は、NotIおよびApa
Iで消化したワクシニアベクターアームと等モル濃度の腫瘍細胞cDNAとの2
0μgの混合物を用いたトランスフェクションに従って得られた。この技術的な
進歩は、新しくそして効率的なスクリーニング、ならびに特異的なゲノムクロー
ンおよびcDNAクローンの単離のための選択ストラテジーの可能性を創造する
【0113】 本明細書中に開示されるような3分子組換え方法は、ワクシニアウイルスおよ
びヘルペスウイルスを含む哺乳動物ウイルスのような他のウイルスを用いて使用
され得る。典型的に、相同性を有さない2つのウイルスアームが産生される。ウ
イルスアームが連結され得る唯一の方法は、プラスミドのような転移ベクター中
の挿入物に隣接した相同性配列を通した架橋による。2つのウイルスアームおよ
び転移ベクターが同じ細胞に存在する場合、産生された感染性ウイルスのみが、
転移ベクター中のDNA挿入物について組換え体である。
【0114】 ワクシニアウイルスおよび他の哺乳動物ウイルスにおいて本発明の3分子組換
え方法によって構築されるライブラリーは、ワクシニアウイルスおよび本発明の
CTLスクリーニング系における標的抗原の同定の際におけるその使用について
本明細書中に記載される利点に類似した利点を有し得る。より複雑なアッセイを
真核細胞において行う場合、同様の利点が、ワクシニアウイルスまたは他の哺乳
動物ウイルス中で構築されたDNAライブラリーに対して期待される。このよう
なアッセイは、真核細胞のレセプターおよびリガンドをコードするDNAのスク
リーニングを含むが、これらに限定されない。
【0115】 (7.実施例:HLAおよびヒトCD8トランスジェニックマウスにおけるヒ
ト腫瘍に特異的な細胞傷害性T細胞の導入) 本実施例において、HLAおよびヒトCD8トランスジェニックマウスは、マ
ウスT細胞に対する同時刺激因子(costimulator)活性を発現しな
い非腫瘍形成性の不死化された正常ヒト細胞株と寛容化され、そして引き続いて
その同じ正常細胞株からインビトロ変異誘発または癌遺伝子形質転換によって誘
導されたB7(同時刺激因子)トランスフェクトされた腫瘍細胞で免疫された。
HLA導入遺伝子は、マウス胸腺における高親和性のHLA−拘束T細胞のレパ
ートリーの選択を可能にする。さらに、ヒトCD8導入遺伝子は、マウスCD8
がヒトクラスI MHCと効率的に相互作用しないので、必要とされる。B7ト
ランスフェクトされた腫瘍細胞を用いた免疫の次に、脾臓CD8+T細胞を単離
し、そしてインビトロにおいて、非腫瘍形成性の不死化されたヒト細胞での同時
刺激の非存在下で再度刺激する。腫瘍形成性細胞株および非腫瘍形成性細胞株に
よって共有される抗原に対する寛容誘導の2つの経路は、これらの操作を通して
活性化され得る。当業者に公知のように、非常に若いマウスにおける抗原の暴露
は、クローンの欠失およびT細胞アネルギーの誘導の両方を含み得る機構による
寛容誘導に有利である。さらに、同時刺激因子活性の非存在下における、それら
の抗原特異的レセプターを通した活性化T細胞の再刺激は、これらT細胞のアポ
トーシス性排除を誘導する。この免疫のレジメンは、相同な正常細胞と交差反応
しない腫瘍特異的CTLを富化した。
【0116】 一連の腫瘍細胞株が使用された。これらは全て、一つの不死化された非腫瘍形
成性細胞株から由来する。非腫瘍形成性細胞は、腫瘍細胞においてもまた発現さ
れる多数の正常ヒトタンパク質に対する寛容を誘導するために使用された。多様
な発癌物質または癌遺伝子形質転換によって同じ正常細胞から別々に誘導された
腫瘍のパネル(panel)の利用可能性は、発癌物質特異的であるかまたは、
腫瘍細胞株のインビトロ増殖の間の無作為な遺伝的浮動によって生じ得る抗原の
変化を濾し出す(filter out)ことを可能にする。
【0117】 ヒト膀胱腫瘍細胞株に特異的な細胞傷害性T細胞は、腫瘍が由来する正常細胞
株に対し寛容化された、(HLA−A2/Kb×ヒトCD8)F1ハイブリッド二
重トランスジェニックマウスから誘導および単離された。新生児マウスは、5×
106非腫瘍形成性SV−HUCを用いて腹腔内に注射された。7週間後、これ
らは、5×106 B7.1でトランスフェクトされたppT11.B7腫瘍細
胞を用いて免疫された。ppT11は、インビトロ発癌現象によってSV−HU
Cから誘導されたいくつかの独立した腫瘍細胞株のうちの1つである(Chri
stianら、1987、Cancer Res.47:6066−6073;
Prattら、1992、Cancer Res.52:688−695;Bo
oklandら、1992、Cancer Res.52:1606−1614
)。免疫の1週間後、脾臓を取り出し、そして単一細胞懸濁液を調製した。CD
8陽性T細胞前駆体を、製造業者(Miltenyi Biotech、Sun
nyvale、CA)により推奨されるように、抗Lyt−2でコーティングさ
れたMACS(磁気細胞分類ビーズ(magnetic cell sorti
ng beads)上で富化した。次に、1.5×106のCD8により富化さ
れたT細胞を、3mlのRPMI 1640+10%ウシ胎仔血清中の4×10 5 SV−HUCを用いて、インビトロで再刺激した。この理論的根拠は、新生
児の寛容誘導を免れ、そしてppT11.B7の交差反応性決定基での刺激によ
ってインビボで活性化される任意のSV−HUC特異的T細胞は、ここでインビ
トロにおける同時刺激因子活性がネガティブなSV−HUC細胞での再刺激によ
るアポトーシスを受けるように、誘導され得るということである。24時間後、
T細胞は、2000ユニット/mlの組換えマウスIL−6の存在下で、ppT
11.B7で再度刺激される。7日目、ppT11.B7を用いた再刺激により
24時間後に続けられるSV−HUC刺激のサイクルを、繰り返す。このppT
11.B7を用いた2回の刺激は、10ng/mlの組換えマウスIL−7およ
び50ユニット/mlの組換えマウスIL−2の存在下で実行される。CTL活
性は、5日後に、標識化した標的SV−HUC、ppT11.B7、およびYA
C−1、マウスNK細胞による非特異的殺傷に感受性である細胞株からの標準的
なクロムの放出アッセイによって決定される。表4の結果は、以前にSV−HU
Cに対して寛容されなかったppT11.B7免疫マウス由来のCTLが、SV
−HUCおよびppT11標的細胞と同等に反応性であることを示す。対照的に
、SV−HUCでの新生児寛容化後、エフェクター:標的の割合が5:1である
細胞溶解性T細胞は、SV−HUCとよりもppT11.B7腫瘍細胞と有意に
より反応性である。B7同時刺激因子の活性は、同様の結果がB7トランスフェ
クトされた標的細胞またはトランスフェクトされていない標的細胞で観察される
ように、エフェクター段階では必要とされないことに注意する。
【0118】 表4:SV−HUC親細胞を用いて新生児期に寛容され、次にB7同時刺激因
子でトランスフェクトされたppT11.B7ヒト膀胱腫瘍細胞を用いて免疫さ
れた(HLA−A2/Kb×ヒトCD8)F1ハイブリッドトランスジェニックマ
ウスにおける腫瘍特異的応答。
【0119】
【表4】 本実施例手順の意義は、これが、ヒト上皮腫瘍細胞に対して特異的なマウスの
HLA−拘束細胞溶解性T細胞を選択する手段を提供するということである。先
に示したように、これは、そのようなT細胞を、患者PBLまたは黒色腫そして
おそらく腎細胞癌腫以外の腫瘍の腫瘍浸潤性リンパ球のいずれかから直接的に単
離することが、非常に困難であることが証明されている。さらに、5.1.1節
に強調されるように、この同じストラテジーが、2つの段階において実行され得
る。ヒト腫瘍の示差的に免疫原性な分子は、種々の異なる動物のMHCに拘束さ
れた腫瘍特異的CTLを用いて初めに同定され得る。これらの抗原は、実施例1
2に記載されるように、異なるヒトHLA型に関連してプロセスおよび提示され
る能力について、ヒトの被験体もしくはトランスジェニックマウスにおいて引き
続き特徴付けられ得る。この2段階のアプローチの利点は、多くの異なるMHC
分子が種々の近交系の株に利用可能であること、そしてこれらが、同等に広範な
腫瘍特異的免疫原性ペプチドを、最初のスクリーニングにおいて獲得するために
使用され得るということである。
【0120】 (8.実施例:特異的細胞傷害性T細胞の標的エピトープをコードするライブ
ラリーからDNA組換え体を選択するための高スループットストラテジー) この実施例において、モデル系をアッセイして、腫瘍特異的細胞傷害性T細胞
の標的エピトープをコードするDNA組換え体を選択する手順を通して得られ得
る濃縮のレベルを決定した。
【0121】 (8.1.方法および結果) 十分に特徴付けられた卵白アルブミンペプチド(SIINFEKL)(配列番
号φφ)をコードする特異的ワクシニア組換え体を、非組換えウイルスで希釈し
た。その結果、この組換え体は、0.2%、0.01%、または0.001%の
いずれかのウイルスpfuを構成した。この卵白アルブミンペプチドは、プロセ
シングされ、そしてマウスのクラスI MHC分子H−2Kbと結合して特異的
CTLに提示されることが公知である。H−2Kbを発現するMC57G細胞の
付着性単層を、このウイルス混合物にm.o.i.=1(ウェル当たり約5×1
5細胞)にて感染させた。MC57G細胞はそれ自身では卵白アルブミンペプ
チドを発現しないが、H−2Kbを発現し、それによって、この細胞が卵白アル
ブミンペプチドを結合し、そしてこれをT細胞へ提示することを可能とする。
【0122】 卵白アルブミンペプチドを発現する組換えワクシニアウイルスに12時間感染
した後、卵白アルブミンでプライムされた脾臓T細胞を、イムノドミナント卵白
アルブミンSIINFEKLペプチドでインビトロで刺激することを繰り返すこ
とによって誘導された卵白アルブミンペプチド特異的CTLを、30分間添加し
た。
【0123】 この間に、卵白アルブミンペプチドの発現を引き起こす組換え粒子に感染した
いくつかの付着細胞が、特異的細胞傷害性T細胞と相互作用し、溶解現象を起こ
した。溶解現象を起こした細胞を、単層から離した。30分後、この単層を穏や
かに洗浄し、浮遊する細胞および残っている付着細胞を別々に収集した。
【0124】 それぞれの細胞集団から抽出したウイルスを、卵白アルブミン組換えウイルス
pfuの頻度のために力価測定した。浮遊した細胞から抽出したウイルスを、次
いで、新鮮な付着性MC57G細胞および卵白アルブミンペプチド特異的CTL
と共に、別の濃縮サイクルへのインプットとして使用した。総ウイルスの10%
より多くまでのVVovaの濃縮後に、続くサイクルのm.o.i.が1から0
.1に減少する場合に、組換えウイルスのさらなる濃縮が促進されることが観測
された。表5に示されるこの結果は、5濃縮サイクルにおける初期濃度0.2%
から49%または0.01%から39%まで、および6濃縮サイクルにおける0
.001%から18%までの、VVova組換えウイルスの顕著な濃縮を実証す
る。ウェルあたり5×105個の付着性MC57G細胞およびm.o.i=1の
場合、平均して0.001%のVVova組換えウイルスの初期濃度は、1つの
培養ウェルにおいて5×103個の野生型ワクシニアウイルスのうち5つの組換
えpfuのみを播種することと等価であることに注意のこと。非常に実質的な濃
縮が、これらの条件の下でも達成される。
【0125】
【表5】 (8.2.考察) 特異的な細胞傷害性T細胞の標的エピトープをコードするDNAクローンをウ
イルスライブラリーから単離するための上記の選択方法は、同じ目的を達成する
ための既存の方法よりもはるかに効率的である。本発明に先立って、最も広く使
われている方法は、いくつかのプールの微量な成分によりT細胞刺激をアッセイ
するために、組換えプラスミドの多数の小さなプールの、別々の標的集合へのト
ランスフェクションが必要である。これは、多くのネガティブプラスミドのプー
ルをスクリーニングする必要があるため、これは、本明細書に記載のポジティブ
選択方法よりも遥かに骨の折れる集約的手順である。所定の資源の投資にとって
、本明細書に記載の方法は、他の方法で可能な頻度よりかなり低い頻度で生じる
ポジティブDNAクローンを検出し得る。このストラテジーの主要な原理は、特
異的抗体ならびにCTLを用いるDNAクローンのスクリーニングおよび選択へ
と直接拡張され得る。
【0126】 (9.実施例:腫瘍中で示差的に発現する潜在的腫瘍特異的抗原の同定) ヒトの腫瘍、癌、または感染した細胞中で示差的に発現した遺伝子の同定は、
広く効果的なヒトワクチンの開発を促進し得る。示差的な遺伝子の発現を同定す
るほとんどの方法は、差し引き(subtractive)ハイブリダイゼーシ
ョンまたはより最近記載されたディファレンシャルディスプレイ技術のいずれか
の改変形である。
【0127】 表示差異分析(representational difference
analysis)(RDA)は差し引きハイブリダイゼーションに基づいた、
全細胞のDNAの「表示」に適用される方法である(Lisitsyn,Nおよ
びN.,M.Wigler.1993.Cloning the differ
ences between two complex genomes.、S
cience 259:946−951)。LiangおよびPardee(1
992,Science 257:967−971)のディファレンシャルディ
スプレイ方法は、恣意的な10ヌクレオチドプライマーおよび固定されたオリゴ
−dTを使用し、DNA分子のより複雑なセットから恣意的なフラグメントのサ
ブセットをPCR増幅する。以下に記載のように(9.2節)、本発明者らは、
示差的に発現する遺伝子を同定し得るよう効率を増大するために、ディファレン
シャルディスプレイを改変した。この実施例において本発明者らは、これらの方
法を、腫瘍特異的な遺伝子生成物の同定を容易にする単一の非腫瘍形成性の不死
化細胞株から独立的に誘導される腫瘍の関連するセットに適用する方法を例示す
る。
【0128】 Sahasrabudheら(1993,J.Immunology 151
:6302−6310)によって記載された実験は、マウス腫瘍細胞株のセット
に焦点を合わせており、その全ての細胞株は、単一のクローン化された非腫瘍形
成性のBALB/c胚性繊維芽細胞株から独立的に誘導された。これらの腫瘍は
、それらが免疫保護抗原を共有することが公知であるために格別興味深かった。
これらの実験の目的は、共有された腫瘍抗原の分子規定への到達であった。以下
に記載の方法による示差的な遺伝子の発現および腫瘍免疫原性の効率的な分析の
ために、腫瘍細胞、ならびにその腫瘍細胞が誘導された正常細胞からすぐに入手
可能であることを利用した。
【0129】 多様な発癌物質(または発癌遺伝子の形質転換)によって、同じ正常細胞から
独立して誘導される複数の腫瘍が入手可能であることもまた、抗原性の変化を取
り出すことを可能とし、その変化は、インビトロでの腫瘍細胞の増殖の間に発癌
物質特異的であるか、またはランダムな遺伝的変動の結果として発生し得る。(
実施例10を参照のこと。ここで、一連のヒト腫瘍細胞株が記載され、それはこ
の分析の要求を満たす)。
【0130】 共有された腫瘍拒絶抗原の形質転換および発現のプロセスの間の関係を、B/
C−N7.1C.1(BALB/c胎仔から誘導された連続した繊維芽細胞株の
、接触阻害された非腫瘍形成性クローン(Collinsら、1982、Nat
ure 299:167;Linら、1985、JNCI 74:1025))
から独立して誘導された一連のマウス腫瘍(BCA 34、BCA 39、BC
A 22、およびBCB 13)間の免疫学的関係を特徴付けることによって研
究した。腫瘍の形質転換の最も近い原因は、発癌物質により誘導された変異であ
ったかもしれないが、このモデルは、形質転換のプロセスもまた限定数の共有さ
れた抗原の発現と関係あるか否かを決定する機会を提供した。
【0131】 Sahasrabudheら(1993,J.Immunology 151
:6302−6310)によって報告されているように、免疫学的な分析は、4
つのB/c.N由来の腫瘍のうち3つが、お互いに対する交差保護性の免疫を付
与することを示す。インビボでの交差保護のデータと一致して、1つの免疫学的
に関係した腫瘍で免疫されたマウスからの細胞溶解性T細胞クローンは、3つ全
ての免疫学的に関係した腫瘍を特異的に溶解するが、重要なことに、親のB/c
.N細胞または免疫学的に独立したBCB 13腫瘍とは反応しない。クローン
化された非腫瘍形成性の親細胞株から独立して誘導された腫瘍群間の免疫学的な
交差反応性の観察は、非無作為の形質転換に関連するプロセスが同じ腫瘍抗原(
単数または複数)の再発性の発現を生じることを、強く示唆する。示差的な遺伝
子の発現を分析する2つの方法(表示差異分析(RDA)および改変したディフ
ァレンシャルディスプレイ)を、関連した腫瘍抗原(単数または複数)をコード
し得るcDNAの単離に使用した。
【0132】 (9.1.表示差異分析(RDA)) RDAのPCR SELECTTMの改変型が、Clontech(Palo
Alto,CA)によって市販されている。本文および図3に要約された以下の
一般的プロトコールは、製造業者の推薦の概要である。cDNAを、トレーサー
(BCA 39腫瘍mRNAによって表示される)およびドライバー(親のB/
c.N mRNAによって表示される)の両方から合成する。トレーサーおよび
ドライバーのcDNAの両方の「表示物」は、4塩基認識配列GTACを切断し
て、平滑末端フラグメントを生じる、RsaIでの消化によって作製する。最終
的にPCRのプライマー部位として作用するアダプターを、トレーサーcDNA
フラグメントのみの5’末端に結合する(図3)。トレーサー表示物の2つのア
リコートを、2つの異なるアダプターを用いて別々に結合する。一連の2つのハ
イブリダイゼーションを行う。ハイブリダイゼーションの第1のセットにおいて
、アダプターに連結された各々のトレーサーサンプルを変性し、そしてドライバ
ーcDNAの10倍過剰の変性された表示物と8時間ハイブリダイズする。これ
らの条件下での全ての分子の再アニーリングは不完全であり、そして高コピーお
よび低コピー両方の分子のいくつかは一本鎖のままである。再アニーリングの速
度が、より大量の種についてより速いため、これは、低コピー数の一本鎖分子の
相対的な濃縮を介した分布の規格化を導く。アダプターに連結された異なるトレ
ーサーcDNA表示物の各々との2つのハイブリダイゼーション反応を、次いで
、細分化またはさらなる変性なしで、しかし、第2のハイブリダイゼーション反
応でのより新しく変性されたドライバーの添加と組み合せ、この反応を約20時
間、さらに進行させて完了させる。
【0133】 第2のハイブリダイゼーションからの生成物のアリコートを、結合したアダプ
ターの5’末端の既知の配列をプライマーとして用いて、高いストリンジェンシ
ーのPCR反応のテンプレートとして使用する。ここでの重要なポイントは、1
)第1のハイブリダイゼーションを通じて一本鎖のままであり、そして2)第2
のハイブリダイゼーションにいて代わりのアダプターに結合した相補的なトレー
サー配列へハイブリダイズする、腫瘍トレーサー配列のみが、PCRの間に指数
関数的に増幅され得ることである。これは、一本鎖を維持するか、または過剰の
ドライバーにハイブリダイズされたかのいずれかのトレーサーおよびドライバー
種の両方(これらが、相補的なプライマーを分子の1つの末端にのみ有するか、
またはどちらの末端にも有さないため)、ならびに、同じアダプターを有する分
子にハイブリダイズするトレーサー配列(なぜなら、このアダプターはプライマ
ーより長く、そしてそれら自身の相補体が変性した一本鎖分子の反対の末端に存
在するとき、それら自身の相補体と高い親和性でハイブリダイズするため(Cl
ontechによって「抑制(suppression)PCR」と呼ばれた反
応))を除外する。最終的に、高いストリンジェンシーの第2のPCRを、アダ
プターに組み込んだネステッド(nested)プライマーを使用して行って、
バックグラウンドをさらに減少させ、そして示差的に発現した配列をさらに濃縮
する。第2のPCRの生成物を、アガロースゲル上で電気泳動し、そして可視化
する。個々のバンドをさらなる分析のために切出し、そしてサブクローン化する
【0134】 (9.2.潜在的な腫瘍免疫原をコードする遺伝子の表示差異分析) この実施例は、PCR SELECTTM cDNAの差し引き方法(Clon
tech Laboratories)を、免疫学的に関連したマウス腫瘍のセ
ットにおける共有された腫瘍抗原についての強力な候補を同定するために首尾良
く使用した方法を記載する。
【0135】 図4に示されるように、フラグメント化された正常細胞cDNAの表示物を、
BCA 39腫瘍cDNAの同様の表示物から差し引くと、結果として、約30
0から2200塩基対のサイズの範囲の一連の7つの明らかに識別可能な差し引
き生成物を同定した。これらのDNAフラグメントが実際に示差的に発現された
ことを確認するため、各バンドをBluescriptプラスミド(Strat
agene)にクローン化し、それぞれのバンド由来の少なくとも5コロニーの
DNAインサートを、5つの異なる細胞株(親細胞、3つの免疫学的に交差反応
性の腫瘍細胞株、および1つの非交差反応性の腫瘍細胞株)のRNAに対するノ
ーザンブロットハイブリダイゼーションによって分析した。RDAバンド1に由
来するクローン3fの代表的な結果を、図5Aに示す。
【0136】 そのプローブは、BCA 22、34および39の腫瘍mRNAにおいて少な
くとも3つの転写物にハイブリダイズした。3つの転写物の発現は、これらの3
つの免疫学的に交差反応性の腫瘍に独特である。最少のハイブリダイゼーション
は、親のB/c.N細胞または非交差反応性のBCB 13腫瘍の、RNAを用
いて検出された。同様の結果が、独立したRNA調製物を用いた4つのノーザン
ブロットにおいて観察された。RNAサンプルの完全性および相対的ローディン
グを、マウスG3PDH遺伝子のフラグメントに対するハイブリダイゼーション
により決定した(図5B)。
【0137】 クローン3fの配列を決定し、マウス槽内のA型粒子(IAPエレメント)の
配列の一部に強く相同性であることを見出した(Aotaら、1987,Gen
e 56:1−12)。IAPは、小胞体の槽に局在化する内在性のレトロウイ
ルス様の粒子である。IAPは、機能的にパッケージングされたタンパク質をコ
ードしないために非感染性であり、その配列の潜在的env領域は、多くの保存
された終止コドンを含む(KuffおよびLueders、1988,Adva
nces in Cancer Research 51:183−276)。
大部分のIAPは、73kDaの主要なgagタンパク質、およびいくつかの逆
転転写酵素の特性を有するpolポリペプチドをコードする(Wilsonおよ
びKuff、1972,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 69
:1531−1536)。IAP転写物の発現は、種々のマウスの原発性腫瘍(
プラズマ細胞腫、乳頭腫、癌腫、乳癌、肉腫、肝細胞腫を含む)および樹立され
たマウス腫瘍およびマウス細胞株(フレンド赤白血病、骨髄単球性白血病、Tリ
ンパ腫、骨髄腫を含む)において記載された。正常な胸腺における発現は増大し
得るが、大部分の正常なマウスの体細胞組織において、非常に低いレベルの発現
のみが検出される(KuffおよびLueders、1988,Advance
s in Cancer Research 51:183−276)。
【0138】 (9.3.RDAからの示差的に発現した遺伝子配列の特徴付け) 半定量的なPCRは、示差的な発現にとってノーザンブロット分析よりもより
敏感な試験である。クローン3f配列に特異的なプライマーを、BCA 39腫
瘍およびその親細胞株の両方由来の全長オリゴ−dTプライムされたcDNAの
増幅のために使用した。マウスチューブリンプライマーを用いる増幅を、この2
つの細胞株間のテンプレートの量の規格化のために使用した。それぞれのテンプ
レートの等しいアリコートを、可変数のPCRサイクルを介して増幅した。それ
ぞれの場合において、相対的テンプレートの濃度の推定は、サイクル数に応じて
生成物が指数関数的に増加する増幅曲線の部分に直線を適合させる事によって誘
導した。この仮定は、この領域において収量が、(初期のテンプレートの濃度)
*(an)の線形関数であることであり、ここでaは、そのPCR領域における
サイクルあたりの増幅の平均であり、通常は1.5と1.8との間であり、そし
てnはサイクル数である。親B/c.N.と比較して、BCA39腫瘍cDNA
において、3fフラグメントの発現は少なくとも7倍多いことが決定された。
【0139】 腫瘍RNAにおける示差的な発現を、他の6つのRDAバンドに由来するさら
なる12クローンのインサートについて確認した。ノーザン分析は、クローン3
fについて観察したのと同一の、IAP転写物のハイブリダイゼーションパター
ン特性を示した。それぞれのクローンの配列を決定し、そのIAPのゲノムの他
の領域と相同的であることを見出した。10の独特なRDAクローンの相対部位
のマップを図6に示す。累積的に、これらのインサートが、このIAPゲノムの
大部分をカバーすることが理解され得る。
【0140】 これらのIAP配列の発現が、この3つの免疫学的に交差反応性の腫瘍(BA
C 39、BCA 34、およびBCA 22)の間で共有されているが、B/
c.N親細胞および免疫学的に無関係のBCB 13腫瘍の両方においては存在
しないか、または非常に低いことが特に印象的である。従って、IAPエピトー
プは、この共有された腫瘍抗原についての強力な候補である。異なるRDAクロ
ーンを抗原ネガティブB/c.N細胞にトランスフェクトする実験が進行中であ
り、この細胞を、次いで、腫瘍特異的なCTLによる溶解に対する感作について
試験する。IAPを含む内在性のレトロウイルスエレメントの転写活性化は、新
しいクラスの共有された腫瘍拒絶抗原を表し得る。マウスLEC自発性白血病の
腫瘍抗原LEC−Aも、IAPエレメントのgag遺伝子によりコードされるこ
とが報告されている(de Bergeyckら、1994,Eur.J.Im
munol.24:2203−2212)。最近、マウス結腸腫瘍の腫瘍拒絶抗
原であるCT26が、別の型の内在性レトロウイルスであるC型粒子によってコ
ードされることが見出された(Huangら、1996,Proc.Natl.
Acad.Sci.USA 93:9730−9735)。レトロウイルス様エ
レメントもまた、ヒトゲノム中に存在し:pol遺伝子の発現がヒト乳房(Mo
yretら、1988,Anticancer Res.8:1279−128
3)、および結腸直腸癌(Moshierら、1986,Biochem.Bi
ophys.Res.Commun.139:1071−1077)において検
出され、そしてgag遺伝子生成物に対する抗体が、ヒト精上皮腫の患者の血清
(Sauterら、1995,J.Virol.69:414−421)、およ
び腎臓細胞癌の患者の血清(Wahlstromら、1985,Lab.Inv
est.53:464−469)において報告された。
【0141】 (9.4.潜在的な腫瘍免疫原をコードする遺伝子の、改変されたディファレ
ンシャルディスプレイ) 以下の実施例において、LiangおよびPardeeのディファレンシャル
ディスプレイ方法(1992,Science 257:967−971)を、
DNAフラグメントの分離の改良のため、および偽陽性の頻度の減少のために、
改変した。
【0142】 LiangおよびPardeeによって本来記載されたディファレンシャルデ
ィスプレイ方法(1992,Science 257:967−971)は、恣
意的な10ヌクレオチドプライマーおよび固定されたオリゴ−dTを使用し、D
NAのより複雑なセットから恣意的なフラグメントのサブセットをPCR増幅す
る。原理的には、正常な細胞株および腫瘍の細胞株から産生したフラグメント間
の相異は、その2つの細胞型における遺伝子発現の相異を反映するはずである。
実際には、この方法は、時々良好に働くが、しばしば多数の偽陽性を生じる。す
なわち、さらなる特徴付けの際に、示差的提示されたように見えるバンドが、示
差的に発現されていないことが見出される。おそらくこれは、複合集団における
個々の種の可変性のPCR増幅、および顕著でないバンドを不明瞭にし得る比較
的高いバックグラウンドに起因する。示差的な発現の確立には相当の努力が要求
されるため、これらの固有の偽陽性は、有効性および生産性の点では高価である
【0143】 単一の恣意的なプライマーもまた、Welchら(3、4)によって記載され
るように、ディファレンシャルディスプレイに使用され得る。しかし、単一プラ
イマーの使用は、複合cDNA集団の同じ範囲に達するために、独立したプライ
マーの非常に多くのセットの合成を必要とする。
【0144】 それ故に、DNAフラグメントの分離の改良および偽陽性の頻度の減少のため
に改良されたディファレンシャルディスプレイ方法が必要である。
【0145】 フラグメントの分離の改良および偽陽性の頻度の減少のために、PCR増幅に
おいて使用される固定されたオリゴ−dTを、第2の恣意的なプライマーに置換
した。これは、結果として、各々のPCR反応において、より少ないDNA産物
が産生し、その結果、個々のDNAフラグメントを、配列決定ゲル上でより確実
に分離し得る。
【0146】 この改変されたディファレンシャルディスプレイプロトコルにおいて産生する
フラグメントの各々のサブセットが、全cDNAのより小さな提示であるため、
適切な試料採取のために、より多くのプライマー対が必要である。可能な66個
全てのプライマー対の組み合わせにおいて、12の独立したプライマーを利用す
る場合、平均の大きさの真核生物のcDNAについて少なくとも1つのプライマ
ー対が70bp以上のサイズの代表的なPCRフラグメントを増幅することに、
85%より大きい可能性が存在することが、負の2項分布を用いることで予想さ
れ得る。
【0147】 表6は、そのプライマー対が改変されたディファレンシャルディスプレイから
選択された、12の任意の十量体の配列を列挙する。この特異的なプライマーを
、それらの配列の多様性、3'ハイブリダイゼーション親和性、および最小の対
様式(pair−wise)ハイブリダイゼーションに基づいて選出した。
【0148】
【表6】 各々のプライマーを用いて、0.1μgのポリA−RNAおよびSupersc
rptII逆転写酵素(Gibco/BRL)を用いる分離cDNAの合成反応
行った。プライマー対の各々のメンバーを用いて作製されたcDNA産物の5パ
ーセントをKlen Tag Polymerase Mix(Clontec
h)を用いて30PCRサイクルにおける増幅のためにそのプライマー対と共に
混合した。PCRプライマーをcDNA合成のために使用し、オリゴdTプライ
ムしたcDNA合成により加えられる3'の偏りを回避した。各々のプライマー
を用いて分離合成を行うことにより、cDNA中の2つのプライマーの相対的配
向性を無作為化した。これらのcDNAを、PCR増幅のために選択されたプラ
イマーとして同じ組み合せで混合し得る。PCR増幅したcDNAフラグメント
をオートラジオグラフィーのために、6%アクリルアミドゲル上で分離し、そし
て乾燥した。少なくとも2つの腫瘍サンプルにおいて示差的提示されたこれらの
バンドを、切断し、そして再水和しそして親細胞におけるバンドではそれらを行
わなかった。この回収したDNAのアリコート(1/5)を、同じプライマーセ
ットおよび同位体の添加無しである以外は、同じPCR条件を用いて、再増幅し
た。この第二のPCR産物を1%アガロースゲル上で分離し、個々のバンドをβ
アガラーゼ(agarase)I(Gibco/BRL)とのインキュベーショ
ンにより回収した。回収した各々のDNAフラグメントを、pcDNA3.1/
Zeo(+)ファージミドベクター(Invitrogen)中に平滑末端連結
によりクローンニングした。1つのバンドが1つより多い分子種を含み得ること
が可能であるので、適切なサイズの挿入物を有する、少なくとも4つの異なる形
質転換体を、さらなる特徴付けのために拾い上げる。ノーザン分析(RNase
保護アッセイおよび半定量的PCR)を、示差的発現を確認するために行った。
【0149】 マウス腫瘍細胞株において、多くのより示差的に発現した遺伝子フラグメント
がRDAによるよりもディファレンシャルディスプレイによって同定されるよう
であることを観察した。さらに、RDAフラグメントは、2、3時間だけ曝した
ノーザンブロット上で、陽性の結果を与える。対照的に、ディファレンシャルデ
ィスプレイにより同定されたフラグメントは、しばしば数日後でさえノーザンブ
ロットにおいてシグナルを与えない。この場合、示差的発現を、RNase保護
および配列特異的プライマーを用いる半定量的PCRにより確認した。これらの
観察は、理論上の予想と一致する。この予想は、少量のcDNAのハイブリダイ
ゼーションを駆動して完結させる困難さのために、このような配列はRDAに基
づくハイブリダイゼーションによるよりも、PCRに基づくディファレンシャル
ディスプレイによって、より容易に同定されるということである。さらに、改変
したディファレンシャルディスプレイのより高い感度についての別の理由が存在
し得る。少量のmRNA種は、より小さく、より安定で、そしてより大量のmR
NA種のサイズの平均して2倍のサイズであることが報告された(Meyuha
sおよびPerry、1979、Cell 16:139−148)。従って、
任意のプライマー対の両方のメンバーは、より多量に発現されたより短い(平均
2kb)mRNA種の20%からよりも、細胞当たり非常に少数のコピーにより
表されるより長い(平均4.9kb)非常に多様なmRNA種の80%から示差
的に発現したcDNAにハイブリダイズし、そしてそのcDNAを検出するよう
である。
【0150】 予備実験において、示差的提示された3つのバンドの平均を、それぞれのプラ
イマー対について同定した。12の独立したプライマーのすべての可能な組み合
わせから生じた総計66のプライマー対を用いて、約200の遺伝子フラグメン
トを同定し得た。いくつかの場合において、複数のフラグメントが、同じ遺伝子
に由来し得る。図7は、任意の十量体(MR_1(TAC ACC GAG G
)およびMR_5(GGA CCA AGT C))の1つの対で観察されたデ
ィファレンシャルディスプレイフラグメントのパターンを示す。4つすべての腫
瘍に関連するが、親細胞に関連しない多くのバンドを同定し得る。この分布は、
腫瘍細胞の免疫原性に関連しない。なぜならば、4つの腫瘍の3つだけが免疫学
的に交差反応的であるからである。2、3時間だけ曝されたノーザンブロットで
ポジティブな結果を与えたRDAにより同定される、示差的に発現されたバンド
と対照的に、ディファレンシャルディスプレイにより同定されたフラグメントは
、数日後でさえ、ノーザンブロットにおいてシグナルを与えなかった。しかし、
ディファレンシャルディスプレイフラグメントの示差的発現を、RNase保護
アッセイにより、または配列特異的プライマーを用いた半定量的PCRにより確
認し得る。図8に例を示し、これは、ディファレンシャルディスプレイバンド9
からのクローン90を用いたRNase保護アッセイの結果である。Gene
Bankデータベースの登録と十分な相同性を有しないこの配列は、親B/c.
Nではなく、全ての4つの腫瘍株において発現された。
【0151】 上記で議論したように、本発明者らは、RDAおよびディファレンシャルディ
スプレイの結果におけるこの著しい相違を、ハイブリダイゼーションに基づくR
DA方法と比較すると、PCRに基づく改変したディファレンシャルディスプレ
イのより優れた感度に起因するとする。異なる腫瘍および正常細胞株における発
現のパターンに基づき、同系の腫瘍細胞を用いたマウスの直接的な免疫後に検出
した共有された腫瘍抗原は、より大量に発現したIAP遺伝子によりコードされ
得るようである。本実施例において記載される方法は、改変したディファレンシ
ャルディスプレイにより同定した、より少量に発現された遺伝子の産物が、可能
性のある潜在的な腫瘍抗原を表すか否かを決定するために用いられ得る。
【0152】 (9.5.潜在的な腫瘍免疫原をコードする全長cDNAの選択) このセクションは、提示の差分析により、または改変したディファレンシャル
ディスプレイにより同定された、示差的に発現した遺伝子のフラグメントからの
、対応する全長cDNAの選択を容易にするための方法を表す(図9)。一本鎖
のビオチン化したプローブを、単離したcDNAフラグメントから合成し、そし
てcDNAライブラリーからレスキューされた一本鎖サークルに対する溶液ハイ
ブリダイゼーションにより、相補的配列を含む、より長いcDNAファージミド
腫瘍を選択するために用いた。この方法は、特に、2つの任意のプライマーを利
用する改変したディファレンシャルディスプレイ方法により単離したDNAフラ
グメントの使用に最適である。ディファレンシャルディスプレイにおける所定の
フラグメントのPCR増幅に用いた、この同じ任意のプライマーを修飾し、その
フラグメントから一本鎖ハイブリダイゼーションプローブを産生し得る。これは
、目的の各々の新しいフラグメントのためのフラグメント特異的プライマーの新
しい対を配列決定、選択および合成することの必要性を回避する。
【0153】 i)ディファレンシャルディスプレイにおいて利用するPCRプライマーの対
の2つのオリゴヌクレオチドは、修飾される:(ビオチン−dT)−dT−(ビ
オチン−dT)を、1つのプライマーの5’末端に組み込み、そしてリン酸を第
二のプライマーの5’末端に組み込む。これらの改変したプライマーは、同じ非
修飾の任意のプライマーで本来のPCR増幅後に選択したディファレンシャルデ
ィスプレイフラグメントの2つの鎖に、PCRによって組み込む。この二本鎖P
CR産物から、5’リン酸で標識した鎖を、λエキソヌクレアーゼで消化し、一
本鎖ビオチン標識プローブを生じる。
【0154】 ii)一本鎖(ss)DNAサークルを、ヘルパーウイルスとしてM13K0
7パッケージング欠損ファージを用いて、ファージミドcDNAライブラリーか
らレスキューする。このライブラリーを、Apa I制限部位とEco RV制
限部位との間で(ApaI)オリゴ−dTプライムされたcDNAのインサート
を有する、pcDNA3.1/Zeo(+)ファージミド(Invitroge
n、Carlsbad、CA)中に構築する。高力価のcDNAライブラリーの
構築に必要な効率的な連結を達成するための重要な操作は、連結前にT4ポリヌ
クレオチドキナーゼで処理することにより、cDNAインサートが5’リン酸化
されることを確実にすることである。ディファレンシャルディスプレイフラグメ
ントから生じたビオチン標識した一本鎖プローブを、ファージミドライブラリー
のssDNAサークルに溶液中でハイブリダイズした。次いで、ビオチン標識し
たハイブリダイゼーション複合体を、さらなる分析のために、ストレプトアビジ
ン磁気ビーズ上の無関係なssDNAから分離し得、そしてssサークルを溶出
し得る(図9)。
【0155】 この濃縮方法の試験として、モデルプラスミド混合物を調製し、それは、1%
の特異的な任意に選択した組み換えクローンである3f IAPを含む。ビオチ
ン化ssプローブを、3f RDAフラグメントから調製し、そしてその1%プ
ラスミド混合物から一本鎖ファージミドサークルを選択するために用いた。スト
レプトアビジンビーズから溶出した後、一本鎖サークルを、細菌の形質転換前に
第二のプラスミド鎖の合成をプライムするために配列特異的オリゴヌクレオチド
にハイブリダイズした。プラスミドDNAを、形質転換した63のコロニーから
調製した。63のこれらのプラスミド調製物のうち63が、標的3F IAP挿
入を発現した。従って、この方法は非常に効率的であるようである。
【0156】 この同じ方法は、以前には同定されていない、非免疫原性の親細胞におけるよ
りも約10倍増の濃度で4つ全てのマウスの腫瘍において発現する、配列を表す
ディファレンシャルディスプレイフラグメント(B4)の、よりストリンジェン
トな場合において同様の効率で作用するようである。200bpのB4DNAフ
ラグメントを有する一本鎖サークルの選択後、無作為に取り出された5つの形質
転換体のうちの5つは、配列特異的プライマーを用いたPCRにより、ポジティ
ブなより長い挿入を有した。従って、この方法は、非常に効率的のようである。
【0157】 (10.実施例:非腫瘍形成性の、不死化した細胞株由来の独立ヒト腫瘍細胞
株) 以下の実施例は、異なる発癌物質または、同じクローン化した、非腫瘍形成性
の親細胞株からの癌遺伝子形質転換により、独立的に由来するヒト腫瘍のセット
を記載する。マウスの腫瘍において示差的に発現した遺伝子産物の同定のための
、RDAおよび改変したディファレンシャルディスプレイの使用の、先の実施例
におけるように、関連する正常および腫瘍細胞株の有効性は、潜在的な癌ワクチ
ンの分子および免疫学的分析の重要な利点を有する。これは、容易に入手可能な
正常なコントロール細胞源およびRNA源を供給するだけでなく、発癌物質に依
存しない分子の特徴に集中することを可能にする。なぜならば、それらは複数の
独立した腫瘍により共有され、インビトロでの増殖中の無作為な遺伝的ドリフト
(drift)の産物ではないようであるからである。
【0158】 ヒト尿路上皮腫瘍のセットは、ヌードマウスにおいて、SV40不死化ヒト尿
路上皮細胞株であるSV−HUC(それ自体を接触阻止し、足場依存性であり、
そして非腫瘍形成性)から、Dr.Catherine Reznikoffの
研究室(Wisconsin大学、Madison)で誘導された(Chris
tianら、1987、Cancer Res.47:6066−6073)。
一連の独立腫瘍細胞株を、ras形質転換(Prattら、1992、Canc
er Res.52:688−695)または膀胱特異的であるいくつかを含む
異なる発癌物質を用いるSV−HUSのインビトロ変異誘発(Bookland
ら、1992、Cancer Res.52:1606−1614)のいずれか
により、誘導した。形質転換した細胞を、初めに、変更したインビトロ成長要求
に基づいて選択し、そして各々の細胞は、ヌードマウスにおいて腫瘍形成性を示
した。これらの腫瘍のサブセットの移行上皮癌の表現型を保持するものを選択す
る。表7は、インビトロでこれらの5つの腫瘍株を誘導するために利用した親細
胞および発癌物質を列挙する。系統的なプログラムを、1)これらの腫瘍におい
て示差的に発現された全長cDNAを同定するため、および2)ワクシニアウイ
ルス発現ベクター中にクローン化されたこれらのcDNA産物のHLAおよびヒ
トCD8トランスジェニックマウスにおける免疫原性を試験した。
【0159】
【表7】 代表的な差分析および改変したディファレンシャルディスプレイ実験の両方を
適用して、親SV−HUCと比較してMC ppT11−A3腫瘍(ppT11
A3)において、示差的に発現した遺伝子フラグメントを同定する。全ての示差
的発現したフラグメントを、他の腫瘍細胞株のmRNAにおける並行発現のため
に、ノーザン分析およびRNase保護アッセイにより試験した。腫瘍細胞株由
来の5つのSV−HUCのうちの少なくとも3つにおいて発現したDNAクロー
ンのみを、さらなる特徴付けのために選択する。
【0160】 腫瘍特異的遺伝子産物の同様の分析を、代表的な他のヒト組織のSV40ラー
ジTまたはHPV E6もしくはHPV E7不死化細胞株に由来する腫瘍を用
いて行い得る。公開された実施例は、前立腺上皮(Pardaら、1993、T
he Prostate 23:91−98)、哺乳動物上皮(Bandら、1
990、Cancer Res.50:7351−73−57)、および気管支
上皮(Gerwinら、1992、Proc.Natl.Acad.Sci.U
SA 89:2759−2763;Klein−Szantoら、1992、P
roc.Natl.Acad.Sci.USA 89:6693−6697)を
含む。
【0161】 (11.実施例:新鮮な患者の膀胱腫瘍における遺伝子発現) 示差的に発現する遺伝子の同定のための上記の方法は、腫瘍および正常なコン
トロール細胞mRNAの両方が容易に入手可能であることを要求する。前述のセ
クションは、不死化細胞株からインビトロで誘導された腫瘍に集中し、そこから
、mRNAを容易に大量に入手し得る。
【0162】 mRNAを容易に入手し得る、インビトロで誘導された腫瘍を用いて働く利点
にも関わらず、いくつかの形質転換が関連する遺伝子発現が失敗し得るか、また
は逆に、検出されるいくつかの示差的遺伝子発現が関連する形質転換でないかも
しれない可能性に注意を向ける必要がある。正常なコントロールは接触阻止的、
足場依存的および非腫瘍形成性であるにも関わらず、インビトロにおける連続し
た成長のための基礎であるいくつかの前腫瘍性の事象を経験したようである。恐
らく、より大きな関心は、インビトロ増殖に関連する外来性遺伝子発現を同定し
得ることである。そのような事象を除外するための2つの方法を利用する。第一
に、5つの膀胱腫瘍株のうちの少なくとも3つにおいて発現するが、インビトロ
で順応した親細胞において発現されない遺伝子を分析した。このことは、a)そ
れがこの正常な親細胞により共有されるので、インビトロの成長により選択され
る任意の系統的な遺伝子発現が徐々に知られ得、そしてb)それらは多様な発癌
物質(または癌遺伝子形質転換)により誘導される複数の独立した腫瘍により共
有されることが期待されないので、発癌物質特異的であるか、またはインビトロ
での増殖中の無作為の遺伝的ドリフトの結果として生じ得る遺伝子発現における
任意の変化を同定する。第二に、そして最も重要である、新鮮な患者の腫瘍物質
の複数サンプルにおいて発現することもまた示し得る、これらの示差的発現した
遺伝子のみを、さらなる特徴付けのために選択する。
【0163】 患者の腫瘍物質を、正常な膀胱上皮と一緒に手術後凍結保存する。ほかのいく
つかの癌と比較して、正常な組織コントロールは膀胱癌患者から容易に入手可能
である。全RNAを酸グアニジニウムイソシアネート方法(LeeおよびCos
tlow、1987、Methods in Enzymology 152:
633−648)により冷凍サンプルから抽出する。DNase I処理後、ポ
リA mRNAをオリゴdTビーズ上に分画し、そして遺伝子発現をノーザンブ
ロット、RNase保護アッセイ、および半定量的RT/PCRにより分析した
。インビトロの腫瘍株において同定した各々の示差的発現した遺伝子フラグメン
トについて、遺伝子の発現を、20患者の腫瘍および正常な組織コントロールの
パネルにおいて特徴付ける。このサンプルサイズは、遺伝子を発現する患者の比
率の0.11%以下の標準誤差(SE=sqrt[p*(1−p)/n]、ここ
で、p=真の比率、そしてn=サンプルサイズである。p=0.5、集団(10
/20患者)の比率において、SEは最大であり、SE=±0.11であり;任
意の他のpの値については、SEはより小さい)で遺伝子を発現することを可能
にする。これらの遺伝子のいくつかの発現は、異なる腫瘍サンプル中に相関し得
る。このことは、異なるヒトMHC分子と関連し得る複数のT細胞エピトープの
可能性を引き起こすので、有用である。
【0164】 正常な他の成体および胎仔組織において、正常な膀胱上皮に対して、膀胱腫瘍
において示差的発現される任意の遺伝子の発現パターンをもまた決定する。30
を超える異なる正常なヒト成体または胎仔組織から調製される、全RNAまたは
第一鎖のcDNA(Discovery LineTM RNAおよびGene
PoolTM cDNA、Invitorogen、Carlsbad、CA)を
使用する。正常な成体組織ではなく、胎仔における発現は特に興味深く、そして
免疫治療薬剤としての考慮を排除しない。中程度の量の種の発現を、ノーザン分
析により決定する。少量の種を、RNase保護アッセイおよび半定量的PCR
により定量する。複数の患者由来の腫瘍において周期的に発現し、そして正常な
組織においては最も低く関連した発現を有する、これらの配列は、潜在的な腫瘍
特異的抗原として、さらなる特徴付けのために選択した。
【0165】 (12.実施例:示差的発現し、オーセンティックな腫瘍と交差反応的なCT
Lを生じる発現した遺伝子産物の使用) 腫瘍免疫治療のための候補であり得る、示差的発現する遺伝子産物を同定する
ために、ヒトHLAと関連するペプチドに対するT細胞応答が誘導され得る環境
における免疫のための産物を送達する手段を有することが必要である。次いで、
免疫原性産物により誘導されるT細胞を、対応するmRNAを発現するHLA適
合腫瘍上での交差反応性について試験し得る。この実施例は、ヒトHLAと関連
するペプチドに対するT細胞応答の誘導のためのHLAおよびヒトCD8トラン
スジェニックマウスの使用を記載する。全てのこれらの条件が、1)この遺伝子
が複数のヒト腫瘍において示差的発現するが正常な組織対応物ではない、2)遺
伝子産物がHLAと関連して免疫原性である、および3)誘導された特異的T細
胞が、ヒト腫瘍細胞で交差反応的である場合と一致する場合、これは、臨床的ワ
クチンの試験の開始の準備的である重要な予備的データを構成する。
【0166】 示差的発現した遺伝子産物が免疫原性であるか否かを決定するために、3つの
(HLA−A2.1 × huCD8)F1トランスジェニックマウスの群を、
5×108pfuの各々特異的組み換えワクシニアウイルス(Benninkお
よびYewdell、1990、Current Topics in Mic
robiol.and Immunol.163:153−178)で、静脈内
に免疫化した。少なくとも2週間後、マウスを屠殺し、CD8+脾臓T細胞を、
抗CD8でコートした磁気ビーズ上で濃縮した。CD8+細胞溶解性前駆体を、
pcDNA3.1/Zeo(+)プラスミド発現ベクター(セクション9・3)
において以前に単離した示差的発現する組換え遺伝子を用いてトランスフェクト
した親SV−HUC細胞でインビトロで再刺激する。インビトロの再刺激のため
のワクシニアベクターの代わりのプラスミド組換え体での置換は、ラージワクシ
ニアベクター特異的応答を回避するために必要である。インビトロ培養5日後、
細胞溶解活性を、特異的組換えプラスミドまたはコントロール卵白アルブミン遺
伝子組換え体のいずれかでトランスフェクトしたSV−HUC標的細胞からの51 Crの放出により定量する。
【0167】 この同じ細胞溶解性アッセイを、関連するCTLエピトープもまた対応するm
RNAを発現するHLA適合腫瘍細胞により提示されるか否かを決定するために
容易に適用し得る。T細胞が(HLA−A2.1 × huCD8)F1トラン
スジェニックマウスにおいて誘導される場合、HLA適合標的は、天然のHLA
−A2.1を発現するか、またはHLA−A2.1を用いてトランスフェクトし
たいずれかの腫瘍細胞を含む。示差的発現する遺伝子産物の免疫原性を確立し、
そしてヒト腫瘍細胞との交差反応が存在するか否かを決定する。この知見は、同
じmRNAが正常な組織ではなく、新鮮な患者の腫瘍の複数のサンプルにおいて
発現されることの実証(セクション11)と共に、臨床的なワクチン試験の開始
の前に必要とされる。
【0168】 ワクチン開発のための重要な考慮は、ヒトクラスI HLAの広範な多型であ
る。上記で議論したように、魅力的なストラテジーは、4つの主要なHLAサブ
タイプ(民族的集団を超えた広範囲を提供する、A2、A3、B7およびB44
)を標的化することである。多くのペプチドが単一のサブタイプの複数のメンバ
ーに結合する。いくつかのCTLエピトープを各々のサブタイプについて同定す
る場合、これは、広く効果的なワクチンの処方を非常に容易にし得る。
【0169】 (13.実施例:防御免疫の誘導) 特に、低い存在量のmRNAによってコードされる、潜在的腫瘍抗原の場合に
おいては、示差的に発現された遺伝子産物に対するT細胞の応答が、防御腫瘍免
疫を与えるか否かを決定することが望ましい。多くの示差的に発現された遺伝子
が、上記のマウス腫瘍モデルにおいて同定されているため、このような実験を、
マウスにおいて行う。
【0170】 4つのうち3つの独立的に誘導された腫瘍が、免疫学的に交差反応性であるこ
とが、このマウス腫瘍モデルについて、以前に報告されている(Sahasra
budheら、1993、J.Immunology 151:6302−63
10)。これらの腫瘍において同定された、示差的に提示されたバンドの多くは
、対照的に、すべての4つの腫瘍において存在する。従って、これらのフラグメ
ントを誘導する遺伝子が、これらの腫瘍を接種された動物においては、免疫学的
に優性ではなさそうである。
【0171】 示差的に遺伝子を発現した組み換え体を用いた直接的な免疫化が、それにもか
かわらず、防御免疫を与えることを示す場合は、これは、潜在的腫瘍抗原を用い
たワクチン接種の有効性の強制的な証拠を提供する。
【0172】 マウス腫瘍に対して同系のBALB/c系統の5匹のマウスの群を、全長のc
DNA(すべての4つのマウス腫瘍株において示差的に発現されるが、親のB/
c.N細胞では発現されない)についての各々のワクシニアウイルス組み換え体
を用いて免疫化する(図7)。マウスの各々の群を、1×106BCA39の腫
瘍細胞の腫瘍形成性接種物を用いてチャレンジすることにより、防御免疫の誘導
についてのアッセイを行う(Sahasrabudheら、1993、J.Im
munology 151:6302−6310)。防御免疫が相対的な量的発
現に相関するか否かを決定するために、独立した遺伝子産物を試験するが、これ
は半定量的なPCRによって決定されるように、示差的な発現の異なるレベルを
表す。
【0173】 (14.実施例:ワクチンの使用のためのワクシニア発現ベクターの構築およ
び特徴付け) 本実施例は、直接連結ベクターの新規のセット(キメラのワクシニアゲノムの
産生について広く適用可能であるように設計された)の構築および特徴付けを記
載する。この目的は、より広く有用である直接連結ベクターを獲得するために、
vNotI/tkのゲノムを改変することであった。第一に、挿入部位を、チミ
ジンキナーゼ遺伝子の最初に、2つの固有の制限酵素のための部位を置くことに
よって変化させた。これにより、挿入DNAの配向を固定し、そしてウイルスア
ームの再連結後の、夾雑する野生型ゲノムの産物を排除することが可能になる。
第二に、高レベルのタンパク質を発現する直接連結ベクターを産生するために、
チミジンキナーゼ遺伝子の前に、強力な構成的ワクシニアウイルスプロモーター
を配置した。
【0174】 これらの新規の連結ベクターは、ポックスウイルスアームの再連結を排除する
ため、および挿入DNAの配向を、強力に発現する構成的ワクシニアプロモータ
ーの後で固定するために、一対の固有の制限部位(NotIおよびApaI)を
含む。挿入カセットは、組み換え体の単離において薬物選択を利用するために、
ワクシニアのチミジンキナーゼ遺伝子の最初に置かれている。
【0175】 (14.1. 材料および方法) (14.1.1. プラスミド構築) アニーリングすると、オリゴヌクレオチドのペアが構築され、これは、7.5
k遺伝子プロモーター、
【0176】
【化1】 ならびに、NotIおよびApaIの制限部位を含んだ。二本鎖オリゴヌクレオ
チドを、2時間にわたる94℃から20℃の勾配によってアニーリングし、そし
て、pJNotI/tk中に存在するNotI部位、vNotI/tk由来のH
indIII Jフラグメントを含むプラスミドに連結し、プラスミドp7.5
/tkおよびプラスミドpEL/tkを得た。
【0177】 ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)を、pBI221(β−グルクロニダーゼ(
β−glu)をコードするE.coli gusA遺伝子を含むプラスミド)に
対して、以下のプライマー
【0178】
【化2】 を用いて行い、そして得られたフラグメントを、pCRIIにクローニングした
(TAクローニングキット、Invitrogen)。このプラスミドを、No
tI(MM440/MM442産物)を用いて切り出し、そしてNotIを用い
て消化されたpJNot/tkにクローニングして、pJNot/tk−GUS
を生成するか、またはNotIおよびApaI(MM440/MM441産物)
を用いて切り出し、そしてApaIおよびNotIを用いて以前に消化されたp
EL/tkおよびp7.5/tkに挿入して、p7.5/tk−GUSおよびp
EL/tk−GUSを生成した。
【0179】 アニーリングすると、オリゴヌクレオチドのペアが構築され、これは、7.5
k遺伝子プロモーター、およびオボアルブミン(11)に対する細胞障害性T細
胞エピトープをコードするヌクレオチド配列を含んだ:
【0180】
【化3】 二本鎖オリゴヌクレオチドを、2時間にわたる94℃から20℃の勾配によっ
てアニーリングし、そして、pJNotI/tk中に存在するNotI部位、v
NotI/tk由来のHindIII Jフラグメントを含むプラスミドに連結
し、プラスミドp7.5/tk−ovaおよびプラスミドpEL/tk−ova
を得た。
【0181】 (14.1.2. 組み換えウイルスの産生) 細胞およびウイルスを、Earlら(1991、Ausubelら(編)、C
urrent Protocols in Molecular Biolog
y.Greene Publishing Associates/Wiley
Interscience、NewYork)によって記載される通り、維持
および操作した。組み換えウイルスを、CV−1細胞を0.05の感染多重度(
moi)で感染させ、そして2時間後に、DNAを、リポフェクタミン(Lif
e Technologies Incorporated)を用いて、製造業
者によって提案される通りに、感染した細胞にトランスフェクトすることによる
相同組み換えを用いて作製された。72時間後、細胞を収集し、そして単離され
たプラークを、ブロモデオキシウリジンの存在下で、Hutk-細胞(Earl
ら、1991、Ausubelら(編)、Current Protocols
in Molecular Biology.Greene Publish
ing Associates/Wiley Interscience、Ne
w York)、またはHATを補充された培地(Weirら、1982、Pr
oc.Nat.Acad.Sci.USA、79:1210−1214)に継代
することによって選択した。
【0182】 ワクシニアウイルスを、鶏痘ウイルスを用いたレスキューによりウイルスDN
Aから産生した(Scheiflingerら、1992、Proc.Natl
.Acad.Sci.USA 89:9977−9981)。ワクシニアウイル
スを、ショ糖中でのバンド形成および沈降によって、感染されたHeLa細胞か
ら単離した(Earlら、1991、Ausubelら(編)、Current
Protocols in Molecular Biology.Gree
ne Publishing Associates/Wiley Inter
science、New York)。精製されたウイルス粒子を、プロテイナ
ーゼK(Boehringer Mannheim)を用いて処理し、そして0
.3M酢酸ナトリウム中の2.5容エタノールを用いた沈殿の前に、飽和フェノ
ール緩衝液、フェノール:クロロホルム(50:50)緩衝液、およびクロロホ
ルム緩衝液を用いて徐々に抽出し、そしてTE(10mM TrisHCl,p
H8.0 1mM EDTA)に再懸濁した(Earlら、1991、Ausu
belら(編)、Current Protocols in Molecul
ar Biology.Greene Publishing Associa
tes/Wiley Interscience、New York)。12ウ
ェル皿由来のBSC−1細胞のコンフルエントなウェルを、鶏痘ウイルスを用い
て感染し、そして37℃での2時間のインキュベーションの後、リポフェクタミ
ン(Life Technologies Incorporated)を用い
て0.6μgの全長のワクシニアDNAでトランスフェクトした(製造業者によ
って提案される通りに)。24、48および72時間後に、細胞を収集し、3回
の凍結融解サイクルによって溶解し、そしてBSC−1細胞におけるプラークア
ッセイによって、スクリーニングした(Earlら、1991、Ausubel
ら(編)、Current Protocols in Molecular
Biology。Greene Publishing Associates
/Wiley Interscience、New York)。
【0183】 (14.1.3. 直接連結による組み換えウイルスの産生) 1.1kBのEcoRI/EcoRV制限エンドヌクレアーゼフラグメント(
pHbeta−Ova−neo由来のオボアルブミンを含む)(Pulaski
ら、1996、Proc.Natl.Acad.Sci.USA、93:366
9−3674)を、pBluescript KS+(Stratagene)
のEcoRIおよびEcoRV部位に挿入し、pBS.ovaを産生した。pB
S.ovaにおいて、プライマー
【0184】
【化4】 を用いたポリメラーゼ連鎖反応(PCR)由来のDNA産物を、ApaIおよび
NotI(Life Technologies,Inc.)を用いて消化し、
製造業者の推奨に従って、β Agarase(Life Technolog
ies,Inc.)を用いて低融点のアガロース(Bio−Rad)から、ゲル
精製し、そしてNotIおよびApaIを用いて消化されているpBluesc
ript KS+にクローニングし、pBS.VVovaを産生した。オボアル
ブミンをコードするDNAフラグメントを、ApaIおよびNotIを用いたこ
のプラスミドの消化により、pBS.VVovaから切り出し、そしてβ Ag
araseを用いた低融点アガロースゲルに通した電気泳動の後に、精製した。
1μgの精製vEL/tk DNAを、ApaIおよびNotIを用いて消化し
、そしてCentricon100濃縮器(Amicon)に通して遠心し、小
さな介在フラグメントを取り除いた。vEL/tk DNAアームおよびオボア
ルブミンをコードするDNAフラグメントを、5ユニットのT4 DNAリガー
ゼを含有する30μl中において、4:1(挿入物:ウイルス)モル比で、室温
で一晩連結した。連結産物を、リポフェクタミン(Life Technolo
gies,Inc.)を用いて、12ウェルプレート由来のコンフルエントなB
SC−1細胞のウェルへ、感染から2時間後に1細胞あたり1pfuで、鶏痘ウ
イルスを用いてトランスフェクトした。3日後、細胞を収集し、そして単離され
たプラークを、ブロモデオキシウリジンの存在下で、Hutk−細胞に継代する
ことによって選択した(Earlら、1991、Ausubelら(編)、Cu
rrent Protocols in Molecular Biology
.Greene Publishing Associates/Wiley
Interscience、New York)。
【0185】 (14.1.4. ウイルスDNAゲノムの分析) BSC−1細胞を、高感染多重度(moi)で、ワクシニアWR、vEL/t
k、v7.5/tkまたはvNotI/tkによって感染した。24時間後、細
胞を収集し、そしてCell Suspension Buffer(Bio−
Rad Genomic DNA Plug Kit)に、1mlあたり1×1
7個の細胞の割合で、再懸濁した。50℃で予めインキュベートした等量の2
%CleanCutアガロース(Bio−Rad)を添加し、そして細胞懸濁液
を100μlのプラグへ形成した。4℃で硬化した後、タンパク質を消化するた
めに、以前に記載した通りにプラグを処理した(Merchlinskyら、1
989.J.Virol.63:1595−1603)。電気泳動の前に、プラ
グを適切な制限酵素緩衝液および1mM PMSF中で、室温で16時間平衡化
し、制限酵素緩衝液、100ng/mlウシ血清アルブミンおよび50ユニット
のNotIまたはApaIとともに、37℃(NotI)または室温(ApaI
)で2時間インキュベートした。
【0186】 BSC−1の6ウェル皿の1つのウェルを、v7.5/tkまたはvEL/t
kを用いて、高感染多重度(moi)で感染し、そして48時間後に細胞を収集
し、低速遠心によりペレット化し、リン酸緩衝化生理食塩水(PBS)を用いて
リンスし、そしてDNAを、DNAzol(Gibco)を用いて単離した。最
終DNA産物を、50μlのTE(10mM TrisHCl、pH8.0 1
mM EDTA)に再懸濁し、そして2.5μlを、HindIII、Hind
IIIおよびApaI、または、HindIIIおよびNotIを用いて消化し
、1.0%アガロースゲルに通して電気泳動し、そしてTurboblotte
r(Schleicher and Schuell)を用いてNytran(
Schleicher and Schuell)へ転写した。サンプルを、p
7.5/tk(図11a)またはpEL/tk(図11b)を用いてプローブし
、Random Primer DNA Labeling Kit(Bio−
Rad)を用いて、QuickHyb(Stratagene)中で32Pで標識
化し、そしてKodak XARフィルム上で可視化した。
【0187】 BSC−1細胞の6ウェル皿の1つのウェルを、v7.5/tk、vEL/t
k、vNotI/tk、vpNotI、vNotI/lacZ/tkまたは野生
型ワクシニアWRを用いて、高感染多重度(moi)で感染させ、そして48時
間後に細胞を収集し、低速遠心によりペレット化し、リン酸緩衝化生理食塩水(
PBS)を用いてリンスし、そしてDNAを、DNAzol(Gibco)を用
いて単離した。最終DNA産物を、50μlのTE(10mM TrisHCl
、pH8.0 1mM EDTA)に再懸濁し、そしてプライマー
【0188】
【化5】 を用いて、PCR(30サイクル、1分間94℃、2分間55℃、3分間72℃
、MJ Research PTC−100)に用いた。ヌクレオチド配列を、
Sequence Version 2.0 DNA Sequencing
Kit(Amersham)を用いて、35S配列決定により決定し、そして8%
変性ポリアクリルアミドゲルに通した電気泳動後、Bio−Maxフィルム(K
odak)への露光により、可視化した。
【0189】 (14.1.5. β−グルクロニダーゼ活性の測定) 12ウェルプレート由来のBSC−1細胞のウェルを、vNotI/tk−G
US、v7.5/tk−GUSおよびvEL/tk−GUSを用いて、1のmo
iで感染し、感染から20時間後に細胞を収集し、0.5mlのPBSに再懸濁
し、そして3サイクルの凍結融解により破砕した。抽出物を、ショートマイクロ
フュージスピン(short microfuge spin)(1分間、14
,000rpm)により清澄化し、そして上清を、Miller、1972、E
xperiments in Molecular Genetics、Col
d Spring Harbor Laboratory、Cold Spri
ng Harbor、NYに記載される通り、96ウェルプレートに適合させる
ようにβ−gluユニットについて分析した。A405値をマイクロプレートリー
ダー(Dynatech MR3000)上で測定し、そしてβ−glu活性を
、同じアッセイにおいて分析されたβ−glu(Clontech)標準との比
較により測定した。
【0190】 (14.1.6. 細胞障害性(cytoxic)T細胞応答の分析) 6ウェルプレートのウェル中におけるMC57G細胞のコンフルエントな単層
を、1のmoiで、vEL/tk、v7.5/tk−ova、vEL/tk−o
va、vEL/tk−ovaFLクローン1およびvEL/tk−ovaFLク
ローン2(vEL/tk−ovaFLは、直接連結によって生成された全長オボ
アルブミンのウイルスクローンである)を用いて感染した。感染から16時間後
、細胞を収集し、100μCiの51Chromium(Dupont)を用いて
、37℃で1時間標識し、そして104個の細胞を4つ組の96ウェルの丸底プ
レートのウェルに添加した。1μMの精製ova257−264ペプチドを用い
てインキュベートした非感染MC57G細胞のサンプルもまた、ポジティブコン
トロールとして51Crとともにインキュベートし、そしてネガティブコントロー
ルとして非処理MC57G細胞を用いた。ova257−264に対して特異的
なT細胞を、2:1および10:1の割合で、標的細胞に添加した。細胞を、3
7℃で4時間インキュベートし、上清を収集し、そして51Cr放出を測定した。
自発的な放出は、培地のみとの標的細胞のインキュベートにより誘導され、そし
て最高の放出は、5% Triton X100との標的細胞のインキュベート
により測定した。特異的な溶解の割合は、式:%特異的溶解=((実験的放出−
自発的放出)/(最高放出−自発的放出))×100を用いて算出した。各々の
場合において、4つ組ウェルの平均を、上記の式において用いた。
【0191】 (14.2. 結果) (14.2.1. 直接連結ベクターの構築) ワクシニアWRゲノムは、長さが約190キロベースであり、そしてA残基お
よびT残基に富む。ワクシニアWRゲノムの完全な配列は、Bernard M
oss研究所(Laboratory of Viral Diseases、
NIAID、NIH、Bethesda、MD)のP.Earlによって提供さ
れた。MacVector(IBI)を用いたワクシニアWRゲノムの完全な配
列の制限酵素検索は、ApaI、AscI、Bsp120I、FseI、Rsr
II、SfiI、SrfIおよびSgfIについての制限部位の欠如を明らかに
した。酵素の高度に活性かつ純粋な調製ならびに消化における付着末端の産生の
容易な有用性のおかげで、vNot/tk中にすでに存在するNotI部位と組
み合わせて、第2の部位としてApaIを用いることを選択した。
【0192】 ワクシニアウイルスを基にした発現ベクターは、外来タンパク質を構成的に発
現する場合に、最も有用である。ウイルス複製の初期の間の外来タンパク質の発
現は、細胞障害性T細胞応答に不可欠であり(Bennickら、1990、T
opics Microbiol.Immunol.163:153−184)
、そして高レベルの総タンパク質発現が、ウイルス複製の後期の間に活性なプロ
モーターを用いて観察されている。本発明者らは、構成的に発現された7.5k
遺伝子に対応するプロモーター(Mackettら、1984、J.Virol
ogy、49:857−864)、および構成的に発現された合成プロモーター
EL(高レベルの発現で際立つ)を組み込むことを決定した。
【0193】 任意の新規なベクターにおいて保持されねばならないvNotI/tkの有用
な特徴は、活性チミジンキナーゼ遺伝子に対する選択を用いた、組み換えウイル
スゲノムについて識別する能力である。tk遺伝子についてのコード配列内への
ApaI部位の導入は、制限酵素部位を適応させるために、アミノ酸の総数にお
ける増加を必要とする。種々の動物およびウイルス種由来のチミジンキナーゼ遺
伝子についてのアミノ酸配列の比較は、最大の不均質な領域が、タンパク質のN
末端であったことを示し、タンパク質のこの領域が、アミノ酸の数におけるあま
り多くない増加を許容し得たことを示唆した。
【0194】 組み換え非依存性クローニングベクターを、改変チミジンキナーゼ(tk)遺
伝子を含むプラスミド中間体の作製、およびvNotI/tkゲノムにおけるt
k配列の相同組み換えによる置換によって、構築した。アニーリングすると、2
つのセットのオリゴヌクレオチドペアが構築され、これは、7.5k遺伝子につ
いてのプロモーターまたは合成EL配列、ならびにNotIおよびApaIにつ
いての制限部位を含んだ。改変チミジンキナーゼ遺伝子を、二本鎖オリゴヌクレ
オチドのアニーリング、およびpJNotI/tk(vNotI/tk由来のH
indIII Jフラグメントを含むプラスミド)におけるチミジンキナーゼ遺
伝子の最初に存在するNotI部位への産物の連結によって構築した。オリゴヌ
クレオチドペアは、pJNotI/tkにおけるNotI部位へ連結され、そし
てこの部位を排除して、新規のNotI部位、近接して続くプロモーターの後の
ApaI部位を産生し、そしてチミジンキナーゼ遺伝子における最初のメチオニ
ンをコードするヌクレオチドに隣接させ、プラスミドp7.5/tkおよびpE
L/tkとを得る(図1)。ApaI部位の獲得を、プラスミドDNAの制限酵
素分析によって確認し、そしてチミジンキナーゼ遺伝子プロモーターのヌクレオ
チド配列を決定し、そして図1に示される通りに見出した。
【0195】 p7.5/tkおよびpEL/tkに由来する組み換えウイルスは、HAT(
ヒポキサンチン、アミノプテリン、チミジン)の存在下におけるポジティブ薬物
選択に頼る戦略を用いて、単離された(Weirら、1982、Proc.Na
t.Acad.Sci.USA 79:1210−1214)。ウイルスvpN
otI、すなわちvNotI/tkのNotI部位で挿入されたpBR322の
コピーを含むウイルス(Merchlinskyら、1992、Virolog
y 190:522−526)、およびvNotI/lacZ/tk、すなわち
vNotI-におけるチミジンキナーゼを遮断するlacZ遺伝子のコピーを有
するウイルス(Merchlinskyら、1992、Virology 19
0:522−526)は、tk遺伝子の最初の挿入DNA以外はvNotI/t
kと同一な、チミジンキナーゼネガティブ(tk-)ウイルスである。プラスミ
ドp7.5/tkおよびpEL/tkは、CV−1細胞におけるvpNotIお
よびvNotI/lacZ/tkヘルパーウイルスと組み換わり、そして感染さ
れた単層を収集およびHutk-細胞に対してHAT培地の存在下で継代した。
個々のプラークを、増大および分析の前に、Hutk-細胞に対して、さらに3
回継代および単離した。
【0196】 (14.2.2. ウイルスゲノムの構造の分析) HATを補充された培地におけるv7.5/tkおよびvEL/tkウイルス
の増殖は、vpNotおよびvNot/lacZ/tkと対照的に、これらのウ
イルスが、活性チミジンキナーゼ(tk)遺伝子を含むことを暗示する。しかし
、活性tk遺伝子は、7.5kまたはELプロモーター配列を欠失する多種多様
な交差(crossover)から生じ得、正常なtkプロモーターを有するウ
イルスを産生した。v7.5/tkおよびvEL/tkゲノムは、HindII
I Jフラグメント内に、NotIおよびApaIの両方についての固有の部位
を含むはずである。単離されたウイルスストックのゲノム構造を、NotIまた
はApaIを用いた、ウイルス感染細胞由来のアガロースプラグにおけるDNA
の制限酵素消化、および1%アガロースに通した産物の電気泳動によって分析し
た(図10)。非切断ワクシニアWR(レーン2)は、バクテリオファージλ(
レーン1)のマルチマーと比較したときに、190キロ塩基対のサイズで移動す
る。NotIを用いた消化の後に、ワクシニアWRを、長さが約150および4
0キロ塩基対の2つのフラグメントに切断し(左から7番目のレーン)、一方、
vNot/tk、vEL/tkおよびv7.5/tkを、約110および80キ
ロ塩基対のフラグメントに切断した。同じサンプルがApaIを用いて消化され
た場合、非切断ゲノムのサイズの、1つのフラグメントのみが、ワクシニアWR
およびvNot/tkの両方において観察され、一方、vEL/tkおよびv7
.5/tkは、NotIを用いた消化の後に観察された同じサイズのフラグメン
トを与えた。従って、v7.5/tkおよびvEL/tkの両方は、ApaIお
よびNotIの両方に固有の部位を含み、これらの部位はvNot/tkにおけ
るNotI部位と同じ位置であり、そしてこれらの部位は、ワクシニアWRにお
けるNotI部位を含むHindIII Fフラグメントよりもゲノムの中心的
位置にある。細胞DNAフラグメントのバックグラウンドは、6塩基対認識部位
を有するApaI消化において、NotI消化についてよりも顕著である。
【0197】 vEL/tkおよびv7.5/tkについてのゲノムを、図11に示すように
、HindIII JフラグメントにおけるApaIおよびNotI部位の位置
を確認するために、サザンブロッティングによって分析した。フィルターを、p
7.5/tkまたはpEL/tk由来の32P標識されたHindIII Jフラ
グメントにハイブリダイズした。v7.5/tkおよびvEL/tkについての
ゲノムは、vNotI/tkにおいて現れないApaI部位を有し(各々のブロ
ットにおけるレーン7および8を、レーン5と比較のこと)、一方、NotIお
よびHindIIIを用いた消化は、等しいサイズのフラグメントのセットを生
じる。NotIまたはApaI消化から生じたHindIII Jの左手側由来
の0.5キロベースのHindIII/NotIまたはHindIII/Apa
Iフラグメントは、アガロースゲルの下部から離れて電気泳動している。
【0198】 プロモーター配列の完全な特徴づけは、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)の産
物を利用した。tk遺伝子の最初に隣接する一対のプライマーを、図12に示す
ように、ウイルス(vNotI/tk、v7.5/tkまたはvEL/tk)お
よびそれらの同属プラスミド由来のDNAフラグメントを産生するために用いた
。v7.5/tkおよびvEL/tkについてのPCR産物は、ウイルス(p7
.5/tkおよびpEL/tk)を産生するために用いたプラスミドについて観
察された産物と同じサイズであり、そしてワクシニアWRおよびvNotI/t
kについて見られた産物より大きい。PCRフラグメントは、プラスミドpCR
IIにクローニングされ、ヌクレオチド配列が決定され、そして図1に示される
配列に一致することが示された。
【0199】 (14.2.3.プロモーター活性の定量) v7.5/tkベクターおよびvEL/tkベクターは、vNotI/tkに
比べて、上昇したレベルの挿入タンパク質を構成的に発現するように設計された
。感染効率5でのシトシンアラビノシド(AraC)の存在下および非存在下で
のコンフルエントなBSC−1細胞への感染、この細胞の収集、Trizol(
Life Technologies)を用いるRNAの単離、およびプライマ
ー伸張によるチミジンキナーゼRNA合成のレベルの分析により、RNA合成の
レベルを測定した(Weirら、1990、Nucleic Acids Re
search 16:10267〜10282)。AraCを用いたインキュベ
ーションは、ウイルスDNA複製をブロックし、ウイルスプロモーターのクラス
を同定することを可能にする。
【0200】 ウイルスプロモーターの初期のクラスは、DNA複製の前に活性であり、そし
て感染においてAraCにより影響されない。後期プロモーターは、DNA複製
の発生後のみに発現されそしてそれらの活性はAraCの存在下で抑止される。
変性ポリアクリルアミドゲル上での産物の精査により、vNot/tkに比較し
て、有意により多い(少なくとも10倍と見積もられた)tkRNAプライマー
伸展産物が、vEL/tk感染により合成されたことが実証された。vNot/
tkで感染した細胞において、AraCインキュベーションに対して非感受性の
単一のRNA開始部位が観察され、一方、vEL/tk感染においては、2つの
異なる開始部位(1つはAraCに対して耐性でかつ適切な初期開始部位に対応
し(Davisonら、1989,J.Mol.Biol.210:749〜7
69)、そして1つの種はAraCに感受性でかつRNAの適切な後期開始に対
応する(Davisonら、1989、J.Mol.Biol.210:771
〜784))が観察された(データ示さず)。v7.5/tkでの感染から誘導
されたRNA種のパターンは、絶対的レベルのRNA発現を有するvEL/tk
について観察されたパターンと類似であり、このvEL/tkについて観察され
たパターンは、vEL/tkおよびvNot/tkについて観察されたパターン
に対して中間であった。
【0201】 ウイルスベクターに挿入された遺伝子の発現のレベルを確認するために、β−
グルクロニダーゼ(β−glu)をコードするE.coli gusA遺伝子を
vNotI/tkウイルスベクター、v7.5/tkウイルスベクターおよびv
EL/tkウイルスベクター中にクローニングし、そして相対的なプロモーター
強度を測定した。β−glu遺伝子をコードするDNAフラグメントを、pJN
ot/tk−GUS、p7.5/tk−GUSおよびpEL/tk−GUSを生
成する各プロモーターを含むプラスミド中に挿入した。pJNot/tk中のイ
ンサートβ−glu遺伝子の正しい方向を、制限酵素分析により確認した。この
プラスミドをvNotI/tkで組換え、そしてこの組換えウイルスをX−gl
uでの染色により同定し(Carrollら、1995、BioTechniq
ues 19:352〜355)、Hutk-細胞を通じて3回継代し、そして
ウイルスストックであるvNotI/tk−GUS、v7.5/tk−GUSお
よびvEL/tk−GUSを生成するために増殖させた。この組換えウイルスの
構造をサザンブロット分析により確認した。
【0202】 vNotI/tk−GUS、v7.5/tk−GUSおよびvEL/tk−G
USによるβ−gluの発現のレベルを、AraCの存在下または非存在下でB
SC−1細胞の感染したコンフルエント単層から測定した(図13)。v7.5
/tk−GUSおよびvEL/tkについてのβ−glu発現のレベルは、vN
otI/tk−GUSについて観察されたレベルよりも非常に高く、そしてvE
L/tk−GUSでは、最高であった(約20倍高い)。β−gluの発現をシ
トシンアラビノシドの存在下で3つのウイルスすべてについて観察し、このこと
は各プロモーターがウイルスプロモーターの初期クラスのメンバーであることを
示す。vNotI/tk−GUS中のβ−gluのレベルは、AraCの存在下
または非存在下で変化せず、このことはこのプロモーターが感染の初期の間にの
み活性であることを示す。一方、v7.5/tk−GUSおよびvEL/tk−
GUSにおけるβ−gluレベルは、AraCの存在下ではより低く、このこと
はこれらのプロモーターが感染の初期および後期の両方の時とも活性であること
を示す。
【0203】 (14.2.4.ウイルスベクターの生化学的特徴付け) v7.5/tkおよびvEL/tkベクターは、HAT補充培地の存在下での
増殖により最初に単離され、そしてブロモデオキシウリジンの存在下でHutk - 細胞における継代を介してインサートを有するウイルスの選択を可能にするた
めに活性なtk遺伝子を含むように設計される(Earlら、1991、In
Ausubelら、(編)、Current Protocols in Mo
lecular Biology.Greene Publishing As
sociates/Wiley Interscience,New York
)。両方のベクターを、薬物選択を用いてHutk−細胞中でのプラークアッセ
イにより試験し、そしてvEL/tkについてのこの結果を図14に示す。薬物
なしでのインキュベーションまたはvpNotまたはvNot/lacZ/tk
についてのプラーク形成を妨害するのに十分な濃度でのHAT補充物とのインキ
ュベーションは、(データは示さないが)等しい数の同様のサイズのプラークを
生じた。驚くべきことに、等しい数のプラーク(サイズが非常により小さいにも
かかわらず)が、ワクシニアWRがHutk-細胞上でプラーク形成する能力を
妨害するのに十分な濃度である25mMブロモデオキシウリジン中でのインキュ
ベーションでvEL/tkについて観察された(データ示さず)。125mMブ
ロモデオキシウリジンの添加は、vEL/tk(図14)およびv7.5/tk
(データ示さず)についてのプラーク形成を阻害するのに十分だった。より高い
濃度のブロモデオキシウリジンは、vNotI/lacZ/tkのようなtk-
ウイルスの増殖を妨害しないか(データ示さず)、またはHutk-細胞株の生
存度に影響しなかった。
【0204】 (14.2.5.直接連結による組換えウイルスの構築) 直接連結ベクターは、裸のDNA由来の感染ウイルスの生成が容易でかつ効率
的である場合、複合体発現ライブラリーの生成にのみ有用である。以前に、条件
致死温度感受性ウイルス(Merchlinskyら、1992、Virolo
gy.190:522〜526)または鶏痘(fowlpox)(Scheif
lingerら、1992、Proc.Natl.Acad.Sci.USA、
89:9977〜9981)での同時感染により、DNA連結産物でトランスフ
ェクトされた細胞中にヘルパーウイルス活性が供給された。高レベルの複製して
いる野生型ウイルスは、ウイルスDNAをパッケージする能力を妨害し、そして
ワクシニアウイルスは、インプット(input)DNAと組換えられ得るので
、条件欠損ワクシニアウイルスのみがヘルパーとして用いられ得る(Merch
linskyら、1992、Virology,190:522〜526)。鶏
痘は、37℃で用いられる場合に、優れたヘルパーウイルスであり、非常に複製
する株に復帰せず、そしてワクシニアDNAと組換えしないかまたは初代細胞株
に生産的に感染しないので、ワクシニアより高い感染効率で用いられ得る。鶏痘
が効率的なヘルパーウイルスとして働くか否かを決定するため、BSC−1細胞
を含有する12ウェルプレートからの一連のウェルを異なる感染効率の鶏痘に感
染させ、そして全長ワクシニアWR DNAでトランスフェクトし、この細胞を
24時間、48時間または72時間後に収集し、そしてこのウイルス力価を表8
に示すとおり決定した。鶏痘なしのDNAのトランスフェクションまたは鶏痘単
独での感染は、プラークを生じなかった。レスキューされたワクシニアのレベル
は、後の収集物で増加し、そして鶏痘感染の感染効率に比例した。
【0205】
【表8】 (表8.鶏痘ウイルスによるワクシニアDNAのパッケージング) 第14.1節(材料および方法)に記載のように、リポフェクタミンを用いて、
鶏痘ウイルスに感染したBSC−1細胞にワクシニアDNAをトランスフェクト
した。この細胞をトランスフェクション後、1、2、または3日目に収集し、凍
結融解サイクルにより溶解し、そしてBSC−1細胞上でのプラークアッセイに
より感染ウイルスについてアッセイした。
【0206】 オボアルブミンcDNAの1.1キロベース対フラグメント(Pulaski
ら、1996、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 93:366
9〜3674)をモデルインサート(挿入物)として用いて、直接連結により機
能的組換えウイルスの生成を研究した。このオボアルブミンインサートを「材料
および方法」に記載のとおり、その5’末端にNotI部位を、その3’末端に
翻訳終止コドン、ワクシニア転写終止シグナルおよびApaI部位を含むように
改変した。このインサートは、NotIおよびApaIで消化され、そしてNo
tIおよびApaIで消化されていた精製されたvEL/tk DNAアームと
連結された。この連結混合物を、鶏痘が感染したBSC−1細胞にトランスフェ
クトし、細胞を収集し、そして3日後、この細胞抽出物を125mMのブロモデ
オキシウリジンの存在下または非存在下でHutk-細胞に継代した。薬物選択
なしで得た力価は、2.7×103pfuであり、そして薬物選択で得た力価は
、2.8×104pfuであった。個々のプラークをブロモデオキシウリジンの
存在下または非存在下でHutk-細胞から拾い上げ、そしてオボアルブミンc
DNAプローブを用いたドットブロットハイブリダイゼーションによりオボアル
ブミンインサートの存在について試験した。ブロモデオキシウリジンの存在下で
拾い上げた15の全てのプラーク、およびブロモデオキシウリジンの非存在下で
拾い上げた10の全てのプラークはオボアルブミンインサートを含んだ。これら
のウイルスをvEL/tk−ovaFLと名付けた。2つの個々のクローンをさ
らに増殖させ、そしてova257〜264特異的細胞傷害性Tリンパ球(CT
L)による溶解に対して宿主細胞を感作させる能力について試験した。この実験
の結果を表9に示す。コントロールとして、ova 257〜264ミニ遺伝子
(minigene)、v7.5/tk−ovaおよびvEL/tk−ovaに
ついてのワクシニア組換え体を相同組換えにより生成した。これらのovaペプ
チド組換えウイルスを、ova特異的CTLによる溶解に対する宿主細胞を感作
させる能力について、vEL/tk−ovaFLクローンと呼応して試験した。
表9に示すとおり、全長またはミニ遺伝子のオボアルブミンワクシニア組換え体
のいずれかでの感染は、OVA−特異的CTLによる溶解に対する標的細胞の感
作のための1μMの精製されたOVA257〜264ペプチドでのパルシング(
pulsing)と同じく効率的であった。
【0207】
【表9】 (表9.組換えワクシニアウイルス感染細胞上でのCMLアッセイ)ウイルス感
染したMC57G細胞を第14.1節(材料および方法)に記載のとおり生成し
た。MC57G細胞の1つのサンプルをova257〜264ペプチド(1μM
)で処理し、細胞の別のサンプルを未処理のまま残した。2つの異なる比のov
a特異的細胞傷害性Tリンパ球とともに細胞を37℃で4時間インキュベートし
、そして特異的溶解パーセントを第14.1節(材料および方法)に記載のとお
り決定した。
【0208】 (14.3.考察) 大きいDNAウイルスは、細胞プロセスの研究のために、特に有用な発現ベク
ターである。なぜなら、それらは種々の細胞株においてそれらのネイティブな形
態で多くの異なるタンパク質を発現し得るからである。さらに、組換えワクシニ
アウイルスにおいて発現される遺伝子産物は、効率的に処理され、そして細胞傷
害性T細胞を刺激するためMHCクラスIと結合して提示されることが示されて
いる。目的の遺伝子は、通常、このウイルス中の非必須領域に相同である配列に
隣接するプロモーターの制御下のプラスミドにクローニングされ、そしてこのカ
セットは相同組換えを介してゲノムに導入されている。発現、選択および検出の
ための一式のベクターが、種々のクローニングおよび発現ストラテジーを適応す
るために考案されている。しかし、相同組換えは、複合体ライブラリーの生成を
必要とする状況で、またはインサートDNAが大きい場合に組換えウイルスを作
製する非効率的な手段である。インサートへのウイルスDNA「アーム(arm
)」の直接連結および引き続く感染ウイルスのレスキューに依る組換えゲノムの
構築のための代替ストラテジーは、ポックスウイルス(Merchlinsky
ら、1992、Virology 190:522〜526;Pfleider
erら、1995、J.General Virology 76:2957〜
2962;Scheiflingerら、1992、Proc.Natl.Ac
ad.Sci.USA 89:9977〜9981)、ヘルペスウイルス(Ri
xonら、1990、J.General Virology 71:2931
〜2939)およびバキュロウイルス(Ernstら、1994、Nuclei
c Acids Research 22:2855〜2856)のゲノムにつ
いて研究されてきた。
【0209】 ポックスウイルスは、真核生物細胞における研究のための遍在性のベクターで
ある。なぜならそれらは、容易に構築され、そして高レベルの外来性タンパク質
を発現するように操作されるからである。このウイルスの広範な宿主範囲は、種
々の細胞型においてタンパク質を忠実に発現することを可能にする。直接クロー
ニングストラテジーは、ポックスウイルスのウイルスキメラについての適用の範
囲を広げるために考案されてきた。ここでは、組換えゲノムがワクシニア「アー
ム」へのDNAフラグメントの直接連結、およびヘルペスウイルスで感染された
細胞へのDNA混合物のトランスフェクションによりインビトロで構築される(
Merchlinskyら、1992、Virology 190:522〜5
26;Scheiflingerら,1992,Proc.Natl.Acad
.Sci.USA 89:9977〜9981)。このアプローチは、外来タン
パク質の高レベル発現(Pfleidererら、1995、J.Gen.Vi
rology 76:2957〜2962)のために、および26キロベース長
程度のの大きさのフラグメントを効率的にクローニングする(Merchlin
skyら、1992、Virology 190:522〜526)ために用い
られてきた。
【0210】 ワクシニアウイルスDNAは、ウイルスとしては感染性ではない。なぜならこ
のウイルスは、細胞性転写機構を利用し得ず、そしてウイルスRNAの合成のた
めにそれ自体のタンパク質に依存するからである。以前、温度感受性条件致死(
Merchlinskyら、1992、Virology 190:522〜5
26)または非相同ポックスウイルス鶏痘(Scheiflingerら、19
92、Proc.Natl.Acad.USA 89:9977〜9981)は
、パッケージングのためのヘルパーウイルスとして利用されてきた。理想的なヘ
ルパーウイルスは、効率的に感染性ウイルスを生成するが、宿主細胞中では複製
しないか、またはワクシニアDNA産物を組換えない。鶏痘ウイルスは、37℃
で用いられる場合、理想的なヘルパーウイルスの特性を有し、高度に複製する株
には復帰せず、そしてワクシニアDNAと組換えしないかまたは初代細胞株に生
産的に感染しないので、ワクシニアよりも相対的に高い感染効率で用いられ得る
【0211】 ワクシニアに基づく直接連結ベクターvNotI/tkの有用性は、Merc
hlinskyら(1992、Virology 190:522〜526)に
より記載されている。このゲノムは、HindIII Fフラグメントにおいて
通常に存在するNotI部位を欠失し、そしてこのコード配列とインフレームに
おけるチミジンキナーゼ遺伝子の開始において特有のNotI部位を含む。これ
は、NotI部位へのDNAフラグメントの挿入および薬物選択による組換えゲ
ノムの同定を可能にする。このvNotI/tkベクターを用いて、大きいDN
Aフラグメントを効率的にクローニングし得るが、これはDNAインサートの方
向を固定しないか、または外来タンパク質の高い発現を導かない。本実施例は、
直接連結に適切な1対のワクシニアDNAベクターゲノムv7.5/tkおよび
vEL/tkの構築および特徴付けを記載する。このv7.5/tkおよびvE
L/tkベクターを、チミジンキナーゼの開始部位にNotIおよびApaIに
ついて特有の制限部位を含むように設計した。これにより、DNAを方向付けて
クローニングすること、およびワクシニアベクターアームの追放から生じるイン
タクトなゲノムを排除することが可能になる。
【0212】 vNotI/tkベクターは、チミジンキナーゼ遺伝子(ウイルス感染の早期
の間にのみ作られる弱く発現された遺伝子)のレベルで外来タンパク質のみを発
現する。高いレベルのタンパク質発現を誘導するため、ウイルス7.5kプロモ
ーターおよび合成ELプロモーター(ChakrabartiおよびMossに
より考案された)をコードする配列を用いて、内因性チミジンキナーゼプロモー
ターを置き換えた。いずれかのプロモーターにより誘導された発現のレベルは、
vNotI/tkで観察されたレベルよりも非常に高く、そしてこのプロモータ
ーは感染後、全ての時点で活性であった。これらの持続発現ベクターは、初期発
現(例えば、T細胞エピトープ提示)に依存する場合に、およびタンパク質のバ
ルク発現のために適用可能である。
【0213】 外来DNAのための挿入部位としてのチミジンキナーゼ遺伝子の使用により、
ヘルパーまたは野生型のゲノムから組換え体を識別するための選択プロトコール
の実行が可能になる。v7.5/tkおよびvEL/tkにおけるtk発現のレ
ベルは、ワクシニアWRまたはvNot/tkにおいてよりも非常に高いはずで
ある。しかし、v7.5/tkおよびvEL/tkにおけるtk遺伝子の開始に
おけるApaI部位は、NotI部位に余分なヌクレオチドを付加することによ
りvNot/tkから形成された。さらなるヌクレオチドは、v7.5/tkお
よびvEL/tkにおいてMet−Asn−GlyからMet−Gly−Pro
−Ala−Ala−Asn−Glyに、野生型tk遺伝子のN末端でアミノ酸配
列を増加させる。チミジンキナーゼ遺伝子の発現レベルおよびN末端アミノ酸配
列における改変は、ブロモデオキシウリジンに対するウイルスの感受性を増加し
得る(タンパク質増)か、または低下させ得る(異なる配列)。プラークが、よ
り小さいにもかかわらず、野生型ワクシニアWRについてのプラーク形成を完全
に抑制するのに十分なブロモデオキシウリジンの濃度でのv7.5/tkおよび
vEL/tk感染において、観察された。プラーク形成は、細胞の生存度を妨害
しないか、またはtk-ウイルスがプラークを形成する能力を妨げない薬物レベ
ルである5倍高い濃度のブロモデオキシウリジンで抑制された。ブロモデオキシ
ウリジンに対する変更された感受性についての説明には、タンパク質のさらなる
特徴付けが待たれる。なぜなら、変更されたチミジンキナーゼ遺伝子は、ブロモ
デオキシウリジンのトリホスフェート形態の形成に対する異なる反応速度、また
はブロモデオキシウリジンを結合する能力の低下を有し得る。
【0214】 直接連結ベクターの開発は、ポックスウイルス発現ベクターについての可能性
のある適用を増加させた。このv7.5/tkおよびvEL/tkベクターは、
方向付けされたクローニング、外来タンパク質の高レベルの発現、および組換え
ウイルスの選択の利点を、直接連結ベクターに組み込むように設計された。それ
らは、感染中、全ての時点で高レベルのタンパク質を発現することが示された。
これらのベクターの有用性は、オボアルブミンのCTLエピトープを含有する組
換え体(プラスミドでの相同組換えにより構築された)またはオボアルブミンコ
ード配列を含有する組換え体(直接連結プロトコールにより構築された)、を構
築することにより実証され、そしてこれは両方の組換え体が、どのように強力な
CTL応答を誘発し得たのかを示す。
【0215】 複合体発現ライブラリーの構築のためのプロトコールへのこれらのベクターの
適用は、野生型および混入物を排除または最小化するために、組換え体の効率的
な産生および強力な選択を必要とする。2つの制限部位の使用は、DNAフラグ
メント(例えば、PCRの産物)の方向づけられたクローニングのためのクロー
ニングストラテジーを設計すること(Pfleidererら、1995、J.
General Virology 76:2957〜2962)、および所望
の組換え体の頻度を増加させることを可能にする。なぜなら、野生型ゲノムは、
ワクシニアのアームの連結によっては、もはや生成され得ないからである。予め
NotIおよびApaIで消化されたv7.5/tkまたはvEL/tkのDN
Aが、鶏痘に感染した細胞へトランスフェクトされた場合、このウイルス力価は
、インタクトな非切断DNAについてよりも100分の1未満であった。また、
vEL/tk−ovaFLの単離の間、ブロモデオキシウリジンの存在および非
存在下(15は、ブロモデオキシウリジンを有し、そして10はブロモデオキシ
ウリジンなし)において単離された全てのプラークは、オボアルブミンインサー
トを含んだ。感染性ウイルス形成の効率はまた、相対的に高い感染効率で、ヘル
パーウイルスである鶏痘の使用で上昇される。また、大きいDNAフラグメント
のトランスフェクションは、脂質の型および調製物で変動し(Miles Ca
rroll、私信)、そして本発明者らは、現在、直接連結プロトコールのため
の最適条件を見出すため、異なる脂質混合物および細胞型をアッセイし、そして
他のパラメーターを研究している。v7.5/tkおよびvEL/tkベクター
は、ポックスウイルスについての、1セットの普遍的に適用可能な直接連結クロ
ーニングベクターを提供する。
【0216】 本発明は、本発明の個々の局面の単一の例示として意図される、記載された特
定の実施形態により、範囲内に限定されるとべきでなく、そして機能的に等価で
ある、任意の構築物、ウイルスまたは酵素は、本発明の範囲内である。実際、本
明細書において示されかつ記載されるものに加えて、本発明の種々の改変は、前
述の記載および添付の図面から当業者に明白となる。このような改変は、添付の
特許請求の範囲内におさまることが意図される。
【0217】 本明細書に記載される全ての刊行物および特許出願は、各々の個々の刊行物ま
たは特許出願が参考として援用されることが詳細にかつ個々に示されるのと同じ
程度まで参考として本明細書に援用される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 p7.5/tkおよびpEL/tkのヌクレオチド配列。v7.5/tkおよ
びvEL/tkについてのプロモーターおよびチミジンキナーゼ遺伝子の開始部
のヌクレオチド配列。
【図2】 p7.5/tkワクシニア移入プラスミドのヌクレオチド配列における改変。
4つの新規なベクター、p7.5/ATG0/tk、p7.5/ATG1/tk
、p7.5/ATG3/tk、およびp7.5/ATG4/tkは、本文中に記
載されるように、p7.5/tkワクシニア移入プラスミドから誘導された。各
ベクターは、DNAインサートをクローニングするための、独特なBamHI、
SmaI、PstI、およびSalI部位を含み、これは、それらの内因性の翻
訳開始部位を利用するか(ベクターp7.5/ATG0/tkにおいて)、また
は3つの可能なリーディングフレームのいずれか1つにおけるベクター翻訳開始
部位を利用するか(p7.5/ATG1/tk、p7.5/ATG3/tk、お
よびp7.5/ATG4/tk)のいずれかである。
【図3】 提示的示差分析のClontech PCR SELECTTM法の概略図であ
る。製造者によって提供される情報から改変した。
【図4】 B/c.N親の配列のRDA差引き後にPCRによって増幅したBCA39腫
瘍DNAフラグメント。BCA39腫瘍細胞cDNAに連結されたRDAアダプ
ターに組み込まれたネステッドプライマーを、RDAから回収されたDNAフラ
グメントの連続的なPCR増幅のため用いた。バンドを、2%Metaphor
アガロースゲルで分離した。1つのさらなる低分子量のバンドが、図示したゲル
から流出し、そしてより短い電気泳動から回収された。
【図5】 (A)IAP pol遺伝子のRDAフラグメント、または(B)遍在的に発
現されるマウスG3PDH cDNAのフラグメントの、BCA39腫瘍RNA
のノーザンブロットへのハイブリダイゼーションを示す。総RNAの15マイク
ログラムを、10×SSC中でキャピラリーブロットによって、1%アルカリア
ガロースゲルからGenescreenナイロンメンブレンに転写した。ノーザ
ンブロットは、最初に32P標識したRDAクローン1DNA(105cpm/m
l Stark’sハイブリダイゼーション緩衝液)にハイブリダイズさせ、次
いでストリッピングし、そしてG3PDH cDNAの350bpフラグメント
を用いてハイブリダイズを行った。
【図6】 全長IAPクローンMIA14と比較した、IAP遺伝子エレメントのフラグ
メントをコードするRDAクローンを示す。各RDAクローンの末端領域(黒長
方形の枠)のうちの一方または両方を配列決定し、IAPエレメントのサブ領域
に対する相同性を同定した。重複の程度は、フラグメントサイズ、または、フラ
グメントの両方の末端の配列が決定された場所、そのフラグメントの2つの末端
にわたる既知のIAP MIA14配列のいずれかから推定された。1つの場合
(クローン2.19)において、2つの測定値は一致しなかった。このことは、
BCA39腫瘍細胞中のこのIAPフラグメントにおける欠失を示唆する。
【図7】 親の細胞B/c.Nならびに腫瘍BCA39、BCA34、BCA22、およ
びBCB13のcDNAの改変されたディファレンシャルディスプレイ。親の細
胞および腫瘍細胞のcDNAのフラグメントを、一対の任意のデカマー、MR_
1(TAC AAC GAG G)およびMR_5(GGA CCA AGT
C)を用いて増幅した。各細胞株について、第1の鎖のcDNA合成を、MR−
1またはMR_5を用いて別々にプライムした。次いで、2つのcDNA調製物
を、MR_1とMR_5との両方を用いるPCR増幅についてプールした。4つ
すべての腫瘍と結合するが、不死化された、非腫瘍形成性の親の細胞株には結合
しない、多くのバンドが同定され得る。
【図8】 ディファレンシャルディスプレイクローン90の腫瘍株における示差的発現。
RNase保護アッセイ:300ピコグラムのクローン90アンチセンスプロー
ブを、RNase消化および5%変性PAGEでの保護されたフラグメントの分
析の前に、5マイクログラムの総RNAとハイブリダイズさせた。
【図9】 溶液中での遺伝子の単離。ファージミドライブラリーからレスキューされた単
鎖環からのより長いcDNAの選択のための方法の概略図。RDAまたは改変さ
れたディファレンシャルディスプレイを通して同定されたDNAフラグメントを
用いて、より全長に近いcDNAを選択する。
【図10】 CHEFゲルを使用する、ウイルスゲノムの制限酵素分析を示す。BSC−1
細胞を、ワクシニアWR、vEL/tk、v7.5/tk、またはvNotI/
tkによって、高い感染多重度(moi)で感染させた。24時間後、細胞を収
集し、そしてアガロースプラグ(plug)を形成した。このプラグは、適切な
制限酵素緩衝液および1mM PMSF中で、室温で16時間平衡化され、制限
酵素緩衝液、100ng/mlウシ血清アルブミン、および50単位のNotI
またはApaIとともに37℃(NotI)または室温(ApaI)で2時間イ
ンキュベートし、そして1.0%アガロースゲル中で、Bio−Rad CHE
FII装置上で、15時間、6V/cmで、切り換え時間15秒間で電気泳動し
た。最も左のサンプルは、λDNAを含み、第2のサンプルは、未消化のワクシ
ニアDNAを含み、そして残りのサンプルは、各ウェルに、ApaIまたはNo
tIで消化した上記のDNAサンプルを含み、ここで、vELとは、vEL/t
kのことをいい、そしてv7.5とは、v7.5/tkのことをいう。この図の
下の部分は、各ウイルスでのNotI部位およびApaI部位の位置を示す概略
マップである。
【図11】 ウイルスゲノムp7.5/tkおよびpEL/tkのサザンブロット分析。ウ
イルスv7.5/tkおよびvEL/tkを使用して、BSC−1細胞の6ウェ
ルディッシュのウェルに高い感染多重度(moi)で感染させ、そして48時間
後、細胞を収集し、DNAzol(Gibco)を使用してDNAを単離した。
最終DNA産物を、50μlのTE 8.0に再懸濁し、そして2.5μlをH
indIII、HindIIIおよびApaI、またはHindIIIおよびN
otIを用いて消化し、1.0%アガロースゲルを通して電気泳動し、そしてT
urboblotter(SchleicherおよびSchuell)を使用
して、Nytran(SchleicherおよびSchuell)に転写した
。サンプルを、QuickHyb(Stratagene)中でランダムプライ
マーDNA標識キット(Bio−Rad)を使用して32Pを用いて標識したp7
.5/tk(図11a)またはpEL/tk(図11b)を用いて探索した。こ
の図の下の部分は、HindIII、NotI、およびApaI部位の位置を図
示した、HindIII Jフラグメントのマップを示す。最も左の0.5キロ
ベースフラグメントは、ゲルの底から電気泳動で流出した。
【図12】 PCRによるv7.5/tkおよびvEL/tkの分析を示す。v7.5/t
k、vEL/tk、vNotI/tk、vpNotI、vNotI/lacZ/
tk、または野生型ワクシニアWRを用いて、BSC−1細胞の6ウェルディッ
シュの1つのウェルに高い感染多重度(moi)で感染させ、そして48時間後
、細胞を収集し、DNAzol(Gibco)を使用してDNAを単離した。最
終DNA産物を、50μlのTE(10mM TrisHCl、pH8.0、1
mM EDTA)に再懸濁し、そしてプライマーMM407およびMM408を
用いるPCRで使用した。これらのプライマーは、ワクシニアWR中で518ヌ
クレオチド離れており、そしてチミジンキナーゼ遺伝子のN末端を含むフラグメ
ントを産生する。生成物を、2%アガロースゲルを通して電気泳動した。最も左
のサンプルは、phiX 174 HaeIII消化産物を含む;他のすべては
、ウェルの上に示すDNAサンプルを用いて、プライマーMM407およびMM
408を使用したPCR産物を含む。
【図13】 組換えウイルスのプロモーター強度。β−glu活性の単位は、96ウェルプ
レートについて適合されるように、Miller(10)によって記載されるよ
うに決定された。A405の値は、マイクロプレートリーダー(Dynatech
MR3000)で決定され、そしてβ−glu活性は、同じアッセイにおいて
分析されたβ−glu(Clontech)標準との比較によって決定された。
【図14】 vEL/tk上のプラークアッセイ。10倍希釈のvEL/tkを、Hutk - 細胞とともに、10%ウシ胎仔血清を有するE−MEM(Gibco)1ml
中で、37℃にて、1時間インキュベートした(上から下)。培地を、5%メチ
ルセルロース(Sigma M−0387)、5%ウシ胎仔血清、およびHAT
補充物(Gibco)、25mMもしくは125mM ブロモデオキシウリジン
、または薬物なし、を有するE−MEM 3mlで置き換え、37℃で48時間
インキュベートし、そして0.5% クリスタルバイオレット(Sigma C
0775)、20% エタノール、7.5% ホルムアルデヒドを用いて染色
した。
【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成12年8月18日(2000.8.18)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0104
【補正方法】変更
【補正内容】
【0104】
【表3】 表3:ワクシニア株V7.5/tk(1.2μg)由来のゲノムDNAを、Ap
aIおよびNotI制限エンドヌクレアーゼを用いて消化した。消化したDNA
を、半分に分けた。1つのプールを、pE/Lovaの1:1(ワクシニア:プ
ラスミド)モル比で混合した。このプラスミドは、オボアルブミンcDNAのフ
ラグメントを含み、これは、SIINFEKL(配列番号10)エピトープをコ
ードし、マウスのクラスI MHC分子に対する高い親和性Kbで結合すること
が公知である。このミニ遺伝子の発現は、強力な合成的初期/後期ワクシニアプ
ロモーターによって制御される。この挿入物は、ワクシニアtk DNAに隣接
する。DNAを、リポフェクタミンを用いて、moi=1.0 FPVで2時間
前に感染されているBSC1細胞のコンフルエントな単層中(5×105細胞/
ウェル)にトランスフェクトさせた。1つのサンプルは、600ngの未処理ゲ
ノムV7.5/tkDNAを用いてトランスフェクトさせた。3日後、細胞を収
集し、そしてウイルスを、ドライアイスイソプロパノール/37℃水浴での3回
の凍結融解によって抽出した。粗ウイルスストックを、BrdU選択ありおよび
なしで、TK−143B細胞上にプラーク形成させた。 ★ %組換え体=(BrdUありの力価/BrdUなしの力価)×100 (6.3.ワクシニアウイルス中の提示的(representative)
cDNAライブラリーの構築) cDNAライブラリーを、既知の細胞性mRNA配列の提示的な発現を示すた
めに、ワクシニアベクター中に構築する。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0108
【補正方法】変更
【補正内容】
【0108】 第三に、この時点における目的は、新しい多重クローニング部位をpBS.V
tk.MCS−の中の7.5kプロモーターの下流に導入することであった。新
しい多重クローニング部位は、4つの異なる上流のプライマーおよび共通の下流
のプライマーを使用したPCRによって産生された。共に、これら4つのPCR
産物は、ATG開始コドンのいずれも、すなわち3つの可能性がある読み取り枠
の各々におけるATG開始コドンを含まない。さらに、各PCR産物は、その3
’最末端に、3つの読み取り枠全てにおける翻訳終止コドン、およびワクシニア
ウイルス転写二重終止シグナルを含む。これら4つのPCR産物は、別々にpB
S.Vtk.MCS−のNotI/ApaI部位の中に連結され、4つのベクタ
ーp7.5/ATG0/tk、p7.5/ATG1/tk、p7.5/ATG2
/tk、およびp7.5/ATG3/tkを産生した。これらのp7.5/tk
ベクターと比較した配列改変は、図2に示される。各ベクターは、DNA挿入物
のクローニングのために独特なBamHI、SmaI、PstI、およびSal
I部位を含み、このDNA挿入物は、それら自身の内在性翻訳開始部位を使用す
るか(ベクターp7.5/ATG0/tkにおいて)、または3つの可能な読み
取り枠のいずれか1つにおけるベクターの翻訳開始部位を利用するか(p7.5
/ATG1/tk、p7.5/ATG2/tk、およびp7.5/ATG3/t
k)のいずれかである。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0121
【補正方法】変更
【補正内容】
【0121】 (8.1.方法および結果) 十分に特徴付けられた卵白アルブミンペプチド(SIINFEKL)(配列番
号10)をコードする特異的ワクシニア組換え体を、非組換えウイルスで希釈し
た。その結果、この組換え体は、0.2%、0.01%、または0.001%の
いずれかのウイルスpfuを構成した。この卵白アルブミンペプチドは、プロセ
シングされ、そしてマウスのクラスI MHC分子H−2Kbと結合して特異的
CTLに提示されることが公知である。H−2Kbを発現するMC57G細胞の
付着性単層を、このウイルス混合物にm.o.i.=1(ウェル当たり約5×1
5細胞)にて感染させた。MC57G細胞はそれ自身では卵白アルブミンペプ
チドを発現しないが、H−2Kbを発現し、それによって、この細胞が卵白アル
ブミンペプチドを結合し、そしてこれをT細胞へ提示することを可能とする。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0148
【補正方法】変更
【補正内容】
【0148】
【表6】 各々のプライマーを用いて、0.1μgのポリA−RNAおよびSupersc
rptII逆転写酵素(Gibco/BRL)を用いる分離cDNAの合成反応
行った。プライマー対の各々のメンバーを用いて作製されたcDNA産物の5パ
ーセントをKlen Tag Polymerase Mix(Clontec
h)を用いて30PCRサイクルにおける増幅のためにそのプライマー対と共に
混合した。PCRプライマーをcDNA合成のために使用し、オリゴdTプライ
ムしたcDNA合成により加えられる3'の偏りを回避した。各々のプライマー
を用いて分離合成を行うことにより、cDNA中の2つのプライマーの相対的配
向性を無作為化した。これらのcDNAを、PCR増幅のために選択されたプラ
イマーとして同じ組み合せで混合し得る。PCR増幅したcDNAフラグメント
をオートラジオグラフィーのために、6%アクリルアミドゲル上で分離し、そし
て乾燥した。少なくとも2つの腫瘍サンプルにおいて示差的提示されたこれらの
バンドを、切断し、そして再水和しそして親細胞におけるバンドではそれらを行
わなかった。この回収したDNAのアリコート(1/5)を、同じプライマーセ
ットおよび同位体の添加無しである以外は、同じPCR条件を用いて、再増幅し
た。この第二のPCR産物を1%アガロースゲル上で分離し、個々のバンドをβ
アガラーゼ(agarase)I(Gibco/BRL)とのインキュベーショ
ンにより回収した。回収した各々のDNAフラグメントを、pcDNA3.1/
Zeo(+)ファージミドベクター(Invitrogen)中に平滑末端連結
によりクローンニングした。1つのバンドが1つより多い分子種を含み得ること
が可能であるので、適切なサイズの挿入物を有する、少なくとも4つの異なる形
質転換体を、さらなる特徴付けのために拾い上げる。ノーザン分析(RNase
保護アッセイおよび半定量的PCR)を、示差的発現を確認するために行った。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0150
【補正方法】変更
【補正内容】
【0150】 予備実験において、示差的提示された3つのバンドの平均を、それぞれのプラ
イマー対について同定した。12の独立したプライマーのすべての可能な組み合
わせから生じた総計66のプライマー対を用いて、約200の遺伝子フラグメン
トを同定し得た。いくつかの場合において、複数のフラグメントが、同じ遺伝子
に由来し得る。図7は、任意の十量体(MR_1(TAC ACC GAG G
)(配列番号11)およびMR_5(GGA CCA AGT C)(配列番号
13))の1つの対で観察されたディファレンシャルディスプレイフラグメント
のパターンを示す。4つすべての腫瘍に関連するが、親細胞に関連しない多くの
バンドを同定し得る。この分布は、腫瘍細胞の免疫原性に関連しない。なぜなら
ば、4つの腫瘍の3つだけが免疫学的に交差反応的であるからである。2、3時
間だけ曝されたノーザンブロットでポジティブな結果を与えたRDAにより同定
される、示差的に発現されたバンドと対照的に、ディファレンシャルディスプレ
イにより同定されたフラグメントは、数日後でさえ、ノーザンブロットにおいて
シグナルを与えなかった。しかし、ディファレンシャルディスプレイフラグメン
トの示差的発現を、RNase保護アッセイにより、または配列特異的プライマ
ーを用いた半定量的PCRにより確認し得る。図8に例を示し、これは、ディフ
ァレンシャルディスプレイバンド9からのクローン90を用いたRNase保護
アッセイの結果である。Gene Bankデータベースの登録と十分な相同性
を有しないこの配列は、親B/c.Nではなく、全ての4つの腫瘍株において発
現された。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0176
【補正方法】変更
【補正内容】
【0176】
【化1】 ならびに、NotIおよびApaIの制限部位を含んだ。二本鎖オリゴヌクレオ
チドを、2時間にわたる94℃から20℃の勾配によってアニーリングし、そし
て、pJNotI/tk中に存在するNotI部位、vNotI/tk由来のH
indIII Jフラグメントを含むプラスミドに連結し、プラスミドp7.5
/tkおよびプラスミドpEL/tkを得た。
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0178
【補正方法】変更
【補正内容】
【0178】
【化2】 を用いて行い、そして得られたフラグメントを、pCRIIにクローニングした
(TAクローニングキット、Invitrogen)。このプラスミドを、No
tI(MM440/MM442産物)を用いて切り出し、そしてNotIを用い
て消化されたpJNot/tkにクローニングして、pJNot/tk−GUS
を生成するか、またはNotIおよびApaI(MM440/MM441産物)
を用いて切り出し、そしてApaIおよびNotIを用いて以前に消化されたp
EL/tkおよびp7.5/tkに挿入して、p7.5/tk−GUSおよびp
EL/tk−GUSを生成した。
【手続補正8】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0180
【補正方法】変更
【補正内容】
【0180】
【化3】 二本鎖オリゴヌクレオチドを、2時間にわたる94℃から20℃の勾配によっ
てアニーリングし、そして、pJNotI/tk中に存在するNotI部位、v
NotI/tk由来のHindIII Jフラグメントを含むプラスミドに連結
し、プラスミドp7.5/tk−ovaおよびプラスミドpEL/tk−ova
を得た。
【手続補正9】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0184
【補正方法】変更
【補正内容】
【0184】
【化4】 を用いたポリメラーゼ連鎖反応(PCR)由来のDNA産物を、ApaIおよび
NotI(Life Technologies,Inc.)を用いて消化し、
製造業者の推奨に従って、β Agarase(Life Technolog
ies,Inc.)を用いて低融点のアガロース(Bio−Rad)から、ゲル
精製し、そしてNotIおよびApaIを用いて消化されているpBluesc
ript KS+にクローニングし、pBS.VVovaを産生した。オボアル
ブミンをコードするDNAフラグメントを、ApaIおよびNotIを用いたこ
のプラスミドの消化により、pBS.VVovaから切り出し、そしてβ Ag
araseを用いた低融点アガロースゲルに通した電気泳動の後に、精製した。
1μgの精製vEL/tk DNAを、ApaIおよびNotIを用いて消化し
、そしてCentricon100濃縮器(Amicon)に通して遠心し、小
さな介在フラグメントを取り除いた。vEL/tk DNAアームおよびオボア
ルブミンをコードするDNAフラグメントを、5ユニットのT4 DNAリガー
ゼを含有する30μl中において、4:1(挿入物:ウイルス)モル比で、室温
で一晩連結した。連結産物を、リポフェクタミン(Life Technolo
gies,Inc.)を用いて、12ウェルプレート由来のコンフルエントなB
SC−1細胞のウェルへ、感染から2時間後に1細胞あたり1pfuで、鶏痘ウ
イルスを用いてトランスフェクトした。3日後、細胞を収集し、そして単離され
たプラークを、ブロモデオキシウリジンの存在下で、Hutk−細胞に継代する
ことによって選択した(Earlら、1991、Ausubelら(編)、Cu
rrent Protocols in Molecular Biology
.Greene Publishing Associates/Wiley
Interscience、New York)。
【手続補正10】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0188
【補正方法】変更
【補正内容】
【0188】
【化5】 を用いて、PCR(30サイクル、1分間94℃、2分間55℃、3分間72℃
、MJ Research PTC−100)に用いた。ヌクレオチド配列を、
Sequence Version 2.0 DNA Sequencing
Kit(Amersham)を用いて、35S配列決定により決定し、そして8%
変性ポリアクリルアミドゲルに通した電気泳動後、Bio−Maxフィルム(K
odak)への露光により、可視化した。
【手続補正11】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0213
【補正方法】変更
【補正内容】
【0213】 外来DNAのための挿入部位としてのチミジンキナーゼ遺伝子の使用により、
ヘルパーまたは野生型のゲノムから組換え体を識別するための選択プロトコール
の実行が可能になる。v7.5/tkおよびvEL/tkにおけるtk発現のレ
ベルは、ワクシニアWRまたはvNot/tkにおいてよりも非常に高いはずで
ある。しかし、v7.5/tkおよびvEL/tkにおけるtk遺伝子の開始に
おけるApaI部位は、NotI部位に余分なヌクレオチドを付加することによ
りvNot/tkから形成された。さらなるヌクレオチドは、v7.5/tk(
配列番号2、アミノ酸1〜7)およびvEL/tk(配列番号4、アミノ酸1〜
7)においてMet−Asn−GlyからMet−Gly−Pro−Ala−A
la−Asn−Glyに、野生型tk遺伝子のN末端でアミノ酸配列を増加させ
る。チミジンキナーゼ遺伝子の発現レベルおよびN末端アミノ酸配列における改
変は、ブロモデオキシウリジンに対するウイルスの感受性を増加し得る(タンパ
ク質増)か、または低下させ得る(異なる配列)。プラークが、より小さいにも
かかわらず、野生型ワクシニアWRについてのプラーク形成を完全に抑制するの
に十分なブロモデオキシウリジンの濃度でのv7.5/tkおよびvEL/tk
感染において、観察された。プラーク形成は、細胞の生存度を妨害しないか、ま
たはtk-ウイルスがプラークを形成する能力を妨げない薬物レベルである5倍
高い濃度のブロモデオキシウリジンで抑制された。ブロモデオキシウリジンに対
する変更された感受性についての説明には、タンパク質のさらなる特徴付けが待
たれる。なぜなら、変更されたチミジンキナーゼ遺伝子は、ブロモデオキシウリ
ジンのトリホスフェート形態の形成に対する異なる反応速度、またはブロモデオ
キシウリジンを結合する能力の低下を有し得る。
【手続補正12】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図1
【補正方法】変更
【補正内容】
【図1】 p7.5/tk(配列番号1)およびpEL/tk(配列番号3)のヌクレオ
チド配列。v7.5/tkおよびvEL/tkについてのプロモーターおよびチ
ミジンキナーゼ遺伝子の開始部のヌクレオチド配列。
【手続補正13】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図2
【補正方法】変更
【補正内容】
【図2】 p7.5/tk(配列番号5)ワクシニア移入プラスミドのヌクレオチド配列
における改変。4つの新規なベクター、p7.5/ATG0/tk(配列番号6
)、p7.5/ATG1/tk(配列番号7)、p7.5/ATG3/tk(配
列番号8)、およびp7.5/ATG4/tk(配列番号9)は、本文中に記載
されるように、p7.5/tkワクシニア移入プラスミドから誘導された。各ベ
クターは、DNAインサートをクローニングするための、独特なBamHI、S
maI、PstI、およびSalI部位を含み、これは、それらの内因性の翻訳
開始部位を利用するか(ベクターp7.5/ATG0/tkにおいて)、または
3つの可能なリーディングフレームのいずれか1つにおけるベクター翻訳開始部
位を利用するか(p7.5/ATG1/tk、p7.5/ATG2/tk、およ
びp7.5/ATG3/tk)のいずれかである。
【手続補正14】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図7
【補正方法】変更
【補正内容】
【図7】 親の細胞B/c.Nならびに腫瘍BCA39、BCA34、BCA22、およ
びBCB13のcDNAの改変されたディファレンシャルディスプレイ。親の細
胞および腫瘍細胞のcDNAのフラグメントを、一対の任意のデカマー、MR_
1(TAC AAC GAG G)(配列番号11)およびMR_5(GGA
CCA AGT C)(配列番号13)を用いて増幅した。各細胞株について、
第1の鎖のcDNA合成を、MR−1またはMR_5を用いて別々にプライムし
た。次いで、2つのcDNA調製物を、MR_1とMR_5との両方を用いるP
CR増幅についてプールした。4つすべての腫瘍と結合するが、不死化された、
非腫瘍形成性の親の細胞株には結合しない、多くのバンドが同定され得る。
───────────────────────────────────────────────────── 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) A61K 39/12 A61K 39/395 E 39/395 T A61P 31/04 A61P 31/04 31/10 31/10 31/12 31/12 35/00 35/00 C12Q 1/02 C12N 5/10 G01N 33/574 D C12Q 1/02 C12N 15/00 ZNAA G01N 33/574 5/00 B (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SZ,UG,ZW),EA(AM ,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ,TM) ,AL,AM,AT,AU,AZ,BA,BB,BG, BR,BY,CA,CH,CN,CU,CZ,DE,D K,EE,ES,FI,GB,GE,GH,GM,HR ,HU,ID,IL,IS,JP,KE,KG,KP, KR,KZ,LC,LK,LR,LS,LT,LU,L V,MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ ,PL,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI, SK,SL,TJ,TM,TR,TT,UA,UG,U Z,VN,YU,ZW Fターム(参考) 4B024 AA11 CA04 DA02 EA03 EA04 GA11 4B063 QA01 QA18 QR80 4B065 AA90X AB01 AC14 BA02 CA24 CA45 4C085 AA03 AA13 AA14 BA09 BA49 BA51 BB01 EE01 GG01 4C087 AA02 BC83 MA01 NA14 ZB26 ZB33 ZB35

Claims (42)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 標的エピトープを同定するための方法であって、該方法は、
    該標的エピトープを発現する細胞に対して生成された細胞傷害性T細胞を用いて
    該細胞由来のDNAまたはRNAから生成された発現ライブラリーの生成物をス
    クリーニングして、該標的エピトープを発現するDNAクローンを同定する工程
    を包含する、方法。
  2. 【請求項2】 前記標的エピトープがウイルス、真菌またはミコバクテリア
    を用いて感染された細胞に特異的である、請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 前記標的エピトープが自己免疫疾患に特異的である、請求項
    1に記載の方法。
  4. 【請求項4】 前記発現ライブラリーが哺乳動物細胞に対して感染性のウイ
    ルスベクターにおいて構築される、請求項1に記載の方法。
  5. 【請求項5】 前記ウイルスベクターが3分子組換えによって構築される、
    請求項4に記載の方法。
  6. 【請求項6】 前記ウイルスベクターがワクシニアウイルスベクターである
    、請求項4に記載の方法。
  7. 【請求項7】 腫瘍特異的標的エピトープを同定するための方法であって、
    該方法は、該標的エピトープを発現する腫瘍細胞に対して生成された細胞傷害性
    T細胞を用いて該腫瘍細胞由来のDNAまたはRNAから生成された発現ライブ
    ラリーの生成物をスクリーニングして、該標的エピトープを発現するDNAクロ
    ーンを同定する工程を包含する、方法。
  8. 【請求項8】 前記細胞傷害性T細胞が、非腫瘍形成性細胞株由来の腫瘍細
    胞と反応し、そして該非腫瘍形成性細胞株と交差反応しない、請求項7に記載の
    方法。
  9. 【請求項9】 前記細胞傷害性T細胞が、非腫瘍形成性細胞株で寛容化され
    た動物から誘導され、そして次いで、該非腫瘍形成性細胞株由来の腫瘍細胞で免
    疫される、請求項7に記載の方法。
  10. 【請求項10】 前記細胞傷害性T細胞が、同時刺激活性を発現しない非腫
    瘍形成性細胞株で寛容化された動物から誘導され、そして続いて同時刺激活性を
    発現する腫瘍細胞株で刺激される、請求項9に記載の方法。
  11. 【請求項11】 前記腫瘍細胞において発現された遺伝子が、腫瘍細胞に対
    する活性について評価されるHLA制限細胞傷害性T細胞を生成するために使用
    される、請求項7に記載の方法。
  12. 【請求項12】 前記腫瘍細胞が単一の不死化非腫瘍形成性細胞株由来であ
    る、請求項7に記載の方法。
  13. 【請求項13】 前記スクリーニングが、単一の非腫瘍形成性細胞から各々
    独立して由来する腫瘍細胞株のパネル上で実施される、請求項12に記載の方法
  14. 【請求項14】 前記発現ライブラリーが哺乳動物細胞に対して感染性のウ
    イルスベクターにおいて構築される、請求項7に記載の方法。
  15. 【請求項15】 前記ウイルスベクターが3分子組換えによって構築される
    、請求項14に記載の方法。
  16. 【請求項16】 前記ウイルスベクターがワクシニアウイルスベクターであ
    る、請求項14に記載の方法。
  17. 【請求項17】 標的エピトープまたは抗原を同定するための方法であって
    、以下の工程: (a)該標的エピトープを発現する細胞によって示差的に発現される遺伝子産物
    に特異的な細胞傷害性T細胞を提供する工程、および (b)該細胞について該細胞傷害性T細胞の交差反応性を測定する工程であって
    、ここで、標的エピトープが細胞傷害性T細胞を誘導する該遺伝子産物として同
    定される、工程 を包含する、方法。
  18. 【請求項18】 前記標的エピトープがウイルス、真菌またはミコバクテリ
    アを用いて感染された細胞に特異的である、請求項17に記載の方法。
  19. 【請求項19】 前記標的エピトープが自己免疫疾患に特異的である、請求
    項17に記載の方法。
  20. 【請求項20】 DNAフラグメントの分解能を増大し、そして偽陽性の頻
    度を減少する、改変されたディファレンシャルディスプレイ方法が利用される、
    請求項17に記載の方法。
  21. 【請求項21】 前記DNAフラグメントを使用して、ファージミドDNA
    ライブラリーからレスキューされる一本鎖環に対する溶液ハイブリダイゼーショ
    ン後により長い遺伝子産物を単離する工程をさらに包含する、請求項20に記載
    の方法。
  22. 【請求項22】 腫瘍特異的標的エピトープまたは抗原を同定するための方
    法であって、以下の工程: (a)該標的エピトープを発現する腫瘍細胞によって示差的に発現される遺伝子
    産物に特異的な細胞傷害性T細胞を提供する工程、および (b)該腫瘍細胞について該細胞傷害性T細胞の交差反応性を測定する工程であ
    って、ここで、標的エピトープが細胞傷害性T細胞を誘導する該遺伝子産物とし
    て同定される、工程 を包含する、方法。
  23. 【請求項23】 前記腫瘍細胞が単一の不死化非腫瘍形成性細胞株由来であ
    る、請求項22に記載の方法。
  24. 【請求項24】 前記アッセイが単一の非腫瘍形成性細胞から各々独立して
    由来する腫瘍細胞株のパネル上で実施される、請求項22に記載の方法。
  25. 【請求項25】 腫瘍細胞と反応する前記生成された細胞傷害性T細胞が、
    非腫瘍形成性T細胞と反応しない、請求項22に記載の方法。
  26. 【請求項26】 DNAフラグメントの分解能を増大し、そして偽陽性の頻
    度を減少する、改変されたディファレンシャルディスプレイ方法が利用される、
    請求項22に記載の方法。
  27. 【請求項27】 前記DNAフラグメントを使用して、ファージミドDNA
    ライブラリーからレスキューされる一本鎖環に対する溶液ハイブリダイゼーショ
    ン後により長い遺伝子産物を単離する工程をさらに包含する、請求項26に記載
    の方法。
  28. 【請求項28】 制限酵素についての固有の部位によって隣接されるDNA
    インサートを含むウイルスベクターであって、該部位は、該ウイルスベクターア
    ームの再連結が妨げられ、そして該インサートDNAの方向が固定され、そして
    該DNAインサートが強力な調節性エレメントと作動可能に結合されるように位
    置付けられる、ウイルスベクター。
  29. 【請求項29】 前記ベクターが3分子組換えによって構築される、請求項
    28に記載のウイルスベクター。
  30. 【請求項30】 前記ウイルスベクターがワクシニアウイルスベクターであ
    る、請求項28に記載のウイルスベクター。
  31. 【請求項31】 前記ベクターがプラスミドp7.5/tk(配列番号 )
    またはその誘導体を用いる組換えによって誘導される、請求項28に記載のベク
    ター。
  32. 【請求項32】 前記ベクターがプラスミドpEL/tk(配列番号 )ま
    たはその誘導体を用いる組換えによって誘導される、請求項28に記載のベクタ
    ー。
  33. 【請求項33】 制限酵素についての固有の部位によって隣接されるDNA
    インサートを含むウイルスベクターであって、該部位は、該ウイルスベクターア
    ームの再連結が妨げられ、そして該インサートDNAの方向が固定され、そして
    該DNAインサートが強力な調節性エレメントと作動可能に結合されるように位
    置付けられ、ここで、該DNAインサートが請求項1に記載の方法によって同定
    された標的エピトープをコードする、ウイルスベクター。
  34. 【請求項34】 制限酵素についての固有の部位によって隣接されるDNA
    インサートを含むウイルスベクターであって、該部位は、該ウイルスベクターア
    ームの再連結が妨げられ、そして該インサートDNAの方向が固定され、そして
    該DNAインサートが強力な調節性エレメントと作動可能に結合されるように位
    置付けられ、ここで、該DNAインサートが請求項7に記載の方法によって同定
    された標的エピトープをコードする、ウイルスベクター。
  35. 【請求項35】 前記ウイルスベクターがワクシニアウイルスベクターであ
    る、請求項33または34に記載のウイルスベクター。
  36. 【請求項36】 制限酵素についての固有の部位によって隣接されるDNA
    インサートを含むワクシニアウイルスベクターであって、該部位は、該ウイルス
    ベクターアームの再連結が妨げられ、そして該インサートDNAの方向が固定さ
    れ、そして該DNAインサートが強力な調節性エレメントと作動可能に結合され
    るように位置付けられ、ここで、該DNAインサートが請求項17に記載の方法
    によって同定された標的エピトープをコードする、ワクシニアウイルスベクター
  37. 【請求項37】 制限酵素についての固有の部位によって隣接されるDNA
    インサートを含むワクシニアウイルスベクターであって、該部位は、該ウイルス
    ベクターアームの再連結が妨げられ、そして該インサートDNAの方向が固定さ
    れ、そして該DNAインサートが強力な調節性エレメントと作動可能に結合され
    るように位置付けられ、ここで、該DNAインサートが請求項22に記載の方法
    によって同定された標的エピトープをコードする、ワクシニアウイルスベクター
  38. 【請求項38】 前記ウイルスベクターがワクシニアウイルスベクターであ
    る、請求項36または37に記載のウイルスベクター。
  39. 【請求項39】 同時刺激活性を発現しない、非腫瘍形成性細胞株で寛容化
    された、トランスジェニック動物。
  40. 【請求項40】 同時刺激活性を発現する腫瘍細胞株でさらに刺激される、
    請求項39に記載のトランスジェニック動物。
  41. 【請求項41】 請求項39に記載のトランスジェニック動物に由来する細
    胞傷害性T細胞。
  42. 【請求項42】 請求項40に記載のトランスジェニック動物に由来する細
    胞傷害性T細胞。
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