JP2003246748A - 感染症治療剤 - Google Patents
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Abstract
を行い、これを感染症治療剤として用いる手段を提供す
ること。 【解決手段】それ自体、細胞傷害性を示さない、15K
グラニュライシンが、マクロファージに取り込まれ、そ
の後、活性化し、マクロファージ内に取り込まれた細菌
を殺傷する、新たな経路が存在することを見出し、さら
に、これを有効成分とすることにより、副作用が少な
く、かつ、細菌が耐性獲得をし難く、有効な感染症治療
剤を提供し得ることを見出した。すなわち、15Kグラ
ニュライシンを有効成分とする、感染症治療剤を提供こ
とにより、上記の課題を解決し得ることを見出した。
Description
治療するための感染症治療剤に関する発明である。
可欠であることは言うまでもないことである。現在、数
多くの抗生物質や合成抗菌剤等の感染症治療剤が提供さ
れており、医療現場において用いられている。
て、主に提供されている抗菌剤には、耐性菌の出現とい
う、不可避の問題が伴っていることも事実である。つま
り、新たな抗菌剤が提供されることにより、新たな耐性
菌が生み出されている、という皮肉な状態が続いてい
る。
位を占めている結核は、最近の増加傾向が、世界的な問
題となっている。さらに、殆どの抗生物質に対して耐性
を有する耐性菌の存在も確認されており、この問題も顕
在化しつつある。
ュライシンと呼ばれる、NK細胞やCTLに発現してい
る分子が、結核菌等の細菌に対する、直接の殺傷能力を
有することが明らかとなっている〔Stenger,S.et al.,S
cience 282,121-125(1998)〕。
て造られた後、細胞傷害性顆粒内で、9Kにプロセシン
グされ、この9Kグラニュライシンが、抗菌活性を有す
ることが知られている(Pena,S.V.et al.,J.Immunol,15
8,2680-2688(1997))。さらに、同じ細胞傷害性顆粒内分
子であるパーフォリンが、標的細胞に穴を空け、グラニ
ュライシンが、ここから細胞内に入り込み、細胞内にお
いて感染している細菌を殺傷する経路が報告されている
〔Stenger,S.et al.,Science 282,121-125(1998)〕。
御に重要な役割を果たしていると考えられる。活性型の
9Kグラニュライシンは、それに対する細菌の耐性の獲
得も考え難く、抗生物質とは異なる特徴を有する感染症
治療薬への応用が考えられる。また、最近になって、9
Kグラニュライシンによる細胞内感染菌の除去に関する
パーフォリン経路の存在が疑問視されている(David,H.
C.et al.,J.Immunol,167,2734-2742(2001))。その上、
この分子には、細胞傷害性が認められており(Pena,S.
V.et al.,J.Immunol,158,2680-2688(1997))、これをそ
のまま投与した場合には、相当の副作用が懸念される。
シンについて、さらに詳細に検討を行い、これを感染症
治療剤として用いる手段を提供することにある。
解決するために、鋭意検討を行った。その結果、15K
グラニュライシンが、マクロファージに取り込まれ、そ
の後、活性化し、マクロファージ内に取り込まれた細菌
を殺傷する、新たな経路が存在することを見出した。
い15Kグラニュライシンを有効成分とすることによ
り、副作用が少なく、かつ、細菌が耐性獲得をし難く、
有効な感染症治療剤を提供し得ることを見出した。
成分とする、感染症治療剤(以下、本治療剤ともいう)
を提供する発明である。なお、本発明において、15K
グラニュライシンとは、上述したように、細胞傷害性顆
粒に局在する、145アミノ酸からなる、分子量1万5
千(15k) のタンパク質である。細胞傷害性顆粒内では一
部切断されて、分子量9千(9k)のタンパク質として存在
している(Pena,S.V., et al., J.Immunol., 158, 2680-
2688 (1997), Stenger,S., et al., Science, 282, 121
-125 (1998))。
て説明する。 A.本治療剤の有効成分 本治療剤の有効成分として用いる15Kグラニュライシ
ンは、生体から分離して用いることも可能であるが、生
体微量成分である故、15Kグラニュライシンをコード
する遺伝子を発現させて得られる、組換え蛋白質として
用いることが好適である。また、15Kグラニュライシ
ンをコードする遺伝子が組み込まれた、15Kグラニュ
ライシンの体内発現ベクターを有効成分として、体内で
15Kグラニュライシンを産生させることも、好適な手
段である。
に報告されており(Jongstra, et al.,J.Exp.Med,165,6
01)、具体的には、配列番号1で表される塩基配列の遺
伝子およびこれに対応するアミノ酸配列の15Kグラニ
ュライシン蛋白質である。これを基に、15Kグラニュ
ライシンをコードする遺伝子を効率的に調製して、この
遺伝子を発現させることにより、15Kグラニュライシ
ンの組換え蛋白質を調製することが可能である。
ードする遺伝子配列の両端に対して相補的なヌクレオチ
ド鎖を増幅用プライマーして、PCR法等の遺伝子増幅
法により、15Kグラニュライシンをコードする遺伝子
の遺伝子増幅産物を調製してする。
み込み、かかる組換えベクターで形質転換を行った大腸
菌、枯草菌、酵母、昆虫細胞などの適切な宿主から、所
望する15Kグラニュライシンを得ることができる。
常発現しようとする遺伝子の上流域にプロモーター,エ
ンハンサー,および下流域に転写終了配列などを保有す
るものを用いるのが好適である。
現は、直接発現系に限らず、例えばβ−ガラクトシダー
ゼ遺伝子,グルタチオン−S−トランスフェラーゼ遺伝
子やチオレドキシン遺伝子を利用した融合タンパク質発
現系とすることもできる。
宿主を大腸菌とするものとしては、pQE,pGEX,
pT7−7,pMAL,pTrxFus,pET,pN
T26CIIなどを例示することができる。また、宿主を
枯草菌とするものとしては、pPL608,pNC3,
pSM23,pKH80などを例示することができる。
GT5,pDB248X,pART1,pREP1,Y
Ep13,YRp7,YCp50などを例示することが
できる。
とするものとしては、p91023,pCDM8,pc
DL−SRα296,pBCMGSNeo,pSV2d
hfr,pSVdhfr,pAc373,pAcYM
1,pRc/CMV,pREP4,pcDNAIなどを
例示することができる。
ラニュライシンを発現させる目的に応じて選択すること
ができる。例えば、15Kグラニュライシンを発現させ
る場合には、宿主として大腸菌,枯草菌または酵母など
を選択し得る遺伝子発現ベクターを選択するのが好まし
く、少量でも確実に活性を有するように15Kグラニュ
ライシンを発現させる場合には、哺乳動物細胞や昆虫細
胞を宿主として選択し得る遺伝子発現ベクターを選択す
るのが好ましい。
ターを選択することも可能であるが、目的に応じて適宜
遺伝子発現ベクターを作出して、これを用いることも勿
論可能である。
だ上記遺伝子発現用ベクターの宿主細胞への導入および
これによる形質転換法は、一般的な方法、例えば宿主細
胞が大腸菌や枯草菌である場合には、塩化カルシウム法
やエレクトロポレーション法などを;宿主が哺乳動物細
胞や昆虫細胞の場合はリン酸カルシウム法,エレクトロ
ポレーション法またはリポソーム法などの手段により行
うことができる。
に従い培養することにより、所望する15Kグラニュラ
イシンが蓄積される。かかる培養に用いられる培地は、
宿主の性質に応じて適宜選択することができるが、例え
ば宿主が大腸菌である場合には、LB培地やTB培地な
どが、宿主が哺乳動物細胞の場合には、RPMI164
0培地などを適宜用いることができる。
Kグラニュライシンの単離および精製は、常法に従い行
うことが可能であり、例えば培養物を、15Kグラニュ
ライシンの物理的および/または化学的性質を利用した
各種の処理操作を用いて行うことが可能である。
限外濾過,ゲル濾過,高速液体クロマトグラフィー,遠
心分離,電気泳動,特異抗体を用いたアフィニティクロ
マトグラフィー,透析法などを単独でまたはこれらの方
法を組み合わせて用いることができる。
ンを単離・精製することが可能である。15Kグラニュ
ライシンは、これを、感染症治療剤の有効成分として使
用することにより、血液中のマクロファージに取り込ま
れて、その中で活性化されることにより、マクロファー
ジが貪食した、感染症を惹き起こす細菌類、ウイルス
類、真菌類等を殺傷することにより、これらの微生物に
よる感染症を治療することが可能となる。前述したよう
に、15Kグラニュライシンは、9Kグラニュライシン
と異なり、それ自体に細胞傷害性は認められず、投与に
よる副作用が少ない感染症治療剤として、その効果が期
待される。
ター この形態の本治療剤の有効成分は、上記の組換え蛋白質
の発現に用いられた、15Kグラニュライシンをコード
する遺伝子を、体内発現ベクターに組み込んだ、組換え
ベクターである。
ノウイルスベクター、レトロウイルスベクター等を挙げ
ることができるが、これらに限定されるものではない。
組換え体内発現ベクターは、例えば、上記のウイルス遺
伝子を組み込んだコスミドベクターに、さらに、15K
グランニュライシンを発現可能な遺伝子を組み込んで、
このコスミドベクターと、制限酵素処理を行った親ウイ
ルスDNA−TPを、293細胞にトランスフェクショ
ンすることにより、この293細胞内で相同組換えが起
こり、所望する体内発現ベクターが生産される。
した本治療剤 本治療剤の第1の形態は、15Kグラニュライシンを有
効成分として配合するが、これと共に、適切な医薬製剤
担体を配合して、製剤組成物の形態に調製することが可
能である(15Kグラニュライシンのみでも勿論可能で
ある)。医薬製剤担体としては、例えば、具体的な剤型
に応じて、適宜医薬製剤担体として慣用され得る、充填
剤、増量剤、結合剤、付湿剤、安定剤、溶解補助剤、崩
壊剤、表面活性剤などの賦形剤や希釈剤を自由に選択す
ることができる。製剤組成物の形態は、15Kグラニュ
ライシンを、感染症の治療用途に効果に用い得る形態で
あれば特に限定されず、例えば、錠剤、粉末剤、顆粒
剤、丸剤などの固剤であっても、液剤、懸濁剤、乳剤な
どの注射剤形態とすることもできる。また、15Kグラ
ニュライシンに適切な担体を添加することによって、用
時に液状とするべき乾燥品とすることも可能である。
は、剤の投与方法、投与形態、患者の症状などに応じて
適宜選択することが可能であり、特に限定されるべきも
のではない。
形態に応じて適当な投与経路、例えば、注射剤形態の場
合には、静脈内、筋肉内、骨内、関節内、皮下、皮内、
腹腔内投与などにより、固剤形態の場合には、経口や経
腸投与などにより投与され得る。
ターを有効成分とした本治療剤 上述のようにして調製され得る体内発現ベクターを、単
離・精製して、これを生体に投与することにより、生体
内に15Kグラニュライシンが産生され、この15Kグ
ラニュライシンの薬理効果が発揮され得る。
ことが一般的であり、静脈内、筋肉内、骨内、関節内、
皮下、皮内、腹腔内投与などにより、投与され得る。こ
のような本治療剤の投与量は、剤の投与方法、投与形
態、患者の症状などに応じて適宜選択することが可能で
あり、特に限定されるべきものではないが、一般には、
有効成分である、15Kグラニュライシンを発現する体
内発現ベクターを適度に調製して、この製剤を、適量、
一日1回または数回に分けて投与するのが好適である。
例〕15Kグラニュライシンとマクロファージを共存さ
せた場合の、結核菌に対する抗菌効果についての検討 (1)15Kグラニュライシンに対して特異的なモノク
ローナル抗体の調製 100〜200unit/ml のIL−2の存在下で培養した
ヒトの末梢血リンパ球(2×106 細胞/mlのヒト末梢
血リンパ球を、10%牛胎児血清含有RPMI1640
培地で、37℃・5%CO2 下で10日間培養を行っ
た)より、常法に従ってRNAを抽出し、このRNAを
鋳型として、RT−PCR法(PCRプライマー1:配
列番号2、PCRプライマー2:配列番号3)を行い、
15Kグラニュライシンの蛋白質全長をコードする領域
を含む遺伝子部分〔Jongstra, et al.,J.Exp.Med,165,6
01:配列番号1のアミノ酸配列に相当する部分〕を相補
的DNA(cDNA)の増幅産物として合成した。この
15Kグラニュライシンの蛋白質全長をコードするcD
NAを、哺乳動物用発現ベクターであるpRc/CMV
またはpcDL−SRα296に組み込み、得られた組
換えベクターを生理食塩水に溶かして、マウスの皮下ま
たは皮内に免疫した。1〜2週間隔で、4〜5回免疫
後、間接蛍光抗体法(後述の方法に準じて行った)によ
り抗体価の上昇が認められたマウスの脾細胞を、常法に
従って細胞融合した後、グラニュライシンに特異的に結
合する抗体を産生するハイブリドーマを、再び間接蛍光
抗体法で検索した。すなわち、上述した15Kグラニュ
ライシンをコードする遺伝子で形質転換して、これを発
現させた細胞(Cos7)を、4%パラフォルムアルデ
ヒドで固定後、0.5%tween20で膜を可溶化
し、これに、ハイブリドーマの培養上清を加えて、抗体
を反応させた後、蛍光ラベルされた抗マウスIgG抗体
を反応させ、蛍光を検出することにより、グラニュライ
シンに特異的に結合する抗体を産生するハイブリドーマ
をスクリーニングした。その結果、9個のグラニュライ
シンに特異的に結合する抗体を産生するハイブリドーマ
が得られた。得られたハイブリドーマのそれぞれの培養
上清を用いて、硫安沈澱およびプロテインGカラムによ
る精製を行い、15Kグラニュライシンに対するモノク
ローナル抗体を、2種類調製した。以下、これをモノク
ローナル抗体RF10(15Kグラニュライシンに対し
て結合するが、9Kグラニュライシンに対しては結合し
ない)と、モノクローナル抗体RC8(15Kグラニュ
ライシンに対しても、9Kグラニュライシンに対しても
結合する)ともいう。
リクローナル抗体の調製 グラニュライシンの部分アミノ酸配列(29アミノ酸)
(J. Exp. Med. 165:601-614 (1987), J.Exp.Med., 17
2:1159-1163 (1990) ):Arg Thr Gly Arg SerArg Trp
Arg Asp Val Cys Arg Asn Phe Met Arg Arg Tyr Gln Se
r Arg Val ThrGln Gly Leu Val Ala Gly (N5−1:
配列番号4)の傘貝ヘモシアニンとの結合体で、ウサギ
を常法に従って免疫し、抗血清を得た。得られた抗血清
について、硫安沈澱およびプロテインGカラムによる精
製を行い、さらに上記の合成ペプチド(N5−1)を結
合したカラムによるアフィニティークロマトグラフィー
による精製を行い、グラニュライシンに対するポリクロ
ーナル抗体(抗N5−1抗体)を調製した。
製 配列番号1の塩基配列のうち、15Kグラニュライシン
蛋白質に相当する部分をコードする塩基配列のヌクレオ
チド鎖を、常法により、pFLAG−CMVベクター
(シグマ社製)に組み込んだ、遺伝子組換えベクターを
作出した。なお、コントロールとして、遺伝子による組
換えを行っていない、上記pFLAG−CMVベクター
を用いた。これらの遺伝子組換えベクターを、Cos7
細胞に導入し、これを、DMEM培地(ギブコ社製)に
おいて、5%CO2 ・37℃で培養を、72時間行っ
た。培養終了後、培養物に、遠心分離(2500rpm ・
20分・4℃)を施し、その培養上清を得た。
り、蛋白質を分離した。電気泳動を行ったSDS-PAGEのゲ
ルから、蛋白質をナイロン膜に転写した後、ブロッキン
グ液(1% スキムミルク/ 洗浄液) で膜をブロックした
後、この膜に対して、15Kグラニュライシンに特異的
なモノクローナル抗体RF10を結合させて、これに対
して酵素標識抗マウス抗体と発色基質を作用させて、バ
ンドの発色を行った。その結果、15Kグラニュライシ
ン蛋白質をコードする遺伝子を発現させて得た上清にお
いては、分子量15Kを示すバンドが現れたが、コント
ロールは、このバンドは認められなかった。また、同様
の試験を、15Kと9Kのグラニュライシンに対して結
合するポリクローナル抗体N5−1を用いて行ったとこ
ろ、15Kを示すバンドは認められたが、9Kを示すバ
ンドは認められなかった。
培養上清には、15Kグラニュライシンが特異的に存在
し、コントロール培養上清には、グラニュライシンは存
在しないことが明らかとなった。
チック製のカルチャープレート(24ウエル/プレー
ト)に、培地(RPMI1640,10%ヒト血清)
に、培地1ml当り、2×107 細胞程度になるように、
懸濁させ、これを、各ウエルに1mlずつ分注して、37
℃で、24時間放置して、リンパ球をプレート壁に付着
させて、この付着したマクロファージにおいて、15K
グラニュライシンの抗菌効果を検討した。
%ヒト血清)を、1ml添加して、ここに、結核菌(H3
7Rv,1×105〜1×106cfu)を、37℃、
5%CO2 下で、4〜12時間、静置培養を行って、マ
クロファージに、結核菌を感染させた。感染完了後、G
rn上清またはCont上清を、各1ml、ウエルに添加
して、同条件で、2〜12時間静置培養を行った。
ト内の付着細胞を、PBSで3回洗浄して、トータル5
mlの1%サポニン水溶液で、細胞内の結核菌を抽出し
て、この抽出液を希釈し、平板寒天培地〔7H11培地
(ギブコ社製)〕に播いて、37℃で14日間静置培養
し、コロニー数を数えた。
て、Contは、コントロール培養上清を表し、Grn
は、グラニュライシン培養上清を表している。縦軸は、
コロニー数を示している。横軸の1は、上述したよう
に、マクロファージと結核菌と培養上清を接触させた結
果を示している。2は、マクロファージ非存在下で、1
と同様に、各培養上清と結核菌を静置培養、洗浄後、7
H11平板寒天培地で静置培養し、結核菌のプレートに
おける非特異的吸着の影響を確認した結果を示してい
る。3は、上記のカルチャープレートにおいて、各培養
上清1mlに、結核菌と共に、37℃で2時間、静置培養
し、これを 7H11平板寒天培地で静置培養した結果
を示している。
クロファージが介在することにより、結核菌に対する抗
菌効果が認められることが明らかとなった。マクロファ
ージが介在しない場合、15Kグラニュライシンに結核
菌に対する抗菌効果は認められなかった。
イシンには、抗菌作用が認められ、感染症治療剤の有効
成分として用いることができることが明らかとなった。
15Kグラニュライシンを、Cos7細胞、HeLa、
PC12等の細胞にトランスフェクトしたところ、培養
上清中に、15Kグラニュライシンが検出されるが、細
胞にダメージは見受けられなかった。なお、9Kグラニ
ュライシンを、15Kグラニュライシンに代えて用いる
と、細胞傷害活性やアポトーシスを惹き起こすことが報
告されている(Pena,S.V.et al.,J.Immunol,158,2680-2
688(1997))。
を有効成分とする、副作用が認められず、かつ、有効な
感染症治療剤が提供される。
菌効果を検討した結果を示す図面である。
Claims (3)
- 【請求項1】15Kグラニュライシンを有効成分とす
る、感染症治療剤。 - 【請求項2】15Kグラニュライシンが組換え蛋白質で
ある、請求項1記載の感染症治療剤。 - 【請求項3】15Kグラニュライシンをコードする遺伝
子が組み込まれた、15Kグラニュライシンの体内発現
ベクターを有効成分とする、感染症治療剤。
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