JP2005507634A - 豚の育種改良のための豚繁殖呼吸器障害症候群ウイルス(prrsv)に対する宿主感受性ファクターの同定と応用、およびprrsウイルス増殖のための非サル組替型細胞系列と新規クラス抗ウイルス化合物の標的の開発 - Google Patents
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Abstract
豚繁殖呼吸器障害症候群ウイルス(PRRSV) は豚において深刻な経済的損失を引き起こしている。本願発明は、PRRSウイルス感染に対して感受性のない細胞系(BHK−21)に該細胞系列に感受性を与えるCD151 をトランスフェクトさせることにより、CD151 がPRRSウイルス感染に対する感受性ファクターであることを決定する事にある。CD151 は、血液血小板および生殖細胞質を含む細胞物質から採取できるため、本願発明は、PRRSウイルスに対する感受性に関して種々の異種の豚をスクリーニングする非侵襲法を提供し、よって育種プランを改良することにある。価値のある動物の場合には、そうしたスクリーニングから得られる結果は、その動物の子孫どれもがPRRSウイルスに対する感受性を示し得る。加えて、ウイルスRNA とCD151 の相互作用は高い親和性を持ち、コンビナトリアル・ケミストリーを用いることにより更に改良され得る抗ウイルス化合物を検出する1つの道具として用いられ得る。したがって、ウイルスRNA とCD151 との相互作用をブロックすることができる抗ウイルス化合物が開発され得る。有利なことには、CD151 をトランスフェクされた非サルウイルス細胞系列は、PRRSウイルスに対する感受性を獲得することができる。そして、豚からの異種移植(xenoplanted) を受けた器官においては霊長類ウイルスの起源となり得るため避けられるサルウイルス細胞系列に対して、これら非サルの組替型細胞系列は、生物学的製剤(biologics) を製造するために使用され得る。最後に、本願発明はウイルスRNA が標的細胞の中に入る基本的メカニズムを記述する。この新規クラスの蛋白質は、ウイルスRNA エントリー蛋白質と命名されている。そして、抗RNA エントリー蛋白質と命名された新規な種類の化合物はウイルスRNA の侵入をブロックするために使うことができ、それによってウイルス感染を防ぐのである。
Description
【0001】
塩基配列リスト
本願には、タイプ打ちした塩基配列リストを載せており、またフロッピーディスクおよび CDROM に、コンピューターで読み取り可能な ASCIIファイルの形式で保存したこの塩基配列リストと同一内容のものも提出した。
【0002】
発明の背景
発明の属する技術分野
本発明は、CD151 および/または豚CD151 を用いた DNA PCRに対して定量的RT−PCR(quantitative reverse−transcriptase polymerase chain reaction)による、異なる豚育種系統のスクリーニングに関する。CD151 を遺伝的に僅かに含むか、もしくは含まない豚系統の選択は、豚繁殖呼吸器障害症候群ウイルス(PRRSV) の感染に対して感受性の低いまたは感受性の全くない子孫を生ずる。本願発明はまた、PRRSウイルスに対する感受性に関して、生きた豚および豚の生殖細胞質をスクリーニングするための非侵襲性の方法にも関する。加えて、本願は非サル(non−simian)細胞系列におけるウイルスの不活化ワクチンおよび生ワクチンを作るための高力価ストック(high titer stock)を増殖させるための細胞系列の開発について記載する。更に、本願発明はワクチンに用いられる力価ストックをつくるために、以前は感受性のなかった細胞系列を、感受性のある細胞系列に形質転換する際に有用な新規なプラスミドを記載する。本願は、またCD151 とPRRSウイルスの 3’−非翻訳領域 RNAとの間の相互作用をブロックする新規クラスの抗ウイルス化合物を発見するための1つの道具を提供することにも関する。この新規クラスの化合物は抗RNA エントリー蛋白質(anti−RNA Entry Proteins, anti−REPs)と命名されている。
【0003】
従来の技術
豚繁殖呼吸器障害症候群(PRRS)は豚の重要なウイルス病として1980年代後半に発生したRNA ウイルスである。PRRSはアメリカ合衆国においてまた全世界において、最も重要な経済的に意味のある病気である。PRRSの起源と進化については分かっていない。それゆえ、PRRSは豚の新規に出現した(emerging)ウイルスである。以前から「神秘的な豚の病(mystery swine disease) 」、「豚不妊呼吸器障害症候群(swine infertility and respiratory syndrome)」、あるいは「青耳病(blue ear disease)」として呼ばれてきたこの病気は、アメリカ合衆国およびカナダの育種中の群れに、多大な損害を生じた。同様な病気はヨーロッパの多くの地域でも現われ、PRRSウイルスは世界中で検出されてきた。この病気は、2つの形態で明らかにされている。1つは、妊娠中の雌豚における深刻な生殖機能不全、死産児数の増加、ひからびた(mummified) あるいは虚弱な状態での豚出生児、分娩率の減少および次の発情期への回復遅延(delayed return to estrus)を引き起こし、他の形態は、感染した豚の肺中に現われる傷害によって明示づけられるように、豚に呼吸困難を生ずる。
【0004】
PRRS病の生殖器系の形態は、Keffaber,K.K.,”Reproductive Failure of Unknown Etiology”,American Association of Swine Practitioners Newsletter,1:109(1989) に記載されている。PRRS病の生殖器系の形態の最も顕著な臨床症状は、自発型後期堕胎、未熟児の出産( 全出産の20−30%の高比率にもなり得る)、およびひからびた胎児の分娩、死産児、病弱な豚仔である、そのような臨床症状は、豚の群において、典型的には、4週間から16週間あるいはそれ以上の期間観察される。皮膚の黄褐色の退色と死後自己溶解によって証拠づけられるように、PRRS病の影響を受けた一腹の子豚の内の死産児はしばしばミイラ化(mummification) の初期段階に見られる。ドーム形をした、胎児の頭部の奇形はまたしばしば見られる。雌豚の感染は気づかないうちに進行し、あるいは、傷害を受けた一般症状が数日間続くことにより明らかになるだろう。例えば、雌豚は食事を取らなくなり、正常体温以上または以下の体温を経験する。分娩段階において、雌豚は機能低下、無気力、発熱、およびときどき嘔吐を発現する。病気の影響を受けた群の中には、75%までの豚仔が死亡することもある。PRRS病の経済的な結果は、したがって、大損害を及ぼすことになる。
【0005】
PRRS病の呼吸器の形態は、年齢3−8週の豚仔においてもっとも著しい臨床徴候を発現するが、感染した群における全ての年齢の豚に起こることが報告されている。PRRS病に罹った豚仔は成長が遅く、毛皮はざらざらで、呼吸困難(動悸)を起こし、死亡率(離乳前の約80%にまで及ぶ死亡率) が増加している。PRRSウイルスによる感染と関連した問題と闘うため、最新のPRRS株に対する免疫を与える試みの中でワクチンが開発されてきた。現在のワクチンは、単にごくわずかに効果的であり、豚全個体群の中に、霊長類ウイルスが連続的に取り込まれる危険性を有するサル起源の細胞系列において全て生産されている。このPRRS病の呼吸器系形態の影響を受けた、豚仔の巨視的および微視的損傷の予備的な試験における所見は、微視的な肺の損傷が、このPRRS病の1つの重要な臨床的特徴であることを示唆している。
【0006】
PRRSウイルスは、Arteriviridae 属のNidovirales 目に属している。この属の他のメンバーとしては、馬動脈炎ウイルス(equine arteritis virus)、乳酸デヒドロゲナーゼウイルス(lactate dehydrogenase elevating virus) 、および猿出血熱ウイルス(simian hemorrhagic fever virus)が含まれます。一般に、ヒトのアルテリウイルス(arterivirus) は知られていない。PRRSウイルスゲノムは、長さ約15.1 Kb の+鎖RNA である。5’末端の156−220 番目ヌクレオチドおよび3’末端の59−117番目ヌクレオチドの非翻訳領域(UTR’s) が、ウイルスゲノムに接している。ウイルスゲノムは、機能蛋白質および構造蛋白質をコードした8つのオーバーラッピングするオ―プンリーディングフレーム領域を有している。PRRSウイルスは、感染した豚のマクロファージ中で、主として成長する。細胞培養中では、PRRSウイルスは、CL 2621, MA−104, MARC の各細胞系列の中で生育し、また豚の肺胞マクロファージ(alveolar macrophages)の初代培養においても生育することが知られている。これら連続した細胞系列の全てがサルに起源を有し、霊長類ウイルス(primate virus) が豚個体群へ入り込む危険性を生ずる。ウイルスの侵入は、受容体を介したエンドサイトーシス(内向きの膜動輸送)によって起こり、そして受容体はヘパリン様分子として特徴づけられてきた。しかしながら、どのようにウイルスRNA がエンドサイトーシスのあと、細胞質へ入るかのメカニズムは分かっていない。
【0007】
アルテリウイルスの複製は、コロナウイルス(coronaviruses) の複製と同様である。ゲノムおよびサブゲノムの−鎖mRNA((−) sensemRNA) は、感染された細胞において、+鎖mRNAに沿って作られる。サブゲノム−鎖mRNAは、コロナウイルスにおいてmRNA合成の主要な鋳型として、機能していることが示されてきた。不連続な転写はアルテリウイルスの中で起こり、mRNAは機能的にモノシストロニック(単一遺伝子様)であり、転写末端は3’末端が共通であって、かつmRNAの積み重ねセット(nested set)の形態をもっている。遺伝子間の共通配列が、連結配列(junction sequence) UCAACCを通して、共通のリーダーをコーディング領域(the coding region) に連結している。マウス肝炎ウイルス(MHV) およびコロナウイルスにおいて、リーダー、遺伝子間配列およびRNA 本体の三者間の相互作用には、cis およびtrans に作用する要素(element) が関わっている。上記MHV、コクサッキーウイルス(coxsackievirus)、ライノウイルス(rhinovirus)およびポリオウイルス(poliovirus)のそれぞれ3’非翻訳領域(UTRs)は、ゲノムの転写のために必須であることが示された。3’非翻訳領域(3’UTR) と上流の調節配列の間には、これら二者間の相互作用のための配列相補性がほとんどなく、そのため3’非翻訳領域(3’UTR) と上流の調節配列の間の相互作用は、ウイルス蛋白質と細胞蛋白質の両方に関わるRNA−蛋白質− RNA 三者間相互作用を通して媒介される。
【0008】
ウイルス蛋白質および細胞内蛋白質と、ウイルスの5 ’および3 ’非翻訳領域との間の相互作用に関しては、数多くの研究がある。シンドビスウイルス(Sindbis virus) 、ブロムモザイクウイルス (brome mosaic virus) 、Q βファージ(Qβ phage) およびポリオウイルス(poliovirus)は、転写を進めるために、或る宿主細胞蛋白質とウイルスの非翻訳領域とが相互作用することを必要とする。数多くの蛋白質が、これらの調節領域と結合していることが示されてきたが、そのうちほんの幾つかの蛋白質についてのみ特徴が述べられてきた。La蛋白質、ポリリボC結合蛋白質2(poly(rC) binding protein 2)およびポリピリミジントラクト結合蛋白質(polypyrimidine tract binding protein)が、ポリオウイルスの非翻訳領域に結合することが示されてきた。ポリピリミジントラクト結合蛋白質および異種生物由来の細胞核のリボヌクレオプロテイン(heterologous nuclear ribonucleoprotein)は、MHV(マウス肝炎ウイルス、mouse hepatitis virus)のリーダー配列に結合することが示されている。これらの蛋白質は、mRNAのスプライシングと輸送において1つの役割を演じていると予想されている。細胞骨格蛋白質およびシャペロン蛋白質の中には、アクチン、チューブリンおよび熱ショック蛋白質のように、RNA 結合活性を持つことが示されているものがある。これらの蛋白質は、ウイルスRNA 合成を行う際に、もしくはRNA 複製複合体(RNA replication complexes) を複製の場所へ方向づけして輸送する際に、構造的な役割を演じているかも知れない。
【0009】
ウイルスRNA と相互作用する宿主細胞蛋白質の研究は、いまだ揺籃期の段階であり、この相互作用に関しては重要な情報、とりわけ宿主感受性ファクターに関連した情報が欠けている。PRRSウイルスと同様、アルテリウイルスにおいてさえ宿主感受性ファクターは研究されてこなかった。それゆえ、豚育種に際して、PRRSウイルスに対する宿主感受性の増加を示すマーカーは、分かっていない。しかしながら、実験的感染を行ったのち、感染した豚を屠殺し、豚肺中の間質性肺炎およびPRRSウイルス抗原の存在を調べるための組織病理学(histopathology)および免疫組織化学(immunohistochemistry)についての更なる検査を行い、これらの結果に基づいて育種の異なる豚は、PRRS感受性ウイルスに対する感受性が異なることが知られている。
【0010】
更に、サル(simian)細胞系列は、最近のPRRSウイルスワクチンの細胞培養を提供するが、これは危険な作業である。これらの細胞培養のためにサル細胞系列を使用することが、異種移植(xenotransplant)を目的とした、豚の種にかなりの霊長類のウイルスを偶然に取り込むことになるかも知れない。豚は、ヒトの器官移植の不足に対応するために異種移植(xenotransplant)される器官の起源(source)として現在ますます研究されつつあるために、霊長類の細胞系列を豚個体群を取り込むことは、最終的には、異種移植を受けた器官を有するヒトへのリスクを与える。それゆえ、豚ワクチンの製造の際にサル(simian)細胞種の使用を避けることは賢明である。
【0011】
したがって、当該技術において必要とされることは、PRRSウイルス感染への感受性に関して豚をスクリーニングする方法である。好ましくは、このスクリーニングテストは、DNA を基礎(DNA−based) としたものであり、感受性遺伝子の重要なモチーフ (motif)またはドメインにおける塩基配列の多様性と、PRRSに対する低度、中度、高度の感受性とを相互に関連づけることができる。より好ましくは、このスクリーニングは非侵襲性であり、豚の生殖細胞質(germplasm) および全血を含む多くの異なる動物の体液および細胞物質について実施され得る。より好ましくは、このスクリーニングはPRRSに対する低度の感受性を持った豚を検出するために耳ノッチ(ear notch、耳の刻み目) から採取するバイオプシー(生物材料)について実施される。加えて、必要とされることは、これらのスクリーニング結果を、豚の子孫のPRRSウイルス感染に対する感受性が少なくなるように設計された育種プログラム(breeding program)に用いる1つの方法である。当該技術において他に必要とされることは、PRRSウイルス感染に対する抵抗性(ウイルスに対する感染しづらさ)に有害な影響を与え、かつこの抵抗性と相互に関連するDNA の一塩基多形(SNPs)を確認することである。更に必要とされることは、PRRSウイルス感受性に有害な影響を与える遺伝子と、調節要素および/またPRRSウイルス感受性に関連して遺伝子の発現と調節に影響を与える他の遺伝子(cis− およびtrans−に作用するファクター) との間の相互作用を理解することにある。更にまだ必要とされることは、染色体の構成および遺伝子の位置を理解することである。更に必要とされるものは、霊長類ウイルスが豚個体群に交差することを避けるために、高力価PRRSウイルスワクチンストックを増殖させるための非サル細胞系列である。そのような細胞系列は、異種移植を受けた豚で用いられるワクチンにとりわけ適している。最後に、必要とされるものはウイルスRNA が細胞に侵入することをブロックすることができるクラス(class) の化合物である。
【0012】
発明の概要
本願発明は、上記従来技術の問題を解決し、技術状態に明確な進歩を与えるものである。とりわけ、本願発明を通して、PRRSウイルス感受性に対する非侵襲性遺伝学テスト、更なる育種のための豚の選択、非サル細胞系列における高力価ワクチンの開発、PRRSウイルス処置に用いられ得る化合物の開発、およびPRRSゲノムの3’非翻訳領域(UTR) RNA とウイルス感染に対して感受性を有する細胞系列との間の相互作用を検出しかつ特徴づけることができる方法が提供され、これらの方法によって、抗RNA エントリー化合物(anti−RNA Entry Compounds)と呼ばれる新規な抗ウイルス化合物の開発につながる。加えて、本願発明は、豚CD151 のゲノム塩基配列およびゲノム構成を規定し、豚CD151 のRNA 結合活性を明示し、異なる組織中のCD151 のアイソフォーム(isoform) を確認し、およびトランスフェクトされた豚CD151 遺伝子を持つ非サル細胞系列を作り出す。最後に、本願発明は、豚CD151 の分子全体としての活性を説明し、RNA 結合活性を与えかつ非サル細胞系列である baby hamster kidney−12 (BHK−21)へ感受性を与えるCD151 ドメインを同定する。
【0013】
したがって、本願発明の1つの特徴は、比較的非侵襲性である方法を用いて、豚をスクリーニングする方法を提供することである。例えば、豚から血液サンプルを採取し、血小板中にCD151 が存在することが、定量的RT−PCRおよび/またDNA PCRsを用いて検出され得る。また、DNA PCRsは豚仔から採取した耳ノッチ(ear notch) バイオプシーまたは尻尾スニップ(tail snip、尻尾の切れはし) バイオプシーについて実施され得る。CD151 量が少ないか、もしくはCD151 が全く検出されない豚さえも選択して、更に育種を続けることができるので、この種のスクリーニングから得られた知識は豚の育種プランを大いに改善し得る。本願発明の強み(advantage) を用いた豚育種プログラムの1つの例は、個々の豚のCD151 量をCD151 の既知の標準(standard)と比較することである。この既知の標準は、豚からの細胞物質(例えば、体液または組織) の数多くのサンプルからのCD151 量を比較することによって一般に得られ、全サンプル中に検出されるCD151 量の平均を表す。同一動物由来の異なる細胞物質は異なるCD151 量を有するので、既知の起源(血液、血小板、精子細胞、生殖細胞質、精子、卵子等)の細胞物質由来のCD151 量をその特定の細胞物質に対応する既知の標準と比較することが好ましい。その上、既知の標準は、豚のCD151 量の平均を表すので、個々の豚の検出されたCD151 量をその平均値と比較することによって、1個体の豚が更なる育種のために選択される。一般に、PRRS感染に対して抵抗性が増加した子孫を作り出すことを意図しているので、平均より低いCD151 量を有する豚を選択することが好ましい。豚をスクリーニングする他の方法は、PRRSの減少した感受性と相互関連性をもった望ましい一塩基多形(SNPs,single nucleotide polymorphism) を同定することを含む。このように、豚をしてCD151 量に関して特定の望まれる百分率にランクづけさせる一定量のCD151 を有する豚であって、他の望ましい育種特性を持つ豚が、更に育種を続けるために選択される。好ましくは、これらの豚は、CD151 量に関して下位50%にランク付けされる。より好ましくは、これらの豚はCD151 量に関して下位80%にランク付けされる。更により好ましくは、これらの豚はCD151 量に関して下位90%にランク付けされる。そして最も好ましくは、これらの豚はCD151 量に関して下位95%にランク付けされる。言い換えれば、この最も好ましいグループ分けでは、全ての豚の95%が、テストされる一匹の特定の豚よりも多いCD151 量を有することになる。もちろん、CD151 を欠いた豚は更に育種を続けて、PRRSウイルス感染に対して抵抗性のある(ウイルス感染を受けづらい)豚のノックアウト系統(”knockout” line) を作り出すことができる。
【0014】
本願発明に関連した態様においては、精子細胞のような生殖細胞質の形の細胞物質、もしくは希釈した豚の精子は、豚を育種施設に仕分ける前にCD151 が存在するかしないにつきスクリーニングされ得る。また、上記した同じ一般的手順を用いて、そのようなスクリーニングから得られた知識は、将来豚の育種プランを立て、生殖細胞質を大量に使用するために非常に貴重である。豚の、射精量は約500ml であり、射精された精子は更に希釈されるので、射精した豚がもはや農場にいず、死亡し、あるいは売却されたとしても、価値ある雄豚由来の生殖細胞質(germplasm) は、長年多くの雌豚のために使用され、将来数世代に渡って、望ましい遺伝子型または遺伝的性質を持った豚仔を提供し得る。そのような凍結した生殖細胞質は、人工授精の前にもCD151 量およびPRRSウイルス感受性に関しても、またスクリーニングされ得る。CD151 量が多いことは、細胞によるウイルス生産および放出が多いことと相互に関連しているので、このスクリーニングは、また豚もしくはその子孫のPRRSウイルスによる感染に対する感受性をも示す。それゆえ、これらのテストは、PRRSウイルスに対する感受性に関して、農場に生存する動物をスクリーニングするためにもまた応用され得る。生殖細胞質(germplasm) 中に検出されるCD151 量に基づき、更に育種を行うための豚の選択は次の様に行われる。生殖細胞質のサンプルが取り出され、そのサンプル中のCD151 の量またはレベルがRT−PCRによって決定される。異なるタイプの生殖細胞質が異なる量のCD151 を一般的には含むので、この結果(CD151 の量) はそのサンプルに対する既知の標準と比較される。その既知の標準は、そのようなサンプルの数多くのサンプルを定量した結果を平均することによって決められるだろう。標準と比較して減少したレベルのCD151 を発現(し、またこれによってPRRSウイルスの感染に対して減少した感受性を有)し、更にまた他の価値ある育種の特徴を所有する豚は、更なる育種のために選択されるだろう(would be selected) 。好ましくは、これらの豚は、テストされた全ての豚の内の約50%未満のCD151 量を有する。より好ましくは、これらのレベルは少なくても約80%以下となる。更により好ましくは、少なくとも約90%、そしてより更により好ましくは、CD 151量はテストされた全ての豚のうち少なくとも全ての豚の内の約95%のものより少ない。他の言葉でいえば、これらの豚由来のサンプルにおけるCD 151量はテストされた全ての豚の下位約20%、約10%、約5%にランク付けされるだろう。もちろん、細胞物質のサンプル中のCD151 の量が定量され、定量された量のCD151 が育種戦略に影響を与えるとすれば、本願発明の方法を用いて、この育種プランに幅広い多様性が生まれ、よってこれらの多様性は十分に説明がつくものと考えられる。
【0015】
本願発明は、また動物におけるPRRSウイルス感染に対する感受性を確かめるための方法を提供する。そのような方法は、細胞物質のサンプルを得るステップ、このサンプルについてCD151 アッセイを実施するステップおよびこのアッセイの結果を使って、PRRSウイルスに対する動物の感受性を測定するステップを含むだろう。アッセイのために選ばれた細胞物質は、検出できるレベルのCD151 を含むいかなる体液、組織、半精製した、あるいは精製した細胞標品(cellular preparation)を含むいかなる細胞物質であっても良い。例えば、血液、血小板、生殖細胞質、精子細胞、卵子、および精液は全て検出できるレベルのCD151 を含む。1つの好ましいアッセイは、サンプルからRNA を抽出するステップ、そして抽出したRNA 上でRT−PCRを実施するステップを含む。好ましくは、結果から検出されたCD151 を定量した結果として、CD151 量が与えられる。この定量された量(amount or level) は、そこでCD 151量に関して既知の標準と比較することができ、こうして、その定量化された量はその動物に関してPRRS感染に対する感受性を示す。更により好ましくは、細胞物質サンプルは、既知の起源に由来しており、既知の標準はその同一の起源を持つ細胞物質に対する既知の標準を表す。
【0016】
本願発明は、一匹の動物が、細胞物質においてCD151 が存在するかするかしないかに基づいて、PRRSウイルス感染に対して抵抗性を有するかどうかを決定するための方法を更に提供する。もしCD151 が存在しなければ、動物は一般にPRRSウイルス感染を受けつけない。もしCD151 が存在すれば、実際のCD 151量に基づき、様々な程度で典型的に(typically)PRRS ウイルス感染を受けやすい。こういうふうに、細胞物質のいかなるサンプルにおいても、動物におけるPRRSウイルス感染に対する抵抗性は、検出されるレベルのCD151 に基づいて分類される。そのような方法は、テストされた動物から細胞物質のサンプルを得るステップ、そのサンプルのCD 151量を見いだすためにサンプル上でアッセイを実施するステップ、テストされた動物のCD 151量を既知のスケール(scale) のCD 151量と比較する(ここで既知のスケールがPRRSウイルス感染に対する抵抗性の一定程度に対応している)ステップ、そして最後に、既知のスケールとの比較に基づいてテストされた動物のPRRSウイルス感染を分類するステップを含む。好ましくは、細胞物質のサンプルが既知の起源のものであり、CD151 のスケールが他の動物における同一の起源由来の細胞物質のスケールを表すことである。そのような分類としては、その動物におけるPRRSウイルス感染に対する抵抗性を、百分率でランク付けすることもできる。
【0017】
本願発明の他の態様は、野生種(wild type) の検出のための試験管内(in vitro)での診断テストがPRRSウイルスに対する抗体と同様に開発されたことである。そのようなテストは、一般に一匹の動物から細胞物質のサンプルを得るステップ、組替型細胞系列におけるウイルスに対する抗体もしくはウイルスそれ自体を検出するよう設計された診断テストを実施するステップ、個々の豚あるいは豚の群がPRRS病に罹っているのかどうかの診断が正しいことを確認するために行う実験(testing) の結果を用いるステップを含む。より好ましい診断テストは、ウイルス単離アッセイ(virus isolation assay) 、エライザ(酵素免疫測定法、ELISA)のような免疫診断アッセイ、間接蛍光抗体テスト(indirect fluorescent antibody test)、および間接免疫ペルオキシダーゼテスト(indirect immunoperoxidase tests) を含む。好ましくは、用いられる組替え細胞系列はウイルスのより活発な複製(replication) を可能とし、そのテストをPRRSウイルス感染あるいは抗体の存在に対して、より感受性の高いものとすることである。
【0018】
本願発明のもう1つの態様は、豚群の免疫を助けるためにCD151 によって形質転換された細胞系列において、より高い力価(higher titer)を持つPRRSウイルスワクチンが開発され得ることだ。本願発明に関連する態様として、他の非サル細胞系列がCD151 によって形質転換され、高力価のPRRSウイルスワクチンストックを増殖させるのに用いられ得る。異種移植(xenotransplantation)(とりわけ豚において)が開発されればされるほど、このことはますます問題となってきた。サル細胞中で作られるワクチンを使用することは、サルのウイルスを豚に伝達することとなり、それゆえ異種移植に用いられる器官もまたこれら霊長類ウイルスのうちいくつかのものに対する感受性を持っている。それゆえ、PRRSワクチンのために霊長類あるいはサルの腎臓細胞系列を用いることを避け、それによって、ヒトの移植レシピエント個体群へあとになって霊長類ウイルスが取り込まれるリスクを除去することが、より安全である。PRRS感染に既に感受性を持った細胞系列にとっての、CD151 の更に高い生産を結果する形質転換が、本願発明の方法を用いて成される。
【0019】
本願発明の他の態様は、形質転換された細胞系列を生産するために、非サル(non−simian)細胞系列が非サルCD151 によってトランスフェクトされる。この点において、霊長類ウイルスがヒト移植受容者個体群(the human transplant recipient population) へ取り込まれることを完全に避けるために、非サル細胞を非サルCD151 によって形質転換することが好ましい。とりわけ好ましい、非サルCD151 塩基配列は、豚CD151 の最初の完全ゲノム塩基配列を表す SEQ ID No.14 として与えられる。好ましくは、この塩基配列(SEQ ID No.14)と少なくとも84%の塩基配列相同性を有する塩基配列は、本願発明の目的のために細胞を形質転換するのに用いられる。より好ましくは、SEQ ID No.14との相同性は少なくとも90%であり、更により好ましくは少なくとも95%である。最も好ましくは、SEQ ID No.14との相同性は少なくとも98%である。
【0020】
本願発明の他の関連する態様は、非サル細胞系列において増殖する高力価ワクチンは、PRRSに対する抗体を検出するための診断テストの開発やELISA アッセイのような他の応用のために用いられ得る。
【0021】
本願発明の他の関連する態様は、細胞系列を形質転換し、それら形質転換された細胞系列のPRRSウイルス感染に対する感受性を強めることができるプラスミドまたはベクターの開発および使用である。この点について、とりわけ好ましいプラスミドには、pKSU(Genbank Accession Number AF 275666)という名称が与えられており、本願ではSEQ ID No.1 として与えられ、図1にも記載されている塩基配列を含む。好ましくは、SEQ ID No.1 と少なくとも約91%の相同性を有するかまたは93%の塩基配列同一性を有する塩基配列は、その塩基配列がプラスミドにおいてまたは他の適切なベクターにおいて単離された塩基配列として出てくるかどうかに関わらず、本願発明に含まれる。より好ましくは、そうした塩基配列は、SEQ ID No.1 と少なくとも約95%の塩基配列相同性を有するか97%の塩基配列同一性を有し、更により好ましくは SEQ ID No.1と少なくとも約98%の塩基配列相同性を有するか約99%の塩基配列同一性を有する。この塩基配列が、単離されたサルCD151 の塩基配列の最初の報告であると考えられる。もちろん、この塩基配列または類似の塩基配列に対応するアミノ酸配列も、アミノ酸配列の決定が当該技術分野における、お決まりの技術(routine skill) 以上のものを要求しないため、本願発明に含まれると考えられる。細胞系列を形質転換する中で使用するためのベクターまたはプラスミドの開発に非サルCD151 を使用することが望まれる場合には、SEQ ID No.14と少なくとも84%の相同性を有する塩基配列が、好ましくはプラスミドまたはベクターに含まれるように選択される。より好ましくは、選択された配列は、少なくとも90%の塩基配列相同性を有するか更により好ましくは少なくとも95%のホモロジーを有する。最も好ましくは、相同性はSEQ ID No.14と比較して、少なくとも98%になる。
【0022】
同様に、本願発明は、一匹の動物のゲノムにCD151 コーディング配列を直接に組み込む方法を提供する。この方法は一般に、そのような挿入のため意図されたベクターを用いて、染色体中へ関心のある塩基配列( 例えば、CD151)を組み込むステップを含む。換言すれば、関心のある塩基配列はレトロウイルスのベクターに組み込まれ、このレトロウイルスベクターは、その塩基配列をゲノム中の一個の染色体中に直接組み込むのに用いられる。
【0023】
したがって、PRRSウイルスワクチンストックを調製する方法は、本願発明によって与えられる。一般に、PRRSウイルスワクチンストックを調製するために、1つの細胞系列が与えられそしてCD151 によって形質転換される。この細胞系列は、形質転換前においては、PRRSウイルス感染に対しては抵抗性であり得るか、もしくはPRRS感染に対して感受性で有り得る。結果として生じた、形質転換された細胞系列は、そこでPRRSウイルスに感染させ、ワクチンストックに使用されるためにPRRSウイルスの子孫を作り出さしめる。上記記載のように、細胞系列は好ましくは、非サルの起源を持つ。このように、以前はPRRS感染に対して感受性でなかった細胞系列は、CD151 によって形質転換したあとを感受性が与えられ、以前にPRRS感染に対して感受性であった細胞系列は、より多くの数の子孫ウイルスを作り出す。好ましくは、形質転換のステップは、CD151 DNA 塩基配列を含むプラスミドを使った安定なトランスフェクションを含む。CD151 塩基配列は、CD151 を含むいかなる動物由来のものであってもよい。好ましくは、CD151 塩基配列は豚またはサルCD151 である。CD151 塩基配列が、豚起源であるかまたは豚起源であると望まれるときは、その塩基配列はSEQ ID No.14と少なくとも84%の塩基配列の相同性を有するべきである。より好ましくは、この塩基配列相同性は、少なくとも90%そしてより好ましくは少なくとも95%であるべきだ。最も好ましくは、CD151 DNA が豚起源のものかそれと望まれるときはCD151 は、SEQ ID No.14と少なくとも98%の塩基配列相同性を有するべきである。CD151 DNA が、サル起源であるかそれと望まれるときは、CD151 DNA 塩基配列はSEQ ID No.1 と少なくとも約91%の塩基配列相同性を有する。更により好ましくは、CD151 DNA 塩基配列は、SEQ ID No.1 と少なくとも約95%の塩基配列相同性、そして更により好ましくは少なくとも約98%の塩基配列相同性を有する。結果として生じた、ワクチンストックは、形質転換以前に予め得られていたよりも高い力価を有する。このワクチンストックの力価が以前可能であった力価より約100倍高くなる場合もある。
【0024】
本願発明の他の態様として、CD151 塩基配列の多形(polymorphism)を検出し、RT−PCRを用いて同定し、続いて塩基配列決定および特別にデザインされたテストを行う。これらの異なる多形はそこでPRRSウイルス感受性におけるこれら多形の効果を決定するために解析される。この点について、一塩基多形の使用は、非常に助けとなり、そうした方法は、病気に対する感受性を決め育種中の豚を評価、選択する方法として広く受け入れられてきた。その上、CD151 のレベルは、遺伝子のプロモーターのような調節配列によって影響を受けるかも知れない。調節配列はそこで、組織特異的な差異および豚仔個体間での差異を知るために解析される。加えて、染色体上の位置決めおよび遺伝子の位置決めから得られる情報は、PRRS病に対する抵抗性に関して豚の系統を選択するために用いられ得る。もちろん、病気に対する抵抗特性に関する選択をすることによって生ずる正の効果と負の効果の間のバランスを得るために、重要な生産特性に及ぼす付帯的効果がモニターされるべきである。
【0025】
本願発明の更に他の態様は、ノースウェスタン法(Northwestern strategy) による抗RNA エントリー蛋白質(anti−REPs) の開発と使用である。抗REPsは、出現してくるウイルスに対抗するための薬物群にさらに重要な追加事項となるであろう。新規に発生したウイルスは、全てRNA であり、野生生物の生息地を人間が侵略することが原因となって、野生生物の個体群において発生するとするのが一番もっともらしいと考えられている。これらの抗RNA エントリー蛋白質(anti−RNA Entry Proteins, anti−REPs)は、(家畜および野生の) 動物および将来人間に発生するかもしれないウイルス病に対して使用され得る即座に手に入る方法を与えるがために極めて有用である。PRRSウイルスに対するCD151 のようなRNA 結合蛋白質の同定とメカニズムを理解することが重要であり、また抗RNA エントリー化合物(抗RNA エントリー蛋白質) のカテゴリーに属する化合物の発見が重要である。細胞にPRRSウイルスが侵入することを防げる1つの潜在的な方法は、PRRSウイルスRNA がCD151 と相互作用するのをブロックするステップを含んでいる。このブロック(妨害) は、好ましくは、細胞が抗ウイルス化合物、好ましくは抗RNA エントリー化合物と接触することを伴う。これら抗ウイルス化合物は、CD151 の結合サイトを占めるようにデザインされており、これによってウイルスRNA −CD151 間相互作用をブロックする。好ましくは、これら抗ウイルス化合物は、PRRSウイルスRNA よりも、これら結合サイトに対してより大きな結合力(アビディティー )とともにより大きな親和性(アフィニティー)を有する。
【0026】
本願発明の他の態様は、CD151 のRNA に結合する能力であり、そしてこれは、RNA 結合活性を有するテトラスパン分子(tetraspan molecule)についての最初の報告である。この発見は、PRRSウイルスまたはウイルスRNA がこのテトラスパンに結合し、そうすることによりエンドソーム(細胞のエンドサイトーシスによって形成された小胞構造)から細胞の細胞質へと放たれることを防ぐ、新規クラスの化合物を開発するために用いられる。コンビナトリアル・ケミストリ(combinatorial chemistry) およびハイスループット・スクリーニングシステム(a high throughput screening system)によるスクリーニングとを用いることにより、PRRSウイルスを処置するための母核となる化合物(lead compound) を見つけることができ、また強力な抗REP 化合物が改変ノースウェスタンアッセイ(modified Northwestern assay) により見出され得る。
【0027】
豚CD151 に関連して、本願発明は豚CD151 のゲノム塩基配列を規定し、豚CD151 mRNAがサル、マウス、ラットおよびヒト由来の既知のCD151 と約84%以下の塩基配列相同性を有することを結論づけた。しかしながら、豚CD151 のイントロン部分は他の既知のCD151 イントロン塩基配列との相同性がほとんどないか全くないということが結論づけられた。豚CD151 の塩基配列は本願に、SEQ ID No.14として与えられている。豚CD151 とCD151 の他の既知の塩基配列の間で共有される部分はより低い相同性を持つことから、豚CD151 塩基配列と84%以上の塩基配列相同性を有する塩基配列は、既知のCD151 の中にはそのような高い程度の相同性を有するものがないため、本願発明に含まれると考えられる。好ましくは、本願発明を実施する際に用いられる塩基配列は、SEQ ID No.14と少なくとも90%の塩基配列相同性を有し、あるいは更により好ましくは SEQ ID No.14 と少なくとも95%の塩基配列相同性を有する。より好ましくは、選択された塩基配列は、SEQ ID No.14と少なくとも98%の塩基配列相同性を有する。そのうえ、CD151 を構築する際に、ここに SEQ ID No.15−29としてリストされた塩基配列と同様な相同性を有するエクソンおよびイントロンを用いることが望ましい。換言すれば、CD151 の全ての部分が SEQ ID Nos 15−29 と一定程度の相同性を共有することが好ましい。CD151 のエクソンの場合に、相同性は、SEQ ID No.15,17,19,20,22,24,26, および 28 のようにリストされた不連続の(discrete)エクソンの各々に対して少なくとも84%であることが好ましい。より好ましくは、相同性は、少なくとも90%であることが好ましく、更により好ましくは少なくとも95%であることが好ましい。もっとも好ましくは、各々のCD151 塩基配列が、SEQ ID No.15,17,19,20,22,24,26, および28の各々と少なくとも98%の塩基配列相同性を有する塩基配列を含むべきである。イントロンの場合には、豚CD151 イントロンが既知のいかなる塩基配列とも相同性を全く有していないため、相同性はそれほど高い必要はない。
【0028】
豚CD151 は心臓、筋肉および内皮細胞において高レベルで発現することが結論づけられた。そのうえ、耳切り欠き生物材料(ear notch biopsies)、あるいは精液および卵子の各サンプルについてのよりユーザーフレンドリーな(使いやすい)PCRにより豚における豚CD151 をスクリーニングすることを可能とする方法を提供する。
【0029】
豚CD151 は、またPRRSウイルスの3’非翻訳領域とRNA 結合活性を有することが、ノースウェスタンアッセイ(northwestern assay)によって示され、この活性はノースウェスタン mobility shift assay により、CD151 のエキソドメインである、エクソドメイン1および2(exodomain 1 and exodomain 2) 中に位置づけられることが示された。最後に、本願発明は豚CD151 の量とアイソフォーム(isoform) とが、組織のタイプ、豚の年齢および豚の交配に拠る、異なる豚の組織によって変化することを示す。
【0030】
PRRSウイルスは、豚における深刻な経済的損失を引き起こす+鎖RNA ウイルスである。これまでの研究は、アンテリウイルスの3’非翻訳領域が細胞蛋白質との相互作用を通してウイルスの複製において重要な役割を演じているということを示してきた。MARC細胞のcDNAライブラリーがλ ZAP Expressベクター中に構築され、そのライブラリーは、[α−32P]UTPで放射性標識したPRRSウイルスの+鎖3’非翻訳領域 RNAでスクリーニングされた。1.4 kbの挿入を持ったRNA 結合クローンが見出され、塩基配列決定の後、その1.4 kbの挿入の塩基配列は、テトラスパンファミリーの蛋白質に属する膜透過蛋白質である、CD151 との相同性を示していた。MARKおよびBHK−21細胞は、CD151 プラスミドによってトランスフェクトされ、その融合蛋白質は抗−Lac Zおよび抗CD151 抗体と免疫沈降した。ノースウェスタンブロッティング(Northwestern blotting) において、その沈降した29kDの蛋白質が放射性標識した3’非翻訳領域と相互作用した。CD151 の正確な機能は分かっていないが、CD151 が細胞間接着(cell−cell adhesion)、血管透過の調節(regulation of vascular permeability) および膜透過のシグナル伝達(signaling) においてそれぞれ役割を演じていることが示された。BHK−21細胞系列は、CD151 を欠いており、PRRSウイルス感染に対して感受性がない。しかし、BHK−21細胞系列がCD151 プラスミドによってトランスフェクトされたときには、PRRSウイルス感染に対して感受性となった。同様に、非サル細胞系列がCD151 によって形質転換され、PRRSウイルスを増殖させて高力価にするために用いられる。
【0031】
PRRSウイルス 3’ 非翻訳領域に結合する細胞蛋白質を同定するために、MARK細胞発現ライブラリーのRNA リガンドスクリーニング(RNA ligand screening)が実施された。更に、この報告は、1つのテトラスパン分子であってCD151 とも称される、Platelet Endothelial Tetraspan Antigen−3(PETA−3)のRNA 結合特性およびPRRSウイルス感染におけるこのPETA−3の役割についての最初の報告である。ウイルスが受容体に結合し( 蛋白質−蛋白質相互作用) 、エンドソームにおいて細胞に入り込むということが知られている。低いpH条件において、ウイルスは構造的な非組織化(disorganization) を行い、ウイルスRNA をエンドソームに放出する。しかしながら、ウイルスRNA がエンドソームにおいて細胞質へ侵入する方法は分かっていない。本願発明は、CD151 のようなRNA 結合蛋白質が、ウイルスの複製を活発にするため、PRRSウイルスが細胞質へ入るのを助けることを明示する(図9)。
【0032】
本願発明は、また、豚CD151 のmRNA塩基配列につながるDNA 塩基配列をも決定するが、この配列は本願で SEQ ID No.38 として与えられている。本願発明の目的のために、 SEQ ID No.38 と少なくとも84%の塩基配列相同性を有するDNA 塩基配列に対応するmRNA塩基配列を用いることが好ましい。そのDNA 塩基配列は SEQ ID No.38 と少なくとも90%の塩基配列相同性を持つことがより好ましく、少なくとも95%の相同性を持つことが更により好ましく、少なくとも98%の塩基配列相同性を有することが最も好ましい。
【0033】
本願発明は、またCD151 をコードするDNA 塩基配列をも与える。起源が非サルであるCD151 をコードするDNA 塩基配列を用いる場合には、そのような塩基配列は豚CD151 由来のものであることが好ましく、SEQ ID No.14と塩基配列相同性が少なくとも84%であることが好ましい。より好ましくは、そのDNA 塩基配列がSEQ ID No.14との塩基配列相同性として少なくとも90%を有していること、より好ましくは少なくとも95%、そして最も好ましくは少なくとも98%の塩基配列相同性を有しているものであること。豚CD151 のゲノム塩基配列は、表2 に要約されたイントロンとエクソンの組み合わせである。上記述べたように、その豚CD151 のエクソンは、他の既知のCD151 塩基配列と84%以下の塩基配列相同性を共有し、豚CD151 のイントロンはいかなる既知の塩基配列とも相同性を共有していなかった。したがって、非サル起源のCD151 塩基配列を構築し使用することが望まれるときには、そのイントロンを少なくとも1つ有するDNA 塩基配列は、SEQ ID No.16,18,21,23,25,27 および29からなるグループから選択される塩基配列と少なくとも84%の相同性を有するイントロンを少なくとも1つを有していることが好ましい。同様に、そのDNA 塩基配列は、SEQ ID No.15,17,19,20,22,24,26および28からなるグループから選択された塩基配列と少なくとも84%の相同性を有するエクソンを少なくとも1つ有していることが好ましい。
【0034】
本願の他の態様として、PRRSウイルスに対する有効な免疫を誘発するワクチンが与えられる。ワクチンは非サルCD151 により形質転換された非サル細胞系列において作り出されるウイルスの子孫を含む。好ましくは、CD151 は豚を起源とするものであること。さらにより好ましくは、CD151 は、SEQ ID No.14と少なくとも84%の塩基配列相同性を有するものであること。
【0035】
本願発明の他の態様として、一塩基多形(single nucleotide polymorphisms) がPRRSウイルスに対する感受性に及ぼす効果を決定する方法がある。その方法は一般に、少なくとも二つのCD151 ゲノム塩基配列を得るステップ、その塩基配列間で一塩基多形を比較するステップおよび一塩基多形をPRRSウイルスに対する感受性と相互に関連づけするステップを含む。
【0036】
最後に、本願発明は個々の豚の間でPRRSウイルス感受性ファクターを比較する方法を与える。その方法は、一般に、少なくとも二匹の豚の遺伝子塩基配列を得るステップ、CD151 遺伝子をコードする塩基配列の量を解析するステップおよびCD151 遺伝子をコードする塩基配列の量を比較するステップを含む。豚の遺伝子塩基配列は、耳ノッチまたは尻尾スニップからのバイオプシーを採取し、CD151 塩基配列を決定するためそのバイオプシー上でPCR を実施することにより得られる。そのような方法を用いて得られた情報は、発現量をPRRSウイルスに対する感受性と相互に関連づけるためにも、用いられ得る。
【0037】
発明の実施の形態
次の実施例は、本願発明の好ましい形態を示す。しかしながら、これらの実施例は、例示の方法により示したが、それら実施例のいかなるものも本願発明の全範囲の内にいかなるに制限を加えるものと考えてはならない、と理解されるべきである。
【0038】
ここに使用されるように、つぎの諸定義が適用される。「配列の同一性(Sequence Identity) 」とは、当該技術において知られているように、二つまたは三つ以上のポリペプチド配列の間の関係、あるいは二つまたは三つ以上のポリヌクレオチド配列の間の関係、すなわち参考配列(a reference sequence)とその参考配列と比較されるべき特定の配列(a given sequence)との関係を指している。配列の同一性は、比較される配列同士を、それら配列のひとつながり(string)の間で対(match) を作ることによって決定されるような、配列の程度が最大となるように最適に並べられたのち、特定の配列を参照配列と比較することによって決定される。そのように並べると、配列の同一性が、1つ1つの位置(position)ごとに、確かめられる。すなわち、特定の位置で両者の配列中のヌクレオチドまたはアミノ酸残基が同一であるならば、その配列はその特定位置で「同一」である。そのような位置同一性の総数は、そこで参考配列中のヌクレオチドあるいはアミノ酸残基の総数で割り、百分率にて配列同一性を得る。配列同一性は、以下の文献に記載されている公知の方法を含むがこれらに限定されない公知の方法によって即座に計算され得る。Computational Molecular Biology,Lesk,A.N.,ed.,Oxford University Press, New York(1988), Biocomputing:Informatics and Genome Projects, Smith,D.W.,ed.,Academic Press,New York(1993);Computer Analysis of Sequence Data, Part I, Griffin, A. M., and Griffin, H.G.,eds.,Humana Press, New Jersey(1994);Sequence Analysis in Molecular Biology, von Heige,G.,Academic Press(1987);Sequence Analysis Primer, Gribskov,M.and Devereux,J.,eds.,M.Stockton Press,New York(1991);and Carillo,H.,and Lipman,D.,SIAM J.AppliedMath.,48: 1073(1988) 。これらの文献に開示されている内容は、参照として本明細書の内容とする。配列同一性を決定する好ましい方法は、テストされる配列間で最大の対(match) を生ずるようにデザインすることだ。配列の同一性を決定する方法は、与えられた配列間の配列同一性を決定する公共に手に入るコンピュータープログラムにおいて、体系化されている。そのようなプログラムの例は、次のものを含むがこれらに限定されるものではない。GCG program package(Devereux,J.,et al.,Nucleic Acids Research, 12(1):387(1984)),BLASTP,BLASTN およびFASTA (Altschul,S.F. et al.,J.Molec.Biol.,215:403−410(1990). BLASTX プログラムはNCBIおよび他の出所から公けに入手できる。(BLAST Manual, Altschul, S. et al., NCVI NLM NIH Bethesda, MD 20894, Altschul, S. F. et al., J. Molec. Biol., 215:403−410 (1990) 。これらの文献に開示されている内容は、本願で参考として取り込まれている。これらのプログラムは、特定の配列と参考配列の間の配列間同一性が最も高くなるように default gap weight を用いて、配列を最適に並べる。1つの実例として、1つの参考ヌクレオチド配列に対して、例えば少なくとも95%の「配列同一性」を有するヌクレオチド配列を有する1つのポリヌクレオチドとは、その特定のポリヌクレオチド配列がその参考ヌクレオチド配列の100ヌクレオチド毎に最大で5個までの点突然変異を含むという事以外は、その特定のポリヌクレオチドのヌクレオチド配列はその参考配列と同一となるということを意味している。換言すれば、その参考ヌクレオチド配列と比較して、少なくとも95%の同一性を有するヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチドにおいては、その参考配列におけるヌクレオチドの5%までが、削除されるかもしくは他のヌクレオチドで置き換えられるか、あるいはその参考配列における総ヌクレオチド数の5%までの数のヌクレオチドがその参考配列中に挿入されるということだ。その参考配列のこれらの突然変異は、その参考配列中のヌクレオチドに沿って突然変異が1つづつ個別に散在するか、もしくはその参考配列の内部で1箇所または2箇所以上隣接する位置に突然変異の群(group) を作って散在するかして、その参考配列の5’もしくは3’末端位置で起こることがあり、あるいはこれら両末端位置の間のどこかの場所で起こることもある。これに類似して、1つの参考アミノ酸配列に対して例えば少なくとも95%の配列同一性を有する特定のアミノ酸配列を有する1つのポリペプチドとは、その特定のポリペプチド配列がその参考アミノ酸配列の各100アミノ酸毎に最大5個までのアミノ酸の変化を含むことがあるという点を除いては、そのポリペプチドのその特定のアミノ酸配列はその参考配列と同一であることを意味している。換言すれば、1つの参考アミノ酸配列と、少なくとも95%の配列同一性を有するある特定のポリペプチド配列を得るために、その参考配列におけるアミノ酸残基の5%までが、削除されることがあるか、もしくは他のアミノ酸で置き換えられることがある、あるいは、その参考配列における総アミノ酸残基数の5%までの数のアミノ酸がその参考配列中に挿入されることがあるということだ。参考配列のこれらの変化は、参考配列の残基中に個々に散在するか、もしくは、その参考配列内部の1つあるいはそれ以上の連続する群として散在して、その参考アミノ酸配列のアミノ末端位置もしくはカルボキシ末端位置、あるいはこれら両末端位置の間のどこかの位置で起こるだろう。同一でない残基の位置は、保存的なアミノ酸置換によって異なることが好ましい。しかしながら、保存的置換は、配列の同一性を決定するときに対(match) として含まれるものではない。
【0039】
同様に、「配列の相同性」は、本願で使用されているように、二つの配列の関連性を決定する方法をも指している。配列相同性を決定するために、二つもしくは三つ以上の配列が上記に述べたように最適に並べられ、必要ならばギャップが挿入される。しかしながら、「配列の同一性」に比較すると、保存的(conservative)アミノ酸置換が配列相同性を決定するときに対として数えられる。換言すれば、1つの参考配列と95%の配列相同性を有するポリペプチドまたはポリヌクレオチドを得るために、その参考配列における95%のアミノ酸残基もしくはヌクレオチドは、他方の配列のアミノ酸またはヌクレオチドと対を作らなければならないか、あるいは他方の配列のアミノ酸またはヌクレオチドに対する対(match) の保存的置換を含まなければならない。または、その参考配列における全アミノ酸残基あるいは全ヌクレオチド数の最大5%のアミノ酸数もしくはヌクレオチド数が、保存的置換の数を含まずに、その参考配列に挿入されることがある。
【0040】
「保存的置換(conservaive substiution) 」とは、あるアミノ酸残基もしくはヌクレオチドが、サイズ、疎水性等を含む類似の特徴または性質を有する他のアミン酸残基もしくはヌクレオチドと、全般的な機能性が有意には変化しないような置換を指す。
【0041】
「単離された(isolated)」は、その自然の状態から「人の手によって」変化したという事を意味する。すなわち、もし「単離」が自然の中で起こるのであれば、もともとあった自然環境から変えられたもしくは持ち去られた、あるいはその両者であるということを意味している。例えば、生きている生物体中に自然に存在しているポリヌクレオチドもしくはポリペプチドは、「単離された」ものではない。しかしその自然の状態で共存している物質から分離された同一のポリヌクレオチドもしくはポリペプチドは、「単離」と言う言葉が本願において使用されているように、「単離されて」いるのである。
【0042】
「細胞物質」とは、細胞、組織、および細胞起源の物質を含む体液を指す。
【0043】
「抗RNA エントリー蛋白質(Anti RNA Entry Proteins) 」もしくは「抗REPs (Anti REPs) 」とは、ウイルスRNA が1つのRNA 蛋白質に結合することを防ぐ新規クラスの化学薬品(chemicals) もしくは化学薬品類似物(chemical analogues)を指す。これらの抗REPsは哺乳動物細胞に対して毒性はないが、しかし細胞がRNA ウイルスに感染することを防ぐことができる。
【0044】
実施例1
この実施例は、あとの実験で用いられる、細胞、ウイルスおよびモノクローナル抗体を同定し、記述し、λ Zap発現ライブラリーを調製し、PRRSウイルスゲノムの3’非翻訳領域(3’UTR) のクローニングおよびプローブ調製を詳述し、CD151 を含む細胞のcDNAライブラリーのスクリーニングを記載し、CD151 を含むプラスミドでの細胞によるトランスフェクションを記載し、そのトランスフェクションが成功し、CD151 がPRRSウイルスの3’非翻訳領域に結合すると言うことを証明する。
【0045】
材料と方法:
MARK、COS−7 、Vero、CL 2621 、MA−104 (アフリカミドリザルの腎臓細胞に由来する) およびBHK−21(Baby hamster kidney) 細胞系列が本研究で用いられた。MARK細胞は、10%牛胎児血清(FCS; Hyclone, Logan, ユタ州) を補充したイーグルの最小必須培地(MEM)(Life Technologies, Inc., Gaithersburg,メリーランド州) で成育された。10%牛胎児血清を補充したダルベッコの最小必須培地(Life Technologies, Inc., Gaithersburg, メリーランド州) は、BHK−21細胞を培養するのに用いられた。PRRSウイルスのATCC VR 2332株が本研究で用いられた。他に記載されていない限りは、ウイルスは、MARK細胞中で増殖した。抗CD−151モノクローナル抗体クローンである 14A2.H1は、カリフォルニア州 San Diego にある Pharmingen International から購入した。抗βーガラクトシダーゼモノクローナル抗体クローンである D19−2F3−2 (Boehringer Mannheim, Indianapolis,インディアナ州) および 抗PRRSウイルスヌクレオプロテインモノクローナル抗体(anti−PRRSV nucleoprotein MAb)である SR 30 (Rural Technologies, Brookings,サウスダコタ州) が本研究において使用された。
【0046】
λ Zap発現ライブラリーを調製するために、ZAP 発現cDNA合成キット(Stratagene, La Jolla,カリフォルニア州) を製造者の指示に従って用いて、MARK細胞系列 cDNAライブラリーを調製した。全細胞RNA は、酸フェノール−グアニジニウム イソチオシアネート法(the acid phenol−guanidinium isothiocyanate method) によって全細胞から抽出した。mRNAは、オリゴ(dT)セルロースカラム(Stratagene, La Jolla,カリフォルニア州) を用いて全細胞RNA から単離し、そこで、5μg のmRNAを cDNA に変換し、λ ZAP発現ベクター中に直接クローンした。cDNAライブラリーは、ZAP Express cDNA Gigapack III Gold cloning kit(Stratagene, La Jolla,カリフォルニア州) を用いてパッケージされた。そのライブラリーの品質は、青色/白色の発色スクリーニングにより、また挿入部分のサイズを確認することにより検証された。
【0047】
PRRSウイルスゲノムの3’非翻訳領域(3’UTR) をクローンし、かつプローブを調製するために、フォワードプライマー(the forward primer) 5’−CCCCATTTTCCTCTAGCGACTG−3’(SEQ ID No.31) およびリバースプライマー(the reverse primer)5’−CGGCCGCATGGTTCTCGCCAAT−3’(SEQ ID No.32)を用いた TA クローニングにより、3’非翻訳領域(3’UTR) が、PRRSウイルスRNA の RT−PCR による増幅によって pCRIIベクター中にクローニングされた。[α−32P]UTP RNA トランスクリプトは、in vitro転写により調製された。cDNAはBamHI で切断され線状とされ(linearized)、RiboscribeTM(Epicentre Technologies, Madison, ウィスコンシン州) のT7 RNA合成キットを用い、製造者の指示に従って in vitro で転写された。DNA の鋳型は、1 MBU の RNase−free DNase で、37℃で15分間切断された。Quick SpinTMカラム(Boehringer Mannheim, Indianapolis, インディアナ州) がフリーのヌクレオチドを除去するために使用された。プローブは、0.3 M 酢酸ナトリウムと 2.5倍量の100%エタノールで、−20℃で30分間沈澱させた。プローブの活性は、放射能カウンター(Bioscane, Inc.,ワシントン D.C.)で測定した。
【0048】
次に、cDNAライブラリーがノースウェスタンブロッティングにより、前に記載された方法に多少の修正を加えて、スクリーニングされた。スクリーニングの全ての手順を一巡する中で、プラークを、10mM IPTGを用いて、最初のリフト(lift)中に 1.5時間誘導し、2度目のリフト中に2時間誘導した。プラークリフト(plaque lifts)から移し取ったニトロセルロース膜は、30分間、6 Mの塩酸グアニジニウム中で変性し、10分毎に、等量の SB 緩衝液 (single binding buffer : 15 mM HEPES[pH 7.9]; 50 mM KCl, 0.01%[V/V] Nonidet P−40; 0.1% [w/v] Ficoll 400−DL; 0.1%[w/v] PVP−40; 0.1 mM MnCl2;0.1 mM ZnCl2; 0.1 mM EDTA; 0.5 mM DTT) を交換し徐々に再変性した。プレハイブリダイゼーションおよびハイブリダイゼーションの間、250 μl の一本鎖DNA と5μl (10 mg/ml)の酵母tRNA が、非特異的結合をブロックするために5mlの SB 緩衝液に加えられた。ハイブリダイゼーションは、500,000 cpm/mlの比活性の32P で放射性標識した、PRRSウイルスの3’非翻訳領域 RNAプローブで、一晩実施された。RNA 結合活性はオートラジオグラフィーによって検出された。
【0049】
対応する陽性プラークは、円筒形に抜き取り、40μl クロロホルムを加えた1mlのSM緩衝液で、抽出した。クローンの挿入部分は、Gigapack III gold cloning kit を用いて切除した。今や pBK−CMVベクター中にある、その挿入部分は、Sequitherm EXCEL II DNA sequencing kit (Epicentre Technologies, Madison,ウィスコンシン州) を使い、T7およびT3プライマーを用いて、手仕事で塩基配列を決定した。塩基配列決定は、また、アイオワ州 Ames にあるアイオワ州立大学 Sequencing Facility(配列研究機関)で実施された。同様な蛋白質を確認するために BLAST homology searchを実施した。
【0050】
BHK−21および MARK 細胞系列をトランスフェクトするために、製造者の指示(Life Technologies, Inc., Gaithersburg, メリーランド州) に従ってリポフェクタミン試薬(Lipofectamine reagent) を用い、CD151 を含む pBK−CMVプラスミドを使用した。瞬間的なトランスフェクションに対して、細胞はトランスフェクションから24時間後にハーベストされた。安定なトランスフェクションは、BHK−21細胞については1mg/ml の細胞濃度、MARK細胞については0.7 mg/ml の細胞濃度の生育培地中で、G418(Omega Scentific, Inc., Tarzana,カリフォルニア州) 選択によってなされた。選択の後、細胞は、BHK−21細胞に対しては0.5 mg/ml の細胞濃度のG418の存在下で、MARK細胞に対しては 0.35 mg/ml の細胞濃度G418の存在下で維持される。CD151 の発現を、免疫沈降によって測定した。
【0051】
次に、CD151 がPRRSウイルスの3’非翻訳領域に結合することを証明するために、免疫沈降したCD151 蛋白質のノースウェスタンブロットを実行した。24穴プレート中でトランスフェクトされた細胞は、100 μl の single detergent lysis buffer(50 mM Tris−HCl[pH 8], 150 mM NaCl, PMSF 100μ/ml and 1% [v/v] NP−40) 中で溶解した。50μl の細胞溶解物に対して、1μl のモノクローナル抗体(抗CD151 および抗βガラクトシダーゼ抗体) が加えられ、4℃で一晩振盪した。免疫複合体(immunocomplex) は、ホルマリン固定した4μl の S.aureus を加え、2時間氷上で沈殿させ、1 0 分間 4,000×g にて遠心した。続いて行う洗浄は全て、10分間 12,000 ×g にて遠心した。ペレットは冷やしたTSA(0.05 M Tris−HCl[pH 8.0]; 0.15 M NaCl; 0.025% NaN3)と1% Triton X−100 および1% SDSで、1回洗った。2度目の洗いは、冷やした TSA中でのみで行い、続いて1mM EDTA を含む 10 mM Tris−HCl[pH 7.5 ]中で2回洗った。ペレットは、20μl の 2×SDS loading buffer中に懸濁させ、10%SDS を含むポリアクリルアミドゲル電気泳動用ゲル上で電気泳動を行った。蛋白質は、ニトロセルロース膜上にブロットされ、ノースウェスタンブロットが上記に記載されたように実行された。
【0052】
PRRSウイルスの3’非翻訳領域 RNAに結合する MARK 細胞蛋白質を同定するために、MARK細胞のcDNAライブラリーが作成され、放射性標識された3’非翻訳領域を用いてノースウェスタンブロッティングによりスクリーニングされた。MARK細胞のcDNAライブラリーは、平均挿入サイズが 1−4 kb で、108 pfu の力価を有していた(データを示してはいない)。約6 ×106 のプラークがノースウェスタンブロッティングによりスクリーニングされた。5 回繰り返してプラークの精製と再スクリーニングを行うと、1つだけ反するクローンが得られた。スクリーニングの最後の一巡において、1つだけ単離されたプラークが円柱状に抜き取られ、摘出された。制限酵素による切断において、挿入サイズが1.5 kbであることが分かった(データは示されていない) 。マニュアルに沿った塩基配列決定の後、BLAST searchを行い、その挿入部分が、1つのテトラスパン分子(a tetraspan molecule) であるCD151/PETA−3 と98%の相同性を有することが示された。その挿入の完全長の塩基配列決定も、またアイオワ州 Ames にあるアイオワ州立大学 Sequencing Facility (配列研究機関) で実施された。その挿入は、開始コドンと終止コドンおよび更に poly(A) tail を有する完全長 cDNA であった。本願は、サルCD151 の完全な塩基配列の最初の報告である。その塩基配列(Genbank accession number, AF275666)は、推定上の(putative)膜透過領域に下線を付けて、図1に示した。与えられた塩基配列はサルのものであるが、他の動物種(例えば、豚) から単離されたCD151 の塩基配列も、またこのサルCD151 塩基配列との相同性が予想されるため使用され得る。肺胞マクロファージ中に豚CD151 が存在することは、ウェスタンブロットによって証明された(図5参照) 。
【0053】
CD151 がRNA 結合活性を有すると言う見解を検証するために、免疫沈降に続いて、Northwestern blotting を実行した。BHK−21細胞およびMARK細胞の両者は、CD151 の挿入を含む pBK−CMVプラスミドでトランスフェクトされた(ライブラリースクリーニングで得られた)。CD151 は、Lac Z 融合蛋白質として発現されるので、トランスフェクトされた細胞の溶解物は、抗CD151 モノクローナル抗体および抗β− ガラクトシダーゼ モノクローナル抗体の両者により免疫沈降した。図2及び図3で示されるように、対照が陰性であるのに対して、32P で放射性標識したPRRSウイルスの3’非翻訳領域 RNAをプローブとして用いたとき、両モノクローナル抗体で免疫沈降した蛋白質は、RNA 結合活性を発現した。このことは、発現蛋白質であるCD151 は PRRS ウイルスRNA を結合する活性を有し、PRRSウイルスの3’非翻訳領域に結合すると言うことを証明した。図2において、レーン1は MARK 細胞溶解物(免疫沈降なし) を含み、レーン2はトランスフェクトされた MARK 細胞を含み、レーン3は、トランスフェクトされた BHK−21 細胞を含み、レーン4はトランスフェクションを受けていないMARK細胞を含み、レーン5はトランスフェクションを受けていないBHK−21細胞を含む。図3 については、レーン1はトランスフェクトを受けていないBHK−21細胞を含み、レーン2はトランスフェクトされたBHK−21細胞を含み、レーン3は、トランスフェクトされたMARK細胞を含み、レーン4はトランスフェクトを受けていないMARK細胞を含み、図3 のレーン5はMARK細胞溶解物(免疫沈降なし)である。
【0054】
実施例2
この実施例は、BHK−21細胞によるCD151 の発現が、細胞にPRRS感染に対する感受性を与えることを決定した。
【0055】
材料と方法:
(安定なトランスフェクションによって得られた)CD151 を発現するBHK−21細胞がPRRSウイルス感染に対して感受性となるかどうかを決定するために、免疫組織化学染色(immunohistochemical staining)を実施した。細胞を、24穴プレート中に播き、PRRSウイルスを感染多重度(MOI; a multiplicity of infection) 0.01 で37℃、1時間かけて感染させた。感染度は、感染から24時間後に免疫組織化学(immunohistochemistry)によって決定される。細胞は、アセトン− PBS(3:1, v/v) 中で、4℃で10分間固定され、5分間空気乾燥した。一次抗体および抗PRRSウイルス核蛋白質(nucleoprotein) モノクローナル抗体(PBS で1000倍に希釈)が加えられ、37℃で1時間インキュベートした。細胞は、そこでPBS 中で1回10分間洗浄し、そして室温で30分間、anti−mouse IgGビオチン化抗体(Vector Labs,Burlingame,カリフォルニア州) でインキュベートした。PBS 中で1回10分間洗浄した後、アビジン− ビオチン酵素複合体 (Vector Labs)を加え、室温で30分間インキューベートした。細胞を、そこでPBS 中で1回10分間洗浄し、1回5分間蒸留水で洗浄し、そこでDAB 基質を加えて、10分間暗室でインキュベートした。細胞を、5分間蒸留水中で洗浄し、30秒間 Gill’s−1 hematoxylin で対比染色し、水道水で洗浄し、光学顕微鏡によって検査した。
【0056】
結果:
この実施例の結果は、図7a および図7bに示した。図7aに描かれた親BHK−21細胞系列は、PRRSウイルス感染に対して感受性ではないが、図7bに描かれたCD151 によって形質転換された組替型BHK−21は、PRRSウイルス抗原に対して陽性であり、これによりPRRSウイルス感染に対する感受性を示している。それゆえCD151 を取り込むと、以前はPRRSウイルス感染に非感受性であったサル細胞系列がPRRSウイルス感染に対して感受性となった。図2に示されるように、トランスフェクションを受けていないMARK細胞はCD151 を含むが、しかるにトランスフェクションを受けていないBHK−21はCD151 を含んでいない。興味深いことに、トランスフェクションを受けていないMARK細胞は、PRRSウイルス感染に対して感受性があり、しかるにトランスフェクションを受けていないBHK−21細胞はPRRSウイルス感染に対して感受性がない。
【0057】
実施例3
この実施例は、CD151 を過剰に発現する、MARK細胞の効果を評価するためウイルスバーストアッセイ(virus burst assay)を活用した。
【0058】
材料と方法:
CD151(実施例1において記述されているような安定なトランスフェクションによって得られる) を過剰に発現する、MARK細胞の単層に、感染多重度0.1 で37℃、1時間、PRRSウイルスを感染させた。細胞は、MEM 中で2回洗い、1%牛胎児血清(FCS) を補充した1ml のMEM で表面を覆った。18時間インキュベートして、細胞は凍結融解(freeze and thaw) により溶解し、細胞破砕物(cell debris) は、5分間12,000×g の遠心によって取り除かれた。上清中のウイルスの量は、親MARK細胞を用いたプラークアッセイによって滴定した。CD151 過剰発現がPRRSウイルス複製に与える効果が少しでもあるか無いかを決定するために、MARK細胞が、感染量(level) に与える効果について調べられた。MARK細胞(両親の細胞系列、およびCD151 を過剰発現するトランスフェクションを受けた子孫細胞系列の両方) は、プラークから精製した等しい量のPRRSウイルスを感染させ、1回の完全な複製周期の間(18時間) 成長させた。PRRSウイルスの量は親MARK細胞を用いたプラークアッセイによって測定される。プラークアッセイにおいては、上清を10回繰り返して連続希釈して得た100 μl の希釈液が上記に記載したように感染用に用いられた。感染後、単層がPBS 中で1回、MEM 中で1回洗浄され、そして1%FCS および1%寒天を含む1mM MEM でその単層の表面を覆った。プラークは、0.01% の neutral redで染色することにより、37℃で1 日インキュベーションしたのちに可視化した。
【0059】
結果:
親 MARK 細胞に比較して、CD151 を過剰に発現するトランスフェクションを受けた MARK 細胞中で、ウイルスの量が約100 倍に増加した。これらの結果は、図8に示した。これらの結果とが、ウイルスの侵入に関する以前の実験から得られる結果とを組み合わせて考慮すると、CD151 は、ウイルスRNA もしくはウイルスの侵入を促進することにより、PRRSウイルス感染の量を増加させたのかも知れないと考えられている。それゆえ、CD151 を取り込むことは、PRRSウイルスのより高い力価材料(stock) を作るために用いられ得る。同様に、一匹の特定の豚でCD151 の発現量を決定することは、標準と比較して、PRRSウイルス感染に対する感受性についての、1つの指標(indication)を与える。このようにして、その組織もしくは体液に対する平均もしくは標準を確立するために、異なる組織および体液由来の数多くのサンプルが、CD151 量についてアッセイされる。同一の組織もしくは体液から得られるCD151 の個体ごとの量は、そこで、動物個体毎のPRRSウイルス感染に対する感受性を決定するために、この平均もしくは標準と比較され得る。
【0060】
実施例4
この実施例は、MARK細胞におけるCD151 mRNAを検出するために、RT−PCRを活用した。
【0061】
材料と方法:
RNA は、酸フェノールグアニジニウムイソチオシアネート法を用いて、PRRSウイルスが感染したMARK細胞から抽出された。RNA の品質は、アガロースゲル電気泳動により評価された。RT−PCRは、フォワードプライマー(forward primer) 5’−CCTACCTGGCCACAGCCTAC−3’(SEQ ID No 33) およびリバースプライマー(reverse primer) 5’−ACAGGCGCAGCAGGTTCCGA−3’(SEQ ID No 34) を有する GeneAmp RNA PCR kit (Perkin Elmer, Foster City,カリフォルニア州) を用いて実施された。逆転写反応は、42℃で45分間、95℃で10分間および5℃で5分間の条件で実施された。PCR は94℃で2分間、94℃で30秒間、55℃で30秒間、72℃で15秒間の条件で行い、これを25回繰り返した。それから、72℃で30分間の条件で反応させた。生成物は、エチジウムブロマイド(ethidium bromide)で染色した2%アガロースゲル中で解析された。
【0062】
結果:
149塩基対(bp)の増幅単位(amplicon)の増幅を示す RT−PCR の予想される結果を、図4に示す。この図中で、CD151 蛋白質のin vivo 結合活性が、感染を受けた MARK 細胞溶解物中の CD151モノクローナル抗体と免疫沈降させた後、RT−PCRによって証明された。この図中で、レーンMは123塩基対のラダーであり、レーン1はPCR ベクター対照であり、レーン2は感染を受けていないが免疫沈降した MARK 細胞系列、レーン3は関連のないwasp(Cotesia folepis) モノクローナル抗体である、レーン4は UV−crosslinking (UV− 架橋) を実施しなかった CL2621 細胞系列とともに電気泳動した、CD151 モノクローナル抗体で免疫沈降した感染を受けた MARK 細胞であり、レーン5は UV−crosslinkingを15分間実施したのち、CD151 モノクローナル抗体で免疫沈降した、感染を受けた MARK 細胞であり、レーン6は UV−crosslinkingを30分間実施したのち、CD151 モノクローナル抗体で免疫沈降した、感染を受けた MARK 細胞であり、レーン7は UV−crosslinkingを45分間実施したのち、CD151 モノクローナル抗体で免疫沈降した、感染を受けた MARK 細胞である。
【0063】
実施例5
この実施例は、in vivo cross−linking を活用することにより CD151がin vivo RNA 結合活性を有するかどうかを決定した。
【0064】
材料と方法:
24穴プレート中の MARK 細胞単層は、PRRSウイルスを、感染多重度 0.1 、37℃で1時間の条件で感染させた。単層は、PBS 中で3回、MEM で2回洗い、そして1%胎児牛血清(FCS) を補充したMEM に置き換えた。感染から18時間経過後、細胞はPBS 中で2回洗い、そこで新しいPBS 中に表面を覆われ、そして UV cross linker (Fisher Scientific, Pittsburgh,ペンシルベニア州) に入れて氷上に保持し、300λの光源から10cmの距離において、15分間、30分間、45分間UV照射した。照射の後、PBS は取り除かれ、全細胞は50μl の single detergent lysis bufferを加えて溶菌させ、そこで氷結および溶解させた。ホルマリン固定した S.aureus 細胞の替わりに IgGが結合したセファロースビーズ(sepharose beads) を用いた以外、上記記載のように、抗CD151 モノクローナル抗体を用いて免疫沈降を行った。蛋白質の性質を有する物質は、プロテイナーゼK(4μg/ml) で、37℃で15分間切断し、そしてRNA をフェノール−グアニジニウム法を用いて抽出した。フォワードプライマー(forward primer) 5’TGGGCTGGCATTCTTGAGGC’3 (SEQ ID No 35)およびリバースプライマー(reverse primer) 5’TTCGGGCCGCATGGTTCTCGC’3 (SEQ ID No 36) を用いて、PRRSウイルスRNA が存在するかどうかを決定するために、RT−PCRを実施した。
【0065】
結果:
CD151 がin vivo RNA 結合活性を有するかどうかを決定するために、UV cross−linkingに続いて、RT−PCRを実施した。その原理は、CD151 蛋白質と、細胞中のPRRSウイルスの3’非翻訳領域 RNAの間に何らかの相互作用があるとすれば、その組成物(CD151蛋白質と、細胞中のPRRSウイルスの3’非翻訳領域 RNA) は、抗CD151 モノクローナル抗体を加えることによって免疫沈降を起こすはずだと言うものである。MARK細胞を、PRRSウイルスに感染させ、PRRSウイルスの3’非翻訳領域 RNAとCD151 の間の相互作用を強めるために、方法の項目中に記載したように UV cross−linking が実施された。免疫沈降した組成物は、蛋白質性物質を取り除くためにプロテイナーゼKで処理された。PRRSウイルスの3’ 非翻訳領域 RNAが、図4に示す様に、RT−PCR による免疫沈降物中に検出された。CD151 蛋白質およびPRRSウイルスの3’非翻訳領域の間の相互作用は強く、UV誘導した15分間のcross−linking は、RNA をCD151 とともに免疫沈降させるのに十分であったが、しかるに非特異的モノクローナル抗体を有する対照は陰性であった。それゆえ、CD151 はin vivo RNA 結合活性を有している。
【0066】
実施例6
この実施例は、MARK 細胞蛋白質、BHK−21 細胞蛋白質および Vero 細胞蛋白質においてCD151 を検出するためにウェスタンブロッティングを活用した。
【0067】
材料と方法:
MARK、BHK−21およびVERO細胞蛋白質は、10% SDSポリアクリルアミドゲル電気泳動ゲル中で電気泳動され、ニトロセルロース膜上にブロットされた。PBS 中の5%ノンファットドライミルク(non−fat dried milk)中で一晩ブロッキングした後、その膜は室温で5時間、抗CD151 モノクローナル抗体(PBS−T 中で、1:2,000 の比率)中でインキュベートした。その膜は、2回、PBS−T 中で15分間洗浄し、抗マウスHRPO複合抗体(1:10,000)中で室温で2時間インキュベートした。洗浄後全蛋白質は、製造業者の指示(Kirkegaard and Perry Laboratories, Gaithersburg, メリーランド州) に従い 3’,3’,5’,5’−tetra−methylbenzidine, TMB 膜ペルオキシダーゼ基質によって検出された。
【0068】
結果:
感受性細胞においてCD151 が存在することを、抗CD151 モノクローナル抗体を用いて、ウェスタンブロッティングにより決定した。図5および図6に示すように、ウイルス感受性のMARK細胞はCD151 蛋白質を有するが、しかるに非感受性のBHK−21細胞はその蛋白質を欠いている。その上、トランスフェクションを受けたBHK−21細胞(図5、レーン13) は、CD151 を有しており、PRRSウイルス感染に対して感受性がある。COS−7 細胞のPRRSウイルスに対する感受性については何も報告されていないが、しかるに、Vero細胞においては、PRRSウイルスが細胞に入るが、生産的なウイルス感染を結果するものではない。Vero細胞は、PRRS感染に要求される他の細胞ファクターを欠いているかも知れない。これらの結果は、CD151 が(CD151 以外に)付加的な細胞内ファクターが関与していた場合に、PRRSウイルス感染に対する感受性を決定する上でのファクターの1つであるということを示す。
【0069】
実施例7
この実施例は、CD151 蛋白質が存在することと、PRRSウイルス感染に対する感受性との間の相互関連を決定する。
【0070】
材料と方法:
CD151 蛋白質が存在することと、PRRSウイルス感染への感受性との間で考えられる関係を決定するため、CD151 特異的プライマーを用いたRT−PCRが感受性のある細胞系列および感受性がない細胞系列をスクリーニングするため実施された。これらの細胞系列は、MA104 、MARK,Vero、COS−7 を含むが、これら細胞のうちの3つは全てアフリカミドリザル(African green monkey cells)の細胞であるST,BHK−21、MDBKおよびHRT (Human rectal tumor cells)に由来している。全RNA が、実施例4に記載されたように抽出され、CD151 の存在が実施例4に記載された手順とプライマーを用いて、RT−PCRによって検出された。
【0071】
結果:
MA104, MARK145, Vero, COS−7 および ST 細胞系列において、期待されるサイズである105 塩基対の増幅単位 (amplicon) が存在した。CL2621, VeroおよびCOS−7 細胞系列においては、CD151 の代わりのスプライスされた形態によると考えられる、より高い位置の付加的なバンドがある。CD151 は、BHK−21, MDBK(図5を参照) および HRT細胞系列中には存在しない。興味あることに、MARK145 、MA104 およびCL2621は、PRRSウイルス感染に対して感受性のある細胞系列であるが、しかるに、BHK−21細胞系列は、感受性がない。過去において、PRRSウイルスに感受性の唯一の細胞は、サル細胞系列CL−2621 およびMARK−145豚肺胞マクロファージであると考えられていた。それゆえ、本願発明は、アクセサリーファクター(accesory factor) であるCD151 によってトランスフェクトを受けた後も非サル細胞系列はPRRSウイルスに対して感受性を有するがゆえに、サル細胞系列のみがPRRSウイルス(U.S. Patent No.5,846,805 参照) 感染に対して感受性を有するとの以前の主張に異議を唱えるものである。BHK−21、MA104 、COS−7 、ST、MDBKおよびHRT18 細胞系列は、the American Type Culture Collection (ATCC),12301 Parklawn Drive, Rockville,メリーランド州 20852から入手できる。代表的な受託番号は、BHK−21が ATCC# CRL8544、MA104 がATCC# CRL2378 、COS−7 が ATCC# CRL1651、STが ATCC# CRL1746、MDBKが ATCC# CCL22およびHRT18 が ATCC# CCL244 である。MARK145 細胞系列は、アイオワ州 Ames にある National Veterinary Science Laboratory (NVSL)から得られ、CL2621はアイオワ州 Ames にある上記同じ NVSL が専売している細胞系列である。Vero細胞系列は、ATCC# CCL81 と一致していた。それゆえ、この実施例はCD151 がPRRSウイルス感染において重要な役割を演じているとの更なる証拠を与える。
【0072】
実施例8
この実施例は、CD151 蛋白質とPRRSウイルス蛋白質の間に直接の蛋白質− 蛋白質相互作用が無いことを決定し、CD151 がアクセサリー蛋白質(accessory protein) であり、PRRSウイルスの受容体ではないと言うことを証明した。
【0073】
材料と方法:
CD151 がPRRSウイルス感染のために必須であるということを確立した後に、PRRSウイルス蛋白質とCD151 との間に、直接の相互作用があると言う可能性が共免疫沈降法 (coimmunoprecipitation)により決定された。感染を受けたMARK細胞は、CD151 モノクローナル抗体と免疫沈降し、免疫沈降物におけるPRRSウイルス蛋白質の存在が、一次抗体としてのPRRSウイルスポリクローナル抗体および二次抗体としての抗豚 HRPO によって検出され、ECL ウェスタンブロット検出システム(Amersham Pharmacea Biotech, Piscataway,ニュージャージ州) によって検出された。共免疫沈降法は、最初に PRRS ウイルスポリクローナル抗体で免疫沈降させ、一次抗体としてのCD151 モノクローナル抗体および二次抗体としての抗マウス HRPO により免疫沈降物中にCD151 が存在するか否かをチェックすることによっても実施された。
【0074】
結果:
CD151 とPRRSウイルス蛋白質との間に直接の相互作用はない。このことは、CD151 の受容体としての可能性を除去する。しかしながら、このことは、CD151 とPRRSウイルスとの間に間接的相互作用があると言う可能性を除くものではない。間接的な相互作用があるとすれば、CD151 と PRRS ウイルスの蛋白質の間に相互作用を備え、かつこれを完了することができる更にもう1つの別の蛋白質を確認することが必要になるだろう。それゆえ、ウイルスRNA−蛋白質相互作用が検証されてきた。しかし、CD151 とPRRSウイルス蛋白質の間には、直接的な蛋白質− 蛋白質間相互作用はない。したがって、CD151 は、PRRSウイルス力価を上げ、そしてこれによってウイルスRNA の侵入を増進しかつ媒介するがゆえに、アクセサリー蛋白質であって、受容体蛋白質ではない。
【0075】
実施例9
この実施例は、ウイルスRNA とCD151 の間の相互作用を止めるために使われる化合物を発見するための方法を説明し、抗RNA エントリー蛋白質と呼ばれる新規クラスの抗ウイルス化合物を規定する。
【0076】
材料と方法:
本願発明に基づくと、ウイルスRNA の細胞への侵入が、ウイルスRNA とRNA 結合蛋白質との間の相互作用によって媒介されているようである。このテストは in vitro で簡単に実施され得る。high−throughput system処理によって、CD151 もしくは完全長CD151 それぞれの中心部分(motif) は、ニトロセルロース上に、もしくは何らかの固体を結合したマトリックス中に、自動化装置を使ってスポットされる。薬剤が存在しない陰性対照において、一本鎖DNA の形態のRNA の結合 aptamer(低分子化合物)は、蛍光標識をしたのち、引き続いて電気泳動のウェル中に加えることができる。薬剤が存在しなければ、蛍光の最大レベル(100%)もしくは結合活性が観察される。どんな種類の未知化合物をプレートに加えるてもよい。オリゴヌクレオチドとRNA に結合する aptamerとの結合をブロックする化合物は、PRRSウイルスRNA が細胞中へ侵入することをブロックするために使用され得る、有効でかつ無毒性の化合物を見出すために、更に改変される。同様な原理が、非常に多用な動物ウイルスに対する処置法を発見するために用いられ得る。この新規なクラスの薬剤は、今まで文献中に記載されていなかったと考えられる。
【0077】
その代わりに、酵母のハイブリッドシステム(yeast hybrid system) が発見されたため、PRRSウイルスの3’非翻訳領域 RNAおよびCD151 蛋白質は、これら二者間の相互作用をブロックする化合物を発見するために酵母トリハイブリッドシステム(yeast tri−hybrid system) に適用され得る。
【0078】
実施例10
本実施例は、CD151 mRNAおよび生存する豚から生まれ得る子孫のPRRSウイルスに対する感受性の程度(level) に関して、その生存する豚および貯蔵された生殖細胞質をスクリーニングする中で、本願発明を活用するための非侵襲性方法を示す。加えて、本実施例は実施例4に類似しており、生きた雄豚の精液をスクリーニングする中で本願発明の応用を例示的に説明し、かつ本願発明の応用を、PRRSウイルス感染に対する豚の抵抗性を改良するための豚育種プログラムの中で、未来世代の次のリッター(同腹子、litter)へと進展する。
【0079】
材料と方法:
本願発明に基づくと、標的細胞のPRRSウイルスに対する感受性を決定する中でCD151 の量が1つの重要なファクターであることは明らかである。豚の異なる育種系統が、肺胞マクロファージ、精液、生殖細胞、卵子および血小板のような細胞物質におけるCD151 量に関して、定量的RT−PCRによってスクリーニングされる。標的器官において少ない量のCD151 を有する豚の系統は、PRRSウイルスに対してより感染しづらいと期待され、よってPRRS感染による有害な効果の影響をより受けにくいと期待されている。現状は、感染後の屠殺に基づいて、豚を選択し交配を行っている。比較的少ない量のCD151 を有していることが分かった動物を、PRRSウイルスに感染しづらくなるよう選択的に交配する。このことが、豚をチェックする非侵襲方法を可能にする。CD151 ノックアウト実験の助けを借りることにより、PRRSウイルスに全く感染しない豚系統を開発することが可能となる。
【0080】
結果:
本実施例は、本願発明がPRRSウイルスで実験的に感染させた後に豚の感染しやすさを決定するためには豚の種々の系統を屠殺すると言う現在の限界を克服するものであると言うことを、説明する。末梢血液の血小板、貯蔵された生殖細胞質、もしくは希釈された豚生殖細胞質および希釈なしの豚生殖細胞質のような非侵襲性の診断方法を用いて、豚育種操作により、PRRSウイルスに感染しづらくなった動物を選択することができるはずである。
【0081】
実施例11
本実施例は、異なる豚育種系統におけるCD151 の定量を可能とする。
【0082】
材料と方法:
本実施例は、プラスミド pKSU が定量的な目的で用いられるということを除き、実施例4に類似している。このプラスミドは、CD151 の完全長オープンリーディングフレーム(open reading frames) を含む。既知の量(例えば、0.05μg)のこのプラスミドが PCRチューブに入れられ、異なる豚組織中に予想されるCD 151量の範囲をカバーするように希釈された、所定のサンプルの希釈溶液が加えられ、これによってあらかじめ定量された既知の標準を与える。未知の豚サンプル中のCD151 の量が、既知の標準曲線と比較することにより定量される。加えて、豚組織中のCD151 の正確な量を見出すために、CD151 に対する定量的 TaqMan を実施することができる。これによって、生殖細胞質および末梢血血小板において、既知の豚組織の1mlあたりもしくは1g あたり、生殖細胞質1mlあたり、または100万の豚血小板あたりもしくは100万の豚精子(spermatazoa) あたりのピコグラムからナノグラムの量で、CD151 の正確な定量を得られる。
【0083】
結果:
定量的CD151 RT−PCRにより、CD151 が少ない豚育種系統が、PRRSウイルスに感染しづらくなる豚を育種するために選択される。
【0084】
実施例12
本実施例は、PRRSウイルスを管理しもしくは防ぐためにより高い力価を持ちよりかつ安全なワクチンの生産を行うための非サル、組替型細胞系列の使用を例示的に説明する。
【0085】
材料と方法:
本願発明に基づいて、CD151 によって形質転換された、非サル細胞系列は、PRRSウイルスに感染し易いのみではなく、親細胞系列以上により高い力価になるようPRRSウイルスを増殖させる。最初に、本願発明の属する分野において公知の方法を用いて、マイコプラズマ(Mycoplasma)、豚パルボウイルス(parvovirus)、および BVDウイルスのような混入に対してチェックされる。一旦その細胞系列について、これらの雑菌混入がないと分かれば、細胞系列はフラスコもしくはローラーボトル(roller bottle) 中で培養され、プラークから精製したPRRSウイルスを感染させた。米国産単離株である Lelystad virus もしくは他のいずれかの PRRS ウイルスの分離株が用いられた。細胞培養は60時間の間、ウイルス感染を受け、−80℃で凍結され、凍結溶解を3回繰り返した。細胞物質を取り除き、澄んだ上清を、滴定を行った後にワクチンとして用いる。100 万 PFUs/mlでワクチンを使用することが薦められ、そのワクチンの投与量は非経口アジュバント(the parenteral adjuvants)の存在の下で、筋肉注射用に1mlである。このワクチンは高い力価を持つために、1バイアルあたりの特定の投与量を決めるために、更に希釈され得る。別法として、本願発明の技術分野において既知となっている多様な組み合わせが適用され得る。本願発明に含まれる全ての操作と改変は、動物ワクチンの生物学的製剤(bilogics)を調製する分野において、おきまりの手順(routine) である。
【0086】
結果:
前述の材料と方法で、非サル細胞系列におけるPRRSウイルスに対する、安全で高力価の不活化ワクチンもしくは改変生ワクチンが生成される。
【0087】
実施例13
本実施例は、in vitro診断アッセイの開発を目的としてPRRSウイルスを増殖させるために非サル細胞系列を応用することを示す。
【0088】
材料と方法:
有利なことに、鼻から綿棒で分泌物を採集したサンプル(nasal swab)、肺もしくはリンパ節のような組織、またはPRRSウイルス感染、堕胎もしくは呼吸器系疾患が疑われる各症例を有する豚由来組織のプールのような臨床サンプル由来の野生型ウイルスを増殖させるために、非サル細胞系列がウイルス感染に対するより高い感受性を有すると言う理由によって、これら非サル細胞系列をPRRSウイルスを増殖させるために使用することができる。これらの細胞は、約72時間経過して単層がコンフルエントになるまで培養され、サンプルが接種され、そして細胞系列が SDOW 17 FITC 複合抗体(SDOW 17 FIFC conjugated antibody)を用いた蛍光抗体テストによりウイルスが存在するか否かがチェックされている。実施例12で生産されたような、増殖したウイルスは、エライザプレート(ELISA, enzyme‐linked immunosorbent assay) をコートするために用いられ、PRRSウイルス抗体の検出のための酵素免疫測定技術の開発のための標準手順が、Witte et al., Development of a Recombinant Nucleoprotein−Based Enzyme−Linked Immunosorbent Assay for Quantification of Antibodies against Porcine Reproductive and Respiratory Syndrome Virus, 7 Clinical and Diagnostic Laboratory Immunology, 700−702, (2000) の手順を用いて記載されてきたが、これらの文献に開示されている内容は、引用して本明細書の内容とされる。最近、酵素免疫測定法が、豚PRRSウイルスをモニターするための最高の標準(gold−standard) であるとみなされている。
【0089】
結果:
野生型PRRSウイルスは、ウイルス単離により in vitro で検出され得る。加えて、PRRS抗生物質の存在と品質が、これらの免疫診断アッセイを用いて検出され得る。野生型PRRSウイルスと抗体を検出し豚の群中にPRRS診断を検証するための in vitro 診断テストを与える他のアッセイは、間接的な蛍光抗体テストおよび間接的免疫ペルオキシダーゼテスト(indirect immunoperoxidase tests) とを含む。そのようなテストは、本願発明が属する技術分野において公知であり、従来技術のみを用いて開発され得る。
【0090】
実施例14
本実施例は、血小板溶解物(platelet lysate) 、精子溶解物および豚肺胞マクロファージ溶解物を含む豚体液サンプルをモニターするために使用され得るCD151 に、免疫診断用の道具(例えば、定量的エライザ)を応用することを示す。
【0091】
材料と方法:
蛋白質は、Witte et al.,2000 の方法を用いて定量的に検出される。例えば、豚サンプルにおける CD151の量は、これらの方法を用いて検出される。サンプルは、凍結融解される。蛋白質の量は、モニターされる。
【0092】
結果:
本実施例は、定量的 CD151エライザを用いた豚サンプルの大量スクリーニングを可能にする。加えて、1mlの豚サンプルあたりもしくは1g の組織あたりの量のCD151 蛋白質が、これらの方法を用いて検出される。
【0093】
実施例15
本実施例は、サル起源以外の起源からのCD151 を、以前はPRRSウイルス感染しなかった細胞系列にPRRSウイルス感染に対する感受性を与えるために使うことができると言うことを例示的に説明する。
【0094】
材料と方法:
CD151 を含む細胞物質のサンプルは一匹の豚から得られる。RNA は、前に記載のようにこのサンプルから抽出され、そこで豚CD151 は RT−PCR を用いて単離される。単離されたCD151 はそこで、以前PRRSウイルスに感染しなかった細胞系列にPRRSウイルスに対する感受性(感染し易さ) を与えるために使用され得る適切な哺乳動物発現ベクトルの中に入れられる。加えて、そのベクターを予め感受性のあった細胞系列に入れることにより、これらの細胞系列はCD151 を過剰発現するために用いられ得る。
【0095】
結果:
予めPRRSウイルスに感染しなかった細胞系列は、豚CD151 を含むベクターをその細胞系列に入れた後、PRRSウイルスの感染を受け易くなる。予めPRRSウイルス感受性を有していた細胞系列は、挿入されたCD151 を過剰発現できる。それゆえ、いかなる起源由来のCD151 であっても非サル細胞系列を含む細胞系列をCD151 を発現するように形質転換するのに使われ得る。このことは、CD151(サル、豚等)の起源は本願発明の実施に関連せず、豚もしくは他の同様なCD151 配列を用いて、サルCD151 を用いた発明の全ての態様もまた成され得る、ということを証明する。
【0096】
実施例16
本実施例は、テトラスパンCD151もしくは馬CD151のような他の生物種における関連したホモローグ (homologue、相同物) は、馬および他の生物種からのアルテリウイルスを増殖させるために使われ得ると言うことを証明する。
【0097】
材料と方法:
異種生物由来の (heterologous) CD151 配列が、単離され、そして前に記述されたような組替型細胞系列を作成するために用いられる。この細胞系列は、そこで前に記載したようにそのウイルスを単離しかつ増殖させるために用いられる。
【0098】
結果:
PRRSウイルスと同様に、他のアルテリウイルスが単離され、非サル細胞系列を含む同種生物由来(homologous)のおよび異種生物由来の細胞系列の中で高力価に増殖され得る。それゆえ、他のアルテリウイルスは、アルテリウイルスによる感染に対して予め抵抗性のあった(感染しにくい) 細胞系列中に高力価ワクチンを生産し、およびアルテリウイルスに予め感受性のあった(感染し易い)細胞系列におけるウイルス産生を増加させることを確認する方法において、PRRSウイルスと同一の方法で研究され得る。
【0099】
実施例17
本実施例は、CD151 のDNA 塩基配列とゲノム構成を決定する。
【0100】
材料と方法:
豚CD151 の完全な塩基配列を決定するために、各々のイントロンの塩基配列を決定するために、各々のエクソンの終端から次のエクソンの開始までのプライマーが設計された。プライマーの対は、下の表1に示される。
【0101】
【表1】
【0102】
ゲノムDNA は、ゲノムDNA 抽出キットを使いかつ製造業者の指示(Dneasy Tissue Kit catalog # 69504, Qiagen, Valencia, CA) に従って、豚肺胞マクロファージ(PAM 細胞)から抽出された。PCR は、次のように準備された。ゲノムDNA 200μg,10×PCR 緩衝液、2 mM MgCl2 、DMSO 2.5 μl 、dNTP 各10nMおよび各プライマー 20 pmolである。95℃で5分間最初の変性を行った後、2.5 ユニットのTaq ポリメラーゼ(Perkin Elmer, Foster City, カリフォルニア州) がPCR 反応液に加えられ、次にこれを95℃で30秒間、35サイクル繰り返したのち、各々の遺伝子内領域に特異的なアニーリング温度で15秒間、72℃の伸長温度(extension temperature) で1分間、72℃で45分間最終伸長の反応を行った。各々の遺伝子内領域に対するアニーリング温度は、次のようである。遺伝子内領域1に対しては57℃、遺伝子内領域2に対しては58℃、遺伝子内領域3に対しては59℃、遺伝子内領域4に対しては55℃、遺伝子内領域5に対しては53℃、遺伝子内領域6および7に対しては57℃である。PCR 産物は、1%アガロースゲル電気泳動中で電気泳動され、PCR のバンドは切断され、pGEM−T イージーベクター(Promega, Madison,ウィスコンシン州) にクローンされる。その塩基配列は、そこで、SequiTherm EXCEL II 塩基配列キット(Epicentre Technologies, catalog # SEM79100, Madison, ウィスコンシン州) を用いおよび製造業者の指示に従って手作業により決定した。
【0103】
結果:
豚CD151 の塩基配列は、SEQ ID No. 14 で与えられる。イントロンの塩基配列は、CD151 のヒト、ラットおよびマウスのホモローグ(homologue) の塩基配列解析で決定されたように、生物種間で変化することが知られており、この生物種間で変化することは、豚CD151 のイントロンとCD151 を有する他の動物のイントロンの間に相同性がほとんどないかもしくは全くないと言うことを示した豚CD151 に対しても当てはまると言うことも今や分かった。
【0104】
豚CD151 のゲノム構成は、表2に表されている。イントロンとエクソンはまた、特定のSEQ ID No を有するものとして次のように与えられる。SEQ ID No 15はエクソン1、SEQ ID No 16はイントロン1、SEQ ID No 17はエクソン2 、SEQ ID No 18はイントロン2 、SEQ ID No 19はエクソン3 、SEQ ID No 20はエクソン4 、SEQ ID No 21はイントロン4 、SEQ ID No 22はエクソン5 、SEQ ID No 23はイントロン5 、SEQ ID No 24はエクソン6 、SEQ ID No 25はイントロン6 、SEQ ID No 26はエクソン7 、SEQ ID No 27はイントロン7 、SEQ ID No 28はエクソン8 、SEQ ID No 29はイントロン8 である。イントロン3を除く全てのイントロンが下記のように同定され、イントロン3の塩基配列は、残りのイントロン配列を得るために用いられる方法に類似した方法を用いて決定される。もちろん、イントロン3の配列がないという場合も有り得る。しかしながらもしイントロン3が存在すれば、豚ゲノムDNA を用いてその塩基配列が得られる。
【0105】
【表2】
【0106】
【表3】
【0107】
発見された豚CD151 塩基配列は、Genbank に寄託された EST塩基配列由来の部分的豚CD151 クローン(受託番号:クローン1− BE233265、クローン2− AW314209、クローン3− AW786379) とランダムに符号し、ヒトCD151 の公表されたゲノム塩基配列と比較された。本願発明までは、これらの前に公表されたランダムなCD151 塩基配列は、単に発現研究のためにのみ用いられてきた。そのため、完全長豚CD151 はこれまで決して塩基配列決定がなされなかった。更に、これらのランダム部分 EST配列は、いかなる既知の蛋白質、遺伝子、もしくは機能とも比較されなかった。寄託された EST配列を使用しても、本質的にCD151 の完全な配列ができるようにはならないと言うことに注意することもまた重要である。このことは、豚CD151 の全てのイントロン塩基配列で符合するものがなかったという事実を考慮すると、とりわけ正しい。それゆえ、本願は完全な豚CD151 のmRNAおよびゲノム塩基配列の最初の報告である。
【0108】
図10は、豚CD151 塩基配列の、模式的な説明である。この図の上部の番号1−8は、CD151 エクソンの位置を表す。エクソンは、またこの図中の垂直方向の長方形で表され、この図で長方形内部に水平線が引いてある。イントロンは、各々のエクソンを結ぶ薄い線で表されている。対角線を持った長方形は、翻訳されない塩基配列を表す。開始コドンはATGで表され、終止コドンはTGAで表されている。完全な配列は、ポリAテイル(poly−A tail) で終わる。
【0109】
実施例18
本実施例は、CD151 の一塩基多形(SNPs)を確認する。
【0110】
材料と方法:
各々のイントロンが、SNPsにおける差異を決定し、これらの SNPs をPRRSウイルス感染に対する細胞の感受性と相互に関連づけるために、PCR クローニングにより解析される。PAM 細胞由来の各々のイントロンからの塩基配列データは、実施例17に記述されるようして得られ、プライマーはただ各々のイントロンを増幅するために設計され、そしてそこで様々な感受性のおよび非感受性の細胞系列における対応する各々のイントロンを増幅するのに用いられる。得られたデータは、そこで GCGプログラム(ウィスコンシン大学、マヂソン、ウィスコンシン州) を用いて解析される。
【0111】
結果:
いかなる遺伝子のイントロンおよびエクソンにおける一塩基多形(SNPs)であっても、遺伝子発現において重要な役割を演じているかも知れない。イントロンの塩基配列多様性の全体(sum) も、細胞中の遺伝子の発現において重要な役割を演じるかも知れず、これによってPRRSウイルス感染に対する感受性の多様性につながるかも知れない。
【0112】
実施例19
本実施例は、豚CD151 の染色体上の位置決め(chromosomal localization)を決定する。
【0113】
材料と方法:
染色体上の位置決めは、蛍光 In−Situハイブリダイゼーション(FISH)により実施された。染色体のスプレッド(spreads)が標準的方法によって調製された。白血球がヘパリン処理された血液から採取され、赤血球(RBCs)が溶解されて、染色体がスライド上に広げられた。スライドは 2×SSC 、70%ホルムアミド中で70℃で変性された。スライドはそこで、ビオチン標識したプローブ(genomic CD151) でインキュベートされた。ハイブリダイゼーション後の洗浄が標準方法により実施され、その結合は、 Roland M. Nadore in Flourescence In−Situ Hybridization Using Whole Chromosome Library Probes, Methods In Molecular Biology; edited by Lorette Javis (pages 371−377)によって記載されている様に、フルオレセイン標識したアビジンを用いた標準的方法によって検出されたが、これらの文献に開示されている内容は、引用して本明細書の内容とされる (Nadore, Roland M. 1999 Immunocytochemical Methods and Protocols (2nd ed.), Methods in Molecular Biology, pages 371−377) 。
【0114】
結果:
豚CD151 の染色体上の位置を確認することに加えて、本実施例はまた、この染色体と関連している他の病気の位置を特定するために助けとなる。このことは、CD151 遺伝子が他の病気に対して抵抗性の遺伝子、もしくは肉質特性(meat carcass quality traits) のような育種状態に影響を与える生産特性と結びつくかも知れないと言う点で、従来技術を超える明確な進歩を与えるだろう。遺伝子の位置特定はCD151 を選択すると言う付帯的効果を予想するのを助ける。一旦、この染色体に関連した他の病気が、CD151 と相互に関連しているならば、育種のための戦略を開発することができる。もちろん、PRRSウイルス抵抗性を選択し、なおかつ肉質を維持することができることが最も望ましい。
【0115】
実施例20
本実施例は、豚CD151 遺伝子の転写特性(transcriptional profile) を与える。
【0116】
材料と方法:
いろいろな感受性のおよび非感受性の組織が豚から採取され、その組織は、そのRNA が Chomczynski and Sacchi, Single−step method of RNA isolation by Acid Quadnidinium thiocyanate−phenol−chloroform extraction.62 Anal.Biochem.,156−159.(1987)によって記述されている酸グアニジニウムおよびフェノールクロロホルム法(the acid guanidinium and phenol chloroform method) を用いて抽出されるようにすりつぶされたが、これらの文献に開示されている内容は、引用して本明細書の内容とされる。総RNA は、1%ホルムアルデヒド アガロースゲル電気泳動にかけ、ナイロン膜に移された。CD151 転写物はそこで、標準プロトコールに従い、放射性標識したCD151 mRNAプローブを用いた、ノザンブロッティング(Nothern Blotting)により検出された。等しい量のRNA が各々のウェル(well)に乗せられた。転写物のサイズは、既知の放射性標識されたRNA マーカーを用いることによって比較された。その転写物の量は、GAPDH mRNAプローブを対照として用いることにより定量された。ハイブリダイゼーション後に洗浄とオートラジオグラフィーを行ってから、結果を記録した。
【0117】
結果:
本実施例は、CD151 の二つの転写物を確認した。これらの転写物のサイズは特定されていない。しかしながら、最初の転写物はより大きく/上の方にあり、そして二番目の転写物はより低く/より下の方にある。最初の実験において、上の方にある転写物および下の方にある転写物は感受性のある組織( 脾臓、肺、腎臓および心臓) に存在していた。しかしながら、感受性のない組織は( 筋肉および肝臓) は上のほうにある転写物のみを有している。それゆえ、より小さな( より下の方にある) 転写物のみがではPRRSウイルス感受性を示し、しかるに、より大きな(より上の方にある)転写物のみが非感受性組織に存在する。
【0118】
実施例21
本実施例は、豚CD151 のRNA 結合活性を立証する。
【0119】
材料と方法:
豚組織(100 mg)を液体窒素中に凍結し、30秒間 マイクロディスメンブレイネイター(microdismembranator) ですりつぶした。組織ペレットは、100 μl の0.01M 燐酸緩衝液 (PBS, phosphate buffered saline) と900 μl RIPA溶解緩衝液(10 mM TrisHCl pH 8.0, 0.14 M NaCl2),1% Triton X−100, 1% Sodium Deoxycholate, 0.1% SDS, および0.2/mLのAprotinin )に再懸濁し、ボルテックスミキサーで撹拌し、37℃で30分間インキュベートした。組織サンプルは、そこで細胞破砕物を取り除くため、10分間 8,000rpm で遠心分離を行った。上清が集められ、抗CD151 モノクローナル抗体(PharMingen, San Diego, カリフォルニア州、Catalog No. 556056) と免疫沈降を行うため用いられ、続いて、上述したように、放射性標識したPRRSウイルス3’非翻訳領域 RNAを用いたノースウェスタンアッセイ(northwestern assay)を行った。
【0120】
結果:
豚CD151 は図11のノースウェスタンブロット(the northwestern blot) に示されたようにRNA 結合活性を有する。このブロットは筋肉由来であり、豚CD151 のRNA 結合活性を明らかに表示している。このことは、豚CD151 はサルCD151 と同様に機能し、RNA の侵入の原因であり、それゆえ、PRRSウイルスに対する感受性ファクターの原因であるということを証明している。
【0121】
各々の転写物の正確なサイズおよび量が解析され、各々の組織のPRRSウイルスに対する病気感受性と相互に関連づけられた。
【0122】
実施例22
本実施例は、豚CD151 によってトランスフェクトされた非サル細胞系列における細胞病理学(cytopathology) とウイルス力価を決定する。
【0123】
材料と方法:
BHK−21細胞は、実施例1に記載したように、豚CD151 によって安定にトランスフェクトされた。本実験で用いられた豚CD151 の構成体は、オープンリーディングフレームの9アミノ酸を欠いている。このクローンは、そこでPRRSウイルス感受性に対してテストされた。PRRSウイルス力価は、そこで力価実験によりテストされた。PRRSウイルスは、1時間、37℃で連続希釈(10培希釈、そこで更にこの10倍希釈を10回繰り返す)する中で感染させた。単層はそこで、PBS 中で洗浄され、1ml のMEM で置き換えられた。上清100 μl が、感染後の、0時間、24時間、36時間、48時間、および72時間の各時点で採取された。72時間経過後は、全細胞は、SDOW−17 核蛋白質モノクローナル抗体を用いた直接蛍光抗体テスト(FA)によってPRRSウイルスに対して染色された。異なる時間間隔で採取されたウイルスは、MARK細胞中で力価測定された。
【0124】
結果:
期待されたように、細胞変性効果(cytopathic effects)はBHK−21細胞中に観察されなかった。しかしながら、MARK細胞がCD151 によって安定にトランスフェクションされても、PRRSウイルスの生産が高められた。このことは、豚CD151 の機能は他のすでに確認されたCD151 塩基配列と同様に機能すると言うことを更に証明する。しかしながら、最初の9アミノ酸を欠く構成体は全く同じようには機能しなかった。それゆえ、豚CD151 が非サル細胞系列においてPRRSウイルスを生産するために同様に用いられ得る。
【0125】
実施例23
本実施例は、異なる生物種で発現するCD151 の量を決定し比較した。
【0126】
材料と方法:
様々な感受性組織および非感受性組織が豚から採取され、Chomczynski と Sacciにより記載された酸グアニジニウムおよびフェノールクロロフォルム法(the acid guanidinium and phenol chloroform method) を用いてRNA が抽出され得るように、組織がすりつぶされた。総RNAがそこで、1%ホルムアルデヒドアガロースゲル上で電気泳動され、ナイロン膜へ移された。放射性標識したCD151 mRNAをプローブとして用い、かつ標準プロトコールに従ってCD151 転写物が、ノザンブロッティング(Northern blotting)により検出された。等しい量のRNAが各々のウェル中へ乗せられ、そしてそこで既知の放射性標識したRNA マーカーが転写物の大きさを比較するために用いられた。GAPDH mRNAプローブを対照として用いて、転写物の量が定量された。ハイブリダイゼーション後に洗浄とオートラジオグラフィーを行った後、結果を記録した。
【0127】
結果:
いかなる遺伝子のCD151 mRNAに対して豚組織のノザンブロットアッセイ(Northern blot assays)を行っても、その組織において発現された蛋白質の量を示した。正しいサイズおよび量を持った転写物が存在すると言うことはその組織中で蛋白質の発現を決定する上で非常に重要である。前に議論されたように2つの転写物が観察された。各々の組織がCD151 に対して独自の転写特性を持っている。
【0128】
実施例24
本実施例は、実施例20によって示される細胞の転写特性を比較し、豚の異なる品種に対する結果を比較する。
【0129】
材料と方法:
転写特性は実施例20に記載されたように与えられる。しかしながら、これら特性における差異は豚の多様な感受性および非感受性の品種と相互に関連性を持つ。
【0130】
結果:
豚の異なる品種由来の異なる組織における各々の転写物の量は、各々の品種の相対的PRRSウイルス感受性との間で相互に関連を有する。非感受性の品種もしくはPRRSウイルスに対して感受性が減少した品種が、これら同一の組織由来であるが他の生物種起源由来のCD151 の量と比較したときに、その組織中のCD151 の量が減少していることを示していた。異なる品種の豚における個々の豚の転写特性は、改良された豚の品種に対する選択の判断基準を開発するために使われる。
【0131】
実施例25
本実施例は、豚CD151 の組織分布を決定した。
【0132】
材料と方法:
異なる豚組織を採取し、その組織の100mg を液体窒素中に凍結し、30秒間のパルスで microdismembratorを用いてすりつぶした。すりつぶされた組織は、1ml の RIPA 緩衝液に再懸濁した。サンプルはそこで、シェーカー中、室温で30分間インキュベートされた。蛋白質サンプルは、そこで5分間、6,000rpmで遠心分離された。上清は、そこで10%SDSポリアクリルアミドゲル上で電気泳動された。次に全蛋白質は、10%馬血清中でブロックされたニトロセルロース膜に移され、CD151 抗体がブロッキング溶液(blocking solution) 中で、1/500 量加えられた。膜は、そこで二次抗体である抗マウス HRPO 複合抗体 (Vector Laboratories, Burlingame,カリフォルニア州) を1/10,000量加えてインキュベートする前に、15分間で3回洗浄した。膜は、そこで膜TMB 複合体(membrane TMB conjugate)(Kirkegaard & Perry Laboratories, Inc., Gaithersburg, メリーランド州) 中で展開された。
【0133】
豚CD151 のゲノム構成を決定するために、ヒトCD151 に対して産生された抗CD151 モノクローナル抗体 14A2.H1 (Pharmingen, San Diego,カリフォルニア州) が使用された。ウェスタンブロットアッセイ(western blot assay)がそこで実施され、その結果がCD151 発現量に対して解析された。豚CD151 の2つのアイソフォーム(isoform) が定量され、PRRSウイルス感受性と相互に関連づけられた。これらのパラメータはまた、豚の品種選択の際に助けとなるために使用される。最終的には、その判断基準は、品種と選択のための異なる重さに割り当てられる。
【0134】
結果:
2つのバンドがウェスタンブロットアッセイを用いて確認されたので、豚の筋肉および心臓組織は大量のCD151 を持つことが示された。1つのバンドは、約60kDであり、他のバンドは約30kDである。CD151 遺伝子の細胞内での発現は、その遺伝子のゲノム構成によって決定されるため、CD151 の大量もしくは少量の発現は、その構成に直接関係している。その構成は、また、豚のPRRS病に対する異なる感受性につながる遺伝子発現のエンハンサーもしくはインヒビターのような他のファクターがあるかないかをも示している。
【0135】
実施例26
本実施例は、PRRSウイルスの生態におけるCD151 のカルボキシ末端に存在する YRSL ドメインの本質的役割を示す。
【0136】
材料と方法:
PRRSウイルスRNA の侵入におけるCD151 の細胞質側末端(cytoplasmic tail)の突然変異の効果を研究するために、これらの突然変異の効果が、PRRSウイルス感染に対する突然変異の効果によってチェックされる。ウイルスの存在は、免疫蛍光アッセイ(immunofluorescence)によってチェックされる。端的に言えば、PCR に基づく突然変異は、PRRSウイルス感染に与えるこれら突然変異の効果を研究するために、CD151(サルおよび豚) の2つの構成について実施される。
【0137】
結果:
CD151 分子は、細胞質側末端において YRSL (SEQ ID No 29)配列を含む。この配列は YXXL (SEQ ID No 36)モチーフ(motif、中心的図形) もしくはドメインの中にあると考えられている。このモチーフおよびとりわけ YRSL 配列は、カルボキシ末端に位置している既知のRNA 結合ドメインである。そのようなドメイン中で、XX残基は、内面化(internalization) における何らかの変化なしで、突然変異を受けるかも知れない。L (leucine) 残基は、重要な疎水性の残基である。CD151 の細胞質側末端が、PRRSウイルス侵入において重要な役割を演じているならば、突然変異したCD151 はBHK−21細胞系列におけるPRRSウイルス感染性を回復することができる。Y(tyrosine) もしくは Lが突然変異を受けたのならばこの場合が当てはまると考えられている。しかしながら、R(arginine) もしくは S(serine)が突然変異を受けたのならば細胞質側末端のRNA 結合能に対して何ら影響を及ぼさないと考えられる。従って、そのような突然変異したCD151 配列はBHK−21細胞系列においてPRRSウイルス感染性を回復することができる。そのような状況では、YRSL配列がCD151 のカルボキシ末端における1つのシグナルとして作用すると言うことが考えられている。このことは、カルボキシル末端にシグナルを有する、エンドサイトーシスのサイクルの末期に細胞内に入る他の既知物質と相互に関連を有するだろう。エンドサイトーシスは、細胞膜から細胞へと芽を出すクラスリン被覆小孔(clathrin coated pit) を形成することを含む。PRRSウイルス細胞はクラスリン被覆小孔を通って入る。CD151 が、内皮細胞のような標的器官のエンドソームの中に局在し、PRRSウイルスのエンドソームを通って侵入することに参加しているかも知れないということが分かっている。PRRSは多くの遺伝子型と75以上の免疫型(immunotype)があるが、しかし、全ての分離株は共通の侵入通路(entry pathway) を用いている。従って本実施例から明らかになった情報は、何らかの系統の豚がCD151 のこの重要な配列において突然変異を有しているかどうかを見出すために用いられるだろう。
【0138】
議論
ウイルスは、複製のためには限定的な遺伝物質を有し必然的に(obligatory)内部パラサイト(内部寄生物、internal parasite)である。ウイルスはしばしば、RNA 結合蛋白質、転写因子、プロテアーゼ、および自己のDNA 複製のための膜因子の形で、宿主細胞のファクターを活用する。RNA 結合蛋白質は、転写、翻訳、位置づけ(orientation) 、およびウイルスRNA の輸送において役割を演じることができる。どのようにウイルスRNA 複製が進行するかを理解するために、これらの蛋白質を同定し特徴づけることが重要である。PRRSウイルスの3’非翻訳領域に結合する宿主細胞蛋白質の同定についての報告はない。
【0139】
本願で、PRRSウイルスの3’非翻訳領域に結合する新規29kDの糖蛋白質であるサルCD151 の同定について報告する。CD151は、細胞蛋白質のテトラスパン もしくは4回膜貫通蛋白質スーパーファミリーに属する膜透過糖蛋白質である。テトラスパンは脂質二重層および2つの細胞外領域をまたぐ4つの高度に保存された疎水性領域を有する。N末端とC末端が細胞質の中に見出される。サルCD151 は、内皮細胞膜、血小板、巨核球、上皮、肺、筋肉、シュバン細胞、および糸球体(glomeruli) に主に見出される PETA−3 と98%の相同性を共有する。この蛋白質は、T細胞白血病ウイルスI型によって形質転換されるヒトT細胞において、上向き調節を受ける(upregulate)ことが示されてきており、SFA−1 と命名されてきた。PETA−3のかなりの量は、細胞内コンパートメント(区画) 中に存在しており、核周囲(perinuclear) の顆粒に局在化し、内皮細胞に存在する PETA−3 蛋白質の総量の66%を占める。テトラスパンであるCD151 は、癌の転移における初期のステップで要求され、造血細胞系列におけるインテグリンとの相互作用、細胞− 細胞吸着(cell−cell adhesions) の調節、および蛋白質− 蛋白質相互作用を通しての膜透過の信号伝達(signaling) に関与する。
【0140】
CD151 がPRRSウイルスの3’非翻訳領域に結合することを証明した後に、CD151 の存在とPRRSウイルス感染に対する感受性との間の相互作用がテストされた。全て腎臓細胞由来である、MA104 、MARK,COS−7 およびVero細胞系列は、CD151 を有することが見出された。しかしながら、BHK−21およびMDBK細胞もまた腎臓細胞由来であるが、しかしCD151 細胞を欠いている。それゆえ、CD151 は、腎臓特異的蛋白質であるとはいえない。PRRSウイルスは、BHK−21細胞に入らないが、しかし、これらの細胞をPRRSウイルスRNA または感染性のcDNAクローンによってトランスフェクトすることは、近隣の細胞に広がることなしに豊富なウイルス感染をさせることができる。それゆえ、BHK−21細胞は、PRRSウイルスRNA の複製を支持するがウイルスもしくはウイルスRNA の侵入のために要求される細胞ファクターを欠くと結論される。CD151 が膜透過蛋白質であることが見出されたので、PRRSウイルスおよび/またウイルスRNA の侵入に役割を有しているかも知れないと言うことは筋が通っている。もう1つのテトラスパンであるCD9がMDBKを非感受性細胞系列に変え、イヌジステンパーウイルス感染に対して感受性を与え、1つのエントリー分子として機能すると言うことが先に報告されている。CD151 がPRRSウイルス感染の1つの感受性ファクターであると言うことを証明するために、CD151 を発現するBHK−21細胞がPRRSウイルスによって感染を受けたが、しかるに、CD151 を欠く親細胞系列は感染を受けないと言うことが決定された。それゆえ、CD151 は膜透過分子であるので、BHK−21細胞へのウイルスの侵入もしくはRNA の侵入においてCD151 が1つの役割を演じているかも知れない。
【0141】
ウイルスの細胞への侵入は、ウイルス蛋白質と細胞膜上に存在する特定のウイルス受容体との相互作用によって起こる。これらの受容体は、ウイルス感染に対する感受性の非常に重要な抗原決定基(determinants)である。以前の研究は、PRRSウイルスがヘパリン様分子に結合し、そしてウイルスの侵入が受容体を媒介としたエンドサイトーシス(endocytosis)によって起こると言うことを証明してきた。これらの小胞中の低いpHは、豊富な感染のために必須(essential)である。共免疫沈降法が、PRRSウイルス蛋白質とCD151 の間に何らかの相互作用があるかどうかを決定するために実施された。しかしながら、両者の間の直接の蛋白質− 蛋白質相互作用の証拠は無かった。このことは、もう1つのテトラスパンであるCD9がイヌジステンパーに対する感受性ファクター(factor)であるが、しかし、CD9はそのウイルス蛋白質とは直接結合しないと言う従来の観察と一致するものだ。受容体である蛋白質ならば、そのウイルス蛋白質と相互作用するに違いない。それゆえ、CD151 は、その受容体としては機能しない。CD151 は小胞中にそしてまた膜中にも存在するので、RNA を輸送する分子(RNA transporter molecule)としての役割が二つの観察に基づいて予想されている。1つは、CD151 が非感受性の(ウイルス感染を受けない) BHK−21細胞をウイルス感染に対する感受性を与える(ウイルスに感染し易くする) 、そして二番目に、(安定なトランスフェクションにより)CD151 を過剰発現するMARK細胞が自然のままの(native)細胞系列に比較してウイルス生産において100倍増加した発現をする。ウイルスの複製におけるCD151 のこの効果は、RNA 輸送分子として機能するCD151 を有するウイルスを侵入させる間に、ウイルスRNA の細胞による取り込みが増加することによって説明される。このプロセスは図9に模式的に示される。RNA 結合蛋白質が、RNA 輸送分子として機能することが予想されると言う以前のデータがある。精巣および脳のRNA 結合蛋白質は、mRNAの3‘非翻訳領域と相互作用し、mRNAを、それが翻訳される細胞内の場所まで輸送する。この蛋白質はまた、細胞と細胞の間で全mRNAを輸送するとも報告されている。タバコモザイクウイルス(tobacco mosaic virus)においては、30kDの移動蛋白質(movement protein)が細胞間連絡( 原形質連絡、plasmodesmata)経由で細胞から細胞へのウイルスRNA の輸送に関わっている。beet necrotic yellow virus においては、蛋白質p42、p14およびp13がウイルスRNA との相互作用により細胞間連絡を通してウイルスRNA の運動に関わっている。動物ウイルスにおいては、RNA 輸送分子の報告は何もない。PRRSウイルス感染において、CD151 は、単独でもしくは他の蛋白質と結合して、ウイルスが小胞(vesicle) 中で殻を取った後、細胞質ヘ侵入するRNA 輸送分子(RNA transporter molecule)として活動するだろう。それゆえ、本願発明は、CD151 が主としてウイルスRNA エントリー蛋白質としてPRRSウイルスの複製に関わっていると言うことを証明する。
【0142】
CD151 膜透過蛋白質がウイルスおよびウイルスRNA の細胞への侵入に1つの役割を演じているかどうかを決定するために、BHK−21細胞が、PRRSウイルス感染に対して抵抗性がある(ウイルスに感染しづらい) と言う理由から、実験のために選択された。しかしながら、BHK−21細胞がPRRSウイルスRNA もしくはPRRSウイルスの感染性のcDNAクロ−ンのどちらかによってトランスフェクトされた場合には、BHK−21細胞がPRRSウイルスの複製を助ける。それゆえ、BHK−21細胞における抵抗因子(a resistant factor)は、そのエントリー分子(the entry molecule)と結びついているかも知れない。BHK−21がCD151 を欠いていると言う事実は、CD151 に特異的なプライマーを用いたRT−PCR(図5、レーン6) によって明確に示された。CD151 を発現するBHK−21細胞は、上記<材料と方法>中に記載されたように、安定なトランスフェクションによって得られた。これらのトランスフェクトされた細胞を、PRRSウイルスに感染させ、免疫組織化学(immunohistochemistry)的方法によってウイルス産生についてテストした。特に、CD151 でトランスフェクトされた細胞は、PRRSウイルスに感染するようになったが、しかし、CD151(図6で証明されている) を欠く親BHK−21細胞はウイルス感染するようにならなかった。
【0143】
本願発明の他の有利な形態は、これらの実験で用いられる the baby hamster kidney(BHK) 細胞系列は、サル起源ではないということだ。それゆえ、BHK は、サル起源のPRRSウイルスを増幅するために用いられる全ての他の細胞系列とは異なる。非サル細胞系列を使用しても、霊長類ウイルスもしくはサルウイルスを豚、とりわけ、異種生物間移植された豚へ伝達することに何のリスクも引き起こさないため、このことは大きな強みを与える。PRRSウイルスを増殖させるために非サル細胞系列を使うことにより、霊長類ウイルスおよび/またサルウイルスは豚個体群(swine population)に導入されず、それゆえ、ヒト個体群へのリスクを引き起こさない。また、CD151 を発現するこれらの細胞は、PRRSウイルスのより高い力価を有するがゆえに、ワクチン生産目的でPRRSウイルスを増殖させるには、より便利でかつ経済的有用性もある。好都合にも、これらの細胞は、PRRSウイルスの不活化ワクチンおよび生ワクチンを作るために使用することができ、かつ血清診断アッセイ(serodiagnstic assays)に使用され得る。
【0144】
7G10という名称のモノクロ−ナル抗体が開発された。この抗体は、細胞培養中のPRRSウイルス感染を完全にブロックする。この抗体は、MARK細胞系列の宿主細胞蛋白質に対して作られ、そしてPRRSウイルスに対する高い中和活性を発現するIgA アイソタイプ(isotype) である。virus overlay protein blot assay (VOPA) に基づけば、7G10はPRRSウイルスの受容体を認識しており、それゆえPRRSウイルスを中和し得る。これらの特異的特徴があるので、7G10はPRRSウイルスの伝達を防ぐために豚産業に応用され得るのである。
【0145】
最後に、本願発明は、豚CD151 のDNA 塩基配列とゲノム構成を決めた。そうした知識は、耳ノッチバイオプシー(ear−notch biopsy)について実施され得るDNA−based PCR を開発するのを助ける。一匹の生存動物が入手できなければ、生殖細胞質、精子および成熟した卵子(flushed ova) を用いても実験(testing) は実施できる。そうしたデザインにより、動物の死後数年或いは数世代経過したのちに、死亡動物由来の生殖細胞質を、群れ全体の改良を目的として使用することができる。更に、豚CD151 は豚組織中にPRRSウイルスRNA 結合活性を有し、かつ豚CD151 はヒト、サルおよびマウスに対応する既知のCD151 配列とたった84%の塩基配列相同性を有しているに過ぎないと言うことが分かった。加えて、本願発明は、豚CD151 mRNAの塩基配列決定を可能にした。そのような配列は、Table 2 のエクソンを配列順に連結し、かつこれら連結されたエクソンのDNA 塩基配列からRNA への転写を考えることで決定され得る。mRNAの塩基配列へつながり得る1つの塩基配列が本願で、SEQ ID No.38として与えられている。
【図面の簡単な説明】
本特許の出願は、カラーで作成された少なくとも一枚の図面を含む。カラー図面を付した本願特許のコピーは、請求により必要な費用の支払いを条件として米国特許商標庁から入手できる。
【図1】サルCD151 のcDNAクローンのヌクレオチド塩基配列であり、推定上の膜透過領域(transmembrane domains) に下線を付した、予想されるアミノ酸配列およびフレーム内終止コドンをアステリスク(asterisk)によって表示した。
【図2】ノースウェスタンブロッティングアッセイ(Northwestern blotting assay) においてCD151 モノクローナル抗体との免疫沈降で検出されたCD151 蛋白質のRNA 結合活性を示す写真である。
【図3】ノースウェスタンブロッティングアッセイ(Northwestern blotting assay) においてベータガラクトシダーゼ( β−galactocidase) モノクローナル抗体との免疫沈降で検出されたCD151 蛋白質のRNA 結合活性を示す写真である。
【図4】PRRSウイルスが感染したMARK細胞溶解物(cell lysates)を免疫沈降させたのち、RT−PCRによって明示されるようにCD151 蛋白質の in vivo RNA 結合活性を示す写真である。
【図5】CD151 の105 塩基対(bp)の増幅単位の増幅を明示する RT−PCR の写真である。
【図6】CD151 の存在を検出するウェスタンブロット実験(a western blotting experiment) の結果を示す写真である。
【図7a】PRRSウイルスの抗原が検出されないことを示す、野生型BHK−21におけるPRRSウイルスの存在を検出するための免疫組織化学染色の写真である。
【図7b】CD151 によってトランスフェクトされたBHK−21中にPRRSウイルスの存在を検出するための免疫組織化学染色の写真である。
【図8】CD151 によって安定なトランスフェクションを行ったのちの MARK 細胞による、増幅されたPRRSウイルス生産を明示するグラフである。
【図9】PRRSウイルスRNA が標的細胞に侵入するメカニズムおよびCD151 のようなRNA 結合蛋白質の役割を模式的に表したものである。
【図10】豚CD151 DNA の塩基配列を模式的に表したものである。
【図11】豚CD151 のRNA 結合活性を明示するノースウェスタンブロット(northwestern blot) の写真である。
塩基配列リスト
本願には、タイプ打ちした塩基配列リストを載せており、またフロッピーディスクおよび CDROM に、コンピューターで読み取り可能な ASCIIファイルの形式で保存したこの塩基配列リストと同一内容のものも提出した。
【0002】
発明の背景
発明の属する技術分野
本発明は、CD151 および/または豚CD151 を用いた DNA PCRに対して定量的RT−PCR(quantitative reverse−transcriptase polymerase chain reaction)による、異なる豚育種系統のスクリーニングに関する。CD151 を遺伝的に僅かに含むか、もしくは含まない豚系統の選択は、豚繁殖呼吸器障害症候群ウイルス(PRRSV) の感染に対して感受性の低いまたは感受性の全くない子孫を生ずる。本願発明はまた、PRRSウイルスに対する感受性に関して、生きた豚および豚の生殖細胞質をスクリーニングするための非侵襲性の方法にも関する。加えて、本願は非サル(non−simian)細胞系列におけるウイルスの不活化ワクチンおよび生ワクチンを作るための高力価ストック(high titer stock)を増殖させるための細胞系列の開発について記載する。更に、本願発明はワクチンに用いられる力価ストックをつくるために、以前は感受性のなかった細胞系列を、感受性のある細胞系列に形質転換する際に有用な新規なプラスミドを記載する。本願は、またCD151 とPRRSウイルスの 3’−非翻訳領域 RNAとの間の相互作用をブロックする新規クラスの抗ウイルス化合物を発見するための1つの道具を提供することにも関する。この新規クラスの化合物は抗RNA エントリー蛋白質(anti−RNA Entry Proteins, anti−REPs)と命名されている。
【0003】
従来の技術
豚繁殖呼吸器障害症候群(PRRS)は豚の重要なウイルス病として1980年代後半に発生したRNA ウイルスである。PRRSはアメリカ合衆国においてまた全世界において、最も重要な経済的に意味のある病気である。PRRSの起源と進化については分かっていない。それゆえ、PRRSは豚の新規に出現した(emerging)ウイルスである。以前から「神秘的な豚の病(mystery swine disease) 」、「豚不妊呼吸器障害症候群(swine infertility and respiratory syndrome)」、あるいは「青耳病(blue ear disease)」として呼ばれてきたこの病気は、アメリカ合衆国およびカナダの育種中の群れに、多大な損害を生じた。同様な病気はヨーロッパの多くの地域でも現われ、PRRSウイルスは世界中で検出されてきた。この病気は、2つの形態で明らかにされている。1つは、妊娠中の雌豚における深刻な生殖機能不全、死産児数の増加、ひからびた(mummified) あるいは虚弱な状態での豚出生児、分娩率の減少および次の発情期への回復遅延(delayed return to estrus)を引き起こし、他の形態は、感染した豚の肺中に現われる傷害によって明示づけられるように、豚に呼吸困難を生ずる。
【0004】
PRRS病の生殖器系の形態は、Keffaber,K.K.,”Reproductive Failure of Unknown Etiology”,American Association of Swine Practitioners Newsletter,1:109(1989) に記載されている。PRRS病の生殖器系の形態の最も顕著な臨床症状は、自発型後期堕胎、未熟児の出産( 全出産の20−30%の高比率にもなり得る)、およびひからびた胎児の分娩、死産児、病弱な豚仔である、そのような臨床症状は、豚の群において、典型的には、4週間から16週間あるいはそれ以上の期間観察される。皮膚の黄褐色の退色と死後自己溶解によって証拠づけられるように、PRRS病の影響を受けた一腹の子豚の内の死産児はしばしばミイラ化(mummification) の初期段階に見られる。ドーム形をした、胎児の頭部の奇形はまたしばしば見られる。雌豚の感染は気づかないうちに進行し、あるいは、傷害を受けた一般症状が数日間続くことにより明らかになるだろう。例えば、雌豚は食事を取らなくなり、正常体温以上または以下の体温を経験する。分娩段階において、雌豚は機能低下、無気力、発熱、およびときどき嘔吐を発現する。病気の影響を受けた群の中には、75%までの豚仔が死亡することもある。PRRS病の経済的な結果は、したがって、大損害を及ぼすことになる。
【0005】
PRRS病の呼吸器の形態は、年齢3−8週の豚仔においてもっとも著しい臨床徴候を発現するが、感染した群における全ての年齢の豚に起こることが報告されている。PRRS病に罹った豚仔は成長が遅く、毛皮はざらざらで、呼吸困難(動悸)を起こし、死亡率(離乳前の約80%にまで及ぶ死亡率) が増加している。PRRSウイルスによる感染と関連した問題と闘うため、最新のPRRS株に対する免疫を与える試みの中でワクチンが開発されてきた。現在のワクチンは、単にごくわずかに効果的であり、豚全個体群の中に、霊長類ウイルスが連続的に取り込まれる危険性を有するサル起源の細胞系列において全て生産されている。このPRRS病の呼吸器系形態の影響を受けた、豚仔の巨視的および微視的損傷の予備的な試験における所見は、微視的な肺の損傷が、このPRRS病の1つの重要な臨床的特徴であることを示唆している。
【0006】
PRRSウイルスは、Arteriviridae 属のNidovirales 目に属している。この属の他のメンバーとしては、馬動脈炎ウイルス(equine arteritis virus)、乳酸デヒドロゲナーゼウイルス(lactate dehydrogenase elevating virus) 、および猿出血熱ウイルス(simian hemorrhagic fever virus)が含まれます。一般に、ヒトのアルテリウイルス(arterivirus) は知られていない。PRRSウイルスゲノムは、長さ約15.1 Kb の+鎖RNA である。5’末端の156−220 番目ヌクレオチドおよび3’末端の59−117番目ヌクレオチドの非翻訳領域(UTR’s) が、ウイルスゲノムに接している。ウイルスゲノムは、機能蛋白質および構造蛋白質をコードした8つのオーバーラッピングするオ―プンリーディングフレーム領域を有している。PRRSウイルスは、感染した豚のマクロファージ中で、主として成長する。細胞培養中では、PRRSウイルスは、CL 2621, MA−104, MARC の各細胞系列の中で生育し、また豚の肺胞マクロファージ(alveolar macrophages)の初代培養においても生育することが知られている。これら連続した細胞系列の全てがサルに起源を有し、霊長類ウイルス(primate virus) が豚個体群へ入り込む危険性を生ずる。ウイルスの侵入は、受容体を介したエンドサイトーシス(内向きの膜動輸送)によって起こり、そして受容体はヘパリン様分子として特徴づけられてきた。しかしながら、どのようにウイルスRNA がエンドサイトーシスのあと、細胞質へ入るかのメカニズムは分かっていない。
【0007】
アルテリウイルスの複製は、コロナウイルス(coronaviruses) の複製と同様である。ゲノムおよびサブゲノムの−鎖mRNA((−) sensemRNA) は、感染された細胞において、+鎖mRNAに沿って作られる。サブゲノム−鎖mRNAは、コロナウイルスにおいてmRNA合成の主要な鋳型として、機能していることが示されてきた。不連続な転写はアルテリウイルスの中で起こり、mRNAは機能的にモノシストロニック(単一遺伝子様)であり、転写末端は3’末端が共通であって、かつmRNAの積み重ねセット(nested set)の形態をもっている。遺伝子間の共通配列が、連結配列(junction sequence) UCAACCを通して、共通のリーダーをコーディング領域(the coding region) に連結している。マウス肝炎ウイルス(MHV) およびコロナウイルスにおいて、リーダー、遺伝子間配列およびRNA 本体の三者間の相互作用には、cis およびtrans に作用する要素(element) が関わっている。上記MHV、コクサッキーウイルス(coxsackievirus)、ライノウイルス(rhinovirus)およびポリオウイルス(poliovirus)のそれぞれ3’非翻訳領域(UTRs)は、ゲノムの転写のために必須であることが示された。3’非翻訳領域(3’UTR) と上流の調節配列の間には、これら二者間の相互作用のための配列相補性がほとんどなく、そのため3’非翻訳領域(3’UTR) と上流の調節配列の間の相互作用は、ウイルス蛋白質と細胞蛋白質の両方に関わるRNA−蛋白質− RNA 三者間相互作用を通して媒介される。
【0008】
ウイルス蛋白質および細胞内蛋白質と、ウイルスの5 ’および3 ’非翻訳領域との間の相互作用に関しては、数多くの研究がある。シンドビスウイルス(Sindbis virus) 、ブロムモザイクウイルス (brome mosaic virus) 、Q βファージ(Qβ phage) およびポリオウイルス(poliovirus)は、転写を進めるために、或る宿主細胞蛋白質とウイルスの非翻訳領域とが相互作用することを必要とする。数多くの蛋白質が、これらの調節領域と結合していることが示されてきたが、そのうちほんの幾つかの蛋白質についてのみ特徴が述べられてきた。La蛋白質、ポリリボC結合蛋白質2(poly(rC) binding protein 2)およびポリピリミジントラクト結合蛋白質(polypyrimidine tract binding protein)が、ポリオウイルスの非翻訳領域に結合することが示されてきた。ポリピリミジントラクト結合蛋白質および異種生物由来の細胞核のリボヌクレオプロテイン(heterologous nuclear ribonucleoprotein)は、MHV(マウス肝炎ウイルス、mouse hepatitis virus)のリーダー配列に結合することが示されている。これらの蛋白質は、mRNAのスプライシングと輸送において1つの役割を演じていると予想されている。細胞骨格蛋白質およびシャペロン蛋白質の中には、アクチン、チューブリンおよび熱ショック蛋白質のように、RNA 結合活性を持つことが示されているものがある。これらの蛋白質は、ウイルスRNA 合成を行う際に、もしくはRNA 複製複合体(RNA replication complexes) を複製の場所へ方向づけして輸送する際に、構造的な役割を演じているかも知れない。
【0009】
ウイルスRNA と相互作用する宿主細胞蛋白質の研究は、いまだ揺籃期の段階であり、この相互作用に関しては重要な情報、とりわけ宿主感受性ファクターに関連した情報が欠けている。PRRSウイルスと同様、アルテリウイルスにおいてさえ宿主感受性ファクターは研究されてこなかった。それゆえ、豚育種に際して、PRRSウイルスに対する宿主感受性の増加を示すマーカーは、分かっていない。しかしながら、実験的感染を行ったのち、感染した豚を屠殺し、豚肺中の間質性肺炎およびPRRSウイルス抗原の存在を調べるための組織病理学(histopathology)および免疫組織化学(immunohistochemistry)についての更なる検査を行い、これらの結果に基づいて育種の異なる豚は、PRRS感受性ウイルスに対する感受性が異なることが知られている。
【0010】
更に、サル(simian)細胞系列は、最近のPRRSウイルスワクチンの細胞培養を提供するが、これは危険な作業である。これらの細胞培養のためにサル細胞系列を使用することが、異種移植(xenotransplant)を目的とした、豚の種にかなりの霊長類のウイルスを偶然に取り込むことになるかも知れない。豚は、ヒトの器官移植の不足に対応するために異種移植(xenotransplant)される器官の起源(source)として現在ますます研究されつつあるために、霊長類の細胞系列を豚個体群を取り込むことは、最終的には、異種移植を受けた器官を有するヒトへのリスクを与える。それゆえ、豚ワクチンの製造の際にサル(simian)細胞種の使用を避けることは賢明である。
【0011】
したがって、当該技術において必要とされることは、PRRSウイルス感染への感受性に関して豚をスクリーニングする方法である。好ましくは、このスクリーニングテストは、DNA を基礎(DNA−based) としたものであり、感受性遺伝子の重要なモチーフ (motif)またはドメインにおける塩基配列の多様性と、PRRSに対する低度、中度、高度の感受性とを相互に関連づけることができる。より好ましくは、このスクリーニングは非侵襲性であり、豚の生殖細胞質(germplasm) および全血を含む多くの異なる動物の体液および細胞物質について実施され得る。より好ましくは、このスクリーニングはPRRSに対する低度の感受性を持った豚を検出するために耳ノッチ(ear notch、耳の刻み目) から採取するバイオプシー(生物材料)について実施される。加えて、必要とされることは、これらのスクリーニング結果を、豚の子孫のPRRSウイルス感染に対する感受性が少なくなるように設計された育種プログラム(breeding program)に用いる1つの方法である。当該技術において他に必要とされることは、PRRSウイルス感染に対する抵抗性(ウイルスに対する感染しづらさ)に有害な影響を与え、かつこの抵抗性と相互に関連するDNA の一塩基多形(SNPs)を確認することである。更に必要とされることは、PRRSウイルス感受性に有害な影響を与える遺伝子と、調節要素および/またPRRSウイルス感受性に関連して遺伝子の発現と調節に影響を与える他の遺伝子(cis− およびtrans−に作用するファクター) との間の相互作用を理解することにある。更にまだ必要とされることは、染色体の構成および遺伝子の位置を理解することである。更に必要とされるものは、霊長類ウイルスが豚個体群に交差することを避けるために、高力価PRRSウイルスワクチンストックを増殖させるための非サル細胞系列である。そのような細胞系列は、異種移植を受けた豚で用いられるワクチンにとりわけ適している。最後に、必要とされるものはウイルスRNA が細胞に侵入することをブロックすることができるクラス(class) の化合物である。
【0012】
発明の概要
本願発明は、上記従来技術の問題を解決し、技術状態に明確な進歩を与えるものである。とりわけ、本願発明を通して、PRRSウイルス感受性に対する非侵襲性遺伝学テスト、更なる育種のための豚の選択、非サル細胞系列における高力価ワクチンの開発、PRRSウイルス処置に用いられ得る化合物の開発、およびPRRSゲノムの3’非翻訳領域(UTR) RNA とウイルス感染に対して感受性を有する細胞系列との間の相互作用を検出しかつ特徴づけることができる方法が提供され、これらの方法によって、抗RNA エントリー化合物(anti−RNA Entry Compounds)と呼ばれる新規な抗ウイルス化合物の開発につながる。加えて、本願発明は、豚CD151 のゲノム塩基配列およびゲノム構成を規定し、豚CD151 のRNA 結合活性を明示し、異なる組織中のCD151 のアイソフォーム(isoform) を確認し、およびトランスフェクトされた豚CD151 遺伝子を持つ非サル細胞系列を作り出す。最後に、本願発明は、豚CD151 の分子全体としての活性を説明し、RNA 結合活性を与えかつ非サル細胞系列である baby hamster kidney−12 (BHK−21)へ感受性を与えるCD151 ドメインを同定する。
【0013】
したがって、本願発明の1つの特徴は、比較的非侵襲性である方法を用いて、豚をスクリーニングする方法を提供することである。例えば、豚から血液サンプルを採取し、血小板中にCD151 が存在することが、定量的RT−PCRおよび/またDNA PCRsを用いて検出され得る。また、DNA PCRsは豚仔から採取した耳ノッチ(ear notch) バイオプシーまたは尻尾スニップ(tail snip、尻尾の切れはし) バイオプシーについて実施され得る。CD151 量が少ないか、もしくはCD151 が全く検出されない豚さえも選択して、更に育種を続けることができるので、この種のスクリーニングから得られた知識は豚の育種プランを大いに改善し得る。本願発明の強み(advantage) を用いた豚育種プログラムの1つの例は、個々の豚のCD151 量をCD151 の既知の標準(standard)と比較することである。この既知の標準は、豚からの細胞物質(例えば、体液または組織) の数多くのサンプルからのCD151 量を比較することによって一般に得られ、全サンプル中に検出されるCD151 量の平均を表す。同一動物由来の異なる細胞物質は異なるCD151 量を有するので、既知の起源(血液、血小板、精子細胞、生殖細胞質、精子、卵子等)の細胞物質由来のCD151 量をその特定の細胞物質に対応する既知の標準と比較することが好ましい。その上、既知の標準は、豚のCD151 量の平均を表すので、個々の豚の検出されたCD151 量をその平均値と比較することによって、1個体の豚が更なる育種のために選択される。一般に、PRRS感染に対して抵抗性が増加した子孫を作り出すことを意図しているので、平均より低いCD151 量を有する豚を選択することが好ましい。豚をスクリーニングする他の方法は、PRRSの減少した感受性と相互関連性をもった望ましい一塩基多形(SNPs,single nucleotide polymorphism) を同定することを含む。このように、豚をしてCD151 量に関して特定の望まれる百分率にランクづけさせる一定量のCD151 を有する豚であって、他の望ましい育種特性を持つ豚が、更に育種を続けるために選択される。好ましくは、これらの豚は、CD151 量に関して下位50%にランク付けされる。より好ましくは、これらの豚はCD151 量に関して下位80%にランク付けされる。更により好ましくは、これらの豚はCD151 量に関して下位90%にランク付けされる。そして最も好ましくは、これらの豚はCD151 量に関して下位95%にランク付けされる。言い換えれば、この最も好ましいグループ分けでは、全ての豚の95%が、テストされる一匹の特定の豚よりも多いCD151 量を有することになる。もちろん、CD151 を欠いた豚は更に育種を続けて、PRRSウイルス感染に対して抵抗性のある(ウイルス感染を受けづらい)豚のノックアウト系統(”knockout” line) を作り出すことができる。
【0014】
本願発明に関連した態様においては、精子細胞のような生殖細胞質の形の細胞物質、もしくは希釈した豚の精子は、豚を育種施設に仕分ける前にCD151 が存在するかしないにつきスクリーニングされ得る。また、上記した同じ一般的手順を用いて、そのようなスクリーニングから得られた知識は、将来豚の育種プランを立て、生殖細胞質を大量に使用するために非常に貴重である。豚の、射精量は約500ml であり、射精された精子は更に希釈されるので、射精した豚がもはや農場にいず、死亡し、あるいは売却されたとしても、価値ある雄豚由来の生殖細胞質(germplasm) は、長年多くの雌豚のために使用され、将来数世代に渡って、望ましい遺伝子型または遺伝的性質を持った豚仔を提供し得る。そのような凍結した生殖細胞質は、人工授精の前にもCD151 量およびPRRSウイルス感受性に関しても、またスクリーニングされ得る。CD151 量が多いことは、細胞によるウイルス生産および放出が多いことと相互に関連しているので、このスクリーニングは、また豚もしくはその子孫のPRRSウイルスによる感染に対する感受性をも示す。それゆえ、これらのテストは、PRRSウイルスに対する感受性に関して、農場に生存する動物をスクリーニングするためにもまた応用され得る。生殖細胞質(germplasm) 中に検出されるCD151 量に基づき、更に育種を行うための豚の選択は次の様に行われる。生殖細胞質のサンプルが取り出され、そのサンプル中のCD151 の量またはレベルがRT−PCRによって決定される。異なるタイプの生殖細胞質が異なる量のCD151 を一般的には含むので、この結果(CD151 の量) はそのサンプルに対する既知の標準と比較される。その既知の標準は、そのようなサンプルの数多くのサンプルを定量した結果を平均することによって決められるだろう。標準と比較して減少したレベルのCD151 を発現(し、またこれによってPRRSウイルスの感染に対して減少した感受性を有)し、更にまた他の価値ある育種の特徴を所有する豚は、更なる育種のために選択されるだろう(would be selected) 。好ましくは、これらの豚は、テストされた全ての豚の内の約50%未満のCD151 量を有する。より好ましくは、これらのレベルは少なくても約80%以下となる。更により好ましくは、少なくとも約90%、そしてより更により好ましくは、CD 151量はテストされた全ての豚のうち少なくとも全ての豚の内の約95%のものより少ない。他の言葉でいえば、これらの豚由来のサンプルにおけるCD 151量はテストされた全ての豚の下位約20%、約10%、約5%にランク付けされるだろう。もちろん、細胞物質のサンプル中のCD151 の量が定量され、定量された量のCD151 が育種戦略に影響を与えるとすれば、本願発明の方法を用いて、この育種プランに幅広い多様性が生まれ、よってこれらの多様性は十分に説明がつくものと考えられる。
【0015】
本願発明は、また動物におけるPRRSウイルス感染に対する感受性を確かめるための方法を提供する。そのような方法は、細胞物質のサンプルを得るステップ、このサンプルについてCD151 アッセイを実施するステップおよびこのアッセイの結果を使って、PRRSウイルスに対する動物の感受性を測定するステップを含むだろう。アッセイのために選ばれた細胞物質は、検出できるレベルのCD151 を含むいかなる体液、組織、半精製した、あるいは精製した細胞標品(cellular preparation)を含むいかなる細胞物質であっても良い。例えば、血液、血小板、生殖細胞質、精子細胞、卵子、および精液は全て検出できるレベルのCD151 を含む。1つの好ましいアッセイは、サンプルからRNA を抽出するステップ、そして抽出したRNA 上でRT−PCRを実施するステップを含む。好ましくは、結果から検出されたCD151 を定量した結果として、CD151 量が与えられる。この定量された量(amount or level) は、そこでCD 151量に関して既知の標準と比較することができ、こうして、その定量化された量はその動物に関してPRRS感染に対する感受性を示す。更により好ましくは、細胞物質サンプルは、既知の起源に由来しており、既知の標準はその同一の起源を持つ細胞物質に対する既知の標準を表す。
【0016】
本願発明は、一匹の動物が、細胞物質においてCD151 が存在するかするかしないかに基づいて、PRRSウイルス感染に対して抵抗性を有するかどうかを決定するための方法を更に提供する。もしCD151 が存在しなければ、動物は一般にPRRSウイルス感染を受けつけない。もしCD151 が存在すれば、実際のCD 151量に基づき、様々な程度で典型的に(typically)PRRS ウイルス感染を受けやすい。こういうふうに、細胞物質のいかなるサンプルにおいても、動物におけるPRRSウイルス感染に対する抵抗性は、検出されるレベルのCD151 に基づいて分類される。そのような方法は、テストされた動物から細胞物質のサンプルを得るステップ、そのサンプルのCD 151量を見いだすためにサンプル上でアッセイを実施するステップ、テストされた動物のCD 151量を既知のスケール(scale) のCD 151量と比較する(ここで既知のスケールがPRRSウイルス感染に対する抵抗性の一定程度に対応している)ステップ、そして最後に、既知のスケールとの比較に基づいてテストされた動物のPRRSウイルス感染を分類するステップを含む。好ましくは、細胞物質のサンプルが既知の起源のものであり、CD151 のスケールが他の動物における同一の起源由来の細胞物質のスケールを表すことである。そのような分類としては、その動物におけるPRRSウイルス感染に対する抵抗性を、百分率でランク付けすることもできる。
【0017】
本願発明の他の態様は、野生種(wild type) の検出のための試験管内(in vitro)での診断テストがPRRSウイルスに対する抗体と同様に開発されたことである。そのようなテストは、一般に一匹の動物から細胞物質のサンプルを得るステップ、組替型細胞系列におけるウイルスに対する抗体もしくはウイルスそれ自体を検出するよう設計された診断テストを実施するステップ、個々の豚あるいは豚の群がPRRS病に罹っているのかどうかの診断が正しいことを確認するために行う実験(testing) の結果を用いるステップを含む。より好ましい診断テストは、ウイルス単離アッセイ(virus isolation assay) 、エライザ(酵素免疫測定法、ELISA)のような免疫診断アッセイ、間接蛍光抗体テスト(indirect fluorescent antibody test)、および間接免疫ペルオキシダーゼテスト(indirect immunoperoxidase tests) を含む。好ましくは、用いられる組替え細胞系列はウイルスのより活発な複製(replication) を可能とし、そのテストをPRRSウイルス感染あるいは抗体の存在に対して、より感受性の高いものとすることである。
【0018】
本願発明のもう1つの態様は、豚群の免疫を助けるためにCD151 によって形質転換された細胞系列において、より高い力価(higher titer)を持つPRRSウイルスワクチンが開発され得ることだ。本願発明に関連する態様として、他の非サル細胞系列がCD151 によって形質転換され、高力価のPRRSウイルスワクチンストックを増殖させるのに用いられ得る。異種移植(xenotransplantation)(とりわけ豚において)が開発されればされるほど、このことはますます問題となってきた。サル細胞中で作られるワクチンを使用することは、サルのウイルスを豚に伝達することとなり、それゆえ異種移植に用いられる器官もまたこれら霊長類ウイルスのうちいくつかのものに対する感受性を持っている。それゆえ、PRRSワクチンのために霊長類あるいはサルの腎臓細胞系列を用いることを避け、それによって、ヒトの移植レシピエント個体群へあとになって霊長類ウイルスが取り込まれるリスクを除去することが、より安全である。PRRS感染に既に感受性を持った細胞系列にとっての、CD151 の更に高い生産を結果する形質転換が、本願発明の方法を用いて成される。
【0019】
本願発明の他の態様は、形質転換された細胞系列を生産するために、非サル(non−simian)細胞系列が非サルCD151 によってトランスフェクトされる。この点において、霊長類ウイルスがヒト移植受容者個体群(the human transplant recipient population) へ取り込まれることを完全に避けるために、非サル細胞を非サルCD151 によって形質転換することが好ましい。とりわけ好ましい、非サルCD151 塩基配列は、豚CD151 の最初の完全ゲノム塩基配列を表す SEQ ID No.14 として与えられる。好ましくは、この塩基配列(SEQ ID No.14)と少なくとも84%の塩基配列相同性を有する塩基配列は、本願発明の目的のために細胞を形質転換するのに用いられる。より好ましくは、SEQ ID No.14との相同性は少なくとも90%であり、更により好ましくは少なくとも95%である。最も好ましくは、SEQ ID No.14との相同性は少なくとも98%である。
【0020】
本願発明の他の関連する態様は、非サル細胞系列において増殖する高力価ワクチンは、PRRSに対する抗体を検出するための診断テストの開発やELISA アッセイのような他の応用のために用いられ得る。
【0021】
本願発明の他の関連する態様は、細胞系列を形質転換し、それら形質転換された細胞系列のPRRSウイルス感染に対する感受性を強めることができるプラスミドまたはベクターの開発および使用である。この点について、とりわけ好ましいプラスミドには、pKSU(Genbank Accession Number AF 275666)という名称が与えられており、本願ではSEQ ID No.1 として与えられ、図1にも記載されている塩基配列を含む。好ましくは、SEQ ID No.1 と少なくとも約91%の相同性を有するかまたは93%の塩基配列同一性を有する塩基配列は、その塩基配列がプラスミドにおいてまたは他の適切なベクターにおいて単離された塩基配列として出てくるかどうかに関わらず、本願発明に含まれる。より好ましくは、そうした塩基配列は、SEQ ID No.1 と少なくとも約95%の塩基配列相同性を有するか97%の塩基配列同一性を有し、更により好ましくは SEQ ID No.1と少なくとも約98%の塩基配列相同性を有するか約99%の塩基配列同一性を有する。この塩基配列が、単離されたサルCD151 の塩基配列の最初の報告であると考えられる。もちろん、この塩基配列または類似の塩基配列に対応するアミノ酸配列も、アミノ酸配列の決定が当該技術分野における、お決まりの技術(routine skill) 以上のものを要求しないため、本願発明に含まれると考えられる。細胞系列を形質転換する中で使用するためのベクターまたはプラスミドの開発に非サルCD151 を使用することが望まれる場合には、SEQ ID No.14と少なくとも84%の相同性を有する塩基配列が、好ましくはプラスミドまたはベクターに含まれるように選択される。より好ましくは、選択された配列は、少なくとも90%の塩基配列相同性を有するか更により好ましくは少なくとも95%のホモロジーを有する。最も好ましくは、相同性はSEQ ID No.14と比較して、少なくとも98%になる。
【0022】
同様に、本願発明は、一匹の動物のゲノムにCD151 コーディング配列を直接に組み込む方法を提供する。この方法は一般に、そのような挿入のため意図されたベクターを用いて、染色体中へ関心のある塩基配列( 例えば、CD151)を組み込むステップを含む。換言すれば、関心のある塩基配列はレトロウイルスのベクターに組み込まれ、このレトロウイルスベクターは、その塩基配列をゲノム中の一個の染色体中に直接組み込むのに用いられる。
【0023】
したがって、PRRSウイルスワクチンストックを調製する方法は、本願発明によって与えられる。一般に、PRRSウイルスワクチンストックを調製するために、1つの細胞系列が与えられそしてCD151 によって形質転換される。この細胞系列は、形質転換前においては、PRRSウイルス感染に対しては抵抗性であり得るか、もしくはPRRS感染に対して感受性で有り得る。結果として生じた、形質転換された細胞系列は、そこでPRRSウイルスに感染させ、ワクチンストックに使用されるためにPRRSウイルスの子孫を作り出さしめる。上記記載のように、細胞系列は好ましくは、非サルの起源を持つ。このように、以前はPRRS感染に対して感受性でなかった細胞系列は、CD151 によって形質転換したあとを感受性が与えられ、以前にPRRS感染に対して感受性であった細胞系列は、より多くの数の子孫ウイルスを作り出す。好ましくは、形質転換のステップは、CD151 DNA 塩基配列を含むプラスミドを使った安定なトランスフェクションを含む。CD151 塩基配列は、CD151 を含むいかなる動物由来のものであってもよい。好ましくは、CD151 塩基配列は豚またはサルCD151 である。CD151 塩基配列が、豚起源であるかまたは豚起源であると望まれるときは、その塩基配列はSEQ ID No.14と少なくとも84%の塩基配列の相同性を有するべきである。より好ましくは、この塩基配列相同性は、少なくとも90%そしてより好ましくは少なくとも95%であるべきだ。最も好ましくは、CD151 DNA が豚起源のものかそれと望まれるときはCD151 は、SEQ ID No.14と少なくとも98%の塩基配列相同性を有するべきである。CD151 DNA が、サル起源であるかそれと望まれるときは、CD151 DNA 塩基配列はSEQ ID No.1 と少なくとも約91%の塩基配列相同性を有する。更により好ましくは、CD151 DNA 塩基配列は、SEQ ID No.1 と少なくとも約95%の塩基配列相同性、そして更により好ましくは少なくとも約98%の塩基配列相同性を有する。結果として生じた、ワクチンストックは、形質転換以前に予め得られていたよりも高い力価を有する。このワクチンストックの力価が以前可能であった力価より約100倍高くなる場合もある。
【0024】
本願発明の他の態様として、CD151 塩基配列の多形(polymorphism)を検出し、RT−PCRを用いて同定し、続いて塩基配列決定および特別にデザインされたテストを行う。これらの異なる多形はそこでPRRSウイルス感受性におけるこれら多形の効果を決定するために解析される。この点について、一塩基多形の使用は、非常に助けとなり、そうした方法は、病気に対する感受性を決め育種中の豚を評価、選択する方法として広く受け入れられてきた。その上、CD151 のレベルは、遺伝子のプロモーターのような調節配列によって影響を受けるかも知れない。調節配列はそこで、組織特異的な差異および豚仔個体間での差異を知るために解析される。加えて、染色体上の位置決めおよび遺伝子の位置決めから得られる情報は、PRRS病に対する抵抗性に関して豚の系統を選択するために用いられ得る。もちろん、病気に対する抵抗特性に関する選択をすることによって生ずる正の効果と負の効果の間のバランスを得るために、重要な生産特性に及ぼす付帯的効果がモニターされるべきである。
【0025】
本願発明の更に他の態様は、ノースウェスタン法(Northwestern strategy) による抗RNA エントリー蛋白質(anti−REPs) の開発と使用である。抗REPsは、出現してくるウイルスに対抗するための薬物群にさらに重要な追加事項となるであろう。新規に発生したウイルスは、全てRNA であり、野生生物の生息地を人間が侵略することが原因となって、野生生物の個体群において発生するとするのが一番もっともらしいと考えられている。これらの抗RNA エントリー蛋白質(anti−RNA Entry Proteins, anti−REPs)は、(家畜および野生の) 動物および将来人間に発生するかもしれないウイルス病に対して使用され得る即座に手に入る方法を与えるがために極めて有用である。PRRSウイルスに対するCD151 のようなRNA 結合蛋白質の同定とメカニズムを理解することが重要であり、また抗RNA エントリー化合物(抗RNA エントリー蛋白質) のカテゴリーに属する化合物の発見が重要である。細胞にPRRSウイルスが侵入することを防げる1つの潜在的な方法は、PRRSウイルスRNA がCD151 と相互作用するのをブロックするステップを含んでいる。このブロック(妨害) は、好ましくは、細胞が抗ウイルス化合物、好ましくは抗RNA エントリー化合物と接触することを伴う。これら抗ウイルス化合物は、CD151 の結合サイトを占めるようにデザインされており、これによってウイルスRNA −CD151 間相互作用をブロックする。好ましくは、これら抗ウイルス化合物は、PRRSウイルスRNA よりも、これら結合サイトに対してより大きな結合力(アビディティー )とともにより大きな親和性(アフィニティー)を有する。
【0026】
本願発明の他の態様は、CD151 のRNA に結合する能力であり、そしてこれは、RNA 結合活性を有するテトラスパン分子(tetraspan molecule)についての最初の報告である。この発見は、PRRSウイルスまたはウイルスRNA がこのテトラスパンに結合し、そうすることによりエンドソーム(細胞のエンドサイトーシスによって形成された小胞構造)から細胞の細胞質へと放たれることを防ぐ、新規クラスの化合物を開発するために用いられる。コンビナトリアル・ケミストリ(combinatorial chemistry) およびハイスループット・スクリーニングシステム(a high throughput screening system)によるスクリーニングとを用いることにより、PRRSウイルスを処置するための母核となる化合物(lead compound) を見つけることができ、また強力な抗REP 化合物が改変ノースウェスタンアッセイ(modified Northwestern assay) により見出され得る。
【0027】
豚CD151 に関連して、本願発明は豚CD151 のゲノム塩基配列を規定し、豚CD151 mRNAがサル、マウス、ラットおよびヒト由来の既知のCD151 と約84%以下の塩基配列相同性を有することを結論づけた。しかしながら、豚CD151 のイントロン部分は他の既知のCD151 イントロン塩基配列との相同性がほとんどないか全くないということが結論づけられた。豚CD151 の塩基配列は本願に、SEQ ID No.14として与えられている。豚CD151 とCD151 の他の既知の塩基配列の間で共有される部分はより低い相同性を持つことから、豚CD151 塩基配列と84%以上の塩基配列相同性を有する塩基配列は、既知のCD151 の中にはそのような高い程度の相同性を有するものがないため、本願発明に含まれると考えられる。好ましくは、本願発明を実施する際に用いられる塩基配列は、SEQ ID No.14と少なくとも90%の塩基配列相同性を有し、あるいは更により好ましくは SEQ ID No.14 と少なくとも95%の塩基配列相同性を有する。より好ましくは、選択された塩基配列は、SEQ ID No.14と少なくとも98%の塩基配列相同性を有する。そのうえ、CD151 を構築する際に、ここに SEQ ID No.15−29としてリストされた塩基配列と同様な相同性を有するエクソンおよびイントロンを用いることが望ましい。換言すれば、CD151 の全ての部分が SEQ ID Nos 15−29 と一定程度の相同性を共有することが好ましい。CD151 のエクソンの場合に、相同性は、SEQ ID No.15,17,19,20,22,24,26, および 28 のようにリストされた不連続の(discrete)エクソンの各々に対して少なくとも84%であることが好ましい。より好ましくは、相同性は、少なくとも90%であることが好ましく、更により好ましくは少なくとも95%であることが好ましい。もっとも好ましくは、各々のCD151 塩基配列が、SEQ ID No.15,17,19,20,22,24,26, および28の各々と少なくとも98%の塩基配列相同性を有する塩基配列を含むべきである。イントロンの場合には、豚CD151 イントロンが既知のいかなる塩基配列とも相同性を全く有していないため、相同性はそれほど高い必要はない。
【0028】
豚CD151 は心臓、筋肉および内皮細胞において高レベルで発現することが結論づけられた。そのうえ、耳切り欠き生物材料(ear notch biopsies)、あるいは精液および卵子の各サンプルについてのよりユーザーフレンドリーな(使いやすい)PCRにより豚における豚CD151 をスクリーニングすることを可能とする方法を提供する。
【0029】
豚CD151 は、またPRRSウイルスの3’非翻訳領域とRNA 結合活性を有することが、ノースウェスタンアッセイ(northwestern assay)によって示され、この活性はノースウェスタン mobility shift assay により、CD151 のエキソドメインである、エクソドメイン1および2(exodomain 1 and exodomain 2) 中に位置づけられることが示された。最後に、本願発明は豚CD151 の量とアイソフォーム(isoform) とが、組織のタイプ、豚の年齢および豚の交配に拠る、異なる豚の組織によって変化することを示す。
【0030】
PRRSウイルスは、豚における深刻な経済的損失を引き起こす+鎖RNA ウイルスである。これまでの研究は、アンテリウイルスの3’非翻訳領域が細胞蛋白質との相互作用を通してウイルスの複製において重要な役割を演じているということを示してきた。MARC細胞のcDNAライブラリーがλ ZAP Expressベクター中に構築され、そのライブラリーは、[α−32P]UTPで放射性標識したPRRSウイルスの+鎖3’非翻訳領域 RNAでスクリーニングされた。1.4 kbの挿入を持ったRNA 結合クローンが見出され、塩基配列決定の後、その1.4 kbの挿入の塩基配列は、テトラスパンファミリーの蛋白質に属する膜透過蛋白質である、CD151 との相同性を示していた。MARKおよびBHK−21細胞は、CD151 プラスミドによってトランスフェクトされ、その融合蛋白質は抗−Lac Zおよび抗CD151 抗体と免疫沈降した。ノースウェスタンブロッティング(Northwestern blotting) において、その沈降した29kDの蛋白質が放射性標識した3’非翻訳領域と相互作用した。CD151 の正確な機能は分かっていないが、CD151 が細胞間接着(cell−cell adhesion)、血管透過の調節(regulation of vascular permeability) および膜透過のシグナル伝達(signaling) においてそれぞれ役割を演じていることが示された。BHK−21細胞系列は、CD151 を欠いており、PRRSウイルス感染に対して感受性がない。しかし、BHK−21細胞系列がCD151 プラスミドによってトランスフェクトされたときには、PRRSウイルス感染に対して感受性となった。同様に、非サル細胞系列がCD151 によって形質転換され、PRRSウイルスを増殖させて高力価にするために用いられる。
【0031】
PRRSウイルス 3’ 非翻訳領域に結合する細胞蛋白質を同定するために、MARK細胞発現ライブラリーのRNA リガンドスクリーニング(RNA ligand screening)が実施された。更に、この報告は、1つのテトラスパン分子であってCD151 とも称される、Platelet Endothelial Tetraspan Antigen−3(PETA−3)のRNA 結合特性およびPRRSウイルス感染におけるこのPETA−3の役割についての最初の報告である。ウイルスが受容体に結合し( 蛋白質−蛋白質相互作用) 、エンドソームにおいて細胞に入り込むということが知られている。低いpH条件において、ウイルスは構造的な非組織化(disorganization) を行い、ウイルスRNA をエンドソームに放出する。しかしながら、ウイルスRNA がエンドソームにおいて細胞質へ侵入する方法は分かっていない。本願発明は、CD151 のようなRNA 結合蛋白質が、ウイルスの複製を活発にするため、PRRSウイルスが細胞質へ入るのを助けることを明示する(図9)。
【0032】
本願発明は、また、豚CD151 のmRNA塩基配列につながるDNA 塩基配列をも決定するが、この配列は本願で SEQ ID No.38 として与えられている。本願発明の目的のために、 SEQ ID No.38 と少なくとも84%の塩基配列相同性を有するDNA 塩基配列に対応するmRNA塩基配列を用いることが好ましい。そのDNA 塩基配列は SEQ ID No.38 と少なくとも90%の塩基配列相同性を持つことがより好ましく、少なくとも95%の相同性を持つことが更により好ましく、少なくとも98%の塩基配列相同性を有することが最も好ましい。
【0033】
本願発明は、またCD151 をコードするDNA 塩基配列をも与える。起源が非サルであるCD151 をコードするDNA 塩基配列を用いる場合には、そのような塩基配列は豚CD151 由来のものであることが好ましく、SEQ ID No.14と塩基配列相同性が少なくとも84%であることが好ましい。より好ましくは、そのDNA 塩基配列がSEQ ID No.14との塩基配列相同性として少なくとも90%を有していること、より好ましくは少なくとも95%、そして最も好ましくは少なくとも98%の塩基配列相同性を有しているものであること。豚CD151 のゲノム塩基配列は、表2 に要約されたイントロンとエクソンの組み合わせである。上記述べたように、その豚CD151 のエクソンは、他の既知のCD151 塩基配列と84%以下の塩基配列相同性を共有し、豚CD151 のイントロンはいかなる既知の塩基配列とも相同性を共有していなかった。したがって、非サル起源のCD151 塩基配列を構築し使用することが望まれるときには、そのイントロンを少なくとも1つ有するDNA 塩基配列は、SEQ ID No.16,18,21,23,25,27 および29からなるグループから選択される塩基配列と少なくとも84%の相同性を有するイントロンを少なくとも1つを有していることが好ましい。同様に、そのDNA 塩基配列は、SEQ ID No.15,17,19,20,22,24,26および28からなるグループから選択された塩基配列と少なくとも84%の相同性を有するエクソンを少なくとも1つ有していることが好ましい。
【0034】
本願の他の態様として、PRRSウイルスに対する有効な免疫を誘発するワクチンが与えられる。ワクチンは非サルCD151 により形質転換された非サル細胞系列において作り出されるウイルスの子孫を含む。好ましくは、CD151 は豚を起源とするものであること。さらにより好ましくは、CD151 は、SEQ ID No.14と少なくとも84%の塩基配列相同性を有するものであること。
【0035】
本願発明の他の態様として、一塩基多形(single nucleotide polymorphisms) がPRRSウイルスに対する感受性に及ぼす効果を決定する方法がある。その方法は一般に、少なくとも二つのCD151 ゲノム塩基配列を得るステップ、その塩基配列間で一塩基多形を比較するステップおよび一塩基多形をPRRSウイルスに対する感受性と相互に関連づけするステップを含む。
【0036】
最後に、本願発明は個々の豚の間でPRRSウイルス感受性ファクターを比較する方法を与える。その方法は、一般に、少なくとも二匹の豚の遺伝子塩基配列を得るステップ、CD151 遺伝子をコードする塩基配列の量を解析するステップおよびCD151 遺伝子をコードする塩基配列の量を比較するステップを含む。豚の遺伝子塩基配列は、耳ノッチまたは尻尾スニップからのバイオプシーを採取し、CD151 塩基配列を決定するためそのバイオプシー上でPCR を実施することにより得られる。そのような方法を用いて得られた情報は、発現量をPRRSウイルスに対する感受性と相互に関連づけるためにも、用いられ得る。
【0037】
発明の実施の形態
次の実施例は、本願発明の好ましい形態を示す。しかしながら、これらの実施例は、例示の方法により示したが、それら実施例のいかなるものも本願発明の全範囲の内にいかなるに制限を加えるものと考えてはならない、と理解されるべきである。
【0038】
ここに使用されるように、つぎの諸定義が適用される。「配列の同一性(Sequence Identity) 」とは、当該技術において知られているように、二つまたは三つ以上のポリペプチド配列の間の関係、あるいは二つまたは三つ以上のポリヌクレオチド配列の間の関係、すなわち参考配列(a reference sequence)とその参考配列と比較されるべき特定の配列(a given sequence)との関係を指している。配列の同一性は、比較される配列同士を、それら配列のひとつながり(string)の間で対(match) を作ることによって決定されるような、配列の程度が最大となるように最適に並べられたのち、特定の配列を参照配列と比較することによって決定される。そのように並べると、配列の同一性が、1つ1つの位置(position)ごとに、確かめられる。すなわち、特定の位置で両者の配列中のヌクレオチドまたはアミノ酸残基が同一であるならば、その配列はその特定位置で「同一」である。そのような位置同一性の総数は、そこで参考配列中のヌクレオチドあるいはアミノ酸残基の総数で割り、百分率にて配列同一性を得る。配列同一性は、以下の文献に記載されている公知の方法を含むがこれらに限定されない公知の方法によって即座に計算され得る。Computational Molecular Biology,Lesk,A.N.,ed.,Oxford University Press, New York(1988), Biocomputing:Informatics and Genome Projects, Smith,D.W.,ed.,Academic Press,New York(1993);Computer Analysis of Sequence Data, Part I, Griffin, A. M., and Griffin, H.G.,eds.,Humana Press, New Jersey(1994);Sequence Analysis in Molecular Biology, von Heige,G.,Academic Press(1987);Sequence Analysis Primer, Gribskov,M.and Devereux,J.,eds.,M.Stockton Press,New York(1991);and Carillo,H.,and Lipman,D.,SIAM J.AppliedMath.,48: 1073(1988) 。これらの文献に開示されている内容は、参照として本明細書の内容とする。配列同一性を決定する好ましい方法は、テストされる配列間で最大の対(match) を生ずるようにデザインすることだ。配列の同一性を決定する方法は、与えられた配列間の配列同一性を決定する公共に手に入るコンピュータープログラムにおいて、体系化されている。そのようなプログラムの例は、次のものを含むがこれらに限定されるものではない。GCG program package(Devereux,J.,et al.,Nucleic Acids Research, 12(1):387(1984)),BLASTP,BLASTN およびFASTA (Altschul,S.F. et al.,J.Molec.Biol.,215:403−410(1990). BLASTX プログラムはNCBIおよび他の出所から公けに入手できる。(BLAST Manual, Altschul, S. et al., NCVI NLM NIH Bethesda, MD 20894, Altschul, S. F. et al., J. Molec. Biol., 215:403−410 (1990) 。これらの文献に開示されている内容は、本願で参考として取り込まれている。これらのプログラムは、特定の配列と参考配列の間の配列間同一性が最も高くなるように default gap weight を用いて、配列を最適に並べる。1つの実例として、1つの参考ヌクレオチド配列に対して、例えば少なくとも95%の「配列同一性」を有するヌクレオチド配列を有する1つのポリヌクレオチドとは、その特定のポリヌクレオチド配列がその参考ヌクレオチド配列の100ヌクレオチド毎に最大で5個までの点突然変異を含むという事以外は、その特定のポリヌクレオチドのヌクレオチド配列はその参考配列と同一となるということを意味している。換言すれば、その参考ヌクレオチド配列と比較して、少なくとも95%の同一性を有するヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチドにおいては、その参考配列におけるヌクレオチドの5%までが、削除されるかもしくは他のヌクレオチドで置き換えられるか、あるいはその参考配列における総ヌクレオチド数の5%までの数のヌクレオチドがその参考配列中に挿入されるということだ。その参考配列のこれらの突然変異は、その参考配列中のヌクレオチドに沿って突然変異が1つづつ個別に散在するか、もしくはその参考配列の内部で1箇所または2箇所以上隣接する位置に突然変異の群(group) を作って散在するかして、その参考配列の5’もしくは3’末端位置で起こることがあり、あるいはこれら両末端位置の間のどこかの場所で起こることもある。これに類似して、1つの参考アミノ酸配列に対して例えば少なくとも95%の配列同一性を有する特定のアミノ酸配列を有する1つのポリペプチドとは、その特定のポリペプチド配列がその参考アミノ酸配列の各100アミノ酸毎に最大5個までのアミノ酸の変化を含むことがあるという点を除いては、そのポリペプチドのその特定のアミノ酸配列はその参考配列と同一であることを意味している。換言すれば、1つの参考アミノ酸配列と、少なくとも95%の配列同一性を有するある特定のポリペプチド配列を得るために、その参考配列におけるアミノ酸残基の5%までが、削除されることがあるか、もしくは他のアミノ酸で置き換えられることがある、あるいは、その参考配列における総アミノ酸残基数の5%までの数のアミノ酸がその参考配列中に挿入されることがあるということだ。参考配列のこれらの変化は、参考配列の残基中に個々に散在するか、もしくは、その参考配列内部の1つあるいはそれ以上の連続する群として散在して、その参考アミノ酸配列のアミノ末端位置もしくはカルボキシ末端位置、あるいはこれら両末端位置の間のどこかの位置で起こるだろう。同一でない残基の位置は、保存的なアミノ酸置換によって異なることが好ましい。しかしながら、保存的置換は、配列の同一性を決定するときに対(match) として含まれるものではない。
【0039】
同様に、「配列の相同性」は、本願で使用されているように、二つの配列の関連性を決定する方法をも指している。配列相同性を決定するために、二つもしくは三つ以上の配列が上記に述べたように最適に並べられ、必要ならばギャップが挿入される。しかしながら、「配列の同一性」に比較すると、保存的(conservative)アミノ酸置換が配列相同性を決定するときに対として数えられる。換言すれば、1つの参考配列と95%の配列相同性を有するポリペプチドまたはポリヌクレオチドを得るために、その参考配列における95%のアミノ酸残基もしくはヌクレオチドは、他方の配列のアミノ酸またはヌクレオチドと対を作らなければならないか、あるいは他方の配列のアミノ酸またはヌクレオチドに対する対(match) の保存的置換を含まなければならない。または、その参考配列における全アミノ酸残基あるいは全ヌクレオチド数の最大5%のアミノ酸数もしくはヌクレオチド数が、保存的置換の数を含まずに、その参考配列に挿入されることがある。
【0040】
「保存的置換(conservaive substiution) 」とは、あるアミノ酸残基もしくはヌクレオチドが、サイズ、疎水性等を含む類似の特徴または性質を有する他のアミン酸残基もしくはヌクレオチドと、全般的な機能性が有意には変化しないような置換を指す。
【0041】
「単離された(isolated)」は、その自然の状態から「人の手によって」変化したという事を意味する。すなわち、もし「単離」が自然の中で起こるのであれば、もともとあった自然環境から変えられたもしくは持ち去られた、あるいはその両者であるということを意味している。例えば、生きている生物体中に自然に存在しているポリヌクレオチドもしくはポリペプチドは、「単離された」ものではない。しかしその自然の状態で共存している物質から分離された同一のポリヌクレオチドもしくはポリペプチドは、「単離」と言う言葉が本願において使用されているように、「単離されて」いるのである。
【0042】
「細胞物質」とは、細胞、組織、および細胞起源の物質を含む体液を指す。
【0043】
「抗RNA エントリー蛋白質(Anti RNA Entry Proteins) 」もしくは「抗REPs (Anti REPs) 」とは、ウイルスRNA が1つのRNA 蛋白質に結合することを防ぐ新規クラスの化学薬品(chemicals) もしくは化学薬品類似物(chemical analogues)を指す。これらの抗REPsは哺乳動物細胞に対して毒性はないが、しかし細胞がRNA ウイルスに感染することを防ぐことができる。
【0044】
実施例1
この実施例は、あとの実験で用いられる、細胞、ウイルスおよびモノクローナル抗体を同定し、記述し、λ Zap発現ライブラリーを調製し、PRRSウイルスゲノムの3’非翻訳領域(3’UTR) のクローニングおよびプローブ調製を詳述し、CD151 を含む細胞のcDNAライブラリーのスクリーニングを記載し、CD151 を含むプラスミドでの細胞によるトランスフェクションを記載し、そのトランスフェクションが成功し、CD151 がPRRSウイルスの3’非翻訳領域に結合すると言うことを証明する。
【0045】
材料と方法:
MARK、COS−7 、Vero、CL 2621 、MA−104 (アフリカミドリザルの腎臓細胞に由来する) およびBHK−21(Baby hamster kidney) 細胞系列が本研究で用いられた。MARK細胞は、10%牛胎児血清(FCS; Hyclone, Logan, ユタ州) を補充したイーグルの最小必須培地(MEM)(Life Technologies, Inc., Gaithersburg,メリーランド州) で成育された。10%牛胎児血清を補充したダルベッコの最小必須培地(Life Technologies, Inc., Gaithersburg, メリーランド州) は、BHK−21細胞を培養するのに用いられた。PRRSウイルスのATCC VR 2332株が本研究で用いられた。他に記載されていない限りは、ウイルスは、MARK細胞中で増殖した。抗CD−151モノクローナル抗体クローンである 14A2.H1は、カリフォルニア州 San Diego にある Pharmingen International から購入した。抗βーガラクトシダーゼモノクローナル抗体クローンである D19−2F3−2 (Boehringer Mannheim, Indianapolis,インディアナ州) および 抗PRRSウイルスヌクレオプロテインモノクローナル抗体(anti−PRRSV nucleoprotein MAb)である SR 30 (Rural Technologies, Brookings,サウスダコタ州) が本研究において使用された。
【0046】
λ Zap発現ライブラリーを調製するために、ZAP 発現cDNA合成キット(Stratagene, La Jolla,カリフォルニア州) を製造者の指示に従って用いて、MARK細胞系列 cDNAライブラリーを調製した。全細胞RNA は、酸フェノール−グアニジニウム イソチオシアネート法(the acid phenol−guanidinium isothiocyanate method) によって全細胞から抽出した。mRNAは、オリゴ(dT)セルロースカラム(Stratagene, La Jolla,カリフォルニア州) を用いて全細胞RNA から単離し、そこで、5μg のmRNAを cDNA に変換し、λ ZAP発現ベクター中に直接クローンした。cDNAライブラリーは、ZAP Express cDNA Gigapack III Gold cloning kit(Stratagene, La Jolla,カリフォルニア州) を用いてパッケージされた。そのライブラリーの品質は、青色/白色の発色スクリーニングにより、また挿入部分のサイズを確認することにより検証された。
【0047】
PRRSウイルスゲノムの3’非翻訳領域(3’UTR) をクローンし、かつプローブを調製するために、フォワードプライマー(the forward primer) 5’−CCCCATTTTCCTCTAGCGACTG−3’(SEQ ID No.31) およびリバースプライマー(the reverse primer)5’−CGGCCGCATGGTTCTCGCCAAT−3’(SEQ ID No.32)を用いた TA クローニングにより、3’非翻訳領域(3’UTR) が、PRRSウイルスRNA の RT−PCR による増幅によって pCRIIベクター中にクローニングされた。[α−32P]UTP RNA トランスクリプトは、in vitro転写により調製された。cDNAはBamHI で切断され線状とされ(linearized)、RiboscribeTM(Epicentre Technologies, Madison, ウィスコンシン州) のT7 RNA合成キットを用い、製造者の指示に従って in vitro で転写された。DNA の鋳型は、1 MBU の RNase−free DNase で、37℃で15分間切断された。Quick SpinTMカラム(Boehringer Mannheim, Indianapolis, インディアナ州) がフリーのヌクレオチドを除去するために使用された。プローブは、0.3 M 酢酸ナトリウムと 2.5倍量の100%エタノールで、−20℃で30分間沈澱させた。プローブの活性は、放射能カウンター(Bioscane, Inc.,ワシントン D.C.)で測定した。
【0048】
次に、cDNAライブラリーがノースウェスタンブロッティングにより、前に記載された方法に多少の修正を加えて、スクリーニングされた。スクリーニングの全ての手順を一巡する中で、プラークを、10mM IPTGを用いて、最初のリフト(lift)中に 1.5時間誘導し、2度目のリフト中に2時間誘導した。プラークリフト(plaque lifts)から移し取ったニトロセルロース膜は、30分間、6 Mの塩酸グアニジニウム中で変性し、10分毎に、等量の SB 緩衝液 (single binding buffer : 15 mM HEPES[pH 7.9]; 50 mM KCl, 0.01%[V/V] Nonidet P−40; 0.1% [w/v] Ficoll 400−DL; 0.1%[w/v] PVP−40; 0.1 mM MnCl2;0.1 mM ZnCl2; 0.1 mM EDTA; 0.5 mM DTT) を交換し徐々に再変性した。プレハイブリダイゼーションおよびハイブリダイゼーションの間、250 μl の一本鎖DNA と5μl (10 mg/ml)の酵母tRNA が、非特異的結合をブロックするために5mlの SB 緩衝液に加えられた。ハイブリダイゼーションは、500,000 cpm/mlの比活性の32P で放射性標識した、PRRSウイルスの3’非翻訳領域 RNAプローブで、一晩実施された。RNA 結合活性はオートラジオグラフィーによって検出された。
【0049】
対応する陽性プラークは、円筒形に抜き取り、40μl クロロホルムを加えた1mlのSM緩衝液で、抽出した。クローンの挿入部分は、Gigapack III gold cloning kit を用いて切除した。今や pBK−CMVベクター中にある、その挿入部分は、Sequitherm EXCEL II DNA sequencing kit (Epicentre Technologies, Madison,ウィスコンシン州) を使い、T7およびT3プライマーを用いて、手仕事で塩基配列を決定した。塩基配列決定は、また、アイオワ州 Ames にあるアイオワ州立大学 Sequencing Facility(配列研究機関)で実施された。同様な蛋白質を確認するために BLAST homology searchを実施した。
【0050】
BHK−21および MARK 細胞系列をトランスフェクトするために、製造者の指示(Life Technologies, Inc., Gaithersburg, メリーランド州) に従ってリポフェクタミン試薬(Lipofectamine reagent) を用い、CD151 を含む pBK−CMVプラスミドを使用した。瞬間的なトランスフェクションに対して、細胞はトランスフェクションから24時間後にハーベストされた。安定なトランスフェクションは、BHK−21細胞については1mg/ml の細胞濃度、MARK細胞については0.7 mg/ml の細胞濃度の生育培地中で、G418(Omega Scentific, Inc., Tarzana,カリフォルニア州) 選択によってなされた。選択の後、細胞は、BHK−21細胞に対しては0.5 mg/ml の細胞濃度のG418の存在下で、MARK細胞に対しては 0.35 mg/ml の細胞濃度G418の存在下で維持される。CD151 の発現を、免疫沈降によって測定した。
【0051】
次に、CD151 がPRRSウイルスの3’非翻訳領域に結合することを証明するために、免疫沈降したCD151 蛋白質のノースウェスタンブロットを実行した。24穴プレート中でトランスフェクトされた細胞は、100 μl の single detergent lysis buffer(50 mM Tris−HCl[pH 8], 150 mM NaCl, PMSF 100μ/ml and 1% [v/v] NP−40) 中で溶解した。50μl の細胞溶解物に対して、1μl のモノクローナル抗体(抗CD151 および抗βガラクトシダーゼ抗体) が加えられ、4℃で一晩振盪した。免疫複合体(immunocomplex) は、ホルマリン固定した4μl の S.aureus を加え、2時間氷上で沈殿させ、1 0 分間 4,000×g にて遠心した。続いて行う洗浄は全て、10分間 12,000 ×g にて遠心した。ペレットは冷やしたTSA(0.05 M Tris−HCl[pH 8.0]; 0.15 M NaCl; 0.025% NaN3)と1% Triton X−100 および1% SDSで、1回洗った。2度目の洗いは、冷やした TSA中でのみで行い、続いて1mM EDTA を含む 10 mM Tris−HCl[pH 7.5 ]中で2回洗った。ペレットは、20μl の 2×SDS loading buffer中に懸濁させ、10%SDS を含むポリアクリルアミドゲル電気泳動用ゲル上で電気泳動を行った。蛋白質は、ニトロセルロース膜上にブロットされ、ノースウェスタンブロットが上記に記載されたように実行された。
【0052】
PRRSウイルスの3’非翻訳領域 RNAに結合する MARK 細胞蛋白質を同定するために、MARK細胞のcDNAライブラリーが作成され、放射性標識された3’非翻訳領域を用いてノースウェスタンブロッティングによりスクリーニングされた。MARK細胞のcDNAライブラリーは、平均挿入サイズが 1−4 kb で、108 pfu の力価を有していた(データを示してはいない)。約6 ×106 のプラークがノースウェスタンブロッティングによりスクリーニングされた。5 回繰り返してプラークの精製と再スクリーニングを行うと、1つだけ反するクローンが得られた。スクリーニングの最後の一巡において、1つだけ単離されたプラークが円柱状に抜き取られ、摘出された。制限酵素による切断において、挿入サイズが1.5 kbであることが分かった(データは示されていない) 。マニュアルに沿った塩基配列決定の後、BLAST searchを行い、その挿入部分が、1つのテトラスパン分子(a tetraspan molecule) であるCD151/PETA−3 と98%の相同性を有することが示された。その挿入の完全長の塩基配列決定も、またアイオワ州 Ames にあるアイオワ州立大学 Sequencing Facility (配列研究機関) で実施された。その挿入は、開始コドンと終止コドンおよび更に poly(A) tail を有する完全長 cDNA であった。本願は、サルCD151 の完全な塩基配列の最初の報告である。その塩基配列(Genbank accession number, AF275666)は、推定上の(putative)膜透過領域に下線を付けて、図1に示した。与えられた塩基配列はサルのものであるが、他の動物種(例えば、豚) から単離されたCD151 の塩基配列も、またこのサルCD151 塩基配列との相同性が予想されるため使用され得る。肺胞マクロファージ中に豚CD151 が存在することは、ウェスタンブロットによって証明された(図5参照) 。
【0053】
CD151 がRNA 結合活性を有すると言う見解を検証するために、免疫沈降に続いて、Northwestern blotting を実行した。BHK−21細胞およびMARK細胞の両者は、CD151 の挿入を含む pBK−CMVプラスミドでトランスフェクトされた(ライブラリースクリーニングで得られた)。CD151 は、Lac Z 融合蛋白質として発現されるので、トランスフェクトされた細胞の溶解物は、抗CD151 モノクローナル抗体および抗β− ガラクトシダーゼ モノクローナル抗体の両者により免疫沈降した。図2及び図3で示されるように、対照が陰性であるのに対して、32P で放射性標識したPRRSウイルスの3’非翻訳領域 RNAをプローブとして用いたとき、両モノクローナル抗体で免疫沈降した蛋白質は、RNA 結合活性を発現した。このことは、発現蛋白質であるCD151 は PRRS ウイルスRNA を結合する活性を有し、PRRSウイルスの3’非翻訳領域に結合すると言うことを証明した。図2において、レーン1は MARK 細胞溶解物(免疫沈降なし) を含み、レーン2はトランスフェクトされた MARK 細胞を含み、レーン3は、トランスフェクトされた BHK−21 細胞を含み、レーン4はトランスフェクションを受けていないMARK細胞を含み、レーン5はトランスフェクションを受けていないBHK−21細胞を含む。図3 については、レーン1はトランスフェクトを受けていないBHK−21細胞を含み、レーン2はトランスフェクトされたBHK−21細胞を含み、レーン3は、トランスフェクトされたMARK細胞を含み、レーン4はトランスフェクトを受けていないMARK細胞を含み、図3 のレーン5はMARK細胞溶解物(免疫沈降なし)である。
【0054】
実施例2
この実施例は、BHK−21細胞によるCD151 の発現が、細胞にPRRS感染に対する感受性を与えることを決定した。
【0055】
材料と方法:
(安定なトランスフェクションによって得られた)CD151 を発現するBHK−21細胞がPRRSウイルス感染に対して感受性となるかどうかを決定するために、免疫組織化学染色(immunohistochemical staining)を実施した。細胞を、24穴プレート中に播き、PRRSウイルスを感染多重度(MOI; a multiplicity of infection) 0.01 で37℃、1時間かけて感染させた。感染度は、感染から24時間後に免疫組織化学(immunohistochemistry)によって決定される。細胞は、アセトン− PBS(3:1, v/v) 中で、4℃で10分間固定され、5分間空気乾燥した。一次抗体および抗PRRSウイルス核蛋白質(nucleoprotein) モノクローナル抗体(PBS で1000倍に希釈)が加えられ、37℃で1時間インキュベートした。細胞は、そこでPBS 中で1回10分間洗浄し、そして室温で30分間、anti−mouse IgGビオチン化抗体(Vector Labs,Burlingame,カリフォルニア州) でインキュベートした。PBS 中で1回10分間洗浄した後、アビジン− ビオチン酵素複合体 (Vector Labs)を加え、室温で30分間インキューベートした。細胞を、そこでPBS 中で1回10分間洗浄し、1回5分間蒸留水で洗浄し、そこでDAB 基質を加えて、10分間暗室でインキュベートした。細胞を、5分間蒸留水中で洗浄し、30秒間 Gill’s−1 hematoxylin で対比染色し、水道水で洗浄し、光学顕微鏡によって検査した。
【0056】
結果:
この実施例の結果は、図7a および図7bに示した。図7aに描かれた親BHK−21細胞系列は、PRRSウイルス感染に対して感受性ではないが、図7bに描かれたCD151 によって形質転換された組替型BHK−21は、PRRSウイルス抗原に対して陽性であり、これによりPRRSウイルス感染に対する感受性を示している。それゆえCD151 を取り込むと、以前はPRRSウイルス感染に非感受性であったサル細胞系列がPRRSウイルス感染に対して感受性となった。図2に示されるように、トランスフェクションを受けていないMARK細胞はCD151 を含むが、しかるにトランスフェクションを受けていないBHK−21はCD151 を含んでいない。興味深いことに、トランスフェクションを受けていないMARK細胞は、PRRSウイルス感染に対して感受性があり、しかるにトランスフェクションを受けていないBHK−21細胞はPRRSウイルス感染に対して感受性がない。
【0057】
実施例3
この実施例は、CD151 を過剰に発現する、MARK細胞の効果を評価するためウイルスバーストアッセイ(virus burst assay)を活用した。
【0058】
材料と方法:
CD151(実施例1において記述されているような安定なトランスフェクションによって得られる) を過剰に発現する、MARK細胞の単層に、感染多重度0.1 で37℃、1時間、PRRSウイルスを感染させた。細胞は、MEM 中で2回洗い、1%牛胎児血清(FCS) を補充した1ml のMEM で表面を覆った。18時間インキュベートして、細胞は凍結融解(freeze and thaw) により溶解し、細胞破砕物(cell debris) は、5分間12,000×g の遠心によって取り除かれた。上清中のウイルスの量は、親MARK細胞を用いたプラークアッセイによって滴定した。CD151 過剰発現がPRRSウイルス複製に与える効果が少しでもあるか無いかを決定するために、MARK細胞が、感染量(level) に与える効果について調べられた。MARK細胞(両親の細胞系列、およびCD151 を過剰発現するトランスフェクションを受けた子孫細胞系列の両方) は、プラークから精製した等しい量のPRRSウイルスを感染させ、1回の完全な複製周期の間(18時間) 成長させた。PRRSウイルスの量は親MARK細胞を用いたプラークアッセイによって測定される。プラークアッセイにおいては、上清を10回繰り返して連続希釈して得た100 μl の希釈液が上記に記載したように感染用に用いられた。感染後、単層がPBS 中で1回、MEM 中で1回洗浄され、そして1%FCS および1%寒天を含む1mM MEM でその単層の表面を覆った。プラークは、0.01% の neutral redで染色することにより、37℃で1 日インキュベーションしたのちに可視化した。
【0059】
結果:
親 MARK 細胞に比較して、CD151 を過剰に発現するトランスフェクションを受けた MARK 細胞中で、ウイルスの量が約100 倍に増加した。これらの結果は、図8に示した。これらの結果とが、ウイルスの侵入に関する以前の実験から得られる結果とを組み合わせて考慮すると、CD151 は、ウイルスRNA もしくはウイルスの侵入を促進することにより、PRRSウイルス感染の量を増加させたのかも知れないと考えられている。それゆえ、CD151 を取り込むことは、PRRSウイルスのより高い力価材料(stock) を作るために用いられ得る。同様に、一匹の特定の豚でCD151 の発現量を決定することは、標準と比較して、PRRSウイルス感染に対する感受性についての、1つの指標(indication)を与える。このようにして、その組織もしくは体液に対する平均もしくは標準を確立するために、異なる組織および体液由来の数多くのサンプルが、CD151 量についてアッセイされる。同一の組織もしくは体液から得られるCD151 の個体ごとの量は、そこで、動物個体毎のPRRSウイルス感染に対する感受性を決定するために、この平均もしくは標準と比較され得る。
【0060】
実施例4
この実施例は、MARK細胞におけるCD151 mRNAを検出するために、RT−PCRを活用した。
【0061】
材料と方法:
RNA は、酸フェノールグアニジニウムイソチオシアネート法を用いて、PRRSウイルスが感染したMARK細胞から抽出された。RNA の品質は、アガロースゲル電気泳動により評価された。RT−PCRは、フォワードプライマー(forward primer) 5’−CCTACCTGGCCACAGCCTAC−3’(SEQ ID No 33) およびリバースプライマー(reverse primer) 5’−ACAGGCGCAGCAGGTTCCGA−3’(SEQ ID No 34) を有する GeneAmp RNA PCR kit (Perkin Elmer, Foster City,カリフォルニア州) を用いて実施された。逆転写反応は、42℃で45分間、95℃で10分間および5℃で5分間の条件で実施された。PCR は94℃で2分間、94℃で30秒間、55℃で30秒間、72℃で15秒間の条件で行い、これを25回繰り返した。それから、72℃で30分間の条件で反応させた。生成物は、エチジウムブロマイド(ethidium bromide)で染色した2%アガロースゲル中で解析された。
【0062】
結果:
149塩基対(bp)の増幅単位(amplicon)の増幅を示す RT−PCR の予想される結果を、図4に示す。この図中で、CD151 蛋白質のin vivo 結合活性が、感染を受けた MARK 細胞溶解物中の CD151モノクローナル抗体と免疫沈降させた後、RT−PCRによって証明された。この図中で、レーンMは123塩基対のラダーであり、レーン1はPCR ベクター対照であり、レーン2は感染を受けていないが免疫沈降した MARK 細胞系列、レーン3は関連のないwasp(Cotesia folepis) モノクローナル抗体である、レーン4は UV−crosslinking (UV− 架橋) を実施しなかった CL2621 細胞系列とともに電気泳動した、CD151 モノクローナル抗体で免疫沈降した感染を受けた MARK 細胞であり、レーン5は UV−crosslinkingを15分間実施したのち、CD151 モノクローナル抗体で免疫沈降した、感染を受けた MARK 細胞であり、レーン6は UV−crosslinkingを30分間実施したのち、CD151 モノクローナル抗体で免疫沈降した、感染を受けた MARK 細胞であり、レーン7は UV−crosslinkingを45分間実施したのち、CD151 モノクローナル抗体で免疫沈降した、感染を受けた MARK 細胞である。
【0063】
実施例5
この実施例は、in vivo cross−linking を活用することにより CD151がin vivo RNA 結合活性を有するかどうかを決定した。
【0064】
材料と方法:
24穴プレート中の MARK 細胞単層は、PRRSウイルスを、感染多重度 0.1 、37℃で1時間の条件で感染させた。単層は、PBS 中で3回、MEM で2回洗い、そして1%胎児牛血清(FCS) を補充したMEM に置き換えた。感染から18時間経過後、細胞はPBS 中で2回洗い、そこで新しいPBS 中に表面を覆われ、そして UV cross linker (Fisher Scientific, Pittsburgh,ペンシルベニア州) に入れて氷上に保持し、300λの光源から10cmの距離において、15分間、30分間、45分間UV照射した。照射の後、PBS は取り除かれ、全細胞は50μl の single detergent lysis bufferを加えて溶菌させ、そこで氷結および溶解させた。ホルマリン固定した S.aureus 細胞の替わりに IgGが結合したセファロースビーズ(sepharose beads) を用いた以外、上記記載のように、抗CD151 モノクローナル抗体を用いて免疫沈降を行った。蛋白質の性質を有する物質は、プロテイナーゼK(4μg/ml) で、37℃で15分間切断し、そしてRNA をフェノール−グアニジニウム法を用いて抽出した。フォワードプライマー(forward primer) 5’TGGGCTGGCATTCTTGAGGC’3 (SEQ ID No 35)およびリバースプライマー(reverse primer) 5’TTCGGGCCGCATGGTTCTCGC’3 (SEQ ID No 36) を用いて、PRRSウイルスRNA が存在するかどうかを決定するために、RT−PCRを実施した。
【0065】
結果:
CD151 がin vivo RNA 結合活性を有するかどうかを決定するために、UV cross−linkingに続いて、RT−PCRを実施した。その原理は、CD151 蛋白質と、細胞中のPRRSウイルスの3’非翻訳領域 RNAの間に何らかの相互作用があるとすれば、その組成物(CD151蛋白質と、細胞中のPRRSウイルスの3’非翻訳領域 RNA) は、抗CD151 モノクローナル抗体を加えることによって免疫沈降を起こすはずだと言うものである。MARK細胞を、PRRSウイルスに感染させ、PRRSウイルスの3’非翻訳領域 RNAとCD151 の間の相互作用を強めるために、方法の項目中に記載したように UV cross−linking が実施された。免疫沈降した組成物は、蛋白質性物質を取り除くためにプロテイナーゼKで処理された。PRRSウイルスの3’ 非翻訳領域 RNAが、図4に示す様に、RT−PCR による免疫沈降物中に検出された。CD151 蛋白質およびPRRSウイルスの3’非翻訳領域の間の相互作用は強く、UV誘導した15分間のcross−linking は、RNA をCD151 とともに免疫沈降させるのに十分であったが、しかるに非特異的モノクローナル抗体を有する対照は陰性であった。それゆえ、CD151 はin vivo RNA 結合活性を有している。
【0066】
実施例6
この実施例は、MARK 細胞蛋白質、BHK−21 細胞蛋白質および Vero 細胞蛋白質においてCD151 を検出するためにウェスタンブロッティングを活用した。
【0067】
材料と方法:
MARK、BHK−21およびVERO細胞蛋白質は、10% SDSポリアクリルアミドゲル電気泳動ゲル中で電気泳動され、ニトロセルロース膜上にブロットされた。PBS 中の5%ノンファットドライミルク(non−fat dried milk)中で一晩ブロッキングした後、その膜は室温で5時間、抗CD151 モノクローナル抗体(PBS−T 中で、1:2,000 の比率)中でインキュベートした。その膜は、2回、PBS−T 中で15分間洗浄し、抗マウスHRPO複合抗体(1:10,000)中で室温で2時間インキュベートした。洗浄後全蛋白質は、製造業者の指示(Kirkegaard and Perry Laboratories, Gaithersburg, メリーランド州) に従い 3’,3’,5’,5’−tetra−methylbenzidine, TMB 膜ペルオキシダーゼ基質によって検出された。
【0068】
結果:
感受性細胞においてCD151 が存在することを、抗CD151 モノクローナル抗体を用いて、ウェスタンブロッティングにより決定した。図5および図6に示すように、ウイルス感受性のMARK細胞はCD151 蛋白質を有するが、しかるに非感受性のBHK−21細胞はその蛋白質を欠いている。その上、トランスフェクションを受けたBHK−21細胞(図5、レーン13) は、CD151 を有しており、PRRSウイルス感染に対して感受性がある。COS−7 細胞のPRRSウイルスに対する感受性については何も報告されていないが、しかるに、Vero細胞においては、PRRSウイルスが細胞に入るが、生産的なウイルス感染を結果するものではない。Vero細胞は、PRRS感染に要求される他の細胞ファクターを欠いているかも知れない。これらの結果は、CD151 が(CD151 以外に)付加的な細胞内ファクターが関与していた場合に、PRRSウイルス感染に対する感受性を決定する上でのファクターの1つであるということを示す。
【0069】
実施例7
この実施例は、CD151 蛋白質が存在することと、PRRSウイルス感染に対する感受性との間の相互関連を決定する。
【0070】
材料と方法:
CD151 蛋白質が存在することと、PRRSウイルス感染への感受性との間で考えられる関係を決定するため、CD151 特異的プライマーを用いたRT−PCRが感受性のある細胞系列および感受性がない細胞系列をスクリーニングするため実施された。これらの細胞系列は、MA104 、MARK,Vero、COS−7 を含むが、これら細胞のうちの3つは全てアフリカミドリザル(African green monkey cells)の細胞であるST,BHK−21、MDBKおよびHRT (Human rectal tumor cells)に由来している。全RNA が、実施例4に記載されたように抽出され、CD151 の存在が実施例4に記載された手順とプライマーを用いて、RT−PCRによって検出された。
【0071】
結果:
MA104, MARK145, Vero, COS−7 および ST 細胞系列において、期待されるサイズである105 塩基対の増幅単位 (amplicon) が存在した。CL2621, VeroおよびCOS−7 細胞系列においては、CD151 の代わりのスプライスされた形態によると考えられる、より高い位置の付加的なバンドがある。CD151 は、BHK−21, MDBK(図5を参照) および HRT細胞系列中には存在しない。興味あることに、MARK145 、MA104 およびCL2621は、PRRSウイルス感染に対して感受性のある細胞系列であるが、しかるに、BHK−21細胞系列は、感受性がない。過去において、PRRSウイルスに感受性の唯一の細胞は、サル細胞系列CL−2621 およびMARK−145豚肺胞マクロファージであると考えられていた。それゆえ、本願発明は、アクセサリーファクター(accesory factor) であるCD151 によってトランスフェクトを受けた後も非サル細胞系列はPRRSウイルスに対して感受性を有するがゆえに、サル細胞系列のみがPRRSウイルス(U.S. Patent No.5,846,805 参照) 感染に対して感受性を有するとの以前の主張に異議を唱えるものである。BHK−21、MA104 、COS−7 、ST、MDBKおよびHRT18 細胞系列は、the American Type Culture Collection (ATCC),12301 Parklawn Drive, Rockville,メリーランド州 20852から入手できる。代表的な受託番号は、BHK−21が ATCC# CRL8544、MA104 がATCC# CRL2378 、COS−7 が ATCC# CRL1651、STが ATCC# CRL1746、MDBKが ATCC# CCL22およびHRT18 が ATCC# CCL244 である。MARK145 細胞系列は、アイオワ州 Ames にある National Veterinary Science Laboratory (NVSL)から得られ、CL2621はアイオワ州 Ames にある上記同じ NVSL が専売している細胞系列である。Vero細胞系列は、ATCC# CCL81 と一致していた。それゆえ、この実施例はCD151 がPRRSウイルス感染において重要な役割を演じているとの更なる証拠を与える。
【0072】
実施例8
この実施例は、CD151 蛋白質とPRRSウイルス蛋白質の間に直接の蛋白質− 蛋白質相互作用が無いことを決定し、CD151 がアクセサリー蛋白質(accessory protein) であり、PRRSウイルスの受容体ではないと言うことを証明した。
【0073】
材料と方法:
CD151 がPRRSウイルス感染のために必須であるということを確立した後に、PRRSウイルス蛋白質とCD151 との間に、直接の相互作用があると言う可能性が共免疫沈降法 (coimmunoprecipitation)により決定された。感染を受けたMARK細胞は、CD151 モノクローナル抗体と免疫沈降し、免疫沈降物におけるPRRSウイルス蛋白質の存在が、一次抗体としてのPRRSウイルスポリクローナル抗体および二次抗体としての抗豚 HRPO によって検出され、ECL ウェスタンブロット検出システム(Amersham Pharmacea Biotech, Piscataway,ニュージャージ州) によって検出された。共免疫沈降法は、最初に PRRS ウイルスポリクローナル抗体で免疫沈降させ、一次抗体としてのCD151 モノクローナル抗体および二次抗体としての抗マウス HRPO により免疫沈降物中にCD151 が存在するか否かをチェックすることによっても実施された。
【0074】
結果:
CD151 とPRRSウイルス蛋白質との間に直接の相互作用はない。このことは、CD151 の受容体としての可能性を除去する。しかしながら、このことは、CD151 とPRRSウイルスとの間に間接的相互作用があると言う可能性を除くものではない。間接的な相互作用があるとすれば、CD151 と PRRS ウイルスの蛋白質の間に相互作用を備え、かつこれを完了することができる更にもう1つの別の蛋白質を確認することが必要になるだろう。それゆえ、ウイルスRNA−蛋白質相互作用が検証されてきた。しかし、CD151 とPRRSウイルス蛋白質の間には、直接的な蛋白質− 蛋白質間相互作用はない。したがって、CD151 は、PRRSウイルス力価を上げ、そしてこれによってウイルスRNA の侵入を増進しかつ媒介するがゆえに、アクセサリー蛋白質であって、受容体蛋白質ではない。
【0075】
実施例9
この実施例は、ウイルスRNA とCD151 の間の相互作用を止めるために使われる化合物を発見するための方法を説明し、抗RNA エントリー蛋白質と呼ばれる新規クラスの抗ウイルス化合物を規定する。
【0076】
材料と方法:
本願発明に基づくと、ウイルスRNA の細胞への侵入が、ウイルスRNA とRNA 結合蛋白質との間の相互作用によって媒介されているようである。このテストは in vitro で簡単に実施され得る。high−throughput system処理によって、CD151 もしくは完全長CD151 それぞれの中心部分(motif) は、ニトロセルロース上に、もしくは何らかの固体を結合したマトリックス中に、自動化装置を使ってスポットされる。薬剤が存在しない陰性対照において、一本鎖DNA の形態のRNA の結合 aptamer(低分子化合物)は、蛍光標識をしたのち、引き続いて電気泳動のウェル中に加えることができる。薬剤が存在しなければ、蛍光の最大レベル(100%)もしくは結合活性が観察される。どんな種類の未知化合物をプレートに加えるてもよい。オリゴヌクレオチドとRNA に結合する aptamerとの結合をブロックする化合物は、PRRSウイルスRNA が細胞中へ侵入することをブロックするために使用され得る、有効でかつ無毒性の化合物を見出すために、更に改変される。同様な原理が、非常に多用な動物ウイルスに対する処置法を発見するために用いられ得る。この新規なクラスの薬剤は、今まで文献中に記載されていなかったと考えられる。
【0077】
その代わりに、酵母のハイブリッドシステム(yeast hybrid system) が発見されたため、PRRSウイルスの3’非翻訳領域 RNAおよびCD151 蛋白質は、これら二者間の相互作用をブロックする化合物を発見するために酵母トリハイブリッドシステム(yeast tri−hybrid system) に適用され得る。
【0078】
実施例10
本実施例は、CD151 mRNAおよび生存する豚から生まれ得る子孫のPRRSウイルスに対する感受性の程度(level) に関して、その生存する豚および貯蔵された生殖細胞質をスクリーニングする中で、本願発明を活用するための非侵襲性方法を示す。加えて、本実施例は実施例4に類似しており、生きた雄豚の精液をスクリーニングする中で本願発明の応用を例示的に説明し、かつ本願発明の応用を、PRRSウイルス感染に対する豚の抵抗性を改良するための豚育種プログラムの中で、未来世代の次のリッター(同腹子、litter)へと進展する。
【0079】
材料と方法:
本願発明に基づくと、標的細胞のPRRSウイルスに対する感受性を決定する中でCD151 の量が1つの重要なファクターであることは明らかである。豚の異なる育種系統が、肺胞マクロファージ、精液、生殖細胞、卵子および血小板のような細胞物質におけるCD151 量に関して、定量的RT−PCRによってスクリーニングされる。標的器官において少ない量のCD151 を有する豚の系統は、PRRSウイルスに対してより感染しづらいと期待され、よってPRRS感染による有害な効果の影響をより受けにくいと期待されている。現状は、感染後の屠殺に基づいて、豚を選択し交配を行っている。比較的少ない量のCD151 を有していることが分かった動物を、PRRSウイルスに感染しづらくなるよう選択的に交配する。このことが、豚をチェックする非侵襲方法を可能にする。CD151 ノックアウト実験の助けを借りることにより、PRRSウイルスに全く感染しない豚系統を開発することが可能となる。
【0080】
結果:
本実施例は、本願発明がPRRSウイルスで実験的に感染させた後に豚の感染しやすさを決定するためには豚の種々の系統を屠殺すると言う現在の限界を克服するものであると言うことを、説明する。末梢血液の血小板、貯蔵された生殖細胞質、もしくは希釈された豚生殖細胞質および希釈なしの豚生殖細胞質のような非侵襲性の診断方法を用いて、豚育種操作により、PRRSウイルスに感染しづらくなった動物を選択することができるはずである。
【0081】
実施例11
本実施例は、異なる豚育種系統におけるCD151 の定量を可能とする。
【0082】
材料と方法:
本実施例は、プラスミド pKSU が定量的な目的で用いられるということを除き、実施例4に類似している。このプラスミドは、CD151 の完全長オープンリーディングフレーム(open reading frames) を含む。既知の量(例えば、0.05μg)のこのプラスミドが PCRチューブに入れられ、異なる豚組織中に予想されるCD 151量の範囲をカバーするように希釈された、所定のサンプルの希釈溶液が加えられ、これによってあらかじめ定量された既知の標準を与える。未知の豚サンプル中のCD151 の量が、既知の標準曲線と比較することにより定量される。加えて、豚組織中のCD151 の正確な量を見出すために、CD151 に対する定量的 TaqMan を実施することができる。これによって、生殖細胞質および末梢血血小板において、既知の豚組織の1mlあたりもしくは1g あたり、生殖細胞質1mlあたり、または100万の豚血小板あたりもしくは100万の豚精子(spermatazoa) あたりのピコグラムからナノグラムの量で、CD151 の正確な定量を得られる。
【0083】
結果:
定量的CD151 RT−PCRにより、CD151 が少ない豚育種系統が、PRRSウイルスに感染しづらくなる豚を育種するために選択される。
【0084】
実施例12
本実施例は、PRRSウイルスを管理しもしくは防ぐためにより高い力価を持ちよりかつ安全なワクチンの生産を行うための非サル、組替型細胞系列の使用を例示的に説明する。
【0085】
材料と方法:
本願発明に基づいて、CD151 によって形質転換された、非サル細胞系列は、PRRSウイルスに感染し易いのみではなく、親細胞系列以上により高い力価になるようPRRSウイルスを増殖させる。最初に、本願発明の属する分野において公知の方法を用いて、マイコプラズマ(Mycoplasma)、豚パルボウイルス(parvovirus)、および BVDウイルスのような混入に対してチェックされる。一旦その細胞系列について、これらの雑菌混入がないと分かれば、細胞系列はフラスコもしくはローラーボトル(roller bottle) 中で培養され、プラークから精製したPRRSウイルスを感染させた。米国産単離株である Lelystad virus もしくは他のいずれかの PRRS ウイルスの分離株が用いられた。細胞培養は60時間の間、ウイルス感染を受け、−80℃で凍結され、凍結溶解を3回繰り返した。細胞物質を取り除き、澄んだ上清を、滴定を行った後にワクチンとして用いる。100 万 PFUs/mlでワクチンを使用することが薦められ、そのワクチンの投与量は非経口アジュバント(the parenteral adjuvants)の存在の下で、筋肉注射用に1mlである。このワクチンは高い力価を持つために、1バイアルあたりの特定の投与量を決めるために、更に希釈され得る。別法として、本願発明の技術分野において既知となっている多様な組み合わせが適用され得る。本願発明に含まれる全ての操作と改変は、動物ワクチンの生物学的製剤(bilogics)を調製する分野において、おきまりの手順(routine) である。
【0086】
結果:
前述の材料と方法で、非サル細胞系列におけるPRRSウイルスに対する、安全で高力価の不活化ワクチンもしくは改変生ワクチンが生成される。
【0087】
実施例13
本実施例は、in vitro診断アッセイの開発を目的としてPRRSウイルスを増殖させるために非サル細胞系列を応用することを示す。
【0088】
材料と方法:
有利なことに、鼻から綿棒で分泌物を採集したサンプル(nasal swab)、肺もしくはリンパ節のような組織、またはPRRSウイルス感染、堕胎もしくは呼吸器系疾患が疑われる各症例を有する豚由来組織のプールのような臨床サンプル由来の野生型ウイルスを増殖させるために、非サル細胞系列がウイルス感染に対するより高い感受性を有すると言う理由によって、これら非サル細胞系列をPRRSウイルスを増殖させるために使用することができる。これらの細胞は、約72時間経過して単層がコンフルエントになるまで培養され、サンプルが接種され、そして細胞系列が SDOW 17 FITC 複合抗体(SDOW 17 FIFC conjugated antibody)を用いた蛍光抗体テストによりウイルスが存在するか否かがチェックされている。実施例12で生産されたような、増殖したウイルスは、エライザプレート(ELISA, enzyme‐linked immunosorbent assay) をコートするために用いられ、PRRSウイルス抗体の検出のための酵素免疫測定技術の開発のための標準手順が、Witte et al., Development of a Recombinant Nucleoprotein−Based Enzyme−Linked Immunosorbent Assay for Quantification of Antibodies against Porcine Reproductive and Respiratory Syndrome Virus, 7 Clinical and Diagnostic Laboratory Immunology, 700−702, (2000) の手順を用いて記載されてきたが、これらの文献に開示されている内容は、引用して本明細書の内容とされる。最近、酵素免疫測定法が、豚PRRSウイルスをモニターするための最高の標準(gold−standard) であるとみなされている。
【0089】
結果:
野生型PRRSウイルスは、ウイルス単離により in vitro で検出され得る。加えて、PRRS抗生物質の存在と品質が、これらの免疫診断アッセイを用いて検出され得る。野生型PRRSウイルスと抗体を検出し豚の群中にPRRS診断を検証するための in vitro 診断テストを与える他のアッセイは、間接的な蛍光抗体テストおよび間接的免疫ペルオキシダーゼテスト(indirect immunoperoxidase tests) とを含む。そのようなテストは、本願発明が属する技術分野において公知であり、従来技術のみを用いて開発され得る。
【0090】
実施例14
本実施例は、血小板溶解物(platelet lysate) 、精子溶解物および豚肺胞マクロファージ溶解物を含む豚体液サンプルをモニターするために使用され得るCD151 に、免疫診断用の道具(例えば、定量的エライザ)を応用することを示す。
【0091】
材料と方法:
蛋白質は、Witte et al.,2000 の方法を用いて定量的に検出される。例えば、豚サンプルにおける CD151の量は、これらの方法を用いて検出される。サンプルは、凍結融解される。蛋白質の量は、モニターされる。
【0092】
結果:
本実施例は、定量的 CD151エライザを用いた豚サンプルの大量スクリーニングを可能にする。加えて、1mlの豚サンプルあたりもしくは1g の組織あたりの量のCD151 蛋白質が、これらの方法を用いて検出される。
【0093】
実施例15
本実施例は、サル起源以外の起源からのCD151 を、以前はPRRSウイルス感染しなかった細胞系列にPRRSウイルス感染に対する感受性を与えるために使うことができると言うことを例示的に説明する。
【0094】
材料と方法:
CD151 を含む細胞物質のサンプルは一匹の豚から得られる。RNA は、前に記載のようにこのサンプルから抽出され、そこで豚CD151 は RT−PCR を用いて単離される。単離されたCD151 はそこで、以前PRRSウイルスに感染しなかった細胞系列にPRRSウイルスに対する感受性(感染し易さ) を与えるために使用され得る適切な哺乳動物発現ベクトルの中に入れられる。加えて、そのベクターを予め感受性のあった細胞系列に入れることにより、これらの細胞系列はCD151 を過剰発現するために用いられ得る。
【0095】
結果:
予めPRRSウイルスに感染しなかった細胞系列は、豚CD151 を含むベクターをその細胞系列に入れた後、PRRSウイルスの感染を受け易くなる。予めPRRSウイルス感受性を有していた細胞系列は、挿入されたCD151 を過剰発現できる。それゆえ、いかなる起源由来のCD151 であっても非サル細胞系列を含む細胞系列をCD151 を発現するように形質転換するのに使われ得る。このことは、CD151(サル、豚等)の起源は本願発明の実施に関連せず、豚もしくは他の同様なCD151 配列を用いて、サルCD151 を用いた発明の全ての態様もまた成され得る、ということを証明する。
【0096】
実施例16
本実施例は、テトラスパンCD151もしくは馬CD151のような他の生物種における関連したホモローグ (homologue、相同物) は、馬および他の生物種からのアルテリウイルスを増殖させるために使われ得ると言うことを証明する。
【0097】
材料と方法:
異種生物由来の (heterologous) CD151 配列が、単離され、そして前に記述されたような組替型細胞系列を作成するために用いられる。この細胞系列は、そこで前に記載したようにそのウイルスを単離しかつ増殖させるために用いられる。
【0098】
結果:
PRRSウイルスと同様に、他のアルテリウイルスが単離され、非サル細胞系列を含む同種生物由来(homologous)のおよび異種生物由来の細胞系列の中で高力価に増殖され得る。それゆえ、他のアルテリウイルスは、アルテリウイルスによる感染に対して予め抵抗性のあった(感染しにくい) 細胞系列中に高力価ワクチンを生産し、およびアルテリウイルスに予め感受性のあった(感染し易い)細胞系列におけるウイルス産生を増加させることを確認する方法において、PRRSウイルスと同一の方法で研究され得る。
【0099】
実施例17
本実施例は、CD151 のDNA 塩基配列とゲノム構成を決定する。
【0100】
材料と方法:
豚CD151 の完全な塩基配列を決定するために、各々のイントロンの塩基配列を決定するために、各々のエクソンの終端から次のエクソンの開始までのプライマーが設計された。プライマーの対は、下の表1に示される。
【0101】
【表1】
【0102】
ゲノムDNA は、ゲノムDNA 抽出キットを使いかつ製造業者の指示(Dneasy Tissue Kit catalog # 69504, Qiagen, Valencia, CA) に従って、豚肺胞マクロファージ(PAM 細胞)から抽出された。PCR は、次のように準備された。ゲノムDNA 200μg,10×PCR 緩衝液、2 mM MgCl2 、DMSO 2.5 μl 、dNTP 各10nMおよび各プライマー 20 pmolである。95℃で5分間最初の変性を行った後、2.5 ユニットのTaq ポリメラーゼ(Perkin Elmer, Foster City, カリフォルニア州) がPCR 反応液に加えられ、次にこれを95℃で30秒間、35サイクル繰り返したのち、各々の遺伝子内領域に特異的なアニーリング温度で15秒間、72℃の伸長温度(extension temperature) で1分間、72℃で45分間最終伸長の反応を行った。各々の遺伝子内領域に対するアニーリング温度は、次のようである。遺伝子内領域1に対しては57℃、遺伝子内領域2に対しては58℃、遺伝子内領域3に対しては59℃、遺伝子内領域4に対しては55℃、遺伝子内領域5に対しては53℃、遺伝子内領域6および7に対しては57℃である。PCR 産物は、1%アガロースゲル電気泳動中で電気泳動され、PCR のバンドは切断され、pGEM−T イージーベクター(Promega, Madison,ウィスコンシン州) にクローンされる。その塩基配列は、そこで、SequiTherm EXCEL II 塩基配列キット(Epicentre Technologies, catalog # SEM79100, Madison, ウィスコンシン州) を用いおよび製造業者の指示に従って手作業により決定した。
【0103】
結果:
豚CD151 の塩基配列は、SEQ ID No. 14 で与えられる。イントロンの塩基配列は、CD151 のヒト、ラットおよびマウスのホモローグ(homologue) の塩基配列解析で決定されたように、生物種間で変化することが知られており、この生物種間で変化することは、豚CD151 のイントロンとCD151 を有する他の動物のイントロンの間に相同性がほとんどないかもしくは全くないと言うことを示した豚CD151 に対しても当てはまると言うことも今や分かった。
【0104】
豚CD151 のゲノム構成は、表2に表されている。イントロンとエクソンはまた、特定のSEQ ID No を有するものとして次のように与えられる。SEQ ID No 15はエクソン1、SEQ ID No 16はイントロン1、SEQ ID No 17はエクソン2 、SEQ ID No 18はイントロン2 、SEQ ID No 19はエクソン3 、SEQ ID No 20はエクソン4 、SEQ ID No 21はイントロン4 、SEQ ID No 22はエクソン5 、SEQ ID No 23はイントロン5 、SEQ ID No 24はエクソン6 、SEQ ID No 25はイントロン6 、SEQ ID No 26はエクソン7 、SEQ ID No 27はイントロン7 、SEQ ID No 28はエクソン8 、SEQ ID No 29はイントロン8 である。イントロン3を除く全てのイントロンが下記のように同定され、イントロン3の塩基配列は、残りのイントロン配列を得るために用いられる方法に類似した方法を用いて決定される。もちろん、イントロン3の配列がないという場合も有り得る。しかしながらもしイントロン3が存在すれば、豚ゲノムDNA を用いてその塩基配列が得られる。
【0105】
【表2】
【0106】
【表3】
【0107】
発見された豚CD151 塩基配列は、Genbank に寄託された EST塩基配列由来の部分的豚CD151 クローン(受託番号:クローン1− BE233265、クローン2− AW314209、クローン3− AW786379) とランダムに符号し、ヒトCD151 の公表されたゲノム塩基配列と比較された。本願発明までは、これらの前に公表されたランダムなCD151 塩基配列は、単に発現研究のためにのみ用いられてきた。そのため、完全長豚CD151 はこれまで決して塩基配列決定がなされなかった。更に、これらのランダム部分 EST配列は、いかなる既知の蛋白質、遺伝子、もしくは機能とも比較されなかった。寄託された EST配列を使用しても、本質的にCD151 の完全な配列ができるようにはならないと言うことに注意することもまた重要である。このことは、豚CD151 の全てのイントロン塩基配列で符合するものがなかったという事実を考慮すると、とりわけ正しい。それゆえ、本願は完全な豚CD151 のmRNAおよびゲノム塩基配列の最初の報告である。
【0108】
図10は、豚CD151 塩基配列の、模式的な説明である。この図の上部の番号1−8は、CD151 エクソンの位置を表す。エクソンは、またこの図中の垂直方向の長方形で表され、この図で長方形内部に水平線が引いてある。イントロンは、各々のエクソンを結ぶ薄い線で表されている。対角線を持った長方形は、翻訳されない塩基配列を表す。開始コドンはATGで表され、終止コドンはTGAで表されている。完全な配列は、ポリAテイル(poly−A tail) で終わる。
【0109】
実施例18
本実施例は、CD151 の一塩基多形(SNPs)を確認する。
【0110】
材料と方法:
各々のイントロンが、SNPsにおける差異を決定し、これらの SNPs をPRRSウイルス感染に対する細胞の感受性と相互に関連づけるために、PCR クローニングにより解析される。PAM 細胞由来の各々のイントロンからの塩基配列データは、実施例17に記述されるようして得られ、プライマーはただ各々のイントロンを増幅するために設計され、そしてそこで様々な感受性のおよび非感受性の細胞系列における対応する各々のイントロンを増幅するのに用いられる。得られたデータは、そこで GCGプログラム(ウィスコンシン大学、マヂソン、ウィスコンシン州) を用いて解析される。
【0111】
結果:
いかなる遺伝子のイントロンおよびエクソンにおける一塩基多形(SNPs)であっても、遺伝子発現において重要な役割を演じているかも知れない。イントロンの塩基配列多様性の全体(sum) も、細胞中の遺伝子の発現において重要な役割を演じるかも知れず、これによってPRRSウイルス感染に対する感受性の多様性につながるかも知れない。
【0112】
実施例19
本実施例は、豚CD151 の染色体上の位置決め(chromosomal localization)を決定する。
【0113】
材料と方法:
染色体上の位置決めは、蛍光 In−Situハイブリダイゼーション(FISH)により実施された。染色体のスプレッド(spreads)が標準的方法によって調製された。白血球がヘパリン処理された血液から採取され、赤血球(RBCs)が溶解されて、染色体がスライド上に広げられた。スライドは 2×SSC 、70%ホルムアミド中で70℃で変性された。スライドはそこで、ビオチン標識したプローブ(genomic CD151) でインキュベートされた。ハイブリダイゼーション後の洗浄が標準方法により実施され、その結合は、 Roland M. Nadore in Flourescence In−Situ Hybridization Using Whole Chromosome Library Probes, Methods In Molecular Biology; edited by Lorette Javis (pages 371−377)によって記載されている様に、フルオレセイン標識したアビジンを用いた標準的方法によって検出されたが、これらの文献に開示されている内容は、引用して本明細書の内容とされる (Nadore, Roland M. 1999 Immunocytochemical Methods and Protocols (2nd ed.), Methods in Molecular Biology, pages 371−377) 。
【0114】
結果:
豚CD151 の染色体上の位置を確認することに加えて、本実施例はまた、この染色体と関連している他の病気の位置を特定するために助けとなる。このことは、CD151 遺伝子が他の病気に対して抵抗性の遺伝子、もしくは肉質特性(meat carcass quality traits) のような育種状態に影響を与える生産特性と結びつくかも知れないと言う点で、従来技術を超える明確な進歩を与えるだろう。遺伝子の位置特定はCD151 を選択すると言う付帯的効果を予想するのを助ける。一旦、この染色体に関連した他の病気が、CD151 と相互に関連しているならば、育種のための戦略を開発することができる。もちろん、PRRSウイルス抵抗性を選択し、なおかつ肉質を維持することができることが最も望ましい。
【0115】
実施例20
本実施例は、豚CD151 遺伝子の転写特性(transcriptional profile) を与える。
【0116】
材料と方法:
いろいろな感受性のおよび非感受性の組織が豚から採取され、その組織は、そのRNA が Chomczynski and Sacchi, Single−step method of RNA isolation by Acid Quadnidinium thiocyanate−phenol−chloroform extraction.62 Anal.Biochem.,156−159.(1987)によって記述されている酸グアニジニウムおよびフェノールクロロホルム法(the acid guanidinium and phenol chloroform method) を用いて抽出されるようにすりつぶされたが、これらの文献に開示されている内容は、引用して本明細書の内容とされる。総RNA は、1%ホルムアルデヒド アガロースゲル電気泳動にかけ、ナイロン膜に移された。CD151 転写物はそこで、標準プロトコールに従い、放射性標識したCD151 mRNAプローブを用いた、ノザンブロッティング(Nothern Blotting)により検出された。等しい量のRNA が各々のウェル(well)に乗せられた。転写物のサイズは、既知の放射性標識されたRNA マーカーを用いることによって比較された。その転写物の量は、GAPDH mRNAプローブを対照として用いることにより定量された。ハイブリダイゼーション後に洗浄とオートラジオグラフィーを行ってから、結果を記録した。
【0117】
結果:
本実施例は、CD151 の二つの転写物を確認した。これらの転写物のサイズは特定されていない。しかしながら、最初の転写物はより大きく/上の方にあり、そして二番目の転写物はより低く/より下の方にある。最初の実験において、上の方にある転写物および下の方にある転写物は感受性のある組織( 脾臓、肺、腎臓および心臓) に存在していた。しかしながら、感受性のない組織は( 筋肉および肝臓) は上のほうにある転写物のみを有している。それゆえ、より小さな( より下の方にある) 転写物のみがではPRRSウイルス感受性を示し、しかるに、より大きな(より上の方にある)転写物のみが非感受性組織に存在する。
【0118】
実施例21
本実施例は、豚CD151 のRNA 結合活性を立証する。
【0119】
材料と方法:
豚組織(100 mg)を液体窒素中に凍結し、30秒間 マイクロディスメンブレイネイター(microdismembranator) ですりつぶした。組織ペレットは、100 μl の0.01M 燐酸緩衝液 (PBS, phosphate buffered saline) と900 μl RIPA溶解緩衝液(10 mM TrisHCl pH 8.0, 0.14 M NaCl2),1% Triton X−100, 1% Sodium Deoxycholate, 0.1% SDS, および0.2/mLのAprotinin )に再懸濁し、ボルテックスミキサーで撹拌し、37℃で30分間インキュベートした。組織サンプルは、そこで細胞破砕物を取り除くため、10分間 8,000rpm で遠心分離を行った。上清が集められ、抗CD151 モノクローナル抗体(PharMingen, San Diego, カリフォルニア州、Catalog No. 556056) と免疫沈降を行うため用いられ、続いて、上述したように、放射性標識したPRRSウイルス3’非翻訳領域 RNAを用いたノースウェスタンアッセイ(northwestern assay)を行った。
【0120】
結果:
豚CD151 は図11のノースウェスタンブロット(the northwestern blot) に示されたようにRNA 結合活性を有する。このブロットは筋肉由来であり、豚CD151 のRNA 結合活性を明らかに表示している。このことは、豚CD151 はサルCD151 と同様に機能し、RNA の侵入の原因であり、それゆえ、PRRSウイルスに対する感受性ファクターの原因であるということを証明している。
【0121】
各々の転写物の正確なサイズおよび量が解析され、各々の組織のPRRSウイルスに対する病気感受性と相互に関連づけられた。
【0122】
実施例22
本実施例は、豚CD151 によってトランスフェクトされた非サル細胞系列における細胞病理学(cytopathology) とウイルス力価を決定する。
【0123】
材料と方法:
BHK−21細胞は、実施例1に記載したように、豚CD151 によって安定にトランスフェクトされた。本実験で用いられた豚CD151 の構成体は、オープンリーディングフレームの9アミノ酸を欠いている。このクローンは、そこでPRRSウイルス感受性に対してテストされた。PRRSウイルス力価は、そこで力価実験によりテストされた。PRRSウイルスは、1時間、37℃で連続希釈(10培希釈、そこで更にこの10倍希釈を10回繰り返す)する中で感染させた。単層はそこで、PBS 中で洗浄され、1ml のMEM で置き換えられた。上清100 μl が、感染後の、0時間、24時間、36時間、48時間、および72時間の各時点で採取された。72時間経過後は、全細胞は、SDOW−17 核蛋白質モノクローナル抗体を用いた直接蛍光抗体テスト(FA)によってPRRSウイルスに対して染色された。異なる時間間隔で採取されたウイルスは、MARK細胞中で力価測定された。
【0124】
結果:
期待されたように、細胞変性効果(cytopathic effects)はBHK−21細胞中に観察されなかった。しかしながら、MARK細胞がCD151 によって安定にトランスフェクションされても、PRRSウイルスの生産が高められた。このことは、豚CD151 の機能は他のすでに確認されたCD151 塩基配列と同様に機能すると言うことを更に証明する。しかしながら、最初の9アミノ酸を欠く構成体は全く同じようには機能しなかった。それゆえ、豚CD151 が非サル細胞系列においてPRRSウイルスを生産するために同様に用いられ得る。
【0125】
実施例23
本実施例は、異なる生物種で発現するCD151 の量を決定し比較した。
【0126】
材料と方法:
様々な感受性組織および非感受性組織が豚から採取され、Chomczynski と Sacciにより記載された酸グアニジニウムおよびフェノールクロロフォルム法(the acid guanidinium and phenol chloroform method) を用いてRNA が抽出され得るように、組織がすりつぶされた。総RNAがそこで、1%ホルムアルデヒドアガロースゲル上で電気泳動され、ナイロン膜へ移された。放射性標識したCD151 mRNAをプローブとして用い、かつ標準プロトコールに従ってCD151 転写物が、ノザンブロッティング(Northern blotting)により検出された。等しい量のRNAが各々のウェル中へ乗せられ、そしてそこで既知の放射性標識したRNA マーカーが転写物の大きさを比較するために用いられた。GAPDH mRNAプローブを対照として用いて、転写物の量が定量された。ハイブリダイゼーション後に洗浄とオートラジオグラフィーを行った後、結果を記録した。
【0127】
結果:
いかなる遺伝子のCD151 mRNAに対して豚組織のノザンブロットアッセイ(Northern blot assays)を行っても、その組織において発現された蛋白質の量を示した。正しいサイズおよび量を持った転写物が存在すると言うことはその組織中で蛋白質の発現を決定する上で非常に重要である。前に議論されたように2つの転写物が観察された。各々の組織がCD151 に対して独自の転写特性を持っている。
【0128】
実施例24
本実施例は、実施例20によって示される細胞の転写特性を比較し、豚の異なる品種に対する結果を比較する。
【0129】
材料と方法:
転写特性は実施例20に記載されたように与えられる。しかしながら、これら特性における差異は豚の多様な感受性および非感受性の品種と相互に関連性を持つ。
【0130】
結果:
豚の異なる品種由来の異なる組織における各々の転写物の量は、各々の品種の相対的PRRSウイルス感受性との間で相互に関連を有する。非感受性の品種もしくはPRRSウイルスに対して感受性が減少した品種が、これら同一の組織由来であるが他の生物種起源由来のCD151 の量と比較したときに、その組織中のCD151 の量が減少していることを示していた。異なる品種の豚における個々の豚の転写特性は、改良された豚の品種に対する選択の判断基準を開発するために使われる。
【0131】
実施例25
本実施例は、豚CD151 の組織分布を決定した。
【0132】
材料と方法:
異なる豚組織を採取し、その組織の100mg を液体窒素中に凍結し、30秒間のパルスで microdismembratorを用いてすりつぶした。すりつぶされた組織は、1ml の RIPA 緩衝液に再懸濁した。サンプルはそこで、シェーカー中、室温で30分間インキュベートされた。蛋白質サンプルは、そこで5分間、6,000rpmで遠心分離された。上清は、そこで10%SDSポリアクリルアミドゲル上で電気泳動された。次に全蛋白質は、10%馬血清中でブロックされたニトロセルロース膜に移され、CD151 抗体がブロッキング溶液(blocking solution) 中で、1/500 量加えられた。膜は、そこで二次抗体である抗マウス HRPO 複合抗体 (Vector Laboratories, Burlingame,カリフォルニア州) を1/10,000量加えてインキュベートする前に、15分間で3回洗浄した。膜は、そこで膜TMB 複合体(membrane TMB conjugate)(Kirkegaard & Perry Laboratories, Inc., Gaithersburg, メリーランド州) 中で展開された。
【0133】
豚CD151 のゲノム構成を決定するために、ヒトCD151 に対して産生された抗CD151 モノクローナル抗体 14A2.H1 (Pharmingen, San Diego,カリフォルニア州) が使用された。ウェスタンブロットアッセイ(western blot assay)がそこで実施され、その結果がCD151 発現量に対して解析された。豚CD151 の2つのアイソフォーム(isoform) が定量され、PRRSウイルス感受性と相互に関連づけられた。これらのパラメータはまた、豚の品種選択の際に助けとなるために使用される。最終的には、その判断基準は、品種と選択のための異なる重さに割り当てられる。
【0134】
結果:
2つのバンドがウェスタンブロットアッセイを用いて確認されたので、豚の筋肉および心臓組織は大量のCD151 を持つことが示された。1つのバンドは、約60kDであり、他のバンドは約30kDである。CD151 遺伝子の細胞内での発現は、その遺伝子のゲノム構成によって決定されるため、CD151 の大量もしくは少量の発現は、その構成に直接関係している。その構成は、また、豚のPRRS病に対する異なる感受性につながる遺伝子発現のエンハンサーもしくはインヒビターのような他のファクターがあるかないかをも示している。
【0135】
実施例26
本実施例は、PRRSウイルスの生態におけるCD151 のカルボキシ末端に存在する YRSL ドメインの本質的役割を示す。
【0136】
材料と方法:
PRRSウイルスRNA の侵入におけるCD151 の細胞質側末端(cytoplasmic tail)の突然変異の効果を研究するために、これらの突然変異の効果が、PRRSウイルス感染に対する突然変異の効果によってチェックされる。ウイルスの存在は、免疫蛍光アッセイ(immunofluorescence)によってチェックされる。端的に言えば、PCR に基づく突然変異は、PRRSウイルス感染に与えるこれら突然変異の効果を研究するために、CD151(サルおよび豚) の2つの構成について実施される。
【0137】
結果:
CD151 分子は、細胞質側末端において YRSL (SEQ ID No 29)配列を含む。この配列は YXXL (SEQ ID No 36)モチーフ(motif、中心的図形) もしくはドメインの中にあると考えられている。このモチーフおよびとりわけ YRSL 配列は、カルボキシ末端に位置している既知のRNA 結合ドメインである。そのようなドメイン中で、XX残基は、内面化(internalization) における何らかの変化なしで、突然変異を受けるかも知れない。L (leucine) 残基は、重要な疎水性の残基である。CD151 の細胞質側末端が、PRRSウイルス侵入において重要な役割を演じているならば、突然変異したCD151 はBHK−21細胞系列におけるPRRSウイルス感染性を回復することができる。Y(tyrosine) もしくは Lが突然変異を受けたのならばこの場合が当てはまると考えられている。しかしながら、R(arginine) もしくは S(serine)が突然変異を受けたのならば細胞質側末端のRNA 結合能に対して何ら影響を及ぼさないと考えられる。従って、そのような突然変異したCD151 配列はBHK−21細胞系列においてPRRSウイルス感染性を回復することができる。そのような状況では、YRSL配列がCD151 のカルボキシ末端における1つのシグナルとして作用すると言うことが考えられている。このことは、カルボキシル末端にシグナルを有する、エンドサイトーシスのサイクルの末期に細胞内に入る他の既知物質と相互に関連を有するだろう。エンドサイトーシスは、細胞膜から細胞へと芽を出すクラスリン被覆小孔(clathrin coated pit) を形成することを含む。PRRSウイルス細胞はクラスリン被覆小孔を通って入る。CD151 が、内皮細胞のような標的器官のエンドソームの中に局在し、PRRSウイルスのエンドソームを通って侵入することに参加しているかも知れないということが分かっている。PRRSは多くの遺伝子型と75以上の免疫型(immunotype)があるが、しかし、全ての分離株は共通の侵入通路(entry pathway) を用いている。従って本実施例から明らかになった情報は、何らかの系統の豚がCD151 のこの重要な配列において突然変異を有しているかどうかを見出すために用いられるだろう。
【0138】
議論
ウイルスは、複製のためには限定的な遺伝物質を有し必然的に(obligatory)内部パラサイト(内部寄生物、internal parasite)である。ウイルスはしばしば、RNA 結合蛋白質、転写因子、プロテアーゼ、および自己のDNA 複製のための膜因子の形で、宿主細胞のファクターを活用する。RNA 結合蛋白質は、転写、翻訳、位置づけ(orientation) 、およびウイルスRNA の輸送において役割を演じることができる。どのようにウイルスRNA 複製が進行するかを理解するために、これらの蛋白質を同定し特徴づけることが重要である。PRRSウイルスの3’非翻訳領域に結合する宿主細胞蛋白質の同定についての報告はない。
【0139】
本願で、PRRSウイルスの3’非翻訳領域に結合する新規29kDの糖蛋白質であるサルCD151 の同定について報告する。CD151は、細胞蛋白質のテトラスパン もしくは4回膜貫通蛋白質スーパーファミリーに属する膜透過糖蛋白質である。テトラスパンは脂質二重層および2つの細胞外領域をまたぐ4つの高度に保存された疎水性領域を有する。N末端とC末端が細胞質の中に見出される。サルCD151 は、内皮細胞膜、血小板、巨核球、上皮、肺、筋肉、シュバン細胞、および糸球体(glomeruli) に主に見出される PETA−3 と98%の相同性を共有する。この蛋白質は、T細胞白血病ウイルスI型によって形質転換されるヒトT細胞において、上向き調節を受ける(upregulate)ことが示されてきており、SFA−1 と命名されてきた。PETA−3のかなりの量は、細胞内コンパートメント(区画) 中に存在しており、核周囲(perinuclear) の顆粒に局在化し、内皮細胞に存在する PETA−3 蛋白質の総量の66%を占める。テトラスパンであるCD151 は、癌の転移における初期のステップで要求され、造血細胞系列におけるインテグリンとの相互作用、細胞− 細胞吸着(cell−cell adhesions) の調節、および蛋白質− 蛋白質相互作用を通しての膜透過の信号伝達(signaling) に関与する。
【0140】
CD151 がPRRSウイルスの3’非翻訳領域に結合することを証明した後に、CD151 の存在とPRRSウイルス感染に対する感受性との間の相互作用がテストされた。全て腎臓細胞由来である、MA104 、MARK,COS−7 およびVero細胞系列は、CD151 を有することが見出された。しかしながら、BHK−21およびMDBK細胞もまた腎臓細胞由来であるが、しかしCD151 細胞を欠いている。それゆえ、CD151 は、腎臓特異的蛋白質であるとはいえない。PRRSウイルスは、BHK−21細胞に入らないが、しかし、これらの細胞をPRRSウイルスRNA または感染性のcDNAクローンによってトランスフェクトすることは、近隣の細胞に広がることなしに豊富なウイルス感染をさせることができる。それゆえ、BHK−21細胞は、PRRSウイルスRNA の複製を支持するがウイルスもしくはウイルスRNA の侵入のために要求される細胞ファクターを欠くと結論される。CD151 が膜透過蛋白質であることが見出されたので、PRRSウイルスおよび/またウイルスRNA の侵入に役割を有しているかも知れないと言うことは筋が通っている。もう1つのテトラスパンであるCD9がMDBKを非感受性細胞系列に変え、イヌジステンパーウイルス感染に対して感受性を与え、1つのエントリー分子として機能すると言うことが先に報告されている。CD151 がPRRSウイルス感染の1つの感受性ファクターであると言うことを証明するために、CD151 を発現するBHK−21細胞がPRRSウイルスによって感染を受けたが、しかるに、CD151 を欠く親細胞系列は感染を受けないと言うことが決定された。それゆえ、CD151 は膜透過分子であるので、BHK−21細胞へのウイルスの侵入もしくはRNA の侵入においてCD151 が1つの役割を演じているかも知れない。
【0141】
ウイルスの細胞への侵入は、ウイルス蛋白質と細胞膜上に存在する特定のウイルス受容体との相互作用によって起こる。これらの受容体は、ウイルス感染に対する感受性の非常に重要な抗原決定基(determinants)である。以前の研究は、PRRSウイルスがヘパリン様分子に結合し、そしてウイルスの侵入が受容体を媒介としたエンドサイトーシス(endocytosis)によって起こると言うことを証明してきた。これらの小胞中の低いpHは、豊富な感染のために必須(essential)である。共免疫沈降法が、PRRSウイルス蛋白質とCD151 の間に何らかの相互作用があるかどうかを決定するために実施された。しかしながら、両者の間の直接の蛋白質− 蛋白質相互作用の証拠は無かった。このことは、もう1つのテトラスパンであるCD9がイヌジステンパーに対する感受性ファクター(factor)であるが、しかし、CD9はそのウイルス蛋白質とは直接結合しないと言う従来の観察と一致するものだ。受容体である蛋白質ならば、そのウイルス蛋白質と相互作用するに違いない。それゆえ、CD151 は、その受容体としては機能しない。CD151 は小胞中にそしてまた膜中にも存在するので、RNA を輸送する分子(RNA transporter molecule)としての役割が二つの観察に基づいて予想されている。1つは、CD151 が非感受性の(ウイルス感染を受けない) BHK−21細胞をウイルス感染に対する感受性を与える(ウイルスに感染し易くする) 、そして二番目に、(安定なトランスフェクションにより)CD151 を過剰発現するMARK細胞が自然のままの(native)細胞系列に比較してウイルス生産において100倍増加した発現をする。ウイルスの複製におけるCD151 のこの効果は、RNA 輸送分子として機能するCD151 を有するウイルスを侵入させる間に、ウイルスRNA の細胞による取り込みが増加することによって説明される。このプロセスは図9に模式的に示される。RNA 結合蛋白質が、RNA 輸送分子として機能することが予想されると言う以前のデータがある。精巣および脳のRNA 結合蛋白質は、mRNAの3‘非翻訳領域と相互作用し、mRNAを、それが翻訳される細胞内の場所まで輸送する。この蛋白質はまた、細胞と細胞の間で全mRNAを輸送するとも報告されている。タバコモザイクウイルス(tobacco mosaic virus)においては、30kDの移動蛋白質(movement protein)が細胞間連絡( 原形質連絡、plasmodesmata)経由で細胞から細胞へのウイルスRNA の輸送に関わっている。beet necrotic yellow virus においては、蛋白質p42、p14およびp13がウイルスRNA との相互作用により細胞間連絡を通してウイルスRNA の運動に関わっている。動物ウイルスにおいては、RNA 輸送分子の報告は何もない。PRRSウイルス感染において、CD151 は、単独でもしくは他の蛋白質と結合して、ウイルスが小胞(vesicle) 中で殻を取った後、細胞質ヘ侵入するRNA 輸送分子(RNA transporter molecule)として活動するだろう。それゆえ、本願発明は、CD151 が主としてウイルスRNA エントリー蛋白質としてPRRSウイルスの複製に関わっていると言うことを証明する。
【0142】
CD151 膜透過蛋白質がウイルスおよびウイルスRNA の細胞への侵入に1つの役割を演じているかどうかを決定するために、BHK−21細胞が、PRRSウイルス感染に対して抵抗性がある(ウイルスに感染しづらい) と言う理由から、実験のために選択された。しかしながら、BHK−21細胞がPRRSウイルスRNA もしくはPRRSウイルスの感染性のcDNAクロ−ンのどちらかによってトランスフェクトされた場合には、BHK−21細胞がPRRSウイルスの複製を助ける。それゆえ、BHK−21細胞における抵抗因子(a resistant factor)は、そのエントリー分子(the entry molecule)と結びついているかも知れない。BHK−21がCD151 を欠いていると言う事実は、CD151 に特異的なプライマーを用いたRT−PCR(図5、レーン6) によって明確に示された。CD151 を発現するBHK−21細胞は、上記<材料と方法>中に記載されたように、安定なトランスフェクションによって得られた。これらのトランスフェクトされた細胞を、PRRSウイルスに感染させ、免疫組織化学(immunohistochemistry)的方法によってウイルス産生についてテストした。特に、CD151 でトランスフェクトされた細胞は、PRRSウイルスに感染するようになったが、しかし、CD151(図6で証明されている) を欠く親BHK−21細胞はウイルス感染するようにならなかった。
【0143】
本願発明の他の有利な形態は、これらの実験で用いられる the baby hamster kidney(BHK) 細胞系列は、サル起源ではないということだ。それゆえ、BHK は、サル起源のPRRSウイルスを増幅するために用いられる全ての他の細胞系列とは異なる。非サル細胞系列を使用しても、霊長類ウイルスもしくはサルウイルスを豚、とりわけ、異種生物間移植された豚へ伝達することに何のリスクも引き起こさないため、このことは大きな強みを与える。PRRSウイルスを増殖させるために非サル細胞系列を使うことにより、霊長類ウイルスおよび/またサルウイルスは豚個体群(swine population)に導入されず、それゆえ、ヒト個体群へのリスクを引き起こさない。また、CD151 を発現するこれらの細胞は、PRRSウイルスのより高い力価を有するがゆえに、ワクチン生産目的でPRRSウイルスを増殖させるには、より便利でかつ経済的有用性もある。好都合にも、これらの細胞は、PRRSウイルスの不活化ワクチンおよび生ワクチンを作るために使用することができ、かつ血清診断アッセイ(serodiagnstic assays)に使用され得る。
【0144】
7G10という名称のモノクロ−ナル抗体が開発された。この抗体は、細胞培養中のPRRSウイルス感染を完全にブロックする。この抗体は、MARK細胞系列の宿主細胞蛋白質に対して作られ、そしてPRRSウイルスに対する高い中和活性を発現するIgA アイソタイプ(isotype) である。virus overlay protein blot assay (VOPA) に基づけば、7G10はPRRSウイルスの受容体を認識しており、それゆえPRRSウイルスを中和し得る。これらの特異的特徴があるので、7G10はPRRSウイルスの伝達を防ぐために豚産業に応用され得るのである。
【0145】
最後に、本願発明は、豚CD151 のDNA 塩基配列とゲノム構成を決めた。そうした知識は、耳ノッチバイオプシー(ear−notch biopsy)について実施され得るDNA−based PCR を開発するのを助ける。一匹の生存動物が入手できなければ、生殖細胞質、精子および成熟した卵子(flushed ova) を用いても実験(testing) は実施できる。そうしたデザインにより、動物の死後数年或いは数世代経過したのちに、死亡動物由来の生殖細胞質を、群れ全体の改良を目的として使用することができる。更に、豚CD151 は豚組織中にPRRSウイルスRNA 結合活性を有し、かつ豚CD151 はヒト、サルおよびマウスに対応する既知のCD151 配列とたった84%の塩基配列相同性を有しているに過ぎないと言うことが分かった。加えて、本願発明は、豚CD151 mRNAの塩基配列決定を可能にした。そのような配列は、Table 2 のエクソンを配列順に連結し、かつこれら連結されたエクソンのDNA 塩基配列からRNA への転写を考えることで決定され得る。mRNAの塩基配列へつながり得る1つの塩基配列が本願で、SEQ ID No.38として与えられている。
【図面の簡単な説明】
本特許の出願は、カラーで作成された少なくとも一枚の図面を含む。カラー図面を付した本願特許のコピーは、請求により必要な費用の支払いを条件として米国特許商標庁から入手できる。
【図1】サルCD151 のcDNAクローンのヌクレオチド塩基配列であり、推定上の膜透過領域(transmembrane domains) に下線を付した、予想されるアミノ酸配列およびフレーム内終止コドンをアステリスク(asterisk)によって表示した。
【図2】ノースウェスタンブロッティングアッセイ(Northwestern blotting assay) においてCD151 モノクローナル抗体との免疫沈降で検出されたCD151 蛋白質のRNA 結合活性を示す写真である。
【図3】ノースウェスタンブロッティングアッセイ(Northwestern blotting assay) においてベータガラクトシダーゼ( β−galactocidase) モノクローナル抗体との免疫沈降で検出されたCD151 蛋白質のRNA 結合活性を示す写真である。
【図4】PRRSウイルスが感染したMARK細胞溶解物(cell lysates)を免疫沈降させたのち、RT−PCRによって明示されるようにCD151 蛋白質の in vivo RNA 結合活性を示す写真である。
【図5】CD151 の105 塩基対(bp)の増幅単位の増幅を明示する RT−PCR の写真である。
【図6】CD151 の存在を検出するウェスタンブロット実験(a western blotting experiment) の結果を示す写真である。
【図7a】PRRSウイルスの抗原が検出されないことを示す、野生型BHK−21におけるPRRSウイルスの存在を検出するための免疫組織化学染色の写真である。
【図7b】CD151 によってトランスフェクトされたBHK−21中にPRRSウイルスの存在を検出するための免疫組織化学染色の写真である。
【図8】CD151 によって安定なトランスフェクションを行ったのちの MARK 細胞による、増幅されたPRRSウイルス生産を明示するグラフである。
【図9】PRRSウイルスRNA が標的細胞に侵入するメカニズムおよびCD151 のようなRNA 結合蛋白質の役割を模式的に表したものである。
【図10】豚CD151 DNA の塩基配列を模式的に表したものである。
【図11】豚CD151 のRNA 結合活性を明示するノースウェスタンブロット(northwestern blot) の写真である。
Claims (138)
- 一匹の動物におけるPRRSウイルス感染への感受性を確かめる(ascertaining)方法であって、
該動物から既知の起源を有する細胞物質(cellular material) サンプルを得るステップ、
該サンプル上でCD151 アッセイを実施するステップ、および
該アッセイの結果を使って、該動物の感受性を測定するステップ、
の各ステップを含むことを特徴とする方法。 - 細胞物質が、精液、血液、生殖細胞質(germplasm) 、卵子および精子細胞から成るグループから選択されることを特徴とする請求項1記載の方法。
- アッセイステップが該サンプルからRNA を抽出するステップを含むことを特徴とする請求項1記載の方法。
- 抽出されたRNA についてRT−PCRを実施するステップを更に含む事を特徴とする請求項3記載の方法。
- アッセイステップが、検出されたCD151 の量を定量するステップを含むことを特徴とする請求項1記載の方法。
- CD151 の定量された量を、該細胞物質サンプルに対する既知の標準(standard)と比較するステップを更に含む事を特徴とする請求項5記載の方法。
- 既知の標準が, 動物の平均感受性(the average susceptibility)を表すことを特徴とする請求項6記載の方法。
- 既知の標準が、サンプルとしての同一起源を有する細胞物質サンプル由来のCD151 につき数多くの定量されたCD151 量の平均をとることにより決定されるものであることを特徴とする請求項6記載の方法。
- 一匹の動物のPRRSウイルス感染に対する感受性を PRRS ウイルス感染に対する感受性の既知の標準と比較する方法であって、
該既知の標準は、既知の起源を有する細胞物質のCD 151量と相互に関連をもち、かつ、
該動物由来の既知の起源を有する細胞物質のサンプルを得るステップ、
該動物におけるCD151 量を決定するための該サンプルを解析する(analyzing said sample) ステップ、および
該サンプル由来の該決定されたCD151 量を該既知の標準と同じCD151 量 と比較するステップ、
の各ステップを含むことを特徴とする方法。 - 既知の標準がサンプルとして同一の起源由来であることを特徴とする請求項9記載の方法。
- 解析ステップが、サンプル由来のRNA を抽出するステップを含むことを特徴とする請求項9記載の方法。
- 抽出RNA につきRT−PCR( 逆転写酵素−PCR) を実施するステップを更に含むことを特徴とする請求項11記載の方法。
- 解析ステップが、既知の標準が決定されたCD151 の量を定量するステップを含むことを特徴とする、請求項9記載の方法。
- サンプルが、精液、卵子、血液、生殖細胞質(germplasm) 、および精子細胞から成るグループから選択される細胞物質サンプルを含むことを特徴とする請求項9記載の方法。
- 一匹の動物がPRRSウイルス感染に対して抵抗性があるかどうかを決定する方法であって、
該動物由来の細胞物質のサンプルを得るステップ、
該サンプルにおけるCD151 の存在を確認するためのアッセイを実施するためのステップ、および、
該動物が、該サンプルにおいてCD151 が存在する場合もしくは存在しない場合に、PRRSウイルス感染にたいして抵抗性があるかどうかを決定するステップ、
の各ステップを含むことを特徴とする方法。 - サンプルが、既知の起源を有することを特徴とする請求項15記載の方法。
- サンプルが、精液、卵子、血液、生殖細胞質、および精子細胞から成るグループから選択されることを特徴とする請求項15記載の方法。
- 一匹の動物におけるPRRSウイルス感染に対する抵抗性を分類する(classify)方法であって、
該動物由来の既知の起源を有する細胞物質のサンプルを得るステップ、
該サンプルにおけるCD151 の量を知るために該サンプルにつきアッセイを実施するステップ、
該サンプルの該CD151 量をCD151 の既知のスケール(scale) と比較するステップであって、
該既知のスケールがPRRSウイルス感染に対する抵抗性の一定の程度(degree)に対応することを特徴とするステップ、および、
該スケールとの該比較に基づいて該動物のPRRSウイルス感染に対する抵抗性を分類するステップ、
の各ステップを含むことを特徴とする方法。 - 分類の結果として、動物のPRRSウイルス感染に対する抵抗性を、百分率でランク付けすることを特徴とする請求項18記載の方法。
- サンプルが、血液、精液、卵子、生殖細胞質、および精子細胞から成るグループから選択されることを特徴とする請求項18記載の方法。
- 既知のスケールが、サンプルとしての同一起源を有する細胞物質に対する1つのスケールであることを特徴とする請求項18記載の方法。
- 既知のスケールが、サンプルの起源に依存して異なることを特徴とする請求項18記載の方法。
- アッセイステップがサンプルからRNA を抽出するステップを含むことを特徴とする請求項18記載の方法。
- 抽出されたRNA につき、RT−PCRを実施するステップを更に含むことを特徴とする請求項23記載の方法。
- 細胞物質のサンプル中にCD151 を検出する方法であって、
該動物からRNA を抽出するステップ、
該抽出されたRNA につき逆転写酵素PCR を実施するステップ、および、
CD151 が存在するかどうかについての該逆転写酵素PCR の結果を解析するステップ、
の各ステップを含むことを特徴とする方法。 - CD151 の量を定量するステップを更に含むことを特徴とする請求項25記載の方法。
- サンプルが既知の起源を有することを特徴とする請求項25記載の方法。
- サンプルが、精液、卵子、血液、生殖細胞質および精子細胞から成るグループから選択されることを特徴とする請求項25記載の方法。
- PRRSウイルスのワクチン材料(stock) を製造する方法であって、
該細胞系列をCD151 によって形質転換するステップ、
該細胞系列にPRRSウイルスを感染させるステップ、および、
該細胞系列に、該ワクチンストック中で使用されるPRRSウイルスの子孫(progeny) を生成させるステップ、
の各ステップを含むことを特徴とする方法。 - 細胞系列が、非サルウイルス起源を有することを特徴とする請求項29記載の方法。
- 細胞系列が、CD151 による形質転換に先立ってPRRSウイルス感染に対して非感受性であることを特徴とする請求項29記載の方法。
- 形質転換ステップが、CD151 のDNA 塩基配列を含むプラスミドによる安定なトランスフェクションを含むことを特徴とする請求項29記載の方法。
- CD151 塩基配列が SEQ ID No.1 (塩基配列リストの配列番号1の配列) と少なくとも約91%の配列相同性を有することを特徴とする請求項32記載の方法。
- CD151 塩基配列が SEQ ID No.1 と少なくとも約95%の配列相同性を有することを特徴とする請求項33記載の方法。
- CD151 塩基配列がSEQ ID No.1と少なくとも約98%の配列相同性を有することを特徴とする請求項34記載の方法。
- CD151 塩基配列が非サルウイルス起源を有することを特徴とする請求項29記載の方法。
- CD151 塩基配列が豚起源を有することを特徴とする請求項36記載の方法。
- CD151 塩基配列がSEQ ID No.14 と少なくとも84%の配列相同性を有することを特徴とする請求項32記載の方法。
- CD151 塩基配列がSEQ ID No.14 と少なくとも90%の配列相同性を有することを特徴とする請求項38記載の方法。
- CD151 塩基配列がSEQ ID No.14 と少なくとも95%の配列相同性を有することを特徴とする請求項39記載の方法。
- CD151 塩基配列がSEQ ID No.14 と少なくとも98%の配列相同性を有することを特徴とする請求項34記載の方法。
- 形質転換された細胞系列のワクチン材料(vaccine stock) が、形質転換する前に前もって得ることができる力価(titer) よりも、高い力価を有することを特徴とする請求項29記載の方法。
- 形質転換された細胞系列(cell line) の力価が、形質転換する前に可能であった力価の少なくとも約100倍高率であることを特徴とする請求項42記載の方法。
- 細胞系列が、形質転換前にCD151 をコードしたDNA を含まないことを特徴とするCD151 をコードするDNA を含む、形質転換された細胞系列。
- 細胞系列が、非サルウイルス起源を有することを特徴とする請求項44記載の形質転換された細胞系列。
- CD151 をコードするDNA が、非サルウイルス起源を有することを特徴とする請求項44記載の形質転換された細胞系列。
- CD151 をコードするDNA が、豚起源を有することを特徴とする請求項46記載の形質転換された細胞系列。
- SEQ ID No.1と少なくとも約91%の配列相同性を有する単離された(islated) DNA 塩基配列。
- 塩基配列が、SEQ ID No.1と少なくとも約95%の配列相同性を有することを特徴とする請求項48記載のDNA 塩基配列。
- 塩基配列が、SEQ ID No.1と少なくとも約98%の配列相同性を有することを特徴とする請求項49記載のDNA 塩基配列。
- SEQ ID No.1と少なくとも約91%の配列相同性を有するDNA 塩基配列を含むプラスミド。
- プラスミドが、SEQ ID No.1と少なくとも約95%の配列相同性を有するDNA 塩基配列を含むことを特徴とする請求項51記載のプラスミド。
- プラスミドが、SEQ ID No.1と少なくとも約98%の配列相同性を有するDNA 塩基配列を含むことを特徴とする請求項52記載のプラスミド。
- Genbank の受託番号(accession number)AF275666を有するプラスミド。
- SEQ ID No.14 と少なくとも84%の配列相同性を有するDNA 塩基配列を含むプラスミド。
- プラスミドが、SEQ ID No.14 と少なくとも90%の配列相同性を有するDNA 塩基配列を含むことを特徴とする請求項55記載のプラスミド。
- プラスミドが、SEQ ID No.14 と少なくとも95%の配列相同性を有するDNA 塩基配列を含むことを特徴とする請求項56記載のプラスミド。
- プラスミドが、SEQ ID No.14 と少なくとも98%の配列相同性を有するDNA 塩基配列を含むことを特徴とする請求項57記載のプラスミド。
- SEQ ID No.1と少なくとも約91%の配列相同性を有するDNA 塩基配列を含むベクター。
- ベクターが、SEQ ID No.1と少なくとも約95%の配列相同性を有するDNA 塩基配列を含むことを特徴とする請求項59記載のベクター。
- ベクターが、SEQ ID No.1と少なくとも約98%の配列相同性を有するDNA 塩基配列を含むことを特徴とする請求項60記載のベクター。
- SEQ ID No.14 と少なくとも84%の配列相同性を有するDNA 塩基配列を含むベクター。
- ベクターが、SEQ ID No.14 と少なくとも90%の配列相同性を有するDNA 塩基配列を含むことを特徴とする請求項62記載のベクター。
- ベクターが、SEQ ID No.14 と少なくとも95%の配列相同性を有するDNA 塩基配列を含むことを特徴とする請求項63記載のベクター。
- ベクターが、SEQ ID No.14 と少なくとも98%の配列相同性を有するDNA 塩基配列を含むことを特徴とする請求項64記載のベクター。
- CD151 をコードする塩基配列を含むプラスミドを用いて、細胞系列を形質転換するステップを含む、PRRSウイルス感染に対する感受性を細胞系列に与える方法。
- 細胞系列が、形質転換ステップの前にPRRSウイルス感染に対して非感受性である(感染しづらい)ことを特徴とする請求項66記載の方法。
- 細胞系列が非サルウイルス起源であることを特徴とする請求項66記載の方法。
- 細胞系列が豚起源であることを特徴とする請求項68記載の方法。
- プラスミドが、SEQ ID No.1と少なくとも約91%の配列相同性を有するDNA 塩基配列を含むことを特徴とする請求項66記載の方法。
- プラスミドが、SEQ ID No.1と少なくとも約95%の配列相同性を有するDNA 塩基配列を含むことを特徴とする請求項70記載の方法。
- プラスミドが、SEQ ID No.1と少なくとも約95%の配列相同性を有するDNA 塩基配列を含むことを特徴とする請求項71記載の方法。
- プラスミドが、Genbank アクセッション番号 AF275666 を有するDNA 塩基配列を含むことを特徴とする請求項66記載の方法。
- プラスミドが、SEQ ID No.14 と少なくとも84%の配列相同性を有するDNA 塩基配列を含むことを特徴とする請求項66記載の方法。
- プラスミドが、SEQ ID No.14 と少なくとも90%の配列相同性を有するDNA 塩基配列を含むことを特徴とする請求項74記載の方法。
- プラスミドが、SEQ ID No.14 と少なくとも95%の配列相同性を有するDNA 塩基配列を含むことを特徴とする請求項75記載の方法。
- プラスミドが、SEQ ID No.14 と少なくとも98%の配列相同性を有するDNA 塩基配列を含むことを特徴とする請求項76記載の方法。
- 育種用動物を選択する方法であって、
CD151 の量(level) を得るために、CD151 が存在するかしないかに関して、該 動物の細胞物質サンプルをスクリーニングするステップ、
該CD151 の量を、CD151 量に関する既知の標準(standard)と比較するステップ、および
該既知の標準より少ないCD151 量を有する、育種用動物を選択するステップ、
の各ステップを含むことを特徴とする方法。 - サンプルが、既知の起源を有することを特徴とする請求項78記載の方法。
- サンプルが、既知の標準と同一の起源を有することを特徴とする請求項78記載の方法。
- CD151 の量が、既知の標準より少なくとも約20%少ないことを特徴とする請求項78記載の方法。
- CD151 の量が、既知の標準より少なくとも約35%少ないことを特徴とする請求項81記載の方法。
- CD151 の量が、既知の標準より少なくとも約50%少ないことを特徴とする請求項82記載の方法。
- サンプルが、血液、精液、卵子、生殖細胞質、および精子細胞を含むグループから選択されることを特徴とする請求項78記載の方法。
- PRRSウイルス感染に対して感受性である(ウイルス感染を受けやすい)細胞中におけるPRRSウイルス生産を改変する(modifying) 方法であって、
細胞をCD151 により形質転換するステップを含むことを特徴とする方法。 - 改変が、細胞においてPRRSウイルスの生産増加をもたらすことを特徴とする請求項85記載の方法。
- 改変が、1 mlのワクチンウイルスストックあたりのPRRSウイルスの生産増加をもたらすことを特徴とする請求項85記載の方法。
- CD151 が、豚以外に起源を有することを特徴とする請求項85記載の方法。
- CD151 が、豚に起源を有することを特徴とする請求項88記載の方法。
- PRRSウイルスの細胞内への侵入(entry) をブロックする方法であって、
PRRSウイルスのRNA がCD151 と相互作用することをブロックするステップを含むことを特徴とする方法。 - ブロックするステップが、細胞を抗ウイルス化合物(anti−viral compound )に接触させることを含むことを特徴とする請求項90記載の方法。
- 抗ウイルス化合物が、抗RNA エントリー化合物(anti−RNA Entry Compound) を含むグループから選択されることを特徴とする請求項91記載の方法。
- 抗ウイルス化合物が、CD151 上の結合サイトを占有することを特徴とする請求項92記載の方法。
- 抗ウイルス化合物が、PRRSウイルスRNA 以上に、結合サイトに対するより大きな親和性( アフィニティー) を有することを特徴とする請求項93記載の方法。
- 抗ウイルス化合物が、PRRSウイルスRNA 以上に、結合サイトに対するより大きな結合力( アビディティー )を有することを特徴とする請求項93記載の方法。
- 抗ウイルス化合物がハイスループット処理(high throughput manner)によりスクリーニングされることを特徴とする請求項93記載の方法。
- 豚の群(a swine herd)におけるPRRSウイルス感染を診断する方法であって、
該群の個別の豚から、細胞物質サンプルを得るステップ、
CD151 によって形質転換された細胞系列を供給する(providing) ステップ、
該サンプルおよび形質転換された該細胞系列を用いてin vitro診断テストを実施するステップ、および、
PRRSウイルス感染を診断するため該診断テストの結果を用いるステップ、
の各ステップを含むことを特徴とする方法。 - 細胞物質が、血液、精液、卵子、生殖細胞質、および精子細胞から成るグループから選択されることを特徴とする請求項97記載の方法。
- 診断テストがウイルス単離アッセイ(virus isolation assays)および免疫診断アッセイ(immnodiagnostic assays)から成るグループから選択されることを特徴とする請求項97記載の方法。
- 免疫診断アッセイが、エライザ(ELISA) 、間接蛍光抗体テスト(indirect fluorescent antibody tests) 、および間接免疫ペルオキシダーゼテスト(indirect immunoperoxidase tests) から成るグループから選択されることを特徴とする請求項99記載の方法。
- 形質転換された細胞系列が、形質転換前の該細胞系列以上に活発なウイルスの複製を可能にすることを特徴とする請求項97記載の方法。
- 細胞系列が、非サル起源(non−simian origin) を有することを特徴とする請求項97記載の方法。
- 形質転換された細胞系列が、非サル起源を有するCD151 塩基配列を含むことを特徴とする請求項97記載の方法。
- CD151 をコードする塩基配列(CD151 cording sequence)を染色体へ直接組み込む方法であって、
CD151 をコードする塩基配列を内部に有するベクターを供給するステップ、
染色体を該ベクターと接触させるステップ、および
該CD151 をコードする塩基配列を染色体中に組み込んで1つにするステップ、
の各ステップを含むことを特徴とする方法。 - 該ベクターがレトロウイルスベクターであることを特徴とする請求項104記載の方法。
- CD151 をコードする塩基配列の発現を引き起こすステップを更に含むことを特徴とする請求項104記載の方法。
- CD151 をコードする塩基配列が、サルCD151 および豚CD151 から成るグループから選択されることを特徴とする請求項104記載の方法。
- CD151 をコードする塩基配列が、SEQ ID No.1と少なくとも約91%の相同性を有することを特徴とする請求項104記載の方法。
- CD151 をコードする塩基配列が、SEQ ID No.1と少なくとも約95%の相同性を有することを特徴とする請求項108記載の方法。
- CD151 をコードする塩基配列が、SEQ ID No.14 と少なくとも84%の相同性を有することを特徴とする請求項104記載の方法。
- CD151 をコードする塩基配列が、SEQ ID No.14 と少なくとも90%の相同性を有することを特徴とする請求項110記載の方法。
- CD151 をコードする塩基配列が、SEQ ID No.14 と少なくとも95%の相同性を有することを特徴とする請求項111記載の方法。
- CD151 をコードする塩基配列が、SEQ ID No.14 と少なくとも98%の相同性を有することを特徴とする請求項112記載の方法。
- 改変前のゲノムと比較して、変化した(altered) 量のCD151 を発現する改変されたゲノムであって、該改変が該ゲノム中にあるCD151 をコードする塩基配列(CD151 cording sequence)の個数(the number 、コピー数) を変化させることを特徴とする改変されたゲノム。
- 請求項114記載の、改変されたゲノムを有する動物。
- mRNA塩基配列が、SEQ ID No.38 と少なくとも84%の相同性を有するDNA 塩基配列に対応していることを特徴とする単離されたmRNA塩基配列。
- DNA 塩基配列が、SEQ ID No.38 と少なくとも90%の相同性を有することを特徴とする請求項116記載のmRNA塩基配列。
- DNA 塩基配列が、SEQ ID No.38 と少なくとも95%の相同性を有することを特徴とする請求項117記載のmRNA塩基配列。
- DNA 塩基配列が、SEQ ID No.38 と少なくとも98%の相同性を有することを特徴とする請求項118記載のmRNA塩基配列。
- DNA 塩基配列が、SEQ ID No.14 と少なくとも84%の相同性を有することを特徴とするCD151 をコードする単離されたDNA 塩基配列。
- DNA 塩基配列が、SEQ ID No.14 と少なくとも90%の相同性を有することを特徴とする請求項120記載の単離されたDNA 塩基配列。
- DNA 塩基配列が、SEQ ID No.14 と少なくとも95%の相同性を有することを特徴とする請求項121記載の単離されたDNA 塩基配列。
- DNA 塩基配列が、SEQ ID No.14 と少なくとも98%の相同性を有することを特徴とする請求項122記載の単離されたDNA 塩基配列。
- 塩基配列が、豚CD151 に由来することを特徴とするCD151 をコードする単離されたDNA 塩基配列。
- 塩基配列が、SEQ ID No.15−29から成るグループから選択された塩基配列を含むことを特徴とする請求項124記載の単離されたDNA 塩基配列。
- 塩基配列が、CD151 をコードするイントロンおよびエキソンの両者を含むことを特徴とする請求項125記載の単離されたDNA 塩基配列。
- 少なくともイントロンの1つが、SEQ ID No.16,18,21,23,25,27 および 29から成るグループから選択された塩基配列と少なくとも84%の相同性を有することを特徴とする請求項126記載の単離されたDNA 塩基配列。
- 少なくともエキソンの1つが、SEQ ID No.15,17,19,20,22,24,26,および 28 から成るグループから選択された塩基配列と少なくとも84%の相同性を有することを特徴とする請求項126記載の単離されたDNA 塩基配列。
- ワクチンが、非サルCD151 により形質転換された非サル細胞系列において生成されるウイルスの子孫を含むことを特徴とする、PRRSウイルスに対して有効な免疫を誘発するためのワクチン。
- CD151 が豚に起源を持つことを特徴とする請求項129記載のワクチン。
- CD151 が、SEQ ID No.14と少なくとも84%の相同性を有することを特徴とする請求項129記載のワクチン。
- PRRSウイルスに対する感受性に一塩基変異多形が与える影響を決定する方法であって、
少なくとも2つのCD151 ゲノム塩基配列を得るステップ、
塩基配列間の一塩基多形(SNPs, single nucleotide polymorphisms) を比較するステップ、および
一塩基多形をPRRSウイルス感受性と相互に関係づけるステップ、
の各ステップを含むことを特徴とする方法。 - 細胞のCD151 総量(amount)を変化させるステップを含むことを特徴とする細胞中へのウイルスRNA の侵入を調節する(modulating)方法。
- RNA の侵入が、エンドサイトーシスに由来することを特徴とする請求項133記載の方法。
- ウイルスRNA が、PRRSウイルスRNA であることを特徴とする請求項133記載の方法。
- PRRSウイルス感受性ファクター(PRRSV susceptibility factors)を、個々の豚の間で比較する方法であって、該方法は、
少なくとも2匹の豚の遺伝子配列を得るステップ、
CD151 遺伝子をコードする塩基配列(CD151 encoding sequences)の量(amount)を解析するステップ、および
CD151 遺伝子をコードする塩基配列の量を比較するステップ、
の各ステップを含むことを特徴とする方法。 - 豚のCD151 の塩基配列を決定する方法であって、
一匹の豚からバイオプシー(生物学材料) を採取するステップであって、
該バイオプシーを耳ノッチ(ear notch、耳の刻み目) もしくは尻尾スニップ(tail snip、尻尾の切れはし)から採取するステップ、および、
CD151 塩基配列を決定するために該バイオプシーについてPCR を実施するステップ、
の各ステップを含むことを特徴とする方法。 - 塩基配列決定されたCD151 の配列を用いるステップ、および
発現量(expression levels) をPRRSウイルスに対する感受性と相互に関連づけするステップ、
の両ステップを含むことを特徴とする請求項137記載の方法。
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