JP2007215466A - Method for preparing recombinant virus originated from reoviridae virus, and dna construct for preparing recombinant rotavirus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はレオウイルス科のウイルスのリバースジェネティクス系及びその利用に関する。 The present invention relates to a reverse genetics system for reoviridae viruses and uses thereof.
ロタウイルスによる冬季乳幼児嘔吐下痢症は5歳までにほぼ100%の乳幼児で起こる。感染力の高さゆえ、衛生状態の改善では、本ウイルス感染を制御し得ない。世界的にみると、開発途上国を中心に毎年約50万人の死亡例が報告される一方で、開発国においては入院例が多いために医療経済的見地から本ウイルスの感染予防が重要な課題となっている。また、嘔吐下痢症以外にも、脳炎・脳症、1型糖尿病、胆道閉鎖、筋炎、乳児突然死などに本ウイルスが直接的又は間接的に関連することが示唆されている。成人において、免疫不全、臓器移植患者におけるロタウイルス感染は下痢の長期化による体力消耗を引き起こす。実際、成人での致死的なケースも報告されている。
ヒトロタウイルスに対する世界初のワクチンとして1998年にRotaShieldが開発されたが、重篤な副作用(腸重積)が原因で1998年には本ワクチンは市場から撤退した。現在、数種の生ワクチンが開発中(臨床試験段階)ではあるが、それらはいずれも重症化を防ぐことに主眼が置かれたものであり、感染の阻止に有効なワクチンが開発される目処は立っていない。ヒトロタウイルスの抗原系は多様であり、Gタイプ、Pタイプともに約10種の血清型が存在する。これら多数の血清型に広く効果的なワクチンの開発は困難を極める。
ポリオウイルスを始めとし、多くのウイルスにおいてゲノムに人工的な変異を加えてウイルスの形質を変化させるリバースジェネティクスの系が開発されている。リバースジェネティクスの系は、部位特異的変異、欠失や挿入、再編などにより、cDNAのレベルでウイルスゲノムを人工的に操作することを可能にする。2本鎖RNAウイルス(レオウイルス科、ビルナウイルス科、シストウイルス科を含む)におけるリバースジェネティクスの系は、現在までのところ、少数の分節した2本鎖RNAウイルスについてのみ開発されている(2本の分節dsRNAからなるビルナウイルス(非特許文献1、2)及び3本の分節dsRNAからなるシストウイルス(非特許文献3)。一方、10〜12本の分節したゲノムを持つレオウイルス科のウイルスについては、レオウイルスを除いて、リバースジェネティクスの系の開発は困難を極めている。RonerとJoklik (非特許文献4〜6)によって開発されたレオウイルスのリバースジェネティクスの系は極めて複雑なものであり、他の研究室において当該方法で成功したとの報告はなく、またレオウイルス科に属する他のウイルスへの応用例も報告されていない。尚、ウイルスのリバースジェネティクスの系として、Palese博士ら(特許文献1、非特許文献7、8)により開発されたインフルエンザウイルスの系が知られている。
Vomiting diarrhea in winter infants due to rotavirus occurs in nearly 100% of infants by age 5 years. Due to its high infectivity, the improvement of hygiene conditions cannot control this virus infection. Globally, approximately 500,000 deaths are reported every year mainly in developing countries. However, because there are many hospitalized cases in developing countries, it is important to prevent infection with this virus from a medical economic viewpoint. It has become a challenge. In addition to vomiting diarrhea, it has been suggested that this virus is directly or indirectly related to encephalitis / encephalopathy, type 1 diabetes, biliary atresia, myositis, sudden infant death, and the like. In adults, immunodeficiency and rotavirus infection in organ transplant patients cause exhaustion due to prolonged diarrhea. In fact, fatal cases in adults have been reported.
RotaShield was developed in 1998 as the world's first vaccine against human rotavirus, but this vaccine was withdrawn from the market in 1998 due to severe side effects (intussusception). Currently, several live vaccines are under development (clinical trial stage), but all of them are focused on preventing the progression of disease, and the aim is to develop vaccines effective in preventing infection. Is not standing. The antigen system of human rotavirus is diverse, and there are about 10 serotypes for both G and P types. Developing a broad and effective vaccine for these many serotypes is extremely difficult.
In many viruses, including poliovirus, reverse genetics systems have been developed that change the character of the virus by artificially modifying the genome. Reverse genetics systems allow artificial manipulation of the viral genome at the cDNA level through site-specific mutation, deletion, insertion, reorganization, and the like. To date, reverse genetics systems in double-stranded RNA viruses (including Reoviridae, Virnaviridae, and Cystviridae) have been developed only for a few segmented double-stranded RNA viruses ( A birnavirus composed of two segmented dsRNAs (Non-patent Documents 1 and 2) and a cystvirus composed of three segmented dsRNAs (Non-patent Document 3), while a reoviridae having 10 to 12 segmented genomes It is extremely difficult to develop a reverse genetics system except for reovirus, and the reovirus reverse genetics system developed by Roner and Joklik (Non-Patent Documents 4-6) is extremely complex. There are no reports of success in this method in other laboratories, and there are reports of applications to other viruses belonging to the family Reoviridae. In addition, an influenza virus system developed by Dr. Palese et al. (Patent Document 1, Non-Patent Documents 7 and 8) is known as a virus reverse genetics system.
本発明は、レオウイルス科に属するウイルスについてリバースジェネティクスの系を提供することを課題とする。 An object of the present invention is to provide a reverse genetics system for viruses belonging to the family Reoviridae.
レオウイルス科に属するウイルスの中で、ヒトに重篤な病気を引き起こし、コモンなウイルスはロタウイルスのみであり、ロタウイルスにおけるリバースジェネティクスの系の開発は極めて重要と考えられる。ロタウイルスではその増殖過程において、ウイルスRNA依存性RNAポリメラーゼによって個々のウイルスゲノムセグメントから転写されたmRNAが粒子に取り込まれ、マイナス鎖の合成のための鋳型としても使用され、粒子中でマイナス鎖が合成され2本鎖RNAが合成されることになる(Chen, D., Zeng, Q.-Y., Wenz, M. J., Gorziglia, M. Estes, M. K. & Ramig, R. F. (1994) J. Virol. 68, 7030-7039.、Patton, J. T. & Spencer, E. (2000) Virology 277, 217-225.)。従って理論的には、ウイルスmRNAに対応する、cDNA由来の人工的なプラス鎖RNAが宿主細胞内に導入されれば、それが粒子内にパッケージされ、ヘルパーウイルスによって供給されるウイルスRNA依存RNAポリメラーゼによってマイナス鎖が合成されて2本鎖RNAが生成し、最終的にcDNA由来の遺伝子分節を有する感染性のウイルスが得られるはずである。
本発明者らは、ロタウイルスのリバースジェネティクス系の開発を目的として検討を重ねる中で、ロタウイルスの外殻タンパク質に注目した。即ち、外殻タンパク質遺伝子をコードする遺伝子分節を組換えのターゲットとするとともに、外殻タンパク質に対する中和抗体を用いて組換えウイルスを選択するという戦略を採用した(詳細は後述の実験データを参照)。概要を示すと、(1)DNA依存性RNAポリメラーゼが認識するプロモーターの制御下にロタウイルス外殻タンパク質VP4をコードするcDNAが配置されたプラスミドを、DNA依存性RNAポリメラーゼが高発現するように操作された宿主細胞にトランスフェクトし、(2)宿主細胞にヘルパーロタウイルスを感染させ、(3)ヘルパーロタウイルスのVP4を特異的に認識する中和抗体の存在下で宿主細胞を培養して選択を行う、という方法を採用した。そして、当該方法によれば、cDNAに由来するVP4遺伝子分節を保有する組換えロタウイルスを取得できることを実験的に確認した。また、天然のVP4遺伝子に対応するcDNAだけでなく、変異を加えたcDNAを用いた実験を行い、人為的に変異されたVP4遺伝子分節を保有する組換えロタウイルスの取得にも成功し、上記リバースジェネティクスの系の有用性を確認した。
本リバースジェネティクスの系によれば、実験的に示されたようにロタウイルスのVP4遺伝子分節を人為的に組み換えることができることは勿論であるが、VP4をコードするcDNAとともに外来遺伝子を含むプラスミドの使用によって、外来遺伝子を保有する組換えウイルスを構築することも可能である。このように本リバースジェネティクスの系はロタウイルスをベクターとして利用することも可能にする。
一方、上記の通り、ロタウイルスのリバースジェネィクスの系を構築する上で、組換えターゲットとして外殻タンパク質遺伝子分節が有用であることが示された。このことからVP4遺伝子分節の他、VP7遺伝子分節も有効な組換えターゲットとして使用可能であるといえる。
ところで、レオウイルス科に属するウイルスはゲノム構造や複製機構が類似している。従って、ロタウイルスで確立された本リバースジェネティクスの系は広くレオウイルス科のウイルスに適用可能であるといえる。
Among viruses belonging to the family Reoviridae, serious diseases are caused in humans. The only common virus is rotavirus, and the development of a reverse genetics system for rotavirus is considered to be extremely important. During rotavirus growth, mRNA transcribed from individual viral genome segments by viral RNA-dependent RNA polymerase is incorporated into the particle and used as a template for the synthesis of negative strands. Double-stranded RNA is synthesized (Chen, D., Zeng, Q.-Y., Wenz, MJ, Gorziglia, M. Estes, MK & Ramig, RF (1994) J. Virol. 68 , 7030-7039., Patton, JT & Spencer, E. (2000) Virology 277, 217-225.). Thus, theoretically, if a cDNA-derived artificial plus-strand RNA corresponding to a viral mRNA is introduced into a host cell, it is packaged in a particle and supplied by a helper virus. Should synthesize a negative strand to produce double-stranded RNA, and finally obtain an infectious virus with cDNA-derived gene segments.
The present inventors paid attention to the outer shell protein of rotavirus while studying for the purpose of developing a reverse genetics system of rotavirus. In other words, a strategy was adopted in which the gene segment encoding the coat protein gene was targeted for recombination, and a recombinant virus was selected using a neutralizing antibody against the coat protein (see the experimental data below for details). ). In summary, (1) a plasmid in which a cDNA encoding the rotavirus coat protein VP4 is placed under the control of a promoter recognized by the DNA-dependent RNA polymerase so that the DNA-dependent RNA polymerase is highly expressed. (2) Infect the host cell with helper rotavirus, and (3) Select by culturing the host cell in the presence of a neutralizing antibody that specifically recognizes VP4 of the helper rotavirus The method of doing is adopted. Then, according to the method, it was experimentally confirmed that a recombinant rotavirus having a VP4 gene segment derived from cDNA can be obtained. In addition, we conducted experiments using not only cDNA corresponding to the natural VP4 gene but also mutated cDNA, and succeeded in obtaining a recombinant rotavirus carrying an artificially mutated VP4 gene segment. The usefulness of the reverse genetics system was confirmed.
According to this reverse genetics system, of course, the VP4 gene segment of rotavirus can be artificially recombined as experimentally shown, but a plasmid containing a foreign gene together with a cDNA encoding VP4. It is also possible to construct a recombinant virus carrying a foreign gene. Thus, this reverse genetics system also makes it possible to use rotavirus as a vector.
On the other hand, as described above, it was shown that the coat protein gene segment is useful as a recombination target in constructing a reverse gene system of rotavirus. From this, it can be said that in addition to the VP4 gene segment, the VP7 gene segment can be used as an effective recombination target.
By the way, viruses belonging to the family Reoviridae have similar genome structures and replication mechanisms. Therefore, it can be said that the reverse genetics system established for rotavirus is widely applicable to viruses of the family Reoviridae.
本発明は主として以上の成果・知見に基づくものであり、以下に示す組換えウイルスの調製方法などを提供する。
[1]以下のステップ(1)〜(4)を含む、組換えウイルスの調製法:
(1)レオウイルス科のウイルス(第1ウイルス)の外殻タンパク質遺伝子分節をコードするcDNAが、DNA依存性RNAポリメラーゼが認識するプロモーター制御下に配置されたDNAコンストラクトを宿主細胞にトランスフェクトするステップ(但し、宿主細胞には、トランスフェクト操作の前又は後に前記プロモーターに対応するDNA依存性RNAポリメラーゼを発現する核酸コンストラクトが導入される);
(2)ステップ(1)の後、ヘルパーウイルスとして、前記第1ウイルスと同属のウイルス(第2ウイルス)を前記宿主細胞に感染させるステップ;
(3)ステップ(2)の後、前記第1ウイルスの前記外殻タンパク質遺伝子分節がコードする外殻タンパク質に対応する、前記第2ウイルスの外殻タンパク質を特異的に認識して中和する抗体を、前記宿主細胞から産生されるウイルスに接触させるステップ;及び
(4)ステップ(3)の後、前記cDNA由来の外殻タンパク質遺伝子分節を保有する組換えウイルスを回収するステップ。
[2]前記第1ウイルスがロタウイルス属のウイルスであることを特徴とする、[1]に記載の調製法。
[3]前記第1ウイルスがサルロタウイルスであり、前記第2ウイルスがヒトロタウイルスであることを特徴とする、[1]に記載の調製法。
[4]前記サルロタウイルスがSA11株であり、前記ヒトロタウイルスがKU株であることを特徴とする、[3]に記載の調製法。
[5]前記外殻タンパク質がVP4であることを特徴とする[3]又は[4]に記載の調製法。
[6]前記DNA依存性RNAポリメラーゼがT7 RNAポリメラーゼであることを特徴とする、[1]〜[5]のいずれかに記載の調製法。
[7]前記核酸コンストラクトが、T7 RNAポリメラーゼを発現する組換えワクシニアウイルスであることを特徴とする、[1]〜[5]のいずれかに記載の調製法。
[8]前記宿主細胞がCOS-7細胞であることを特徴とする、[1]〜[7]のいずれかに記載の調製法。
[9]前記DNAコンストラクトとして、保持するcDNAがコードする外殻タンパク質の種類がDNAコンストラクト毎に異なる、複数のDNAコンストラクトが使用される、[1]〜[8]のいずれかに記載の調製法。
[10]前記DNAコンストラクトが、外来遺伝子をコードする配列を更に含むことを特徴とする、[1]〜[9]のいずれかに記載の調製法。
[11]前記ステップ(3)をトリプシン及び/又はキモトリプシン存在下で実施することを特徴とする、[1]〜[10]のいずれかに記載の調製法。
[12]前記ステップ(3)が、以下のステップ(a)〜(d)からなる群より選択されるいずれかのステップからなることを特徴とする[1]〜[11]のいずれかに記載の調製法:
(a)ステップ(2)の後、前記抗体の存在下で前記宿主細胞を培養するステップ;
(b)ステップ(2)の後、前記抗体の存在下で前記宿主細胞を培養し、産生されたウイルスを回収し、別の宿主細胞(第2宿主細胞)に感染させ、前記抗体の存在下で第2宿主細胞を培養するステップ;
(c)ステップ(2)の後、産生されたウイルスを回収し、別の宿主細胞(第2宿主細胞)に感染させ、前記抗体の存在下で第2宿主細胞を培養するステップ;
(d)ステップ(2)の後、産生されたウイルスを回収し、別の宿主細胞(第2宿主細胞)に感染させ、前記抗体の存在下で第2宿主細胞を培養し、産生されたウイルスを回収し、さらに別の宿主細胞(第3宿主細胞)に感染させ、前記抗体の存在下で第3宿主細胞を培養するステップ。
[13]ステップ(a)〜(d)において、培養操作の少なくとも一部が回転培養で実施されることを特徴とする[12]に記載の調製法。
[14]前記第2宿主細胞がMA104細胞又はCV-1細胞である、[12]又は[13]に記載の調製法。
[15]5’末端側から3’末端側に向かって順に、T7 RNAポリメラーゼプロモーター配列、ロタウイルスのVP4遺伝子分節をコードするcDNA、リボザイム配列、及びT7 RNAポリメラーゼターミネータ配列が配置されてなることを特徴とする、組換えロタウイルス調製用のDNAコンストラクト。
[16]前記リボザイム配列がD型肝炎ウイルス(HDV)のリボザイムをコードする配列であることを特徴とする、[15]に記載のDNAコンストラクト。
[17]前記ロタウイルスがサルロタウイルスであることを特徴とする、[15]又は[16]に記載のDNAコンストラクト。
[18]外来遺伝子をコードするcDNA配列を含むことを特徴とする、[15]〜[17]のいずれかに記載のDNAコンストラクト。
The present invention is mainly based on the above results and knowledge, and provides a method for preparing a recombinant virus shown below.
[1] A method for preparing a recombinant virus comprising the following steps (1) to (4):
(1) Transfecting a host cell with a DNA construct placed under the control of a promoter recognized by a DNA-dependent RNA polymerase by a cDNA encoding a coat protein gene segment of a reoviridae virus (first virus) (However, the host cell is introduced with a nucleic acid construct expressing a DNA-dependent RNA polymerase corresponding to the promoter before or after the transfection operation);
(2) After step (1), as a helper virus, infecting the host cell with a virus of the same genus as the first virus (second virus);
(3) An antibody that specifically recognizes and neutralizes the outer shell protein of the second virus corresponding to the outer shell protein encoded by the outer shell protein gene segment of the first virus after step (2) And (4) after step (3), recovering the recombinant virus carrying the cDNA-derived coat protein gene segment.
[2] The preparation method according to [1], wherein the first virus is a virus belonging to the genus Rotavirus.
[3] The preparation method according to [1], wherein the first virus is a simian rotavirus and the second virus is a human rotavirus.
[4] The preparation method according to [3], wherein the simian rotavirus is SA11 strain and the human rotavirus is KU strain.
[5] The preparation method according to [3] or [4], wherein the outer shell protein is VP4.
[6] The preparation method according to any one of [1] to [5], wherein the DNA-dependent RNA polymerase is T7 RNA polymerase.
[7] The preparation method according to any one of [1] to [5], wherein the nucleic acid construct is a recombinant vaccinia virus expressing T7 RNA polymerase.
[8] The preparation method according to any one of [1] to [7], wherein the host cell is a COS-7 cell.
[9] The preparation method according to any one of [1] to [8], wherein a plurality of DNA constructs are used as the DNA construct, wherein the type of the outer shell protein encoded by the retained cDNA differs for each DNA construct. .
[10] The preparation method according to any one of [1] to [9], wherein the DNA construct further comprises a sequence encoding a foreign gene.
[11] The preparation method according to any one of [1] to [10], wherein the step (3) is performed in the presence of trypsin and / or chymotrypsin.
[12] The method according to any one of [1] to [11], wherein the step (3) includes any step selected from the group consisting of the following steps (a) to (d): Preparation method:
(A) after step (2), culturing the host cell in the presence of the antibody;
(B) After step (2), culturing the host cell in the presence of the antibody, recovering the produced virus, infecting another host cell (second host cell), and in the presence of the antibody Culturing a second host cell with:
(C) after step (2), recovering the produced virus, infecting another host cell (second host cell), and culturing the second host cell in the presence of the antibody;
(D) After step (2), the produced virus is recovered, infected with another host cell (second host cell), the second host cell is cultured in the presence of the antibody, and the produced virus And infecting another host cell (third host cell) and culturing the third host cell in the presence of the antibody.
[13] The preparation method according to [12], wherein in steps (a) to (d), at least a part of the culturing operation is performed by rotary culture.
[14] The preparation method according to [12] or [13], wherein the second host cell is a MA104 cell or a CV-1 cell.
[15] A T7 RNA polymerase promoter sequence, a cDNA encoding a rotavirus VP4 gene segment, a ribozyme sequence, and a T7 RNA polymerase terminator sequence are arranged in this order from the 5 ′ end to the 3 ′ end. Characteristic DNA construct for preparation of recombinant rotavirus.
[16] The DNA construct according to [15], wherein the ribozyme sequence is a sequence encoding a hepatitis D virus (HDV) ribozyme.
[17] The DNA construct according to [15] or [16], wherein the rotavirus is a simian rotavirus.
[18] The DNA construct according to any of [15] to [17], comprising a cDNA sequence encoding a foreign gene.
本発明はリバースジェネティクスの手法を利用した組換えウイルスの調製法に関する。本発明の調製法では、以下で詳細に説明するステップ(1)〜(4)が実施される。理解を容易にするために本発明の調製法の一例を図5、6に示す。
尚、以下で特に言及しない事項(条件、操作方法など)については常法に従えばよく、例えばMolecular Cloning(Third Edition, Cold Spring Harbor Laboratory Press, New York)、Current protocols in molecular biology(edited by Frederick M. Ausubel et al., 1987)(以上、分子生物学的手法に関して)、Urasawa, T., Urasawa, S. & Taniguchi,K.(1981)Microbiol. Immunol. 25,1025-1035.(以上、ヒトロタウイルスの培養条件に関して)、Horimoto, T. & Kawaoka, Y.(1994) J. Virol. 68, 3120-3128. Barclay, W. & Palese, P. (1995) J. Virol. 69, 1275-1279.(以上、抗体による選択に関して)等を参考にすることができる。
1.ステップ(1)
このステップでは、所定のDNAコンストラクトを宿主細胞にトランスフェクトする。DNAコンストラクトとしては、レオウイルス科のウイルス(第1ウイルス)の外殻タンパク質遺伝子分節をコードするcDNAが、DNA依存性RNAポリメラーゼが認識するプロモーター制御下に配置されたものが使用される。
以下の説明では、便宜上、「外殻タンパク質遺伝子分節をコードするcDNA」を「外殻タンパク質cDNA」ともいう。同様に、「DNA依存性RNAポリメラーゼ」を「RNAポリメラーゼ」ともいう。また、「DNA依存性RNAポリメラーゼが認識するプロモーター」を「RNAポリメラーゼプロモーター」ともいう。
The present invention relates to a method for preparing a recombinant virus using a reverse genetics technique. In the preparation method of the present invention, steps (1) to (4) described in detail below are performed. In order to facilitate understanding, an example of the preparation method of the present invention is shown in FIGS.
In addition, matters not specifically mentioned below (conditions, operation methods, etc.) may follow conventional methods, such as Molecular Cloning (Third Edition, Cold Spring Harbor Laboratory Press, New York), Current protocols in molecular biology (edited by Frederick M. Ausubel et al., 1987) (above, with respect to molecular biological techniques), Urasawa, T., Urasawa, S. & Taniguchi, K. (1981) Microbiol. Immunol. 25, 1025-1035. Horimoto, T. & Kawaoka, Y. (1994) J. Virol. 68, 3120-3128. Barclay, W. & Palese, P. (1995) J. Virol. 69, 1275 -1279. (Above, regarding selection by antibody) and the like can be referred to.
1. Step (1)
In this step, a predetermined DNA construct is transfected into the host cell. As the DNA construct, one in which a cDNA encoding an outer shell protein gene segment of a reoviridae virus (first virus) is placed under the control of a promoter recognized by a DNA-dependent RNA polymerase is used.
In the following description, for convenience, “cDNA encoding an outer shell protein gene segment” is also referred to as “outer shell protein cDNA”. Similarly, “DNA-dependent RNA polymerase” is also referred to as “RNA polymerase”. A “promoter recognized by a DNA-dependent RNA polymerase” is also referred to as an “RNA polymerase promoter”.
レオウイルス科は、哺乳動物に感染するウイルスとしては、レオウイルス属、ロタウイルス属、オルビウイルス属、コルチウイルス属に分類される。レオウイルス科に属するウイルスは、複数に分節した二本鎖RNAというユニークなゲノム構造を有する。本発明では、好ましくはロタウイルス属のウイルス(ロタウイルス)の外殻タンパク質cDNAが使用されるが、これに限られるものではない。ロタウイルスを選択した場合、その外殻タンパク質であるVP4(外殻スパイクタンパク質)又はVP7(外殻糖タンパク質)の遺伝子分節をコードするcDNAが使用されることになる。 The reoviridae is classified into the reovirus genus, rotavirus genus, orbivirus genus, and cortivirus genus as viruses that infect mammals. Viruses belonging to the family Reoviridae have a unique genomic structure called double-stranded RNA divided into multiple segments. In the present invention, rotavirus cDNA (rotavirus) is preferably used, but the present invention is not limited thereto. When rotavirus is selected, a cDNA encoding a gene segment of VP4 (shell spike protein) or VP7 (shell glycoprotein), which is the shell protein, is used.
変異が導入された(即ち一部の配列が改変された)外殻タンパク質cDNAを使用することもできる。このようなcDNAを含むDNAコンストラクトを用いれば、外殻タンパク質に変異を有する組換えウイルスを得ることが可能である。当該ウイルスは外殻タンパク質の機能の研究に有用であり、またワクチンへの利用も期待される。外殻タンパク質cDNAへの変異の導入はKunkel法、Gapped duplex法等の公知の手法又はこれに準ずる方法で行うことができる。市販の変異導入用キット(例えば、QuikChange XLsite-directed mutagenesis kit(Stratagene社製)、Mutan-K(TAKARA社製)、LA-PCR in vitro mutagenesis Kit(TAKARA社製)Mutan-Express Km(TAKARA社製))を利用すれば簡便な操作で変異を導入することができる。 It is also possible to use a coat protein cDNA into which a mutation has been introduced (ie, a part of the sequence has been modified). By using such a DNA construct containing cDNA, it is possible to obtain a recombinant virus having a mutation in the outer shell protein. The virus is useful for studying the function of the coat protein, and is expected to be used for vaccines. Mutation can be introduced into the outer shell protein cDNA by a known method such as Kunkel method, Gapped duplex method or the like, or a method analogous thereto. Commercially available mutagenesis kit (eg QuikChange XLsite-directed mutagenesis kit (Stratagene), Mutan-K (TAKARA), LA-PCR in vitro mutagenesis Kit (TAKARA) Mutan-Express Km (TAKARA) )) Can be used to introduce mutations by a simple operation.
ヒトロタウイルス、サルロタウイルス、ウシロタウイルスなどのロタウイルスを第1ウイルスとすることができる。本発明の好ましい態様では、ロタウイルスの中でもサルロタウイルス(例えばSA11株、RRV株など)が第1ウイルスとして採用される。サルロタウイルスの外殻タンパク質遺伝子分節は転写・合成効率が一般に高い。従って、サルロタウイルスの外殻タンパク質cDNAを利用することによって高い転写・合成効率を期待できる。転写・合成効率を高めることは、使用した外殻タンパク質cDNA由来の遺伝子分節を保有する組換えウイルスの回収効率の向上につながる。 A rotavirus such as a human rotavirus, simian rotavirus, or bovine rotavirus can be used as the first virus. In a preferred embodiment of the present invention, among rotaviruses, simian rotavirus (for example, SA11 strain, RRV strain, etc.) is employed as the first virus. The segment protein gene segment of simian rotavirus generally has high transcription and synthesis efficiency. Therefore, high transcription / synthesis efficiency can be expected by using the outer shell protein cDNA of simian rotavirus. Increasing the efficiency of transcription and synthesis leads to an improvement in the recovery efficiency of the recombinant virus carrying the gene segment derived from the outer shell protein cDNA used.
DNAコンストラクトにおいて外殻タンパク質cDNAは、RNAポリメラーゼが認識するプロモーター(RNAポリメラーゼプロモーター)制御下に配置される。このような構成によって、宿主細胞にトランスフェクトされた後、RNAポリメラーゼがDNAコンストラクト内のRNAポリメラーゼプロモーターを認識し、外殻タンパク質cDNAを鋳型とした転写が行われる。例えば、RNAポリメラーゼとしてT7ファージ由来のT7 RNAポリメラーゼを利用することにすれば、T7 RNAポリメラーゼに対応するプロモーター(即ち、T7 RNAポリメラーゼによって認識され、その下流域に配置された配列の転写を促すプロモーター)がDNAコンストラクト内に配置される。T7 RNAポリメラーゼを利用する系は高い転写効率を得るために有効である。本発明ではT7 RNAポリメラーゼに限らず、様々なRNAポリメラーゼを利用できる。RNAポリメラーゼの例としてT3 RNAポリメラーゼ、Sp6 RNAポリメラーゼなどを挙げることができる。尚、T7 RNAポリメラーゼが認識するプロモーターの配列の一例を配列番号7に示す。 In the DNA construct, the coat protein cDNA is placed under the control of a promoter (RNA polymerase promoter) recognized by RNA polymerase. With such a configuration, after being transfected into the host cell, RNA polymerase recognizes the RNA polymerase promoter in the DNA construct, and transcription using the outer shell protein cDNA as a template is performed. For example, if T7 phage-derived T7 RNA polymerase is used as the RNA polymerase, a promoter corresponding to T7 RNA polymerase (ie, a promoter that is recognized by T7 RNA polymerase and promotes transcription of a sequence located downstream thereof) ) Is placed in the DNA construct. A system using T7 RNA polymerase is effective for obtaining high transcription efficiency. In the present invention, not only T7 RNA polymerase but also various RNA polymerases can be used. Examples of RNA polymerase include T3 RNA polymerase and Sp6 RNA polymerase. An example of a promoter sequence recognized by T7 RNA polymerase is shown in SEQ ID NO: 7.
典型的には1種類のDNAコンストラクトが使用されるが、2種類以上のDNAコンストラクトを併用してもよい。このように複数のDNAコンストラクトを使用する場合は通常、保持するcDNAがコードする外殻タンパク質の種類がDNAコンストラクト毎に異なるように各DNAコンストラクトを設計する。複数のDNAコンストラクトを使用すれば、複数の遺伝子分節がDNAコンストラクトに由来する組換えウイルスが得られる。 Typically, one type of DNA construct is used, but two or more types of DNA constructs may be used in combination. When a plurality of DNA constructs are used in this manner, each DNA construct is usually designed so that the type of outer shell protein encoded by the retained cDNA differs for each DNA construct. If multiple DNA constructs are used, a recombinant virus can be obtained in which multiple gene segments are derived from the DNA construct.
本発明の一態様ではDNAコンストラクトが、外来遺伝子をコードする配列を更に含む。かかるDNAコンストラクトを使用することによって外来遺伝子が組み込まれた組換えウイルスを得ることができる。このようにして得られた組換えウイルスは外来遺伝子を発現するベクターとして利用可能であり、例えば腸管細胞への外来タンパク質を供給する手段などへの応用が期待される。一方、外来遺伝子の発現産物が外殻タンパク質と結合するようにDNAコンストラクトを設計すれば、ヘルパーウイルス(第2ウイルス)と抗原性の異なる組換えウイルスを得ることが可能である。このような組換えウイルスはワクチンへの利用が期待される。
尚、複数の外来遺伝子をコードする配列を含むようにDNAコンストラクトを設計・構築することにしてもよい。
In one embodiment of the present invention, the DNA construct further comprises a sequence encoding a foreign gene. By using such a DNA construct, a recombinant virus in which a foreign gene is incorporated can be obtained. The recombinant virus thus obtained can be used as a vector for expressing a foreign gene, and is expected to be applied to a means for supplying a foreign protein to intestinal cells, for example. On the other hand, if the DNA construct is designed so that the expression product of the foreign gene binds to the outer shell protein, it is possible to obtain a recombinant virus having antigenicity different from that of the helper virus (second virus). Such recombinant viruses are expected to be used in vaccines.
A DNA construct may be designed and constructed so as to include sequences encoding a plurality of foreign genes.
本発明のDNAコンストラクトは公知のプラスミド等を利用して構築することができる。例えば、T7 RNAポリメラーゼプロモーターを使用したDNAコンストラクトであれば、T7発現ベクターを骨格として、これに必要な遺伝子操作(外殻タンパク質cDNAなどの挿入)を施すことによって目的のDNAコンストラクトを構築可能である。多種多様のT7発現ベクターが入手可能な状態で提供されている。入手可能なT7発現ベクターの例として市販のpBluescriptII SK(+/-)(Stratagene社)、pCRII(Invitrogen社)、pGEM(Promega社)、pET(Novagene社)、pcDNA(Invitorgen社)を挙げることができる。尚、T7 RNAポリメラーゼ以外のRNAポリメラーゼを利用する場合において本発明のDNAコンストラクトの構築に利用できるベクターとして、pBluescriptIISK(+/-)、pCRII、pGEM等を例示できる。 The DNA construct of the present invention can be constructed using a known plasmid or the like. For example, in the case of a DNA construct using the T7 RNA polymerase promoter, the target DNA construct can be constructed by performing the necessary genetic manipulation (insertion of outer shell protein cDNA, etc.) using the T7 expression vector as the backbone. . A wide variety of T7 expression vectors are provided available. Examples of available T7 expression vectors include commercially available pBluescriptII SK (+/-) (Stratagene), pCRII (Invitrogen), pGEM (Promega), pET (Novagene), pcDNA (Invitorgen). it can. Examples of vectors that can be used to construct the DNA construct of the present invention when using an RNA polymerase other than T7 RNA polymerase include pBluescriptIISK (+/−), pCRII, and pGEM.
ところで、宿主細胞にはトランスフェクト操作の前又は後に、上記DNAコンストラクトに組み込まれたRNAポリメラーゼプロモーターに対応するDNA依存性RNAポリメラーゼ(RNAポリメラーゼ)を発現する核酸コンストラクトが導入される。従って、DNAコンストラクトのトランスフェクション及び核酸コンストラクトの導入の結果、宿主細胞内では、核酸コンストラクトが供給するRNAポリメラーゼによって、DNAコンストラクト内の外殻タンパク質遺伝子分節をコードするcDNAを鋳型としてウイルスmRNA(プラス鎖)が転写される。
好ましくは、核酸コンストラクトの導入時期をDNAコンストラクトのトランスフェクト操作の前とする。これによって、速やか且つ効率的にウイルスmRNAが転写される環境を作り出すことができる。
By the way, a nucleic acid construct that expresses a DNA-dependent RNA polymerase (RNA polymerase) corresponding to the RNA polymerase promoter incorporated in the DNA construct is introduced into the host cell before or after the transfection operation. Therefore, as a result of transfection of the DNA construct and introduction of the nucleic acid construct, viral mRNA (plus strand) is generated in the host cell using the cDNA encoding the outer protein gene segment in the DNA construct as a template by RNA polymerase supplied by the nucleic acid construct. ) Is transcribed.
Preferably, the nucleic acid construct is introduced before the transfection operation of the DNA construct. As a result, an environment in which viral mRNA is transcribed quickly and efficiently can be created.
レオウイルス科のウイルスのmRNAは5’末端にキャップ構造を持ち、3’末端にポリAを有さないという特徴を有する。効率的なゲノムの複製と翻訳にはこれらの構造が重要であることが判明している。この事実を考慮し、本発明のDNAコンストラクト内の外殻タンパク質cDNAに由来する遺伝子分節を保有する組換えウイルスを効率的に得ようとすれば、本発明のDNAコンストラクトからの転写によって生じたウイルスmRNAにキャッピング酵素が効率的に作用する環境が提供されることが好ましい。そこで本発明の好ましい一態様では、RNAポリメラーゼを供給するために使用する核酸コンストラクト内にキャッピング酵素をコードする配列を発現可能な状態で配置しておく。かかる核酸コンストラクトが導入されることによって宿主細胞内にはRNAポリメラーゼとキャッピング酵素が供給され、その結果、本発明のDNAコンストラクトから転写されたmRNAを効率的に成熟化させることができる。
RNAポリメラーゼとキャッピング酵素を同時に供給可能な核酸コンストラクトとして、RNAポリメラーゼを発現するように遺伝子改変された組換えワクシニアウイルスを用いることができる。例えば後述の実験例に示されるようにT7 RNAポリメラーゼを発現する組換えワクシニアウイルスを利用すれば、本発明のDNAコンストラクトから成熟したウイルスmRNAを高率で生成させ、もって目的の組換えウイルスの回収効率の向上を図れる。
尚、本発明の核酸コンストラクトとは別のコントラクトによってキャッピング酵素を供給することにしてもよい。例えば、キャッピング酵素をコードする遺伝子を保持した発現ベクターを宿主細胞に別途導入することによってキャッピング酵素を供給することが可能である。
Reoviridae viral mRNAs have the characteristic of having a cap structure at the 5 'end and no poly A at the 3' end. These structures have been found to be important for efficient genome replication and translation. Considering this fact, if an attempt is made to efficiently obtain a recombinant virus having a gene segment derived from the coat protein cDNA in the DNA construct of the present invention, a virus produced by transcription from the DNA construct of the present invention It is preferable to provide an environment in which a capping enzyme acts efficiently on mRNA. Therefore, in a preferred embodiment of the present invention, a sequence encoding a capping enzyme is placed in a nucleic acid construct used for supplying RNA polymerase in a state where it can be expressed. By introducing such a nucleic acid construct, RNA polymerase and a capping enzyme are supplied into the host cell. As a result, mRNA transcribed from the DNA construct of the present invention can be efficiently matured.
As a nucleic acid construct capable of simultaneously supplying RNA polymerase and a capping enzyme, a recombinant vaccinia virus that has been genetically modified to express RNA polymerase can be used. For example, if a recombinant vaccinia virus that expresses T7 RNA polymerase is used as shown in the experimental examples described below, mature viral mRNA can be produced at a high rate from the DNA construct of the present invention, and the desired recombinant virus can be recovered. Efficiency can be improved.
Note that the capping enzyme may be supplied by a contract different from the nucleic acid construct of the present invention. For example, the capping enzyme can be supplied by separately introducing an expression vector carrying a gene encoding the capping enzyme into a host cell.
宿主細胞は、本発明のDNAコンストラクト及び核酸コンストラクトの宿主として機能し得る限り、その種類は特に限定されない。例えばCOS-7細胞、MA104細胞、CV-1細胞、293T細胞、Vero細胞等を宿主細胞として利用することができる。COS-7細胞は、高いトランスフェクション効率が得られ、しかも取扱易いことから好適な宿主細胞といえる。一方、MA104細胞はロタウイルスの増殖率が高い点において好適な宿主細胞である。 The type of host cell is not particularly limited as long as it can function as a host for the DNA construct and nucleic acid construct of the present invention. For example, COS-7 cells, MA104 cells, CV-1 cells, 293T cells, Vero cells and the like can be used as host cells. COS-7 cells can be said to be suitable host cells because of high transfection efficiency and easy handling. On the other hand, MA104 cells are suitable host cells because of their high rotavirus growth rate.
2.ステップ(2)
ステップ(1)の後、ヘルパーウイルスとして、第1ウイルスと同属のウイルス(第2ウイルス)を宿主細胞に感染させるステップを実施する。例えば第1ウイルスとしてロタウイルスを使用した場合には第2ウイルスにもロタウイルスを使用する。但し、第1ウイルスと第2ウイルスは、以降のステップ(3)での抗体による選択を可能にするため、少なくとも外殻タンパク質に関して相違する必要がある。そこで例えば第1ウイルスと第2ウイルスの組合せとして、サルロタウイルスとヒトロタウイルスの組合せを採用することができる。上述のように、転写・合成効率の観点から第1ウイルスをサルロタウイルスとすることが好ましい。このことを考慮して、好ましい一態様では第1ウイルスをサルロタウイルスとし、第2ウイルスをヒトロタウイルス(例えばヒトロタウイルスKU株)とする組合せを採用する。サルロタウイルスの二つの株の組合せや、ヒトロタウイルスの二つの株の組合せを使用するなど、株のレベルで異なる二種類のウイルスの組合せを採用することにしてもよい。
尚、天然に存在する野生型又は変異型のウイルスの他、人為的に遺伝子改変を施した組換えウイルスを第2ウイルスとして使用することもできる。
2. Step (2)
After step (1), a step of infecting host cells with a virus belonging to the same gene as the first virus (second virus) as a helper virus is performed. For example, when rotavirus is used as the first virus, rotavirus is also used as the second virus. However, the first virus and the second virus need to differ at least with respect to the outer shell protein in order to enable selection by an antibody in the subsequent step (3). Therefore, for example, a combination of simian rotavirus and human rotavirus can be adopted as a combination of the first virus and the second virus. As described above, the first virus is preferably a simian virus from the viewpoint of transcription / synthesis efficiency. In view of this, a preferred embodiment employs a combination in which the first virus is a simian rotavirus and the second virus is a human rotavirus (for example, human rotavirus KU strain). You may decide to employ | adopt the combination of two types of viruses which differ by the level of a strain | stump | stock, such as using the combination of two strains of simian rotavirus, and the combination of two strains of human rotavirus.
In addition to wild-type or mutant viruses that exist in nature, recombinant viruses that have been artificially modified can also be used as the second virus.
ロタウイルスを利用した系の場合(即ち第1ウイルス及び第2ウイルスとしてロタウイルスが使用される場合)には通常、第2ウイルス(ヘルパーウイルス)の宿主細胞への感染を促すため、トリプシン又はキモトリプシンの存在下で感染操作を実施する。ロタウイルスの宿主への感染には、外殻タンパク質VP4が特定位置で切断されることが必要と考えられており、トリプシン等はこの感染に必要なVP4の切断を行う。 In the case of a system using rotavirus (that is, when rotavirus is used as the first virus and the second virus), trypsin or chymotrypsin is usually used to promote infection of the second virus (helper virus) into the host cell. Infection is carried out in the presence of. It is considered that the outer shell protein VP4 needs to be cleaved at a specific position for infection of rotavirus host, and trypsin and the like cleave VP4 necessary for this infection.
ステップ(2)を実施した宿主細胞内では、ステップ(1)でトランスフェクトしたDNAコンストラクト内の外殻タンパク質cDNAに由来する外殻タンパク質遺伝子分節と、その他の遺伝子分節として第2ウイルスに由来するものを保有したウイルス(目的の組換えウイルス)が構築される(図5を参照)。一方で、第2ウイルスに由来する遺伝子分節のみを保有するウイルスも構築される。そこで以降のステップ(3)では、このように構築されたウイルスの中から目的の組換えウイルスを選択することが行われる。 In the host cell in which step (2) has been performed, the outer shell protein gene segment derived from the outer shell protein cDNA in the DNA construct transfected in step (1) and the other gene segment derived from the second virus (The target recombinant virus) is constructed (see FIG. 5). On the other hand, a virus having only a gene segment derived from the second virus is also constructed. Therefore, in the subsequent step (3), the target recombinant virus is selected from the thus constructed viruses.
3.ステップ(3)
本発明では、目的の組換えウイルスを選択するために抗体を利用する。具体的には、ステップ(1)で使用するDNAコンストラクトにおける外殻タンパク質cDNAがコードする外殻タンパク質に対応する、第2ウイルスの外殻タンパク質を特異的に認識し中和する抗体を、宿主細胞から産生されるウイルスに接触させる。このように本発明では、第2ウイルス(ヘルパーウイルス)に由来する外殻タンパク質を有するウイルスを中和することによって目的の組換えウイルスを選択的に増殖させる(図6を参照)。例えば、DNAコンストラクトに使用する外殻タンパク質cDNAとしてサルロタウイルスのVP4をコードするcDNAを採用し、第2ウイルスとしてヒトロタウイルスを採用した場合、ヒトロタウイルスのVP4を選択的に中和する抗体(中和抗体)が使用される。
3. Step (3)
In the present invention, an antibody is used to select the target recombinant virus. Specifically, an antibody that specifically recognizes and neutralizes the outer shell protein of the second virus corresponding to the outer shell protein encoded by the outer shell protein cDNA in the DNA construct used in step (1), Contact with the virus produced from Thus, in the present invention, the target recombinant virus is selectively propagated by neutralizing a virus having an outer shell protein derived from the second virus (helper virus) (see FIG. 6). For example, an antibody that selectively neutralizes VP4 of human rotavirus when cDNA encoding VP4 of simian rotavirus is used as the coat protein cDNA used in the DNA construct and human rotavirus is used as the second virus (Neutralizing antibody) is used.
ウイルスと中和抗体との接触は例えば以下のステップ(a)〜(d)のいずれかによって実施される。
ステップ(a):ステップ(2)の後、中和抗体の存在下で宿主細胞を培養する。
ステップ(b):ステップ(a)と同様の手順で宿主細胞の培養を行った後、産生されたウイルスを回収し、別の宿主細胞(第2宿主細胞)に感染させる。続いて、中和抗体の存在下で第2宿主細胞を培養する。
ステップ(c):ステップ(2)の後、産生されたウイルスを回収し、別の宿主細胞(第2宿主細胞)に感染させる。続いて、中和抗体の存在下で第2宿主細胞を培養する。
ステップ(d):ステップ(c)と同様の手順で第2宿主細胞の培養までを行った後、産生されたウイルスを回収し、別の宿主細胞(第3宿主細胞)に感染させる。続いて、中和抗体の存在下で第3宿主細胞を培養する。
The contact between the virus and the neutralizing antibody is performed, for example, by any of the following steps (a) to (d).
Step (a): After step (2), the host cells are cultured in the presence of neutralizing antibodies.
Step (b): After culturing host cells in the same procedure as in step (a), the produced virus is collected and infected with another host cell (second host cell). Subsequently, the second host cell is cultured in the presence of a neutralizing antibody.
Step (c): After step (2), the produced virus is recovered and infected with another host cell (second host cell). Subsequently, the second host cell is cultured in the presence of a neutralizing antibody.
Step (d): After the second host cell is cultured in the same procedure as in step (c), the produced virus is recovered and infected with another host cell (third host cell). Subsequently, the third host cell is cultured in the presence of a neutralizing antibody.
ステップ(b)〜(d)においてウイルスの回収は、培養後の培養液及び/又は細胞破砕液を回収することによって行うことができる。一方、回収された培養液及び/又は細胞破砕液を宿主細胞(第2宿主細胞、第3宿主細胞)に添加(接種)することによって、ウイルスの宿主への感染を行うことができる。 In steps (b) to (d), the virus can be recovered by recovering the culture solution and / or cell disruption solution after culture. On the other hand, by adding (inoculating) the collected culture solution and / or cell disruption solution to the host cells (second host cell, third host cell), the virus can be infected into the host.
ステップ(a)〜(d)において、培養操作の少なくとも一部を回転培養で実施することが好ましい。ここでの「回転培養」とは、細胞を試験管などの培養容器に播種した後、培養容器を回転させながら培養することをいう。回転培養では、培養液の移動が生ずるとともに、細胞表層に接触する培養液の量が少なくなる状態(細胞の表層の湿潤度合が低下する状態)をつくることができ、これによってウイルスの宿主への感染効率の向上を期待できる。回転培養のための専用の装置が市販されており(例えば、タイテック社、ローテーター RT-550、試験管用培養ホルダー利用)、このような市販の装置を利用してここでの回転培養を実施することができる。操作方法は装置に添付の取り扱い説明書に従えばよい。回転速度について例えば、培養容器が1回転するのに要する時間が30秒〜2分の範囲内となるように調節することができる。 In steps (a) to (d), it is preferable to carry out at least a part of the culturing operation by rotary culture. “Rotating culture” as used herein refers to culturing while rotating the culture container after seeding the cells in a culture container such as a test tube. Rotational culture can create a state in which the amount of the culture solution that contacts the cell surface is reduced (a state in which the degree of wetness of the cell surface decreases) as well as the transfer of the culture solution occurs. Expected to improve infection efficiency. A dedicated device for rotational culture is commercially available (for example, using Tytech Co., Ltd., Rotator RT-550, culture holder for test tubes), and using this commercially available device, carry out rotational culture here. Can do. The operation method may follow the instruction manual attached to the apparatus. For example, the rotation speed can be adjusted so that the time required for one rotation of the culture vessel is within a range of 30 seconds to 2 minutes.
以上のステップにおける第2宿主細胞、第3細胞としては例えばMA104細胞、CV-1細胞、293T細胞、Vero細胞等を使用することができる。
ステップ(d)では宿主細胞を2段階に変更して選択操作を行う例を示したが、勿論、宿主細胞を3段階変更することにしてもよい。
尚、宿主細胞、第2宿主細胞、又は第3宿主細胞の培養の際、必要に応じて継代する。また、中和抗体による選択の効果を高めるために継代培養も中和抗体の存在下で実施することが好ましい。
As the second host cell and the third cell in the above steps, for example, MA104 cells, CV-1 cells, 293T cells, Vero cells and the like can be used.
In the step (d), an example in which the host cell is changed to two stages and the selection operation is performed is shown. Of course, the host cell may be changed to three stages.
In addition, when culturing a host cell, a second host cell, or a third host cell, subculture is performed as necessary. In order to enhance the effect of selection with a neutralizing antibody, subculture is preferably performed in the presence of a neutralizing antibody.
ロタウイルスを利用した系の場合には特に、ウイルスの宿主細胞への感染を促すため、感染操作の際にウイルスをトリプシン又はキモトリプシンで活性化することが好ましい。レオウイルスなどを利用した系の場合においても、トリプシン等による活性化は感染価の向上に有効である。トリプシン等によるウイルスの活性化を行うには、ウイルス液にトリプシンを加えてウイルスを活性化し、さらに、培養液にトリプシン等を添加した状態で宿主細胞(第2宿主細胞、第3宿主細胞)を培養すればよい。尚、必要に応じて培養中にトリプシン等を追加で添加することが好ましい。 Particularly in the case of a system using rotavirus, it is preferable to activate the virus with trypsin or chymotrypsin during the infection operation in order to promote infection of the virus to the host cells. Even in the case of a system using reovirus or the like, activation with trypsin or the like is effective in improving the infectious titer. To activate the virus with trypsin or the like, trypsin is added to the virus solution to activate the virus, and the host cells (second host cell and third host cell) are added with trypsin or the like added to the culture solution. Culture may be performed. In addition, it is preferable to add trypsin etc. during culture as needed.
ターゲットの外殻タンパク質を特異的に認識して中和する活性を有する限り、中和抗体の形態や由来などは特に限定されない。中和抗体はポリクローナル抗体、オリゴクローナル抗体(数種〜数十種の抗体の混合物)、及びモノクローナル抗体のいずれでもよい。ポリクローナル抗体又はオリゴクローナル抗体としては、動物免疫して得た抗血清由来のIgG画分のほか、抗原によるアフィニティー精製抗体を使用できる。中和抗体が、Fab、Fab'、F(ab')2、scFv、dsFv抗体などの抗体断片であってもよい。
必要な中和反応のみを引き起こすことで高い選択効率を得るために、中和抗体としてモノクローナル抗体を使用することが好ましい。また、2種類以上の中和抗体を併用することも選択効率の向上に有効である。
The form and origin of the neutralizing antibody are not particularly limited as long as it has an activity of specifically recognizing and neutralizing the target outer shell protein. The neutralizing antibody may be any of a polyclonal antibody, an oligoclonal antibody (a mixture of several to several tens of antibodies), and a monoclonal antibody. As a polyclonal antibody or an oligoclonal antibody, an anti-serum-derived IgG fraction obtained by animal immunization, or an affinity-purified antibody using an antigen can be used. The neutralizing antibody may be an antibody fragment such as Fab, Fab ′, F (ab ′) 2 , scFv, or dsFv antibody.
In order to obtain high selection efficiency by causing only the necessary neutralization reaction, it is preferable to use a monoclonal antibody as the neutralizing antibody. It is also effective to improve the selection efficiency to use two or more neutralizing antibodies in combination.
中和抗体は、免疫学的手法、ファージディスプレイ法、リボソームディスプレイ法などを利用して調製することができる。免疫学的手法によるポリクローナル抗体の調製は次の手順で行うことができる。抗原(ターゲットの外殻タンパク質又はその一部)を調製し、これを用いてマウスやウサギ等の動物に免疫を施す。抗原の具体例として目的の外殻タンパク質を発現する精製ロタウイルス、ロタウイルスのVP4、VP5*、VP7、VP8*又はこれらの一部を挙げることができる。外殻タンパク質からなる抗原はウイルスからの精製、又は配列が同定されている場合は遺伝子組換え技術を利用した方法によって調製することができる。免疫惹起作用を増強するために、キャリアタンパク質を結合させた抗原を用いてもよい。キャリアタンパク質としてはKLM(Keyhole Light Hemocyanin)、BSA(Bovine Serum Albumin)、OVA(Ovalbumin)などが使用される。キャリアタンパク質の結合にはカルボジイミド法、グルタルアルデヒド法、ジアゾ縮合法、MBS(マレイミドベンゾイルオキシコハク酸イミド)法などを使用できる。一方、ターゲットの外殻タンパク質(又はその一部)を、GST、βガラクトシダーゼ、マルトース結合タンパク、又はヒスチジン(His)タグ等との融合タンパク質として発現させた抗原を用いることもできる。このような融合タンパク質は、汎用的な方法により簡便に精製することができる。 Neutralizing antibodies can be prepared using immunological techniques, phage display methods, ribosome display methods, and the like. Preparation of a polyclonal antibody by an immunological technique can be performed by the following procedure. An antigen (target outer shell protein or a part thereof) is prepared, and this is used to immunize animals such as mice and rabbits. Specific examples of the antigen include purified rotavirus expressing the target coat protein, rotavirus VP4, VP5 *, VP7, VP8 * or a part thereof. The antigen consisting of the coat protein can be prepared by purification from a virus or, if the sequence has been identified, by a method using a gene recombination technique. In order to enhance the immunity-inducing action, an antigen bound with a carrier protein may be used. As the carrier protein, KLM (Keyhole Light Hemocyanin), BSA (Bovine Serum Albumin), OVA (Ovalbumin) and the like are used. The carbodiimide method, the glutaraldehyde method, the diazo condensation method, the MBS (maleimidobenzoyloxysuccinimide) method, etc. can be used for the coupling | bonding of carrier protein. On the other hand, an antigen obtained by expressing a target outer shell protein (or a part thereof) as a fusion protein with GST, β-galactosidase, maltose-binding protein, histidine (His) tag or the like can also be used. Such a fusion protein can be easily purified by a general method.
必要に応じて免疫を繰り返し、十分に抗体価が上昇した時点で採血し、遠心処理などによって血清を得る。得られた抗血清をアフィニティー精製し、ポリクローナル抗体とする。
一方、モノクローナル抗体については次の手順で調製することができる。まず、上記と同様の手順で免疫操作を実施する。必要に応じて免疫を繰り返し、十分に抗体価が上昇した時点で免疫動物から抗体産生細胞を摘出する。次に、得られた抗体産生細胞と骨髄腫細胞とを融合してハイブリドーマを得る。続いて、このハイブリドーマをモノクローナル化した後、目的タンパク質に対して高い特異性を有する抗体を産生するクローンを選択する。選択されたクローンの培養液を精製することによって目的の抗体が得られる。一方、ハイブリドーマを所望数以上に増殖させた後、これを動物(例えばマウス)の腹腔内に移植し、腹水内で増殖させて腹水を精製することにより目的の抗体を取得することもできる。上記培養液の精製又は腹水の精製には、プロテインG、プロテインA等を用いたアフィニティークロマトグラフィーが好適に用いられる。また、抗原を固相化したアフィニティークロマトグラフィーを用いることもできる。更には、イオン交換クロマトグラフィー、ゲルろ過クロマトグラフィー、硫安分画、及び遠心分離等の方法を用いることもできる。これらの方法は単独ないし任意に組み合わされて用いられる。なお、精製せずに腹水のままでも、酵素抗体法(ELISA)用の試薬として、ウイルスを中和することなどに使用可能である。
Immunization is repeated as necessary, and blood is collected when the antibody titer sufficiently increases, and serum is obtained by centrifugation or the like. The obtained antiserum is affinity purified to obtain a polyclonal antibody.
On the other hand, a monoclonal antibody can be prepared by the following procedure. First, an immunization operation is performed in the same procedure as described above. Immunization is repeated as necessary, and antibody-producing cells are removed from the immunized animal when the antibody titer sufficiently increases. Next, the obtained antibody-producing cells and myeloma cells are fused to obtain a hybridoma. Subsequently, after this hybridoma is monoclonalized, a clone that produces an antibody having high specificity for the target protein is selected. The target antibody can be obtained by purifying the culture medium of the selected clone. On the other hand, the desired antibody can be obtained by growing the hybridoma to a desired number or more, then transplanting it into the abdominal cavity of an animal (for example, a mouse), growing it in ascites, and purifying the ascites. For purification of the culture medium or ascites, affinity chromatography using protein G, protein A or the like is preferably used. Alternatively, affinity chromatography in which an antigen is immobilized may be used. Furthermore, methods such as ion exchange chromatography, gel filtration chromatography, ammonium sulfate fractionation, and centrifugation can also be used. These methods can be used alone or in any combination. In addition, even ascites without purification, it can be used as a reagent for enzyme antibody method (ELISA) for neutralizing viruses.
4.ステップ(4)
このステップでは、ステップ(3)によって選択的に増殖した目的の組換えウイルスを回収する。培養後の培養液及び/又は細胞破砕液を回収することによって行うことができる。但し、ステップ(3)においてCV-1などを使用してプラーク純化を行った場合は形成されたプラークより目的の組換えウイルスを回収する。回収された組換えウイルスは必要に応じて精製される。分画遠心法、密度勾配超遠心法(ナイコデンツ、塩化セシウムなどを利用)、カラムクロマトグラフィーなどを適宜組み合わせてウイルスの精製を行うことができる。
4). Step (4)
In this step, the target recombinant virus selectively propagated in step (3) is collected. It can be performed by recovering the culture solution and / or cell disruption solution after the culture. However, when plaque purification is performed using CV-1 or the like in step (3), the target recombinant virus is recovered from the formed plaque. The recovered recombinant virus is purified as necessary. The virus can be purified by appropriately combining fractional centrifugation, density gradient ultracentrifugation (using Nycodenz, cesium chloride, etc.), column chromatography, and the like.
以下において、ゲノムが10〜12本の2本鎖RNAからなり、レオウイルス科に属するロタウイルスのリバースジェネティクス系の開発に成功したことを報告する。この系は、細胞質中に人工的なウイルスmRNAを供給するために、組換えワクシニアウイルス由来のT7 RNAポリメラーゼを利用する。ヘルパーウイルス(ヒトロタウイルスKU株)の重感染によって、細胞質中でcDNAより転写されたサルロタウイルスSA11株の完全長VP4 mRNAよりVP4遺伝子分節が合成され、そして当該遺伝子分節を含むKU株ベースのトランスフェクタントウイルス(組換えウイルス)が構築される。真正のSA11 株VP4遺伝子分節を有するトランスフェクタントウイルスに加え、SA11株VP4ゲノム中の遺伝子マーカーとして、2つの制限酵素切断部位の両方または一方を破壊するサイレント変異を導入した感染性ロタウイルストランスフェクタントを3種、構築することにも成功した。 In the following, we report that the genome consists of 10 to 12 double-stranded RNAs and succeeded in developing a reverse genetics system for rotavirus belonging to the family Reoviridae. This system utilizes T7 RNA polymerase from recombinant vaccinia virus to supply artificial viral mRNA into the cytoplasm. A VP4 gene segment is synthesized from the full-length VP4 mRNA of the simian rotavirus SA11 strain transcribed from cDNA in the cytoplasm by superinfection with a helper virus (human rotavirus KU strain), and the KU strain based Transfectant virus (recombinant virus) is constructed. Infectious rotavirus transfectant introduced with a silent mutation that disrupts both or one of the two restriction enzyme cleavage sites as a gene marker in the SA11 strain VP4 genome in addition to a transfectant virus having a genuine SA11 strain VP4 gene segment We have also succeeded in building three types of factants.
1.材料と方法
(1)ウイルス
ヒトロタウイルスKU株(Urasawa, S., Urasawa, T., Taniguchi, K. & Chiba, S. (1984) Arch. Virol. 81, 1-12.)とサルロタウイルスSA11株(SA11-L2)(Taniguchi, K., Nishikawa, K., Kobayashi, N., Urasawa, T., Wu, H., Gorziglia, M. & Urasawa, S. (1994) Virology 198, 325-330.)はトリプシン(10 μg/ml、シグマ製)で前処理し、MA104細胞を用い、トリプシン(1μg/m)存在下で増殖させた。組換えワクシニアウイルスrDIs-T7pol(Ishii, K., Ueda, Y., Matuo, K., Matsuura. Y., Kitamura, T., Kato, K., Izumi, Y., Someya, K., Ohsu, T., Honda, M. & Miyamura, T. (2001) Virology 302, 433-444.)は松浦善治先生(大阪大学微生物病研究所)から分与を受けた。本ウイルスはT7 RNAポリメラーゼを発現するように操作されており、ニワトリ胚線維芽細胞で増殖させた。
1. Materials and Methods (1) Virus Human rotavirus KU strain (Urasawa, S., Urasawa, T., Taniguchi, K. & Chiba, S. (1984) Arch. Virol. 81, 1-12.) And simian rotavirus SA11 strain (SA11-L2) (Taniguchi, K., Nishikawa, K., Kobayashi, N., Urasawa, T., Wu, H., Gorziglia, M. & Urasawa, S. (1994) Virology 198, 325- 330.) was pretreated with trypsin (10 μg / ml, Sigma) and grown in the presence of trypsin (1 μg / m) using MA104 cells. Recombinant vaccinia virus rDIs-T7pol (Ishii, K., Ueda, Y., Matuo, K., Matsuura. Y., Kitamura, T., Kato, K., Izumi, Y., Someya, K., Ohsu, T., Honda, M. & Miyamura, T. (2001) Virology 302, 433-444.) Was distributed by Professor Yoshiharu Matsuura (Institute for Microbial Diseases, Osaka University). The virus was engineered to express T7 RNA polymerase and was propagated in chicken embryo fibroblasts.
(2)細胞培養と感染
COS-7(サル腎臓上皮細胞)、MA104細胞、CV-1細胞は、5%ウシ胎児血清を添加したイーグル基礎培地(MEM)で培養した。
単層細胞に37℃で30分、トリプシン(10 μg/ml)で前処理したロタウイルスを接種した。37℃、1時間の吸着の後、ウシ胎仔血清を含まないMEM(不完全培地)で感染細胞を洗浄した後、回収まで、トリプシン(1μg/m)含有の不完全培地で培養した。培養液(細胞も含む)を凍結融解処理(3回)に供した後、細胞片を除くために低速で遠心した。上清を実験に使用した。
(2) Cell culture and infection
COS-7 (monkey kidney epithelial cells), MA104 cells, and CV-1 cells were cultured in Eagle basal medium (MEM) supplemented with 5% fetal bovine serum.
Monolayer cells were inoculated with rotavirus pretreated with trypsin (10 μg / ml) at 37 ° C. for 30 minutes. After adsorption at 37 ° C. for 1 hour, the infected cells were washed with MEM (incomplete medium) not containing fetal calf serum, and then cultured in incomplete medium containing trypsin (1 μg / m) until collection. The culture solution (including cells) was subjected to freeze-thaw treatment (three times) and then centrifuged at low speed to remove cell debris. The supernatant was used for experiments.
(3)SA11株の真正なVP4遺伝子cDNAの構築(図2)
破砕液(1% SDS, 0.1% 2-メルカプトエタノール, 60mM EDTA)で培養液を破砕後、フェノール−クロロホルムで抽出し、SA11ウイルスの2本鎖RNA(dsRNA)を得た。SA11ウイルスのVP4遺伝子のcDNAは、既述(Taniguchi, K., Kojima, K. & Urasawa, S. (1996) J. Virol. 70, 4125-4130.)のように、トリ骨髄芽球症ウイルス由来逆転写酵素(生化学工業)とプライマー1(配列番号1、図1)を使って、ビリオンdsRNAから合成した。KOD-plus (東洋紡)と、T7プロモーターの塩基配列およびSA11ウイルスのVP4遺伝子の5’末端配列に対応する塩基配列を含むプライマー1、2(配列番号1、2)とを用いてPCRを行い、完全長のVP4遺伝子(配列番号8、2.4 kb、GenBank Accession No. D16345)をコードするcDNAを増幅した。HindIIIで消化後、増幅したcDNAを、松浦善冶博士より分与され、元々はConzelmann KK 博士(Max-von Petterkofer Institute and Gene Center, Ludwig-Maximillians-University, ドイツ)により作製されたT7発現ベクターpX8dT(Schnell, M. J., Mebatsion, T. & Conzelmann, K. K. (1994) EMBO J. 13, 4195-4203.)のHindIII及びSmaIサイトにライゲートした。ここで調製されたプラスミドpT7/VP4(SA11)は、T7 RNAポリメラーゼプロモーターとD型肝炎ウイルス(HDV)リボザイム(さらに下流にはT7 RNAポリメラーゼターミネータが配置される)に挟まれる位置に、SA11の完全長のVP4遺伝子cDNAを含む。
(3) Construction of authentic VP4 gene cDNA of SA11 strain (Fig. 2)
The culture solution was disrupted with a disruption solution (1% SDS, 0.1% 2-mercaptoethanol, 60 mM EDTA), and extracted with phenol-chloroform to obtain double-stranded RNA (dsRNA) of SA11 virus. The cDNA of VP4 gene of SA11 virus is avian myeloblastosis virus as described above (Taniguchi, K., Kojima, K. & Urasawa, S. (1996) J. Virol. 70, 4125-4130.) Synthesized from virion dsRNA using reverse transcriptase (Seikagaku Corporation) and primer 1 (SEQ ID NO: 1, FIG. 1). Perform PCR using KOD-plus (Toyobo) and primers 1 and 2 (SEQ ID NOs: 1 and 2) containing the base sequence of the T7 promoter and the base sequence corresponding to the 5 ′ end sequence of the VP4 gene of SA11 virus, A cDNA encoding the full-length VP4 gene (SEQ ID NO: 8, 2.4 kb, GenBank Accession No. D16345) was amplified. After digestion with HindIII, the amplified cDNA was distributed by Dr. Zenji Matsuura and originally created by Dr. Conzelmann KK (Max-von Petterkofer Institute and Gene Center, Ludwig-Maximillians-University, Germany) pX8dT (Schnell, MJ, Mebatsion, T. & Conzelmann, KK (1994) EMBO J. 13, 4195-4203.) Were ligated to the HindIII and SmaI sites. The plasmid pT7 / VP4 (SA11) prepared here is located at the position between the T7 RNA polymerase promoter and the hepatitis D virus (HDV) ribozyme (further downstream, the T7 RNA polymerase terminator is located). Contains the long VP4 gene cDNA.
(4)ロタウイルスゲノムへの遺伝子マーカーの導入(図2)
VP4遺伝子の操作はプラスミドpT7/VP4(SA11)を使用して行った。QuikChange XLsite-directed mutagenesis kit(Stratagene社製)を添付の説明書に従って使用し、ナンセンス変異を人工的な導入により、ユニークなPstIおよびHaeIIサイト(SA11のVP4遺伝子の塩基No. 1,364および塩基No. 1,569)を破壊した。手短に述べると、SA11のPstI及びHaeIIサイトの塩基配列に変異を加えるプライマー3、4(配列番号3、4)とプライマー5、6(配列番号5、6)を用いてpT7/VP4(SA11)を増幅した。鋳型として使用したpT7/VP4(SA11)を除去するため、DpnIで消化後、PCR産物で大腸菌コンピテント細胞をトランスフォームした。得られたプラスミドpT7/VP4(SA11)-ΔPstI及びpT7/VP4(SA11)-ΔHaeIIはそれぞれ、PstIサイト及びHaeIサイトにサイレント変異を有している。さらに、プラスミドpT7/VP4(SA11)-ΔPstI,ΔHaeIIを、鋳型としてのpT7/VP4(SA11)-ΔHaeIIとプライマー3、4(配列番号3、4)を用いて、上述と同様の方法で調製した。これはPstIサイトとHaeIIサイトの両方に変異を有する。このようにして新たに調製したプラスミドは全て、その塩基配列を確認することで、適切なクローンであることが確認された。
(4) Introduction of genetic markers into the rotavirus genome (Figure 2)
Manipulation of the VP4 gene was performed using the plasmid pT7 / VP4 (SA11). Using the QuikChange XLsite-directed mutagenesis kit (Stratagene) according to the attached instructions and artificially introducing nonsense mutations, unique PstI and HaeII sites (SA11 VP4 bases Nos. 1,364 and 1,569) ) Was destroyed. Briefly, pT7 / VP4 (SA11) using primers 3 and 4 (SEQ ID NOs: 3 and 4) and primers 5 and 6 (SEQ ID NOs: 5 and 6) which add mutations to the base sequence of PstI and HaeII sites of SA11. Was amplified. In order to remove pT7 / VP4 (SA11) used as a template, E. coli competent cells were transformed with the PCR product after digestion with DpnI. The resulting plasmids pT7 / VP4 (SA11) -ΔPstI and pT7 / VP4 (SA11) -ΔHaeII have silent mutations at the PstI site and the HaeI site, respectively. Furthermore, plasmids pT7 / VP4 (SA11) -ΔPstI and ΔHaeII were prepared in the same manner as described above using pT7 / VP4 (SA11) -ΔHaeII as a template and primers 3 and 4 (SEQ ID NOs: 3 and 4). . This has mutations in both PstI and HaeII sites. All newly prepared plasmids were confirmed to be appropriate clones by confirming their base sequences.
(5)リバースジェネティクス(図5、6)
COS-7細胞を60mmシャーレに80%ほど埋まる程度に増殖させた。rDIs-T7polを1時間前に感染多重度(MOI)3で感染させたCOS-7細胞に、TransIT-1(Mirus社製)を用いて、5μgのpT7/VP4(SA11)、pT7/VP4(SA11)-ΔPstI、pT7/VP4(SA11)-ΔHaeII又はpT7/VP4(SA11)-ΔPstI,ΔHaeIIをトランスフェクトした。トランスフェクション後、20時間目に細胞を不完全培地で2度洗浄し、続いてヘルパーウイルスとしてのKU株(KU株のVP4遺伝子の配列を配列番号9に示す。GenBank Accession No. M21014)を感染多重度3で重感染させた。ヘルパーウイルス感染後、24時間目に、培養液中の、SA11cDNA由来のVP4遺伝子を有するトランスフェクタントウイルスを下記の方法で選択した。
SA11cDNA由来のVP4遺伝子を有するトランスフェクタントウイルスを選択するために、回収したウイルスをトリプシンで活性化した後、60 mmシャーレに単層培養したMA-104細胞に接種した。1時間の吸着後、感染細胞を不完全培地で2度洗浄し、トリプシン(1 μg/ml)と、P[8]タイプのヘルパーウイルスKU株を特異的に中和する抗VP4中和モノクローナル抗体ST-1F2(Taniguchi, K., Morita, Y., Urasawa, T. & Urasawa, S. (1987) J. Virol. 61, 1726-1730.)及びYO-2C2(Taniguchi, K., Urasawa, S. & Urasawa, T. (1985) J. Gen. Virol. 66, 1045-1053.)の存在下、不完全培地中で培養した。ロタウイルスにより生じた細胞変性効果が現れたら培養細胞を回収し、継代培養に供した。こうして取り出したトランスフェクタントウイルスを3度MA104細胞で継代し、その後CV-1細胞でプラーク純化した(Taniguchi, K., Morita, Y., Urasawa, T. & Urasawa, S. (1987) J. Virol. 61, 1726-1730.)。
尚、中和モノクローナル抗体ST-1F2及びYO-2C2の調製法は次の通りである(詳細については、札幌医誌56(1)71〜85(1987)、Taniguchi, K., Morita, Y., Urasawa, T. & Urasawa, S. (1987) J. Virol. 61, 1726-1730.、Taniguchi, K., Urasawa, S. & Urasawa, T. (1985) J. Gen. Virol. 66, 1045-1053.を参照)。免疫原としては精製したヒトロタウイルスYO株(G serotype 3)、ST-3株(G serotype 4)(NIHのR.G.Wyatt博士より供与)を使用した。まず、精製ウイルス液(約108p・f・u/ml)0.1mlをBALB/cマウスに第1日目、第30日目、第45日目に腹腔内接種し免疫した。第48日目に免疫マウスの脾細胞とマウスの骨髄細胞P3-X63-Ag8・653細胞をポリエチレングリコール1540を用いて融合した。融合後20日ないし30日目に、ハイブリドーマ培養上清中の抗HRV中和活性を間接蛍光抗体法により検索し、中和モノクローナル抗体(N-mAb)産生の有無を確認した。N-mAbを産生すると判定されたハイブリドーマは、少なくとも2回、限界希釈法によりクローニングを行った。最終的にプリステインで前処理したBALB/cマウスに107個のハイブリドーマを腹腔内接種し、腹水を得た。各ハイブリドーマの産生する免疫グロブリンのアイソタイプの決定は、マウスIgG, IgM, IgG1, IgG2a, IgG2b及びIgG3に対するウサギ抗血清(Miles Yeda, Rehorot, Israel)と、ハイブリドーマ培養上清の25倍濃縮液を使用し、Ouchterlony法により行った。以上の方法によって、KU株に対する中和モノクローナル抗体ST-1F2を産生するハイブリドーマ、及び同YO-2C2を産生するハイブリドーマを得た。
(5) Reverse genetics (Figs. 5 and 6)
COS-7 cells were grown to such an extent that they were buried about 80% in a 60 mm petri dish. COS-7 cells infected with rDIs-T7pol at a multiplicity of infection (MOI) 3 of 1 hour ago using TransIT-1 (Mirus), 5 μg of pT7 / VP4 (SA11), pT7 / VP4 ( SA11) -ΔPstI, pT7 / VP4 (SA11) -ΔHaeII or pT7 / VP4 (SA11) -ΔPstI, ΔHaeII were transfected. At 20 hours after transfection, the cells were washed twice with incomplete medium, followed by infection with the KU strain (the VP4 gene sequence of KU strain is shown in SEQ ID NO: 9, GenBank Accession No. M21014) as a helper virus. Superinfection was performed at a multiplicity of 3. At 24 hours after infection with helper virus, a transfectant virus having SA11 cDNA-derived VP4 gene in the culture was selected by the following method.
In order to select a transfectant virus having a VP4 gene derived from SA11 cDNA, the collected virus was activated with trypsin and then inoculated into MA-104 cells cultured in a monolayer in a 60 mm petri dish. After 1 hour of adsorption, the infected cells are washed twice with incomplete medium, and trypsin (1 μg / ml) and an anti-VP4 neutralizing monoclonal antibody that specifically neutralizes P [8] type helper virus KU strain ST-1F2 (Taniguchi, K., Morita, Y., Urasawa, T. & Urasawa, S. (1987) J. Virol. 61, 1726-1730.) And YO-2C2 (Taniguchi, K., Urasawa, S & Urasawa, T. (1985) J. Gen. Virol. 66, 1045-1053.). When the cytopathic effect produced by rotavirus appeared, the cultured cells were collected and subjected to subculture. Transfectant virus thus removed was passaged 3 times with MA104 cells and then plaque purified with CV-1 cells (Taniguchi, K., Morita, Y., Urasawa, T. & Urasawa, S. (1987) J. Virol. 61, 1726-1730.).
The neutralizing monoclonal antibodies ST-1F2 and YO-2C2 were prepared as follows (for details, see Sapporo Medical Journal 56 (1) 71-85 (1987), Taniguchi, K., Morita, Y. , Urasawa, T. & Urasawa, S. (1987) J. Virol. 61, 1726-1730., Taniguchi, K., Urasawa, S. & Urasawa, T. (1985) J. Gen. Virol. 66, 1045 -1053.) As the immunogen, purified human rotavirus YO strain (G serotype 3) and ST-3 strain (G serotype 4) (provided by Dr. RGWyatt of NIH) were used. First, 0.1 ml of purified virus solution (about 10 8 p · f · u / ml) was inoculated intraperitoneally on BALB / c mice on the 1st, 30th and 45th days. On the 48th day, spleen cells of the immunized mouse and mouse bone marrow P3-X63-Ag8 · 653 cells were fused using polyethylene glycol 1540. On the 20th to 30th day after the fusion, the anti-HRV neutralizing activity in the hybridoma culture supernatant was searched by the indirect fluorescent antibody method to confirm the presence or absence of neutralizing monoclonal antibody (N-mAb) production. The hybridoma determined to produce N-mAb was cloned at least twice by the limiting dilution method. Finally, 10 7 hybridomas were intraperitoneally inoculated into BALB / c mice pretreated with prestain to obtain ascites. Rabbit antiserum against mice IgG, IgM, IgG1, IgG2a, IgG2b and IgG3 (Miles Yeda, Rehorot, Israel) and 25-fold concentrated supernatant of hybridoma culture were used to determine the isotype of the immunoglobulin produced by each hybridoma And performed by the Ouchterlony method. By the above method, a hybridoma producing neutralizing monoclonal antibody ST-1F2 against KU strain and a hybridoma producing YO-2C2 were obtained.
(6)回収ウイルスにおけるcDNA由来VP4遺伝子の同定
回収ウイルスのゲノムdsRNAを培養液から抽出した。沈殿させたビリオンdsRNAを用いて、(1)ポリアクリルアミド電気泳動(PAGE)、(2)RT-PCR制限酵素消化解析、(3)塩基配列決定を行なった。PAGEでは、dsRNAを2mm厚の10%アクリルアミドゲルで20 mA、室温の条件下、16時間泳動させ、銀染色で判定した。RT-PCR制限酵素消化解析では、プライマー1(配列番号1)を用い、SuperScript II RT (Invitrogen)でdsRNAをcDNAに変換し、完全長のVP4遺伝子をプライマー1、2(配列番号1、2)で増幅した。PCR産物をPstI又はHaeIIで消化し、得られた断片を1.25% アガロースゲルを用いた電気泳動で分離した。ゲルをエチジウムブロマイドで染色した。塩基配列決定では、DYEnamiic ET terminator cycle sequencing kit (Amersham Biosciences)を使用し、ABI PRISM 310自動配列決定装置によってPCR産物の配列を直接決定した。
(6) Identification of cDNA-derived VP4 gene in recovered virus Genomic dsRNA of recovered virus was extracted from the culture solution. Using the precipitated virion dsRNA, (1) polyacrylamide electrophoresis (PAGE), (2) RT-PCR restriction enzyme digestion analysis, and (3) base sequencing were performed. In PAGE, dsRNA was electrophoresed on a 2 mm-thick 10% acrylamide gel at 20 mA and room temperature for 16 hours and judged by silver staining. For RT-PCR restriction enzyme digestion analysis, primer 1 (SEQ ID NO: 1) is used, dsRNA is converted to cDNA using SuperScript II RT (Invitrogen), and full-length VP4 gene is converted to primers 1 and 2 (SEQ ID NOs: 1, 2). Amplified with The PCR product was digested with PstI or HaeII, and the resulting fragments were separated by electrophoresis using a 1.25% agarose gel. The gel was stained with ethidium bromide. For the nucleotide sequence determination, the DYEnamiic ET terminator cycle sequencing kit (Amersham Biosciences) was used, and the sequence of the PCR product was directly determined by an ABI PRISM 310 automatic sequencer.
2.結果
(1)SA11 VP4遺伝子cDNAの構造(図2)
cDNA由来の新たな遺伝子セグメントを有する感染性のトランスフェクタントを作製するために、Palese博士ら(Enami, M., Luytjes, W., Krystal, M. & Palese, P. (1990) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 87, 3802-3805.、Enami, M. & Palese, P. (1991) Virology 185, 291-298.)がインフルエンザウイルスで最初に開発したヘルパーウイルスを使用したリバースジェネティクスの手法を一部改変して行なった。この手法では、培養液中のウイルスの大多数はヘルパーウイルスなので、cDNA由来の遺伝子を含むトランスフェクタントウイルスを得るためには強い選択系が要求される。そこで、SA11株のような、P[8]以外のタイプのVP4を有するウイルスの増殖には何ら影響を与えず、KU株のようなP[8]タイプのヒトロタウイルスを特異的に中和するVP4スパイク蛋白質に対する中和モノクロン抗体を利用する選択系を構築した。即ち、このような中和抗体の存在下で継代することにより、ヘルパーウイルスであるKU株のバックグラウンド下で、SA11のcDNA由来のVP4遺伝子分節を含むトランスフェクタントウイルスを選択的に増殖させることにした。この戦略は、SA11のVP4を有するロタウイルスではオリジナルのヒトロタウイルスよりも格段に良好な増殖を示すことからも(Greenberg, H. B., Kalica, A. R., Wyatt, R. G., Jones, R. W., Kapikian, A. Z. & Chanock, R. M. (1981) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 78, 420-424.)、有利であると考えられる。
まず、T7 RNAポリメラーゼプロモーターとD型肝炎ウイルス(HDV)リボザイムに挟まれるように配置されたSA11ウイルス完全長VP4遺伝子(D型肝炎ウイルス(HDV)リボザイムの下流にはT7 RNAポリメラーゼターミネータが配置される)をクローン化した(図2)。このようにして得られたベクターpT7/VP4(SA11)は、真正のSA11 VP4 mRNAの末端に対応する正しい5’末端及び3’末端を有する2,362塩基のプラス鎖RNAを産生することになる。
2. Results (1) SA11 VP4 gene cDNA structure (Figure 2)
To produce infectious transfectants with new gene segments derived from cDNA, Dr. Palese et al. (Enami, M., Luytjes, W., Krystal, M. & Palese, P. (1990) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 87, 3802-3805., Enami, M. & Palese, P. (1991) Virology 185, 291-298.) Reverse genetics using helper virus first developed with influenza virus The method was partially modified. In this technique, since the majority of viruses in the culture solution are helper viruses, a strong selection system is required to obtain a transfectant virus containing a cDNA-derived gene. Therefore, it has no effect on the growth of viruses with VP4 types other than P [8], such as SA11 strain, and specifically neutralizes P [8] type human rotaviruses, such as KU strain. A selection system using neutralizing monoclonal antibody against VP4 spike protein was constructed. That is, by subculturing in the presence of such neutralizing antibody, the transfectant virus containing the VP4 gene segment derived from SA11 cDNA is selectively propagated in the background of the helper virus KU strain. Decided to let. This strategy also shows that rotavirus with SA11 VP4 shows significantly better growth than the original human rotavirus (Greenberg, HB, Kalica, AR, Wyatt, RG, Jones, RW, Kapikian, AZ & Chanock, RM (1981) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 78, 420-424.).
First, the SA11 virus full-length VP4 gene placed between the T7 RNA polymerase promoter and the hepatitis D virus (HDV) ribozyme (a T7 RNA polymerase terminator is placed downstream of the hepatitis D virus (HDV) ribozyme). ) Was cloned (FIG. 2). The vector pT7 / VP4 (SA11) thus obtained produces a 2,362-base positive strand RNA having the correct 5 ′ end and 3 ′ end corresponding to the ends of the authentic SA11 VP4 mRNA.
(2)全長のSA11 VP4遺伝子をコードするcDNAのトランスフェクションとcDNA由来のVP4ゲノムを有するウイルスの回収(図5、6)
T7 RNAポリメラーゼを供給するために1時間前に組換えワクシニアウイルスを感染させたCOS-7細胞に対して、転写プラスミドpT7/VP4(SA11)をトランスフェクトした。トランスフェクション後1日目に、トランスフェクトした細胞にヘルパーウイルスとしてのKUウイルスを重感染させ、さらに24時間培養を続けた後、培養液を回収した。回収した培養液と及びKU株ヘルパーウイルスを特異的に中和する2種類の中和抗体ST-1F2、YO-2C2を、試験管内に培養したMA104細胞の培養液中に添加した後、試験管を回転培養機(ローテーター RT-550、タイテック社、社製)に移し、2分/回転の条件下でMA104細胞を培養した。感染8日後、MA104細胞は細胞変性効果(CPE)を示し、cDNA由来のVP4遺伝子を取り込んだトランスフェクタントウイルスの生成が示唆された。
(2) Transfection of cDNA encoding full-length SA11 VP4 gene and recovery of virus having VP4 genome derived from cDNA (Figs. 5 and 6)
Transcription plasmid pT7 / VP4 (SA11) was transfected into COS-7 cells infected with recombinant vaccinia virus one hour ago to supply T7 RNA polymerase. On the first day after transfection, the transfected cells were superinfected with KU virus as a helper virus, and the culture was further continued for 24 hours. After adding the collected culture medium and two types of neutralizing antibodies ST-1F2 and YO-2C2 that specifically neutralize KU strain helper virus to the culture medium of MA104 cells cultured in the test tube, Was transferred to a rotary incubator (Rotator RT-550, manufactured by Taitec Co., Ltd.), and MA104 cells were cultured under conditions of 2 minutes / rotation. Eight days after infection, MA104 cells showed cytopathic effect (CPE), suggesting the generation of a transfectant virus incorporating the cDNA-derived VP4 gene.
(3)回収ウイルスのRNA解析(図3)
選択実験で得られたウイルスをプラーク純化した後、プラークをMA104細胞で増幅した。ビリオンdsRNAをこの試料から抽出しPAGEで分析した。図3は、VP4遺伝子クローニングに使用したSA11(レーン1)、ヘルパーウイルスに使用したKU株(レーン3)、及び両方のウイルスの混合物(レーン5)からのdsRNAのパターンを示す。レーン2と4でのVP4遺伝子dsRNAは、SA11の対応するdsRNAと同じ位置(レーン1)に移動し、その移動度は、ヘルパーウイルスであるKU株のVP4遺伝子セグメントの移動度(レーン3)より遅かった。さらに、RT-PCR断片の塩基配列決定により、回収したウイルスのVP4遺伝子がSA11由来であることが示された(データ示さず)。以上のように、cDNAのトランスフェクション及びその後のヘルパーウイルスの重感染の結果として、cDNA由来のVP4遺伝子分節を含む感染性ロタウイルストランスフェクタント(KU//rVP4(SA11)ウイルス)が得られることが示された。
(3) RNA analysis of recovered virus (Figure 3)
After purifying the virus obtained in the selection experiment, plaques were amplified in MA104 cells. Virion dsRNA was extracted from this sample and analyzed by PAGE. FIG. 3 shows the pattern of dsRNA from SA11 (lane 1) used for VP4 gene cloning, the KU strain used for helper virus (lane 3), and a mixture of both viruses (lane 5). The VP4 gene dsRNA in lanes 2 and 4 moves to the same position (lane 1) as the corresponding dsRNA of SA11, and the mobility is based on the mobility of the VP4 gene segment of the KU strain, which is a helper virus (lane 3). It was late. Furthermore, the nucleotide sequence of the RT-PCR fragment showed that the recovered virus VP4 gene was derived from SA11 (data not shown). As described above, infectious rotavirus transfectant (KU // rVP4 (SA11) virus) containing cDNA-derived VP4 gene segment is obtained as a result of cDNA transfection and subsequent superinfection with helper virus. It was shown that.
(4)感染性ロタウイルスのゲノムへの部位特異的変異の導入
次いで、PCRを利用した部位特異的変異法によって、プラスミドpT7/VP4(SA11)におけるVP4遺伝子のコーディング領域に遺伝子マーカーとしての4つのサイレント変異を導入した。cDNAでの4ヶ所の変異は、塩基No.1,365をTからAに変更するもの、塩基No.1,368をAからCに変更するもの、塩基No.1,569をGからAに変更するもの、及び塩基No.1,572をGからAへ変更するものであり、塩基No. 1,364のPstIサイトと塩基No. 1,569のHaeIIサイトをそれぞれ破壊する。このようにして新たに調製したプラスミドpT7/VP4(SA11)ΔPstI、pT7/VP4(SA11)ΔHaeII、及びpT7/VP4(SA11)-ΔPstI,ΔHaeIIはそれぞれ、PstIサイト、HaeIIサイト、及びこれら両サイトを破壊する変異を有している。すでに組換えワクシニアウイルスで感染したCOS-7細胞にそれぞれの変異を加えたプラスミドをトランスフェクションし、次いでヘルパーウイルスで重感染することにより、KU//rVP4(SA11)-ΔPstI、KU//rVP4(SA11)-ΔHaeII、及びKU//rVP4(SA11)-ΔPstI,ΔHaeIIと呼称するトランスフェクタントウイルスがヘルパーウイルス特異的中和モノクロン抗体の存在下で増殖した。培養液からビリオンdsRNAを抽出し、PAGEとVP4全塩基配列を対象としたRT-PCRを行なった。PAGEの結果、回収したウイルスの4番目の遺伝子分節の移動度は、SA11株の対応する遺伝子分節の移動度と同一であった(データ示さず)。RT-PCR制限酵素消化分析の結果では、KU//rVP4(SA11)の2,386塩基対の産物は、PstIによる消化によって1,392塩基対の断片と994塩基対の断片になり、HaeIIによる消化によって1,597塩基対の断片と789塩基対の断片となった(図4A)。一方、新たに回収されたトランスフェクタントウイルスからの対応するDNA断片は、予想された通り、PstI及び/又はHaeIIで切断されなかった(図4A)。さらに、PCR産物の直接塩基配列決定により、回収したウイルスのゲノム内にこれらのサイレント変異が確かに存在していた(図4B)。このように、組換えワクシニアウイルスのT7 RNAポリメラーゼを利用した系において、クローン化したcDNAのトランスフェクション及びそれに続くヘルパーウイルスの重感染により、ゲノム内に部位特異的変異を有する感染性ロタウイルスを回収することに成功した。
(4) Introduction of site-specific mutations into the genome of infectious rotavirus Next, four site markers as gene markers in the coding region of the VP4 gene in plasmid pT7 / VP4 (SA11) were obtained by site-specific mutagenesis using PCR. Silent mutation was introduced. The four mutations in cDNA are those that change base No. 1,365 from T to A, those that change base No. 1,368 from A to C, those that change base No. 1,569 from G to A, and bases No. 1,572 is changed from G to A, and the PstI site of base No. 1,364 and the HaeII site of base No. 1,569 are destroyed. The newly prepared plasmids pT7 / VP4 (SA11) ΔPstI, pT7 / VP4 (SA11) ΔHaeII, and pT7 / VP4 (SA11) -ΔPstI, ΔHaeII are respectively represented as PstI site, HaeII site, and both sites. Has a mutation to destroy. KU // rVP4 (SA11) -ΔPstI, KU // rVP4 () was transfected by transfection of COS-7 cells that had already been infected with recombinant vaccinia virus with plasmids with the respective mutations, followed by superinfection with helper virus. Transfectant viruses designated SA11) -ΔHaeII and KU // rVP4 (SA11) -ΔPstI, ΔHaeII grew in the presence of helper virus-specific neutralizing monoclonal antibodies. Virion dsRNA was extracted from the culture, and PAGE and RT-PCR were performed on the entire VP4 nucleotide sequence. As a result of PAGE, the mobility of the fourth gene segment of the recovered virus was the same as the mobility of the corresponding gene segment of the SA11 strain (data not shown). As a result of RT-PCR restriction enzyme digestion analysis, the 2,386 base pair product of KU // rVP4 (SA11) was digested with PstI into a 1,392 base pair fragment and a 994 base pair fragment, and digested with HaeII, 1,597 base pairs. A pair of fragments and a fragment of 789 base pairs were obtained (FIG. 4A). On the other hand, the corresponding DNA fragment from the newly recovered transfectant virus was not cleaved with PstI and / or HaeII as expected (FIG. 4A). In addition, direct silencing of the PCR product certainly showed these silent mutations in the recovered viral genome (FIG. 4B). Thus, infectious rotaviruses with site-specific mutations in the genome were recovered by transfection of cloned cDNA and subsequent superinfection of helper virus in a system using T7 RNA polymerase of recombinant vaccinia virus. Succeeded in doing.
3.考察
以上のように、世界で初のロタウイルスのリバースジェネティクス系の構築に成功した。ここで示した手段では、T7 RNAポリメラーゼを発現する組換えワクシニアウイルスの感染及びヘルパーウイルスの重感染を利用する。レオウイルス科に属するウイルスについては、RonerとJoklikがレオウイルスのトランスフェクタントを生成するリバースジェネティクス系を報告した(Roner, M. R., Sutphin, L. A. & Joklik, W. K. (1990) Virology 179, 845-852.、Roner, M. R., Nepluev, I., Sherry, B. & Joklik, W. K. (1997) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 94, 6826-6830.、Roner, M. R. & Joklik, W. K. (2001) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 98, 8036-8041.)。しかし、その系は極めて複雑であり、温度感受性変異株の調製、操作を加える遺伝子分節でコードされる特定のウイルス蛋白質を安定に発現するトランスフォーム細胞の調製といった極めて煩雑な準備を必要とする。そのため、他の研究室で利用されたという報告も、他のレオウイルス科のウイルスに応用されたという報告も聞かない。一方、我々の方法は、Palese博士ら(Enami, M., Luytjes, W., Krystal, M. & Palese, P. (1990) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 87, 3802-3805.、Enami, M. & Palese, P. (1991) Virology 185, 291-298.、特許第3293620号公報)により開発された慣習的なT7 RNAポリメラーゼ発現システムを利用したリバースジェネティクス系をロタウイルスに応用したものである。組換えワクシニアウイルスのT7 RNAポリメラーゼを利用することにより、野生型ロタウイルスmRNAに模倣した人工的なウイルスmRNAを細胞質内で極めて高度に発現させることができ、すべての複製サイクルが細胞質内で行なわれるという、ロタウイルスのリバースジェネティクス系の開発には好都合である。
ロタウイルスのmRNAは5’末端にキャップ構造を有し、3’末端にポリAを有さない(Imai, M., Akatani, K., Ikegami, N. & Furuichi, Y. (1983) J. Virol. 47, 125-136.、McCrae, M. A. McCorquodale, J. G. (1983) Virology 126, 204-212.)とユニークであり、効率的なゲノムの複製と翻訳にはこれらの構造が重要であることが明らかにされている(Patton, J. T., Wentz, M., Xiaobo, J. & Ramig, R. F. (1996) J. Virol. 70, 3961-3971.、Wentz, M. J., Patton, J. T. & Ramig, R. F. (1996) J. Virol. 70, 7833-7841.、Chizhikov, V. & Patton, J. T. (2000) RNA 6, 814-825.)。本実験で使用したコンストラクトでは、真正の5’末端及び3’末端構造がそれぞれ、ワクシニアウイルスによってコードされるキャッピング酵素と転写プラスミドに挿入されたD型肝炎ウイルスのリボザイム配列によって保たれている(図2)。組換えワクシニアウイルスT7 RNAポリメラーゼを利用して細胞質内で転写されたcDNA由来のウイルスmRNAが使用され、ヘルパーウイルスの重感染により、cDNA由来の新たな遺伝子分節を含む感染性ロタウイルスがレスキューされる。このようなトランスフェクタントウイルスの選択のために、レスキューウイルスにサルロタウイルスSA11様のVP4遺伝子の存在を要求する系を選んだ。この遺伝子を含むウイルスの増殖は、ヘルパーウイルス(ヒトロタウイルスKU株)由来のVP4を選択的に中和する中和モノクローナル抗体の存在下で制限されない。本実験において、プラスミドpT7/VP4(SA11)由来の真正SA11 VP4遺伝子を有するKU//rVP4(SA11)ウイルスを初めて回収することに成功した(図2)。KU//rVP4(SA11)ウイルスは、予想されるRNAパターン(図3)及びVP4遺伝子の塩基配列(図4)を示し、VP4遺伝子のクローニングに使用したSA11ウイルスの感染価とほぼ同程度にまで増殖した(データ示さず)。KU//rVP4(SA11)と、親株であるKUウイルスとの増殖の違いは、VP4蛋白質がロタウイルスの感染性に大きく貢献するという以前の知見から予測されていた(Patton, J. T. & Spencer, E. (2000) Virology 277, 217-225.、Kalica, A. R., Flores, J. & Greenberg, H. B. (1983) Virology 125, 194-205.、Offit, P. A., Blavat, G., Greenberg, H. B. & Clark, H. F. (1986) J. Virol. 57, 46-49.)。
3. As described above, we have succeeded in constructing the world's first rotavirus reverse genetics system. The means presented here utilize the infection of recombinant vaccinia virus expressing T7 RNA polymerase and the superinfection of helper virus. For viruses belonging to the family Reoviridae, Roner and Joklik reported a reverse genetics system that generates reovirus transfectants (Roner, MR, Sutphin, LA & Joklik, WK (1990) Virology 179, 845- 852., Roner, MR, Nepluev, I., Sherry, B. & Joklik, WK (1997) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 94, 6826-6830., Roner, MR & Joklik, WK (2001) Proc Natl. Acad. Sci. USA 98, 8036-8041.). However, the system is extremely complicated and requires extremely complicated preparations such as preparation of temperature-sensitive mutant strains and preparation of transformed cells that stably express a specific viral protein encoded by the gene segment to be manipulated. For this reason, there are no reports of use in other laboratories or reports of application to other reoviridae viruses. On the other hand, Dr. Palese et al. (Enami, M., Luytjes, W., Krystal, M. & Palese, P. (1990) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 87, 3802-3805., Enami , M. & Palese, P. (1991) Virology 185, 291-298., Japanese Patent No. 3293620) applied a reverse genetics system using a conventional T7 RNA polymerase expression system to rotavirus Is. By using the recombinant vaccinia virus T7 RNA polymerase, artificial viral mRNA mimicking wild-type rotavirus mRNA can be expressed to a very high degree in the cytoplasm, and all replication cycles occur in the cytoplasm. It is convenient for the development of the reverse genetics system of rotavirus.
Rotavirus mRNA has a cap structure at the 5 ′ end and no poly A at the 3 ′ end (Imai, M., Akatani, K., Ikegami, N. & Furuichi, Y. (1983) J. Virol. 47, 125-136., McCrae, MA McCorquodale, JG (1983) Virology 126, 204-212.). These structures are important for efficient genome replication and translation. (Patton, JT, Wentz, M., Xiaobo, J. & Ramig, RF (1996) J. Virol. 70, 3961-3971., Wentz, MJ, Patton, JT & Ramig, RF (1996 ) J. Virol. 70, 7833-7841., Chizhikov, V. & Patton, JT (2000) RNA 6, 814-825.). In the construct used in this experiment, the authentic 5 'and 3' end structures were maintained by the capping enzyme encoded by vaccinia virus and the hepatitis D virus ribozyme sequence inserted in the transcription plasmid, respectively (Fig. 2). CDNA mRNA derived from cDNA transcribed in the cytoplasm using recombinant vaccinia virus T7 RNA polymerase is used, and helper virus co-infection rescues infectious rotavirus containing new gene segments derived from cDNA . In order to select such a transfectant virus, we selected a system that requires the rescue virus to have a VP4 gene similar to the simian rotavirus SA11. Growth of viruses containing this gene is not restricted in the presence of neutralizing monoclonal antibodies that selectively neutralize VP4 from helper virus (human rotavirus KU strain). In this experiment, the KU // rVP4 (SA11) virus having a genuine SA11 VP4 gene derived from the plasmid pT7 / VP4 (SA11) was successfully recovered for the first time (FIG. 2). The KU // rVP4 (SA11) virus shows the expected RNA pattern (Fig. 3) and the nucleotide sequence of the VP4 gene (Fig. 4), almost the same as the infectious titer of the SA11 virus used for cloning of the VP4 gene. Proliferated (data not shown). Differences in growth between KU // rVP4 (SA11) and the parental KU virus were predicted from previous findings that VP4 protein contributes significantly to infectivity of rotavirus (Patton, JT & Spencer, E (2000) Virology 277, 217-225., Kalica, AR, Flores, J. & Greenberg, HB (1983) Virology 125, 194-205., Offit, PA, Blavat, G., Greenberg, HB & Clark, HF (1986) J. Virol. 57, 46-49.).
我々はまた、プラスミドpT7/VP4(SA11)ΔPstI、pT7/VP4(SA11)ΔHaeII、及びpT7/VP4(SA11)-ΔPstI,ΔHaeII由来のVP4遺伝子において、遺伝子マーカーとして特定の制限酵素サイトが破壊されたサイレント変異を有する3種のトランスフェクタントウイルスを得ることに成功した(図2)。ビリオンdsRNAのRT-PCR制限酵素切断分析と塩基配列決定により、得られた変異ウイルスKU//rVP4(SA11)、KU//rVP4(SA11)ΔPstI、KU//rVP4(SA11)ΔHaeII及びKU//rVP4(SA11)-ΔPstI,ΔHaeIIにおける対応する変異の存在を立証した(図4)。これらの変異は、VP4蛋白質にアミノ酸の変化を起こさず、真正のSA11ウイルス由来VP4遺伝子を有するKU//rVP4(SA11)ウイルスの生物学的性状を変化させないと予想される。事実、レスキューした全ての変異ウイルスはKU//rVP4(SA11)ウイルスと同等の増殖を示した(データ示さず)。このようにして、ロタウイルスで開発されたリバースジェネティクス系の有用性が確認された。 We also disrupted certain restriction enzyme sites as gene markers in the VP4 genes from plasmids pT7 / VP4 (SA11) ΔPstI, pT7 / VP4 (SA11) ΔHaeII, and pT7 / VP4 (SA11) -ΔPstI, ΔHaeII We succeeded in obtaining three transfectant viruses with silent mutations (FIG. 2). The resulting mutant viruses KU // rVP4 (SA11), KU // rVP4 (SA11) ΔPstI, KU // rVP4 (SA11) ΔHaeII and KU // were obtained by RT-PCR restriction enzyme cleavage analysis and sequencing of virion dsRNA. The existence of corresponding mutations in rVP4 (SA11) -ΔPstI, ΔHaeII was verified (FIG. 4). These mutations are not expected to change the biological properties of the KU // rVP4 (SA11) virus having a genuine SA11 virus-derived VP4 gene without causing amino acid changes in the VP4 protein. In fact, all rescued mutant viruses showed the same growth as KU // rVP4 (SA11) virus (data not shown). Thus, the usefulness of the reverse genetics system developed with rotavirus was confirmed.
ロタウイルスの生物学的性状を変化させる変異を導入できれば、非構造蛋白質を含め、全てのウイルス蛋白質の詳細な機能を明らかにすることができる。ゲノムの非翻訳領域については部位突然変異による研究も可能となるであろう。そうなれば、ウイルスRNAに存在する制御シグナルの理解がより深まるであろう。さらに、このリバースジェネティクスの系は、ロタウイルスゲノム内での弱毒マーカーを同定する機会を提供し、ワクチンベクターの候補として使用できる弱毒組換えウイルスの開発を促進するであろう。
ここで示したアプローチは、dsRNAの転写、複製とパッケージに関わるシグナルの研究、ウイルス蛋白質の機能の研究に有用であろう。
If mutations that change the biological properties of rotavirus can be introduced, detailed functions of all viral proteins including nonstructural proteins can be clarified. Research on untranslated regions of the genome will be possible by site mutation. This will provide a better understanding of the regulatory signals present in the viral RNA. In addition, this reverse genetics system will provide an opportunity to identify attenuated markers within the rotavirus genome and will facilitate the development of attenuated recombinant viruses that can be used as vaccine vector candidates.
The approach presented here may be useful for dsRNA transcription, studying the signals involved in replication and packaging, and studying the function of viral proteins.
本発明が提供するリバースジェネティクスの系は、外殻タンパク質遺伝子分節が人為的に操作された、レオウイルス科に属するウイルスの調製を可能にする。従って、本発明を利用して、性状(例えば抗原性)の変化した組換えウイルスを調製することができる。特に、ワクチンとして使用され得る弱毒組換えウイルスを調製する手段として本発明は有効と考えられる。
一方、本発明を利用して、外来遺伝子を保有する組換えウイルスを構築することも可能である。このように本発明は、レオウイルス科のウイルスをベクターとして利用することも可能とする。
また、本発明によればウイルスゲノムを人為的に操作することが可能となり、レオウイルス科のウイルスの増殖や病原性に関する詳細な分析への貢献が期待される。
The reverse genetics system provided by the present invention enables the preparation of viruses belonging to the family Reoviridae, in which the outer shell protein gene segments have been artificially manipulated. Therefore, a recombinant virus with altered properties (for example, antigenicity) can be prepared using the present invention. In particular, the present invention is considered effective as a means of preparing attenuated recombinant viruses that can be used as vaccines.
On the other hand, it is also possible to construct a recombinant virus carrying a foreign gene using the present invention. Thus, the present invention also makes it possible to use reoviridae viruses as vectors.
In addition, according to the present invention, it becomes possible to artificially manipulate the viral genome, and it is expected to contribute to detailed analysis on the growth and pathogenicity of reoviridae viruses.
この発明は、上記発明の実施の形態及び実施例の説明に何ら限定されるものではない。特許請求の範囲の記載を逸脱せず、当業者が容易に想到できる範囲で種々の変形態様もこの発明に含まれる。
本明細書の中で明示した論文、公開特許公報、及び特許公報などの内容は、その全ての内容を援用によって引用することとする。
The present invention is not limited to the description of the embodiments and examples of the invention described above. Various modifications may be included in the present invention as long as those skilled in the art can easily conceive without departing from the description of the scope of claims.
The contents of papers, published patent gazettes, patent gazettes, and the like specified in this specification are incorporated by reference in their entirety.
Claims (18)
(1)レオウイルス科のウイルス(第1ウイルス)の外殻タンパク質遺伝子分節をコードするcDNAが、DNA依存性RNAポリメラーゼが認識するプロモーター制御下に配置されたDNAコンストラクトを宿主細胞にトランスフェクトするステップ(但し、宿主細胞には、トランスフェクト操作の前又は後に前記プロモーターに対応するDNA依存性RNAポリメラーゼを発現する核酸コンストラクトが導入される);
(2)ステップ(1)の後、ヘルパーウイルスとして、前記第1ウイルスと同属のウイルス(第2ウイルス)を前記宿主細胞に感染させるステップ;
(3)ステップ(2)の後、前記第1ウイルスの前記外殻タンパク質遺伝子分節がコードする外殻タンパク質に対応する、前記第2ウイルスの外殻タンパク質を特異的に認識して中和する抗体を、前記宿主細胞から産生されるウイルスに接触させるステップ;及び
(4)ステップ(3)の後、前記cDNA由来の外殻タンパク質遺伝子分節を保有する組換えウイルスを回収するステップ。 A method for preparing a recombinant virus comprising the following steps (1) to (4):
(1) Transfecting a host cell with a DNA construct placed under the control of a promoter recognized by a DNA-dependent RNA polymerase by a cDNA encoding a coat protein gene segment of a reoviridae virus (first virus) (However, the host cell is introduced with a nucleic acid construct expressing a DNA-dependent RNA polymerase corresponding to the promoter before or after the transfection operation);
(2) After step (1), as a helper virus, infecting the host cell with a virus of the same genus as the first virus (second virus);
(3) An antibody that specifically recognizes and neutralizes the outer shell protein of the second virus corresponding to the outer shell protein encoded by the outer shell protein gene segment of the first virus after step (2) And (4) after step (3), recovering the recombinant virus carrying the cDNA-derived coat protein gene segment.
(a)ステップ(2)の後、前記抗体の存在下で前記宿主細胞を培養するステップ;
(b)ステップ(2)の後、前記抗体の存在下で前記宿主細胞を培養し、産生されたウイルスを回収し、別の宿主細胞(第2宿主細胞)に感染させ、前記抗体の存在下で第2宿主細胞を培養するステップ;
(c)ステップ(2)の後、産生されたウイルスを回収し、別の宿主細胞(第2宿主細胞)に感染させ、前記抗体の存在下で第2宿主細胞を培養するステップ;
(d)ステップ(2)の後、産生されたウイルスを回収し、別の宿主細胞(第2宿主細胞)に感染させ、前記抗体の存在下で第2宿主細胞を培養し、産生されたウイルスを回収し、さらに別の宿主細胞(第3宿主細胞)に感染させ、前記抗体の存在下で第3宿主細胞を培養するステップ。 The preparation method according to any one of claims 1 to 11, wherein the step (3) comprises any step selected from the group consisting of the following steps (a) to (d):
(A) after step (2), culturing the host cell in the presence of the antibody;
(B) After step (2), culturing the host cell in the presence of the antibody, recovering the produced virus, infecting another host cell (second host cell), and in the presence of the antibody Culturing a second host cell with:
(C) after step (2), recovering the produced virus, infecting another host cell (second host cell), and culturing the second host cell in the presence of the antibody;
(D) After step (2), the produced virus is recovered, infected with another host cell (second host cell), the second host cell is cultured in the presence of the antibody, and the produced virus And further infecting another host cell (third host cell) and culturing the third host cell in the presence of the antibody.
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009050573A2 (en) * | 2007-10-20 | 2009-04-23 | Academisch Ziekenhuis Leiden Leids Universitair Medisch Centrum | Viral modification of reoviridae |
WO2009068870A1 (en) * | 2007-11-26 | 2009-06-04 | London School Of Hygiene & Tropical Medicine | Method for producing vaccinal viral strain of a virus of the reoviridae family |
WO2018062199A1 (en) * | 2016-09-27 | 2018-04-05 | 国立大学法人大阪大学 | Method for preparing artificial recombinant rotavirus |
CN109321583A (en) * | 2018-09-29 | 2019-02-12 | 福建省农业科学院畜牧兽医研究所 | A method of building muscovy duck reovirus reverse genetics system |
KR102374547B1 (en) * | 2021-05-31 | 2022-03-14 | 에스케이바이오사이언스(주) | Method for producing reassortant rotavirus |
-
2006
- 2006-02-16 JP JP2006038940A patent/JP2007215466A/en active Pending
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009050573A2 (en) * | 2007-10-20 | 2009-04-23 | Academisch Ziekenhuis Leiden Leids Universitair Medisch Centrum | Viral modification of reoviridae |
WO2009050573A3 (en) * | 2007-10-20 | 2009-08-13 | Academisch Ziekenhuis Leiden L | Viral modification of reoviridae |
WO2009068870A1 (en) * | 2007-11-26 | 2009-06-04 | London School Of Hygiene & Tropical Medicine | Method for producing vaccinal viral strain of a virus of the reoviridae family |
US8673315B2 (en) | 2007-11-26 | 2014-03-18 | London School Of Hygiene & Tropical Medicine | Method for producing vaccinal viral strain of a virus of the reoviridae family |
JP2014239683A (en) * | 2007-11-26 | 2014-12-25 | ロンドン スクール オブ ハイジーン アンド トロピカル メディシンLondon School Of Hygiene & Tropical Medicine | Method for producing vaccinal viral strain of virus of reoviridae family |
US9457076B2 (en) | 2007-11-26 | 2016-10-04 | London School Of Hygiene And Tropical Medicine | Method for producing vaccinal viral strain of a virus of the Reoviridae family |
WO2018062199A1 (en) * | 2016-09-27 | 2018-04-05 | 国立大学法人大阪大学 | Method for preparing artificial recombinant rotavirus |
JPWO2018062199A1 (en) * | 2016-09-27 | 2019-08-15 | 国立大学法人大阪大学 | Method for producing artificial recombinant rotavirus |
US11707516B2 (en) | 2016-09-27 | 2023-07-25 | Osaka University | Method for producing artificial recombinant rotavirus |
US12109262B2 (en) | 2016-09-27 | 2024-10-08 | Osaka University | Method for producing artificial recombinant rotavirus |
CN109321583A (en) * | 2018-09-29 | 2019-02-12 | 福建省农业科学院畜牧兽医研究所 | A method of building muscovy duck reovirus reverse genetics system |
CN109321583B (en) * | 2018-09-29 | 2023-08-15 | 福建省农业科学院畜牧兽医研究所 | Method for constructing reversed genetic system of muscovy duck reovirus |
KR102374547B1 (en) * | 2021-05-31 | 2022-03-14 | 에스케이바이오사이언스(주) | Method for producing reassortant rotavirus |
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