JP2009011236A - Method for analyzing/identifying t-cell antigen receptor gene at one cell level - Google Patents

Method for analyzing/identifying t-cell antigen receptor gene at one cell level Download PDF

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Yasuto Akiyama
靖人 秋山
Tadashi Matsunaga
是 松永
Atsushi Aragaki
篤史 新垣
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Shizuoka Prefecture
Tokyo University of Agriculture and Technology NUC
Tokyo University of Agriculture
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Tokyo University of Agriculture and Technology NUC
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique for efficiently analyzing/identifying one human T-cell antigen receptor (TCR) gene, and to provide a transformed human T-cell or the like manifesting the human TCR originated from the one T-cell. <P>SOLUTION: A CTL cell considered to produce the TCR to gp100<SB>209-217</SB>peptide amplified in a melanoma patient administered with a dendritic cell vaccine is doubly stained by an FITC-labeled anti-CD8 antibody and a PE-labeled gp100-HLA-A2 tetramer, and the doubly stained CTL cell is fractionated by one cell by using a micromesh device or the like. The whole RNA is extracted from the separated one human CTL cell, and the antigen receptor gene of the one human T-cell is analyzed and identified. A naive T-cell is transformed by incorporating the identified TCR gene. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、1個のヒトT細胞の抗原レセプター遺伝子の解析・同定方法や、1個のヒトT細胞に由来する抗原レセプターを発現しうる組換えベクターの調製方法や、1個のヒトT細胞に由来する抗原レセプターを発現しうる組換えベクターがナイーブT細胞に導入され、1個のヒトT細胞に由来する抗原レセプターを発現する形質転換ヒトT細胞に関する。   The present invention relates to a method for analyzing and identifying an antigen receptor gene of one human T cell, a method for preparing a recombinant vector capable of expressing an antigen receptor derived from one human T cell, and one human T cell. The present invention relates to a transformed human T cell in which a recombinant vector capable of expressing an antigen receptor derived from is introduced into a naive T cell and the antigen receptor derived from one human T cell is expressed.

悪性黒色腫は、インターロイキン2などを用いた免疫療法が比較的有効な癌であるが(例えば、非特許文献1参照)、生体内における抗腫瘍効果には、腫瘍細胞に反応する細胞傷害性T細胞(Cytotoxic T lymphocyte:CTL)が重要であることが示されている(例えば、非特許文献2参照)。免疫療法後、腫瘍反応性T細胞が活性化され、T細胞上のT細胞レセプター(T cell receptor:TCR)が、HLA(ヒト白血球抗原)分子によって腫瘍細胞表面に提示される腫瘍細胞タンパク質が分解されてできたペプチド(腫瘍抗原)を認識し、腫瘍細胞を傷害する。更に各種サイトカインを分泌し、マクロファージ等の他の免疫細胞をも誘導活性化し、生体内で腫瘍拒絶を起こすと考えられている。腫瘍反応性T細胞には自己腫瘍細胞のみならず、HLAを共有する他の患者からの腫瘍細胞にも反応するような共通腫瘍抗原を認識する場合と、自己腫瘍細胞しか反応しない固有抗原を認識する場合がある。   Malignant melanoma is a cancer in which immunotherapy using interleukin 2 or the like is relatively effective (see, for example, Non-Patent Document 1), but in vivo antitumor effects include cytotoxicity that reacts with tumor cells. It has been shown that T cells (Cytotoxic T lymphocyte: CTL) are important (see, for example, Non-Patent Document 2). After immunotherapy, tumor-reactive T cells are activated, and T cell receptors (TCR) on T cells are degraded by tumor cell proteins presented on the surface of tumor cells by HLA (human leukocyte antigen) molecules. Recognize the peptide (tumor antigen) produced and damage tumor cells. Furthermore, it is considered that various cytokines are secreted and other immune cells such as macrophages are induced and activated to cause tumor rejection in vivo. Tumor-reactive T cells recognize not only autologous tumor cells but also common tumor antigens that react to tumor cells from other patients who share HLA, and unique antigens that react only to autologous tumor cells There is a case.

ヒト腫瘍細胞に対する免疫応答機構を解明して、新しい免疫療法を開発するためには、これらの腫瘍反応性T細胞が認識する腫瘍抗原を同定することが重要である。腫瘍反応性T細胞が樹立されている場合には、その反応性を利用した機能的cDNA発現クローニング法を用い、悪性黒色腫抗原の単離が可能である。例えば、転移メラノーマ患者からの腫瘍反応性CTLと、HLA−A2を発現する腫瘍細胞株とを用いて、メラノーマの予防、診断及び治療に用いることができる悪性黒色腫抗原を単離することが可能であり(例えば、特許文献1参照)、その一つMART1は同様な方法によって単離、同定されたものである。現在までに代表的なものとして、上記MART1やgp100のような色素細胞(メラノサイト)組織特異的タンパク質、各種腫瘍と正常組織では精巣に発現が認められるMAGE、BAGE、GAGE、NY−ESO−I等のCT抗原(Cancer-Testis抗原)、腫瘍細胞の遺伝子異常により産生されるβカテニン、CDK4(cyclin dependent kinase 4)、p15、GnT−V等の変異ペプチド抗原が単離されている(例えば、非特許文献3参照)。   In order to elucidate the immune response mechanism against human tumor cells and develop new immunotherapy, it is important to identify tumor antigens recognized by these tumor-reactive T cells. When tumor-reactive T cells have been established, it is possible to isolate a malignant melanoma antigen using a functional cDNA expression cloning method utilizing the reactivity. For example, it is possible to isolate a malignant melanoma antigen that can be used for the prevention, diagnosis, and treatment of melanoma using tumor-reactive CTLs from patients with metastatic melanoma and tumor cell lines that express HLA-A2. One of these is MART1, which has been isolated and identified by a similar method. Representative examples to date include pigment cell (melanocyte) tissue-specific proteins such as MART1 and gp100, MAGE, BAGE, GAGE, NY-ESO-I and the like that are observed in testes in various tumors and normal tissues, etc. CT antigens (Cancer-Testis antigen), β-catenin produced by abnormal gene of tumor cells, CDK4 (cyclin dependent kinase 4), p15, GnT-V and other mutant peptide antigens have been isolated (for example, non- (See Patent Document 3).

また、サイトメガロウイルス(cytomegalovirus;CMV)感染症は、通常の免疫状態である健常人ではあまり問題にはならないが、特に臓器移植後など免疫低下状態では、重篤な間質性肺炎などの合併症を起こしうる深刻な疾患である。現在、抗ウイルス剤の投与によりCMV感染症の臨床症状は緩和されるが、根治対策となり得る抗ウイルス剤は現在のところまだ知られていない。これまでに主にCMVpp65タンパク由来のHLA−A2拘束性のエピトープに関する研究が行われており、CMVpp65495−503ペプチドを用いた特異的CTL細胞の誘導やテトラマ―試薬を用いたCTLクローンの評価が行われている。しかし、進行がん患者でのCMVに対するCTL細胞の誘導反応に関して、それほど多くの知見は得られておらず、CMV感染症に特異的なCTL細胞のTCLβ鎖遺伝子については何ら知られていない。 In addition, cytomegalovirus (CMV) infection is not a serious problem in normal individuals who are in a normal immune state, but is associated with severe interstitial pneumonia, especially in an immunocompromised state such as after organ transplantation. It is a serious disease that can cause symptoms. At present, the clinical symptoms of CMV infection are alleviated by the administration of antiviral agents, but antiviral agents that can be a radical countermeasure are not yet known. So far, studies on HLA-A2-restricted epitopes mainly derived from CMVpp65 protein have been conducted, and induction of specific CTL cells using CMVpp65 495-503 peptide and evaluation of CTL clones using tetramer reagents have been conducted. Has been done. However, not much knowledge has been obtained regarding the induction response of CTL cells to CMV in patients with advanced cancer, and nothing is known about the TCLβ chain gene of CTL cells specific for CMV infection.

T細胞はTCRによりMHC分子/抗原ペプチド複合体を認識して、抗原提示細胞(antigen presenting cell;APC)などの標的細胞に結合するが、CTLはMHCクラスI分子/抗原ペプチドの複合体のみに結合し(MHCクラスI拘束性)、ヘルパーT(Th)細胞はMHCクラスII分子/抗原ペプチドの複合体のみしか結合できない(MHCクラスII拘束性)とされている。また、MHCクラスI分子はほとんどの有核細胞に発現しているが、MHCクラスII分子はB細胞,マクロファージ,クッパー細胞,活性化T4リンパ球など異物の排除や感染防御に関係する特別な機能をもった細胞でしか発現していない。このためTh細胞はMHCクラスII分子を発現した樹状細胞やB細胞、活性化T細胞などとは結合できるが、これら以外の腫瘍細胞やウイルス感染細胞などには直接結合することができない。しかし遺伝子操作によってMHCクラスI拘束性とされるCTL由来のTCR遺伝子を導入したMHCクラスII拘束性とされるCD4陽性CD8陰性T細胞が、対応抗原をパルスしたAPCとCD8非依存的に反応して活性化されることができ、対応抗原に結合できるTCRを発現していることが示された。また、非特異的な抗腫瘍活性をもつ末梢血リンパ球に腫瘍抗原特異的CTL由来のTCR遺伝子を導入することにより、特異的に腫瘍を傷害することができることが報告されている(例えば、非特許文献4参照)。   T cells recognize MHC molecule / antigen peptide complexes by TCR and bind to target cells such as antigen presenting cells (APCs), but CTLs only bind to MHC class I molecule / antigen peptide complexes. It binds (MHC class I restriction), and helper T (Th) cells are considered to be able to bind only to MHC class II molecule / antigen peptide complexes (MHC class II restriction). In addition, MHC class I molecules are expressed in most nucleated cells, but MHC class II molecules have special functions related to the elimination of foreign substances such as B cells, macrophages, Kupffer cells, activated T4 lymphocytes and defense against infection. It is expressed only in cells with For this reason, Th cells can bind to dendritic cells, B cells, activated T cells, etc. expressing MHC class II molecules, but cannot bind directly to other tumor cells or virus-infected cells. However, MHC class II-restricted CD4-positive CD8-negative T cells into which a CTL-derived TCR gene, which is made MHC class I-restricted by genetic manipulation, reacts with APC pulsed with the corresponding antigen in a CD8-independent manner. It was shown to express a TCR that can be activated and bind to the corresponding antigen. In addition, it has been reported that tumors can be specifically damaged by introducing a TCR gene derived from tumor antigen-specific CTL into peripheral blood lymphocytes having nonspecific antitumor activity (for example, non-tumor activity). (See Patent Document 4).

他方、T細胞表面に存在する膜表面タンパク質であり、抗原認識を担うTCRには、α鎖・β鎖から成るヘテロ二量体とγ鎖・δ鎖から成るヘテロ二量体の二種類が同定されている。TCR遺伝子は、免疫グロブリン遺伝子と同様に、可変領域(V:variable)、多様性領域(D:diversity)、結合領域(J:joining)からなり分子の多様性を生じるVドメインと、細胞外定常領域、膜貫通領域、細胞内領域を含む定常領域(C:constant)からなるCドメインにより構成されている。これらのアミノ酸配列はT細胞ごとに異なっていることから、TCRは抗原認識分子であると同時に個々のT細胞の目印にもなっている。このTCRの多様性は後天的なTCR遺伝子の再構成によって生みだされており、TCRβ,δ鎖はV−D−Jを、TCRα,γ鎖はV−Jを再構成することが知られている。   On the other hand, it is a membrane surface protein that exists on the surface of T cells, and two types of heterodimers consisting of α and β chains and heterodimers consisting of γ and δ chains have been identified as TCRs responsible for antigen recognition. Has been. Like the immunoglobulin gene, the TCR gene is composed of a variable region (V: variable), a diversity region (D: diversity), and a joining region (J: joining). It is composed of a C domain composed of a constant region (C: constant) including a region, a transmembrane region, and an intracellular region. Since these amino acid sequences differ from one T cell to another, TCR is an antigen recognition molecule and at the same time a mark for individual T cells. This diversity of TCR is generated by the rearrangement of the acquired TCR gene, and TCRβ and δ chains are known to reconstitute VDJ, and TCRα and γ chains are known to reconstitute VJ. Yes.

T細胞の初期分化は、B細胞と同様にTCRのα鎖及びβ鎖遺伝子の再構成と密接に関わっている。TCRβ鎖遺伝子の再構成はDN−T細胞(double negative:CD4)の段階で開始され、β鎖遺伝子の再構成に成功した細胞はβ鎖タンパク質と代替α鎖(preTα)の複合体、つまりプレT細胞レセプターを細胞表面に発現する。そして、CD4及びCD8分子の発現が誘導され、DP−T細胞(double positive:CD4++)へと移行し、DPとなったT細胞は、次にTCRのα鎖遺伝子の再構成に成功した細胞のみが、TCRを表面に発現できることが知られている。 The early differentiation of T cells is closely related to the rearrangement of the TCR α and β chain genes as in B cells. Reconstruction of TCRβ chain gene DN-T cells (double negative: CD4 - 8 - ) of the start at step, complexes of successful cell β chain protein and alternate α chain reconstruction of β chain gene (preTα) That is, the pre-T cell receptor is expressed on the cell surface. Then, the expression of CD4 and CD8 molecules was induced and transferred to DP-T cells (double positive: CD4 + 8 + ), and the T cells that became DP succeeded in reconstitution of the α chain gene of TCR. It is known that only the cultured cells can express TCR on the surface.

TCRβ鎖の遺伝子構成に関しては、ヒトゲノム遺伝子配列情報データベースによれば、TCRβ鎖の遺伝子は約30種類の亜族(遺伝子自体は約70種)からなるV遺伝子、2種類のD遺伝子、14種類のJ遺伝子、2種類のC遺伝子によって構成され、Vβ中に2つの可変領域(CDR1、CDR2)が存在することも知られている。これらの中からVβ、Dβ、Jβが各1つずつ選ばれて結合し、TCRβ鎖をコードするDNAが構成されている。この際、Vβ−Dβ−Jβの結合部にはランダムな塩基の挿入や欠失が起こり、無限に近い多様性が生みだされている。このVβ−Dβ−Jβの結合部位は、CDR3(相補性決定領域3:third complementarity determining region)、結合部(junctional)領域と呼ばれ、TCRの中で最も多型性に富む部分であり、塩基の挿入・欠失が起こるため、各遺伝子構成が同じであっても連結部分も含めて同一配列になることは極めて稀である。   Regarding the gene structure of the TCR β chain, according to the human genome gene sequence information database, the TCR β chain gene consists of about 30 subgroups (about 70 types of genes), 2 types of D genes, 14 types of genes. It is also known that there are two variable regions (CDR1, CDR2) in Vβ, consisting of the J gene and two types of C genes. Among these, Vβ, Dβ, and Jβ are selected and bonded to each other to constitute a DNA encoding the TCRβ chain. At this time, random base insertions and deletions occur at the Vβ-Dβ-Jβ binding site, and infinite diversity is produced. This Vβ-Dβ-Jβ binding site is called CDR3 (third complementarity determining region) or junction region, and is the most polymorphic portion of TCR. Therefore, even if each gene configuration is the same, it is very rare that the same sequence including the linking portion is obtained.

特表平10−505481号公報Japanese National Patent Publication No. 10-505481 JAMA 271, 907, 1994JAMA 271, 907, 1994 Microbiol.Immunol. 42, 803, 1998Microbiol.Immunol. 42, 803, 1998 Immunol Res 16, 313, 1997Immunol Res 16, 313, 1997 J.Immunol.,171:3287-3295, 2003J. Immunol., 171: 3287-3295, 2003

近年、がんや自己免疫疾患という病態での免疫細胞の異常クローンが注目されているが、免疫のダイナミックな順応メカニズムを考えれば、個々の細胞の機能的性格が異なることは容易に想像できる。免疫応答の観点からしてもTCRや抗体遺伝子の変異も最初は1個の細胞から始まる現象であり、免疫細胞の機能研究においては、1細胞レベルでの研究はもはや避けては通れない時代である。特に、がんという病態下での個々の免疫細胞の動態については、未だ詳細な検討はなされておらず、新しい治療を考える上で重要な研究課題となりうる。本発明の課題は、1個のT細胞由来のmRNAの遺伝子解析を将来的な研究開発の目的と位置づけ、1個のヒトT細胞の抗原レセプター遺伝子を効率よく解析・同定する技術や、1個のT細胞に由来するヒトT細胞抗原レセプターを発現する形質転換ヒトT細胞等を提供することにある。   In recent years, abnormal clones of immune cells in the pathology of cancer and autoimmune diseases have attracted attention, but considering the dynamic adaptation mechanism of immunity, it can be easily imagined that the functional characteristics of individual cells are different. Even from the viewpoint of immune response, TCR and antibody gene mutations start with a single cell, and in the study of immune cell function, research at the single cell level is no longer inevitable. is there. In particular, the dynamics of individual immune cells under the pathological condition of cancer has not yet been studied in detail, and can be an important research subject in considering new treatments. The object of the present invention is to position the gene analysis of mRNA derived from one T cell as the purpose of future research and development, and to efficiently analyze and identify the antigen receptor gene of one human T cell. Another object of the present invention is to provide transformed human T cells that express human T cell antigen receptors derived from these T cells.

TCR分子が、T細胞を介する免疫応答および免疫機構に重要な役割を果たしていることから、これら免疫応答および免疫機構の解析には、個々のTCR分子を得ることが必要である。しかし、膜表面タンパク質を細胞から精製すると、1010個の細胞からせいぜい10μg程度しか得られない。しかも、TCRの多様性により、一種類のTCRを分取するためには、それぞれのTCRを持つT細胞株を樹立し、その各々からTCRを単離することが必須となる。しかし、T細胞のTCRレパートリーは1010種類にも及んでおり、1010種のT細胞株を樹立することは、実質的に極めて困難である。 Since TCR molecules play an important role in T cell-mediated immune responses and immune mechanisms, analysis of these immune responses and immune mechanisms requires obtaining individual TCR molecules. However, when membrane surface proteins are purified from cells, only about 10 μg can be obtained from 10 10 cells. Moreover, in order to sort out one type of TCR due to the diversity of TCRs, it is essential to establish T cell lines having respective TCRs and to isolate TCRs from each. However, since the TCR repertoire of T cells reaches 10 10 types, it is substantially extremely difficult to establish 10 10 types of T cell lines.

本発明者らは、転移性メラノーマの症例を対象にHLA−A2又はA24ペプチドカクテルにて処理をした樹状細胞ワクチンの臨床試験を実施している。今回、HLA−A2拘束性をもつgp100209−217ペプチド(以下、gp100ペプチドということがある)にて処理した樹状細胞ワクチン投与を受けたメラノーマ患者由来のT細胞を用いて1細胞レベルでのメラノーマgp100ペプチド特異的なTCRについて解析・同定を行った。すなわち、樹状細胞ワクチンの投与を受けたメラノーマ患者において増幅されているgp100ペプチドに対するTCRを産生すると考えられるCTL細胞を、FITC標識抗CD8抗体及びPE標識gp100−HLA-A2テトラマー(gp100ペプチドとHLA-A2の複合体を4個連結し、さらにPE標識したもの)により二重染色し、複数の微細孔を有する基板を備えたマイクロ流路デバイスを用いて、二重染色されたCTL細胞を1細胞ずつ分取して、分離された1個のヒトCTL細胞から全RNAを抽出した後、1個のヒトT細胞の抗原レセプター遺伝子を解析・同定することができることを見い出し、本発明を完成するに至った。 The present inventors are conducting a clinical trial of a dendritic cell vaccine treated with HLA-A2 or A24 peptide cocktail for metastatic melanoma cases. At this time, using T cells derived from a melanoma patient treated with a dendritic cell vaccine treated with gp100 209-217 peptide (hereinafter sometimes referred to as gp100 peptide) having HLA-A2 restriction, Melanoma gp100 peptide specific TCR was analyzed and identified. That is, CTL cells considered to produce TCR against gp100 peptide amplified in melanoma patients who received dendritic cell vaccine were treated with FITC-labeled anti-CD8 antibody and PE-labeled gp100-HLA-A2 tetramer (gp100 peptide and HLA -Double-stained CTL cells using a micro-channel device equipped with a substrate having a plurality of micropores by double-staining by linking 4 complexes of -A2 and further labeled with PE) After the cells are sorted and total RNA is extracted from one isolated human CTL cell, it is found that the antigen receptor gene of one human T cell can be analyzed and identified, and the present invention is completed. It came to.

すなわち本発明は、[1]以下の(A)、(B)、(C)、(D)、(E)及び(F)の工程を順次備えたことを特徴とする、1個のヒトT細胞の抗原レセプター遺伝子の解析・同定方法
(A)細胞障害性T細胞又はヘルパーT細胞が認識する特異抗原若しくは抗原エピトープに対する免疫応答が確認されているヒトから得られる末梢血単核球を採取する工程;
(B)標識物質により標識された前記特異抗原若しくは抗原エピトープと、前記標識物質とは異なる標識物質により標識された、ヒトT細胞を認識しうる抗体とにより、末梢血単核球中のT細胞を二重標識する工程;
(C)標識物質により二重標識されたT細胞を1細胞ずつ分取する工程;
(D)1細胞から全RNAを抽出し、逆転写反応によりcDNAを合成する工程;
(E)合成したcDNAを鋳型として、ヒトT細胞抗原レセプターに特異的なプライマー対を用いたPCR反応を行い、ヒトT細胞抗原レセプター遺伝子断片を増幅する工程;
(F)増幅された遺伝子断片の塩基配列を解析・決定する工程;
や、[2]末梢血単核球を採取する工程において、がん特異的抗原ペプチドで処理された樹状細胞ワクチンの投与により、該がん特異的抗原ペプチドに対する免疫応答が確認されているがん患者から得られる末梢血単核球を採取することを特徴とする上記[1]に記載の解析・同定方法に関する。
That is, the present invention includes [1] the following steps (A), (B), (C), (D), (E), and (F): Cellular antigen receptor gene analysis / identification method (A) Collecting peripheral blood mononuclear cells obtained from humans with confirmed immune responses to specific antigens or antigenic epitopes recognized by cytotoxic T cells or helper T cells Process;
(B) T cells in peripheral blood mononuclear cells using the specific antigen or antigen epitope labeled with a labeling substance and an antibody capable of recognizing human T cells labeled with a labeling substance different from the labeling substance Double labeling;
(C) a step of sorting T cells double-labeled with a labeling substance one by one;
(D) a step of extracting total RNA from one cell and synthesizing cDNA by a reverse transcription reaction;
(E) A step of amplifying a human T cell antigen receptor gene fragment by performing a PCR reaction using a synthesized cDNA as a template and a primer pair specific to human T cell antigen receptor;
(F) a step of analyzing and determining the base sequence of the amplified gene fragment;
[2] In the step of collecting peripheral blood mononuclear cells, an immune response against the cancer-specific antigen peptide has been confirmed by administration of a dendritic cell vaccine treated with the cancer-specific antigen peptide. The method for analysis and identification according to [1] above, wherein peripheral blood mononuclear cells obtained from cancer patients are collected.

また本発明は、[3]末梢血単核球中のT細胞を二重標識する工程において、標識物質により標識された前記特異抗原若しくは抗原エピトープとして、がん特異的抗原ペプチド、ヒト組織適合性抗原(HLA)タンパク、及び標識物質からなる複合体を用いることを特徴とする上記[1]又は[2]に記載の解析・同定方法や、[4]末梢血単核球中のT細胞を二重標識する工程において、ヒトT細胞を認識しうる抗体として、抗CD8抗体又は抗CD4抗体を用いることを特徴とする上記[1]〜[3]のいずれか記載の解析・同定方法や、[5]T細胞を1細胞ずつ分取する工程において、1細胞を捕捉することが可能な微細孔を複数有する基板を備えたマイクロ流路デバイスを用いることを特徴とする上記[1]〜[4]のいずれか記載の解析・同定方法や、[6]以下の(A)、(B)、(C)、(D)、(E)及び(G)の工程を順次備えたことを特徴とする、1個のヒトT細胞に由来する抗原レセプターを発現しうる組換えベクターの調製方法
(A)細胞障害性T細胞又はヘルパーT細胞が認識する特異抗原若しくは抗原エピトープに対する免疫応答が確認されているヒトから得られる末梢血単核球を採取する工程;
(B)標識物質により標識された前記特異抗原若しくは抗原エピトープと、前記標識物質とは異なる標識物質により標識された、ヒトT細胞を認識しうる抗体とにより、末梢血単核球中のT細胞を二重標識する工程;
(C)標識物質により二重標識されたT細胞を1細胞ずつ分取する工程;
(D)1細胞から全RNAを抽出し、逆転写反応によりcDNAを合成する工程;
(E)合成したcDNAを鋳型として、ヒトT細胞抗原レセプターに特異的なプライマー対を用いたPCR反応を行い、ヒトT細胞抗原レセプター遺伝子断片を増幅する工程;
(G)増幅された遺伝子断片を、発現ベクターに組み込む工程;
に関する。
The present invention also provides a cancer-specific antigen peptide, human histocompatibility as the specific antigen or antigen epitope labeled with a labeling substance in the step of [3] double labeling T cells in peripheral blood mononuclear cells. The analysis / identification method according to [1] or [2] above, wherein a complex comprising an antigen (HLA) protein and a labeling substance is used, or [4] T cells in peripheral blood mononuclear cells. In the double labeling step, the analysis / identification method according to any one of the above [1] to [3], wherein an anti-CD8 antibody or an anti-CD4 antibody is used as an antibody capable of recognizing human T cells, [5] In the step of sorting T cells one by one, a microchannel device including a substrate having a plurality of micropores capable of capturing one cell is used. 4] [6] The following (A), (B), (C), (D), (E), and (G) steps are provided in order, Method for preparing a recombinant vector capable of expressing an antigen receptor derived from human T cells (A) Obtained from a human who has been confirmed to have an immune response to a specific antigen or antigen epitope recognized by cytotoxic T cells or helper T cells Collecting peripheral blood mononuclear cells;
(B) T cells in peripheral blood mononuclear cells using the specific antigen or antigen epitope labeled with a labeling substance and an antibody capable of recognizing human T cells labeled with a labeling substance different from the labeling substance Double labeling;
(C) a step of sorting T cells double-labeled with a labeling substance one by one;
(D) a step of extracting total RNA from one cell and synthesizing cDNA by a reverse transcription reaction;
(E) A step of amplifying a human T cell antigen receptor gene fragment by performing a PCR reaction using a synthesized cDNA as a template and a primer pair specific to human T cell antigen receptor;
(G) a step of incorporating the amplified gene fragment into an expression vector;
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さらに本発明は、[7]末梢血単核球を採取する工程において、がん特異的抗原ペプチドで処理された樹状細胞ワクチンの投与により、該がん特異的抗原ペプチドに対する免疫応答が確認されているがん患者から得られる末梢血単核球を採取することを特徴とする上記[6]記載の調製方法や、[8]末梢血単核球中のT細胞を二重標識する工程において、標識物質により標識された前記特異抗原若しくは抗原エピトープとして、がん特異的抗原ペプチド、ヒト組織適合性抗原(HLA)タンパク、及び標識物質からなる複合体を用いることを特徴とする上記[6]又は[7]に記載の調製方法や、[9]末梢血単核球中のT細胞を二重標識する工程において、ヒトT細胞を認識しうる抗体として、抗CD8抗体又は抗CD4抗体を用いることを特徴とする上記[6]〜[8]のいずれか記載の調製方法や、[10]T細胞を1細胞ずつ分取する工程において、1細胞を捕捉することが可能な微細孔を複数有する基板を備えたマイクロ流路デバイスを用いることを特徴とする上記[6]〜[9]のいずれか記載の調製方法や、[11]上記[6]〜[10]のいずれか記載の調製方法により得られる組換えベクターや、[12]上記[6]〜[10]のいずれか記載の調製方法により得られる組換えベクターがナイーブT細胞に導入され、1個のヒトT細胞に由来する抗原レセプターを発現する形質転換ヒトT細胞に関する。   Furthermore, the present invention provides [7] a step of collecting peripheral blood mononuclear cells, whereby an immune response to the cancer-specific antigen peptide is confirmed by administration of a dendritic cell vaccine treated with the cancer-specific antigen peptide. In the preparation method of the above-mentioned [6], which comprises collecting peripheral blood mononuclear cells obtained from a cancer patient, and [8] a step of double labeling T cells in peripheral blood mononuclear cells [6], wherein a complex comprising a cancer-specific antigen peptide, a human histocompatibility antigen (HLA) protein, and a labeling substance is used as the specific antigen or antigenic epitope labeled with a labeling substance [6] Alternatively, an anti-CD8 antibody or an anti-CD4 antibody is used as an antibody capable of recognizing human T cells in the preparation method according to [7] and [9] a step of double labeling T cells in peripheral blood mononuclear cells. This In the preparation method according to any one of [6] to [8] above, and [10] a step of sorting T cells one by one, a plurality of micropores capable of capturing one cell are provided. A preparation method according to any one of [6] to [9] above, or [11] a preparation method according to any one of [6] to [10], wherein a microchannel device having a substrate is used. Or a recombinant vector obtained by the preparation method according to any one of [6] to [10] above, and an antigen derived from one human T cell. It relates to transformed human T cells that express the receptor.

本発明によると、腫瘍免疫学的観点から見ると従来不可能とされてきた1個のT細胞レベルでの機能的なTCRを解析・同定することができ、免疫応答のモニタリングが可能となるため、画期的な基盤技術の開発につながる可能性が高い。その上、特異的な免疫エピトープや腫瘍抗原に対するTCRを網羅的に解析・同定することが可能となるため、今後のがんのテーラーメイド医療や診断も可能となる。   According to the present invention, it is possible to analyze and identify a functional TCR at a single T cell level, which has been impossible in the past from the viewpoint of tumor immunology, and to monitor an immune response. This is likely to lead to the development of groundbreaking fundamental technologies. In addition, since it becomes possible to comprehensively analyze and identify TCRs for specific immune epitopes and tumor antigens, future tailor-made medical care and diagnosis of cancer will be possible.

本発明の1個のヒトT細胞の抗原レセプター遺伝子の解析・同定方法としては、以下に示す工程(A)、(B)、(C)、(D)、(E)及び(F)を順次備えた方法であれば特に制限されるものではなく、また、本発明の1個のヒトT細胞に由来する抗原レセプターを発現しうる組換えベクターの調製方法としては、以下に示す工程(A)、(B)、(C)、(D)、(E)及び(G)を順次備えた方法であれば特に制限されるものではないが、組換えベクターの調製方法においても、工程(E)と(G)の間に工程(F)を設けることが好ましい。
(A)CTL又はTh細胞が認識する特異抗原若しくは抗原エピトープに対する免疫応答が確認されているヒトから得られる末梢血単核球を採取する工程;
(B)標識物質により標識された前記特異抗原若しくは抗原エピトープと、前記標識物質とは異なる標識物質により標識された、ヒトT細胞を認識しうる抗体とにより、末梢血単核球中のT細胞を二重標識する工程;
(C)標識物質により二重標識されたT細胞を1細胞ずつ分取する工程;
(D)1細胞から全RNAを抽出し、逆転写反応によりcDNAを合成する工程;
(E)合成したcDNAを鋳型として、ヒトT細胞抗原レセプターに特異的なプライマー対を用いたPCR反応を行い、ヒトT細胞抗原レセプター遺伝子断片を増幅する工程;
(F)増幅された遺伝子断片の塩基配列を解析・決定する工程;
(G)増幅された遺伝子断片を、発現ベクターに組み込む工程;
As a method for analyzing and identifying the antigen receptor gene of one human T cell of the present invention, the following steps (A), (B), (C), (D), (E) and (F) are sequentially performed. The method is not particularly limited as long as it is a prepared method, and a method for preparing a recombinant vector capable of expressing an antigen receptor derived from one human T cell of the present invention is the following step (A). , (B), (C), (D), (E), and (G) are not particularly limited as long as the method is sequentially provided. And (G) are preferably provided with a step (F).
(A) A step of collecting peripheral blood mononuclear cells obtained from a human whose immune response to a specific antigen or antigen epitope recognized by CTL or Th cell is confirmed;
(B) T cells in peripheral blood mononuclear cells using the specific antigen or antigen epitope labeled with a labeling substance and an antibody capable of recognizing human T cells labeled with a labeling substance different from the labeling substance Double labeling;
(C) a step of sorting T cells double-labeled with a labeling substance one by one;
(D) a step of extracting total RNA from one cell and synthesizing cDNA by a reverse transcription reaction;
(E) A step of amplifying a human T cell antigen receptor gene fragment by performing a PCR reaction using a synthesized cDNA as a template and a primer pair specific to human T cell antigen receptor;
(F) a step of analyzing and determining the base sequence of the amplified gene fragment;
(G) a step of incorporating the amplified gene fragment into an expression vector;

上記工程(A)におけるCTLが認識する特異抗原若しくは抗原エピトープとしては、MHCクラスI分子に捕捉されて細胞表面に、がん特異的抗原ペプチドやウイルス感染をうけた細胞で増殖したウイルス粒子の断片化されたウイルス特異的抗原ペプチド等を表出しうるものであれば特に制限されず、また、Th細胞が認識する特異抗原若しくは抗原エピトープとしては、MHCクラスII分子に捕捉され、マクロファージやクッパー細胞などの細胞表面に、体内に侵入した細菌、体内に取り込まれた食物アレルゲン等の異物抗原が細胞内のプロテアーゼなどの酵素で小さなペプチド断片へと切断処理された抗原ペプチドを表出しうるものであれば特に制限されない。   The specific antigen or antigen epitope recognized by CTL in the above step (A) is a fragment of a virus particle that is captured by an MHC class I molecule and propagated on a cell surface that has been infected with a cancer-specific antigen peptide or virus. The specific antigen or antigen epitope recognized by the Th cell is captured by the MHC class II molecule, such as a macrophage or a Kupffer cell. If foreign antigens such as bacteria that have invaded the body and food allergen incorporated into the body can be expressed on the cell surface of the cell, it can be expressed as an antigenic peptide cleaved into small peptide fragments by enzymes such as proteases in the cell. There is no particular limitation.

また、上記工程(A)においては、これらCTL又はTh細胞が認識する特異抗原若しくは抗原エピトープを特異的に認識するT細胞を増やしておくことが特に重要である。例えば、MHCクラスI分子に捕捉されるがん特異的抗原ペプチド、好ましくはHLA−A24又はHLA−A2拘束性のがん特異的抗原ペプチドで処理された樹状細胞ワクチンの投与により、該がん特異的抗原ペプチドに対する免疫応答が確認されているがん患者から得られる末梢血を用いることにより、がん特異的抗原ペプチドを特異的に認識するTCR産生CTLを増やしておくことができる。かかるHLA−A2拘束性のがん特異的抗原ペプチドとして、メラノーマ細胞特異的抗原gp100由来のgp100209−217ペプチドを挙げることができる。通常がん患者より樹状細胞ワクチンを製造する場合には、末梢血より成分採血装置にて採取した単球細胞をサイトカインとともに7日間培養し、その後gp100を含むペプチドカクテル(各ペプチドあたり25μg/mL)とKLH(25μg/mL)にて処理を行い、最終的に樹状細胞ワクチンが得られる。現在進行中の第II相試験では、1〜5×10個の樹状細胞をまず4回投与し、明らかな有害事象がなければ最大10回まで樹状細胞ワクチンの投与を行うものである。樹状細胞ワクチンを投与したがん患者から得られる末梢血単核球に、gp100ペプチドにて処理した樹状細胞及びT2細胞(HLA−A0201遺伝子を発現している)を用いて複数回刺激を行うことが、gp100ペプチドを特異的に認識するTCRをもつCTL細胞をあらかじめ増やしておく上で好ましい。この工程(A)において、目的とするTCR産生CTLを、全T細胞中の10%以上、好ましくは20%、より好ましくは40%以上とすることがきわめて重要である。すなわち、この工程(A)を、がん特異的抗原ペプチドで処理された樹状細胞ワクチンの投与により、該がん特異的抗原ペプチドに対する免疫応答が確認されているがん患者から得られ、目的とするTCR産生CTLを、全T細胞中の10%以上、好ましくは20%、より好ましくは40%以上含む末梢血単核球を採取する工程とすることがきわめて重要である。 In the step (A), it is particularly important to increase the number of T cells that specifically recognize specific antigens or antigen epitopes recognized by these CTLs or Th cells. For example, administration of a dendritic cell vaccine treated with a cancer-specific antigen peptide, preferably an HLA-A24 or HLA-A2-restricted cancer-specific antigen peptide captured by MHC class I molecules, By using peripheral blood obtained from a cancer patient whose immune response to a specific antigen peptide has been confirmed, the TCR-producing CTL that specifically recognizes the cancer-specific antigen peptide can be increased. Examples of such HLA-A2-restricted cancer-specific antigen peptides include gp100 209-217 peptide derived from melanoma cell-specific antigen gp100. When a dendritic cell vaccine is usually produced from a cancer patient, monocyte cells collected from peripheral blood using a component blood collection device are cultured with cytokine for 7 days, and then a peptide cocktail containing gp100 (25 μg / mL for each peptide) ) And KLH (25 μg / mL), and finally a dendritic cell vaccine is obtained. In the ongoing Phase II trial, 1-5 × 10 7 dendritic cells are first administered 4 times, and if there are no obvious adverse events, the dendritic cell vaccine is administered up to 10 times. . Peripheral blood mononuclear cells obtained from a cancer patient to whom a dendritic cell vaccine has been administered, multiple times using dendritic cells and T2 cells (expressing HLA-A * 0201 gene) treated with gp100 peptide Stimulation is preferable for increasing the number of CTL cells having a TCR that specifically recognizes the gp100 peptide in advance. In this step (A), it is extremely important that the target TCR-producing CTL is 10% or more, preferably 20%, more preferably 40% or more of all T cells. That is, this step (A) is obtained from a cancer patient whose immune response to the cancer-specific antigen peptide has been confirmed by administration of a dendritic cell vaccine treated with the cancer-specific antigen peptide. It is extremely important that the TCR-producing CTL is a step of collecting peripheral blood mononuclear cells containing 10% or more, preferably 20%, more preferably 40% or more of all T cells.

上記工程(B)における標識物質としては、フルオレセインイソチオシアネート(FITC)、フィコエリスリン(PE)、テトラメチルローダミンイソチオシアネート(TRITC)などの蛍光物質、ルミノール、イソルミノール、アクリジニウム誘導体などの化学発光物質、ビオチン、マグネットビーズを挙げることができる。標識物質による標識化は常法で行うことができ、例えばMolecular Cloning, Third Edition,ColdSpring Harbor Laboratory Press, New Yorkを参照することができる。また、工程(B)におけるヒトT細胞を認識しうる抗体としては、CTLを認識しうる抗ヒトCD8抗体を、Th細胞を認識しうる抗ヒトCD4抗体や抗ヒトCD28抗体をそれぞれ好適に例示することができる。例えば、工程(B)において、標識物質により標識されたがん特異的抗原ペプチドとして、PE標識がん特異的抗原ペプチド−HLA-A2テトラマーを用い、異なる標識物質により標識されたヒトT細胞を認識しうる抗体として、FITC標識抗ヒトCD8抗体を用いる場合など、がん抗原特異的TCR産生CTLの細胞膜結合型TCRが脱落しない条件で標識化を行うことが好ましい。   Examples of the labeling substance in the step (B) include fluorescent substances such as fluorescein isothiocyanate (FITC), phycoerythrin (PE), tetramethylrhodamine isothiocyanate (TRITC), and chemiluminescent substances such as luminol, isoluminol, and acridinium derivatives. , Biotin, and magnetic beads. Labeling with a labeling substance can be performed by a conventional method, and for example, Molecular Cloning, Third Edition, Cold Spring Harbor Laboratory Press, New York can be referred to. Further, as an antibody capable of recognizing human T cells in the step (B), an anti-human CD8 antibody capable of recognizing CTL, and an anti-human CD4 antibody and an anti-human CD28 antibody capable of recognizing Th cells are preferably exemplified. be able to. For example, in step (B), PE-labeled cancer-specific antigen peptide-HLA-A2 tetramer is used as a cancer-specific antigen peptide labeled with a labeling substance, and human T cells labeled with different labeling substances are recognized. For example, when using a FITC-labeled anti-human CD8 antibody as a possible antibody, labeling is preferably performed under conditions that do not cause the cell membrane-bound TCR of the cancer antigen-specific TCR-producing CTLs to fall off.

これまでの検討でヒト末梢血に含まれるT細胞は、全細胞の約20〜30%、CD8が陽性である細胞障害性T(CTL)細胞は、その内の約20%と考えられ、全細胞の5%しか存在しない。この中でさらにgp100を認識するTCRをもつCTL細胞はさらに少数であり(全細胞の0.01−0.05%)、通常の方法では検出することが困難と考えられる。しかし、本発明では、前記工程(A)において、がん特異的抗原ペプチドで処理された樹状細胞ワクチンにより免疫され、すでに抗体価の増加したがん患者のT細胞を用いるため、微少の細胞の検出が可能となる。このように、本発明においては、あらかじめがん特異的抗原ペプチドで処理された樹状細胞ワクチンが投与された患者から得られる末梢血単核球を採取する工程(A)が、きわめて重要である。   In the examination so far, T cells contained in human peripheral blood are considered to be about 20 to 30% of all cells, and cytotoxic T (CTL) cells positive for CD8 are considered to be about 20%, Only 5% of the cells are present. Among them, the number of CTL cells having a TCR recognizing gp100 is still smaller (0.01-0.05% of all cells), and it is considered difficult to detect by a usual method. However, in the present invention, in the step (A), T cells of cancer patients who have been immunized with a dendritic cell vaccine treated with a cancer-specific antigen peptide and have already increased antibody titer are used. Can be detected. Thus, in the present invention, the step (A) of collecting peripheral blood mononuclear cells obtained from a patient to which a dendritic cell vaccine previously treated with a cancer-specific antigen peptide has been administered is extremely important. .

上記工程(C)において、標識物質により二重標識された、がん特異的抗原ペプチドを認識するTCRを細胞膜上に発現するT細胞を、1細胞ずつ分取する。T細胞を1細胞ずつ分取するには、使用した標識物質の種類に応じて適切な手法が用いられる。例えば、標識物質として蛍光物質を使用した場合に、その形状的特徴により1細胞を捕捉することが可能な微細孔を複数有する基板を備えたマイクロ流路デバイスを用いることができる(実施例参照)。このマイクロ流路デバイスにより、T細胞を簡便且つ多数同時に分取することができる。また、該マイクロ流路デバイスを用いることにより、細胞以外の粒子物質などの夾雑物による影響を回避することができ、より高感度な解析・同定法を提供することができる。このマイクロ流路デバイスにおいては、上記基板に設けられた各微細孔にT細胞がそれぞれ捕捉される。     In the step (C), T cells that are double-labeled with a labeling substance and express TCR that recognizes a cancer-specific antigen peptide on the cell membrane are collected one by one. In order to sort T cells one by one, an appropriate method is used according to the type of labeling substance used. For example, when a fluorescent substance is used as a labeling substance, a microchannel device including a substrate having a plurality of micropores capable of capturing one cell due to its shape characteristics can be used (see Examples). . By this microchannel device, a large number of T cells can be easily and simultaneously sorted. In addition, by using the microchannel device, it is possible to avoid the influence of contaminants such as particulate matter other than cells, and to provide a more sensitive analysis / identification method. In this microchannel device, T cells are captured in each micropore provided in the substrate.

上記基板としては、例えば、本発明者が既に開発した微生物分離装置(特開2007−89566号公報参照)の構成要素として用いたマイクロチップを、本発明における細胞分離用として利用することが可能である。
ここで、上記微細孔の孔径は、分取すべき細胞の大きさに応じて適宜選定されればよく、効率良く捕捉するために、開口部の直径は1〜3μが好ましい。
該微細孔に目的の細胞を捕捉させるための手段としては、例えば上記特開2007−89566号公報に開示される試料水吸引手段等を、本発明における細胞捕捉用として利用することが可能である。
また、上記基板の材質は、bPET(black polyethylene terephthalate)で、上記微細孔の加工方法としては、微生物分離装置用マイクロチップにおいて使用した方法がいずれも適用可能である。bPETは自家蛍光が少ないことから、細胞の蛍光観察時におけるバックグラウンドが少なく、細胞を鮮明に観察することができる点で他の材料より優れている。また、上記加工方法によってbPET基板に形成された微細孔の孔径、形状は、例えばステンレス基板を含む金属基板材料よりも均一であり、その結果、効率的な細胞の補足が行える。
As the substrate, for example, a microchip used as a component of a microorganism separation apparatus (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-89566) already developed by the present inventor can be used for cell separation in the present invention. is there.
Here, the diameter of the micropores may be appropriately selected according to the size of the cells to be sorted, and the diameter of the opening is preferably 1 to 3 μm in order to capture efficiently.
As means for capturing the target cells in the micropores, for example, the sample water suction means disclosed in JP-A-2007-89566 can be used for capturing cells in the present invention. .
Further, the material of the substrate is bPET (black polyethylene terephthalate), and any of the methods used in the microchip for a microorganism separator can be applied as the method for processing the micropores. bPET is superior to other materials in that it has less autofluorescence and therefore has less background at the time of cell fluorescence observation and can clearly observe cells. Moreover, the hole diameter and shape of the micropores formed in the bPET substrate by the above processing method are more uniform than those of metal substrate materials including, for example, a stainless steel substrate, and as a result, efficient cell supplementation can be performed.

更に、該基板は、細胞の損傷を少なくする目的で(細胞ローディングを容易にするために)、例えば10%Pluronic F-127(Invitrogen社)等の界面活性剤等により表面処理を施すこともできる。
また、標識物質として蛍光物質を使用した場合に、蛍光を指標としたフローサイトメトリー(シングルセルソーター)によって、1細胞ずつ分取することもできる。フローサイトメトリーによれば効率的かつ高精度の細胞分離が可能となる。また、標識物質としてビオチンを採用した場合においてもアビジンとの結合反応を利用して1細胞ずつ分取することができる。マグネットビーズを採用した場合にも同様に、磁石を用いた良好な分離が可能である。さらに、マイクロマニピュレーターを用いて1細胞ずつ分取することもできる。
Furthermore, the substrate can be surface-treated with a surfactant such as 10% Pluronic F-127 (Invitrogen) for the purpose of reducing cell damage (to facilitate cell loading). .
In addition, when a fluorescent substance is used as a labeling substance, it is possible to sort cells one by one by flow cytometry (single cell sorter) using fluorescence as an index. Flow cytometry enables efficient and highly accurate cell separation. In addition, even when biotin is employed as the labeling substance, cells can be sorted one by one using a binding reaction with avidin. Similarly, when magnet beads are employed, good separation using magnets is possible. Furthermore, it is possible to sort one cell at a time using a micromanipulator.

上記工程(D)においては、1細胞ずつ分取した1個のがん抗原特異的TCR産生CTLから、全RNAを抽出し、逆転写反応によりcDNAを合成する。全RNAの分離、mRNAの分離や精製、cDNAの取得とそのクローニングなどはいずれも常法(例えば、Molecular Cloning: A laboratory Mannual, 2nd Ed., Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, NY.,1989.参照)に従って実施することができる。   In the above step (D), total RNA is extracted from one cancer antigen-specific TCR-producing CTL sorted by cell, and cDNA is synthesized by a reverse transcription reaction. Isolation of total RNA, isolation and purification of mRNA, cDNA acquisition, and cloning thereof are all conventional methods (eg, Molecular Cloning: A laboratory Mannual, 2nd Ed., Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, NY., 1989). )).

上記工程(E)においては、合成したcDNAを鋳型として、ヒトT細胞抗原レセプター遺伝子に特異的なプライマー対を用いたPCR反応により、ヒトT細胞抗原レセプター遺伝子断片を増幅する。ヒトT細胞抗原レセプター遺伝子に特異的なプライマー対としては、ヒトT細胞抗原レセプターのα鎖遺伝子、β鎖遺伝子、γ鎖遺伝子又はδ鎖遺伝子の各配列に特異的なプライマー対であれば特に制限されないが、例えば、ヒトT細胞抗原レセプターβ鎖遺伝子に特異的なプライマー対としては、配列番号2に示されるV領域の配列と、配列番号3に示されるC領域の配列とからなるプライマー対を挙げることができる(図5参照)。増幅された遺伝子断片の塩基配列が、上記工程(F)において常法により解析・決定される。   In the step (E), a human T cell antigen receptor gene fragment is amplified by a PCR reaction using a synthesized cDNA as a template and a primer pair specific to the human T cell antigen receptor gene. The primer pair specific to the human T cell antigen receptor gene is particularly limited as long as it is specific to each sequence of the α chain gene, β chain gene, γ chain gene or δ chain gene of the human T cell antigen receptor. However, for example, as a primer pair specific to the human T cell antigen receptor β chain gene, a primer pair comprising a V region sequence shown in SEQ ID NO: 2 and a C region sequence shown in SEQ ID NO: 3 is used. (See FIG. 5). The base sequence of the amplified gene fragment is analyzed and determined by a conventional method in the above step (F).

上記工程(E)で増幅された遺伝子断片を用いて、1個のT細胞由来の抗原レセプター遺伝子を調製することができる。例えば、ヒトTCRα鎖遺伝子に特異的なプライマー対を用いたPCR反応により、ヒトTCRα鎖遺伝子を調製することができ、ヒトTCRβ鎖遺伝子に特異的なプライマー対を用いたPCR反応により、ヒトTCRβ鎖遺伝子を調製することができる。また、ヒトTCRγ鎖遺伝子に特異的なプライマー対を用いたPCR反応により、ヒトTCRγ鎖遺伝子を調製することができ、ヒトTCRδ鎖遺伝子に特異的なプライマー対を用いたPCR反応により、ヒトTCRδ鎖遺伝子を調製することができる。これら調製されたヒトTCR遺伝子をサブクローニングして増幅させることもできる。なお、ゲノムDNAを鋳型にする場合、エクソンが離れているため効果的な増幅が期待できない。   One T cell-derived antigen receptor gene can be prepared using the gene fragment amplified in the above step (E). For example, a human TCR α chain gene can be prepared by a PCR reaction using a primer pair specific to the human TCR α chain gene, and a human TCR β chain can be prepared by a PCR reaction using a primer pair specific to the human TCR β chain gene. Genes can be prepared. In addition, a human TCR γ chain gene can be prepared by a PCR reaction using a primer pair specific to the human TCR γ chain gene, and a human TCR δ chain can be prepared by a PCR reaction using a primer pair specific to the human TCR δ chain gene. Genes can be prepared. These prepared human TCR genes can be subcloned and amplified. When genomic DNA is used as a template, effective amplification cannot be expected because exons are separated.

上記工程(G)において、工程(E)において増幅された遺伝子断片である、ヒトTCRα鎖遺伝子,ヒトTCRβ鎖遺伝子,ヒトTCRγ鎖遺伝子又はヒトTCRδ鎖遺伝子を、発現ベクターを用いて発現させ、1個のヒトT細胞に由来する抗原レセプターを発現する形質転換ヒトT細胞を製造することができる。発現ベクターとしては、TCR遺伝子の発現に適したものであれば特に制限されないが、動物細胞において発現しうるものが好ましい。本発明の組換えベクターは、TCR遺伝子を発現ベクターに適切にインテグレイトすることにより構築することができる。かかる発現ベクターとしては、宿主細胞において自立複製可能であるものや、あるいは宿主細胞の染色体中へ組込み可能であるものが好ましく、また、TCR遺伝子を発現できる位置にプロモーター、エンハンサー、ターミネーター等の制御配列の他、選択マーカー遺伝子を導入しておくこともできる。発現ベクターへのTCR抗体遺伝子の導入は、制限酵素及びDNAリガーゼを用いた周知の方法(例えば、Molecular Cloning, Third Edition, 1.84, Cold Spring Harbor Laboratory Press, New Yorkを参照できる)により行うことができる。   In the above step (G), the human TCR α chain gene, human TCR β chain gene, human TCR γ chain gene or human TCR δ chain gene, which is the gene fragment amplified in step (E), is expressed using an expression vector, Transformed human T cells expressing antigen receptors derived from individual human T cells can be produced. The expression vector is not particularly limited as long as it is suitable for expression of the TCR gene, but is preferably one that can be expressed in animal cells. The recombinant vector of the present invention can be constructed by appropriately integrating the TCR gene into an expression vector. Such an expression vector is preferably one that can replicate autonomously in the host cell, or one that can be integrated into the host cell chromosome, and a control sequence such as a promoter, enhancer, or terminator at a position where the TCR gene can be expressed. In addition, a selection marker gene can be introduced. Introduction of a TCR antibody gene into an expression vector can be performed by a known method using a restriction enzyme and DNA ligase (for example, see Molecular Cloning, Third Edition, 1.84, Cold Spring Harbor Laboratory Press, New York). .

上記動物細胞用の発現ベクターとして、例えば、pCR2.1−TA(Invitrogen社製)、pEGFP-C1(Clontech社製)、pGBT−9(Clontech社製)、pcDNAI(フナコシ社製)、pcDM8(フナコシ社製)、pAGE107(Cytotechnology, 3, 133, 1990)、pCDM8(Nature, 329, 840, 1987)、pcDNAI/AmP(Invitrogen社製)、pREP4(Invitrogen社製)、pAGE103(J.Blochem., 101, 1307, 1987)、pAGE210等のプラスミドベクターや、非分列細胞を含む全ての細胞(血球系以外)での一過性発現に用いられるアデノウイルスベクター(Science, 252, 431-434, 1991)や、分裂細胞での長期発現に用いられるレトロウイルスベクター(Microbiology and Immunology, 158, 1-23, 1992)や、非病原性、非分裂細胞にも導入可能で、長期発現に用いられるアデノ随伴ウイルスベクター(Curr. Top. Microbiol. Immunol., 158, 97-129, 1992)の他、SV40ウイルスベクター、EBウイルスベクター、パピローマウイルスベクター等のウイルスベクターを例示することができる。動物細胞用のプロモーターとしては、例えば、サイトメガロウイルス(ヒトCMV)のIE(immediate early)遺伝子のプロモーター、SV40の初期プロモーター、レトロウイルスのプロモーター、メタロチオネインプロモーター、ヒートショックプロモーター、SRαプロモーター等を挙げることができる。   Examples of expression vectors for animal cells include pCR2.1-TA (Invitrogen), pEGFP-C1 (Clontech), pGBT-9 (Clontech), pcDNAI (Funakoshi), pcDM8 (Funakoshi). PAGE107 (Cytotechnology, 3, 133, 1990), pCDM8 (Nature, 329, 840, 1987), pcDNAI / AmP (Invitrogen), pREP4 (Invitrogen), pAGE103 (J. Blochem., 101) 1307, 1987), plasmid vectors such as pAGE210, and adenoviral vectors used for transient expression in all cells (other than blood cells) including unsorted cells (Science, 252, 431-434, 1991) And retroviral vectors used for long-term expression in dividing cells (Microbiology and Immunology, 158, 1-23, 1992) and non-pathogenic, non-dividing cells that can be used for long-term expression. Roh-associated viral vectors (Curr. Top. Microbiol. Immunol., 158, 97-129, 1992) other, can be exemplified SV40 viral vectors, EB virus vector, a viral vector such as papilloma virus vectors. Examples of promoters for animal cells include cytomegalovirus (human CMV) IE (immediate early) gene promoter, SV40 early promoter, retrovirus promoter, metallothionein promoter, heat shock promoter, SRα promoter and the like. Can do.

上記ヒトTCRα鎖遺伝子とヒトTCRβ鎖遺伝子、又はヒトTCRγ鎖遺伝子とヒトTCRδ鎖遺伝子は、通常、それぞれ別の発現ベクターに挿入され、これら2つの組換えベクターで宿主となるナイーブT細胞を共形質転換し、同一細胞内でTCRα鎖とTCRβ鎖、又はTCRγ鎖とTCRδ鎖を発現させることが好ましい。組換えベクターによりナイーブT細胞を形質転換する方法としては、リポフェクチン法、エレクトロポレーション法、リン酸カルシウム法等を例示することができる。このようにして、1個のヒトT細胞に由来する抗原レセプターを発現する形質転換ヒトT細胞を製造することができる。   The human TCR α chain gene and human TCR β chain gene, or the human TCR γ chain gene and human TCR δ chain gene are usually inserted into separate expression vectors, respectively, and these two recombinant vectors co-transform naive T cells serving as hosts. It is preferable that the TCR α chain and the TCR β chain, or the TCR γ chain and the TCR δ chain are expressed in the same cell. Examples of a method for transforming naive T cells with a recombinant vector include the lipofectin method, the electroporation method, the calcium phosphate method, and the like. In this way, a transformed human T cell expressing an antigen receptor derived from one human T cell can be produced.

上記本発明の組換えベクターがインビトロで導入されたナイーブT細胞は、養子免疫療法等を適用しうる疾患(組換えベクターに組み込まれたTCRβ鎖遺伝子にコードされるTCRβ鎖タンパク質が特異性を示す抗原ペプチドを特異的に発現する疾患)に対する治療用組成物として有用である。特に、前記組換えベクターに組み込まれた本発明のTCRβ鎖遺伝子の塩基配列が、配列番号4で表される塩基配列(gp100ペプチド特異的TCRβ鎖遺伝子)、配列番号5及び6で表される塩基配列(MAGE1−A24ペプチド特異的TCRβ鎖遺伝子)、配列番号7で表される塩基配列(MAGE3−A24ペプチド特異的TCRβ鎖遺伝子)、配列番号8で表される塩基配列(MART1−A2ペプチド特異的TCRβ鎖遺伝子)からなる場合は、ナイーブT細胞は、養子免疫療法等に好適に用いることができるメラノーマ治療用組成物として有用であり、該組換えベクターに組み込まれた本発明のTCRβ鎖遺伝子の塩基配列が、配列番号9〜11(CMVpp65−A24ペプチド特異的TCRβ鎖遺伝子)、配列番号12で表される塩基配列(CMVpp65−A2ペプチド特異的TCRβ鎖遺伝子)からなる場合は、ナイーブT細胞は、養子免疫療法等に好適に用いることができるCMV感染症治療用組成物として有用である。   The naive T cells into which the above-described recombinant vector of the present invention has been introduced in vitro are diseases to which adoptive immunotherapy or the like can be applied (the TCR β chain protein encoded by the TCR β chain gene incorporated in the recombinant vector exhibits specificity). It is useful as a therapeutic composition for a disease that specifically expresses an antigenic peptide. In particular, the base sequence of the TCR β chain gene of the present invention incorporated in the recombinant vector is represented by the base sequence represented by SEQ ID NO: 4 (gp100 peptide-specific TCR β chain gene), the bases represented by SEQ ID NOs: 5 and 6 Sequence (MAGE1-A24 peptide-specific TCRβ chain gene), base sequence represented by SEQ ID NO: 7 (MAGE3-A24 peptide-specific TCRβ chain gene), base sequence represented by SEQ ID NO: 8 (MART1-A2 peptide-specific Naive T cells are useful as a composition for melanoma treatment that can be suitably used for adoptive immunotherapy and the like, and the TCR β chain gene of the present invention incorporated in the recombinant vector. The nucleotide sequence is represented by SEQ ID NO: 9 to 11 (CMVpp65-A24 peptide specific TCR β chain gene), SEQ ID NO: 12. If the nucleotide sequence of (CMVpp65-A2 peptide-specific TCRβ chain gene), naive T cells are useful as CMV infection therapeutic composition can be suitably used in adoptive immunotherapy, or the like.

養子免疫療法等免疫治療剤に用いる場合は、形質転換ヒトT細胞クローンを精製することが好ましく、その手法としては、リン酸緩衝液等に混合して遠心する方法、分離剤を用いた比重遠心法などを用いることができる。メラノーマやCMV感染症等の疾患治療用組成物の投与量は、1回あたり形質転換ヒトT細胞として10〜1012個の細胞が好ましい。投与形態としては、注射剤、点滴剤等の液体が好ましく、形質転換ヒトT細胞をヒト血清アルブミンが0.01〜5%となるように添加した生理食塩液に分散した注射剤又は点滴剤がより好ましい。投与方法としては、静脈への点滴又は静脈、動脈、局所等への注射が好ましい。投与する液量は、投与方法、投与する場所等に異なるが、50〜500ccとするのが好ましく、この液量に前記の形質転換リンパ球が含まれるようにするのが好ましい。投与頻度は1回/日〜1回/月とするのが好ましく、投与回数は少なくとも1回、好ましくは5回以上とすることができる。 When used as an immunotherapeutic agent such as adoptive immunotherapy, it is preferable to purify a transformed human T cell clone. As a method for this, a method of mixing and centrifuging in a phosphate buffer or the like, a specific gravity centrifugation using a separating agent The method etc. can be used. The dose of the composition for treating diseases such as melanoma and CMV infection is preferably 10 6 to 10 12 cells as transformed human T cells per one time. The dosage form is preferably a liquid such as an injection or infusion, and an injection or infusion in which transformed human T cells are dispersed in a physiological saline solution containing human serum albumin at 0.01 to 5%. More preferred. As the administration method, intravenous drip or injection into veins, arteries, and the like is preferable. The amount of liquid to be administered varies depending on the administration method, the place to administer, etc., but is preferably 50 to 500 cc, and it is preferable that the above-mentioned transformed lymphocytes are included in this liquid amount. The frequency of administration is preferably 1 time / day to 1 time / month, and the frequency of administration can be at least once, preferably 5 times or more.

本発明の1個のヒトT細胞由来のTCR遺伝子の解析・同定方法によって、がん患者のがん特異的TCRの遺伝子を解析・同定することにより、患者個人の体内で産生されているがん抗原特異的TCRの種類の全体像に関する情報を得ることができる。また、本発明の1個のヒトT細胞に由来する抗原レセプターを発現しうる組換えベクターの調製方法を利用して、上記のようにがん抗原特異的TCRを膜表面に発現する形質転換ヒトT細胞を大量に得ることができ、テイラーメイド的な患者個人の診断や治療が可能となる。   Cancer produced in the body of an individual patient by analyzing and identifying the cancer-specific TCR gene of the cancer patient by the method for analyzing and identifying the TCR gene derived from one human T cell of the present invention Information on the overall picture of the type of antigen-specific TCR can be obtained. In addition, by using the method for preparing a recombinant vector capable of expressing an antigen receptor derived from one human T cell of the present invention, a transformed human that expresses a cancer antigen-specific TCR on the membrane surface as described above. A large amount of T cells can be obtained, and a tailor-made individual patient diagnosis and treatment becomes possible.

以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明の技術的範囲はこれらの例示に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention more concretely, the technical scope of this invention is not limited to these illustrations.

[末梢血単核球の採取]
メラノーマ細胞特異的抗原ペプチドgp100を用いたワクチン治療を受けた転移性メラノーマ患者から末梢血単核球を採取した。転移性メラノーマ患者に、HLA−A2拘束性gp100209−217ペプチドにより処理された樹状細胞ワクチンを4回投与し、免疫応答反応を確認した。gp100209−217ペプチドのアミノ酸配列を配列番号1に示す。この患者由来の末梢血から、末梢血単核球(peripheral blood mononuclear cell; PBMC)を採取し、以下の実験に用いた。
[Collecting peripheral blood mononuclear cells]
Peripheral blood mononuclear cells were collected from patients with metastatic melanoma who received vaccine treatment with the melanoma cell specific antigen peptide gp100. A dendritic cell vaccine treated with HLA-A2-restricted gp100 209-217 peptide was administered to metastatic melanoma patients four times, and the immune response reaction was confirmed. The amino acid sequence of the gp100 209-217 peptide is shown in SEQ ID NO: 1. Peripheral blood mononuclear cells (PBMC) were collected from peripheral blood derived from this patient and used for the following experiments.

[gp100−A2テトラマー染色結果]
樹状細胞ワクチン投与を受けたHLA−A2陽性の患者由来の末梢血単核球を、gp100209−217ペプチドにて処理した樹状細胞及びT2−A2細胞(T2細胞にHLA−A0201遺伝子を導入し発現させたもの)を用いて4回刺激を行った。T2−A2細胞は、ATCC(cat.CRL-1992)から入手した。その後、FITC標識抗CD8+抗体及びPE標識gp100−HLA-A2テトラマーにより染色を行った。PE標識gp100−HLA-A2テトラマー(ベックマンコールター社製)は医学生物研究所(MBL)から入手した。結果を図1に示す。その結果、CD8+/gp100−HLA-A2テトラマー+の細胞障害性Tリンパ球(CTL)細胞は、全体の44.3%まで増幅を認めた。これに対して、対照のCD8+/Flu−MP−A2テトラマー陽性細胞は、0.04%であった。
[Gp100-A2 tetramer staining result]
Dendritic cells and T2-A2 cells treated with gp100 209-217 peptide from peripheral blood mononuclear cells from HLA-A2-positive patients who received dendritic cell vaccine administration (HLA-A * 0201 gene in T2 cells) 4) was used for the stimulation. T2-A2 cells were obtained from ATCC (cat. CRL-1992). Thereafter, staining was performed with a FITC-labeled anti-CD8 + antibody and a PE-labeled gp100-HLA-A2 tetramer. PE-labeled gp100-HLA-A2 tetramer (manufactured by Beckman Coulter) was obtained from Medical and Biological Research Institute (MBL). The results are shown in FIG. As a result, CD8 + / gp100-HLA-A2 tetramer + cytotoxic T lymphocyte (CTL) cells were amplified to 44.3% of the whole. In contrast, control CD8 + / Flu-MP-A2 tetramer positive cells were 0.04%.

[TCR抗体レパトワスクリーニング結果]
Ex vivoにて増幅されたgp100−HLA-A2テトラマー陽性CTL細胞のTCRレパトワの使用頻度をTCRに対するモノクローナル抗体パネルを用いて解析した。結果を表1に示す。この結果TCRVβ12(IMGTによる新しい TRBV の名称)(Wei* らによる旧名称;TCRVβ8)に対する抗体で染色される細胞の有意な増加(36.6%)が認められた。(*参考文献:Immunogenetics 40:27-36, 1994)
[Results of TCR antibody repatova screening]
The frequency of use of TCR repertoire of gp100-HLA-A2 tetramer positive CTL cells amplified in vivo was analyzed using a monoclonal antibody panel against TCR. The results are shown in Table 1. As a result, a significant increase (36.6%) of cells stained with an antibody against TCRVβ12 (new TRBV name by IMGT) (old name by Wei * et al .; TCRVβ8) was observed. (* Reference: Immunogenetics 40: 27-36, 1994)

[マイクロ流路デバイスの構築]
マイクロ流路(深さ;1mm,幅;1mm)作製のための鋳型を、CAD−CAMM(computer-aided design-computer aided modeling machineシステム;PNC−300,ローランド株式会社製)を用いて、厚さ3mmのPMMA(polymethylmethacrylate) の基板を切削することにより作製した。この鋳型を超音波洗浄した後に乾燥させ、PDMS(poly-dimethylsiloxisane、シルガード184;ダウコーニング社製) を主剤と硬化剤を10:1で混合し、鋳型に注入後、減圧下において脱気した。また、基板と接着するPDMS部位は主剤と硬化剤を50:1で配合したものを使用した。このPDMSを85℃で20分間以上加熱することにより硬化させた。これらの表面に20秒間プラズマ処理を行い、プラズマ処理後すぐに張り合わせることでPDMSを接着した。また、流路の入口と出口にはシリコンチューブ(内径1mm×外径3mm)を接続した。基板を加工するための基板として厚さ38μmの黒色のbPET(black polyethylene terephthalate) 基板を使用した。各微細孔は反すり鉢状をしており、孔径が小さい側の直径が2μmになるように設計した。さらにこれらの中心間距離を60μmとして、25×50の合計1250孔をアレイ状に配した。この設計を基にクロムを蒸着したガラス基板によりフォトマスクを作製した。このマスクを用いて、エキシマレーザー微細加工機 (Optec Micro-Master System,Optec社) により波長248nm、周波数150Hzのレーザーを用いて、bPET基板に貫通孔を加工した。このbPET基板を直径10mmの貫通孔をあけたスライドガラスにエポキシ接着剤を用いて接着した。最終的に、PDMSによりbPET基板を挟み込み、マイクロ流路デバイスの構築を行った。
[Construction of microchannel device]
Using a CAD-CAMM (computer-aided design-computer aided modeling machine system; PNC-300, manufactured by Roland Corporation), the thickness of the mold for producing the microchannel (depth: 1 mm, width: 1 mm) It was prepared by cutting a 3 mm PMMA (polymethylmethacrylate) substrate. This mold was subjected to ultrasonic cleaning and dried, and then PDMS (poly-dimethylsiloxisane, Sylgard 184; manufactured by Dow Corning) was mixed at 10: 1 with the main agent and the curing agent, injected into the mold, and degassed under reduced pressure. The PDMS site to be bonded to the substrate was a mixture of the main agent and the curing agent in a ratio of 50: 1. This PDMS was cured by heating at 85 ° C. for 20 minutes or more. Plasma treatment was performed on these surfaces for 20 seconds, and PDMS was adhered by bonding immediately after the plasma treatment. Further, silicon tubes (inner diameter 1 mm × outer diameter 3 mm) were connected to the inlet and outlet of the flow path. A black bPET (black polyethylene terephthalate) substrate having a thickness of 38 μm was used as a substrate for processing the substrate. Each micropore has a mortar shape, and the diameter on the side where the pore diameter is small is designed to be 2 μm. Furthermore, the distance between these centers was set to 60 μm, and 25 × 50 total 1250 holes were arranged in an array. Based on this design, a photomask was produced from a glass substrate on which chromium was deposited. Using this mask, a through-hole was processed in the bPET substrate using a laser with a wavelength of 248 nm and a frequency of 150 Hz using an excimer laser micro-processing machine (Optec Micro-Master System, Optec). This bPET substrate was bonded to a slide glass having a through hole having a diameter of 10 mm using an epoxy adhesive. Finally, a bPET substrate was sandwiched by PDMS, and a microchannel device was constructed.

[FITC標識抗CD8抗体+/PE標識gp100−HLA-A2テトラマー+CTL細胞の染色およびソーティング結果]
PE標識gp100−HLA-A2テトラマーを用いたMACSソーティング後のCTL細胞(純度99.8%)は、ほとんどがTCRVβ12レパトワを認識するモノクローナル抗体(MoAb)により陽性に染色された。結果を図2に示す。このためPCR増幅用のプライマーとして、TCRVβ12を特異的に認識する配列を使用した。また、図3に示すように、CD8+/gp100−HLA-A2テトラマー陽性のCTL細胞を、セルソーターにより選別し、25個のマイクロウェルを持った基板上に1個の細胞ごとに採取した。
[FITC-labeled anti-CD8 antibody + / PE-labeled gp100-HLA-A2 tetramer + CTL cell staining and sorting results]
CTL cells (purity 99.8%) after MACS sorting using PE-labeled gp100-HLA-A2 tetramer mostly stained positively with a monoclonal antibody (MoAb) that recognizes TCRVβ12 repertoire. The results are shown in FIG. Therefore, a sequence that specifically recognizes TCRVβ12 was used as a primer for PCR amplification. In addition, as shown in FIG. 3, CD8 + / gp100-HLA-A2 tetramer positive CTL cells were selected by a cell sorter and collected on a single cell on a substrate having 25 microwells.

[bPET基板上での二重染色CTL細胞の蛍光顕微鏡による確認]
マイクロ流路デバイスを用いた二重染色CTL細胞の個別分離は下記の要領で行った。はじめに、上述のデバイス流路表面にプラズマ処理を20秒間施し、流路内に10%pluronic F−127を導入して2時間インキュベーションすることで、流路への非特異吸着を抑制するための表面処理をした。次に、CTLマーカーであるCD8と、gp100ペプチドへの抗原レセプターとをともに発現している細胞のみを単離する目的で、FITC標識抗CD8抗体+/PE標識gp100−HLA-A2−テトラマーで二重染色したCTL細胞懸濁液を流路に導入し、2.0kPaで減圧吸引を行うことで、細胞をbPET基板上へトラップした。蛍光顕微鏡(BX−51;Olympus社製) を用いて、bPET基板上の細胞を観察した。得られた画像をマージさせることで、FITCおよびPEの両方に染色されたCTLを確認した。結果を図4に示す。
[Confirmation of double-stained CTL cells on bPET substrate by fluorescence microscope]
Individual separation of double-stained CTL cells using a microchannel device was performed as follows. First, the surface for suppressing non-specific adsorption to the channel by applying plasma treatment to the above-mentioned device channel surface for 20 seconds, introducing 10% pluronic F-127 into the channel and incubating for 2 hours Processed. Next, for the purpose of isolating only cells expressing both the CTL marker CD8 and the antigen receptor for the gp100 peptide, FITC-labeled anti-CD8 antibody + / PE-labeled gp100-HLA-A2-tetramer The double-stained CTL cell suspension was introduced into the flow path, and the cells were trapped on the bPET substrate by performing vacuum suction at 2.0 kPa. Cells on the bPET substrate were observed using a fluorescence microscope (BX-51; manufactured by Olympus). By merging the obtained images, CTL stained with both FITC and PE were confirmed. The results are shown in FIG.

[1個のCTL細胞からのmRNA抽出]
FITC標識抗CD8抗体/PE標識gp100−HLA-A2テトラマーにより二重染色された(マージ画像にて黄色に見える細胞)細胞を採取した。bPET基板上にトラップした細胞をセルトラムvario(eppendorf 社)の先端にトランスファーチップ(内径;20μm)を接続したマイクロマイピュレーターを用いて1細胞ごとに分取し、細胞はミニトレイ (Nalge NuncInternational社製)に回収し、顕微鏡観察により、細胞が1個存在することを確認した。各ウェル中にLysis bufferを加え、ピペッティングすることで細胞を溶解した。その後、μMACSmRNA Isolation Kit (Miltenyi Biotec社製) を用いてmRNAの抽出を行った。抽出操作は、標準プロトコールに従って行った。また、この他に希釈により調整した10細胞,1000細胞からも同様にmRNAの抽出を行った。
[MRNA extraction from one CTL cell]
Cells that were double-stained with FITC-labeled anti-CD8 antibody / PE-labeled gp100-HLA-A2 tetramer (cells that appear yellow in the merged image) were collected. b The cells trapped on the PET substrate were sorted for each cell using a micromipulator with a transfer chip (inner diameter: 20 μm) connected to the tip of the cell tram vario (eppendorf), and the cells were collected in a mini tray (Nalge Nunc International). ), And the presence of one cell was confirmed by microscopic observation. Lysis buffer was added to each well and the cells were lysed by pipetting. Thereafter, mRNA was extracted using μMACS mRNA Isolation Kit (Miltenyi Biotec). The extraction operation was performed according to a standard protocol. In addition, mRNA was similarly extracted from 10 cells and 1000 cells prepared by dilution.

[がん抗原特異的TCRをターゲットとしたRT−PCR反応]
1細胞,10細胞,1000細胞からそれぞれ抽出したmRNAを用いて、ガン抗原特異的レセプター遺伝子(約950bp)をターゲットとしたRT−PCRを行った。使用したPCRプライマーは、配列番号2に示されるTCRβ鎖V領域に特異的な配列TRBV12b(TCRV・8に対するMoAbにより認識される)及び配列番号3に示されるTCRβ鎖C領域に特異的な配列TRBC2を使用した(図5)。50℃で30分、99℃で5分、5℃で5分でのRT反応の後、94℃で2分と94℃で30秒、60℃で30秒、72℃で1分を55サイクルのPCR反応により増幅を行った。また、同様に、ヒトGAPDH(226bp)を94℃で2分と94℃で30秒,60℃で30秒,72℃で30秒を40サイクルのPCR反応により増幅した。その後、アガロースゲル電気泳動を行うことで1個のT細胞からのmRNA抽出及びPCR増幅の評価を行った。
[RT-PCR reaction targeting cancer antigen-specific TCR]
Using mRNA extracted from each of 1 cell, 10 cells, and 1000 cells, RT-PCR targeting a cancer antigen-specific receptor gene (about 950 bp) was performed. The PCR primers used were the sequence TRBV12b specific to the TCRβ chain V region shown in SEQ ID NO: 2 (recognized by MoAb against TCRV · 8) and the sequence TRBC2 specific to the TCRβ chain C region shown in SEQ ID NO: 3. Was used (FIG. 5). 55 cycles of 50 ° C for 30 minutes, 99 ° C for 5 minutes, 5 ° C for 5 minutes, followed by 94 ° C for 2 minutes and 94 ° C for 30 seconds, 60 ° C for 30 seconds, 72 ° C for 1 minute Amplification was performed by PCR reaction. Similarly, human GAPDH (226 bp) was amplified by PCR at 40 ° C. for 2 minutes, 94 ° C. for 30 seconds, 60 ° C. for 30 seconds, and 72 ° C. for 30 seconds. Then, mRNA extraction from one T cell and evaluation of PCR amplification were performed by performing agarose gel electrophoresis.

[PCR産物の抽出・精製]
得られたPCR反応液を、1.5%のアガロースゲルを用いて電気泳動し、エチヂウムブロマイド染色によりバンドを確認した。図6に示すように、1細胞の5サンプルのうち2サンプルにおいて、ターゲットとした950bpのがん抗原特異的レセプター遺伝子断片の増幅が確認された。PCR反応物は、シリカゲル粒子(QIAEX II(R) Gel Extraction Kit;QIAGEN社製)及びDNA抽出用カラム(MinEluteTM Reaction Cleanup Kit;QIAGE社製)を用いてゲルから抽出・精製した。
[Extraction and purification of PCR products]
The obtained PCR reaction solution was electrophoresed using a 1.5% agarose gel, and the band was confirmed by ethidium bromide staining. As shown in FIG. 6, amplification of the target 950 bp cancer antigen-specific receptor gene fragment was confirmed in 2 out of 5 samples of 1 cell. The PCR reaction product was extracted and purified from the gel using silica gel particles (QIAEX II® Gel Extraction Kit; manufactured by QIAGEN) and a DNA extraction column (MinElute Reaction Cleanup Kit; manufactured by QIAGE).

まず、増幅バンド部分のゲルを切り出し、1.5mLサンプルチューブに移し、切り出したゲルを秤量した。1mg=1μLと換算し、3倍量のバッファーQX1(QIAEX IITM Gel Extraction Kit;QIAGE社製)及び17.2μLのQIAEXIISuspension(QIAEX IITM Gel Extraction Kit;QIAGEN社製)を加えた。Vortexにてよく混和してから、予め50℃に設定しておいたヒートブロック上に置き、2分ごとにVortexにかけ、合計10分間処理した。次いで、室温中10000×gで1分間遠心を行い、上清を取り除いた。再度、沈殿に500μLのバッファーQX1を加えた後、vortexにて混和し、室温中10000×gで1分間遠心を行った。上清を取り除き、予めエタノールを加えておいた500μLのバッファーPE(QIAEX IITM Gel Extraction Kit;QIAGE社製)を沈殿に加えてからvortexにて混和し、室温中10000×gで1分間遠心後、上清を取り除いた。再度、500μLのバッファーPEを沈殿に加えてからvortexにて混和し、室温中10000×gで1分間遠心を行い、上清を取り除いた。サンプルチューブをクリーンベンチ内で蓋を開けたまま15分間置き、沈殿を乾燥させた。沈殿に20μLのバッファーEB(MinEluteTM Reaction Cleanup Kit;QIAGEN社製)を加えてvortexにて混和し、室温に5分間置いた。室温・10000×gで1分間遠心を行い、上清を別の1.5mLサンプルチューブに回収し、沈殿に再び20μLのバッファーEBを加えた。Vortexにて混和した後、室温に5分間置き、室温・10000×gで1分間遠心を行い、先に回収した上清に加えた。 First, the gel of the amplification band part was cut out, transferred to a 1.5 mL sample tube, and the cut out gel was weighed. Converted to 1 mg = 1 μL, 3 times the amount of buffer QX1 (QIAEX II Gel Extraction Kit; manufactured by QIAGE) and 17.2 μL of QIAEXII Suspension (QIAEX II Gel Extraction Kit; manufactured by QIAGEN) were added. After thoroughly mixing with Vortex, the mixture was placed on a heat block set at 50 ° C. in advance and subjected to Vortex every 2 minutes for a total of 10 minutes. Subsequently, centrifugation was performed at 10,000 × g for 1 minute at room temperature, and the supernatant was removed. Again, 500 μL of buffer QX1 was added to the precipitate, mixed with vortex, and centrifuged at 10,000 × g for 1 minute at room temperature. The supernatant was removed, and 500 μL of buffer PE (QIAEX II Gel Extraction Kit; manufactured by QIAGE), to which ethanol had been added in advance, was added to the precipitate, mixed by vortex, and centrifuged at 10,000 × g for 1 minute at room temperature. The supernatant was removed. Again, 500 μL of buffer PE was added to the precipitate, mixed with vortex, centrifuged at 10,000 × g for 1 minute at room temperature, and the supernatant was removed. The sample tube was placed in a clean bench with the lid open for 15 minutes to dry the precipitate. 20 μL of buffer EB (MinElute Reaction Cleanup Kit; manufactured by QIAGEN) was added to the precipitate, mixed with vortex, and placed at room temperature for 5 minutes. Centrifugation was performed at room temperature and 10000 × g for 1 minute, and the supernatant was collected in another 1.5 mL sample tube, and 20 μL of buffer EB was again added to the precipitate. After mixing with Vortex, it was placed at room temperature for 5 minutes, centrifuged at room temperature and 10,000 × g for 1 minute, and added to the supernatant collected earlier.

計40μLの回収液に対して、300μLのバッファーERC(MinEluteTM Reaction Cleanup Kit;QIAGE社製)を加え、vortexにて混和した。混和溶液が黄色であることを確認し、2mLcollection tube(MinEluteTM Reaction Cleanup Kit;QIAGEN社製) にセットしたMinElute column(MinEluteTM Reaction Cleanup Kit;QIAGEN社製)の中に全量をアプライし、室温・10000×gで1分間遠心を行った。流出液を廃棄してから、カラムを再びcollection tubeに戻し、予めエタノールを加えておいた750μLのバッファーPE(MinEluteTM Reaction Cleanup Kit;QIAGEN社製)を加え、室温・10000×gで1分間遠心を行った。流出液を廃棄してから、カラムを再度collection tubeに戻し、室温・22000×gで1分間遠心を行った。カラムの淵についている液滴をマイクロピペットで取り除き、カラムを新しい1.5mLサンプルチューブにセットした。10μLのバッファーEB(MinEluteTM Reaction Cleanup Kit;QIAGEN社製)を加え、室温で1分間静置した後、室温・10000×gで1分間遠心を行い、精製されたDNA断片を回収した。 To a total of 40 μL of the collected liquid, 300 μL of buffer ERC (MinElute Reaction Cleanup Kit; manufactured by QIAGE) was added and mixed with vortex. After confirming that the mixed solution is yellow, apply the entire amount to a MinElute column (MinElute Reaction Cleanup Kit; QIAGEN) set in a 2 mL collection tube (MinElute Reaction Cleanup Kit; QIAGEN). Centrifugation was performed at 10,000 × g for 1 minute. After discarding the effluent, return the column to the collection tube again, add 750 μL of buffer PE (MinElute Reaction Cleanup Kit; manufactured by QIAGEN) to which ethanol has been added in advance, and centrifuge at room temperature and 10,000 × g for 1 minute. Went. After discarding the effluent, the column was returned to the collection tube again and centrifuged at room temperature and 22000 × g for 1 minute. The droplets on the column trap were removed with a micropipette and the column was set in a new 1.5 mL sample tube. 10 μL of buffer EB (MinElute Reaction Cleanup Kit; manufactured by QIAGEN) was added and allowed to stand at room temperature for 1 minute, and then centrifuged at room temperature and 10,000 × g for 1 minute to recover the purified DNA fragment.

[pCR2.1-TA プラスミドベクターへの挿入]
実施例9で得られたPCR断片を、pCR2.1-TA プラスミドベクターに挿入することによりプラスミドDNAを作製した。4μLのDNA断片、1μLのSalt Solution(TOPO TA Cloning(R) Kit pCR2.1TOPO Vector;Invitrogen社製)及び1μLのTOPO(R)Vector(TOPO TA Cloning(R) Kit pCR2.1 TOPOVector;Invitrogen社製)を氷上で混和した。室温で5分間反応させた後、再び氷上に戻しTransformationに使用した。
[Insertion into pCR2.1-TA plasmid vector]
Plasmid DNA was prepared by inserting the PCR fragment obtained in Example 9 into the pCR2.1-TA plasmid vector. 4 μL of DNA fragment, 1 μL of Salt Solution (TOPO TA Cloning (R) Kit pCR2.1TOPO Vector; manufactured by Invitrogen) and 1 μL of TOPO® Vector (TOPO TA Cloning® Kit pCR2.1) TOPOVector (manufactured by Invitrogen) was mixed on ice. After reacting at room temperature for 5 minutes, it was put back on ice and used for transformation.

[DH5αコンピテントセルへのプラスミドDNAの導入]
DH5αコンピテントセル(Competent high DH5α;TOYOBO社製)を氷上で融解し、20μLずつ別のサンプルチューブに分注した。実施例10で調製した反応液を2μLずつ加え、チップの先で穏やかに混和した。氷上に30分間置いた後、ヒートブロックを用いて42℃で30秒間処理をした。再び、氷上に2分間置き冷却した後、250μLのSOC培地を加え、37℃で1時間振盪培養を行った。振盪培養を行っている間に、50μg/mLのカナマイシンを含む2×YT固形培地に0.1M IPTG(Isopropyl β-D-1-thiogalactopyranoside;SIGMA社製)及び0.1M X−Gal(5-Bromo-4-chloro-3-indolyl β-D-galactopyranoside;SIGMA社製)を50μLずつ塗付した。作製した固形培地に培養したサンプル100μLを播き、37℃で一晩培養した。
[Introduction of plasmid DNA into DH5α competent cells]
DH5α competent cells (Competent high DH5α; manufactured by TOYOBO) were thawed on ice and dispensed in 20 μL aliquots into separate sample tubes. 2 μL of the reaction solution prepared in Example 10 was added and gently mixed at the tip of the chip. After being placed on ice for 30 minutes, it was treated at 42 ° C. for 30 seconds using a heat block. Again, after cooling on ice for 2 minutes, 250 μL of SOC medium was added, and shaking culture was performed at 37 ° C. for 1 hour. During the shaking culture, 0.1 M IPTG (Isopropyl β-D-1-thiogalactopyranoside; manufactured by SIGMA) and 0.1 M X-Gal (5-5) were added to 2 × YT solid medium containing 50 μg / mL kanamycin. Bromo-4-chloro-3-indolyl β-D-galactopyranoside (manufactured by SIGMA) was applied in an amount of 50 μL. 100 μL of the cultured sample was seeded on the prepared solid medium and cultured overnight at 37 ° C.

[青白選択及びコロニーPCR法によるスクリーニング]
実施例11で作製したプレートにコロニーが出現していることを確認した後、4℃に5時間静置した。白いコロニーをマークしてからチップの先を使って軽くつつき、50μLの滅菌水の入った96ウェルプレートに入れて軽くゆすいだ。サーマルサイクラーを用いて95℃で5分間処理をした後に、軽く遠心を行い、2μLを新しいプレートのウェルに入れた。続いて、1μLの10x PCR bufferII(Mg)、0.8μLの2.5mM dNTP Mix、6.11μLのdHO、0.05μLのLA−Taqポリメラーゼ(TaKaRa LA-Taq(R) Hot Start version;タカラバイオ社製)、0.02μLの100μM M13 フォワードプライマー、及び0.02μLの100μM M13 リバースプライマーを加え、プレートを軽く遠心した。サーマルサイクラーGeneAmp(R) PCR System9700を用いて、94℃で1分間の熱変性の後、94℃で10秒、50℃で10秒、及び68℃で2分間の反応を35サイクル繰り返す反応条件でのPCR反応を行った。1.5%アガロースゲルを用いた電気泳動により、各PCR反応液のPCR産物の大きさを確認し、1.0kbの大きさのバンドが確認されたクローンを選択した。
[Screening by blue-white selection and colony PCR]
After confirming the appearance of colonies on the plate prepared in Example 11, the plate was allowed to stand at 4 ° C. for 5 hours. After marking a white colony, it was lightly picked with the tip of a tip, and lightly rinsed in a 96-well plate containing 50 μL of sterile water. After treatment at 95 ° C. for 5 minutes using a thermal cycler, light centrifugation was performed and 2 μL was placed in a well of a new plate. Subsequently, 1 μL of 10 × PCR buffer II (Mg + ), 0.8 μL of 2.5 mM dNTP Mix, 6.11 μL of dH 2 O, 0.05 μL of LA-Taq polymerase (TaKaRa LA-Taq® Hot Start version Manufactured by Takara Bio Inc.), 0.02 μL of 100 μM M13 forward primer, and 0.02 μL of 100 μM M13 reverse primer were added, and the plate was lightly centrifuged. Using a thermal cycler GeneAmp (R) PCR System9700, after thermal denaturation of 1 minute at 94 ° C., 10 sec at 94 ° C., 10 sec at 50 ° C., and at reaction conditions and repeating 35 cycles of reaction for 2 minutes at 68 ° C. The PCR reaction was performed. The size of the PCR product in each PCR reaction solution was confirmed by electrophoresis using a 1.5% agarose gel, and a clone in which a band having a size of 1.0 kb was confirmed was selected.

[ポジティブクローンの液体培養とプラスミドDNAの抽出]
実施例12により、ベクターへのPCR増幅断片の挿入が確認されたコロニーを選び、3.5mLの50μg/mLのカナマイシンを含む2×YT液体培地中で、37℃で一晩振盪培養を行った。培養したサンプル1.8mLを2mLサンプルチューブに入れ、1000×gで10分間遠心した。上清を廃棄し、沈殿に対して250μLのバッファーA1(NucleoSpin(R) Multi-8 Plasmid;MACHEREY-NAGEL社製)を加えvortexして混和した。続いて、250μLのバッファー A2を加え転倒混和してから室温で5分間置き、細胞を溶解させた。350μLのバッファー A3を加え転倒混和し、4℃下14000×gで10分間遠心をした。上清をNucleoVac vacuum manifoldにセットしたNucleoSipn(R) Plasmid Binding Stripsに移した。400mbarで1分間吸引して溶液をsilica membraneを透過させ、DNAを結合させた。600mLのバッファーAWを加え400mbarで1分間吸引して溶液を透過させた後、900mLのバッファーA4を加えて、400mbarで1分間吸引して溶液を透過させ、silica membraneを洗浄した。再度、900mLのバッファーA4を加えて、400mbarで1分間吸引して溶液を透過させ、silica membraneを洗浄した。600mbarで15分間吸引し、silica membraneを乾燥させた。NucleoVac vacuum manifoldに回収用のNucleoSipn(R) MN Tube Stripsを付け替え、membraneに120μLのバッファーAEを加え1分間置き、400mbarで1分間吸引してプラスミドDNAを回収した。回収したプラスミドDNA液3μLに、1μLの10×H バッファー、5μLのdHO、及び1μLのEcoRI(TOYOBO社製)加え、37℃で1時間処理した。1.5%アガロースゲルを用いた電気泳動により、酵素反応液中のDNA消化断片を確認し、各プラスミドサンプルについて吸光度を測定してDNA濃度を算出し、100μg/μLのプラスミドDNA希釈液を調製した。
[Liquid culture of positive clones and extraction of plasmid DNA]
According to Example 12, colonies in which insertion of PCR-amplified fragments into the vector was confirmed were selected and subjected to shaking culture at 37 ° C. overnight in 2 × YT liquid medium containing 3.5 mL of 50 μg / mL kanamycin. . 1.8 mL of the cultured sample was placed in a 2 mL sample tube and centrifuged at 1000 × g for 10 minutes. The supernatant was discarded, and 250 μL of buffer A1 (NucleoSpin® Multi-8 Plasmid; manufactured by MACHEREY-NAGEL) was added to the precipitate and mixed by vortexing. Subsequently, 250 μL of buffer A2 was added and mixed by inversion, and then placed at room temperature for 5 minutes to lyse the cells. 350 μL of buffer A3 was added and mixed by inversion, followed by centrifugation at 14000 × g for 10 minutes at 4 ° C. The supernatant was transferred to NucleoSipn (R) Plasmid Binding Strips set in a NucleoVac vacuum manifold. The solution was permeated through the silica membrane by aspiration at 400 mbar for 1 minute to bind the DNA. After adding 600 mL of buffer AW and sucking at 400 mbar for 1 minute to permeate the solution, 900 mL of buffer A4 was added and sucking at 400 mbar for 1 minute to permeate the solution to wash the silica membrane. Again, 900 mL of buffer A4 was added and the solution was permeated by aspiration at 400 mbar for 1 minute to wash the silica membrane. The silica membrane was dried by aspiration for 15 minutes at 600 mbar. NucleoSipn (R) MN Tube Strips were replaced with NucleoVac vacuum manifold, 120 μL of buffer AE was added to the membrane, placed for 1 minute, and aspirated at 400 mbar for 1 minute to recover plasmid DNA. To 3 μL of the collected plasmid DNA solution, 1 μL of 10 × H buffer, 5 μL of dH 2 O, and 1 μL of EcoRI (manufactured by TOYOBO) were added and treated at 37 ° C. for 1 hour. Confirm the DNA digestion fragments in the enzyme reaction solution by electrophoresis using 1.5% agarose gel, measure the absorbance of each plasmid sample, calculate the DNA concentration, and prepare a 100 μg / μL plasmid DNA dilution. did.

[Cycle Sequencing法による塩基配列の決定]
氷上に置いた96ウェルプレートに実施例13で調製したDNA希釈液を1クローンにつき2ウェルずつ、それぞれ6μLずつ加えた。続いて、各ウェルに、3μLの5×Sequencing Buffer (BigDye(R)Terminator v3.1 Cycle Sequencing Kit;Applied Biosystems社製)、2μLのCycle Sequencing Mix (BigDye(R)Terminator v3.1 Cycle Sequencing Kit;Applied Biosystems社製)、8μLのdHO、1μLの3.2μM プライマーを加え、軽く遠心した。
[Determination of nucleotide sequence by Cycle Sequencing method]
6 μL each of the DNA dilution prepared in Example 13 was added to a 96-well plate placed on ice, 2 wells per clone. Subsequently, 3 μL of 5 × Sequencing Buffer (BigDye® Terminator v3.1 Cycle Sequencing Kit; manufactured by Applied Biosystems) and 2 μL of Cycle Sequencing Mix (BigDye® Terminator v3.1 Cycle Sequencing Kit; Applied Biosystems), 8 μL of dH 2 O, 1 μL of 3.2 μM primer was added, and lightly centrifuged.

各クローンは、M13 リバースプライマー及びM13 フォワードプライマーの2つのプライマーを用いてそれぞれサイクルシークエンシング反応を行った。サーマルサイクラーGeneAmp(R) PCR System9700を用いて、94℃で1分間の熱変性の後、94℃で10秒、50℃で5秒、及び68℃で4分間の反応を25サイクル繰り返す反応条件でのサイクルシークエンシング反応を行った。反応が終わるまでに、MultiScreenTMHV-plate(MultiScreen(R) HV-plate;MILLIPORE社製)のウェルにSephadex G-50(SephadexTMG-50 Superfine;GE Healthcare社製)、及び滅菌水300μLを加え、室温で2時間静置した。十分に水和させた後、室温中1100×gで5分間遠心して、流出液を廃棄した。MultiscreenTMHV-plateに新しい96ウェルプレート(ASSAY PLATE 96 well round bottom;IWAKI社製)を付け替え、反応液全量を各ウェルにアプライし、室温中1100×gで5分間遠心してサンプルを回収した。 Each clone was subjected to cycle sequencing reaction using two primers, M13 reverse primer and M13 forward primer. Using a thermal cycler GeneAmp (R) PCR System9700, after thermal denaturation of 1 minute at 94 ° C., 10 sec at 94 ° C., 5 sec at 50 ° C., and the reaction of 4 minutes at 68 ° C. 25 cycles repeated reaction conditions The cycle sequencing reaction was performed. By the end of the reaction, the wells of MultiScreen HV-plate (MultiScreen® HV-plate; manufactured by MILLIPORE) were charged with Sephadex G-50 (Sephadex G-50 Superfine; manufactured by GE Healthcare) and 300 μL of sterile water. In addition, the mixture was allowed to stand at room temperature for 2 hours. After sufficient hydration, centrifugation was performed at 1100 × g for 5 minutes at room temperature, and the effluent was discarded. A new 96-well plate (ASSAY PLATE 96 well round bottom; manufactured by IWAKI) was replaced with the Multiscreen HV-plate, the whole reaction solution was applied to each well, and the sample was collected by centrifugation at 1100 × g for 5 minutes at room temperature.

精製されたサンプルを全量シークエンサー用の96ウェルプレート(MicroAmp(R) Optical 96- well Reaction Plate;Applied Biosystems社製)に移し、さらに元のウェルに滅菌水17.2μLを加え、ウェルを洗いながら全量を同一のサンプルに加えた。x3130/Genetic Analyzer(Applied Biosystems社製)を用いて、各サンプルに付いて8クローンずつ配列を読み、得られた配列のMultiple alignment解析を行った。クローン間で差があった塩基については、その塩基を有するクローンが多いほうを正しい配列であるとし、各サンプルの塩基配列を決定した。   Transfer the purified sample to a 96-well plate (MicroAmp (R) Optical 96-well Reaction Plate; Applied Biosystems) for the entire sequencer, add 17.2 μL of sterilized water to the original well, and wash the well to make the entire volume. Was added to the same sample. Using x3130 / Genetic Analyzer (Applied Biosystems), 8 clones were read for each sample, and multiple alignment analysis of the obtained sequences was performed. Regarding the bases that differed between the clones, the sequence with the larger number of clones having the base was regarded as the correct sequence, and the base sequence of each sample was determined.

泳動ゲルから増幅されたTCR遺伝子のバンドを切り出し、上記のように最終的なDNA配列データを得た。今回2種類のバンドからクローニングに成功した4クローン(TRB1−1,3−1,5−1,6−1)のTCRβ鎖の遺伝子配列は、すでにbulkのCD8+/gp100−HLA-A2テトラマー陽性CTL細胞から得られている遺伝子配列(M8−gp100)と完全に一致を認めた。2クローン(TRB5−1,6−1)のTCRβ鎖の遺伝子配列データ(配列番号4)をM8−gp100のTCRβ鎖の遺伝子配列データ(配列番号4)と並べて図7に、M8−gp100のTCRβ鎖の遺伝子配列データ(配列番号4)を図8に示す。   The amplified TCR gene band was excised from the electrophoresis gel, and final DNA sequence data was obtained as described above. The gene sequence of the TCR β chain of 4 clones (TRB1-1, 3-1, 5-1, 6-1) successfully cloned from two types of bands this time is already CD8 + / gp100-HLA-A2 tetramer positive CTL of bulk A complete match with the gene sequence (M8-gp100) obtained from the cells was observed. The gene sequence data (SEQ ID NO: 4) of the TCR β chain of two clones (TRB5-1, 6-1) are aligned with the gene sequence data (SEQ ID NO: 4) of the TCR β chain of M8-gp100, and FIG. 7 shows the TCR β of M8-gp100. The gene sequence data of the chain (SEQ ID NO: 4) is shown in FIG.

樹状細胞ワクチン投与を受けたHLA−A2陽性の患者由来の末梢血単核球を、gp100209−217ペプチドにて処理した樹状細胞及びT2−A2細胞(T2細胞にHLA−A0201遺伝子を導入し発現させたもの)を用いて4回刺激を行った後、FITC標識抗CD8+抗体及びPE標識gp100−HLA-A2テトラマーにより染色を行った結果を示す図である。Dendritic cells and T2-A2 cells treated with gp100 209-217 peptide from peripheral blood mononuclear cells from HLA-A2-positive patients who received dendritic cell vaccine administration (HLA-A * 0201 gene in T2 cells) Is a diagram showing the results of staining with a FITC-labeled anti-CD8 + antibody and PE-labeled gp100-HLA-A2 tetramer after 4 times of stimulation using a phenotype. PE標識gp100−HLA-A2テトラマーを用いたMACSソーティング後のCTL細胞を、TCRVβ12レパトワを認識するモノクローナル抗体で染色した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having dye | stained the CTL cell after MACS sorting using PE label | marker gp100-HLA-A2 tetramer with the monoclonal antibody which recognizes TCRV (beta) 12 repertoire. CD8+/gp100−HLA-A2テトラマー陽性のCTLのソーティングプロフィールを示す図である。FIG. 6 shows a sorting profile of CD8 + / gp100-HLA-A2 tetramer positive CTL. bPET基板上に捕獲されたFITC標識抗CD8抗体+/PE標識gp100−HLA-A2−テトラマーでCTL細胞を染色した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having dye | stained the CTL cell with the FITC labeled anti-CD8 antibody + / PE labeled gp100-HLA-A2-tetramer captured on the bPET substrate. RT−PCRに用いた、TCRβ鎖V領域に特異的なプライマー配列TRBV12b及びTCRβ鎖C領域に特異的なプライマー配列TRBC2を示す図である。It is a figure which used the primer sequence TRBV12b specific for TCRβ chain V region and the primer sequence TRBC2 specific for TCRβ chain C region used for RT-PCR. TCRβ鎖V領域に特異的なPCRプライマーを用いた、HLA−A2拘束性gp100209−217ペプチド特異的CTL細胞のTCRβ鎖遺伝子の増幅結果を示す図である。It is a figure which shows the amplification result of the TCR (beta) chain gene of HLA-A2 restriction | limiting gp100 209-217 peptide specific CTL cell using a PCR primer specific for a TCR (beta) chain V area | region . 1個のCTLから得られたTCRβ鎖の遺伝子配列データ(TRB5−1,6−1)と、bulkのCD8+/gp100−HLA-A2テトラマー陽性CTL細胞から得られている遺伝子配列データ(M8−gp100)が完全に一致することを示す図である。Gene sequence data (TRB5-1, 6-1) of TCRβ chain obtained from one CTL and gene sequence data (M8-gp100) obtained from bulk CD8 + / gp100-HLA-A2 tetramer positive CTL cells ) Completely matches. bulkのCD8+/gp100−HLA-A2テトラマー陽性CTL細胞から得られている遺伝子配列データ(M8−gp100)のV領域,D領域,J領域及びCを示す図である。It is a figure which shows V area | region, D area | region, J area | region, and C of the gene sequence data (M8-gp100) obtained from CD8 + / gp100-HLA-A2 tetramer positive CTL cell of bulk.

Claims (12)

以下の(A)、(B)、(C)、(D)、(E)及び(F)の工程を順次備えたことを特徴とする、1個のヒトT細胞の抗原レセプター遺伝子の解析・同定方法。
(A)細胞障害性T細胞又はヘルパーT細胞が認識する特異抗原若しくは抗原エピトープに対する免疫応答が確認されているヒトから得られる末梢血単核球を採取する工程;
(B)標識物質により標識された前記特異抗原若しくは抗原エピトープと、前記標識物質とは異なる標識物質により標識された、ヒトT細胞を認識しうる抗体とにより、末梢血単核球中のT細胞を二重標識する工程;
(C)標識物質により二重標識されたT細胞を1細胞ずつ分取する工程;
(D)1細胞から全RNAを抽出し、逆転写反応によりcDNAを合成する工程;
(E)合成したcDNAを鋳型として、ヒトT細胞抗原レセプターに特異的なプライマー対を用いたPCR反応を行い、ヒトT細胞抗原レセプター遺伝子断片を増幅する工程;
(F)増幅された遺伝子断片の塩基配列を解析・決定する工程;
Analysis of antigen receptor gene of one human T cell characterized by sequentially comprising the following steps (A), (B), (C), (D), (E) and (F) Identification method.
(A) a step of collecting peripheral blood mononuclear cells obtained from a human whose immune response to a specific antigen or antigen epitope recognized by cytotoxic T cells or helper T cells has been confirmed;
(B) T cells in peripheral blood mononuclear cells using the specific antigen or antigen epitope labeled with a labeling substance and an antibody capable of recognizing human T cells labeled with a labeling substance different from the labeling substance Double labeling;
(C) a step of sorting T cells double-labeled with a labeling substance one by one;
(D) a step of extracting total RNA from one cell and synthesizing cDNA by a reverse transcription reaction;
(E) A step of amplifying a human T cell antigen receptor gene fragment by performing a PCR reaction using a synthesized cDNA as a template and a primer pair specific to human T cell antigen receptor;
(F) a step of analyzing and determining the base sequence of the amplified gene fragment;
末梢血単核球を採取する工程において、がん特異的抗原ペプチドで処理された樹状細胞ワクチンの投与により、該がん特異的抗原ペプチドに対する免疫応答が確認されているがん患者から得られる末梢血単核球を採取することを特徴とする請求項1に記載の解析・同定方法。 Obtained from cancer patients whose immune response to the cancer-specific antigen peptide has been confirmed by administering a dendritic cell vaccine treated with the cancer-specific antigen peptide in the process of collecting peripheral blood mononuclear cells The analysis / identification method according to claim 1, wherein peripheral blood mononuclear cells are collected. 末梢血単核球中のT細胞を二重標識する工程において、標識物質により標識された前記特異抗原若しくは抗原エピトープとして、がん特異的抗原ペプチド、ヒト組織適合性抗原(HLA)タンパク、及び標識物質からなる複合体を用いることを特徴とする請求項1又は2に記載の解析・同定方法。 In the step of double labeling T cells in peripheral blood mononuclear cells, as the specific antigen or antigen epitope labeled with a labeling substance, a cancer-specific antigen peptide, a human histocompatibility antigen (HLA) protein, and a label The analysis / identification method according to claim 1 or 2, wherein a complex made of a substance is used. 末梢血単核球中のT細胞を二重標識する工程において、ヒトT細胞を認識しうる抗体として、抗CD8抗体又は抗CD4抗体を用いることを特徴とする請求項1〜3のいずれか記載の解析・同定方法。 The anti-CD8 antibody or the anti-CD4 antibody is used as an antibody capable of recognizing human T cells in the step of double labeling T cells in peripheral blood mononuclear cells. Analysis and identification method. T細胞を1細胞ずつ分取する工程において、1細胞を捕捉することが可能な微細孔を複数有する基板を備えたマイクロ流路デバイスを用いることを特徴とする請求項1〜4のいずれか記載の解析・同定方法。 5. The microchannel device provided with a substrate having a plurality of micropores capable of capturing one cell is used in the step of sorting T cells one by one. Analysis and identification method. 以下の(A)、(B)、(C)、(D)、(E)及び(G)の工程を順次備えたことを特徴とする、1個のヒトT細胞に由来する抗原レセプターを発現しうる組換えベクターの調製方法。
(A)細胞障害性T細胞又はヘルパーT細胞が認識する特異抗原若しくは抗原エピトープに対する免疫応答が確認されているヒトから得られる末梢血単核球を採取する工程;
(B)標識物質により標識された前記特異抗原若しくは抗原エピトープと、前記標識物質とは異なる標識物質により標識された、ヒトT細胞を認識しうる抗体とにより、末梢血単核球中のT細胞を二重標識する工程;
(C)標識物質により二重標識されたT細胞を1細胞ずつ分取する工程;
(D)1細胞から全RNAを抽出し、逆転写反応によりcDNAを合成する工程;
(E)合成したcDNAを鋳型として、ヒトT細胞抗原レセプターに特異的なプライマー対を用いたPCR反応を行い、ヒトT細胞抗原レセプター遺伝子断片を増幅する工程;
(G)増幅された遺伝子断片を、発現ベクターに組み込む工程;
Expressing an antigen receptor derived from one human T cell, characterized by comprising the following steps (A), (B), (C), (D), (E) and (G) in sequence: Possible preparation of recombinant vectors.
(A) a step of collecting peripheral blood mononuclear cells obtained from a human whose immune response to a specific antigen or antigen epitope recognized by cytotoxic T cells or helper T cells is confirmed;
(B) T cells in peripheral blood mononuclear cells using the specific antigen or antigen epitope labeled with a labeling substance and an antibody capable of recognizing human T cells labeled with a labeling substance different from the labeling substance Double labeling;
(C) a step of sorting T cells double-labeled with a labeling substance one by one;
(D) a step of extracting total RNA from one cell and synthesizing cDNA by a reverse transcription reaction;
(E) A step of amplifying a human T cell antigen receptor gene fragment by performing a PCR reaction using a synthesized cDNA as a template and a primer pair specific to human T cell antigen receptor;
(G) a step of incorporating the amplified gene fragment into an expression vector;
末梢血単核球を採取する工程において、がん特異的抗原ペプチドで処理された樹状細胞ワクチンの投与により、該がん特異的抗原ペプチドに対する免疫応答が確認されているがん患者から得られる末梢血単核球を採取することを特徴とする請求項6記載の調製方法。 Obtained from cancer patients whose immune response to the cancer-specific antigen peptide has been confirmed by administering a dendritic cell vaccine treated with the cancer-specific antigen peptide in the process of collecting peripheral blood mononuclear cells The method according to claim 6, wherein peripheral blood mononuclear cells are collected. 末梢血単核球中のT細胞を二重標識する工程において、標識物質により標識された前記特異抗原若しくは抗原エピトープとして、がん特異的抗原ペプチド、ヒト組織適合性抗原(HLA)タンパク、及び標識物質からなる複合体を用いることを特徴とする請求項6又は7に記載の調製方法。 In the step of double labeling T cells in peripheral blood mononuclear cells, as the specific antigen or antigen epitope labeled with a labeling substance, a cancer-specific antigen peptide, a human histocompatibility antigen (HLA) protein, and a label The preparation method according to claim 6 or 7, wherein a complex comprising a substance is used. 末梢血単核球中のT細胞を二重標識する工程において、ヒトT細胞を認識しうる抗体として、抗CD8抗体又は抗CD4抗体を用いることを特徴とする請求項6〜8のいずれか記載の調製方法。 The anti-CD8 antibody or the anti-CD4 antibody is used as an antibody capable of recognizing human T cells in the step of double labeling T cells in peripheral blood mononuclear cells. Preparation method. T細胞を1細胞ずつ分取する工程において、1細胞を捕捉することが可能な微細孔を複数有する基板を備えたマイクロ流路デバイスを用いることを特徴とする請求項6〜9のいずれか記載の調製方法。 10. The microchannel device including a substrate having a plurality of micropores capable of capturing one cell is used in the step of sorting T cells one by one. Preparation method. 請求項6〜10のいずれか記載の調製方法により得られる組換えベクター。 A recombinant vector obtained by the preparation method according to claim 6. 請求項6〜10のいずれか記載の調製方法により得られる組換えベクターがナイーブT細胞に導入され、1個のヒトT細胞に由来する抗原レセプターを発現する形質転換ヒトT細胞。 A transformed human T cell in which the recombinant vector obtained by the preparation method according to any one of claims 6 to 10 is introduced into a naive T cell and expresses an antigen receptor derived from one human T cell.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160009781A1 (en) 2012-09-12 2016-01-14 International Institute Of Cancer Immunology, Inc. Antigen-specific helper t-cell receptor genes
JP2018145205A (en) * 2009-03-06 2018-09-20 国立大学法人三重大学 Method for enhancing function of t-cell
US11203783B2 (en) 2013-11-21 2021-12-21 Repertoire Genesis Incorporation T cell receptor and B cell receptor repertoire analysis system, and use of same in treatment and diagnosis

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018145205A (en) * 2009-03-06 2018-09-20 国立大学法人三重大学 Method for enhancing function of t-cell
US20160009781A1 (en) 2012-09-12 2016-01-14 International Institute Of Cancer Immunology, Inc. Antigen-specific helper t-cell receptor genes
JP2018143247A (en) * 2012-09-12 2018-09-20 株式会社癌免疫研究所 Antigen-specific helper t-cell receptor gene
US10815288B2 (en) 2012-09-12 2020-10-27 International Institute Of Cancer Immunology, Inc. Antigen-specific helper T-cell receptor genes
US11091531B2 (en) 2012-09-12 2021-08-17 International Institute Of Cancer Immunology, Inc. Antigen-specific helper T-cell receptor genes
US11203783B2 (en) 2013-11-21 2021-12-21 Repertoire Genesis Incorporation T cell receptor and B cell receptor repertoire analysis system, and use of same in treatment and diagnosis

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