JP2013028606A - 細胞傷害性t細胞の誘導方法、細胞傷害性t細胞の誘導剤、およびそれを用いた医薬組成物およびワクチン - Google Patents
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Abstract
【解決手段】配列番号1から13よりなる群より選ばれる1種以上のアミノ酸配列を含み、かつ、8以上11以下のアミノ酸残基からなるペプチド、またはその前駆体由来のペプチドを、細胞傷害性T細胞の標的となる細胞の表面のHLA分子に結合させることを含むことを特徴とする細胞傷害性T細胞の誘導方法、およびそれを用いた医薬組成物およびワクチン。
【選択図】図1
Description
本実施形態にかかる細胞傷害性T細胞の誘導方法では、配列番号1から13よりなる群より選ばれる1種以上のアミノ酸配列を含み、かつ、8以上11以下のアミノ酸残基からなるペプチド、またはその前駆体由来のペプチド(以下、「HLA結合性ペプチド」という)を、細胞傷害性T細胞の標的となる細胞の表面のHLA分子に結合させることを含むことを特徴としている。
本実施形態にかかる医薬組成物は、実施形態1にて説明した細胞傷害性T細胞の誘導剤を含む。すなわち、この医薬組成物は、配列番号1から13よりなる群より選ばれる1種以上のアミノ酸配列を含み、かつ、8以上11以下のアミノ酸残基からなるとともに、C型肝炎ウイルスを発現した細胞(以下、「発現細胞」という)の表面のHLA分子に結合するペプチド、またはその前駆体の少なくとも一つを含むことを特徴とするC型肝炎ウイルスに依存した疾病治療用の医薬組成物である。
本実施形態にかかるワクチンは、実施形態2にて説明した医薬組成物を含む。すなわち、このワクチンは、配列番号1から13よりなる群より選ばれる1種以上のアミノ酸配列を含み、かつ、8以上11以下のアミノ酸残基からなるとともに、C型肝炎ウイルスを発現した細胞(以下、「発現細胞」という)の表面のHLA分子に結合するペプチド、またはその前駆体の少なくとも一つを含むことを特徴とするC型肝炎ウイルスに依存した疾病の予防または治療に用いられるワクチンである。
その一回投与量は、細胞傷害性T細胞を有意に誘導できる量から有意な数の非感染細胞が傷害を受けない量の間にて設定することができる。
配列番号1から14のアミノ酸配列を有するペプチドは、Fmocアミノ酸を用い、Merrifieldの固相法にて、マニュアル合成をした。脱保護の後、C18カラムを用いて逆相HPLC精製をし、95%以上の純度にした。ペプチドの同定と純度の確認は、MALDI−TOF質量分析にて行った(Voyager DE RP、PerSeptive)。ペプチドの定量は、BSAを標準蛋白質としてMicro BCAアッセイ(Pierce社)にて行った。
HLA−A*2402遺伝子の産物であるHLA−A24型分子への、配列番号1から14のアミノ酸配列を有するペプチドの結合能の測定は、HLA−A24型分子を発現するC1R−A24細胞(熊本大学、滝口雅文教授作成のものを、許可を得て愛媛大学、安川正貴助教授から供与いただいた。)を用いて行った。
その結果、上記表1に示した予測結果および実験結果が得られた。
以下の実験を、ヒトの採取血液を用いて行った。
(1)細胞傷害性T細胞の活性化
あらかじめインフォームドコンセントを得たC型肝炎患者または健常人から血液を採取した。
96ウェルプレートにまいた血液細胞(Peripheral blood mononuclear cells:PBMCs)に対し、配列番号1から14のペプチドを1μMの最終濃度となるように1週間ごとに5回添加し、10%FCSと5ng/mlのIL−2を添加した培地中で細胞傷害性T細胞を活性化させて、T細胞サンプルとした。
C1R−A24細胞、およびT2−A24細胞(TAPペプチドトランスポーターを持たず、HLA−A*2402遺伝子を発現させたヒトB/T培養細胞株:大阪大学医学部坪井博士より供与いただいた)に対し、51Crのナトリウム塩(sodium chromate)を37℃あるいは26℃で1時間添加することにより、細胞を51Crで標識した。そこに、配列番号1から14のペプチドを、1μMの最終濃度となるように添加し、細胞表面に各ペプチドを結合した標的細胞を作成した。
上記で調製した細胞傷害性T細胞と標的細胞とを、E/T比(effecter to target)が10〜20となるように混合して37℃で3.5時間静置したのち、培養上清中に遊離した51Crの放射活性を測定した。細胞傷害性T細胞の作用に依存しない非特異的な活性の影響を除き、標識細胞の傷害活性として算出した。
図2、図3に、それぞれ別々の培地で培養されたT細胞サンプルでの、各アミノ酸配列のペプチドの細胞傷害性T細胞の誘導実験の結果を示す。図中、8人(または7人)のそれぞれ由来の血液についてのデータを「系列1」から「系列8(または系列7)」にて示している。
配列番号1から13の配列については、8人のうち、いずれかの者由来の血液について、細胞傷害性T細胞の誘導能が示された。逆に、配列番号14の配列については、いずれの血液についても細胞傷害性T細胞の誘導能が示されなかった。この傾向は、図2、図3の両方において共通していた。
したがって、図2、図3により、多くの患者に対応するためという観点からは、複数種類のアミノ酸を一度に使用することが好ましいということが示唆される。
(1)HCVゲノム発現細胞の準備
RzM6細胞は、HCV1bのフルゲノム(AY045702)の発現をCreの存在下でコンディショナルに誘導できるように改変したHCV遺伝子を、ヒト肝細胞株であるHepG2にトランスフェクトさせたものである(Activation of the CK1−CDK−Rb−E2F pathway in full genome hepatitis C virus−expressing cells. Tsukiyama−Kohara et al.、J.Biol.Chem.279、14531−14541、2004、RzM6は都臨床研小原道法先生より供与を受けた)。
HCVの発現方法は、同じRzM6細胞にCre遺伝子をTamoxifen誘導性プロモーターの下流に配したconditional発現カセットを重複してトランスフェクトさせてあるので、タモキシフェンを添加することにより、Creの発現を誘導し、その結果、HCV遺伝子の発現が誘導できるようになっている。HCV遺伝子を発現誘導したRzM6細胞をC1R−A24細胞と同様の方法により51Crで標識し、標的細胞を作成した。
上記で調整した細胞傷害性T細胞と、RzM6標的細胞あるいはHCVを導入していないHepG2細胞をコントロールとして、E/T比が10となるように混合して37℃で3時間静置したのち、培養上清中に遊離した51Crの放射活性を測定した。細胞傷害性T細胞の作用に依存しない非特異的な活性の影響を除き、標的細胞の傷害活性として算出した。
図4に、別々の人から末梢血T細胞を取り、各アミノ酸配列のペプチドで刺激して反応性T細胞を増やした細胞株の、HCVゲノム発現細胞RzM6に対する細胞傷害実験の結果を示す。グラフのそれぞれの棒は、異なる人から取った細胞株の傷害活性を示す。
配列番号1、2、4、5、7、8、9、10、12、13の配列については、いずれかの患者由来の血液について、細胞傷害性T細胞によるHCV発現細胞特異的な傷害活性が示された。
HCVは、ヒト及びチンパンジー以外では複製しないという性質を持つ。しかし動物モデルとしてチンパンジーを用いた場合には、一部が慢性肝炎に移行するものの、急性肝炎で治癒する傾向があり、ヒトと同じ病態を示すわけではない。さらに、膨大な費用を必要とし慢性肝炎の発症までに1年以上がかかる上に、使用後のチンパンジーは倫理的に屠殺処理が難しく、通常の研究機関における感染実験は事実上不可能である。そこで、代わりとなる動物モデルとして、HCV遺伝子が発現するように改良を加えた発現ベクターを用いて、マウスなどの小動物に感染させる系が利用されている。
(1)HCVトランスジェニックマウス(CN2−29)
東京都臨床医学総合研究所の小原道法先生が作成された、HCVゲノムの前3分の1に当たる部分(nt:294−3435)だけをコンディショナルに発現するトランスジェニックマウスを用いる(参考論文:Efficient conditional transgene expression in Hepatitis C virus cDNA transgenic mice mediated by the Cre/loxP system. Wakita et al., J.Biol.Chem. 273, 9001−9006, 1998.)。
CN2−29マウスはBALB/cマウス(H−2d)背景であり、Kd, Dd, Ld結合性ペプチドが標的エピトープとなる。これらの結合性ペプチドを用いてマウスを免疫しT細胞の誘導を試みたが、弱い細胞傷害活性が誘導されるのみであった。Db結合性ペプチドには良好にT細胞を誘導するものが見つかったので、CN2−29マウスをC57BL/6(B6と略、H−2b)マウスとかけ合わせて作製したF1マウス(CBF1)をホストとすれば、in vivoでの細胞傷害活性を調べることが可能である。
B6マウスの遺伝背景を持ち、全身にEGFP(クラゲ由来の蛍光遺伝子)を発現するトランスジェニックマウスである。
BCMGSneoというウシpapilloma virusを基盤にした発現ベクター(参考文献:Establishment of mouse cell lines which constitutively secrete large quantities of interleukin 2,3,4 or 5, using modified cDNA expression vectors. Karasuyama, et al. Eur J Immunol 18,97−104,1988)にCre遺伝子を組み込んだ発現ベクターである。このベクターは細胞内でエピソームとしてマルチコピーで存在するので、1細胞あたりのCre遺伝子のコピー数を高くすることが可能になる。また、エピソームとして増えるので、クロマチン構造に影響されずに発現する。
高知大学の宇高らが開発したマウスMHC class I結合性ペプチド予測プログラム(参考論文:An automated prediction of MHC class I−binding peptides based on positional scanning with peptide libraries. Udaka, et al. Immunogenetics.51,816−828,2000.)を用いて、HCV特異的なDb結合性ペプチドを探索したところ、CD649 (log Kd =−7.58)がCBF1マウスにおいて良好に細胞傷害性T細胞(CTL)を誘導した。
ヒト向けとして用いられている百日咳菌ワクチンには、菌体の精製品と全菌体ワクチンがあるが、このうち全菌体ワクチンについてはインドネシアのBio farma社から入手可能であるが、この全菌体ワクチンをペプチドと同時に投与すると、マウスの免疫誘導能が格段に上昇することを確認している。
(7)hydrodynamic injection(HDI)法
麻酔したマウスへ、プラスミドDNAを溶かした大容量の生理的溶液(1.5mL程度)を5秒程度で静脈注射することにより、一時的に高い静脈圧にしてプラスミドの取り込み効率を上昇させる方法である。肝臓や脾臓のように静脈血が鬱滞しやすい組織では静脈圧が特に高くなり、物理的に細胞膜が一部破れるため、あるいはピノサイトーシスで外からの溶液の取り込みが盛んになるため、肝細胞の細胞質にプラスミドが効率よく取り込まれる。
CBF1マウスをCD649と百日咳菌全菌体ワクチンで毎週1回、合計4回皮内注射し、細胞傷害性T細胞(CTL)の誘導をはかった後、HDI法を用いてCre遺伝子の発現を行い、CBF1マウスが持つHCV遺伝子の発現誘導を起こさせる。このマウスにて、肝臓組織の観察と血清AST、ALT酵素(壊された肝臓細胞から遊離される酵素群)値を測定することにより、自然に肝炎が発症しているかどうかを調べる。また組織検査をしてリンパ球浸潤や組織破壊の程度を調べる。
EGFPトランスジェニックマウスをCD649と百日咳菌全菌体ワクチンで毎週1回、合計4回皮内注射し、細胞傷害性T細胞(CTL)の誘導をはかった後、脾臓から免疫細胞を取り出して、in vitroで2回ペプチド刺激をしてCD649特異的なCTLの割合を増やす。上記の肝炎発症実験の方法によりHCV遺伝子を発現誘導させたCBF1マウスに対してこのCTLを静脈注射し、数日後に肝臓を蛍光顕微鏡で観察し、EGFP陽性細胞が肝臓に浸潤している数を、空ベクターを静脈注射したマウスと比較する。
Cre遺伝子とともにEGFPを同時発現するベクターを作成し、HCV遺伝子を発現誘導した肝細胞のみがEGFPの蛍光を発するよう準備する。上記の肝炎発症実験においてこのCre−EGFP発現ベクターを用いることにより、細胞傷害性T細胞(CTL)の肝臓内への浸潤とともに、EGFP発現細胞(すなわちHCV遺伝子発現細胞)が優先的に破壊されている組織像などを観察する。
マウスをCD649ペプチドと百日咳菌全菌体で過免疫した場合でも、正常組織への攻撃が起こらないことの確認をする。次に、HCVの発現誘導をしたCN2−29マウスにおいて、CTLによる攻撃が肝不全を来たさないかを調べる。
Claims (5)
- 配列番号1から13よりなる群より選ばれる1種以上のアミノ酸配列を含み、かつ、8以上11以下のアミノ酸残基からなるペプチド、またはその前駆体由来のペプチドを、細胞傷害性T細胞の標的となる細胞の表面のHLA分子に結合させることを含むことを特徴とする細胞傷害性T細胞の誘導方法。
- 請求項1に記載の方法において、
前記ペプチド、および前駆体由来のペプチドは、前記標的となる細胞表面のヒトHLA−A24型分子に結合することを特徴とする方法。 - 配列番号1から13よりなる群より選ばれる1種以上のアミノ酸配列を含み、かつ、8以上11以下のアミノ酸残基からなるとともに、細胞傷害性T細胞の標的となる細胞の表面のHLA分子に結合するペプチド、またはその前駆体の少なくとも一つを含むことを特徴とする細胞傷害性T細胞の誘導剤。
- 配列番号1から13よりなる群より選ばれる1種以上のアミノ酸配列を含み、かつ、8以上11以下のアミノ酸残基からなるとともに、C型肝炎ウイルスに感染した細胞の表面のHLA分子に結合するペプチド、またはその前駆体の少なくとも一つを含むことを特徴とするC型肝炎ウイルスに依存した疾病治療用の医薬組成物。
- 配列番号1から13よりなる群より選ばれる1種以上のアミノ酸配列を含み、かつ、8以上11以下のアミノ酸残基からなるとともに、C型肝炎ウイルスに感染した細胞の表面のHLA分子に結合するペプチド、またはその前駆体の少なくとも一つを含むことを特徴とするC型肝炎ウイルスに依存した疾病の予防または治療に用いられるワクチン。
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