JP2562268B2 - T細胞抗原受容体 - Google Patents

T細胞抗原受容体

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JP2562268B2 JP5061921A JP6192193A JP2562268B2 JP 2562268 B2 JP2562268 B2 JP 2562268B2 JP 5061921 A JP5061921 A JP 5061921A JP 6192193 A JP6192193 A JP 6192193A JP 2562268 B2 JP2562268 B2 JP 2562268B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】T(胸腺由来)細胞は、B細胞同様、特異
抗原を認識する。この認識は、T細胞の活性化にとって
必須であり、免疫機構における少なくとも2つの主要な
機能をT細胞に発揮させる。活性化されたT細胞は、異
物性を示す細胞、例えば、ウイルスが感染し、ウイルス
抗原を保持する細胞を殺す。さらに活性化T細胞は、B
細胞による抗体産生を含めた他の免疫応答を調節する。
(H.R.グリーン等、(1983) Ann. Rev. Immun
ol. ,439−461;P.C.カン(Kung)等、
(1983) Intl. J. Dermatol.22,67−76)
【0002】抗原認識は、T細胞におけるレセプターを
介するものと考えられる。T細胞抗原レセプターの分子
的特性および生化学的特性は、抗原のT細胞認識に関す
る多くの不明確点を解明するであろうし、免疫細胞とそ
のターゲットの間の無数の相互作用に関するより多くの
理解およびその結果として免疫応答の調節に関するより
多くの理解のための助けとなるであろう。
【0003】広範囲にわたる成果にもかかわらず、過去
20年のT細胞抗原レセプターの特性解明にかかる進歩
は遅い。(J.J.マーカロニス(Marchalonis,(19
82) Immunol. Today ,10−12;M.クローネ
ンバーグ(Kronenberg)等、(1983) Cell.
,327−329)しかしながら最近研究者の数グル
ープが、抗原レセプターの予期される特性を持つT細胞
表面たんぱく質を認識し得るネズミモノクローナル抗体
を生成した。(J.L.マークス(Marx),(198
3) Science 221,444−446)これらの抗体
はクローン化されたT細胞の細胞系を用いてマウスを免
疫化することにより産生され、抗体産生を誘発するため
に使用された細胞とのみ反応する。ヒトにおける免疫化
学的研究(S.C.ミュアー(Meuer)等、(1983)
J. Exp. Med. 157,705−719;S.C.ミュ
アー等、(1983) J. Exp. Med. 158,988−
993;R.D.ビグラー(Bigler)等、(1983)
J. Exp. Med.158,1000−1005;A.オレス
テ(Oreste)等、(1983) Cell. 34,711−
726;J.カプラー(Kappler)等、(1983) Cel
l. 35,295−302;S.C.ミュアー等、(1
983) Science 222,1239−1242)およ
び齧歯類動物における同研究(K.ハスキンズ(Haskin
s)等、(1983) J. Exp. Med.157,1149−
1161;P.マルラック(Marrack)等、(1983)
J. Exp. Med.158,1635−1646;B.W.
マクインタイル(McIntyre)およびJ.P.アリソン
(Allison), (1983)Cell. 34,739−74
6;J.カプラー等、(1983) Cell. 34,72
7−734)において、推定上のT細胞抗原レセプター
が、約40,000ダルトンおよび約45,000ダル
トンの分子量をそれぞれ持つ2種の異なるポリペプチド
鎖で構成される分子であることを示唆している。一定状
態のもとで、T細胞レセプター分子は、分子量85,0
00−90,000ダルトンのジスルフアイド連結ヘテ
ロダイマーである。ネズミ系におけるペプチド地図分析
により、T細胞レセプターたんぱく質が可変部および定
常部を含むことが示唆される。しかしながら、これらの
研究は、たんぱく質配列または核酸配列に関する情報を
提供していない。
【0004】最近、国立アレルギー、感染症研究所(N
IAID)のステフアン ヘドリック(Stephen Hedric
k)および、最近までNIAIDに在籍し、現在スタンフ
ォード大学医学部のマーク デービス(Mark Davis)
は、T細胞レセプターたんぱく質(J.L.マークス
(Marx) 、(1983)サイエンス221,1278−
1279;J.ベルゾフスキー(Berzofsky)、(198
3) Immunol. Today ,299−301)を合成する
ための遺伝暗号を指定するmRNAからcDNAを製造
したいくつかの報告を発表した。これらの報告は、コー
ド化たんぱく質が、免疫グロブリン鎖の可変部および定
常部と共通の特質を持つことを示唆する。しかしこれら
の報告は、以下に関する情報を与えていない。
【0005】a)推定上のT細胞レセプターたんぱく質
のアミノ酸配列、 b)製造されたcDNAの正確な大きさまたはヌクレオ
チド配列。 c)研究されたT細胞の起源(推定上ネズミ細胞) d)実験計画。および e)cDNAまたはたんぱく質に関するデータ。 従って、これらの報告では、推測上の結果を再現もしく
は立証することが、どの当業者にとってもできない。加
えて、レセプターたんぱく質をコードするcDNAまた
は、レセプターたんぱく質の利用的可能性に関する提案
がない。
【0006】本発明は、ヒトT細胞抗原レセプターたん
ぱく質およびそれをコードする遺伝子の単離および分子
特性における詳細な解明に関する。本発明はまたレセプ
ター遺伝子の単離法およびスクリーニング法、その遺伝
子のヌクレオチド配列、その遺伝子によりコードされる
たんぱく質のアミノ酸配列、および、未知細胞がT細胞
であるかどうか決定を含めたヌクレオチド配列およびた
んぱく質の用途に関する。
【0007】本発明は、ヒトTリンパ系細胞に特異的で
あるクローン化cDNAを提供する。そのメッセージ
は、ヒトおよびマウスTリンパ芽球、胸腺細胞およびフ
イトヘマグルチニン刺激Tリンパ球において発現される
ことが発見された。ヌクレオチド配列から推定されるア
ミノ酸配列の分析はその大きさおよびシステイン残基の
相対部位が、マウスおよびヒト免疫グロブリン分子のL
鎖と同様であることを示す。本発明のヌクレオチド配列
は、ヒトおよびマウス免疫グロブリンのどちらにおいて
もL鎖たんぱく質の可変、結合および定常部と広範囲な
相同性を示す一帯を含む。これらの特徴は、cDNAク
ローンが、ヒトT細胞レセプターの部分を特異化するメ
ッセージと一致することを示す。
【0008】本発明の詳細な説明は、図を参照しなが
ら、以下に示される。cDNAクローンは、ヒト白血病
T細胞系MOLT−3を利用して得られる(ナガサワ、
K.およびマック(Mak),T.W.(1982) Cell.
Immunol. 71,390−403)。この細胞系は、T
細胞特異抗原を含むことが知られている。メッセンジャ
ーRNAは、オリゴ−(dT)−セルロースカラムクロ
マトグラフィーによりMOLT−3細胞から単離し、c
DNAは、ランド(Land)等の方法((1981)Nucl
eic Acid Res. ,2251−2266)により合成さ
れた。MOLT−3細胞からのmRNAを用いて、二本
鎖cDNAが生成されベクターpFP502EB5の B
gl II部位へ挿入された(クラーク(Clark),S.P.
およびマック,T.W.(1982) Nucleic Acid Re
s. 10,3315−3330)。大腸菌株HB101
へのトランスフェクションの後、10,000の独立の
cDNAクローンが得られた。それらcDNAクローン
の内25について無作為に測定したところ、cDNA挿
入物の長さが、0.5 kb と1.7kb の間であった。
T細胞において、独占的かまたは優先的に発現したcD
NAをスクリーニングするために、cDNAクローン
は、MOLT−3細胞およびヒトB細胞系HSC−58
における発現のそれらの相体的レベルに基ずいて分類さ
れた。これらのクローンの内4種(YT30、YT3
5、YT53およびYT76)は、ノーザンゲル分析に
より、MOLT−3細胞に特異的であることがわかっ
た。1.3 kb の単一メッセージがMOLT−3細胞に
おいて見い出されたが、HSC−58においては、見い
出されなかった。このメッセージが、T細胞系全般につ
いて特異的であるかどうかを試験するために、以下に示
す細胞系からのRNAとのハイブリッド形成が試験され
た。
【0009】a)T細胞系ジャーカット(Jurkat)およ
びCEM(T) b)B細胞系RPM1 1788(B)およびRPM1
3638(B) c)B細胞慢性リンパ球性白血病患者からの細胞 d)赤血白血病細胞系K562およびH.メッスナー
(Messner)(オンタリオ癌研究所(Ontario Cancer Ins
titute))から得られた赤血白血病細胞 e)正常骨髄細胞 f)膀胱腫瘍細胞系MGHU−1
【0010】Fig 1a(図1)から、1.3 kb メッセ
ージは、試験された3種のT細胞系のすべてにおいて発
現されたが、非T細胞または細胞系のどれにおいても発
現されなかったことが観察される(矢印部分)。
【0011】他のヒトおよびマウスのT細胞およびB細
胞におけるこれらメッセージの発現もまた、ノーザンゲ
ル分析によって試験された。Fig 1b(図2)にまとめ
られた結果は、cDNAクローンに相補的な配列が、M
OLT−3T細胞において発現され、HSC−58B細
胞において発現されないという上記結果を確証するもの
である。加えて、そのcDNAは、正常ヒト胸腺細胞、
フイトヘマグルチニン(PHA)刺激ヒト末梢血T細胞
およびマウスT細胞系RBL−5において発現された
(Fig 1b)。これらの結果は、cDNAクローンYT
30、YT35、YT53およびYT76は、T細胞系
において共通なmRNAから誘導されることを示す。
【0012】T細胞特異的cDNAクローンに対応する
mRNAによりコードされたたんぱく質の大きさを決定
するために、パーネス(Parnes)等のインビトロでのハ
イブリッド−セレクト法が使用された((1981) P
roc. Natl. Acad. Sci. USA78,2253−225
7)。MOLT−3からの全mRNAは、クローンYT
35またはYT76と、アニーリングされた。1日後非
結合mRNAは除去され、ハイブリッドされたmRNA
は低イオン条件下に投入され、ウサギ網状赤血球溶解物
とともにインビトロにおいて翻訳された。このハイブリ
ッド選択法の後合成されたたんぱく質は、Fig 2(図
3)に示される。30,000ダルトンのたんぱく質
(矢印)が、T細胞特異的cDNAクローンにより選択
されたmRNAによりコードされるようであり、約4
5,000ダルトンの分子量を持つより大きいたんぱく
質は、インビトロでの翻訳システムに固有なものであっ
た。
【0013】YT35クローンのヌクレオチド配列は、
サンガー(Sanger)等のジデオキシチエイン ターミネ
ーティング インヒビター法(dideoxychain terminati
nginhibitor method)((1977) Proc. Natl. Aca
d. Sci. 74,5463−5467)を用いて決定され
た。1151ヌクレオチドの完全配列が Fig3に示され
る。この配列を調べると、位置974でTGA終結3塩
基連鎖を持つロング読み取り枠を示している。 Fig3
(図4、図5)の下の部分において、3つのコーデング
枠のメチオニンコドン(線の下の縦棒)および終結コド
ン(線の上の縦棒)が示される。
【0014】この読み取り枠における最初のATGメチ
オニンコドン(位置38)で開始するたんぱく質は、推
定上34938ダルトンの分子量を持ち、これは、ハイ
ブリッドセレクションおよびインビトロ翻訳の結果( F
ig2)と、大体一致するこのたんぱく質において、Nお
よびC末端の近隣領域( Fig3において、行上の横線)
に、非極性無電荷アミノ酸の一連が存在する。N−グリ
コシレーション可能部位は、 Fig3においてアミノ酸を
示す行の下の横線で示される。T細胞特異的クローンの
推定されるアミノ酸配列が、免疫グロブリン配列また
は、T細胞関連たんぱく質配列のどれに対しても同様で
あるかを決定するために、これらのたんぱく質は、対角
線点マトリックス分析により測定された( Fig4(図
6))。長い領域における相同性が、クローンYT35
から推定されるたんぱく質配列と、マウスλL鎖( Fig
4a)およびヒトλおよびκL鎖の間に観察された。こ
の相同性はバックグランドが、21の隣接アミノ酸にわ
たる>35%相同性を期待することにより減ぜられる場
合に、より容易に認識される。得られたプロット( Fig
4b、4cおよび4d)により高い相同性を示す2種の
一連物の存在が示される(1つは、可変部のC−末端側
近傍、他は、定常部のN−末端側近傍)。これらの配列
の直接的比較が Fig5(図7)に示される。YT35の
位置42、111、166および231でのシステイン
残基は、下線により示される。配列間の同一性は星印
(*)で示され、縦線は、保存的(conservative) 変化
を表わす。空白部(−)は、対等性(matchup)を強める
ために挿入される。保存的変化を認識するために、アミ
ノ酸は以下の様に分類された。 酸性物−アスパラギン酸(D)およびグルタミン酸
(E) 塩基性物−ヒスチジン(H)、リジン(K)、およびア
ルギニン(R) 無電荷極性物−アスパラギン(N)、グルタミン
(Q)、セリン(S)、およびトレオニン(T)および 非極性物−アラニン(A)、システイン(C)、フェニ
ルアラニン(F)、グリシン(G)、イソロイシン
(I)、ロイシン(L)、メチオニン(M)、プロリン
(P)、バリン(V)、トリプトフアン(W)およびチ
ロシン(Y)
【0015】Fig 4において見い出された最も高い相同
性は、YT35配列における位置111および166で
のシステイン残基周辺領域に一致する。位置42および
231でのシステイン残基近傍においても同じく、配列
は、全く同様である。Fig 5はまた、 Fig4aにおける
全YT35たんぱく質に沿って見い出された相同性をも
強調する。ヒトκL鎖たんぱく質に対するクローンYT
35の推定アミノ酸配列の比較は、λL鎖に対するより
もわずかに低い相同性を示した(容易に検出される。)
(図示されていない。)。より少なく示された相同性
が、ヒトまたはマウス免疫グロブリンのH鎖に対して発
見されたが、マウスH−2、Thy−1またはヒトHLA
に対しては注目に値する相同性は発見されなかった。λ
L鎖と重なった一連の249アミノ酸に沿った全相同性
は、マウスλL鎖に対して33%が一致し、定常部にお
いては38%である。同様に、保存的変化を考慮に入れ
れば、それぞれ、相同性は、59%および58%に増加
する。ヒトλL鎖の定常部に対するそれぞれの相同性
は、同様に36%が一致し、保存的変化を考慮すれば6
1%である。クローンYT35によってコードされたた
んぱく質がヒトおよびマウスL鎖に対して一様に同様な
ものであり、その同様性はヒトおよびマウスL鎖がそれ
らの間に最大限に保存される場合、最も高いということ
を示すことは重大なことである。また、λおよびκ鎖に
対する最も高い相同性は、異なった位置で生ずる( Fig
4)。
【0016】先の結果は、2つの重要な発見を示してい
る。第1は、ヒトT細胞特異的cDNAクローンが単離
された。第2は、そのヌクレオチド配列から推定される
たんぱく質が、システインの相対部位(より注目すべき
は、可変部、結合部、および定常部に対する広範囲の相
同性が発見され得る)において同様性を持つように、ヒ
トおよびマウス免疫グロブリンL鎖分子と共通点を持つ
ことが決定された。これらの構造的特徴は、YT35に
よってコードされたたんぱく質が、特異化されたTリン
パ球機能を仲介する抗原レセプターの一部であることを
当業者に示すものである。
【0017】少なくとも約936ヌクレオチドの核酸配
列は、T細胞抗原レセプター、例えば霊長類T細胞抗原
レセプター好ましくはヒトT細胞抗原レセプターの少な
くとも一部であるポリペプチドをコードする。核酸はD
NA、例えばcDNA、またはRNAであり得る。1方
のそういったDNA配列は、 Fig3における一部におい
て示される。他のDNA配列は、 Fig3に示される位置
973−800の配列と一致する少なくとも約174の
塩基配列を、5′末端で持つ。1方のそういったRNA
配列は、 Fig3に示されるそれと相補的配列である。他
のRNAは、 Fig3に示される位置973−800の配
列と相補的な少なくとも約174の塩基配列を3′末端
で持つ。
【0018】核酸配列は、検出用標識例えば放射性、蛍
光性またはビオチニレートされた(biotinylated) 標識
でラベルされた場合、プローブとして使用され得る。本
発明にかかる標識プローブ核酸配列は、中でも未知の細
胞、例えば癌細胞がT細胞であるかどうかを決定するた
めに使用され得る。
【0019】本発明にかかるcDNA配列は、以下の様
に製造され得る。完全なメッセンジャーRNA(mRN
A)は、T細胞、例えばMOLT−3または胸腺細胞か
ら得られ、mRNAに相補的なcDNAを製造するため
に使用される。cDNAは、適切なクローニング ビヒ
クル(vehicle)、例えばpBR322またはpEP50
2EBSへ挿入され、次いで、適切な宿主、例えば大腸
菌へ挿入される。結果得られた宿主は、cDNAの複製
を多数生成させ得る適切な条件下で培養される。このよ
うに生成されたcDNAは回収され、それがT細胞にお
いてのみ発現されるのかどうかを決定するためにスクリ
ーニングされる。
【0020】T細胞抗原レセプターをコードするcDN
Aを持つ適切なクローニング ビヒクルを含む宿主細胞
が製造され、当業者にとって既知の方法に従ってレセプ
ターポリペプチドを生成するために使用される。
【0021】本発明はまた、核酸配列によりコードされ
るT細胞抗原レセプターの一部でありFig.3に示さ
れる312のアミノ酸を含むポリペプチドを包含する。
またC末端側にFig.3に示される140位から31
2位のアミノ酸配列と同一のアミノ酸配列を有しほぼ3
12のアミノ酸からなるポリペプチドもT細胞抗原レセ
プターの一部であって、本発明に包含される。そのよう
なポリペプチドはヒト及びマウスのλ軽鎖と35%以上
の相同性を有する連続する21個のアミノ酸からなる配
列を少なくとも一つ有する。そのような相同性は可変、
連結、及び定常領域における配列に存在する。免疫グロ
ブリンの可変領域はその配列が互いに異なるのみならず
その長さにおいても異なっていることが知られている。
従って可変領域に相当する配列の長さはかならずしも一
定しないと考えられる。
【0022】ポリペプチドに対する抗体、例えば、モノ
クローナル抗体または血清由来抗体は当業者により既知
の方法を用いて製造され得る。そのような抗体はT細胞
レセプター抗原の存在を検出するため、および未知の細
胞、例えば癌細胞が、T細胞であるかどうかを決定する
ために使用され得る。そのために試験されるべき試料
は、抗原抗体複合体を形成するための適切な条件下で抗
体で処理され、複合体が存在するかどうかが決定され
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】クローンYT35とのハイブリッドを形成する
T細胞RNAおよび非T細胞RNAのノーザン法試験の
結果を示す図である。
【図2】図1の続きである。
【図3】クローンYT35およびYT76とのハイブリ
ッドを形成するmRNAのインビトロにおける翻訳生成
物のSDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動を示す図
である。
【図4】T細胞特異的クローンYT35部分のヌクレオ
チド配列および推定されるアミノ酸配列を示す。但し、
YT35においてTはチミンヌクレオチド、Gはグアニ
ンヌクレオチド、Aはアデニンヌクレオチド、およびC
はシトシンヌクレオチドをそれぞれ示す図である。
【図5】図4の続きである。
【図6】YT35の推定されるアミノ酸配列と、マウス
およびヒトL鎖のアミノ酸配列の対角線点マトリックス
(diagonal dot matrix)比較を示す図である。
【図7】クローンYT35の推定されるアミノ酸配列と
マウスおよびヒトλL鎖のそれとの直接比較を示す図で
ある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 Cell,1983[34]P.717−726 Proc.Natl.Acad.Sc i.USA,1983[80]P.4104−4108

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 哺乳類T細胞抗原受容体の一部である単
    離されたポリペプチドであって、ほぼ312アミノ酸か
    らなり、C末端側に下図の140位から312位のアミ
    ノ酸配列と同一のアミノ酸配列を有するポリペプチド。 【化1】 【化2】
  2. 【請求項2】 下記配列の第1位から第312位までの
    アミノ酸配列と同一のアミノ酸配列を有する、請求項1
    に記載のポリペプチド。 【化3】 【化4】
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