JP2565486B2 - 核 酸 - Google Patents

核 酸

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JP2565486B2
JP2565486B2 JP60004829A JP482985A JP2565486B2 JP 2565486 B2 JP2565486 B2 JP 2565486B2 JP 60004829 A JP60004829 A JP 60004829A JP 482985 A JP482985 A JP 482985A JP 2565486 B2 JP2565486 B2 JP 2565486B2
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Description

【発明の詳細な説明】 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.Immunol.1,439−461;P.C.
カン(Kung)等、(1983)Intl.J.Dermatol.22,67−7
6) 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
明解点を解明するのであろうし、免疫細胞とそのターゲ
ツ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。
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,(1982)Immunol.Today
3, 10−12;M.クローネンバーグ(Kronenberg)等、(19
83)Cell.34,327−329)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),(1983)Scie
nce 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.ミユア
ー(Meuer)等、(1983)J.Exp.Med.157,705−719;S.C.
ミユアー等、(1983)J.Exp.Med.158,988−993;R.D.ビ
グラー(Bigler)等,(1983)J.Exp.Med.158,1000−10
05;A.オレステ(Oreste)等、(1983)Cell.34,711−72
6;J.カプラー(Kappler)等、(1983)Cell.35,295−30
2;S.C.ミユアー等、(1983)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(Hask
ins)等、(1983)J.Exp.Med.157,1149−1161;P.マルラ
ツク(Marrack)等、(1983)J.Exp.Med.158,1635−164
6;B.W.マクインタイル(McIntyre)およびJ.P.アリソン
(Allison),(1983)Cell.34,739−746;J.カプラー
等、(1983)Cell.34,727−734)において、推定上のT
細胞抗原レセプターが、約40,000ダルトンおよび役45,0
00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8
5,000−90,000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。
最近、国立アレルギー、感染症研究所(NIAID)のス
テフアン ヘドリツク(Stephen Hedrick)および、最
近までNIAIDに在籍し、現在スタンフオード大学医学部
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
221,1278−1279;J.ベルゾフスキー(Berzofsky),
(1983)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。
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、推測上の悦化を再現もし
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。
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。
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。そのメツセージは、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ツセージと一致する
ことを示す。
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.およびマツク(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。メツセンジ
ヤーRNAは、オリゴ−(dT)−セルロースカラムクロマ
トグラフイーによりMOLT−3細胞から単離し、cDNAは、
ラド(Land)等の方法((1981)Nucleic Acid Res.,
2251−2266)により合成された。MOLT−3細胞からのmR
NAを用いて、二本鎖cDNAが生成されベクターpFP502EB5
のBgl II部位へ挿入された(クラーク(Clark),S.P.お
よびマツク,T.W.(1982)Nucleic Acid Res.10,3315−3
330)。大腸菌株HB101へのトランスフエクシヨンの後、
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、0.5kb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cDNA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対的
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,YT35,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。
1.3kbの単一メツセージが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。
このメツセージが、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RN
Aとハイブリツド形成が試験された。
a) T細胞系ジヤーカツト(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.メツスナー(Mess
ner)(オンタリオ癌研究所(Ontario Cancer Institut
e))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 第1a図から、1.3kbメツセージは、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)。
他のヒトおよびマウスのT細胞およびB細胞における
これらメツ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。第1b図にまとめられた結果は、cDNAク
ローンに相補的な配列が、MOLT−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(第1b図)。
これらの結果は、cDNAクローンYT30,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。
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)等のインビトロでハイブリツド−セレクト
法が使用された((1981)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 78,
2253−2257)。MOLT−3からの全mRNAは、クローンYT35
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、ハイブリツドされた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。このハイブリツド選択法の後合
成されたたんぱく質は、第2図に示される。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と考えられ
る。約45,000ダルトンの分子量を持つより大きいタンパ
ク質は、インビトロでの翻訳システムに固有のものであ
った。
YT35クローンのヌクレオチド配列は、サンガー(Sang
er)等のジデオキシ チエイン ターミネーテイング
インヒビター法(dideoxy chain terminating inhibito
r method)((1977)Proc.Natl.Acad.Sci.74,5463−54
67)を用いて決定された。1151ヌクレオチドの完全配列
が第3図に示される。この配列を調べると、位置974でT
GA終結3塩基連鎖を持つロング読み取り枠を示してい
る。第3図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。
この読み取り枠における最初のAG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、ハイブリツドセレクシヨ
ンおよびインビトロ翻訳の結果(第2図)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(第3図において、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−グリコシレーシヨン可能
部位は、第3図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、対角線点マトリツクス分析
により測定された(第4図)。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(第4a図)およびヒトλおよびκL鎖の間に
観察された。この相同性はバツクグランドが、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
ツト(第4b図、第4c図および第4d図)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第5図に示される。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、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).フエニ
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) 第4図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。第5
図はまた、第4a図における全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YT35の推定アミノ酸配列の比較は、λ
L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。λL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61%
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(第4図)。
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。
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DNA、例えばcDN
A、またはRNAであり得る。1方のそういったDNA配列
は、第3図における一部において示される。他のDNA配
列は、第3図に示される位置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、第3図に示されるそれと相補
的配列である。他のRNAは、第3図に示される位置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。
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。
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(mRNA)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pFP502EBS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。
T細胞抗原レセプターをコードするcDNA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。
本発明はまた、T細胞抗原レセプターの少なくとも一
部であり第3図に示される様な少なくとも約312のアミ
ノ酸を含むポリペプチドを包含する、核酸配列によりコ
ードされるポリペプチドに関する。第3図に示される位
置255−312の配列と一致する少なくとも約58のアミノ酸
をc−末端で含む少なくとも約312のアミノ酸の他のポ
リペプチドは、T細胞レセプター抗原である。そのよう
なポリペプチドは、21にわたる隣接アミノ酸が約35%よ
り大きい相同性をマウスおよびヒトλL鎖に対して持つ
少なくとも1つの配列を含む。その相同性は可変部、結
合部、および定常部における配列とともに存在してい
る。
ポリペプチドに対する抗体、例えば、モノクローナル
抗体または血清誘導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】
第1図はクローンYT35とのハイブリツドを形成する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。 第2図はクローンYT35およびYT76とのハイブリツドを形
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。 第3図は、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、YT
35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はシン
シンヌクレオチドをそれぞれ示す図である。 第4図は、第3図に示される様なクローンYT35の推定さ
れるアミノ酸配列と、マウスおよびヒトL鎖のアミノ酸
配列の対角線点マトリツクス(diagonal dot matrix)
比較を示す図である。 第5図は、第3図に示される様なクローン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 (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C12R 1:19)

Claims (15)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ヒトT細胞抗原レセプターのβサブユニッ
    トであるポリペプチドをコードする単離された核酸であ
    って、少なくとも936ヌクレオチドからなり、該核酸が
    下記配列の800位から973位までの配列と同一である174
    ヌクレオチド配列を含むDNAであるか、または該174ヌク
    レオチドDNA配列(第1鎖)とそれに相補的な配列(第
    2鎖)からなる2本鎖DNAの第2鎖に相補的な174リボヌ
    クレオチド配列を含むRNAである核酸。
  2. 【請求項2】下記に示す核酸配列からなる、特許請求の
    範囲第1項記載の核酸。
  3. 【請求項3】下記に示す配列中の38位から973位までの
    核酸配列からなる、特許請求の範囲第2項記載の配列。
  4. 【請求項4】核酸がRNAである、特許請求の範囲第2項
    または3項記載の核酸。
  5. 【請求項5】核酸がcDNAである、特許請求の範囲第1項
    から3項のいずれかに記載の核酸。
  6. 【請求項6】核酸が検出可能なマーカーで標識されてい
    る、特許請求の範囲第1項から第5項のいずれかに記載
    の核酸。
  7. 【請求項7】ヒトT細胞に由来し、ヒト細胞抗原レセプ
    ターのβサブユニットであるポリペプチドをコードする
    単離された核酸であって、少なくとも936ヌクレオチド
    からなり、下記配列またはそれに相補的な配列を有する
    核酸にハイブリダイズ法によりハイブリダイズできる核
    酸。
  8. 【請求項8】ヒト細胞抗原レセプターのβサブユニット
    であるポリペプチドをコードし、少なくとも936ヌクレ
    オチドからなり、かつ下記配列の第800位から973位と同
    一の174ヌクレオチド配列をふくむcDNAの製造法であっ
    て、 ヒトT細胞からmRNAを得、 このmRNAに相補的なDNAを作り、 適切なクローニングビヒクル中に前記cDNAを挿入し、 このクローニングビヒクルを適当な宿主中に導入し、 得られた宿主を適切な条件下で培養して前記cDNAのコピ
    ーを増幅し、 このcDNAを回収し、 T細胞でのみ発現するcDNAをスクリーニングする、 ことからなる方法。
  9. 【請求項9】T細胞がMOLT−3細胞または胸腺細胞であ
    る、特許請求の範囲第8項記載の方法。
  10. 【請求項10】クローニングビヒクルがpBR322またはpF
    P502EB5である、特許請求の範囲第8項または9項に記
    載の方法。
  11. 【請求項11】宿主がE.coliである、特許請求の範囲第
    8〜10項のいずれかに記載の方法。
  12. 【請求項12】ヒトT細胞抗原レセプターのβサブユニ
    ットであるポリペプチドをコードする単離された核酸で
    あって、該核酸は少なくとも936ヌクレオチドからな
    り、かつ下記配列の800位から973位までの配列と同一で
    ある174ヌクレオチド配列を含むDNAであるか、または該
    174ヌクレオチドDNA配列(第1鎖)とそれに相補的な配
    列(第2鎖)からなる2本鎖DNAの第2鎖に相補的な174
    リボヌクレオチド配列を含むRNAである核酸を含むクロ
    ーニングビヒクルまたは発現ベクター。
  13. 【請求項13】ヒトT細胞抗原レセプターのβサブユニ
    ットであるポリペプチドをコードする単離された核酸で
    あって、該核酸は少なくとも936ヌクレオチドからな
    り、かつ下記配列の800位から973位までの配列と同一で
    ある174ヌクレオチド配列を含むDNAであるか、または該
    174ヌクレオチドDNA配列(第1鎖)とそれに相補的な配
    列(第2鎖)からなる2本鎖DNAの第2鎖に相補的な174
    リボヌクレオチド配列を含むRNAである核酸を含むクロ
    ーニングビヒクルまたは発現ベクターを有する宿主細
    胞。
  14. 【請求項14】宿主が微生物である特許請求の範囲第13
    項記載の宿主細胞。
  15. 【請求項15】未知細胞がT細胞であるか否かを検出す
    る方法であって、 未知細胞から核酸を回収し、 ハイブリダイズが起こる条件下で、回収した核酸と、ヒ
    トT細胞抗原レセプターのβサブユニットであるポリペ
    プチドをコードする単離された核酸であって、該核酸は
    少なくとも936ヌクレオチドからなり、かつ下記配列の8
    00位から973位までの配列と同一である174ヌクレオチド
    配列を含むDNAであるか、または該174ヌクレオチドDNA
    配列(第1鎖)とそれに相補的な配列(第2鎖)からな
    る2本鎖DNAの第2鎖に相補的な174リボヌクレオチド配
    列を含むRNAでありかつ検出可能なマーカーで標識され
    ている核酸を接触させ、 ハイブリダイズした配列が存在するか否かを検出する ことを包含する方法。
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