JP2997042B2 - ポリオウイルスの細胞受容体をコードするゲノム及びcDNA配列の分子クローニング - Google Patents
ポリオウイルスの細胞受容体をコードするゲノム及びcDNA配列の分子クローニングInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 本出願は1989年3月10日に出願の米国特許No.321,957
の部分継続出願であり、前記出願の内容は参考として本
開示に含むものとする。
の部分継続出願であり、前記出願の内容は参考として本
開示に含むものとする。
発明の背景 ポリオウイルスは麻痺性灰白髄炎の原因菌として最も
よく知られている小さな、正20面体のRNA含有ピコルナ
ウイルスである。ウイルスが取り込まれ、消化管内で複
製されて感染が始まり、ウイルス血症を引き起こす。少
数の感染個体内では、ウイルスが血液から中枢神経系に
進入する。脳及び脊髄中の運動神経での溶菌的なウイル
スの複製によりこれらの細胞が破壊され、灰白髄炎に特
徴的な弛緩性麻痺が起こる[Bodian D.,Science 12:105
−108(1955)]。
よく知られている小さな、正20面体のRNA含有ピコルナ
ウイルスである。ウイルスが取り込まれ、消化管内で複
製されて感染が始まり、ウイルス血症を引き起こす。少
数の感染個体内では、ウイルスが血液から中枢神経系に
進入する。脳及び脊髄中の運動神経での溶菌的なウイル
スの複製によりこれらの細胞が破壊され、灰白髄炎に特
徴的な弛緩性麻痺が起こる[Bodian D.,Science 12:105
−108(1955)]。
ウイルス血症の段階の間に多くの組織がポリオウイル
スに暴露されるにもかかわらず、複製は口腔咽頭及び腸
粘膜、回腸のパイエル板及び中枢神経系内の運動神経に
限定されている。いくつかの実験の結果は、特異的なウ
イルス結合部位すなわち受容体の発現が限定されている
ことによりポリオウイルスの組織親和性(トロピズム)
が限定されるとの示唆を支持するものである。組織ホモ
ジェネートを使用する結合実験では、ポリオウイルス受
容体はポリオウイルス複製部位である組織でのみ検出さ
れる[Holland,J.J.Virology 15:312−326(1961)]さ
らに、霊長類及び非霊長類細胞型の両者でのポリオウイ
ルス感染に対する感受性の欠如はトランスフェクション
により細胞内にウイルス性RNAを導入して避けることが
でき、感染に対する耐性はポリオウイルス粒子の結合、
進入または脱外被の阻止によるものであることを示唆し
ている[Holland,J.J.,McLaren,J.C.及びSyverton,J.
T.,J.Exp.Med.110:65−80(1959)]。最後に、遺伝子
導入実験の結果はヒトDNAで形質転換したマウスL細胞
は細胞表面でポリオウイルス受容体を発現し、感染に対
して感受性となることを示唆した[Mendelsohn,C.,John
son,B.,Leonetti,K.A.,Nobis,P.,Wimmer,E.及びRacanie
llo,V.R.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 83:7845−7849(198
6)]。
スに暴露されるにもかかわらず、複製は口腔咽頭及び腸
粘膜、回腸のパイエル板及び中枢神経系内の運動神経に
限定されている。いくつかの実験の結果は、特異的なウ
イルス結合部位すなわち受容体の発現が限定されている
ことによりポリオウイルスの組織親和性(トロピズム)
が限定されるとの示唆を支持するものである。組織ホモ
ジェネートを使用する結合実験では、ポリオウイルス受
容体はポリオウイルス複製部位である組織でのみ検出さ
れる[Holland,J.J.Virology 15:312−326(1961)]さ
らに、霊長類及び非霊長類細胞型の両者でのポリオウイ
ルス感染に対する感受性の欠如はトランスフェクション
により細胞内にウイルス性RNAを導入して避けることが
でき、感染に対する耐性はポリオウイルス粒子の結合、
進入または脱外被の阻止によるものであることを示唆し
ている[Holland,J.J.,McLaren,J.C.及びSyverton,J.
T.,J.Exp.Med.110:65−80(1959)]。最後に、遺伝子
導入実験の結果はヒトDNAで形質転換したマウスL細胞
は細胞表面でポリオウイルス受容体を発現し、感染に対
して感受性となることを示唆した[Mendelsohn,C.,John
son,B.,Leonetti,K.A.,Nobis,P.,Wimmer,E.及びRacanie
llo,V.R.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 83:7845−7849(198
6)]。
他のウイルス系での研究は組織トロピズム及び病原性
における細胞受容体に非常に関与している。例えば、ヒ
トT細胞糖蛋白質CD4はHIV−Iの受容体である[Maddo
n,P.J.,Dalgeleish,A.G.,McDougal,J.S.,Clapham,P.R.,
Weiss,R.A.及びAxel,R.Cell 47:333−348(1986)]。
Tヘルパー細胞でのCD4の発現が、HIV−I感染に耐性
で、CD4受容体をコードするCD4クローンをコードするcD
NAクローンでトランスフェクトすることにより感染に感
受性となるHIV−IヒトCD4−陰性細胞に感染した個体で
認められるこれらの細胞の選択的感染及び破壊の原因と
考えられている。
における細胞受容体に非常に関与している。例えば、ヒ
トT細胞糖蛋白質CD4はHIV−Iの受容体である[Maddo
n,P.J.,Dalgeleish,A.G.,McDougal,J.S.,Clapham,P.R.,
Weiss,R.A.及びAxel,R.Cell 47:333−348(1986)]。
Tヘルパー細胞でのCD4の発現が、HIV−I感染に耐性
で、CD4受容体をコードするCD4クローンをコードするcD
NAクローンでトランスフェクトすることにより感染に感
受性となるHIV−IヒトCD4−陰性細胞に感染した個体で
認められるこれらの細胞の選択的感染及び破壊の原因と
考えられている。
生化学的研究はポリオウイルス受容体が膜内在蛋白質
であることを示した[Krah,D.L.及びCrowell,R.L.,Viro
logy 118:148−156(1982)]。しかし、恐らくは各々
の結合部位の性質の故に、ウイルスまたは抗体の結合を
必要とするアッセイを使用して膜調製物から受容体蛋白
質を精製することはできなかった。培養細胞へのポリオ
ウイルスの結合を阻害するいくつかのモノクローナル抗
体が単離されている[Minor,P.D.,Pipkin,P.A.,Hockle
y,D.,Schild,G.C.及びAlmond,J.W.,Virus Res.1:203−
212(1984);Nobis,P.,Zibirre,R.,Meyer,G.,Kuhne,J.,
Warnecke,G.及びKock,G.J.Gen.Virol.6:2563−2569(1
985);Shepley,M.P.,Sherry,B.及びWeiner,H.L.Proc.Na
tl.Acad.Sci,USA 85:7743−7747(1988)]。モノクロ
ーナル抗体D171は受容性の細胞で共通の高親和性結合部
位について3つのポリオウイルス血清型と競合し、ポリ
オウイルス感染に耐性な細胞とは結合しない[Nobis
ら,(1985)]。HeLa細胞は約100,000個のD171結合部
位[P.Nobis,私信]及び3000個のポリオウイルス結合部
位[Lonberg−Holm,K及びPhilipson,L.Receptors and R
ecognition.(Chapman and Hall,London)(1981)]を
含有しており、ウイルスが多価結合することを示唆して
いる。第二の型のモノクローナル抗体は2型ポリオウイ
ルスの感染を部分的に阻止し、1型ポリオウイルスの感
染をより低い程度に阻止するが、3型のウイルスの結合
にはほとんど作用しない[Shepleyら,(1988)]。こ
の抗体はポリオウイルス感受性セルラインの膜及びヒト
脊髄の100kdの蛋白質を認識し、神経筋接合部のニュー
ロンを特異的に染色する。
であることを示した[Krah,D.L.及びCrowell,R.L.,Viro
logy 118:148−156(1982)]。しかし、恐らくは各々
の結合部位の性質の故に、ウイルスまたは抗体の結合を
必要とするアッセイを使用して膜調製物から受容体蛋白
質を精製することはできなかった。培養細胞へのポリオ
ウイルスの結合を阻害するいくつかのモノクローナル抗
体が単離されている[Minor,P.D.,Pipkin,P.A.,Hockle
y,D.,Schild,G.C.及びAlmond,J.W.,Virus Res.1:203−
212(1984);Nobis,P.,Zibirre,R.,Meyer,G.,Kuhne,J.,
Warnecke,G.及びKock,G.J.Gen.Virol.6:2563−2569(1
985);Shepley,M.P.,Sherry,B.及びWeiner,H.L.Proc.Na
tl.Acad.Sci,USA 85:7743−7747(1988)]。モノクロ
ーナル抗体D171は受容性の細胞で共通の高親和性結合部
位について3つのポリオウイルス血清型と競合し、ポリ
オウイルス感染に耐性な細胞とは結合しない[Nobis
ら,(1985)]。HeLa細胞は約100,000個のD171結合部
位[P.Nobis,私信]及び3000個のポリオウイルス結合部
位[Lonberg−Holm,K及びPhilipson,L.Receptors and R
ecognition.(Chapman and Hall,London)(1981)]を
含有しており、ウイルスが多価結合することを示唆して
いる。第二の型のモノクローナル抗体は2型ポリオウイ
ルスの感染を部分的に阻止し、1型ポリオウイルスの感
染をより低い程度に阻止するが、3型のウイルスの結合
にはほとんど作用しない[Shepleyら,(1988)]。こ
の抗体はポリオウイルス感受性セルラインの膜及びヒト
脊髄の100kdの蛋白質を認識し、神経筋接合部のニュー
ロンを特異的に染色する。
本発明はHeLa細胞から単離したポリオウイルス受容体
をコードするゲノム及びcDNAクローンを開示している。
2つのcDNAのいずれかで耐性マウス細胞を形質転換する
と細胞表面で受容体を発現させ、ポリオウイルス感染に
感受性となる。ノーザンハイブリッド形成分析は、ポリ
オウイルス結合能を有さず、ポリオウイルス複製部位で
はない腎臓を含む多くのヒト細胞に、3.3kb受容体トラ
ンスクリプトが存在することを示している。従って、少
なくとも腎臓内では、ポリオウイルス受容体RNAの発現
はウイルス感染を引き起こすには不十分である。ポリオ
ウイルス受容体cDNAクローンは、同一の細胞外及びトラ
ンスメンブランドメインを含有するが細胞質テールが異
なる43,000及び45,000ダルトンの推定ポリペプチドをコ
ードする。蛋白質の相同性を比較すると、ポリオウイル
ス受容体が免疫グロブリンスーパーファミリーの新しい
一員であることが明かとなった[免疫グロブリンスーパ
ーファミリーについての総説は、Williams,A.F.及びBar
caly A.N.Ann.Rev.Immunol.,6:381−405(1988)参
照]。受容体の細胞外部分は鎖内ジスルフィド結合で安
定化した3つのドメインからなる構造内に折り込まれて
いるであろう。
をコードするゲノム及びcDNAクローンを開示している。
2つのcDNAのいずれかで耐性マウス細胞を形質転換する
と細胞表面で受容体を発現させ、ポリオウイルス感染に
感受性となる。ノーザンハイブリッド形成分析は、ポリ
オウイルス結合能を有さず、ポリオウイルス複製部位で
はない腎臓を含む多くのヒト細胞に、3.3kb受容体トラ
ンスクリプトが存在することを示している。従って、少
なくとも腎臓内では、ポリオウイルス受容体RNAの発現
はウイルス感染を引き起こすには不十分である。ポリオ
ウイルス受容体cDNAクローンは、同一の細胞外及びトラ
ンスメンブランドメインを含有するが細胞質テールが異
なる43,000及び45,000ダルトンの推定ポリペプチドをコ
ードする。蛋白質の相同性を比較すると、ポリオウイル
ス受容体が免疫グロブリンスーパーファミリーの新しい
一員であることが明かとなった[免疫グロブリンスーパ
ーファミリーについての総説は、Williams,A.F.及びBar
caly A.N.Ann.Rev.Immunol.,6:381−405(1988)参
照]。受容体の細胞外部分は鎖内ジスルフィド結合で安
定化した3つのドメインからなる構造内に折り込まれて
いるであろう。
発明の概要 本発明はピコルナウイルス受容体の生物活性を有する
ポリペプチドをコードする核酸を含む単離核酸分子を提
供する。
ポリペプチドをコードする核酸を含む単離核酸分子を提
供する。
さらに、本発明はピコルナウイルス受容体の生物活性
を有する精製ポリペプチドを提供する。
を有する精製ポリペプチドを提供する。
本発明はまた、宿主ベクター系内での発現ベクターの
使用を含むポリペプチドの産生を誘導する方法も提供す
る。ピコルナウイルス受容体の生物活性を有する精製ポ
リペプチドを含む治療用組成物及びヒトポリオウイルス
感染を治療及び予防する方法も提供する。
使用を含むポリペプチドの産生を誘導する方法も提供す
る。ピコルナウイルス受容体の生物活性を有する精製ポ
リペプチドを含む治療用組成物及びヒトポリオウイルス
感染を治療及び予防する方法も提供する。
さらに、本発明はヒトピコルナウイルスを発現するト
ランスジェニック動物を作製する方法を提供する。この
方法は、ピコルナウイルスをコードするDNAを雌性動物
から回収した受精卵に導入し;雌性動物がその卵で妊娠
する条件下で、得られた卵を偽妊娠動物の卵管に移すこ
とからなる。次に、動物を雌が出産する条件で処理し、
次いでヒトピコルナウイルス受容体をコードするDNAが
安定に組込まれ、発現している同産の動物から選択す
る。
ランスジェニック動物を作製する方法を提供する。この
方法は、ピコルナウイルスをコードするDNAを雌性動物
から回収した受精卵に導入し;雌性動物がその卵で妊娠
する条件下で、得られた卵を偽妊娠動物の卵管に移すこ
とからなる。次に、動物を雌が出産する条件で処理し、
次いでヒトピコルナウイルス受容体をコードするDNAが
安定に組込まれ、発現している同産の動物から選択す
る。
また、本発明は、ワクチンを上記トランスジェニック
動物に投与し、得られたトランスジェニック動物がヒト
ピコルナウイルス感染から保護されるか否を測定するこ
とからなるピコルナウイルスワクチンの有効性を試験す
る方法も提供する。
動物に投与し、得られたトランスジェニック動物がヒト
ピコルナウイルス感染から保護されるか否を測定するこ
とからなるピコルナウイルスワクチンの有効性を試験す
る方法も提供する。
最後に、本発明は上記トランスジェニック動物へのピ
コルナウイルスワクチンの有毒性を調べ、動物に対する
ワクチンの生理作用を測定する方法を提供する。
コルナウイルスワクチンの有毒性を調べ、動物に対する
ワクチンの生理作用を測定する方法を提供する。
図面の簡単な説明 第1図 形質転換体及び組換えバクテリオファージ中の
受容体DNAの分析 A)ポリオウイルス受容体を発現する二次L細胞形質転
換体のサザンブロットハイブリッド形成分析。10μgの
ゲノムDNAを制限エンドヌクレアーゼ/BamH Iで消化し、
0.8%アガロースゲルで分画し、ニトロセルロースに移
し、ヒトAluクローンblur−8由来の32P−標識RNA SP6
トランスクリプトとハイブリッド形成させた[Jelinek
ら,(1980)]。二次形質転換セルラインCM−1.1、CM
−1.9、CM−1.17、CM−1.24及びCM−1.27は一次形質転
換体CM−1由来であった。マーカーの位置はHind IIIで
消化したλDNAの同時電気泳動で決定した。マーカーの
大きさはキロ塩基対で表す。
受容体DNAの分析 A)ポリオウイルス受容体を発現する二次L細胞形質転
換体のサザンブロットハイブリッド形成分析。10μgの
ゲノムDNAを制限エンドヌクレアーゼ/BamH Iで消化し、
0.8%アガロースゲルで分画し、ニトロセルロースに移
し、ヒトAluクローンblur−8由来の32P−標識RNA SP6
トランスクリプトとハイブリッド形成させた[Jelinek
ら,(1980)]。二次形質転換セルラインCM−1.1、CM
−1.9、CM−1.17、CM−1.24及びCM−1.27は一次形質転
換体CM−1由来であった。マーカーの位置はHind IIIで
消化したλDNAの同時電気泳動で決定した。マーカーの
大きさはキロ塩基対で表す。
B)受容体ゲノムクローンλPVR−2、λPVR−3及びλ
PVR−4の制限地図。実線はヒトの配列を示し、点線は
マウスの配列を示す。BamH I制限部位の位置を示す。λ
PVR−2の10kb及び6kb断片は二次形質転換体を発現する
ポリオウイルス受容体に共通の10kb及び6kb Alu−含有B
amH I断片に対応する(第1A図参照)。置換ベクターλ2
001のクローニング部位及びアームは図示しない。λPVR
−2のBamH I断片の順序はλDNAの左右の付着末端に相
補的な32P−標識オリゴヌクレオチドプローブにアニー
ルさせた部分消化産物のゲル電気泳動で決定した。
PVR−4の制限地図。実線はヒトの配列を示し、点線は
マウスの配列を示す。BamH I制限部位の位置を示す。λ
PVR−2の10kb及び6kb断片は二次形質転換体を発現する
ポリオウイルス受容体に共通の10kb及び6kb Alu−含有B
amH I断片に対応する(第1A図参照)。置換ベクターλ2
001のクローニング部位及びアームは図示しない。λPVR
−2のBamH I断片の順序はλDNAの左右の付着末端に相
補的な32P−標識オリゴヌクレオチドプローブにアニー
ルさせた部分消化産物のゲル電気泳動で決定した。
第2図 ノーザンハイブリッド形成分析 A)ポリオウイルス耐性Ltk-細胞及びHeLa細胞、二次L
細胞形質転換体CM−1.9及びヒト神経芽細胞腫SY5Yを含
むポリオウイルス感受性セルラインから調製した全細胞
RNA。DNAプローブはλPVR−2から単離した1kbのBamH I
ゲノム断片である(第1B図)。
細胞形質転換体CM−1.9及びヒト神経芽細胞腫SY5Yを含
むポリオウイルス感受性セルラインから調製した全細胞
RNA。DNAプローブはλPVR−2から単離した1kbのBamH I
ゲノム断片である(第1B図)。
B)ポリオウイルス受容体cDNAクローンpSVL−H20A及び
PSVL−H20Bを発現する形質転換体から調製した全細胞RN
A。全HeLa細胞RNA及びニシン精子DNAで形質転換したLtk
-細胞由来RNAも示す。使用したDNAプローブは0.97kb Ec
oR I cDNA断片である。
PSVL−H20Bを発現する形質転換体から調製した全細胞RN
A。全HeLa細胞RNA及びニシン精子DNAで形質転換したLtk
-細胞由来RNAも示す。使用したDNAプローブは0.97kb Ec
oR I cDNA断片である。
C)HeLa細胞、二次形質転換体CM−1.9及びLtk-細胞由
来のオリゴd(T)−選択RNA。使用したDNAプローブは
0.97kb EcoR I cDNA断片である。28S及び18S RNAマーカ
ーの位置は全パネルで示す。
来のオリゴd(T)−選択RNA。使用したDNAプローブは
0.97kb EcoR I cDNA断片である。28S及び18S RNAマーカ
ーの位置は全パネルで示す。
第3図 ポリオウイルス受容体cDNAクローンの制限地図。HeLa
細胞cDNAライブラリーから単離した4つのcDNAクローン
についてEcoR I、Xho I、Sma I及びBgl II部位の位置を
示す。cDNAクローンの大きさは次の通りである:HeLa1.
7、1,666bp;HeLa1.5、1,446bp;H20A、2,930bpと、ヌク
レオチド配列が決定されていない0.45kb 3′−EcoR I断
片;H20B、2,957bp。クローンH20B及びHeLa1.7は白色の
棒で表す各3′末端に同じ配列を含んでいる。クローン
H20Aは斜線で示すXho I部位の右側に非反復3′末端配
列を含有している。クローンH20A及びH20Bは5′EcoR I
部位からXho I部位までは同じであるが、H20Aの5′Eco
R I断片では5−末端から20bpの30個のヌクレオチドが
欠失している。点線で示すHeLa1.5cDNAの最初の5′−5
00bpは他のcDNAクローンとの配列相同性を有しておら
ず、配列の非同一性はEcoR I部位をやや越えたところま
で延びている。ポリオウイルス受容体cDNAがコードする
予想蛋白質の大きさはダルトンで表す。この研究でハイ
ブリッド形成プローブとして使用したDNA断片を同定す
る。
細胞cDNAライブラリーから単離した4つのcDNAクローン
についてEcoR I、Xho I、Sma I及びBgl II部位の位置を
示す。cDNAクローンの大きさは次の通りである:HeLa1.
7、1,666bp;HeLa1.5、1,446bp;H20A、2,930bpと、ヌク
レオチド配列が決定されていない0.45kb 3′−EcoR I断
片;H20B、2,957bp。クローンH20B及びHeLa1.7は白色の
棒で表す各3′末端に同じ配列を含んでいる。クローン
H20Aは斜線で示すXho I部位の右側に非反復3′末端配
列を含有している。クローンH20A及びH20Bは5′EcoR I
部位からXho I部位までは同じであるが、H20Aの5′Eco
R I断片では5−末端から20bpの30個のヌクレオチドが
欠失している。点線で示すHeLa1.5cDNAの最初の5′−5
00bpは他のcDNAクローンとの配列相同性を有しておら
ず、配列の非同一性はEcoR I部位をやや越えたところま
で延びている。ポリオウイルス受容体cDNAがコードする
予想蛋白質の大きさはダルトンで表す。この研究でハイ
ブリッド形成プローブとして使用したDNA断片を同定す
る。
第4図 受容体cDNA H20A及びH20Bのヌクレオチド配列及び予
想される酸配列。5′−及び3′−非コーディング配列
は図示しない。ヌクレオチドにはフレームATGから始
め、右端に番号を付ける。アミノ酸の番号は配列の上部
に示す。信号配列(アミノ酸1−20)及びトランスメン
ブランドメイン(アミノ酸433−367)は箱で囲む。N−
結合グリコシル化の可能性のある部位には下線を示す。
ヌクレオチド1153からのH20A及びH20Bの異なるカルボキ
シ末端配列を下部に示す。
想される酸配列。5′−及び3′−非コーディング配列
は図示しない。ヌクレオチドにはフレームATGから始
め、右端に番号を付ける。アミノ酸の番号は配列の上部
に示す。信号配列(アミノ酸1−20)及びトランスメン
ブランドメイン(アミノ酸433−367)は箱で囲む。N−
結合グリコシル化の可能性のある部位には下線を示す。
ヌクレオチド1153からのH20A及びH20Bの異なるカルボキ
シ末端配列を下部に示す。
第5図 Igスーパーファミリーのメンバーとポリオウイルス受
容体ドメイン1のアミノ酸相同性。同じアミノ酸は箱で
囲み、保持されたシステイン及びトリプトファン残基に
は陰影を付した。IgG λはIgλ鎖V−II領域、ヒトNig
−58である[Takayasuら,(1981)]。OX−2はラット
膜糖蛋白質前駆体OX−2である[McCaughanら,(198
7)]。IgカッパはマウスL6 Igカッパ鎖V領域である
[Pechら,(1981)]。バイアスで操作し、6.120ラン
ダムランのブレーキペナルティを実施したFASTPプログ
ラム[Dayhoffら,(1983)]を使用してNBRF蛋白質デ
ータベースを検索して相同性を検出した。
容体ドメイン1のアミノ酸相同性。同じアミノ酸は箱で
囲み、保持されたシステイン及びトリプトファン残基に
は陰影を付した。IgG λはIgλ鎖V−II領域、ヒトNig
−58である[Takayasuら,(1981)]。OX−2はラット
膜糖蛋白質前駆体OX−2である[McCaughanら,(198
7)]。IgカッパはマウスL6 Igカッパ鎖V領域である
[Pechら,(1981)]。バイアスで操作し、6.120ラン
ダムランのブレーキペナルティを実施したFASTPプログ
ラム[Dayhoffら,(1983)]を使用してNBRF蛋白質デ
ータベースを検索して相同性を検出した。
第6図 ポリオウイルス受容体ペプチドの構造。ポリオウイル
ス受容体のドメイン構造は推定アミノ酸配列に基づく。
3システイン対及び各システイン対間及びループ間のア
ミノ酸の数も示す。トランスメンブランドメインは点描
棒で示す。H20A及びH20Bの異なるCOOH−末端細胞質領域
の長さはアミノ酸残基で示す。第7図 ヒトの組織及びセルラインでのポリオウイルス受容体
トランスクリプト。ヒトの組織及びセルライン由来の全
RNAをノーザンハイブリッド形成で分析した。使用した
プローブを付けたDNAはH20Bの0.4kb Sma 1−EcoR I断片
である(第3図)。ヒト組織試料は術後または死後に得
たもので、28S及び18SリボソームRNAの割合及び量から
は分解の証拠は示されていない。B−リンパ球RNAはJ55
8プラズマ細胞腫セルラインから、T細胞RNAはジャーカ
ットTセルラインから単離した。マクロファージは[Ho
rowitz及びSilverstein,(1980)]に記載のようにヒト
血液から精製した。28S及び18S RNAマーカーの位置を示
す。
ス受容体のドメイン構造は推定アミノ酸配列に基づく。
3システイン対及び各システイン対間及びループ間のア
ミノ酸の数も示す。トランスメンブランドメインは点描
棒で示す。H20A及びH20Bの異なるCOOH−末端細胞質領域
の長さはアミノ酸残基で示す。第7図 ヒトの組織及びセルラインでのポリオウイルス受容体
トランスクリプト。ヒトの組織及びセルライン由来の全
RNAをノーザンハイブリッド形成で分析した。使用した
プローブを付けたDNAはH20Bの0.4kb Sma 1−EcoR I断片
である(第3図)。ヒト組織試料は術後または死後に得
たもので、28S及び18SリボソームRNAの割合及び量から
は分解の証拠は示されていない。B−リンパ球RNAはJ55
8プラズマ細胞腫セルラインから、T細胞RNAはジャーカ
ットTセルラインから単離した。マクロファージは[Ho
rowitz及びSilverstein,(1980)]に記載のようにヒト
血液から精製した。28S及び18S RNAマーカーの位置を示
す。
第8図 PVR遺伝子を含有するコスミドクローンPRG−1及びPR
G−3由来のDNA挿入物の制限地図。制限エンドヌクレア
ーゼBamH I(B)の部位を示す。コスミドDNAのサザン
ブロットハイブリッド形成分析で決定したPVR cDNAク
ローンH20AとH20Bの蛋白質コーディング領域の配列相同
性[Mendelsohnら,(1989)]を示す。
G−3由来のDNA挿入物の制限地図。制限エンドヌクレア
ーゼBamH I(B)の部位を示す。コスミドDNAのサザン
ブロットハイブリッド形成分析で決定したPVR cDNAク
ローンH20AとH20Bの蛋白質コーディング領域の配列相同
性[Mendelsohnら,(1989)]を示す。
第9図 トランスジェニック及び非トランスジェニックマウス
の組織ホモジェネートのポリオウイルス結合アッセイ。
種々のマウス組織のホモジェネートをMahoney型ポリオ
ウイルスと混合し、室温で2時間インキュベートし、感
染ウイルスをHeLa細胞単層でのプラークアッセイで測定
した。結合率は100−(ホモジェネートとのインキュベ
ート後のウイルス価/PBSとのインキュベート後のウイル
ス価x100)として計算した。
の組織ホモジェネートのポリオウイルス結合アッセイ。
種々のマウス組織のホモジェネートをMahoney型ポリオ
ウイルスと混合し、室温で2時間インキュベートし、感
染ウイルスをHeLa細胞単層でのプラークアッセイで測定
した。結合率は100−(ホモジェネートとのインキュベ
ート後のウイルス価/PBSとのインキュベート後のウイル
ス価x100)として計算した。
第10図 Mahoney 1型ポリオウイルスによるマウスの感染。8
匹のPRG−1−17のトランスジェニックF1マウス及び8
匹の非トランスジェニックマウスにMahoney型ポリオウ
イルス1x105pfuを脳内接種した。接種日から毎日、1匹
のマウスを殺し、脳及び脊髄を取り出し、PBS中でホモ
ジェネートとし、HeLa細胞でのプラークアッセイで組織
内のウイルス含量を測定した。殺す前にマウスの麻痺性
疾患についても評価した。第3日及び第5日には2匹の
トランスジェニックマウスが麻痺を示した。これら両者
を殺し、脳及び脊髄内のウイルス価を各々測定した。2
匹のマウスについての平均値をグラフに示す。上のパネ
ルは時間に対する麻痺を起こしたマウス全数であり;ま
ん中のパネルは脳1mg当りのウイルス価であり;下のパ
ネルは脊髄1mg当りのウイルス価である。トランジェニ
ック及び非トランスジェニックマウスでの曲線を示す。
匹のPRG−1−17のトランスジェニックF1マウス及び8
匹の非トランスジェニックマウスにMahoney型ポリオウ
イルス1x105pfuを脳内接種した。接種日から毎日、1匹
のマウスを殺し、脳及び脊髄を取り出し、PBS中でホモ
ジェネートとし、HeLa細胞でのプラークアッセイで組織
内のウイルス含量を測定した。殺す前にマウスの麻痺性
疾患についても評価した。第3日及び第5日には2匹の
トランスジェニックマウスが麻痺を示した。これら両者
を殺し、脳及び脊髄内のウイルス価を各々測定した。2
匹のマウスについての平均値をグラフに示す。上のパネ
ルは時間に対する麻痺を起こしたマウス全数であり;ま
ん中のパネルは脳1mg当りのウイルス価であり;下のパ
ネルは脊髄1mg当りのウイルス価である。トランジェニ
ック及び非トランスジェニックマウスでの曲線を示す。
詳細な説明 本発明はピコルナウイルス受容体の生物活性を有する
ポリペプチドをコードする核酸を含む単離核酸分子を提
供する。ピコルナウイルスにはライノウイルス、コクサ
ッキーウイルス、エコーウイルス及びヒトポリオウイル
ス等を含む。小さな正20面体のRNA含有ピコルナウイル
スであるヒトポリオウイルスは本発明に特に重要であ
る。核酸はRNA及びDNAの両者を包含するものであり、好
適実施例では核酸はDNA及びcDNAである。最も好ましいc
DNA分子は第4図に示すヌクレオチド配列を有するH20A
及びH20Bと表すものである。本発明はまたピコルナウイ
ルス受容体の生物活性を有するポリペプチドをコードす
る核酸を含むコスミド発現ベクターも提供する。ピコル
ナウイルス受容体の生物活性を有するポリペプチドをコ
ードする核酸分子を含むコスミドの例にはPRG−1及びP
RG−3と表すコスミドを包含するが、これに限定される
ものではない。PRG−1及びPRG−2は1990年3月9日に
American Type Culture Collection(ATCC)、12301 Pa
rklawn Drive,Rockville,Maryland U.S.A.に寄託してお
り、寄託番号は各々68252及び68253である。この寄託は
特許手続上の微生物寄託の国際承認に関するブダペスト
条約(ブダペスト条約)に従ってなされたものである。
本発明はさらにゲノムDNA分子の使用も提供する。
ポリペプチドをコードする核酸を含む単離核酸分子を提
供する。ピコルナウイルスにはライノウイルス、コクサ
ッキーウイルス、エコーウイルス及びヒトポリオウイル
ス等を含む。小さな正20面体のRNA含有ピコルナウイル
スであるヒトポリオウイルスは本発明に特に重要であ
る。核酸はRNA及びDNAの両者を包含するものであり、好
適実施例では核酸はDNA及びcDNAである。最も好ましいc
DNA分子は第4図に示すヌクレオチド配列を有するH20A
及びH20Bと表すものである。本発明はまたピコルナウイ
ルス受容体の生物活性を有するポリペプチドをコードす
る核酸を含むコスミド発現ベクターも提供する。ピコル
ナウイルス受容体の生物活性を有するポリペプチドをコ
ードする核酸分子を含むコスミドの例にはPRG−1及びP
RG−3と表すコスミドを包含するが、これに限定される
ものではない。PRG−1及びPRG−2は1990年3月9日に
American Type Culture Collection(ATCC)、12301 Pa
rklawn Drive,Rockville,Maryland U.S.A.に寄託してお
り、寄託番号は各々68252及び68253である。この寄託は
特許手続上の微生物寄託の国際承認に関するブダペスト
条約(ブダペスト条約)に従ってなされたものである。
本発明はさらにゲノムDNA分子の使用も提供する。
ピコルナウイルスに結合できる可溶性ポリペプチドを
コードする核酸分子をも、この核酸がコードする可溶性
ポリペプチドと共に提供する。この核酸分子はピコルナ
ウイルスがヒトポリオウイルスからなるときに特に有用
である。この核酸がコードする可溶性ポリペプチドも本
発明産物である。
コードする核酸分子をも、この核酸がコードする可溶性
ポリペプチドと共に提供する。この核酸分子はピコルナ
ウイルスがヒトポリオウイルスからなるときに特に有用
である。この核酸がコードする可溶性ポリペプチドも本
発明産物である。
ピコルナウイルス受容体の生物活性を有する精製ポリ
ペプチドも本発明が開示する。この精製ポリペプチドは
本発明が開示する任意の方法で産生できる。好適実施態
様では、精製ポリペプチドはヒトポリオウイルス受容体
の生物活性を有する精製ポリペプチドからなる。上記の
ような核酸分子がコードする精製ペプチドも提供する。
このポリペプチドはピコルナウイルス受容体の生物活性
を有している。
ペプチドも本発明が開示する。この精製ポリペプチドは
本発明が開示する任意の方法で産生できる。好適実施態
様では、精製ポリペプチドはヒトポリオウイルス受容体
の生物活性を有する精製ポリペプチドからなる。上記の
ような核酸分子がコードする精製ペプチドも提供する。
このポリペプチドはピコルナウイルス受容体の生物活性
を有している。
さらに、本発明はcDNA分子H20Aがコードし、計算上の
分子量45,000を特徴とする精製ポリペプチドを開示す
る。cDNA分子H20Bがコードする精製ポリペプチドは計算
上の分子量43,000を特徴とする。
分子量45,000を特徴とする精製ポリペプチドを開示す
る。cDNA分子H20Bがコードする精製ポリペプチドは計算
上の分子量43,000を特徴とする。
本発明は任意の上記ポリペプチドをコードする核酸を
含む発現ベクターも提供する。これらの発現ベクター
は、1)ピコルナウイルス受容体の生物活性を有する精
製ポリペプチドをコードする核酸を含む発現ベクター;
2)ヒトポリオウイルス受容体の生物活性を有する精製
ポリペプチドをコードする核酸を含む発現ベクター;3)
計算上の分子量約45,000で特性化されるcDNA分子H20Aが
コードする精製ポリペプチドをコードする核酸を含む発
現ベクター;4)計算上の分子量約43,000で特性化される
cDNA分子H20Bがコードする精製ポリペプチドをコードす
る核酸を含む発現ベクター;5)ピコルナウイルス受容体
の生物活性を有する可溶性ポリペプチドをコードする核
酸を含む発現ベクター;及び6)ヒトポリオウイルス受
容体の生物活性を有する可溶性ポリペプチドをコードす
る核酸を含む発現ベクターを包含するが、これに限定さ
れるものではない。上記発現ベクター、ファージ発現ベ
クター、酵母発現ベクター、ウイルス発現ベクター、哺
乳類発現ベクターまたはこれらの任意の変異体を本発明
が提供する。
含む発現ベクターも提供する。これらの発現ベクター
は、1)ピコルナウイルス受容体の生物活性を有する精
製ポリペプチドをコードする核酸を含む発現ベクター;
2)ヒトポリオウイルス受容体の生物活性を有する精製
ポリペプチドをコードする核酸を含む発現ベクター;3)
計算上の分子量約45,000で特性化されるcDNA分子H20Aが
コードする精製ポリペプチドをコードする核酸を含む発
現ベクター;4)計算上の分子量約43,000で特性化される
cDNA分子H20Bがコードする精製ポリペプチドをコードす
る核酸を含む発現ベクター;5)ピコルナウイルス受容体
の生物活性を有する可溶性ポリペプチドをコードする核
酸を含む発現ベクター;及び6)ヒトポリオウイルス受
容体の生物活性を有する可溶性ポリペプチドをコードす
る核酸を含む発現ベクターを包含するが、これに限定さ
れるものではない。上記発現ベクター、ファージ発現ベ
クター、酵母発現ベクター、ウイルス発現ベクター、哺
乳類発現ベクターまたはこれらの任意の変異体を本発明
が提供する。
本発明は好適宿主と上記の発現ベクターからなる宿主
ベクター系も提供する。宿主ベクター系は、1)好適細
菌細胞とプラスミドまたはファージまたは発現ベクタ
ー;2)好適酵母細胞と酵母発現ベクター;3)好適真核細
胞とウイルス発現ベクター;及び4)好適哺乳類細胞と
哺乳類発現ベクターを包含する。
ベクター系も提供する。宿主ベクター系は、1)好適細
菌細胞とプラスミドまたはファージまたは発現ベクタ
ー;2)好適酵母細胞と酵母発現ベクター;3)好適真核細
胞とウイルス発現ベクター;及び4)好適哺乳類細胞と
哺乳類発現ベクターを包含する。
本発明は、ポリペプチドを産生する条件下で前記宿主
ベクター系を培養または増殖させ、ポリペプチドを回収
することからなるポリペプチド産生法も提供する。発現
ベクターを産生し、また適切な宿主ベクター系を選択す
る方法は当業者に公知である。本発明の新規性はこれま
で知られていなかった核酸を使用してピコルナウイルス
に結合するポリペプチドを産生することにある。従っ
て、公知方法の詳細についてはこの項では記述しない。
しかし、具体的な材料については実験の詳細の項に記載
することもあろう。
ベクター系を培養または増殖させ、ポリペプチドを回収
することからなるポリペプチド産生法も提供する。発現
ベクターを産生し、また適切な宿主ベクター系を選択す
る方法は当業者に公知である。本発明の新規性はこれま
で知られていなかった核酸を使用してピコルナウイルス
に結合するポリペプチドを産生することにある。従っ
て、公知方法の詳細についてはこの項では記述しない。
しかし、具体的な材料については実験の詳細の項に記載
することもあろう。
本発明はまた上記ポリペプチドの1つの治療上有効量
と製剤上許容される担体とを含む治療用組成物も提供す
る。ポリペプチドには、1)ピコルナウイルス受容体の
生物活性を有する精製ポリペプチド;2)ヒトポリオウイ
ルス受容体の生物活性を有する精製ポリペプチド;3)計
算上の分子量約45,000を特徴とし、第4図に示すヌクレ
オチド配列を有するH20Aと表すcDNA分子がコードする精
製ポリペプチド;4)計算上の分子量約43,000を特徴と
し、第4図に示すヌクレオチド配列を有するH20Bと表す
cDNA分子がコードする精製ポリペプチド;5)ピコルナウ
イルス受容体に結合しうる可溶性ポリペプチド;及び
6)ヒトポリオウイルス受容体の生物活性に結合しうる
可溶性ポリペプチドを含むが、これらに限定されるもの
ではない。薬剤上許容される担体には滅菌溶液、錠剤、
コーティング錠及びカプセルのような任意の標準的薬剤
担体を包含する。典型的には、これらの担体にはでんぷ
ん、ミルク、糖、ある種のクレー、ゼラチン、ステリッ
ク酸、タルク、植物性油脂、ガム、グリコールまたは他
の公知の賦形剤のような賦形剤を含有する。これらの担
体は香料、着色料または他の成分も含有してよい。この
ような担体からなる組成物はよく知られた慣用の方法で
処方する。しかし、本発明ポリペプチドからなる組成物
は未知のものである。
と製剤上許容される担体とを含む治療用組成物も提供す
る。ポリペプチドには、1)ピコルナウイルス受容体の
生物活性を有する精製ポリペプチド;2)ヒトポリオウイ
ルス受容体の生物活性を有する精製ポリペプチド;3)計
算上の分子量約45,000を特徴とし、第4図に示すヌクレ
オチド配列を有するH20Aと表すcDNA分子がコードする精
製ポリペプチド;4)計算上の分子量約43,000を特徴と
し、第4図に示すヌクレオチド配列を有するH20Bと表す
cDNA分子がコードする精製ポリペプチド;5)ピコルナウ
イルス受容体に結合しうる可溶性ポリペプチド;及び
6)ヒトポリオウイルス受容体の生物活性に結合しうる
可溶性ポリペプチドを含むが、これらに限定されるもの
ではない。薬剤上許容される担体には滅菌溶液、錠剤、
コーティング錠及びカプセルのような任意の標準的薬剤
担体を包含する。典型的には、これらの担体にはでんぷ
ん、ミルク、糖、ある種のクレー、ゼラチン、ステリッ
ク酸、タルク、植物性油脂、ガム、グリコールまたは他
の公知の賦形剤のような賦形剤を含有する。これらの担
体は香料、着色料または他の成分も含有してよい。この
ような担体からなる組成物はよく知られた慣用の方法で
処方する。しかし、本発明ポリペプチドからなる組成物
は未知のものである。
本発明は任意の上記ポリペプチドに対する抗体も提供
する。これらの抗体は当業界で公知の任意の方法で産生
できる。抗体にはIgG、IgA、IgD、IgA、IgM及び抗体断
片例えばF(ab′)2及びFabを含むものとする。
する。これらの抗体は当業界で公知の任意の方法で産生
できる。抗体にはIgG、IgA、IgD、IgA、IgM及び抗体断
片例えばF(ab′)2及びFabを含むものとする。
治療上有効量の薬剤が結合した上記ポリペプチドに対
する抗体のある量と薬剤上許容される担体とを含む治療
用組成物も提供する。
する抗体のある量と薬剤上許容される担体とを含む治療
用組成物も提供する。
抗体を検出可能なマーカーで標識することもできる。
これらには、放射能、放射線不透過性もしくは常磁性を
有するものまたは金属を含みうるが、これに限定される
ものではない。これらの標識した抗体はピコルナウイル
スを含有する体の部分をイメージ形成するために使用で
き、当業者に公知のX線またはMRIイメージ形成手法で
検出できる。
これらには、放射能、放射線不透過性もしくは常磁性を
有するものまたは金属を含みうるが、これに限定される
ものではない。これらの標識した抗体はピコルナウイル
スを含有する体の部分をイメージ形成するために使用で
き、当業者に公知のX線またはMRIイメージ形成手法で
検出できる。
本発明で開示したポリペプチドを検出可能なマーカー
で標識することもできる。次に、これらの標識したポリ
ペプチドを標識抗体と同じ方法で使用してピコルナウイ
ルス受容体を発現する細胞に結合させることもできる。
また、標識には放射能、放射線不透過性もしくは常磁性
を有するものまたは金属を含みうる。
で標識することもできる。次に、これらの標識したポリ
ペプチドを標識抗体と同じ方法で使用してピコルナウイ
ルス受容体を発現する細胞に結合させることもできる。
また、標識には放射能、放射線不透過性もしくは常磁性
を有するものまたは金属を含みうる。
本発明は、ヒトポリオウイルス受容体の生物活性を有
する精製ポリペプチドに結合しうるヒトポリオウイルス
粒子の断片とポリオウイルス粒子に結合した薬剤を含む
治療薬も提供する。好適実施態様では、薬剤は共有結合
している。治療上有効量の上記治療剤と薬剤上許容され
る担体が提供される。薬剤上許容される担体については
既に述べた通りである。
する精製ポリペプチドに結合しうるヒトポリオウイルス
粒子の断片とポリオウイルス粒子に結合した薬剤を含む
治療薬も提供する。好適実施態様では、薬剤は共有結合
している。治療上有効量の上記治療剤と薬剤上許容され
る担体が提供される。薬剤上許容される担体については
既に述べた通りである。
上記2つの治療用組成物はピコルナウイルスまたは特
定的にはヒトポリオウイルスの受容体を有する細胞の近
くの薬剤濃度を上昇させるために使用することができ
る。本発明は、ある量の1)ピコルナウイルス受容体の
生物活性を有するポリペプチドに対する抗体;または
2)ヒトポリオウイルス受容体の生物活性を有するポリ
ペプチドに結合しうるヒトポリオウイルス粒子の断片の
いずれかからなる治療用組成物を患者に投与することか
らなる薬剤分配(デリバリー)法を提供する。投与方法
は経口、静脈内、腹腔内、筋肉内または皮下を含む、し
かしこれらに限定されない標準的方法のいずれであって
もよい。投与の適正な形態は所望の効果及び付随する環
境により変化しよう。しかし、当業者は最も適切な投与
形態及び必要な容量を容易に決定できよう。
定的にはヒトポリオウイルスの受容体を有する細胞の近
くの薬剤濃度を上昇させるために使用することができ
る。本発明は、ある量の1)ピコルナウイルス受容体の
生物活性を有するポリペプチドに対する抗体;または
2)ヒトポリオウイルス受容体の生物活性を有するポリ
ペプチドに結合しうるヒトポリオウイルス粒子の断片の
いずれかからなる治療用組成物を患者に投与することか
らなる薬剤分配(デリバリー)法を提供する。投与方法
は経口、静脈内、腹腔内、筋肉内または皮下を含む、し
かしこれらに限定されない標準的方法のいずれであって
もよい。投与の適正な形態は所望の効果及び付随する環
境により変化しよう。しかし、当業者は最も適切な投与
形態及び必要な容量を容易に決定できよう。
本発明方法は、ヒトポリオウイルスに結合する生物活
性を有するポリペプチドの1つの予防上有効量を対象者
に投与することからなるヒトでのポリオウイルス感染予
防法を提供する。好適実施態様では、ポリペプチドはピ
コルナウイルス、最も好ましくはヒトポリオウイルスに
結合しうる可溶性ポリペプチドをコードする核酸分子が
コードするポリペプチドである。
性を有するポリペプチドの1つの予防上有効量を対象者
に投与することからなるヒトでのポリオウイルス感染予
防法を提供する。好適実施態様では、ポリペプチドはピ
コルナウイルス、最も好ましくはヒトポリオウイルスに
結合しうる可溶性ポリペプチドをコードする核酸分子が
コードするポリペプチドである。
本発明はヒトポリオウイルス感染症患者の治療法も提
供し、この方法はピコルナウイルスに結合しうるポリペ
プチドの1つの治療上有効量を含む組成物を患者に投与
することからなる。
供し、この方法はピコルナウイルスに結合しうるポリペ
プチドの1つの治療上有効量を含む組成物を患者に投与
することからなる。
ヒトポリオウイルス感染の予防法及び治療法の両方と
も特に小児及びその両親への使用に適している。この方
法では、ワクチン接種後及び既存の経口ワクチン投与の
補助剤として使用できる。また、「タイピング−アッ
プ」ヒトポリオウイルスの直接法を適用することによ
り、ヒトポリオウイルスに対する免疫が抑制されている
患者を治療できる。
も特に小児及びその両親への使用に適している。この方
法では、ワクチン接種後及び既存の経口ワクチン投与の
補助剤として使用できる。また、「タイピング−アッ
プ」ヒトポリオウイルスの直接法を適用することによ
り、ヒトポリオウイルスに対する免疫が抑制されている
患者を治療できる。
本発明は動物の染色体DNAに安定に組込まれた、ピコ
ルナウイルス受容体の生物活性を有するポリペプチドを
コードするDNAを有するトランスジェニック動物を提供
する。このDNAは1)cDNA;2)第4図に示すヌクレオチ
ド配列を有するH20Aと表すcDNA;3)第4図に示すヌクレ
オチド配列を有するH20Bと表すcDNA;5)PRG−1と表す
コスミドDNA;6)PRG−3と表すコスミドDNA;及び7)ゲ
ノムDNAを含むが、これらに限定されるものではない。
好適実施態様では動物はマウスである。
ルナウイルス受容体の生物活性を有するポリペプチドを
コードするDNAを有するトランスジェニック動物を提供
する。このDNAは1)cDNA;2)第4図に示すヌクレオチ
ド配列を有するH20Aと表すcDNA;3)第4図に示すヌクレ
オチド配列を有するH20Bと表すcDNA;5)PRG−1と表す
コスミドDNA;6)PRG−3と表すコスミドDNA;及び7)ゲ
ノムDNAを含むが、これらに限定されるものではない。
好適実施態様では動物はマウスである。
ヒトポリオウイルス受容体を発現するトランスジェニ
ック動物の作製法も提供する。この方法は、1)雌性動
物から回収した受精卵にピコルナウイルス受容体をコー
ドするDNAを導入し;2)雌性動物がその卵で妊娠するよ
うな条件で偽妊娠期の動物の卵管に得られた卵を移し;
3)得られた妊娠雌性動物が出産するように取り扱い;
そして4)ヒトピコルナウイルス受容体をコードするDN
Aが安定に組込まれかつこれを発現する同産の動物から
選択することからなる。ステップの概要は、1)妊娠し
た雌性動物の卵管から卵を回収し;2)好ましくはプロモ
ータ配列を含有するDNAを雄性の前核にミクロ注入し;
3)その卵を偽妊娠期の雌性動物に移し;そして4)子
孫から組織を取り出して標準法でDNAの取り込みを測定
することである。この方法の技術的な側面はポリオウイ
ルス受容体を発現するトランスジェニックマウスの作製
についての実験の詳細説明の項で詳述する。好適な実地
態様において、ピコルナウイルスはヒトポリオウイルス
であり、トランスジェニック動物はマウスである。
ック動物の作製法も提供する。この方法は、1)雌性動
物から回収した受精卵にピコルナウイルス受容体をコー
ドするDNAを導入し;2)雌性動物がその卵で妊娠するよ
うな条件で偽妊娠期の動物の卵管に得られた卵を移し;
3)得られた妊娠雌性動物が出産するように取り扱い;
そして4)ヒトピコルナウイルス受容体をコードするDN
Aが安定に組込まれかつこれを発現する同産の動物から
選択することからなる。ステップの概要は、1)妊娠し
た雌性動物の卵管から卵を回収し;2)好ましくはプロモ
ータ配列を含有するDNAを雄性の前核にミクロ注入し;
3)その卵を偽妊娠期の雌性動物に移し;そして4)子
孫から組織を取り出して標準法でDNAの取り込みを測定
することである。この方法の技術的な側面はポリオウイ
ルス受容体を発現するトランスジェニックマウスの作製
についての実験の詳細説明の項で詳述する。好適な実地
態様において、ピコルナウイルスはヒトポリオウイルス
であり、トランスジェニック動物はマウスである。
ピコルナウイルスワクチンの効果測定法も提供する。
この方法は、染色体DNAに安定的に組込まれた、ピコル
ナウイルスに結合するポリペプチドをコードするDNAを
有するトランスジェニック動物にワクチンを投与し、得
られたトランスジェニック動物がヒトピコルナウイルス
感染から保護されたかを測定することからなる。トラン
スジェニック動物の保護は種々の生物学的方法で測定で
き、これらの方法は、血清、脊髄液または器官内のウイ
ルス量の測定:ウイルスによる器官損傷の観察;及びウ
イルスによる全体としての運動機能障害の観察を含む
が、これらに限定されない。好適実施態様では、ピコル
ナウイルスはヒトポリオウイルスであり、トランスジェ
ニック動物はマウスである。
この方法は、染色体DNAに安定的に組込まれた、ピコル
ナウイルスに結合するポリペプチドをコードするDNAを
有するトランスジェニック動物にワクチンを投与し、得
られたトランスジェニック動物がヒトピコルナウイルス
感染から保護されたかを測定することからなる。トラン
スジェニック動物の保護は種々の生物学的方法で測定で
き、これらの方法は、血清、脊髄液または器官内のウイ
ルス量の測定:ウイルスによる器官損傷の観察;及びウ
イルスによる全体としての運動機能障害の観察を含む
が、これらに限定されない。好適実施態様では、ピコル
ナウイルスはヒトポリオウイルスであり、トランスジェ
ニック動物はマウスである。
最後に、本発明はピコルナウイルスワクチンの毒性を
テストする方法を提供し、この方法は上記のトランスジ
ェニック動物にワクチンを投与し、動物に対する生理作
用を測定することからなる。この方法はポリオウイルス
ワクチン及び他のピコルナウイルスワクチンをテストす
る経済的な方法を提供する。現在、使用されているワク
チンの毒性を調べるには霊長類を使用しなければならな
い。これはヒトポリオウイルスがヒトポリオウイルス受
容体を有する動物にのみ作用するであろうという理由に
よる。
テストする方法を提供し、この方法は上記のトランスジ
ェニック動物にワクチンを投与し、動物に対する生理作
用を測定することからなる。この方法はポリオウイルス
ワクチン及び他のピコルナウイルスワクチンをテストす
る経済的な方法を提供する。現在、使用されているワク
チンの毒性を調べるには霊長類を使用しなければならな
い。これはヒトポリオウイルスがヒトポリオウイルス受
容体を有する動物にのみ作用するであろうという理由に
よる。
本発明はピコルナウイルス、特にヒトポリオウイルス
の受容体の生物活性を有するポリペプチドをコードする
DNAを有するトランスジェニック動物を提供する。高価
で限定された霊長類を使用することなくワクチンのテス
トを可能にすることにより、本発明は従来技術に対し明
確な利点を有する。ヒトポリオウイルスワクチンをテス
トする方法では、霊長類を殺し、神経組織を組織学的に
調べて種々の量のワクチンによる損傷の程度を測定する
必要がある。トランスジェニック動物がマウスであり、
測定する生理学的作用が神経損傷である好適実施態様で
は、現在霊長類系で使用されている処方を適用して、ヒ
トポリオウイルスの効果を調べる安価で容易に反復でき
る方法が得られる。
の受容体の生物活性を有するポリペプチドをコードする
DNAを有するトランスジェニック動物を提供する。高価
で限定された霊長類を使用することなくワクチンのテス
トを可能にすることにより、本発明は従来技術に対し明
確な利点を有する。ヒトポリオウイルスワクチンをテス
トする方法では、霊長類を殺し、神経組織を組織学的に
調べて種々の量のワクチンによる損傷の程度を測定する
必要がある。トランスジェニック動物がマウスであり、
測定する生理学的作用が神経損傷である好適実施態様で
は、現在霊長類系で使用されている処方を適用して、ヒ
トポリオウイルスの効果を調べる安価で容易に反復でき
る方法が得られる。
実験の詳細説明 細胞、ウイルス及び抗体 [La Monica,N.,Meriam,C.及びRacaniello,V.R.J.Vir
ol.57:515−525(1986)]に記載のようにHeLaS3細胞を
浮遊培養または単層で培養した。Ltk-aprt-繊維芽は10
%子牛血清、1ml当り100μgのペニシリン、1ml当り100
μgのストレプトマイシン、1ml当り20μgのブロモデ
オキシウリジン及び1ml当り50μgのジアミノプリンを
含有するダルベッコの修飾イーグル培地(DMEM)に維持
した。Ltk-aprt-細胞はDNA形質転換48時間前にブロモデ
オキシウリジン及びジアミノプリンを含有しない同じ培
地で継代培養した。一次及び二次ポリオウイルス感受性
形質転換細胞は、10%牛胎児血清、100Mmヒポキサンチ
ン/0.4mMアミノプテリン/16mMチミジン含有DMEM培地(H
AT)で培養した。使用したポリオウイルス株は1型Maho
ney、2型Lansing及び3型Leonであった。ヒトポリオウ
イルス受容対に対するマウスモノクローナル抗体D171は
P.Nobisより厚意で贈られた物であった[Nibisら,(19
85)]。
ol.57:515−525(1986)]に記載のようにHeLaS3細胞を
浮遊培養または単層で培養した。Ltk-aprt-繊維芽は10
%子牛血清、1ml当り100μgのペニシリン、1ml当り100
μgのストレプトマイシン、1ml当り20μgのブロモデ
オキシウリジン及び1ml当り50μgのジアミノプリンを
含有するダルベッコの修飾イーグル培地(DMEM)に維持
した。Ltk-aprt-細胞はDNA形質転換48時間前にブロモデ
オキシウリジン及びジアミノプリンを含有しない同じ培
地で継代培養した。一次及び二次ポリオウイルス感受性
形質転換細胞は、10%牛胎児血清、100Mmヒポキサンチ
ン/0.4mMアミノプテリン/16mMチミジン含有DMEM培地(H
AT)で培養した。使用したポリオウイルス株は1型Maho
ney、2型Lansing及び3型Leonであった。ヒトポリオウ
イルス受容対に対するマウスモノクローナル抗体D171は
P.Nobisより厚意で贈られた物であった[Nibisら,(19
85)]。
DNA形質転換 48時間薬剤なしで培養したLtk-aprt-細胞(7.5×1
05)を、使用12時間前に10cmのプラスチックの細胞培養
プレートに接種した。各プレートを、高分子量DNA25μ
g及び[Graham,F.及びvan der Eb,J.Virol 52:456−45
7(1973);Wigler,M.,Pellicer,A.,Silverstein,S.,Axe
l,R.Cell 14:725−731(1978)]に記載のように調製し
たヘルペスウイルスチミジンキナーゼ遺伝子含有プラス
ミド1μgからなるDNA−燐酸カルシウム共沈物1mlで処
理した。37℃で16時間インキュベートした後、培地を換
え、さらに24時間インキュベートしてからHAT培地を加
えた。HAT培地で2週間培養した後、各プレートには100
0−5000tk+のコロニーが含まれていた。
05)を、使用12時間前に10cmのプラスチックの細胞培養
プレートに接種した。各プレートを、高分子量DNA25μ
g及び[Graham,F.及びvan der Eb,J.Virol 52:456−45
7(1973);Wigler,M.,Pellicer,A.,Silverstein,S.,Axe
l,R.Cell 14:725−731(1978)]に記載のように調製し
たヘルペスウイルスチミジンキナーゼ遺伝子含有プラス
ミド1μgからなるDNA−燐酸カルシウム共沈物1mlで処
理した。37℃で16時間インキュベートした後、培地を換
え、さらに24時間インキュベートしてからHAT培地を加
えた。HAT培地で2週間培養した後、各プレートには100
0−5000tk+のコロニーが含まれていた。
ウイルス感染 ポリオウイルス感受性のL細胞形質転換細胞を同定す
るために、Ltk+細胞の単層を1:2継代培養し、1つのプ
レートは感染多重度0.1で1型Mahoney型のポリオウイル
スに感染させた。吸着後、プレートを3回洗って未結合
ウイルスを除去し、培地を換えた。インキュベーション
後の種々の時間に上清のアリコートを取り、HeLa細胞単
層上でのプラークアッセイでウイルス価を測定した[La
Monicaら,(1986)]。
るために、Ltk+細胞の単層を1:2継代培養し、1つのプ
レートは感染多重度0.1で1型Mahoney型のポリオウイル
スに感染させた。吸着後、プレートを3回洗って未結合
ウイルスを除去し、培地を換えた。インキュベーション
後の種々の時間に上清のアリコートを取り、HeLa細胞単
層上でのプラークアッセイでウイルス価を測定した[La
Monicaら,(1986)]。
ロゼット形成及び計画 ポリオウイルス受容体を発現する形質転換細胞はその
場でのロゼットアッセイ法[Littmen,D.,Thomas,Y.,Mad
don,P.,Chess,L.及びAxel,R.Cell 40:237−246(198
5)]を使用してtk+形質転換細胞のプレート上で可視化
した。細胞の単層を先ず1ml当り1.25μgのモノクロー
ナル抗受容体抗体D171、次にヤギ抗マウスIgG抗体で被
覆したヒト赤血球で処理した。ポリオウイルス受容体を
発現する細胞は赤血球で被覆され、局在化し、クローニ
ングシリンダでプレートから除去され、大きな培養物へ
と増殖できた。細胞培養物は[Mendelsohnら,(198
6)]が記載したパンニング手法を使用してポリオウイ
ルス受容体陽性細胞に富んだものとした。
場でのロゼットアッセイ法[Littmen,D.,Thomas,Y.,Mad
don,P.,Chess,L.及びAxel,R.Cell 40:237−246(198
5)]を使用してtk+形質転換細胞のプレート上で可視化
した。細胞の単層を先ず1ml当り1.25μgのモノクロー
ナル抗受容体抗体D171、次にヤギ抗マウスIgG抗体で被
覆したヒト赤血球で処理した。ポリオウイルス受容体を
発現する細胞は赤血球で被覆され、局在化し、クローニ
ングシリンダでプレートから除去され、大きな培養物へ
と増殖できた。細胞培養物は[Mendelsohnら,(198
6)]が記載したパンニング手法を使用してポリオウイ
ルス受容体陽性細胞に富んだものとした。
RNA及びDNAの単離 4Mグアニジンイソチオシアネート中でホモジェネート
し、CsClのクッション上で遠心することにより培養細胞
及び組織から全RNAを単離した[Chirgwin,J.,Przybyla,
A.,MacDonald,R.及びRutter W.Biochem. 18:5294−5299
(1979)]。ポリA+ RNAは製造業者に方法に従って
予め充填したオリゴDtセルロースカラム(Collaborativ
e Research)クロマトグラフィーで選択した。[Mendel
sohnら,(1986)]に記載のように培養細胞からゲノム
DNAを調製した。
し、CsClのクッション上で遠心することにより培養細胞
及び組織から全RNAを単離した[Chirgwin,J.,Przybyla,
A.,MacDonald,R.及びRutter W.Biochem. 18:5294−5299
(1979)]。ポリA+ RNAは製造業者に方法に従って
予め充填したオリゴDtセルロースカラム(Collaborativ
e Research)クロマトグラフィーで選択した。[Mendel
sohnら,(1986)]に記載のように培養細胞からゲノム
DNAを調製した。
ノーザンおよびサザンハイブリッド形成 RNAを1%アガロースホルムアルデヒドゲルで分画し
[Goldberg,D.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 77:5794−5799
(1980)]、Zeta−Probe(Bio−Rad)またはニトロセ
ルロース(Schleicher & Schuell)膜に移した。サザ
ンハイブリッド形成については、ゲノムDNAをNew Engla
nd Biolabsの推奨する条件下で制限エンドヌクレアーゼ
(4単位/μg)で消化し、0.8%アガロースゲル上で
分画した。サザンの方法[Southern,E.M.J.Mol.Biol.9
8:503−517(1975)]に従ってDNAをニトロセルロース
フィルターに移した。ニトロセルロースフィルターとDN
Aプローブとのハイブリッド形成条件は(Schleicher及
びSchuell)の記載の通りであった。ニトロセルロース
フィルターとRNAプローブとのハイブリッド形成の条件
は[Melton,D.,Krieg,P.,Rebagliati,M.,Maniatis,T.,Z
inn,K.及びGreen,M.Nucleic Acids Res.12:7035−7056
(1984)]に記載の通りであった。ハイブリッド形成
後、サザンブロット及びノーザンブロットの両者を室温
で3回、次に65℃で1回、0.5%NaDodSO4(ニトロセル
ロースフィルター用)または1%NaDodSO4(Zeta−Prob
e膜用)を含有する0.3M NaCl/0.03Mクエン酸ナトリウム
(pH7.0)で洗った。32P−標識DNAプローブをオリゴ標
識キット(Pharmacia)で調製した。ヒトAlu反復blur−
8によるサザンハイブリッド形成はSP6ポリメラーゼを
使用してin vitroで合成したRNAプローブで実施した[M
eltonら,(1984)]。
[Goldberg,D.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 77:5794−5799
(1980)]、Zeta−Probe(Bio−Rad)またはニトロセ
ルロース(Schleicher & Schuell)膜に移した。サザ
ンハイブリッド形成については、ゲノムDNAをNew Engla
nd Biolabsの推奨する条件下で制限エンドヌクレアーゼ
(4単位/μg)で消化し、0.8%アガロースゲル上で
分画した。サザンの方法[Southern,E.M.J.Mol.Biol.9
8:503−517(1975)]に従ってDNAをニトロセルロース
フィルターに移した。ニトロセルロースフィルターとDN
Aプローブとのハイブリッド形成条件は(Schleicher及
びSchuell)の記載の通りであった。ニトロセルロース
フィルターとRNAプローブとのハイブリッド形成の条件
は[Melton,D.,Krieg,P.,Rebagliati,M.,Maniatis,T.,Z
inn,K.及びGreen,M.Nucleic Acids Res.12:7035−7056
(1984)]に記載の通りであった。ハイブリッド形成
後、サザンブロット及びノーザンブロットの両者を室温
で3回、次に65℃で1回、0.5%NaDodSO4(ニトロセル
ロースフィルター用)または1%NaDodSO4(Zeta−Prob
e膜用)を含有する0.3M NaCl/0.03Mクエン酸ナトリウム
(pH7.0)で洗った。32P−標識DNAプローブをオリゴ標
識キット(Pharmacia)で調製した。ヒトAlu反復blur−
8によるサザンハイブリッド形成はSP6ポリメラーゼを
使用してin vitroで合成したRNAプローブで実施した[M
eltonら,(1984)]。
ゲノムライブラリーの構築 Maniatis[Maniatis,T.,Fritsch,E.及びSambrook,J.M
olecular Cloning:A Laboratory Manual.Cold Spring H
arbor Laboratory,Cold Spring Harbor,N.Y.(1982)]
に従ってゲノムライブラリーを構築し、CM−1.24 L−細
胞形質転換細胞から調製した高分子量ゲノムDNA300μg
をSau 3A(New England Biolabs)36単位で部分的に消
化し、10−40%の蔗糖勾配で分画した。15−20kbの大き
さの断片を含有する画分を集め、BamH I及びHind III
(Stratgene)で予め消化したλ2001アームに連結し、G
igapack Gold抽出物(Stratagene)を使用して充填し
た。ライブラリーを大腸菌P2392上に載せ、サザンブロ
ットについて述べたハイブリッド形成及び洗浄条件を使
用してblur−8 RNAプローブで2重スクリーニングした
[Jelinek,W.,Toomey,P.,Leinwand,L.Duncan,C.,Biro,
P.,Choudary,P.,Weissman,S.,Rubin,C.,Houck,C.,Deini
nger,P.及びSchmid,C.Proc.Natl.Acad.Sci.USA 77:1398
−1402(1980)]。
olecular Cloning:A Laboratory Manual.Cold Spring H
arbor Laboratory,Cold Spring Harbor,N.Y.(1982)]
に従ってゲノムライブラリーを構築し、CM−1.24 L−細
胞形質転換細胞から調製した高分子量ゲノムDNA300μg
をSau 3A(New England Biolabs)36単位で部分的に消
化し、10−40%の蔗糖勾配で分画した。15−20kbの大き
さの断片を含有する画分を集め、BamH I及びHind III
(Stratgene)で予め消化したλ2001アームに連結し、G
igapack Gold抽出物(Stratagene)を使用して充填し
た。ライブラリーを大腸菌P2392上に載せ、サザンブロ
ットについて述べたハイブリッド形成及び洗浄条件を使
用してblur−8 RNAプローブで2重スクリーニングした
[Jelinek,W.,Toomey,P.,Leinwand,L.Duncan,C.,Biro,
P.,Choudary,P.,Weissman,S.,Rubin,C.,Houck,C.,Deini
nger,P.及びSchmid,C.Proc.Natl.Acad.Sci.USA 77:1398
−1402(1980)]。
cDNAライブラリー オリゴd(T)セルロースクロマトグラフィー2回で
精製したHeLa細胞ポリ(A)+ RNAからcDNAを合成し
た。Moloneyマウス白血病ウイルス逆転写酵素(Bethesd
a Research Laboratories)を製造業者の提供する条件
に従って使用してcDNAの第一ストランドを合成した。cD
NAの第二ストランドはGubler及びHoffmannの手順[Gubl
er,U.及びHoffman,B.Gene 25:263−269(1983)]を使
用して合成した。第二ストランド合成後、二本鎖cDNAを
T4 DNAポリメラーゼ(New England Biolabs)で処理
し、EcoR Iアダプター(Pharmacia)に連結した。アダ
プター含有cDNAをT4ポリヌクレオチドキナーゼ(Boehri
nger Mannheim)を使用して燐酸化し、Sepharose CL−6
Bスピンカラム(5′−3′、Inc.)で分画して小さいc
DNA産物及び非連結EcoR Iアダプターを除去した。二本
鎖cDNAをEcoR Iで消化したλgt10アーム(Stratagene)
に連結し、Gigapack Gold抽出物(Stratagene)を使用
して充填した。1.2×106個の組換え体を含有する非増幅
cDNAライブラリーを大腸菌C600Hf1−に載せた。ノーザ
ン及びサザンブロットについて述べたハイブリッド形成
及び洗浄条件を使用して、2組の(duplicate)フィル
ターをオリゴ標識法で調製したDNAプローブとハイブリ
ッド形成させた。
精製したHeLa細胞ポリ(A)+ RNAからcDNAを合成し
た。Moloneyマウス白血病ウイルス逆転写酵素(Bethesd
a Research Laboratories)を製造業者の提供する条件
に従って使用してcDNAの第一ストランドを合成した。cD
NAの第二ストランドはGubler及びHoffmannの手順[Gubl
er,U.及びHoffman,B.Gene 25:263−269(1983)]を使
用して合成した。第二ストランド合成後、二本鎖cDNAを
T4 DNAポリメラーゼ(New England Biolabs)で処理
し、EcoR Iアダプター(Pharmacia)に連結した。アダ
プター含有cDNAをT4ポリヌクレオチドキナーゼ(Boehri
nger Mannheim)を使用して燐酸化し、Sepharose CL−6
Bスピンカラム(5′−3′、Inc.)で分画して小さいc
DNA産物及び非連結EcoR Iアダプターを除去した。二本
鎖cDNAをEcoR Iで消化したλgt10アーム(Stratagene)
に連結し、Gigapack Gold抽出物(Stratagene)を使用
して充填した。1.2×106個の組換え体を含有する非増幅
cDNAライブラリーを大腸菌C600Hf1−に載せた。ノーザ
ン及びサザンブロットについて述べたハイブリッド形成
及び洗浄条件を使用して、2組の(duplicate)フィル
ターをオリゴ標識法で調製したDNAプローブとハイブリ
ッド形成させた。
cDNAクローンHeLa1.5及びHeLa1.7は、1kb BamH Iゲノ
ムプローブを使用してgtll(Stratgene,Inc.)内でHeLa
細胞cDNAライブラリーをスクリーニングすることにより
得た。HeLa1.5由来の0.97kb EcoR I DNAプローブで上記
のHeLacDNAライブラリーをスクリーニングしてH20A及び
H20Bを得た。
ムプローブを使用してgtll(Stratgene,Inc.)内でHeLa
細胞cDNAライブラリーをスクリーニングすることにより
得た。HeLa1.5由来の0.97kb EcoR I DNAプローブで上記
のHeLacDNAライブラリーをスクリーニングしてH20A及び
H20Bを得た。
受容体cDNAクローンの発現 H20Aからの1.8Sma I−Bgl II画分をSma I及びBamH I
クローニング部位で発現ベクターPSVL(Pharmacia)に
サブクローニングし、PSVL−H20Aを得た。2.3kb Sma I
−Bgl II画分を使用して、同様の方法でPSVL−H20Bを構
築した。両方の構築物はポリオウイルス受容体の全コー
ド配列を含有している。これらのcDNAが機能性受容体を
コードするか否かを決定するために、上記のようなPSVL
−H20A、PSVL−H20Bまたはニシン精子DNAのいずれかを
含有するCaPO4沈澱物でL細胞を形質転換した。上記の
ように形質転換細胞はポリオウイルス感染への感受性に
ついてアッセイした。機能性ポリオウイルス受容体を発
現する安定なLtk+セルラインを上記のように単離した。
クローニング部位で発現ベクターPSVL(Pharmacia)に
サブクローニングし、PSVL−H20Aを得た。2.3kb Sma I
−Bgl II画分を使用して、同様の方法でPSVL−H20Bを構
築した。両方の構築物はポリオウイルス受容体の全コー
ド配列を含有している。これらのcDNAが機能性受容体を
コードするか否かを決定するために、上記のようなPSVL
−H20A、PSVL−H20Bまたはニシン精子DNAのいずれかを
含有するCaPO4沈澱物でL細胞を形質転換した。上記の
ように形質転換細胞はポリオウイルス感染への感受性に
ついてアッセイした。機能性ポリオウイルス受容体を発
現する安定なLtk+セルラインを上記のように単離した。
DNA配列決定 制限断片はM13ベクター内にサブクローニングしたク
ローン化cDNA挿入物由来であり[Vanisch−Peron,C.,Vi
eira,J.及びMessing,J.Gene 33:103−119(1985)]、
ジデオキシ法[Sanger,F.,Nicklen,S.及びCoulson,A.Pr
oc.Natl.Acad.Sci.USA 74:5463−5467(1977)]でヌク
レオチド配列を決定した。場合によっては、Exo−Mung
系(Stratagene)またはCyclone系(International Bio
technolgies,Inc.)を使用して巣状欠失(nested delet
ions)を構築した。
ローン化cDNA挿入物由来であり[Vanisch−Peron,C.,Vi
eira,J.及びMessing,J.Gene 33:103−119(1985)]、
ジデオキシ法[Sanger,F.,Nicklen,S.及びCoulson,A.Pr
oc.Natl.Acad.Sci.USA 74:5463−5467(1977)]でヌク
レオチド配列を決定した。場合によっては、Exo−Mung
系(Stratagene)またはCyclone系(International Bio
technolgies,Inc.)を使用して巣状欠失(nested delet
ions)を構築した。
ポリオウイルス細胞受容体(PVR)をコードする遺伝子
を含有するコスミドクローンの単離 ゲノムDNAを[Mendelsohnら,Cellular Receptor for
Poliovirus:Nucleotide Sequence and Expression of a
New Member of the Immunoglobulin Superfamily,Cel
l,56:855−865(1989)]に記載のようにHeLa細胞から
調製し、制限エンドヌクレアーゼMbo Iで部分消化し
た。消化したDNAを低融点アガロースゲル電気泳動で分
画した。36−48kbのDNAをゲルから切り出し、アガロー
スを溶融し、フェノール抽出及びエタノール沈澱でDNA
を精製した。DNAをBamH Iで予め消化したコスミドベク
ターpWE15(Stratagene)に連結した。連結混合物をバ
クテリオファージλヘッド(Gigapack Gold,Stratagen
e)に充填し、カナマイシン選択下で大腸菌NM554に載せ
た。PVRcDNA由来のDNAプローブ[Mendelsohnら,1989]
を使用して、コロニーハイブリッド形成[Maniatisら,1
982]によりPVR遺伝子挿入について得られたコロニーを
スクリーニングした。全体で1.1×106個のコロニーをス
クリーニングし、6個のハイブリッド形成陽性クローン
を得た。さらに分析するためにPRG−1及びPRG−3と呼
ぶ2つのコスミドクローンを選択した。これらのコスミ
ドクローンの制限地図を第8図に示す。PRG−1のDNA挿
入は長さ37kbであり、PRG−3では36kbである。クロー
ン化したPVRcDNAによるサザン分析[Mendelsohnら,198
9]により、両方のコスミドクローンがPVRコード領域を
含有していることが明かとなった。さらに、PRG−3はP
RG−1に比べ5′−方向に延びているのに対し、PRG−
1はPRG−3より3′方向に伸びていた。コスミドクロ
ーンPRG−1及びPRG−3は機能性PVRをコードする コスミドクローンPRG−1及びPRG−3が機能性PVRを
コードするかを決定するために、コスミドDNAを培養マ
ウスL細胞に形質転換し、48時間後に[Mendelsohnら,1
989]に記載のように細胞をポリオウイルス感染させ
た。ウイルス感染0及び24時間後に細胞培養培地のサン
プルを採取した。結果(第2表)は、感染24時間後の細
胞培養培地内にウイルスが存在することから示されるよ
うに、両方のコスミドがポリオウイルスの機能性細胞受
容体をコードすることを示している。いずれかのコスミ
ドクローンを発現する安定なL細胞形質転換体も[Mend
elsohnら,1989]に述べたように樹立した。ポリオウイ
ルス感染への感受性から判定すると、両方のコスミドク
ローンはPVRを発現するL細胞形質転換体を生じさせ
た。ポリオウイルスに感受性のLクローンが高頻度(75
%)で得られ、このことはコスミドクローンがPVRプロ
モータ配列を含有していることを示している。
を含有するコスミドクローンの単離 ゲノムDNAを[Mendelsohnら,Cellular Receptor for
Poliovirus:Nucleotide Sequence and Expression of a
New Member of the Immunoglobulin Superfamily,Cel
l,56:855−865(1989)]に記載のようにHeLa細胞から
調製し、制限エンドヌクレアーゼMbo Iで部分消化し
た。消化したDNAを低融点アガロースゲル電気泳動で分
画した。36−48kbのDNAをゲルから切り出し、アガロー
スを溶融し、フェノール抽出及びエタノール沈澱でDNA
を精製した。DNAをBamH Iで予め消化したコスミドベク
ターpWE15(Stratagene)に連結した。連結混合物をバ
クテリオファージλヘッド(Gigapack Gold,Stratagen
e)に充填し、カナマイシン選択下で大腸菌NM554に載せ
た。PVRcDNA由来のDNAプローブ[Mendelsohnら,1989]
を使用して、コロニーハイブリッド形成[Maniatisら,1
982]によりPVR遺伝子挿入について得られたコロニーを
スクリーニングした。全体で1.1×106個のコロニーをス
クリーニングし、6個のハイブリッド形成陽性クローン
を得た。さらに分析するためにPRG−1及びPRG−3と呼
ぶ2つのコスミドクローンを選択した。これらのコスミ
ドクローンの制限地図を第8図に示す。PRG−1のDNA挿
入は長さ37kbであり、PRG−3では36kbである。クロー
ン化したPVRcDNAによるサザン分析[Mendelsohnら,198
9]により、両方のコスミドクローンがPVRコード領域を
含有していることが明かとなった。さらに、PRG−3はP
RG−1に比べ5′−方向に延びているのに対し、PRG−
1はPRG−3より3′方向に伸びていた。コスミドクロ
ーンPRG−1及びPRG−3は機能性PVRをコードする コスミドクローンPRG−1及びPRG−3が機能性PVRを
コードするかを決定するために、コスミドDNAを培養マ
ウスL細胞に形質転換し、48時間後に[Mendelsohnら,1
989]に記載のように細胞をポリオウイルス感染させ
た。ウイルス感染0及び24時間後に細胞培養培地のサン
プルを採取した。結果(第2表)は、感染24時間後の細
胞培養培地内にウイルスが存在することから示されるよ
うに、両方のコスミドがポリオウイルスの機能性細胞受
容体をコードすることを示している。いずれかのコスミ
ドクローンを発現する安定なL細胞形質転換体も[Mend
elsohnら,1989]に述べたように樹立した。ポリオウイ
ルス感染への感受性から判定すると、両方のコスミドク
ローンはPVRを発現するL細胞形質転換体を生じさせ
た。ポリオウイルスに感受性のLクローンが高頻度(75
%)で得られ、このことはコスミドクローンがPVRプロ
モータ配列を含有していることを示している。
第2表 コスミド t=0 t=24 pWE15 120 180 pSVL−H20A 80 4.3x104 PRG−1 90 2.4x104 PRG−1 80 4.3x104 PRG−3 30 7.1x103 PRG−3 110 4.6x103 ポリオウイルス受容体を発現するトランスジェニックマ
ウスの作製 プロモータ配列を含むヒトポリオウイルス受容体遺伝
子を含有するDNA断片は適切な制限エンドヌクレアーゼ
を使用してベクター配列から切り出し、低融点アガロー
ス電気泳動で精製することができる。DNA断片を含有す
るバンドを切り出し、アガロースを溶融し、フェノール
抽出及びエタノール沈澱によりDNAを精製できる。次に1
0−20μgのDNAをCsCl勾配中で遠心して平衡化し、DNA
含有画分を10mMトリス(pH7.4)、0.2MmEDTAに対して2
−3日透析し、−20℃で保存した。
ウスの作製 プロモータ配列を含むヒトポリオウイルス受容体遺伝
子を含有するDNA断片は適切な制限エンドヌクレアーゼ
を使用してベクター配列から切り出し、低融点アガロー
ス電気泳動で精製することができる。DNA断片を含有す
るバンドを切り出し、アガロースを溶融し、フェノール
抽出及びエタノール沈澱によりDNAを精製できる。次に1
0−20μgのDNAをCsCl勾配中で遠心して平衡化し、DNA
含有画分を10mMトリス(pH7.4)、0.2MmEDTAに対して2
−3日透析し、−20℃で保存した。
妊娠した雌の卵管を切開して、前夜に交尾させた雌の
マウスから受精卵を回収することができる。卵を回収
し、M2培地に保存できる[Hogan,B.,Constantini,F.及
びLacy,E.“Manipulating the Mouse Embryo:A Laborat
ory Manual"Cold Spring Harbor Laboratory,Cold Spri
ng Harbor,(1986)]。マイクロ注入針は自動ピペット
プラー(David Kopf,700C型)での毛細管作成(Clark E
lectromedical Instruments,カタログ番号GC100TF−1
5)により調製した。マイクロ注入針にDNA溶液を充填
し、ライツ機器管に結合し、圧力注入装置に接続した
[Hoganら,(1986)]。機器管はライツマイクロマニ
ピュレータに接続しており、最終的にその運動を制御で
きる。M2培地を含有する凹型スライド内に卵を置き、No
marski干渉対照レンズを具備したNikon Diaphot顕微鏡
下で見ることができる。注入すべき卵を火炎艶だしガラ
ス保持ピペットの端で吸い上げて固定化する[Hoganら,
1986]。前核が膨潤したように見えるまで圧力でマイク
ロ注入針を挿入することができる。次に針を引き抜き、
残りの卵で操作を繰り返す。
マウスから受精卵を回収することができる。卵を回収
し、M2培地に保存できる[Hogan,B.,Constantini,F.及
びLacy,E.“Manipulating the Mouse Embryo:A Laborat
ory Manual"Cold Spring Harbor Laboratory,Cold Spri
ng Harbor,(1986)]。マイクロ注入針は自動ピペット
プラー(David Kopf,700C型)での毛細管作成(Clark E
lectromedical Instruments,カタログ番号GC100TF−1
5)により調製した。マイクロ注入針にDNA溶液を充填
し、ライツ機器管に結合し、圧力注入装置に接続した
[Hoganら,(1986)]。機器管はライツマイクロマニ
ピュレータに接続しており、最終的にその運動を制御で
きる。M2培地を含有する凹型スライド内に卵を置き、No
marski干渉対照レンズを具備したNikon Diaphot顕微鏡
下で見ることができる。注入すべき卵を火炎艶だしガラ
ス保持ピペットの端で吸い上げて固定化する[Hoganら,
1986]。前核が膨潤したように見えるまで圧力でマイク
ロ注入針を挿入することができる。次に針を引き抜き、
残りの卵で操作を繰り返す。
約500個の卵に上記のように注入し、その後約400個が
生存可能であろう。生存可能な卵を偽妊娠期の(pseudo
pregnant)雌性マウスの卵管に移し、出産させる[Hoga
nら,(1986)]。移した卵の約15%(60個)から産ま
れる。3週令で、各マウスの尾の末端1cmを取り、標準
手順[Hoganら,(1986)]でDNAを単離することができ
る。ポリオウイルス受容体のゲノムまたはcDNAクローン
由来のDNAプローブを使用してDNAをサザンブロットハイ
ブリッド形成で分析し、どのマウスがトランスジェニッ
クであり、注入した遺伝子の完全なコピーを有している
かを決定できる。これらのトランスジェニックマウスの
各々は新しいトランスジェニック株のファウンダーとし
て使用できる。この目的で、各マウスを正常(非トラン
スジェニック)な相手と交尾させ、子孫を生み出すこと
ができる。トランスジェニックな子孫は尾のDNAのサザ
ンブロットで同定できる。
生存可能であろう。生存可能な卵を偽妊娠期の(pseudo
pregnant)雌性マウスの卵管に移し、出産させる[Hoga
nら,(1986)]。移した卵の約15%(60個)から産ま
れる。3週令で、各マウスの尾の末端1cmを取り、標準
手順[Hoganら,(1986)]でDNAを単離することができ
る。ポリオウイルス受容体のゲノムまたはcDNAクローン
由来のDNAプローブを使用してDNAをサザンブロットハイ
ブリッド形成で分析し、どのマウスがトランスジェニッ
クであり、注入した遺伝子の完全なコピーを有している
かを決定できる。これらのトランスジェニックマウスの
各々は新しいトランスジェニック株のファウンダーとし
て使用できる。この目的で、各マウスを正常(非トラン
スジェニック)な相手と交尾させ、子孫を生み出すこと
ができる。トランスジェニックな子孫は尾のDNAのサザ
ンブロットで同定できる。
PVR;PRG−1及びPRG−3を発現するトランスジェニック
マウスの構築 コスミドPRG−1及びPRG−3をNot1で切断し、PVR遺
伝子断片を低融点アガロースゲル電気泳動で単離した。
DNA断片をゲルから切り出し、アガロースを溶融させ、
フェノール抽出及びエタノール沈澱でDNAを精製した。1
0−20μgのDNAをCsCl勾配中で遠心して平衡化し、DNA
含有画分を10mMトリス(pH7.4)、0.2mMEDTAに対して2
−3日透析し、20℃で保存した。
マウスの構築 コスミドPRG−1及びPRG−3をNot1で切断し、PVR遺
伝子断片を低融点アガロースゲル電気泳動で単離した。
DNA断片をゲルから切り出し、アガロースを溶融させ、
フェノール抽出及びエタノール沈澱でDNAを精製した。1
0−20μgのDNAをCsCl勾配中で遠心して平衡化し、DNA
含有画分を10mMトリス(pH7.4)、0.2mMEDTAに対して2
−3日透析し、20℃で保存した。
妊娠した雌の卵管を切開し、前夜に交尾させた雌のマ
ウスから受精卵を回収した。卵を回収し、M2培地に保存
した[Hogan,B.ら,Manipulating the Mouse Embryo: A
Laboratory Manual Cold Spring Harbor Laboratory,Co
ld Spring Harbor,(1986)]。マイクロ注入針は自動
ピペットプラー(David Kopf,700C型)での毛細管作成
(Clark Electromedical Instruments,カタログ番号GC1
00TF−15)により調製した。マイクロ注入針にDNA溶液
を充填し、ライツ機器管に結合し、圧力注入装置に接続
した[Hoganら,(1986)]。機器管はライツマイクロ
マニピュレータに接続しており、最終的にその運動を制
御した。卵をM2培地を含有する凹型スライド内に置き、
Nomarski干渉対照レンズを具備したNikon Diaphot顕微
鏡下で見た。注入すべき卵を火炎艶だしガラス保持ピペ
ットの端で吸い上げて固定化した[Hoganら,1986]。前
核が膨潤したように見えるまで圧力でマイクロ注入針を
挿入することがきる。次に針を引き抜き、残りの卵で操
作を繰り返す。
ウスから受精卵を回収した。卵を回収し、M2培地に保存
した[Hogan,B.ら,Manipulating the Mouse Embryo: A
Laboratory Manual Cold Spring Harbor Laboratory,Co
ld Spring Harbor,(1986)]。マイクロ注入針は自動
ピペットプラー(David Kopf,700C型)での毛細管作成
(Clark Electromedical Instruments,カタログ番号GC1
00TF−15)により調製した。マイクロ注入針にDNA溶液
を充填し、ライツ機器管に結合し、圧力注入装置に接続
した[Hoganら,(1986)]。機器管はライツマイクロ
マニピュレータに接続しており、最終的にその運動を制
御した。卵をM2培地を含有する凹型スライド内に置き、
Nomarski干渉対照レンズを具備したNikon Diaphot顕微
鏡下で見た。注入すべき卵を火炎艶だしガラス保持ピペ
ットの端で吸い上げて固定化した[Hoganら,1986]。前
核が膨潤したように見えるまで圧力でマイクロ注入針を
挿入することがきる。次に針を引き抜き、残りの卵で操
作を繰り返す。
約1000個の卵に上記のようにDNAを注入した。生存可
能な卵を偽妊娠期の雌性マウスの卵管に移し、出産させ
た[Hoganら,1986]。3週令で、各マウスの尾の末端1c
mを取り、標準手順[Hoganら,1986]でDNAを単離した。
ポリオウイルス受容体のcDNAクローン由来のDNAプロー
ブを使用してDNAをサザンブロットハイブリッド形成で
分析し、どのマウスがトランスジェニックであり、注入
した遺伝子の完全なコピーを有しているか決定できる。
能な卵を偽妊娠期の雌性マウスの卵管に移し、出産させ
た[Hoganら,1986]。3週令で、各マウスの尾の末端1c
mを取り、標準手順[Hoganら,1986]でDNAを単離した。
ポリオウイルス受容体のcDNAクローン由来のDNAプロー
ブを使用してDNAをサザンブロットハイブリッド形成で
分析し、どのマウスがトランスジェニックであり、注入
した遺伝子の完全なコピーを有しているか決定できる。
生まれたマウス54匹のうち21匹はPRG−1配列を含有
しており、生まれたマウス37匹のうち13匹はPRG−3配
列を含有しいた。サザンブロット分析から各ファウンダ
ーマウスは頭から尾に組込まれたPVR遺伝子のコピーを
種々の数で含有していることが明らかとなった。
しており、生まれたマウス37匹のうち13匹はPRG−3配
列を含有しいた。サザンブロット分析から各ファウンダ
ーマウスは頭から尾に組込まれたPVR遺伝子のコピーを
種々の数で含有していることが明らかとなった。
何匹かのトランスジェニックファウンダーを正常(非
トランスジェニック)な相手と交尾させ、F1子孫を得る
ことができる。尾のDNAのサザンブロット分析によりト
ランスジェニック動物を同定した。これらのマウスを下
記の研究に使用した。次のトランスジェニックファウン
ダーを使用した:PRG−1−17、雄性、PVR遺伝子のコピ
ー10個を含有している;PRV−3−6、雄性、PVR遺伝子
のコピーを4個含有している;PRV−3−6、雄性、PVR
遺伝子のコピーを30個含有している;及びPRG−1−
7、雌性、PVR遺伝子のコピーを30個含有している。ト
ランスジェニックマウスの器官RNAのノーザンブロット
分析 どのトランスジェニックマスウ組織がPVR RNAを発現
するかを決定するために、F1トランスジェニックマウス
から種々の器官を切除し、グアニジンチオシアネート法
[Mendelsohnら,1989]でRNAを調製した。PVRcDNAプロ
ーブを使用してRNAをノーザン分析にかけた。ファウン
ダーPRG−1−17、PRG−1−7、PRG−3−6及びPRG−
3−9のトランスジェニックな子孫では、肝臓での発現
は常に非常に低いものであったが、脳、脊髄、肺、肝
臓、心臓、腎臓、小腸、脾臓及び筋肉を含む検査した全
器官で3.3kbPVRR NAが検出された。3.3kbRNAは検査し
たヒトの全組織で以前検出された[Mendelsohnら,198
9]。これらの結果は、これらトランスジェニックマウ
スラインの全ての器官でPVR遺伝子が発現されることを
示している。マウス組織ホモジェネートによるポリオウ
イルス結合アッセイ 機能性PVRがトランスジェニックマウス組織中で発現
されるかを決定するために、組織ホモジェネートでポリ
オウイルス結合アッセイを実施した。PRG−1−17 F1ト
ランスジェニックマウスから種々の器官を切除し、5%
(w/v)ホモジェネートを燐酸塩緩衝食塩水(PBS)中で
調製した。1/10mlのホモジェネートを1型ポリオウイル
スMahony株0.01mlと混合し、室温で2時間インキュベー
トした。次に、[La Monicaら,(1986)Mapping of Se
quences Required For Mouse Neurovirulence of Polio
virus Type 2,Lansing J.Virol.57;515−525)に記載の
ように、HeLa細胞単層上でのプラークアッセイにより混
合物を感染性ポリオウイルスについてアッセイした。結
合活性により混合物中の感染性粒子数は減少する。1型
ポリオウイルスMahoney種はマウスに感染せず、マウス
がこの種の受容体を有していないことが知られているた
め、この種をこれらの研究に使用した。
トランスジェニック)な相手と交尾させ、F1子孫を得る
ことができる。尾のDNAのサザンブロット分析によりト
ランスジェニック動物を同定した。これらのマウスを下
記の研究に使用した。次のトランスジェニックファウン
ダーを使用した:PRG−1−17、雄性、PVR遺伝子のコピ
ー10個を含有している;PRV−3−6、雄性、PVR遺伝子
のコピーを4個含有している;PRV−3−6、雄性、PVR
遺伝子のコピーを30個含有している;及びPRG−1−
7、雌性、PVR遺伝子のコピーを30個含有している。ト
ランスジェニックマウスの器官RNAのノーザンブロット
分析 どのトランスジェニックマスウ組織がPVR RNAを発現
するかを決定するために、F1トランスジェニックマウス
から種々の器官を切除し、グアニジンチオシアネート法
[Mendelsohnら,1989]でRNAを調製した。PVRcDNAプロ
ーブを使用してRNAをノーザン分析にかけた。ファウン
ダーPRG−1−17、PRG−1−7、PRG−3−6及びPRG−
3−9のトランスジェニックな子孫では、肝臓での発現
は常に非常に低いものであったが、脳、脊髄、肺、肝
臓、心臓、腎臓、小腸、脾臓及び筋肉を含む検査した全
器官で3.3kbPVRR NAが検出された。3.3kbRNAは検査し
たヒトの全組織で以前検出された[Mendelsohnら,198
9]。これらの結果は、これらトランスジェニックマウ
スラインの全ての器官でPVR遺伝子が発現されることを
示している。マウス組織ホモジェネートによるポリオウ
イルス結合アッセイ 機能性PVRがトランスジェニックマウス組織中で発現
されるかを決定するために、組織ホモジェネートでポリ
オウイルス結合アッセイを実施した。PRG−1−17 F1ト
ランスジェニックマウスから種々の器官を切除し、5%
(w/v)ホモジェネートを燐酸塩緩衝食塩水(PBS)中で
調製した。1/10mlのホモジェネートを1型ポリオウイル
スMahony株0.01mlと混合し、室温で2時間インキュベー
トした。次に、[La Monicaら,(1986)Mapping of Se
quences Required For Mouse Neurovirulence of Polio
virus Type 2,Lansing J.Virol.57;515−525)に記載の
ように、HeLa細胞単層上でのプラークアッセイにより混
合物を感染性ポリオウイルスについてアッセイした。結
合活性により混合物中の感染性粒子数は減少する。1型
ポリオウイルスMahoney種はマウスに感染せず、マウス
がこの種の受容体を有していないことが知られているた
め、この種をこれらの研究に使用した。
トランスジェニックマウスのポリオウイルス感染への感
受性 PVRを発現するトランスジェニックマウスがポリオウ
イルス感染に感受性であるかを決定するために、2つの
実験を実施した。最初の実験では、ファウンダーPRG−
1−17のトランスジェニックなF1子孫8匹及び非トラン
スジェニックな子孫8匹の脳内に1型Mahoneyポリオウ
イルス1×105プラーク形成単位を接種した。マウスは
麻酔の兆候について毎日観察した。接種日(0日)から
毎日少なくとも1匹のトランスジェニック及び非トラン
スジェニックマウスを殺し、脳及び脊髄を取り出し、PB
S中でホモジェネートとし、組織中のウイルス含量をHeL
a細胞単層上でのプラークアッセイで測定した。結果を
第3図に示す。
受性 PVRを発現するトランスジェニックマウスがポリオウ
イルス感染に感受性であるかを決定するために、2つの
実験を実施した。最初の実験では、ファウンダーPRG−
1−17のトランスジェニックなF1子孫8匹及び非トラン
スジェニックな子孫8匹の脳内に1型Mahoneyポリオウ
イルス1×105プラーク形成単位を接種した。マウスは
麻酔の兆候について毎日観察した。接種日(0日)から
毎日少なくとも1匹のトランスジェニック及び非トラン
スジェニックマウスを殺し、脳及び脊髄を取り出し、PB
S中でホモジェネートとし、組織中のウイルス含量をHeL
a細胞単層上でのプラークアッセイで測定した。結果を
第3図に示す。
結果 ポリオウイルス受容体を発現する二次形質転換細胞 本発明では、HeLa細胞からマウスL細胞にポリオウイ
ルス感染への感受性を移すためにDNA形質転換を使用し
て、ポリオウイルス受容体の分子クローンを得た。ヒト
Alu反復配列への結合によりヒト受容体遺伝子をマウス
ゲノム内で同定した。HeLa細胞でDNAでL細胞を形質転
換して得たセルラインCM−1の単離については既に述べ
られている[Mendelsohnら,(1986)]。CM−1セルラ
インはポリオウイルス受容体を発現し、3つのポリオウ
イルス血清型全てに感受性である。
ルス感染への感受性を移すためにDNA形質転換を使用し
て、ポリオウイルス受容体の分子クローンを得た。ヒト
Alu反復配列への結合によりヒト受容体遺伝子をマウス
ゲノム内で同定した。HeLa細胞でDNAでL細胞を形質転
換して得たセルラインCM−1の単離については既に述べ
られている[Mendelsohnら,(1986)]。CM−1セルラ
インはポリオウイルス受容体を発現し、3つのポリオウ
イルス血清型全てに感受性である。
クローン化したAluDNAプローブを使用するサザンハイ
ブリッド形成分析により測定すると、CM−1細胞は大量
にヒトDNAを含有している(第1A図、線1)。ポリオウ
イルス受容体遺伝子の発現に不必要なヒトDNA配列を除
去するために、Ltk-細胞をヘルペスウイルスチミジンキ
ナーゼ遺伝子及び一次形質転換細胞CM−1から調製した
ゲノムDNAで同時形質転換させた。CM−1セルラインに
ついて記載したように[Mendelsohnら,(1986)]、5
つの独立したポリオウイルス感受性二次形質転換細胞を
単離した。Alu反復プローブblur−8を使用した、二次
形質転換細胞からのゲノムDNAのサザンハイブリッド形
成分析を第1A図に示す。5つのセルライン全ては10kb B
amH I制限断片を含有しており、一方CM−1.17以外は全
て6kb及び2kb BamH I断片を含有している。さらに、3kb
BamH I断片はCM−1.17及びCM−1.27に共通である。こ
れらの結果は、ポリオウイルス受容体遺伝子は内部Alu
反復配列を含有しており、ポリオウイルス受容体をコー
ドするゲノムクローンを二次形質転換細胞から単離する
ためにblur−8プローブを使用できることを示す。
ブリッド形成分析により測定すると、CM−1細胞は大量
にヒトDNAを含有している(第1A図、線1)。ポリオウ
イルス受容体遺伝子の発現に不必要なヒトDNA配列を除
去するために、Ltk-細胞をヘルペスウイルスチミジンキ
ナーゼ遺伝子及び一次形質転換細胞CM−1から調製した
ゲノムDNAで同時形質転換させた。CM−1セルラインに
ついて記載したように[Mendelsohnら,(1986)]、5
つの独立したポリオウイルス感受性二次形質転換細胞を
単離した。Alu反復プローブblur−8を使用した、二次
形質転換細胞からのゲノムDNAのサザンハイブリッド形
成分析を第1A図に示す。5つのセルライン全ては10kb B
amH I制限断片を含有しており、一方CM−1.17以外は全
て6kb及び2kb BamH I断片を含有している。さらに、3kb
BamH I断片はCM−1.17及びCM−1.27に共通である。こ
れらの結果は、ポリオウイルス受容体遺伝子は内部Alu
反復配列を含有しており、ポリオウイルス受容体をコー
ドするゲノムクローンを二次形質転換細胞から単離する
ためにblur−8プローブを使用できることを示す。
ポリオウイルス受容体をコードするゲノムクローンの単
離 二次形質転換細胞C−1.24由来のDNAを使用して置換
ベクターλ2001でゲノムライブラリーを構築した。blur
−8プローブで約400,000個のバクテリオファージをス
クリーンし、重複DNA挿入物を含有する3つのバクテリ
オファージ組換え体を単離した(第1B図)。全体とし
て、ファージ挿入物は約30kbのヒトゲノムDNAに及ぶ。
λPVR−4はマウスの配列を有しており、従ってCM−1.2
4に見られるマウス及びヒトDNAの分岐の1つを含有して
いる。λPVR−2は6kbと、Aluとは反応しないが二次形
質転換細胞の全部に存在する10kbのAlu−反応性BamH I
断片のほとんどを含有している(データは示さない)。
離 二次形質転換細胞C−1.24由来のDNAを使用して置換
ベクターλ2001でゲノムライブラリーを構築した。blur
−8プローブで約400,000個のバクテリオファージをス
クリーンし、重複DNA挿入物を含有する3つのバクテリ
オファージ組換え体を単離した(第1B図)。全体とし
て、ファージ挿入物は約30kbのヒトゲノムDNAに及ぶ。
λPVR−4はマウスの配列を有しており、従ってCM−1.2
4に見られるマウス及びヒトDNAの分岐の1つを含有して
いる。λPVR−2は6kbと、Aluとは反応しないが二次形
質転換細胞の全部に存在する10kbのAlu−反応性BamH I
断片のほとんどを含有している(データは示さない)。
ポリオウイルスに感受性の細胞中でのみRNAとハイブ
リッド形成するエキソン特異プローブを同定するため
に、ノーザンハイブリッド形成実験のプローブとしてゲ
ノムクローン由来の制限断片を使用した。λPVR−2及
びλPVR−3に含まれる1kbのBamH I制限断片はHeLa細胞
及びSY5Y神経芽細胞腫中の3.3kbRNA並びに二次形質転換
細胞CM−1.9中の3.0kbRNAとハイブリッド形成した(第2
A図)。形質転換細胞中のより短いRNAは、マウスゲノム
内に受容体配列を組込む間に生じた5′及び3′非コー
ディングエキソンの欠失によるものと思われる。1kbのB
amH I断片ポリオウイルス受容体を発現しないL細胞か
ら単離したRNAとはハイブリッド形成しなかった(第2A
図)。
リッド形成するエキソン特異プローブを同定するため
に、ノーザンハイブリッド形成実験のプローブとしてゲ
ノムクローン由来の制限断片を使用した。λPVR−2及
びλPVR−3に含まれる1kbのBamH I制限断片はHeLa細胞
及びSY5Y神経芽細胞腫中の3.3kbRNA並びに二次形質転換
細胞CM−1.9中の3.0kbRNAとハイブリッド形成した(第2
A図)。形質転換細胞中のより短いRNAは、マウスゲノム
内に受容体配列を組込む間に生じた5′及び3′非コー
ディングエキソンの欠失によるものと思われる。1kbのB
amH I断片ポリオウイルス受容体を発現しないL細胞か
ら単離したRNAとはハイブリッド形成しなかった(第2A
図)。
ポリオウイルス受容体をコードするcDNAクローンの単離 ポリオウイルス受容体をコードするcDNAクローンを単
離するために、上記の1kbBamH IゲノムプローブでcDNA
プローブをスクリーニングした。ノーザンハイブリッド
形成及びヌクレオチド配列分析の結果、HeLa細胞ライブ
ラリーから単離した4つのcDNAクローン(HeLa1.7、HeL
a1.5、H20A及びH20B、第3図)は少なくとも3つの異な
るmRNA種を表していることが判った。4つのcDNAは全て
ほぼ第二EcoR I部位から第一Xho I部位を通って伸びて
いる中心の0.85kb断片を共有している。この共通の中心
断片に対し、2つの異なるEco RI断片のいずれかが5′
−末端に、また2つのXho I−EcoR I断片のいずれかが
3′−末端に側位に位置(flank)している。
離するために、上記の1kbBamH IゲノムプローブでcDNA
プローブをスクリーニングした。ノーザンハイブリッド
形成及びヌクレオチド配列分析の結果、HeLa細胞ライブ
ラリーから単離した4つのcDNAクローン(HeLa1.7、HeL
a1.5、H20A及びH20B、第3図)は少なくとも3つの異な
るmRNA種を表していることが判った。4つのcDNAは全て
ほぼ第二EcoR I部位から第一Xho I部位を通って伸びて
いる中心の0.85kb断片を共有している。この共通の中心
断片に対し、2つの異なるEco RI断片のいずれかが5′
−末端に、また2つのXho I−EcoR I断片のいずれかが
3′−末端に側位に位置(flank)している。
2つの最も長いcDNAクローンH20A及びH20Bのヌクレオ
チド配列分析は、各々に、第一EcoR I断片内のメチオニ
ンコドンから始まり、第一Xho I部位を越えた2つの異
なる位置の終結コドンで終わっている読み取り枠が存在
することを示している(第3図)。従って、形質転換実
験では、ポリオウイルス受容体の発現を司る能力につい
てH20A及びH20Bをテストした。H20A由来の1.8kb Sma I
−Bgl II断片及びH20B由来の2.3kb Sma I−Bgl II断片
を発現ベクターPSVL内にサブクローニングし、Ltk-細胞
を構築物またはニシン精子DNAのいずれかで形質転換し
た。形質転換48時間後、細胞をポリオウイルスに感染さ
せ、24時間後に細胞培養培地を感染性ウイルスの存在に
ついてアッセイした。PSVL−H20AまたはPSVL−H20Bのい
ずれかで形質転換したL細胞をポリオウイルスに感染さ
せると、大量のウイルス子孫が生み出され(第1表)、
cDNAクローンがポリオウイルス受容体をコードしている
ことを確認した。対照的に、ニシン精子DNAで形質転換
したL細胞はポリオウイルス感染に感受性ではなかっ
た。PSVL−H20A及びPSVL−H20Bの両者もポリオウイルス
感染に感受性であり、その場でのロゼット実験では抗受
容体モノクローナル抗体と反応した(データは示さな
い)。
チド配列分析は、各々に、第一EcoR I断片内のメチオニ
ンコドンから始まり、第一Xho I部位を越えた2つの異
なる位置の終結コドンで終わっている読み取り枠が存在
することを示している(第3図)。従って、形質転換実
験では、ポリオウイルス受容体の発現を司る能力につい
てH20A及びH20Bをテストした。H20A由来の1.8kb Sma I
−Bgl II断片及びH20B由来の2.3kb Sma I−Bgl II断片
を発現ベクターPSVL内にサブクローニングし、Ltk-細胞
を構築物またはニシン精子DNAのいずれかで形質転換し
た。形質転換48時間後、細胞をポリオウイルスに感染さ
せ、24時間後に細胞培養培地を感染性ウイルスの存在に
ついてアッセイした。PSVL−H20AまたはPSVL−H20Bのい
ずれかで形質転換したL細胞をポリオウイルスに感染さ
せると、大量のウイルス子孫が生み出され(第1表)、
cDNAクローンがポリオウイルス受容体をコードしている
ことを確認した。対照的に、ニシン精子DNAで形質転換
したL細胞はポリオウイルス感染に感受性ではなかっ
た。PSVL−H20A及びPSVL−H20Bの両者もポリオウイルス
感染に感受性であり、その場でのロゼット実験では抗受
容体モノクローナル抗体と反応した(データは示さな
い)。
Ltk-細胞を表示したDNAで形質転換し、48時間後に1
型ポリオウイルスに感染させた。細胞培養培地中のPFU/
mlは感染0及び24時間後に測定した。
型ポリオウイルスに感染させた。細胞培養培地中のPFU/
mlは感染0及び24時間後に測定した。
PSVL−H20AまたはPSVL−H20Bのいずれかを含有するポ
リオウイルスに感受性の形質転換細胞が適切な長さの特
異的トランスクリプトを発現することを確認するため
に、プローブとしてHeLa1.5の0.97kb EcoR I断片を使用
するノーザンハイブリッド形成により、安定なL細胞形
質転換細胞からのRNAを分析した。PSVL−H20A形質転換
細胞では2.4kbRNAが検出され、2.9kbの主要トランスク
リプトはSVL−H20B形質転換体で検出された(第2B
図)。これらはPSVL中での受容体cDNAの転写により得ら
れるRNAの大きさである。ニシン精子DNAで形質転換した
L細胞から調製したRNAは0.97kbプローブとハイブリッ
ド形成しなかった。
リオウイルスに感受性の形質転換細胞が適切な長さの特
異的トランスクリプトを発現することを確認するため
に、プローブとしてHeLa1.5の0.97kb EcoR I断片を使用
するノーザンハイブリッド形成により、安定なL細胞形
質転換細胞からのRNAを分析した。PSVL−H20A形質転換
細胞では2.4kbRNAが検出され、2.9kbの主要トランスク
リプトはSVL−H20B形質転換体で検出された(第2B
図)。これらはPSVL中での受容体cDNAの転写により得ら
れるRNAの大きさである。ニシン精子DNAで形質転換した
L細胞から調製したRNAは0.97kbプローブとハイブリッ
ド形成しなかった。
HeLa細胞及び二次形質転換細胞中で発現されるポリオ
ウイルス受容体mRNAを同定するために、HeLa細胞、二次
形質転換細胞CM−1.9及びLtk-細胞(第2C図)から調製
したポリ(A)+RNAを含有するノーザンブロットとHeL
a1.5由来の0.97kb EcoR I断片をハイブリッド形成させ
た。0.97kbのプローブはHeLa細胞の3.3kb及び5.6kbmRNA
とハイブリッド形成した。二次形質転換細胞CM−1.9で
は、0.85kbのプローブが約3.0kbの単一のmRNA種とハイ
ブリッド形成し(大きさの違いは短時間の暴露で目に見
える);非形質転換Ltk-細胞由来のポリ(A)+RNAと
のハイブリッド形成は認められなかった。HeLa受容体cD
NAとハイブリッド形成するCM−1.9細胞中にmRNAが存在
することは、cDNAが二次形質転換細胞中で発現される受
容体遺伝子をコードすることを示している。
ウイルス受容体mRNAを同定するために、HeLa細胞、二次
形質転換細胞CM−1.9及びLtk-細胞(第2C図)から調製
したポリ(A)+RNAを含有するノーザンブロットとHeL
a1.5由来の0.97kb EcoR I断片をハイブリッド形成させ
た。0.97kbのプローブはHeLa細胞の3.3kb及び5.6kbmRNA
とハイブリッド形成した。二次形質転換細胞CM−1.9で
は、0.85kbのプローブが約3.0kbの単一のmRNA種とハイ
ブリッド形成し(大きさの違いは短時間の暴露で目に見
える);非形質転換Ltk-細胞由来のポリ(A)+RNAと
のハイブリッド形成は認められなかった。HeLa受容体cD
NAとハイブリッド形成するCM−1.9細胞中にmRNAが存在
することは、cDNAが二次形質転換細胞中で発現される受
容体遺伝子をコードすることを示している。
ポリオウイルス受容体mRNAの転写パターンをさらに特
性化するために別のノーザンハイブリッド形成分析も実
施した(データは示さない)。H20A及びH20BcDNAの共通
領域及び分岐領域の両者から得たDNAプローブはHeLa細
胞の3.3kbmRNAとハイブリッド形成し、3.3kbmRNAが2つ
の同時に移動する種からなることを示している。しか
し、H20BcDNAが表すmRNAはH20AcDNAが表すmRNAより少な
いように思われる。5.6kbmRNAがH20Aには存在するがH20
Bには存在しない3′−末端配列とハイブリッド形成す
ることは、H20A配列の一部または全部がより大きなトラ
ンスクリプトに含まれており、クローンH20Bは3.3kbト
ランスクリプトにのみ表れることを示している。
性化するために別のノーザンハイブリッド形成分析も実
施した(データは示さない)。H20A及びH20BcDNAの共通
領域及び分岐領域の両者から得たDNAプローブはHeLa細
胞の3.3kbmRNAとハイブリッド形成し、3.3kbmRNAが2つ
の同時に移動する種からなることを示している。しか
し、H20BcDNAが表すmRNAはH20AcDNAが表すmRNAより少な
いように思われる。5.6kbmRNAがH20Aには存在するがH20
Bには存在しない3′−末端配列とハイブリッド形成す
ることは、H20A配列の一部または全部がより大きなトラ
ンスクリプトに含まれており、クローンH20Bは3.3kbト
ランスクリプトにのみ表れることを示している。
ポリオウイルス受容体cDNAクローンのヌクレオチド配列
分析 最初に枠内メチオニンコドンで始まる機能的に活性な
クローンH20A及びH20Bのヌクレオチド及び予想されるア
ミノ酸配列を第4図に示す2つのcDNAクローンに共通の
5′−非翻訳配列及び分岐した3′−非翻訳配列は図示
しない。cDNA配列は2つの緊密に詰まったメチオニンコ
ドンで始まり、その両者は開始コドンの一般法則に従
い、AUGに関して−3及び+1の位置のプリンを有して
いる[Kozak M.,Cell.44:283−292(1986)]。最初の
メチオニンの次に、20個の非荷電疎水性アミノ末端信号
配列が伸びている。一般には344個のアミノ酸からなる
アミノ酸残基から始まるトランスメンブランドメインは
24個の疎水性非極性アミノ酸からなり、それにいくつか
の塩基性残基が続いている。トランスメンブランドメイ
ンのすぐ後で2つのcDNAの配列が分岐し、細胞質ドメイ
ンでは異なるアミノ酸配列を形成している。クローンH2
0Bはアミノ酸25個の長さの細胞質テールを有しており、
一方、H20Aはセリン及びスレオニン残基の多い、多分燐
酸化の部位であるアミノ酸50個の細胞質テールを有して
いる。H20A及びH20Bはアミノ酸417個及び392個の読み取
り枠を含んでおり、これらは各々約45,000及び43,000ダ
ルトンのポリペプチドをコードしている。
分析 最初に枠内メチオニンコドンで始まる機能的に活性な
クローンH20A及びH20Bのヌクレオチド及び予想されるア
ミノ酸配列を第4図に示す2つのcDNAクローンに共通の
5′−非翻訳配列及び分岐した3′−非翻訳配列は図示
しない。cDNA配列は2つの緊密に詰まったメチオニンコ
ドンで始まり、その両者は開始コドンの一般法則に従
い、AUGに関して−3及び+1の位置のプリンを有して
いる[Kozak M.,Cell.44:283−292(1986)]。最初の
メチオニンの次に、20個の非荷電疎水性アミノ末端信号
配列が伸びている。一般には344個のアミノ酸からなる
アミノ酸残基から始まるトランスメンブランドメインは
24個の疎水性非極性アミノ酸からなり、それにいくつか
の塩基性残基が続いている。トランスメンブランドメイ
ンのすぐ後で2つのcDNAの配列が分岐し、細胞質ドメイ
ンでは異なるアミノ酸配列を形成している。クローンH2
0Bはアミノ酸25個の長さの細胞質テールを有しており、
一方、H20Aはセリン及びスレオニン残基の多い、多分燐
酸化の部位であるアミノ酸50個の細胞質テールを有して
いる。H20A及びH20Bはアミノ酸417個及び392個の読み取
り枠を含んでおり、これらは各々約45,000及び43,000ダ
ルトンのポリペプチドをコードしている。
H20A及びH20Bの配列は細胞質ドメインでヌクレオチド
1153からcDNAの3′−末端を通って分岐している。両方
のcDNAの5′EcoR I断片は最初の開始コドンのAに対し
て−29位で始まり、−3位で終わるAlu相同領域を含ん
でいる。Alu相同領域は開始コドンAUGの前で始まってお
り、この領域が翻訳されないことを示している。長さ約
1.9kbのH20Aの3′非コーディング領域はヌクレオチド1
663で始まり、ヌクレオチド1700で終わる第二のAlu相同
領域を含んでいる(配列は図示しない)。Alu反復エレ
メントは、マウス第I種主要組織適合性抗原[Hood,L.,
Steinmetz,M.及びMalissen,B.,Ann.Rev.Immunol.1:529
−568(1983)]及び低密度リポ蛋白質受容体(Yamamot
o,T.,Davis,C.G.,Brown,M.,Schneider,W.,Casey,M.L.,G
oldstein,J.及びRussell,D.,Cell 39:27−38(1984)]
を含むいくつかのmRNAの3′非翻訳領域で見い出されて
いる。長さ1.5kbのH20Bの3′非コーディング領域はヌ
クレオチド1702で始まり、ヌクレオチド1752で終わる推
定のmRNA脱安定化配列を含んでいる。脱安定化配列は配
列ATTTAのいくつかの双頭(tandom)反復からなる[Sha
w,G.及びKamen,R.,Cell.46:659−667(1986)]。この
配列の存在によって、HeLa細胞内でこのRNAが比較的少
ないことを説明できる。
1153からcDNAの3′−末端を通って分岐している。両方
のcDNAの5′EcoR I断片は最初の開始コドンのAに対し
て−29位で始まり、−3位で終わるAlu相同領域を含ん
でいる。Alu相同領域は開始コドンAUGの前で始まってお
り、この領域が翻訳されないことを示している。長さ約
1.9kbのH20Aの3′非コーディング領域はヌクレオチド1
663で始まり、ヌクレオチド1700で終わる第二のAlu相同
領域を含んでいる(配列は図示しない)。Alu反復エレ
メントは、マウス第I種主要組織適合性抗原[Hood,L.,
Steinmetz,M.及びMalissen,B.,Ann.Rev.Immunol.1:529
−568(1983)]及び低密度リポ蛋白質受容体(Yamamot
o,T.,Davis,C.G.,Brown,M.,Schneider,W.,Casey,M.L.,G
oldstein,J.及びRussell,D.,Cell 39:27−38(1984)]
を含むいくつかのmRNAの3′非翻訳領域で見い出されて
いる。長さ1.5kbのH20Bの3′非コーディング領域はヌ
クレオチド1702で始まり、ヌクレオチド1752で終わる推
定のmRNA脱安定化配列を含んでいる。脱安定化配列は配
列ATTTAのいくつかの双頭(tandom)反復からなる[Sha
w,G.及びKamen,R.,Cell.46:659−667(1986)]。この
配列の存在によって、HeLa細胞内でこのRNAが比較的少
ないことを説明できる。
ポリオウイルス受容体は免疫グロブリンスーパーファミ
リーの一員である NBRF蛋白質データベースの検索から、ポリオウイルス
受容体ポリペプチドと免疫グロブリン類メンバーの間の
相同性が明かとなった(第5図)。ポリオウイルス受容
体の細胞外領域は3つのドメイン構造に折り畳まれてい
る可能性がある(第6図)。各ドメインは免疫グロブリ
ン類のメンバー間でよく保持されているアミノ酸を含ん
でいる。これらのアミノ酸は免疫グロブリンスーパーフ
ァミリーのメンバー中に存在するV1、C1及びC2ドメイン
に折り畳まれうるβ鎖を有している[Williams及びBarc
lay,(1988)]。特に、3つのポリオウイルスドメイン
の各々は通常免疫グロブリンドメインの構造を安定化し
ている保持されたシステイン対を含んでいる。
リーの一員である NBRF蛋白質データベースの検索から、ポリオウイルス
受容体ポリペプチドと免疫グロブリン類メンバーの間の
相同性が明かとなった(第5図)。ポリオウイルス受容
体の細胞外領域は3つのドメイン構造に折り畳まれてい
る可能性がある(第6図)。各ドメインは免疫グロブリ
ン類のメンバー間でよく保持されているアミノ酸を含ん
でいる。これらのアミノ酸は免疫グロブリンスーパーフ
ァミリーのメンバー中に存在するV1、C1及びC2ドメイン
に折り畳まれうるβ鎖を有している[Williams及びBarc
lay,(1988)]。特に、3つのポリオウイルスドメイン
の各々は通常免疫グロブリンドメインの構造を安定化し
ている保持されたシステイン対を含んでいる。
ポリオウイルス受容体の第一ドメインはヒトIgλ鎖と
最大の相同性を示し、ラット糖蛋白質OX−2及びマウス
Igカッパ鎖とはより低い程度の相同性を示している(AL
IGNスコアーは第5図の説明中に示す)。このドメイン
はシステイン残基間の距離がより長い(アミノ酸73個)
ことによりV型である可能性が最も高い。V型ドメイン
にC′及びC″β鎖が存在する結果、システイン残基間
の長さが増加している。ポリオウイルス受容体はVドメ
インのいくつかのC′領域に存在する86位にチロシンを
含有しており、V型としての分類に一致している。Ig類
のメンバーとドメイン2及び3の相同性はそれほど確か
なものではなく、従ってアミノ酸配列は示していない。
しかし、これらのドメインはIg様蛋白質に典型的な保持
されたシステイン及びトリプトファン残基を含有してい
る。ドメイン2とIg類メンバーとの比較で生じた最も高
いALIGNスコアーは次の通りである:ヒトHLAクラスII組
織適合性抗原では2.47;ヒトIgγ定常鎖では1.72。ドメ
イン3との相同性比較ではIg定常領域または可変領域で
は高いALIGNスコアーは得られなかった。しかし、ドメ
イン3はマウスNCAMドメイン3及び4と顕著な相同性を
示す(ALIGNスコアは各々7.42及び5.68である)。ポリ
オウイルス受容体はGenbankまたはNBRFデータベースの
他の蛋白質またはヌクレオチド配列とは広範な相同性は
有していないため、多分免疫グロブリンスーパーファミ
リーの新しい一員であろう。
最大の相同性を示し、ラット糖蛋白質OX−2及びマウス
Igカッパ鎖とはより低い程度の相同性を示している(AL
IGNスコアーは第5図の説明中に示す)。このドメイン
はシステイン残基間の距離がより長い(アミノ酸73個)
ことによりV型である可能性が最も高い。V型ドメイン
にC′及びC″β鎖が存在する結果、システイン残基間
の長さが増加している。ポリオウイルス受容体はVドメ
インのいくつかのC′領域に存在する86位にチロシンを
含有しており、V型としての分類に一致している。Ig類
のメンバーとドメイン2及び3の相同性はそれほど確か
なものではなく、従ってアミノ酸配列は示していない。
しかし、これらのドメインはIg様蛋白質に典型的な保持
されたシステイン及びトリプトファン残基を含有してい
る。ドメイン2とIg類メンバーとの比較で生じた最も高
いALIGNスコアーは次の通りである:ヒトHLAクラスII組
織適合性抗原では2.47;ヒトIgγ定常鎖では1.72。ドメ
イン3との相同性比較ではIg定常領域または可変領域で
は高いALIGNスコアーは得られなかった。しかし、ドメ
イン3はマウスNCAMドメイン3及び4と顕著な相同性を
示す(ALIGNスコアは各々7.42及び5.68である)。ポリ
オウイルス受容体はGenbankまたはNBRFデータベースの
他の蛋白質またはヌクレオチド配列とは広範な相同性は
有していないため、多分免疫グロブリンスーパーファミ
リーの新しい一員であろう。
ヒト組織でのポリオウイルス受容体RNAの発現 重要な問題はヒト組織内でのポリオウイルス受容体ト
ランスクリプトの発現がポリオウイルスの組織トロピズ
ムの公知のパターンと相関しているかどうかということ
である。ウイルスの複製は口腔咽喉粘膜、回腸のパイエ
ル板及びCNSの運動神経を含む霊長類の少数の部分に限
定されている。心臓、肺及び腎臓を含むほとんどの他の
組織ではウイルス結合能及び複製は観察されていない
[Bodian,(1955);Sabin,A.B.,Science 123:1151−115
7(1956);Holland,(1961)]。
ランスクリプトの発現がポリオウイルスの組織トロピズ
ムの公知のパターンと相関しているかどうかということ
である。ウイルスの複製は口腔咽喉粘膜、回腸のパイエ
ル板及びCNSの運動神経を含む霊長類の少数の部分に限
定されている。心臓、肺及び腎臓を含むほとんどの他の
組織ではウイルス結合能及び複製は観察されていない
[Bodian,(1955);Sabin,A.B.,Science 123:1151−115
7(1956);Holland,(1961)]。
ヒト組織から調製したRNAでノーザンブロットハイブ
リッド形成を実施し、どこでポリオウイルス受容体トラ
ンスクリプトが発現されるかを決定した。使用したハイ
ブリッド形成プローブはH20A由来の0.4kb EcoR I−Sma
I断片(第3図)であり、これは予想した蛋白質の最初
の93個のアミノ酸を含有している。3.3kbトランスクリ
プトはHeLa細胞及び前頭葉皮質、小脳皮質、運動皮質、
腎臓及び回腸を含む検討したヒト組織全部で検出された
(第7図)。3.3kbmRNAは培養B及びT細胞を含む免疫
系の細胞、及びヒト血液から単離したマクロファージで
も検出された。0.4kbプローブはマウスL細胞から単離
したRNAとはハイブリッド形成しなかった。
リッド形成を実施し、どこでポリオウイルス受容体トラ
ンスクリプトが発現されるかを決定した。使用したハイ
ブリッド形成プローブはH20A由来の0.4kb EcoR I−Sma
I断片(第3図)であり、これは予想した蛋白質の最初
の93個のアミノ酸を含有している。3.3kbトランスクリ
プトはHeLa細胞及び前頭葉皮質、小脳皮質、運動皮質、
腎臓及び回腸を含む検討したヒト組織全部で検出された
(第7図)。3.3kbmRNAは培養B及びT細胞を含む免疫
系の細胞、及びヒト血液から単離したマクロファージで
も検出された。0.4kbプローブはマウスL細胞から単離
したRNAとはハイブリッド形成しなかった。
3.3kbトランスクリプトの他に、5′プローブは前頭
葉皮質にのみ存在する5.6kbRNAとハイブリッド形成した
(第7図)。別の実験では、同じフィルターは保持した
0.97kb EcoR I DNAプローブとハイブリッド形成した
(第3図)。0.4kb Sma I−EcoR I断片が0.97kb EcoR I
配列を含まないトランスクリプトに含まれうることを除
き、5′プローブで見られたと同様のハイブリッド形成
パターンが観察された。3′−非コーディング領域由来
のハイブリッド形成プローブを使用する実験は、H20A及
びH20Bに相補的なRNAの組織特異的発現を示唆している
(データは示さない)。ポリオウイルス受容体3.3kbト
ランスクリプトがポリオウイルス感染が不可能で、ポリ
オウイルス粒子に結合しない腎臓で認められていること
から、3.3kbポリオウイルス受容体RNAの発現は組織でポ
リオウイルス感染を起こさせるには不十分である。
葉皮質にのみ存在する5.6kbRNAとハイブリッド形成した
(第7図)。別の実験では、同じフィルターは保持した
0.97kb EcoR I DNAプローブとハイブリッド形成した
(第3図)。0.4kb Sma I−EcoR I断片が0.97kb EcoR I
配列を含まないトランスクリプトに含まれうることを除
き、5′プローブで見られたと同様のハイブリッド形成
パターンが観察された。3′−非コーディング領域由来
のハイブリッド形成プローブを使用する実験は、H20A及
びH20Bに相補的なRNAの組織特異的発現を示唆している
(データは示さない)。ポリオウイルス受容体3.3kbト
ランスクリプトがポリオウイルス感染が不可能で、ポリ
オウイルス粒子に結合しない腎臓で認められていること
から、3.3kbポリオウイルス受容体RNAの発現は組織でポ
リオウイルス感染を起こさせるには不十分である。
DNA結合アッセイ−トランスジェニックマウス 結合アッセイの結果を第9図に示す。それらの結果
は、PRG−1−17F1トランスジェニックマウスの脳、腎
臓、小腸及び多分肝臓がポリオウイルス結合部位を発現
し、そのためPVRトランス遺伝子を機能的に発現するこ
とを示している。ファウンダーPRG−1−7のF1トラン
スジェニックマウスからの組織ホモジェネートからも同
様の結果が得られた。
は、PRG−1−17F1トランスジェニックマウスの脳、腎
臓、小腸及び多分肝臓がポリオウイルス結合部位を発現
し、そのためPVRトランス遺伝子を機能的に発現するこ
とを示している。ファウンダーPRG−1−7のF1トラン
スジェニックマウスからの組織ホモジェネートからも同
様の結果が得られた。
トランスジェニックマウスのポリオウイルス感染への感
受性 ポリオウイルスを接種した8匹のトランスジェニック
マウス中全部で6匹が麻痺を起こした。対照的に、ウイ
ルス接種した正常(非トランスジェニック)マウスでは
疾患の兆候は全く示さなかった。ウイルス価を測定する
ために第0日及び第1日に1匹のマウスを殺した。この
時間は麻痺が起こるには不十分な長さである。その後、
残りのトランスジェニックマウスが麻痺を起こしたこと
を考慮すると、その動物は第0日及び第1日に殺されな
ければその後に麻痺疾患を起こしたであろう。トランス
ジェニックマウスは麻痺性灰白髄炎の立った毛並、1つ
以上の麻痺した四肢及び振戦行動の典型的な兆候を示し
た[Jubeltら,(1980)Pathogenesis of Human Poliov
irus Infection In Mice,I Clinical and Pathological
Studies,J.Neuropathology,Exp.Neurol.39:139−14
8]。ウイルスはトランスジェニックマウスの脳及び脊
髄では高い値で複製するが、非トランスジェニックマウ
スではそうではないことも明かである(第10図)。これ
らの結果は、トランスジェニックマウスが通常のマウス
には感染できないポリオウイルス株の感染に感受性であ
り、灰白髄炎と思れる疾患を起こすことを示している。
受性 ポリオウイルスを接種した8匹のトランスジェニック
マウス中全部で6匹が麻痺を起こした。対照的に、ウイ
ルス接種した正常(非トランスジェニック)マウスでは
疾患の兆候は全く示さなかった。ウイルス価を測定する
ために第0日及び第1日に1匹のマウスを殺した。この
時間は麻痺が起こるには不十分な長さである。その後、
残りのトランスジェニックマウスが麻痺を起こしたこと
を考慮すると、その動物は第0日及び第1日に殺されな
ければその後に麻痺疾患を起こしたであろう。トランス
ジェニックマウスは麻痺性灰白髄炎の立った毛並、1つ
以上の麻痺した四肢及び振戦行動の典型的な兆候を示し
た[Jubeltら,(1980)Pathogenesis of Human Poliov
irus Infection In Mice,I Clinical and Pathological
Studies,J.Neuropathology,Exp.Neurol.39:139−14
8]。ウイルスはトランスジェニックマウスの脳及び脊
髄では高い値で複製するが、非トランスジェニックマウ
スではそうではないことも明かである(第10図)。これ
らの結果は、トランスジェニックマウスが通常のマウス
には感染できないポリオウイルス株の感染に感受性であ
り、灰白髄炎と思れる疾患を起こすことを示している。
PVR遺伝子を発現するトランスジェニックマウスが経
口生ポリオワクチンのテストに使用できるかを決定する
ために、次の実験を実施した。3匹のPRG−1−17系ト
ランスジェニックマウスに1型Mahoneyを5.4x105pfu脳
内接種し、2匹のトランスジェニックマウスには経口ポ
リオウイルスワクチン株である1型Sabinを同量接種し
た。4匹の非トランスジェニックマウスにも各ウイルス
を接種した。約2週間後、Mahoneyを接種したマウスの
2匹で麻痺を起こしたが、sabin株を接種したマウスで
は疾患の兆候は認められなかった。MahoneyまたはSabin
を接種した非トランスジェニックマウスのいずれも疾患
の兆候を示さなかった。この実験はPVRを発現するトラ
ンスジェニックマウスが1型Mahoneyポリオウイルスに
感受性であることを確認している。さらに、この結果は
小児に投与する経口生ワクチンの一部である弱毒ウイル
スのSabin 1株接種後にはトランスジェニックマウスが
疾患を起こさないことを示している。現在、ポリオウイ
ルスの経口ワクチン株はCercopithecusサルでテストし
ている。これらの動物は、1型Mahoneyのようなポリオ
ウイルスの神経毒株を脳または脊髄内に接種すると麻痺
を起こすが、Sabin 1のような弱毒株接種後には疾患を
起こさない。PVR遺伝子を発現するトランスジェニック
マウスでの結果はこのマウスモデルがポリオウイルス経
口ワクチン株のテスト及び恐らく新規のポリオウイルス
ワクチン株の開発に好適であることを示している。
口生ポリオワクチンのテストに使用できるかを決定する
ために、次の実験を実施した。3匹のPRG−1−17系ト
ランスジェニックマウスに1型Mahoneyを5.4x105pfu脳
内接種し、2匹のトランスジェニックマウスには経口ポ
リオウイルスワクチン株である1型Sabinを同量接種し
た。4匹の非トランスジェニックマウスにも各ウイルス
を接種した。約2週間後、Mahoneyを接種したマウスの
2匹で麻痺を起こしたが、sabin株を接種したマウスで
は疾患の兆候は認められなかった。MahoneyまたはSabin
を接種した非トランスジェニックマウスのいずれも疾患
の兆候を示さなかった。この実験はPVRを発現するトラ
ンスジェニックマウスが1型Mahoneyポリオウイルスに
感受性であることを確認している。さらに、この結果は
小児に投与する経口生ワクチンの一部である弱毒ウイル
スのSabin 1株接種後にはトランスジェニックマウスが
疾患を起こさないことを示している。現在、ポリオウイ
ルスの経口ワクチン株はCercopithecusサルでテストし
ている。これらの動物は、1型Mahoneyのようなポリオ
ウイルスの神経毒株を脳または脊髄内に接種すると麻痺
を起こすが、Sabin 1のような弱毒株接種後には疾患を
起こさない。PVR遺伝子を発現するトランスジェニック
マウスでの結果はこのマウスモデルがポリオウイルス経
口ワクチン株のテスト及び恐らく新規のポリオウイルス
ワクチン株の開発に好適であることを示している。
考察 本発明はポリオウイルスの細胞性受容体をコードする
機能性cDNAクローンの単離について開示している。これ
はL細胞をHeLa細胞DNAで形質転換した後、一次及び二
次マウス細胞形質転換細胞を得るものであり、これらは
細胞表面でヒトポリオウイルス受容体を発現し、3つの
ポリオウイルス血清型全てによる感染に感受性を示す。
ヒトの反復プローブでゲノムライブラリーをプロービン
グすることによりヒト受容体遺伝子をマウス細胞形質転
換細胞のゲノムから取り出した。次に、ポリオウイルス
受容体ゲノムクローン由来のプローブを使用してHeLa細
胞から2つの受容体cDNAクローンを単離したが、これら
は機能性ポリオウイルス受容体をコードし、細胞表面分
子の免疫グロブリン類の一員である。ポリオウイルス受
容体は複数のRNAがコードする ノーザンブロット実験の結果は、HeLa細胞がポリオウ
イルス受容体cDNAとハイブリッド形成する少なくとも3
つのトランスクリプト:5.6kbRNA及び約3.3kbで同時に移
動する2つのRNAを含んでいることを示す。H20A及びH20
BcDNAクローンは多分3.3kbmRNAを表す。5.6kbHeLa mRNA
はH20AcDNA由来のコーディング及び3′非コーディング
プローブとはハイブリッド形成するが、H20BcDNA由来の
3′−非コーディングプローブとはハイブリッド形成し
ないにもかかわらず、その起源は明かではない(データ
は示さない)。これらの結果は、5.6kbRNAはH20A配列と
今まで主張されていなかった別の配列とを有しているこ
とを示す。
機能性cDNAクローンの単離について開示している。これ
はL細胞をHeLa細胞DNAで形質転換した後、一次及び二
次マウス細胞形質転換細胞を得るものであり、これらは
細胞表面でヒトポリオウイルス受容体を発現し、3つの
ポリオウイルス血清型全てによる感染に感受性を示す。
ヒトの反復プローブでゲノムライブラリーをプロービン
グすることによりヒト受容体遺伝子をマウス細胞形質転
換細胞のゲノムから取り出した。次に、ポリオウイルス
受容体ゲノムクローン由来のプローブを使用してHeLa細
胞から2つの受容体cDNAクローンを単離したが、これら
は機能性ポリオウイルス受容体をコードし、細胞表面分
子の免疫グロブリン類の一員である。ポリオウイルス受
容体は複数のRNAがコードする ノーザンブロット実験の結果は、HeLa細胞がポリオウ
イルス受容体cDNAとハイブリッド形成する少なくとも3
つのトランスクリプト:5.6kbRNA及び約3.3kbで同時に移
動する2つのRNAを含んでいることを示す。H20A及びH20
BcDNAクローンは多分3.3kbmRNAを表す。5.6kbHeLa mRNA
はH20AcDNA由来のコーディング及び3′非コーディング
プローブとはハイブリッド形成するが、H20BcDNA由来の
3′−非コーディングプローブとはハイブリッド形成し
ないにもかかわらず、その起源は明かではない(データ
は示さない)。これらの結果は、5.6kbRNAはH20A配列と
今まで主張されていなかった別の配列とを有しているこ
とを示す。
H20A及びH20Bで表すトランスクリプトは単一の遺伝子
からのものであろう。サザンハイブリッド形成実験で
は、両方のcDNAの3′−末端由来のプローブはポリオウ
イルス受容体を表現する二次形質転換細胞及びHeLa細胞
の1つの制限断片とハイブリッド形成する(データは示
さない)。形質転換細胞がAlu−反応性配列の含量に基
づき約30kbのヒトDNAを含有しているために、2つの別
々の受容体遺伝子が非常に緊密に結合していなければ、
これらの遺伝子がH20AとH20Bトランスクリプトを生じさ
せることはないであろう。3′エキソンの他のスプライ
シングまたは異なる3つのポリアデニル化部位の使用
は、異なる細胞質テールと分岐した3′非コーディング
配列を含有するH20A及びH20BcDNAクローンが表すmRNAの
構造を説明できる。
からのものであろう。サザンハイブリッド形成実験で
は、両方のcDNAの3′−末端由来のプローブはポリオウ
イルス受容体を表現する二次形質転換細胞及びHeLa細胞
の1つの制限断片とハイブリッド形成する(データは示
さない)。形質転換細胞がAlu−反応性配列の含量に基
づき約30kbのヒトDNAを含有しているために、2つの別
々の受容体遺伝子が非常に緊密に結合していなければ、
これらの遺伝子がH20AとH20Bトランスクリプトを生じさ
せることはないであろう。3′エキソンの他のスプライ
シングまたは異なる3つのポリアデニル化部位の使用
は、異なる細胞質テールと分岐した3′非コーディング
配列を含有するH20A及びH20BcDNAクローンが表すmRNAの
構造を説明できる。
H20BcDNAの3′末端に存在する脱安定化配列はある種
の細胞型で転写後の制御系として機能できる。脱安定化
配列を持たない大量のH20Aメッセージと比較してH20BmR
NA量がHeLa細胞内で低いという知見がこの考えを支持し
ている。しかし、他の機構が2つのRNA量を調製してい
る可能性もある。
の細胞型で転写後の制御系として機能できる。脱安定化
配列を持たない大量のH20Aメッセージと比較してH20BmR
NA量がHeLa細胞内で低いという知見がこの考えを支持し
ている。しかし、他の機構が2つのRNA量を調製してい
る可能性もある。
ポリオウイルス受容体mRNAの発現及びポリオウイルス組
織トロピズム ポリオウイルス受容体遺伝子の発現がポリオウイルス
結合活性について報告されているパターンと同じパター
ンを示すかを知るために、ポリオウイルス受容体転写物
の発現についてヒト組織を調べた。結果から、ポリオウ
イルスの結合部位の発現は恐らく転写後に制御されてい
ることが示された。例えば、ノーザンハイブリッド形成
実験はポリオウイルス受容体cDNA由来のコーディング及
び3′−非コーディングプローブの両者とハイブリッド
形成するヒト腎臓内の3.3kbRNAの存在を示している。腎
臓はポリオウイルスの複製部位ではなく、検出可能なポ
リオウイルス結合能を持たないことから、ポリオウイル
ス受容体mRNAの発現はこの組織内で機能性受容体活性を
コードするには不十分であると結論した。
織トロピズム ポリオウイルス受容体遺伝子の発現がポリオウイルス
結合活性について報告されているパターンと同じパター
ンを示すかを知るために、ポリオウイルス受容体転写物
の発現についてヒト組織を調べた。結果から、ポリオウ
イルスの結合部位の発現は恐らく転写後に制御されてい
ることが示された。例えば、ノーザンハイブリッド形成
実験はポリオウイルス受容体cDNA由来のコーディング及
び3′−非コーディングプローブの両者とハイブリッド
形成するヒト腎臓内の3.3kbRNAの存在を示している。腎
臓はポリオウイルスの複製部位ではなく、検出可能なポ
リオウイルス結合能を持たないことから、ポリオウイル
ス受容体mRNAの発現はこの組織内で機能性受容体活性を
コードするには不十分であると結論した。
腎臓で発現される受容体mRNAが検出可能なポリオウイ
ルス結合能を誘導しないであろういくつかの理由があ
る。腎臓で観察される受容体mRNAが蛋白質に翻訳されな
い可能性がある。また、腎臓で発現されたmRNAはアミノ
酸配列の差によりポリオウイルスに結合できない蛋白質
をコードするかもしれない。組織内でのポリオウイルス
受容体部位の発現が翻訳後の修飾に依存することも考え
られる。例えば、リガンド結合領域の外側部位に、負に
荷電したα−2,8−結合ポリシアル酸を次第に(develop
mentally)制御して添加することがNCAM結合能の制御に
主要な役割を果たすと考えられる[Edelman,G.,Ann.Re
v.Cell.Biol.2:81−116(1986)]。他の型の翻訳後修
飾、例えばN−結合オリゴ糖の燐酸化及び硫酸化もNCAM
活性及び発現の制御に関与すると考えられている[Edel
man,1986;Cunningham,B.,Hemperly,J.,Murray,B.,Predi
ger,E.,Brackenbury,R.,Edelman,G.,Science 236:799−
806(1987)]。
ルス結合能を誘導しないであろういくつかの理由があ
る。腎臓で観察される受容体mRNAが蛋白質に翻訳されな
い可能性がある。また、腎臓で発現されたmRNAはアミノ
酸配列の差によりポリオウイルスに結合できない蛋白質
をコードするかもしれない。組織内でのポリオウイルス
受容体部位の発現が翻訳後の修飾に依存することも考え
られる。例えば、リガンド結合領域の外側部位に、負に
荷電したα−2,8−結合ポリシアル酸を次第に(develop
mentally)制御して添加することがNCAM結合能の制御に
主要な役割を果たすと考えられる[Edelman,G.,Ann.Re
v.Cell.Biol.2:81−116(1986)]。他の型の翻訳後修
飾、例えばN−結合オリゴ糖の燐酸化及び硫酸化もNCAM
活性及び発現の制御に関与すると考えられている[Edel
man,1986;Cunningham,B.,Hemperly,J.,Murray,B.,Predi
ger,E.,Brackenbury,R.,Edelman,G.,Science 236:799−
806(1987)]。
もう1つの可能性は機能性ポリオウイルス受容体が他
の膜蛋白質と会合した45Kポリペプチドからなることで
ある。例えば、Tリンパ球には低親和性部位と高親和性
部位の2種のインターロイキン−2結合部位がある[Ro
bb,R.,Green,W.及びRusk,C.,J.Exp.Med.160:1126(198
4)]。形質転換実験は、クローニングしたIL−2受容
体cDNAが低親和性結合部位のみをコードすることを示し
ている[Green W.,Robb,R.,Svetlik,P.,Rusk,C.,Deppe
r,J及びLeonard,W.J.Exp.Med.162:363−368(198
5)]。二次蛋白質の低親和性IL−2受容体サブユニッ
トとの会合は高親和性IL−2結合部位を作り出すために
必要である[Sharon,M.,Klausner,R.,Cyllen,B.,Chizzo
nite,R.及びLeonard,W.,Scinece 234 859−863(198
6)]。多分ポリオウイルスの高親和性結合は同様の機
構が仲介している。
の膜蛋白質と会合した45Kポリペプチドからなることで
ある。例えば、Tリンパ球には低親和性部位と高親和性
部位の2種のインターロイキン−2結合部位がある[Ro
bb,R.,Green,W.及びRusk,C.,J.Exp.Med.160:1126(198
4)]。形質転換実験は、クローニングしたIL−2受容
体cDNAが低親和性結合部位のみをコードすることを示し
ている[Green W.,Robb,R.,Svetlik,P.,Rusk,C.,Deppe
r,J及びLeonard,W.J.Exp.Med.162:363−368(198
5)]。二次蛋白質の低親和性IL−2受容体サブユニッ
トとの会合は高親和性IL−2結合部位を作り出すために
必要である[Sharon,M.,Klausner,R.,Cyllen,B.,Chizzo
nite,R.及びLeonard,W.,Scinece 234 859−863(198
6)]。多分ポリオウイルスの高親和性結合は同様の機
構が仲介している。
ポリオウイルスが筆者らのクローニングした受容体の
天然リガンドではないため、この受容体の天然の機能に
は結合部位の制御が多分重要である。受容体が免疫グロ
ブリン類の他のメンバーと同様に細胞認識または接着に
関与していれば、この蛋白質の活性の発現は発達段階
(development)及び組織の両者に特異的な方法で厳し
く制御されていると予想されよう。
天然リガンドではないため、この受容体の天然の機能に
は結合部位の制御が多分重要である。受容体が免疫グロ
ブリン類の他のメンバーと同様に細胞認識または接着に
関与していれば、この蛋白質の活性の発現は発達段階
(development)及び組織の両者に特異的な方法で厳し
く制御されていると予想されよう。
組織の分散とその後のin vitroの培養によって、ポリ
オウイルスの結合部位を発現しない腎臓及び羊膜のよう
な組織で受容体活性の発現を誘導できることが知られて
いる[Holland,(1961)]。ポリオウイルス結合部位の
発現が受容体蛋白質の翻訳後の修飾により制御されてい
れば、器官または組織をin vitroで培養することによっ
て修飾を誘発できるであろう。また、ウイルスの結合能
に必要な補助蛋白質がin vitroの培養で誘発されうるで
あろう。
オウイルスの結合部位を発現しない腎臓及び羊膜のよう
な組織で受容体活性の発現を誘導できることが知られて
いる[Holland,(1961)]。ポリオウイルス結合部位の
発現が受容体蛋白質の翻訳後の修飾により制御されてい
れば、器官または組織をin vitroで培養することによっ
て修飾を誘発できるであろう。また、ウイルスの結合能
に必要な補助蛋白質がin vitroの培養で誘発されうるで
あろう。
ポリオウイルス受容体は免疫グロブリンスーパーファミ
リーの一員である 蛋白質の相同性の比較からポリオウイルス受容体と免
疫グロブリン類の間のアミノ酸保持領域が明かとなっ
た。ポリオウイルス受容体はウイルス受容体として働く
免疫グロブリン類の3番目の既知のメンバーである。免
疫系の細胞上で発現されるCD4受容体はAIDSの原因菌で
あるHIV−Iの受容体であることが示されている[Maddo
nら、(1986)]。ヒト組織で広く発現されている細胞
間接着分子1(ICAM−1)は主要なライノウイルス受容
体である[Greve及びMcCellend,私信]。興味深い問題
は、免疫グロブリン類分子に共通のドメイン構造がある
種のウイルスの細胞への侵入を仲介する蛋白質に共通の
特徴であるか否か、または多くの細胞表面分子がIg様で
あるという事実を単に反映したものなのかということで
ある。いくらかの他のウイルス例えばインフルエンザウ
イルス及びエプスタイン−バーウイルスの公知の受容体
が免疫グロブリン類のメンバーであることは特記すべき
である[Weis,W.,Brown,J.H.,Cusack,S.,Paulson,J.C.,
Skehel,J.J.及びWiley,D.C.,Nature 333:426−431(198
8);Fingeroth J.D.,Weis,J.J.,Tedder,T.F.,Strominge
r,J.L.,Biro,A.P.及びFearon,D.T.Proc.Natl.Acad.Sci.
USA 81:4510−4514(1984)]。
リーの一員である 蛋白質の相同性の比較からポリオウイルス受容体と免
疫グロブリン類の間のアミノ酸保持領域が明かとなっ
た。ポリオウイルス受容体はウイルス受容体として働く
免疫グロブリン類の3番目の既知のメンバーである。免
疫系の細胞上で発現されるCD4受容体はAIDSの原因菌で
あるHIV−Iの受容体であることが示されている[Maddo
nら、(1986)]。ヒト組織で広く発現されている細胞
間接着分子1(ICAM−1)は主要なライノウイルス受容
体である[Greve及びMcCellend,私信]。興味深い問題
は、免疫グロブリン類分子に共通のドメイン構造がある
種のウイルスの細胞への侵入を仲介する蛋白質に共通の
特徴であるか否か、または多くの細胞表面分子がIg様で
あるという事実を単に反映したものなのかということで
ある。いくらかの他のウイルス例えばインフルエンザウ
イルス及びエプスタイン−バーウイルスの公知の受容体
が免疫グロブリン類のメンバーであることは特記すべき
である[Weis,W.,Brown,J.H.,Cusack,S.,Paulson,J.C.,
Skehel,J.J.及びWiley,D.C.,Nature 333:426−431(198
8);Fingeroth J.D.,Weis,J.J.,Tedder,T.F.,Strominge
r,J.L.,Biro,A.P.及びFearon,D.T.Proc.Natl.Acad.Sci.
USA 81:4510−4514(1984)]。
1型ポリオウイルス及び14型ライノウイルスの原子構
造は正20面体状のカプシドの12個の頂点の各々を取り囲
む「キャニオン(canyon)」と呼ばれるビリオン内の共
通の裂け目を明らかにしている[Rossman,M.G.,Arnold,
E.,Erickson,J.W.,Frankenberger,E.A.,Griffith,J.P.,
Hect,H.J.,Johnson,J.E.及びKramer,D.J.Science 229:1
368−1365(1985)]。この裂け目は細胞性受容体に結
合するビリオン上の部位であると提起されている[Ross
manら,(1985)]。キャニオンが宿主免疫系に比較的
近づきにくいことから、ウイルスではこのような結合部
位はほとんどの中和抗体が発生する進化圧を受けないこ
とが示唆されている。露出したアミノ酸ループで形成し
た突起がキャニオンを囲んでおり、その配列は比較的可
変性で、種々のウイルス血清型に伴うよく特性化された
抗原部位のいくらかを含んでいる[Hogleら,(198
5)]。ライノウイルスのキャニオンの壁及び底に誘起
した変位によりウイルス結合の親和性が変化し、キャニ
オンが受容体結合部位であることを示唆している[Colo
nno,R.,Condra,J.,Mizutani,S.,Callahan,P.,Davies,M.
及びMurcko,M.Proc.Natl.Acad.Sci.USA 85:5453−6559
(1988)]。ポリオウイルスとライノウイルスの両者が
Ig様の受容体を使用することから、ピコルナウイルスの
キャニオンがIg様分子のドメイン構造に結合するのに特
に適していると推測できよう。他のピコルナウイルス受
容体の同定がこの問題の解決には必要であろう。HIVのg
p120上のCD4結合部位もキャニオン様構造であるかどう
かを知ることも興味深い。
造は正20面体状のカプシドの12個の頂点の各々を取り囲
む「キャニオン(canyon)」と呼ばれるビリオン内の共
通の裂け目を明らかにしている[Rossman,M.G.,Arnold,
E.,Erickson,J.W.,Frankenberger,E.A.,Griffith,J.P.,
Hect,H.J.,Johnson,J.E.及びKramer,D.J.Science 229:1
368−1365(1985)]。この裂け目は細胞性受容体に結
合するビリオン上の部位であると提起されている[Ross
manら,(1985)]。キャニオンが宿主免疫系に比較的
近づきにくいことから、ウイルスではこのような結合部
位はほとんどの中和抗体が発生する進化圧を受けないこ
とが示唆されている。露出したアミノ酸ループで形成し
た突起がキャニオンを囲んでおり、その配列は比較的可
変性で、種々のウイルス血清型に伴うよく特性化された
抗原部位のいくらかを含んでいる[Hogleら,(198
5)]。ライノウイルスのキャニオンの壁及び底に誘起
した変位によりウイルス結合の親和性が変化し、キャニ
オンが受容体結合部位であることを示唆している[Colo
nno,R.,Condra,J.,Mizutani,S.,Callahan,P.,Davies,M.
及びMurcko,M.Proc.Natl.Acad.Sci.USA 85:5453−6559
(1988)]。ポリオウイルスとライノウイルスの両者が
Ig様の受容体を使用することから、ピコルナウイルスの
キャニオンがIg様分子のドメイン構造に結合するのに特
に適していると推測できよう。他のピコルナウイルス受
容体の同定がこの問題の解決には必要であろう。HIVのg
p120上のCD4結合部位もキャニオン様構造であるかどう
かを知ることも興味深い。
ポリオウイルスはビリオンの脱外被に必要な低いpH相
で、受容体が仲介したエンドサイト−シスにより細胞内
に入ると信じられている[Madshus,I.H.,Olsnes,S.及び
Sandvig,K.J.Cell.Biol.98:1194−1200(1984)]。ポ
リオウイルス受容体の機能性で、クローニングしたコピ
ーが入手できると、部位特異性変位によって、ウイルス
結合のみでなく侵入及び脱外被に必要な受容体の領域が
分析できよう。受容体ポリペプチド及びウイルス−受容
体複合体の原子構造を解くこともできる可能性がある。
ウイルスとその細胞受容体の間の結果と併せて、この知
識はこれからの抗ウイルス戦略の計画には重要であろ
う。
で、受容体が仲介したエンドサイト−シスにより細胞内
に入ると信じられている[Madshus,I.H.,Olsnes,S.及び
Sandvig,K.J.Cell.Biol.98:1194−1200(1984)]。ポ
リオウイルス受容体の機能性で、クローニングしたコピ
ーが入手できると、部位特異性変位によって、ウイルス
結合のみでなく侵入及び脱外被に必要な受容体の領域が
分析できよう。受容体ポリペプチド及びウイルス−受容
体複合体の原子構造を解くこともできる可能性がある。
ウイルスとその細胞受容体の間の結果と併せて、この知
識はこれからの抗ウイルス戦略の計画には重要であろ
う。
ポリオウイルス受容体の天然の機能を同定することも
重要であろう。Ig類の多くのメンバーが細胞認識及び接
着に関与しており、本発明の機能性cDNAを使用してポリ
オウイルス受容体がこれらの活性を仲介できるかを決定
することができよう。
重要であろう。Ig類の多くのメンバーが細胞認識及び接
着に関与しており、本発明の機能性cDNAを使用してポリ
オウイルス受容体がこれらの活性を仲介できるかを決定
することができよう。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI A61K 39/13 A61K 49/00 A 49/00 C07K 14/105 C07K 14/105 16/10 16/10 C12P 21/02 C C12N 5/10 C12N 5/00 B C12P 21/02 A61K 37/02 //(C12N 5/10 C12R 1:91) (72)発明者 レイキヤニエツロ,ビンセント アメリカ合衆国、ニユー・ヨーク・ 10128、ニユー・ヨーク、イースト・ナ インテイフオース・ストリート・152・ アパートメント・11・ビー (72)発明者 マンデルソン,キヤテイ フランス国、67000・ストラスブール、 リユ・カジユネツク・ニユメロ・3 (72)発明者 コスタンテイーニ,フランク アメリカ合衆国、ニユー・ヨーク・ 10021、ニユー・ヨーク、ヨーク・アベ ニユー・1611・アパートメント・4―ジ エイ (56)参考文献 Proc.Nate.Acad.Sc i.U.S.A,Vol.83(1986) p.7845−7849 Proc.Nate.Acad.Sc i.U.S.A,Vol.85(1988) p.7743−7747 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C12N 15/41 BIOSIS(DIALOG) WPI(DIALOG) SwissProt/PIR/DDBJ/ GenBank EMBL/GENESEQ
Claims (29)
- 【請求項1】願書に添付された図4に示されているアミ
ノ酸配列の位置21のTrpから願書に添付された図4に示
されているアミノ酸配列の位置344のAsnまでの連続する
アミノ酸を包含していて、ピコルナウイルス受容体のま
たはピコルナウイルスへの結合の生物活性を有するポリ
ペプチド。 - 【請求項2】願書に添付された図4に示されているアミ
ノ酸配列の位置1のMetから願書に添付された図4に示
されているアミノ酸配列の位置20のSerまでの連続する
アミノ酸をさらに包含している請求項1に記載のポリペ
プチド。 - 【請求項3】願書に添付された図4に示されているアミ
ノ酸配列の位置345のAlaから願書に添付された図4に示
されているアミノ酸配列の位置368のTrpまでの連続する
アミノ酸をさらに包含している請求項1または2に記載
のポリペプチド。 - 【請求項4】願書に添付された図4にH20Bとして示され
ているアミノ酸配列の位置385のGluから願書に添付され
た図4にH20Bとして示されているアミノ酸配列の位置39
2のAsnまでの連続するアミノ酸をさらに包含している請
求項1ないし3のいずれかに記載のポリペプチド。 - 【請求項5】願書に添付された図4にH20Aとして示され
ているアミノ酸配列の位置385のThrから願書に添付され
た図4にH20Aとして示されているアミノ酸配列の位置41
6のArgまでの連続するアミノ酸をさらに包含している請
求項1ないし3のいずれか一項に記載のポリペプチド。 - 【請求項6】ピコルナウイルスがヒトポリオウイルスで
ある請求項1ないし5のいすれか一項に記載のポリペプ
チド。 - 【請求項7】ヒトポリオウイルスに結合することができ
る請求項1ないし6のいずれか一項に記載のポリペプチ
ド。 - 【請求項8】水溶性である請求項1ないし7のいずれか
一項に記載のポリペプチド。 - 【請求項9】細胞中に含まれているか細胞に結合してい
る請求項1ないし7のいずれか一項に記載のポリペプチ
ド。 - 【請求項10】検出可能なマーカーで標識されている請
求項1ないし7のいずれか一項に記載のポリペプチド。 - 【請求項11】請求項1ないし9のいずれか一項に記載
のポリペプチドをコードしているDNA。 - 【請求項12】請求項11に記載のDNAを包含している発
現ベクター。 - 【請求項13】コスミドベクター、プラスミドベクタ
ー、ファージベクター、酵母ベクター、ウイルスベクタ
ーおよび哺乳動物ベクターからなる群より選択されるベ
クター由来の請求項12に記載の発現ベクター。 - 【請求項14】DNAが細胞のクロモソームDNA中に安定し
て組み込まれるように請求項11のDNAが挿入されている
か、請求項12または13の発現ベクターにより形質転換さ
れている細胞。 - 【請求項15】細菌細胞、酵母細胞、真核生物細胞また
は哺乳動物細胞である請求項14に記載の細胞。 - 【請求項16】ピコルナウイルスへの結合の生物活性を
有するポリペプチドを生産する能力を有する請求項14ま
たは15に記載の細胞。 - 【請求項17】ピコルナウイルス受容体の生物活性を発
現することができる請求項14または15に記載の細胞。 - 【請求項18】非ヒト動物のクロモソームDNA中に安定
して組み込まれている請求項11に記載のDNAが挿入され
ている、ピコルナウイルスに非感受性の非ヒト動物由来
の、ピコルナウイルスに感受性のトランスジェニック動
物。 - 【請求項19】マウスである請求項18に記載のトランジ
ェニック動物。 - 【請求項20】ピコルナウイルスがヒトポリオウイルス
である請求項18または19に記載のトランスジェニック動
物。 - 【請求項21】雌性動物から回収した受精卵に請求項1
ないし6のいずれか一項に記載のDNAを導入することを
包含する請求項18ないし20のいずれか一項に記載のトラ
ンスジェニック動物を作製する方法。 - 【請求項22】請求項16に記載の細胞を培養することを
包含する、ピコルナウイルスへの結合の生物活性を有す
るポリペプチドを製造する方法。 - 【請求項23】請求項17に記載の細胞を培養することを
包含する、ピコルナウイルス受容体の生物活性を発現す
ることができる細胞を製造する方法。 - 【請求項24】ピコルナウイルス感染に起因する疾病を
治療するのに有効な量の請求項1ないし8のいずれか一
項に記載のポリペプチドを包含するピコルナウイルス感
染に起因する疾病を治療するための医薬組成物。 - 【請求項25】ピコルナウイルスがヒトポリオウイルス
である請求項24に記載の医薬組成物。 - 【請求項26】請求項1ないし8のいずれか一項に記載
のポリペプチドに対する抗体。 - 【請求項27】検出可能なマーカーにより標識されてい
る請求項26に記載の抗体。 - 【請求項28】請求項18ないし20のいずれか一項に記載
のトランスジェニック動物にピコルナウイルスワクチン
を投与すること、および上記トランスジェニック動物へ
のピコルナウイルスの生理的影響を測定することを包含
する、ピコルナウイルスの有効性また毒性を試験する方
法。 - 【請求項29】ピコルナウイルスがヒトポリオウイルス
である請求項28に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
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---|---|---|---|
US32195789A | 1989-03-10 | 1989-03-10 | |
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US5907080A (en) * | 1995-11-30 | 1999-05-25 | Nexia Biotechnologies, Inc. | Method for development of transgenic dwarf goats |
CA2285447A1 (en) * | 1997-03-28 | 1998-10-08 | Genetics Institute, Inc. | Secreted proteins and polynucleotides encoding them |
JP5686361B2 (ja) * | 2010-01-28 | 2015-03-18 | 国立大学法人 筑波大学 | 可溶型cd155タンパク質を用いた癌の検出方法 |
WO2022258049A1 (en) * | 2021-06-10 | 2022-12-15 | Biocytogen Pharmaceuticals (Beijing) Co., Ltd. | Genetically modified non-human animal with human or chimeric pvrig |
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---|---|---|---|---|
DE3575574D1 (de) * | 1984-05-01 | 1990-03-01 | Unilever Nv | Fluessige bleichmittelzusammensetzungen. |
US4828747A (en) * | 1988-03-25 | 1989-05-09 | Lever Brothers Company | Suspending system for insoluble peroxy acid bleach |
-
1990
- 1990-03-09 AU AU53378/90A patent/AU653915B2/en not_active Ceased
- 1990-03-09 DE DE69033974T patent/DE69033974D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1990-03-09 EP EP90905140A patent/EP0462215B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-03-09 CA CA002048993A patent/CA2048993A1/en not_active Abandoned
- 1990-03-09 WO PCT/US1990/001320 patent/WO1990010699A1/en active IP Right Grant
- 1990-03-09 AT AT90905140T patent/ATE219513T1/de not_active IP Right Cessation
- 1990-03-09 JP JP2505086A patent/JP2997042B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
Proc.Nate.Acad.Sci.U.S.A,Vol.83(1986)p.7845−7849 |
Proc.Nate.Acad.Sci.U.S.A,Vol.85(1988)p.7743−7747 |
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---|---|
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CA2048993A1 (en) | 1990-09-11 |
JPH04504200A (ja) | 1992-07-30 |
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EP0462215A1 (en) | 1991-12-27 |
AU653915B2 (en) | 1994-10-20 |
EP0462215B1 (en) | 2002-06-19 |
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