JP3001610B2 - Method for producing retrovirus core structure and particles produced thereby - Google Patents

Method for producing retrovirus core structure and particles produced thereby

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JP3001610B2
JP3001610B2 JP2-138474A JP13847490A JP3001610B2 JP 3001610 B2 JP3001610 B2 JP 3001610B2 JP 13847490 A JP13847490 A JP 13847490A JP 3001610 B2 JP3001610 B2 JP 3001610B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はレトロウィルス科に属するウィルスの開裂型
gagタンパク質から成る粒子の製造法、及びその製造法
により製造される粒子、その粒子を有効成分とするワク
チンに関し、さらに詳しくは、レトロウィルス科に属す
るウィルスのenv遺伝子を含まず少なくともgag遺伝子及
びpol遺伝子を組み込みんだウィルスベクターを感染さ
せた、またはレトロウィルス科に属するウィルスのenv
遺伝子を含まず少なくともgag遺伝子を組み込んだウィ
ルス・ベクターとレトロウィルス科に属するウィルスの
env遺伝子を含まず少なくともpol遺伝子を組み込んだウ
ィルスベクターを感染させた動物培養細胞を培養し、発
現させ、gagタンパク質前駆体を開裂させることにより
得られる開裂したgagタンパク質によって構成される粒
子を製造する方法、そのようにして製造される粒子、及
びその粒子を有効成分とするワクチンに関する。
The present invention relates to a cleaved form of a virus belonging to the family Retroviridae.
The present invention relates to a method for producing particles comprising a gag protein, particles produced by the production method, and vaccines containing the particles as an active ingredient.More specifically, at least the gag gene and pol not containing the env gene of a virus belonging to the family Retroviridae. Env of a virus that has been infected with a viral vector incorporating the gene or belongs to the retroviridae family
A virus vector containing at least the gag gene without the gene and a virus belonging to the retroviridae family
Cultivating and expressing animal culture cells infected with a virus vector that does not contain the env gene but has at least the pol gene incorporated therein, and produces particles composed of the cleaved gag protein obtained by cleaving the gag protein precursor The invention relates to a method, particles produced in such a way, and a vaccine comprising the particles as an active ingredient.

(従来の技術) 最近、後天性免疫不全症候群(エイズ)の発症、蔓延
が世界的に蔓憂慮されており、その予防、治療対策が緊
急課題となっている。
(Prior Art) Recently, the onset and spread of acquired immunodeficiency syndrome (AIDS) has become a worldwide concern, and prevention and treatment measures have become an urgent issue.

数年前より、エイズや成人T細胞白血病などの原因ウ
ィルスと考えられる種々のレトロウィルスが単離、同定
され、その遺伝子の塩基配列が決定された。その結果、
これらは同類または同一であると報告されるようになっ
た。特にエイズの病原ウィルスとされたHILV−III、LA
V、ARVは同じウィルスであり、HIV(human immunodefic
iency virus)と統一して命名された。
Several years ago, various retroviruses considered to be causative viruses such as AIDS and adult T-cell leukemia were isolated and identified, and their nucleotide sequences were determined. as a result,
They began to be reported as similar or identical. In particular, HILV-III and LA, which are pathogenic viruses of AIDS
V and ARV are the same virus, and HIV (human immunodefic
iency virus).

レトロウィルス粒子は、多くのタンパク質で構成され
ており、外皮糖タンパク質(envタンパク質と称し、HIV
−Iの場合、前駆体であるenv−gp160が開裂してgp12
0、及びgp41の2種のenvタンパク質となる)、逆転写酵
素(HIV−Iの場合、p65、及びp51がある)、核タンパ
ク質(gagタンパク質と称し、HIV−Iの場合、前駆体で
あるgag−p55が開裂してp17、p24、及びp15の3種のgag
タンパク質となる。なお、gag−p55のアミノ酸配列で
は、p17相当のアミノ酸配列、p24相当のアミノ酸配列、
p15相当のアミノ酸配列がこの順番で連続している)な
どと命名されている。また、HIVに独特なものと言われ
るtat、vif、rev、nefなどの調節遺伝子産物が知られて
いるが、vif産物以外はHIV粒子中には存在しない。
Retroviral particles are composed of many proteins, and are known as the envelope glycoprotein (env protein, HIV
In the case of -I, the precursor env-gp160 is cleaved to gp12
0 and gp41), reverse transcriptase (in the case of HIV-I, there are p65 and p51), nuclear protein (called gag protein, and in the case of HIV-I, it is a precursor. gag-p55 is cleaved to produce three gags, p17, p24, and p15
Become protein. In the amino acid sequence of gag-p55, an amino acid sequence equivalent to p17, an amino acid sequence equivalent to p24,
The amino acid sequence corresponding to p15 is continuous in this order). Regulatory gene products such as tat, vif, rev, and nef, which are said to be unique to HIV, are known, but the vif product does not exist in HIV particles.

envタンパク質であるgp120は感染の際にウィルス粒子
を細胞膜に固定化する機能を有し、gp41はウィルス遺伝
子の細胞内への侵入させる機能を有する。gagタンパク
質であるp24はコアタンパク質の主成分であり、p17はマ
トリックスタンパク質であると考えられている。逆転写
酵素はpol遺伝子にコードされている。pol遺伝子は他に
もp10(プロテアーゼタンパク質)、p31(エンドヌクレ
アーゼであり、インテグラーゼ活性を有するとも言われ
る)をコードし、これらpolにコードされているウィル
ス酵素群をpolタンパク質と呼ぶ。vifはp23(ウィルス
粒子の構築に関与していると考えられている)をコード
している。
gp120, which is an env protein, has a function of immobilizing virus particles on cell membranes during infection, and gp41 has a function of allowing viral genes to enter cells. The gag protein, p24, is thought to be the main component of the core protein, and p17 is the matrix protein. Reverse transcriptase is encoded by the pol gene. The pol gene also encodes p10 (protease protein) and p31 (endonuclease, also referred to as having integrase activity), and a group of viral enzymes encoded by these pol is called pol protein. vif encodes p23, which is thought to be involved in virion assembly.

効果的なエイズワクチンを得ようとする場合には、ウ
ィルスを中和し得る抗体を誘導するのに適当な抗原を含
んでいることが必要である。そのような抗原としてenv
タンパク質、特に感染能力に関係するとされるgp120
(セル(Cell)、53、483、(1988))がその最有力候
補として選ばれ、この抗原タンパク質をコードする遺伝
子を大腸菌に組み換える遺伝子操作技術により産生する
研究(例えば、サイエンス(Science)、228、93−96、
(1985))などが既に行われている。
In order to obtain an effective AIDS vaccine, it is necessary to include an appropriate antigen to induce antibodies capable of neutralizing the virus. Env as such antigen
Proteins, particularly gp120 implicated in infectivity
(Cell, 53 , 483, (1988)) have been selected as the most promising candidates, and research has been carried out to produce a gene encoding this antigen protein by a genetic engineering technique for recombination into Escherichia coli (for example, Science, 228 , 93-96,
(1985)) and so on.

しかし、種々の患者や感染者から分離されたHIVのゲ
ノム塩基配列の解析結果より、HIVのenv遺伝子は極めて
変異が激しいことが明かとなり(サイエンティフィック
・アメリカン(Scientific American)、253、84−93、
(1985))、この部位を利用する手法では全てのHIVに
対応できない可能性がある。
However, the analysis of the genome sequences of HIV isolated from various patients and infected persons revealed that the HIV env gene had extremely severe mutations (Scientific American, 253 , 84- 93,
(1985)), the technique using this site may not be able to respond to all HIV.

これに対し、ウィルス粒子の骨組みとなるgagタンパ
ク質をコードする遺伝子や逆転写酵素等をコードしてい
るpol遺伝子は変異の起こる確率が低い可能性があり、
それらの遺伝子産物を抗原とするワクチンは有利である
と考えられ、逆転写酵素を大腸菌に組み換える遺伝子操
作によって産生する研究(例えば、サイエンス(Scienc
e)、236、305−308、(1987))、gag−p55やp24など
を組み換え多核体ウィルスの系で産生する研究(例え
ば、ヴィロロジー(Virology)、158、248−250、(198
7))、p17の抗原決定部位に特異的に結合する抗体と結
合するポリペプチドを合成する研究(特開昭63−27498
号)、p17の単クローン抗体がエイズの中和活性を有す
るという報告(ジャーナル・オブ・ヴィロロジー(J.Vi
rol.)、63、267−272、(1989))なども行われてい
る。また、発明者らも、1987年12月、エイズ研究会学術
集会でgag遺伝子及びpol遺伝子を組み込んだワクチニア
ウィルスについて発表した。
On the other hand, the gene encoding the gag protein or the pol gene encoding the reverse transcriptase that forms the framework of the virus particles may have a low probability of mutation,
Vaccines that use these gene products as antigens are considered to be advantageous, and studies that produce them by genetic engineering to convert reverse transcriptase into E. coli (for example, Science (Scienc)
e), 236 , 305-308, (1987)), studies on the production of gag-p55, p24, and the like in a recombinant polynuclear virus system (for example, Virology, 158 , 248-250, (198)
7)), Studies on the synthesis of a polypeptide that binds to an antibody that specifically binds to the antigenic determinant site of p17 (JP-A-63-27498)
No.), report that p17 monoclonal antibody has AIDS neutralizing activity (Journal of Virology (J.Vi.
rol.), 63 , 267-272, (1989)). In December 1987, the inventors also presented a vaccinia virus incorporating the gag gene and the pol gene at an academic meeting of the AIDS Research Association.

しかし、レトロウィルスのgag遺伝子全体の組み換え
によって、gag−p55等の非開裂型gagタンパク質の発現
は確認されていたが、その場合、pol遺伝子の組み換え
の有無によらず、開裂型gagタンパク質の発現は確認さ
れていなかった。
However, the expression of non-cleavable gag proteins such as gag-p55 was confirmed by recombination of the entire gag gene of the retrovirus.In that case, regardless of the presence or absence of recombination of the pol gene, expression of the cleaved gag protein was performed. Was not confirmed.

また、gp160及びgp120を含まないHIVを含まない非感
染性レトロウィルス粒子が知られていた(WO88/09670)
が、それはレトロウィルスを処理して得るものであっ
て、遺伝子組み換えを利用してレトロウィルスを形成さ
せず、envタンパク質を含まないレトロウィルス・コア
構造物が製造できることは知られていなかった。
In addition, HIV-free non-infectious retroviral particles that do not contain gp160 and gp120 have been known (WO88 / 09670).
However, it was obtained by treating a retrovirus, and it was not known that a retrovirus core structure containing no env protein without producing a retrovirus using genetic recombination could be produced.

(発明が解決しようとする課題) 本発明者らは、鋭意研究の結果、ウィルス・ベクター
を感染させた細胞中で、レトロウィルスのenvタンパク
質を発現させずに、gagタンパク質、及びpolタンパク質
を発現させることによって、開裂型のgagタンパク質が
発現し、その開列型gagタンパク質により構成される。
感染性を持たない、レトロウィルス粒子の構造の一部と
同一の抗原性を有するレトロウィルスのコア構造物粒子
が得られることを見いだし、本発明を完成するに到っ
た。
(Problems to be Solved by the Invention) As a result of intensive studies, the present inventors have expressed gag protein and pol protein without expressing retrovirus env protein in cells infected with a viral vector. By doing so, a cleaved gag protein is expressed and constituted by the cleaved gag protein.
The present inventors have found that non-infectious retrovirus core structure particles having the same antigenicity as a part of the structure of the retrovirus particle can be obtained, and have completed the present invention.

(課題を解決するための手段) 本発明においてウィルス・ベクターに組み込まれる遺
伝子はレトロウィルス属に属するウィルス由来のもので
ある。レトロウィルス属に属するウィルスは特に限定さ
れないが、具体的にはオンコウィルス亜科に属するウィ
ルス、レンチウィルス亜科に属するウィルスなどが挙げ
られ、さらに具体的にはオンコウィルス亜科に属するHT
LV−I、HTLV−IIなど、レンチウィルス亜科に属するHI
V−I、HIV−IIなどが挙げられる。
(Means for Solving the Problems) In the present invention, the gene to be incorporated into the virus vector is derived from a virus belonging to the genus Retrovirus. The virus belonging to the genus Retrovirus is not particularly limited, and specific examples include a virus belonging to the subfamily of Oncoviridae, a virus belonging to the subfamily of Lentivirus, and more specifically, HT belonging to the subfamily of Oncoviridae.
HI belonging to the subfamily Lentivirus, such as LV-I and HTLV-II
VI, HIV-II and the like.

本発明においてenvタンパク質とは、レトロウィルス
の感染、病原性を司るenvタンパク質及びその変異物や
改変物をいい、感染への影響力、病原性を失ったenvタ
ンパク質の改変物等を意味しない。本発明においてenv
遺伝子を含まないとは、envタンパク質をコードしてい
る遺伝子を発現し得る形で含まないことを意味し、レト
ロウィルスの感染、病原性に関係のないenv遺伝子由来
の遺伝子(env遺伝子の一部やenv遺伝子の改変物等)を
含んでいても構わない。WO88/09670で開示されたgp160
及びgp120を含まないレトロウィルス粒子はgp120がない
ため内包する遺伝子が細胞内に取り込まれる可能性が少
ないが、万が一、粒子が内包する遺伝子が細胞内に取り
込まれた場合、レトロウィルスの全遺伝子を有している
ため、レトロウィルスを構築してしまう危険性がある
が、本発明の粒子はenv遺伝子を含んでいないので、そ
のような危険性はない。しかし、本発明においても、en
v遺伝子の改変物を含んでいる場合、変異などにより病
原性を回復する可能性があることから、env遺伝子の改
変物も含んでいないことが好ましい。
In the present invention, the term "env protein" refers to an env protein that controls retrovirus infection and pathogenicity and a mutant or modified product thereof, and does not mean an env protein that has no influence on infection or a modified env protein that has lost pathogenicity. In the present invention, env
The absence of the gene means that the gene encoding the env protein is not contained in a form capable of expressing the gene, and a gene derived from the env gene not related to retrovirus infection or pathogenicity (part of the env gene). Or a modification of the env gene). Gp160 disclosed in WO88 / 09670
And since retrovirus particles that do not contain gp120 do not have gp120, it is unlikely that the genes contained therein will be taken into cells.However, if the genes contained in the particles are taken into cells, all the retrovirus genes will be deleted. However, since the particles of the present invention do not contain the env gene, there is no such risk. However, in the present invention, en
When a modified product of the v gene is contained, it is preferable that the modified product of the env gene is not also contained, since the pathogenicity may be restored by mutation or the like.

本発明において、ウィルス・ベクターに組み込まれる
レトロウィルスのcDNAは、ウィルス・ベクターを感染さ
せる動物培養細胞において、gagタンパク質、及び/ま
たはpolタンパク質が発現でき、env遺伝子を含まないも
のであれば、特に限定されない。例えば、HIV−Iのgag
遺伝子及びpol遺伝子をコードし、env遺伝子を含まない
cDNAは、pNL43(ジャーナル・オブ・ヴィロロジー(J.V
irol.)、59、2、284、(1986))などのように、エイ
ズ患者の染色体にプロウィルスの形で組み込まれたHIV
−Iを一旦λファージなどを用いてクローニングし、そ
れを用いてHIV−Iの全cDNAを含むプラスミドを構築す
るか、あるいは、患者より分離したHIV−IのRNAゲノム
を逆転写してcDNAに変換し、その後プラスミドに移して
HIV−Iの全cDNAを含むプラスミドを構築し、得られた
プラスミドを適当な制限酵素で切断し、gagタンパク
質、pol遺伝子の両方のコード領域を含むDNA断片を調製
することによって得られる。
In the present invention, the retroviral cDNA to be incorporated into the viral vector may be any one that can express the gag protein and / or the pol protein and does not contain the env gene in cultured animal cells infected with the viral vector. Not limited. For example, gag of HIV-I
Encodes the gene and pol gene and does not contain the env gene
cDNA is pNL43 (Journal of virology (JV
irol.), 59 , 2, 284, (1986)) and HIV integrated into the chromosome of AIDS patients in the form of a provirus.
-I is once cloned using a λ phage or the like and used to construct a plasmid containing the entire cDNA of HIV-I, or the RNA genome of HIV-I isolated from a patient is reverse-transcribed and converted to cDNA. And then transfer to the plasmid
It can be obtained by constructing a plasmid containing the entire cDNA of HIV-I, cutting the obtained plasmid with an appropriate restriction enzyme, and preparing a DNA fragment containing both coding regions of the gag protein and the pol gene.

本発明に用いるウィルス・ベクターも動物細胞に感染
し、gag遺伝子、及びpol遺伝子を発現できるものであれ
ば、特に限定されない。例えば、ワクチニア・ウィル
ス、アビポックス・ウィルス、バキュロ・ウィルスなど
があげられる。
The virus vector used in the present invention is not particularly limited as long as it can infect animal cells and express the gag gene and the pol gene. For example, Vaccinia virus, Avipox virus, Baculo virus and the like can be mentioned.

本発明に用いるgag遺伝子、及び/またはpol遺伝子を
組み込んだウィルス・ベクターの構築方法も、特に限定
されない。例えば、ウィルス・ベクターとしてワクチニ
ア・ウィルスを用いる場合、組み込む遺伝子を日本脳炎
ウィルスの表面抗原蛋白質をコードする遺伝子からレト
ロウィルスのgag遺伝子、及び/またはpol遺伝子に代え
ること、用いるワクチニア・ウィルスが必ずしも好まし
い条件を満たす必要の無いこと以外は特開平1−74982
号に記載された方法により構築することができる。
The method for constructing a virus vector incorporating the gag gene and / or pol gene used in the present invention is not particularly limited. For example, when a vaccinia virus is used as the virus vector, the gene to be integrated is changed from the gene encoding the surface antigen protein of Japanese encephalitis virus to the gag gene and / or pol gene of the retrovirus, and the vaccinia virus used is always preferred. Except that it is not necessary to satisfy the conditions,
Can be constructed by the method described in the above item.

次いで、構築されたgag遺伝子及びpol遺伝子をコード
するcDNA断片が組み込まれたウィルス・ベクターを、ま
たはgag遺伝子をコードするcDNA断片が組み込まれたウ
ィルス・ベクターとpol遺伝子をコードするcDNA断片が
組み込まれたウィルス・ベクターを、動物培養細胞に感
染させ、その培養上清中に開裂型のgagタンパク質、及
びpolタンパク質を発現させる。
Next, a virus vector incorporating the constructed cDNA fragment encoding the gag gene and the pol gene, or a virus vector incorporating the cDNA fragment encoding the gag gene and the cDNA fragment encoding the pol gene are incorporated. The virus vector thus infected is used to infect cultured animal cells, and the cleaved gag protein and pol protein are expressed in the culture supernatant.

本発明で用いる動物培養細胞はウィルス・ベクターが
増殖可能なものであればよく、その具体例として、ウィ
ルス・ベクターがワクチニア・ウィルスである場合は、
例えばTK-143(ヒト骨肉腫由来)、FL(ヒト羊膜由
来)、Hela(ヒト子宮頚部癌由来)、KB(ヒト鼻咽喉癌
由来)、RK13(ウサギ腎由来)、CV−1(サル腎由
来)、BSC−1(サル腎由来)、L929(マウス結合組織
由来)、CE(ニワトリ胚)細胞、DEF(ニワトリ胎児繊
維芽細胞)、SW480(ヒト結腸ガン由来)などが例示さ
れる。ウィルス・ベクターがアビポックス・ウィルスで
ある場合は、本発明で用いる動物培養細胞としては鶏胚
用繊維芽細胞などの鶏由来細胞などが例示されるが、発
育鶏卵漿尿膜なども含む。
The cultured animal cell used in the present invention may be any one in which a virus vector can be propagated, and as a specific example, when the virus vector is a vaccinia virus,
For example, TK - 143 (derived from human osteosarcoma), FL (derived from human amniotic membrane), Hela (derived from human cervical cancer), KB (derived from human nasopharyngeal carcinoma), RK13 (derived from rabbit kidney), CV-1 (derived from monkey kidney) ), BSC-1 (derived from monkey kidney), L929 (derived from mouse connective tissue), CE (chick embryo) cells, DEF (chick fetal fibroblast), SW480 (derived from human colon cancer), and the like. When the virus vector is an avipox virus, the animal cultured cells used in the present invention include chicken-derived cells such as fibroblasts for chicken embryos, and also include embryonated chicken egg chorioallantoic membrane.

しかし、一般的な培養条件においては、用いる細胞に
よっては開裂型gagタンパク質の発現量が低く、例えばC
V−1にHIV−Iの遺伝子を組み込んだワクチニア・ウィ
ルスを感染させた場合には、開裂型gagタンパク質はほ
とんど発現が認められない。開裂型gagタンパク質の発
現量が多いウィルス・ベクターと動物培養細胞の組み合
せが好ましく、そのような例としてはHIV−Iの遺伝子
を組み込んだワクチニアウィルスをSW480に感染させる
場合がある。
However, under general culture conditions, the expression level of the cleaved gag protein is low depending on the cells used.
When Vaccinia virus in which the HIV-1 gene was incorporated into V-1 was infected, almost no expression of the cleavage type gag protein was observed. A combination of a virus vector having a high expression level of the cleavage type gag protein and cultured animal cells is preferable, and such an example is a case where a vaccinia virus incorporating the HIV-I gene is infected into SW480.

ここで発現されるgagタンパク質の開裂はp10などプロ
テアーゼ活性を有するpolタンパク質によるものと考え
られる。
The cleavage of the gag protein expressed here is considered to be due to pol protein having protease activity such as p10.

培養上清からの開裂型gagタンパク質の精製は特に限
定されない。例えば、常法(サイエンス(Science)、2
24、497−500、(1984))に従って、上清をショ糖、あ
るいは酒石酸カリウム密度勾配遠心を行い、さらにセシ
ウムクロライド沈降平衡遠心を行えばよい。開裂性gag
タンパク質は粒子を形成して、回収される。
Purification of the cleaved gag protein from the culture supernatant is not particularly limited. For example, common law (Science, 2
24 , 497-500, (1984)), the supernatant may be subjected to sucrose or potassium tartrate density gradient centrifugation, followed by cesium chloride sedimentation equilibrium centrifugation. Cleavable gag
The protein forms particles and is recovered.

本発明の開裂型gagタンパク質により構成される粒子
は、例えば、レトロウィルスがHIV−Iで、比重により
分画した場合、比重がHIV−I粒子と同じ約1.15のフラ
クションに認められる。
Particles composed of the cleaved gag protein of the present invention, for example, when the retrovirus is HIV-I and is fractionated by specific gravity, a specific gravity of about 1.15, which is the same as that of HIV-I particles, is observed.

精製の各段階においてどのフラクション中に粒子が存
在するかの確認の方法は特に限定されない。例えば、ga
gタンパク質に対する抗体を使う方法や逆転写酵素活性
を測定する方法がある。本発明の開裂型gagタンパク質
により構成される粒子は逆転写酵素を内包していても内
包していなくてもかまわないが、通常、少なくとも一部
は逆転写酵素を内包する。従って、逆転写酵素活性を測
定すれば、本発明の粒子を含むフラクションは判別でき
る。
The method of confirming in which fraction the particles are present in each stage of the purification is not particularly limited. For example, ga
There are methods that use antibodies against the g protein and methods that measure reverse transcriptase activity. Particles composed of the cleaved gag protein of the present invention may or may not contain reverse transcriptase, but usually at least partly contain reverse transcriptase. Therefore, the fraction containing the particles of the present invention can be determined by measuring the reverse transcriptase activity.

逆転写酵素活性の測定は常法に従えばよい。例えば、
微生物学実習提要(東京大学医科学研究所学友会編)の
記述に準じて組み換えウィルス感染細胞上清をpoly−A
を鋳型、oligo−dTをプライマーとして、32P−dTTPの酸
不溶性画分への取り込みを測定すればよい。
The measurement of the reverse transcriptase activity may be performed according to a conventional method. For example,
The recombinant virus-infected cell supernatant was poly-A according to the description in the Practical Microbiology Training Program (ed.
Is used as a template and oligo-dT as a primer to measure the incorporation of 32 P-dTTP into the acid-insoluble fraction.

本発明の粒子は、ウィルス・ベクターを感染させた動
物培養細胞の生体膜由来の脂質二重膜と考えられるエン
ベロープ様のものを伴っている。この粒子は、脂質二重
膜を有したままでも抗原として機能するが、脂質二重膜
があることが好ましくない場合は、タンパク質が失活し
ない条件下でのエーテル等の有機溶媒処理や、凍結融解
処理により破砕し、除去することができる。
The particles of the present invention are associated with an envelope-like substance which is considered to be a lipid bilayer derived from the biological membrane of a cultured animal cell infected with a viral vector. These particles can function as antigens while having a lipid bilayer, but when it is not preferable to have a lipid bilayer, treatment with an organic solvent such as ether under conditions that do not inactivate the protein, or freezing It can be crushed and removed by melting.

この粒子は細胞への感染を司るenvタンパク質及びそ
の遺伝子も含まないので、病原性を示さない。その他の
遺伝子は含んでいても含んでいなくても構わない。同様
に、開裂型gagタンパク質によりその構造が形成されて
いれば、envタンパク質以外のタンパク質を含んでいて
も含んでいなくても構わない。また、エンベロープ様の
脂質二重膜の有無を問わない。この粒子は抗原性を有
し、さらにその抗原性はenvタンパク質に比べて変異が
少ないと考えられるgagタンパク質、または内包されて
いる場合にはpolタンパク質およびgagタンパク質に由来
するものである。さらに、自然界のウィルス粒子の一部
と同一または類似の構造を有していることから、gagタ
ンパク質、polタンパク質、あるいはその単なる混合物
以上の抗原性も期待できる。
The particles do not contain the env protein and its genes that are responsible for infecting cells, and therefore do not show pathogenicity. Other genes may or may not be included. Similarly, as long as the structure is formed by the cleavage type gag protein, it may or may not contain proteins other than the env protein. Also, the presence or absence of an envelope-like lipid bilayer is not important. The particles have antigenicity, and the antigenicity is derived from the gag protein, which is considered to have less mutation than the env protein, or from the pol protein and the gag protein when included. Furthermore, since it has the same or similar structure as a part of the virus particles in the natural world, it can be expected that the antigenicity is higher than that of the gag protein, the pol protein or a mere mixture thereof.

レトロウィルスはエイズ、成人T細胞白血病、癌、リ
ューマチ等の多くの難病の病原ウィルスであると確認、
または推定されており、レトロウィルスが原因で起こる
病気の多くは効果のあるワクチンは知られていなかった
が、本発明のレトロウィルスのコアと同一または類似の
構造を有している粒子は優れた効果が期待できる。
Retroviruses have been identified as pathogenic viruses for many intractable diseases such as AIDS, adult T-cell leukemia, cancer, and rheumatism.
Although it has been estimated that vaccines are not effective for many diseases caused by retroviruses, particles having the same or similar structure to the core of the retrovirus of the present invention are excellent. The effect can be expected.

(発明の効果) かくして本発明によれば、レトロウィルス由来のgag
タンパク質をコードするcDNA及びpolタンパク質をコー
ドするcDNAをウィルスの増殖に非必須なゲノム領域に組
み込んだウィルス・ベクターを感染させた細胞を培養
し、開裂型のgagタンパク質により構成され、envタンパ
ク質及びenv遺伝子を含まないレトロウィルスのコア構
造物が得られる。この構造物は、レトロウィルス粒子の
構造の一部と同一の構造を持つが感染性を持たないこと
から、これを有効成分とすることにより、有効なレトロ
ウィルス・ワクチンが得られることが期待できる。
(Effect of the Invention) Thus, according to the present invention, gag derived from retrovirus
Culturing cells infected with a viral vector incorporating the cDNA encoding the protein and the cDNA encoding the pol protein into a genomic region that is non-essential for the growth of the virus, comprising the cleaved gag protein, env protein and env A gene-free retroviral core structure is obtained. This structure has the same structure as that of a part of the structure of the retrovirus particle, but has no infectivity. Therefore, it can be expected that an effective retrovirus vaccine can be obtained by using this structure as an active ingredient. .

(実施例) 以下に実施例をあげて本発明をさらに具体的に説明す
る。
(Example) Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples.

実施例1 (1)組み換えベクターpUHKの作製(第1図参照) pUC9(ファルマシア社製)をEcoR I、及びPst Iで消
化後、ポリメラーゼで処理し、切断端を平滑末端とし、
連結し、EcoR I部位の欠損したpUC9を作製した。EcoR I
部位欠損pUC9をHind IIIで切断後、ワクチニアウィルス
TK遺伝子を含むワクチニアウィルスWR株のHind III J断
片に連結し、組み換えベクターpUHKを得た。
Example 1 (1) Preparation of recombinant vector pUHK (see FIG. 1) pUC9 (manufactured by Pharmacia) was digested with EcoR I and Pst I, treated with polymerase, and the cut end was blunt-ended.
Ligation was performed to create pUC9 lacking the EcoRI site. EcoR I
Vaccinia virus after cutting site-defective pUC9 with HindIII
It was ligated to the HindIII J fragment of the vaccinia virus WR strain containing the TK gene to obtain a recombinant vector pUHK.

(2)組み換えベクターpNZ68K2の作製(第2図参照) ワクチニアウィルスWR株の7.5Kプロモーター(モスら
(Moss et.al)、セル(Cell)、125、805−813、(198
1))をpUC19(ファルマシア社製)のHinc II部位に挿
入した後、Hind IIIとEcoR Iで順次切断して、7.5Kプロ
モーターの前後にポリリンカー部位を有するDNA断片
(約350bp)を得た。
(2) Construction of recombinant vector pNZ68K2 (see FIG. 2) The 7.5K promoter of vaccinia virus WR strain (Moss et.al, Cell, 125 , 805-813, (198
1)) was inserted into the Hinc II site of pUC19 (manufactured by Pharmacia), and subsequently cut with Hind III and EcoRI in order to obtain a DNA fragment (about 350 bp) having a polylinker site before and after the 7.5K promoter. .

このDNA断片のS1ヌクレアーゼ処理したもの、及び
(1)で得たプラスミドpUHKのEcoR I消化物をポリメラ
ーゼ処理したものを連結し、得られた組み換えプラスミ
ドをpNZ68K2と命名した。
The DNA fragment treated with S1 nuclease and the plasmid pUHK obtained in (1) digested with EcoRI digested with polymerase were ligated, and the resulting recombinant plasmid was named pNZ68K2.

(3)組み換えプラスミドW−gagの作製(第3図参
照) HIV−Iの全cDNAを含むpNL43をBgl IIとEcoR Iで消化
後、低融点アガロース電気泳動で約5.1kbpの断片を分離
し、フェノール抽出によりその断片を回収した。
(3) Preparation of recombinant plasmid W-gag (see FIG. 3) After digesting pNL43 containing the entire cDNA of HIV-I with BglII and EcoRI, a fragment of about 5.1 kbp was separated by low melting point agarose electrophoresis. The fragment was recovered by phenol extraction.

この断片中には、第3図に示すように、gag遺伝子、
及びpol遺伝子領域が含まれている。
In this fragment, as shown in FIG. 3, the gag gene,
And the pol gene region.

次に、(2)で得たpNZ68K2をBamH IとEcoR Iで消化
し、先に調製したgag遺伝子、及びpol遺伝子を含むDNA
断片とライゲーションして組み換えプラスミドW−gag
を得た。
Next, the pNZ68K2 obtained in (2) was digested with BamHI and EcoRI, and the DNA containing the gag gene and the pol gene prepared above was digested.
Ligation with the fragment and recombinant plasmid W-gag
I got

(4)組み換えワクチニアウィルスの作出(第3図参
照) 25cm2のカルチャーボトルに培養されたCV−1細胞に
ワクチニアウィルスWR株を0.1p.f.u./細胞接種し、45分
後前記組み換えプラスミドW−gagを2.2mlの滅菌水で溶
かし、樋高ら(蛋白質・核酸・酵素、27、340、(198
5))の方法によって、DNA−リン酸カルシウム共沈物を
つくり、その0.5mlを感染CV−1細胞上に滴下した。30
分間、37℃、5%CO2インキュベーターに静置し、5%
牛胎児血清を含むEagle MEM培地4.5mlを加えた。その3
時間後培養液を交換し、48時間後、培養細胞ごと3度凍
結融解し、30秒間超音波処理した。
(4) Production of recombinant vaccinia virus (see Fig. 3) 0.1 pfu / cell of vaccinia virus WR strain was inoculated into CV-1 cells cultured in a 25 cm 2 culture bottle, and 45 minutes later, the recombinant plasmid W- Dissolve gag in 2.2 ml of sterilized water, and use Hitaka et al. (Protein, nucleic acid, enzyme, 27 , 340, (198
A DNA-calcium phosphate coprecipitate was prepared by the method 5)), and 0.5 ml of the coprecipitate was dropped on the infected CV-1 cells. 30
For 5 minutes at 37 ° C in a 5% CO 2 incubator for 5%
4.5 ml of Eagle MEM medium containing fetal calf serum was added. Part 3
After a lapse of time, the culture medium was exchanged, and after 48 hours, the cultured cells were freeze-thawed three times together and sonicated for 30 seconds.

組み換え体のgag遺伝子、及びpol遺伝子の揮入を確認
するため、6cmのペトリ皿に培養されたTK陰性(TK-)14
3細胞に上記プラーク形成ウィルスを接種し、45分後、
1%寒天・12%牛胎児血清・25μg/ml BUdtR加Eagle ME
M培地を積層し、3日間培養後、感染細胞を0.01%ニュ
ートラル・レッドで染色した。形成されたプラークをパ
スツールピペットで単離し、Eagle MEM培地中に希釈す
る。単離したプラークにつき、再度同様の操作を繰り返
し、プラークを純化した。純化したプラークより得られ
たウィルスを増殖させ、増殖ウィルスよりDNAを調製
し、gag遺伝子、及びpol遺伝子をコードするcDNAをプロ
ーブとするドッドブロットハイブリダイゼーションによ
り、得られた組み換えワクチニアウィルスがHIV−I由
来のgag遺伝子、及びpol遺伝子をコードするDNAをゲノ
ム内に持つ組み換えウィルスであることを確認し、V−
20−1−8と命名した。
To confirm the揮入of the gag gene, and pol genes of the recombinant, TK-negative cultured in a Petri dish of 6cm (TK -) 14
3 cells were inoculated with the plaque forming virus, and after 45 minutes,
1% agar, 12% fetal calf serum, 25μg / ml BUdtR added Eagle ME
After the M medium was layered and cultured for 3 days, the infected cells were stained with 0.01% neutral red. The plaques formed are isolated with a Pasteur pipette and diluted in Eagle MEM medium. The same operation was repeated once again for the isolated plaque to purify the plaque. The virus obtained from the purified plaque was propagated, DNA was prepared from the proliferating virus, and the resulting recombinant vaccinia virus was subjected to HIV-dot blot hybridization using a cDNA encoding the gag gene and the pol gene as a probe. It was confirmed that the virus was a recombinant virus having in its genome a DNA encoding the gag gene and pol gene derived from I.
20-1-8.

(6)組み換え体の細胞上清での発現 組織培養用9cmディッシュに培養したSW480細胞にm.o.
i.10〜20のV−20−1−8を接種し、37℃、1時間感染
後、ウィルス液を抜取り、細胞をEgale MEMで洗浄し、
5%牛胎児血清加Eagle MEMを加えた。16時間後、細胞
上清を回収し、10mMトリス・塩酸(pH7.4)−0.1MNaCl
−1mMEDTA溶液で作製した20〜60%の酒石酸カリウムの
密度勾配上に重層し、ローターSW47(ベックマン製)で
35,000rpm、16時間遠心した。遠心後、各フラクション
に分けた。
(6) Expression of recombinants in cell supernatants SW480 cells cultured in a 9 cm dish for tissue culture
i. Inoculated with 10-20 V-20-1-8, infected at 37 ° C. for 1 hour, withdrawn from the virus solution, washed with Egale MEM,
Eagle MEM supplemented with 5% fetal calf serum was added. 16 hours later, the cell supernatant was collected and 10 mM Tris-hydrochloric acid (pH 7.4) -0.1 M NaCl
-1 Overlaid on a density gradient of 20 to 60% potassium tartrate prepared with 1 mM EDTA solution, and rotor SW47 (manufactured by Beckman)
Centrifugation was performed at 35,000 rpm for 16 hours. After centrifugation, each fraction was divided.

50mM Tris−HCl(pH8.0)、10mMジチオスレイトー
ル、75mM KCl、5mM MgCl2、10μg/ml poly−A、5μg/
ml oligo−dT、0.05%NP40を含む反応液5mlに[α−
32P]−dTTP(400Ci/mmol、10mCi/ml)を5〜10μ加
えた。この反応液を、96穴U字型プレートにフラクショ
ンと対称の数だけ分注しておき、そこへ各フラクション
あるいは対照用10mMトリス・塩酸(pH7.4)−0.1MNaCl
−1mMDTA溶液10ml加え、37℃で1時間反応させた。反応
中に、ニトロセルロースフィルターに鉛筆で2cm間隔の
碁盤の目を書いておき、反応終了後、各フラクション及
び対照の反応液10μをニトロセルロースフイルター上
の各区画にスポットした。このフィルターを風乾により
完全に乾燥させた後、5%トリクロロ酢酸−5%ピロリ
ン酸ナトリウム液中で15分間振盪しながら洗浄し、未反
応の放射性前駆体を除去した。続いて5%トリクロロ酢
酸中で5分、そして50%エタノール中で5分洗浄した。
乾燥後、基盤の目にそって各区画を切り放し、シンチレ
ーションバイアルに入れて、トルエンシンチレーター中
で液体シンチレーションカウンターにより取り込みを測
定した。対照の3倍以上の取り込みを陽性とし、逆転写
酵素活性があると判断した。
50 mM Tris-HCl (pH 8.0), 10 mM dithiothreitol, 75 mM KCl, 5 mM MgCl 2 , 10 μg / ml poly-A, 5 μg /
ml oligo-dT, 5% reaction mixture containing 0.05% NP40 [α-
32 P] -dTTP (400 Ci / mmol, 10 mCi / ml) was added in an amount of 5 to 10 µ. This reaction solution is dispensed into a 96-well U-shaped plate in a number symmetric to the fraction, and each fraction or 10 mM Tris-hydrochloric acid (pH 7.4) -0.1 M NaCl
10 ml of a 1 mM DTA solution was added, and the mixture was reacted at 37 ° C. for 1 hour. During the reaction, a grid of 2 cm was drawn on the nitrocellulose filter with a pencil at intervals of 2 cm. After the reaction was completed, 10 μ of each fraction and the reaction solution of the control was spotted on each section on the nitrocellulose filter. After the filter was completely dried by air drying, it was washed in a 5% trichloroacetic acid-5% sodium pyrophosphate solution with shaking for 15 minutes to remove unreacted radioactive precursor. This was followed by a 5 minute wash in 5% trichloroacetic acid and a 5 minute wash in 50% ethanol.
After drying, each compartment was cut open along the base of the substrate, placed in a scintillation vial, and the uptake was measured with a liquid scintillation counter in a toluene scintillator. The incorporation of 3 times or more of the control was regarded as positive, and it was judged that there was reverse transcriptase activity.

次いで、逆転写酵素活性が認められたフラクションを
SDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動で分画し、ニト
ロセルロースフィルターにブロッティングする(アナリ
ディカル・バイオケミストリイ(Anal.Biochem.)、11
2、195−203、1981))。検出法として125Iラベルプロ
ティンA、抗p24モノクローナル抗体(Japanese Journa
l of Cancer Reserch、78、235−241、(1987))を利
用するいわゆるウエスタンブロッティング法によって、
開裂型gagタンパク質の発現が確認され、V−20−1−
8感染SW480細胞はその上清に分子量24,000ダルトンの
開裂型gagタンパク質p24を産生していることが判明し
た。gag−p55の構造から考えて、gag−p55の中央部分の
アミノ酸配列に相当するp24が産生されていることか
ら、gag−p55の両端のアミノ酸配列に相当するp17、p15
も産生されていると考えられる。
Next, the fraction in which reverse transcriptase activity was observed was collected.
Fractionated by SDS-polyacrylamide gel electrophoresis and blotted on a nitrocellulose filter (Analytical Biochem., Anal. Biochem. 11
2 , 195-203, 1981)). As a detection method, 125 I-labeled protein A, anti-p24 monoclonal antibody (Japanese Journa
l of Cancer Research, 78 , 235-241, (1987)) by the so-called Western blotting method.
Expression of the cleaved gag protein was confirmed, and V-20-1-
It was found that 8 infected SW480 cells produced a cleaved gag protein p24 having a molecular weight of 24,000 daltons in the supernatant. Considering the structure of gag-p55, since p24 corresponding to the amino acid sequence of the central part of gag-p55 has been produced, p17 and p15 corresponding to the amino acid sequences at both ends of gag-p55 are produced.
Is also considered to be produced.

逆転写酵素活性の検出される比重約1.15の分画を、さ
らにセシウムクロライド沈降平衡遠心により精製し、逆
転写酵素活性の検出される比重約1.15の分画にp24が確
認された。
The fraction with a specific gravity of about 1.15 where reverse transcriptase activity was detected was further purified by equilibrium centrifugation with cesium chloride sedimentation, and p24 was confirmed in the fraction with a specific gravity of about 1.15 where reverse transcriptase activity was detected.

いわゆるネガティブ染色法により、上記のp24が確認
された分画を電子顕微鏡により観察するとワクチニアウ
ィルスとは異なる直径約110〜150nmの球形の粒子が認め
られた。
When the above-mentioned fraction in which p24 was confirmed was observed by an electron microscope by a so-called negative staining method, spherical particles having a diameter of about 110 to 150 nm different from those of vaccinia virus were observed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図はプラスミドpUHK、第2図はプラスミドpNZ68K
2、第3図はプラスミドW−gagの構築手順を示す。
FIG. 1 shows plasmid pUHK, and FIG. 2 shows plasmid pNZ68K.
2 and 3 show the procedure for constructing the plasmid W-gag.

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−124091(JP,A) Journal of Virolo gy,Vol.63,No.3,P.1451 −1454(MAR1989)Continuation of front page (56) References JP-A-2-124951 (JP, A) Journal of Virology, Vol. 63, No. 3, p. 1451 -1454 (MAR1989)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】少なくともレトロウィルスに属するウィル
スのenv遺伝子を含まずレトロウィルスに属するウィル
スのgag遺伝子及びpol遺伝子を組み込んだワクチニア・
ウィルスを感染させた動物細胞を培養し、その培養上清
より単離することを特徴とする (1)比重1.15の、 (2)envタンパク質を含まない、 (3)逆転写酵素活性のある レトロウィルス・コア構造物粒子の製造方法。
1. A vaccinia bacterium which does not contain at least the env gene of a virus belonging to the retrovirus but incorporates the gag gene and pol gene of the virus belonging to the retrovirus.
A virus-infected animal cell is cultured, and isolated from the culture supernatant. (1) Specific gravity of 1.15; (2) env protein-free; (3) Retro with reverse transcriptase activity A method for producing virus core structure particles.
【請求項2】レトロウィルスに属するウィルスがHIV−
I、HIV−II、HTLV−I、またはHTLV−IIである請求項
1記載のレトロウィルス・コア構造物粒子の製造方法。
2. The virus belonging to the retrovirus is HIV-
The method for producing retrovirus core structure particles according to claim 1, which is I, HIV-II, HTLV-I, or HTLV-II.
【請求項3】請求項1または2記載のレトロウィルス・
コア構造物粒子の製造方法により製造されたレトロウィ
ルス・コア構造物粒子。
3. The retrovirus according to claim 1 or 2,
Retrovirus core structure particles produced by the method for producing core structure particles.
JP2-138474A 1989-05-30 1990-05-30 Method for producing retrovirus core structure and particles produced thereby Expired - Lifetime JP3001610B2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1-136862 1989-05-30
JP13686289 1989-05-30

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0372874A JPH0372874A (en) 1991-03-28
JP3001610B2 true JP3001610B2 (en) 2000-01-24

Family

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Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Journal of Virology,Vol.63,No.3,P.1451−1454(MAR1989)

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