JP3091527B2 - ヒトライノウイルスレセプタ蛋白質の多量体形態 - Google Patents
ヒトライノウイルスレセプタ蛋白質の多量体形態Info
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Description
に結合しそしてHRV感染力を有効に減少させることが
できるところの、新規な多量体配置および形態の細胞間
接着分子(ICAM)(これらの蛋白質の短縮されてい
ない形態および切形の形態を含む)に関する。
としても知られている短縮されていないICAMは、ト
ランスメンブランICAM(tmICAM−1)と呼ば
れており、切形ICAM(tICAM)としても知られ
ている非トランスメンブランICAMは、短縮されてい
る。多量体配置にあり、好適には二量体として存在して
いる場合、これらの蛋白質は、ヒトのライノウイルス
(HRV)の結合を増強し、そしてHRV感染力を減少
させることができる。更に、これらの多量化された蛋白
質はまた、「主要」群のヒトのライノウイルスレセプタ
(HRR)、例えばコクサッキーAウイルスと結合する
ことが知られている他のウイルスの感染力を減少させる
ためにも用いられ、そしてまた、免疫学的応答に関連し
ている数多くの細胞接着工程にとって重要なところの、
トランスメンブラン細胞間接着物質(tmICAM)と
リンパ球機能関連抗原−1(LFA−1)との相互作用
を防止するためにも使用され得る。最後に、これらの多
量化された蛋白質は、特にこの相互作用に影響を与える
ことを意図した他の薬剤の設計に関するICAM−1/
HRV相互作用の研究のために用いられてもよい。
因となる主要な仲介物である。それらはピコルナウイル
ス科に属し、そしてそれらが結合する宿主細胞のレセプ
タを基準にして分類され得る。Tomassini他、J. Viro
l.、 58: 290 (1986)には、ヒトのライノウイルスの細
胞付着に関連しているレセプタ蛋白質の単離が報告され
ている。115個以上の血細型のライノウイルス並びに
数種のコクサッキーAウイルスの約90%は、「主要」
ヒトライノウイルスレセプタ(HRR)として呼ばれて
いる単一の通常レセプタと結合し、残りの10%は他の
1種以上の細胞レセプタと結合する。
著のCell,56:839 (1989)において、95,000ダル
トンの見掛け分子質量を有し、そして前述した細胞間接
着分子(ICAM−1)と呼ばれている細胞表面蛋白質
のヌクレオチド配列から推論されるアミノ酸配列と本質
的に同一なアミノ配列を有する糖蛋白質として、該主要
HRRを同定した。Simm ons,D.et al.,Nature 331:6
24 (1988)。Staunton,et al.,Cell, 52:925-933 (19
88)。続いて、Staunton, D.E.et al.,Cell,56:849 (19
89)において、ICAM−1がHRVのための主要な表
面レセプタであることを確認した。Staunton, et al.,
Cell, 61:243-254 (1990)も参照。
ンブラン蛋白質505アミノ酸であり、そしてi)この
アミノ酸末端における5個の免疫グロブリン様細胞外ド
メイン(アミノ酸残基1〜453)、ii)疎水性トラ
ンスメンブランドメイン(454〜477)、およii
i)カルボキシ末端における短い細胞質ドメイン(47
8〜505)を有している。ICAM−1は、免疫グロ
ブリン超遺伝子系の1員であり、そして白血球分子のた
めのリガンド、リンパ球機能関連分子−1(LFA−
1)、インテグリン(integ rin)系の1員として機能
する。ICAM−1に対するLFA−1の異型結合は、
多様な細胞種の細胞接着をもたらし、そしてこれは、幅
広い範囲の免疫相互作用において重要であり、そして炎
症応答中のシトキンによるICAM−1発現を誘発させ
ることによって、炎症部位に対する白血球の局在化が調
節され得る。ICAM−1の主要構造は、2つの細胞接
着分子、即ち神経細胞接着分子(NCAM)およびミエ
リン関連糖蛋白質(MAG)と同族であることが見いだ
された。
感染力を減少させるための研究のいくつかの方法には、
次のものが含まれる:i)細胞に対するウイルスの結合
を防止する用途のための、細胞表面レセプタに対する抗
体の開発、ii)宿主細胞中の抗ウイルス状態を促進す
るためのインターフェロンの使用、iii)ウイルスの
複製を抑制するための種々の薬剤の開発、iv)ウイル
スカプシド蛋白質/ペプチドに対する抗体の開発、そし
てv)単離した細胞表面レセプタ蛋白質を用いたウイル
ス感染の防止(これは特に、細胞表面レセプタのウイル
ス結合ドメインを妨害するものである)。
ell、 56:879 (1989)には、精製したtmICAM−1を
インビトロでライノウイルスHRV3に結合させること
ができたと報告されている。HRV2、HRV3、およ
びHRV14を用いた未公開の結果は、特に、ICAM
−1を以下で更に考察するような特別な形態および立体
配置で供給する条件下で結合化研究を行う場合、ライノ
ウイルスに対する結合能力と、ライノウイルスを中和す
る能力との間に正の相関関係があることを明らかに示し
ている。HRV14およびHRV2を用いた結果(未公
開)は、ウイルスのレセプタの種類と、インビトロでt
mICAM−1に結合する能力との間に正の相関関係が
あることを明らかに示している。即ち、主要レセプタで
あるICAM−1は、HRV3、HRV4、および他の
「主要」レセプタ抗原型と結合でき、そしてそれらを中
和できるが、一方それは、HRV2、即ち「少数」レセ
プタ抗原型とは結合することもなく、それを中和するこ
ともない。精製したtmICAM−1を用いた更に一層
の試験(未公開)は、ライノウイルスを予めtmICA
M−1で処理したとき、プラーク減少定量法においてラ
イノウイルスの感染を有効に抑制(10nMレセプタで
タイターの50%の減少、および100nMレセプタ蛋
白質でタイターの1ログの減少)することを明らかに示
している。これらのデータは、10nMの見掛け解離定
数を有するヒーラー細胞のICAM−1に対するライノ
ウイルスの親和力と一致しており、そしてこれは、この
ウイルスに対する該レセプタの結合能力と、該ウイルス
を中和する能力との間に直接の関係があることを示して
いた。
ころ商業的には不可能であるため、更に活性を示す形態
でtmICAM−1を維持するためには界面活性剤の使
用が必要であるため、ライノウイルス抑制因子としての
使用のためのレセプタ蛋白質製造の代替手段が望まれて
いる。切形ICAM−1分子を生産させるため遺伝学的
に変質させたtmICAM−1 cDNA遺伝子の形態
が開発された(並びに、発現生成物を生産する細胞系:
U.S.S.N. 390,662)。これらの切形形態のICAM−1
(tICAM(453))および(tICAM(18
5))は、該トランスメンブラン領域が欠失しており、
そして細胞培地中に分泌される。それらは、上記Greve、
他、 Cell、 56:879 (1989)中に記述されている定量法に
おいてライノウイルスと結合するが、しかしながら、t
mICAM−1に比較して本質的に減少したレベルであ
る。従って、ライノウイルス感染の抑制因子としてのそ
れらの有効性は、tmICAM−1のそれよりも低いと
考えられる。一般的に、共出願中のU.S.S.N. 130,378、
U.S.S.N. 239,570、 U.S.S.N. 262,428、 U.S.S.N. 239,5
71およびU.S.S.N. 390,662参照。
びそのCIP出願U.S.S.N. 262,428およびU.S.S.N. 39
0,662は、溶液中にトランスメンブラン蛋白質を維持す
るため非イオン系界面活性剤を用いたライノウイルス感
染の抑制因子としてのトランスメンブランライノウイル
スレセプタの使用を意図したものであり、更にトランス
メンブラン細胞間接着分子(tmICAM)の細胞外ド
メイン1、2および3を有し、そして切形形態が可溶化
のための非イオン系界面活性剤の存在を必要としないと
ころの、切形細胞間接着分子(tICAM)を意図した
ものであり、そして1987年12月8日出願のU.S.S.N. 130,
378およびそのCIP出願U.S.S.N. 262,570は、主要ラ
イノウイルスレセプタ(HRR)を発現する移入された
細胞系、および細胞間接着分子としてのHRRの同定を
意図したものであり、そして1989年1月24日出願のU.S.
S.N. 301,192およびそのCIP出願U.S.S.N. 449,356
は、tmICAMに関連しているがtmICAMとは異
なる天然に存在する可溶ICAM(sICAM)(この
sICAMは、該トランスメンブラン領域および細胞質
領域に伸びているアミノ酸が欠失しており、更に、この
sICAMはそのC末端に11個のアミノ酸から成る新
規な配列を有している)を意図したものである。次に、
Marlin,S.D.et al.,Nature 344:70(1990)には、可
溶切形形態の、通常はメンブランと結合しているICA
M−1分子(彼らは、これをsICAM−1と呼んでい
る)の建造および精製が報告されている。これは、トラ
ンスメンブランドメインと、欠失した蛋白質を有する細
胞質ドメインの両方を有しており、そしてこれは、その
カルボキシル末端が控え目に単一置換されていること
で、野生型のアミノ酸配列とは異なっている。これは、
ICAM−1の残基1〜452と、C末端の新規なフェ
ニルアラニン残基とを有している。これらの研究者達
は、細胞とHRV14ウイルスとが結合するのを防止す
るためはsICAM−1が>50μg/mLのレベルで
必要であることを示した。しかしながら、彼らはまた、
培地中に一定して存在している場合、1μg/mL(1
8nM)のsICAM−1がHRV54による感染の進
行を50%まで抑制できることも見い出した。この抑制
活性は、このウイルスのレセプタの種類と関連していた
(しかしながら、ここでは、ポリオウイルスまたはHR
V2ではなくコクサッキーA13が抑制され、そしてH
RV14に関する感染力データは報告されていなかっ
た)。このように、彼らは、結合と感染力抑制との間の
直接の相関関係を示していなかった。更に、下記により
詳しく考察するように、Marlin,et al.が得た結果を
再現する試みは不成功に終わり、そしてこのことは、ウ
イルスのタイターを50%減少させるためには、より高
い濃度の切形形態のICAM(トランスメンブランIC
AMよりも10倍高い)が必要であることを示唆してい
る。
程有効に、ヒトのライノウイルスと結合しそしてその感
染力を有効に減少させる(単離された細胞表面レセプタ
蛋白質を用いたウイルス感染の防止による)薬剤を示す
ことはできなかった、従って、本分野では、ヒトのライ
ノウイルスに対して有効に結合でき、そしてHRV感染
力を有効に減少させることができる形態のICAM−1
に対する必要性が継続して存在している。
メンブランICAM(tmICAM−1)、並びに多量
体配置の非トランスメンブランICAM(tICAM)
を提供するものである。非トランスメンブランICAM
は切形ICAM、即ち本質的にカルボキシル細胞内ドメ
インを有していなくそして疎水性メンブランドメインを
有していないICAMとしても知られており、そしてこ
れには、tICAM(453)およびtICAM(18
5)の形態が含まれるが、これに限定されるものではな
い。ICAMの非トランスメンブラン形態は、連結を容
易にするICAMの官能誘導体およびtICAMのミュ
ーテイン(mutein)形態を含むことができる。この切形
ICAM形態が多量体配置にあり、好適には二量体とし
て存在している場合、これらはヒトのライノウイルスの
結合を増強し、そしてウイルスの感染を減少させること
ができる。このICAMの異なる形態、即ちトランスメ
ンブランおよび非トランスメンブランは、支持体に吸着
させることによって多量化できる。この支持体は、ニト
ロセルロース、PVDF、DEAE、脂質ポリマー類、
並びにアミノデキストラン、或はスペーサーまたはリン
カーの有無に拘らず、tICAMを吸着できるか或はt
ICAMと連結できる種々の不活性ポリマー類からでき
ていてもよい。
例えば抗体、蛋白質担体、或は架橋剤と連結させること
によって多量化できる。抗体の例には、抗ICAM抗
体、CL 203が含まれ、適切な蛋白質担体にはアル
ブミンおよびプロテオグリカン類が含まれ、そして適切
な架橋剤にはヘテロ二官能およびホモ二官能架橋剤、例
えば二官能N−ヒドロキシスクシニミドエステル、イミ
ドエステル、またはビス−マレイミドヘキサン類が含ま
れる。連結を容易にするため、このICAMは、反応活
性を示すアミノ酸残基、例えばリジン、システイン、或
は連結を容易にする部位(類)を与える他のアミノ酸残
基(類)を用いて、カルボキシル末端またはアミノ末端
のどちらかを修飾することができる。これらの種類の修
飾されたICAMはミューテインと呼ばれる。加うる
に、このICAMは、どちらかの末端を修飾して、オリ
ゴマーミセルの形成を促進させることのできる脂質を含
有することができる。多量体ICAMを構成するこのI
CAMは、完全グリコシル化または部分グリコシル化さ
せるか、或は非グリコシル化であり得る。
ノウイルス、および「主要」群レセプタウイルス類、リ
ンパ球機能関連抗原−1(LFA−1)、熱帯マラリア
原虫(マラリア)などに対するICAMおよびそれらの
機能誘導体の結合を増強させるための方法(ここで、こ
のICAMは、ある形態およびある立体配置で、該リガ
ンドに供給され、そしてここで、該リガンドに対する該
ICAMの結合が増強される)を提供するものである。
このICAMの形態は、トランスメンブランまたは非ト
ランスメンブラン(切形)のどちらかであり得る。切形
ICAMは、本質的にカルボキシル細胞内ドメインを有
していなくそして疎水性メンブランドメインを有してい
ないICAMである。ICAMの好適な切形形態には、
tICAM(453)およびtICAM(185)が含
まれる。このICAMは、そのカルボキシル末端または
アミノ末端のどちらかを修飾して、多量体ICAMの形
成を増強させることができる。これらの修飾には、反応
性を示すアミノ酸残基、例えばリジン、システイン、或
は連結を容易にさせるための部位(類)を与える他のア
ミノ酸残基(類)の付加が含まれる。この方法のICA
Mのためのヌクレオチド配列は、ベクター、例えばプラ
スミド中に含有させることができ、そしてこのベクター
を宿主細胞、例えば真核もしくは原核細胞に導入するこ
とができる。好適な真核細胞は、哺乳動物の細胞、即ち
チャイニーズハムスター卵巣細胞であり、好適な原核細
胞は大腸菌である。
多量体であり、二量体が最も好適である。この多量体配
置は、第2ICAMと架橋した第1ICAMから成る
か、或はICAMを支持体に吸着させ、それによって多
量体配置を生じさせることから成なっていてもよい。こ
の支持体は、高分子量の本質的に不活性なポリマー類、
例えばニトロセルロース、PVDF、DEAE、脂質ポ
リマー類、並びにアミノデキストラン、或はスペーサー
またはリンカーの有無に拘らず、ICAMを吸着できる
か或はICAMと連結できる種々のポリマー類であって
もよい。この多量体ICAMは、例えば抗体、蛋白質担
体、または架橋剤と連結させることによって多量化でき
る。好適な架橋剤には、ヘテロ二官能およびホモ二官能
架橋剤、例えば二官能N−ヒドロキシスクシニミドエス
テル、イミドエステル、ビス−マレイミドヘキサン類が
含まれ、好適な蛋白質担体には、アルブミンおよびプロ
テオグリカンが含まれ、好適な抗体の例にはCL 20
3、およびHRV結合を妨げないいかなる他の抗体も含
まれる。
希釈剤、補助剤または担体を含有し、そして活性材料と
して、ヒトのライノウイルスへの結合活性およびウイル
ス感染の減少活性を有することによって特徴づけられる
有効量のポリペプチドを含有している新規な薬学的組成
物を提供するものである。
施するための数多くの説明的実施例を含む下記の詳細な
説明を考慮するとき明らかになるであろう。
離されたtmICAM−1は、主要レセプタ群に属する
ヒトのライノウイルス類を中和する能力を有している
が、しかしそれは、界面活性剤の入っている溶液中に保
持されている場合のみである。ICAM−1の特定の可
溶フラグメントはウイルスとの結合に対して減少した能
力を有しており、そしてtmICAM−1と同じ程有効
には感染力を減少させないことを見い出した。今日ま
で、誰も、この減少した能力の理由を確かめることは出
来なかった。
プタが五量体の形態で細胞上に存在しているとの提案が
なされた。Tomassini、 J. およびColonno、 R.、Virol.、
58:290-295 (1986)。しかしながら、ヒーラー細胞と結
合しているライノウイルスおよび抗ICAM−1単クロ
ーン抗体の定量(この共発明者の未公開結果)は、細胞
1個当たり最高で30,000ビリオン結合(35Sメチ
オニン標識したHRVの結合により測定)であり、そし
て細胞1個当たり50,000〜60,000個のIC
AM−1分子(ICAM−1と、放射能標識したMab
の結合により測定)であることがわかった。これらの結
果により、更に、細胞の表面上のICAM−1分子が、
細胞に結合しているHRV粒子に対して5個というより
はむしろ、1および2個のみが結合する可能性があるこ
とを試験する研究を促進させた。C末端トランスメンブ
ランドメインが欠失しており、そして哺乳動物細胞の培
地中に分泌させられるところの、遺伝子工学で製造した
形態の切形ICAM−1を、組換遺伝子を用いて移入し
た。そのための遺伝子を用いて安定に移入させた細胞の
消費培地からの、該分泌されたICAM分子の2つ、即
ちtICAM(453)およびtICAM(185)の
精製を以下に説明する。溶液−HRV結合定量法におい
て、そしてHRV中和定量法において、tICAM(4
53)は、tmICAM−1に比較して、HRVに対し
て本質的に減少した(約200倍)親和性を有すること
を見い出した。しかしながら、tmICAM−1、或は
tICAM(453)またはtICAM(185)のい
ずれかを、最初に、数多くの不溶支持体、例えばニトロ
セルロース、PVDF(二フッ化ポリビニリデン)、ま
たはDEAE(ジエチルアミノエチル)メンブランのい
ずれか1つに吸着させ、そして次に、放射性HRVと一
緒に培養すると、tICAM(453)のウイルス結合
活性がtmICAM−1のそれに匹敵するようになる。
HRVに対する多量体tICAM(453)、或は多量
体tICAM(185)のこの結合は、ヒーラー細胞上
のICAM−1に対するHRVの結合と同様の特性を有
しており、即ち、これは抗ICAM−1 Mabで抑制
され、そしてこれは主要レセプタ群のライノウイルスに
とって特異的であり、並びにこれは、細胞に対するライ
ノウイルスの結合と同様な温度依存性を有している(即
ち、37℃で良く結合し、そして4℃では検出できな
い)。
よび言葉には下記の定義が含まれているが、必ずしもこ
れに限定されるものではない。
よび二量体に限定されるものではなく、これにはICA
M−1分子のいかなる多量体配置、或はウイルスの結合
および感染力の減少に有効なそれらのフラグメントも含
まれる。
性メンブランに伸びている配列を有しており、そして結
合したメンブランであるICAM−1蛋白質分子の形態
を意味している。
合したメンブランというよりはむしろ、可溶蛋白質とし
て細胞培地中に分泌される蛋白質のいわゆる「切形」形
態、並びに非イオン系界面活性剤中に細胞を溶解するこ
とによって細胞メンブランから可溶化された「トランス
メンブラン」形態を含むICAM−1蛋白質の可溶形態
を意味している。
れていないトランスメンブラン形態以下のいかなる蛋白
質形態も含まれる。
いない(全長)ICAM形態と、部分的な長さ(部分
長)ICAM形態とを区別するために用い、一方、
「(立体)配置」は、一般に、可能なICAM形態の単
量体、二量体、および多量体配置を区別するために用い
る。
配置は、単量体または多量体に拘らず、そしてミューテ
インを含む、その全長またはフラグメントに拘らず、こ
の分子が、ウイルスの結合および感染力の減少において
有効性を保持している限り、完全にもしくは部分的にグ
リコシル化されていてもよいか、或は完全に非グリコシ
ル化であってもよい。
Mの形態および立体配置のいずれかの少なくとも1つと
結合できる何かを含むために用いられ、そしてこれに
は、限定されるものではないが、ヒトのライノウイル
ス、「主要」群のヒトライノウイルスレセプタと結合す
る他のウイルス、リンパ球機能関連抗原−1、および熱
帯マラリヤ原虫(マラリヤ)が含まれる。
一般に、Hamparian、 V.、 他、Virol.、 159:191-192 (19
87)で分類されているような全てのヒト血細型のヒトラ
イノウイルスが含まれる。
のである。
および定量に関する。
ーン抗体の生産および単離に関する。
1 cDNAからの非トランスメンブラン切形形態のI
CAM cDNAの建造に関する。
クションおよびICAM cDNAの非トランスメンブ
ラン切形形態の発現に関する。
ンブラン切形形態の単離および精製に関する。
M(185)、およびtICAM(453)の放射能標
識、および単クローン抗体に対する保持された結合能力
の立証に関する。
ランスメンブラン切形形態のICAM−1のヒトライノ
ウイルス結合の定量に関する。
たらすtICAM(453)の架橋に関する。
トランスメンブラン切形形態のICAM−1の多量化に
関する。
および多量体非トランスメンブラン切形形態のICAM
−1の感染力−中和定量に関する。
−1相互作用の有効な抑制因子としての、トランスメン
ブランおよび切形形態のICAM−1の多量体形態の使
用に関する。
eve、 他、Cell、 56:839 (1989)中に本質的に記述され
ているように、ライノウイルスを増殖させ、精製し、そ
して定量した。これらの試験のために選択した血細型に
は、HRV14、即ちこの分野の標準型、およびHRV
3(これは、HRV14よりも約10倍高い、ICAM
に対する親和力を有している)が含まれる。HRV2
(これは、「主要」レセプタとよりはむしろ「少数」レ
セプタと結合する)を負の対照として用いた。
びHRV14は、American Type Culture Collectionか
ら入手し、プラーク精製し、そして感染させたヒーラー
(HeLa)−S3細胞の溶解産物から単離した。精製
したライノウイルスは、ポリエチレングリコール沈澱お
よびサクロース勾配沈降で調製した。細胞の純度は、カ
プシド蛋白質のSDS−PAGE分析および電子顕微鏡
で測定した。Minor、 P.D.、 Growth著、 「ピコルナウイ
ルスの定量および精製」(assay and purification of
picornaviruses)[「ウイルス学:実用アプローチ」
(Virology:A Practical Approach)、 B.W.J. Mahy編
集、 (Oxford:IRL Press)、25ー41頁]に本質的に記述
されているように、細胞変性効果を記録する制限希釈感
染定量法によって、感染力を定量した。
(PBS)中の107個無傷ヒーラー細胞を腹こう内注
射することによって、BALB/cByJのメスのマウ
スの細胞を免疫化させた。2週間後、このマウスは出血
し、そして一定量の血清を、ヒーラー細胞のHRV14
感染に対する保護効果を試験するため用いた。陽性のマ
ウスに、最終的に、更に107個のヒーラー細胞を注射
し、そして3日後、脾臓の細胞をP3X63-Ag8.653骨髄腫
細胞(Galfre、 他、 Nature、 266:550-552 (1977))に
融合させて、全体で約700個のハイブリドーマ含有ウ
エルを生じさせた。96個のウエルを有するプレート中
で、3x104ヒーラー細胞を、100μLの上澄み液
と一緒に37℃で1時間培養し、次に、この細胞をPB
Sで洗浄し、そして充分な量のHRV14を加え、24
〜36時間で完全な細胞変性効果を生じさせた後、各々
のウエルを検査した。陽性(感染から保護された)のウ
エルを36時間後記録した。
ウエルから細胞を取り出した後、96個のウエルを有す
るミクロタイタープレート中で制限希釈することによっ
てクローン化した。これらのウエルから得た上澄み液
を、細胞保護定量法で試験した後、陽性を示すウエルを
再び同定した。ハイブリドーマ含有ウエルの全てが陽性
になり、クローン集団が得られたことが示されるまで、
更にクローン化を行った。4つのクローン化した細胞
系、およびそれらの相当する抗体が得られ、そしてこれ
らを各々、c78.1A、c78.2A、c78.4
A、c78.5A、c92.1Aおよびc92.5Aで
表示した。
an Type Culture Collection、12301 Parklawn Drive、
Rockville、 Maryland 20852に寄託し、HB9594と
表示された。
ンスメンブラン切形形態のICAM cDNAの建造 A.ICAM−1 cDNAの調製 供給者が推奨する条件下、AmershamTM cDNA合成キット
を用いて、HE1細胞からのポリA+RNAから、ラン
ダムに開始させたcDNAを合成した。プライマーPC
R5.1:(ggaattcATGGCTCCCAGCAGCCCCCGGCCC) およびPCR3.1:(ggaattcTCAGGGAGGCGTGGCTTGTGTG
TT) を用い、25サイクルのための100ngのcDNAを
用いて、PCR増幅を行った。増幅サイクルは、94℃
で1分間、55℃で2分間、および72℃で4分間から
なっていた。PCR反応の生産物を、EcoR1で消化
させた後、EcoR1消化したファージベクターλGT
10(StratageneTM)でクローン化した。組換ファージ
クローン体を、ICAM−1特異オリゴヌクレオチド: GAGGTGTTCTCAAACAGCTCCAGCCCTTGGGGCCGCAGGTCCAGTTC(IC
AM1)および CGCTGGCAGGACAAAGGTCTGGAGCTGGTAGGGGGCCGAGGTGTTCT(IC
AM3) を用いたプラークハイブリッド形成でスクリーンにかけ
た。
択した後、精製した。EcoR1消化により挿入断片を
除去した後、Bluescript KS+のEcoR1部位中にサブ
クローン化した。このクローン体をpHRR2と名付け
た。この全体の挿入断片の配列を決め、そしてこれは、
Gの代わりにA 1462を単置換したPCR ICAM
−1配列(Simmons、 他、 Nature、 331:624 (1988);Sta
unton、 他、Cell、 52:925-933 (1988))で特性が与え
られているような、イニシエーターATGコドンで始ま
りTGA終止コドンで終わる全体のICAM−1暗号化
配列を有することが見いだされた。同様の変化が、個々
の数種のクローン体中で同定され、従って、これはIC
AM−1遺伝子の多型性を表している。
CAM(185)の建造 母型として、短縮されていないICAM−1 cDNA
クローン体pHRR−2を用いたPCR増幅反応(Saik
i、 他、 Science、 230:1350-1354 (1985))で、ICA
M−1 cDNAの修飾形態を創作した。このプラスミ
ドDNAをEcoR1で消化させて、該ICAM−1挿
入断片を切除した後、アルカリ性ホスファターゼを用い
て処理し、次の連結反応段階でこのベクターが再び円形
になるのを防止した。10gの切除DNAに、下記の条
件下:温度(℃) 時間(分) 94 1 55 2 72 1.5 71 4(最終拡大) で、tICAM−453のためのオリゴヌクレオチドプ
ライマーPCR5.5およびPCR3.3、そしてtI
CAM−185のためのPCR5.5および3.10を
用いて10サイクルのPCR増幅を受けさせた。PCR
5.5は、配列: GGAATTCAAGCTTCTCAGCCTCGCTATGGCTCCCAGCAGCCCCCGGCCC (これは、EcoR1およびHindIII部位、12
bp ICAM−1 5’未翻訳配列、およびシグナルペ
プチドをコード化する第一24bpからなっている)を
有している。PCR3.3は、配列: GGAATTCCTGCAGTCACTCATACCGGGGGGAGAGCACATT (これは、EcoR1およびPst1部位、終止コド
ン、およびICAM−1の最後の8個の細胞外アミノ酸
(残基446−453)をコード化する塩基を補充する
24bpからなっている)を有している。PCR3.1
0は、配列: TTCTAGAGGATCCTCAAAAGGTCTGGAGCTGGTAGGGGG (これは、Xba1およびBamH1部位、終止コド
ン、およびICAM−1の残基178−185をコード
化する塩基を補充する24bpからなっている)を有し
ている。
ICAM(453))、或はEcoR1およびBamH
1(tICAM(185))を用いて消化させた後、Bl
uescriptTM SK+(Stratagene)のポリリンカー部位中に
クローン化した。この所望挿入断片を含有しているクロ
ーン体は、制限分析およびDNA配列決定によって確認
された。HindIIIおよびXbaIを用いて消化す
ることにより、該挿入断片をBluescriptTMから切除した
後、このHindIIIおよびXbaI部位の発現ベク
ターCDM8(Seed、 Nature、 239:840 (1987))中に挿
入した。pHRR−8.2として表示したtICAM
(453)挿入断片含有クローン体、およびpHRR2
3−13として表示したtICAM(185)挿入断片
含有クローン体を選択し、そして一層の配列決定分析を
行った。これによって、所望終止コドンの存在が立証さ
れ、そしてICAM−1暗号化配列の選択された領域の
完全性が立証された。
れらのプラスミドをCOS細胞中に移入させた後、この
細胞を、分析前72時間培養した。間接免疫蛍光、およ
びICAM−1に特異な単クローン抗体を用いたFAC
Sで、表面発現を監視した。COS細胞中の一過性発
現、およびc78.4A Mab(単クローン抗体)を
用いた代謝標識(35S システイン)細胞上澄み液の免
疫沈澱の結果、各々、pHRR23−13およびpHR
R8.2からの45kdおよび80kdの可溶ICAM
−1フラグメントの生産が示された。安定なチャイニー
ズハムスター卵巣細胞トランスフェクタント(transfec
tants)の調製は、下記の実施例4で記述する。
ランICAM−1分子 Qに対する各々N−103、N−118、N−156お
よびN−173の同時変異誘発で、修飾した短縮されて
いないICAM−1を製造した。これにより、ICAM
−1分子の細胞外D2ドメインから4つのN−連結グリ
コシル化部位全てを除去する。非グリコシル化トランス
メンブランICAMと呼ばれているこのとき得られる分
子は、COS細胞の表面上に発現し、未修飾ICAM−
1に匹敵するレベルで、放射能標識されたHRV3と結
合することができた。この結果は、ドメイン2(最初の
184個のアミノ酸)のグリコシル化はICAM−1に
対するウイルスの結合には不必要であることを示してい
る。
修飾でき、修飾非グリコシル化非トランスメンブランI
CAM−1分子を生じさせることができると期待され
る。
して適切な非トランスメンブラン(切形)ICAM−1
含有反応性残基の遺伝工学的形態の建造 C末端に新規なリジン残基を付加したICAM−1の4
53アミノ酸細胞外ドメインから成る分子を、上述した
ように、pHRR−2 cDNAのPCR修飾により建
造した。使用したプライマーは、PCR5.5(上に記
述)およびPCR3.19(これは次の配列: TTCTAGAGGATCCTCACTTCTCATACCGGGGGGAGAGCACATT を有し、そしてXbaIおよびBamHI部位、終止コ
ドン、Lysコドン、およびアミノ酸残基446〜45
3をコード化する配列を補充する24個の塩基から成
る)である。CDM8ベクター中へのクローン化に続い
て、COS細胞中の一過性発現によって、tICAM−
453Kの生産が確認された。安定なCHO細胞系が、
前述したように、pSV2−DHFRを用いた共トラン
スフェクションによって生じた。
は次の配列: TTCTAGAGGATCCTCACTTAAAGGTCTGGAGCTGGTAGGGGGC を有し、そしてXbaIおよびBamHI部位、終止コ
ドン、Lysコドン、および残基178〜185をコー
ド化する配列を補充する24個の塩基から成る)を用い
て、同様な方策を、tICAM(185)C末端へのL
ys残基付加に用いた。一過性COS細胞発現により、
tICAM−185の生産が確認され、そして安定なC
HO細胞系が前述したように誘導された。
M(1−452)の3つの異なる形態を、短縮されてい
ないICAM−1 cDNAの部位特異的変異誘発で建
造した。各々の建造において、E−435 GAGをT
AGに変えることによって終止コドンを導入した。この
ように、このC末端はY−452である。2番目の部位
特異的変異誘発を用いて、残基N−338、T−36
0、およびQ−387を各々別々にCysに変異させ
た。所望の変異の存在は、DNA配列決定によって確認
した。
これらの領域の表面暴露を予測するための、表面確率に
関するコンピューターで生じさせたプロットを基にして
選択した。また、T−360は、潜在的N連結グリコシ
ル化の部位であるN−358の直ぐ近くに存在してい
る。この3つのCys修飾の各々は発現し、そして移入
されたCOS細胞の媒体中に分泌される。還元および非
還元条件下でこの蛋白質を検査した結果、二量体の存在
に関するいかなる示唆も示されなかった。スルフヒドリ
ル基に対して反応性を示す架橋剤が、多量体形態を得る
ためこのCys修飾tICAM形態を架橋させるために
用いることができると予測される。
の非トランスメンブラン切形形態の発現 A. 真核細胞のトランスフェクション ジヒドロ葉酸塩還元酵素(DHFR)が欠損しているチ
ャイニーズハムスター卵巣細胞(CHO)を、Cutter L
abs (Berkeley、 CA.)から入手した。SV40プロモー
ターの制御下、マウスのジヒドロ葉酸塩還元酵素(DH
FR)を含有しているプラスミドpSV2 DHFR、
およびtICAM−453、或はCDM8ベクター(Se
ed および Aruffo、 PANS、 84:3365-3369 (1987))中の
tICAM−184建造物と一緒に共移入した。
n)および燐酸カルシウム方法の両方を用いてトランス
フェクションを行った。上記Bebbington。移入したDH
FR陽性細胞を、無ヌクレオシド媒体上の増殖物から選
択し、そしてトランスフェクタントのプールを制限希釈
でクローン化させた。
c78.5Aを用いた、ICAMに関する二部位放射免
疫検定(RIA)で、培養の上澄み液を検査することに
よって、tICAMを分泌する細胞系を同定した。IC
AM上の1つのエピトープ(例えば、Mab c78.
4A)に対する単クローン抗体を、96個のウエルを有
するプラスチック製プレート(Immunlonプレート、Dyna
tech Inc.)に吸着させ、このプレート上の過剰の結合
部位をウシ血清アルブミン(BSA)で制限し、そして
次に、培養上澄み液をプレートで培養した。その後、こ
のプレートを洗浄し、そして、125I−Mab(ICA
M上の2番目のエピトープ、例えばc78.5Aに対し
て特異的)を一緒に培養し、そして洗浄後、結合した
125IgGの量を測定した。tICAMの濃度を、公知
濃度のtm−ICAMの標準曲線に対して、未知濃度か
ら得られるRIAデータを比較することによって測定し
た。陽性クローン体を拡張させ、そしてMab c7
8.4Aを用いた代謝標識細胞の上澄み液を免疫沈澱す
ることによって、tICAM形態の発現を確認した。
(tICAM(453))およびCD12.1A(tI
CAM(185))を選択し、そして上記のBebbingto
n、 他が記述しているように、メトトレキセート含有媒
体中で遺伝子増幅を受けさせた。100nMのメトトレ
キセートに対して耐性を示すCT.2Aから誘導された
クローン体、および1μMのメトトレキセートに対して
耐性を示すCD12.1Aクローン体を、可溶切形IC
AM−1蛋白質の精製のために用いた。
インのグリコシル化が必要とされていないため(実施例
3Cで示したように)、原核細胞、例えば大腸菌は成功
裏に移入され、機能的蛋白質を生産することができると
期待される。
よび精製 以前、共出願中のU.S.S.N. 130,378およびGreve、他、Ce
ll、 56:839-847 (1989)中に、c78.4A−Sepharos
eTMを用いた単クローン抗体アフィニティークロマトグ
ラフィーが記述されている。血清含有媒体中に分泌され
るtICAMは、この血清中に混在している蛋白質の水
準が高いため、追加的精製段階が必要とされた。Mab
アフィニティーカラムからの溶離を行う前に、このカラ
ムを1MのNaClで洗浄して、弱く結合している蛋白
質を除去した。tICAM(453)に関しては、この
c78.4−SepharoseTMカラムから溶離した部分的精
製tICAM(453)を、10mMのトリス(pH
6.0)中に透析させ、モノ−QTMカラム(Pharmaci
a)上に吸収させ、そして0〜0.3MのNaCl勾配
で溶離させた。更に、Sepharose-12TMカラム上でゲル濾
過することによって、tICAM184を精製した。
形態は、単クローン抗体アフィニティークロマトグラフ
ィーを用いることなく、標準イオン交換方法を用いて精
製されてもよいと理解される。
CAM(453)の放射能標識、および単クローン抗体
に対する保持された結合能力の立証 単クローン抗体c78.4Aおよびc78.5Aに対し
て反応性を示すエピトープ類は、配置依存性エピトープ
類であり、従って未変性ICAM構造の保持を確かめる
ための分析手段として使用できる。公知量の精製ICA
Mを、c78.4Aまたはc78.5A IgG−Sepha
roseTMと一緒に培養した後、結合した放射能の画分を測
定した。これらの試験によって、この精製したtmIC
AM−1、tICAM(185)、およびtICAM
(453)は、これらの単クローン抗体との結合能力を
完全に保持していることが示された。
で代謝標識した後、細胞溶解産物(トランスメンブラン
ICAMのための)または培養上澄み液(切形ICAM
のための)を製造し、そしてc78.4A IgG−Sep
haroseTMビードと一緒に培養した。このビードを洗浄
し、SDSを用いて、吸着された蛋白質を溶離させ、そ
してSDS−PAGEで分析した。Greve、 他、Cell、 5
6:839-847 (1989)参照。この単離された蛋白質は定量
的にc78.4Aおよびc78.5A Mabと結合す
ることが見いだされた。
tICAM(453)は両方共、未変性のICAM構造
を保持していた。
態のICAM−1のヒトライノウイルス結合の定量 以下に、種々の形態のICAMの結合活性を評価するた
めに用いた3種の結合定量法を記述する。
ICAMを、100μLの10mM HEPES(pH
7.5)、150mM NaCl、1mM MgCl2、
1mM CaCl2、0.1%トリトンX−100中、H
RV3と混合した。この混合物を37℃で30分間培養
し、氷上で冷却し、200μLの10%グリセロール、
0.2Mのトリエタノールアミン(pH7.5)から成
る敷物の上に層状に置き、そして134,000xgで
30分間、4℃で、Beckman空気駆動遠心分離機中で遠
心分離した。上部の275μLを取り出し、そしてSD
S−PAGEおよびセンチレーションカウンティングで
ペレットを分析した。対照区のSDSゲルを銀染色する
実験により、これらの条件下で本質的に全ての該HRV
3がペレット化され、そして本質的に全ての該ICAM
が上澄み液中に残存していることが示された。その結果
を表1に示す。
親和力に変換することはできない。
形態はライノウイルスと結合するが、しかしtmICA
Mのそれに比較すると本質的に減少したレベルであるこ
とを示している。
相対的親和力に関する定量法情報を得るため、溶液競争
定量法を開発し、ここでは、予め固定化したICAM−
1と35S HRV3との結合を抑制するために可溶tm
ICAMまたはtICAMフラグメントを用い、同一条
件下で異なる蛋白質が比較できるように非イオン系界面
活性剤(トリトンX−100)を緩衝液中に入れた。最
初に、tmICAM−1(トリトンX−100の代わり
に0.1%のオクチルグルコシドの存在下で単離)をト
リス/NaCl緩衝液中で10倍に希釈した後、一晩、
ミクロタイタープレート(Immunlon-4、 Dynatech)の壁
に吸着させた。次に、このプレート上の非特異的結合部
位を10mg/mLのBSAで制限した後、0.1%ト
リトンX−100/1mg/mL BSA/トリス/N
aCl中で結合実験を行った。約20,000cpmの
35S HRV3を、種々の量のICAMかtmICA
M、tICAM(453)またはtICAM(185)
と混合し、37℃で1時間培養した後、該ミクロタイタ
ープレートのウエルに添加し、そして37℃で3時間培
養した。このプレートを洗浄した後、結合した放射能を
測定した。
濃度(0.008μM)で、最大値の半分、ウイルスの
結合を抑制したが、一方tICAM(453)およびt
ICAM(185)はずっと高い濃度(それぞれ、2.
8μMおよび7.9μM)で抑制し、即ちtmICAM
よりも350〜約1000倍高い濃度で抑制した。
要な可溶ICAMの濃度である。
も低い親和力ではあるが、tICAM(453)および
tICAM(185)はライノウイルスと結合すること
を立証し、以前の観察を拡張しており、そしてこのウイ
ルスの結合部位はICAM−1の2つのN末端ドメイン
(185残基)内に包含されているとする証拠を与えて
いる。
は、tmICAM−1、tICAM(453)またはt
ICAM(185)をニトロセルロースのフィルターに
吸着させ、このフィルター上の非特異的結合部位を10
mg/mLのウシ血清アルブミン(BSA)で制限した
後、放射能ウイルス、或はICAM−1に対する125I
Mabを、37℃で60分間該フィルターと一緒に培養
した。このフィルターを緩衝液で洗浄した後、このフィ
ルターをX線フィルムに暴露した。
動放射線像の濃度計で測定し、そしてICAMに結合し
た(ブロットに結合した)125Mab c78.4Aまた
はc78.5Aの量を平行して測定することによって、
該ブロットに結合したICAMの量に対して正常化させ
たHRV3の結合(任意単位で表した)として、このデ
ータを表す。その結果を表3に示す。
/125I抗ICAM Mab結合の任意濃度単位で表す。
開始した。結合実験は不確実な結果を示した。立体障害
がある役割を果しているものと予測される。このウイル
スの大きさは約30ナノメーターである。tICAM
(185)の長さは10ナノメーター未満である。スペ
ーサーまたはリンカーを使用すれば、結合に対してより
確かな結果が得られるであろう。
定量条件下では、結合した125I Mabの量に対してウ
イルスの結合量を正常化させたときのtmICAM−1
のレベルに匹敵するレベルで、tICAM(453)が
ライノウイルスと結合できることを示している。更に、
これらの結果は、このtICAM形態はライノウイルス
と結合する能力を有しているが、この結合親和性は該t
ICAMの立体配置に依存していることを示している。
tmICAM−1は小さい多量体(恐らくは二量体)で
あってもよく、そして多量体形態で表されるtICAM
の表示はこの多量体配置に近いものである。
察したように、ライノウイルス粒子の最大数と、細胞と
結合できる抗体分子の最大数との比率が約1.5である
とする定量的結合試験(未公開)から来るものである。
これは、Tomassini、 J. 他、J. Virol.、 58:290 (198
6)の以前の研究(これは、結合には、5個の分子から
成る複合体が必要であることを示唆している)と相反す
るものである。彼らの結論は、ゲル濾過のデータに関す
る誤解した解釈を基としたものであり、結合した界面活
性剤分子を考慮することができなかった。
3)の架橋 tmICAM−1のこのより高い相対的結合活性がその
蛋白質の多量体形態によるものであることの追加的証拠
を得るため、該tICAM(453)蛋白質をCL20
3(即ち、ウイルスとICAM−1との結合を抑制しな
いが、残基184(Staunton、 他、Cell、 56:849 (198
9)およびCell、 61:243 (1990))に対する部位C末端
と結合するところの、ICAM−1に対する単クローン
抗体)と一緒に予備培養した。このように、この抗体
は、tICAM(453)の2つの分子を有効に「架
橋」させて、tICAM(453)の「二量体」を創作
することができ、更に、このtICAM(453)の2
つの分子の各々のウイルス結合部位を妨害しないで行う
ことができる。重量比が4:1のCL203 IgGと
tICAM(453)との混合物を競争定量法で試験し
たとき、この抗体を架橋させたtICAM(453)
が、tICAM(453)単独よりも7.4倍低い濃度
でHRV3結合を抑制することを見い出し、これは、二
量体または小さい多量体であるが故に、tmICAM−
1がより高い親和力でライノウイルスと結合するとの考
えと一致している。
め、ICAMの更に一層修飾した数種の切形形態を、上
記実施例3に記述したようにして建造した。その後、こ
れらの形態は、以下の実施例9で示すように多量化させ
得る。
態のICAM−1の多量化 tICAMを、その単量体形態よりも強化されたウイル
ス結合および中和活性を有する多量体形態に変換するこ
とができる種々の方法がある。例えば、tICAM(4
53)は、不活性ポリマー、例えばアミノデキストラン
(MW40,000)と、ホモ二官能(例えばN−ヒド
ロキシスクシニミド(NHS)エステル)またはヘテロ
二官能(例えば、NHS−エステルと、光活性化可能も
しくはスルフヒドリルに対して反応性を示す基とを含有
しているもの)架橋剤を用いて連結させることができ、
ここでは、このアミノデキストラン上のアミノ基、およ
び該tICAM上のアミノ基または他の基が利用され
る。適切な架橋剤の数多くの例がPierce Chemical Comp
anyのカタログ(Rockford、 Ill.)中に見いだされる。
る化合物に対して弱い反応性を示すため、遺伝工学で製
造したC末端リジン残基を有するtICAM(実施例3
参照)は、ホモ二官能試薬を用いると支持体に対する連
結効率が改良され、一方、遺伝工学的に製造したC末端
システイン残基は、ヘテロ二官能試薬、例えばスルホマ
レイミドベンゾイル−N−ヒドロキシスクシニミドエス
テル(MBS)によって、連結が容易になる。
反応性を示す残基をtICAMのC末端中に遺伝工学的
に組み込むことによって創作できる。例えば、tICA
MのC末端領域に、比較的疎水性の配列を有する遊離シ
ステイン残基が創作できる(これが、溶媒にさらされる
傾向は大である)。これは、二量体をインサイチューで
創作することを可能にし、二者択一的に、単量体を精製
した後、ジスルフィド交換を二量体によりインビトロで
創作することもできると期待される。
残基の置換を行った後、精製した蛋白質をインビトロで
ホモ二官能NHS−エステルで架橋させる必要がある。
上記リジン残基の例は、残基338、360、387で
ある。
イン基を有するtICAMと、ビス−マレイミドヘキサ
ン(Pierce Chemical Co.)または他のビス−マレイミ
ド−同族体とを反応させることによって行われ得る。担
体分子上のアミノ基に対するtICAM上の遊離システ
イン残基の架橋は、m−マレイミドベンゾイル−N−ヒ
ドロキシスクシニミドエステルを用いた反応によって行
われ得る。tICAM分子上のアミノ基の架橋は、ホモ
二官能N−ヒドロキシスクシニミドエステル(例えば、
Pierce ChemicalCo.のカタログ参照)を用いて行われ得
る。二者択一的に、tICAM上の炭水化物基を酸化し
てアルデヒドを生じさせた後、担体分子上のヒドラジン
に対して活性を有するアミノ基と連結させることができ
る。
態のICAM−1の感染力−中和定量 ウイルス感染に関する3つの異なる定量方法を用いた。
これらの異なる定量法は、トランスメンブランICAM
および非トランスメンブラン溶解度の相違を考慮したも
のである。
定量法 この定量法の結果は、細胞を死滅させる効果が存続して
いるウイルスの最大希釈度を示すものである。0.1%
のTX100存在下トランスメンブランICAM蛋白質
と一緒にウイルスを予備培養し、これを順次、培地中に
希釈し、106個細胞/mLのヒーラー細胞と一緒に3
0分間培養し、10倍に希釈した後、種々の希釈度のウ
イルスの入っている96個のウエルを有するミクロタイ
タープレートの複数のウエル中にプレートアウトさせ
る。5日後、感染しているウエルと感染していないウエ
ルを、細胞変性効果(CPE)の存在により点数をつ
け、そしてこのタイターを、元のウイルス1ミリリット
ル当たりのプラーク形成単位(PFU/mL)として表
す。この定量法はU.S.S.N. 239,571に記述されており、
tmICAM−1の抗ウイルス活性を示すために用いら
れる(これには、溶液中に保持させるため界面活性剤の
存在が必要とされた)。使用したICAM蛋白質の濃度
は、最初、該予備培養混合物中の濃度であるが、しかし
ながら、このICAM蛋白質は、この感染を通して一定
に存在しているのではなく、ここでは、該蛋白質を順次
希釈する。このtmICAMを可溶化させるためには界
面活性剤の存在が必要であるが、この界面活性剤が存在
すると細胞を死滅させ、従って、この順次的希釈が必要
である。
法 このプラーク減少定量法、即ちより古典的な定量法で
は、上述したように、ヒーラー細胞を順次希釈したライ
ノウイルスに感染させるが、界面活性剤は存在していな
く、従って、この定量法はtmICAMの分析には使用
できない。この定量法において、該tICAMは、指示
された濃度で一定して該培地中に存在している。この系
ではtmICAM−1(これは界面活性剤の存在を必要
とする)は定量できない、何故ならば、必要とされる界
面活性剤を添加するとヒーラー細胞を死滅させるからで
ある。
存在下でのプラーク減少定量法 この定量法は、Marlin、 他(Nature 1990)が利用した
方法(ここでは、ICAM蛋白質の有り無しで、100
PFUのウイルスにヒーラー細胞の培養物を感染させた
後、細胞変性効果(CPE)が現れるまで約4日間培養
する)に類似している。その後、この培養物をCPEに
関して可視的に記録する。この分析条件は、上記Marlin
と同様であった。点数づけは、クリスタルバイオレット
を用いた染色操作よりはむしろ可視的に行った。
ていなく、該ICAMが一定して存在しており、そして
この分析法は、時間の任意点で、ウイルス複製/増殖の
減少の程度を示すものである。
る定量法から得られたデータを表4に要約する。
に必要なICAM蛋白質の濃度として定義される。
たときでさえ、ウイルス感染の減少において、該切形I
CAM蛋白質よりもtmICAM−1が有意に活性を示
すことを示している。定量法(A)と定量法(B)にお
けるtICAM(453)の中和活性の差は、tICA
M(453)によってもたらされる中和には該培地中に
tICAM(453)が一定して存在していることが必
要であり、そしてこれは可逆的であることを示してい
る。この中和が可逆的であることは、定量法(A)で観
察される中和の不足によって示されている。反対に、定
量法(A)において、tmICAM−1の中和活性はt
ICAM(453)およびtICAM(185)よりも
>667倍高く、そして界面活性剤の存在なしで該培地
中にtmICAM−1を一定して存在させることが可能
である場合、定量法(B)ではより高くなる可能性があ
る。
るため、彼らの分析条件を再現する試みを行った。表4
に示すように、定量法(B)と定量法(C)との結果の
間に良好な相関関係が存在しているが、tICAM(4
53)に関するIC50%はMarlin他で見られるそれよ
りも10倍高い。これが使用したライノウイルスの血細
型による相違のためであるか否かを調べるため、HRV
14およびHRV54(Marlin他が用いた血細型)を用
いてこの定量法を繰り返した。これらの血細型の両方に
関するIC50%は0.2μMのtICAM(453)
であり、このことは、HRV14、HRV54、および
HRV3の間に血細型の感受性に関する相違がないこと
を示している。
が用いたのと同様の緩衝液を使用して、それが定量法
(C)のライノウイルスの感染に影響を与えるか否かを
確認した。Marlin他は、50mMトリエタノールアミン
(TEA)/20mMトリス含有緩衝液中で彼らのsI
CAM−1蛋白質を製造した。この緩衝液単独をHRV
3およびHRV14の対照感染物(1/10倍の容積、
最終濃度5mM TEA/2mM トリス)に加えると、
実際上CPEの完全な抑制が観察された。従って、いず
れかの形態のICAMの存在とは関係なく、ウイルス複
製に対して緩衝液が影響を与えている可能性がある。
の、トランスメンブランおよび切形形態のICAM−1
の多量体形態の使用 ICAM−1の正規な機能は、白血球インテグリンLF
A−1のリガンドとして働くことであり、これらの2つ
の分子間の相互作用が、白血球と種々の他の細胞との間
の粘着をもたらす。細胞上のICAM−1およびLFA
−1の間の粘着を抑制するtICAM(453)の能力
を下記のように試験した。実施例7Cに記述したよう
に、ICAM−1をミクロタイタープレートに吸着させ
た。LFA−1を発現するJY細胞が、ICAM発現細
胞、或はICAM−1をコートした培養皿(Staunton、
他、JCB)に粘着する。JY細胞を、37℃で30分
間、tICAM(453)の有り無しで予備培養した
後、該ICAM−1をコートしたプレートに加え、そし
て37℃で60分間培養した。次に、このミクロタイタ
ープレートを洗浄した後、このプレートに付着した細胞
の数を数えた。
への結合;10μg/mLの抗LFA−1または抗IC
AM−1 MAbは、<1%に結合を抑制した。
M(453)(0.6mg/mL)でさえも、JY細胞
結合に関する低い抑制が観察された。これは、恐らく
は、細胞間の粘着が数千の分子を巻き込む高度の協力工
程であり、そしてtICAM(453)の親和力が低い
ことによるためであろう。多量体配置のtICAM(4
53)またはtICAM(185)を与えると、細胞に
対するtICAMの親和力が増大し、そして炎症または
自己免疫症における有効な抗粘着剤として働き得る。
び中和活性を本質的に増大させる可溶な多量体形態のt
ICAMの創作を記述したものである。
きたが、本発明を考慮するとき、種々の変化および修飾
が本分野の技術者に思い浮かぶものと理解する。
るICAM−1から誘導されるより小さい蛋白質フラグ
メントおよびペプチド類もまた多量体配置で有効である
ことが予測される。多量体ICAMはICAM−1/L
FA−1相互作用の有効な抑制因子であり得ると期待さ
れる、何故ならば、これらの分子間の親和力は極めて低
く、そしてこれらの2つの分子によってもたらされる細
胞−細胞結合は非常に協力的であるからである。
非トランスメンブラン(切形)ICAMであるが、ウイ
ルスとの結合に有効でありそしてウイルスの活性の中和
に有効な他の形態および立体配置を本発明の範囲内に包
含させることの排除を意図したものではない。
プタ蛋白質から可溶な蛋白質形態を製造する本発明の一
般的な方法は、「主要群」のレセプタと結合するウイル
ス以外のウイルスと結合しそしてその感染を減少させる
ために用いられる、他のレセプタ蛋白質の可溶多量体形
態を製造するために用いられ得る。このような他のウイ
ルスには、ポリオ、単純ヘルペス、Epstein-Barrウイル
スが含まれる。
の数多くの修飾および変化が本分野の技術者に思い浮か
ぶものと予想される、従って、それについては、付随す
る請求項で明らかとなる制限のみを置くものとする。
本発明の範囲内に入る同等の変化全てを包含することを
意図するものである。
ある。
ICAMである第1項記載の多量体ICAM。
本質的にカルボキシル細胞内ドメインを有していなくそ
して疎水性メンブランドメインを有していない第2項記
載の多量体ICAM。
tICAM(453)およびtICAM(184)から
成る群から選択される1員である第2項記載の多量体I
CAM。
とによって多量化させた第1項記載の多量体ICAM。
してニトロセルロース、PVDF、DEAE、脂質ポリ
マー、およびアミノデキストランから成る群から選択さ
れる1員である第5項記載の多量体ICAM。
させることによって多量化させた第1項記載の多量体I
CAM。
した第7項記載の多量体ICAM。 9.上記ICAMをカルボキシル末端で修飾した第8項
記載の多量体ICAM。
修飾して反応性を示すアミノ酸残基を含有させた第8項
記載の多量体ICAM。
ジンおよびシステインから成る群から選択される1員で
ある第10項記載の多量体ICAM。
た第8項記載の多量体ICAM。
て反応性を示すアミノ酸残基を含有させた第8項記載の
多量体ICAM。
およびシステインから成る群から選択される1員である
第13項記載の多量体ICAM。
飾してオリゴマーミセルの形成を促進させ得る脂質を含
有させた第8項記載の多量体ICAM。
および架橋剤から成る群から選択される1員である第7
項記載の多量体ICAM。
03である第16項記載の多量体ICAM。
モ二官能架橋剤から成る群から選択される第16項記載
の多量体ICAM。
スクシニミドエステル、イミドエステルおよびビス−マ
レイミド−ヘキサン類から成る群から選択される1員で
ある第18項記載の多量体ICAM。
プロテオグリカン類から成る群から選択される1員であ
る第7項記載の多量体ICAM。
化されたICAM、部分的にグリコシル化されたICA
Mまたは非グリコシル化ICAMから成る群から選択さ
れる1員である第1項記載の多量体ICAM。
スメンブランICAMの結合を強化させる形態および立
体配置の非トランスメンブランICAMを、リガンドに
供給する段階から成る、上記リガンドと上記非トランス
メンブランICAMとの結合を増強させる方法。
が本質的にカルボキシル細胞内ドメインを有していなく
そして疎水性メンブランドメインを有していない第22
項記載の方法。
がtICAM(453)およびtICAM(185)か
ら成る群から選択される1員である第23項記載の方
法。
22項記載の方法。
たはアミノ末端のどちらかで修飾し、そして多量体IC
AMの形成が増強された第22項記載の方法。
ジン添加から成る第26項記載の方法。
離システイン添加から成る第26項記載の方法。
25項記載の方法。
架橋している第1ICAMから成る第25項記載の方
法。
じさせるために支持体に吸着させたICAMから成る第
25項記載の方法。
活性なポリマー類から成る群から選択される1員から成
る第31項記載の方法。
りそしてニトロセルロース、PVDF、DEAE、脂質
ポリマー類、およびアミノデキストランから成る群から
選択される1員である第32項記載の方法。
結させることによって多量化させる第32項記載の方
法。
および架橋剤から成る群から選択される1員である第3
4項記載の方法。
モ二官能架橋剤から成る群から選択される1員である第
35項記載の方法。
プロテオグリカン類から成る群から選択される1員であ
る第32項記載の方法。
03である第37項記載の方法。
ス、主要群レセプタウイルス、リンパ球関連抗原−1
(LFA−1)および熱帯マラリア原虫から成る群から
選択される1員である第22項記載の方法。
補助剤または担体を含有し、そして活性材料として、有
効量の第1項記載ポリペプチドを含有している薬学的組
成物。
Claims (1)
- 【請求項1】 単量体状トランスメンブラン細胞間接着
分子1(tmICAM−1)およびtmICAM−1の
単量体状フラグメントよりなる群からそれぞれ独立に選
ばれる2種もしくはそれ以上の単量体からなり、ただ
し、該各単量体はヒトライノウイルス(HRV)結合部
位を含んでいなければならず、そしてただし、該単量体
から構成される多量体が二量体である場合には、該単量
体は共にtmICAM−1であることはできず、また、
該単量体の少なくとも2つは、相互に、天然のtmIC
AM−1の多量体立体配置に似ているように配向されて
いる多量体薬剤であって、該多量体薬剤がそれを構成す
る少なくとも1つの単量体に関して増強されたウイルス
への結合を示す、主要ヒトライノウイルスレセプタ群の
ウイルスに結合しその感染力を低下させるための多量体
薬剤。
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