JP3166854B2 - 細胞間粘着分子の官能性誘導体を用いた抗ウィルス剤 - Google Patents

細胞間粘着分子の官能性誘導体を用いた抗ウィルス剤

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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は細胞間粘着分子ICAM−１の官能性ドメイン及
びフラグメントに関する。該官能性ドメイン及びフラグ
メントはウイルス、特にライノウイルス病の治療に使用
し得る。
従来技術 I.細胞間粘着分子ICAM−１及び細胞粘着細胞間粘着分子
ICAM−１はRothlein、R.等（J.Immunol、137:1270−127
4（1986））により始めて同定され、かつ部分的に特性
が明らかにされた。ICAM−１、その調製法、精製法及び
特性はアメリカ特許出願07/045,963号（1987年５月４日
登録）、07/115,798号（1987年11月２日登録）、07/15
5,943号（1988年２月16日登録）、07/189,815号（1988
年５月３日登録）、及び07/250,446号（1988年９月28日
登録）に提示されている。
ICAM−１は始め内皮細胞と白血球との間の細胞粘着過
程に関連するものであると考えられていた。細胞粘着は
白血球が循環系から進行中の炎症部位に移動し、バクテ
リアもしくはウイルスなどの外敵に対しホストを適切に
防衛するために内皮細胞などの細胞基質に付着する過程
である。防御システムの優れた見解はEisen、H.W.によ
り“Microbiology、第３版、ペンシルバニア州フィラデ
ルフィア、Harper ＆ Row社刊、（1980）、290−295及
び381−418"において提示されている。
粘着過程に関与する内皮細胞表面の分子の１つがICAM
−１である。この分子は白血球の細胞表面上に存在する
糖たん白質のCD−18群の分子に結合することにより粘着
を仲介することが示されている（Sanchez−Madrid、F.
等、J.Exper.Med.158:1785−1803（1983）;Keizer、G.
D.等、Eur.J.Immunol.15:1142−1147（1985））。この
糖たん白質群は１つのアルファー鎖と１つのベータ鎖を
有するヘテロダイマーからなっている。抗原の各々のア
ルファー鎖は互いに異なるけれども、ベータ鎖は高度に
保護されていることが判明している（Sanchez−Madri
d、F.等、J.Exper.Med.158:1785−1803（1983））。糖
たん白質群のベータ鎖（ある場合には“CD18"と称す）
は95KDの分子量を有することが見い出され、一方アルフ
ァー鎖は150KD−180KDで変化することが見い出された
（Springer、T.,Fed.Proc.44:2660−2663（1985））。
膜たん白質のアルファーサブユニットはベータサブユニ
ットの有する広い相同性を共有していないけれでも、糖
たん白質のアルファーサブユニットの近似分析は両者の
間に実質的な類似性があることを示している。CD−18群
には、p150、95、MAC−１及びLFA−１の三つの主要メン
バーがある。Mac−１はマクロファージ、顆粒球及び大
顆粒リンパ球に見い出されヘテロダイマーである。LFA
−１はほとんどのリンパ球に見い出されるヘテロダイマ
ーである（Springer、T.A.,等、Immunol.Rev.68:111−1
35（1982））。p150、95はMac−１と同様の組織分布を
もっており、かつ細胞粘着に１役を担っている（Keize
r、G.等、Eur.J.Immunol.15:1142−1147（1985））。LF
A−１関連糖たん白質のアルファーおよびベータサブユ
ニット間の類似性の検討はSanchez−Madrid、Ｆ等によ
りなされている（J.Exper.Med.158:586−602（1983）;
J.Exper.Med.158:1785−1803（1983））。
II.ヒトライノウイルスの細胞レセプター Abraham等（J.Virol.51:340−345（1985））はランダ
ムに選択したヒトライノウイルス（“HRV"）血清型の大
部分が同じ細胞レセプターに結合し得ることを発見し
た。つづいて主要血清型のHRVの内皮細胞表面への付着
を阻止し得るモノクローナル抗体がColonno等（Colonno
等、J.Cell.Biochem.Suppl.10（part D）:266（1986）:
Colonno等、J.Virol.57:7−12（1986）:Colonno等、ヨ
ーロッパ特許出願169,146号）により開発された。この
抗体により認識される内皮細胞レセプターたん白質が単
離され、ならびに90KDのたん白質であることが見い出さ
れた（Tomassini等、J.Virol.58:290−295（1986）。
発明の内容 本発明は抗ウイルス治療における細胞間粘着分子（IC
AM−１）の官能性誘導体の用途に関する。特に本発明は
本来のICAM−１分子のフラグメントを包含する官能性誘
導体に関する。
詳細には、本発明はそのような治療を必要とする患者
にかかるウイルス感染の治療法を提供し、その方法はウ
イルス感染を抑制するのに十分な量のICAM−１のフラグ
メントまたはICAM−１の官能性誘導体のフラグメントを
患者に与えることを含む。又、これらを含む抗ウイルス
剤を提供する。
本発明はさらにウイルス感染の存在を診断する方法を
提供し、その方法は、 （ａ） ウイルスを含む疑いのある生物試料を検出可能
に標識したICAM−１の官能性誘導体とインキュベートす
ること、 （ｂ） 検出可能に標識したICAM−１の官能性誘導体が
ウイルスに結合したかどうかを測定すること、 を含む。
本発明はさらにウイルス感染を予防する方法を提供
し、その方法はICAM−１の官能性誘導体に結合するウイ
ルスを含むワクチン組成物を受容者に与えることを含
む。
1. ICAM−１の特徴 ICAM−１は繊維芽球上での97kd、骨ずい単球細胞系上
での114kd、およびＢリンパ芽球細胞JY上での90kdの分
子量を有異なる細胞種での分子量異種抗原性を示す。IC
AM−１生合生は約73kdの細胞間プレカーサーを含むこと
が判っている。ツニカマイシン処理（グリコシル化を阻
害する）から得られる非−Ｎ−グリコシル化形は分子量
55kdを有する。ICAM−１は“CD54"と称されてきた。ホ
ルボールエステル刺激U937細胞からあるいは繊維芽球細
胞から単離したICAM−１は化学脱グリコシル化後分子量
60kdの同一の主要生成物を与える。ICAM−１モノクロー
ナル抗体はフィトヘマグルチニン芽球のLFA−１欠損細
胞系への粘着を干渉する。繊維芽球のICAM−１に結合し
得るモノクローナル抗体による前処理（リンパ球は行わ
ない）はリンパ球−繊維芽球粘着を抑制する。リンパ球
のLFA−１に対する抗体による前処理（繊維芽球は行わ
ない）もリンパ球−繊維芽球粘着を抑制することが見い
出されている。
従って、ICAM−１は白血球上のOCD18複合体の結合性
リガンドである。ICAM−１はIL−１、ガンマーインター
フェロンおよび腫瘍壊死因子のような炎症メディエータ
ーによりインビトロで繊維芽球及び内皮細胞上にインビ
ボでの炎症領域中へのリンパ球の浸潤と時間枠内に一致
して誘起可能である（Dustin、M.L.等、J.Immunol.137:
245−254、（1986）;Prober、J.S.等、J.Immunol.137:1
893−1896（1986））。さらにICAM−１は血管内皮細
胞、胸腺上皮細胞、他の上皮細胞および繊維芽球のよう
な非造血細胞上にまた組織マクロファージ、マイトジェ
ン刺激Ｔリンパ芽球、へん桃腺内の胚中心Ｂ細胞及び樹
枝状細胞、リンパ節及びパイエル板のような造血細胞上
にも発現される（Dustin、M.L.等、J.Immunol.137:245
−254、（1986））。ICAM−１はアレルギー性湿疹、扁
平苔癬、発疹、じんま疹及び水疱性疾患のような良性炎
症のケラチノサイト上にも発現される。アレルギー性で
ある患者の皮ふへのハプテンの適用による誘発させたア
レルギー性皮ふ反応もケラチノサイト上に多量のICAM−
１発現を生じた。これに対して、皮ふ上の有毒パッチは
ケラチノサイト上にICAM−１発現を生じなかった。
ICAM−１は種々の皮ふ学上の不整からの皮ふ傷害の生
検からのケラチノサイト上に存在し、ICAM−１発現はア
レルギーパッチ試験からの傷害において誘発される一
方、毒性パッチ試験傷害からのケラチノサイトはICAM−
１を発現しない。
ICAM−１の疎水性分析（Kyte、J.,等、J.Molec.Biol.
157:105−132（1982））は27残基のシグナル配列の存在
を示した。＋１グルタミンの指定は３種のICAM−１たん
白質調製に関してＮ末端配列を決定し得なかったことと
一致している。すなわちグルタミンはピログルマチン酸
と環状化し、Ｎ末端のブロックを生じる。１から453ま
での翻訳配列は主に親水性であり、その後に24残基の疎
水性の推定される膜内ドメインが続いている。膜内ドメ
インの直く後に27残基の推定される細胞質内ドメイン内
に含まれるいくつかの荷電残基がつづいている。
成熟ポリペプチド鎖の推定サイズは55,219ダルトンで
あり、これは脱グリコシル化ICAM−１の測定値55000と
よく一致している（Dustin、M.L.,等、J.Immunol.137:2
45−254（1986））。８個のＮ−結合グリコシル化部位
が推定される。これら部位の中の２つのトリプシンペプ
チド配列にアスパラギンがないことはそれらのグリコシ
ル化およびそれらの細胞外における存在を確信させる。
高マンノースＮ−結合炭水化物当り2500ダルトンを仮定
するとICAM−１プレカーサーに対して75000ダルトンの
大きさが推定され、これは６個の73000ダルトンという
測定値と一致している（Dustin、M.L.,等、J.Immunol.1
37:245−254（1986））。高マンノースの複合体炭水化
物への転換後成熟ICAM−１糖たん白質は細胞形に応じて
76−114kdである（Dustin、M.L.等、J.Immunol.137:245
−254（1986））。このようにICAM−１は高度にグリコ
シル化されているが典型的内在性膜たん白質である。
それゆえICAM−１はリンパ球が付着し得る細胞基質で
あり、その結果リンパ球は炎症部分に移動し、そして、
またはこの炎症に寄因する種々のエフェクター機能を果
すことになる。このような機能には抗体の産生、ウイル
ス感染標的細胞の溶解などが含まれる。
II.ICAM−１の抗ウイルス官能性誘導体。
本発明の１つの特徴はICAM−１が特定のウイルスの細
胞レセプターであり、したがってヒトの細胞にウイルス
が付着しかつ感染するのに必要であるという発見に関す
る（Greve、J.M.,等、Cell 56:833−847（1989）;Staun
ton、D.E.等、Cell 56:849−853（1989）、両文献は参
考として本明細書に引用する）。特にライノウイルス、
特に主要血清型のライノウイルスは細胞表面上に存在す
るICAM−１分子に結合し得るそれらの能力を介してその
感染を仲介し得ることが判っている。
本発明はウイルス感染の治療を目的とするICAM−１の
官能性誘導体の用途に関する。これらの誘導体はウイル
ス付着に関し内皮細胞のICAM−１と競合し得るため、患
者への投与はウイルスの吸着を起こし、したがって感染
患者の細胞に付着し、かつ感染するウイルスの割合を減
少させる。
本発明のICAM−１の“官能性誘導体はウイルスにより
認識され得る能力を有し、かつウイルスと会合（すなわ
ち、結合、複合体形成など）し得る能力を有する化合物
である。このような生物的機能に加え、ICAM−１の官能
性誘導体はICAM−１の“フラグメント”、“バリアン
ト”、“アナログ”、“化学的誘導体”又は“ペプチド
模倣物”の構造と実質的に同じ構造を有している。両分
子が実質的に同じ構造をもつか、もしくは両分子が同じ
生物学的活性を有する場合それらの分子は互いに“実質
的に同じ”であると言われる。
ICAM−１のような分子の“フラグメント”は該分子の
ポリペプチドサブセットを意味して用いられる。本発明
は特にICAM−１の１つ以上のフラグメントを含むICAM−
１の官能性誘導体に関する（これらのフラグメントは本
来のICAM−１分子中に連続して存在する場合とそうでな
い場合がある）。可溶性（すなわち膜に結合していな
い）官能性誘導体が特に好ましい。
ICAM−１のような分子の“バリアント”は分子全体又
はそのフラグメントに構造的かつ機能的に実質的に同じ
である分子を意味して用いられる。したがって、本発明
で用いているバリアントという語に関し、２つの分子が
構造的に互いに異っているか、あるいはアミノ酸残基配
列が同一でない場合にもそれらが同じ活性を有する場合
両分子は互いにバリアントである。ICAM−１の変異体分
子はICAM−１バリアントの例である。
ICAM−１のような分子の“アナログ”は分子全体また
はそのフラグメントに機能的に実質的に同じ分子を意味
して用いられる。
本発明において分子が正確にその分子の一部ではない
付加的な化学的特性を含むときその分子は別の分子の
“化学的誘導体であると呼ばれる。そのような特性には
その分子の可溶性、吸収、生物学的寿命などが含まれ
る。それらとは別にこのような特性にはその分子の毒性
の減少、又はその分子の好ましくない副作用の除去また
は緩和も包含する。これらの効果を仲介し得る特性は
“Remington's Pharmaceutical Sciences"（1980）に提
示されている。“抗原誘導”分子は特殊な“化学的誘導
体”を構成している。“アジュバント誘導”分子はアジ
ュバント特性を含む分子（ICAM−１の官能性誘導体のよ
うな）である。ウイルスに対するこのような分子の結合
は抗原部分をウイルスの近くにもたらし、それによりウ
イルスの抗原性を増し抗ウイルス治療を可能にする。適
当なアジュバント部分を用いることがあきるが、例えば
ムラミルジペプチドのようなアジュバントを用いること
が望ましい（Allison、A.C.等UCLA Symp.Molec.Cell.Bi
ol.,New Ser.84:401−410（1988）;Riveau、G.等J.Lymp
h.Res.44:448−454（1988））。このような部分を分子
に結合する操作法は当分野でよく知られている。
ICAM−１の“ペプチド模倣物”は三次構造がICAM−１
の三次構造と実質的に同じ化合物である。
本発明の抗ウイルス試剤は自然の過程（例えば動物、
植物、菌類、細菌などを誘導してICAM−１のアナログを
生成させるか、又は動物を誘導してポリクローナル又は
モノクローナル抗ICAM−１抗イデオタイプ抗体を生産さ
せることによる）、または合成法（例えばICAM−１の官
能性誘導体のポリペプチドを合成するためにメリフィー
ルド法を用いるなど）、または組換え技術（例えば多様
なホスト（すなわちイースト、バクテリア、菌類、培養
哺乳細胞など）において、または組換えプラスミド又は
ウイルスベクターからICAM−１の抗ウイルス官能性誘導
体を生産するなど）またはたん白質分解により得られ
る。どの方法を採用するかは簡便性、所望される収率な
どの因子に依存する。特定の抗ウイルス試剤を生産する
のに上述の方法、工程又は技術の唯１つを採用する必要
はない。特定の抗ウイルス試剤を得るために上述の工
程、方法及び技術を組合せることも可能である。
約100個までの残基を有するICAM−１の官能性誘導体
はインビトロ合成で簡便に合成できる。所望される場合
このようなフラグメントは精製された、または粗たん白
質の目的アミノ酸残基を選択された側鎖または末端残基
と反応し得る有機誘導試剤と反応させることにより修正
する。得られた共有結合誘導体は生物学的活性に重要な
残基の同定に使用し得る。
一般にシステイン残基をクロロ酢酸又はクロロアセト
アミドなどのα−ハロアセテート（および対応するアミ
ン）と反応させてカルボキシメチルまたはカルボキシア
ミドメチル誘導体を得る。またシステイン残基はブロモ
トリフルオロアセトン、α−ブロモ−β−（５−イミド
ゾイル）プロピオン酸、クロロアセチルホスフェート、
Ｎ−アルキルマレイミド、３−ニトロ−２−ピリジルジ
スルフィド、メチル２−ピリジルジスルフィド、ｐ−ク
ロロマーキュリベンゾエート、２−クロロマーキュリー
４−ニトロフェノール、またはクロロ−７−ニトロベン
ゾ−２−オキサ−1,3−ジアゾールとの反応により誘導
化される。
ヒスチジン基はジエチルプロカーボネートが比較的ヒ
スチジン側鎖に特異的であることからpH5.5−7.0でのこ
の試剤との反応により誘導体化される。またパラ−ブロ
モフェナシルプロミドも有用である。この反応は0.1Mカ
コジル酸ナトリウム（pH6.0）中で行うのが望ましい。
リジン及びアミノ末端残基はコハク酸または他のカル
ボン酸無水物と反応させる。これらの試剤による誘導体
化はリジン残基の荷電を反転する効果をもつ。アルファ
−アミノ基含有残基の誘導体化に適したその他の試験に
はメチルピコリニミデート、ピリドキサルホスフェー
ト、ピリドキサル、クロロボロハイドライド、トリニト
ロベンゼンスルホン酸、Ｏ−メチル−イスウレア、2,4
ペンタンジオン、などのイミドエステル類及びグリオキ
シレートを用いたトランスアミナーゼ触媒反応を含む。
アルギニン残基は１つ又はいくつかの従来試薬を用い
た反応により修正される。それらの試薬にはフェニルグ
リオキサール、2,3−ブタンジオン、1,2−シクロヘキサ
ンジオン及びニンヒドリンがある。アルギニン残基の誘
導体化には、そのグアニジン官能基のpKaが高いためそ
の反応はアルカリ条件で行う必要がある。さらにこれら
の試薬はリジンの官能基及びアルギニンのエプシロン−
アミノ基と反応し得る。
チロシン残基それ自体の特異的修飾は広く研究されて
おり、芳香族ジアゾニウム化合物またはテラトニトロメ
タンを用いた反応によりチロシン残基にスペクトルラベ
ルを導入することが特に興味をもたれている。一般に、
Ｏ−アセチルチロシル誘導体および３−ニトロ誘導体を
生成するのに各々Ｎ−アセチルイミジゾール及びテトラ
ニトロメタンが用いられる。チロシン残基を125Iまたは
131Iを用いてヨウ素化し、クロラミンＴ法が適している
ラジオイムノアッセイのための標識たん白質を調製す
る。
カルボキシル側鎖基（アスパラギン酸またはグルタミ
ン酸）は１−シクロヘキシル−３−12−モルホリニル−
（４−エチル）カルボジイミドまたは１−エチル−３−
（４−アゾニア−4,4−ジメチルペンチル）カルボジイ
ミドのようなカルボジイミド（Ｒ′−Ｎ−Ｃ−Ｎ−
Ｒ′）による反応により選択的に修飾される。さらにア
スパラギン酸及びグルタミン酸残基はアンモニウムイオ
ンを用いて反応によりアスパラギン及びグルタミン残基
に変換される。二官能試薬を用いる誘導体化はICAM−１
の官能性誘導体融合ポリペプチドを切断し、切断された
ポリペプチドを放出かつ回収する方法で使用する非水溶
性サポートマトリクスまたはサポート表面にICAM−１の
官能性誘導体を架橋するのに有用である。一般に用いら
れる架橋試剤には例えば1,1−ビス（ジアゾアセチル）
−２−フェニルエタン、グルタルアルデヒド、例えば４
−アジドサリシル酸とのエステルであるＮ−ヒドロキシ
スクシニミドエステル、3,3′−ジチオビス（スクシニ
ミジルプロピオネート）のようなジスクシニミジルエス
テルを含むホモ二官能性イミドエステルおよびビス−Ｎ
−マレイミド−1,8−オクタンのような二官能性マレイ
ミドを含む。メチル−３−〔（ｐ−アジドフェニル）ジ
チオ〕プロピオイミデートのような誘導体化試剤は光存
在下架橋を生成し得る光活性化中間体を生ずる。別にシ
アノゲンブロマイド活性化炭水化物のような反応性非水
溶性マトリクス及び米国特許3,969,287号、3,691,016
号、4,195,128号、4,247,642号、4,229,537、及び4,33
0,440号に記述されている反応性基質がたん白質固定化
に用いられる。
グルタミン及びアスパラギンはしばしば対応するグル
タミン酸及びアスパラギン酸残基に脱アミド化される。
別にこれらの残基は温和な酸性条件で脱アミド化する。
これらの残基のいずれの形も本発明の範囲内にある。
他の修飾にはプロリン及びリジンの水酸化、セリンま
たはスレオニル残基の水酸基のリン酸化、リジン、アル
ギニン及びヒスチジンのアルファ−アミノ基のメチル化
（T.E.Creighton,Protein:Structurea and Molecure Pr
operties、W.H.フリーマン社版、サンフランシスコ、pp
79−86（1983））、Ｎ−末端アミンのアセチル化および
ある場合にはＣ−末端のカルボキシル基のアミド化が含
まれる。
アミノ酸配列を修正したICAM−１の官能性誘導体もDN
Aの突然変異により調製し得る。ICAM−１遺伝子をコー
ドするヌクレオチド配列を第１図に示す。これらのバリ
アントには例えば第１図に示されているアミノ酸配列内
の残基の欠失または挿入または置換が含まれる。また最
終構築物が所望される活性を有するならば欠失、挿入及
び置換のどんな組合せも行なわれ最終構築物が作られ
る。明らかにバリアントをコードするDNAに起こされる
突然変異がその配列の読み枠をはずしてはならないし、
かつ二次構造を作りうる相補的領域を生じないことが望
ましい（EP特許出願公開番号第75,444号参照）。
遺伝子レベルでこれらの官能性誘導体は通常ICAM−１
分子をコードするDNAにおけるヌクレオチドの部位指定
突然変異誘発を行ない、それにより官能性誘導体をコー
ドするDNAを作り、その後組換え細胞培養によりDNAを発
現させることにより調製する。一般的に該官能性誘導体
は天然のアナログと定性的に同じ生物学的活性を示す。
しかしそれらは正規に生産されるICAM−１分子と比べそ
のような活性が実質的に異なる。
アミノ酸配列変化を導入する部位は予め決めておくが
突然変異それ自体は予め決めておく必要はない。例えば
所定の部位の突然変異の効率を最適化するため標的コド
ンまたは領域におけるランダム突然変異誘発を行ない、
発現したICAM−１の官能性誘導体を至適組合せの所望さ
れる活性についてスクリーニングを行う。既知配列を有
するDNA中の所定の部位の置換突然変異を行う技術、例
えば部位指定突然変異誘発はよく知られている。
本発明のICAM−１の官能性誘導体分子の調製は該たん
白質の初期官能性誘導体または非バリアント形をコード
するDNAの部位指定突然変異誘発によって行なわれるこ
とが望ましい。部位指定突然変異誘発は所望される突然
変異のDNA配列および十分な数の隣接ヌクレオチドをコ
ードし欠失ジャンクションの両側に安定な二本鎖を形成
するのに十分な大きさおよび配列のプライマー配列を与
える特異的オリゴヌクレオチド配列の使用を通してICAM
−１の官能性誘導体の生産を可能にする。一般的にヌク
レオチド長約20〜25のプライマーが望ましい。それらは
修正する配列のジャンクションの両側に約５〜10残基の
ヌクレオチドを有する。一般に部位指定突然変異誘発技
術はよく知られており、Adelman等、DAN、２:183（198
3）のような刊行物に提示されている（この文献は参考
として本発明で引用した）。
認められているように典型的には部位指定突然変異誘
発技術は一本鎖および二本鎖両形で存在するファージベ
クターを用いる。部位指定突然変異誘発に有用な典型的
ファージには例えばMessing等、Third Cleveland Sympo
sium on Macromolecules and Recombinant DNA、A.Walt
er編、エルセビア版、アムステルダム（1981）により報
告されているM13ファージのようなベクターが含まれる
（この文献は参考として本発明で引用した）。これらの
ファージは市販されており、その用途は当分野でよく知
られている。別に一本鎖ファージの複製オリジンを含む
プラスミドベクター（Viera等、Meth.Enzymol.153:3（1
987））を用いて一本鎖DNAを得ることができる。
一般に本発明の部位指定突然変異誘発はまず配列に関
連たん白質をコードするDNA配列を含む一本鎖ベクター
を得ることにより行う。所望される変異配列をもつオリ
ゴヌクレオチドプライマーを例えばCrea等（Proc.Natl.
Acad.Sci.（USA）75:5765（1978））の方法により一般
的には合成により調製する。それからこのプライマーを
一本鎖のたん白質配列含有ベクターとアニーリングし大
腸菌ポリメラーゼエクレノ−フラグメントのようなDNA
合成酵素で処理し突然変異含有鎖の合成を完了させる。
したがって変異配列および第２鎖は所望される突然変異
を有している。それからこのヘテロ二本鎖を用いて、JM
101細胞のような適当な細胞をトランスホームし、つい
で変異配列を有する組換えベクターを含むクローンを選
択する。
このようなクローンの選択後変異たん白質領域を取り
出し、たん白質産生に適当なベクター、一般には適当な
ホストのトランスホーメーションに使用されるタイプの
発現ベクター中に挿入する。
一般にアミノ酸配列欠失の範囲は約１〜30残基、より
好ましくは１〜10残基であり、かつ典型的には連続的で
ある。
アミノ酸配列挿入には１残基から基本的には無制限の
長さのポリペプチドのアミノ、および、またはカルボキ
シ末端への融合および単一または多数のアミノ酸の配列
内挿入が含まれる。配列内挿入（すなわち完全なICAM−
１分子配列内の挿入）の範囲は一般に約１〜10残基、よ
り好ましくは１〜５残基である。末端挿入の例には組換
えホストからのICAM−１の官能性誘導体の分泌を可能に
するホスト細胞と異質または同質の単一の配列の該分子
のＮ末端への融合が含まれる。
官能性誘導体の第３のグループは、ICAM−１分子中少
なくとも１個のアミノ酸、好ましくは唯一はアミノ酸が
除かれかつその位置に別の残基が挿入したものである。
ICAM−１分子の特性をうまく調節したい場合はそのよ
うな置換は以下の表に従って行うことが望ましい。
第 １ 表 本来の残基 代表的置換 Ala gly;ser Arg lys Asn gln;his Asp glu Cys ser Gln asn Glu asp Gly ala;pro His asn;gln Ile leu;val Leu ile;val Lys arg;gln;glu Met leu;tyr;ile Phe met;leu;tyr Ser thr Thr ser Trp tyr Tyr trp;phe Val ile;leu 機能的または免疫学的性質の実質的変化は表に示した
ものよりも保存性の少ない置換を選択すること、すなわ
ち、（ａ）例えばシートまたはヘリックス構造のような
置換範囲内のポリペプチドバックボーンの構造、（ｂ）
標的部位における分子の荷電または疎水性または（ｃ）
側鎖の大きさ、の維持に関する効果が大きく異なる残基
を選択することにより行なわれる。一般に（ａ）グリシ
ンそして、またはプロリンが他のアミノ酸に置換される
か、または欠失するか、または挿入される、（ｂ）親水
性残基、例えばセリンまたはスレオニンが疎水性残基、
例えばロイシン、イソロイシン、フェニルアラニン、バ
リンまたはアラニンに置換する、（ｃ）システイン残基
がその他のアミノ酸残基に置換する、（ｄ）正電荷側鎖
を有する残基、例えばリジン、アルギニン、またはヒス
チジンが負電荷側鎖を有する残基、例えばグルタミン酸
またはアスパラギン酸がそのような側鎖を有さない残
基、例えばグリシンに置換する、場合が予想される。
ほとんどの欠失及び挿入および特に置換はICAM−１分
子の特性を大きく変化させることは期待できない。しか
しこれらを行った後の置換、欠失または挿入の正確な効
果を予測できない時、当業者はその効果がルーチンなス
クリーニング検定により評価されることを認めるであろ
う。例えば一般的に官能性誘導体または本来のICAM−１
分子をコードする核酸の部位指定突然変異誘発、組換え
細胞培養におけるバリアント核酸の発現、および場合に
よっては例えば抗−ICAM−１分子抗体カラムによる免疫
アフィニティー吸着による（少なくとも１個の残存する
免疫エピトープに結合させることにより官能性誘導体を
吸着する）細胞培養物からの精製によって得られる。
それから細胞溶解物または精製ICAM−１分子の官能性
誘導体の活性は所望される特性に関して適当なスクリー
ニング検定法でスクリーニングする。例えば所定の抗体
に対するアフィニティーのような官能性誘導体の免疫学
的特性の変化は競合的タイプ免疫検定により測定する。
免疫調節活性の変化は適当な検定法により測定する。酸
化還元または熱的安定性、生物学的寿命、疎水性、たん
白質分解的分解感受性またはキャリヤーへの、またはマ
ルチマーへの凝集性のようなたん白質の性質の修正は当
業者によく知られている方法により検定する。
III.ICAM−１の官能性ドメイン地図 ICAM−１の研究は該分子が７個のドメインを有するこ
とを明らかにした。これらのドメインの中の５個は細胞
外ドメイン（ドメイン５は細胞表面に一番近く、ドメイ
ン１は細胞表面から最も遠い）であり、１つのドメイン
は膜内ドメインであり、もう１つのドメインは細胞質内
にある（すなわち細胞内にある）。どのドメインがICAM
−１のウイルス結合能に関係するかを測定するため、エ
ピトープマッピング実験を採用する。この実験を行うた
め種々の欠失変異体を調製し、それらのウイルス結合能
を測定した。ICAM−１に結合し得るウイルスならどれで
も本実験に採用でききるが主要血清型のヒトライノウイ
ルス（HRV−14）を用いることが望ましい。別に本実験
はICAM−１のウイルスまたはLFA−１結合能を抑制する
ことが知られている抗−ICAM−１抗体を用いて行うこと
ができる。このように適当な抗体の例にはRR1/1（Rothl
ein、R.等J.Immunol.137:1270−1274（1986））R6.5（S
pringer、T.A.等、米国特許出願07/250,446号）、LB−
２（Clark、E.A.等、“Leukocyte Typing I（A.Bernard
等編）、スプリンガー−バーラグ版、pp339−346（198
4））、またはCL203（Staunton,D.E.等、Cell 56:849−
853（1989））が含まれる。また別に本実験はLFA−１に
欠失変異体が結合し得るかどうかを測定することによっ
ても行なわれる。本実験を容易に行い得る方法はヨーロ
ッパ特許出願刊行番号169,146号、米国特許出願07/045,
963号及びRothlein、R.等（J.Immunol.137:1270−1274
（1986））（これらすべての文献は参考として本発明に
引用されている）に公開されている。
ICAM−１の欠失変異体は種々の方法で作り得る。しか
し部位指定突然変異誘発、またはその他の組換え法（特
定のたん白質領域をコードする配列が欠失している遺伝
子配列を発現するICAM−１を構築することなど）により
該変異体を得ることが望ましい。このような変異体を作
るのに採用する操作法は当分野ではよく知られている。
このような操作を用い、３種のICAM−１の欠失変異体を
調製した。第１の変異体はアミノ酸残基F185からP284ま
でを欠いている（すなわちドメイン３の欠失）。第２の
変異株はアミノ酸残基P284からR451までを欠いている
（すなわちドメイン４および５の欠失）。第３の変異株
はアミノ酸残基Y476以降を欠いている（すなわち細胞質
内ドメインの欠失）。この実験の結果は主にドメイン
１、２、及び３がICAM−１の抗ICAM−１抗体、LFA−１
およびウイルスとの相互作用に関係することを示してい
る。
IV.ウイルス結合に関するICAM−１中の突然変異の影響 ICAM−１はウイルスと相互作用し、かつこれに結合す
る能力を有しており、特にピコルナウイルス属、Ａ型コ
ックスサキーウイルス（Colonno、R.J.等、J.Virol.57:
7−12（1986））及びメンゴウイルス（Rossmann,M.G.
等、Virol.164:373−382（1988））のうちの主要血清型
のライノウイルスに対する能力を有する。この相互作用
はICAM−１分子のドメイン１に存在するICAM−１のアミ
ノ酸残基により仲介される（第１図及び第２図）。しか
しこの相互作用はICAM−１のドメイン２および３に存在
するアミノ酸からの寄与に助けられる。したがって本発
明の好ましい官能性誘導体はICAM−１のドメイン１、２
および３をを含むICAM−１分子の可溶性フラグメントで
ある。ICAM−１のドメイン１および２を含むICAM−１分
子の可溶性フラグメントの方がより好ましい。さらにIC
AM−１のドメイン１を含むICAM−１分子の可溶性フラグ
メントが最も好ましい。第１のICAM−１ドメイン内のい
くつかのアミノ酸がICAM−１と、例えば主要血清型のラ
イノウイルスとの相互作用に関係する。これらのアミノ
酸の別のアミノ酸への置換は該ライノウイルスのICAM−
１の結合能力を変化させる。天然のアミノ酸残基および
生成する変異体ICAM−１分子のLFA−１、またはライノ
ウイルス、または抗−ICAM−１モノクローナル抗体への
結合能に関するアミノ酸残基置換効果を第３表に示し
た。第３表において、残基はアミノ酸の１文字コードで
表されており、ICAM−１分子内の残基の位置が付記され
ている。したがって例えば“E90"はICAM−１の90番のグ
ルタミン酸残基を意味する。同様に“E90V"は90番のグ
ルタミン酸残基および91番のバリン残基からなるジペプ
チドを意味している。置換配列はスラッシュ（“/"）の
右に示されている。たとえばICAM−１のQ1T、R13、Q2
7、K39KE、G46NN、R49KV、Q58、D71、K77T、およびR166
PQ残基はウイルス結合に関している（第３表）。
ウイルス結合に関するICAM−１のアミノ酸において突
然変異を含むICAM−１の官能性誘導体が本発明で特に興
味深い。例えばV4のＧによる置換はライノウイルスまた
はLFA−１のいずれにも結合能が小さい変異体ICAM−１
分子を生成する（第３表）。ICAM−１のR13残基のＥに
よる置換はLFA−１またはライノウイルスのいずれにも
実質的結合能が小さい変異体分子を生成させる（第３
表）。ICAM−１のQ58のＨによる置換はLFA−１への結合
能は実質的に正常だがライノウイルスへの結合能は実質
的に変化している変異体分子を生成する（第３表）。IC
AM−１のD60SのKLによる置換はLFA−１への結合能は小
さく、かつライノウイルスへの結合能も小さい変異体分
子を生成する（第３表）。
LFA−１への結合能は小さいがウイルスへの結合能は
正常なICAM−１の官能性誘導体は特に好ましい。Q27の
Ｌによる置換はこのような変異体ICAM−１分子を生成す
る。このICAM−１の官能性誘導体はLFA−１へは実質的
に小さい結合能を有するがライノウイルスには正常な結
合能を有する（第３表）。第３表に示されているよう
に、ICAM−１のいくつかの官能性誘導体はこの好ましい
性質を示すことが判っている。指示されている部位に以
下のアミノ酸;A3GL、L27、A34、H73およびT73を有するI
CAM−１の官能性誘導体はこのような好ましい誘導体の
例である。したがってこのような変異体分子の受容者へ
の投与は天然のICAM−１−LFA−１相互作用を変えるこ
となしにウイルス感染を治療し得る。このような投与は
ウイルス感染を治療するが患者の免疫抑制および炎症応
答の抑制は起こさない。
また第１および第２ドメインのグリコシル化部位はウ
イルス結合に関する（第３表）。N48のＨによる、また
はN175のＡによる置換はウイルスまたはLFA−１のいず
れにも結合能の小さい変異体ICAM−１分子を生成する。
N118のＱによる、またはN156のＥによる置換はLFA−１
との結合能が小さい変異体ICAM−１分子を生成する。一
方N103のＫまたはN175TSAのQTLGによる置換はウイルス
またはLFA−１のいずれにも実質的に結合しない変異体I
CAM−１分子を生成する。
V.本発明の抗ウイルス試剤 上述のICAM−１の官能性誘導体に加え、ウイルス感染
の治療に本発明に従がって使用する他の試剤にはICAM−
１に対する抗体、抗−ICAM−１抗体に対する抗イディオ
タイプ抗体およびレセプター分子（LFA−１、p150.95、
Mac−１など）またはICAM−１を結合し得る該分子のフ
ラグメントが含まれる。
使用し得るICAM−１（またはICAM−１の官能性誘導
体）に対する抗体はポリクローナルまたはモノクローナ
ル抗体である。
本発明の興味ある抗イディオタイプ抗体はICAM−１と
競合（もしくはこれを排除して）HRVに結合し得る。こ
のような抗体は例えば抗ICAM−１抗体に対する抗体を生
成し、ついで該抗体をHRVまたはLFA−１のようなCD18群
の１員に結合能についてスクリーニングすることにより
得られる。
CD−18群の分子はICAM−１と結合し得るので、このよ
うな分子（例えばアルファおよびベータサブユニットの
両方を有するヘテロダイマー、またはアルファまたはベ
ータサブユニットのいずれか１つを含む分子、またはい
ずれかまたは両方のサブユニットのフラグメント、を有
する分子など）の投与は、内皮細胞上に存在するICAM−
１への結合に関してHRVと競合（または排除）し得る。
VI.本発明の治療的使用 本発明の治療効果は患者に治療活性のあるICAM−１の
官能性誘導体、ICAM−１に結合し得るCD18群の１員、抗
−ICAM−抗体に対する抗体イディオタイプ抗体、または
ICAM−１に対する抗体を投与することにより得られる。
該官能性誘導体の治療効果はキャリヤーへの結合を促進
させ、またはICAM−１の官能性誘導体の抗ウイルス活性
を増加するため添加した付加的アミノ酸を有するICAM−
１の官能性誘導体の使用することにより増加させ得る。
さらに本発明の範囲にはウイルス結合能を示すかぎり特
定のアミノ酸を欠くか、または変化したアミノ酸残基を
含むICAM−１の官能性誘導体を含む。
本発明で公開されているICAM−１の官能性誘導体は、
それらを含む調整物が通常かつ天然には見られない物質
を実質的に含まない場合“実質的に天然混入物を含まな
いと言われる。
患者に本発明の治療活性分子のいずれかを与える場合
投与試剤の投与量は患者の年令、体重、身長、性別、一
般的医療状態、医療履歴などの因子に依存して変化させ
る。一般に患者には約1pg/kgから10mg/kg（患者の体
重）の範囲の試剤を投与することが望ましいがそれより
低量または高量の投与量も投与できる。
本発明の治療薬剤は患者に静注、筋注、皮下、腸内、
または非経口的に投与できる。これらの薬剤を注射によ
り投与するときは、投与は連続注入によりあるいは１回
または多数回ボーラスにより行い得る。特に鼻孔内投与
が好ましい手段である。
抗ウイルス薬剤は患者に“薬学的に受け入れ可能であ
る”組成物の一部として供与される。組成物はその投与
が受け入れ患者に許容される場合に“薬学的に受け入れ
可能である”と云える。本発明の抗ウイルス製剤は“治
療上有効な”量で受け入れ患者に投与される。投与量が
生理学上有意である場合にその量を“治療上有効”であ
ると云える。薬剤はその存在が受け入れ患者の生理に検
知可能な変化をもたらす場合に生理学上有意である。例
えば受け入れ患者への投与がその患者においてウイルス
感染または感染性を抑制または緩和し得るとき薬剤量は
“治療上有効”である。
本発明の抗ウイルス薬剤の投与は“予防”または“治
療”的目的で使用しうる。予防的に用いる場合、抗ウイ
ルス薬剤はウイルス感染の徴候にさきがけて投与される
（例えば感染時の前、感染時、またはその直後であるが
感染の徴候の前に）。薬剤の予防的投与はひきつづくウ
イルス感染を抑制または緩和するか、またはその感染が
他人に伝染する可能性を減少するのに役立つ。
治療的に投与される場合、抗ウイルス薬剤は実際のウ
イルス感染の徴候（例えば鼻の充血、熱など）の開始時
（またはその直後）に投与される。本薬剤の治療的投与
は現実のウイルス感染を緩和するのに役立つ。
このように本発明の抗ウイルス薬剤はウイルス感染の
開始前（関与する感染を抑制するため）またはそのよう
な感染の開始後に投与できる。
本発明の抗ウイルス分子は従来法に従がって成型し薬
学的に有効な組成物を調合し得、それによりこれらの物
質またはその官能性誘導体は混合物として薬学的に受け
入れ可能なキャリヤーと合せられる。適当なビヒクル及
び例えばヒト血清アルブミンなどの他のヒトたん白質を
含めたそれらの成型法は例えばRemington's Pharmaceut
ical Sciences（第16編、Osol.A編、マック版イースト
ンPA（1980））に提示されている。効果的投与に適した
薬学的に受け入れ可能な組成物を得るためそのような組
成物は適当量のキャリヤービヒクルと共に効果量の薬剤
を含む。
別の薬学的方法が作用期間を調節するのに用いられ
る。放出調節調合は薬剤との複合体形成またはその吸収
を起こすポリマーの使用により行ないうる。制御された
配給は適当な高分子（例えばポリエステル、ポリアミノ
酸、ポリビニル、ピロリドン、エチレンビニルアセテー
ト、メチレセルロース、カルボキシメチルセルロースま
たは硫酸プロタミン）、高分子濃度ならびに取り込み方
法を選択することにより放出制御して行なわれる。放出
制御調合による作用期間を制御する別の可能な方法は抗
ウイルス薬剤をポリエステル、ポリアミノ酸、ハイドロ
ゲル、ポリ（乳酸）またはエチレンビニルアセテートコ
ポリマーのようなポリマー物質の粒子に取り込むことで
ある。それとは別にこれらの薬剤をポリマー粒子に取り
込む代りにこれらの物質を例えばコアサーベーション法
または表面間重合法（各々例えばヒドロキシメチルセル
ロースまたはゼラチン−マイクロカプセルおよびポリ
（メチルメタシレート）マイクロカプセル）により調製
されるマイクロカプセル中または例えばリポソーム、ア
ルブミンマイクロスフィア、マイクロエマルジョン、ナ
ノパーティクルおよびナノカプセルなどのコロイド状薬
剤配給系、またはマクロエマルジョン中に封じ込めるこ
とも可能である。このような技法はRemington's Pharma
ceutical Sciences（1980）に述べられている。
VII.本発明の診断的および予後的使用 主要血清型のヒトライノウイルスを認識および結合す
るICAM−１の能力はヒトのライノウイルス感染の存在を
診断するためのICAM−１の使用の基礎を提供し得る。現
在アメリカにおける全ての病院患者の約20％はライノウ
イルスまたは細菌感染のいずれかにより引きおこされる
徴候の病気に関する。細菌感染は抗生物質で治療し得る
がこれらの薬剤はライノウイルスには効果がないのでラ
イノウイルスおよび細菌感染を区別する手段が大いに期
待されている。
本発明に従がいヒトの粘液、鼻分泌物または他の体液
中のライノウイルスの存在を同定し得るアッセイが提供
される。ヒトライノウイルスは60個のICAM−１結合部位
を有しており、従って60個の種々のICAM−１分子を同時
に結合し得る。各結合部位は抗体が接近するには小さす
ぎる。
１つの実施態様において、本アッセイは患者の粘液、
鼻分泌物などの存在下ある量の検出可能に標識したICAM
−１官能性誘導体をインキュベートし、そしてウイルス
に結合した標識化分子の量を測定することを含む。
好ましい実施態様においては非標識ICAM−１官能性誘
導体を固体サポート（ガラス、ポリスチレン、ポリプロ
ピレン、ポリエチレン、デキストラン、ナイロン、アミ
ラーゼ、天然および修正セルロース、ポリアクリルアミ
ド、アガロースおよびマグネタイト）に結合させる。キ
ャリヤーの性質は本発明の目的によりある程度水溶性で
もよいし、または不溶性でもありうる。サポート物質は
その結合した分子がウイルスと結合し得るかぎりどんな
構造をもっていてもよい。したがってサポートの構造は
ビーズのような球状や、試験管の内側表面または棒の表
面のような円筒状をとり得る。それとは別にこの表面は
シートまたは試験紙片などのように平坦でもよい。熟練
者はモノクローナル抗体に適した他のキャリヤーに気づ
くであろうし、またルーチンな実験材料を用いて同じこ
とを確認し得るであろう（ガラス、ポリスチレン、紙、
セルロース等）。
ウイルスを含む疑いのある液体試料を該液体中に存在
するウイルスがサポートに結合したICAM−１官能性誘導
体に結合するのに十分な条件下でその結合ICAM−１官能
性誘導体と接触させる。その後そのサポートを標識ICAM
−１官能性誘導体がウイルス上の未結合のICAM−１結合
部位に結合し得る条件下で標識ICAM−１官能性誘導体と
共にインキュベートする。標識ICMA−１官能性誘導体の
未結合分子洗浄後、サポートへの標識結合量を測定す
る。サポートに結合した標識ICAM−１官能性誘導体分子
の存在は液体試料中のウイルスの存在を示している。
容易に認められるように、多くの同様の検定が上述の
検定の精神を逸脱することなしに使用し得る。例えば本
検定は固体サポートを使用する代りに液相で行うことが
できる。別にその他の免疫検定変法も用い得る。結合IC
MA−１を用いる代りに結合抗ライノウイルス抗体も用い
得る。このような検定は結合抗体の性質及び特異性に依
存して亜血清型（またはウイルス亜種）の同定を可能に
する。
本発明のこの特徴に従って用い得る標識の例には酵素
標識、放射性同位元素標識、非放射性同位元素標識、螢
光標識および化学発光標識などが含まれるが、これらの
みに限られるわけではない。
適当な酵素標識の例にはマレートデヒドロゲナーゼ、
スタフィロコッカスヌクレアーゼ、デルタ−５−ステロ
イドイソメラーゼ、イースト−アルコールデヒドロゲナ
ーゼ、アルファ−グリセロールホスフェートデヒドロゲ
ナーゼ、トリオースホスフェートイソメラーゼ、パーオ
キシダーゼ、アルカリホスファターゼ、アスパラギナー
ゼ、グルコースオキシダーゼ、ベーターガラクトシダー
ゼ、リボヌクレアーゼ、ウレアーゼ、カタラーゼ、グル
コース−６−ホスフェートデヒドロゲナーゼ、グルコア
ミラーゼ、アセチルコリンエステラーゼなどが含まれ
る。
適当な放射性同位元素標識の例には3H、111In、
125I、131I、32P、35S、14C、51Cr、57To、58Co、59F
e、75Se、152Eu、90Y、67Cu、217Ci、211At、212Pb、47
Sc、109Pdなどが含まれる。
適当な非放射性同位元素標識の例には157Gd、55Mr、
162Dy、52Tr、56Feなどが含まれる。
適当な螢光標識の例は152Eu標識、フルオレセイン標
識、イソチオシアネート標識、ローダミン標識、フィコ
エリスリン標識、フィコシアニン標識、アロフィコシア
ニン標識、Ｏ−フタルアルデヒド標識、フルオレサミン
標識などが含まれる。
化学発光標識の例には、ルミナール標識、イソルミナ
ール標識、芳香族アクリジニウルエステル標識、イミダ
ゾール標識、アクリジニウム塩標識、オキサレートエス
テル標識、ルシフェリン標識、ルシフェラーゼ標識、エ
クロリン標識などが含まれる。
当業者は本発明に従って用い得る他の適当な標識を思
いつくであろう。ICAM−１官能性誘導体への標識の結合
は一般に当業者に知られている標準技術を用いて行ない
得る。一般的技術はKennedy、J.H.等（Clin.Chim.Acta
70:1−31（1976））およびSchurs、A.H.W.M.等（Cli
n.Chim.Acta 81:1−40（1977））により提示されてい
る。後者に述べられている結合技術にはグルタルアルデ
ヒド、過ヨウ素酸法、ジマレイミド法、ｍ−マレイミド
ベンジル−Ｎ−ヒドロキシ−スクシンイミドエステル法
があり、これら全ての方法は本明細書に参考として引用
されている。
上述のインビトロ検定に加え、インビボイメージング
により感染部位を同定するためヒトに検出可能に標識さ
れたICAM−１官能性誘導体を投与することも可能であ
る。別の実施態様においては患者組織のサンプルを取り
出し、検出可能に標識したICAM−１官能性誘導体の存在
下でインキュベートすることによりそのままの状態でウ
イルス感染を測定し得る。このようなin situ分析はウ
イルスの存在を検定する目的で培地中の細胞または培養
培地についても行ない得る。
VIII.本発明の抗ウイルス剤のワクチンとしての使用 本発明はさらにワクチン調製を通してウイルス感染を
防ぐ手段を提供する。本発明の１つの実施態様に従が
い、１つ以上のライノウイルス亜血清型または亜種（全
ての主要血清型）をそのウイルス感染性を減少させるた
めICAM−１の官能性誘導体の存在下でインキュベートす
る。その後、結合したICAM−１官能数誘導体を含むウイ
ルスをそのヒトの免疫応答を刺激するのに十分な量投与
する。（注射、経口、鼻孔内投与のいずれか）。ウイル
スのICAM−１結合部位はICAM−１官能性誘導体によりブ
ロックされるので、このような投与から病気にはならな
い。
好ましい実施態様においてウイルス感染性を緩和する
のに用いるICAM−１の官能性誘導体はアジュバント誘導
体化ICAM−１分子であろう。このような分子の使用は弱
毒化ウイルスの免疫原性を増すのに役立つ。
ここまで一般的に本発明について説明してきたので、
説明として提供される以下の例を参照すれば同じことが
より容易に理解されるであろうが、以下の例は特別に指
定しないかぎり本発明を制限する意図はない。
例１ ICAM−１は免疫グロブリンスパージーン群のインテグリ
ン結合メンバーである ICAM−１内部反復の整列化はマイクロジニープロテイ
ンアラインメントプログラム（Queen、C.等、Nucl.Acid
Res.12:581−599（1984））によって行ない、これを検
閲した。IgM、Ｎ−CAN、およびMAGに対するICAM−１の
整列化はマイクロジニー及びALIGNプログラム（Dayhof
f、A.O.等、Meth.Enzymol.91:524−545（1983））によ
って行った。ナショナルバイオメディカルリサーチファ
ンデーションに管理されている４個のたん白質データベ
ースはWilliamsおよびPearson（Lipman、D.J.等Science
2271435−1439（1985））のFASTPプログラムを用いた
ん白質配列類似性を検索した。
ICAM−１はインテグリンのリガンドであるので、それ
が免疫グロブリンスパージーン群の一員であることは予
想されなかった。しかしICAM−１配列の検閲はそれが免
疫グロブリンスパージーン群の一員として提唱されてい
る全ての基準を充していることを示している。これらの
基準を順次以下に議論する。
ICAM−１の全細胞外ドメインは第2A図に整列して示さ
れている５個の相同的免疫グロブリン様ドメインから構
築されている。ドメイン１〜４は各々88、97、99および
99残基長であり、したがって典型的なIgドメインサイズ
である。ドメイン５は68残基以内に切断されている。FA
STPプログラムを用いたNBRFデータの検索はIgMおよびIg
G Cドメイン、Ｔ細胞レセプターαサブユニット可変ド
メインおよびアルファ１ベータ糖たん白質を含む免疫グ
ロブリンスーパージーン群と有意なホモロジーを明らか
にした（第2B図〜第2D図）。
上述の情報を用いICAM−１のアミノ酸配列を免疫グロ
ブリンスーパージーン群の他のメンバーのアミノ酸配列
と比較した。
Igスーパーファミリードメインは３つのタイプＶ、C1
およびC2に分類されている。ＶおよびＣの両ドメインは
ドメイン間ジスルフィド結合により結合している２つの
β−シートから構築されている。Ｖドメインは９個の逆
平行β鎖を含み、一方Ｃドメインは７個の逆平行β鎖を
有する。不変ドメインは第2A図に示されている特徴的残
基に基づきC1及びC2セットに分けられている。C1セット
は抗原認識に関するたん白質を含む。C2セットはいくつ
かのFcレセプターおよびCD2、LFA−３、MAGおよびNCAM
を含む細胞粘着に関するたん白質を含んでいる。ICAM−
１ドメインはC2セットのドメインと最も強いホモロジー
があることが分りICAM−１をC2セットに分類さている。
このことは第２図のβ鎖Ｂ−Ｆに対して示されているよ
うにC1ドメインよりもC2中の保存的残基に対しより強い
類似性を反映している。また、ICAM−１ドメインはＶお
よびC1ドメイン中のβ鎖とよりもC2ドメインのβ鎖Ａお
よびＧとうまく整列しており、このことが全C2ドメイン
に対する良い整列性を許している。NCAM、MAGおよびア
ルファ１−β糖たん白質のC2ドメインの整列化を第2B図
および第2C図に示す。同一性は28〜33％の範囲である。
Ｔ細胞レセプターＶの（同一性27％）およびIgMCドメイ
ン３（同一性34％）との整列化も示した（第2B図、第2D
図）。
免疫グロブリンドメインの最も重要な特徴の１つはβ
シートサンドイッチを安定化するＢ及びＦβ鎖を橋かけ
するジスルフィド結合化システイン残基である。ICAM−
１においてシステインはサンドイッチ内に向き合い、か
つ他のＶおよびC2セットドメインについて提唱されてい
る接触を安定化しているロイシンが存在するドメイン４
のｆ鎖中以外の全ての場合に保存されている。システイ
ン間の距離（残基43、50、52および37）はC2セットにつ
いて述べられているとおりである。
ICAM−１中の鎖内ジスルフィド結合の存在をテストす
るため還元および非還元条件下内皮細胞ICAM−１をSDS
−PAGEで分析した。内部細胞ICAM−１はJYまたは毛状細
胞脾臓ICAM−１よりもグリコシル化の差異が小さく、か
つMrの変化に対し敏感であるため使用した。それゆえIC
AM−１は16時間LPS（５μg/ml）活性化ヘソ静脈内皮細
胞培養物から上述の免疫アフィニティクロマトグラフィ
ーにより精製した。アセトン沈殿化ICAM−１を0.25％２
−メルカプトエタノールまたは25mMヨードアセトアミド
を含むサンプルバッファ（Leammli、L.K.Nature 227:68
0−685（1970））に懸濁し、100℃に５分間加熱した。
このサンプルをSDS−PAGE（4670）で分画し銀染色（461
3）した。内皮細胞ICAM−１は還元条件下で100kdならび
に非還元条件で96kdの見かけ上の分子量を有し、このこ
とは天然のICAM−１中の鎖以内ジスルフィド結合を強く
示唆している。
二次構造を予測するための一次配列の使用は（Chou、
P.Y.等Biochem.13:211−245（1974））、免疫グロブリ
ンドメインに対する予想を正しく充たしかつ免疫グロブ
リン中のＡ−Ｈ鎖の位置に対応する（第2A図下）第2A図
上にａ−ｇと印された各ICAM−１ドメイン中に予測され
る７個のβ鎖を示した。ドメイン５はＡおよびＣ鎖を欠
いているがこれらはシートのエッジを形成しているので
このシートはいくつかの他のC2ドメインに対して提唱さ
れているようにおそらくＣ鎖の代りにＤ鎖を用いて形成
されており、従って特徴的なＢ鎖およびＦ鎖間のジスル
フィド結合は影響を受けていないであろう。このように
ドメインサイズ、配列ホモロジー、推定されるドメイン
内ジスルフィド結合を形成する保存的システイン、ジス
ルフィド結合の存在および予想されるβシート構造に対
する基準は全て免疫グロブリンスーパージーン群へのIC
AM−１の包含を示している。
ICAM−１はC2セットのNCAMおよびMAG糖たん白質と最
も強いホモロジーを有することが分った。このことはNC
AMおよびMAGの両方が細胞−細胞粘着を仲介することか
ら特に興味深い。NCAMはニューロン−ニューロンおよび
神経筋相互作用に重要であり（Cunningham、B.A.等、Sc
ience 236:799−806（1987））、一方MAGはミエリン形
成におけるニューロン−オリゴデンドロサイトおよびオ
リゴデンドロサイト−オリゴデンドロサイト相互作用に
重要である（Poltovak、M.等J.Cell Biol.105:1893−18
99（1987））。NCAMおよびMAGの細胞表面における発現
は炎症部のICAM−１の調節的誘導と類似して各々神経系
形成およびミエリン形成の際に分化的に調節されている
（Springer、T.A.等Ann.Rev.Immunol.５:223−252（198
7））。NCAMにおいてはいくつかの付加的非Ig様配列が
最後のC2ドメインおよび膜内ドメインの間に存在するけ
れどもICAM−１、NCAM（Cunningham、B.A.等、Science
236:799−806（1987））およびMAG（Salzer、J.L.等J.C
ell Biol.104:957−965（1987））の各々はＮ−末端細
胞外領域を形成する５個のC2ドメインから構築されてい
る組込み膜糖たん白質であることから全体の構造が類似
していると同時に相同的である。ICAM−１は膜内および
細胞質内ドメインを含む全長にわたりMAGと21％の同一
性で整列する。同じ率の同一性がICAM−１の５個のドメ
インおよびNCAM−１の比較で見い出された。ICAM−１の
cDNA配列を第１図に示す。ドメイン間の比較はICAM−１
およびNCAM分子内のドメイン間のホモロジーレベル（ｘ
±ｓ、ｄ、各々21±2.8％および18.6％±3.8％）はICAM
−１ドメインとNCAMならびにMAGドメインとの比較によ
るホモロジーレベル（各々20.4±3.7ならびに21.9±2.
7）と同じである。NCAMおよびMAGのＣ末端領域内の別の
スプライシングに対する証拠があるにもかかわらず（Cu
nningham、B.A.等、Science 236:799−806（1987）:Bar
thels、D.等EMBO J.6:907−914（1987）（NCAM）および
Lai、C.等、Proc.Natl.Acad.Sci.（USA）84:4377−4341
（1987）（MAG））、内皮またはHL−60 ICAM−１クロー
ンの配列決定または種々の細胞型におけるICAM主要たん
白質および前駆体に関する研究ではこの証拠は見い出さ
れなかった（Dustin、M.L.等、J.Immunol.137:245−254
（1986））。
例２ ICAM−１の切断誘導体の遺伝子的構築および発現 天然のICAM−１は５個の免疫グロブリン様ドメイン、
膜内ドメインおよび細胞質内ドメインを含む細胞膜結合
たん白質である。可溶性分泌型ICAMを生じうる膜内ドメ
インそして、または細胞質内ドメインを欠くICAM−１の
官能性誘導体を構築することが望まれた。これらの官能
性誘導体はICAM−１遺伝子のオリゴヌクレオチド指定突
然変異誘発およびそれにつづく該変異遺伝子のトランス
フェクション後のサル細胞における発現により構築し
た。
アミノ酸置換そして、または切断誘導体を生ずるICAM
−１遺伝子の突然変異はKunkel、T.法（Proc.Natl.Aca
d.Sci.（U.S.A.）82:488−492（1985））を用いて生成
した。上述のように調製したICAM−1 cDNAを制限エンド
ヌクレアーゼSal IおよびKpn 1で消化し、生成した1.8k
dのDNAフラグメントをプラスミドベクターCDM8にサブク
ローン化した（Seed、B.等、Proc.Natl.Acad.Sci.（US
A）84:3365−3369（1987））。その後このpCD1.8cと命
名した構築物で大腸菌（BW313/P3）のdut-、ung-株をト
ランスホームした。一本鎖ウラシル含有テンプレートを
ヘルパーファージR408（ストラタジーン社）による感染
により該トランスホーマントから取り出した。その後変
異体ICAM−1 cDNAは、ミスマッチ塩基を所有するオリゴ
ヌクレオチドを用いて第２鎖の合成を開始し、ついで該
ヘテロ二量体でung+宿主（MC1061/P3）をトランスホー
ムすることにより得た。変異体は変異オリゴヌクレオチ
ドにより新たに導入されたエンドヌクレアーゼ制限部位
によるスクリーニングで単離した。この変異ICAM−１た
ん白質は標準DEAE−デキストラン操作を用い真核性発現
ベクターCDM8内の変異体DNAでCos−７細胞をトランスフ
ェクトすることにより発現させた（Selden、R.F.等、Cu
rrent Protocols in Molecular Biology（Ausubel、F.
M.等編）、pp.9.2.1−9.2.6（1987））。
膜内および細胞質内ドメインを欠くが５個全ての免疫
グロブリン様ドメインを有する細胞外領域を含むICAM−
１の切断化官能性誘導体を調製した。30bpの変異オリゴ
ヌクレオチド（CTC TCC CCC CGG TTC TAG ATT GTC ATC
ATC）を部位452および453のアミノ酸チロシン（Ｙ）お
よびグルタミン酸（Ｅ）を各々フェニルアラニン（Ｆ）
および翻訳終止コドン（TAG）に転換するのに用いた。
変異体はそれ独自のXba I制限部位により単離し、Y452E
/F、TAGと命名した。
変異体たん白質を発現するためCOS細胞を３種の変異
体サブクローン（＃２、＃７および＃８）でトランスフ
ェクトした。３種の変異体サブクローンによるトランス
フェクションから３日後、培養物上清および細胞溶解物
を抗ICAM−１モノクローナル抗体RR1/1を用いた免疫沈
殿化およびSDS−PAGEにより分析した。変異体サブクロ
ーン＃２および＃８でトランスフェクトした細胞の培養
上清からはICAM−１が沈殿化したが、これらの細胞の界
面活性剤溶解物からは沈殿化しなかった。培養上清中に
存在するICAM−１の分子量は膜型ICAM−１と比較してお
よそ6kd減少しており、これは変異体DNAからの予想サイ
ズと一致していた。したがってこのICAM−１の官能性誘
導体は可溶性たん白質として排出される。一方天然のIC
AM−１でトランスフェクトした細胞のコントロール培養
上清からはICAM−１は免疫沈殿を生じなかった。このこ
とは膜型のICAM−１はCos細胞から放出されないことを
示している。さらにネガティブコントロールとしての偽
のトランスフェクト化細胞由来の培養上清または細胞溶
解物からはICAM−１は免疫沈殿を生じなかった。
トランスフェクトした細胞から分泌された切断化ICAM
−１をICAM−１特異的抗体（R6−５−D6）を用いた免疫
アフィニティークロマトグラフィーで精製し、細胞結合
検定において官能性をテストした。界面活性剤のオクチ
ルグルコシドの存在下での精製後、天然のICAM−１また
は切断化分泌型ICAM−１を含む調製物を最終濃度の0.25
％オクチルグルコシド（この界面活性剤の限界ミセル濃
度以下の濃度）となるよう希釈した。これらのICAM−１
調製物をプラスチック製の96穴プレート（ナンク製）の
表面に結合させ固相に結合させたICAM−１を生成した。
未結合物質を洗浄後その表面にLFA−１を有するSKW細胞
のおよそ75−80％および83−88％が各々ICAM−１の天然
型および切断化型に特異的に結合した。これらのデータ
は分泌された切断化可溶性ICAM−１官能性誘導体は免疫
学的反応性および天然のICAM−１に特徴的なICAM−１依
存粘着を仲介する能力を保持することを示している。
細胞質内ドメインのみを欠くICAM−１の官能性誘導体
を同様の方法で調製した。アミノ酸476（Ｙ）をTAG翻訳
停止コドンに変えるのに25bpのオリゴヌクレオチド（TC
AGC ACG TAC CTC TAG AAC CGC CA）を用いた。この変異
体をY476/TAGと命名した。この変異体でトランスフェク
トしたCos細胞の免疫沈殿分析およびSDS−PAGEは天然の
ICAM−１よりもおよそ3kd小さい分子量の膜結合型ICAM
−１を検出した。変異体トランスフェクト化Cos細胞の
間接免疫螢光法はLPS活性化ヒト内皮細胞上に発現され
る天然のICAM−１と同じ斑点染色パターンを示した。結
局変異体DNAでトランスフェクトした細胞は天然のICAM
−1 DNAでトランスフェクトしたCos細胞と同じ様にプラ
スチック表面上の精製LFA−１に特異的に結合した。
例３ 生物学的に長寿命のアフィニティーおよびクリアランス
能を有する多重型ICAM−１ ICAM−１のドメイン１およびドメイン２が免疫グロブ
リン重鎖のつがい領域に結合するキメラ分子を構築し
た。好ましい構築物はつがい領域の丁度Ｎ末端のところ
でICAM−１ドメイン２と免疫グロブリン重鎖遺伝子のセ
グメントが結合しており、つがい領域によりセグメント
間に柔軟性を与えている。したがってICAM−１ドメイン
１および２は抗体のFabフラグメントと入れ替る。IgG群
の重鎖への結合および動物細胞の生産はキメラ分子を産
出する。IgAまたはIgM由来の重鎖を含む分子の生産は２
〜12個のICAM−１分子を含む高マルチマー分子を産生す
る。ICAM重鎖キメラ分子を産生する動物細胞におけるＪ
鎖遺伝子の共発現はIgAおよびIgMマルチマーの適正な集
合を可能にし主に４〜６個のICAM−１分子を含むIgA分
子を生じ、またIgMの場合は10個のICAM−１分子を含む
分子を生じる。これらのキメラ分子はいくつかの利点を
有している。第１にIg分子は循環器系において永く持続
するように設計され、このことにより生物学的寿命を改
善し得る。
さらにこれら製造分子のマルチマー性は治療状況に応
じライノウイルス並びに細胞表面LFA−１と高活性での
相互作用を可能にし、従って効果的投与量を与える必要
のある組換えたん白質の量を大きく減少させ得る。IgA
およびIgMは粘膜部位および鼻の分泌物中に通常存在す
る高度にグリコシル化された分子である。それらの高度
な親水性はそれらが粘膜から解離させる細菌およびウイ
ルスが細胞に付着するのを防ぎ、かつ内皮細胞膜バリヤ
ーを閉鎖するのを防ぐのに役立つ。このようにそれらは
治療効果を増進させる。IgMおよび特にIgAは粘膜環境下
で安定であり、それらはICAM−１構築物の安定化を増加
させる。もしこのようなICAM−１官能性誘導体を血液流
の中に投与すればそれは生物学的寿命も増加する。IgA
は補体を固定化しないのでこのことが有害となる用途に
は理想的である。もしIgGH鎖キメラが所望される場合は
補体との結合並びにFcレセプターとの相互作用に関する
領域を変異させることが可能である。
ICAM−１のドメイン１、１−２、１−３、１−４また
は１−５がつがい領域及びIgAのCH2およびCH3ドメイン
に結合するキメラ分子は鼻におけるウイルスインヒビタ
ーとして用いるのに特に適している。３個のIgAH鎖配列
が提示されている（参考として本発明に引用しているTs
uzukida等、Proc.Natl.Acad.Sci.（USA）76:1104−1108
（1979）に概説されている）。ICAM−1 cDNA（上述の領
域の３′側切断物）のIgAH鎖へのライゲーションには標
準法を用い得る。IgAH鎖は残基221〜241（Tsuzukida等
（上述）の番号付けによる）間で結合され、その結果と
してこの領域から始まりIgHのＣ末端までのIgAHの領域
が該キメラのＣ末端領域に結合することになる。ICAM−
１はFABフラグメントに類似している。すなわちIgAのVH
およびCH1は該構築物中に存在しないのでＬ鎖は必要な
い。
IgAは粘膜環境に特殊化されており（Underdown等、An
n.Rev.Immunol.４:389−417（1986））かつICAM−１キ
メラの安定性を増進し得る。さらにこれら分子のムコ多
糖への結合能は鼻孔内のライノウイルスの除去または維
持管理を増強する。
さらにIgAC領域を重合する。IgAモノマーは2Hおよび
Ｌ鎖を含む。すなわちICAM−1 IgAH鎖キメラモノマーは
IgAつがい領域中のジスルフィド並びにCH2およびCH3の
間の非共有的相互作用により安定化する。さらにこれら
のモノマーユニットはモノマーを互いにまたはＪ鎖に結
合し得るIgAアミノ酸部位471にあるシステイン残基によ
り二量体および三量体に集合し得る。このような構築物
はＪ鎖構築物とのコトランスフェクションなしに使用さ
れ付加的性質の賦与および安定性の改善を可能にする。
二量体および三量体を得るのにＪ鎖は必要ない。
キメラはアフィニティーを増加し、それにより中和に
必要なICAM−１濃度を10-9M〜10-12Mに低下させる、ラ
イノウイルスとの多点相互作用をもつマルチマーICAM−
１の利点を有する。IgAのつがい領域はライノウイルス
への結合に適した配向を可能にし、かつＯ−結合グリコ
シル化によりプロテアーゼ耐性である。IgA1およびIgA2
およびIgA2、A2m（１）およびA2m（２）の対立遺伝子バ
リアントはつがい領域およびCHドメインと配列かつプロ
テアーゼに対する感受性が異なる（Flanagan、J.G.等Ce
ll 36:681−688（1984）、本文献は参考として本明細書
に引用している）。
例４ ICAMの構造およびLFA−１並びにライノウイルス結合部
位：細胞粘着レセプターのウイルス模倣 ICAM−１および第2LFA−１カウンター−レセプターIC
AM−２は免疫グロブリン（Ig）スーパーファミリーのサ
ブファミリーを構成している（Staunton、D.E.等、Cell
52:925−933（1988）該文献は参考として本明細書で引
用している）。ICAM−１はIg様Ｃドメインを５個有し、
一方ICAM−２は２個有するため、ICAM−２はICAMのアミ
ノ末端ドメインと非常にホモロジーが高い。種々の細胞
型で発現したICAM−１およびICAM−２は免疫応答におけ
る誘導およびエフェクター機能を含む種々の白血球粘着
依存機能をサポートする。ICAM−１発現はサイトカイン
により非常に誘導可能となり、従ってLFA−1/ICAM−１
粘着系は炎症の際の白血球移動および局在化を誘導し得
る（Rothlein、R.等J.Immunol.137:1270−1274（198
6）;Marlin、S.D.等Cell 51:813−819（1987）;Kishimo
to、T.K.等Adv.Immunol.46:149−182（1989）;Dustin、
M.L.等、Immunol.Today ９:213−215（1988）、全ての
文献は参考のため本明細書に引用した）。
LFA−１（CD11a/CD18）は２つの白血球インテグリンM
ac−１（CR3;CD11b/CD18）およびp150/95（CD11c/CD1
8）に非常に密接に関係するインテグリン群の一員であ
る（Hynes、R.O.,Cell 48:549−554（1987））。好中球
粘着のサポートに加えMac−１はiC3b、レイシュマニア
（leishmania）gp63およびフィブリノーゲンを含むいく
つかのリガンドを結合することが示された（Ruoslaht
i、E.等Cell 44:517−518（1986）Hynes、R.O.,Cell 4
8:549−554（1987））。これらのリガンドへの結合はRG
DまたはRXXDS配列のいずれかを含むペプチドと競合し得
る（Marlin、S.D.等Cell 51:813−819（1987）。ICAM
はRGDおよびRXXDS配列のいずれも有していない。それゆ
えICAM−１およびLFA−１の間の相互作用はRGDレセプタ
ーと競合しないことと一致している。このようにICAM−
１のLFA−１との接触部位は他の多くのインテグリン−
リガンド相互作用と同じく明らかではない。
最近ICAM−１がライノウイルスの主要グループにより
レセプターとして破壊されることが示された（Greve、
J.M.等、Cell 56:839−847（1989）;Staunton、D.E.
等、Cell 56:849−853（1989）、Tomassini、J.E.等、P
roc.Natl.Acad.Sci.（U.S.A.）86:4907−4911（198
9）、これら全文献は参考として本明細書で引用してい
る）。RNA含有たん白質カプシド化ピコルナウイルス群
の一員であるライノウイルスは一般的風邪の40〜50％を
引き起こす（Rneckerl、R.R.Fields Virology、Field
s、B.N.等（編）、レーベン社版、NY（1985）pp705−73
8;Sperter、S.J.等Antimicr.Agents Chemo.32:409−419
（1988）、これら全ての文献は参考として本明細書で引
用している。）。100種以上の免疫学的に交叉反応しな
いライノウイルスが同定されており、その90％はICAM−
１と結合する。
Ｘ線結晶学はライノウイルスの直径は30nmであり、か
つ各カプシドたん白質60個からなる正二十面体構造をも
つため（Rossmann、M.G.等Nature 317:145−153（198
5））60個の潜在的ICAM−１結合部位を有する。アミノ
酸置換変異体および抗ウイルス薬剤の結合により誘導さ
れる構造変化に基づき、その５回回転軸の回りに走るカ
プシド内のくぼみまたは峡谷の深い領域が同定された
（Rossmann、M.G.等Nature 317:145−153（1985）;Colo
nno、R.J.等、Proc.Natl.Acad.Sci.（U.S.A.）85:5449
−5453（1988）、Rossmann、M.G.等Ann.Rev.Biochem.5
8:533−573（1989）、これら全ての文献は参考として本
明細書に引用されている）。峡谷の底の残基はICAM−１
結合能と関係している。
１個のICAM−１のIg様ドメインは峡谷の底のHRV残基
と会合するのにほぼ適正な大きさをもつことが予想され
る（Staunton、D.E.等、Cell 56:849−853（1989）；し
かし抗体Fabフラグメントは排除されると予想される（R
ossmann、M.G.等Nature 317:145−153（1985））。Fab
フラグメントの抗体結合部位は峡谷の底と接触するには
大きすぎるので、レセプターの特異性は峡谷の底にある
比較的に保存されている残基により維持されており一方
峡谷の底の残基の変異は新しい血清型および免疫的監視
からの逃避を可能にする；“峡谷仮説”（Rossmann、M.
G.等Nature 317:145−153（1985）;Colonno、R.J.等Pro
c.Natl.Acad.Sci.（U.S.A.）85:5449−5453（1988）;Ro
ssmann、M.G.等Ann.Rev.Biochem.58:533−573（198
9）。
ICAM−１の全体的大きさおよび形状はそのIgドメイン
がどのように配列するかを理解する上で重要である。し
たがって、Igスーパーファミリーの遠Ｘ線結晶構造はIg
ドメインと対合する免疫グロブリンおよびHLA抗原に対
してのみ使用し得る。しかし単一ドメインを含むThy−
１により明らかなように対合しないドメインも存在し得
る。
LFA−１への結合をブロックする３種の非交叉ブロッ
キングICAM−1 Mab（RR1/1、R6.5、およびLB−２）はHR
Vの結合もブロックするが一方他のもの（CL203）はLFA
−１およびHRVいずれの結合もブロックしない（Makgob
a、M.W.等、“Immunobiology of HLA第２巻：免疫遺伝
学および組織適合性、B.デュポン編、ニューヨーク；ス
プリンガー−バーラグ版、pp577−580（1989）;Maio、
M.,J.Immunol.143:181−188（1989）;Staunton、D.E.等
Cell 56:849−853（1983）、これら全ての文献は参考と
して本明細書で引用している）。これらの知見はLFA−
１およびHRVはICAM−１上の重復領域に結合することを
示している。
ICAM−１の他に、細胞粘着分子CD4及び補体レセプタ
ーCR2は各々HIVおよびEBVウイルスによりウイルスレセ
プターとして破壊されることが分った（Maddon、P.J.Ce
ll 47:333−348（1986）;Fingeroth、J.D.等Proc.Natl.
Acad.Sci.（U.S.A.）81:4510−4514（1984）これら文献
は参考書として本明細書で引用している）。さらにICAM
−１に似ているIgドメイン構造をもち、かつ細胞粘着で
機能する分子はポリオウイルスレセプターである（Mend
elsohn、C.L.,等Cell 56:855−865（1989））。細胞粘
着およびウイルス粘着は原則的に非常によく似ているの
でこのことは一致以上のものである。それゆえウイルス
結合に適する細胞粘着分子の領域は細胞粘着レセプター
への結合に適した領域に似ているようである。
LFA−１およびHRVに対する結合部位は部位指定突然変
異誘発により測定した。ICAM−１上の領域は部位指定突
然変異誘発によりドメインを欠失させかつアミノ酸置換
を起こすことにより決定した。ICAM−１上のLFA−１結
合部位の特性はIgおよびインテグリンスーパーファミリ
ーの間の相互作用に関する洞察を提供する。
例 ５ ICAM−１変異体の生成 （オリゴヌクレオチド指定突然変異誘発） 1.8kbのSal I−Kpn 1フラグメント中のICAM−1 cDNA
のコード領域を発現ベクターCDM8にサブクローン化した
（Seed、D.等Proc.Natl.Acad.Sci.（U.S.A.）84:3365−
3369（1987））。Kunkel、T.の方法（Proc.Natl.Acad.S
ci.（U.S.A.）82:488−492（1985））およびStaunton、
D.等の変法（Staunton、D.E.等Cell 52:925−933（198
8））に基づき、この構築物（pCD1.8）をオリゴヌクレ
オチド指定突然変異誘発に使用する一本鎖ウラシル含有
テンプレートの作成に使用した。
簡単に云うと大腸菌XS127株をpCD1.8でトランスホー
ムした。１つのコロニーを13μg/mlのアンピシリンおよ
び８μg/mlのテトラサイクリンを含むLuria Broth（L
B）培地（ディフコ製）1ml中で飽和付近まで増殖した。
この培養物100μに感染多重度（MOI）10でR408ヘルパ
ーファージ（ストラテジーン社）を感染させ、37℃、16
時間の培養後にアンピシリンおよびテトラサイクリンを
含むLB培地10mlを加えた。10000rpm 1分間の遠心および
その上清の0.22μｍ濾過後該ファージ懸濁液を大腸菌BW
313/P3の感染に用い、その後その大腸菌をアンピシリン
およびテトラサイクリンを補ったLB寒天（ディフコ製）
プレートにプレーティングした。コロニーを釣り上げ、
アンピシリンおよびテトラサイクリンを含むLB培地1ml
中飽和付近まで増殖させた後MOI10でヘルパーファージ
を感染させた。その後培養物容積を250mlとし、さらに
細胞を１晩増殖させた。一本鎖DNAを標準的ファージ抽
出法で単離した。
変異オリゴヌクレオチドをリン酸化し、第２鎖合成反
応においてpCD1.8テンプレートと共に使用した（Staunt
on、D.E.等Cell 52:925−933（1988））。
（トランスフェクション） COS細胞を10cmの組織培養プレートに接種し、16〜24
時間かけて50％集密化となるようにした。COS細胞をTBS
で１回洗浄し、10％Nu血清（コラボラティブ社）、５μ
g/mlクロロキン、３μｇ変異プラスミドおよび200μg/m
lDEAE−硫酸デキストランを含む10ml RPMIを用いて４時
間インキュベートした。それから細胞を10％DMSO/PBSで
洗浄し、ついでPBSで洗浄した後培養培地中16時間培養
した。この培養培地を新鮮な培地と変換し、トランスフ
ェクションから48時間後、COS細胞をトリプシン/EDTA
（キブコ製）処理で懸濁し２個の10cmプレートおよびHR
V結合用の24穴組織培養プレートに分けた。72時間後10c
mプレートから5mM EDTA/HBSSを用いて細胞を収穫しLFA
−１コートプラスチックへの粘着および免疫螢光測定用
に処理した。
（LFA−１およびHRV結合） LFA−１をTS2/4LFA−1m Abセファロースを使用する免
疫アフィニティクロマトグラフィーによりSKW−３溶解
物から精製し、2mM MgCl2および１％オクチルグルコシ
ドの存在下pH11.5で溶出した。LFA−１（6cmプレートに
対し200μ当り10μｇ）を2mM MgCl2を含むPBS（リン
酸緩衝液）中オクチルグルコシドを0.1％に希釈し、４
℃で１晩インキュベーションすることにより細菌用ペト
リ皿に結合させた。そのプレートを１％BSA（ウシ血清
アルブミン）でブロックし2mM MgCl2、0.2％BSA、0.025
％アジドおよび50μg/mlゲンタマイシンを含むPBS中に
保存した。
５％FCS（ウシ胎児血清）、2mM MgCl2、0.025％アジ
ドを含むPBS（バッファ）中の51Cr標識COS細胞をLFA−
１コート化マイクロプレート中５μg/mlのRRI/1およびR
6.5の有無条件下、25℃で１時間インキュベートした。
非粘着細胞をバッファを用い３回洗浄することにより
除去した。EDTAを10mMとなるよう加えて粘着細胞を溶出
しγ線計数を行った。
HRV結合実験にはCOS細胞を24穴プレートに再接種し
た。１日後集密化単層を1mlのRPMI1640/10mM MgCl2/25m
Mへペス（pH7.3）（ライノウイルス−14バッファ）を用
いて２回洗浄した。
トランスフェクトしたCOS細胞を先に報告されている
方法で（Staunton、D.E.等Nature 339:61−64（198
9））LFA−１コート化プラスチックへの結合用に51Crで
標識した。
ICAM−1M Ab RRI/1（Rothlein、R.等、J.Immunol.13
7:1270−1274（1986）、R6.5（Rothlein、R.等、J.Immu
nol.141:1665−1669（1988）、LB−１（Clark、E.A.
等、Hum.Immunol.16:100−113（1986））およびCL203
（Maio、M.J.Immunol.143:181−188（1989）、これら全
ての文献は参考として本明細書で引用している）を用い
免疫沈殿化および免疫螢光測定を行った。100μHRV−
バッファ中15−25,000cpm（およそ107PFU）の〔35S〕標
識HRV14（Sherry、B.等、J.Virol.57:246−257（198
6）、本文献は参考として本明細書で引用している）を
各ウェルに添加した。結合は水平回転（100rpm）を伴う
５％CO2雰囲気下、35℃、１時間のインキュベーション
で起こった。未結合の〔35S〕HRV14を吸い取り、150ml
のHRVバッファーを用いてCOS細胞を緩やかに洗浄した後
１％SDSを含むPBSに溶かしてシンチレーションカウンテ
ィングを行った。
ICAM−１変異体に対するLFA−１およびHRV−14の結合
は偽トランスフクト細胞への結合に対して補正し、CL20
3 mAbで染色されるCOS細胞の割合および野生株で得られ
た結合の割合に関して標準化した。
RR1、R6.5およびLB−2 mAbの結合は比線形螢光強度
（SLFI）を用いCL203 mAbの結合に対して標準化した。
CL203％＝（mAb SLFI）×100/CL203mAb SLFI LFA−１
に結合した野生型ICAM−１発現COS細胞の割合は11〜63
％の間で変化した（平均値33％）；偽トランスフェクト
COS細胞結合率は０〜１％の範囲であった。野生型ICAM
−１を発現するCOS細胞に結合した〔35S〕メチオニン標
識HRV−14の割合は６〜43％の間で変化した（平均値＝2
1％）；偽トランスフェクトCOS細胞結合率は０−４％の
範囲であった。
ICAM−１コート化プラスチックに対する〔35S〕HRV14
の結合は先に示したようにHRVバッファを修正した事以
外はStauntor,D.E.等（Cell 56:849−853（1989）、本
文献は参考として本明細書で引用している）の方法で行
った。インキュベーション条件は回転しながら５％CO2
雰囲気下35℃、１時間であった。
RR1/1、R6.5、LB−２またはCL203のような抗ICAM−１
抗体を同定した。もしこれらの抗体がICAM−１機能を阻
害し得るならそれらはICAM−１機能にも重要なICAM−１
分子における特定の部位へ結合し得なければならない。
従って上述のICAM−１欠失変異体を調製し、ついで該欠
失物への抗ICAM−１抗体の結合度を測定することにより
その欠失ドメインが機能に対して重要であるかどうかを
決定し得る。
例 ６ （電子顕微鏡によるICAM−１の観察） ICAM−１分子を電子顕微鏡を用いて観察した。電子顕
微鏡でICAM−１分子を観察するため、５個全ての細胞外
Ig様ドメインを有するICAM−１の可溶性フラグメント
（第４図）をICAM−１変異構築物pCDsD1−５でトランス
フェクトしたCOS細胞の培養培地から精製した。
ICAM−１は以下の方法でCOS細胞から調製した。50％
集密化COS細胞を10cmプレート当りおよそ０（偽）また
は4mgプラスミドを用いたDEAE−デキストラン法により
トランスフェクトした（Kingston,R.E.Current Protoco
ls in Molecular Biology,グリーン出版社版、pp9.0.1
−9.9.6（1987）、本文献は参考として本明細書で引用
している）。
分泌されたICAM−１をMarlinおよびSpringerにより報
告されている方法（Marlin,S.D.等,Cell 51:813−819
（1987））を僅かに修正した方法を用いpCDsD1−５でト
ランスフェクトしたCOS細胞の上清から精製した。
トランスフェクション（200ng/ml）のsICAM−１）後
４日から12日の間に上清を収穫し、0.22μの濾過を行
った後0.5ml/minの流速でRR1/1−セファロース（5ml、5
mg/ml）に通した。このカラムを各々pH10および12.5の5
0mMトリエタノールアミン−塩酸、0.15M NaClで溶出
し、各フラクションを直ちに中和した。
可溶性ICAMを0.2M炭酸水素アンモニウム、30％グリセ
リンに対して透析し、回転シャドウィングにより電子顕
微鏡用に調製した（Fowler,W.E.等J.Molec.Biol.134:24
1−249（1979））。それとは別に、可溶性ICAMを0.2M炭
酸水素アンモニウム中の15〜40％グリセリン勾配中を沈
降させ、ついでこのICAM画分を直接回転シャドウニング
に用いた。その沈降係数は別の勾配中の標準たん白質と
の比較から見積った（11.3Sのカタラーゼおよび4.6Sの
ウシ血清アルブミンから外挿した曲線使用）。ICAM−１
に対して見積もられた3.5Sという値は±0.5Sの誤差範囲
内で正確である。長さ測定は250,000倍の写真から金属
シェルの厚さ見積値である1nmを両端から差引くことに
より行った（Fowler,W.E.等J.Molec.Bio.134:241−249
（1979））。
ICAM−１分子を0.2M炭酸水素アンモニウム中のグリセ
リン勾配中を沈降させることにより分析した。ICAM分子
に沈降係数3.5Sと見積られる勾配の上部付近にとどまっ
た。この値は92KDの分子に対しf/fmin値を2.0とし、こ
のことは非常に良い分子を示している（Erickson,H.P.B
iophys.J.37:96a（1982））。
回転シャドウ化ICAM分子は直線または１ケ所で曲って
いる細い棒のように見える。均一な湾曲または２ケ所屈
折分子も稀れにしか見られず、このことは１つのつがい
点をもつ堅い棒状構造を示唆している。屈折角はいくぶ
ん変化しているが、明らかに屈折している分子のほとん
どはその角度が90゜に近い。
直線分子の長さは16.6±0.24nm（ab.±s.d.,n＝25）
と測定された。屈折分子のロングアームは11.8±0.12nm
であり、またショートアームは6.9±0.15nm（ｎ＝21）
であった。屈折分子の全長18.7nmは直線分子よりいくぶ
ん長かった。直線分子群には屈折分子のショートアーム
が観察者に向って屈折しており全体像を短かく見せてい
るものが含まれている可能性がある。したがって屈折分
子は長さ測定により信頼できる集団を提供する。棒は２
〜3nmのオーダーの均一な直径を有するように見える。
ICAM分子は４×2.5×2nmの大きさを持つ５個の反復す
るIgG様ドメインを有することが分った。ICAM分子の全
長18.7nmはIgG反復当り3.7nmを示し、かつそのドメイン
が棒の軸に対して小さな角度をもつ長軸に沿って並んで
いることを示している。２または４個のIgG様ドメイン
が互いに対合しているというモデルには短かすぎる。し
たがって屈折は棒の約５分の２の位置にあり、このこと
はそれかドメイン２および３、またはドメイン３および
４の間で起こりそれをショートアームとロングアームに
二分していることを示唆している。
例 ７ ICAM−１欠失変異体のLFA−１およびHRVへの結合 ICAM−１は重要な膜たん白質であり、その細胞外ドメ
インは５個のIg様Ｃ−ドメインを含むと予想されてい
る。特定のICAM−1Ig様ドメインに接触するLFA−１およ
びHRVの部位の位置を決めるため、全ドメインをオリゴ
ヌクレオチド指定突然変異誘発により欠失させ、COS細
胞における機能的発現をテストした（第４図）。さらに
粘着に対する潜在的寄与を測定するため細胞質内ドメイ
ンを欠失させた。
ドメイン１〜５を含む分泌型ICAM−１を２個のカルボ
キシル側最末端細胞外残基であるY452およびE543を各々
Ｆおよび翻訳停止コドンに変異させることにより生成し
た（pCDsD1−５）。ICAM−１の全細胞質内ドメインはカ
ルボキシル側末端膜内残基Y476コドンを翻訳停止コドン
に転換することにより欠失させた（DCyt.-）。D3並びに
D4および５は末端のICAM−１配列に及ぶ長い（48bp）変
異オリゴヌクレオチドを用いて欠失させ、その結果F185
およびP284（D3-）並びにP284およびR451（D4-5-）のコ
ドンが結合する（第４図）。所望される欠失突然変異は
DNAシーケンシングにより確認した。
トランスフェクション後細胞質内（Y476/＊またはDcy
t.-）、第３（D3-）並びに第４および第５（D4-5-）ド
メインの欠失を有するICAM−１変異体は同様に特徴的な
広範囲レベルの発現をCOS細胞の50〜60％で起こした
（第５図）。野生型と比較したCOS細胞由来のDcut.-,D
3-並びにD4-5-ICAM−１の免疫沈殿およびSDS−PAGEは各
々3.24、並びに23KDの減少を示した。COS細胞で発現し
たときおよそ92KDの野生型ICAM−１は55KDのコアたん白
質を有し、従って８個各々のグリコシル化部位は平均4K
Dのオリゴ糖を有している。各ドメインに予想されるグ
リコシル化に基づき（第４図）、観測された分子量の減
少は各々に期待される減少値３、19並びに27KDとかなり
一致する。
これらの実験における変異ICAM−１の発現効率を４種
のICAM−1 MAb群を用いて測定した。これら４種のRR1/
1、R6.5、LB−２およびCL203はビオチン化MAbを用いて
示されたように細胞表面ICAM−１への結合を互いに阻害
せず、このことは先に示された結果（Marlin,S.D.等Cel
l 51:813−819、本文献は参考として本明細書に引用し
た）を確認した。したがってこれらは４種の異なるエピ
トープに結合する。トランスフェクション後ICAM欠失変
異体はCOS細胞により特徴的な広範囲なレベルで発現し
た（第５図）。全てのMAbは野生型と等レベルでDcyt変
異体に結合した（第６図）。CL203の結合はD3の除去に
より減少し、またD4およびD5の除去で阻害された。他の
３種のMAbの結合はD45変異体については影響されず、ま
たD3変異体についてはCL203程ではないが減少した。し
たがってRR1/1、R6.5並びにLB−２に対するエピトープ
はD1または２の中に存在し、またCL203のエピトープはD
4または５に存在する。DcytおよびD45変異体は効率的に
発現するが一方D3変異体は野生型の約半分のレベルで発
現するようである。
３種全ての欠失変異体を発現するCOS細胞はプラスチ
ック結合LFA−１と特異的に粘着する（第７図、黒
棒）。３種全ての欠失変異体は野生型レベルのLFA−１
に対する粘着を示す。D4および５の欠失はLFA−１結合
に関して有意な影響を示さなかったが一方D3の欠失はそ
の発現減少と同程度にLFA−１結合を減少した。したが
ってD1および２はLFA−１に十分結合する。
ドメイン１、２および３の中に予想されるβ−ターン
におけるアミノ酸置換も生成させ、COS細胞における発
現後その機能を試験した。R6.5エピトープはドメイン２
中の配列E111GGAに存在し、またドメイン１中のE39も含
む一方RR1/1並びにLB−２の両方ともドメイン中のR13に
依存する（第３表）。さらにRR1/1結合は配列D71GQSに
おける突然変異により減少する。N103およびN165にある
Ｎ−結合グリコシル化部位を除去する突然変異はRR1/
1、R6.5およびLB−２のLFA−1 HRV結合を減少する。こ
れらの突然変異はプロセシングをもたらすらしくその結
果ICAM−１ダイマーが生成する。
ドメイン２または３における他の突然変異はLFA−１
粘着またはHRV結合を変化させなかった（第３表）。さ
らに残基V4およびE90もHRV結合に関与している。
従ってLFA−１およびHRV結合はICAM−１のアミノ末端
Ig様ドメインの機能であるようだ。第３図はICAMアミノ
末端ドメインの整列を示している。
ICAM−１ドメイン欠失変異体へのHRV14の結合はD1お
よび２も十分にこの相互作用を起こすことを示している
（第７図、白棒）。ドメイン３および細胞質内ドメイン
欠失変異体も野生型レベルの〔35S〕HRV−14結合を示す
一方ドメイン４および５の欠失は野生型のおよそ30％に
までその結合を減少する（第７図）。D3-変異体への結
合の減少はLFA−１結合に対して先に述べた理由と同じ
理由による。しかしD4および５の欠失はLFA−１に対し
ては見られないHRV14への結合を一貫し減少させた。こ
のようにICAM−１上の結合部位がD4および５の欠失時予
期される8nm短かくなることにより細胞グリコカリック
ス中に埋没するため、または別にその柔軟性が少なくな
ることからそれはHRVに接近しにくくなる。
D1およびD2に対するLFA−１およびHRV14の結合並びに
先に報告したmAbエピトープの位置のデータは以前のmAb
ブロッキングデータと相関関係を有する。したがってRR
1/1、R6.5並びにLB−２と相互作用するICAM−１部位は
ドメイン１および２に存在しLFA−１およびHRV結合の両
方をブロックするが一方CL203と相互作用するICAM−１
はドメイン４および５に存在する。CL203は細胞粘着お
よびウイルス粘着のいずれもブロックしない（Maio.M.
等,J.Immunol.143:181−188（1989）;Staunton,D.E.等,
Cell 52:925−933（1988）これらの文献は参考として本
明細書に引用している）。
例 ８ ICAM−１アミノ酸置換変異体 ICAM−１の仮説的Ig様ドメインの特性は上述の欠失実
験ばかりでなくアミノ酸置換の導入にも使用された。IC
AM−１の３個のアミノ末端Ig様ドメインは各々7b鎖を有
すると予測されている。これらの鎖は２枚のシート内に
整列していると考えられており、そのシートはドメイン
間ジスルフィド結合により連結されて“サンドイッチ”
を形成している。免疫グロブリン中のｂ鎖をつなぐルー
プは抗原結合部位を形成し、またそれらは他のIgスーパ
ーファミリー内の分子間コンタクトに利用されていると
仮定されている（Williams,A.F.等Ann.Rev.Immunol.６:
381−405（1988）本文献は参考として本明細書に引用し
ている）。従った戦術はまずドメイン１−３内のループ
当り２〜４個のアミノ酸置換を導入することであった。
もし効果があればつぎに単一の置換体を作る。最後に目
的とするいくつかの領域内のｂ鎖に置換を導入した。
ICAM−１の変異体は以下のようにして生成した。Kunk
elの方法（Kunkel,T.A.Proc.Natl.Acad.Sci.（U.S.A.）
82:488−492（1985）,Perterson,A.およびSeed B.の修
正法（Nature 329:842−846（1987），両文献は参考と
して本明細書に引用している）に基づくオリゴヌクレオ
チド指定突然変異誘発をICAM−１の欠失およびアミノ酸
置換の生成に使用した。
突然変異は先に述べられている発現ベクターCDM8（pC
D1.8）にサブクローンしたICAM−1 cDNAの一本鎖ウラシ
ル含有テンプレートを用いて導入した。独自の制限部位
を与える変異ICAM−１オリゴヌクレオチドを第２鎖合成
反応の開始に用いた。大腸菌へのトランスホーメーショ
ン後その独自の制限酵素部位でスクリーニングすること
により単離した。一般に各変異体の２個以上の単離物を
COS細胞にトランスフェクション後結合実験で試験し
た。
この実験の結果を第３表にまとめた。第３表において
突然変異の記述は野生型配列の１文字コードのあとスラ
ッシュおよび対応する変異配列の１文字コードを付記し
てものを使用した。その配列内の最初のアミノ酸の位置
を示してある。野生型残基はスラッシュとそれにつづく
変異体で使用されている残基の前に示してある。ICAM−
１変異体を発現するCOS細胞をLFA−１コート化プラスチ
ックへの結合性及び35S標識HRV14の結合性についてテス
トした。LFA−１並びにHRV14結合性は変異体ICAM−１を
発現する細胞の割合および野生型発現細胞の割合に対し
て標準化した。結合は多くの実験（ｎ）に関する平均値
及び標準偏差（SE）として表わした。LFA−１、HRV並び
にmAb結合検定において２倍以上の結合が再現的に見ら
れ、したがって有意と考えた（太文字と下線）。各変異
体に対するCL203の比線形螢光強度（SLFI）値は先に述
べたように野生型CL203SLFI値（％WT）に対して標準化
した。RR1/1、R6.5並びにLB−２のSLFI値は先に述べた
ように変異体のCL203SLFI値（％CL203）に対して標準化
した。
mAb CL203のエピトープはD4およびD5に局在化し、一
方D1〜D3はアミノ酸置換を受けていることから、CL203
はトランスフェクトしたCOS細胞におけるICAM−１アミ
ノ酸置換変異体の発現レベルを測定するのに用いた。LF
A−１およびHRVに対するICAM−１変異体の結合はmAb CL
203結合および野生型ICAM−１を用いて得られる結合に
関して標準化した。さらにmAb RR1/1、R6.5並びにLB−
２は別のエピトープに結合するので、これらエピトープ
の２個以上のロスは構造の破壊を示し、したがって対応
するLFA−１およびHRV結合に関する効果を割り引いた。
CL203を用いた測定により発現の特異的減少を示す２つ
の変異体Q27/LおよびE90/Kもそのより低い発現がこれら
の変異が起こるD1の折りたたみ効率の減少を反映してい
ることから同様に割り引いた。
唯１つのICAM mAb結合の減少を示すアミノ酸置換変異
体は、その対応する野生型残基が該mAbのエピトープに
寄与していることを示唆している（第３表）。アミノ酸
置換変異体に対するmAbの結合の減少はRR1/1に対するエ
ピトープが残基D71およびQ73に関係しており、かつD2
6、K39およびQ62の部分の配列に関係していることを示
している。R6.5に対するエピトープはD2におけるF111の
部分の配列の突然変異で完全にかつ特異的に破壊されて
いる。LB−２の結合はD1中のR49の部分の配列およびD2
中のR166における配列の突然変異により特異的な影響を
受ける。
ドメイン１および２は構造的に結合しているように思
える。D1中の53個の変異のうちの12個およびD2中の同じ
割合の18個の変異のうちの４個はRR1/1、R6.5並びにLB
−2mAbのLFA−１およびHRVへの結合を阻害している。こ
れらのリガンドは別個の部位（該mAb）または単に部分
的に重復している領域（LFA−１およびHRV、以下参照）
に結合するので、両D1およびD2を通して広く分布してい
る突然変異が共通の効果を生む能力はD1の構造がD2の構
造と互いに依存し合っていることを示している。対照的
にD3中のどの突然変異もこれらのリガンドの結合に影響
せず、またこれらの突然変異のいずれもD4またはD5に局
在するCL203の結合に影響しない。このことはD1およびD
2間にはコンタクトがあるがD1およびD2は構造的にD3と
は独立している、すなわちD2とD3の間にはつがいが存在
する可能性があることを示している。最も崩壊的な変異
体はIgモデル（以下参照）でD2中の残基に非常に近接し
ていると推測されている残基R13およびD60を含んでい
る。D2中の残基の欠失（残基P95−A189）は細胞表面発
現の消失を起こし、さらにこのことはICAM−１の適正な
折りたたみがD1とD2の相互作用に依存していることを示
している。
２つの突然変異における構造の崩壊は異常なジスルフ
ィド結合の形成によって誘導される。12個のD1およびD2
の変異体の免疫沈殿検定および非還元SDS−PAGEはそれ
らのうちの２つは（N103/KおよびA155N/SV）はICAM−１
のジスルフィド結合二量体であることを明らかにした。
残基N103およびN156はD2のドメイン内ジスルフィド架橋
を形成すると考えられているC108およびC159の近くに存
在する。
LFA−１結合に最も強い影響を与える突然変異はD1に
起こるものである。最も激しい突然変異はLFA−１結合
を完全に阻害するE34/Aおよびそれを10分の１に減少さ
せるQ73/Hである（第３表）。Q73における別の置換、Q7
3/Tは２分の１の減少を示した。突然変異D26QPR/ALPEお
よびG46NN/ASIはLFA−１結合を２〜３倍減少させた。第
２ドメインにおける突然変異N118/Q、N156/E、N175/Aお
よびS177/GはLFA−１結合を特異的におよそ２分の１に
減少した。これら４つの変異体はD2における４個のＮ−
結合グリコシル化部位のうちの３個に影響することが分
った。D1にはＮ−結合グリコシル化部位は存在しない
（第４図）。したがってＮ−結合炭水化物のLFA−１結
合に関する役割は小さく、かつあまり重要ではない。こ
れらの突然変異の効果はより間接的なものかもしれな
い。D2のＮ−結合グリコシル化が持つ１つの間接的効果
はつがい部分の柔軟性の変化である。D3の突然変異はい
ずれもLFA−１結合には影響せず、このことはD3の欠失
に効果がないことと一致している。
多数の突然変異はHRV結合に関しD1がD2よりも重要で
あることおよびLFA−１結合部位が部分的に重復するこ
とを示している。７個の変異体はHRV14結合が減少して
いたがLFA−１結合は変わらなかった。最も大きい効果
を示した２つの変異体はD1のアミノ酸置換に関するもの
であった。実際にQ58/HはHRV14結合を示さず、またQ1T/
KAは10分の１に減少した。D1における他の４つの突然変
異はHRV結合に関し特異的な２倍の効果を示した（K39KE
/ERQ、R49KV/EKL、D71/NおよびK77T/ES）。D2における
突然変異R155PQ/EPAはHRV14結合を４分の１に減少させ
た。D3の突然変異はHRV結合に影響しなかった。
先に述べたFA−１結合に影響する４個のD1突然変異の
うちの３個は同様にHRV結合にも影響を与えた。変異体D
26QPK/ALPEおよびG46NN/ASIはHRV14結合に10倍かつLFA
−１結合に２〜３倍の影響を与えた。LFA−１結合を完
全に失ったE34/AはHRV結合が２分の１に減少している。
LFA−１結合が減少したD2中の４個の突然変異はHRV結合
にほとんど、あるいは全く影響しなかった。
従ってLFA−１またはHRV結合に重大な（10倍以上の）
影響をもつと同定された残基は機能の分離を示してい
る。LFA−１結合を著しく減少する突然変異E34/Aおよび
Q73/HはHRV結合に関し、弱いかまたは検出不可能な効果
しか有していない。逆にHRV結合に顕著な影響を有する
上述の突然変異はLFA−１結合には影響しない。しかし
結合部位の重復はLFA−１およびHRV両結合に影響する２
個の変異体により示されている。さらに結合部位の近接
性がLFA−１またはHRVのいずれかに影響する配列部位に
近い突然変異により示されている（以下に議論する）。
D1中のLFA−１およびHRV14結合に重要な10個の配列／
残基がD2中の１つの配列および潜在的な３個のＮ−結合
グリコシル化と対比して決定された。結合に重要な残基
または配列はD1中には同定されたがD2中には同定されな
かった。さらにD3中のどの置換もLFA−１あるいはHRV14
の結合を変化させず、このことはD3欠失の結果を再確認
している。したがってLFA−１およびHRV14とのコンタク
トに重要な部位はD1中に存在する。
LFA−１並びにHRV14との相互作用を二価カチオン要求
性に関して比較した。細胞表面上またはプラスチックに
結合したICAM−１の細胞表面または精製LFA−１に対す
る結合はMg2+依存性があることが以前に報告されている
（Marlin,S.D.等,Cell 51:813−819（1987）;Staunton,
D.E.等,Naturce 339:61−64（1989））。LFA−１を発現
するＴリンパ球系列SKW3およびHRVの精製ICAM−１への
結合をプラスチック基質に関して比較した。プラスチッ
クに結合した精製ICAM−１を使用し、LFA−１発現Ｔ細
胞系列はMg2+存在下でのみICAM−１を結合することが分
った（第８図）。対照的にHRV14のICAMへの結合は10mM
Mg2+または5mM EDAT存在下で有意な差異を示さなかっ
た。このことは基質上の広範囲な濃度のICAM−１につい
て確認された。したがってLFA−1:ICAM−１並びにHRV:I
CAM−１の相互作用は二価カチオン要求性が明らかに異
なる。
上述の実験はICAM−１の細胞外領域が20nmのつがい棒
として存在することを示している。このことは予想され
ている５個のIg様ドメインが長く伸びていて対を作ら
ず、かつ並列ではなくむしろ直列に整列していることを
示す。したがってICAM−１は全体の構造がMCAMに似てい
る（Beckers,A.等,Immunochem.11:605−609（197
4））。細胞外ICAM−１の全長は18.7nmであり、それゆ
えIgドメイン当り3.7nmである。５個のIgG様ドメインを
含むNCAMのロングアームは17.6−18.7nmの長さを有して
おり、これはICAM分子の全長と本質的に等しい（Becker
s,A.等,Immunolchem.11:605−609（1974））。
ICAMおよびNCAMの構造上の別の著しい類似性に両分子
共典型的には90度であるが柔軟性を示す変化を伴う屈折
を有することがある。ICAMの場合この屈折はおそらく２
つのドメインの間で起こり、その結果３個のドメインか
らなるロングアームと２個のドメインからなるショート
アームを構成している。D1およびD2の構造が互いに依存
し合うという知見はそのつがいがD2およびD3の間に存在
することを示している。D2−D3境界の配列はICAM−１中
最もプロリンに富んだ領域を示している（10残基中４個
のプロリン）。このことはプロリンリッチを特徴とする
Igつがい配列と一致している。事実この領域の４個全て
のプロリンはマウスIgG3のつがい領域中の４個のプロリ
ンと同様の間隔を有している。
NCAMの場合５個のIg様ドメインの中に屈折はない（こ
れらはICAMの全長に等しい見かけ上堅固なロングアーム
を形成している）；むしろその屈折はIg様ドメイン配列
の直後にある。NCAMのショートアームは２個のフィブロ
ネクチン様ドメイン（膜内セグメントおよび細胞質内ド
メイン）を含む（Beckers,A.等,Immunochem.11:605−60
9（1974））。
IgG様ドメインをもたずかつICAMまたはNCAMと無関係
な細胞粘着分子LCAMも90度屈折を有することは注目され
る（Becker,J.W.等,Proc.Natl.Acad.Sci.（U.S.A.）86;
1088−1092（1989））。
したがってこの細胞粘着分子に共通する性質は先端よ
りはむしろその分子の長いセグメントがそのレセプター
との境界に面しかつこれを形成させるのに機能的に重要
であるようである。それは末端の柔軟なセグメント上に
ある結合部位を種々の角度に配向し、かつICAM−１分子
を有する細胞の膜から種々の距離にあるレセプターに結
合させ得る。さらにつがいにより与えられるセグメント
の柔軟性は膜のつなぎ鎖に制限されている細胞表面上の
溶媒容積における結合部位の拡散速度を増加し、それに
より粘着レセプターまたはウイルスへの結合速度を増加
し、かつそれらの相互作用の効率を増加する。
このようにICAM−１の棒状非対合ドメイン組織は結合
部位を細胞表面上の限界距離に持ち上げることにより粘
着を容易にする。ライノウイルス結合はLFA−１結合よ
りもICAM−１を7.4nm短縮しその柔軟性に影響を与える
と予想されているドメイン４および５の欠失により感受
性が高い。このことはライノウイルスとLFA−１の２つ
の差異に関係している。第１にHVR上の結合部位はビリ
ヨンの５回回転軸のまわりに堀を形成する峡谷内の深さ
2.5nmの裂け目に埋没していると提唱されており（Rossm
ann,M.G.等,Nature 317:145−153（1985））、一方イン
テグリンの電子顕微鏡観察は細胞表面上の18nm長の茎状
部に支持されている10×8nm球状結合ドメインを示して
いる（Carrell,N.A.等,J.Biol.Chem.260:1743−1749（1
985）;Nermut,M.V.EMBO J.7:4093−4099（1988））。IC
AM−１がその短縮により埋没している細胞性グリコカリ
ックス（Williams,A.F.等,Ann.Rev.Immunol.６:381−40
5（1988）はLFA−１よりも大きいライノウイルスを受け
つけない。第２にライノウイルスへの多数のICAM−１分
子の結合（Colonno,R.J.等,Proc.Natl.Acad.Sci.（U.S.
A.）85:5449−5453（1988））はICAM−１分子の互いの
近接性を要求し、またこの充填は短縮化または柔軟性の
消失により妨害される。またLFA−１のICAM−１との相
互作用は多価相互作用を必要とするが、LFA−１分子は
互いによく分離しており、かつ各１個のアルファおよび
ベータサブユニットを含むことに基づき各々１個の結合
部位を有すると考えられている。
ICAM−１の非対合ドメインの性質およびD1への結合に
関する配列／残基の位置は提唱されているHRVの峡谷結
合部位の深い裂け目におけるICAM−１のD1結合と矛盾し
ない。ICAM−１およびHRVの境界は少なくとも２個のモ
デルで想像し得る。推定される二次構造に基づき、ICAM
−１の配列にIgホールドモデルを適用した（第９図）。
HRVとのコンタクトに関係にする６個のD1配列中の４
個、Q1T、D26QP、G46NNおよびR49KVはこのモデルではD1
の末端半分に存在する。深い裂け目の大きさ（巾３〜1.
2nm、深さ2.5nm）はIg様ドメインの半分よりもわずかに
大きいものが挿入し得るものである。ICAM−1D1の末端
半分はその裂け目内の残基に結合し得、その結果D1の長
軸はビリオン表面のその周辺に対しほぼ垂直となる。各
々の深い裂け目の境界間の距離（およそ4nm）はICAM−
１がビリオンの５回回転軸の回りの５個全ての裂け目を
占有するのに十分な大きさである。HRVのコンタクトに
関する他の配列、K39KE、Q58およびR166PQはその峡谷の
縁にあるHRV残基と相互作用し得る。別にD1およびD2中
のこれらの残基はHRV残基とは結合を形成しないが結合
構造に重要なドメイン内またはドメイン間結合に寄与し
ている。ICAM−1:HRV相互作用の第２のモデルはD1の長
軸が周囲のビリオン表面と正確な角度を形成するよう裂
け目内の残基とICAM−１のD1がコンタクトするものであ
る。したがってD1は峡谷とより平行かつ水平に配向する
ことになる。このことは５回回転軸の回りのいくつかの
部位を立体傷害によりブロックすることになる。
３個の互いにブロックしないICAM−1mAbがLFA−１お
よびライノウイルス−14の結合をブロックすることから
先にICAM−１上のLFA−１およびラノイウイルス−14の
コンタクト部位は非常に近接していることが示された
（Staunton,D.E.等,Cell 56:849−853（1989））。
本研究ではライノウイルス−14の結合部位を示した。
我々はIgの構造が非対合ドメインを有するIg群で異なる
けれども１つのIgドメイン構造を仮定してICAM−１およ
び２におけるこれらの配列の位置をモデル化した（第９
図）（Williams,A.F.等,Ann.Rev.Immunol.６:381−405
（1986））。変異体G46 NN/ASI、D26QPK/ALPEおよびE3
4/Aの特徴はLFA−１およびライノウイルス−14結合部位
においてICAM−１配列を共通して使用していることを明
らかにした。Igドメインモデルにおけるコンタクト配列
の推定上の位置はLFA−１およびライノウイルス−14結
合部位と非常に近接しているか又は重復していることと
一致している。Q73やG46などのLFA−１結合に関する残
基はライノウイルス−14結合に関する残基、Q73およびR
49と非常に近い。したがってライノウイルス−14はLFA
−１結合部位と重復するICAM−１上の部位と結合するよ
う進化してきたと思われる。しかしこれら２つの結合部
位は明らかに各々LFA−１およびライノウイルス結合を
激しく、かつ選択的に阻害するE34およびQ58における突
然変異で区別される。LFA−１コンタクトに関する４個
のD1配列中の３個はこのモデルにおいてD1の膜側半分に
局在する。しかし最も激しい効果を有する部位はその隣
りの半分に存在する。ドメイン１におけるライノウイル
スおよび2FA結合部位の重復は先に概説したこのドメイ
ンの粘着相互作用部位としての有利性の結果のように思
える。別にICAM−１は抗原提示細胞におけるトリガー機
能を有するレセプターである。このシナリオでは、ドメ
イン１への結合はICAM−１を介して例えばウイルスが伝
染するのに役立つ鼻の分泌を活性化することによりライ
ノウイルスに有利な応答をトリガーする。これは進化的
模倣の一例であろう。
ICAM−１上のコンタクト部位は他の多くのインテグリ
ンリガンドとその配列や構造が異なる。細胞外マトリク
スたん白質と結合する多くのインテグリンはそれらのリ
ガンド内のRGDまたはRGD様配列と結合する（Ruoslahti,
E.等,Cell 44:517−518（1986）;Hynes,R.O.等,Cell
48:549−554（1987））。ヒトのICAM−１はRGD配列を持
たないがいくつかのRGD様配列を含み（Simmons,D.等,Na
rure 331:624−627（1988）;Staunton,D.E.等,Cell 5
2:925−933（1988）、マウスICAM−１はRGD配列を含
む。しかし、これらの部位はいずれも突然変異誘発実験
によりICAM−１へのLFA−１の結合に重要であると決定
された残基とは対応しない。RGDの連続的配列の代りにI
CAM−１中の不連続な一群の配列が認識されているよう
である。このことは３個の不連続な相補性決定領域中の
残基が認識特異性を提供するたん白質抗原へのIgの結合
と同様である（Alzari,P.M.等Ann.Rev.Immunol.６:555
−580（1988））。
ICAM−１はRGD依存様式でiC3bおよびフィブリノーゲ
ンのようなリガンドにも結合する別の白血球インテグリ
ンMAC−１に結合し得る。しかしMAC−１に結合するICAM
−１の部位はLFA−１と結合する部位とは異なるようで
ある。したがってMAC−１は別の結合特異性とより一致
するICAM−１上のRGD様配列と結合する。
LFA−１結合に重要であると決定されたICAM残基は他
のICAMにも保存されている。ヒトICAM−１はマウスICAM
−１と50％、またヒトICAM−２と35％の一致を示す（St
aunton,D.E.等,Nature 339:61−64（1989））。LFA−１
結合に最も重要な残基E34およびQ73はマウスICAM−１お
よびヒトICAM−２の両方に保存されている。このことは
ヒトLFA−１に対するマウスICAM−１およびヒトICAM−
２の結合能と一致している（Staunton,D.E.等,Nature 3
39:61−64（1989））。LFA−１結合に影響を与えるN156
にある１個のD2 N−結合グリコシル化部位もICAM−２に
保存されている。ライノウイルス−14結合に重要ないく
つかの残基Q58、G46、D71およびR166はマウスICAM−１
またはヒトICAM−２に保存されておらず、このことはマ
ウス細胞およびICAM−２がライノウイルス−14を見かけ
上結合し得ないことと一致している（Colonno,R.J.等,
J.Virol.57:7−12（1986））。
LFA−１およびHRVとのコンタクトに重要な配列もRR1/
1およびLB−２のmAbエピトープのブロックと対応してお
り、一方R6.5エピトープは立体障害により結合をブロッ
クするようには思われない。
ICAM−１のLFA−１の結合は二価カチオン依存性があ
る。全てのインテグリンアルファサブユニットは３個ま
たは４個の直列に反復する“EFハンド”様二価カチオン
結合部位を有する（Kishimoto,T.K.等,Adv.Immunol.46:
149−182（1989））。しかしこれらは二価カチオンと配
向する１個の保存的グルタミン酸を欠く点で従来のFFハ
ンド様式と異なる（Corbi,A.L.等EMBO J.６:4023−4028
（1987））。インテグリンから失なわれたこの残基はリ
ガンド中の残基と置き換り、その結果金属がレセプター
およびリガンドの両方に配向するという仮説が立てられ
た（Corbi.A.L.等,EMBO J.６:4023−4028（1987））。L
FA−１の結合に最も重要なICAM−１の残基、グルタミン
酸34（E34）は仮定された二価カチオンとの配向を提供
する。同様のメカニジスムが二価カチオン非依存性のラ
イノウイルス−14のICAM−１への結合に存在するとは思
われない。ライノウイルス結合に対する二価カチオン要
求性に関する以前になされた示唆（Rueckert,R.R.Field
Virology,Fields,B.N.等編，レーベンプレス版NY,（19
85）pp705−738）は別のレセプターに結合するマイナー
な血清型群に関する研究に基づいているようである。
結合とは反対に安定性はライノウイルスの５回回転軸
に存在するアスパラギン141と配向するカチオンに影響
を受ける（Rossmann,M.G.等,Nature 317:145−153（19
85））。
ICAM−１およびCD4は細胞およびウイルス粘着におい
てこれらの機能に顕著な平行性を示すIgスーパーファミ
リーの一貫である。CD4はMHC II型分子を結合するＴ細
胞上の粘着レセプターであり、かつHIVウイルスのレセ
プターとしても使用される。CD4は４個の細胞外ドメイ
ンを有する。CD4に関する最近の研究によりアミノ末端
側のIg様ドメインにおける突然変異が第二ドメイン中の
突然変異のより小さい効果を伴ないMHC II型およびHIV
の結合に最も強い影響を有することが分った。MHC II型
およびHIVに対する結合部位は重復しているが別個のも
のである（Peterson,A,等,Cell 54:65−72（1988）;Cl
ayton,L.K.等,Nature 339:548−551（1989）;Lamarre,
D.等,Science 245:743−746（1989）;Landau,N.R.等,N
ature 334:159−167（1988）、これら全ての文献は参
考として本明細書で引用している）。いくつかのCD4mAb
エピトープはD1および２由来の残基を含むように思わ
れ、このことはこれらのドメインの近接する物理的会合
を示している（Landan,N.R.等,Nature 334:159−167（1
988））。これらすべての点においてICAM−１およびCD4
の細胞粘着およびウイルス結合部位に関する知見は同じ
である。
少なくとも２つの異なるモデルがライノウイルスの峡
谷における推定上のレセプター部位に対するICAM−１ド
メインの結合を想定し得る。上述のようにライノウイル
ス−14のコンタクトに関するD1配列の大部分（９個のう
ちの６個）はD1の末端半分に存在する（第９図）。ライ
ノウイルスの峡谷にあるレセプター結合部位は上部巾3n
m、底巾1.2nmおよび深さ2.5nmの深い裂け目内にあると
考えられている（Rossmann,M.G.等,Nature 317:145−15
3（1985）;Colonno,R.J.等,Proc.Natl.Acad.Sci.（U.S.
A.）85:5449−5453（1988）;Rossmann,M.G.等,Ann.Rev.
Biochem.58:533−573（1989））。この裂け目の大きさ
は挿入されうるIg様ドメインの半分よりわずかに大きい
（4nm長および２−2.5nm巾）。したがってICAM−1D1の
末端半分内にあるコンタクト配列は裂け目内の残基との
結合を形成し、その結果D1の長軸は峡谷の底とほぼ垂直
になる。５回回転軸の周囲の各々の深い裂け目の中心間
の距離および5nmはICAM−１分子が５個全ての裂け目を
占有するのに十分な大きさである。D1の末端半分に存在
しないライノウイルス−14のコンタクトに関係する残り
の配列K39DE、Q58、およびR166PQは峡谷の縁に存在する
ライノウイルス−14の残基と相互作用を起こし得る。
ICAM−1/ライノウイルス−14相互作用の第２のモデル
はICAM−1D1が裂け目の残基と接触し、その結果D1の長
軸が峡谷の底とより鋭角となりD1およびD2が峡谷におい
てより長く横たわるものである。これはいくつかの隣り
合うライノウイルス−14結合部位の立体障害によるブロ
ッキングを起こす。
したがって本発明はICAMとLFAまたはHRVとのコンタク
トの主要問題を解決した。ICAM−１のコンタクト配列の
同定はLFA−１および／またはHRV結合を妨害するICAM−
１フラグメントおよび合成プペチドの設計のための付加
的情報を提供する。例えばこのデータはD1のみを含むIC
AM−１フラグメントがLFA−１およびHRV両方の相互作用
を阻害するのに十分であることを示している。しかしこ
こに提示されている結果はより効果的結合構造はD1およ
びD2の両方を含むことを示唆している。不連続なICAM−
１配列がコンタクトに関係しているように思われるので
多くのコンタクト配列を含む長いペプチドフラグメント
またはいくつかのより短かいペプチドをLFA−１およびH
RV相互作用と競合させるのに用い得る。
したがってICAM−１の最初の２個のドメイン内にある
重要な結合部位の同定はICAM−１の可溶性フラグメント
がライノウイルス感染の予防および炎症病状の治療に潜
在的な能力を有することを示している（たとえば再灌流
や移植などに対して）。このような薬剤はライノウイル
ス主要グループにより引き起こされる一般的な風邪の症
状を有するケースの50％に治療効果がある（Sperber,S.
J.等,Antimicr,Agents Chemo.32:409−419（1988））。
再灌流の場合、白血球が一時的に血液を奪われた組織に
移動しこれを損傷する。筋収縮遅滞梗塞および虚血ショ
ックの場合の再灌流による有意なダメージはLFA−１お
よびその他の白血球インテグリンに対するmAbによりブ
ロックされることが示された（Vedder,N.B.等,J,Clin.I
nvest.81:939−944（1988）;Simpson,P.J.等,J.Clin.In
vest.81:624−629（1988）これらの文献は参考として本
明細書で引用している）。
したがってまとめるとリンパ球上のLFA−１（CD11a/C
D18）は他の細胞上のICAM−１（CD54）に結合し免疫お
よび炎症応答の際に重要な細胞−細胞粘着を促進する、
さらにヒトライノウイルス（HRV）の主要グループはICA
M−１を細胞レセプターとして使用する。電子顕微鏡はI
CAM分子が約19nm長の棒状をしていることを示した。こ
の棒はしばしば12nmのロングアームおよび7nmのショー
トアームを与える90度の屈折を有する。これらの大きさ
はロングアームの３個及びショートアームの２個の合計
５個のIg様ドメインが棒軸に対し小角度に配向している
モデルを示唆している。LFA−１、HRVおよび４個のモノ
クローナル抗体（mAb）の結合に重要なICAM−１配列は
そのIg様ドメインの欠失および推定されるベータターン
におけるアミノ酸置換を有するICAM−１変異体の特性に
より同定した。ICAM−１の２個のアミノ末端側Ig様ドメ
イン（D1およびD2）は構造的に相互作用するようであ
り、またD2中のＮ−結合グリコシル化部位はその構造的
完全性に重要であると思われ、かつLFA−１結合にわず
かな効果を有している。ICAM−１のアミノ末端Ig様ドメ
イン（D1）はLFA−１およびHRVの両方に対する主要なコ
ンタクト部位を含む。結合部位は重復しているが別個の
ものであるようである。またHRV結合は二価カチオン依
存性が無い点でLFA−１とは異なる。LFA−１はインテグ
リンであるが、それはICAM−１中のRGDまたはRGD様配列
を認識しない。全体的に云うと解析によりライノウイル
スはICAM−１結合部位の選択においてLFA−１を模倣し
ていることを示し、これが進化的適合部位である可能性
を生じた。
例 ９ ICAM−１の可溶性官能性誘導体はライノウイルス感染を
阻害する 上述のようにライノウイルスはピコルナウイルス群に
属し、かつ多くの一般的風邪の原因である（Sperter,S.
J.等,Antimicrob.Agents Chemother,32:409−419（198
8））。大部分のライノウイルスおよびいくつかのコク
サキーウイルス（またピコルナウイルス）はヒト細胞上
に共通の細胞表面レセプターを共有している。ICAM−１
はライノウイルスの主要サブグループに対する細胞レセ
プターであり（Staunton,D.E.等,Cell 46:849−853（19
89）;Greve,J.M.等,Cell 56:839−847（1989））、また
抗ICAM−１抗体は主要ライノウイルス群の細胞への結合
を阻害し得る。この知見の観点から主要ライノウイルス
群の細胞への結合をブロックする可溶性ICAM−１官能性
誘導体の能力を研究した。
上述のように細胞質内ドメインを切断したICAM−１の
可溶性誘導体を生成するため、PetersonおよびSeed（Pe
terson,A.等,Cell 53:65−72（1988））により修正され
たKunkelの方法（Kunkel,T.A.Proc.Natl.Acad.Sci（U.
S.A.）82:488−492（1985））に基づくオリゴヌクレオ
チド指定突然変異誘発を用いて読み枠内停止コドン（Dc
ytとD5との間）を生成した。この実験でY452 E/F TAGと
命名された変異体ICAM−１遺伝子を生成し、これは発現
により切断された分泌型のICAM−１（sICAM−１）を産
生する（例８参照）。
SV40初期領域由来のプロモーター、スプライスシグナ
ルおよびポリアデニル化シグナルにより制御されるハム
スターのDHFR遺伝子および上述の変異体ICAM−1cDNAコ
ード領域を含む発現ベクターを構築した。Fsp IおよびH
ind III消化によりプラスミドpBR322DHFR（Mulligan,R.
C.等,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 78:2072−2076（198
1））からハムスターDHFR遺伝子を単離し、つづいてBam
H I/Hind IIIで切断したpSV2gpt（Mitchell,P.J.等,Mo
l.Cell.Biol.６:425−440（1986））に平滑末端ライゲ
ーションした。変異体sICAM−１（可溶性ICAM−１）cDN
AをNot I消化で単離した。その後クレノーを用いて末端
を充填し、その分子をHind IIIで消化した。ついでこの
分子をpBR322DHFR発現ベクター（gpt遺伝子を除くためA
pa Iによる消化、クルノーによる末端充填およびHind I
IIによる消化により調製した。）にライゲーションし
た。したがってsICAM−１遺伝子はSV40を基にした発現
ベクター中のハムスターDHFR遺伝子に物理的に結合して
いる。
その後この完全なベクターをリン酸カルシウム共沈殿
法を用いてチャイニーズハムスター卵巣（CHO）K1 DUX
−B11細胞にトランスフェクトした（Graham,F.L.等,Vir
ology 52:456−467（1973））。非選択培地における２
日間の増殖後その細胞を0.05〜２μＭのメソトレキセー
トを含むがヒポキサンチンおよびチミジンを欠く選択培
地に移した。ついでそのクローンを単離しサブクローン
後ELISA法によりsICAM−１の産生をテストした。最も多
量のsICAM−１を分泌するコロヒーをさらに２回の遺伝
子増殖を行ないCHO118Aと命名した安定な細胞系列を誘
導した。sICAM−１源として好ましい該細胞系列は培養
培地中に約１μg/mlの濃度でsICAM−１を分泌する。
抗ICAM−１モノクローナル抗体R6.5を用いた免疫アフ
ィニティクロマトグラフィーによりCHO118A細胞の上清
からsICAM−１を精製した。この目的のため業者の説明
書に従がい充填樹脂1ml当り5mgの最終濃度となるように
R6.5をCNBr活性化セファロース4B（ファルマシアLKB）
に共有結合した。全てのクロマトグラフ操作は４℃で行
ない、また全てのバッファには0.2U/mlのアプロチニン
および1mMフェニルメチルスルホニルフルオライドを含
めた。およそ1mgのsICAMP1を含む濾過上清１リットルを
30mlのR6.5−セファロースカラムに1ml/minの流速で流
した。その後このカラムを2.5ml/minの流速で200mlの10
mMトリス/0.15M NaClで洗浄して未結合物質を除去し
た。結合したsICAM−１を1ml/minの流速の50mMトリエチ
ルアミン/0.15M NaCl/pH11.0で溶出した。フラクション
を採取し直ちに最終濃度20mMとなるように1Mトリス（pH
6.0）を加えて中和した。
溶出したsICAM−１を含むフラクションは10％〜15％
ポリアクリルアミド勾配ゲルを用いたSDS−PAGEおよび
銀染色で同定した。電気泳動および染色は業者の説明書
に従いファルマシアファストゲルシステムおよび銀染色
キットを用いて行った。sICAM−１を含むフラクション
を集め、セントリコン−30マイクロコンセントレーター
（アミコン社、デンバー、MA）を用いておよそ10倍に濃
縮した。
１回の実験の精製sICAM−１のたん白質含量をバイオ
ラドプロテインアッセイ（バイオラドラボラトリーズ
社、リッチモンド、CA）を業者の説明書に従って用いる
ことにより測定し、またこの物質の一部を参照標準物質
として使用するため凍結保存した。つづいてサンプル中
のsICAM−１濃度をこれらの参照標準物質および非重復
エピトープに結合する（Marlin、未公開データ）２個の
抗ICAM−１モノクローナル抗体、R6.5およびR6.1を用い
た“サンドイッチ”型ELISAで測定した（Rothlein,R.
等、J.Immunol.141;1665−1669（1988））。R6.1は10μ
g/ml溶液100μを１時間インキュベーションすること
により96穴プレート（Nuncイムノプレート）のプラスチ
ックに結合させた。以後の各ステップは試薬100μの3
7℃、20分間のインキュベーションと、つづくリン酸緩
衝液による洗浄により行った。（１）参照標準sICAMま
たは未知物質の連続希釈物の結合、（２）ビオチン化R
6.5（１μg/ml）の結合、および（３）業者推薦濃度の
ホースラディッシパーオキシダーゼ結合ストレプトアビ
ジン（ジムドラボラトリーズ、サウスサンフランシス
コ、CA）の結合。基質ABTS（ジムド）の添加および室温
20分間のインキュベーション後、410nmの吸光度を測定
した。その後sICAM−１の濃度を参照標準曲線との比較
により決定した。
放射能標識ライノウイルス結合検定はAbrahamおよびC
olonnoの方法を修正して行った（Abraham,G.等J.Virol.
51;340−345（1984））。簡単に云うとHeLaの細胞に20m
M MgCl2および2mMグルタミンを補った無メチオニンRRMI
1640中４〜６時間かけてHRV14を感染させ、つづいて一
般化した細胞変性効果が観察されるまで２％ウシ胎児血
清および100μCi/ml〔35S〕−メチオニンを含む同培地
中でインキュベートした（通常感染後18時間まで）。３
回の凍結融解後上清中のウイルスをポリエチレングリコ
ールで沈殿化し遠心により回収した。報告されている方
法の修正してその後放射能標識ウイルスを30％スクロー
ステップクラジェントを通してペレット化することによ
り（ベックマンSW41ローターを用いて34900rpm2時間）
回収した。HeLの細胞（集密化24穴プレート）に対する
放射能標識ウイルス（１×104cpm）の結合はシンチレー
ション計数の前に細胞および結合ウイルスの可溶化に１
％トリトン×−100および高温9M尿素による洗浄を順次
行うこと以外はAbrahamおよびColonno（Abraham,G.等、
J.Virol.51:340−345（1984））の方法に従って行っ
た。典型的実験において投入cpmのおよそ25％〜30％が
細胞に結合した。
上述の最初の精製操作を用い、sICAM−１のミリグラ
ム量を95％以上の純度に精製した。精製したsICAM−１
は82,000の見かけの相対分子量（Mr）を有し、これは５
個全ての細胞外Ig様ドメインを含む分子の推定サイズと
一致する。精製sICAM−１は膜結合ICAM−１（mICAM−
１）に対して生成した３個の異なるモノクローナル抗
体、RR1/1、R6.5およびCL203と結合した。これらの抗体
は競合結合検定法で地形的に異なる部位に結合すること
が検定され、またsICAM−１に対する結合はそれが天然
のmICAM−１と同様な全体的構造を維持していることを
示している。
ライノウイルス感染のインヒビターとして作用する精
製sICAM−１の能力は定量的インビトロウイルス細胞変
性効果（CPE）検定法で測定した（Staunton,D.E.等、Ce
ll 56:849−853（1989））。
この実験のため主要群血清型HRV54（100TCID50）を指
示される濃度のsICAM−１（または同精製操作由来のバ
ッファコントロールの等価希釈物）の存在下HeLa細胞上
にプレーティングし、４日後先に報告されている方法に
従がいその細胞変性効果を測定した（Staunton,D.E.
等、Cell 56:849−853（1989））。
第10図に示されているように、sICAM−１は主要群ヒ
トライノウイルス54株（HRV54）の強力なインヒビター
であった。１μg/mlのsICAM−１はCPEを有意に（およそ
50％）阻害し、また10μg/mlで90％以上の阻害が達成さ
れた。対照的にsICAM−１ピークに隣接するカラムフラ
クション由来のバッファコントロールはなんの効果も有
していない。
sICAM−１による阻害の特異性をライノウイルスのメ
ジャーおよびマイナー両サブグループの代表物、他のピ
コルナウイルスおよび無関係の外被化DNAウイルスであ
るヘルペスシンプレックスウイルスＩ型（HSV−１）を
用いてテストした。
この実験のため精製sICAM−１（５μg/ml）を以下に
示したウイルス（100TCID50）と共にHeLa細胞上にプレ
ーティングし、４日後に細胞変性効果を測定した:HRV54
（メジャーグループライノウイルス）、HRV（マイナー
グループライノウイルス）、COX.A13（コクサキーA13、
メジャーグループレセプターを用いたピコルナウイル
ス）、COX.B1（コクサキーB1、メジャーグループレセプ
ターを使用しない）、Polio（ポリオウイルスＩ）、HRV
−１（ヘルペスシンプレックスウイルス、Ｉ型）。
第11図に示したようにsICAM−１はHRV54を阻害するが
細胞レセプターとしてICAM−１を使用しないマイナーグ
ループ株のHRV2には有意な影響を与えない。さらにsICA
M−１は、レセプターとしてICAM−１を使用することが
知れられているもう１つのピコルナウイルスであるコク
サキーA13による感染を阻害する（Colonno,R.J.等,p93
−102、Posi−tive Strand RNA Viruses（Alan R.Lis
社））。対照的にsICAM−１はポリオウイルス、コクサ
キーB1（ICAM−１を介して結合しないピコルナウイル
ス）またはHRV−１を阻害しない。
ウイルス阻害の特異性はsICAM−１が細胞のウイルス
増殖を支える能力に関する一般的効果を介してではな
く、むしろウイルス結合の阻害を介して感染を防ぐこと
を示している。このことは35S−メチオニン標識ウイル
ス結合検定を用いてウイルス結合に関するsICAM−１の
効果を測定することにより測定された。
この実験のために〔35S〕−メチオニン標識HRV14を指
示濃度のsICAM−１、クロマトグラフィーバッファコン
トロールまたは200μg/mlの抗ICAM−１モノクローナル
抗体CL203またはR6.5と混合した。先に示されているよ
うに抗体R6.5はICAM−１とLFA−１またはHRV54のいずれ
かとの相互作用を阻害し、一方抗体CL203はこれを阻害
しない（Staunton,D.E.等、Cell 56:849−853（198
9））。４℃30分の再インキュベーションの後この混合
物をHeLa細胞上にプレーティングし、洗浄後結合cpmを
測定した。
第12図に示したように、sICAM−１は投与量に依存し
てHRV14（ライノウイルスメジャーサブグループ）の結
合を阻害したが、一方バッファコントロールは影響しな
かった。ポジティブコントロールの抗ICAM−1 Mab R6.5
も効果を示したが一方ネガティブントロールのMab CL20
3（これはICAM−１と結合するがその機能は阻害しな
い）は有意な効果を示さなかった（Staunton,D.E.等、C
ell 56:849−853（1989）参照）。ウイルス結合検定はC
PE検定よりも実質的に高い濃度のウイルス粒子を使用し
ており、このことはCPEに比べ結合阻害が低いことを示
していることに注意すべきである。
多量の精製sICAM−１を産生し得ることはＸ線結晶学
的実験を可能にし、その分子の３次元構造の解析を可能
にする。精製sICAM−１を使用すると検定法を発展させ
ることにより抗ライノウイルス剤の設計または検出が容
易となる。
これらの実験はsICAM−１がメジャーグループライノ
ウイルス感染の強力かつ特異的なインヒビターであるこ
とを示している。sICAM−１はメジャーグループウイル
スであるHRV54を阻害するがレセプターとしてICAM−１
を使用していないライノウイルスのマイナーグループの
一員であるHRV2を阻害しないことが分った。sICAMの抗
ウイルス活性はsICAM−１またはその官能性誘導体が抗
ウイルス治療に使用し得ることを示している。ウイルス
上のICAM−１結合部位は高度に保存されており（Rossma
n,M.G.J.Biol.Chem.264:14587−14590（1989））かつそ
の変異能は機能的に抑制されているようである。したが
ってICAM−１−ウイルス相互作用の部位を指向する薬剤
は薬剤耐性変異体の生成による中和を回避するウイルス
能力の制限と合せてウイルス感染の感受的第１段階を阻
害する二重の利点を有している。
sICAM−１がインビトロでライノウイルスのメジャー
グループの感染を阻害し得、かつライノウイルス感染の
症状を緩和または予防する治療効果を有することをデー
タが示している。
本発明はその特定の実施態様と合せて記述されている
がこれをさらに修正し得、かつこの適用が一般に本発明
の原則に従がい、かつ本発明に属する分野における従来
の、または習慣的実施態様に用いられかつ本特許請求の
範囲に従うことが明らかな先に示した基本的特性に適用
し得る本公開物からの逸脱も含め全ての本発明の変化
物、用途または応用を含むことを意図するものであるこ
とが理解されよう。
【図面の簡単な説明】
第１図は、ICAM−1 cDNAの核酸及びアミノ酸配列を示
す。図中、第１のATGコドンは第58位にある。ICAM−１
トリプシンペプチドに対応する翻訳した配列にアンダー
ラインを付した。疎水性推定シグナルペプチド及び膜透
過配列には太いアンダーラインを付し、Ｎ−結合ジリコ
シル化部位を四角でくくった。第2976位のポリアデニル
化シグナルAATAAAの上に線を引いた。第１図に示す配列
はHL−60 cDNAクローンのものである。内皮細胞cDNAの
配列はその長さのほとんどの部分と同じであり、ほんの
小さな違いがあるだけである。 第２図はICAM−１相同ドメイン及び免疫グロブリン超遺
伝子群への相関を示す。（Ａ）５つの相同ドメインの配
列（D1-5）：列んだ２以上の同じ残基は囲っている。NC
AMドメインに２回以上含まれる残基、およびセットC2お
よびC1のドメイン中に含まれる残基はICAM−１内部繰返
しによって配列している。ICAM−１のドメイン中の予想
βストランドの位置は棒線および配列上の小文字でマー
クしており、また免疫グロブリンｃドメイン中のβ−ス
トランドの公知の位置は棒線及び配列下の大文字でマー
クしている。ICAM−１ドメイン内の推定ジスルフィド架
橋の位置はＳ−Ｓによって示している。ICAM−１に相同
性のたん白質ドメインの（Ｂ−Ｄ）配列：各たん白質は
FASTPプログラムを用いてNBRデータベースを調査するこ
とによって先ず配列した。各たん白質配列はMAG,NCAN,T
細胞レセプターαサブユニットＶドメイン、Ig Mμ鎖お
よびα−１−β−糖たん白質である。 第３図はICAMアミノ末端ドメインの配列を示す。 第４図はドメイン欠落位置を示すICAM−１の図式化した
ものである。 第５図はCOS細胞におけるICAM−１欠落変異体の発現を
示す。COS細胞をフローサイトフルオロメトリー（flow
cytofluorometry）、次いでRR1/1を用いた間接免疫発光
で分析した。 第６図はCOS細胞におけるICAM−１欠落変異体の発現を
示す。COS細胞をフローサイトフイルオロメトリー、次
いでMAbs RR1/1（固体バー）、R6.5（オープンバー）,L
B−２（ストリップバー）又はCL203（ハッチバー）を用
いた間接免疫発光で分析した。特定発光強度をモック
（mock）トランスフェクトした細胞に基づくバックグラ
ンドを差し引いて求めた。 第７図はICAM−１欠落変異体とLFA−１およびHRV14の結
合を示す。ICAM−１欠落変異体発現COS細胞のプラスチ
ック結合LFA−１への粘着及び35S metラベル化HRV14へ
の結合を調べた。多重実験についての標準誤差（２−
４）を示す。 第８図は、２価カチオン不存在下におけるHRV14のICAM
−１への結合を示す。プラスチック結合ICAM−１の濃度
が増加するに従い、該ICAM−１への35SHRV14の結合は、
10m Mg2+（オープンサークル）のHRVバッファー中で、
又はMg2+を含まないが5mMEDTA（オープントライアング
ル）を含むHRVバッファー中で生じた。 第９図はICAM−1 D1及びD2ターシャリー構造のモデル:L
FA−１とHRV結合部位の位置を示す。Igコンスタントド
メインの基本ターシャリーモデル（Wright,S.D.,ら、Pr
oc.Natl.Acad.Sci.SA 85:7734−7738（1988））を、予
想ｂストランド（太い欠印）及びICAM−1 D1及びD2のｂ
ターン（Staunton,D.E.ら、Nature 339:61−64（1989
a））に適応するように変えた。LFA−１又はHRV14結合
に関与する残基を示す。LFA−1/HRV14結合（×倍低下）
についての対応変異体の効果をそれぞれ示した（アウト
ラインプリント）。D2 Nリンクオリゴサッカライドの位
置を示す。 第10図は主グループライノウイルスにより誘発された細
胞変性効果をsICAM−１が抑制することを示す。 第11図はライノウイルス主グループレセプターを利用す
るピコルナウイルスにより誘発されたCPEを、精製sICAM
−１が特異的に抑制することを示す。 第12図はライノウイルスビリオンが細胞に結合するのを
精製sICAM−１が抑制することを示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｃ１２Ｑ 1/70 Ｃ１２Ｑ 1/70 (56)参考文献 特開 平３−81296（ＪＰ，Ａ) 欧州特許出願公開289949（ＥＰ，Ａ ２) Ｃｅｌｌ，10 Ｍａｒｃｈ 1989，Ｖ ｏｌ．56，ｐｐ．849−853 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) A61K 38/00 A61K 39/395 A61P 31/12 C07K 14/47 C07K 16/18 C12Q 1/70 ＢＩＯＳＩＳ（ＳＴＮ) ＣＡＰＬＵＳ（ＳＴＮ) ＭＥＤＬＩＮＥ（ＳＴＮ) ＥＭＢＡＳＥ（ＳＴＮ)

Claims (15)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ウイルス感染の抑制に十分な量のICAM−１
    の可溶性フラグメント又はICAM−１の官能性誘導体の可
    溶性フラグメントを含むウイルス感染治療用薬理学的組
    成物であって、該可溶性フラグメントがICAM−１のドメ
    イン１及び２を含む該組成物。
  2. 【請求項２】（ａ）ウイルスを含む疑いのある生物試料
    を検出可能に標識されているICAM−１の可溶性フラグメ
    ント又はICAM−１の官能性誘導体の可溶性フラグメント
    と、該ICAM−１の可溶性フラグメント及び該ウイルスの
    検出可能な複合体を形成するのに十分な時間及び条件下
    で接触させること、 （ｂ）該サンプル中における該複合体の存在を測定する
    こと、 を含むウイルス感染の存在を診断する方法であって、該
    ウイルスが主要血清型のライノウイルス、Ａ型コクサッ
    キウイルス及びメンゴウイルスからなる群から選ばれ、
    該可溶性フラグメントがICAM−１のドメイン１及び２を
    含む該方法。
  3. 【請求項３】ICAM−１の可溶性官能性誘導体に結合した
    ウイルスを含むウイルス感染予防用ワクチン組成物であ
    って、該官能性誘導体がICAM−１のドメイン１及び２を
    含む該組成物。
  4. 【請求項４】前記ウイルスがピコルナウイルス科の主要
    血清型ライノウイルス、Ａ型コクサッキウイルス及びメ
    ンゴウイルスからなる群から選ばれる請求項１又は３に
    記載の組成物。
  5. 【請求項５】前記ウイルスがピロルナウイルス属の中の
    主要血清型のライノウイルスである請求項４に記載の組
    成物。
  6. 【請求項６】前記フラグメントが、 （１）ICAM−１のドメイン１、２、３、４及び5; （２）ICAM−１のドメイン１、２、３及び4; （３）ICAM−１のドメイン１、２及び3; （４）ICAM−１のドメイン１及び２、 からなる群から選ばれる請求項１に記載の組成物。
  7. 【請求項７】前記可溶性フラグメントが指示される位置
    に以下のアミノ酸： 第１番目のアミノ酸残基としてグルタミン残基、第２番
    目のアミノ酸残基としてスレオニン残基；第13番目のア
    ミノ酸残基としてアルギニン残基；第26番目のアミノ酸
    残基としてアスパラギン酸残基、第27番目のアミノ酸残
    基としてグルタミン残基、第28番目のアミノ酸残基とし
    てプロリン残基、第29番目のアミノ酸残基としてリジン
    残基；第27番目のアミノ酸残基としてグルタミン残基；
    第39番目のアミノ酸残基としてリジン残基、第40番目の
    アミノ酸残基としてリジン残基、第41番目のアミノ酸残
    基としてグルタミン酸残基；第46番目のアミノ酸残基と
    してグリシン残基、第47番目のアミノ酸残基としてアス
    パラギン残基、第48番目のアミノ酸残基としてアスパラ
    ギン残基；第49番目のアミノ酸残基としてアルギニン残
    基、第50番目のアミノ酸残基としてリジン残基、第51番
    目のアミノ酸残基としてバリン残基；第58番目のアミノ
    酸残基としてグルタミン残基；第60番目のアミノ酸残基
    としてアスパラギン酸残基；第71番目のアミノ酸残基と
    してアスパラギン酸残基；第77番目のアミノ酸残基とし
    てリジン残基、第78番目のアミノ酸残基としてスレオニ
    ン残基；第103番目のアミノ酸残基としてアスパラギン
    残基；第155番目のアミノ酸残基としてアラニン残基、
    第156番目のアミノ酸残基としてアスパラギン残基；及
    び第166番目のアミノ酸残基としてアルギニン残基、第1
    67番目のアミノ酸残基としてプロリン残基、第168番目
    のアミノ酸残基としてグルタミン残基のうちの少なくと
    も１つを含む請求項１に記載の組成物。
  8. 【請求項８】前記可溶性フラグメントが指示される位置
    に以下のアミノ酸： 第３番目のアミノ酸残基としてアラニン残基、第４番目
    のアミノ酸残基としてグリシン残基、第５番目のアミノ
    酸残基としてロイシン残基；第27番目のアミノ酸残基と
    してロイシン残基；第34番目のアミノ酸残基としてアラ
    ニン残基；第73番目のアミノ酸残基としてヒスチジン残
    基；第73番目のアミノ酸残基としてスレオニン残基；及
    び第118番目のアミノ酸残基としてグルタミン残基のう
    ちの少なくとも１つを含む請求項１に記載の組成物。
  9. 【請求項９】前記ICAM−１の可溶性官能性誘導体が、 （１）ICAM−１のドメイン１、２、３、４及び5; （２）ICAM−１のドメイン１、２、３及び4; （３）ICAM−１のドメイン１、２及び3; （４）ICAM−１のドメイン１及び２、 からなる群から選ばれるICAM−１のフラグメントを含む
    請求項３に記載の組成物。
  10. 【請求項１０】前記可溶性官能性誘導体が指示される位
    置に以下のアミノ酸： 第１番目のアミノ酸残基としてグルタミン残基、第２番
    目のアミノ酸残基としてスレオニン残基；第13番目のア
    ミノ酸残基としてアルギニン残基；第26番目のアミノ酸
    残基としてアスパラギン酸残基、第27番目のアミノ酸残
    基としてグルタミン残基、第28番目のアミノ酸残基とし
    てプロリン残基、第29番目のアミノ酸残基としてリジン
    残基；第27番目のアミノ酸残基としてグルタミン残基；
    第39番目のアミノ酸残基としてリジン残基、第40番目の
    アミノ酸残基としてリジン残基、第41番目のアミノ酸残
    基としてグルタミン酸残基；第46番目のアミノ酸残基と
    してグリシン残基、第47番目のアミノ酸残基としてアス
    パラギン残基、第48番目のアミノ酸残基としてアスパラ
    ギン残基；第49番目のアミノ酸残基としてアルギニン残
    基、第50番目のアミノ酸残基としてリジン残基、第51番
    目のアミノ酸残基としてバリン残基；第58番目のアミノ
    酸残基としてグルタミン残基；第60番目のアミノ酸残基
    としてアスパラギン酸残基；第71番目のアミノ酸残基と
    してアスパラギン酸残基；第77番目のアミノ酸残基とし
    てリジン残基、第78番目のアミノ酸残基としてスレオニ
    ン残基；第103番目のアミノ酸残基としてアスパラギン
    残基；第155番目のアミノ酸残基としてアラニン残基、
    第156番目のアミノ酸残基としてアスパラギン残基；及
    び第166番目のアミノ酸残基としてアルギニン残基、第1
    67番目のアミノ酸残基としてプロリン残基、第168番目
    のアミノ酸残基としてグルタミン残基のうちの少なくと
    も１つを含む請求項３に記載の組成物。
  11. 【請求項１１】前記可溶性官能性誘導体が指示される位
    置に以下のアミノ酸： 第３番目のアミノ酸残基としてアラニン残基、第４番目
    のアミノ酸残基としてグリシン残基、第５番目のアミノ
    酸残基としてロイシン残基；第27番目のアミノ酸残基と
    してロイシン残基；第34番目のアミノ酸残基としてアラ
    ニン残基；第73番目のアミノ酸残基としてヒスチジン残
    基；第73番目のアミノ酸酸基としてスレオニン残基；及
    び第118番目のアミノ酸残基としてグルタミン残基のう
    ちの少なくとも１つを含む請求項３に記載の組成物。
  12. 【請求項１２】指示される位置に以下の野生型アミノ
    酸： 第１番目のアミノ酸残基としてグルタミン残基、第２番
    目のアミノ酸残基としてスレオニン残基；第13番目のア
    ミノ酸残基としてアルギニン残基；第26番目のアミノ酸
    残基としてアスパラギン酸残基、第27番目のアミノ酸残
    基としてグルタミン残基、第28番目のアミノ酸残基とし
    てプロリン残基、第29番目のアミノ酸残基としてリジン
    残基；第27番目のアミノ酸残基としてグルタミン残基；
    第39番目のアミノ酸残基としてリジン残基、第40番目の
    アミノ酸残基としてリジン残基、第41番目のアミノ酸残
    基としてグルタミン酸残基；第46番目のアミノ酸残基と
    してグリシン残基、第47番目のアミノ酸残基としてアス
    パラギン残基、第48番目のアミノ酸残基としてアスパラ
    ギン残基；第49番目のアミノ酸残基としてアルギニン残
    基、第50番目のアミノ酸残基としてリジン残基、第51番
    目のアミノ酸残基としてバリン残基；第58番目のアミノ
    酸残基としてグルタミン残基；第60番目のアミノ酸残基
    としてアスパラギン酸残基；第71番目のアミノ酸残基と
    してアスパラギン酸残基；第77番目のアミノ酸残基とし
    てリジン残基、第78番目のアミノ酸残基としてスレオニ
    ン残基；第103番目のアミノ酸残基としてアスパラギン
    残基；第155番目のアミノ酸残基としてアラニン残基、
    第156番目のアミノ酸残基としてアスパラギン残基；及
    び第166番目のアミノ酸残基としてアルギニン残基、第1
    67番目のアミノ酸残基としてプロリン残基、第168番目
    のアミノ酸残基としてグルタミン残基のうちの少なくと
    も１つを有する、変異されたドメイン１及び２を含むIC
    AM−１の可溶性官能性誘導体。
  13. 【請求項１３】指示される位置に以下のアミノ酸： 第３番目のアミノ酸残基としてアラニン残基、第４番目
    のアミノ酸残基としてグリシン残基、第５番目のアミノ
    酸残基としてロイシン残基；第27番目のアミノ酸残基と
    してロイシン残基；第34番目のアミノ酸残基としてアラ
    ニン残基；第73番目のアミノ酸残基としてヒスチジン残
    基；第73番目のアミノ酸残基としてスレオニン残基；及
    び第118番目のアミノ酸残基としてグルタミン残基のう
    ちの少なくとも１つを有するICAM−１の可溶性官能性置
    換誘導体。
  14. 【請求項１４】免疫グロブリンの一部分に結合した請求
    項12に記載の官能性誘導体を含むキメラ分子。
  15. 【請求項１５】免疫グロブリンの一部分に結合した請求
    項13に記載の官能性誘導体を含むキメラ分子。
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