JP3513481B2 - ウイルスワクチン - Google Patents
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Description
イルスワクチンと、このワクチンに含まれるウイルスの
ヌクレオチド配列とに関するものである。
ウイルスで、エンベロープによって囲まれた20面体カ
プシドからなる。このウイルスは、生物学的特性とゲノ
ム構造とにもとづいてアルファ、ベータ、およびガンマ
ヘルペスウイルスに分類される[Roizman,B
et al.(1981)Inter−virolog
y 18,201−217]。トリヘルペスウイルスに
は、鶏に発生するリンパ腫症の一種であるマレック病を
引き起こすマレック病ウイルス(MDV)(ガンマヘル
ペスウイルス)[総説: Payne,L.N.(e
d)Marek's Disease(1985),M
artinus Nijhoff Publishin
g,Boston]と、鶏の呼吸器系上部に感染して致
死または排卵減少を引き起こす感染性咽頭気管炎ウイル
ス(ILTV)(アルファウイルス)とが含まれる。最
近、われわれの研究室において偶然に多くの保護された
遺伝子を同定することを可能とするような、MDV、I
LTVおよび哺乳類のヘルペスウイルス、特に水痘性口
内炎ウイルス(VZV)および単純ヘルペスウイルス
(HSV)との間における顕著なアミノ酸配列の相同性
(ホモロジー)が発見された。これらには、HSVの糖
タンパク質、gB、gCおよびgHに相同なMDVおよ
び七面鳥ヘルペスウイルス(HVT)のアミノ酸配列、
TKおよびリボ核酸還元酵素遺伝子に相同なILTV、
MDVおよびHVTのアミノ酸配列、そしてgBおよび
VZVの遺伝子34および35に相同なILTVのアミ
ノ酸配列も含まれる[Backmaster,A et
al.(1988)J.gen.Virol,89,
2033−2042]。
る。1型は病原性の株とその弱毒株、2型は天然の非病
原性株、そして3型はHVTが含まれる。10年以上前
から、HVTによる種痘がマレック病に対して顕著な有
効性を示すことが知られている。しかし最近になって、
HVTによる種痘に対して抵抗性を示すMDVが単離さ
れている。ウイルス毒性が非常に高いこのMDVによる
鶏の損失は米国、ヨーロッパおよび中東の地域で発生し
ている。しかし、HVT、2型MDVおよびMDV高ウ
イルス毒性株を弱毒化して得た株からなる混合物を用い
ることによって、そのような損失を確実ではないが減少
させることが可能である。このような知見、すなわちH
VTまたは2型MDVによって共有されないMDV型特
異的エピトープが存在するということは、われわれに抗
原的には従来のワクチンよりもMDVに関係した改良型
ワクチンを作ることが可能であることを結論させた[総
説: Ross and Biggs in Gold
man J.M.and Epstein M.A.
(eds)Leukaemia and Lympho
ma Research,Vaccine Inter
vention against Virus−Ind
uced Tumour,p13−31,Macmil
lan,1986]
えワクシニアウイルス内で発現されたときに保護免疫を
与えることが示される。これらには、HSVのgB[C
antinE.M.et al.(1987)Pro
c.Natl.Acad.Sci.U.S.A.84,
5908−5912]、HSVのgD[Paolett
i,E.et al.(1984)Proc.Nat
l.Acad.Sci.U.S.A.81,193−1
97]および偽狂犬病ウイルス(PRV)のgP50、
HSVのgDの相同タンパク質(homologue)
[Marchioli,C.C.et al.(198
7)J.Virol.61.3977−3981]が含
まれる。すなわち、ウイルスの貫通および感染力にgB
が必須であり、また、ヘルペスウイルス間で保存されて
いるgBとその相同タンパク質は重要な免疫源である。
さらに、感染細胞の表層にgBが存在することは、体液
性免疫応答および細胞性免疫応答にとって重要な標的と
なる[Blacklaws,B.A.et al.J.
gen.Virol.68,1103−1114(19
87);McLaughlin−Taylor,E.e
t al.(1988)J.gen.Virol.6
9,1731−1734]。最近になって報告されたH
SVの糖タンパク質gHもまた感染力にとって必須なも
のであり、また重要な免疫源でもある[Desal,
P.J.et al.(1988)J.gen.Vir
ol.69,1147−1156]。また、gCの相同
タンパク質であるPRVのgIIIも中和抗体の主標的
および細胞毒性T細胞の主標的として重要であるが、か
ならずしも必須のタンパク質ではないことが知られてい
る。しかし興味深いことは、サイトメガロウイルス(C
MV)によって感染された細胞のT細胞介在細胞毒性反
応における即時型初期タンパク質の期待はずれな出現で
ある[Kozinowski U.H.et al.
(1987)J.Virol.61.2054−205
8]。同様な抗原は、マレック病における潜伏感染リン
パ球および形質転換リンパ球の排除において重要な役割
を担うことができよう。なぜなら、マレック病の腫瘍組
織から確立されたリンパ球芽細胞系において即時型初期
RNA転写産物が検出されるからである。
ターとして用いて作られた多くの組換えワクチンが報告
されており、また外来遺伝子発現のためにヘルペスウイ
ルスをベクターとして用いた場合も報告されている。肝
炎抗原はHSVで発現されている「Shih,M.F.
et al.(1984)Proc.Natl.Aca
d.Sci.U.S.A.81,5867−587
0」。また、ヒト組織プラズミノーゲン活性因子はPR
Vで発現されている[ユhomsen,D.R.et
al.(1987)Gene57,261−265]。
これら両者の場合、外来遺伝子は非必須的なヘルペス遺
伝子のクローン化断片内に挿入され、相同組換えによっ
てウイルスベクターに組み込まれる。肝炎ウイルス遺伝
子は、ヘルペスウイルスプロモーターに融合され、また
組換えDNAはHSVのTK遺伝子に挿入される。組換
えDNAと野生型HSVDNAとの同時トランスフェク
ションにつづく相同組換えによって肝炎抗原を発現する
TK−ウイルスが得られる。
X遺伝子を外来遺伝子の挿入部位として用いられる。こ
こで用いれる戦略は、HSVのTK遺伝子をTK欠失P
RV突然変異体(TK陽性ウイルス)に挿入することを
含むものである。そして、プラズミノーゲン活性因子は
HSVのTK遺伝子のクローン化断片に挿入し、この組
換え体を相同組換えによってPRVに導入する。TK−
ウイルスを前記のヒト遺伝子を発現するものとして選別
する[前掲、Thomsen et al.]。同様
に、VZVをベクターとして使用する[Lowe et
al.(1987)Proc.Natl.Acad.
Sci.U.S.A.84,3896−3900]。い
くつかのヘルペスウイルス遺伝子も毒力(virule
nce)に関連しており、またインビトロの系における
増殖に必須のものでないことが知られている。これらに
はHSVのTK遺伝子[Jamieson,A.T.e
tal.(1974)J.Gen.Virol.24,
465−480;Field,H.and Wild
y,P.,(1987)J.Hygiene(Camb
ridge)81,267−277]およびPRVのT
K遺伝子が含まれる。実際、PRVはTK活性の欠失に
よって容易に減少される[Tatarov,G.(19
68)Zentralbl.Vet.Med 15B,
848−853]。さらに、PRVのバルサ(Bart
ha)株の減少はUsにマッピングされた非必須的糖タ
ンパク質glの欠失にもとづく[Mettenleit
er,T.et al.(1987)J.Virol.
61,4030−4032]。
領域(TRS)に存在するHSVマッピングの遺伝子
は、病原性に関係している[Rosen,A.et a
l.(1986)VirusResearch 5,1
57−175;Thompson,R.L.e al.
(1983)Virology 131,180−19
2]。HSVのいくつかの付加的な遺伝子はインビトロ
の系における増殖には非必須であるが、毒力に関係して
いると報告されている。これらには、UL24(San
ders,P.G.,(1982),J.gen.Vi
rol.63,277−295)、リボ核酸還元酵素の
大サプユニット(Godstein D.J.and
Weller,S.K.(1988)J.Virol.
62,196−205)、gC(Draper K.
G.et.al.(1984)J.Virol.51,
578−585)、dUTPアーゼ(Fisher,
F.B.and Preston,V.G.(198
6)Virology 148,190−197)、そ
してUL55およびUL56(MacLean,A.
R.and Brown,S.M.(1987)J.g
en.Virol.68,1339−1350)が含ま
れる。
いくつかの遺伝子もまた、インビトロ系における増殖に
非必須である[Weber,P.C.et al.(1
987)Science 236,576−579]。
WO88/07088(1988年9月22日発行)は
HVTまたはMDVにもとづいた雑種ウイルスベクター
を開示しており、またそれは非必須部位にある興味深い
遺伝子、例えばプロテインAをコードする領域またはT
K領域を含むものである。この文脈では、プロテインA
は、ヴェリサー(Velicer)およびクーセンズ
(Coussens)によって開示されたgCと同様の
ものとして現われる。
オチド配列を提供する。
このヌクレオチド配列に関連した野生型ウイルス内にお
いて前記ヌクレオチド配列に結合して存在する他の配列
から遊離したもので、このヌクレオチド配列は、(a)
HSVのgB遺伝子のMDV相同遺伝子、(b)HSV
のgB遺伝子のMDV相同遺伝子、(c)MDVのTK
遺伝子、(d)HSV−1の即時型初期遺伝子IE−1
75のMDV相同遺伝子、(e)HSV−1の即時型初
期遺伝子IE−68のMDV相同遺伝子、(f)HSV
のgD遺伝子のMDV相同遺伝子、およびこれらのマイ
ナー変異体である。
においてしばしば配列(x)と表わす)と、HSVのg
C遺伝子のMDV類似配列(以下の記載においてしばし
ば配列(y)と表わす)、そしてそれらの配列にマイナ
ーな変異が生じたマイナー変異配列は、あるヘテロ配列
の挿入部位として、あるいはそれ自身が異常ではない毒
性の低いウイルスを得るための欠失部位として利用され
よう。
(y)に記載されたそれぞれの配列は、それぞれの配列
を発現させるのに必要な停止および開始シグナルおよび
プロモーターを含む他の5'および3'非遺伝暗号配列
(ノンコーデイング配列)と結合したものであろう。そ
のような付加された配列はいわゆる野生型のものか、あ
るいはヘテロなものであろう。特に、プロモーターは前
記(d)および(f)のひとつと結合しているであろ
う。
の意味は、その配列が本来コードしている遺伝子発現産
物そのもののあるべき姿を損なうことがないようなヌク
レオチド配列の変化であり、例えば相互のヌクレオチド
のマイナー置換である。ある抗原を遺伝暗号化(コー
ド)するためにベクターに挿入される配列の場合、配列
にとって必須なこととは配列がタンパク質または糖タン
パク質をコードしていることを意味する。その抗原の持
つ抗原性に悪影響を及ぼすことがないようなアミノ酸配
列の保存的な置換が生じて同様な抗原が遺伝子発現され
るような配列内における保守的変化(conserva
tive changes)はこのようなマイナー変異
に含まれるものであろう。特に、抗原をコードする配列
のなかで、抗原タンパク質そのものをコードする部分の
みが使用される。そのような部分とは、例えば、MDV
のgB遺伝子に相当するヌクレオチド配列の816−8
63、1377−1595、1377−1630または
1824−1985またはNDVのgC遺伝子に相当す
るヌクレオチド配列の1203−1278、およびそれ
らのマイナー変異に該当する領域である。
びこれらの配列によりコードされるペプチドによってな
される。挿入部位に相当する配列の場合、ウイウルスの
感染力と複製とに関しては、なんら必須的なものではな
く、また組換えを可能とするような配列と相同な配列の
みが必要とされる。よって、特定の配列への特定のヌク
レオチド配列の挿入は、挿入される場所から下流に向け
てリーデイングフレームを完全に変化させるものとなる
であろう。抗原をコードする配列の場合では、このよう
な変化は好ましくないアミノ酸配列を生ずることを意味
する(フレームシフトがどこに生ずるかに依存する)
が、挿入部位の場合は相同性の度合いはほとんど同じで
あるので、組換えが容易に行なえるであろう。
75%存在した場合、通常その配列はマイナー変異と見
なされるが、少なくとも80、85、90、95または
99%の相同性があることが好ましい。このような相同
性(homology)の度合いは上記の配列(a)な
いし(f)および(x)のそれぞれの全体に実質的に関
係している。短い配列は、このような長い配列を単離ま
たは同定するためのプローブとして用いられるが、この
場合は正確なハイブリダイゼーションを行なわせるため
に高い相同性が必要とされる。
いし(f)、(x)および(y)のいずれかの少なくと
も一部分に対して90%(好ましくは95%、99%ま
たは100%)の相同性を有する少なくとも13のヌク
レオチド副配列を提供するものである。上記したよう
に、配列(a)、(b)および(d)ないし(f)は抗
原発現配列として好適であり、また配列(y)はヘテロ
配列のための挿入部位として好適である。さらに、配列
(c)はTK−突然変異体を生じさせるための欠失に好
適である。これらの配列は、ここで開示された配列情報
と、例えばオリゴヌクレオチドプロープの合成および野
生型のDNAとそのプローブとのハイプリダイゼーショ
ンとを含む標準的技術を用いることによって野生型(n
aturally−occurring)のHVTおよ
びMDVウイルスから容易に単離可能である。上記の配
列(a)、(b)および(f)によってコードされた単
離ポリペプチドは、新規なものであり、またMDV感受
性細胞における上記配列の発現によって生じたマイナー
変異およびグリコシル化されたポリペプチドとともに本
発明のさらな態様を形成する。
た挿入または欠失突然変異からなるMDV突然変異体を
提供するものである。この突然変異は同定された領域の
遺伝子コード配列または遺伝子非コード領域にあると考
えられる。MDV抗原発現遺伝子(MDV antig
en−expressing gene)は、MDVの
毒性株から単離されてMDVの毒性がそれよりも低い株
に挿入される。この挿入によってもし野生型のウイルス
が生じないとしたら新規なウイルスが生ずることになろ
う。他のヘテロな配列(抗原をコードするもの)は、例
えばMDV抗原遺伝子配列と同様に含まれよう。あるい
は、ヘテロな配列は、鳥脳脊髄炎(流行性振せん)、鳥
インフルエンザ(鳥禽ペスト)、鳥白血病、ニューキャ
ッスル病(PMV2ないしPMV7)以外の鳥パラマイ
キソバイラス(avian paramyxoirus
es)、鳥レオウイルス病(腸の病気、鍵しょう炎)、
ニワトリ貧血(ニワトリ貧血剤によって起こる)、胞子
虫症、エッグドロップ症候群(EDS76)、伝染性上
皮腫、感染性気管支炎、感染性粘液嚢症(グンボロ(G
umboro))、封入体肝炎(アデノウイルス)、七
面鳥リンパ増殖性疾患(lymphoprolifer
ative disease)、ニューキャッスル病、
ニワトリの細網内皮増殖症、七面鳥の細網内皮増殖症、
ロタウイルス腸炎、七面鳥出血性腸炎および七面鳥鼻炎
(rhinotracheitis)のいずれか一つの
疾患に関係した抗原をコードするものであろう。
ワクチンによる保護を可能とする。ウイルスの突然変異
体は、ヘテロな挿入配列を有する必要なしに毒性の低い
ウイルスとしてワクチンに利用される。本発明にもとづ
く欠失または挿入突然変異体の調製の簡易的な方法は、
適当な細胞に、例えばTK領域の共形質転換(co−t
ransfection)、欠失または挿入変異された
ものと全ウイルスDNAまたは全ウイルス(例えば野生
型(wild type)のウイルス)を導入すること
である。そのようなウイルスのむき出しとなったDNA
が感染性を有することはすでに知られており、切断しな
いで調製した。リン酸カルシウムによる沈澱によってD
NAを調製するのが好ましい。
ワトリ胚繊維芽細胞(embryofibroblas
t)、ニワトリ腎臓細胞およびアヒル胚繊維芽細胞であ
り、これらはペトリ皿に単層からなる細胞集団として播
種されることによって好適に増殖する。相同組換えによ
って形質転換DNAと全ウイルスDNAとを感染細胞内
で互いに組換え、そして目的とする組換え体をスクリー
ニングする。このスクリーニングは、例えば適当なプロ
ーブによるハイブリダイゼーショか、あるいは問題とな
っている領域の遺伝子産物に対する適当な抗体を用いた
免疫アッセイによる検知手段によって行なわれる。相同
組換えが行なわれるためには、ウイルスDNAは複製さ
れなければならない。現在のところNDVのための細胞
フリーの複製系は知られていないが、もしそのような系
が可能となったら、本発明はそのような系で実施されよ
う。複製および組換えが行なわれる環境は決定的なもの
ではない。
ドすることに関与した領域として上のようにコードされ
た配列(a)、(b)および(d)ないし(f)は、適
当ベクター(例えばHVT、または伝染性上皮腫ウイル
ス、細菌また菌類などのような他のベクター)に挿入さ
れる。ウイルスベクターの場合(特にヘルペスウイルス
ベクターおよび腸炎ウイルスベクター)、抗原をコード
している配列(適当な配列(フランキング配列)が両端
にある)と、上記した適当な宿主細胞内にあるベクター
ゲノムとの間にそのような挿入がなされる。HVTがベ
クターであ合、プロモーターは通常、HVTまたはMD
Vベクターであろう。伝染性上腫ウイルスまたは他のウ
イルスがベクターである場合、プロモーターは通常、ベ
クターに対して外来のプロモーターであろう。細菌およ
び菌類の場合、抗原をコードする配列はすでに知られて
いる方法またはこれから発見されるであろう方によって
挿入されよう。サルモネラ菌の非毒性株をそのような宿
主として用いることが可能である。ヘテロな配列は宿主
ゲノムに挿入されるか、または自律的に複製するプラス
ミドによって運ばれる。宿主に対して外来のプラスミド
は、ヘロな配列(ウイルス抗原をコードする配列)の遺
伝子遺伝子発現の対照群として使用される。
される少なからずすべての領域が含れる。もし、すべて
の領域が用いられるとしたら、その領域の配列は形質転
換されたベクターに残るであろう。しかし、そのような
領域には機能的な欠失が生る。もし、その領域の全部で
はなく一部をフランキング配列として用いた場合機能的
な欠失と同様の構造的欠失が生ずるであろう。よって、
マレック病ワクチンを改善する上で3つの戦略が考えら
れるであろう。すなわち、(1)選択的MDV遺伝子を
発現する組換えHVTをつくること、(2)MDVの高
病原性株の欠失または挿入により、病原性が減少してワ
クチンとして好適なものとなった突然変異株をつくるこ
と、(3)伝染性上皮腫のような他のベクター内で遺伝
子発現する組換えウイルスをつくることである。
ターであるワクチンを合成するために、ウイルスをニワ
トリ胚繊維芽細胞のような適当な細胞内で増殖させる。
この場合に用いる培地は199培地(ウエルカムまたは
フローラボラトリーズ)のような標準的な培養液を使用
し、この培養液で37℃、3ないし4日間増殖させる。
細胞をトリプシン処理し、10%ジメチルスルホキシド
と4%牛血清を含む培養液に懸濁する。その後、細胞を
アンプルに入れて封をし、そのアンプルを液体窒素保存
する。通常、予防接種(ワクチン投与)は生後1日経過
したニワトリにひよこに対しておこなわれ、約1,00
0プラーク形成単位を筋肉注射することによってワクン
投与が実施される。この後、数日で免疫ができる。
染しやすい鳥(fowl)、例えば的に利用される、
鶏、七面鳥、あひる、がちょうなどの家禽類を保護する
ために用いられるものである。以下、本発明の好適な実
施態体を添付した図を参照しながら実施例にもとづいて
説明する。
鳥ヘルペスウイルスの短配列を選んで、それを興味ある
遺伝子全体が含まれていると考えられる長めの断片を同
定するためのプローブとして用いた。このような同定は
制限断片のサザンブロットハイブリダイゼーションによ
ってなされた。詳しくは、以下に説明する。
igh oncogenic)を有するRB1B株(S
chat,K.A.et al.Avian Path
ol.11,593−605,1982)を米国のコー
ネル大学B.カルネック(B.Calnek)教授から
入手した。このウイルスの精製は、ニワトリ腎臓細胞の
組織焙養中においてプラークを形成させることによって
行なった。ニワトリSPFおよびRIR内で2度継代
し、ひよこ胚繊維芽細胞(chick embryo
fibroblasts;CEF)内で4回継代した。
ニワトリの遺伝的抵抗性N−系統株に接種した場合に生
ずる悪性腫瘍によって高い癌誘発性が示された。ウエル
カムリサーチ(Wellcome Research
Laboratories,Beckenham,Ke
wnt)から得たHVTのFC126株(Witte
r,R.L.et al.Am.J.Vet.Res.
31,525−538、1970)を、CEF内で14
回継代した。つづいて我々の研究室においてアヒル胚繊
維芽細胞(DEF)およびCEF内で増殖させた。そし
て、プラーク精製を行ない、さらにCEF内で増殖させ
た。本実施例のクローニングに用いるウイルスDNAは
元の単離から数えて24回の継代がなされたウイルスか
ら抽出した。
ルカム社製)を含む回転ボトル中において培養された。
なお、この培養液には、ペニシルン、ストレプトマイシ
ン、ファンジゾン(Fugizone)(レグド.テイ
ー.エム;Regd.T.M)および前記牛血清が添加
されている(Ross,L.J.M.et al.J.
en.Virol.28,37−47,1975)。C
KCは10cmペトリ皿中で培養した(Churchi
ll,A.E.and Biggs P.M.,Nat
ure,215,528−530,1967)。
(cell associatedRB1B)を、回転
ボトルのCEFからなる単層に、感染の程度が一細胞あ
たり約0.001プラーク形成単位(pfu)となるよ
うにして植つけて、37℃で培養した。培養3日目で、
培養液を捨てて新しい焙養液と交換した。交換された新
しい培養液は、2%牛血清を含む199培養液である。
そして、ゾーン遠心法によって感染細胞の細胞質分画か
らウイルスを単離した(Lee,Y.S.et al.
J.gen.Virol.51,245−253,19
80)。ウイルスDNAは、精製ウイルスをサルコシ
ル、プロテナーゼKおよびトリス緩衝液でもって一晩、
37℃で処理し、それをグリセロール勾配でもってゾー
ン遠心(前掲、Lee,Y.S.et al.)によっ
て精製した。高分子量のウイルスDNAをエタノールに
よって沈澱させた後、10mMのトリス/ImMのED
TAからなるTE緩衝液(pH7.5)に懸濁した。
MDVを制限酵素BamH1によって切断し、これをジ
フォスフォリレートpUC13DNAのBamH1制限
部位に連結した。一方、使用する大腸菌(E.col
i)のTG1株細胞を標準的方法(Hanahan,
D.J.Mol.Biol.166,557−580,
1983)によって形質転換し、この形質転換細胞をア
ンピリシンおよびX−gal存在下で焙養した。白いコ
ロニーを採取し、ニックトランスレーションされたMD
V−DNAとの雑種形成(ハイブリ代是ーション)によ
ってその存在またはMDV挿入部位について調べた(C
runstein M.and Hogness,D.
S.Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.
A.72,3961,1975)た。陽性コロニーを小
量で焙養し、そしてホルムス(Holmes,D.
S.)およびクイグレイ(Quigley,M.)の方
法(Holmes,D.S.and Quigley,
M.,Anal.Biochem.114,193−2
97,1981)によってプラスミドDNAを単離し
た。挿入部位の大きさは、組換えDNAをBamH1消
化し、それをアガロース電気泳動することによって調べ
た。その結果、1ないし18キロ塩基対(kbp)より
も少ない塩基対からなるMDV挿入部位を有するプラス
ミドが得られた。
グ ソニケーション処理したウイルスDNA断片をジフ
ォスフォリレートM13.mp10(アマーシャムイン
ターナショナルPLC)のSmaI制限部位にクローン
化し、MDV挿入部位を含むプラークをNDV−DNA
に対するハイブリダイゼーションによって同定した。そ
して、その配列を35S−dATPを用いたジデオキシ
方法(Sanger,F.et al.Proc.Na
tl.Acad.Sci.74,5463−5467)
によって同定した。同様な方法をMDV−DNAのクロ
ーン化断片の配列決定に用いた。この場合、プラークは
pUC13含有コロニーを避けるために標識された挿入
部位とのハイブリダイゼーションによって決定した。
3とハイブリダイズされたHSVおよびVZVのgB遺
伝子に対して相同性を示す(図1参照)。MDVのRB
1株のBBamH1ライブラリーから得たこの断片のシ
ークエンシングが示すことによれば、その遺伝子のNH
3末端から始まる1/3の部分がI3を含んでいた。こ
の遺伝子の残りの部分は、隣接する制限断片K3と同定
された。
の位置を示す地図である。その遺伝子から転写されたm
RNAの長さは2.6kpと推測される。翻訳されたタ
ンパク質の長さはアミノ酸、865個に相当した(図
3)。これはシグナル配列ドメインの部分を構成する約
20のアミノ酸も含まれる。MDV−gB遺伝子の初期
翻訳配列は他のヘルペスウイルスのgB遺伝子と共通な
部分、例えばシステイン残基の列および脂質二重層を広
げることが可能な疎水性配列が存在する(Pelle
t,P.E.et al.J.Virol.53,24
3−253,1985)。しかし、MDVのgB遺伝子
はHSVのgB遺伝子とたった48%のアミノ酸配列の
相同性しか認められず、23個のアミノ酸(1851−
1920残基、図2)の挿入およびグリコシレーション
によるエクストラ部位の存在など独特の姿を示す。
た配列データ(702塩基)とMDVのgBの配列とを
比較すると、これら2つの糖タンパク質に関して76.
9%の核酸の相同性と87.1%のアミノ酸の相同性と
が認められた。MDVのgBと比較してHVTのgBに
おけるアミノ酸置換は、ウイルス中和に関連したHSV
のgBのドメインと等価な領域(1323−1433残
基)に特に集中した(前掲、Pellet P.E.e
t al.1985)。MDVおよびHVTのgB間に
おけるアミノ酸置換もまた、未知の機能に関連した他の
領域に集中された。
クローンは、遺伝子同定およびマッピングに関するわれ
われの初期の研究において同定された(前掲、Buck
master et al.1988)。このクローン
は、プローブとして用いた場合、HVTの6kbからな
るHindIII断片とハイブリダイズ(雑種形成)す
る(図3)。シークエンス(配列決定)によって、この
断片がカルボキシ末端を含むおよそ1/4のgH遺伝子
を含むことが明らかになった。gH遺伝子の残りの部分
を有する隣接するHindIII断片(3.2kb)は
HindIII部位と重なり合うHVTのクローン化H
paI断片とハイブリダイゼーションされた。図4は、
HVTのgH遺伝子の遺伝暗号領域(コード領域)とフ
ランキング配列とを示すものである。HVTのgH遺伝
子と、HSV1、VZVおよびEBVに含まれるその相
同遺伝子との間におけるアミノ酸の同一性(%)は、そ
れぞれ20、24および20であった(アミノ酸が最大
重なり合った数630、644および153からそれぞ
れ推定した)。
は、前記した3.2kbpからなるHindIII断片
を含むものである(図3)。遺伝子全体およびフランキ
ング領域の配列は図5に示した。同様に、MDKのTK
遺伝子はMDVの3.6kbpからなるBamH1K2
断片を含むものである。MDKのTK遺伝子の完全な配
列を図14に示した。MDVおよびHVTのTK配列の
比較空、2つの遺伝子は60%のアミノ酸の同一性を有
することがわかった。これとは対照的に、HVTのTK
遺伝子とHSV1、VZVおよびEBVのTK遺伝子間
の同一性はそれぞれたったの30、27および24%で
あった(アミノ酸が最大重なり合った数320、332
および193からそれぞれ推定した)。HVTおよびM
DVのTK遺伝子から予想されるアミノ酸配列は、リン
酸化に関連したいくつかのウイルスおよび真核生物のタ
ンパク質のためのATPおよび(または)CTP結合部
位の特徴を示した(Gentry,G.A.Proc.
Natl.Acad.ASci.U.S.A.82,6
815−6819)。これらの保守的な配列は外来遺伝
子の発現および挿入のための好適な部位として、またT
K−欠失突然変異体を産生するのに好適である。
遺伝子 A抗原遺伝子は、HSVの相同遺伝子として同定された
ことからワクチンの開発にとって大変興味深い遺伝子で
あり、免疫源(主要グリコポリペプチド産物をコードす
る)として、また非必須領域として用いられる。このA
抗原遺伝子は、MDVのBamH1B断片の中に置かれ
ており(Isfort et al.1987)、MD
VのGA株に関してはヌクレオチド配列が決定されてい
る(Coussens and Velicer,Ab
stract OP18.51,VII Intern
ational Congress of Virol
ogy 9−14 August,(1987)Edm
onton,Canada;J.Virol.62,2
374−2379)。前記したランダムなシークエンス
決定に関する研究過程において、A抗原遺伝子発現産物
であるM13クロー(No.130)を同定した。よっ
て、このクローンをA抗原を含むMDVのB1B株から
得られた2.3KbpのEcoR1/PvuII断片を
同定するのに用いた。そして、この断片を標準的な方法
により、SmaI/EcoR1によって裂かれたpUC
13ベクターにクローン化した。MDVのRB1BのA
抗原の配列と予想されるアミノ酸配列とは図6に示し
た。MDVおよびHVTのA抗原領域は非必須遺伝子で
あり、よってMDVおよびHVT内の部位として好適で
あり、その中に相同組換えによって他の遺伝子が挿入さ
れよう。このことはいくつかの証拠から支持される。そ
れらの証拠を以下に示す。
1BのA抗原が単離され、かつ配列決定された。これは
3'からA抗原ATGコドンまでのTが45塩基つらな
った(T's 45 bases 3'to the A
antigen ATG codon)余分な(エク
ストラ)T残基を有する。このエクストロラTは遺伝子
に機能的なA抗原をコードさせるのを不可能にするよう
なフレームシフト変異を引き起こす。この遺伝子は複製
MDVからクローン化可能であるので、その結果A抗原
はウイルスにとって非必須的なものであることになる。 (2)同様な研究から、MDVのA抗原はHSVのgC
およびPRVのgpIII糖タンパク質と相同であるこ
とが明らかになった。これら2つの相同遺伝子は非必須
的なものと考えられている(HSV相対体にとって、ロ
センタルらの文献:Rosenthal et al.
J.Virol.61,2438−2447を見よ。 (3)MDVの株であって寒天ゲル分散試験によってA
抗原が欠如していると判定された株(churchil
l,A.E.et al.J.gen.Virl.4,
557−564,1969)またはより感度の高い2次
元免疫沈降試験において低レベルの検出結果を示す株が
報告されている(Van Zaane,D.et a
l.Virology 121,133−146)。さ
らに、A抗原は主要な分泌糖タンパク質であり、Aタン
パク質にある外来エピトープを示すための好適な場所
(location)であろう。これによってA抗原遺
伝子内にあるフレーム内のエピトープをコードしている
オリゴヌクレオチドをコードすることが可能であろう。
戦略 2つの可能性が描かれる、すなわち、(1)ベクターの
非必須的な遺伝子への挿入、または(2)バクターの該
当する遺伝子に対する外来遺伝子の置換でる。これは、
MDVとHVTの同じ遺伝子間の場合のような、実質的
に相同を領域にのみ可能と思える。
伝子挿入と発現とに用いることが可能である。例えば、
挿入された遺伝子に関連したプロモータとして(例え
ば、gB遺伝子発現を効果的におこなうための即時型初
期プロモーターとして)、利用可能である。 (2) HVTまたはMDVは鳥ペルペスウイルスの遺
伝子とは関連していない遺伝子の挿入及び発現のための
一般的なベクターとして利用可能であり、最適な発現名
ためにプロモータの操作が必要とされる。遺伝子挿入に
用いられる既知の方法と実質的に同一である(前掲 S
hehet al.1984) 前記のようにして得られたMDVおよびHVTのDNA
は、抽出中においてDNAの切断がおこらないような予
防策を講じることによって感染性をそこなわず保持する
ことができる。ウイルスDNAのリン酸カルシウム沈澱
物(ストウ及びウイルキーの方法(前掲 Stow &
Wilkie J.gen.Virol.33,47
7,1986)をCE.Fの単層焙養に添加した。1時
間、37℃の条件で吸着させた後、培養駅を添加し、融
合(confluent)するまで1〜2日間培養し
た。単層をトリプシン処理し、2〜4%牛血清含有の1
99倍地(ウエルカム)と培養駅の一部を置き換えた
(1:1または2:1)。そして、プラーク形成が観察
されるまで37℃で培養した。このプラーク形成は通
常、4〜5日後に認められる。1mgのHVT−DNA
あたり、約50プラークが得られるであろう。
ために、目的とする遺伝子を前記したような10:1な
いし2:1のTKまたはgCおよび野生型ウイルスと共
形質点検したような非必須位的遺伝子へ、挿入する。あ
るいは、完全な野生株を共感染(co−infecti
on)に用いることが可能である。HVTのFc−12
6株のTK遺伝子への外来抗原遺伝子を挿入することに
もちいられる制限酵素は、BanII,Bsp128
6,DraIII,EcoRI,HincII,Hpa
I,NheIおよびNspbIIおよびSphIであ
る。これらの制限酵素による切断(消化)部位は、TK
遺伝子の発現を妨害する外来DNAの挿入部位として用
いられ、TK遺伝子部分がこれらの酵素(またEcoK
も利用可)の組合せによる二重消化によって取り除かれ
て不活性化される。これらの酵素のいくつかは、プラス
ミドベクターに消化部位をもち、このような部位にウイ
ルスDNA断片がクローン化される。よって、ベクター
を切断することなしにクローン化されたDNAを直線化
するために制限酵素による部分消化の手法が用いられよ
う。
子活性を阻害するようなものは含まれておらず、HSV
−1相同遺伝子がウイルスの増殖に重要な役割を果た
す。ウイルスの組換えは、「プラークリフト(plaq
uelifts)」によって検知することが可能であ
る。このプラークリフトは、寒天培地にへばりついた感
染細胞と放出されたウイルスをとニトロセルロースとを
移すことによって、そのニトロセルロース上で、細胞か
らの変性DNAと、ウイルスとをハイブリダイゼーショ
ンするもので、細胞のDNAはヴィラレアル5の文献に
(Villareal,L.et al.Scienc
e 196,183−185.1977)プローブと雑
種形成されたウイルスを単離することにもちいることが
可能である。例えば、「プラークリフト」に用いられる
ニトロセルロースに抗体処理をほどこし、つづいて抗グ
ロブリ抗体に結合したフォトスファターゼまたは標識プ
ロテインAのような適当な検知システムを用いることに
よってこの結合した抗体の存在を検出することができ
る。適当なプロモーターをおもつ目的とする遺伝子は、
まず最初にクローン化TK遺伝子に挿入される。次に、
この組換えDNAをひよこ胚繊維芽細胞またはニワトリ
腎臓細胞中にベクターの感染性DNAとともにトランス
フェクション(co−tranfection)させ
る。そして、アシクロビル(acyclovir)含有
培地で増殖させることによってTKウイルスを選別する
(Schat,K.A.et al.Antivira
l Research4,159−270,198
4)。
ローズ上での「プラークリフト」および関連標識プロー
ブとのハイブリダイゼーションにもちいられる目的とす
る遺伝子の存在についてスクリーニングされる。また、
プラークは、モノクローナル抗体または抗ペプチド抗体
を用いたエプトープ発現についてスクリーニングされ
る。このような戦術の主な利点は、前記選別方法が目的
とする遺伝子を含むウイルスの組換え体を得るチャンス
を増大させることである。また、最適な発現のためのプ
ロモータを選ぶことがかのうとなることである。よって
即時型初期プロモータの利用は、潜伏感染細胞における
発現を可能とする。
位への挿入 A抗原遺伝子(HVTおよびMDV相同遺伝子)は、生
体内(in vivo)およびガラ不器内(in vi
vo)系でのウイルス増殖にとって必須的なものではな
いので、外来遺伝子の挿入および発現のための好適な部
位となろう。さらに、A抗原は、もっとも豊富な抗原の
一つで分泌されるものであることから、外来タンパク質
の免疫特性を強化することに利用されるよう、このA抗
原遺伝子座におけるウイルス組換え体の単離は、目的と
する遺伝子の少なくとも一部分がgC遺伝子にあるクレ
ームにまず挿入され、そして感染性ウイルスDNAとと
もにトランスフェクションされることによって達成され
る、配列特異的プローブまたは特異的抗体によるウイル
スプラークのスクリーニングは、組換体の単離を可能と
する。また、抗原コード配列(antigen enc
oding sequence)をHVTまたはMDV
のリビヌグレオチドリダクターゼ(大サブユニット)に
挿入することが可能である(図8および図9参照)。
V遺伝子置換 置換は、図5に示したクローン化されたMDV配列と感
染性HVT−DNAとの同時トランスフェクション(c
o−transfection)によって達成される。
MDVのRBIB株から誘導されたgBおよびgC遺伝
子をHVTに含まれるものと置換することは、MDVの
gH遺伝子の糖タンパク質遺伝子および即時形初期遺伝
子の置換としての効果があるであろう。MDV配列とエ
プトープとを発現する組換え体は、MDV−特異的モノ
クローン抗体または前記したMDVのユニーク配列抗ペ
プキド抗体を用いることによって検出できる。この方法
の利点は、プロモーターの操作を必要としないことと、
相対的単純な方法であるということである。しかし、実
質的に相同遺伝子は除く。
異 欠失を、遺伝子のどの場所にでも生じさせることが可能
である。たとえば、ヌクレオシド結合に必要な遺伝子の
ドメンに対してである。これらは、制限酵素による二重
消化(double digestion)によって達
成される。ここで用いられる制限硬派、BalI,Nd
eI.SphIまたはEcoKである。二重消化後、適
当な断片を再結合させ、つづいてウイルスDNAとの共
トランスフェクション(co−transfectio
n)または、ウイルス感染細胞へのトランスフェクショ
ンを実施する。制限酵素の選択などによる異種配列の挿
入に関しては、図7および図8を参照してもらいたい。
TK−ウイルスは、アシクロビル(acyclovir
(前掲Ross,N.1985)または、FMAU
(前掲、Schat,K.A.at el.1984)
の存在下において選別される。よって、ハイブリダイゼ
ーションによって、プラーク精製クローンにおけるK遺
伝子の欠失部位の不存在に関して調べた。MDVの欠失
突然変異体それ時代をワクチン合成のための弱毒化ウイ
ルスとしていもちいること、また挿入されたヘテロな抗
原遺伝子配列をもつ物としてもちいることが可能であ
る。
たはシグナル塩基による調整下にある機能的竈−ガラク
トリダーゼ遺伝子は、TK活性によって重要なTK遺伝
子のドメインにまず誘導される。そして、組換体DNA
は感染性ウイルスDNAと同時トランスフェクションす
るか、もしくはウイルス感染制帽にトランスフェクショ
ンして、総同組換えを起こす。アセロビルまたはFMA
U存在下における選別はTK−挿入特全変異体を生じさ
せるであろう。もし、竈−ガラクトシダーゼが導入され
たとしたら、突然変異体はX−gal存在下で青い色の
プラークが生じることによって検出される。必要に応じ
てTK遺伝子とそれを囲む配列を他の適当なベクターに
サブクローン化することができる。
挿入 HVTのTK遺伝子をプラスミドベクターpU−CBに
フロー化し、pTK1Bと呼ばれるプラスミドを作る。
このプラスミドを、例えばTK遺伝子のみをもつプラス
ミド分を切断する制限エンドをするヌクレアーゼRsr
II(図5のヌクレオチド一197、酵素認識部位(G
GACCG)によって直線か摺る。こによって、「粘着
性(sticky)」端末が生じ、この生じた端末を通
常の方法(参考文献:媒Molecular Clon
ing:a Laboratory,1982)によっ
て修復する。RB1BのgB遺伝子を独自に2つのプラ
スミド上にクローン化し、それぞれRB1B−BamH
1−I3およびRB1B−BamH1−K3と命名し
た。一のフラスミド上にある完全な複製gB遺伝子を生
じさせるために、両方のプラミドをBamH1で切断
し、そして断片を連結(リゲーション)し、目的通りに
作られた組換え体をプラスミドDNAの制限酵素分析に
よって同定した。しか、前記したように、完全なgB配
列は実質的にEcoRI/SalI断片上にられた。M
DVのgB遺伝子をコードする配列およびその操作に関
するさらなる情報はロスらの文献(Ross et a
l.J.gen.Virol.70,1789−180
4,1989)に開示された単一組換えプラスミドをE
coRIおよびSalIで切断し、末端を修復して、そ
のプラスミドを、前記のように合成されたPTK1Bに
クローン化した。また、MDVのgBオープンリーディ
ングフレームは、HincIIおよびNaeIによる消
化によって、プラスミドMSB27から切り出され、部
分的にHpaIによって切断されたHVTのTKプラス
ミドpTK1Bに連結される。TKとgBの両配列を含
む組換体プラスミドはハイブリダイゼーションによって
同定され、さらにサザンブロットによって分析される。
そして、組換体プラスミドはHVTウイルス(ウイルス
DNAを含む細胞に誘導され、TK遺伝子のgB遣伝子
を導入することにより、相同組換えがおこなわれる。H
VTウイルス組換え体はアシクロビルまたはFMAUに
よって選別され、あるいは標識gBプローブによって検
出される。
Bを実施例8に示されるようにして合成した。RB1B
のgC遺伝子を制限エンドヌクレマーゼEcoR1およ
びHindIII(puC13ポリリンカーに含まれる
部位)これによって生じた粘善性末端標準的なプロトコ
ールに基づいて再び修復した。末端を修復されたgB断
片を実施例8に示したようにして直線化された末端修復
pTK1Bにフローン化した(クローニングは、制限酵
素によって得られるフローンの分析放射性同位元素標識
断片によるプロービンブ、またはDNAシークエンシン
グ、またはこれらの組合せによって変化にとんだもので
ある。HVTの中にクローン化されたRB1BのgC遺
伝子をもつプラスミドを、リン酸カルシウムによる沈澱
またはエレクトロンポレーション(電気穿孔)によって
HVT−感染細胞にトランスフェクションさせた。gC
遺伝子の両端をクロスオーバー(cross−ove
r)させたHVTウイルスとHVTのTKプラスミドの
フランキング配列との間の相同組換えは、RB1Bのg
C遺伝子をHVTのウイルスゲノムへ運ぶ。ウイルス組
換え体は、前記の用にして、TK−として選別され、ま
たはプロービングによって同定される。類似の方法とし
て、すでに述べられ、かつ図に示されたそれらの遺伝子
などを、ここで開示したHVTの非必須的ゲノムに挿入
するためのフローニング戦略を適用するために用いられ
るものであり、またはHVT中の抗原遺伝子を作るため
に利用される。
子の位置を示すMDVの地図。
ヌクレオチド配列。MDVの各ヌクレオチドに添えられ
た番号が記されている。HVTのgB遺伝子に該当する
部分のヌクレオチド配列のところには下線が引かれてい
る。相同性は垂直の棒によって示されている。そして、
MDVのgB遺伝子とHVTのgB遺伝子との間のアミ
ノ酸の違いは線の上の線によって示されている。
プシドタンパク質(MCP、点)の各遺伝子の位置を示
すもので、またそれぞれのHindIII部位をHで表
している。
ド配列のほぼ全体を示すもので、またその配列に対応す
るアミノ酸配列を線上に示した。
HVTの各ヌクレオチドに添えられた番号が記されてい
る。MDVのTK遺伝子に該当する部分のヌクレオチド
配列のところには下線が引かれている。相同性は垂直の
棒によって示されている。そして、MDVのTK遺伝子
とHVTのTK遺伝子との間のアミノ酸の違いは線の上
の線によって示されている。
のヌクレオチド配列。その配列に対応するアミノ酸配列
を線上に示した。
伝子のHVT相同遺伝子のヌクレオチド配列部分。その
配列に対応するアミノ酸配列を線上に示した。
ブユニット)遺伝子のヌクレオチド配列の部分を示すも
ので、その配列に対応するアミノ酸配列を線上に示し
た。
ブユニット)遺伝子のヌクレオチド配列の部分を示すも
ので、またその配列に対応するアミノ酸配列を線上に示
した。
ブユニット)遺伝子のヌクレオチド配列の部分を示すも
ので、またその配列に対応するアミノ酸配列を線上に示
した。
相同遺伝子のヌクレオチド配列の部分を示すもので、ま
たその配列に対応するアミノ酸配列を線上に示した。
同遺伝子のヌクレオチド配列の部分を示すもので、また
その配列に対応するアミノ酸配列を線上に示した。
ベクターにクローン化されたDNA領域との相同組換え
の概略を説明するための図である。
足図であって、ヌクレオチドと、MDVおよびHVTの
TK、gHおよびフランキング遺伝子を含む領域から予
想されるアミノ酸配列を示している。ひとまとめにされ
たアミノ酸配列は、ヌクレオチド配列のこの領域にて確
実にコードされ、それは上流ATGトリプレットが真の
遺伝子挿入部位である場合に限られる。直線上に能率よ
く配列するために配列の中に空隙が設けられている。M
DVおよびHVTのDNA配列の間にあるコロンは、2
つのウイルス間において保存されたヌクレオチドを示し
ている。MDVアミノ酸はHVTとは異なる位置に示さ
れる。
ヌクレオチド配列。予想されるアミノ酸配列はMDVお
よびHSV−1のgD領域間で保存される太型のMDV
ヌクレオチド配列と残基である。
Claims (10)
- 【請求項1】 MDVのgC遺伝子の下記ヌクレオチド
配列のコード部分からなるDNA断片: 【式1】 【式2】 【式3】 - 【請求項2】 請求項1のヌクレオチド配列の5'また
は3'非コード部分の少なくとも一部をさらに含む請求
項1に記載のDNA断片。 - 【請求項3】 請求項1または2に記載のDNA断片を
含む組換え発現ベクター。 - 【請求項4】 ベクターがヘルペスウイルスまたはポッ
クスウイルスの中から選択される請求項3に記載の組換
え発現ベクター。 - 【請求項5】 ベクターがマレック病ウイルス(MD
V)である請求項4に記載の組換え発現ベクター。 - 【請求項6】 マレック病ウイルス(MDV)が七面鳥
ヘルペスウイルスある請求項5に記載の組換え発現ベク
ター。 - 【請求項7】 ウイルスベクターが鶏痘ウイルスである
請求項4に記載の組換え発現ベクター。 - 【請求項8】 上記DNAにヘテロなプロモーターが挿
入されている請求項3〜7のいずれか一項に記載の組換
え発現ベクター。 - 【請求項9】 プロモーターがベクターに対して内因性
のものである請求項8に記載の組換え発現ベクター。 - 【請求項10】 プロモーターが前初期遺伝子である請
求項8に記載の組換え発現ベクター。
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J.Virol.,1988年 7月17日,Vol.62,No.7,p.2373−2379 |
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