JP4116680B2 - 家禽コクシジウム症ワクチン - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、免疫リンパ球を刺激し得るEimeria acervulina由来のタンパク質に関する。本発明は更に、該タンパク質の全て又は抗原として有意な部分をコードする核酸配列、該核酸配列を含む組換えベクター、該組換えベクターで形質転換される宿主細胞又は微生物、及び家禽コクシジウム症の予防ワクチンに関する。
【0002】
【従来の技術】
コクシジウム症は、Apicomplexa亜門Eimeria属の細胞内原生動物寄生虫である多くのコクシジウム種の1種以上に感染して生ずる疾病である。本明細書では、家禽とは、卵又は食肉源として役立ち、ニワトリ、シチメンチョウ、アヒル、ガチョウ、ホロホロチョウ、キジ、ハト及びクジャクのような商業的に重要な種類を包含する飼育鳥類であると定義する。
【0003】
ニワトリコクシジウム症は幾つかの異なるEimeria種、即ちEimeria acervulina、E.maxima、E.tenella、E.necatrix、E.brunetti、E.mitis、E.praecox、E.mivati及びE.haganiによって発症することが知られている。しかしながら、最後の2種についてはその存在を疑う人たちもいる。これらのEimeria種に僅かでも感染すると、再感染防御免疫が得られる。
【0004】
種によってニワトリへの病原作用は異なり、ニワトリの種類もある役割を果たす。例えば、ブロイラー用のニワトリは、E.acervulina又はE.maximaのような寄生虫が、食物消化に重要な役割を果たす小腸の広域部分に寄生するため、寄生虫によって大きな打撃を受ける。
【0005】
E.acervulinaはヨーロッパ及びUSAのブロイラー用鶏舎の寝わらで発見される最も一般的な種の一つである。E.acervulinaは高い生殖能力を有する。また体重増加を著しく抑制し、飼料要求を高め、上方小腸に大きな病変を生ずるために病原性であるとみなされている。
【0006】
生活環中(表1も参照されたい)、Eimeria寄生虫は幾つかの段階を経る。ニワトリが地面での給餌中に又は埃の吸入によって胞子形成オーシストとして知られる感染期の寄生虫を経口接種すると生活環が開始する。胞子形成オーシストの壁は機械的粉砕作用と化学作用との組み合わせによって砂嚢及び腸管で破壊され、4個のスポロシストが放出される。このスポロシストが十二指腸内に入ると、胆汁や消化酵素にさらされて、スポロシスト1個当たり2個のスポロゾイトが放出される。
【0007】
【表1】
【0008】
スポロゾイトは可動性で、適切な宿主上皮細胞を探し、そこに侵入して生殖する。上皮細胞が感染した後、寄生虫は生活環のシゾント期に入り、シゾント1個当たり8〜16個、更には200個を超えるメロゾイトを生成する。一旦シゾントから放出されたメロゾイトは自由に別の上皮細胞に感染する。2〜5回のこのような無性生殖サイクルの後に、細胞内メロゾイトは成長して、雌性即ち大配偶子母細胞及び雄性即ち小配偶子母細胞として知られる有性形態となる。小配偶子母細胞から放出された小配偶子による大配偶子母細胞の受精後に、周りに嚢子壁を生じた接合体が形成される。新たに形成されたオーシストは糞に混じって感染ニワトリの体外に出る。
【0009】
温度や湿度の環境条件が適切で、大気中に十分な酸素があれば、オーシストは胞子形成して、新たな宿主に感染する感染期に入り、疾病が広がる。従って、寄生虫をトリからトリに移動させるのに中間宿主は不要である。
【0010】
Eimeria寄生虫がニワトリ消化管に感染すると、体重増加が抑制され、飼料要求が増し、卵の生産が停止し、場合によっては死に至ることがあり得る。この寄生虫のために、家禽の集約生産の増加は重大な損害を伴っていた。実際、コクシジウム症は経済的に最も重大な寄生虫病となった。オランダでは、家禽農家が毎年被る損害は数百万ギルダーである。1986年度の損害は約1300万ギルダーであった。同じ年の米国での損害は3億ドルであった。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
これまでに、コクシジウム症防御のために幾つかの方法が使用されてきた。化学療法剤が登場する前は、寝わらを機械で除去すると共に消毒薬を用いて衛生状態を改善することが最も慣用的な方法であった。しかしながら、通常疾病を媒介するのに十分なオーシストが残存していた。
【0012】
良好な管理に加えて、飼料又は飲み水にコクシジウム増殖阻止剤を導入することにより、疾病防御にある程度は成功した。このような薬剤は、一部にはコクシジウム薬剤耐性株が生ずるために、年々効能が低下することが判明した。更には、食肉中に残留して食肉を消費に適さないものとする化学療法剤があることが判明した。
【0013】
7種全てのEimeriaに由来するオーシストを含む生ワクチンをニワトリに投与して疾病を免疫学的に防御しようとする試みがなされた。投与されるオーシストは早熟系由来のものである。このような早熟系は、ニワトリに野生集団のEimeria種を接種し、感染の結果として排出される正に最初の寄生虫を収集することによって得られる。収集した寄生虫をニワトリに戻し、サイクルを数回繰り返す。場合によっては、腸での無性生殖サイクルが少ない早熟系寄生虫が生成される。従って、このような系は免疫原性を保持しており、宿主ニワトリの腸での寄生虫発生が減少し、結果的に被害も少なくなる。
【0014】
この種のワクチンの欠点は、生きたニワトリで製造する必要があり、生殖能力も低いので製造コストがかかることである。
【0015】
遺伝子工学の到来によって、効果的なワクチンの新たな製造方法が得られた。これらの方法を用いて、ある病原性微生物の抗原性タンパク質をコードするDNAをEscherichia coli又はSalmonella種のような宿主微生物中にクローニングすると、その結果、タンパク質がワクチン中に導入可能なほどに十分高いレベルで発現された。このようにして産生されたタンパク質の利点は、非感染性であり、製造コストが比較的安価なことである。このようにして、肝炎ウイルス、単純疱疹ウイルス及び口蹄疫ウイルスのような幾つかのウイルスに対するワクチンが製造された。
【0016】
コクシジウム症ワクチンを遺伝子工学で製造しようとする試みがなされた。ヨーロッパ特許出願第337 589号は、B型Eimeria tenellaタンパク質の単離やこのタンパク質の新規発現ベクター内への挿入、及びこの発現ベクターを用いた適切な宿主の形質転換を記載している。PCT出願WO92/04461号は、「mRNAルート」又は「核DNAルート」を用いて抗原性タンパク質を産生する微生物の構築を記載している。このように、製造されて配列決定されたE.tenella及びE.maxima由来の抗原もある。ワクチン内に導入するための抗原のこの種の方法での製造は単に、異種生物中に抗体を生じさせ得る抗原の選択に依存している。このアプローチは必ずしも、最も防御的な抗原の選択をもたらすものではない。
【0017】
H.S. Lillehoj(Vet. Immunol. Immunopath., 13, 321−330,1986)によれば、コクシジウムに感染したニワトリの感染防御免疫の発生は種特異的T細胞応答の発生によるものであろうと考えられ得る。
【0018】
Eimeriaシゾントの42時間の発生段階から非常に免疫原性のタンパク質を単離できることが今回知見された。驚くべきことに、このタンパク質はEimeriaの細胞内に発見され、既知の異種乳酸デヒドロゲナーゼ(LDH)と高い配列相同性を有するように思える。
【0019】
【課題を解決するための手段】
従って、本発明では、モノマー分子量が約37kDのEimeria乳酸デヒドロゲナーゼの免疫反応及び/又は抗原決定基を1つ以上有するタンパク質を提供する。
【0020】
とりわけ乳酸ヒドロゲナーゼはEimeria acervulinaに由来する。
【0021】
本発明の第2の態様により、精製Eimeria乳酸デヒドロゲナーゼの全て又は実質的な部分、特に免疫活性部分をコードする核酸配列を提供する。このような核酸配列を発現制御配列に作動可能に結合すると組換え核酸分子が得られ得る。この核酸分子を適切なベクターに挿入すると、核酸配列を発現し得る組換えベクターとなる。
【0022】
先に定義したような組換えベクター又は核酸配列を使用して、適切な宿主細胞又は生物を形質転換することができる。このような形質転換した宿主細胞又は生物を使用して、家禽コクシジウム症の予防ワクチン内に導入するための刺激タンパク質を産生してもよい。あるいは、形質転換した宿主細胞又は生物自体をワクチン内に導入してもよい。
【0023】
一般に、「タンパク質」という用語は、生物活性を有するアミノ酸分子鎖を指す。タンパク質は特定の長さを有するものではなく、必要とあれば例えばグリコシル化、アミド化、カルボキシル化又はリン酸化によりin vivo又はinvitro改変することができる。従って、とりわけペプチド、オリゴペプチド及びポリペプチドが上記定義に包含される。
【0024】
本発明では特に、配列番号2に示すアミノ酸配列を有し、LDH活性又はその免疫活性部分を有するタンパク質、及びその生物機能等価物又は変異体を提供する。
【0025】
本明細書に特に開示するタンパク質の生物機能等価物又は変異体とは、例えば1個以上のアミノ酸の欠失、挿入及び/又は置換によって上記アミノ酸配列から誘導されるタンパク質であるが、Eimeria抗原の1個以上の免疫原決定基は保持している。即ち前記変異体は、宿主動物で免疫応答を誘発し得るエピトープを1つ以上有する。
【0026】
本明細書に包含される特定のタンパク質では、個々のEimeria寄生虫又は株の間に自然変異が存在し得ると理解されよう。これらの変異は全配列中の1つもしくは複数のアミノ酸の相違によって又は該配列でのアミノ酸の欠失、置換、挿入、逆位又は付加によって示され得る。本質的に生物活性も免疫活性も変えないアミノ酸置換は、例えばNeurath等が「The Proteins」(Academic Press New York(1989))に記載している。関連するアミノ酸の間のアミノ酸置換、即ち進化中に頻繁に生じた置換はとりわけ、Ser/Ala、Ser/Gly、Asp/Gly、Asp/Asn、Ile/Valである(Dayhof, M.D., Atlas of protein sequence and structure, Nat. Biomed. Res. Found., Washington D.C., 1978, 5巻,補遺3を参照されたい)。他のアミノ酸置換にはAsp/Glu、Thr/Ser、Ala/Gly、Ala/Thr、Ser/Asn、Ala/Val、Thr/Phe、Ala/Pro、Lys/Arg、Leu/Ile、Leu/Val及びAla/Gluが含まれる。この情報に基づいて、Lipman及びPearsonは迅速高感度タンパク質比較法(Science,227,1435−1441,1985)及び同種タンパク質間の機能類似性の決定法を開発した。得られるタンパク質が免疫反応性を保持している限り、本発明の実施態様のこのようなアミノ酸置換は本発明の範囲内である。
【0027】
更には、本明細書に特記するタンパク質の免疫原性断片又はその機能変異体も本発明に包含される。
【0028】
本明細書で使用する「断片」という用語は、本発明の核酸配列又はタンパク質のサブ配列を含むDNA又はアミノ酸配列を指す。この断片は、Eimeria抗原の免疫原決定基を1つ以上有するポリペプチドであるか又はこれをコードする。使用可能な免疫原性ポリペプチド断片の決定方法を以下に記載する。断片はとりわけ、DNAの場合は制限エンドヌクレアーゼを、ポリペプチドの場合はプロテアーゼを用いて前駆体分子を酵素開裂することによって産生され得る。他の方法には、断片の化学合成又はDNA断片によるポリペプチド断片の発現が含まれる。
【0029】
エピトープを含む本発明のタンパク質の適切な免疫原性ポリペプチド断片は、研究中の完全ポリペプチドの部分配列と対応する一連の部分重複ペプチドを合成して、ペプチドと抗体との反応性を調べるいわゆるペプスカン法に基づく、特許出願WO第86/06487号、Geysen, H.M.等のProc. Natl. Acad. Sci. 81, 3998−4002, 1984、Geysen, H.M.等のJ. Immunol. Meth. 102,259−274, 1987に記載の方法によって知見され得る。
【0030】
更には、ポリペプチドの幾つかの領域及び上記アミノ酸配列は、未だ不明のエピトープとの構造的一致や理論的考察に基づき指定されたエピトープであり得る。これらの領域の決定は、Hopp及びWoods(Proc. Natl. Acad. Sci. 78, 3824−3828, 1981)による親水性基準と、Chou及びFasman(Advances in Enzymology 47, 45−148, 1987)による二次構造特徴との組合わせに基づく。
【0031】
必要であり得るT細胞エピトープは理論的な根拠、例えばBerzofskyの両親媒性基準(Science 235, 1059−62, 1987)を用いて誘導され得る。
【0032】
本発明では更に、Eimeriaの上記タンパク質をコードする単離精製した核酸配列を提供する。これらの核酸配列の一つを配列番号1に示す。遺伝暗号の縮重によりコドン中の塩基置換が可能であり、その結果尚同一のアミノ酸をコードする他のコドンとすることができ、例えばアミノ酸であるグルタミン酸のコドンがGAT及びGAAの両方であることは当業界ではよく知られている。従って、配列番号2に示すアミノ酸配列を有するタンパク質の発現のために、核酸配列が配列番号1に示す核酸配列とは異なるコドン組成を有し得ることは明白である。
【0033】
本発明の核酸配列は、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)技術を含む組換えDNA技術によりEimeria株から単離して増幅させてもよいし、当業界で公知の技術によりin vitro化学合成してもよい。
【0034】
本発明の核酸配列を、該核酸配列と自然界で元々会合も結合もしていない複製可能な種々のDNA配列に連結していわゆる組換えベクターを生成し、これを適切な宿主の形質転換に使用することができる。有用な組換えベクターは好ましくはプラスミド、バクテリオファージ、コスミド又はウイルスに由来する。
【0035】
本発明の核酸配列をクローニングするために使用され得る特定のベクター又はクローニングビヒクルは当業界では公知であり、とりわけプラスミドベクター(例えばpBR322、種々のpUC、pGEM及びBluescriptプラスミド)、バクテリオファージ(例えばλgt−Wes、カロン28及びM13由来のファージ)、又はウイルスベクター(例えばSV40、アデノウイルスもしくはポリオーマウイルス)が含まれる(Rodriquez, R.L.及びD.T. Denhardt(編), Vectors: A survey of molecular cloning vectors and their uses, Butterworths, 1988; Lenstra,J.A.等, Arch. Virol., 110, 1−24, 1990も参照されたい)。本発明の組換えベクターの構築に使用すべき方法は当業者には公知であり、とりわけManiatis, T. 等のMolecularCloning A Laboratory Manual,第2版;Cold Spring Harbor Laboratory, 1989に記載されている。
【0036】
例えば、遺伝子及び所望のクローニングビヒクルの両方を相補的DNA末端の生成と同じ制限酵素を用いて切断したときには、本発明の核酸配列のクローニングベクター内への挿入は容易に達成され得る。
【0037】
あるいは、一本鎖DNAを消化するか又は適切なDNAポリメラーゼを用いて一本鎖末端に充填することにより、ブラント末端内に生成される制限部位を改変する必要があり得る。その後、T4 DNAリガーゼのような酵素を用いてブラント末端連結を行うことができる。
【0038】
所望とあれば、リンカーをDNA末端上に連結して制限部位を生成することができる。このようなリンカーには、制限部位配列をコードする特異的オリゴヌクレオチド配列が含まれ得る。制限酵素で開裂したベクターや核酸配列を更にホモポリマーテーリングで改変してもよい。
【0039】
本明細書で使用する「形質転換」とは、使用する方法の如何を問わず、例えば直接の取り込みであれ形質導入であれ、異種核酸配列を宿主細胞内に導入することを指す。異種核酸配列は自律複製で維持してもよいし、あるいは宿主ゲノム内に組み込んでもよい。所望とあれば、組換えベクターに指定の宿主と適合し得る適切な制御配列を備えてもよい。これらの配列は、挿入された核酸配列の発現を調節し得る。微生物の他に、多細胞生物に由来する細胞培養物も宿主として使用され得る。
【0040】
本発明の組換えベクターは好ましくは、所望の形質転換細胞の選択に使用され得るマーカー活性(例えばpBR322のアンピシリン及びテトラサイクリン耐性、pUC8のアンピシリン耐性やβ−ガラクトシダーゼのα−ペプチド)を1つ以上含んでいる。
【0041】
適切な宿主細胞は、ポリペプチドをコードする核酸配列によって又は該核酸配列を含む組換えベクターによって形質転換することができ、また所望とあれば該核酸配列によってコードされる上記ポリペプチドを発現するために使用され得る微生物又は細胞である。宿主細胞は、原核生物起源(例えばEscherichia coli、Bacillus subtilis及びPseudomonas種のような細菌)か、真核生物起源[例えばSaccharomyces cerevisiaeのような酵母又は昆虫、植物もしくは哺乳動物細胞のようなより高等真核生物細胞(HeLa細胞及びチャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞を含む)]であり得る。昆虫細胞には、Spodoptera frugiperdaのSf9細胞系が含まれる(Luckow等, Biotechnology 6, 47−55, 1988)。真核生物クローニング系での本発明の核酸配列のクローニング及び発現に関する情報は、Esser, K.等のPlasmids of Eukaryotes, Springer−Verlag, 1986に記載されている。
【0042】
一般に、本発明で有用な組換えベクターの構築のためには原核生物が好ましい。E. coli K12株が、特にDH5a又はMC1061株がとりわけ有用である。
【0043】
発現のために本発明の核酸配列が発現ベクター内に導入される。即ち、該配列が発現制御配列に作動可能に結合される。このような制御配列にはプロモーター、エンハンサー、オペレーター、インデューサー、リボソーム結合部位等が含まれ得る。従って、本発明では、上記で同定されたEimeriaタンパク質をコードする核酸配列が発現制御配列に作動可能に結合されており、形質転換宿主細胞内で中に含まれるDNA配列を発現し得る組換えベクターを提供する。
【0044】
勿論、クローニングベクターの選択された部位に挿入されるヌクレオチド配列は、形質転換宿主がEimeriaタンパク質抗原の免疫原決定基を少なくとも1つ以上有するポリペプチドを生成するのであれば、所望のポリペプチドの実際の構造遺伝子の部分ではないヌクレオチドを含み得るし、又は所望のタンパク質の完全構造遺伝子の断片のみを含み得ると理解すべきである。
【0045】
宿主細胞が細菌の場合、使用され得る有用な発現制御配列には、Trpプロモーター及びオペレーター(Goeddel等, Nucl. Acids Res., 8, 4057, 1980);lacプロモータ及びオペレーター(Chang等, Nature, 275, 615, 1978);外膜タンパク質プロモーター(Nakamura, K.及びInouge, M., EMBO J., 1, 771−775, 1982);バクテリオファージλプロモーター及びオペレーター(Remaut, E.等, Nucl. Acids Res., 11, 4677−4688, 1983);α−アミラーゼ(B. subtilis)プロモータ及びオペレーター、終結配列並びに選択された宿主細胞と適合し得る他の発現増強及び制御配列が含まれる。宿主細胞が酵母の場合、有用な発現制御配列の例には例えばα−交配因子が含まれる。昆虫細胞では、バキュロウイルスのポリヒドリン又はp10プロモーターが使用され得る(Smith, G.E.等, Mol. Cell. Biol.3, 2156−65, 1983)。宿主細胞が哺乳動物源の場合、有用な発現制御配列の例にはSV−40プロモーター(Berman, P.W.等,Science, 222, 524−527, 1983)又はメタロチオネインプロモーター(Brinster, R.L., Nature, 296, 39−42, 1982)又は熱ショックプロモーター(Voellmy等, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 82, 4949−53, 1985)が含まれる。あるいは、Eimeria中に存在する発現制御配列を適用してもよい。遺伝子発現を最大にするために、Roberts及びLauerの文献(Methods in Enzymology, 68, 473, 1979)も参照されたい。
【0046】
従って、本発明は更に、上述の核酸配列又は組換え核酸分子又は組換えベクターを含み、核酸配列の発現によってEimeriaタンパク質を産生し得る宿主細胞を包含する。
【0047】
Eimeria感染に対する家禽の免疫感作は、免疫学的に適した状況で本発明のタンパク質をいわゆるサブユニットワクチンとしてトリに投与することによって達成され得る。本発明のサブユニットワクチンは、場合によっては医薬的に許容可能なキャリヤーの存在下で、純粋形態のタンパク質を含み得る。タンパク質は場合によって非関連タンパク質と共有結合させることができ、これは融合生成物の精製で有利となり得る。例はβ−ガラクトシダーゼ、プロテインA、プロキモシン、血液凝固因子Xa等である。
【0048】
これらのタンパク質を用いた感染防御免疫の産生能力が低い場合もある。小さな断片をキャリヤー分子に接合して、免疫原性を生ずることが好ましい。この目的のための適切なキャリヤーは、高分子[例えば天然ポリマー(アオガイヘモシアニン、アルブミン、毒素のようなタンパク質)、ポリアミノ酸(ポリリシン、ポリアラニン)のような合成ポリマー、又はサポニンのような両親媒性化合物のミセル]である。あるいは、これらの断片をポリマー、好ましくは線状ポリマーとして提供してもよい。
【0049】
必要とあれば、ワクチンで使用すべき本発明のタンパク質は、例えばグリコシル化、アシル化、アミド化、カルボキシル化又はリン酸化によりin vitro又はin vivo改変することができる。
【0050】
新たに開発されたワクチン種は、本発明のタンパク質をコードするDNAが医薬的に許容可能な形態で、例えば組織内に放つことのできる「弾丸」形態で投与されるワクチンである。プラスミドで又はSV40ウイルス由来のような適切な真核生物プロモーター配列と組み合わせて提供されるならば、この裸(naked)DNAをワクチンとして使用することができる。このようにして、このDNAをゲノムDNA内に導入して、抗原をその場で発現させることができる。
【0051】
サブユニットワクチンに代わるものが生ワクチンである。本発明の核酸配列は、組換え微生物が尚複製して、挿入された核酸配列によってコードされるポリペプチドを発現でき、感染した宿主トリで免疫応答を誘発できるように、組換えDNA技術によって微生物(例えば細菌又はウイルス)中に導入される。
【0052】
本発明の好ましい実施態様は、上述の異種核酸配列を含み、組換えベクターウイルスに感染した宿主細胞又は宿主トリでDNA配列を発現し得る組換えベクターウイルスである。「異種」という用語は、本発明の核酸配列が元来ベクターウイルス内に存在しないことを示す。
【0053】
その上、本発明は更に、核酸配列の発現によってEimeriaタンパク質を産生し得る、組換えベクターウイルスに感染した宿主細胞又は細胞培養物を包含する。
【0054】
例えば、よく知られたin vivo相同組換え技術を使用して、本発明の異種核酸配列をベクターウイルスのゲノム内に導入することができる。
【0055】
まず、ベクターゲノムの挿入領域、即ち感染又は複製に必要とされるようなベクターの主要機能を損なわずに異種配列の取り込みに使用され得る領域に対応するDNA断片を、標準的なDNA組換え技術に従ってクローニングベクター内に挿入する。挿入領域は多数の微生物で報告されている(例えばヨーロッパ特許第80,806号、ヨーロッパ特許第110,385号、ヨーロッパ特許第83,286号、ヨーロッパ特許第314,569号、WO88/02022号、WO88/07088号、米国特許第4,769,330号及び米国特許第4,722,848号)。
【0056】
第二に、所望とあれば、第1段階で得られた組換えベクター分子内に存在する挿入領域内に欠失を導入することができる。これは例えば、第1段階の組換えベクター分子の適切なエキソヌクレアーゼIII消化又は制限酵素処理によって達成され得る。
【0057】
第三に、異種核酸配列が、第1段階の組換えベクターに存在する挿入領域内に、即ち該組換えベクターから欠失させたDNAの代わりに挿入される。挿入領域のDNA配列は、ベクターゲノムとの相同組換えが生ずるように適切な長さを有するべきである。その後、適切な細胞に野生型ベクターウイルスを感染させるか、又は適切なベクターDNA配列に隣接する挿入領域を含むために、その対応する領域とベクターゲノムとの間で組換えを生ずる組換えベクターの存在下において、細胞をベクターゲノムDNAで形質転換させることができる。これで、後代組換えベクターが細胞培養物中に生成し得、これを例えばハイブリダイゼーション、異種核酸配列と共に組み込まれた遺伝子によってコードされる酵素活性の検出、又は組換えベクターによって免疫学的に発現される抗原性異種ポリペプチドの検出によって、例えば遺伝子型又は表現型で選択することができる。
【0058】
次いで、この組換え微生物を免疫感作のために家禽に投与することができる。その後この微生物はしばらくその状態を維持するか又は被接種動物の体内で複製し、本発明の挿入された核酸配列によってコードされるポリペプチドをin vivo発現して被接種動物の免疫系を刺激する。本発明の核酸配列を組み込むための適切なベクターは、ウイルス[例えばワクシニアウイルス(ヨーロッパ特許第110,385号、ヨーロッパ特許第83,286号、米国特許第4,769,330号及び米国特許第4,722,848号)もしくは家禽痘瘡ウイルス(WO88/02022号)のような痘瘡ウイルス、HVT(WO88/07088号)もしくはマレック病ウイルスのようなヘルペスウイルス、アデノウイルス又はインフルエンザウイルス]か、細菌(例えばE. coli又は特異Salmonella種)に由来し得る。この種の組換え微生物では、宿主動物で合成されるポリペプチドは表面抗原として暴露され得る。これに関連して、OMPタンパク質又は例えばE. coliの繊毛タンパク質又は微生物によって認識される合成シグナル及びアンカー配列とポリペプチドとの融合が考えられる。所望とあればより大きな全体の一部としてのEimeriaポリペプチドを免疫感作すべき動物内に放出することも可能である。これらの場合では全て、1つ以上の免疫原性産物が発現して、種々の病原体及び/又は所定の病原体の種々の抗原を防御することも可能である。
【0059】
本発明のベクターワクチンは、組換え細菌又は本発明の核酸配列を含む組換えベクターに感染した宿主細胞を培養し、その後組換え細菌もしくはベクターを含む細胞及び/又は細胞内で増殖した組換えベクターウイルスを場合によっては純粋な形態で収集し、場合によっては凍結乾燥形態のワクチンとすることにより製造され得る。
【0060】
本発明の組換えベクターで形質転換した宿主細胞は、前記核酸配列によってコードされるポリペプチドの発現に好ましい条件下で培養することもできる。ワクチンは、未精製培養物の試料、細胞溶解物又は宿主細胞抽出物を用いて製造することができるが、他の実施態様では、用途によってより精製された本発明のポリペプチドからワクチンが生成される。生成したポリペプチドを精製するために、本発明の組換えベクターで形質転換した宿主細胞を適量で培養し、生成したポリペプチドを上記細胞から又はタンパク質が分泌される場合は培地から単離する。培地中に分泌されたポリペプチドは、標準的な技術(例えば塩分画、遠心分離、限外濾過、クロマトグラフィー、ゲル濾過又は免疫親和性クロマトグラフィー)によって単離精製することができるが、細胞内ポリペプチドは、まず細胞を収集し、この細胞を例えば超音波処理又はフレンチプレスのような機械的破砕手段によって破砕し、次いでポリペプチドを他の細胞内成分と分離することによって単離することができ、そしてポリペプチドからワクチンを生成する。細胞破砕は化学的(例えばEDTAもしくはトリトンX114のような洗剤)又はリゾチーム消化のような酵素手段でも達成され得る。
【0061】
本発明のポリペプチドに対する抗体又は抗血清は、受動免疫療法、診断イムノアッセイ及び抗イディオタイプ抗体の生成で使用可能である。
【0062】
上記で特性分析したEimeriaタンパク質を使用して、ポリクローナル、モノ特異的、及びモノクローナルな抗体を産生することができる。ポリクローナル抗体が所望される場合、ポリクローナル血清の産生処理技術は当業界で公知である(例えばMayer及びWalter.(編),Immunochemical Methods in Cell and Molecular Biology, Academic Press, London, 1987)。免疫原に対するモノ特異的抗体は、Hall等の方法(Nature, 311, 379−387, 1984)の変形によってポリ特異的抗血清から親和性精製することができる。本明細書で使用するモノ特異的抗体とは、関連抗原との均一結合特性を有する単一抗体種又は多重抗体種であると定義する。本明細書で使用する均一結合とは、抗体種が特異的な抗原又はエピトープに結合する能力を指す。
【0063】
本発明のEimeriaタンパク質に反応性のモノクローナル抗体は、当業界で公知の技術(Kohler及びMilstein, Nature, 256, 495−497, 1975)により近交マウスを免疫感作することにより産生され得る。ハイブリドーマ細胞は、ダルベッッコ改良イーグル培地のような適切な細胞培地中ヒポキサンチン、チミジン及びアミノプテリン中での増殖によって選択される。好ましくはMacPhersonの軟寒天技術(Soft Agar Techniques, Tissue Culture Methods and Applications, Kruse and Paterson,(編), Acdemic Press, 276, 1973)を用いて、抗体を産生するハイブリドーマをクローニングする。適切な培地内の培養プレートの個々のウェルに離散したコロニーを移す。適切な免疫原でスクリーニングして、抗体産生細胞を同定する。免疫陽性ハイブリドーマ細胞を当業界で公知の技術により維持する。特異的抗モノクローナル抗体は、ハイブリドーマをin vitro培養するか又は当業界で公知の手順によりハイブリドーマを注射した後にマウスで腹水を調製することにより産生される。
【0064】
抗イディオタイプ抗体は、予防することが望ましい病原体の抗原の「内部像」を保有する免疫グロブリンであり、ワクチンでは免疫原として使用され得る(Dreesman等, J. Infect. Disease, 151, 761, 1985)。抗イディオタイプ抗体の産生技術は当業界では公知である(MacNamara等, Science, 226, 1325, 1984)。
【0065】
本発明のワクチンは、従来の能動免疫計画で投与することができ、即ち製剤と適合し得るような方法で、予防に効果的なような量、即ち抗原又は抗原を発現し得る組換え微生物を免疫感作すると、家禽でビルレントEimeria寄生虫の攻撃に対する免疫が生ずる量を1回又は繰り返し投与する。免疫とは、ワクチン接種後のニワトリ集団で、ワクチン接種していないグループに比べて、有意なレベルの防御が生じることと定義する。
【0066】
本発明のポリペプチドを含むワクチンでは、防御が増すこと以外に、被感染動物から排出されるオーシストの数も減少する。排出されたオーシストは群れの中の他の動物に感染する。排出されるオーシストの数が減少すれば、その後感染する動物の数も減り、更には感染負荷(infective load)も低下する。
【0067】
更には、ワクチンは寄生虫自体に作用せずとも、疾病頻度を下げ得る。これは、疾病症状が寄生虫によって放出された物質によって引き起こされる場合にとりわけそうである。このような物質に対するワクチンは、寄生虫を攻撃せずに症状を緩和させる。
【0068】
生ウイルスベクターワクチンでは、ニワトリ1羽当たりの投与量は105−108pfuであり得る。本発明の通常のサブユニットワクチンは、本発明のタンパク質を1μg〜1mg含んでいる。このようなワクチンは皮内、皮下、筋肉内、腹腔内、静脈内、経口又は鼻腔内に投与することができる。
【0069】
その上、ワクチンは更に水性媒質又は含水懸濁液を、活性及び/又は貯蔵寿命を増すためにしばしば他の成分と混合して含み得る。これらの成分は塩、pH緩衝液、安定剤(例えばスキムミルク又はカゼイン水解物)、乳化剤、免疫応答を改善するためのアジュバント(例えば油、ムラミルジペプチド、水酸化アルミニウム、サポニン、ポリアニオン及び両性物質)並びに防腐剤であり得る。
【0070】
本発明のポリペプチドを含むワクチンは更に、E. maximaの他の免疫原性タンパク質又は他のEmeria種の免疫原性タンパク質を含み得る。このような組み合わせワクチンは、家禽の群れで寄生虫負荷(parasitic load)を低下させ、コクシジウム症の予防レベルを高める。
【0071】
本発明のワクチンが更に、多価ワクチン製造のために、家禽の他の病原体に関連する免疫原(例えばマレック病ウイルス(MDV)、ニューカッスル病ウイルス(NDV)、感染性気管支炎ウイルス(IBV)、ニワトリ貧血因子(CAA)、レオウイルス、トリレトロウイルス、家禽アデノウイルス、シチメンチョウ鼻気管炎ウイルス又は大腸菌の抗原)を含み得るか又はこれらの免疫原をコードする核酸配列を含み得ることは明白である。
【0072】
【実施例】
本発明を以下の実施例により説明する。
【0073】
実施例1
寄生虫の取り扱い
Eimeria acervulina(Houghton株)及びEimeria tenella(Weybridge株)寄生虫を、コクシジウムの不在下に飼育したニワトリに意図的に感染させた後で回収した。感染後(p.i.)4日目及び5日目に、E.acervulinaオーシストを糞便物質から分離した。 p.i.7日目にE.tenellaオーシストを盲腸から収穫した。
【0074】
オーシストを30℃で7時間強曝気してスポロゾイト形成し、部分的にスポロゾイト形成されたオーシストを得た。初期にA.N.Vermeulenら,FEMS Microbiological Letters 110,(1993),223−230に記載のようにして、48時間スポロゾイト形成したオーシストからスポロシスト及びスポロゾイトを放出させた。
【0075】
細胞内期のE.acervulinaを得るために、5週齢のニワトリに、108スポロゾイト形成E.acervulinaオーシストを感染させた。42時間後に十二指腸から細胞内寄生虫を収穫した。そのために、接種後42時間ニワトリから放血させ、胃とメッケル憩室の間で十二指腸を取り出した。組織を洗浄し、約1cm3の小片に切断した。該小片を、10mg/mlのグルコースを含むカルシウム/マグネシウム非含有ハンクスBSS(CMF−ハンクス液)に懸濁した。EDTA(35〜37℃のCMFハンクス液中の2mM EDTA)中で10分間インキュベートして上皮細胞を基質から放出させた。4回のインキュベーションの上清をプールし、750gで10分間遠心して細胞をペレット化した。次いで、細胞内寄生虫(栄養体も存在したが、以後「シゾント」と称す)をサポニン溶解(CMF−ハンクス液中の0.1%サポニン中、室温で15分)及び機械的剪断により宿主細胞から放出させた。
【0076】
シゾントをペレット化し、45%Percoll(Pharmacia Fine Chemicals)を介して遠心(20分、700g、4℃)した後、宿主物質から分離した。シゾントの乾燥ペレットを後で使用するまで−70℃で貯蔵した。
【0077】
トリトンX114抽出
トリトンX114抽出を行ってシゾントの親水性タンパク質画分を得た。手順は、初期にC.Bordier(1981)によりJournal of Biological Chemistry、第256巻、第4号(2月)1604−1607ページに記載のものを使用した。
【0078】
TBS(10mMのTris−HCl、150mMのNaCl、pH7.4)1ml当たり108〜109のE.acervulinaシゾントを、ミクロチップ(microtip)(Branson 音波処理装置、ポジション 7)を用いて氷上で±3×20秒間音波処理した。PMSF(最終濃度:1mM)及びDNアーゼ/RNアーゼ(最終濃度:共に0.02mg/ml)を加えた(DNアーゼ/RNアーゼストック:5mMのMgCl2中2mg/mlのDNアーゼ、2mg/mlのRNアーゼ)。
【0079】
懸濁液中の音波処理シゾントに、予備縮合したトリトンX114を、最終濃度10%(v/v)で加え、十分に混合してタンパク質を溶解した。抽出不能な物質を4℃で20分間12,000gで遠心してペレット化した。可溶画分をスクロースクッション〔TBS中6%スクロース、0.06%(v.v)TX114〕上に重層し、40℃で10分間インキュベートし、室温で10分間400gでスピンした。親水性画分を再び同一手順で抽出した。
【0080】
親水性画分を後で使用するまで−70℃で貯蔵した。BCA(Pierce Chemicals)アッセイを用いて総タンパク質濃度を測定した。
【0081】
Prep−cell分画
親水性タンパク質を、Laemmli緩衝系中、還元条件下に、SDS−PAGEにかけてその相対分子量に関してさらに分離した。そのために、いわゆるPrepcellにおける分離用電気泳動を用いた。
【0082】
材料:
Prepcellカラム(37mm ID)を備えたPrepcell装置(Biorad Labs)
Prepcell用透析膜(カットオフ 6kD)
パワーサプライ(EPS 600 Pharmacia)
還元性試料緩衝液:62.5mMのTris−HCl pH6.8;10%グリセロール;2%SDS;0.01%ブロモフェノールブルー(Merck);0.13M DTT(ジチオトレイトール、Merck)
電気泳動緩衝液/溶離緩衝液:25mMのTris、192mMのグリシン、0.1%SDS pH8.6
方法及び結果:
全ての手順を4℃で実施した。親水性タンパク質の分画には、製造業者のプロトコルに従い、但し0.1%のSDSを加え、Prepcellの37mm管(6cmまで充填)中、4%のスタッキングゲル/9%の分離ゲル(ポリアクリルアミド)を用いた。
【0083】
−70℃で保存しておいたTX114抽出物の親水性相を解凍し、親水性タンパク質(ラン1回当たり約8mg)を還元性試料緩衝液(総容量は±6mlであった)に希釈し、3分間100℃で沸騰させ、注射器に取り付けた細口管を用いて4%スタッキングゲル表面に装填した。
【0084】
Prepcellをパワーサプライに接続し、最大40mA、500Vで電気泳動を開始した。
【0085】
約6時間後、トラッキング染料がセルから溶出したときに、画分(画分容量±2.5〜3ml;流量0.6ml/分)の回収を開始した。3.5mlのプラスチックチューブ(Sarstedt)中で画分を一晩回収した(±100画分)。
【0086】
SDS−PAGE及びウエスターンブロット法による分析のために、画分試料を採取した。画分を−70℃で貯蔵した。
【0087】
この精製法により、以下に示す分析物から、以下のようなほぼ純粋なタンパク質を含む画分を得た。
【0088】
アミノ酸配列
Mr=約37kのほぼ純粋なバンド(EASC2と称す)を含むPrepcellrun COC9314612の選択された画分をプールし、アセトン沈殿させて濃縮し、12%PAAゲル上をランさせた。ゲルは間もなく非変性クーマシーブリリアントブルー(CBB)染色プロトコル(染色:20%メタノール/0.5%酢酸中の0.2%CBB中、周囲温度で20分;脱色:30%メタノール中60分)により染色された。
【0089】
染色された37kDバンドを切り出した。EASC2トリプシン消化産物の選択されたHPLC精製ペプチドの内部アミノ酸配列を決定した(全て、Eurosequence BV、Groningen、 The Netherlandsにより実施した)。
【0090】
トリプシンペプチドのアミノ酸配列は、GWIKQEEVDDIVQK(配列番号:2 アミノ酸212−225参照)であった。
【0091】
このペプチドのこのコード配列はクローンのDNA配列を決定した後でも検出された。
【0092】
実施例2
ウサギでのモノ特異的抗体の調製
予め予防接種したSPFウサギの血清を、ウエスターンブロットした種々の発育期のE.acervulina抗原及びE.coliタンパク質のブロット上でスクリーニングした。抗体を産生させるために「陰性」のウサギを選択した。
【0093】
SDS−PAGEにより、EASC2(37kD)を含むPrepcellrun画分を選択して、プールし、Amiconcell(YM10フィルター)を用いて3.5mlに濃縮した(±3×)。
【0094】
4週間隔で、ウサギを、GNE(8×0.25ml i.c.、1ml i.p.)中の濃縮抗原で2回免疫感作した。2回目の免疫感作後2週間してから、ウサギを出血させ、Eimeria acervulina en tenelllaスポロゾイト及び42時間シゾントについてウエスターンブロット法で血清をテストした。図1は、両種のスポロゾイト抗原に対するモノ特異的抗血清の免疫検出結果を示している。抗体は、E.acervulina(レーンA1)及びE.tenella(レーンB1)のいずれにおいても約37kDの寄生虫産物を認識したことが判明した。免疫感作する前の同一ウサギの対照血清は、これらのバンド(レーンA/B2)を認識しなかった。タンパク質は、該2種のシゾント期にも存在する(図示せず)。
【0095】
実施例3
E.acervulina TX114親水性画分及びEASC2によるニワトリの予防接種
シゾント物質のTX114親水性相を分離し、4℃で0.01MのPBS(pH7.3)に対して十分に透析した。
【0096】
EASC2 37kDタンパク質を含む選択された画分を4℃で3×5リットルの0.01M PBS(pH7.3)に対して十分に透析した。
【0097】
SDS−PAGE後に種々の濃度の試料をCBBで染色し、染色強度とBSAの基準試料とを比較して、ワクチン調製物中のタンパク質の濃度を評価した。
【0098】
容量を較正して、精製タンパク質については±5μgのタンパク質/用量、及び親水性画分全体については約15μg/用量を得た。
【0099】
これらを初回抗原刺激及び追加免疫予防接種用のアリコート量として−70℃で貯蔵した。冷凍ワクチン調製物を解凍した。
【0100】
各15mlのワクチンに、アジュバントとして、1mlの0.01M PBS(pH7.3)量中3.2mgのQuil A Superfos Biosectorを加えた。
【0101】
ワクチンをぐるぐるかきまわして十分に混合し、0.75mlを、4〜6週齢のコクシジウムのいない白色レグホンニワトリに皮下注射した。
【0102】
ワクチンは、150μgのQuil A/用量を含んでいた。
【0103】
図2は、 ワクチンとしてニワトリに注射したEASC2(レーン1)及び42時間TX114親水性画分(レーン2)のクーマシーBB染色SDS−PAGEを示している。
【0104】
初回抗原刺激の4週間後に、ニワトリを同一用量を用いて同一経路により追加免疫した。追加免疫ワクチンは、冷凍抗原ストックから新たに調製した。
【0105】
対照ニワトリに、PBS中150μgのQuil A/用量を接種した。各グループは14羽のニワトリから構成した。
【0106】
追加免疫予防接種の11日後に、全てのニワトリに、水中15%スクロース1ml中の240のEimeria acervulina Hスポロゾイト形成オーシストを経口接種した。
【0107】
ニワトリを1ケージ当たり2羽ずつ入れた。チャレンジ後の4〜8日間に採取した糞便試料中でオーシスト排出数を評価した。
【0108】
表2は、この実験の結果を示している。オーシスト排出数は、対照動物の排出数に基づくオーシスト%として表す。
【0109】
データ分布が正常でない場合には、スチューデントのTテスト又はMann−Whitneyのテストを用いてオーシスト数のLOGに基づいてデータの統計的評価を行った。
【0110】
p<0.05であれば、差は有意であると見なした。
【0111】
この表は、TX114画分もEASC2 Prepcell精製画分も、チャレンジ後のオーシスト排出数において統計的に有意な減少(p<0.05)を誘発することを示している。
【0112】
Prepcell精製によって、TX114ワクチンが誘発する保護が改善されるようであった。
【0113】
【表2】
【0114】
ワクチンとして42時間シゾントの全抽出物のみを用いた別の実験では、有意なオーシスト減少は誘発され得なかった(結果は示さず)。
【0115】
第2の実験では、0.2及び2μg/用量という2つの異なる濃度のPrepcell精製EASC2を用いた。免疫感作及びチャレンジについて同一プロトコルに従って実施した後、1グループ当たり10羽のニワトリにおけるオーシスト排出数の減少として保護を測定し、PBS/Quil Aを接種したグループと比較した。
【0116】
表3は、2つのEASC2予防接種グループに対する対照の平均オーシスト排出数%を要約したものである。この表は、EASC2が、2μg/用量の用量で統計的に有意な差を示す用量依存的保護を行ったことを示している。
【0117】
【表3】
【0118】
実施例4
EASC2又はTX114親水性タンパク質で予防接種した後の免疫刺激
上記の両保護実験において、T−リンパ球の増殖及び血清抗体のような免疫特性刺激についてニワトリを検定した。
【0119】
血清抗体:
ワクチン構成成分を認識する抗体は、42時間TX114親水性画分で予防接種したグループからの血清においてのみ検出され、精製EASC2で予防接種したグループでは検出されなかった。
【0120】
リンパ球の増殖:
抗原刺激後のリンパ球の増殖をリンパ球刺激テスト(LST)でテストした。
【0121】
方法:
チャレンジ前に、各グループのニワトリ全てから末梢血球を採取した。
【0122】
周囲温度で7分間64gで全血液3mlを遠心して末梢血白血球(PBL)を分離した。RPMI 1640(Dutch改変)中にバフィーコートを回収し、2回洗浄した。細胞濃度を、1mlのRPMI 1640当たり1×107細胞に調整した。用いたRPMI 1640(Dutch改変)に、ピルビン酸ナトリウム(1mM)、グルタミン(2mM)、ペニシリン200 U/ml及びストレプトマイシン200μg/mlを追加した。
【0123】
96ウエルの丸底組織培養プレートに、3.0%ニワトリ血清(Gibco BRL)を含む0.05mlの細胞懸濁液、0.05mlの「刺激性抗原」懸濁液及び0.05mlのRPMI 1640を接種し、5%CO2雰囲気下に41℃で64時間培養した。次いで、18.5KBqの3−H−チミジン(Amersham Bekenham、U.K.)を各ウエルに加え、8時間後、96ウエルll Cell Harbester(Skatron Norway)を用い、細胞をガラス線維フィルター(Skatron Norway Bluemat)上に集めた。フィルターをシンチレーション液(LKB BetaScint)で飽和し、Betaplate 1205(Pharmacia/LKB Sweden)中で計数した。
【0124】
「刺激性抗原」としてE.acervulinaシゾントを用いたが、これは、ミクロチップを備えたBranson音波処理装置を用い、ポジション 6で、3×20秒間音波処理し、中間冷却(intermediate cooling)し、−70℃で貯蔵した。抗原を使用前に解凍し、刺激に用いる濃度に合うように希釈した。全グループのPBLを3.105のE.acervulinaシゾントで刺激した。
【0125】
刺激指数(SI)〔刺激していない対照の1分当たりのカウント(cpm)で除した刺激培養体のcpm数〕のLOGに基づいてスチューデントのTテストを用いて統計的評価を行った。p<0.05であれば、差は有意であると見なした。
【0126】
結果:
表4は、上記のEASC2ワクチンをTX114親水性画分と比較した最初の実験及びEASC2ワクチンの2種の用量に関する第2の実験からのグループの平均S.I.を示す。
【0127】
全ての抗原又は用量が、チャレンジしたときに末梢血において検出可能な有意な正のT細胞応答を誘発させたことが判明した。
【0128】
しかし、どちらの実験においても、Prepcell純粋EASC2ワクチンの用量を多くすると(2又は5μg/用量)、極めて高いT細胞刺激を誘発した。T細胞刺激のランキングは、チャレンジ後のオーシスト排出数の減少と相関していた。
【0129】
【表4】
【0130】
実施例5
クローニング実験
E.acervulinaオーシストのスポロゾイト形成
60mlの10-4M 亜ジチオン酸ナトリウム中の5*108E.acervulinaオーシストの懸濁液を遠心した後、ペレットを100mlの滅菌水で1回洗浄した。細胞を500mlの2%重クロム酸カリウムに再懸濁し、次いで、強曝気の影響下に30℃で7時間インキュベートした。次いでオーシストを遠心して回収し、200mlの滅菌水で3回洗浄した。
【0131】
RNAの分離
RNAの分離(Pasternak J.ら,Mol.& Bioch.Par.3,133−142,1981)のために、10mMのTrisアセテート(pH7.6)、75mMの酢酸ナトリウム、1%SDS、2mMのEDTA、0.2mg/mlのプロテイナーゼK及び10mMのバナジルリボヌクレオシド複合体を含む緩衝液2.8ml中に細胞ペレットを入れた。13gのガラスビーズ(φ0.5mm)の存在下に、60秒間(最大)ぐるぐるかきまわしてオーシストを破壊した。全抽出物に5mlのフェノールを加え、混合物をさらに60秒間ぐるぐるかきまわした。遠心後、上清液をピペットで除去し、等量のフェノール/クロロホルム/イソアミルアルコール(25:24:1)で抽出した。2.5容量のエタノールを加えた後、RNAを沈降させ、得られた沈降物を800mlの10mM Tris、0.1mM EDTA、pH7.6(T10E0.1)に溶解した後、生成物を等量のフェノール/クロロホルム/イソアミルアルコール(25:24:1)でさらに2回、クロロホルム/イソアミルアルコール(24:1)で2回抽出し、次いでエタノールで沈降させた。ポリA+−RNAを、オリゴ(dT)−セルロースクロマトグラフィー(Maniatis T.ら:Moleculara Cloning,Cold Spring Harbor Laboratory,1982)にかけて分離した。5*108オーシストから約100μgのポリA+−RNAを分離した。
【0132】
cDNAの合成
MMLV逆転写酵素を用いてポリA+−RNAをcDNAに変換した。このために、25μgのポリA+−RNAを90mlの水に溶解し、最終濃度10mMの水酸化メチル水銀を加えて20℃で5分間変性させた後、β−メルカプトエタノールを最終濃度45mMで加え、混合物を20℃でさらに3分間インキュベートした。4mgのオリゴ(dT)15、150UのRNasin(R)、20mMのTris(pH7.6)、30mMのKCl、4mMのジチオトレイトール(DTT)、2mMのMgCl2、1mMの各dNTP及び3000U MMLV逆転写酵素を含む緩衝液190ml中で酵素反応を実施した。37℃で1時間インキュベートした後、10mlの0.5M EDTAを加えて反応を停止した。等量のフェノール/クロロホルム/イソアミルアルコール(25:24:1)で抽出した後、最終濃度2Mの酢酸アンモニウム及び2.5容量のエタノールを加えて、RNA/DNAハイブリッドを沈降させた。酵素DNAポリメラーゼIとRNアーゼH(Gubbler U.ら,Gene 25,263−269,1983)との組合わせ作用により、第2鎖(second string)が合成された。ペレットを、20mMのTris(pH7.6)、5mMのMgCl2、100mMの(NH4)2SO4、0.6mMのβ−NAD、16UのRNアーゼ H、200UのDNA−ポリメラーゼI及び20UのDNA−リガーゼ(E.coli)を含む緩衝液960μlに溶解した。12℃で1時間、次いで22℃で1時間インキュベートした後、等量のフェノール/クロロホルム/イソアミルアルコール(25:24:1)を加えて反応を停止し、エタノールで沈降させた。
【0133】
先ずcDNAを改変する目的に適合したベクター中でcDNAをクローン化した。30mMの酢酸ナトリウム(pH5.6)、50mMのNaCl、1mMのZnSO4及び21UのMung Bean Nucleaseを含む緩衝液100μlにcDNA(5μg)を溶解した。37℃で30分間インキュベートした後、最終濃度10mMのEDTA及び最終濃度25mMのTrisを加えて反応を停止した。フェノール/クロロホルム/イソアミルアルコール(25:24:1)で抽出した後、混合物をSephadex G50カラム上で脱塩した。溶離液(125μl)に、最終濃度50mMのTris(pH7.6)、最終濃度2.5mMのEDTA、最終濃度5mMのDTT、最終濃度0.5mMのS′−アデノシルメチオニン、及び100UのEcoRI−メチラーゼを加えた。37℃で30分間インキュベートした後、65℃で30分間加熱して反応を停止し、その後で、100mMのTris−HCl、100mMのMgCl2及び500mMのNaCl(pH7.5)を含む溶液1/10容量を加え、同時に最終濃度1mMの各dNTP及び12.5UのクレノウDNA−ポリメラーゼも加えた。22℃で60分間インキュベートした後、等量のフェノール/クロロホルム/イソアミルアルコール(25:24:1)を加えて反応を停止した。500μlのイソプロパノールと共に350μlのH2O及び50μlの3M 酢酸ナトリウム(pH5.6)を加えて上清液を沈降させた。100mlのH2Oに溶解後、ペレットをSephadex G50上で脱塩し、溶離物をエタノールで沈降させた。ペレットを24μlのH2Oに溶解した後、2μgのEcoRIリンカー、最終濃度30mMのTris−HCl(pH8.0)、最終濃度10mMのMgCl2、最終濃度10mMのジチオトレイトール、最終濃度1mMのATP、最終濃度0.1mg/mlのゼラチン及び10UのT4DNA−リガーゼを加えて50μlで連結反応を実施した。4℃で16時間インキュベートし、加熱(70℃で15分間)した後で反応を停止し、その後、100mMのTris−HCl(pH7.6)、50mMのNaCl、10mMのMgCl2、2.5mMのDTT及び500UのEcoRIを含む緩衝液210μl中、制限エンドヌクレアーゼEcoRIで切断を実施した。37℃で90分間インキュベートした後、等量のフェノール/クロロホルム/イソアミルアルコール(25:24:1)で抽出して反応を停止した。最終濃度300mMの酢酸ナトリウム(pH5.6)を加えた後、2.5容量のエタノールで上清液を沈降させ、Biogel A15Mカラムを用いてcDNA及びリンカーを分離した。エタノールでcDNAを沈降させた後、沈降物を、10mMのTris−HCl、0.1mMのEDTA(pH7.6)に溶解した。次いで、cDNA分子をλファージZAPII(Stratagene)中にクローン化した。
【0134】
E.acervulinaシゾントのEASC2タンパク質画分に対する抗体を含むcDNAバンク(2*105pfu)をスクリーニングすると、6個の陽性ファージクローンが現れた。これらの抗体を、1×Tris塩(10mMのTris−HCl、150mMのNaCl、pH8.0)+0.05%Tween20+10%ウシ胎児血清(FCS)で1:2000希釈し、フィルターと共に室温で2時間インキュベートした。次いで各フィルターを、50mlの1×Tris塩+0.05%Tween20で各10分ずつ4回洗浄した。2回目の抗体のインキュベーションの場合には、ヤギ−抗ウサギ抗体とアルカリホスファターゼとの結合体(1×Tris塩+0.05%Tween20+10%FCSに1:7500希釈した)を用い、室温で30分間インキュベートした後、最初の抗体インキュベーションの後に記載されているようにしてフィルターを洗浄した。0.33mg/mlのニトロブルーテトラゾリウム及び0.17mg/mlの5−ブロモ−4−クロロ−3−インドリルホスフェートを溶解した、100mMのTris−HCl、100mMのNaCl、10mMのMgCl2(pH9.6)中で発色反応を実施した。室温で30分間インキュベートした後、フィルターを評価した。免疫陽性クローンをプラーク精製し、製造業者(Stratagene)のプロトコルに従い、in vivoで切り出して取り出した。標準プロトコル(Maniatis T.ら,前掲)に従って配列決定するために、得られたin vivo切り出しクローンからプラスミドDNAを分離した。部分配列情報から、全てのクローンが相同であり、最大のクローンからヌクレオチド配列が完全に決定されることが示された。pBLUE EASC2と称されるこのクローンは、1566bpの挿入体を含んでいた。
【0135】
【配列表】
【0136】
【化1】
【0137】
【化2】
【0138】
【化3】
【0139】
【0140】
【化4】
【0141】
【化5】
【図面の簡単な説明】
【図1】Prep−cell精製EASC2タンパク質(レーン1)又は予備免疫対照血清(レーン2)に対する抗血清でプローブしたE.acervulina(A)及びE.tenella(B)スポロゾイトタンパク質の(電気泳動後の)ウエスターンブロットを示す写真である。マーカーは、分子量較正(kD)を示している。
【図2】Prep−cell精製EASC2タンパク質(レーン1)又はE.acervulina42時間シゾントのTX114親水性画分(レーン2)のクーマシーブリリアントブルー染色SDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動結果を示す写真である。レーンMは、分子量較正マーカー(kD)を含んでいる。
Claims (13)
- 以下の(a)または(b)のEimeriaタンパク質。
(a)配列番号2に記載の配列によって示されるアミノ酸配列から成るタンパク質
(b)(a)に定義されるアミノ酸配列において1もしくは数個のアミノ酸が欠失、置換もしくは付加されたアミノ酸配列から成り、かつ(a)のタンパク質に対する抗血清によって認識される(a)のタンパク質の誘導体タンパク質。 - Eimeria種がEimeria acervulinaである請求項1に記載のタンパク質。
- 請求項1または2に記載のタンパク質をコードするDNAまたはRNA。
- 当該DNAまたはRNAの発現を可能とする発現制御配列に作動可能に結合した請求項3に記載のDNAまたはRNAを含む組換え核酸分子。
- 請求項3に記載のDNAまたはRNAを含む組換えベクター。
- DNAまたはRNAが発現制御配列に作動可能に結合していることを特徴とする請求項5に記載の組換えベクター。
- 請求項3に記載のDNAまたはRNA、請求項4に記載の組換え核酸分子、又は請求項5もしくは6に記載の組換えベクター分子で形質転換された宿主細胞又は生物。
- 請求項7に記載の宿主細胞を培養することからなる請求項1または2に記載のタンパク質の発現方法。
- 請求項1または2に記載のタンパク質、請求項4に記載の組換え核酸分子、請求項5もしくは6に記載の組換えベクター又は請求項7に記載の宿主細胞もしくは生物を、医薬的に許容可能なキャリヤーと共に含んでなることを特徴とする家禽コクシジウム症の予防ワクチン。
- 請求項7に記載の感染宿主細胞を培養し、組換えベクターを収集し、該組換えベクターを免疫活性を有する医薬品中に配合する段階からなるコクシジウム症ワクチンの製造方法。
- 請求項1または2に記載のタンパク質又は請求項8に記載の方法で製造したタンパク質を、免疫活性を有する医薬品中に配合することからなるコクシジウム症ワクチンの製造方法。
- 請求項1または2に記載のタンパク質と免疫反応性の抗体又は抗血清。
- 請求項9に記載のワクチンをトリに投与することからなる家禽コクシジウム症の予防方法。
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