JP4117054B2 - 抗体及びその製法、この抗体を産生する融合細胞及びその製法、並びにこの抗体に認識される抗原蛋白質 - Google Patents

抗体及びその製法、この抗体を産生する融合細胞及びその製法、並びにこの抗体に認識される抗原蛋白質 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、抗体及びその製法、この抗体を産生する融合細胞及びその製法、並びにこの抗体に認識される抗原蛋白質に関する。
【0002】
【従来の技術】
気管支喘息やスギ花粉症などのアレルギー性疾患は、まず抗原に特異的なIgEの産生の誘導が起こり、この誘導されたIgEに活性化された肥満細胞や好塩基球からヒスタミン・好酸球遊走因子(ECF−A)やロイコトリエン、血小板活性化因子(PAF)、トロンボキサンなどの各種のメディエーターが産生、遊離されることによってアレルギー性炎症が誘発される。
【0003】
特に組織内においては肥満細胞がこれらケミカルメディエーターを放出することによって、アレルギー性病変の形成に重要な役割を担っている。
肥満細胞は体内のあらゆる組織の血管周囲に存在し、中でも、表皮直下、気道、消化管粘膜などに数多く分布するが、これら肥満細胞はその分布する組織によって表現型に違いがあり、マウスにおいては、存在部位、大きさ、染色性、含有する化学伝達物質などにより、結合組織型肥満細胞(CTMC:connective tissue−type mast cell)と粘膜型肥満細胞(MMC:mucosal mast cell)に分けられる。ヒトの場合にはMMCとCTMCというような明確な区別はないが、肥満細胞中の顆粒に含まれる蛋白分解酵素の組成により、トリプターゼ陽性細胞(以下MC−Tという)とトリプターゼ及びキマーゼの両者陽性細胞(以下MC−TCという)に分けられる。MC−Tは肺や消化管粘膜組織に分布するのに対し、MC−TCは皮膚組織に分布する。
【0004】
ヒト肥満細胞は他の血液細胞と異なり、多能性幹細胞として骨髄をでて、末梢の環境に至り、肺又は皮膚の繊維芽細胞への接着の後、MC−T又はMC−TCとなる。ヒト肥満細胞の分化・増殖に関する研究はマウスほどには進んでいなかったが、これはヒト肥満細胞のin vitroでの培養法が確立しなかったことによる。ヒト骨髄細胞をIL−3存在下で培養しても、最終的に誘導されるのは主に好塩基球であって、肥満細胞は得られなかったが、1989年にFuritsuらは、臍帯血単核球をマウス繊維芽細胞と共生培養することによりヒト肥満細胞の培養に成功した。ついで、繊維芽細胞上に発現される肥満細胞の分化・増殖に関与する因子(ステム・セル・ファクター(stem cell factor)、以下SCFという)が明らかにされ、そのcDNAがクローニングされると、SCFによりヒト骨髄や末梢血の単核球あるいは胎児肝細胞からの肥満細胞培養が可能となった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
アレルギー性炎症症状の形成過程を明らかにし、適切な治療方法を提供するためには、組織ごとに異なるこれらの肥満細胞を純粋な形で取り出し、その性状を明らかにすることが必要である。
【0006】
従来、これら組織特異的な肥満細胞を得るためには、各組織より酵素的処理によって肥満細胞を分離していたが、この方法では採取できる細胞数に限りがあるうえ、組織特異的な肥満細胞のみを精製することが技術的に困難であった。
現在では各種の分化した細胞について、細胞培養により大量に増殖させ、また、細胞特異的な細胞表面抗原が明らかにされていることから、このような抗原に対する抗体を用いて均一な細胞を精製する技術が確立されている。しかし、肥満細胞特に皮膚組織に分布する結合組織型肥満細胞(MC−TC)については未だ特異的な細胞表面抗原、あるいはこれを認識する抗体は得られていない。
【0007】
本発明の目的は、MC−TCと特異的に反応する抗体及びその製法、この抗体を産生する融合細胞及びその製法、並びに、この抗体に認識される抗原蛋白質を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
上記課題を解決するため、本発明の第1である抗体は、結合組織型ヒト肥満細胞に特異的に発現する細胞表面抗原と特異的に反応し、融合細胞クローンahMC5C12(受託番号FERM BP−6070)によって産生されることを特徴とする。かる抗体を用いれば、従来困難であったMC−TCを組織中から容易に選択することができ、アレルギー反応における肥満細胞の役割の解明に資することができるほか、フローサイトメトリーに応用することにより、組織中の肥満細胞の分布、量的変化、形態的異常を容易に捉えることができ、ひいてはアレルギー性疾患の診断、病態の把握、治療方針の確立、治療への応用が可能になるという効果が得られる。
【0009】
この抗体は、例えば、▲1▼繊維芽細胞上に発現される肥満細胞の分化・増殖に関与する因子とインターロイキン−6との存在下で臍帯血単核球を培養することにより、ヒト肥満細胞のうちのトリプターゼ陽性細胞を作製し、これを更にヒト皮膚組織から得た初代培養繊維芽細胞と共生培養することにより、トリプターゼ及びキマーゼの両者陽性細胞である結合組織型ヒト肥満細胞を作製する第1工程、▲2▼新生の哺乳動物(ヒトを除く)にヒト臍帯血細胞を注射してこの細胞の全抗原に対し抗体産生誘導能を失わせたあと、第1工程で作製した結合組織型ヒト肥満細胞を注射して免疫感作し、この免疫感作した哺乳動物から得られる抗体産生細胞をミエローマ細胞と融合して融合細胞を作製する第2工程、▲3▼第2工程で作製した融合細胞の中から結合組織型ヒト肥満細胞と結合する抗体を産生しているクローンを選択して培養し、その選択されたクローンの培養上清を精製することにより、結合組織型ヒト肥満細胞と結合する抗体を得る第3工程を経ることにより、得ることができる。
【0010】
本発明の第2である融合細胞は、融合細胞クローンahMC5C12(受託番号FERM BP−6070)であり、上述の抗体を産生することを特徴とする。の融合細胞は、例えば、新生の哺乳動物(ヒトを除く)にヒト臍帯血細胞を注射してこの細胞の全抗原に対し抗体産生誘導能を失わせたあと、結合組織型ヒト肥満細胞を注射して免疫感作し、この免疫感作した哺乳動物から得られる抗体産生細胞をミエローマ細胞と融合して融合細胞を作製し、この融合細胞の中から結合組織型ヒト肥満細胞と特異的に結合する抗体を産生しているクローンを選択して培養することにより、得ることができる。
【0011】
本発明の第3である抗原蛋白質は、結合組織型ヒト肥満細胞の細胞表面に特異的に発現し、本発明の第1の抗体によって特異的に認識されることを特徴とする。例えば、この抗原蛋白質は、分子量が90kD乃至110kDであり、末梢血中の血球表面には存在しない。かかる抗原蛋白質によれば、ヒト肥満細胞と特異的に反応する新たな抗体を得ることが可能になり、また、種々のアレルギー性疾患との係わりを把握することが可能になる。
【0012】
【発明の実施の形態】
[結合組織型ヒト肥満細胞と特異的に反応する抗体、及び、その抗体を産生する融合細胞]
A.抗原(結合組織型ヒト肥満細胞の培養)
ヒト皮膚組織に存在する肥満細胞はその顆粒中にトリプターゼとキマーゼを含むMC−TCであるが、MC−TCは最も分化の進んだ結合組織型の細胞と考えられ、肥満細胞を研究するために必須の細胞である。近年、繊維芽細胞が産生する肥満細胞の増殖因子としてSCFが発見され、培養系でヒト肥満細胞の分化過程が調べられるようになった。本発明者らは末梢血中の幹細胞(CD34+細胞)をSCFの存在下で培養し、培養ヒト肥満細胞を得たが、この方法で得られる肥満細胞は、顆粒中にトリプターゼのみを含み、キマーゼを含まないT型肥満細胞つまりMC−Tがほとんどであった。しかし、このMC−Tをヒト皮膚組織の初代培養繊維芽細胞と共生培養することによってMC−TCへ分化させることに成功した(第46回日本アレルギー学会総会(1996年11月1日、栃木)、アレルギー第45巻第1005頁)。
【0013】
B.抗体の作製
分化したMC−TCに特異的な抗体を得るには、例えば免疫寛容法を用いることが挙げられる。すなわち、生後4日目のラット乳児に、ヒト臍帯血由来の培養2週間細胞を腹腔内注射して、この細胞の全抗原に対し抗体産生誘導能を失わしめる。そして1.5カ月経過後にMC−TCを腹腔内注射して免疫感作し、さらに2週間毎に免疫を繰り返した後、脾細胞を取り出し、ポリエチレングリコール、センダイウイルス、電気パルス等を用いる公知の方法によって、ミエローマ細胞株等と融合し、ハイブリドーマを作製する。その後、MC−TCに結合する抗体を産生しているクローンを選択して培養し、その選択されたクローンの培養上清を精製することによってモノクローナル抗体を得ることができる。なお、精製は、塩析、イオン交換クロマトグラフィ、アフィニティクロマトグラフィ等の公知の方法を用いればよい。
【0014】
あるいは、遺伝子工学的な方法を用いて上記抗体を得てもよい。例えば、免疫した動物から脾細胞を採取し、これをもとにcDNAライブラリーを作成したあと、MC−TCと反応する抗体を産生しているクローンをスクリーニングし、得られたクローンを培養し、培養混合物から目的とする抗体を得てもよい。
[上記抗体によって認識される抗原蛋白質]
MC−TC抗原蛋白質は、上記で得た抗体を用いて得ることができる。例えば、MC−TCより細胞を破砕後、膜分画を超遠心分離した後、キャピラリー電気泳動、ウエスタンブロットにより抗原を精製することにより得ることができる。
【0015】
【実施例】
[実施例1]臍帯血単核球の培養
ヘパリン処理した臍帯血をフィコール・ハイパック液(比重1.077、シグマ社)に重層して300×gで30分間室温で遠心して単核球を分離し、10%のFBS(ギブコ社)、50μMの2−メルカプトエタノール、4mMのL−グルタミン、100U/mlのペニシリン及び50μg/mlのストレプトマイシンを加えたRPMI1640培地(日水製薬)に懸濁した。懸濁液の単核球数濃度を5×106 /mlに調製して、コラーゲンコートした10cm培養シャーレ(イワキガラス)に蒔き、SCF(100ng/ml、PeproTech社、Rocky Hill,NJ)とIL−6(50ng/ml、PeproTech社)を加えて2週間培養し、好中球系細胞、リンパ球、マクロファージ、好塩基球や肥満細胞の前駆細胞を含む2週間培養細胞を得た。
【0016】
[実施例2]MC−TCの培養
上記で得られた臍帯血単核球をSCF100ng/mlとIL−6 50ng/mlの存在下で6週間培養し、ヒト肥満細胞が過半数を占めたところで、すなわち106 個のオーダーのヒト肥満細胞が得られたところで、ヒトの繊維芽細胞の初代培養細胞との共生培養を行った。すなわち、ヒトの皮膚由来もしくは肺由来の繊維芽細胞の単層培養にこのヒト肥満細胞を移し、50ng/mlのSCFの存在下で2カ月間培養した。
【0017】
共生培養前後の肥満細胞について、キマーゼ陽性の肥満細胞の割合と、トリプターゼ濃度を測定した。その結果を図1に示す。この図1において、共生培養前の肥満細胞すなわちSCFとIL−6の存在下で10〜16週間培養したヒト肥満細胞(図1のグラフの左端)ではキマーゼ陽性の肥満細胞の割合、トリプターゼ濃度ともにわずかしか認められなかった。これに対して皮膚繊維芽細胞と6〜8週間の共生培養後(図1のグラフの中央)及び肺繊維芽細胞との共生培養後(図1のグラフの右端)のヒト肥満細胞ではともに明らかな増加が認められ、特に皮膚繊維芽細胞と共生培養したヒト肥満細胞の場合に著しい増加が認められた。
【0018】
SCFとIL−6の存在下で15週間培養した肥満細胞と、6週間の培養の後皮膚繊維芽細胞と共に2ヶ月間培養した肥満細胞について、トリプターゼに対する抗体及びキマーゼに対する抗体を用いて細胞を染色したところ、トリプターゼに対する染色ではどちらの細胞も全体に染色が認められたのに対し、キマーゼに対する染色では、繊維芽細胞と共生培養した細胞では殆どの細胞に染色が認められたのに対し、共生培養を行わなかった細胞では一部にしか染色が認められなかった。この結果、共生培養によってMC−TがMC−TCに分化していることが判明した。
【0019】
以上のように、結合組織型ヒト肥満細胞であるMC−TCは、臍帯血単核球をSCF、IL−6の存在下で培養後、さらにヒト皮膚繊維芽細胞の初代細胞と共生培養を行うことにより得られることが判明した。
[実施例3]免疫と抗体の産生
1)マウスの免疫
生後4日目のラット乳児に、上記実施例1で得た臍帯血の2週間培養細胞(106 cell/0.1ml)を腹腔内注射して、免疫学習中のラットにこの細胞の全抗原に対する抗体産生誘導能を失わしめた。1.5ヶ月後に上記実施例2で得たMC−TC(106cell/0.10ml)を、コンプリートアジュバントと共に腹腔内注射して感作免疫した。さらに、以後2週間ごとに2回、同細胞を単独で腹腔内注射した。最終免疫後、4日目に脾臓を取り出し、以下に示すように細胞融合を行った。
【0020】
2)抗肥満細胞表面抗原抗体を産生する融合細胞の選択と取得
摘出したラットの脾臓細胞とマウスの骨髄腫細胞とを10:1の割合で混合し、50%ポリエチレングリコール1500を融合促進剤として細胞融合を行った。融合後の細胞は脾臓細胞当り5×105cells/mlの細胞濃度となるように10%ウシ血清を含むHAT培地に懸濁し、96ウエルのマイクロタイタープレート(ヌンク社)に1ウエル当たり200μlずつ分注した。
【0021】
融合細胞はCO2インキュベータ(5%CO2、37℃)中で培養し、HAT培地で培地交換を行い増殖させて、脾臓細胞と骨髄腫細胞からなる融合細胞のスクリーニングを行った。ついでHAT培地中で順化し、さらに10%FCS(ウシ胎児血清)IscoveのIMDM培地で順化した。
【0022】
融合細胞培養上清中の抗体は、マストサイトーマの皮膚病巣より分離したMC−TCを抗原に用い、これと反応する抗体を産生するクローンを、蛍光抗体法により選別し、ahMC5C12(FERM BP−6070)と名付けた。得られたクローンの細胞はそれぞれ10%のDMSOを含む90%ウシ血清中に懸濁させ、液体窒素中に保存した。
【0023】
3)モノクローナル抗体の採取
クローンの産生する抗肥満細胞表面抗原モノクローナル抗体は、ahMC5C12をヌードマウスの腹腔内で増殖させ、その腹水から精製した。
[実施例4]抗体の特異性の確認
1)染色による特異性の確認
▲1▼MC−TCのスメアをカルノア(Carnoy)固定液で固定して、上記実施例3で得たクローンahMC5C12の培養上清を添加して37℃で40分間反応後水洗し、FITC標識抗ラットイムノグロブリン(IgG+IgM)で40分反応後、PBSで洗浄し、エバンスブルーで対比染色したところ、上記スメアに染色が認められた。コントロールとして、上記培養上清の代わりにPBSを用いたところ、上記スメアに染色は認められなかった。
【0024】
▲2▼臍帯血単核球のスメアをカルノア固定液で固定して、上記実施例3で得たクローンahMC5C12の培養上清を添加して同様にして処理したところ、染色される細胞は認められなかった。このスメアには好塩基球が全量2×104個のうち0.4%含まれるが、この結果はエピトープがIgEレセプターではないことを示唆している。
【0025】
▲3▼臍帯血単核球をSCF、IL−6の存在下で3週間及び6週間培養した後、上記と同様にして処理したところ、いずれにおいても染色される細胞は認められなかった。3週間培養後の細胞構成は、平均すると下記表1の構成割合であった。したがって、本抗体は下記表1の細胞のいずれとも反応しないことが示唆された。また、6週間培養後の細胞構成は下記表2の構成であり、このため本抗体は幼弱なヒト肥満細胞とは反応しないことが示され、また、エピトープはSCFが結合するc−キットレセプター(c−kit receptor)ではないことが示唆され、更に、このヒト肥満細胞(MC−T)はトリプターゼを含むので本抗体はトリプターゼとも反応しないことが示唆された。また、後述するように、抗原の分子量が90〜110kDであるので、分子量30kDのキマーゼとも本抗体は反応しないと考えられる。
【0026】
【表1】
Figure 0004117054
【0027】
【表2】
Figure 0004117054
【0028】
▲4▼正常ヒト末梢血のスメア標本を作製し、上記と同様にして処理したところ、末梢血中のいずれの細胞にも染色は認められなかった。
▲5▼ヒト正常皮膚組織の凍結切片を材料として、本抗体を用いて染色し、トルイジンブルーによる染色結果と比較したところ、メタクロマジーのため紫色に染色される顆粒を持つ細胞が蛍光抗体法によって染色された。このことから、本抗体はTC型肥満細胞を特異的に認識していることが示された。
【0029】
上記「1」〜「5」より、本抗体はIgEレセプター、c−キットレセプター、トリプターゼ及びキマーゼと反応する抗体ではなく、結合組織型のヒト肥満細胞であるMC−TCを識別する抗体であることが示された。また、この抗体によって識別されるMC−TC上に発現する抗原は正常ヒト末梢血中の血球表面には存在しないことが示された。
【0030】
2)フローサイトメトリーによる特異性の確認
MC−TCに対して、ハイブリドーマahMC5C12をヌードマウスの腹腔に播種して得た腹水(抗体)を1/50量添加し、対照として正常ラット血清を1/50量添加した。抗体及び正常ラット血清を添加した細胞は氷冷しながら1時間攪拌して反応させた後、1000rpmで10分間遠心して上清を捨て、1%のBSAを加えたPBSで懸濁し、再度遠心した後、0.8mlの1%BSA加PBSに懸濁し、FITC標識抗ラットイムノグロブリン(IgG+IgM)(ヤギ)を加えて25℃で20分間反応させた。反応後、800rpmで10分間遠心して上清を除き、1%BSA加PBSで3回洗浄した後FACScalibur(ベクトン・ディッキンソン社)で分析した。
【0031】
その結果を図2(a)及び(b)に示す。図2(a)の横軸は細胞のサイズ、縦軸は細胞表面の凹凸を示すスケールで、肥満細胞は大型で且つ顆粒を含むため、図中主たる細胞であり、リンパ球とは異なり、7角形の枠内に分布すると考えられる。
【0032】
枠内の細胞について蛍光強度を横軸にした分布を示したのが図2(b)で、図示しない蛍光抗体法の写真でも明らかであったように肥満細胞の中でも抗体によって強く染色される細胞と弱く染色される細胞が幅をもっており、FACSでも強度3〜500まで幅広い分布を示している。これはおそらく細胞の分化の度合いによって抗原の発現量が変化しているためと思われる。また、本抗体を反応させることにより、細胞の分布のピークが移動し、本抗体がTC型肥満細胞の細胞表面に存在する抗原と反応していることが示された。
【0033】
このように細胞は固定せず生きたまま染色していることから、抗体は細胞表面に出ている抗原と反応していると考えられ、抗原は肥満細胞の分化(MC−T→MC−TC、もしくは粘膜型→結合組織型)に応じて細胞表面に発現する分化マーカーと考えられる。
【0034】
3)ウェスタンブロッティングによる特異性の確認と対応抗原の分子量
陽性細胞(MC−TC)を2−ME加SDS−PAGEサンプルバッファーと等量混合し、100℃、5分間煮沸して細胞溶解液とし、これを抗原とした。この抗原を用いてLaemmliの方法によりSDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS−PAGE)を行った。なお、2−ME加SDS−PAGEサンプルバッファーの組成を下記表3に示す。
【0035】
【表3】
Figure 0004117054
【0036】
電気泳動は濃縮ゲル4.5%、分離ゲル12.5%で行い、通常の手順に従って分離した後、ニトロセルロースメンブレンフィルターに転写して、一次抗体(ハイブリドーマahMC5C12をヌードマウスの腹腔に播種して得た腹水(本抗体という)、又は、正常ラット血清)を反応させ、二次抗体としてペルオキシダーゼ標識抗ラットイムノグロブリンを用い、ジアミノベンチジンを基質として特異バンドの検出を行った。同様に、ヒト臍帯血の2週間培養細胞(陰性細胞)を抗原としてウエスタンブロッティングを行った。
【0037】
結果は図3に示すとおりで、陽性細胞であるMC−TCを用いて一次抗体として本抗体を反応させた場合には分子量約100kD(90kD〜110kD)にバンドが確認されたが、陰性細胞を抗原とした場合及び一次抗体として正常ラット血清を用いた場合にはバンドは検出されなかった。このことから、本抗体がMC−TCに特異的に発現する抗原と特異的に反応することが示された。
【図面の簡単な説明】
【図1】 共生培養前後の肥満細胞についてキマーゼ陽性の肥満細胞の割合とトリプターゼ濃度を測定した結果を表すグラフである。
【図2】 フローサイトメトリーの結果を表すグラフである。
【図3】 ウエスタンブロッティングの結果を表すグラフである。

Claims (7)

  1. 結合組織型ヒト肥満細胞に特異的に発現する細胞表面抗原と特異的に反応し、融合細胞クローンahMC5C12(受託番号FERM BP−6070)によって産生されることを特徴とする抗体。
  2. 新生の哺乳動物(ヒトを除く)にヒト臍帯血細胞を注射してこの細胞の全抗原に対し抗体産生誘導能を失わせたあと、結合組織型ヒト肥満細胞を注射して免疫感作し、この免疫感作した哺乳動物から得られる抗体産生細胞をミエローマ細胞と融合して融合細胞を作製し、この融合細胞の中から結合組織型ヒト肥満細胞と結合する抗体を産生しているクローンを選択して培養し、その選択されたクローンの培養上清を精製することにより請求項1載の抗体を得る抗体の製法。
  3. (1)繊維芽細胞上に発現される肥満細胞の分化・増殖に関与する因子とインターロイキン−6との存在下で臍帯血単核球を培養することにより、ヒト肥満細胞のうちのトリプターゼ陽性細胞を作製し、これを更にヒト皮膚組織から得た初代培養繊維芽細胞と共生培養することにより、トリプターゼ及びキマーゼの両者陽性細胞である結合組織型ヒト肥満細胞を作製する第1工程と、
    (2)新生の哺乳動物(ヒトを除く)にヒト臍帯血細胞を注射してこの細胞の全抗原に対し抗体産生誘導能を失わせたあと、第1工程で作製した結合組織型ヒト肥満細胞を注射して免疫感作し、この免疫感作した哺乳動物から得られる抗体産生細胞をミエローマ細胞と融合して融合細胞を作製する第2工程と、
    (3)第2工程で作製した融合細胞の中から結合組織型ヒト肥満細胞と結合する抗体を産生しているクローンを選択して培養し、その選択されたクローンの培養上清を精製することにより、結合組織型ヒト肥満細胞と結合する抗体を得る第3工程と
    を含むことを特徴とする抗体の製法。
  4. 融合細胞クローンahMC5C12(受託番号FERM BP−6070)であり、請求項1の抗体を産生することを特徴とする融合細胞。
  5. 新生の哺乳動物(ヒトを除く)にヒト臍帯血細胞を注射してこの細胞の全抗原に対し抗体産生誘導能を失わせたあと、結合組織型ヒト肥満細胞を注射して免疫感作し、この免疫感作した哺乳動物から得られる抗体産生細胞をミエローマ細胞と融合して融合細胞を作製し、この融合細胞の中から結合組織型ヒト肥満細胞と結合する抗体を産生しているクローンを選択して培養することにより、請求項記載の融合細胞を得る融合細胞の製法。
  6. 結合組織型ヒト肥満細胞の細胞表面に特異的に発現し、請求項1載の抗体によって特異的に認識される抗原蛋白質。
  7. 分子量が90kD乃至110kDであり、末梢血中の血球表面には存在しない請求項記載の抗原蛋白質。
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