JP4268384B2 - Japanese encephalitis virus antigen and method for producing the same - Google Patents

Japanese encephalitis virus antigen and method for producing the same Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、日本脳炎ウイルス抗原に関する。更に詳細には、日本脳炎ウイルス様粒子を包含してなる日本脳炎ウイルス抗原であって、該ウイルス様粒子は、日本脳炎ウイルスのMタンパク質及びEタンパク質を包含するが、該粒子中にはRNAを含有していないタンパク質集合体であり、且つ該ウイルス様粒子は赤血球凝集活性を示すことを特徴とする日本脳炎ウイルス抗原に関する。更に本発明は、日本脳炎ウイルス様粒子を発現する形質転換細胞、日本脳炎ウイルス抗原の製造方法、日本脳炎ワクチン及び診断剤に関する。
【0002】
【従来技術】
日本脳炎は、フラビウイルス属に分類される日本脳炎ウイルスによって引き起こされる重篤なウイルス感染症であり、その主症状は、発熱、髄膜刺激症状、脳炎症状である(Clinical Virology 13: 166-172, 1985)。感染しても大部分の人は不顕性感染で終わるが、一旦発症したら死亡率は高く、予後も中枢神経損傷による知能障害や運動障害等の後遺症が残る確率が高い。
【0003】
日本脳炎ウイルスは、直径が約50nmの球型ウイルスであり、構造タンパク質はキャプシド(C)タンパク質、エンベロープ(E)タンパク質と膜(M)タンパク質である。全長約11kbの(+)鎖の一本鎖RNAゲノムはEタンパク質のスパイクで覆われている(Annu. Rev. Microbiol. 44: 649-88, 1990)。Eタンパク質は細胞への吸着に関与し、赤血球凝集能を持ち、中和抗体を誘導するなど、感染防御に重要な役割を果たしている(Virology 44(1): 108-24, 1971; J. Virol. 14(3): 631-9, 1974; J. Gen. Virol. 70 (Pt 8): 2037-49, 1989及びActa Virol. 26(5): 312-20, 1982)。
【0004】
日本では近年流行の兆しを見せていないものの、1960年代には年間数千人の患者が日本脳炎を発症し、約千人が死亡し、社会問題にまで発展した難病である。最近は、主に中国、東南アジアで流行し、WHOも厳重に動向を監視している疾病のひとつである(Clinical Virology 13: 135-143, 1985)。日本脳炎に対する予防法は現在のところワクチン接種のみで、有効な治療法はない。
【0005】
現在の日本脳炎ワクチンは、ウイルス感染マウスの脳乳剤を原材料とするものしか存在しない(“Japanese encephalitis vaccine” in Minimum requirements for biological products, Association of Biologicals Manufactures of Japan ed., pp. 99-101, 1993)。現行の日本脳炎ワクチンはこれまで何度か精製方法が検討された極めて安全性の高い不活化ワクチンであるが(Appl. Environ. Microbiol. 39: 54-7, 1980及びVaccine. 9(12): 865-7, 1991)、日本脳炎ウイルス感染マウスの脳が原材料であるため(BIKEN J. 11: 25-39, 1968)、残存しているかもしれない脳物質や、マウス由来の迷入ウイルスによる副反応のおそれがある。また、ウイルス自体を扱うため、製造工程には危険な作業が伴い、従って製造コストも高い(Vaccine. 18: 26-32, 2000及びLancet. 337(8748): 1044, 1991)。結果として、発展途上国ではワクチンの入手が難しいといった問題が生じている。このような状況を鑑みて、WHOはマウス脳を使わない、ウイルスを使わない、コスト安のワクチンの開発を緊急課題として要請した。これを受けて、世界中の研究室で、次世代日本脳炎ワクチンの開発研究が様々な手法によって進められている(Intervirology. 44(2-3): 176-97, 2001)。
【0006】
組換えDNA技術により、日本脳炎ウイルスの構造遺伝子を導入した組換え細胞に抗原を発現させるという方法がある。しかし、日本脳炎ウイルスのEタンパク質は細胞にとって毒性が強いため、動物細胞発現系では、産生したEタンパク質によって発現細胞自身が死滅してしまうことがある(J. Virol. 75(5): 2204-12, 2001)。また、酵母発現系では粒子抗原が開裂してしまい、中和抗体を誘導できないという報告がある(Bull. World Health Organ. 65(3): 303-8, 1987)。ワクシニアウイルスのゲノム中に日本脳炎ウイルスの構造遺伝子を組み込み、この組み換えワクシニアウイルスに抗原を発現させる方法(特開昭62−44178と64−74982、特開平5−276941と6−181792及びJ. Virol. 64(6): 2788-95, 1990)や、バキュロウイルスの発現系を用いて抗原を発現させる方法(特許第2511494号と特開2000−60567号)も試みられたが、いずれも現行の不活化日本脳炎ウイルスに取って代わる抗原を発現することには成功していない。
【0007】
特開2001−299336号は、変異を導入したフラビウイルスの前駆膜(prM)タンパク質遺伝子及びEタンパク質遺伝子を含むcDNAを動物細胞にトランスフェクトして得たウイルス様粒子を発現する動物細胞と、その動物細胞が発現するウイルス様粒子を開示している。フラビウイルスにおいては、prMタンパク質がフリンによって切断されて膜(M)タンパク質に成熟することで、Eタンパク質の配置転換が起こり、赤血球凝集反応や膜融合活性が出現し、細胞障害性を示すと考えられている。特開2001−299336号においては、prMタンパク質遺伝子に変異を導入して、prMタンパク質の切断を阻害することで、ウイルス様粒子によって生じる細胞障害を低減した。しかし、この公報の開示する細胞の抗原発現量は非常に低く、実用には適していない。
【0008】
また、日本脳炎ウイルスの構造タンパク質をコードする遺伝子を用いた、非感染性の粒子抗原を産生するようなDNAワクチンも開示されている(国際公開公報WO99/63095、J. Virol. 73(12): 10137-45, 1999、Vaccine 18(1-2): 68-75, 1999及びJ. Virol. 73(7): 5527-34, 1999)。この方法はマウスもウイルスも使わないものの、免疫誘導能や安全性に様々な議論があり、未だに国際的なコンセンサスが得られていない(Vaccine 19(2-3): 155-7, 2000)。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
WHOの要請を受け、世界中で多種多様な次世代日本脳炎ワクチンの開発が進んでいる。その一つに、遺伝子組換え細胞に日本脳炎ウイルス様粒子を産生させる方法があるが、ウイルス様粒子自体が細胞障害性を有するため、高発現系の確立はこれまで不首尾であった。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を行った結果、日本脳炎ウイルスのゲノムRNAから調製された、prMタンパク質をコードするcDNA断片及びEタンパク質をコードするcDNA断片をこの順序で包含するcDNAを提供し、β−アクチンプロモーターを含む複製可能な発現ベクターに該cDNAを発現可能に組み込んでなる複製可能な組換えDNAを構築し、そして該複製可能な組換えDNAで動物細胞を形質転換して形成した形質転換細胞は、日本脳炎ウイルスのMタンパク質及びEタンパク質を包含するが、該粒子中にはRNAを含有していないタンパク質集合体であり、且つ赤血球凝集活性を示すウイルス様粒子を発現することを知見した。このウイルス様粒子は、不活化日本脳炎ウイルスの代わりにワクチンなどの有効成分として使用するのに十分な免疫原性を有していた。また、上述の形質転換細胞は、無血清培地に馴化し、無血清培地においても、培養上清1ml当たり6μgを超える大量の抗原を52代以上継代しても発現した。本発明はこれらの知見に基づいて完成したものである。
【0011】
従って、本発明の目的は、現行の日本脳炎ワクチンの有効成分(抗原)として用いられている不活化日本脳炎ウイルスの代わりとなる、日本脳炎ウイルス様粒子を包含する日本脳炎ウイルス抗原を提供することにある。
【0012】
本発明の他の1つの目的は、日本脳炎ウイルス様粒子を大量且つ持続的に発現する形質転換細胞とそれを用いた日本脳炎ウイルス抗原の製造方法を提供することにある。
【0013】
本発明の更なる1つの目的は、マウス脳を使わない、ウイルスを使わない、コスト安の日本脳炎ワクチン及び診断剤を提供することにある。
【0014】
次に、本発明の理解を容易にするために、まず本発明の基本的特徴及び好ましい態様を列挙する。
【0015】
1.日本脳炎ウイルス様粒子を包含してなる日本脳炎ウイルス抗原であって、該ウイルス様粒子は、日本脳炎ウイルスのMタンパク質及びEタンパク質を包含するが、該粒子中にはRNAを含有していないタンパク質集合体であり、且つ該ウイルス様粒子は赤血球凝集活性を示すことを特徴とする日本脳炎ウイルス抗原。
【0016】
2.該ウイルス様粒子が、以下の工程からなる方法で得られたことを特徴とする、前項1に記載の日本脳炎ウイルス抗原。
(a)日本脳炎ウイルスのゲノムRNAから調製されたcDNAを提供し、該cDNAはprMタンパク質をコードするcDNA断片及びEタンパク質をコードするcDNA断片をこの順序で包含し、
(b)β−アクチンプロモーターを含む複製可能な発現ベクターに該cDNAを発現可能に組み込んでなる複製可能な組換えDNAを構築し、
(c)該複製可能な組換えDNAで動物細胞を形質転換して形質転換細胞を形成せしめ、
(d)該形質転換細胞を親細胞から選別し、
(e)該形質転換細胞を培地中で培養し、該形質転換細胞に該cDNAを発現させてウイルス様粒子を培地中に放出させ、そして
(f)培地から該ウイルス様粒子を単離する。
【0017】
3.該cDNAが、配列表の配列番号4の塩基配列であることを特徴とする、前項2に記載の日本脳炎ウイルス抗原。
【0018】
4.該動物細胞が、RK13細胞であることを特徴とする、前項2又は3に記載の日本脳炎ウイルス抗原。
【0019】
5.該培地が、無血清培地であることを特徴とする、前項2〜3のいずれかに記載の日本脳炎ウイルス抗原。
【0020】
6.(a)日本脳炎ウイルスのゲノムRNAから調製されたcDNAを提供し、該cDNAはprMタンパク質をコードするcDNA断片及びEタンパク質をコードするcDNA断片をこの順序で包含し、
(b)β−アクチンプロモーターを含む複製可能な発現ベクターに該cDNAを発現可能に組み込んでなる複製可能な組換えDNAを構築し、
(c)該複製可能な組換えDNAで動物細胞を形質転換して形質転換細胞を形成せしめ、
(d)該形質転換細胞を親細胞から選別し、そして
(e)該形質転換細胞を無血清培地に馴化させる
ことを包含する方法によって得られる形質転換細胞。
【0021】
7.該cDNAが、配列表の配列番号4の塩基配列であることを特徴とする、前項6に記載の形質転換細胞。
【0022】
8.該動物細胞が、RK13細胞であることを特徴とする、前項6又は7に記載の形質転換細胞。
【0023】
9.(a)前項6〜8のいずれかに記載の形質転換細胞を無血清培地で培養して、日本脳炎ウイルス様粒子を培養液に放出させ、
(b)該培養液から培養上清を取得し、
(c)該培養上清から該ウイルス様粒子を単離・精製する、
ことを包含する、日本脳炎ウイルス抗原の製造方法。
【0024】
10.前項1〜5のいずれかに記載の日本脳炎ウイルス抗原を、有効成分として免疫を奏する量含有してなる日本脳炎ワクチン。
【0025】
11.前項1〜5のいずれかに記載の日本脳炎ウイルス抗原を、有効成分として含有する診断剤。
【0026】
以下、本発明について具体的に説明する。
「従来技術」の項で説明したように、日本脳炎ウイルスのEタンパク質はウイルス粒子の受容体結合や膜融合を担い、多くの抗原防御エピトープを有しており、分子集合して粒子構造を形成した時に初めて免疫原性を発揮する。成熟したウイルス粒子においては、粒子表面にEタンパク質とMタンパク質とが結合した形で存在し、この時の立体配置を取ったEタンパク質が細胞障害を引き起こすことが知られている。一方、細胞内の未成熟のウイルス粒子においては、Eタンパク質はMタンパク質のグリコシル化前駆体であるprMタンパク質とへテロダイマーを構成している。このような未成熟ウイルス粒子の感染性、赤血球凝集(HA)活性、融合活性などのウイルス生物活性は低い。細胞内に存在する酵素フリンによってprMタンパク質が切断されてMタンパク質に成熟し、Eタンパク質の配置転換が起こると(即ち、ウイルス粒子が成熟すると)、ウイルス生物活性が発揮されると考えられている。
【0027】
特開2001−299336号においては、prMタンパク質がEタンパク質と結合している未成熟ウイルス粒子のウイルス生物活性が低い点に着目して、Eタンパク質抗原発現細胞株の樹立を試みた。具体的には、prMタンパク質をコードする遺伝子に変異を導入してprMタンパク質のMタンパク質への切断を阻害して、Eタンパク質が細胞障害性を有する立体配置を取るのを抑制した。しかしながら、この細胞株が発現する抗原はprMタンパク質とEタンパク質からなるものであるから、Mタンパク質とEタンパク質からなる本来のウイルス粒子とは明らかに構造の異なる抗原であり、しかも、抗原の発現量は、5日間の培養での蓄積量が200ng/mlと非常に低い。
【0028】
また、Huntらの研究(J. Virol. Methods 97: 133-149, 2001)においては、日本脳炎ウイルスのprMタンパク質及びEタンパク質をコードする遺伝子を含有する組み換えDNAでCOS−1細胞を形質転換し、形質転換細胞に組み換え粒子状抗原を発現させた。しかし、形質転換細胞が発現する抗原の抗原性は非常に低く、アジュバントなしでマウスを免疫することはできない。
【0029】
本発明者らはこのような問題点を解決するために鋭意研究した結果、日本脳炎ウイルスのゲノムRNAから調製された、prMタンパク質をコードするcDNA断片及びEタンパク質をコードするcDNA断片をこの順序で包含するcDNAを提供し、β−アクチンプロモーターを含む複製可能な発現ベクターに該cDNAを発現可能に組み込んでなる複製可能な組換えDNAを構築し、そして該複製可能な組換えDNAで動物細胞を形質転換して形成せした形質転換細胞は、日本脳炎ウイルスのMタンパク質及びEタンパク質を包含するが、該粒子中にはRNAを含有していないタンパク質集合体であり、且つ赤血球凝集活性を示すウイルス様粒子を大量且つ持続的に発現することを知見した。
【0030】
本発明の日本脳炎ウイルス抗原に含まれるウイルス様粒子は、日本脳炎ウイルスのMタンパク質及びEタンパク質を包含するが、該粒子中にはRNAを含有していないタンパク質集合体である。本発明で用いるウイルス様粒子は、日本脳炎ウイルスのゲノムRNAを含有しないタンパク質抗原であることから、感染の心配はない。このウイルス様粒子がEタンパク質とMタンパク質を包含することはSDS−PAGE及びアミノ酸配列の解析で確認されている。具体的には、全長Eタンパク質とその断片及び全長Mタンパク質とその断片を包含しており、prMタンパク質は検出されなかった。このことから、prMタンパク質はウイルス様粒子中に全く含まれていないか、又は含まれていても少量であると考えられる。上述したように、日本脳炎ウイルスにおいては、prMタンパク質が切断されてMタンパク質に成熟するので、ウイルス粒子表面にはEタンパク質とMタンパク質が存在する。本発明で用いるウイルス様粒子は、Eタンパク質とMタンパク質を包含するものの、prMタンパク質を包含していないと考えられるので、本来の日本脳炎ウイルスと同様にprMタンパク質が発現細胞の細胞内で処理されてMタンパク質に成熟すると考えられる。
【0031】
また、本発明の日本脳炎ウイルス抗原に含まれるウイルス様粒子は、赤血球凝集(hemagglutination, HA)活性を示す。HA活性とは、ウイルスや抗体などが赤血球を凝集させる活性である。HA活性は、赤血球凝集反応を認めた最も高い希釈倍数で表示され、単位はHAU(HA unit)である。本発明の日本脳炎ウイルス抗原は、タンパク質含量1μg/mlに150HAU以上、好ましくは500HAU以上のHA活性を有する。このHA活性は本願実施例2に記載の方法に基づき、至適pHで測定した値である。具体的には、0.4%卵アルブミン加ホウ酸苛性ソーダ緩衝食塩液(pH9.0)で希釈したウイルス液を調製し、等量の0.33%ガチョウ赤血球浮遊液(至適pHのリン酸緩衝液で調製したもの)と混和し、37℃、1時間静置した後、赤血球凝集の有無を判定した。なお、実施例2においては、HA活性の至適pHは5.8〜6.0であったが、ウイルス様粒子産生細胞の株やその継代数によっても至適pHは多少異なるので、上記のHAU値は、至適pHで測定した値とする。
【0032】
現行の日本脳炎ワクチンに含まれる抗原はホルマリンなどで不活化したウイルスであるが、不活化したウイルスはEタンパク質とMタンパク質を包含するものの、その表面構造が変化しているので、HA活性を示さない。本発明の抗原に含まれるウイルス様粒子は、Mタンパク質とEタンパク質を包含し、HA活性を有することから、本来の日本脳炎ウイルスの表面構造に類似した構造と抗原性を有すると考えられる。
【0033】
本発明の日本脳炎ウイルス抗原の免疫原性を検討するために、精製抗原を4週齢の雌ddYマウスに一週間隔で2回投与し、プラーク減少法でマウス血清中の中和抗体価を測定した。その結果、現行日本脳炎ワクチンと同等もしくはそれ以上、具体的には3.15以上の中和抗体力価(log10)が認められた(本願明細書の実施例6を参照)。この結果から明らかなように、本発明の抗原は、現行ワクチンと同等かそれ以上の免疫原性を示すことが明らかになった。従って、Eタンパク質とMタンパク質を包含するタンパク質集合体であり、且つHA活性を示すウイルス様粒子を包含する本発明の抗原は、本来のウイルス由来の抗原と同様の免疫原性を有することから、不活化日本脳炎ウイルスの代わりにワクチンや診断様抗原として用いることができる。
【0034】
更に本発明の抗原に含まれるウイルス様粒子は、以下の工程からなる方法で得られたウイルス様粒子が好ましい。(a)日本脳炎ウイルスのゲノムRNAから調製されたcDNAを提供し、該cDNAはprMタンパク質をコードするcDNA断片及びEタンパク質をコードするcDNA断片をこの順序で包含し、(b)β−アクチンプロモーターを含む複製可能な発現ベクターに該cDNAを発現可能に組み込んでなる複製可能な組換えDNAを構築し、(c)該複製可能な組換えDNAで動物細胞を形質転換して形質転換細胞を形成せしめ、(d)該形質転換細胞を親細胞から選別し、(e)該形質転換細胞を培地中で培養し、該形質転換細胞に該cDNAを発現させてウイルス様粒子を培地中に放出させ、そして(f)培地から該ウイルス様粒子を単離する。具体的には、後述する本発明の形質転換細胞を用いて調製したウイルス様粒子が好ましい。
【0035】
また、本発明の日本脳炎ウイルス抗原に含まれるウイルス様粒子は無血清培地から単離したものがより好ましく、本発明の形質転換細胞のように無血清培地に馴化した細胞を無血清培地で培養し、その培養上清から単離したウイルス粒子であることが更に好ましい。通常、細胞を培養する際には、生存に必要な栄養素を補充するために培地に血清を添加して用いるが、血清は不純物として精製タンパク質に残留する可能性が高い。従って、無血清培地から単離したウイルス様粒子のほうが、通常の血清添加培地から単離したウイルス様粒子よりも純度の高いウイルス様粒子である。具体的には、無血清培地から単離したウイルス様粒子には、血清由来のタンパク質のみならず、血清に含まれる危険性のあるウイルスや異常プリオン等が混入する可能性は低く、ワクチンや診断剤として使用するときに精製及び品質管理が容易であり、しかも低いコストで生産することができる。
【0036】
ウイルス様粒子の単離に用いる無血清培地としては、無血清培地に馴化した形質転換細胞の培地として後述する無血清培地を用いればよい。ウイルス様粒子を培地から単離する方法に特に限定はなく、一般的に用いられているタンパク質抗原の精製方法に準じて行えばよい。具体的な方法については、後述する本発明の日本脳炎ウイルス抗原の製造方法と共に説明する。
【0037】
更に本発明は、(a)日本脳炎ウイルスのゲノムRNAから調製されたcDNAを提供し、該cDNAはprMタンパク質をコードするcDNA断片及びEタンパク質をコードするcDNA断片をこの順序で包含し、(b)β−アクチンプロモーターを含む複製可能な発現ベクターに該cDNAを発現可能に組み込んでなる複製可能な組換えDNAを構築し、(c)該複製可能な組換えDNAで動物細胞を形質転換して形質転換細胞を形成せしめ、(d)該形質転換細胞を親細胞から選別し、そして(e)該形質転換細胞を無血清培地に馴化させることを包含する方法によって得られる形質転換細胞を提供する。
【0038】
上述したように、prMタンパク質が切断されてMタンパク質に成熟し、Eタンパク質の配置転換が起こると、HA活性や膜融合活性が出現し、細胞障害を引き起こす。このような現象が生じるために、Eタンパク質とMタンパク質を包含する、本来の日本脳炎ウイルスの表面構造に近い構造を有するウイルス様粒子を動物細胞に発現させるのは難しいと考えられていた。また、Huntら研究のように、動物細胞による日本脳炎ウイルスのMタンパク質及びEタンパク質を包含する粒子状抗原の発現に成功しても、アジュバントなしではPBSと同等の抗原価しか示さないほどに粒子状抗原の抗原性は低くかった。しかし、本発明においては、動物細胞を形質転換して、β−アクチンプロモーターの制御下で日本脳炎ウイルスのprMタンパク質及びEタンパク質をコードするcDNAを発現させると、驚くべきことに、日本脳炎ウイルスのMタンパク質及びEタンパク質を包含するが、該粒子中にはRNAを含有していないタンパク質集合体であって、赤血球凝集活性を示すことを特徴とするウイルス様粒子、即ち、本来の日本脳炎ウイルスの表面構造に類似した構造と抗原性を有するウイルス様粒子を大量に発現することに成功した。本発明の形質転換細胞は、図3から明らかなように、培養上清1ml当たり6μgを超える(最大時には12μgを超える)ウイルス様粒子を産生し、ウイルス様粒子の産生量は、52代以上継代しても低下することはなかった。例えば、特開2001−29936号における抗原発現量は200ng/mlなので、本願においては、その30倍を超える抗原発現量を達成した。
【0039】
本発明においては、日本脳炎ウイルスの表面構造と同様の構造を有するウイルス様粒子を得るために、日本脳炎ウイルスのゲノムRNAから調製されたcDNAであって、prMタンパク質をコードするcDNA断片及びEタンパク質をコードするcDNA断片をこの順序で包含するcDNAを用いる。本発明で用いるcDNAは、その5’末端から3’末端の方向に、prMタンパク質をコードするcDNA断片及びEタンパク質をコードするcDNA断片を包含している。cDNAの塩基配列に特に限定はないが、prMタンパク質をコードするcDNA断片の上流(5’側)にシグナルペプチドをコードする塩基配列も包含することが好ましい。DNAの塩基配列は、日本脳炎ウイルスとして同定されているどのようなウイルス株の塩基配列でもよいが、抗原の安全性や有効性を考慮すると、現行の日本脳炎ワクチンに用いられている日本脳炎ウイルス株、例えば北京株、の塩基配列を用いることが好ましい。例えば、配列表の配列番号4に記載した日本脳炎ウイルス北京株のシグナルペプチド〜Eタンパク質までをコードするcDNA配列を用いることができる。配列番号4の塩基配列においては、第10〜78番塩基が23アミノ酸残基からなるシグナルペプチド(配列番号5)をコードし、第79〜579番塩基が167アミノ酸残基からなるprMタンパク質(配列番号6)をコードし、このうち第355〜579番塩基がprMタンパク質の切断によって生じる75アミノ酸残基からなるMタンパク質(配列番号7)をコードし、第580〜2079番塩基が500アミノ酸残基からなるEタンパク質(配列番号8)をコードする。
【0040】
次に、β−アクチンプロモーターを含む複製可能な発現ベクターに上述のcDNAを発現可能に組み込んでなる複製可能な組換えDNAを構築する。組換えDNAは、日本脳炎ウイルスのcDNAをβ−アクチンプロモーターの制御下で発現させる限りに特に限定はなく、β−アクチンプロモーターを含有する発現ベクターに日本脳炎ウイルスcDNAを挿入したり、発現ベクターの制御領域をβ−アクチンプロモーターと日本脳炎ウイルスDNAを含む発現カセットなどで置き換えて作製することができる。このような組換えDNAとしては、配列表の配列番号4に記載した塩基配列を包含する、図1の組み換え体プラスミドpCAGJ12bsrが挙げられる。この組み換え体プラスミドは、ブラストサイジン耐性を指標として形質転換細胞を選択するために、ブラストサイジン耐性遺伝子も含んでいる。
【0041】
次に、上述の複製可能な組換えDNAで動物細胞を形質転換する。本発明において形質転換する動物細胞は、血清濃度の低い培養液で培養可能であり、日本脳炎ウイルス感染に低感受性であり、且つタンパク質分泌能が高い細胞であれば特に限定はない。このような動物細胞としてはRK13細胞が挙げられる。RK13細胞は、ウサギ正常腎細胞由来の細胞株であり、American Type Culture Collection(ATCC)より入手可能である(ATCC No. CCL-37)。RK13細胞は、血清濃度の低い培養液で培養可能であり、更に長期間維持培養が可能な細胞株である。また、日本脳炎ウイルスの感染に低感受性であることから、Eタンパク質のもたらす細胞障害性に対して抵抗性であると考えられる。また、ラットの正常腎細胞においてはゴルジ装置が発達しており、タンパク質の分泌能が高いことが知られている(The Journal of Cell Biology,144,1135-1149,1999)ので、ウサギ正常腎細胞であるRK13細胞も同様にタンパク質分泌能が高いと考えられる。本願の実施例1においては、このような特徴を有するRK13細胞に、β−アクチンプロモーターの制御下で日本脳炎ウイルスのcDNAを発現させた。その結果として得られた形質転換細胞は、Eタンパク質による細胞障害を受けることなく、本来の日本脳炎ウイルスの表面構造に類似した構造と抗原性を有する日本脳炎ウイルス粒子を大量且つ持続的に発現した。
【0042】
形質転換細胞を親細胞から選別するには、組換えDNAに含まれる選択因子に基づいて行えばよい。本願の実施例1においてはブラストサイジン耐性を選択因子として用いたが、適当な選択因子、例えば薬物耐性や栄養要求性を付与するように組換えDNAを構築し、それに基づいて形質転換細胞を選別することができる。
【0043】
本発明の形質転換細胞を維持し、培養するための培地は、形質転換細胞が生育することが可能な培地であれば特に限定はなく、RK13細胞の培養に通常用いられている培地を用いることができる。例えば、イーグルMEM(Eagle’s Minimal Essential Medium)に10%のFBSを添加したものを培地として用いることができる。細胞の培養温度は35〜38℃、好ましくは36〜37℃が適している。
【0044】
更に形質転換細胞を無血清培地に馴化させる。通常、細胞を培養する際には、血清を添加した培地を用いるが、血清を培地に添加しないと、細胞の接着性が弱くなり、培地pH緩衝能、CO2保持能力、毒性物質から細胞を保持する力が低くなるため、細胞が分裂しなくなったり、抗原を産生しなくなるなどの障害が発生する。日本脳炎ウイルス抗原のように、抗原そのものに細胞障害性があるのでその発現さえも困難な場合には、形質転換細胞に多大なストレスを与える無血清培地での培養など考えられなかった。例えば、特開2001−299336号においては、日本脳炎ウイルス抗原を産生する細胞株の培地に含まれる10%FBSを0.1%BSAに変更したところ、抗原発現量が約1/3に低下した。
【0045】
本発明においては、上記のような問題を生じることなく、無血清培地に馴化した形質転換細胞を得るために、5μg/mlのブラストサイジンを含む培地の血清濃度を順次1/2ずつ減少させた培地に形質転換細胞を継代し、最終的には培地を完全に無血清培地に切り替えた。具体的には、10%FBS−MEMで培養した形質転換細胞を、1代〜8代を5%FBS−MEMで培養し、9代〜16代を2.5%FBS−MEMで培養し、17代〜18代を1.25%FBS−MEMで培養し、19代〜20代を1.25%FBS−VP-SFM[VP-SFM(米国、Gibco BRL製)に1.25%のFBSを添加したもの]で培養した。次に血清を含まないVP-SFMで形質転換細胞を継代し、無血清培地馴化抗原発現細胞を得た。このようにして得られた無血清培地馴化細胞は、非馴化細胞に比べてウイルス様粒子の生産量が多少劣るものの、従来の日本脳炎ウイルス抗原産生細胞よりも大量にウイルス様粒子を産生し、しかもそのウイルス様粒子産生能は継代しても失われることはない(本願明細書の図2と図3を参照)。また、血清添加培地の場合、血清のロット間に違いがあることから均一な培地を大量に供給することは難しいが、無血清培地の場合にはそのような問題はない。
【0046】
形質転換細胞を馴化させる無血清培地は、本発明の形質転換細胞が増殖し、ウイルス様粒子を発現することができる限り特に限定はない。例えば、基礎培地としてイーグルMEMを用い、添加血清の濃度を減らした培地で継代することができる。また、無血清培地馴化細胞を培養する無血清培地としては、イーグルMEMに、血清に変わる添加物としてインシュリン、ヒドロコルチゾン等のホルモン、上皮増殖因子(epidermal growth factor,EGF)、血小板由来増殖因子(platelet derived growth factor,PDGF)、線維芽細胞増殖因子(fibroblast growth factor,FGF)などの成長因子、フィブロネクチン等の細胞接着・進展因子、低密度リポタンパク質(LDL)、トランスフェリン、リン脂質等を適宜添加した培地を用いることができる。これらの添加物はヒト及び動物由来でないことが望ましい。また、VP-SFM(米国、GIBCO BRL社製)、EX-CELL 525(米国、JRH Bioscience社製)等の合成培地を用いることも可能である。
【0047】
また、組換えDNAが外れて抗原を産生しなくなった細胞の生育を制限するために、形質転換細胞を培養する際には、組換えDNAに導入してある選択因子で常に細胞を選択的に培養する必要がある。本願の実施例1で作製した形質転換細胞はブラストサイジン耐性遺伝子をマーカーとして導入した組換えDNAで形質転換されているので、抗原産生性の細胞を維持するためには、ブラストサイジンをS塩酸塩を5μg/ml添加した培地で形質転換細胞を培養した。
【0048】
更に本発明は、(a)本発明の形質転換細胞を無血清培地で培養して、日本脳炎ウイルス様粒子を培養液に放出させ、(b)該培養液から培養上清を取得し、(c)該培養上清から該ウイルス様粒子を単離・精製することを包含する、日本脳炎ウイルス抗原の製造方法を提供する。はじめに、無血清培地に馴化した形質転換細胞を無血清培地で培養する。本発明の形質転換細胞を培養する無血清培地は、形質転換細胞が増殖し、ウイルス様粒子を発現することができる限り特に限定はないが、形質転換細胞を無血清培地に馴化させる際に用いた培地を用いればよい。具体的には、イーグルMEMに血清に代わる添加物(成長因子、細胞接着・進展因子など)を添加したものや、合成培地を用いることができる。形質転換細胞の培養は、動物細胞を培養する方法であれば特に限定はないが、培養温度は35〜38℃、好ましくは36〜37℃である。
【0049】
次に培養液から細胞を除去して培養上清を取得する。培養上清の取得方法に特に限定はなく、通常用いられる方法、例えば遠心分離やろ過を用いることができる。
【0050】
取得した培養上清からウイルス様粒子を精製する。ウイルス様粒子を精製する方法に特に限定はなく、抗原などのタンパク質の精製に用いる様々な手法を組み合わせて実施すればよい。日本脳炎ウイルスのEタンパク質は分子集合して粒子構造を形成した時に初めて免疫原性を発揮することが知られており、本発明の抗原に含まれるウイルス様粒子もまた、日本脳炎ウイルス粒子と同様に遠心力・浸透圧などの物理的力、酸・アルカリなどの極端なpH条件下、可溶化剤やEDTA、有機溶媒などには不安定で、粒子構造を消失して抗原性を失ってしまう可能性がある。従って、温和な精製条件下で、簡便な方法でかつ高収率でウイルス様粒子を単離・精製できることが望ましい。具体的な精製方法としては、物理的な低速遠心、超遠心、濾過、分子ふるい、膜濃縮等、化学的な沈殿剤、可溶化剤、脱吸着剤、分散剤等、物理化学的な電気泳導、カラムクロマトグラフィー、透析、塩析などを組み合わせて用いることができ、たとえば、培養上清を限外濾過膜で遠心濃縮し、ゲルクロマトグラフィーとショ糖密度勾配遠心法を組み合わせることができる。また、これらの手段の適用においては、温度、圧力、pH、イオン強度等の物理化学的条件を適宜設定できる。
【0051】
例えば、本願明細書の実施例3では、培養上清を限外濾過膜で遠心濃縮し、ゲルクロマトグラフィーとショ糖密度勾配遠心法を組み合わせた方法でウイルス様粒子を精製し、最終的に40%以上の高い、抗原回収率を達成した。SDS−PAGE後のタンパク質蛍光染色及びウェスタンブロットによる純度検定実験で、産生抗原は高度に精製されていることが明らかになり、また、精製された抗原を電子顕微鏡で観察したところ、精製したウイルス様粒子は小型球形粒子状の形態であることが判明した。このことからも、ウイルス様粒子の粒子構造を消失させることなく、高収率かつ簡便にウイルス様粒子を精製することができた。
【0052】
更に本発明は、本発明の日本脳炎ウイルス抗原を、有効成分として免疫を奏する量含有してなる日本脳炎ワクチンを提供する。本発明の日本脳炎ウイルス抗原は、本願明細書の実施例6の中和抗体試験及び実施例7の防御試験などの結果から明らかなように、現行の日本脳炎ワクチンと同様にマウスに抗体を誘導し、日本脳炎ウイルスによる感染を防ぐことができる。従って、本発明の日本脳炎ウイルス抗原を有効成分として含有するワクチンは、不活化日本脳炎ウイルスを有効成分として含有する現行の日本脳炎ワクチンの代わりになるワクチンである。
【0053】
日本脳炎ワクチンは、以下のようにして製造することができる。
精製した本発明の抗原を、等張の塩類溶液、緩衝液、組織培養液などの溶媒、例えばPBS(phosphate buffer saline)に浮遊し、ワクチン原液を調製する。必要であれば、ワクチン抗原を常用の固定化剤で固定することにより、その立体構造を固定化することもできる。固定化剤としては、例えば、ホルマリン、フェノール、グルタルジアルデヒド、β‐プロピオラクトン等があげられる。固定化剤は、ワクチン原液を調製する前に抗原に添加するか、又はワクチン原液に添加することができる。
【0054】
次に、ワクチン原液を希釈して、ワクチン溶液を調製する。ワクチン原液は、例えば、PBSを用いて、ワクチン中の抗原量が、抗体産生を誘導して免疫を奏するのに必要な量、例えばタンパク質含量で1〜20μg/ml、好ましくは10μg/mlとなるように希釈する。例えば、タンパク質含量を10μg/mlに調製したときのHA価は、1,500〜24,000HAU、好ましくは5,000〜10,000HAUである。ワクチン溶液を調製する際に、ワクチンの耐熱性を増強する安定化剤や、免疫原性を高める補助剤としてのアジュバントを添加混合してもよい。安定化剤としては、糖類やアミノ酸類が挙げられ、アジュバントとしては、鉱物油、植物油、ミョウバン、アルミニウム化合物、ベントナイト、シリカ、ムラミルジペプチド誘導体、サイモシン、インターロイキン等が挙げられる。
【0055】
ワクチン溶液を適当な容量の容器、例えば約0.5〜20ml容のバイアルに分注し、密栓・密封した後に、ワクチンとして使用に供する。かかるワクチンは、液状のみならず、分注後に凍結乾燥を行うことにより、乾燥製剤として使用に供することもできる。
【0056】
本発明のワクチンは、現行の日本脳炎ワクチンと同様に被接種者に接種すればよい。例えば、1ドーズ約0.2〜0.5mlのワクチンを、約1〜4週間隔で1〜3回皮下接種すればよい。尚、乾燥製剤は接種前に滅菌蒸留水などで溶解してもとの体積に戻して使用する。
【0057】
更に本発明の抗原は診断用の抗原として、従来用いられている抗原の代わりに用いることができる。本願明細書の実施例8に示したように、ELISA法などで実施する日本脳炎ウイルス感染の診断に本発明の抗原を用いることができる。具体的には、本発明の抗原は、ELISA法や赤血球凝集抑制(Hemagglutination Inhibition,HI)試験等に利用可能である。
【0058】
診断用抗原の濃度に特に限定はないが、タンパク質含量が1μg/mlの溶液が適当である。例えば、タンパク質含量を1μg/mlに調製したときのHA価は、150〜2,400HAU、好ましくは500〜1,000HAUである。
【0059】
本発明のワクチン用の抗原や診断用の抗原は、無血清培地から単離したウイルス様粒子を包含する抗原が好ましい。上述したように、無血清培地から単離したウイルス様粒子は、血清由来のタンパク質のみならず、血清に含まれる危険性のあるウイルスや異常プリオン等の混入の可能性が低く、血清等のタンパク質を含んでいないので、ワクチンや診断剤として使用するときに精製及び品質管理が容易である。
【0060】
【発明の実施の形態】
以下、実施例を挙げて本発明を更に説明するが、本発明は何らこれらに限定されるものではない。
【0061】
以下に本願におけるELISA法、総タンパク質の定量法、SDS−PAGE、ウエスタンブロット、プラーク法及び中和抗体価の測定の実施方法について記載する。
【0062】
ELISA( Enzyme linked immunosorbent assay )法
96穴のイムノプレート(米国、CoasterR製)上に、日本脳炎ウイルスに高い中和活性を持つ抗Eタンパク質モノクローナル抗体(Group-8, Clone 503, IgG)(J. Immunol. 141(10): 3606-10, 1988;東京都神経科学総合研究所 保井孝太郎博士より分与)(以下、屡々、「503モノクローナル抗体」と称する)の1μg/ml溶液を各ウェルに50μlずつアプライし、4℃で一晩インキュベートすることで抗体を固相化した。プレートをPBS−T(8.0 gのNaCl、0.2 gのKCl、2.88 gのNa2HPO4/12H2O、0.2 gのKH2PO4、0.5 mlのTween20を蒸留水に溶解して得た、終容量1リットルの溶液)で4回洗浄し、1回の洗浄は約8秒間行った。洗浄後に、50μl/ウエルの希釈抗原をアプライし、37℃で1時間インキュベートした。希釈抗原としては、標準抗原としても使用する(財)阪大微生物病研究会より分与を受けた精製不活化ウイルス抗原(TJP**012)をPBS−Tで2倍に段階希釈したものを用いた。希釈倍率は、標準抗原希釈液で作成した検量線の直線領域に相当する倍率を用いた。
【0063】
未結合のタンパク質を洗浄除去後、西洋ワサビパーオキシダーゼ(horse radish peroxidase)で標識した503モノクローナル抗体を各ウエルに50μlずつアプライし、37℃で1時間インキュベートした。標識抗体を洗浄除去後、発色基質としてTMB+(デンマーク国、DAKO社製)を各ウエルに50μlずつ加えて15分間室温に放置し、酵素反応を行った。酵素反応は、1mol/リットルの硫酸を各ウエルに50μlずつ加えて停止した。プレートリーダー(Multiskan MS)(米国、Thermo Labsystems Inc.製)を用いて450/690nmの波長で吸光度を測定した。
【0064】
標準抗原としては、精製不活化ウイルス抗原 (TJP**012) を用いた。この抗原を2倍に段階希釈したもののELISAを上記と同様に実施し、検量線を求めた。検量線よりサンプルの抗原量(ELISA価)を算出した。
【0065】
総タンパク質定量法
サンプルに等量の10%(w/v)TCA溶液を加えて混合後、氷中で10分インキュベートした。4℃、12,000rpmの条件で20分遠心し、上澄み液を取り除いた。残った沈殿に5%(w/v)のTCA溶液を加えて洗浄し、4℃、12,000rpmの条件で10分遠心して沈殿を回収した。この沈殿を0.1NのNaOHで可溶化し、タンパク質の定量に用いた。定量には、BCA Protein Assay(米国、Pierce Chemical Company製)の発色系を用いた。マイクロプレート中でサンプル12.5μlと希釈試薬液100μlを混合し、37℃中で30分インキュベートした。プレートリーダーを用いて波長570nmで吸光度を測定した。
【0066】
ウシ血清アルブミン(2mg/ml)(米国、Pierce Chemical Company製)を標準タンパク質として用いて検量線を作製し、検量線からサンプルのタンパク質濃度を算出した。
【0067】
SDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS−PAGE)
サンプルの電気泳動を12%SDS−ポリアクリルアミドゲルで行った。各サンプルを等量のサンプルバッファー[0.5M Tris-HCl (pH6.8)、 4% SDS、 14mM 2−メルカプトエタノールを含む溶液]と混合し、100℃で10分加熱して、サンプル中のタンパク質を変性させて泳動用の検体を得た。得られた検体を10μl/レーンでゲルにアプライした。濃縮ゲル中では10mA、分離ゲル中では20mAの定電流で泳動バッファー[25mM Tris-HCl (pH8.8)、192mM グリシン、0.1% SDS]を用いて電気泳動を行った。標準抗原には、現行日本脳炎ワクチンに使用されている不活化精製抗原を用い、分子量マーカーにはPrestained SDS-PAGE Standards, low range(米国、BIO-RAD Laboratories製)を用いた。タンパク質はSYPROR Orange Protein gel stain (米国、Molecular Probes社製)を用いて蛍光染色した。具体的には、SYPROR Orange Protein gel stainを7.5%酢酸溶液で5,000倍に希釈した染色液にゲルを浸漬し、40分室温でインキュベートした。蛍光の検出にはイメージアナライザーLAS-1000(日本国、富士フィルム社製)を用いた。
【0068】
ウェスタンブロット
上述のようにSDS−PAGEを行ったゲルから泳動分離したタンパク質をpolyvinylidene difluoride(PVDF)膜に転写した。転写は、25 mM Tris-HCl (pH8.8)、192 mM グリシン−20% メタノールを含むバッファー中、氷冷下で、180mAの定電流を1時間通電することで行った。PVDF膜は、室温で10分間メタノールによる前処理を施したImmobilonTM(米国、Millipore社製)を用いた。転写後の膜を2%スキムミルク−PBSでブロッキングした後、1次抗体として用いるウサギ抗−日本脳炎ウイルス(北京株)ポリクローナル抗体をPBS−Tで100倍希釈した溶液に浸し、室温で1時間振盪した。非特異吸着抗体をPBS−0.05% Tween 20で洗浄除去後、Alkaline phosphatase標識抗-ウサギIgG抗体(ALI 3405)(米国、BioSource Interna-tional社製)をPBS−Tで5,000倍〜10,000倍に希釈した溶液に浸漬し、さらに1時間室温で振盪した。発色基質系には、BCIP/NBT Phosphatase Substrate (3-Component system) (米国、Kirkegaard & Perry Laboratories, Inc.製) を用いた。
【0069】
プラーク法
培養したVero細胞(10%FBS−MEMで培養したもの)にウイルス液検体を接種し、CO2インキュベーター中で90分インキュベートした。15分毎にプレートを揺すり、細胞にウイルスを均等に吸着させた。検体液を除去した細胞上に2%メチルセルロースと2%FBSを含むMEMを重層し、CO2インキュベーター中で3日間培養した。プラーク形成の有無を倒立顕微鏡下で確認後、培養4日目に10%ホルマリン溶液で細胞を1時間処理し、ウイルスの不活化と細胞の固定を行った。冷水中でホルマリンとメチルセルロースを洗浄除去し、0.038%のメチレンブルーで染色した。ウイルスに感染して変性・壊死した細胞群は染色されないので、プラークとして測定される。
【0070】
中和抗体価の測定
血清を段階希釈し、等量の日本脳炎ウイルス検体と混合した。37℃で90分間インキュベートして、日本脳炎ウイルス検体中のウイルスを抗体で処理した(即ち、中和反応を行った)。中和反応後の日本脳炎ウイルス検体に残存する感染性ウイルスの数をプラーク法で測定した。中和抗体価は、抗体非処理の日本脳炎ウイルスを感染させたプレートにおける、各ウェルの平均プラーク数を100%とし、プラーク数を50%に減少させるのに必要な最大の血清希釈倍率とした。
【0071】
実施例1
日本脳炎ウイルス抗原を持続的に発現する形質転換細胞の樹立
(1)日本脳炎ウイルス RNAの調製
日本脳炎ウイルス(Japanese encephalitis virus)(以下、屡々“JEV”と略す)は、阪大微生物病研究会で日本脳炎ウイルスワクチンとして製造された精製JEVを用いた。
【0072】
精製JEV100μlを1.5mlのサンプリングチューブに取り、この中にあらかじめ調製しておいたChaos/2ME Buffer (4.2 M グアニジンチオシアネート、0.5%ザルコシル及び25mM Tris-HCl (pH8.0) からなるChaos Buffer 400 μlに25 μlの2−メルカプトエタノールを加えたもの)400μlを加えてピペッティングで混和してウイルスサンプルを得た。
【0073】
得られたウイルスサンプルのRNA抽出を以下のようにして行った。400μlのTE飽和フェノール[フェノールをTEバッファー(10mM Tris-HCl (pH8.0), 1mM EDTA (pH8.0))で飽和したもの]及び50μlのフェノール抽出バッファー[100mM Tris-HCl (pH8.0)、10mM EDTA及び1% SDS]を加え、Vortexで混合した。その後、15,000rpmで10分遠心し、65℃で30分静置した。さらに200μlのクロロフォルムを加えてVortexで混合し、15、000rpmで10分遠心し、上層(RNA含有TE層)と下層(フェノール・クロロフォルム層)に分離した。上層は別のサンプリングチューブに移した。残ったフェノール・クロロフォルム層にTEバッファー100μlを加えて混合物を得た。得られた混合物からRNAを上記と同様に再抽出し、RNA含有TE層を得た。1回目に得たRNA含有TE層と合わせて粗RNAサンプルとした。
【0074】
粗RNAサンプルに対し、フェノール・クロロフォルム抽出を2回、クロロフォルム抽出を1回実施した。フェノール・クロロフォルム抽出は、サンプルに等量の1mM Tris-HCl(pH8.0)飽和フェノール/クロロホルム/イソアミルアルコール(25:24:1)を加えてvortexし、12,000rpmで5分遠心した後、上層を別のサンプリングチューブに移した。クロロフォルム抽出は、サンプルと等量のクロロホルムを加えてvortexし、12,000rpmで5分遠心した後、上層を別のサンプリングチューブに移した。最後に得た上層に1/10量の3M 酢酸ナトリウムと2.5倍量のエタノールを加えてvortexし、12,000rpmで15分遠心し、上清を捨てた。残った沈渣を80%エタノールで洗浄し、12,000rpmで5分遠心した後に上清を捨て、沈殿したRNAを風乾し、精製水に溶解してJEVのRNAとした。
【0075】
(2)cDNAの作製、PCR及びクローニング
上記(1)の方法を繰り返し、合計で900μlの精製JEVからRNAを回収し、cDNAの合成に用いた。
【0076】
cDNAの合成は、米国、Gibco BRL社製のcDNA合成キット(superscript choice system for cDNA synthesis)を使用し、添付のマニュアルに従ってPCRで行った。1st鎖の合成には、キットに添付のランダムプライマーと共に、Virology 161: 497-510, 1987又はGenBank Accession No. NC001437 に公開されている日本脳炎ウイルスゲノムの全RNA配列を基に、約500塩基ごとに作成した合成プライマーを使用した。PCRは、cDNAを10μl(1回のcDNA合成反応で得たものの1/20)、プライマー濃度各1μlで行い、反応条件は94℃で1分、55℃で45秒、72℃で2分を35サイクル行った。
【0077】
Molecular Cloning,Cold Spring Harbor Lab.2001,9.66〜9.75に記載の方法に従って又はMegalabel(日本国、TaKaRa製)を利用して、合成したJEV cDNAの5’末端をリン酸化し、それをpUC18(日本国、TaKaRa製)のSmaI部位またはpBlueScript SK(+)(米国、STRATAGEN社製)のSrfI部位にライゲーションして組換えプラスミドを得た。得られた組み換えプラスミドで大腸菌コンピテントセルを形質転換して形質転換菌を得、得られた形質転換菌を寒天プレートで生育し、Virology, 161: 497-510, 1987に報告された日本脳炎ウイルスの塩基配列をもとに作製した、以下の3本のオリゴヌクレオチド(配列番号1〜3):
5'-GGGAGCCCTCTCAAAGCTTCTGCC-3' (配列番号1)
5'-CCCCGCTCTTTGGAGGCACATTGC-3' (配列番号2)
5'-CCCATCTTCCCTATACCCTTTCGC-3' (配列番号3)
をプローブとしたコロニーハイブリダイゼーション法によってスクリーニングした。陽性を示したコロニーの大腸菌を培養し、プラスミドDNAを抽出した。抽出したプラスミドDNAを適当な制限酵素で処理し、アガロース電気泳動でプラスミドに組み込まれていたDNAのサイズを調べた。目的の大きさのクローニングされたDNAの塩基配列を、配列番号1〜3のオリゴヌクレオチドをプローブに用いたサザンハイブリダイゼーションで確認した。
【0078】
塩基配列の確認は、プラスミドDNAをテンプレートとし、32Pを使用したサンガー法(Sequenase V.2)(米国、Amersham Bioscience社製)あるいはPCR−蛍光シーケンサー法により実施した。JEV cDNAについて、独立にクローニングされている複数(1領域3クローン以上)のクローンの配列を調べた。シーケンス用のプライマーは、上記のPCRに用いたものと同じ合成プライマーを使用した。
【0079】
目的の日本脳炎ウイルスcDNA、即ち、シグナルペプチドをコードするcDNA断片、prMタンパク質をコードするcDNA断片及びEタンパク質をコードするcDNA断片をこの順序で連係し、日本脳炎ウイルス北京株のシグナルペプチド、prMタンパク質及びEタンパク質をコードするJ12cDNAを得た。
【0080】
(3)複製可能な組換えDNAの構築
上記で得たJ12cDNAをpCAGGS発現ベクター(Gene 108: 193-199 1991)のXho Iサイトに挿入し、組み換えプラスミドpCAGJ12を得た。得られたpCAGJ12からCMV-IE、β‐アクチンプロモーター、イントロン及びJ12cDNAを含む断片を回収し、pEFBOSbsr[pSV2bsr(日本国、科研製薬製)のbsr部位をFE-BOSプロモーターを有するプラスミドに挿入したもの;M. Tatsumiより分与]の制御領域の換わりに挿入し、ブラストサイジン耐性を有する組換えDNApCAGJ12bsrを得た。得られたpCAGJ12bsrを図1に示す。
【0081】
(4)日本脳炎ウイルス様粒子持続発現性細胞(J12#26細胞)の作製
RK13細胞(ATCC No: CCL-37)を36〜37℃において、10% ウシ胎仔血清(fetal bovine serum, FBS)添加イーグル最少培地(minimal essential medium, MEM)で単層になるまで培養し、FuGENE6(フランス国、Roche Diagnostic Co.製)を用いてpCAGJ12bsrで形質転換した。細胞を2日間培養し(途中で1回培地交換を行い)、次に培養液を除き、0.2%トリプシンを含むPBS(―)を培養液の約1/10量加えて処理した。次にピペッティングにより細胞を剥離・分散させて浮遊させ、10μg/mlのブラストサイジン(blasticidin)(日本国、科研製薬製)を含む培地で元の培養液量の6倍に希釈し、φ10のプレートにおいて10日間培養することでブラストサイジン耐性株を選択した。培地交換は、4日目と7日目に行った。10日目には、23株のブラストサイジン耐性株を選択して、培地0.5mlを含む24穴のプレートに移して培養した。培地は、上記と同じブラストサイジン含有MEMを用いた。24穴のプレートでの培養開始から4日目には0.5mlの新しい培地を加え、更に2日〜5日間培養した。各細胞株について、培養液の一部をサンプリングし、培地に抗原が含まれるか否かをELISA法で確認した。
【0082】
また、24穴のプレートで増殖した細胞から順次φ6又はφ10のプレートに移して培養スケールを拡大して3日〜6日間培養し、続いてφ10のプレートから75cm2のフラスコに移して更に3日〜6日間培養した。培養スケールの拡大は、次の方法で行った。細胞が単層になったら培養液を除き、0.2%トリプシンを含むPBS(―)を培養液の約1/10量加えて処理した。次にピペッティングにより細胞を剥離・分散させて浮遊させ、培地で元の培養液量の6倍に希釈し、新しい容器に移した。
【0083】
培養した細胞は−80℃で凍結保存した。この保存した細胞の一部を25cm2のフラスコを用いて更に培養し、培養液を超遠心に付して培養上清を得、得られた培養上清に含まれる日本脳炎ウイルス抗原をウエスタンブロットで確認した。培養細胞についても、細胞溶解物を調製し、日本脳炎ウイルス抗原の存在をウエスタンブロットで確認した。
【0084】
ELISAの結果及びウエスタンブロットの結果によると、23株の形質転換体(#1〜#23)のうち、#10と#20が大量の抗原を発現していた。
【0085】
(5)形質転換体のクローニング
96穴のマイクロプレートを用い、細胞株#10と#20をそれぞれ0.2細胞/100μlになるように培地で希釈し、それを各ウエルに100μlずつ分注して培養した。培養開始から4日目に新しい培地100μlを加え、培養開始から8日、12日及び15日目には培地の半分を新しい培地に交換した。培養開始から12日〜20日目には、増殖した細胞から順次24穴のプレートに移して培養スケールを拡大し、細胞株#10については20クローン、細胞株#20については27クローン(J12#20.01〜J12#20.27)を得た。これらのクローンは、培養開始から17日〜29日にかけて、φ6のプレート、次いで75cm2のフラスコに培養スケールを拡大した。培養スケールの拡大は上述の方法で行い、培養した細胞は−80℃で凍結保存した。途中で培養液の抗原価をELISA法で確認した。細胞株#20のクローンであるJ12#20.14が最も高いELISA価を示したので、このクローンを2回目のクローニングに付した。
【0086】
細胞株J12#20.14について、96穴のマイクロプレートを用い、0.2細胞/100μl培地で培養した。培養開始から8日目に新しい培地100μlを加え、培養開始から14日、19日及び22日目には培地の半分を新しい培地に交換した。培養開始から18日〜27日目には、増殖した細胞から順次24穴のプレートに移して培養スケールを拡大し、51クローンを得た。更に培養開始から23日〜34日にかけて、φ6のプレート、次いでφ10のプレートから75cm2のフラスコに培養スケールを拡大し、培養した細胞は−80℃で凍結保存した。培養開始から19日目には培地を50μlサンプリングして抗原価をELISA法で確認した。また、培養途中の細胞の増殖状況と細胞形態を肉眼で観測した。その結果、J12#20.14の51クローンのうち、クローン26を抗原発現細胞として選択し、J12#26細胞と命名した。
【0087】
(6)J12#26細胞の無血清培地への馴化
10%FBS−MEMで36代まで継代し、凍結保存したJ12#26細胞を以下の実験に用いた。凍結保存した細胞を解凍し、36〜37℃において、10%FBS−MEMで培養した。以下、馴化に用いた培地には5μg/mlのブラストサイジンを添加した。添加血清濃度を5%、2.5%、1.25%と1/2ずつ順次減少させた培地を用いて細胞を継代することで、J12#26細胞を無血清培地に馴化させた。具体的には、1代〜8代を5%FBS−MEMで培養し、9代〜16代を2.5%FBS−MEMで培養し、17代〜18代を1.25%FBS−MEMで培養し、19代〜20代を1.25%FBS−VP-SFM[VP-SFM(米国、Gibco BRL製)に1.25%のFBSを添加したもの]で培養した。次に血清を含まないVP-SFMでJ12#26細胞を継代し、無血清培地馴化抗原発現株であるJ12#26SF細胞を得た。
【0088】
(7)ELISAによる抗原産生量の確認
J12#26SF細胞の抗原産生量を確認するために、VP-SFMで継代し、その培養上清の抗原価をELISA法で測定した。対照として、非馴化細胞(10% FBS−MEMで継代したJ12#26細胞)の培養上清の抗原価も同様に測定した。結果を図2及び図3に示す。
【0089】
図2及び図3から明らかなように、無血清培地に馴化したJ12#26SF細胞(図3)は、10%FBS−MEMで継代した非馴化細胞J12#26細胞(図2)に比べて劣るものの、十分量の抗原を産生した。又、抗原産生量は、継代しても減衰しないことが明らかとなった。
【0090】
実施例2
J12#26SF 細胞の発現するウイルス様粒子のHA価とELISA価の経時変化
J12#26SF細胞の発現する抗原がHA活性を示すことを確認するために、HA価とELISA価を測定し、その経時変化について検討した。
【0091】
HA価及びELISA価の測定には、5μg/mlブラストサイジン含有VP-SFMで38代継代したJ12#26SF細胞を用い、対照としては、培養後4日目のVero細胞に、日本脳炎ウイルス(北京株)を感染させたもの(JEV感染Vero細胞)を用いた。J12#26SF細胞は5μg/mlのブラストサイジンを含むVP-SFMで培養し、培養開始から1日、2日、3日、4日、5日、6日、10日、14日及び17日目に培養上清をサンプリングした。なお、10日目には培地交換を行った。JEV感染Vero細胞は2%牛血清を含むMEMで培養し、培養開始から1日〜7日目までの毎日、培養上清をサンプリングした。
【0092】
(1)HA価の測定
HA価の測定には、ガチョウ赤血球を用いた。ガチョウ血液に、血液とACD(acid-citrate-dextrose)の割合が10:1.5となるようにACDを加えた。そこに2.5容量のDGV(dextrose-gelatin-veronal)を加えて混合し、得られた混合物を1,000rpmで15分遠心分離した。上清を廃棄し、残った沈渣に上記と同量のDGVを加えて縣濁し、再度遠心分離を行った。この操作を計4回繰り返して沈渣を得た。得られた沈渣を生理食塩水に縣濁して8%赤血球浮遊液を得た。
【0093】
U字型マイクロプレートのウエルに0.4%卵アルブミン加ホウ酸苛性ソーダ緩衝食塩液(pH9.0)を50μlずつ分注した。希釈系列の隣のウエルにはサンプリングした培養上清100μl入れ、マルチチャンネルオートピペットを用いて原液試料から順に隣の穴に向かって50μlずつ移動とピペッティングを繰り返して希釈し、2倍に段階希釈した測定用サンプルを得た。至適pH(J12#26SF細胞の培養上清の場合はpH6.0、JEV感染Vero細胞の場合はpH6.2)のリン酸緩衝液で調製した0.33%赤血球浮遊液を各ウエルに50μlずつ添加し、直ちにマイクロミキサーで混和した。37℃で1時間静置した後、凝集反応の判定を行った。ウエルの底の中心に赤血球が沈降し、赤い点の塊のように見えるものを陰性とし、赤血球が底全体に広がって沈降し、傾けても赤血球が流れ出さないものを陽性とした。HA価は、赤血球凝集が陽性であるウイルス液の最高希釈倍数で表した。
【0094】
(2)ELISA価の測定
J12#26SF細胞(38代継代)の培養上清とJEV感染Vero細胞の培養上清は、PBS−Tを用いて2倍に段階希釈し、それぞれをサンプルとした。ELISA価は、503モノクローナル抗体を用いて測定した。ELISA価の基準として、精製不活化ウイルス抗原であるTJP**012も同様に測定し、TJP**012のELISA価を100としてサンプルのELISA価を換算した。また、78代継代したJ12#26SF細胞の培養上清についても、同様にELISA価を測定した。JEV感染Vero細胞のHA価及びELISA価を表1及び図4に示し、J12#26SF細胞のウイルス粒子のHA価及びELISA価を表2及び図5に示す。
【0095】
JEV感染Vero細胞の培養上清については、10倍に段階希釈したサンプルを用い、プラーク法により感染価を測定し、その結果を表1に示した。
【0096】
【表1】

Figure 0004268384
【0097】
【表2】
Figure 0004268384
【0098】
Vero細胞を用いたウイルス培養では、ELISA価及びHA価は共に培養4日目に最高値を示し、5日目以降はウイルスによる細胞変性効果(cytopathic effect,CPE)が進み、ELISA価、HA価とも低下した。一方、J12#26SF細胞の培養においては、4日目以降もウイルス様粒子を発現し続け、ELISA価、HA価とも上昇した。また、10日目に培養上清を回収し、新しい培地を添加するとウイルス様粒子の発現は継続した。従って、適当な時期に培地交換することで、1回の細胞培養で大量のウイルス様粒子を発現させることが可能である。上記の結果から明らかなように、J12#26SF細胞の産生する抗原はHA価を示し、図5に見られるように、HA価とELISA価の間にはほぼ直線的な相関関係が見られた。また、表2から明らかなように、J12#26SF細胞は、日本脳炎ウイルスをVero細胞で増殖させた時の培養液に含まれる抗原量の2〜3倍量の抗原を産生することが判明した。本発明の形質転換細胞株であるJ12#26SF細胞は大量且つ持続的に抗原を発現しており、このような大量且つ持続的な抗原の発現は細胞の継代が進んでも(78代でも)衰えることはなかった。
【0099】
実施例3
無血清培地からのウイルス様粒子の精製
J12#26SF細胞を、直径15cmの培養ディッシュを用いて、無血清培地中で72時間大量培養した。抗原精製用無血清培地としては、VP-SFMに5μg/mlのブラストサイジンを添加して用いた。
【0100】
3,000rpmで10分培養液を遠心し、培養上清を回収した。回収した培養上清をBiomax-100限外濾過膜(MWCO100,000)(米国、Millipore社製)を装着したセントリコンプラス80を用いて3,000×g、4℃で30分の遠心を3回行い、容積を1/114まで濃縮した。
【0101】
濃縮液をSephacryl S-300を充填したHiprep 16/60カラム(1.6×60cm)(スウエーデン国、Pharmacia Biotech AB製)にアプライし、TBSバッファー[50mM Tris-HCl (pH7.5)、150mM NaCl]を用いて流速1ml/分で分子ふるいクロマトグラフィーを行い、1画分が3.75mlとなるように分画した。各画分の抗原価をELISA法で測定し、ピークフラクションを回収した。目的の抗原は、排除限界域で単一のピークとして溶出された。
【0102】
次に、このピーク画分を上部5%(w/w)、底部30%(w/w)となるように、Gradient MasterTM(model 106)(カナダ国、BIOCOMP Instruments, Inc.製)で調整したショ糖密度勾配液に重層し、SW28ローターおよび超遠心機 L8-70M(いずれも米国、Beckman Instruments, Inc.製)を用いて、4℃、26,500rpmの条件で2時間のショ糖密度勾配遠心分画を行った。遠心後、チューブ底部中央に19ゲージの穴をあけ、滴下法で1画分が2mlとなるように分画した。各画分の抗原価をELISA法で測定し、抗原のピークフラクションを回収した。目的の抗原は単一のピークを形成して分画していた。各フラクションのショ糖濃度はほぼ単調減少直線を描いていた。
【0103】
最後に、ショ糖や低分子物質を除くために、このピーク画分をSephadex G-25を充填したHiprep desalting 26/10カラム(2.6×10cm)(スウエーデン国、Pharmacia Biotech AB製)にアプライし、PBS(−)を用いて流速5ml/分で分子ふるいクロマトグラフィーを行い、1画分が5mlとなるように分画した。この操作で抗原をショ糖や低分子物質から完全に分離し、同時に溶媒をPBS(−)に交換した。ショ糖の除去とバッファー交換を行った抗原画分を最終精製物であるウイルス様粒子とした。精製したウイルス様粒子は、J12#26抗原と命名した。なお、高速液体クロマトグラフィーシステムには、AKTA explorer 10S(スウエーデン国、Pharmacia Biotech AB製)を使用した。
【0104】
抗原の精製の各段階において、タンパク質量とELISA法による抗原量の測定を行った。結果を表3にまとめた。
【0105】
【表3】
Figure 0004268384
【0106】
表3においては、無血清培地を用いた培養上清中の総抗原量をそれぞれ100%とし、各ステップにおける収量を基に回収率を算出した。タンパク質の回収率は6.3%であったが、ウイルス様粒子の回収率は43.5%だった。電気泳動の結果およびウェスタンブロットの結果と併せると、高精製度・高収率で抗原を精製することができた。
【0107】
各精製段階のサンプルの抗原量またはタンパク質量を等しくしてそれぞれSDS−PAGEに付した。泳動後、銀染色と同等の感度を持つ蛍光色素のSYPRO-Orangeで泳動分画されたタンパク質を染色した。結果を図6に示した。抗原量を等しく泳動した場合には、精製過程が進むにつれ、同等のシグナル強度を示す分子量53kDaのタンパク質バンドが等しく観察されたのに対して、その他の混入タンパク質のバンドは減少した。タンパク質量を等しくして泳動した場合には、精製が進むにつれ、上記53kDaのタンパク質バンドが徐々に強く観察された。更に、53kDaの主要なタンパク質バンドが日本脳炎ウイルスに特異的な中和抗原のEタンパク質であるか否かをウェスタンブロットで調べた。結果を図7に示した。日本脳炎ウイルスに対する特異的な抗体によって、53kDaの主要なタンパク質が認識された。
【0108】
J12#26抗原液のタンパク質濃度とHA価を測定した。その結果、タンパク質濃度は44μg/mlであり、HA価は25,600HAだった。従って、J12#26抗原のHA活性は、1μg/ml当たり582HAだった。
【0109】
実施例4
抗原粒子を構成するタンパク質のN末端アミノ酸解析
J12#26抗原がEタンパク質のみならず、Mタンパク質も包含することを確認するために、Eタンパク質に相当する53kDaのバンドの下流に存在するタンパク質のN末端のアミノ酸配列を解析した。
【0110】
上記で精製したウイルス様粒子に、終濃度が5%になるように50%トリクロロ酢酸を加えて攪拌し、室温で30分間静置した。3,000gで30分低速遠心後に上清を捨て、残った沈殿を風乾し、100μlの0.1% NaOHで溶解し、泳動用サンプルとした。泳動用サンプルの抗原量が20μg/レーンとなるようにゲルにアプライしてSDS−PAGEに付した。電気泳動後のゲルに銀染色を施し、タンパク質のバンドを視覚化した。次に、SDS−PAGE後のゲルからタンパク質のバンドをPVDF膜に転写した。結果を図8に示す。
【0111】
図8はSDS−PAGEおよびPVDF膜への転写を行った結果であり、左側が銀染色したポリアクリルアミドゲルであり、右側がPVDF膜にタンパク質を転写した転写象である。Eタンパク質に相当する53kDaのバンドの下流に存在するバンドのうち、JEVに由来すると思われる3本のバンド(図8のJEVLP01〜JEVLP03)、即ち、16.5kDa、14.9kDa及び6.8kDaのバンド、を転写膜から切り出し、メタノール、超純水、メタノールの順番でバンドを洗浄した。各バンドを構成するタンパク質のN末端から5残基のアミノ酸配列をシークエンサーを用いて解析した。プロテインシークエンサーにはG1000A(米国、Hewlett Packard Company製)、PTHアナライザーには1090型(米国、Hewlett Packard Company製)、分析プログラムにはRoutine 3.1 PVDFを用いた。結果を表4に示す。
【0112】
【表4】
Figure 0004268384
【0113】
上記の表4から明らかなように、JEVLP01はMタンパク質(またはその断片)とEタンパク質断片の混合物であり、JEVLP02はEタンパク質断片であり、JEVLP03はMタンパク質であった。この結果から、J12#26抗原は、Eタンパク質と共にMタンパク質が含まれていることが明らかとなった。
【0114】
実施例5
ウイルス様粒子の電子顕微鏡観察
J12#26抗原の形状を電子顕微鏡で観察した。精製したJ12#26抗原を遠心濃縮し、前固定なしでネガティブ染色した。染色したウイルス様粒子を電子顕微鏡下で観察した。電子顕微鏡写真を図9に示す。
【0115】
ウイルス様粒子はほぼ均一なサイズの球型粒子状であり、平均直径は25nmであった。この結果から、精製の完了した抗原が粒子状構造を形成していることが直接的に証明された。また、一般に電子顕微鏡下では、不純物やウイルス様粒子の破壊によって生じた細かな不定形のゴミ様混在物が観察されるが、そのようなものがほとんど見られないことから、精製度はかなり高いものと考えられる。
【0116】
実施例6
日本脳炎ウイルス抗原による中和抗体誘導試験
4週齢雌ddYマウスを1群10匹に分け、PBSで希釈した精製J12#26抗原をマウス一匹に付き、総タンパク量で300ngを腹腔投与免疫した。免疫は1週間おきに2回繰り返した。対照群には5匹のPBS(−)接種群および現行ワクチン接種群をおいた。2回目の投与から7日目に半数のマウスから、14日目には残りマウスから無菌的に心臓全採血を行い、血液を37℃中に1時間放置して凝固させた。血餅を取り除いた後、4℃、5,000rpmで10分遠心し、血清を分離した。血清を回収し、56℃で30分血清の非働化を行った。5匹のマウスそれぞれの血清から50μlの非働化済み血清をプールして、中和抗体価の測定に用いた。結果は表5に示した。
【0117】
【表5】
Figure 0004268384
【0118】
表5から明らかなように、J12#26抗原を現行ワクチンと同様に接種した群において、現行ワクチンより約3倍高い中和抗体価を誘導した。以上の結果から、本発明の日本脳炎ウイルス抗原は、現行ワクチンと同等の免疫原性を示すことが明らかになった。
【0119】
実施例7
日本脳炎ウイルス抗原による感染防御
実施例6と同様に、4週齢雌ddYマウスを1群10匹に分け、PBSで希釈した日本脳炎ウイルス抗原を腹腔投与免疫した。日本脳炎ウイルス抗原には、PBSで希釈したJ12#26抗原を用い、一匹につき抗原量(ELISAで求めた量)で300ngを投与した。対照群にはPBS(−)接種群および現行ワクチン接種群をおいた。免疫したマウスが6週齢になった時点で、2×106PFUの日本脳炎ウイルス[(財)阪大微生物病研究会から分与を受けた日本脳炎ワクチン生産用の種ウイルス株(北京−1株、JWS−P−4)]を腹腔内接種した。腹腔内接種と同時に、マウスに20μlのPBSを脳内注射し、血液脳関門を破壊した。接種後21日間にわたり、マウスの生存または死亡を調査し、生存率(%)を算出した。結果を表6に示した。
【0120】
【表6】
Figure 0004268384
【0121】
表6から明らかなように、本発明の抗原粒子で免疫したマウスは、現行のワクチンで免疫したマウスと同じように100%の生存率を示した。従って、本発明の抗原様粒子は日本脳炎ワクチン用抗原として十分な感染防御能を有していた。
【0122】
実施例8
日本脳炎ウイルス抗原を用いた日本脳炎の診断
J12#26抗原及び組織培養日本脳炎ウイルス精製抗原(BM3)をそれぞれタンパク質量が1.0μg/mlとなるように、炭酸緩衝液(pH9.6)で希釈し、固相化抗原とした。抗原をELISA用プレートに100μl/ウエルずつ分注し、4℃で一晩放置して抗原を固相化した。PBS−Tでウエルを洗浄し、1%FBSを含むPBSを200μl/ウエルずつ分注し、37℃で2時間ブロッキングした。PBS−Tでウエルを洗浄し、200倍に希釈したヒトの血清を各ウエルに100μl加え、37℃で60分インキュベートした。ヒト血清には、日本脳炎ウイルス北京株に対する中和抗体価が陰性の血清2検体(S1とS2)と陽性の血清2検体(S3とS4)を用いた。
【0123】
PBS−Tでウエルを洗浄し、PBS−Tで1000倍希釈した標識抗体であるHRPO-anti human IgG goat IgG[米国、Rockland Immunochemicals社製(米)]を各ウエルに100μlずつ分注し、37℃で60分インキュベートした。洗浄後、各ウエルに100μlの発色液を加えて20分間放置して反応させた。発色液は、基質となる30%過酸化水素25μlと発色剤であるABTS [2,2'-Azino-bis(3-ethylbenzthiazoline-6-sulfonic acid) Diammonium Salt](米国、Sigma社製)20mgを100mlのクエン酸緩衝液(pH4.0)に溶解した溶液を用いた。次に、1.5%のシュウ酸を各ウエルに100μl加えて反応を停止し、415nmの吸光度を測定した。吸光度が0.2以上のものを陽性と判定した。結果は表7に示した。
【0124】
【表7】
Figure 0004268384
【0125】
本発明の抗原を用いてヒト血清中の日本脳炎ウイルスに対する抗体との反応性の有無を試験したところ、中和抗体価及び組織培養日本脳炎ウイルス精製抗原を用いた試験結果の両方と相関した結果が得られた。従って、本発明の抗原は診断剤用の抗原としても利用可能である。
【0126】
【発明の効果】
本発明によれば、日本脳炎ウイルス様粒子を包含してなる日本脳炎ウイルス抗原であって、該ウイルス様粒子は、日本脳炎ウイルスのMタンパク質及びEタンパク質を包含するが、該粒子中にはRNAを含有していないタンパク質集合体であり、且つ該ウイルス様粒子は赤血球凝集活性を示すことを特徴とする日本脳炎ウイルス抗原が提供される。本発明の抗原を用いることにより、現行の日本脳炎ワクチンに用いられている不活化日本脳炎ウイルスの代わりとなる、マウス脳を使わない、ウイルスを使わない、コスト安の日本脳炎ワクチンおよび診断剤の製造が可能となる。
【0127】
【配列表】
Figure 0004268384
Figure 0004268384
Figure 0004268384
Figure 0004268384
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Figure 0004268384
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Figure 0004268384
Figure 0004268384
Figure 0004268384
Figure 0004268384
Figure 0004268384
Figure 0004268384

【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、組換えDNApCAGJ12bsrの模式図である。
【図2】図2は、10%FBS−MEMで継代した無血清培地非馴化細胞(J12#26細胞)の継代数と、培養上清中に発現されたウイルス様粒子量の関係を示すグラフであり、縦軸はELISA法で測定したウイルス様粒子量(μg/ml)であり、横軸は継代数である。
【図3】図3は、VP−SFM(無血清培地)で継代した無血清培地馴化細胞(J12#26SF細胞)の継代数と、培養上清中に発現されたウイルス様粒子量の関係を示すグラフであり、縦軸はELISA法で測定したウイルス様粒子量(μg/ml)であり、横軸は継代数である。
【図4】図4は、日本脳炎ウイルス感染Vero細胞の培養上清のHA価及びELISA価の経時変化を示すグラフであり、左の縦軸は精製不活化ウイルス抗原であるTJP**012のELISA価を100とした培養上清のELISA価であり、右の縦軸はHA価(HA活性が認められた最大希釈率)であり、横軸は培養日数であり、○はELISA価を表し、◆はHA価を表す。
【図5】図5は、38代培養したJ12#26SF細胞の培養上清のHA価及びELISA価の経時変化を示すグラフであり、左の縦軸は精製不活化ウイルス抗原であるTJP**012のELISA価を100とした培養上清のELISA価であり、右の縦軸はHA価(HA活性が認められた最大希釈率)であり、横軸は培養日数であり、○はELISA価を表し、◆はHA価を表す。
【図6】図6は、ウイルス様粒子のSDS−PAGEである。図中、レーン2〜6は等しい抗原量をアプライした結果であり、レーン8〜12は等しいタンパク質量をアプライした結果であり、レーン1と7は分子量マーカー、レーン2と8は限外ろ過で濃縮した培養上澄、レーン3と9はSephacryl S-300クロマトグラフィーのピークフラクション、レーン4と10はショ糖濃度勾配遠心法で得たピークフラクション、レーン5と11はSephadex G-25クロマトグラフィーのピークフラクション、そしてレーン6と12は市販の日本脳炎ワクチンである。
【図7】図7は、図6のSDS−PAGEに対してウサギ抗JEV抗血清を用いたウエスタンブロットの結果である。図中、レーン2〜6は等しい抗原量をアプライした結果であり、レーン8〜12は等しいタンパク質量をアプライした結果であり、レーン1と7は分子量マーカー、レーン2と8は限外ろ過で濃縮した培養上澄、レーン3と9はSephacryl S-300クロマトグラフィーのピークフラクション、レーン4と10はショ糖濃度勾配遠心法で得たピークフラクション、レーン5と11はSephadex G-25クロマトグラフィーのピークフラクション、そしてレーン6と12は市販の日本脳炎ワクチンである。
【図8】図8は、TCAで処理したウイルス様粒子のSDS−PAGEとSDS−PAGEで分画したタンパク質のバンドをPVDF膜に転写した結果であり、右側が銀染色したポリアクリルアミドゲルであり、左側がPVDF膜にタンパク質を転写した転写象であり、左端の数字は分子量マーカーであり、20.9kDaのバンドの下流に3本のバンド(JEVLP01〜JEVLP03)が存在する。
【図9】図9は、ネガティブ染色したウイルス様粒子を撮影した電子顕微鏡写真であり、スケールを示す横線は100nmに相当する。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a Japanese encephalitis virus antigen. More specifically, a Japanese encephalitis virus antigen comprising Japanese encephalitis virus-like particles, wherein the virus-like particles include M protein and E protein of Japanese encephalitis virus, and RNA is contained in the particles. The present invention relates to a Japanese encephalitis virus antigen characterized in that it is a protein aggregate not contained and the virus-like particles exhibit hemagglutination activity. The present invention further relates to a transformed cell expressing Japanese encephalitis virus-like particles, a method for producing a Japanese encephalitis virus antigen, a Japanese encephalitis vaccine, and a diagnostic agent.
[0002]
[Prior art]
Japanese encephalitis is a serious viral infection caused by Japanese encephalitis virus classified into the genus Flavivirus, and the main symptoms are fever, meningeal symptoms, and cerebral inflammation symptoms (Clinical Virology 13: 166-172, 1985). Although most people end with subclinical infection even after infection, once they develop, the mortality rate is high, and the prognosis is likely to remain sequelae such as intelligence impairment and motor impairment due to CNS injury.
[0003]
Japanese encephalitis virus is a spherical virus with a diameter of about 50 nm, and structural proteins are capsid (C) protein, envelope (E) protein and membrane (M) protein. The (+) strand single-stranded RNA genome of about 11 kb in length is covered with E protein spikes (Annu.Rev.Microbiol44: 649-88, 1990). E protein plays an important role in the protection of infection, such as being involved in adsorption to cells, having a hemagglutination ability, and inducing neutralizing antibodies (Virology 44 (1): 108-24, 1971;J.Virol14 (3): 631-9, 1974;J.Gen.Virol70 (Pt 8): 2037-49, 1989 andActa Virol26 (5): 312-20, 1982).
[0004]
Although it has not shown any signs of an epidemic in Japan in recent years, in the 1960s, thousands of patients developed Japanese encephalitis annually, and about 1,000 people died, which is an intractable disease that has developed into a social problem. Recently, it is one of the diseases that is prevalent mainly in China and Southeast Asia, and WHO is closely monitoring the trend (Clinical Virology 13: 135-143, 1985). Currently, vaccination is the only prevention method for Japanese encephalitis, and there is no effective treatment.
[0005]
The current Japanese encephalitis vaccine is only available from the brain emulsion of virus-infected mice (“Japanese encephalitis vaccine” in Minimum requirements for biological products, Association of Biologicals Manufactures of Japan ed., Pp. 99-101, 1993 ). The current Japanese encephalitis vaccine is a highly safe inactivated vaccine that has been studied several times until now.Appl.Environ.Microbiol39: 54-7, 1980 andVaccine9 (12): 865-7, 1991), because the brain of Japanese encephalitis virus-infected mice is the raw material (BIKEN J11: 25-39, 1968), there is a risk of side reactions due to brain material that may remain or from mouse-invading viruses. In addition, since the virus itself is handled, the manufacturing process involves dangerous work, and therefore the manufacturing cost is high (Vaccine18: 26-32, 2000 andLancet337 (8748): 1044, 1991). As a result, there is a problem that it is difficult to obtain vaccines in developing countries. In view of this situation, WHO has urgently requested the development of a low-cost vaccine that does not use the mouse brain, does not use viruses. In response to this, development research on next-generation Japanese encephalitis vaccines is being promoted by various methods in laboratories around the world (Intervirology44 (2-3): 176-97, 2001).
[0006]
There is a method of expressing an antigen in a recombinant cell into which a structural gene of Japanese encephalitis virus has been introduced by recombinant DNA technology. However, because the E protein of Japanese encephalitis virus is highly toxic to cells, in the animal cell expression system, the expressed cells themselves may be killed by the produced E protein (J.Virol75 (5): 2204-12, 2001). In addition, there is a report that in the yeast expression system, the particle antigen is cleaved and neutralizing antibody cannot be induced (Bull.World Health Organ65 (3): 303-8, 1987). A method of incorporating a structural gene of Japanese encephalitis virus into the genome of vaccinia virus and expressing an antigen in this recombinant vaccinia virus (Japanese Patent Laid-Open Nos. 62-44178 and 64-74082, Japanese Patent Laid-Open Nos. 5-276941 and 6-181792 andJ.Virol64 (6): 2788-95, 1990) and methods of expressing an antigen using a baculovirus expression system (Japanese Patent No. 2511494 and Japanese Patent Laid-Open No. 2000-60567), both of which have been attempted. It has not been successful in expressing antigens that replace inactivated Japanese encephalitis virus.
[0007]
JP 2001-299336 A discloses an animal cell that expresses a virus-like particle obtained by transfecting a cDNA containing a flavivirus precursor membrane (prM) protein gene and an E protein gene into which a mutation has been introduced; Disclosed are virus-like particles expressed by animal cells. In flaviviruses, prM protein is cleaved by furin and matures into a membrane (M) protein, resulting in E protein rearrangement, and hemagglutination and membrane fusion activity appear, indicating cytotoxicity. It has been. In Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-299336, mutations were introduced into the prM protein gene to inhibit prM protein cleavage, thereby reducing cell damage caused by virus-like particles. However, the antigen expression level of the cells disclosed in this publication is very low and is not suitable for practical use.
[0008]
In addition, a DNA vaccine that produces a non-infectious particle antigen using a gene encoding a structural protein of Japanese encephalitis virus is also disclosed (International Publication WO99 / 63095,J.Virol73 (12): 10137-45, 1999,Vaccine 18 (1-2): 68-75, 1999 andJ.Virol73 (7): 5527-34, 1999). Although this method does not use mice or viruses, there are various discussions on immunity induction ability and safety, and international consensus has not yet been obtained (Vaccine 19 (2-3): 155-7, 2000).
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
In response to requests from WHO, development of a wide variety of next-generation Japanese encephalitis vaccines is progressing around the world. One of them is a method of producing Japanese encephalitis virus-like particles in genetically modified cells. However, since the virus-like particles themselves have cytotoxicity, the establishment of a high expression system has not been successful.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors included a cDNA fragment encoding prM protein and a cDNA fragment encoding E protein prepared in this order from genomic RNA of Japanese encephalitis virus. And constructing a replicable recombinant DNA in which the cDNA can be expressed in a replicable expression vector containing a β-actin promoter, and transforming animal cells with the replicable recombinant DNA. Transformed cells formed by transformation include a Japanese encephalitis virus M protein and E protein, but are a protein aggregate that does not contain RNA in the particle, and a virus-like particle that exhibits hemagglutination activity It was found to express. This virus-like particle had sufficient immunogenicity to be used as an active ingredient such as a vaccine instead of inactivated Japanese encephalitis virus. In addition, the above-mentioned transformed cells were acclimated to a serum-free medium, and expressed in a serum-free medium even after passage of more than 52 passages of a large amount of antigen exceeding 6 μg per ml of culture supernatant. The present invention has been completed based on these findings.
[0011]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a Japanese encephalitis virus antigen including Japanese encephalitis virus-like particles, which can replace the inactivated Japanese encephalitis virus used as an active ingredient (antigen) of the current Japanese encephalitis vaccine. It is in.
[0012]
Another object of the present invention is to provide a transformed cell that continuously expresses a large amount of Japanese encephalitis virus-like particles and a method for producing a Japanese encephalitis virus antigen using the same.
[0013]
Another object of the present invention is to provide a low-cost Japanese encephalitis vaccine and diagnostic agent that does not use mouse brain, does not use virus.
[0014]
Next, in order to facilitate understanding of the present invention, basic features and preferred embodiments of the present invention will be listed first.
[0015]
1. A Japanese encephalitis virus antigen comprising Japanese encephalitis virus-like particles, wherein the virus-like particles include M protein and E protein of Japanese encephalitis virus, but the particles do not contain RNA. A Japanese encephalitis virus antigen which is an aggregate and the virus-like particles exhibit hemagglutination activity.
[0016]
2. 2. The Japanese encephalitis virus antigen according to item 1, wherein the virus-like particles are obtained by a method comprising the following steps.
(A) providing a cDNA prepared from the genomic RNA of Japanese encephalitis virus, the cDNA comprising a cDNA fragment encoding prM protein and a cDNA fragment encoding E protein in this order;
(B) constructing a replicable recombinant DNA obtained by incorporating the cDNA into a replicable expression vector containing a β-actin promoter so that the cDNA can be expressed;
(C) transforming animal cells with the replicable recombinant DNA to form transformed cells;
(D) selecting the transformed cells from the parent cells;
(E) culturing the transformed cells in a medium, allowing the transformed cells to express the cDNA and releasing virus-like particles into the medium; and
(F) Isolating the virus-like particles from the medium.
[0017]
3. 3. The Japanese encephalitis virus antigen according to item 2 above, wherein the cDNA is the base sequence of SEQ ID NO: 4 in the sequence listing.
[0018]
4). 4. The Japanese encephalitis virus antigen according to item 2 or 3, wherein the animal cell is an RK13 cell.
[0019]
5). 4. The Japanese encephalitis virus antigen according to any one of items 2 to 3, wherein the medium is a serum-free medium.
[0020]
6). (A) providing a cDNA prepared from the genomic RNA of Japanese encephalitis virus, the cDNA comprising a cDNA fragment encoding prM protein and a cDNA fragment encoding E protein in this order;
(B) constructing a replicable recombinant DNA obtained by incorporating the cDNA into a replicable expression vector containing a β-actin promoter so that the cDNA can be expressed;
(C) transforming animal cells with the replicable recombinant DNA to form transformed cells;
(D) selecting the transformed cells from the parental cells; and
(E) Acclimate the transformed cells to serum-free medium
A transformed cell obtained by a method comprising the above.
[0021]
7. 7. The transformed cell according to item 6 above, wherein the cDNA is the base sequence of SEQ ID NO: 4 in the sequence listing.
[0022]
8). 8. The transformed cell according to item 6 or 7, wherein the animal cell is an RK13 cell.
[0023]
9. (A) culturing the transformed cell according to any one of the preceding items 6 to 8 in a serum-free medium, releasing Japanese encephalitis virus-like particles into the culture solution;
(B) obtaining a culture supernatant from the culture solution;
(C) isolating and purifying the virus-like particles from the culture supernatant,
And a method for producing a Japanese encephalitis virus antigen.
[0024]
10. A Japanese encephalitis vaccine comprising the Japanese encephalitis virus antigen according to any one of the preceding items 1 to 5 as an active ingredient in an immunizing amount.
[0025]
11. A diagnostic agent comprising the Japanese encephalitis virus antigen according to any one of items 1 to 5 as an active ingredient.
[0026]
Hereinafter, the present invention will be specifically described.
As explained in the section of “Prior Art”, the E protein of Japanese encephalitis virus is responsible for receptor binding and membrane fusion of virus particles, has many antigen-protecting epitopes, and forms a particle structure by molecular assembly. It is the first time that it is immunogenic. In mature virus particles, it is known that E protein and M protein exist on the particle surface in a combined form, and E protein having the configuration at this time causes cell damage. On the other hand, in immature virus particles in cells, E protein constitutes a heterodimer with prM protein, which is a glycosylation precursor of M protein. Such immature virus particles have low viral biological activities such as infectivity, hemagglutination (HA) activity, and fusion activity. It is believed that when the prM protein is cleaved by the enzyme furin present in the cell and matures into the M protein, and E protein rearrangement occurs (that is, when the virus particle matures), viral biological activity is exerted. .
[0027]
In JP-A-2001-299336, an attempt was made to establish an E protein antigen-expressing cell line, focusing on the low viral biological activity of immature virus particles in which prM protein is bound to E protein. Specifically, a mutation was introduced into a gene encoding prM protein to inhibit cleavage of prM protein into M protein, and E protein was prevented from adopting a configuration having cytotoxicity. However, since the antigen expressed by this cell line consists of prM protein and E protein, it is an antigen having a clearly different structure from the original virus particle consisting of M protein and E protein, and the expression level of the antigen. Has a very low accumulation of 200 ng / ml after 5 days of culture.
[0028]
Also, Hunt et al.J.Virol.Methods 97: 133-149, 2001), COS-1 cells were transformed with recombinant DNA containing genes encoding prM protein and E protein of Japanese encephalitis virus, and recombinant particulate antigens were expressed in the transformed cells. It was. However, the antigenicity of the antigen expressed by the transformed cells is very low and mice cannot be immunized without an adjuvant.
[0029]
As a result of diligent research to solve such problems, the present inventors have obtained a cDNA fragment encoding prM protein and a cDNA fragment encoding E protein prepared from genomic RNA of Japanese encephalitis virus in this order. Providing a cDNA comprising the construct, constructing a replicable recombinant DNA in which the cDNA can be expressed in a replicable expression vector containing a β-actin promoter, and constructing an animal cell with the replicable recombinant DNA. A transformed cell formed by transformation contains a protein of Japanese encephalitis virus, M protein and E protein, but is a protein aggregate that does not contain RNA in the particle, and shows a hemagglutination activity It has been found that a large amount of such particles are expressed continuously.
[0030]
The virus-like particle contained in the Japanese encephalitis virus antigen of the present invention is a protein aggregate that contains the M protein and E protein of Japanese encephalitis virus, but does not contain RNA in the particle. Since the virus-like particles used in the present invention are protein antigens that do not contain the genomic RNA of Japanese encephalitis virus, there is no fear of infection. It has been confirmed by SDS-PAGE and amino acid sequence analysis that the virus-like particles include E protein and M protein. Specifically, the full length E protein and its fragment and the full length M protein and its fragment were included, and no prM protein was detected. From this, it is considered that the prM protein is not contained at all in the virus-like particle or is contained in a small amount. As described above, in Japanese encephalitis virus, prM protein is cleaved and matured to M protein, so that E protein and M protein exist on the surface of the virus particle. The virus-like particles used in the present invention include E protein and M protein, but are not considered to include prM protein. Therefore, the prM protein is treated in the expression cell in the same manner as in the original Japanese encephalitis virus. It is thought that it matures to M protein.
[0031]
Moreover, the virus-like particle contained in the Japanese encephalitis virus antigen of the present invention exhibits hemagglutination (HA) activity. The HA activity is an activity in which a virus, an antibody or the like causes red blood cells to aggregate. The HA activity is represented by the highest dilution factor at which hemagglutination was observed, and the unit is HAU (HA unit). The Japanese encephalitis virus antigen of the present invention has a HA activity of 150 HAU or more, preferably 500 HAU or more, at a protein content of 1 μg / ml. This HA activity is a value measured at an optimum pH based on the method described in Example 2 of the present application. Specifically, a virus solution diluted with 0.4% ovalbumin-borated caustic soda buffered saline (pH 9.0) was prepared, and an equal amount of 0.33% goose erythrocyte suspension (phosphoric acid at optimum pH) was prepared. And prepared at 37 ° C. for 1 hour, and then the presence or absence of erythrocyte aggregation was determined. In Example 2, the optimum pH of HA activity was 5.8 to 6.0, but the optimum pH differs somewhat depending on the strain of virus-like particle-producing cells and the number of passages thereof. The HAU value is a value measured at an optimum pH.
[0032]
Although the antigen contained in the current Japanese encephalitis vaccine is a virus inactivated with formalin or the like, the inactivated virus contains E protein and M protein, but its surface structure has changed, so it exhibits HA activity. Absent. The virus-like particles contained in the antigen of the present invention include M protein and E protein, and have HA activity, and thus are considered to have a structure and antigenicity similar to the surface structure of the original Japanese encephalitis virus.
[0033]
In order to examine the immunogenicity of the Japanese encephalitis virus antigen of the present invention, the purified antigen was administered to a 4-week-old female ddY mouse twice at weekly intervals, and the neutralizing antibody titer in mouse serum was measured by the plaque reduction method. did. As a result, the neutralizing antibody titer (log) equal to or higher than the current Japanese encephalitis vaccine, specifically 3.15 or higherTen) Was observed (see Example 6 herein). As is clear from this result, it was revealed that the antigen of the present invention exhibits immunogenicity equivalent to or higher than that of the current vaccine. Therefore, the antigen of the present invention, which is a protein aggregate including E protein and M protein and includes virus-like particles exhibiting HA activity, has the same immunogenicity as the antigen derived from the original virus. Instead of inactivated Japanese encephalitis virus, it can be used as a vaccine or a diagnosis-like antigen.
[0034]
Furthermore, the virus-like particles contained in the antigen of the present invention are preferably virus-like particles obtained by a method comprising the following steps. (A) providing a cDNA prepared from genomic RNA of Japanese encephalitis virus, the cDNA comprising a cDNA fragment encoding prM protein and a cDNA fragment encoding E protein in this order; (b) a β-actin promoter A replicable recombinant DNA constructed by incorporating the cDNA into a replicable expression vector containing the vector, and (c) transforming an animal cell with the replicable recombinant DNA to form a transformed cell (D) selecting the transformed cells from the parental cells; (e) culturing the transformed cells in a medium, allowing the transformed cells to express the cDNA and releasing virus-like particles into the medium. And (f) isolating the virus-like particles from the medium. Specifically, virus-like particles prepared using the transformed cells of the present invention described later are preferred.
[0035]
The virus-like particles contained in the Japanese encephalitis virus antigen of the present invention are more preferably those isolated from a serum-free medium, and cells adapted to the serum-free medium such as the transformed cells of the present invention are cultured in the serum-free medium. In addition, virus particles isolated from the culture supernatant are more preferable. Normally, when cells are cultured, serum is added to the medium to supplement nutrients necessary for survival, but serum is likely to remain in the purified protein as an impurity. Therefore, virus-like particles isolated from a serum-free medium are virus-like particles having a higher purity than virus-like particles isolated from a normal serum-added medium. Specifically, virus-like particles isolated from serum-free media are unlikely to contain not only serum-derived proteins but also potentially dangerous viruses and abnormal prions contained in serum. When used as an agent, purification and quality control are easy, and it can be produced at low cost.
[0036]
As a serum-free medium used for isolation of virus-like particles, a serum-free medium described later may be used as a medium for transformed cells adapted to the serum-free medium. The method for isolating virus-like particles from the medium is not particularly limited, and may be performed according to a commonly used method for purifying protein antigens. A specific method will be described together with a method for producing the Japanese encephalitis virus antigen of the present invention described later.
[0037]
The present invention further provides (a) a cDNA prepared from the genomic RNA of Japanese encephalitis virus, the cDNA comprising a cDNA fragment encoding prM protein and a cDNA fragment encoding E protein in this order; ) Constructing a replicable recombinant DNA in which the cDNA can be expressed in a replicable expression vector containing a β-actin promoter, and (c) transforming an animal cell with the replicable recombinant DNA. Providing a transformed cell obtained by a method comprising: forming a transformed cell; (d) selecting the transformed cell from a parent cell; and (e) acclimating the transformed cell to a serum-free medium. .
[0038]
As described above, when prM protein is cleaved and matured to M protein and E protein rearrangement occurs, HA activity and membrane fusion activity appear and cause cell damage. Because of this phenomenon, it has been considered difficult to express in animal cells virus-like particles having a structure close to the original surface structure of Japanese encephalitis virus, including E protein and M protein. In addition, as in the study by Hunt et al., Even if the expression of the particulate antigen including the M protein and the E protein of Japanese encephalitis virus by animal cells is successful, the particles have such an antigen value as that of PBS without adjuvant. The antigenicity of the dendritic antigen was low. However, in the present invention, when animal cells are transformed to express the Japanese encephalitis virus prM protein and E protein cDNA under the control of the β-actin promoter, surprisingly, the Japanese encephalitis virus A virus-like particle that includes M protein and E protein, but does not contain RNA in the particle and exhibits hemagglutination activity, ie, the original Japanese encephalitis virus We succeeded in expressing a large number of virus-like particles with a structure and antigenicity similar to the surface structure. As is apparent from FIG. 3, the transformed cell of the present invention produces virus-like particles exceeding 6 μg (at the maximum exceeding 12 μg) per 1 ml of the culture supernatant. There was no decline even after. For example, since the antigen expression level in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-29936 is 200 ng / ml, the present invention has achieved an antigen expression level that is more than 30 times that amount.
[0039]
In the present invention, in order to obtain virus-like particles having the same structure as the surface structure of Japanese encephalitis virus, a cDNA prepared from genomic RNA of Japanese encephalitis virus, a cDNA fragment encoding prM protein and E protein A cDNA comprising a cDNA fragment encoding in this order is used. The cDNA used in the present invention includes a cDNA fragment encoding prM protein and a cDNA fragment encoding E protein in the direction from the 5 'end to the 3' end. The base sequence of the cDNA is not particularly limited, but preferably includes a base sequence encoding a signal peptide upstream (5 'side) of the cDNA fragment encoding the prM protein. The base sequence of the DNA may be the base sequence of any virus strain identified as the Japanese encephalitis virus, but considering the safety and effectiveness of the antigen, the Japanese encephalitis virus used in the current Japanese encephalitis vaccine It is preferable to use a base sequence of a strain, such as a Beijing strain. For example, a cDNA sequence encoding the signal peptide to the E protein of the Japanese encephalitis virus Beijing strain described in SEQ ID NO: 4 in the sequence listing can be used. In the base sequence of SEQ ID NO: 4, the 10th to 78th bases encode a signal peptide (SEQ ID NO: 5) consisting of 23 amino acid residues, and the 79th to 579th bases consist of a prM protein consisting of 167 amino acid residues (sequence) No. 6), of which the 355th to 579th bases encode the M protein (SEQ ID NO: 7) consisting of 75 amino acid residues generated by cleavage of the prM protein, and the 580th to 2079th bases are 500 amino acid residues The E protein consisting of (SEQ ID NO: 8) is encoded.
[0040]
Next, a replicable recombinant DNA is constructed by incorporating the above-described cDNA into a replicable expression vector containing a β-actin promoter so as to allow expression. The recombinant DNA is not particularly limited as long as the Japanese encephalitis virus cDNA is expressed under the control of the β-actin promoter. The Japanese encephalitis virus cDNA can be inserted into an expression vector containing the β-actin promoter, It can be prepared by replacing the control region with an expression cassette containing a β-actin promoter and Japanese encephalitis virus DNA. As such a recombinant DNA, the recombinant plasmid pCAGJ12bsr of FIG. 1 including the base sequence described in SEQ ID NO: 4 of the Sequence Listing can be mentioned. This recombinant plasmid also contains a blasticidin resistance gene in order to select transformed cells using blasticidin resistance as an index.
[0041]
Next, animal cells are transformed with the above-described replicable recombinant DNA. The animal cell to be transformed in the present invention is not particularly limited as long as it can be cultured in a culture solution having a low serum concentration, is low in sensitivity to Japanese encephalitis virus infection, and has a high protein secretion ability. Examples of such animal cells include RK13 cells. RK13 cells are a cell line derived from rabbit normal kidney cells and are available from the American Type Culture Collection (ATCC) (ATCC No. CCL-37). RK13 cells are a cell line that can be cultured in a culture solution having a low serum concentration and can be maintained for a long period of time. In addition, it is considered to be resistant to the cytotoxicity caused by E protein because of its low susceptibility to Japanese encephalitis virus infection. In addition, it is known that the Golgi apparatus is developed in normal kidney cells of rats and the protein secretion ability is high (The Journal of Cell Biology, 144, 1135-1149, 1999). RK13 cells are also considered to have high protein secretion ability. In Example 1 of the present application, Japanese encephalitis virus cDNA was expressed in RK13 cells having such characteristics under the control of the β-actin promoter. The resulting transformed cells expressed a large amount of Japanese encephalitis virus particles having a structure and antigenicity similar to the surface structure of the original Japanese encephalitis virus without being damaged by E protein. .
[0042]
Selection of transformed cells from parent cells may be performed based on a selection factor contained in the recombinant DNA. In Example 1 of the present application, blasticidin resistance was used as a selection factor. However, a recombinant DNA was constructed so as to confer an appropriate selection factor, for example, drug resistance or auxotrophy, and transformed cells were used based on that. Can be sorted.
[0043]
The medium for maintaining and culturing the transformed cells of the present invention is not particularly limited as long as the transformed cells can grow, and a medium usually used for culturing RK13 cells should be used. Can do. For example, an MEM (Eagle's Minimal Essential Medium) supplemented with 10% FBS can be used as the medium. The cell culture temperature is 35 to 38 ° C, preferably 36 to 37 ° C.
[0044]
Furthermore, the transformed cells are acclimated to a serum-free medium. Usually, when culturing cells, a medium supplemented with serum is used. However, if serum is not added to the medium, the adhesiveness of the cells becomes weak, and the pH buffering capacity of the medium, CO2Since the retention ability and the ability to retain cells from toxic substances are reduced, problems such as the cells failing to divide or produce antigens occur. If the antigen itself is cytotoxic, such as Japanese encephalitis virus antigen, and even its expression is difficult, culturing in a serum-free medium that gives great stress to the transformed cells could not be considered. For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-299336, when 10% FBS contained in the culture medium of a Japanese encephalitis virus antigen-producing cell line was changed to 0.1% BSA, the antigen expression level decreased to about 1/3. .
[0045]
In the present invention, in order to obtain transformed cells acclimatized to a serum-free medium without causing the above-mentioned problems, the serum concentration of a medium containing 5 μg / ml blasticidin is sequentially decreased by ½. The transformed cells were subcultured to the medium, and finally the medium was completely switched to a serum-free medium. Specifically, the transformed cells cultured in 10% FBS-MEM are cultured in 1st to 8th generations in 5% FBS-MEM, and in the 9th to 16th generations in 2.5% FBS-MEM, The 17th to 18th generations were cultured with 1.25% FBS-MEM, and the 19th to 20th generations were cultured in 1.25% FBS-VP-SFM [VP-SFM (Gibco BRL, USA) with 1.25% FBS. To which was added]. Next, the transformed cells were subcultured with VP-SFM containing no serum to obtain serum-free medium-conditioned antigen-expressing cells. The serum-free medium-conditioned cells thus obtained produced virus-like particles in a larger amount than conventional Japanese encephalitis virus antigen-producing cells, although the production of virus-like particles was somewhat inferior to non-conditioned cells. Moreover, its ability to produce virus-like particles is not lost even after passage (see FIGS. 2 and 3 of the present specification). In the case of a serum-added medium, it is difficult to supply a large amount of a uniform medium because there is a difference between serum lots, but in the case of a serum-free medium, there is no such problem.
[0046]
The serum-free medium for conditioning the transformed cells is not particularly limited as long as the transformed cells of the present invention can grow and express virus-like particles. For example, it can be subcultured with a medium in which Eagle MEM is used as the basal medium and the concentration of the added serum is reduced. As serum-free medium for culturing serum-free medium-conditioned cells, Eagle MEM, hormones such as insulin and hydrocortisone, epidermal growth factor (EGF), platelet-derived growth factor (platelet) Derived growth factor (PDGF), growth factor such as fibroblast growth factor (FGF), cell adhesion and growth factor such as fibronectin, low density lipoprotein (LDL), transferrin, phospholipid, etc. A culture medium can be used. These additives are preferably not derived from humans or animals. A synthetic medium such as VP-SFM (manufactured by GIBCO BRL, USA), EX-CELL 525 (manufactured by JRH Bioscience, USA) can also be used.
[0047]
In addition, in order to limit the growth of cells in which the recombinant DNA has been detached and no longer produce antigens, when culturing transformed cells, the cells are always selectively selected with the selection factor introduced into the recombinant DNA. It is necessary to culture. Since the transformed cells prepared in Example 1 of the present application are transformed with a recombinant DNA introduced with a blasticidin resistance gene as a marker, in order to maintain antigen-producing cells, blasticidin is added to S The transformed cells were cultured in a medium supplemented with 5 μg / ml of hydrochloride.
[0048]
The present invention further comprises (a) culturing the transformed cell of the present invention in a serum-free medium, releasing Japanese encephalitis virus-like particles into the culture solution, (b) obtaining a culture supernatant from the culture solution, c) A method for producing a Japanese encephalitis virus antigen, comprising isolating and purifying the virus-like particles from the culture supernatant. First, transformed cells adapted to a serum-free medium are cultured in a serum-free medium. The serum-free medium for culturing the transformed cells of the present invention is not particularly limited as long as the transformed cells can proliferate and express virus-like particles, but are used when acclimating the transformed cells to the serum-free medium. A fresh medium may be used. Specifically, Eagle's MEM to which an additive in place of serum (growth factor, cell adhesion / proliferation factor, etc.) or a synthetic medium can be used. The culture of the transformed cells is not particularly limited as long as it is a method for culturing animal cells, but the culture temperature is 35 to 38 ° C, preferably 36 to 37 ° C.
[0049]
Next, cells are removed from the culture solution to obtain a culture supernatant. The method for obtaining the culture supernatant is not particularly limited, and a commonly used method such as centrifugation or filtration can be used.
[0050]
Virus-like particles are purified from the obtained culture supernatant. The method for purifying virus-like particles is not particularly limited, and various methods used for purifying proteins such as antigens may be combined. The Japanese encephalitis virus E protein is known to exhibit immunogenicity only when it is assembled into a particle structure, and the virus-like particle contained in the antigen of the present invention is also similar to the Japanese encephalitis virus particle. In addition, it is unstable to solubilizers, EDTA, organic solvents, etc. under extreme pH conditions such as centrifugal force and osmotic pressure, acid and alkali, and loses its particle structure and loses its antigenicity. there is a possibility. Therefore, it is desirable that virus-like particles can be isolated and purified in a simple manner and in a high yield under mild purification conditions. Specific purification methods include physical low-speed centrifugation, ultracentrifugation, filtration, molecular sieving, membrane concentration, etc., chemical precipitation agents, solubilizers, desorbents, dispersants, etc. Induction, column chromatography, dialysis, salting out, and the like can be used in combination. For example, the culture supernatant can be concentrated by centrifugation through an ultrafiltration membrane, and gel chromatography and sucrose density gradient centrifugation can be combined. In applying these means, physicochemical conditions such as temperature, pressure, pH, and ionic strength can be set as appropriate.
[0051]
For example, in Example 3 of the present specification, the culture supernatant is centrifuged and concentrated with an ultrafiltration membrane, and the virus-like particles are purified by a combination of gel chromatography and sucrose density gradient centrifugation. A high antigen recovery rate of over% was achieved. Purity assay experiments by protein fluorescence staining and Western blot after SDS-PAGE revealed that the produced antigen was highly purified, and the purified antigen was observed with an electron microscope. The particles were found to be in the form of small spherical particles. Also from this, it was possible to purify virus-like particles easily in high yield without losing the particle structure of virus-like particles.
[0052]
Furthermore, the present invention provides a Japanese encephalitis vaccine comprising the Japanese encephalitis virus antigen of the present invention in an effective amount as an active ingredient. The Japanese encephalitis virus antigen of the present invention induces antibodies in mice as in the case of the current Japanese encephalitis vaccine, as is clear from the results of the neutralizing antibody test of Example 6 and the protection test of Example 7 of the present specification. And can prevent infection by Japanese encephalitis virus. Therefore, the vaccine containing the Japanese encephalitis virus antigen of the present invention as an active ingredient is a vaccine that replaces the current Japanese encephalitis vaccine containing inactivated Japanese encephalitis virus as an active ingredient.
[0053]
Japanese encephalitis vaccine can be produced as follows.
The purified antigen of the present invention is suspended in a solvent such as an isotonic saline solution, a buffer solution, or a tissue culture solution, for example, PBS (phosphate buffer saline) to prepare a vaccine stock solution. If necessary, the steric structure can be immobilized by immobilizing the vaccine antigen with a conventional immobilizing agent. Examples of the immobilizing agent include formalin, phenol, glutardialdehyde, β-propiolactone and the like. The immobilizing agent can be added to the antigen before preparing the vaccine stock solution or added to the vaccine stock solution.
[0054]
Next, the vaccine stock solution is diluted to prepare a vaccine solution. For example, PBS is used as the vaccine stock solution, and the amount of antigen in the vaccine is an amount necessary for inducing antibody production and producing immunity, for example, a protein content of 1 to 20 μg / ml, preferably 10 μg / ml. Dilute as follows. For example, the HA value when the protein content is adjusted to 10 μg / ml is 1,500 to 24,000 HAU, preferably 5,000 to 10,000 HAU. When preparing a vaccine solution, a stabilizer for enhancing the heat resistance of the vaccine or an adjuvant as an adjuvant for enhancing the immunogenicity may be added and mixed. Examples of the stabilizer include saccharides and amino acids, and examples of the adjuvant include mineral oil, vegetable oil, alum, aluminum compound, bentonite, silica, muramyl dipeptide derivative, thymosin, and interleukin.
[0055]
The vaccine solution is dispensed into a container of an appropriate volume, for example, a vial of about 0.5 to 20 ml, sealed and sealed, and then used as a vaccine. Such a vaccine can be used not only in liquid form but also as a dry preparation by lyophilization after dispensing.
[0056]
The vaccine of the present invention may be inoculated to the recipient similarly to the current Japanese encephalitis vaccine. For example, a dose of about 0.2 to 0.5 ml of vaccine may be inoculated subcutaneously 1 to 3 times at intervals of about 1 to 4 weeks. In addition, the dried preparation is used after returning to its original volume after dissolution with sterile distilled water or the like before inoculation.
[0057]
Furthermore, the antigen of the present invention can be used in place of a conventionally used antigen as a diagnostic antigen. As shown in Example 8 of the present specification, the antigen of the present invention can be used for diagnosis of Japanese encephalitis virus infection carried out by ELISA or the like. Specifically, the antigen of the present invention can be used for ELISA, hemagglutination inhibition (HI) test, and the like.
[0058]
The concentration of the diagnostic antigen is not particularly limited, but a solution having a protein content of 1 μg / ml is suitable. For example, the HA value when the protein content is adjusted to 1 μg / ml is 150 to 2,400 HAU, preferably 500 to 1,000 HAU.
[0059]
The antigen for vaccine and diagnostic antigen of the present invention is preferably an antigen including virus-like particles isolated from a serum-free medium. As described above, virus-like particles isolated from serum-free medium are not only proteins derived from serum, but are less likely to be contaminated with viruses or abnormal prions that may be contained in serum. Therefore, purification and quality control are easy when used as a vaccine or diagnostic agent.
[0060]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is further demonstrated, this invention is not limited to these at all.
[0061]
The following describes the ELISA method, the total protein quantification method, SDS-PAGE, Western blot, plaque method and neutralizing antibody titer measurement method in the present application.
[0062]
ELISA ( Enzyme linked immunosorbent assay ) Law
96-well immunoplate (Coaster, USA)ROn the other hand) and anti-E protein monoclonal antibody (Group-8, Clone 503, IgG) with high neutralizing activity against Japanese encephalitis virus (J.Immunol141 (10): 3606-10, 1988; dispensed by Dr. Kotaro Yasui of the Tokyo Metropolitan Institute for Neurosciences (hereinafter often referred to as “503 monoclonal antibody”), 50 μl each in a well. The antibody was immobilized by incubating overnight at 4 ° C. Plates were washed with PBS-T (8.0 g NaCl, 0.2 g KCl, 2.88 g Na2HPOFour/ 12H2O, 0.2 g KH2POFour, 0.5 ml of Tween20 was dissolved in distilled water, and the resulting solution was washed 4 times with a final volume of 1 liter solution), and each washing was performed for about 8 seconds. After washing, 50 μl / well of diluted antigen was applied and incubated at 37 ° C. for 1 hour. As a diluted antigen, a purified inactivated virus antigen (TJP ** 012), which is also used as a standard antigen and received from the Osaka University Society for Microbial Diseases, was serially diluted twice with PBS-T. Using. As the dilution factor, a factor corresponding to the linear region of the calibration curve prepared with the standard antigen diluent was used.
[0063]
After washing away unbound proteins, 50 μl of 503 monoclonal antibody labeled with horse radish peroxidase was applied to each well and incubated at 37 ° C. for 1 hour. After removing the labeled antibody by washing, TMB as a chromogenic substrate+(DAKO, Denmark) 50 μl was added to each well and left at room temperature for 15 minutes to carry out the enzyme reaction. The enzyme reaction was stopped by adding 50 μl of 1 mol / liter sulfuric acid to each well. Absorbance was measured at a wavelength of 450/690 nm using a plate reader (Multiskan MS) (Thermo Labsystems Inc., USA).
[0064]
As the standard antigen, purified inactivated virus antigen (TJP ** 012) was used. An ELISA of this antigen diluted 2-fold was performed in the same manner as described above to obtain a calibration curve. The amount of antigen (ELISA value) of the sample was calculated from the calibration curve.
[0065]
Total protein quantification
An equal amount of 10% (w / v) TCA solution was added to the sample, mixed, and then incubated on ice for 10 minutes. Centrifugation was performed at 4 ° C. and 12,000 rpm for 20 minutes, and the supernatant was removed. The remaining precipitate was washed by adding a 5% (w / v) TCA solution, and centrifuged at 4 ° C. and 12,000 rpm for 10 minutes to collect the precipitate. This precipitate was solubilized with 0.1N NaOH and used for protein quantification. For quantification, a color development system of BCA Protein Assay (manufactured by Pierce Chemical Company, USA) was used. 12.5 μl of sample and 100 μl of diluted reagent solution were mixed in a microplate and incubated at 37 ° C. for 30 minutes. Absorbance was measured at a wavelength of 570 nm using a plate reader.
[0066]
A calibration curve was prepared using bovine serum albumin (2 mg / ml) (Pierce Chemical Company, USA) as a standard protein, and the protein concentration of the sample was calculated from the calibration curve.
[0067]
SDS-polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE)
Sample electrophoresis was performed on 12% SDS-polyacrylamide gel. Each sample was mixed with an equal volume of sample buffer [solution containing 0.5M Tris-HCl (pH 6.8), 4% SDS, 14 mM 2-mercaptoethanol], heated at 100 ° C. for 10 minutes, and protein in the sample. Was denatured to obtain a sample for electrophoresis. The obtained specimen was applied to the gel at 10 μl / lane. Electrophoresis was performed using electrophoresis buffer [25 mM Tris-HCl (pH 8.8), 192 mM glycine, 0.1% SDS] at a constant current of 10 mA in the concentrated gel and 20 mA in the separation gel. Inactivated purified antigen used in the current Japanese encephalitis vaccine was used as the standard antigen, and Prestained SDS-PAGE Standards, low range (BIO-RAD Laboratories, USA) was used as the molecular weight marker. Protein is SYPROR Fluorescent staining was performed using Orange Protein gel stain (Molecular Probes, USA). Specifically, SYPROR The gel was immersed in a staining solution obtained by diluting Orange Protein gel stain with a 7.5% acetic acid solution 5000 times and incubated at room temperature for 40 minutes. An image analyzer LAS-1000 (manufactured by Fuji Film Co., Ltd., Japan) was used for fluorescence detection.
[0068]
Western blot
The protein separated from the gel subjected to SDS-PAGE as described above was transferred to a polyvinylidene difluoride (PVDF) membrane. Transcription was performed by applying a constant current of 180 mA for 1 hour under ice cooling in a buffer containing 25 mM Tris-HCl (pH 8.8) and 192 mM glycine-20% methanol. PVDF membrane is Immobilon pretreated with methanol for 10 minutes at room temperatureTM(Millipore, USA) was used. The transferred membrane was blocked with 2% skim milk-PBS, then immersed in a solution obtained by diluting a rabbit anti-Japanese encephalitis virus (Beijing strain) polyclonal antibody used as a primary antibody 100-fold with PBS-T, and shaken at room temperature for 1 hour. did. After washing and removing the non-specifically adsorbed antibody with PBS-0.05% Tween 20, Alkaline phosphatase-labeled anti-rabbit IgG antibody (ALI 3405) (manufactured by BioSource Interna-tional, USA) was 5,000 times to 10 times with PBS-T. It was immersed in a solution diluted 000 times and further shaken at room temperature for 1 hour. BCIP / NBT Phosphatase Substrate (3-Component system) (manufactured by Kirkegaard & Perry Laboratories, Inc., USA) was used as the chromogenic substrate system.
[0069]
Plaque method
The cultured Vero cells (cultured with 10% FBS-MEM) are inoculated with a virus sample, and CO2Incubated for 90 minutes in incubator. The plate was shaken every 15 minutes to allow the cells to adsorb the virus evenly. The cells from which the sample solution has been removed are overlaid with MEM containing 2% methylcellulose and 2% FBS, and CO.2The cells were cultured for 3 days in an incubator. After confirming the presence or absence of plaque formation under an inverted microscope, the cells were treated with a 10% formalin solution for 1 hour on the 4th day of culture to inactivate the virus and fix the cells. Formalin and methylcellulose were washed away in cold water and stained with 0.038% methylene blue. A cell group denatured or necrotized by infection with a virus is not stained, and thus is measured as a plaque.
[0070]
Measurement of neutralizing antibody titer
Serum was serially diluted and mixed with an equal volume of Japanese encephalitis virus specimen. After incubation at 37 ° C. for 90 minutes, the virus in the Japanese encephalitis virus specimen was treated with the antibody (ie, neutralization was performed). The number of infectious viruses remaining in the Japanese encephalitis virus specimen after the neutralization reaction was measured by the plaque method. The neutralizing antibody titer was defined as the maximum serum dilution ratio required to reduce the number of plaques to 50% with the average number of plaques in each well being 100% in a plate infected with antibody-untreated Japanese encephalitis virus. .
[0071]
Example 1
Establishment of transformed cells that continuously express the Japanese encephalitis virus antigen
(1) Preparation of Japanese encephalitis virus RNA
As a Japanese encephalitis virus (hereinafter abbreviated as “JEV”), a purified JEV produced as a Japanese encephalitis virus vaccine at the Osaka University Microbial Disease Research Society was used.
[0072]
Take 100 μl of purified JEV in a 1.5 ml sampling tube and add 400 μl of Chaos Buffer consisting of Chaos / 2ME Buffer (4.2 M guanidine thiocyanate, 0.5% sarkosyl and 25 mM Tris-HCl (pH 8.0)). 25 μl of 2-mercaptoethanol was added to 400 μl) and mixed by pipetting to obtain a virus sample.
[0073]
RNA extraction of the obtained virus sample was performed as follows. 400 μl TE saturated phenol [phenol saturated with TE buffer (10 mM Tris-HCl (pH 8.0), 1 mM EDTA (pH 8.0))] and 50 μl phenol extraction buffer [100 mM Tris-HCl (pH 8.0) , 10 mM EDTA and 1% SDS] and mixed with Vortex. Then, it centrifuged at 15,000 rpm for 10 minutes, and left still at 65 degreeC for 30 minutes. Furthermore, 200 μl of chloroform was added, mixed with Vortex, centrifuged at 15,000 rpm for 10 minutes, and separated into an upper layer (RNA-containing TE layer) and a lower layer (phenol-chloroform layer). The upper layer was transferred to another sampling tube. 100 μl of TE buffer was added to the remaining phenol / chloroform layer to obtain a mixture. RNA was re-extracted from the obtained mixture in the same manner as described above to obtain an RNA-containing TE layer. A crude RNA sample was prepared together with the RNA-containing TE layer obtained in the first round.
[0074]
The crude RNA sample was extracted twice with phenol / chloroform and once with chloroform. Phenol / chloroform extraction was performed by adding an equal volume of 1 mM Tris-HCl (pH 8.0) saturated phenol / chloroform / isoamyl alcohol (25: 24: 1) to the sample, vortexing, and centrifuging at 12,000 rpm for 5 minutes. The upper layer was transferred to another sampling tube. Chloroform extraction was performed by vortexing the same amount of chloroform as the sample, centrifuging at 12,000 rpm for 5 minutes, and then transferring the upper layer to another sampling tube. Finally, 1/10 amount of 3M sodium acetate and 2.5 times amount of ethanol were added to the upper layer, vortexed, centrifuged at 12,000 rpm for 15 minutes, and the supernatant was discarded. The remaining precipitate was washed with 80% ethanol, centrifuged at 12,000 rpm for 5 minutes, and then the supernatant was discarded. The precipitated RNA was air-dried and dissolved in purified water to obtain JEV RNA.
[0075]
(2) cDNA production, PCR and cloning
The above method (1) was repeated, and RNA was recovered from a total of 900 μl of purified JEV and used for cDNA synthesis.
[0076]
Synthesis of cDNA was performed by PCR using a cDNA synthesis kit (superscript choice system for cDNA synthesis) manufactured by Gibco BRL, USA. For the synthesis of the first strand, together with the random primer attached to the kit,Virology 161: 497-510, 1987 or a synthetic primer prepared every about 500 bases based on the total RNA sequence of Japanese encephalitis virus genome published in GenBank Accession No. NC001437. PCR was performed with 10 μl of cDNA (1/20 of that obtained in one cDNA synthesis reaction), 1 μl of primer concentration, and the reaction conditions were 94 ° C. for 1 minute, 55 ° C. for 45 seconds, and 72 ° C. for 2 minutes. 35 cycles were performed.
[0077]
Molecular Cloning, Cold Spring Harbor Lab. According to the method described in 2001, 9.66 to 9.75 or using Megalabel (TaKaRa, Japan), the 5 ′ end of the synthesized JEV cDNA was phosphorylated, and it was converted to the SmaI site of pUC18 (TaKaRa, Japan). Alternatively, a recombinant plasmid was obtained by ligation to the SrfI site of pBlueScript SK (+) (manufactured by STRATAGEN, USA). E. coli competent cells are transformed with the obtained recombinant plasmid to obtain a transformed bacterium, and the obtained transformed bacterium is grown on an agar plate.Virology, 161: 497-510, 1987. The following three oligonucleotides (SEQ ID NOs: 1 to 3) prepared based on the base sequence of Japanese encephalitis virus reported in:
5'-GGGAGCCCTCTCAAAGCTTCTGCC-3 '(SEQ ID NO: 1)
5'-CCCCGCTCTTTGGAGGCACATTGC-3 '(SEQ ID NO: 2)
5'-CCCATCTTCCCTATACCCTTTCGC-3 '(SEQ ID NO: 3)
Screening was carried out by colony hybridization using as a probe. E. coli of a positive colony was cultured, and plasmid DNA was extracted. The extracted plasmid DNA was treated with an appropriate restriction enzyme, and the size of the DNA incorporated in the plasmid was examined by agarose electrophoresis. The base sequence of the cloned DNA of the desired size was confirmed by Southern hybridization using the oligonucleotides of SEQ ID NOs: 1 to 3 as probes.
[0078]
To confirm the base sequence, plasmid DNA is used as a template.32Sanger method using P (Sequenase V.2) (Amersham Bioscience, USA) or PCR-fluorescence sequencer method was used. Regarding JEV cDNA, the sequences of a plurality of clones (one region of 3 clones or more) that were independently cloned were examined. As the sequencing primer, the same synthetic primer as that used in the above PCR was used.
[0079]
The target Japanese encephalitis virus cDNA, ie, the cDNA fragment encoding the signal peptide, the cDNA fragment encoding the prM protein, and the cDNA fragment encoding the E protein are linked in this order, and the signal peptide of the Japanese encephalitis virus Beijing strain, prM protein And J12 cDNA encoding E protein was obtained.
[0080]
(3) Construction of replicable recombinant DNA
The J12 cDNA obtained above was transformed into the pCAGGS expression vector (Gene 108: 193-199 (1991) to obtain a recombinant plasmid pCAGJ12. A fragment containing CMV-IE, β-actin promoter, intron and J12 cDNA was recovered from the obtained pCAGJ12, and pEFBOSbsr [pSV2bsr (made by Kaken Pharmaceutical, Japan) was inserted into the plasmid containing the FE-BOS promoter. Inserted from the control region of M. Tatsumi] to obtain recombinant DNApCAGJ12bsr having blasticidin resistance. The obtained pCAGJ12bsr is shown in FIG.
[0081]
(4) Preparation of Japanese encephalitis virus-like particle persistently expressing cells (J12 # 26 cells)
RK13 cells (ATCC No: CCL-37) were cultured at 36-37 ° C. in 10% fetal bovine serum (FBS) -added Eagle's minimal medium (MEM) until they became monolayers, and FuGENE6 (Roche Diagnostic Co., France) was used to transform with pCAGJ12bsr. The cells were cultured for 2 days (the medium was changed once in the middle), then the culture solution was removed, and PBS (-) containing 0.2% trypsin was added to the culture solution to add about 1/10 volume. Next, the cells are detached and dispersed by pipetting, suspended, diluted to 6 times the original culture volume with a medium containing 10 μg / ml blasticidin (manufactured by Kaken Pharmaceutical, Japan), and φ10 A blastcidin-resistant strain was selected by culturing for 10 days on the plate. The medium was changed on the 4th and 7th days. On day 10, 23 blasticidin resistant strains were selected, transferred to a 24-well plate containing 0.5 ml of medium and cultured. As the medium, the same blasticidin-containing MEM as described above was used. On the 4th day from the start of culture in a 24-well plate, 0.5 ml of a new medium was added, and further cultured for 2 to 5 days. About each cell line, a part of culture solution was sampled and it was confirmed by ELISA method whether the culture medium contained an antigen.
[0082]
In addition, cells grown in a 24-well plate are sequentially transferred to a φ6 or φ10 plate, and the culture scale is expanded and cultured for 3 to 6 days.2The flask was transferred to the flask and further cultured for 3 to 6 days. The culture scale was expanded by the following method. When the cells became monolayers, the culture solution was removed, and PBS (-) containing 0.2% trypsin was added to the culture solution to add about 1/10 volume. Next, the cells were detached and dispersed by pipetting, suspended, diluted to 6 times the original culture volume with a medium, and transferred to a new container.
[0083]
The cultured cells were stored frozen at -80 ° C. A portion of this stored cell is 25 cm2Further, the culture was subjected to ultracentrifugation to obtain a culture supernatant. The Japanese encephalitis virus antigen contained in the obtained culture supernatant was confirmed by Western blot. Cell lysates were also prepared for cultured cells, and the presence of Japanese encephalitis virus antigen was confirmed by Western blot.
[0084]
According to the result of ELISA and the result of Western blot, # 10 and # 20 among 23 transformants (# 1 to # 23) expressed a large amount of antigen.
[0085]
(5) Cloning of transformants
Using a 96-well microplate, cell lines # 10 and # 20 were diluted with a medium so that each would be 0.2 cells / 100 μl, and 100 μl was dispensed into each well and cultured. On the 4th day from the start of the culture, 100 μl of a new medium was added, and on the 8th, 12th and 15th days from the start of the culture, half of the medium was replaced with a new medium. From the 12th to the 20th day from the start of the culture, the grown cells were sequentially transferred to a 24-well plate to expand the culture scale, and 20 clones for the cell line # 10 and 27 clones for the cell line # 20 (J12 # 20.01 to J12 # 20.27). These clones were cultivated from 17 to 29 days from the start of culture with a φ6 plate and then 75 cm.2The culture scale was expanded to the flask. The culture scale was expanded by the method described above, and the cultured cells were stored frozen at -80 ° C. On the way, the antigen titer of the culture broth was confirmed by ELISA. Since the clone of cell line # 20, J12 # 20.14, showed the highest ELISA titer, this clone was subjected to the second cloning.
[0086]
Cell line J12 # 20.14 was cultured in 0.2 cells / 100 μl medium using a 96-well microplate. On the 8th day from the start of the culture, 100 μl of a new medium was added, and on the 14th, 19th and 22nd days from the start of the culture, half of the medium was replaced with a new medium. On the 18th to 27th days from the start of the culture, the grown cells were sequentially transferred to a 24-well plate to expand the culture scale, and 51 clones were obtained. Furthermore, from the beginning of culture to the 23rd to 34th, 75cm from the plate of φ6 and then φ102The culture scale was expanded to the flask of (2), and the cultured cells were stored frozen at -80 ° C. On the 19th day from the start of the culture, 50 μl of the medium was sampled and the antigen titer was confirmed by ELISA. In addition, the growth state and cell morphology of cells during the culture were observed with the naked eye. As a result, out of 51 clones of J12 # 20.14, clone 26 was selected as an antigen-expressing cell and designated as J12 # 26 cell.
[0087]
(6) Acclimatization of J12 # 26 cells to serum-free medium
J12 # 26 cells subcultured to 10 generations with 10% FBS-MEM and cryopreserved were used in the following experiments. The cryopreserved cells were thawed and cultured in 10% FBS-MEM at 36-37 ° C. Hereinafter, 5 μg / ml blasticidin was added to the medium used for acclimation. J12 # 26 cells were acclimated to serum-free medium by subculturing the cells using a medium in which the added serum concentration was successively decreased by 1/2, 5%, 2.5%, and 1.25%. Specifically, 1st to 8th generations are cultured with 5% FBS-MEM, 9th to 16th generations are cultured with 2.5% FBS-MEM, and 17th to 18th generations are cultured with 1.25% FBS-MEM. The 19th to 20th generations were cultured in 1.25% FBS-VP-SFM [VP-SFM (Gibco BRL, USA) with 1.25% FBS added]. Next, J12 # 26 cells were passaged with VP-SFM containing no serum to obtain J12 # 26SF cells, a serum-free medium-conditioned antigen expression strain.
[0088]
(7) Confirmation of antigen production by ELISA
In order to confirm the antigen production amount of J12 # 26SF cells, the cells were passaged with VP-SFM, and the antigen titer of the culture supernatant was measured by ELISA. As a control, the antigen titer of the culture supernatant of non-acclimated cells (J12 # 26 cells passaged with 10% FBS-MEM) was also measured in the same manner. The results are shown in FIGS.
[0089]
As is clear from FIGS. 2 and 3, J12 # 26SF cells conditioned to serum-free medium (FIG. 3) are compared to non-conditioned cells J12 # 26 cells (FIG. 2) passaged with 10% FBS-MEM. Although inferior, it produced a sufficient amount of antigen. It was also revealed that the amount of antigen production did not decay even after passage.
[0090]
Example 2
J12 # 26SF Changes in HA value and ELISA value of virus-like particles expressed by cells over time
In order to confirm that the antigen expressed by J12 # 26SF cells showed HA activity, the HA value and ELISA value were measured, and the change with time was examined.
[0091]
For measurement of HA titer and ELISA titer, J12 # 26SF cells passaged for 38 passages with VP-SFM containing 5 μg / ml blasticidin were used, and as a control, Vero cells on the 4th day after culture were treated with Japanese encephalitis virus. What was infected with (Beijing strain) (JEV infected Vero cells) was used. J12 # 26SF cells were cultured in VP-SFM containing 5 μg / ml of blasticidin and were cultured for 1 day, 2 days, 3 days, 4 days, 5 days, 6 days, 10 days, 14 days and 17 days from the start of the culture. The culture supernatant was sampled on the eye. On the 10th day, the medium was changed. JEV-infected Vero cells were cultured in MEM containing 2% bovine serum, and the culture supernatant was sampled every day from day 1 to day 7 after the start of culture.
[0092]
(1) Measurement of HA value
Goose erythrocytes were used for the measurement of HA value. ACD was added to goose blood so that the ratio of blood to ACD (acid-citrate-dextrose) was 10: 1.5. Thereto, 2.5 volumes of DGV (dextrose-gelatin-veronal) was added and mixed, and the resulting mixture was centrifuged at 1,000 rpm for 15 minutes. The supernatant was discarded, and the same amount of DGV was added to the remaining sediment to suspend it, and then centrifuged again. This operation was repeated a total of 4 times to obtain a sediment. The obtained sediment was suspended in physiological saline to obtain an 8% erythrocyte suspension.
[0093]
50 μl of 0.4% egg albumin borated sodium hydroxide buffered saline (pH 9.0) was dispensed into each well of a U-shaped microplate. Place 100 μl of the sampled culture supernatant in the next well of the dilution series, and use a multichannel autopipette to dilute by repeatedly moving and pipetting 50 μl from the undiluted sample toward the next hole in order, and then dilute it twice. A measurement sample was obtained. 50 μl of 0.33% erythrocyte suspension prepared in phosphate buffer at an optimum pH (pH 6.0 for culture supernatant of J12 # 26SF cells, pH 6.2 for JEV-infected Vero cells) They were added one by one and immediately mixed with a micromixer. After standing at 37 ° C. for 1 hour, the aggregation reaction was determined. Red blood cells settled in the center of the bottom of the well, and those that looked like red dot clusters were negative. Red blood cells spread and settled across the bottom, and those that did not flow out even when tilted were positive. The HA value was expressed as the highest dilution factor of the virus solution that is positive for hemagglutination.
[0094]
(2) Measurement of ELISA value
The culture supernatant of J12 # 26SF cells (passage 38) and the culture supernatant of JEV-infected Vero cells were serially diluted 2-fold with PBS-T, and each was used as a sample. The ELISA titer was measured using a 503 monoclonal antibody. As a standard for the ELISA titer, TJP ** 012 which is a purified inactivated virus antigen was measured in the same manner, and the ELISA titer of the sample was converted with the ELISA titer of TJP ** 012 as 100. In addition, the ELISA titer was also measured in the culture supernatant of J12 # 26SF cells passaged 78 times. The HA titer and ELISA titer of JEV-infected Vero cells are shown in Table 1 and FIG. 4, and the HA titer and ELISA titer of virus particles of J12 # 26SF cells are shown in Table 2 and FIG.
[0095]
For the culture supernatant of JEV-infected Vero cells, the infectivity titer was measured by the plaque method using a sample diluted 10-fold, and the results are shown in Table 1.
[0096]
[Table 1]
Figure 0004268384
[0097]
[Table 2]
Figure 0004268384
[0098]
In virus culture using Vero cells, both ELISA and HA values reached their highest values on the 4th day of culture, and the cytopathic effect (CPE) caused by the virus progressed from the 5th day onwards. Both declined. On the other hand, in the culture of J12 # 26SF cells, virus-like particles continued to be expressed after the 4th day, and both the ELISA value and the HA value increased. On the 10th day, when the culture supernatant was collected and a new medium was added, the expression of virus-like particles continued. Therefore, a large amount of virus-like particles can be expressed in one cell culture by changing the medium at an appropriate time. As is clear from the above results, the antigen produced by J12 # 26SF cells showed HA titer, and as shown in FIG. 5, there was a substantially linear correlation between HA titer and ELISA titer. . Further, as is apparent from Table 2, it was found that J12 # 26SF cells produced 2 to 3 times the amount of antigen contained in the culture medium when Japanese encephalitis virus was grown on Vero cells. . The J12 # 26SF cell, which is the transformed cell line of the present invention, expresses a large amount of the antigen continuously, and such a large amount of the sustained antigen is expressed even if the cell passage proceeds (even in the 78th generation). There was no decline.
[0099]
Example 3
Purification of virus-like particles from serum-free medium
J12 # 26SF cells were cultured in a serum-free medium for 72 hours in a culture dish having a diameter of 15 cm. As a serum-free medium for antigen purification, 5 μg / ml blasticidin was added to VP-SFM.
[0100]
The culture solution was centrifuged at 3,000 rpm for 10 minutes, and the culture supernatant was collected. The collected culture supernatant was centrifuged three times at 3,000 × g, 4 ° C. for 30 minutes using Centricon Plus 80 equipped with Biomax-100 ultrafiltration membrane (MWCO100,000) (Millipore, USA). And concentrated to 1/114 volume.
[0101]
The concentrated solution was applied to a Hiprep 16/60 column (1.6 × 60 cm) packed with Sephacryl S-300 (manufactured by Pharmacia Biotech AB, Sweden), and TBS buffer [50 mM Tris-HCl (pH 7.5), 150 mM NaCl ] Was subjected to molecular sieve chromatography at a flow rate of 1 ml / min and fractionated so that one fraction was 3.75 ml. The antigen titer of each fraction was measured by ELISA, and the peak fraction was collected. The antigen of interest was eluted as a single peak at the exclusion limit.
[0102]
Next, Gradient Master so that the peak fraction is 5% (w / w) at the top and 30% (w / w) at the bottom.TM(Model 106) (same as BIOCOMP Instruments, Inc., Canada) Overlaid with sucrose density gradient solution, using SW28 rotor and ultracentrifuge L8-70M (both manufactured by Beckman Instruments, Inc., USA) Then, sucrose density gradient centrifugation fractionation was performed for 2 hours under the conditions of 4 ° C. and 26,500 rpm. After centrifugation, a 19-gauge hole was made in the center of the bottom of the tube, and fractionation was performed so that one fraction was 2 ml by the dropping method. The antigen titer of each fraction was measured by ELISA, and the antigen peak fraction was collected. The antigen of interest formed a single peak and was fractionated. The sucrose concentration in each fraction was almost linearly decreasing.
[0103]
Finally, this peak fraction was applied to a Hiprep desalting 26/10 column (2.6 × 10 cm) (manufactured by Pharmacia Biotech AB, Sweden) packed with Sephadex G-25 to remove sucrose and low molecular weight substances. Then, molecular sieve chromatography was performed using PBS (−) at a flow rate of 5 ml / min, and fractionation was performed so that one fraction was 5 ml. By this operation, the antigen was completely separated from sucrose and low-molecular substances, and at the same time, the solvent was exchanged with PBS (−). The antigen fraction from which sucrose was removed and the buffer was exchanged was used as virus-like particles as the final purified product. The purified virus-like particle was named J12 # 26 antigen. For the high performance liquid chromatography system, AKTA explorer 10S (manufactured by Pharmacia Biotech AB, Sweden) was used.
[0104]
At each stage of antigen purification, the amount of protein and the amount of antigen were measured by ELISA. The results are summarized in Table 3.
[0105]
[Table 3]
Figure 0004268384
[0106]
In Table 3, the total antigen amount in the culture supernatant using the serum-free medium was 100%, and the recovery rate was calculated based on the yield in each step. The recovery rate of protein was 6.3%, but the recovery rate of virus-like particles was 43.5%. Combined with the result of electrophoresis and the result of Western blot, the antigen could be purified with high purity and high yield.
[0107]
Samples at each purification stage were subjected to SDS-PAGE with the same amount of antigen or protein. After electrophoresis, the proteins fractionated by electrophoresis were stained with the fluorescent dye SYPRO-Orange, which has the same sensitivity as silver staining. The results are shown in FIG. When the antigen amount was electrophoresed equally, as the purification process progressed, a protein band with a molecular weight of 53 kDa showing an equivalent signal intensity was observed equally, while bands of other contaminating proteins decreased. When electrophoresis was carried out with the same amount of protein, the 53 kDa protein band was gradually and strongly observed as purification progressed. Furthermore, it was examined by Western blot whether the major protein band of 53 kDa is the E protein of the neutralizing antigen specific for Japanese encephalitis virus. The results are shown in FIG. A major protein of 53 kDa was recognized by a specific antibody against Japanese encephalitis virus.
[0108]
The protein concentration and HA value of the J12 # 26 antigen solution were measured. As a result, the protein concentration was 44 μg / ml, and the HA value was 25,600 HA. Therefore, the HA activity of J12 # 26 antigen was 582 HA per 1 μg / ml.
[0109]
Example 4
N-terminal amino acid analysis of proteins that make up antigen particles
In order to confirm that the J12 # 26 antigen includes not only the E protein but also the M protein, the N-terminal amino acid sequence of the protein existing downstream of the 53 kDa band corresponding to the E protein was analyzed.
[0110]
To the virus-like particles purified above, 50% trichloroacetic acid was added to a final concentration of 5%, and the mixture was stirred and allowed to stand at room temperature for 30 minutes. The supernatant was discarded after low-speed centrifugation at 3,000 g for 30 minutes, and the remaining precipitate was air-dried and dissolved in 100 μl of 0.1% NaOH to obtain a sample for electrophoresis. The electrophoresis sample was applied to a gel so that the antigen amount was 20 μg / lane and subjected to SDS-PAGE. The gel after electrophoresis was stained with silver to visualize protein bands. Next, the protein band was transferred to the PVDF membrane from the gel after SDS-PAGE. The results are shown in FIG.
[0111]
FIG. 8 shows the results of transfer to SDS-PAGE and PVDF membrane, the left side is a silver-stained polyacrylamide gel, and the right side is a transfer elephant with proteins transferred to the PVDF membrane. Among the bands present downstream of the 53 kDa band corresponding to the E protein, three bands (JEVLP01 to JEVLP03 in FIG. 8) that appear to be derived from JEV, ie, 16.5 kDa, 14.9 kDa, and 6.8 kDa. The band was cut out from the transfer film, and the band was washed in the order of methanol, ultrapure water, and methanol. The amino acid sequence of 5 residues from the N-terminal of the protein constituting each band was analyzed using a sequencer. G1000A (manufactured by Hewlett Packard Company, USA) was used for the protein sequencer, Model 1090 (manufactured by Hewlett Packard Company, USA) was used for the PTH analyzer, and Routine 3.1 PVDF was used for the analysis program. The results are shown in Table 4.
[0112]
[Table 4]
Figure 0004268384
[0113]
As apparent from Table 4 above, JEVLP01 was a mixture of M protein (or fragment thereof) and E protein fragment, JEVLP02 was an E protein fragment, and JEVLP03 was an M protein. From this result, it was clarified that the J12 # 26 antigen contains E protein and M protein.
[0114]
Example 5
Electron microscopy of virus-like particles
The shape of the J12 # 26 antigen was observed with an electron microscope. The purified J12 # 26 antigen was concentrated by centrifugation and negatively stained without prior fixation. Stained virus-like particles were observed under an electron microscope. An electron micrograph is shown in FIG.
[0115]
The virus-like particles were spherical particles having a substantially uniform size, and the average diameter was 25 nm. This result directly proved that the purified antigen formed a particulate structure. In general, fine, irregularly shaped dust-like inclusions caused by the destruction of impurities and virus-like particles are observed under an electron microscope, but since such a thing is hardly seen, the degree of purification is quite high. It is considered a thing.
[0116]
Example 6
Neutralizing antibody induction test with Japanese encephalitis virus antigen
Four-week-old female ddY mice were divided into 10 mice per group, and purified J12 # 26 antigen diluted with PBS was attached to each mouse, and 300 ng of the total protein amount was intraperitoneally administered. Immunization was repeated twice every other week. The control group had 5 PBS (-) inoculated groups and the current vaccinated group. On the seventh day from the second administration, blood was collected aseptically from half of the mice and from the remaining mice on the 14th day, and the blood was allowed to clot by allowing it to stand at 37 ° C. for 1 hour. After removing the clot, the serum was separated by centrifugation at 4 ° C. and 5,000 rpm for 10 minutes. Serum was collected and serum inactivated for 30 minutes at 56 ° C. 50 μl of inactivated serum was pooled from each of the 5 mice and used to measure neutralizing antibody titer. The results are shown in Table 5.
[0117]
[Table 5]
Figure 0004268384
[0118]
As is clear from Table 5, neutralizing antibody titers about 3 times higher than the current vaccine were induced in the group inoculated with the J12 # 26 antigen in the same manner as the current vaccine. From the above results, it became clear that the Japanese encephalitis virus antigen of the present invention exhibits immunogenicity equivalent to that of the current vaccine.
[0119]
Example 7
Infection protection by Japanese encephalitis virus antigen
As in Example 6, 4-week-old female ddY mice were divided into 10 groups, and immunized intraperitoneally with Japanese encephalitis virus antigen diluted with PBS. As a Japanese encephalitis virus antigen, J12 # 26 antigen diluted with PBS was used, and 300 ng was administered in an antigen amount (amount determined by ELISA) per animal. The control group had PBS (-) inoculation group and current vaccination group. When the immunized mice are 6 weeks old, 2 × 106PFU's Japanese encephalitis virus [special virus strain for production of Japanese encephalitis vaccine (Beijing-1 strain, JWS-P-4), which was distributed from the Osaka University Microbial Disease Research Society) was inoculated intraperitoneally. Simultaneously with intraperitoneal inoculation, mice were injected with 20 μl of PBS intracerebrally to break the blood brain barrier. During the 21 days after inoculation, the mice were examined for survival or death, and the survival rate (%) was calculated. The results are shown in Table 6.
[0120]
[Table 6]
Figure 0004268384
[0121]
As is apparent from Table 6, mice immunized with the antigen particles of the present invention showed 100% survival as did mice immunized with the current vaccine. Therefore, the antigen-like particles of the present invention had sufficient infection protection ability as an antigen for Japanese encephalitis vaccine.
[0122]
Example 8
Diagnosis of Japanese encephalitis using Japanese encephalitis virus antigen
The J12 # 26 antigen and tissue culture Japanese encephalitis virus purified antigen (BM3) were diluted with a carbonate buffer (pH 9.6) so that the protein amount was 1.0 μg / ml, respectively, and used as a solid-phased antigen. The antigen was dispensed at 100 μl / well on an ELISA plate and allowed to stand overnight at 4 ° C. to immobilize the antigen. The wells were washed with PBS-T, PBS containing 1% FBS was dispensed at 200 μl / well, and blocked at 37 ° C. for 2 hours. The wells were washed with PBS-T, and 100 μl of human serum diluted 200-fold was added to each well and incubated at 37 ° C. for 60 minutes. As human sera, two sera (S1 and S2) negative for neutralizing antibody titer against the Japanese encephalitis virus Beijing strain and two positive sera (S3 and S4) were used.
[0123]
The wells were washed with PBS-T, and labeled antibody HRPO-anti human IgG goat IgG [US, Rockland Immunochemicals (USA)] diluted 1000-fold with PBS-T was dispensed into each well in an amount of 100 μl. Incubated for 60 minutes at ° C. After washing, 100 μl of coloring solution was added to each well and allowed to react for 20 minutes. The coloring solution contains 25 μl of 30% hydrogen peroxide as a substrate and 20 mg of ABTS [2,2′-Azino-bis (3-ethylbenzthiazoline-6-sulfonic acid) Diammonium Salt] (manufactured by Sigma, USA) as a coloring agent. A solution dissolved in 100 ml of citrate buffer (pH 4.0) was used. Next, 100 μl of 1.5% oxalic acid was added to each well to stop the reaction, and the absorbance at 415 nm was measured. A sample having an absorbance of 0.2 or more was determined as positive. The results are shown in Table 7.
[0124]
[Table 7]
Figure 0004268384
[0125]
When the presence or absence of reactivity with an antibody against Japanese encephalitis virus in human serum was tested using the antigen of the present invention, the results correlated with both the neutralizing antibody titer and the test result using tissue culture Japanese encephalitis virus purified antigen was gotten. Therefore, the antigen of the present invention can also be used as an antigen for a diagnostic agent.
[0126]
【The invention's effect】
According to the present invention, there is a Japanese encephalitis virus antigen comprising Japanese encephalitis virus-like particles, wherein the virus-like particles include M protein and E protein of Japanese encephalitis virus, and RNA is contained in the particles. There is provided a Japanese encephalitis virus antigen characterized in that the virus-like particle exhibits a hemagglutination activity. By using the antigen of the present invention, a substitute for the inactivated Japanese encephalitis virus used in the current Japanese encephalitis vaccine, no mouse brain, no virus, low cost Japanese encephalitis vaccine and diagnostic agent Manufacture is possible.
[0127]
[Sequence Listing]
Figure 0004268384
Figure 0004268384
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Figure 0004268384

[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram of recombinant DNApCAGJ12bsr.
FIG. 2 shows the relationship between the passage number of serum-free medium-unconditioned cells (J12 # 26 cells) passaged with 10% FBS-MEM and the amount of virus-like particles expressed in the culture supernatant. It is a graph, a vertical axis | shaft is the amount of virus-like particles (microgram / ml) measured by ELISA method, and a horizontal axis | shaft is a passage number.
FIG. 3 shows the relationship between the number of passages of serum-free medium-conditioned cells (J12 # 26SF cells) passaged with VP-SFM (serum-free medium) and the amount of virus-like particles expressed in the culture supernatant. The vertical axis is the amount of virus-like particles (μg / ml) measured by ELISA, and the horizontal axis is the passage number.
FIG. 4 is a graph showing time-dependent changes in the HA titer and ELISA titer of the culture supernatant of Japanese encephalitis virus-infected Vero cells, and the left vertical axis represents the purified inactivated virus antigen TJP ** 012 The ELISA value of the culture supernatant with an ELISA value of 100. The vertical axis on the right is the HA value (maximum dilution rate at which HA activity was observed), the horizontal axis is the number of culture days, and ◯ represents the ELISA value. , ◆ represents the HA value.
FIG. 5 is a graph showing time-dependent changes in the HA titer and ELISA titer of the culture supernatant of J38 # 26SF cells cultured for 38 generations, and the left vertical axis represents purified inactivated virus antigen TJP **. The ELISA titer of the culture supernatant with the ELISA titer of 012 as 100, the right vertical axis is the HA titer (maximum dilution rate at which HA activity was observed), the horizontal axis is the number of days of culture, and ◯ is the ELISA titer And ◆ represents the HA value.
FIG. 6 is an SDS-PAGE of virus-like particles. In the figure, lanes 2 to 6 are the results of applying the same amount of antigen, lanes 8 to 12 are the results of applying the same amount of protein, lanes 1 and 7 are molecular weight markers, and lanes 2 and 8 are ultrafiltration. Concentrated culture supernatants, lanes 3 and 9 are peak fractions of Sephacryl S-300 chromatography, lanes 4 and 10 are peak fractions obtained by sucrose gradient centrifugation, and lanes 5 and 11 are of Sephadex G-25 chromatography. Peak fractions and lanes 6 and 12 are commercially available Japanese encephalitis vaccines.
FIG. 7 shows the results of Western blotting using rabbit anti-JEV antiserum against the SDS-PAGE of FIG. In the figure, lanes 2 to 6 are the results of applying the same amount of antigen, lanes 8 to 12 are the results of applying the same amount of protein, lanes 1 and 7 are molecular weight markers, and lanes 2 and 8 are ultrafiltration. Concentrated culture supernatants, lanes 3 and 9 are peak fractions of Sephacryl S-300 chromatography, lanes 4 and 10 are peak fractions obtained by sucrose gradient centrifugation, and lanes 5 and 11 are of Sephadex G-25 chromatography. Peak fractions and lanes 6 and 12 are commercially available Japanese encephalitis vaccines.
FIG. 8 is a result of transferring a protein band fractionated by SDS-PAGE and SDS-PAGE of virus-like particles treated with TCA to a PVDF membrane, and a right side is a polyacrylamide gel stained with silver. The left hand side is a transcription image obtained by transferring the protein to the PVDF membrane, the number on the left end is a molecular weight marker, and there are three bands (JEVLP01 to JEVLP03) downstream of the 20.9 kDa band.
FIG. 9 is an electron micrograph of negative-stained virus-like particles, and the horizontal line indicating the scale corresponds to 100 nm.

Claims (4)

(a)日本脳炎ウイルスのゲノムRNAから調製されたcDNAを提供し、該cDNAはprMタンパク質をコードするcDNA断片及びEタンパク質をコードするcDNA断片をこの順序で包含し、
(b)β−アクチンプロモーターを含む複製可能な発現ベクターに該cDNAを発現可能に組み込んでなる複製可能な組換えDNAを構築し、
(c)該複製可能な組換えDNAで動物細胞を形質転換して形質転換細胞を形成せしめ、
(d)該形質転換細胞を親細胞から選別し、そして
(e)該形質転換細胞を無血清培地に馴化させる
ことを包含する方法によって得られる形質転換細胞。
(A) providing a cDNA prepared from the genomic RNA of Japanese encephalitis virus, the cDNA comprising a cDNA fragment encoding prM protein and a cDNA fragment encoding E protein in this order;
(B) constructing a replicable recombinant DNA obtained by incorporating the cDNA into a replicable expression vector containing a β-actin promoter so that the cDNA can be expressed;
(C) transforming animal cells with the replicable recombinant DNA to form transformed cells;
(D) A transformed cell obtained by a method comprising selecting the transformed cell from a parent cell, and (e) acclimating the transformed cell to a serum-free medium.
該cDNAが、配列表の配列番号4の塩基配列であることを特徴とする、請求項1に記載の形質転換細胞。The transformed cell according to claim 1, wherein the cDNA is the base sequence of SEQ ID NO: 4 in the sequence listing. 該動物細胞が、RK13細胞であることを特徴とする、請求項1又は2に記載の形質転換細胞。The transformed cell according to claim 1 or 2, wherein the animal cell is an RK13 cell. (a)請求項1〜3のいずれかに記載の形質転換細胞を無血清培地で培養して、日本脳炎ウイルス様粒子を培養液に放出させ、
(b)該培養液から培養上清を取得し、
(c)該培養上清から該ウイルス様粒子を単離・精製する、
ことを包含する、日本脳炎ウイルス抗原の製造方法。
(A) culturing the transformed cell according to any one of claims 1 to 3 in a serum-free medium, and releasing Japanese encephalitis virus-like particles into the culture solution;
(B) obtaining a culture supernatant from the culture solution;
(C) isolating and purifying the virus-like particles from the culture supernatant,
And a method for producing a Japanese encephalitis virus antigen.
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