JP5686370B2 - Sarsコロナウイルスの細胞傷害性t細胞エピトープペプチド及びその用途 - Google Patents

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Description

本発明は、SARSコロナウイルスの細胞傷害性T細胞エピトープペプチド及びその用途に関する。
重症急性呼吸器症候群(Severe Acute Respiratory Syndrome、SARS)は、新規のSARSコロナウイルス(SARS−CoV)による致死率の高い新興感染症である。2003年の中国におけるアウトブレイク以来、8000人以上が感染し約800人が死亡した。しかしながら、未だに有効な予防・治療法がない。SARS発生以降、SARSの原因ウイルスであるSARSウイルスが同定され(非特許文献1)、その塩基配列が決定されている(非特許文献2)。
SARSコロナウイルスは、一本鎖(+)RNAウイルスのコロナウイルス科に属する新種のコロナウイルスである。SARSコロナウイルスゲノムは非常に大きく、29.7kbあり(非特許文献2)、推定上の23のタンパク質をコードする。主要な構造タンパク質としては、スパイク(Spike、1256aa)、ヌクレオカプシド(Nucleocapsid、423aa)、膜(Membrane、222aa)及び小さなエンベロープ(Envelope、77aa)がある。非構造タンパク質としては、2つのポリプロテインpp1a(4382aa、配列番号31;GenBank登録番号AAP13439)とpp1b(2696aa)があり、これらのポリプロテインから個々のタンパク質がプロテアーゼによって部位特異的に切り出される。
Ksiazek, T. G. et al., N. Engl. J. Med. 348:1953−1966(2003) Marra, M. A. et al., Science 300:1399−1404(2003) Yang, Z. Y. et al., Nature 428:561−564(2004) Wang. Y. D. et al., J. Virol. 78:5612−5618(2004) Chen, H. et al., J. Immunol. 175:591−598(2005) Zhou, M. et al., J. Immunol. 177:2138−2145(2006)
これまでに、スパイクタンパク質をコードするDNAワクチンによりウイルス中和抗体が誘導されることが報告されている(非特許文献3)。有効な防御反応には体液性免疫及び細胞性免疫が必要であるが、SARSコロナウイルスに関する分野では、体液性免疫に比べて細胞性免疫は未だ研究が進んでいない。細胞性免疫においてウイルス防御に重要な役割を果たしているのは、細胞傷害性T細胞(cytotoxic T lymphocyte、CTL)であり、SARSコロナウイルス特異的CTL活性を制御することがSARSコロナウイルスに対する新たな治療となり得る可能性がある。この観点から、SARSコロナウイルスタンパクにおいて抗原性の強いCTLエピトープペプチドの同定が望まれている。SARSコロナウイルス特異的なCTLエピトープペプチドとしては、これまでに構造タンパク質であるスパイクタンパク質由来の部分ペプチドが数種類同定されている(非特許文献4〜6)。しかしながら、非構造タンパク質由来のCTLエピトープペプチドについては、これまで何ら報告されていない。
本発明は、SARSコロナウイルスの新規なCTLエピトープペプチドを提供することを目的とする。さらに詳しくは、本発明は、SARSコロナウイルスpp1aタンパク質由来の新規なCTLエピトープを含むペプチド、ペプチド結合リポソーム及び抗原提示細胞を提供することを目的とする。また、当該ペプチド、ペプチド結合リポソーム又は抗原提示細胞を有効成分とするSARSコロナウイルス特異的なHLA−A2拘束性CTLの誘導剤、SARSコロナウイルスの感染を治療又は予防するためのワクチンなどを提供することを目的とする。
本発明者は、これまでに報告のないSARSコロナウイルス由来のCTLエピトープを同定するために、以下の検討を行った。まず、SARSコロナウイルスの非構造タンパク質であるpp1aタンパク質に着目し、予測したエピトープ候補ペプチドの中から30種類のペプチドを選択した。次に、ペプチドがMHCクラスI分子であるHLA−A2分子への結合アフィニティを有することを確認し、エピトープ候補ペプチドのうち特に9種類のペプチドが有意にCTL誘導活性を有することを見いだした。さらに、ペプチドを含むペプチド結合リポソームを免疫することにより、CTL誘導が惹起されること、及び、in vivoにおいてCTL応答が活性化されることを明らかにした。かかる知見に基づき、本発明者は、SARSコロナウイルスpp1aタンパク質由来の新規なCTLエピトープを含むペプチドを提供することを可能とし、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、配列番号10,11,12,13,15,17,18,23及び24からなる群より選択されるアミノ酸配列を含むペプチドを提供する。また、本発明のペプチドは、配列番号10,12,15,17及び24からなる群より選択されるアミノ酸配列を含むことが好ましく、配列番号24のアミノ酸配列を含むことがより好ましい。本発明のペプチドは、SARSコロナウイルス特異的な細胞傷害性T細胞エピトープを含むペプチドであり、HLA−A2拘束性細胞傷害性T細胞エピトープを含むペプチドであることを特徴とする。
本発明は、ペプチドがリポソームの表面に結合しているペプチド結合リポソームであって、リポソームが、不飽和結合を1個有する炭素数14〜24のアシル基又は不飽和結合を1個有する炭素数14〜24の炭化水素基を有するリン脂質、及び、安定化剤を含有し、ペプチドが、上記ペプチドから選択される少なくとも1種である、ペプチド結合リポソームを提供する。
上記リン脂質は、不飽和結合を1個有する炭素数14〜24のアシル基を有するリン脂質であることが好ましく、オレオイル基を有するリン脂質であることがより好ましい。また、上記リン脂質は、ジアシルホスファチジルセリン、ジアシルホスファチジルグリセロール、ジアシルホスファチジン酸、ジアシルホスファチジルコリン、ジアシルホスファチジルエタノールアミン、サクシンイミジル−ジアシルホスファチジルエタノールアミン、及び、マレイミド−ジアシルホスファチジルエタノールアミンから選ばれる少なくとも1つであることが好ましい。
リポソームに含まれるリン脂質がこのような構成を備えることにより、病原体感染細胞を殺傷するためのCTLを効率よく増強することができ、感染症を予防・治療することができる。
上記安定化剤は、コレステロールであることが好ましい。この構成により、上記リポソームをより安定化することができる。
上記ペプチドは、上記リポソームに含まれるリン脂質に結合していることが好ましい。これにより、ペプチドをリポソーム表面に提示することができ、より効果的にSARSコロナウイルス特異的なCTL誘導を惹起することができる。
また、本発明のペプチド結合リポソームは、リポソームが以下の組成を有することが好ましい。
(A)不飽和結合を1個有する炭素数14〜24のアシル基又は不飽和結合を1個有する炭素数14〜24の炭化水素基を有するリン脂質 1〜99.8モル%;
(B)安定化剤 0.2〜75モル%。
また、本発明のペプチド結合リポソームは、以下の組成を有することが好ましい。
(I)不飽和結合を1個有する炭素数14〜24のアシル基又は不飽和結合を1個有する炭素数14〜24の炭化水素基を有する酸性リン脂質 1〜85モル%;
(II)不飽和結合を1個有する炭素数14〜24のアシル基又は不飽和結合を1個有する炭素数14〜24の炭化水素基を有する中性リン脂質 0.01〜80モル%;
(III)上記ペプチドから選択される少なくとも1種が結合した、不飽和結合を1個有する炭素数14〜24のアシル基又は不飽和結合を1個有する炭素数14〜24の炭化水素基を有するリン脂質 0.2〜80モル%;
(IV)安定化剤 0.2〜75モル%。
本発明は、細胞表面抗原HLA−A2を発現する細胞をin vitroにおいて上記ペプチドから選択される少なくとも1種と接触させることにより調製された抗原提示細胞を提供する。上記細胞は、自己由来であることが好ましく、同種由来であることが好ましい。
また、本発明は、上記ペプチドから選択される少なくとも1種、上記ペプチド結合リポソーム又は上記抗原提示細胞を有効成分として含有するSARSコロナウイルス特異的なHLA−A2拘束性CTLの誘導剤を提供する。
本発明は、上記ペプチドから選択される少なくとも1種、上記ペプチド結合リポソーム又は上記抗原提示細胞を有効成分として含有するSARSコロナウイルスの感染を予防するためのワクチンを提供する。
さらに、本発明は、SARSコロナウイルスに対する免疫性を提供する必要がある対象に、免疫性を提供する方法であって、上記対象に上記ペプチドから選択される少なくとも1種、上記ペプチド結合リポソーム又は上記抗原提示細胞を投与することを含む方法を提供する。
本発明は、SARSコロナウイルスに対して免疫性を提供する必要がある対象に、免疫性を提供する方法であって、上記対象から細胞を採取し、細胞をin vitroにおいて上記ペプチドから選択される少なくとも1種と接触させることにより抗原提示細胞を調製し、抗原提示細胞を上記対象に再注入することを含む方法を提供する。上記細胞は、リンパ系単核細胞であることが好ましく、樹状細胞であることがさらに好ましい。
本発明は、SARSコロナウイルスpp1aタンパク質由来の新規なCTLエピトープを含むペプチド、ペプチド結合リポソーム及び抗原提示細胞を提供する。また、当該ペプチド、ペプチド結合リポソーム又は抗原提示細胞により、CTL誘導が惹起されること、及び、in vivoにおいてCTL応答が活性化されることから、本発明のペプチド、ペプチド結合リポソーム及び抗原提示細胞は、いずれもSARSコロナウイルスの排除を目的としたCTL誘導剤及び/又はワクチンとして使用することができる。また、非構造タンパク質はウイルスの感染の過程において構造タンパク質よりも先に合成されるため、非構造タンパク質であるpp1aタンパク質由来のCTLエピトープを用いて免疫反応を活性化することにより、ウイルス感染初期でのウイルス排除効果が期待できる。
ペプチド結合リポソームを用いて免疫したマウスにおけるフローサイトメトリーによるCD8とIFN−γの染色プロット spike−1203ペプチド結合リポソームを用いて免疫したマウスにおけるフローサイトメトリーによるCD8とIFN−γの染色プロット CFSE標識された抗原提示細胞を追加免疫したマウスにおけるフローサイトメトリーによるCFSEの染色プロット
以下、発明を実施するための最良の実施形態について詳細に説明する。
本発明におけるペプチドとは、SARSコロナウイルスpp1aタンパク質由来のCTLエピトープを含むものであり、具体的には配列番号10,11,12,13,15,17,18,23及び24からなる群より選択されるアミノ酸配列を含むペプチド、並びに、配列番号10,11,12,13,15,17,18,23及び24からなる群より選択されるアミノ酸配列からなるペプチドが挙げられる。また、配列番号10,12,15,17及び24からなる群より選択されるアミノ酸配列が好ましく、配列番号24のアミノ酸配列がより好ましい。これらのペプチドは、HLA−A2拘束性CTLエピトープを含むものであり、より具体的には、HLA−A0201拘束性CTLエピトープを含むものである。また、本発明のペプチドは、本来のCTLエピトープ活性が損なわれないことを条件として、様々な形態(例えば、未変性、融合体、グリコシル化、非グリコシル化など)で用いることができ、C末端修飾(アミド化、エステル化、アルデヒド化等)、N末端修飾(アセチル化、ビオチン化、蛍光標識等)及び官能基の化学修飾(リン酸化、硫酸化、ビオチン等)を含んでいても良い。
ここで、ペプチドの合成については、通常のペプチド化学において用いられる方法に準じて行うことができる。公知のペプチド合成法としては文献(Peptide Synthesis,Interscience,New York,1966、The Proteins,Vol 2,Academic Press Inc., New York,1976、ペプチド合成,丸善(株),1975、ペプチド合成の基礎と実験,丸善(株),1985、医薬品の開発 続 第14巻・ペプチド合成,広川書店,1991)などに記載されている方法が挙げられる。
以上のような本発明のペプチドは、1種又は2種以上組み合わせることにより、SARSコロナウイルス特異的なHLA−A2拘束性CTLの誘導剤、及び/又は、SARSコロナウイルスの感染を治療又は予防するためのワクチンとして使用することができる。すなわち本発明のペプチドはHLA−A2分子と結合し、HLA−A2分子を発現する細胞に提示されてCTLを強く誘導することができることから、本発明のペプチドは、SARSコロナウイルスの排除を目的としたCTL誘導剤及び/又はワクチンとして使用することができる。
本発明のペプチド結合リポソームに用いられるリポソームとは、閉鎖空間を有するリン脂質二重膜のことを指す。
本発明のペプチド結合リポソームに用いられるリポソームは、不飽和結合を1個有する炭素数14〜24のアシル基又は不飽和結合を1個有する炭素数14〜24の炭化水素基を有するリン脂質、及び、安定化剤を含有する。リン脂質としては、不飽和結合を1個有する炭素数14〜24のアシル基を有するリン脂質が好ましく用いられる。
不飽和結合を1個有する炭素数14〜24のアシル基を有するリン脂質における、アシル基の炭素数は、好ましくは16〜22であり、更に好ましくは18〜22であり、最も好ましくは18である。アシル基としては、具体的には、パルミトオレオイル基、オレオイル基、エルコイル基等が挙げられ、最も好ましくはオレオイル基である。不飽和結合を1個有する炭素数14〜24の炭化水素基を有するリン脂質における、炭化水素基の炭素数は、好ましくは16〜22であリ、更に好ましくは18〜22であり、最も好ましくは18である。炭化水素基としては、具体的には、テトラデセニル基、ヘキサデセニル基、オクタデセニル基、C20モノエン基、C22モノエン基、C24モノエン基等が挙げられる。リン脂質が有するグリセリン残基の1−位、及び2−位に結合する不飽和のアシル基又は不飽和炭化水素基は、同一でも異なっていてもよい。工業的な生産性の観点から、1−位及び2−位の基が同一であることが好ましい。
実用上十分なレベルにCTL活性を増強させる点から、リン脂質は不飽和結合を1個有する炭素数14〜24のアシル基を有することが好ましい。アシル基の炭素数が13未満であると、リポソームの安定性が悪くなったり、またCTL活性増強効果が不十分になる場合がある。また、アシル基の炭素数が24を超えると、リポソームの安定性が悪くなる場合がある。
不飽和結合を1個有する炭素数14〜24のアシル基又は不飽和結合を1個有する炭素数14〜24の炭化水素基を有するリン脂質としては、酸性リン脂質、中性リン脂質、ペプチドを結合することのできる官能基を有する反応性リン脂質などの種類が挙げられる。これらは、種々の要求に応じて、その種類、割合を適宜選択することができる。
酸性リン脂質としては、ホスファチジルセリン、ホスファチジルグリセロール、ホスファチジン酸、ホスファチジルイノシトール等を用いることができる。CTL活性を実用上十分なレベルに増強する点、及び工業的な供給性、医薬品として用いるための品質などの点から、不飽和結合を1個有する炭素数14〜24のアシル基を有するジアシルホスファチジルセリン、ジアシルホスファチジルグリセロール、ジアシルホスファチジン酸、及びジアシルホスファチジルイノシトールが好ましく用いられる。酸性リン脂質は、リポソームの表面にアニオン性電離基を与えるので、リポソーム表面にマイナスのゼータ電位を付与する。このためリポソームは、電荷的な反発力を得、水性溶媒中で安定な製剤として存在できる。このように、酸性リン脂質は、水性溶媒中のリポソームの安定性を確保する点で重要である。
中性リン脂質としては、例えば、ホスファチジルコリン等を用いることができる。本発明で用いることができる中性リン脂質は、CTL活性増強を達成する範囲において、その種類・量を適宜選択して用いることができる。中性リン脂質は、酸性リン脂質及びペプチドを結合したリン脂質に比べ、リポソームを安定化する機能が高く、膜の安定性を向上させ得る。かかる観点から、本発明のペプチド結合リポソームに用いられるリポソームは、中性リン脂質を含有することが好ましい。CTL活性増強効果を達成するために用いる酸性リン脂質、ペプチド結合のための反応性リン脂質及び安定化剤の含有量を確保した上で、中性リン脂質の使用量を決定できる。
本発明のペプチドは、リポソームに含まれる不飽和結合を1個有する炭素数14〜24のアシル基又は不飽和結合を1個有する炭素数14〜24の炭化水素基を有するリン脂質に結合することにより、リポソームの表面に結合する。このペプチドの結合のためのリン脂質として、ペプチドが結合することのできる官能基を有する反応性リン脂質が用いられる。不飽和結合を1個有する炭素数14〜24のアシル基又は不飽和結合を1個有する炭素数14〜24の炭化水素基を有する反応性リン脂質は、種々の要求に応じて、その種類、割合が適宜選択される。前記リン脂質と同様に、反応性リン脂質においても、リン脂質に含まれる不飽和アシル基又は不飽和炭化水素基の炭素数が24を超えるか、14未満である場合は好ましくない。
反応性リン脂質としては、ホスファチジルエタノールアミン又はその末端変性体が挙げられる。また、ホスファチジルグリセロール、ホスファチジルセリン、ホスファチジン酸、ホスファチジルイノシトール及びこれらの末端変性体も反応性リン脂質として用いることができる。工業的な入手性、ペプチドとの結合工程の簡便性、収率などの点から、ホスファチジルエタノールアミン又はその末端変性体が好ましく用いられる。ホスファチジルエタノールアミンはその末端に抗体を結合することの出来るアミノ基を有する。更に、CTL活性を実用上十分なレベルに増強する点、リポソーム中での安定性、及び工業的な供給性、医薬品として用いるための品質などの点から、不飽和結合を1個有する炭素数14〜24のアシル基を有するジアシルホスファチジルエタノールアミン又はその末端変性体が最も好ましく用いられる。
ジアシルホスファチジルエタノールアミンは、例えば、ジアシルホスファチジルコリンを原料に、ホスホリパーゼDを用いてコリンとエタノールアミンを塩基交換反応させることで得ることができる。具体的には、ジアシルホスファチジルコリンを溶解したクロロホルム溶液と、ホスホリパーゼD及びエタノールアミンを溶解した水を適宜比率において混合し粗反応物を得ることができる。粗反応物を、クロロホルム/メタノール/水系溶媒を用いてシリカゲルカラムで精製し目的のジアシルホスファチジルエタノールアミンを得ることができる。当業者であれば、溶媒組成比などのカラム精製条件を適宜選択して実施することが可能である。
末端変性体としては、ジアシルホスファチジルエタノールアミンのアミノ基に2価反応性化合物の一方の末端を結合させたジアシルホスファチジルエタノールアミン末端変性体が挙げられる。2価反応性化合物としては、ジアシルホスファチジルエタノールアミンのアミノ基と反応することができるアルデヒド基又はコハク酸イミド基を少なくとも片方の末端に有する化合物が利用できる。アルデヒド基を有する2価反応性化合物として、グリオキサール、グルタルアルデヒド、サクシンジアルデヒド、テレフタルアルデヒドなどが挙げられる。好ましくは、グルタルアルデヒドが挙げられる。コハク酸イミド基を有する2価反応性化合物として、ジチオビス(サクシンイミジルプロピオネート)、エチレングリコール−ビス(サクシンイミジルサクシネート)、ジサクシンイミジルサクシネート、ジサクシンイミジルスベレート、又はジサクシンイミジルグルタレートがなど挙げられる。
また、一方の末端にサクシンイミド基、他方の片末端にマレイミド基を有する2価反応性化合物として、N−サクシンイミジル4−(p−マレイミドフェニル)ブチレート、スルホサクシンイミジル−4−(p−マレイミドフェニル)ブチレート、N−サクシンイミジル−4−(p−マレイミドフェニル)アセテート、N−サクシンイミジル−4−(p−マレイミドフェニル)プロピオネート、サクシンイミジル−4−(N−マレイミドエチル)−シクロヘキサン−1−カルボキシレート、スルホサクシンイミジル−4−(N−マレイミドエチル)−シクロヘキサン−1−カルボキシレート、N−(γ−マレイミドブチリルオキシ)サクシンイミド、N−(ε−マレイミドカプロイルオキシ)サクシンイミド等が挙げられる。このような2価反応性化合物を用いると、官能基としてマレイミド基を有するジアシルホスファチジルエタノールアミン末端変性体が得られる。以上のような2価反応性化合物の一方の末端の官能基をジアシルホスファチジルエタノールアミンのアミノ基に結合し、ジアシルホスファチジルエタノールアミン末端変性体を得ることができる。
リポソームの表面にペプチドを結合する方法としては、例えば、上記の反応性リン脂質を含有するリポソームを調製し、次にペプチドを加えてリポソーム中の反応性リン脂質にペプチドを結合する方法を挙げることができる。また、予めペプチドを反応性リン脂質に結合しておき、次に、得られたペプチド結合反応性リン脂質を、反応性リン脂質以外のリン脂質及び安定化剤と混合することによっても、ペプチドを表面に結合したリポソームを得ることが出来る。反応性リン脂質へのペプチドの結合方法は、当該技術分野において周知である。
本発明のペプチド結合リポソームに用いられるリポソームは、不飽和結合を1個有する炭素数14〜24のアシル基又は不飽和結合を1個有する炭素数14〜24の炭化水素基を有するリン脂質を少なくとも1種、例えば2種以上、好ましくは3種以上含有する。例えば、本発明のペプチド結合リポソームに用いられるリポソームは、ジアシルホスファチジルセリン、ジアシルホスファチジルグリセロール、ジアシルホスファチジン酸、ジアシルホスファチジルコリン、ジアシルホスファチジルエタノールアミン、サクシンイミジル−ジアシルホスファチジルエタノールアミン、及びマレイミド−ジアシルホスファチジルエタノールアミンから選ばれる少なくとも1種、例えば2種以上、好ましくは3種以上の、不飽和結合を1個有する炭素数14〜24のアシル基又は不飽和結合を1個有する炭素数14〜24の炭化水素基を有するリン脂質を含有する。
また、本発明のペプチド結合リポソームに用いられるリポソームは、
不飽和結合を1個有する炭素数14〜24のアシル基又は不飽和結合を1個有する炭素数
14〜24の炭化水素基を有する酸性リン脂質、
不飽和結合を1個有する炭素数14〜24のアシル基又は不飽和結合を1個有する炭素数
14〜24の炭化水素基を有する中性リン脂質、及び
不飽和結合を1個有する炭素数14〜24のアシル基又は不飽和結合を1個有する炭素数
14〜24の炭化水素基を有する反応性リン脂質
を、それぞれ、少なくとも1種含有することが好ましい。
本発明において、リポソームの安定化剤としては、ステロール類やトコフェロール類を用いることができる。ステロール類としては、一般にステロール類として知られるものであればよく、例えば、コレステロール、シトステロール、カンペステロール、スチグマステロール、ブラシカステロールなどが挙げられ、入手性などの点から、特に好ましくは、コレステロールが用いられる。トコフェロール類としては、一般にトコフェロールとして知られるものであればよく、例えば、入手性などの点から、市販のα−トコフェロールが好ましく挙げられる。
さらに、本発明の効果を損なわない限り、本発明のペプチド結合リポソームに用いられるリポソームは、リポソームを構成することのできる、公知のリポソーム構成成分を含んでいてもよい。
本発明のペプチド結合リポソームに用いられるリポソームの組成としては、例えば以下を挙げることができる:
(A)不飽和結合を1個有する炭素数14〜24のアシル基又は不飽和結合を1個有する炭素数14〜24の炭化水素基を有するリン脂質 1〜99.8モル%;
(B)安定化剤 0.2〜75モル%。
なお、各成分の含有量は、ペプチド結合リポソームの全構成成分に対するモル%として表示する。
上記成分(A)の含有量は、リポソームの安定性の観点から、好ましくは10〜90モル%、より好ましくは30〜80モル%、更に好ましくは50〜70モル%である。
上記成分(B)の含有量は、リポソームの安定性の観点から、好ましくは5〜70モル%、より好ましくは10〜60モル%、更に好ましくは20〜50モル%である。安定化剤の含有量が75モル%を越えるとリポソームの安定性が損なわれ好ましくない。
上記成分(A)には、以下が含まれる:
(a)ペプチドが結合していない、不飽和結合を1個有する炭素数14〜24のアシル基又は不飽和結合を1個有する炭素数14〜24の炭化水素基を有するリン脂質、及び
(b)ペプチドが結合した、不飽和結合を1個有する炭素数14〜24のアシル基又は不飽和結合を1個有する炭素数14〜24の炭化水素基を有するリン脂質。
上記成分(a)の含有量は、通常0.01〜85モル%、好ましくは0.1〜80モル%、より好ましくは0.1〜60モル%、更に好ましくは0.1〜50モル%である。
上記成分(b)の含有量は、通常0.2〜80モル%、好ましくは0.3〜60モル%、より好ましくは0.4〜50モル%、更に好ましくは0.5〜25モル%である。含有量が0.2モル%未満であると、ペプチド量が低下するため、実用上十分なレベルにCTLを活性化することが困難となり、80モル%を超えると、リポソームの安定性が低下する。
上記成分(a)のリン脂質には、通常、上述の酸性リン脂質及び中性リン脂質が含まれる。また、上記成分(b)のリン脂質には、上述の反応性リン脂質が含まれる。
酸性リン脂質の含有量は、通常1〜85モル%、好ましくは2〜80モル%、より好ましくは4〜60モル%、更に好ましくは5〜40モル%である。含有量が1モル%未満であると、ゼータ電位が小さくなりリポソームの安定性が低くなり、また、実用上十分なレベルにCTLを活性化することが困難となる。一方、含有量が85モル%を超えると、結果として、リポソーム中のペプチド結合リン脂質の含有量が低下し、実用上十分なレベルにCTLを活性化することが困難となる。
中性リン脂質の含有量は、通常0.01〜80モル%、好ましくは0.1〜70モル%、より好ましくは0.1〜60モル%、更に好ましくは0.1〜50モル%である。含有量が80.0モル%を越えると、リポソーム中に含まれる酸性リン脂質、ペプチド結合リン脂質及びリポソームの安定化剤の含有量が低下し、実用上十分なレベルにCTLを活性化することが困難となる。
ペプチドが結合したリン脂質は、前記の反応性リン脂質にペプチドが結合して得られるもので、反応性リン脂質がペプチドと結合する割合は、本発明の効果を妨げない範囲において、結合に用いる官能基の種類、結合処理条件等を適宜実施して選択することができる。例えば、ジアシルホスファチジルエタノールアミンの末端アミノ基に2価反応性化合物であるジサクシンイミジルサクシネートの片末端を結合して得たジアシルホスファチジルエタノールアミンの末端変性体を反応性リン脂質として用いる場合、結合処理諸条件の選択によって反応性リン脂質の10〜99%をペプチドと結合することができる。この場合、ペプチドと結合していない反応性リン脂質は、酸性リン脂質となってリポソーム中に含有される。
本発明のペプチド結合リポソームの好ましい態様としては、以下の組成を挙げることが出来る:
(I)不飽和結合を1個有する炭素数14〜24のアシル基又は不飽和結合を1個有する炭素数14〜24の炭化水素基を有する酸性リン脂質 1〜85モル%;
(II)不飽和結合を1個有する炭素数14〜24のアシル基又は不飽和結合を1個有する炭素数14〜24の炭化水素基を有する中性リン脂質 0.01〜80モル%;
(III)上記ペプチドから選択される少なくとも1種が結合した、不飽和結合を1個有する炭素数14〜24のアシル基又は不飽和結合を1個有する炭素数14〜24の炭化水素基を有するリン脂質 0.2〜80モル%;
(IV)安定化剤 0.2〜75モル%。
(合計 100モル%)
本発明のペプチド結合リポソームに用いられるリポソームのより好ましい態様としては、以下の組成を挙げることが出来る:
上記成分(I)2〜80モル%
上記成分(II)0.1〜70モル%
上記成分(III)0.3〜60モル%
上記成分(IV)10〜70モル%
(合計 100モル%)
本発明のペプチド結合リポソームに用いられるリポソームの更に好ましい態様としては、以下の組成を挙げることが出来る:
上記成分(I)4〜60モル%
上記成分(II)0.1〜60モル%
上記成分(III)0.4〜50モル%
上記成分(IV)20〜60モル%
(合計 100モル%)
本発明のペプチド結合リポソームに用いられるリポソームのとりわけ好ましい態様としては、以下の組成を挙げることが出来る:
上記成分(I)5〜40モル%
上記成分(II)0.1〜50モル%
上記成分(III)0.5〜25モル%
上記成分(IV)25〜55モル%
(合計 100モル%)
本発明のペプチド結合リポソームに用いられるリポソーム中のリン脂質に含まれる不飽和アシル基又は不飽和炭化水素基の炭素数が14〜24であることを特徴とするが、本発明の効果を妨げない範囲で、炭素数が14未満又は24を超える不飽和アシル基又は不飽和炭化水素基を含むリン脂質を含んでいても差支えない。本発明のペプチド結合リポソームに用いられるリポソーム中のリン脂質に含まれる全ての不飽和アシル基又は不飽和炭化水素基の合計数に対して、炭素数が14〜24である不飽和アシル基又は不飽和炭化水素基の数の割合は、例えば50%以上、好ましくは60%以上、より好ましくは75%以上、更に好ましくは90%以上、最も好ましくは97%以上(例えば実質的に100%)である。
本発明のペプチド結合リポソームに用いられるリポソームは、本発明の効果を妨げない限り、炭素数が14〜24の範囲のアシル基又は炭化水素基を有する、リン脂質以外の脂質を含んでもよい。該脂質の含有量は、通常は40モル%以下であり、好ましくは20モル%以下、より好ましくは10モル%以下、更に好ましくは5モル%以下(例えば実質的に0モル%)である。
本発明に用いられるリポソームは、構成成分であるリン脂質、反応性リン脂質、安定化剤、ペプチド等を用い、適宜配合や加工を行い、これを適当な溶媒に添加するなどの方法で得ることができる。例えば、エクスツルージョン法、ボルテックスミキサー法、超音波法、界面活性剤除去法、逆相蒸発法、エタノール注入法、プレベシクル法、フレンチプレス法、W/O/Wエマルジョン法、アニーリング法、凍結融解法などの製造方法が挙げられる。リポソームの粒径は特に限定されるものではないが、保存安定性などの点から、粒径は20〜600nmが挙げられ、好ましくは30〜500nm、次に好ましくは40〜400nmであり、更に好ましくは、50〜300nmであり、最も好ましくは70〜230nmである。
なお、本発明においては、リポソームの物理化学的安定性を向上させるために、リポソーム調製過程又は調製後に、リポソームの内水相及び/又は外水相に、糖類又は多価アルコール類を添加しても良い。特に、長期保存あるいは製剤化途上での保管が必要な場合には、リポソームの保護剤として、糖あるいは多価アルコールを添加・溶解し、凍結乾燥により水分を除いてリン脂質組成物の凍結乾燥物とすることが好ましい。
糖類としては、例えばグルコース、ガラクトース、マンノース、フルクトース、イノシトール、リボース、キシロース等の単糖類;サッカロース、ラクトース、セロビオース、トレハロース、マルトース等の二糖類;ラフィノース、メレジトース等の三糖類;シクロデキストリン等のオリゴ糖;デキストリン等の多糖類;キシリトール、ソルビトール、マンニトール、マルチトール等の糖アルコールなどが挙げられる。これらの糖類の中では単糖類又は二糖類が好ましく、中でもグルコース又はサッカロースが入手性などの点からより好ましく挙げられる。
多価アルコール類としては、例えば、グリセリン、ジグリセリン、トリグリセリン、テトラグリセリン、ペンタグリセリン、ヘキサグリセリン、ヘプタグリセリン、オクタグリセリン、ノナグリセリン、デカグリセリン、ポリグリセリンなどのグリセリン系化合物;ソルビトール、マンニトールなどの糖アルコール系化合物;エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ペンタエチレングリコール、ヘキサエチレングリコール、ヘプタエチレングリコール、オクタエチレングリコール、ノナエチレングリコールなどが挙げられる。このうち、グリセリン、ジグリセリン、トリグリセリン、ソルビトール、マンニトール、分子量400〜10,000のポリエチレングリコールが入手性の点から好ましく挙げられる。リポソームの内水相及び/又は外水相に含ませる、糖類あるいは多価アルコール類の濃度は、リポソーム液に対する重量濃度で、例えば1〜20重量%が挙げられ、好ましくは2〜10重量%が挙げられる。
本発明のペプチド結合リポソームを製造する場合、ペプチドを結合させる前のリポソームを作製した後、ペプチドを結合させることにより簡便にペプチド結合リポソームを得ることができる。例えば、リン脂質、安定化剤及び膜表面にペプチドを結合するための反応性リン脂質を含有したリポソーム、例えばリポソーム液を調製し、その外水相に前記の糖類の一つであるスクロースを2〜10重量%程度加えて溶解する。この糖添加製剤を10mlガラス製バイヤルに移して棚段式凍結乾燥機内に置き、−40℃等に冷却して試料を凍結した後、常法により凍結乾燥物を得る。ここで得たリポソームの凍結乾燥物は、水分が取り除かれているため長期の保存が可能であり、必要時に特定のペプチドを加えて後の工程を実施することにより、本発明のペプチド結合リポソームを簡便に迅速に得ることができる。ペプチドとリポソームの相互作用が強く不安定性が強い場合などは、このようにリポソームの凍結乾燥物の段階で保存し、必要な際にペプチドを結合して用いると非常に簡便である。
本発明のペプチド結合リポソームに用いられるリポソームは、ペプチドが結合したリン脂質を有し得る。ペプチドが結合したリン脂質を含有するリポソームを得る方法としては、次の(A)及び(B)による方法が挙げられる。
(A)リン脂質、反応性リン脂質、安定化剤を含有するリポソームを調製し、これにペプチド及び2価反応性化合物を添加し、リポソーム中に含有される反応性リン脂質の官能基と、ペプチドの官能基とを、2価反応性化合物を介して連結する。ここで用いることができる2価反応性化合物は、反応性リン脂質の末端変性体調製において用いたものを同様に用いることができる。具体的には、アルデヒド基を有する2価反応性化合物として、グリオキサール、グルタルアルデヒド、サクシンジアルデヒド、テレフタルアルデヒドなどが挙げられる。好ましくは、グルタルアルデヒドが挙げられる。更に、コハク酸イミド基を有する2価反応性化合物として、ジチオビス(サクシンイミジルプロピオネート)、エチレングリコール−ビス(サクシンイミジルサクシネート)、ジサクシンイミジルサクシネート、ジサクシンイミジルスベレート、又はジサクシンイミジルグルタレートなどが挙げられる。また、片末端にサクシンイミド基、もう一方の片末端にマレイミド基を有する2価反応性化合物として、N−サクシンイミジル−4−(p−マレイミドフェニル)ブチレート、スルホサクシンイミジル−4−(p−マレイミドフェニル)ブチレート、N−サクシンイミジル−4−(p−マレイミドフェニル)アセテート、N−サクシンイミジル−4−(p−マレイミドフェニル)プロピオネート、サクシンイミジル−4−(N−マレイミドエチル)−シクロヘキサン−1−カルボキシレート、スルホサクシンイミジル−4−(N−マレイミドエチル)−シクロヘキサン−1−カルボキシレート、N−(γ−マレイミドブチリルオキシ)サクシンイミド、N−(ε−マレイミドカプロイルオキシ)サクシンイミド等を使用することが出来る。かかる2価反応性化合物を使用すると、官能基としてマレイミド基を有する反応性リン脂質(例えばホスファチジルエタノールアミン)の末端変性体が得られる。
(B)リン脂質、反応性リン脂質、安定化剤を含有するリポソームを調製し、これにペプチドを添加し、リポソームに含まれる反応性リン脂質の官能基と、ペプチドの官能基を連結して結合させる方法。
前記(A)及び(B)における結合の種類としては、例えば、イオン結合、疎水結合、共有結合等が挙げられるが、好ましくは共有結合である。更に共有結合の具体例としては、シッフ塩基結合、アミド結合、チオエーテル結合、エステル結合などが挙げられる。以上の2つの方法いずれとも、リポソームに含まれる反応性リン脂質にペプチドを結合することができ、リポソーム中にペプチドを結合したリン脂質が形成される。
前記の(A)の方法において、原料となるリポソームとペプチドとを2価反応性化合物を介して結合させる方法の具体例としては、例えば、シッフ塩基結合を利用する方法が挙げられる。シッフ塩基結合を介してリポソームとペプチドとを結合する方法としては、アミノ基を表面に有するリポソームを調製し、ペプチドをリポソームの懸濁液に添加し、次に、2価反応性化合物としてジアルデヒドを加え、リポソーム表面のアミノ基とペプチド中のアミノ基とをシッフ塩基を解して結合する方法を挙げることができる。
この結合手順の具体例としては、例えば、次の方法が挙げられる。
(A−1)アミノ基を表面に有するリポソームを得るために、不飽和結合を1個有する炭素数14〜24のアシル基又は不飽和結合を1個有する炭素数14〜24の炭化水素基を有する反応性リン脂質(例えば、ホスファチジルエタノールアミン)をリポソーム原料脂質(リン脂質、リポソームの安定化剤等)中に混合して、アミノ基がリポソーム表面に所定量存在するリポソームを作成する。
(A−2)前記リポソーム懸濁液に、ペプチドを添加する。
(A−3)次に、2価反応性化合物としてグルタルアルデヒドを加えて、所定の時間反応させてリポソームとペプチドとの間にシッフ塩基結合を形成する。
(A−4)その後、余剰のグルタルアルデヒドの反応性を失活させるため、アミノ基含有水溶性化合物としてグリシンをリポソーム懸濁液に加えて反応させる。
(A−5)ゲルろ過、透析、限外ろ過、遠心分離などの方法により、リポソームに未結合のペプチド、グルタルアルデヒドとグリシンとの反応産物、及び余剰のグリシンを除去して、ペプチド結合リポソーム懸濁液を得る。
前記の(B)の方法の具体例としては、アミド結合、チオエーテル結合、シッフ塩基結合、エステル結合などを形成することのできる官能基を有する反応性リン脂質をリン脂質膜に導入する方法が挙げられる。このような官能基の具体例としては、サクシンイミド基、マレイミド基、アミノ基、イミノ基、カルボキシル基、水酸基、チオール基などが挙げられる。リポソームに導入する反応性リン脂質の例としては、前記の不飽和結合を1個有する炭素数14〜24のアシル基又は不飽和結合を1個有する炭素数14〜24の炭化水素基を有する反応性リン脂質(例えば、ホスファチジルエタノールアミン)のアミノ基末端の末端変性物を用いることができる。
この結合手順の具体例として、ジアシルホスファチジルエタノールアミンを用いた場合を例にとって、以下説明する。
(B−1)不飽和結合を1個有する炭素数14〜24のアシル基を有するジアシルホスファチジルエタノールアミンとジサクシンイミジルサクシネートを公知の方法で片末端のみ反応させて、官能基としてサクシンイミド基を末端に有するジサクシンイミジルサクシネート結合ジアシルホスファチジルエタノールアミンを得る。
(B−2)前記ジサクシンイミジルサクシネート結合ジアシルホスファチジルエタノールアミンと他のリポソーム構成成分(リン脂質、安定化剤等)とを公知の方法で混合し、表面に官能基としてサクシンイミド基を有するリポソーム組成物を作成する。
(B−3)前記リポソーム組成物懸濁液に、ペプチドを加え、ペプチド中のアミノ基と、リン脂質膜表面のサクシンイミド基とを反応させる。
(B−4)未反応のペプチド、反応副生物等を、ゲルろ過、透析、限外ろ過、遠心分離などの方法により除去して、ペプチド結合リン脂質を含有するリポソーム懸濁液を得る。
リポソームとペプチドとを結合する場合、官能基として含有されることが多いアミノ基又はチオール基を対象とすることが実用上好ましい。アミノ基を対象とする場合には、サクシンイミド基と反応させることによりシッフ塩基結合を形成させることが出来る。チオール基を対象とする場合には、マレイミド基と反応させることによりチオエーテル結合を形成させることが出来る。
本発明における抗原提示細胞は、細胞表面抗原HLA−A2を発現する細胞をin vitroにおいて1種又は2種以上のペプチドと接触させることにより調製された細胞である。細胞は、自己由来及び/又は同種由来の細胞であることが好ましい。また、細胞としては、細胞表面抗原HLA−A2(例えば、HLA−A0201)を発現する細胞が挙げられる。好ましいものは、リンパ系単核細胞(T細胞、マクロファージ、B細胞、樹状細胞など)であり、さらに好ましくは、樹状細胞である。
本発明の抗原提示細胞は、対象に投与(注入)することによって、SARSコロナウイルス特異的なHLA−A2拘束性CTLの誘導剤、及び/又は、SARSコロナウイルスの感染を治療又は予防するためのワクチンとして使用することができる。すなわち本発明の抗原提示細胞は本発明のペプチドを細胞表面に提示するものであり、CTLを強く誘導することができることから、SARSコロナウイルスの排除を目的としたCTL誘導剤及び/又はワクチンとして使用することができる。抗原提示細胞は細胞数10あたり、好ましくは1〜100μM、より好ましくは5〜50μM、例えば、10μMのペプチドを用いて調製したものであることが好ましい。
本発明のペプチド、ペプチド結合リポソーム及び抗原提示細胞は、SARSコロナウイルス特異的なHLA−A2拘束性CTLの誘導剤、及び/又は、SARSコロナウイルスの感染を治療又は予防するためのワクチンとして用いることができる。対象はヒトを含めた任意の動物であってよい。特定の実施形態では、対象はヒトである。本発明の誘導剤及び/又はワクチンは、有効成分とされる物質の性状に応じた一般的な医薬組成物の形態とし、組成物の直接送達は、一般に非経口的注射(例えば、皮下注射、腹腔内注射、静脈内注射、筋肉内注射、組織の間隙の空間への注射等)によって達成される。他の投与法としては、粘膜投与(例えば、経口、経鼻、また肺)、眼を通じた投与、経皮的投与及び坐剤が挙げられる。
すなわち、非経口的に投与する場合には、注射剤、経鼻剤、局所投与剤(経皮剤等)、直腸投与剤等の投与形態で投与することができる。経口的に投与する場合、通常当分野で用いられる投与形態で投与することができる。注射剤としては、例えば無菌の溶液又は懸濁液、乳剤等が挙げられ、具体的には水、水−プロピレングリコール溶液、緩衝化液、0.4%の生理食塩水等が挙げられる。さらに液状製剤とした場合は凍結保存、又は、凍結乾燥等により水分を除去して保存することができる。凍結乾燥製剤は、用時に注射用蒸留水などを加え、再溶解して使用される。局所投与剤としては、例えばクリーム、軟膏、ローション、経皮剤等が挙げられる。経口剤又は直腸投与剤としては、例えばカプセル、錠剤、ピル、散剤、ドロップ、座剤、液剤等が挙げられる。
以上の剤形は通常当分野で行われている手法により、薬学的に許容される賦形剤、添加剤と共に製剤化される。薬学的に許容される賦形剤、添加剤としては、担体、結合剤、香料、緩衝剤、増粘剤、着色剤、安定剤、乳化剤、分散剤、懸濁化剤、防腐剤、pH調節剤、張度調節剤、浸潤剤等が挙げられる。また、薬学的に許容される担体としては、例えば炭酸マグネシウム、ラクトース、ぺクチン、澱粉、メチルセルロース等が挙げられる。
本発明のペプチド、ペプチド結合リポソーム又は抗原提示細胞を有効成分として含有する誘導剤、並びに、本発明のペプチド、ペプチド結合リポソーム又は抗原提示細胞を有効成分として含有するワクチンは、その効果を増強するため、アジュバンドをさらに含有してもよい。アジュバントとしては、水酸化アルミニウムゲル、完全フロイントアジュバント、不完全フロイントアジュバント、百日咳菌アジュバント、ポリ(I,C)、CpG−DNA等が挙げられる。中でも、CpG−DNAが好ましい。CpG−DNAは、非メチル化CpGモチーフを含むDNAであり、樹状細胞を活性化することにより、本発明のペプチド、ペプチド結合リポソーム又は抗原提示細胞によるCTL誘導を増強することができる。
製剤中の本発明のペプチドの投与量、製剤の投与回数は症状、年齢、体重、投与形態等によって異なるが、通常0.01μg〜1mg、好ましくは0.1μg〜500μg、より好ましくは1.0μg〜100μgであり、これを数日ないし数月に1回投与するのが好ましい。例えば、初期免疫(すなわち、治療的又は予防的投与)では成人患者に関して1.0μg〜500μgのペプチドを投与し、患者の血液における特異的なCTL活性の測定による患者の応答及び状態に応じて、数週間から数ヶ月にわたるブースティング療法に従う1.0μg〜100μgのペプチドのブースティング投与がそれに続く。また、本発明の抗原提示細胞の投与細胞数は、好ましくは10〜10個、より好ましくは10〜10個であるが、症状、年齢、体重、投与形態等により適宜調整することができる。
以下、実施例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に制限するものではない。
(実施例1:CTLエピトープの予測)
2種類のエピトープ予測コンピュータソフトBIMAS(URL:http://www-bimas.cit.nih.gov/molbio/hla_bind/)及びSYFPEITHI(URL:http://www.syfpeithi.de/)を用いて、pp1aのエピトープ候補を検索した。HLA分子:HLA−A0201、及び、ペプチド長:9〜10アミノ酸残基を対象として検索した中から、2種類の解析方法の両方において高い予測スコアを示すエピトープ候補ペプチドを30種類選抜した。これら30種類のエピトープ候補ペプチドのアミノ酸配列を表1に示す。30種類のエピトープ候補ペプチドについて、それぞれ合成ペプチドを作製し、実際にエピトープとして機能し得るペプチドを検索し、同定した9種類のエピトープペプチドの機能をさらに解析するために以下の実施例4及び5を行った。
Figure 0005686370
(実施例2:ペプチドのHLA−A0201分子への結合アフィニティの測定)
表1に挙げた30種類のエピトープ候補ペプチドについて、主要組織適合抗原複合体(major histocompatibility complex、MHC)クラスI分子であるHLA−A0201への結合アフィニティを測定した。測定には、ヒトリンパ球系細胞株であるT2細胞を用いた。T2細胞は、TAP遺伝子の欠失により自己抗原由来の自己ペプチドが輸送できないため、ペプチドを結合しないHLA−A0201を細胞表面に発現する。細胞外部に添加したペプチドがHLA−A0201に結合すると、HLA−A0201複合体を形成し、安定化する。この原理を利用し、形成されたHLA−A0201複合体量と添加したペプチドの濃度との関係から結合アフィニティを算出した。HLA−A0201複合体を検出する抗体として、抗HLA−A2モノクローナル抗体BB7.2(ATCC)を用いた。また、C型肝炎ウイルスのエピトープ(NS3−1585)をコントロールとして用いた。
具体的には、T2細胞を種々の濃度のペプチドと共に37℃で一晩インキュベーションした。その後、抗HLA−A2抗体BB7.2と反応させ、次に、FITC標識した二次抗体を反応させた細胞をフローサイトメトリーにより解析した。NS3−1585をパルスしたT2細胞の平均蛍光強度(MFI)を基準(100%)とし、それぞれのペプチドについて50%の平均蛍光強度を示すペプチド濃度をBL50(half−maximal binding level)として表2に示した。BL50が100μM未満、100〜200μM、及び、200μMよりも高い場合をそれぞれ結合アフィニティが“High”、“Medium”、及び、“Low”の3段階に分類したところ、高い結合アフィニティを示すペプチドが24種類存在した。
Figure 0005686370
(実施例3:ペプチドをパルスした抗原提示細胞を用いて免疫したマウスにおけるペプチド特異的CTLの誘導)
表1に挙げた30種類のエピトープ候補ペプチドについて、ペプチド特異的にCTLが誘導されるか否かを調べるため、in vitroにてペプチドをパルスしたマウス脾臓細胞でマウスに免疫し、その脾臓細胞をペプチドで刺激した後、CTL誘導活性を測定した。マウスには、マウスMHCクラスIとβ2−マイクログロブリン(β2−m)をノックアウトしたマウスにヒトMHCクラスIの一つであるHLA−A0201とヒトβ2−m遺伝子を導入したHLA−A2トランスジェニックマウス(HDD IIマウス、パスツール研究所、フランス;Dr.F.Lemonnierより供与された)を用いた。CD8陽性細胞においてインターフェロンγ(IFN−γ)産生が亢進した細胞の割合を指標として、CTL誘導活性を測定した。
ナイーブなHLA−A2トランスジェニックマウスから調製した脾臓細胞を、in vitroにて各ペプチド10μMと共に37℃、1時間インキュベートした。ペプチドでパルスした脾臓細胞を別個体のナイーブなHLA−A2トランスジェニックマウスに静脈注射して免疫した。
免疫1週間後、免疫したマウスから脾臓細胞を調製し、10%ウシ胎児血清(FCS)を含む培地に懸濁して、96ウェルプレートの1ウェル当たりの細胞数が2x10細胞となるように撒いた。そして、それぞれのウェルに各ペプチド(終濃度10μM)と、25倍希釈したGolgiPlusTM溶液(日本BD)を5μLとを添加して37℃、5時間インキュベートした。ここで、GolgiPlusTMは、細胞内の輸送をとめることで、産生したIFN−γの分泌を阻害するために用いた。細胞を洗浄後、細胞表面のFc受容体をブロックすることにより非特異的反応を抑えるために、100μLのFACSバッファー(2%FCS及び0.1%アジ化ナトリウムを含むPBS)に懸濁した10細胞当たり1μgのFcBlock抗体(日本BD)を添加し、4℃、10分間インキュベートした。
次に、CD8陽性細胞検出のため、細胞懸濁液にフルオレセインイソチオシアネート(FITC)標識抗CD8抗体を0.5μg添加し、4℃、30分間インキュベートした後、細胞を2回洗浄して染色した。更に、細胞内サイトカイン染色(ICS、Intracellular cytokine staining)を用いて、次の手順で細胞内のIFN−γを染色した。まず、細胞を1ウェル当たり100μLのCytofix/CytopermTM溶液(日本BD)を添加し、4℃、20分間静置して細胞を固定、細胞膜を浸透化した。細胞を2回洗浄した後に回収した。次に、フィコエリスリン(PE)標識抗IFN−γ抗体を0.5μg添加し、4℃、30分間インキュベートした。細胞を洗浄後、100μLのFACS fixバッファー(2%FCS、0.1%アジ化ナトリウム及び1%ホルムアルデヒドを含むPBS)に懸濁し、フローサイトメトリー解析に呈した。
それぞれのエピトープ候補ペプチドについて、CD8陽性細胞内IFN−γ陽性細胞の割合(%)を表3に示す。
Figure 0005686370
その結果、30種類の候補ペプチドのうち、9種類のペプチド(pp1a−2187、pp1a−2207、pp1a−2340、pp1a−2546、pp1a−2755、pp1a−2990、pp1a−3444、pp1a−3687及びpp1a−3709;配列番号10,11,12,13,15,17,18,23及び24)で、有意にCD8陽性細胞内IFN−γ陽性細胞を誘導したので、これら9種類のペプチドをエピトープと決定した。その中には、実施例2においてHLA−A0201への結合アフィニティが低いもの(pp1a−2207及びpp1a−2340)及び中程度のもの(pp1a−2755)が含まれていた。
(実施例4:リポソーム及びペプチド結合リポソームの調整)
実施例3において特に高いCTL誘導活性を示した9種類のCTLエピトープペプチド(pp1a−2187、pp1a−2207、pp1a−2340、pp1a−2546、pp1a−2755、pp1a−2990、pp1a−3444、pp1a−3687及びpp1a−3709;配列番号10,11,12,13,15,17,18,23及び24)について、以下の方法により、ペプチド結合リポソームを調製した。また、同様の方法で、ヘルパーペプチド(アミノ酸配列:TPPAYRPPNAPIL;配列番号32)を結合させたリポソームを調製した。なお、ヘルパーペプチドとして、Dr.A.Setteら(Glenn Y et al., J. Immunol. 162:3915−3925(1999)等)によって使用されているHBV core 128ヘルパーペプチドに基づき合成したもの(Operon社)を用いた。
(4−1)末端変性ホスファチジルエタノールアミンからなる反応性リン脂質(サクシンイミジル基−ジオレオイルホスファチジルエタノールアミン)の合成
ジオレオイルホスファチジルエタノールアミン2g及びトリエチルアミン180μlをクロロホルム50mlに溶解及び添加し、300ml容の4つ口フラスコに入れた。このフラスコをマグネットスターラーで室温で攪拌しつつ、別に調製した2価反応性化合物であるジサクシンイミジルスベレート3gをクロロホルム80mlに溶解した溶液を、常法に従って4時間にわたって滴下し、ジオレオイルホスファチジルエタノールアミンのアミノ基にジサクシンイミジルスベレートの片末端を反応させた。この粗反応溶液をナス型フラスコに移し、エバポレーターによって溶媒を留去した。次に、このフラスコに粗反応物を溶解できるだけのクロロホルムを少量加えて高濃度粗反応物溶液を得、クロロホルム/メタノール/水(65/25/1、体積比)で平衡化したシリカゲルを用いて常法に従ってカラムクロマトグラフィーを行い、目的のジオレオイルホスファチジルエタノールアミンのアミノ基にジサクシンイミジルスベレートの片末端が結合した画分のみを回収し、溶媒を留去して目的のサクシンイミジル基−ジオレオイルホスファチジルエタノールアミンを得た。
(4−2)脂質混合粉末の調製
ジオレオイルホスファチジルコリン1.3354g(1.6987mmol)、実施例4−1において調整したサクシンイミジル基−ジオレオイルホスファチジルエタノールアミン0.2886g(0.2831mmol)、コレステロール0.7663g(1.9818mmol)及びジオレオイルホスファチジルグリセロールナトリウム塩0.4513g(0.5662mmol)をナス型フラスコに取り、クロロホルム/メタノール/水(65/25/4、体積比)混合溶剤50mlを入れ、40℃にて溶解した。次に、ロータリーエバポレーターを用いて減圧下で溶剤を留去し、脂質の薄膜を作製した。さらに、注射用蒸留水を30ml添加し、攪拌して均一のスラリーを得た。このスラリーを凍結させ、凍結乾燥機にて24時間乾燥させ脂質混合粉末を得た。
(4−3)リポソームの調製
次に、別途作製した緩衝液A(1.0mM NaHPO/KHPO、0.25M サッカロース、pH7.4)60mlを上記脂質混合粉末の入ったナス型フラスコ内に入れ、40℃にて攪拌しながら脂質を水和させ、リポソームを得た。次に、エクストルーダーを用いてリポソームの粒径を調整した。まず、8μmのポリカーボネートフィルターを通過させ、続いて5μm、3μm、1μm、0.65μm、0.4μm及び0.2μmの順にフィルターを通過させた。その結果、リポソーム粒子の平均粒径206nm(動的光散乱法による測定)が得られた。
(4−4)ペプチド結合リポソームの調製
実施例4−3において得られたリポソーム1.5mlを試験管に採取し、別に調製した3mlの各ペプチド溶液(1.25mM)/緩衝液Aを加えた後、5℃で48時間穏やかに攪拌し反応させた。この反応液を、緩衝液Aで平衡化したSepharoseCL−4Bを用いて常法に従ってゲル濾過した。なお、リポソーム画分は白濁しているので、目的画分は容易に認識できるが、UV検出器等で確認しても良い。ここで得られたリポソーム懸濁液中のリン濃度を測定し(リン脂質テスト、Wako)リン脂質由来のリン濃度を2mMとなるように緩衝液Aで希釈調整し、各ペプチド結合リポソームの懸濁液を得た。
(実施例5:ペプチド結合リポソームを用いて免疫したマウスにおけるペプチド特異的CTLの誘導)
実施例3において特に高いCTL誘導活性を示した9種類のCTLエピトープペプチド(pp1a−2187、pp1a−2207、pp1a−2340、pp1a−2546、pp1a−2755、pp1a−2990、pp1a−3444、pp1a−3687及びpp1a−3709;配列番号10,11,12,13,15,17,18,23及び24)について、ペプチド結合リポソームを用いて免疫したマウスにおけるCTL誘導活性を測定した。
実施例4において調製したペプチド結合リポソーム(25μl)、ヘルパーペプチド結合リポソーム(25μl)及びCpGモチーフをもつオリゴ核酸(5μg、塩基配列:5’−tccatgacgt tctgatgtt−3’;配列番号33)を混合して得られた免疫溶液をナイーブなHLA−A2トランスジェニックマウスの足蹠(foot pad)に免疫した。免疫後1週間飼育し、その後は実施例3と同じ方法によりCTL誘導活性を測定した。なお、コントロールとして、ペプチド結合リポソームの代わりにペプチドを結合していないリポソームを用いた。CpGモチーフをもつオリゴ核酸として、Nagata. T. et al., Vaccine 25:4914−4921(2007)を基に、遺伝子合成したもの(北海道システムサイエンス株式会社)を用いた。
ペプチド結合リポソームを用いて免疫したマウスにおけるフローサイトメトリーによるCD8とIFN−γの染色プロットを図1に示す。各グラフの右上枠内の各ドットが、CD8陽性細胞内IFN−γ陽性細胞に相当し、枠内の数値がCD8陽性細胞内IFN−γ陽性細胞の割合(%)を示す。その結果、含むペプチド結合リポソームを免疫することにより、CTL誘導が引き起こされることが分かった。
(比較例)
実施例5の比較対照実験として、以下の実験を行った。pp1aのCTLエピトープペプチドの代わりにSARS−CoVのスパイクタンパク質のCTLエピトープペプチド(spike−1203、アミノ酸配列:FIAGLIAIV;配列番号34)を用い、ナイーブなHLA−A2トランスジェニックマウスの大腿筋への筋肉注射によって免疫したこと以外は、実施例4と同じ手法でCTL誘導活性を測定した。
spike−1203ペプチド結合リポソームを用いて免疫したマウスにおけるフローサイトメトリーによるCD8とIFN−γの染色プロットを図2に示す。解析の結果、これまでに知られているスパイクタンパク質のCTLエピトープペプチド(spike−1203)を用いた場合のCD8陽性細胞内IFN−γ陽性細胞の割合(%)は0.29であった。実施例4の結果と比較すると、pp1a由来の8種類のCTLエピトープペプチド(pp1a−2187、pp1a−2207、pp1a−2340、pp1a−2546、pp1a−2755、pp1a−2990、pp1a−3687及びpp1a−3709;配列番号10,11,12,13,15,17,23及び24)が、スパイクタンパク質のCTLエピトープペプチドよりも高いCTL誘導活性を示すことが分かった。
(実施例6:ペプチド結合リポソームを使って免疫したマウスにおけるin vivo CTLアッセイ)
実施例4において高いCTL誘導活性を示した5種類のCTLエピトープペプチド(pp1a−2187、pp1a−2340、pp1a−2755、pp1a−2990及びpp1a−3709;配列番号10,12,15,17及び24)について、ペプチド結合リポソームを用いて免疫したマウスのin vivoにおけるCTL応答活性を測定した。
in vivoにおけるCTL応答活性測定の原理は以下の通りである。ペプチドをパルスしていない標的細胞(ネガティブコントロール)を低濃度のcarboxy fluorescein diacetate succinimidyl ester(CFSE)で標識し、一方、ペプチドをパルスした標的細胞を高濃度(10倍)のCFSEで標識する。2種類の細胞集団を同細胞数ずつ混ぜたものを、予めペプチド結合リポソームを用いて免疫したマウスに細胞移入する。その後、移入したマウスから脾臓細胞を回収して脾臓細胞懸濁液を調製し、フローサイトメトリー解析により、CFSE標識された移入細胞の比率を測定する。抗原ペプチドに対するCTL応答活性のないマウスでは等量のCFSE標識された移入細胞が回収される。しかしながら、抗原ペプチドに対するCTL応答活性を有するマウスでは、抗原ペプチドで覆われた標的細胞が溶解されるため、フローサイトメトリーによって高CFSE標識細胞の減少を定量することによってin vivoでの溶解度合いを測定できる。
具体的には、以下の手法により測定した。
予め、各ペプチドを用いて調製したペプチド結合リポソームをマウスに免疫し、ペプチド特異的CTLを誘導した移入用マウスを用意した。なお、コントロールとして、ペプチド結合リポソームの代わりにペプチドを結合していないリポソームで免疫したマウスを用いた。免疫の1週間後、別個体のナイーブマウスから脾臓細胞を調製し、RPMI−1640(Sigma) 2mL当たりの細胞数が2x10細胞となるように懸濁して、2本のチューブにそれぞれ1mLのアリコットを分取した。一方のチューブのみに終濃度10μMとなるようにペプチドを添加し、2本のチューブを37℃、1〜2時間インキュベートした。細胞を1回洗浄した後、20mLのPBS/0.1%BSAに懸濁し、短時間ボルテックスした。その後、ペプチドをパルスした細胞のチューブに10μLの5mM CFSEを添加し、すぐに、ペプチドとインキュベートしていない細胞のチューブに1μLの5mM CFSEを添加して、両方のチューブをボルテックスにより懸濁し、37℃のウォーターバスにて10分間インキュベートした。両方の細胞集団を遠心して1回洗浄し、生細胞数をカウントした上で、それぞれの細胞集団を5x10細胞/mLとなるようにHBSSに懸濁した。各細胞懸濁液を等量ずつ混ぜて免疫溶液とし、予め免疫したマウスに細胞懸濁液200μL(1x10細胞/個体)を静脈注射することにより細胞移入した。移入から12時間後、マウスから脾臓細胞を回収し、脾臓1個当たり1mLのPBS/1%FBS/5mM EDTAに脾臓細胞を懸濁した。遠心後、1mLのFACS fixバッファーに懸濁し、この脾臓細胞懸濁液100μLを2mLのFACSバッファーで希釈した後、フローサイトメトリー解析に呈した。
CFSE標識された標的細胞を移入したマウスにおけるフローサイトメトリーによるCFSEの染色プロットを図3に示す。各グラフの一番右のピークがペプチドをパルスした細胞の集団を示し、右から二番目のピークがペプチドをパルスしていない細胞を示す。それぞれのCTLエピトープペプチドにおいて、リポソームを免疫したコントロール(左のグラフ)に比べ、ペプチド結合リポソームを免疫したもの(右のグラフ)では、ペプチドをパルスした細胞数が減少していることがわかった。CTLによる標的細胞のペプチド特異的溶解率(%)は、それぞれpp1a−2187:79.2%、pp1a−2340:68.5%、pp1a−2755:70.5%、pp1a−2990:73.4%及びpp1a−3709:96.3であり、いずれも高いCTL応答活性を持つことが明らかとなった。中でも、pp1a−3709は特に高いCTL応答活性を持つことが分かった。したがって、これらのCTLエピトープペプチド(pp1a−2187、pp1a−2340、pp1a−2755、pp1a−2990及びpp1a−3709;配列番号10,12,15,17及び24)は、CTL応答活性の高いドミナントペプチドであることが明らかとなった。


Claims (18)

  1. ペプチドがリポソームの表面に結合しているペプチド結合リポソームであって、
    リポソームが、不飽和結合を1個有する炭素数14〜24のアシル基又は不飽和結合を1個有する炭素数14〜24の炭化水素基を有するリン脂質、及び、安定化剤を含有し、
    ペプチドが、配列番号10、12、15、17及び24からなる群より選択されるアミノ酸配列からなるペプチド少なくとも1種である、
    ペプチド結合リポソーム。
  2. 前記ペプチドが、配列番号24のアミノ酸配列からなるペプチドである、請求項1に記載のペプチド結合リポソーム。
  3. 前記リン脂質が、不飽和結合を1個有する炭素数14〜24のアシル基を有するリン脂質である、請求項1又は2に記載のペプチド結合リポソーム。
  4. 前記リン脂質が、オレオイル基を有するリン脂質である、請求項1又は2に記載のペプチド結合リポソーム。
  5. 前記リン脂質が、ジアシルホスファチジルセリン、ジアシルホスファチジルグリセロール、ジアシルホスファチジン酸、ジアシルホスファチジルコリン、ジアシルホスファチジルエタノールアミン、サクシンイミジル−ジアシルホスファチジルエタノールアミン、及び、マレイミド−ジアシルホスファチジルエタノールアミンから選ばれる少なくとも1つである、請求項1又は2に記載のペプチド結合リポソーム。
  6. 前記安定化剤がコレステロールである、請求項1又は2に記載のペプチド結合リポソーム。
  7. 前記ペプチドが、リポソームに含まれる不飽和結合を1個有する炭素数14〜24のアシル基又は不飽和結合を1個有する炭素数14〜24の炭化水素基を有するリン脂質に結合している、請求項1又は2に記載のペプチド結合リポソーム。
  8. リポソームが以下の組成を有する、請求項1又は2に記載のペプチド結合リポソーム:
    (A)不飽和結合を1個有する炭素数14〜24のアシル基又は不飽和結合を1個有する炭素数14〜24の炭化水素基を有するリン脂質 1〜99.8モル%;
    (B)安定化剤 0.2〜75モル%。
  9. 以下の組成を有するペプチド結合リポソーム:
    (I)不飽和結合を1個有する炭素数14〜24のアシル基又は不飽和結合を1個有する炭素数14〜24の炭化水素基を有する酸性リン脂質 1〜85モル%;
    (II)不飽和結合を1個有する炭素数14〜24のアシル基又は不飽和結合を1個有する炭素数14〜24の炭化水素基を有する中性リン脂質 0.01〜80モル%;
    (III)配列番号10、12、15、17及び24からなる群より選択されるアミノ酸配列からなるペプチド少なくとも1種が結合した、不飽和結合を1個有する炭素数14〜24のアシル基又は不飽和結合を1個有する炭素数14〜24の炭化水素基を有するリン脂質 0.2〜80モル%;
    (IV)安定化剤 0.2〜75モル%。
  10. 細胞表面抗原HLA−A2を発現する細胞をin vitroにおいて請求項1〜9のいずれか一項に記載のペプチド結合リポソームと接触させることにより調製された抗原提示細胞。
  11. 前記細胞が自己由来である請求項10に記載の抗原提示細胞。
  12. 前記細胞が同種由来である請求項10に記載の抗原提示細胞。
  13. 請求項〜9のいずれか一項に記載のペプチド結合リポソームを有効成分として含有する、SARSコロナウイルス特異的なHLA−A2拘束性CTLの誘導剤。
  14. 請求項〜9のいずれか一項に記載のペプチド結合リポソームを有効成分として含有する、SARSコロナウイルスの感染を予防するためのワクチン。
  15. 請求項10〜12のいずれか一項に記載の抗原提示細胞を有効成分として含有する、SARSコロナウイルス特異的なHLA−A2拘束性CTLの誘導剤。
  16. 請求項10〜12のいずれか一項に記載の抗原提示細胞を有効成分として含有する、SARSコロナウイルスの感染を予防するためのワクチン。
  17. CpG−DNAをさらに含む、請求項13に記載のSARSコロナウイルス特異的なHLA−A2拘束性CTLの誘導剤。
  18. CpG−DNAをさらに含む、請求項14に記載のSARSコロナウイルスの感染を予防するためのワクチン。
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