JPH01500879A - T細胞表面タンパク質t4をコードするdna並びにt4フラグメントのaids治療への使用 - Google Patents

T細胞表面タンパク質t4をコードするdna並びにt4フラグメントのaids治療への使用

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JPH01500879A JP62505271A JP50527187A JPH01500879A JP H01500879 A JPH01500879 A JP H01500879A JP 62505271 A JP62505271 A JP 62505271A JP 50527187 A JP50527187 A JP 50527187A JP H01500879 A JPH01500879 A JP H01500879A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 T細胞表面タンパク質T4をコードするDNAびにT4フー メントの^■DS ゛、へのl吸へ11 本明細書では、参照する幾つかの刊行物を括弧に入れたアラビア数字によって示 す、参照文献の完全な表記は、明細書末尾の“請求の範囲”直前に掲げである。 これらの刊行物の開示は参照によってその全体が、本発明の係わる分野の技術水 準をより完全に説明するため本出願に含まれる。 機能上異なるクラスのTリンパ球は、別個の標的細胞集団の表面上の抗原を認識 する。ヘルパーT細胞は主にマクロファージ及びBm胞と相互作用する。細胞障 害性T細胞は、より広範囲の抗原保有標的細胞と相互作用する。これらの細胞認 識事象は、エフェクター及び標的細胞両方の表面分子の特異的結合によって媒介 されると考えられる。■細胞の表面は、大部分がTリンパ球に限定される幾つか の多望性及び非多型性タンパク質によって特徴付けられる。これらの分子の殆ど は全T細胞に共通であるが、表面タンパク質の二つの群のものだけは機能の異な るクラスのT細胞において常に異なり、これらのタンパク質がT細胞−標的細胞 相互作用に関係している。 上記のうち一方の群の表面分子は、■リンパ球の主要な機能的サブセットを識別 する。即ち、表面糖タンパク質のT4及びT8である。胸腺発生の初期において 、環タンパク質T4及びT8は共に胸腺リンパ球表面で発現する(1)、末梢免 疫系では、14分子と18分子とはT細胞の互いに別個のサブセットで発現し、 同一細胞ではまれにしか発現しない(2,3)、74分子は、クラス■の主要組 織適合遺伝子複合体(14)IC)分子を保有する標的と相互作用するT細胞で 発現し、一方T8保有T細胞はクラス■のMHCタンパク質を発現する標的と相 互作用する(4.5.6.7.8.9)、Tリンパ球のT4集団はヘルパー細胞 を含み、一方T8集団は細胞障害性細胞及びサプレッサー細胞の大部分を含む( 6,10)、 Lかし、T4’T細胞はまれにしか細胞障害性細胞あるいはサプ レッサー細胞として機能し得ず(6,10)、このことからは、T4あるいはT 8の発現がエフェクター機能よりMHCクラス認識の方に緊密に関連することが 示唆される。上記分子のT細胞−標的細胞相互作用における重要性は、モノクロ ーナル抗体を用いた研究によって提示され得る。 14分子(あるいはマウスで の等傷物L3T4)の特異的なエピトープに対する抗体は、抗原によって誘発さ れるT+l[l胞増殖、リンフ才力イン放出並びにヘルパー細胞機能を阻害する (7.8.11.12.13)。 同様に、T8(あるいはマウス等傷物Lyt2)に対するモノクローナル抗体は 細胞障害性T細胞によって媒介される破壊作用を阻害する(14.15)、これ らの観察を、T4及びT8が重大な多型性を示さないという事実と合わせると、 T4及びT8がクラス■及びクラス1分子の非多望性領域をそれぞれ認識すると いう仮定が成り立つとされていた。 異なるエフェクター丁細胞において異なると考えられる上記2群のタンパク質の うちの他方のものは、880分子の多望性領域に関連する抗原を認識するレセプ ターである(16.17.18)、ヘルパーTリンパ球の相互作用は主にクラス ■のM)ICタンパク質を発現する抗原保有標的細胞に限定され、一方細胞障害 性T細胞及びサプレッサーT細胞はクラス■のMHC分子を保有する標的細胞に 限定される(4.5.6.7.8.9)、これらの特異的相互作用は、特定MH C分子に関連する抗原を認識する(1個以上の)T細胞レセプターによって媒介 され得る(17.18)、即ち、Tリンパ球はM)ICタンパク質の定常の(抗 原)決定基及び多望の(抗原)決定基両方を認識し得る二つの独立のレセプター を有し得、これらのレセプターは機能の異なるT細胞集団が特異的に標的を定め ることを可能にし得る。 ヒト後天性免疫不全症候群(AIDS)はT4’リンパ球の欠乏を特徴とする。 従って、AIDS患者においてはT細胞性免疫が損なわれ、その結果重度の日和 見感染並びに異常な腫瘍(新生物)が出来する。AIDSは、現在ヒト免疫不全 ウィルス(Hmと呼称される、互いに密接な関係を有する一連のレトロウィルス (LAY、IITLV〜■あるいは^RV)にTリンパ球が感染することに起因 する。これらウィルスの感染範囲は、表面にT4糖タンパク質を発現する細胞に 限定される。 従って、T4糖タンパク質は標的細胞表面の分子のレセプターとしてのみでなく 、AIDSウィルスのレセプターとしても機能し得る。 T4に対するモノクロ ーナル抗体は、T4”細胞の^TDSウィルス感染をin vitroで阻止す る。更に、最近の研究によれば、T4’Tリンパ球をAIDSウィルスに&露す ると、ウィルスの110kdエンベロープ(外被)糖タンパク質が宿主細胞上の 14分子と関連して結合する。従って、ウィルスのリンパ球指向性は、該ウィル スのレセプターであるT4がTリンパ球の亜集団において限定的に発現するとす ることによって説明できよう。 AIDSにおけるT4”Tリンパ球の欠乏は細胞性免疫応答の低下をもたらす、 そのうえ、AIDSはしばしば、たいていは亜急性脳炎の結果である中枢神経系 (CNS)の機能不全を伴う。 AIDSウィルスのRNA及びDNAが冒された脳において同定され、かつ神経 障害を有した患者の脳及び脳を髄液の両方からウィルスが単離されている。この ことは、AIDSウィルスが脳細胞に感染し、AIDS患者に認められるCNS 障害に直接関与し得ることを示唆する。即ち、AIDSウィルスはリンパ球指向 性であると同時に向神経性であり得る。従って、T4がCNSにおいても発現す るかどうか、あるいは更に別の脳特異的表面分子がAIDSウィルスのレセプタ ーとして機能し得るかどうかを決定することが重要である。 T4及びT8の特異的相互作用の解明は、T4及びT8遺伝子の単離、単離した 遺伝子の構造決定、並びに該遺伝子を異なる細胞環境内に導入する可能性によっ て容易となろう、 T8分子をコードするcDN^の単離並びに該cDN^の配 列は最近報告された(19.20.21)、推定されたタンパク質配列は、T8 が、免疫グロブリンL鎖の可変部と相同性の有るN末端ドメインを有する腹結合 糖タンパク質であることを示している。 1吸へ11 本発明は、T4糖タンパク質の少なくとも一部を含むアミノ酸配列をコードする 単鎖核酸分子を提供する。本発明はまた、T4糖タンパク質の少なくとも一部を 含むアミノ酸配列をも提供する。このアミノ酸配列は、ヒト免疫不全ウィルスエ ンベロープ糖タンパク質との複合体を特異的に構成する可能性を有し得る。ヒト 免疫不全ウィルスエンベロープ糖タンパク質との複合体を特異的に構成する可能 性に加え、上記アミノ酸配列は水溶液に溶解可能であり得る。 本発明の溶解性アミノ酸配列は、ヒト免疫不全ウィルス感染者処置用の治療薬1 、即ち予防薬として用いることができる。そのうえ、本発明の溶解性アミノ酸配 列に対するモノクローナル抗体は、人間をヒト免疫不全ウィルスに対して免疫す るワクチンとして有用であり得る0本発明の溶解性アミノ酸配列に対するモノク ローナル抗体はまた、T4糖タンパク質抗イディオタイプ抗体の製造にも有用で あり得る。上記T4糖タンパク質抗イディオタイプ抗体は、ヒト免疫不全ウィル ス感染者処置用の予防薬として有用であり得る。 ・・ の ′−= 8 第1図:0KTDタ 4 び0KT8−艶@匝1」υ[艮生抹速−色一〇L10 」1計」)L乙二ンー 細胞(5X10’個)を、マウスモノクローナル抗体0KT4Bあるいは0KT 8と共に保温(インキュベーション)し、洗浄し、その後FITC結合ヤギ抗マ ウス免疫グロブリンと共に保温した。細胞をFACS R’ Ce1l 5or terで分析し、蛍光対数に対する細胞個数のグラフを■^X 11/780コ ンピユーターによって描いた。形質転換(トランスフォーメーション)し5てい ないNIH3T3細胞及びL細胞は同等の流動細胞計測カーブを示した。 Pr o 2.2は、表現型T3−; T4”;、T8’: Tll+の白血病T細胞 系である。LT D −4は、全ゲノムDNAの転移によって得られるT4°− 次IJII胞形質転換体でおる。3^+は、T4−pMV6tk/neoレトロ ウィルス発現構成体(組換えベクター)で形質転換した旧+13T3MJ胞系で ある。 第2図:T4゛ びT4−L細 びヒト に由 るRNAのノfλ」した新− 3μgのポリ(^)”RNAかあるいは12.Hの全RN^(末梢T細胞及び胸 腺リンパ球)を0.8%アガロース−ホルムアルデヒドゲル中で電気泳動させ、 GeneScreen(New England Nuclear)に染み込ま せ(ブロッティングし)、32pで標識した0、6kbT4 cDN^DNA− トをプローブとして探査した。 74°細胞には、LTD−4(74”、T8− LIIHIIa形1[検体)、5K−77+iH胞ハイフリド−7(T4°、T 8−)、0T−CLL白血病細胞(T49、T8−)、Fr。 2.2白血病細胞(T49、T8−)、T4に富む末梢Tリンパ球並びにヒト胸 腺リンパ球が含まれる。T4−細胞には、未形質転換細胞、tk7(T8”L細 胞形質転換体)、HeLa細胞、ヒト神経芽腫細胞(IMR)並びにT8に富む 末梢Tリンパ球が含まれる。ヒト胸腺リンパ球レーンは、露出時間を4倍にし、 かつ高コントラストフィルムを用いて撮影した。 第3図二 74B びT4 − の レアーゼマ・・プ゛並びに ゛ ベ − ^、pT4B cDN^及びT4遺伝子のBa5al制限フラグメントの整列( ilignvent)、T4遺伝子におけるBa5alフラグメントの順位は、 サザン法分析及びゲノムクローンマツピングによって決定した。 pT4B及び T4遺伝子の5′末端の整列(対応する位置)を点線で示す、p74Bの影付き 領域はコード配列に対応する1図示寸法はキロベース(kb)を単位とする。 B、配列決定法、矢印は、フラグメントを813中にサブクローニングし、かつ ジデオキシターミネーション法(36)での配列決定によって決定した配列の長 さを示す。 C9真核発現ベクター、これらの構成体は2個のMo1oneyマウス白血病ウ イルスの長い末端繰返し配列(LTR)を含み、これらのLTRの向きは矢印で 示しである。 pT4B eDN^は、矢印で示した向きで各ベクターのEco R1部位にサブクローニングした。 (a)T4−pVcos7楕成体、 構成 )T4−pHV6tk/neon4成体は、HSVチミジンキナーゼプロモータ ーと融合したネオマイシンホスホトランスフェラーゼ遺伝子を含む。 第4図: 多 L びT4”L :T B び −ンバ ヒ )′t−DN^の  ン。 10IJgの細胞DN^をBa糟H1で消化し、0.8%アガロースゲル中で電 気泳動させ、にenescreenに染み込ませ、ニックトランスレーションで 製造したpT4B cDN^DNA−トで探査した0図示した寸法目盛はキロベ ースを単位とする0寸法20kb、6.6kb、4kb、1.8kb及びlkb のハイブリッド形成バンドが総てのヒトDNAに認められる。DNAを得たat 胞のうちT4−非リンパ球様細胞には、形質転換していないし細胞、ヒト繊維芽 細胞(にM)、ヒト神経芽腫細胞(NB)並びにHeLa細胞が含まれル、 C B、CP58及びCP94!i、EBV形質転換しトB111l胞系である。  LTD−4はT4”−次り細胞形質転換体である。 RPMI及び)lsB2は T4−ヒト白血病子細胞系であり、E″細胞び胸腺リンパ球(Thy+* 、  )はT4ゴ細胞を含む、 0T−CLL、 Jurkat(Jurk、)、Pr o 2.2、CEM及びMo1t 4はT4”T細胞である。gλM4は、■4 遺伝子の3′末端に及ぶ(spanning)配列を含むゲノムクローンか “ たT4 タンパ の 2 2個の独立のNII(3T3形質転換細胞、末梢Tリンパ球並びに形質転換して いない3T3細胞から得てL−[sss]メチオニンで標識したタンパク質をレ ンズマメレクチンクロマトグラフィーに掛け、糖タンパク質を富化した。各試料 が2.5×10’cpmであることを予め確保した後、0KT4モノクローナル 抗体及びプロティン^−5epharoseで免疫沈降させた。ビーズを洗浄し 、試料緩衝液に溶解させ、還元(レーンa = d )及び非還元(レーンe及 びf)条件下に10%5OS−ポリアクリルアミドゲル中で電気泳動させた。レ ーンaは形質転換していないN111373AI胞である。レーンbは、T4− pVcos7i成体で形質転換したNIH3T3細胞T4C2である。レーンC 及びeは、T4−pMV6tk/neo梢成体で形質転換した旧H3T3細胞3 ^÷である。レーンd及びfはヒト末梢Tリンパ球である。相対分子量(M、) は、キロドルトン単位で示す。 第6図: T4 eDN^のヌクレオ ド びにT4タンパ の12【1 第3B図に概略的に示した配列決定法によって得られたcDN^DNAン9T4 Bのヌクレオチド及び推定アミノ酸配列。 アミノ酸配列上に記した数字はアミノvi残基位置を示す。 図中右手に記した数字はヌクレオチド位置を示す、+!II胞外シ胞子システィ ン、(・)あるいは(0)で示しである。リーダー配列部(L)、可変様部(v )、接合(joining)機部(J)、膜透過部(transmembran e、 TM、膜結合部)及び細胞質部(CYT)を配列下の水平矢印によって示 すが、正確な境界は不明である。2個の可能なN結合グリコシレージョン部位( ^5n−Leu−Thr)も示しである(CIO) 。 第7図:5P6)’ れ RNAの1nvitro@完全長のT4 eDN^D NA−トをRN^発現ベクターpSP65(Promega Biotea)中 にサブクローニングした。線状化したフラスミトDN^ヲSP6ホリメラーセテ 転写シ(40)、l−[35S]メチオニンを含む小麦胚系(Bethesda  Re5earch Laborato−ries>においてRNAを翻訳した 。 in vitro翻訳産物を10%5OS−ポリアクリルアミドゲル中で電 気泳動させたくレーンT4)、対照としてウシ下垂体RN^(BP)を用いた。 相対分子量(卜)は、キロドルトン単位で示す。 第8図2 ゛ T4 ンパ の ゛ T4は、四つのタンデム型(縦に連なった)VJ様ドメイン(LJ、〜V、J4 )と、疎水性の膜横断セグメント(線動部分)と、荷電細胞質部(CYT)とか ら成る。細胞外部分に位置する2個の可能なN結合グリコシレージョン部位を( ・ )によって示す、 74遺伝子中のイントロン2〜8の位置も、(ム)によ つン ファミリー の つかのメンバーとの整住旦Vエエα ^、T4の可変部アミノ酸配列と、マウスにL鎖免疫グロブリンJ606(66 )、Ta(20)、ヒトTrill胞抗原レセプターβ鎖YT35(97)及び ヒトT細胞抗原レセプターα鎖HPB−MLTα(98)との整列(位置合わせ )、L鎖可変部中の不変残基を整列に含める(Inv、)、整列はT4との同一 性(identity>及び構造的相同性を最大にするべ〈実施し、同一部及び 相同部は残基を枠で囲って表しである。記号^、B、C,C’、D、E、 F及 びGを付与した配列下方の線は、β鎖を構成する残基を示す(67)。 β鎖GはJ配列へと続く。 B、T4の接合部アミノ酸配列と、T細胞抗原レセプターβ鎖のコンセンサスJ 配列、免疫グロブリンλ及びにLHのコンセンサスJ配列並びにヒトT細胞レセ プターα鎖のJ配列(99)との整列。 C,T4の膜透過部とMHCクラス■β鎖(100)との整列、推定される膜透 過部(TN)を配列下方において示す。 9個のエキソンの位置を、ゲノムクローンマツピング、サザン法分析及びヌクレ オチド配列決定によって決定した。 リーダー配列部(L)、可変様部(■)、接合様部(J)、膜透過部(TM)及 び細胞質部(CYT)を四角く囲って示す、開始コンセンサス配列によって囲繞 されたメチオニンコドンは、リーダーエキソン(L)の始まりに位置する(^T G)、終結コドンTGAは、第二の細胞質エキソン(CYT)の最後に位置する 0図示寸法はキロベース(塩基)kbを単位とする。 31組換え体レトロウィルス発現ベクター、 pMV7は、矢印で示した向きに おいて直接繰返す2個のHo1oneyマウス肉腫ウイルスの長い末端繰返し配 列(LTR)を含む、 pMV7はまた、H8vチミジンキナーゼプロモーター (tk)と融合した細菌ネオマイシンホスホトランスフェラーゼ遺伝子(neo )を含む。 T4(74B)をコードする(70)かあるいはTa(T8F1)をコードする (20)完全長のcDN^インサートを矢印で示した向きにおいてEcoRI部 位にサブクローニングして、T4−pMV7及びTa−pMV7をそれぞれ作製 した。コード配列を影付き領域によって示す0図示寸法はキロベース(kb)を 単位とする。 B、レトロウィルスに媒介される遺伝子の転移方法。 第12図: ・ T4・・ 乏 T4” の単連続的に10倍に稀釈したAID Sウィルスを接種した細胞を37℃に18時間保温し、洗浄し、マイクロカルチ ャープレートで培養した。感染培養物頻度を、感染12日後の酵素結合免疫吸着 検定(ELIS^)によって決定した(46) 、結果を、ウィルス稀釈度の対 数に対する陽性培養物(%)のグラフとして描いた。感染ウィルス力価(ID− 50)は、培養物の50%がウィルスに対して陽性となる時の稀釈度の逆数と定 義する(47)、天然単離T4”細胞には、フィトヘマグルチニン(PHA)で 刺激した正常末梢リンパ球(+>並びにTal胞系CEM(α−0)が含まれる 。T4゛にトランスフェクションした細胞系には、HSB2−T4”T細胞(A −()及びRaji−T4’B細胞(II+−Il)が含まれる。この実験では 、T8’にトランスフェクションした細胞系HSBZ−T8°及びRaji−T a”(ロ ロ)を対照として用いた。 第13図: T4”)leLa多 でのシンシ ラム多 −^、単層HeLa− T4”形質転換細胞2X10’個をAIDSウィルス産生性H9細胞2x 10 ’個と混合し、37℃に保温した。18時間後に培養物を調べた結果、単層シー ト中の90%を上回る核がシンリチウム中に含まれたことが判明した。 B、播種時点で混合培養物に、抗T4^モノクローナル抗体(1: 20)を添 加した。18時間後に培養物を調べた結果、細胞融合が全く存在しないことが判 明した。 培養物は、倍率160倍で撮影しである。 Δ列:細胞(5X105個)を、フルオレセイン結合抗T4^(−)あるいは抗 T8(−−−)モノクローナル抗体と共に保温し、洗浄して、細胞蛍光定量法( eytof l uoro+metry)で分析した。 8列:細胞(5xlO’個)を、緩衝液(−−−)あるいはAIDSウィルス( −)と共に保温し、洗浄し、かつフルオレセイン結合抗AIDSウィルス抗体と 共に保温して、細胞蛍光定量法で分析した。 0列:細胞(5X10’個)を、緩衝液と共に<−−−>か、先に抗T4^モノ クローナル抗体と、次いで^IDSウィルスと共に(−)か、あるいは先に抗T 8モノクローナル抗体と、次いでAIDSウィルスと共に(−・−・−)保温し た。洗浄後、フルオレセイン結合抗AIDSウィルス抗体を加え、細胞を細胞蛍 光定量法で分析した。 各細胞系の蛍光ヒストグラム(蛍光強度に対する細胞個数)を水平方向に示す。 第15図:ヒト びマウスの脳細 リンパ球 びA髄細か ′!It−RN^の ノ ン゛ ^、 ヒトRN^試料のノザン法分析、 Raji(T4J細胞系)、U937 (T4゛単球細胞系)及びJurkat(T4”T細胞系)から得たポリ(^) ′″RN^1μg並びに大脳皮質から得たポリ(^)”RN^hgを1%アガロ ース−ホルムアルデヒドゲル中で電気泳動させ、1ybond(^−ersha m)に染み込ませ、32Pで標識したT4 cDN^インサートpT4Bで探査 した(70)。 B、マウスRN^試料のノザン法分析、3T3細胞(繊維芽細胞系)、前脳及び 後脳から得たポリ(^)”883511g並びに胸腺リンパ球から得た全RN^ 20.gを1%アガロース−ホルムアルデヒドゲル中で電気泳動させ、Hyba ndに移し取り、22pで標識したL3T4 cDN^インサートpL374B で探査した。 の; f; 本発明は、T4糖タンパク質の少なくとも一部を含むアミノ酸配列をコードする 単鎖核酸分子を提供する0本発明の一具体例において、上記核酸分子は、ヒト免 疫不全ウィルスエンベロープ糖タンパク質との複合体を特異的に形成し得るアミ ノ酸配列をコードする0本発明の別の具体例において上記核酸分子は、T4糖タ ンパク質の少なくとも一部であるアミノ酸配列をコードする核酸分子と少なくと も90%相同である6本発明の更に別の具体例において核酸分子は、ヒト免疫不 全ウィルスエンベロープ糖タンパク質との複合体を特異的に形成し得るのに加え 、水溶液に溶解し得るアミノ酸配列をコードする1本出願において“水溶液”に は、界面活性剤を含有しない水性緩衝液、並びに血液、血漿及び血清のような体 液が非限定的に包含される。また、”溶解性T4”という表現は、水溶液に溶解 し得るT4糖タンパク質フラグメントを意味する0本発明の更に別の具体例では 、核酸分子はヒトT4糖タンパク質の少なくとも一部であるアミノ酸配列をコー ドする。 本発明はまた、T4糖タンパク質の少なくとも一部を含むアミノ酸配列をコード する単鎖核酸分子と相補性である核酸分子を提供する。この相補的核酸分子は、 検出可能なマーカーで標識することができる。検出可能な上記マーカーは本発明 の係わる分野の当業者には公知であり、そのようなマーカーには、検出可能な酵 素、放射性に標識された物質、蛍光物質並びに化学発光物質が含まれる。 単鎖核酸分子はDNA分子であり得る0本発明の一具体例において、上記DNA 分子は、第10図に示した制限酵素マツプによって表されるゲノムDNA分子の 少なくとも一部を含む6本発明の別の具体例において単鎖核酸分子は、第6図に 示した核酸配列の少なくとも一部を含むcDNDNA分子り得る0本発明の特定 具体例において、cDN^分子は、ヒト免疫不全ウィルスエンベロープ糖タンパ ク質との複合体を特異的に形成し得、かつ水溶液に溶解し得るアミノ酸配列をコ ードする。このcDN^分子は、第6図に示した核酸配列の少なくとも一部を含 む。 本発明は更に、T4糖タンパク質の少なくとも一部を含むアミノ酸配列をコード するRN八へ子を提供する。 本発明は、T4糖タンパク質の少なくとも一部であるアミノ酸配列をコードする 単鎖核酸分子を検出する方法も提供する。この方法は、単鎖核酸分子を、T4糖 タンパク質の少なくとも一部であるアミノ酸配列をコードする単鎖核酸分子と相 補性である標識した単鎖核酸分子と、相補的単鎖核酸分子同士のハイブリッド形 成を可能にする条件下に接触させることを含む、ハイブリダイズした核酸分子を 単鎖核酸分子から分離して、T4糖タンパク質の少なくとも一部であるアミノ酸 配列をコードする単鎖核酸分子を検出する。 本発明の一具体例において、検出する単鎖分子は染色体DNA由来のDNA分子 である。染色体DNAは、リンパ球、骨髄細胞あるいは脳細胞から取得できる。 リンパ球はT細胞であってもB細胞であってもよい、また、骨髄細胞は顆粒球( 部位)あるいはマクロファージであり得る。 本発明は、T4糖タンパク質の少なくとも一部を含むアミノ酸配列をも提供する 0本発明の一具体例において、上記アミノ酸配列はヒト免疫不全ウィルスエンベ ロープ糖タンパク質との複合体を特異的に形成し得る0本発明の別の具体例では 、上記アミノ酸配列はT4糖タンパク質の一部と少なくとも90%相同で、かつ ヒト免疫不全ウィルスエンベロープ糖タンパク質との複合体を特異的に形成し得 る1本発明の更に別の具体例では、T4糖タンパク質の一部と少なくとも90% 相同であるアミノ酸配列は、ヒト免疫不全ウィルスエンベロープ糖タンパク質と の複合体を特異的に形成し得るのに加え、水溶液に溶解し得る。 本発明はまた、74mタンパク質の一部である本発明のアミノ酸配列を少なくと も1個含むペプチドを提供する。このようなペプチドを少なくとも2個含むポリ ペプチドも、本発明は提供する。 本発明の一興体例において、ヒト免疫不全ウィルスエンベロープ糖タンパク質と の複合体を特異的に形成し得、かつ水溶液に溶解し得るアミノ酸配列は、ヒト免 疫不全ウィルス感染者処置用の治療薬として、即ち^■DS予防薬として有用で ある0本発明の好ましい具体例において、上記アミノ酸配列は第6図に示したア ミノ酸配列を、少なくともアミノ酸−23から最高でアミノ酸+374まで含む 0本発明のその他の好ましい具体例には、第6図のアミノ酸配列を少なくともア ミノ酸+287から最高でアミノ酸+374まで含むアミノ酸配列、少なくとも アミノ酸+182から最高でアミノ酸+286まで含むアミノ酸配列、少なくと もアミノ酸+112から最高でアミノ酸+181まで含むアミノ酸配列、並びに 少なくともアミノ酸+1から最高でアミノ酸+111まで含むアミノ酸配列が含 まれる。 本発明は、ヒト免疫不全ウィルス感染者処置用の治療薬として有用な医薬組成物 も提供する6本発明の医薬組成物は、ヒト免疫不全ウィルスエンベロー1糖タン パク質との複合体を特異的に形成し得、かつ水溶液に溶解し得る本発明のアミノ 酸配列と、医薬に許容可能なキャリア(担体)とを含む、医薬に許容可能なキャ リアは本発明の係わる分野の当業者に公知であり、そのようなキャリアには0. 01〜0、IM、好ましくは0.05MのホスフェートWL街液や0.8%生理 食塩水が非限定的に含まれる。 本発明は、ヒト免疫不全ウィルス感染者を処置する方法も提供する。この方法は 、上記感染者が感染したヒト免疫不全ウィルス(本明細書ではAIDSウィルス とも呼称)がT4”細胞に感染することを不可能にするべく、感染者に、ヒト免 疫不全ウィルスエンベロープ糖タンパク質との複合体を特異的に形成し得、かつ 水溶液に溶解し得る本発明のアミノ酸配列と医薬に許容可能なキャリアとを含有 する医薬組成物を有効量投与することを含む。 本発明は、第6図に示した核酸配列の少なくとも一部を含むcDN^分子によっ てコードされた精製ポリペプチドも提供する。 更に本発明は、第6図に示した核酸配列の少なくとも一部であるcDN^分子を 含むベクターを提供する8本発明の一具体例において、上記ベクターはプラスミ ドから成る0本発明の別の具体例では、ベクターはウィルスから成る。 本発明は、T4糖タンパク質の少なくとも一部であるアミノ酸配列の製造のため の宿主ベクター系も提供する。この宿主ベクター系は、適当な宿主中に本発明の プラスミドを含む0本発明の一具体例において、適当な宿主は細菌細胞である。 本発明の別の具体例において、細菌細胞は大腸菌細胞である0本発明の更に別の 具体例では、適当な宿主は真核細胞である0本発明の更に別の具体例において、 真核細胞は哺乳類細胞である0本発明の更に別の具体例では、真核細胞は酵母細 胞である1本発明の更に別の具体例において、適当な宿主は昆虫細胞である。 本発明は、T4糖タンパク質の少なくとも一部であるアミノ酸配列を製造する方 法も提供する。この方法は、丁4糖タンパク質の少なくとも一部の製造と可能に する条件下に本発明の宿主ベクター系を増殖させること、及び得られるT44糖 タンパク質分を回収することを含む9本発明はまた、T4糖タンパク質の少なく とも一部であるアミノ酸配列の製造のための宿主ベクター系並びに該製造の方法 を提供し、その際ベクターは本発明のcDN八分へ並びにウィルスを含む。 適当な宿主には、例えば大腸菌のような細菌細胞、例えば哺乳類細胞及び酵母細 胞のような真核細胞、並びに昆虫細胞が非限定的に含丈れる。 74@タンパク 質の少なくとも一部であるアミノ酸配列は、ウィルス並びに本発明のcDN八分 へを含む宿主ベクター系を、T4糖タンパク質の少なくとも一部の製造を可能に する適当な条件下に増殖させることによって製造できる。得られるT44糖タン パク質分は、当業者に公知の方法で宿主ベクター系から回収し得る。 本発明は、ヒト免疫不全ウィルスエンベロープ糖タンパク質との複合体を特異的 に形成し得、かつ水溶液に溶解し得るアミノ酸配列との複合体を形成し得る物質 も提供する。 本発明の一具体例において、上記物質は抗体である1本発明の別の具体例におい て、上記抗体はモノクローナル抗体である6本発明の更に別の具体例において、 モノクローナル抗体はヒトモノクローナル抗体である。 本発明は更に、人間をヒト免疫不全ウィルスに対して免疫感作するのに有用なワ クチンを提供する。このワクチンは、本発明のモノクローナル抗体と医薬に許容 可能なキャリアとを含む、有効免疫量の本発明ワクチンを人間に投与することに よって、ヒト免疫不全ウィルスを中和し得る抗体の製造が惹起され得、それによ って人間はヒト免疫不全ウィルスに対して免疫となり得る。 本発明は、本発明のモノクローナル抗体との複合体を特異的に形成し得る物質も 提供する0本発明の一具体例において、上記物質はヒト免疫不全ウィルスエンベ ロープ糖タンパク質との特異的複合体を付加的に形成し得る0本発明の好ましい 具体例では、上記物質は、ヒト免疫不全ウィルスエンベロープ糖タンパク質のレ セプター結合ドメインを認識し得るT4結合ドメインの“内部像”を有するT4 糖タンパク質抗イディオタイプ抗体を含む。 本発明は、本発明のT4糖タンパク質抗イディオタイプ抗体と医薬に許容可能な キャリアとを含む医薬組成物を提供する0本発明はまた、ヒト免疫不全ウィルス 感染者を、該感染者の感染したヒト免疫不全ウィルスが74”ME胞に感染する ことを不可能にするべく、T4糖タンパク質抗イディオタイプ抗体と医薬に許容 可能なキャリアとを含有する本発明の医薬組成物を有効量投与することによって 処置する方法も提供する。 本発明の提供する様々なAIDS予防及び免疫怒作法は、本明細書に開示した新 規なペプチド、抗体及びDNA分子の、特定分子との複合体を形成し、あるいは 前記特定分子とのハイブリッドを形成してAIDSウィルスの中和に有効な免疫 応答を惹起する能力に基づく0本発明の分子、該分子の製造方法並びにAIDS 処理方法は、本発明の理解の一切とするべく以下に説明する実験及び実施例によ ってより明瞭となり、その際該実験及び実施例は、本明細書に付した“請求の範 囲”各項に規定した本発明の範囲を一切限定しないと看做されるべきである。 撫I」ばL友迭− 胆l」Jと扱藤− F ice I I−Hypaque密度勾配遠心法によって単離した末梢血液 白血球を分画して、ヒツジ赤血球ロゼツト陽性(E゛)細胞とした。E゛集団中 の74”及びT8’サブセットを、抗T8抗体並びにアフィニティー精製したウ サギ抗マウスIgGと結合したヒト赤血球によるT8保有細胞の陽性選択によっ て単離した(10)、単離したサブセットを細胞蛍光定量法で分析したところ、 T4”J胞は〉95%T4”及びく2%T8°であり、一方T8”細胞は〉95 %T8’″及び〈2%T4’″であった。 Pro 2.27細胞系(T3−1T4”、T8°、Tll”)は未分化急性白 血病の成人患者から得た。 JurkatはT3−1T4”、T8’、T11− であり、RPMl 8402はT3−5T4−1T8″、T119である。0T −CLLは、T3”、T4”″、T8−及びT11′″である慢性リンパ球白血 病細胞である(22)、 T4’細胞系CEM及びHalt 4は、^meri can Ty−pe Cu1ture Co11ectionがら入手した。総 ての白血病T細胞系は、5%ウシ胎児血清を含有するRPMl 1640培地で 連続的に増殖させた。形質転換B細胞系CB、CP58及びCP94は先に述べ たようにして取得した(23)。 アフィニティーによって精製したウサギ抗マウスIgGとヒト赤血球とは、塩化 クロム法(24)で結合させた。 L びNIB 3T3 のc13 マウスtk−aprt−L細胞を、10%仔ウシ血清(Gibeo)及び50μ g/+lジアミノプリン(DAP)を補ったDulbeccoの改変Eagle 培地(DME)中に維持した。形質転換の1日前に、L細胞を10cm皿1個に つき5X10’個の密度で播種した。 111g1er et al。 によって改良された(26)Graham及びvan der Ebの方法(2 5)により、1皿当たり1100nのpTK並びに20μgの高分子量T細胞あ るいはL細胞DNAを用いてリン酸カルシウム沈降物を製造した。翌日、L細胞 をDME中での10%仔ウシ血清、15μg/vb Iヒボキサンチン、111 g/輸1アミノプテリン及び5ug/鋤1チミジン(HAT培地(27))によ る選択下に置いた。■へT選択の12〜14日後、tk”形質転換細胞を、ロゼ ツト形成アッセイを用いてスクリーニングした。 マウスNIII 3T3細胞は、10%新生ウシ血清(Gibco)を補ったD ME中に維持した。形質転換2日前に、N11l 3T3細胞を10811皿1 個につき5xlO’個の密度で播種した0℃胞にリン酸カルシウム沈降物を、1 0.、のキャリア[18^と、10.gのT4−pMV6tk/neoかあるい は10.、のT4−pVcos7と、500ngのpSV2ne。 とを用いて付与した。2日後、細胞をDME中での10%仔ウシ血清及び500 pg/ml C418(Geneticin(登録商標); Gibco)によ る選択下に置いた0選択培地での増殖の1週間後、生存コロニーにロゼツト形成 アッセイを実施した。 ロゼットン アッセイ ホスフェート緩衝生理食塩水(PBS)で1回濯いだ後、プレートを、5%ウシ 胎児血清含有PBSで11500に稀釈した精製モノクローナル抗体0KT4^ (1mg/輸I)2.5mlと共に室温に45分間保温した。 PBSで3回穏 やかに濯いで、プレートから遊離抗体を除去した。精製ウサギ抗マウスIgG抗 体と結合したヒト赤血球(2%v/vストック懸濁液、PBS/ 5%ウシ胎児 血清で1/10に稀釈)6−1を添加し、プレートを室温に放置した。 45分後、遊離赤血球を穏やかに吸い取り、ロゼツト陽性コロニー検査前にPB Sを添加した。 ゛ 量゛ 付着細胞をPBS中で0.005M EDT^によって取り、1%ウシ血清アル ブミン(BS^)及び0.01%アジ化ナトリウムを含有するPBS (細胞洗 浄液(cytowash))で1回洗浄した。 0.1ml中の細胞(5X10 ’個)を、0にT4.0にT8あるいは対照抗体の適当な稀釈液の入った試験管 に加えた。細胞−抗体混合物を4℃に45分間保温し、その後細胞洗浄液で2回 洗浄した。フルオレセインインチオシアネート(FITC)と結合したヤギ抗マ ウスIgG + A + M (Cappe l )を細胞に添加し、4℃に1 時間保温した0次に細胞を細胞洗浄液で3回洗浄し、0.01%アジ化ナトリウ ム含有のPBS 0.5mlに再び懸濁させた。細胞をBecton Dick inson FACS ■Ce1l 5orterで分析し、VAX11/78 0コンピューター(Digital Equipment Co、)を用いてデ ータを蓄積し、かつ作図した。 団尤叉グy情見亙− 4Mグアニジニウムチオシアネート中で均質化し、続いて5.7M CsCl層 によって超遠心を行なうことによって、細胞から全RN^を単離した(28)、 オリゴ(dT)セルロースクロマトグラフィー(タイプ3、Co11abora tive Re5earch)によってポリ(^)゛選択を実施した(29)、 高分子量ゲノムDN^を、Wigler et al、(26)が述べているよ うにして製造した。 cDN^ び ノムーイブラ1− 二重gcDN^を、ヒト末梢子細胞由来のポリ(^)”RNA力)ら合成した( 20)、 Eco RIメチラーゼ及びT4 DN^ポリメラーゼで処理後、E coRIリンカ−を用いて二重鎖eDN^をλgtl。 のEeoR1部位にクローニングした(30)、Charon 4ヒトゲノムラ イブラリーは、Dr、 Tom Maniatis(Harvard Univ er−sity)が大量に供与してくれた(31)。 ブトラクティドcDN^プローブのΔ成32Pで標識したcDN^を、Davi s et al、が述べているように一次形質転換細胞LTD−4由来のポリ( ^)’RN^から合成した(32)、 eDN^を過剰量の未形質転換し細胞ポ リ(^)”RNA(Rot−3000)にアニーリング後、ヒトcDN^を豊富 に持つ単鎖配列をヒドロキシアパタイトクロマトグラフィーによって単離した( 32)、フィルターハイブリダイゼーションの前に、サブトラクチイドcDN^ プローブを第二ブタノールで濃縮し、かつTEで平衡化したに−505epha dexカラムで脱塩した。 cDN^ びゲノムライブラリーのスクリーニングヒト末梢T細胞ライブラリー を大腸菌C600/IIFL上で、またヒトゲノムライブラリーを大腸菌LE3 92上で培養(plate)した、二重フィルターのスクリーニングを標準的な 操作(33)で実施し、50%ホルムアミド及び5XSSCにおいて42℃でハ イブリダイゼーションを行なった。 cDN^DNAラリーのスクリーンでは、 1371ニトロセルロ一スフイルター1個当たり6X 10’cpmのサブトラ クチイドプローブを適用した。 ゲノムライブラリーからのフィルターを、ニックトランスレーションで製造した (34)cDN八イフィンサートイブリダイズした。68℃で複数回洗浄し、最 後の洗浄は0.2XSSCにおいて行なった。1〜2日間、増感板を用いつつ一 70℃でオートラジオグラフィーを実施した9 肪人配刀m pT4Bの制限フラグメントを813ベクター+*p18及びmp19にサブク ローニングした(35)、ジデオキシチェインターミネーション法を用いて、配 列決定反応を生起させた(36>、配列決定法は第3B図に示す。 ンゝ び) ン゛−ハイブリダイゼーション高分子量の細胞DNAを、製造者の 薦めに従いDNA1μg当たり5単位の制限ヌクレアーゼで消化した(Boeh ringer Mann−heiね)、試料(10ug)を0.8%アガロース ゲルで電気泳動させた。DNAフラグメントをGeneScreen(New  England Nuclear;(37))に移し取り、Church及びG 11bertが述べているようにしてハイブリダイズした(38)。 RNAを0.8%アガロース−ホルムアルデヒドゲル上に流しく39)、にen eScreenに移し取った。製造者の提示する操作に従ってノザン法ハイブリ ダイゼーションを実施した。サチン法でもノザン法でも、ハイブリダイゼーショ ンはニックトランスレーションで製造したプローブとの間で行なった。 SF3 RNAの合 び1nvitro1kb T4 cDN^をpSP65( Promega Biotea)のEcoRI部位にサブクローニングし、かつ Hin dllで直線化した。直線化したプラスミドDNA(b+g)を、既に 述べられている(40)ように放射性同位体で標識したヌクレオチドの不在下に SP6ボリメラーゼを用いて転写し、ただしその際cpppc並びに標識してい ないCTPを転写用M街液に添加した0反応混合物の1710を、1−[32S コメチオニン(Amersham)及びi、NS−アデノシルメチオニンを含有 する小麦胚系(Bethesda Re5earchLaboratories )において翻訳した。 in vitro翻訳産物に、後述のような還元条件下 での5DS−ポリアクリルアミド電気泳動を行なわせた。 紋見見1 レフ ンクロマトグλフゴニー又でJJL丈鷹工細胞を先に述べた( 41)ようにして、10%透析仔ウシ血清並びにl+mciのL−[32S]メ チオニン(^輸ersha納)を含有するメチオニンフリーのDME培地中で1 2時間増殖させた。 10mMTris(p)17.4)、0.5%Non1d et P−40(She!l)含有の150mt4NaCI(TBS)、並びに 0.2mMフェニルメチルスルホニルフルオリド(Sigma)に細胞を溶解さ せた。細胞溶解物を100.000 xgで1時間遠心分離し、上澄み液をHe do et、 al、の操作(42)に従ってレンズマメレクチンクロマトグラ フィー(Pharma−cia)に掛けた。溶出液に、対照マウス腹水とプロテ ィン^−5epharose(Pharsacia)との混合物を用いた4℃で 1時間の予吸収(preabsorpt 1on)を1回、プロティン^−3e pharoseのみを用いた4℃で1時間の予吸収を2回施した1次に、各上澄 み液2.5X 10’cp−を10μmのモノクローナル抗体(約1mg/ml )及びプロティン^−5epharoseと混合し、ターンテーブル上で一晩4 ℃に保温した。その後ビーズを、0.5%NP−40及び0.2%SOSを含有 する冷たいTBSで4回洗浄し、電気泳動試料緩衝液に再び懸濁させた。 乞[i1火1 SDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動を、Laev+aliの操作(43) に従って実施した。免疫沈降物及びin vitro翻訳産物を試料M衝液に、 2−メルカプトエタノールを用いてかあるいは用いずに溶解させ、その7,41 0%ポリアクリルアミドゲルに載せた。増悪板(DuPont Chemica l Company)を用いつつ、Kodak XAR−5フイルム上にオート ラジオグラフィーを実施した。 匝片m強2及ヅPエユ」−形式L・月日−マウス?−2細胞(44)を、10% 仔ウシ血清(CS) (Cibeo) ヲ補ったDulbeccoの改変Eag le培地(DME)中に維持した。形質転換の2日前に、?−2細胞を10cm 皿1個当たり5X105個の密度で播種(plate out)した、 Wig ler et al、の改良した(27)Graham及びvan der E bの方法(25)によってリン酸カルシウム沈降物を製造した。沈降物を、11 01IのキャリアDNAと、10ugノT4−pMV7かあルイハ10IJgノ T8−pMv7トヲ用いて細胞に付与した。2日後、細胞をDME/ 10%C S及び500ug/鋤1 に418(Geneticin; Gibco)中で の選択下に置いた。 選択培地での増殖の1週間後、生存コロニーにおいてT4゜あるいはT8”コロ ニーを同定するロゼツト形成アッセイを実施した。ホスフェート緩衝生理食塩水 (PBS)で1回濯いだ後、プレートを、5%ウシ胎児血清(FCS)含有のP BSで11500に稀釈した精製モノクローナル抗体0KT4^あるいはOKT 8(1mg/ml; 0rtho)2.5mlと共に室温に45分間保温した。  PBSで3回穏やかに濯いで、プレートから遊離抗体を除去した。精製ウサギ 抗マウスIgG抗体と結合したヒト赤血球(2%v/vストック懸濁液、PBS / 5%FCSで1710に稀釈)6mlを添加し、プレートを室温に放置した 。45分後、遊離赤血球を穏やかに吸い取り、検査前にPBSを添加した。T4 ゛及びT8”!−2クローンをコロニー単離によって精製し、流動細胞計測法( フローサイトメトリー)及びノザン法で分析した。 え レトロウィルス 告 び感 力価105cfu/mlの組換え体レトロウィルス株を産生するT4+及びT8 °?−2クローンを単離した。T4”あるいはT8”ψ−2クローンの集密的細 胞単層に10m1の新鮮DME/ 10%C5を加えることによって、ウィルス ストック(株)を製造した。24時間後培地を除去し、0.45.輸フィルター (Millipore)で?過した。検査のため、5X 10’個の細胞を8回 g/mlポリブレン(^1drich)の存在下に21のウィルス上澄み液(あ るいは稀釈液)と共に保温した。3時間後、8mlの新鮮培地を添加した。感染 の3日後、500しg/ml G418を含有するDME/ 10%CS特表千 1−500879 (11) に細胞を再播種し、2週間増殖させ、G418’コロニーについて評価し、かつ 川崎(in 5itu)ロゼツト形成法あるいは流動細胞計測法を用いて表面T 4あるいはT8発現に関しスクリーニングを実施した。 先に述べたようなマウスψ−へM細胞の感染に、?−2培養上澄み液を用いた。 T4”あるいはT8”付着形質転換細胞を、川崎ロゼツト形成アッセイ、続いて コロニー単離を実施することによって精製した。付着しないT4”あるいはT8 ”形質転換細胞は、蛍光活性化細胞選別(FACS)によって精製した。 非付着性ヒトリンパ球系(HSB2、RPMI−T細胞; Raji−B、ii l胞)及び付着性上皮細胞(HeLa)をT4°あるいはT8”ψ−AMクロー ン(lhg/mlマイトマイシンCで2時間予処理; Sigma)との同時培 養(co−eultivation)によって感染させ、精製した。 濃度1.5+B/mlのG418に耐性な細胞系を選択した。ただし、HeLa 細胞はlag/mlを必要とし、繊維芽細胞は0.5+ag/mlを必要とした 0組換え体アンフオトロフイツクウイルス(V−八H)を製造する全細胞培養物 を、P3封じ込め条件下に維持した。 Ml江し仁ルメエ HTLV−1[[/LAVのプロトタイプLAV株を、 J、−C,Cherm an(Institut Pa5teur、 Paris; (45))から得 た0本研究で用いたウィルス接種材料は、本発明者の研究室におけるウィルスの 第二〜第五継代から得た。接種材料は、HTLV−1[[/LAVに感染させ、 かつフィトヘマグルチニン(pH八)で刺激した末梢リンパ球の培養上澄み液で あり、この上澄み液は連続遠心法(300xgで7分間、続いて1500xgで 20分間)で収穫し、かつ液体窒素中に貯蔵した。結合研究のため、0.OIM Tris、0.15M NaC1,1mM EDT^、pH8,0においてRe nograffin(E、 R,5quibb)の15%クッション上で90. OOOXgで90分間超遠心法を実施することにより、上記のように収穫した培 養上澄み液からウィルスを濃縮した。 )ITLV−LAY” 2 HTLV−1[[/LAVに対する抗体を高レベルで有する血清を、リンパ節障 害を有する男性同性愛者から得た。この血清の蛍光抗体法による特異性(46) 、ウェスタン法分析(47)及びラジオイムノ沈降(48)については既に述べ られている。 ■gcフラクションの一部を、フルオレセインイソチオシアネート(FITC, FITC:タンパク質比は10.7回g/ml)、セイヨウワサビペルオキシダ ーゼ(HPO,タイプ■; Sigma)並びに既に述べられている(47.4 9.50.51)アガロースと結合させた。非免疫血清からの1.Gの結合体を 並行して製造した。 7、アッセイ マグネシウム依存性粒状逆転写酵素(RT)活性を、7.5mMM、、24の存 在下に(^)、(6丁)+2−+s(あるいは陰性対照としての(d^)−(d T)、1−1s)の鋳型プライマーで測定した(52)。 細 AIDSウィルスの蛍゛ 2 培養細胞(0,1ml中にI×105個)をスライドグラス上へ遠心分離しく5 handon Cytoeentrifuge)、95%エタノール及び5%酢 酸中で一20℃で30分間固定し、かつPBS(0,OIM PO,,0,15 M NaC1,p)18.0)を10分毎に3回換えて再水和させた。 スライドグラスをFITC−抗HTLV−m /LAVノ115oo稀R液(1 91Jg/ml)に、室温で30分開暴露した。その後、スライドグラスを洗浄 しく10分毎に3回交換)、PBS中の50%グリセロールと共にカバーグラス を載せた。スライドグラスをエビ照射型Leitz 0rthoplan顕微鏡 で、倍率630倍で調べた。上記条件下ニ、FITC−抗11TLV−1[1/ LAV試薬はHTLV−I[1/LAVニ特異的である。 PH^で刺激した未 感染細胞、Epstein−Barr(EB)ウィルス感染B細胞系、アデノウ ィルス感染細胞系、幾つかのT細胞系、並びにHTLV−I及びHTLV−II 感染細胞系は染色これは、既に詳細に述べられている(47)サンドイッチイム ノアッセイである0手短に言えば、抗HTLV−111/LAV IgGで被覆 したマイクロタイタープレートウェルに培養上澄み液を添加する。プレート洗浄 後、結合したウィルス抗原をHPO−抗11TLV−1[1/LAVで検出する 。少なくともRTアッセイと同様の感度を有するこのアッセイは、多数のドナー から得たPIIA刺激リンパ球、EBウィルス惑染B細胞系、幾っがのT細胞系 、ポリクローナル及びクローン化IL−2依存性TMJ胞系、骨髄細胞系に56 2、並び4: HTLV−1,1?+ ルイLt IITLV−11保有細胞系 から得られる培養上澄み液に関しては陰性である。 陽性上澄み液を陰性上澄み液がち区別するカットオフOD=*oは、毎回のアッ セイにおいて、同時に収穫した対照(未感染細胞培養物)上澄み液に対して少な くとも10回繰返した測定値の平均+2SDがら決定した。 AIDSウィルス 、(10−50アッセイ感染性HTLV−III /LAV の滴定のためのマイクロカルチャーアッセイは、既に詳細に述べられている(4 7)、手短に言うと、PH^で刺激したリンパ球あるいは細胞系(細胞2X 1 0’個/−1)に、ウィルス接種材料を10倍ずつ連続的に稀釈した稀釈液を接 種し、37℃に18時間保温する。その後細胞を洗浄し、マイクロカルチャープ レート(各稀釈液毎に培養基10〜20個: 0.25m1培地において培養基 1個につき細胞lXl0’個)で培養した。3日おきにtoou lの上澄み液 を除去し、新鮮培地に換えた。上澄み液を、先に述べたような抗原捕捉アッセイ によってウィルス抗原に関し評価した。感染性ウイルス力価(ID−50)は、 培養物の50%がウィルスについて陽性となる稀釈の逆数と定義する(47)。 翔呈偽fl二±コー 水痘性口内炎ウィルス(VSV; Indiana株、野生型)分、既に述べら れている(53)エンベロープ偽型に必要なレトロウィルスを産生ずる細胞内で 増殖させた。収穫したvsvに高度免疫中和性ヒツジ抗vSv血清を添加し、偽 型でないピリオンを不活化した。偽型力価は、104〜10’PFU/slであ った。 評価のため、vSv偽型に感染させるべき細胞2X 10’個を直径30III IIの組織培養ウェルに接種した。 HeLa、 NIH3T3及びL細胞はそ のままで付着性であった。その他の種類の細胞は総て、50IIg/alポリL リシンで基質を予め処理することによって付着した。1時間のウィルス吸着後細 胞を洗浄し、106個のミンクCCL64あるいはウシMDBK細胞を各ウェル に添加した。これらの細胞は、二次VSv感染のための優れたプラークを提供す るが、偽型ピリオンによる感染に耐性である。 プラーク指示細胞を定着及び拡散させた後(約90分後)、単分子層を寒天培地 で覆った。1s染2日後、vSvプラークを計数した。細胞を(54)に述べら れているように偽型添加30分前に予め処理することによって偽型プラークの形 成を抑制すルノニ、抗T4Aモ/ りO−ナル抗体(L : 20)、抗1(T LV−1[[血清(1: 10)あルイハ抗HTLV−1血清(1: 10)を 用イタ。 シンシ ラム・ ・・セイ 細胞2x 10’個を、HTLV−1[[4,:感染し、カッHTLV−1[を 製造するH9細胞(55)2x 10’個と、10mm直径ウェルで同時培養し た。培養物を37℃に保温し、先に述べたように18時間後シンシチウム形成に ついて調べた(54.5B)、5個以上のシンシチウムを有する細胞を陽性であ ると判定した。シンシチウム抑制は、播種時に混合培養物に抗T4^モノクロー ナル抗体(1: 20)を添加することによってアッセイした。 ゛ ^ros ルス 4 この方法は、既に詳細に述べられている(46)、手短に言えば、細胞表面T4 あるいはT8発現を、フルオレセインと結合した抗T4^あるいは抗T8モノク ローナル抗体(OKT4^、0KT8)を用いた直接蛍光抗体法によって検出し た。稀釈/洗浄wifr液は、0.1%ウシ血清アルブミン、2%V/シ八B4 へト血清及び0.01%Napsを含有する0、0IHPO,,0,158Na Cl、pH7,4であった。試薬は総て、最適(飽和)結合について予め力価を 測定した。III胞(5X10’個)を25μlのモノクローナル抗体稀釈液中 で4℃に30分間保温した。遠心法(300Xgで7分間ンで細胞を洗浄し、生 理食塩水中の1%バラホルムアルデヒド0.5mlに再び懸濁させ、蛍光活性細 胞選別II(FACS EV;Becton Dickinson)で分析した 。 HTLV−1[[/LAV結合のため、細胞5X10’個をHTLV−m  /LAV(lhl中4::500ng)、!:共ニ37℃に30分間保温した。 洗浄した細胞を、フルオレセインと結合シタ抗11TLV−1[[/LAV 2 5m1に4℃で30分間再懸濁させた。細胞を洗浄し、1%パラホルムアルデヒ ドに再び懸濁させて、上記同様FAC5によって分析した。 flTLV−1[ [/LAV結合の抑制のため、細胞を抗T4^あるいは抗T8(2hl中に20 ng)と共に4’Cに30分間予メ保温し、続イテHTLV−m /LAV(1 0u I中4:1:500ng)を37℃で30分間添加した。細胞を洗浄し、 フルオレセインと結合した抗HTLV−I[[/LAYと共に保温し、洗浄し、 パラホルムアルデヒドに再懸濁させ、上記間[FACSによって分析した。 の ・ ヨ ル  T4”Nll13T3形質転換細胞の表面を、ラクトペルオキシダーゼ法(18 )によって次のように放射性同位体でヨウ素化した。細胞4X10’個を、0. 5mM EDT^、2mC1Ha12’I及び20ugラクトペルオキシダーゼ を含有するPBS 1■1に懸濁させた。 懸濁の0.1.5.10及び15分後に10. Iの0.03%H2O2を添加 した。23℃で反応を生起させ、この反応を、IOJ NaI含有の冷たいPB S 50容量部中で2回遠心分離することにより懸濁後20分に停止させた。標 識した細胞を分けて4本の試験管に入れ、上記のようにBTLV−1[1八^v (20μI中に2ug)と共に37℃に30分間保温した。その後の洗浄及び取 り扱いは0〜4℃で行なった。洗浄した細胞を、1論1の界面活性剤含有溶解用 緩衝液(LB; 0.2mMフェニルエチルスルホニルフルオリド、51g/m lアプロチニン、0.2mM EGT^、0.2mM NaF、 0.2%ナト リウムデオキシコーレート及び0.5%(v/v) NonidetP−40含 有の0.02HTris、0.12M NaC1、pH8,0)の添加によって 溶解させた。試験管を氷上に15分間維持し、3000xgで20分間の遠心分 離によって核を除去した。 吸収のため、ヒト抗HTLV−■ルAV 1gに、ヒト非免疫rgc、抗T4^ 抗体及び抗T8抗体の5epharose結合体を、既に述べられている(48 )ように製造した。溶解物を、200p lの5epha−rose−非免疫ヒ ト■gGで回転下に1.5時間予め吸収し、次いでzou lの(上記のような )Sepharose結合体を用いて回転下に3時間免疫沈降させた。 5ep harose吸収体を、LB、0.5MNaCI含有LB及び0.1%ナトリウ ムドデシルスルフェート(SOS>含有LBで1回ずつ、都合3回洗浄した。吸 収された物質を、試料緩衝液(2%SDS、5%2−メルカプトエタノール(V /V)、25.、ブロムフェノールブルー及び10%グリセロール(v/v)含 有の0.0IM 丁ris、 pH8,0)20ulを用いて65℃で30分間 溶離した。3%スタッキングゲルを伴った3、3〜20%勾配のポリアクリルア ミドゲル中で電気泳動を生起させ(57)、オートラジオダラムをKodak  XAR−5フイルムを用いて現像した。 ルス ッセ 0分に、T4” JM T細胞2X 10’個をAIDSウィルスに暴露した。 インヒビター塩化アンモニウム(20mM)あるいはアマンタジン(20mM) を、ウィルス感染の間の様々な時点に添加しな(0分、30分及び60分)、6 時間後細胞を洗浄し、新鮮な培地(RPMI/10%FCS)に再び接種した。 これらの薬剤のAIDSウィルス惑染へ0影響を感染5日後に測定した。ウィル ス抗原を発現する培養物中の感染細胞のフラクションを、先に述べたように蛍光 抗体法での顕微鏡観察(58)によって決定した。 RNA゛ びノ゛ンゞバイブ1 イゼーション4Mグアニジニウムチオシアネー ト中で均質化し、続いて5.7M CsCl層を用いて超遠心法を実施すること によって細胞から全RN^を単離した(28)、ポリ(^)0選択を、オリゴ( dT)−セルロースクロマトグラフィー(タイプ3; Co11abo−rat ive Re5earch)によって行なった(29)。 RNAを1%アガロース−ホルムアルデヒドゲル中で電気泳動させ(39)、H ybond(^mersham)に移し取った。製造者の提示する操作に従いノ ザン法ハイブリダイゼーションを実施した。α32p標識デオキシヌクレオチド トリホスフエートでプローブをニックトランスレーションして、0.5〜1xl O’cpm/ugの比活性とした(59)。 ロー0凡9と1艦− T4 cDN^の単離に用いた方法ではまず、表面にT4を発現するし細胞形質 転換体を形成する。■4′″形質転換繊維芽細胞のmRN^から合成したcDN ^を消去式(substractive)ハイブリダイゼーションによって富化 し、T4をコードするcDN^を末梢Tリンパ球のmRN^から成るcDN^ラ イブラリーから単離するプローブとして用いた。 T4”cDN^クローンの存 在をノザン法及びサザン法分析によって決定し、最終的には該クローンのT4” 表現型を受容細胞に転移する能力によって決定した。これと同様の技術が、T8 タンパク質をコードする遺伝子の単離に以前用いられた(20)。 チミジンキナーゼ(tk)を欠損したマウスL細胞を、tk含有プラスミドpT KとT細胞白血病細胞系BAIT−102由来ゲノムDNAとで同時形質転換さ せた(25.26)、 Ti1l胞表面タンパク質を発現するtk″L細胞形質 転換体を、川崎ロゼツト形成アッセイによって同定した。 tk”コロニーをT 4に対するマウスモノクローナル抗体に暴露し、その後ウサギ抗マウス免疫グロ ブリンと結合した赤血球と共に保温した。T4′″形質転換細胞は、赤血球と特 異的に結合するために目に見える赤色を呈する。こうして、一つの一次T4’形 質転換細胞LTD−4が得られた。このクローンによる14分子の発現は、細胞 蛍光定量性分析によって独立に確認した(第1図)。 T4’形質転換細胞LTD−4のmRNA&団は形質転換していないLSI胞の mRN^RNA、新たに形質転換した遺伝子の発現以外相違しない、これらの配 列は、T4’形質転換細胞のポリ(^)”RNAから製造した高放射性cDN^ を未形質転換し細胞がら得たきわめて過剰な量のRNAと共ににアニーリングす ることによって富化した(32.60)、 Rot値が大きくてもハイブリッド 形成し得ないcDN^をヒドロキシアパタイトクロマトグラフィーで単離し、λ クローニングベクターgtlo中で構成されたヒト末梢T細胞cDN^ライブラ リーをスクリーニングするのに用いた。僅かにハイブリッド形成する4個のプラ ークを同定し、プラーク精製し、T4配列の存在について分析した。 上記クローンのいずれかがT4をコードしているかどうか決定するため、まずT 4°及びT4−末梢T細胞、白血病細胞、胸腺リンパ球、し細胞形質転換体及び 非リンパ球がら得たRNAを用いてノザン法分析を実施した(第2図)、4個の クローンのうち1個は、T4”細胞にのみ存在するRNAとハイブリッド形成し た。このクローンは、丁43形質転換細胞LTD−4に存在し、かつ丁44末梢 リンパ球集団、様々なT4°白血病細胞系並びに胸腺リンパ球にも存在する3k b RNAを検出する。形質転換していない繊維芽細胞、T4−末梢リンパ球、 [1eLa細胞あるいはヒト神経芽細胞腫からのRNAとのハイブリ・ンド形成 は観察できなかった。 上記クローンによって検出されるRNAの表現型は、該RN^がT4をコードす る可能性を損なわない、しがし、このcDN^は0.6kbの長さしか有しない が3kbの+aRN^とハイブリッド形成する。従って、ヒト末梢T細胞eDN ^ライブラリーを再びスクリーニングして、成熟メツセンジャーRN^とほぼ同 じ長さの3kbのインサートを有する1個のクローン(p74B)を得た。この クローンの制限マツプを、第3八図及び第3B図に示す。 ノムパ −ン 次に、単離したeDN^DNAンが74”形質転換細胞からのDNA並びにヒト DNAとはハイブリッド形成したが形質転換していないマウスL細胞DNAとは ハイブリッド形成しなかったことを示すべくサザン法実験(37)を行なった( 第4図)、様々なヒト細胞からのゲノムDN^は酵素BamFIIでの開裂後、 5個のハイブリッド形成フラグメントの組を呈示する。予測どおり、T4配列は 形質転換細胞LTD−4において検出することができるが、形質転換していない しm胞のDNAでは検出できない、遺伝子(6,6kb)の3′末端に最も近い Ba5alフラグメントは、恐らくは組込み事象の結果としてLTD−4には存 在しない、そのうえ、リンパ球及び非リンパ球からのDNAと比較した場合、こ のような低い分析レベルでは著しい転位は明らかにならない、ハイブリッド形成 フラグメントの分子量の合計は33kbであり、このことはT4遺伝子が相当大 きいことを示唆している。上記領域を構成するゲノムクローンの完全な組が得ら れ(f&段参照)、これらのクローンの制限分析によってBamHIフラグメン トの順序をめ(第3八図)、遺伝子が大きいこと、及び相当の長さのイントロン を有するはずであることを確認した。 ン −したマウス −細 でのT4 eDN^の単離したcDN^がT4をコー ドすることは、このクローンが繊維芽細胞を形質転換後T4’4’型に変換し得 れば、それによっても証明されよう、染色体DNAのT4遺伝子は大きく、かつ 幾つかのゲノムクローンにわたる、従って、cDN^DNAンを、単−Ecal クローニング部位を挟んで位置するMo1oneyマウス白血病ウィルス長末端 繰返し配列(LTR)を有する二つのレトロウィルス発現ベクターpVcos7 及びpMV6kt/neoに導入した(第3C図)、 5’−LTRはクローニ ング部位を通しての転写をプロモートし、また3’−LTRは開裂及びポリアデ ニル化に必要な配列を含む、ベクターpHV6tk/neoは、ネオマイシンホ スホトランスフェラーゼ遺伝子のコード領域と融合したtkプロモーターも含む 、pVcos7を用いた構成体は連鎖していない選択可能マーカーでの形質転換 を必要とし、一方pMV6tk/neoは連鎖型同時形質転換を可能にするネオ マイシン耐性マーカーを保持する。形質転換後に得られた旧■3T3細胞のne o”コロニーを、ネオマイシン類似物C418を含有する培地で増殖する可能性 によって選択し、かつロゼツト形成法を用いてスクリーニングして、細胞表面で のT4の発現を検出した。このアッセイでは、pVcos7を用いて得られたG 418コロニーの約50%並びにpMV6tk/neoを用いて得られたコロニ ーの75%がT4について陽性であった。 ロゼツト陽性コロニーを細胞蛍光定量法によって更に分析し、形質転換細胞表面 にT4が発現していることを確認した(第1図)。 T4°形質転換繊維芽細胞及びTリンパ球が同じ分子量のT4タンパク質を発現 させることを示す代謝タンパク質標識実験を行なった。形質転換していないNI B 3T3細胞、T4’形質転換細胞及びTリンパ球を1.[39S]メチオニ ンの存在下に12時間標識した(41)、細胞を界面活性剤に溶解させ、溶液を レンズマメレクチンカラムに通して糖タンパク質を増量した(42) 、結合し た糖タンパク質フラクションを溶離し、T4に対するモノクローナル抗体を用い て免疫沈降させたく第5図)、還元条件下に、■リンパ球並びに2個の独立の7 4”形質転換細胞からの抽出物において、相対分子量55kdで移動する糖タン パク質を検出する。このタンパク質は、対照3T3繊維芽細胞では検出できない 、非還元条件下では、T細胞及び形質転換繊維芽細胞において抗T4を用いて5 1kd糖タンパク質を免疫沈降させた。 これらの実験は、形質転換細胞は抗T4によって免疫沈降する55kd糖タンパ ク質を発現させ、この糖タンパク質はTリンパ球表面に発現する糖タンパク質と 同じ大きさを有することを示す、即ち、単離eDN^を用いたノザン法及びサザ ン法分析の結果、並びに上記cDN^のマウス繊維芽細胞に74’″表現型を付 与する能力から、T細胞表面タンパク質T4のコード配列全体がクローニングさ れたことが判明する。 (以下余白) T4 cDN^のヌ レオ ド び ソバクジデオキシターミネーション法(3 5,36)を使用して3kbeDN^インサートの二本の鎖を配列決定すること によって、T4コード領域の完全ヌクレオチド配列を決定した。完全ヌクレオチ ド配列及び推定タンパク質配列を第6図に示す。 最も長い読取枠は、開始コンセンサス配列PurNNATGPurで包囲された 位置76のメチオニンコドンに始まる(61)、この読取枠はヌクレオチド13 74個を含む長さであり、458個のアミノ酸を含むポリペプチドをコードして いる。このcDN^をRN^発現ベクターpsP6(40)に挿入することによ ってこの読取枠の連続性(contiguity)を確認した。このベクターが ら合成されたRNAは、in vitro翻訳されると51kdの非変性タンパ ク質を合成する(第7図)、正確な分子量はヌクレオチド配列から予想された。 T4は、リーダー配列と、タンデム形の4つの可変−接合(V−J)様領域と膜 横断部(membrane−spanning domaine)とから成り、 各領域は、免疫グロブリン遺伝子族(gene family)に属する種々の メンバーの対応領域と相同性をもつ(62,63>(第6図及び第8図)、開始 コドンの直後には、Kyte−Dolit−tle疎水性基分布(hydrop athieity)プロット(64)によって予想されたリーダーペプチドに対 応する疎水性残基の連鎖が続く、天然T4タンパク質がプロセシングされる正確 な位置を決定することはできないが、既知の開裂パターンに基づいて、位置(− 1)のスレオニンの直後で開裂が生じると推定される(65)、従って、シグナ ルペプチドは23個のアミノ酸を含み、プロセシングされたT4タンパク質は4 35個の残基から成る。 成熟タンパク質の残基1〜94は、免疫グロブリンLM可変部とアミノ酸的にも 構造的にも相同である(第9図)、このドメインと免疫グロブリン可変部とは全 体として32%の相同性をもつ、LM免疫グロブリンのV領域とT4のN−末端 V様領域(vl)との配列を比較すると、14個の不変残基のうちの8個が保存 されていることが判明した(66)、このドメインは67個のアミノ酸によって 隔てられた2つのシスティン残基を含み、これらの位置及び間隔はLM免疫グロ ブリン及び関連分子で観察される位置及び間隔に類似している(67)、これら のシスティンが、保存されたVドメインに特有の鎖内ジスルフィド結合を形成し 得るのであろう、この推論は、T4が還元性条件下よりも非還元性条件下でより 速く泳動する(これは少なくとも1つの鎖内結合の形成と一致する。第5図、レ ーンe及びf)というわれわれの観察によって支持される。 個々のアミノ酸レベルでの相同以外にも、T4のv1ドメインは免疫グロブリン 可変部と構造的特徴を共有している。 免疫グロブリンの可変部及び不変部は、一連の逆平行β鎖が特徴的パターンに折 り畳まれて2つのβシートを形成する(67.68)、これらのβシートはジス ルフィドブリッジと特徴的疎水性相互作用との双方によって相互保持されている 。 T4のV様ドメインの予想二次構造がLM免疫グロブリンのVドメインの構 造とどの程度似ているかを決定するために、平面上で構造の位置合わせを行なっ た。また、Chou及びFasman(69)の実験に由来のアルゴリズムを使 用し、これらの配列中のβ鎖及びβターンの予想プロットを作成した。これらの 分析は、免疫グロブリンの■ドメインで検出されたβ鎖と密接に対応する7つの β鎖がT4のV様領域に存在することを示唆する(第9八図)、T4の2つの保 存システィンはβ鎖B及びFの内部で検出され、免疫グロブリンの保存ジスルフ ィド結合を形成する既知のV領域のシスティンの位置と正確に対応している。ト リプトファン残基が第1システインの下流の12個目のアミノ酸として存在し、 チロシン残基が第2システインより2つ前のアミノ酸として存在する。これらの 残基は夫々、LIV領域のβMC及びFに極めて特徴的である。更に、アスパラ ギン残基が第2システインの6つ前のアミノ酸として存在し、アルギニン残基が βMDのベースとして存在する。これらの荷電残基はV領域に極めて特徴的であ る(67)、最後に、交互的疎水性残基のパッチがβ鎖全体に存在し、これは2 つのβシートの相互作用を強化する。 T4のv1ドメインに続いて、免疫グロブリン及び丁細胞抗原レセプターの接合 (J)領域と有意な相同性をもつアミノ酸残基の連鎖が存在する。第9B図にお いてはT4のこのJ様領域が免疫グロブリンL鎖とT細胞抗原レセプターの2つ の鎖とのコンセンサス接合配列に位置合わせされている。 このJ様領域に続いて265個のアミノ酸連鎖が存在し、これは更に、3つのV J様ドメインに構造的に分割され得、これらのドメインは、始原型免疫グロブリ ンVJ領域に対して統計的に有意な配列と構造上の相同性をもつ(第6図及び第 8図)、更に、この配列は、N結合グリコシレージョンが可能な部位を2つ含む (^5n−Leu−Thr;第6図)。 細胞外ドメインに続いては疎水性(hydropath ic 1ty)プロッ ト(64)で予想された、疎水性及び中性のアミノ酸残基だけを含む推定膜透過 (transmembrane、膜結合)配列が存在する。このセグメントは、 クラスHの主要組織適合性(MBC)タンパク質のβ鎖の膜透過エキソンに顕著 な相同性をもつ(第9C図)、T4とMHCクラス■のβ鎖との膜透過領域を位 置合わせするとギャップがなく48%の相同性をもつことが判明する。膜横断セ グメントに後続する高電荷の40個のアミノ酸の配列は細胞質ドメインを含む( 第6図及び第8図)。 ′rJLLL:゛ の1 びイントロンーエ ソンのT4 cDN^を使用して マウス−ヒト体細胞ハイブリッドのパネルの分離パターンを分析し、ヒト中期染 色体にin 5ituハイブリダイズすることによって(101)、染色体上の 14遺伝子の位置を決定した。ゲノムプロット実験とin 5ituハイブリダ イゼーシヨンとによって、T4遺伝子がヒト染色体12の短腕の上の領域12p 12と12pterとの間に存在することが判明した。 λクローニングベクターCharon4及びEMLB−3(31)中で放射性標 識pT4B cDN^DMA−ト(70)を用いて構築されたヒトゲノムライブ ラリーをスクリーニングすることによって、■4遺伝子を含むようにオーバーラ ツプする一連のゲノムクローンが得られた。制限分析及びサザンプロット分析の 双方によってこれらのクローンの特性決定を行なうと、これらのクローンが完全 T4コード配列を保有することが判明した0次に、ジデオキシターミネーション 法(35,36)を使用しゲノムクローンの特異的フラグメントの配列決定を行 なってT4遺伝子の完全なイントロンーエキソン編成を決定した。 T4遺伝子は第8図及び第10図に示すごとく8個のイントロンによって分割さ れた9個のエキソンを含む、第1エキソンは5′−非翻訳領域とリーダーセグメ ントとを含む、第1可変様部v1はヌクレオチド289に存在する大きいイント ロンによって分割されている(第6図)、従って、VIJIドメインは第2及び 第3のエキソンによってコードされ、V2J2、V3J3、V4J4及び膜透過 (TM)ドメインの各々は別々のエキソン(エキソン4〜7)によってコードさ れる。m脂質ドメイン(CYT)はイントロンによって分割され、細胞質ドメイ ンの最終部分及び3°−非翻訳領域は9番目のエキソンによってコードされる。 T4” びT8”多 −4の AIDSウィルス感染におけるT4の役割を研究するために使用した実験方法で は、まず、ウィルス感染を支持できない(ウィルスに感染することのない)T4 −細胞系にT4遺伝子を導入した0次に形質転換細胞のAIDSウィルス感受性 を試験し、T4によるウィルス感染媒介のメカニズムを研究した。 表面タンパク質T4をコードする完全cDN^DMAンをレトロウィルス発現ベ クターp14V7中でサブクローニングした。 発現ベクターpMV7(第11八図)は、直接反復しているMo1oneyマウ ス肉腫ウイルスの長い末端リピー) (LTR)を2つ含んでおり、これらは単 一のEcoRIクローニング部位で結合(flank)シている。5°−LTR は、クローニング部位を通過する転写を構成的に(constitutivel y)促進(プロモート)し、3’−LTRはRNAの開裂及びポリアゾニレ−ジ ョンに必要な配列を与える。更に、pNV7は、優性の選択可能マーカーである 細菌性ネオマイシンホスホトランスフェラーゼ遺伝子(neo)のコード領域に 融合したヘルペスウィルスチミジンキナーゼプロモーター(tk)を含み、これ によって連鎖した同時形質転換(linked cotransformati on)と感染とが可能になる。 T4−pNV7を、欠陥eeotropie(同種指向性)及びamphotr opic(両指向性)プロウィルスを夫々含むNIB 3T3+tfff胞系で あるψ−2及びψ−八へ細胞に導入した(第11B図)(44,59)、両方の 細胞系は、内因性ウィルスRN^をキャプシド内封入(encap−sidat ion、パッケージング)することはできないが、絶対のトランスに働くウィル ス機能(obligate trans viralfunction)を全て 与えることはできる。これらの細胞系に対するT4−pMV7の安定なトランス フェクションの結果として、ヘルパーウィルスを含まずにT4をコードする組換 体レトロウィルス株が産生される。これらの純粋ウィルス株は標的細胞でレトロ ウィルスを産生ずることなくマウス及びヒトの双方の細胞にT4配列を有効に導 入すべく使用され得る。 要するに、DNA媒介遺伝子運搬手順を使用してψ−2#lI胞にT4−pNV 7 DMAを導入した(第11B図)(25,27)、ネオマイシン類似体G4 18(Geneticin(登録商標))を含有する培地中での増殖能に基づい てNeo+陽性コロニーを選択し、in 5ituロゼツト形成アツセイを使用 し細胞表面でのT4の発現に関してコロニーのスクリーニングを行なった(20 .70)、 T4を発現するトランスフェクトチー2細胞のコロニーのうちから 、10’cfu/x1の力価で組換体レトロウィルスを産生ずるコロニーを同定 した0次にT4”ψ−2クローンを使用し、マウスψ−AHMB胞に感染し得る レトロウィルスを生成した。10’efu/mlの組換体レトロウィルス力価を 生じるT4発発現−へHクローンを単離した。マイトマイシン−〇処理した(又 は)ψ−^Hクローンと(ヒト)細胞との同時培養によって74”ヒト形質転換 体を産生じた(第11B図)0次にT4°形質転換体をノザンプロット分析及び 流動細胞計測法によって分析し、T4が発現していること、及びT4が細胞表面 に存在していることを確認した0表面タンパク質T8を発現するコントロール細 胞系を同様にして構築した。 T4 AIDS ルス早′九こ、゛、ノ ・小細胞を^IDSウィルス感染に感 受性にするにはヒトリンパ球の表面にT4タンパク質が存在するだけで十分であ るか否かを決定するなめに、表面に初期Tリンパ球タンパク質T1及びTllだ けを発現する原始T細胞白血病細胞系HSB2(71)の形質転換体をまず構築 した。 HSB2はT4及びT8のいずれをも発現せず、子細胞抗原レセプター 又は関連T3タンパク質複合体も発現しない、細胞表面でT4又はT8タンパク 質を発現するHSB2の形質転換体を選択し、これらを使用してAIDSウィル ス感染に対するこれらの細胞系の感受性を決定した。 AIDSウィルスの感染を評価するアッセイとして、逆転写酵素の発現(52)  、免疫蛍光鏡検による細胞の紺胞質中のウィルス発現(46)、イムノアッセ イを使用した培養上清中のウィルス抗原の検出(47)及びフィトヘマグルチニ ン(PH^)−刺激末梢リンパ球との上滑サブカルチャーによる感染性ピリオン の産生(46)を含むいくつかの異なる実験方法を使用した。これらのアッセイ を使用してHSB2細胞系のAIDSウィルス感染の証拠は観察されなかった( 表1)また、AIDSウィルスレセプターを保有する非感染ヒト細胞をAIDS ウィルス産生細胞と共に培養すると広範囲の細胞融合が生じることはこれまでに 既に判明していた(54)、このアッセイによれば、1lsB2+if!l胞を AIDSウィルス産生H産生ll胞と混合してもシンシチウムの誘発は生じない が(表■)、HTLV−1及びIITLV−1産生細胞と混合すると多量のシン シチウムが形成される(データ図示せず)。 最後に、AIDSウィルスのエンベロープ糖タンパク質を保有する水胞性口内炎 ウィルス(VSV)の偽型を使用してウィルス侵入を試験した(表1 )(53 ,54)、AIDSウィルス感染細胞がvSvで重複感染されると、ある程度の 割合の後代vSvが十分なAIDSウィルスエンベロープ糖タンパク質と結合し て超免疫−vSv血清による中和に抵抗した。これらのVSV(AIDS)偽型 とリオンの宿主域はAIDSウィルスに特異的なレセプターを発現する細胞に限 定されている。細胞への侵入及びピリオンの脱外被後にキャプシドから放出され た(transcaρ−5idated)VSVゲノム、が複製され非偽型粒子 を産生する。二次感染中には、感染細胞から遊離した後代vSvがVSV (A IDS)偽型感染に耐性の指示細胞(ミンクCCL64又はウシHDBK紹胞) に侵入してこれを破壊し、その結果形成されたvSvブラーり数を測定する。従 って、VSV(AIDS)偽型による感染は、ウィルス侵入に対する定量的細胞 変性プラークアッセイを与える(54)、コノアッセイニオイテ、ll5I12 AI胞ヲVSV(AIDS)偽型に暴露したときにバックグラウンド以上のプラ ークは観察されなかった(表■)、 HTLV−Iエンベロープ中にキャプシド 化されたVSV RNAの偽型を用いたコントロール実験によれば(VSV(H TLV−I ))、多数のプラークが観察され、これはHTLV−ルセプターを 保有するHSB2細胞がVSVを有効に複製し得ることを示す、これらの観察は 、AIDSウィルスエンベロープ中にキャプシド化されたvSvゲノムがHSB 2細胞に侵入できないことを示す。 次に、機能的T4 cDN^を11SB2に導入するとこの細胞が^10Sウィ ルス感染に感受性になるか否かを試験した(表1)、HSO2−74”形質転換 体をAIDSウィルスに暴露し、その結果生じた増殖性ウィルス感染を逆転写酵 素活性の発現(52)、免疫蛍光鏡検による細胞の細胞質中のウィルスの発現( 46)、イムノアッセイを使用した培養上滑中のウィルス抗原の検出(47)、 及びPHA−刺激リンパ球との上清サブカルチャーによる感染性ウィルスの産生 (表1 )(46)によって決定した。 コントロールHSB2−78”細胞はどのアッセイにおいても終始陰性であった 。 更に、別のT4” T細胞のAIDSウィルス感染効率についても試験した。  HSO3−74”及び1(SB2−78“形質転換体、天然単離T4◆T細胞系 CEM及びPHA−刺激末梢リンパ球を系列10倍希釈のAIDSウィルスに暴 露し、洗浄し、マイクロカルチャープレートに播種(plate) した、ウィ ルス暴露の12日後に感染培養物の頻度をイムノアッセイによって測定した(第 12図)(47)、このようにして、暴露培養物の50%を感染させるために必 要なAIDSウィルスの力価(10−50)を決定した。 PHA−刺激末梢リ ンパ球のID−50は天然単離T4”細胞又は形質転換T4”細胞系で観察され た値より2〜3桁大きい、 HSO3−74”細胞の感染効率は、天然単離T4 “T細胞系CEMで観察される値の約10倍である(第12図)、コントロール HSB2−78”細胞は試験された最高ウィルス力価でも感染に感受性でない。 また、VSV(AIDS)偽型のシンシチウム形成と複製との双方を支持するH SO3−74”細胞の能力を試験した。 HSO3−74”細胞を^IDSウィ ルス産生H産生胞と共生培養すると、18時間以内にシンシチウム形成が容易に 観察される(表I及び■)。 更に、培養物を抗T4^モノクローナル抗体で処理することによってシンシチウ ム誘発が阻止される(表■)、最後に、HSO2−74+細胞をVSV(^I  O5)偽型に暴露すると、隣接の指示細胞を破壊する感染性vSv粒子が産生さ れる(表I及びI[[)。 更に、抗^IDSウィルス抗体又は抗T4^モノクローナル抗体で予処理すると グラーク形成を阻害し得る(表■)、AIDSウィルス感染の検出に使用された 7つのアッセイのすべてにおいてコントロールHSB2−78’細胞は終始陰性 である(表■、H及びI)、これらの観察は、未成熟しトTリンパ球中にT4タ ンパク質が存在するだけでAIDSウィルス感染に必要な必須機能が与えられる ことを遺伝的に証明する。 人」− T4”ヒト3− のシンシ ウム; シンシ ラム: 見上11− 肚ハ刀臣 肢〃刀匿+aT4五JM(T4”) +++++ − 8166(T4”) +◆+十十− H5B2 ND HSB2−78’ −ND HSB2−74” − Raji ND Raji−78” −ND Raji−T4” +++ − HeLa ND HeLa−78” −ND HeLa−74” +++++ − 2X 10’細胞を2x 10’iDSウィルス産生H9Mj胞(H9/AID S) ト共生培養し、37℃でインキュベートした。18時間後に培養物のシン シチウム形成を検査した。結果をシンシチウム内部に含すれた核のパーセンテー ジの概数で示す、−(シンシチウム無);”(25%);+++(50% ); +++++(90%):ND(m定不能)、播種(seeding)のときに混 合培養物に抗T4^モノクローナル抗体(αT4^;1:20)を添加するシン シチウム阻害アッセイも行なった。天然単離したrt” Ta胞系JM及び81 66をこれらの試験のポジティブコントロールとして使用した。 宍」し T4” びT8’ヒト ン に るVSV 型組 1 プテークア、セイVSV  ’ (PFU/zj’ h−ニド:JilL VSVΩWLL!二」−と+ごスーJ二に12)にニーJ −VSVズニb2J−p[5≧)−+ a A IDS+ =@T4A工 CEM(T4”) 20,000 50 42,000 50 200HSB2 −T8” 10.000 50 0 ND ND)1sB2−74” 12,0 00 50 1,000 100 300Raji−T8” 5,000 ND  OND NDRaji−T4’ 5,000 50 1,500 25 15 0HeLa 10,000 ND OND NDHeLa−T4” 10,00 0 50 17,000 50 2002X10’細胞をVSV(AIDS)偽 型(53,54) ト共に37℃で1時間インキュベートした0次に細胞を洗い 、vSv感染に感受性でVSV(AIDS)!mIt性ノ1×106ノミンクC CL64又ハウシMDBKノフラーク指示細胞を各ウェルに添加した。培養物を 寒天培地に重ね、感染2日後にvSvプラーク数を測定した。VSV(AIDS )偽型プラーク形成を阻害するために偽型(54)に暴露する前に抗T4^モノ クローナル抗体(αT^^;1:20)又は抗AIDSウィルス血清(αAID S;1:10)で細胞を30分間予処理した。これらの実験では種々のヒト細胞 型(54)に接種(plate)したVSV(HTLV−1>偽型をコンドロー ルドして使用しり、 VSV(IITLV−■)偽型プラーク形成を阻害するた めに抗HTLV−1血清(1:10)を使用した。結果をPFU/z1で示す、  HDは測定不能を示す。 (以下余白) ^TDSウィルス はT1ンパ・に されtい機能的T4 cDN^を2つのヒ ト非T細胞系、即ち子宮頚癌に由来の上皮細胞系であるHeLa細胞(72)、 及び、バーキットリンパ腫患者に由来のBリンパ芽球様細胞系であるRaji( 73)に導入した(第11B図)、レトロウィルス媒介遺伝子運搬以前にはこれ らの細胞系は表面T4タンパク質又はT4 mRN^を発現せず、また、AID Sウィルス感染に感受性でない(表り。 更に、親細胞系はシンシチウムの誘発を支持せず、またvSv(AIDS)偽型 の感染・増殖(plating)も支持しない(表I、■及びI[[)。 対照的に、T4” Raji及びHeLaの形質転換体は先に記載したどの項目 (表りを基準にして判断してもAIDSウィルス感染を支持する。 Raji− T4+細胞に対する^IDSウィルスの感染効率は、HSB2−T4+の場合と ほぼ等しく、天然単離T4” T!IB胞系CEMに対する感染効率の約10倍 である(第12図)、更に、Raji−74’及び11eLa−74”細胞はA IDSウィルス産生H産生胞と同時培養されると、抗T4^モノクローナル抗体 で培養物を予処理することによって阻害されるシンシチウムの誘発を支持する( 表■及び■;第13図)、更に、これらの細胞をvSv(AIDS)偽型に暴露 すると感染性vS■が産生され、抗AIDSつイルス抗体又は抗T4^モノクロ ーナル抗体で予処理することによって阻害されるプラーク形成が生じる(表I及 びI[l)。 これらのアッセイのいずれにおいても、コントロールとして試験したRaji− T8”及びHeLa−T8”の形質転換体は終始陰性である(表I、■及び■) 。 従って、機能的T4遺伝子をヒトTリンパ球、Bリンパ球又は上皮細胞に導入す るためには、かかる細胞を^TDSウィルス感染に感受性にするだけでよい、こ れらの観察から総合的に判断すると、in vivoで観察されたT4” T細 胞指向性(tropism)は、14分子の制限発現の結果として生じたもので あり、内部で該分子の発現が生じた細胞型の性質には左右されない。 AIDSウィルスは表面T4タンパク に1合 る上記の実験は、■4発現がA IDSウィルス感染に必要であるという遺伝的証明を与えるが、該ウィルスのラ イフサイクルにおけるこの分子の役割に関する情報は与えない、AIDSウィル ス感染にT4の表面発現が必要であるという観察は、T4がAIDSウィルスレ セプターであることを示唆する。従って、サイトフルオメトリイ(細胞蛍光光度 測定)を使用し、14°及びT8”の形質転換ヒト細胞に表面に対するAIDS ウィルスの結合を試験したく表■;第14図>、 HSB2、Raji及びHe La細胞のT4+又はT8’形質転換体をAIDSウィルスと共にインキュベー トした。ウィルス吸収後、細胞を洗浄し、フルオレセイン結合抗AIDSウィル ス抗体に暴露し、流動細胞計測法で分析した。このアッセイは、AIDSウィル スが表面T4を発現するヒト形質転換体に有効に且つ特異的に結合するが丁4− 親細胞及びT8”形質転換体には結合しないことを証明したく第14図、8列; 表1)、T4”細胞に対するAIDSウィルスの結合は、抗T4^モノクローナ ル抗体とのブレインキュベーションによって阻止することはできるが、抗T8モ ノクローナル抗体とのブレインキュベーションによって阻止することはできない (第14図、0列)、更に、T4”形質転換細胞をAIDSウィルスに暴露する と、T41!タンパク質がウィルスエンベロープ糖タンパク質と共に沈降し、こ れらの分子面の物理的な直接結合を示唆する(データ図示せず)、これらの結果 は、AIDSウィルスが細胞表面で14分子に結合することを示し、また、この 結合は試験したr4”細胞型すべてにおいて生じるのでこの結合がその他のT細 胞特異的タンパク質と無関係であることを示す。 これまでの研究によって、エンベロープ被覆ウィルスの異なる2つの侵入経路が 説明されている(74,75,76.77)。 ある種のウィルスは原形質膜と直接融合し、ヌクレオキャプシドを細胞質中に放 出する。ある種のウィルスはレセプター媒介エンドサイト−シスによって取り込 まれる。エンドソームの酸性環境はウィルスエンベロープと液胞の境界膜との融 合を促進する。エンドサイト−シス経路によって細胞に侵入するウィルスによる 感染は、エンドソームを脱酸性化する弱塩基のごとき物質で細胞を処理すること によって阻害できる(58.78,79.80)、塩化アンモニウムの存在下で エンドソーム中での融合は遮断される。しかしながら、リソソーム分解は減速は されるが依然として進行する(SO)。 従って、T4” T細胞系JMのAIDSウィルス怒染に対掌る塩化アンモニウ ムの効果を試験した。塩化アンモニウムが存在しない場合、AIDSウィルスに 暴露されたJM細胞の50%以上が感染5日後にウィルス抗原を発現しているこ とが免疫蛍光鏡検で観察された。ウィルス添加と同時又はウィルス、添加後30 分以内にJM細胞を塩化アンモニウムに暴露(6時間)すると95%を上回るウ ィルス感染阻害が観察された。しかしながら、ウィルス添加の1時間後に塩化ア ンモニウムで細胞を処理しても感染阻害は全く観察されなかった。この観察は、 レセプター媒介エンドサイト−シスを介して細胞に侵入する別のウィルスで説明 されたウィルス侵入動態(kinetics)と完全に一致する。また、塩化ア ンモニウムの効果は完全に可逆的である。1時間塩化アンモニウムに暴露し次に この化合物がなくなるまで洗浄しAIDSウィルスに暴露した細胞は、コントロ ールレベルのウィルス感染を支持した。これらの結果は、塩化アンモニウムを除 去するとエンドソームのpitが1〜2分以内に初期の低い値に戻るというこれ までの観察(78,80)と一致する。エンドソームを脱酸性化する化合物であ るアマンタジンに関しても同様の結果が得られた。 これらの結果は、ウィルス侵入のメカニズムと一致する。 即ち、T4−AIDSウィルス複合体のエンドサイト−シスが生じ且つ低p■で ウィルスエンベロープとエンドソームの境界膜との融合が誘発され、細胞の細胞 質中にウィルスヌクレオキャプシドが放出される。 T4鵬RN^は において される AIDSは細胞免疫系を破壊する以外にしばしば中枢神経系(CNS)の疾患を 生起する。これは脳細胞にAIDSウィルスが直接感染するためであると考えら れている(81)、従って、T4がCNS内部の細胞中で発現するが否がを決定 することは極めて重要であり、これがウィルスの向神経性の説明を与える。ヒト 及びマウスの脳から得られたRNAのノザンプロット分析を行なって、74 m RN^RNACNS中で発現しているか否かを決定した(第15図)、ヒト大脳 皮質由来のPo1y(^)RN^は、夫々分子量約3及び1.8kbの異なる2 つのT4 mRN^を含む(第15八図)、より少ない3kb RNAのサイズ は、2つのT4÷白血病細胞系、即ち0937 (単球細胞系)及びJurka t(T細胞系)並びに末梢Tリンパ球によって発現される+aRNΔのサイズに 等しい、Tリンパ球には存在せずより多いがより小さい1.8kb mRN^は 、5′もしくは3”末端の選択的スプライシングによって生じたものであろう。 マウスの脳の特定領域からpolバ^)” RNAを単離することによってT4  mRN^の局在をより精密に分析した(第15B図)。 ネズミのT4相同体、L3T4をコードする放射性標識cDN^と共にハイブリ ダイゼーションを行なうと、マウス後層サンプル中には存在しない2.2kb  mRN^がマウス前脳サンプルから集中的に検出される。2,2kb L3T4  mRN^は大脳皮質、視床下部で検出され、線状体中に最も豊富に存在し、小 脳、脳幹又はを髄には存在しない(データ図示せず)、 CNS中で検出される この2.2kb mRN^は胸腺細胞中のL3T4をコードする3、2kb m RN^より約1kb小さい(第15B図)、これらの結果より、AIDSウィル スが示す向神経性は脳細胞における14分子の表面発現に起因すると推定できる 。前脳で検出されるmRN^のレベルは胸腺細胞中の値の約1730である。こ れは、多くの細胞による低レベルの発現、又は、少さい細胞並集団によるより高 いレベルの発現を反映する。T4がニューロン又は支持細胞によって発現される か否かは今の処わかっていない、しかしながらCNS中の変異転写物の存在は、 侵入し難いTリンパ球によって脳のT4 mRN^が発現されるという仮説を否 定する。 T細胞の機能的に異なるサブセットをもつT4及びT8の分離は、■リンパ球と 適当な標的細胞との相互作用においてこれらの分子が重要な役割を果たすことを 示唆する。これらのタンパク質の特異的機能を理解する第1段階として、14分 子及び18分子の両方からcDN^クローンを取り出し、これらのクローンのヌ クレオチド配列を決定した(20.70)、T4及びT8の推定タンパク質配列 を比較すると、これらの分子は免疫グロブリン可変部(V)との間に有意な組列 的及び構造的相同をもち、免疫グロブリン超遺伝子系列(family)に所属 すると考えられる。しかしながら、T4と18とは全く異なるN−末端V様ドメ インをもつ、これらのドメインは28%だけの相同性をもち、従って、これらの ドメイン相互間の相同性は免疫グロブリンに対する夫々の相同性よりも小さい( 第9A図)、更に、T4とT8との双方の最大不変部は、免疫グロブリン及びT 細胞レセプター■領域に対して最も強い相同性をもつ、従って、これらの2つの 分子の免疫グロブリン様ドメインは構造的には同様であるが有意な配列分岐(d ivergence)を示し、これらが標的細胞の異なるサブセットの異なる分 子を認識するという仮説と一致する。 T4及びT8のN末端ドメインが共有するV様領域の構造的相同はこれらのタン パク質の機能に特に関連があるらしい。 免疫グロブリン超遺伝子系列に所属する遺伝子の実質的に全部が免疫応答に関与 する(62)、更に、該遺伝子の各々は互いに結合して二量体を形成する傾向を 強く示す、この結合は、免疫グロブリンのH鎖及びL鎖、並びに、Tl1I胞抗 原レセプター、β、−マイクログロブリン及びクラスIのMHCタンパク質のα 鎖及びβ鎖、並びに、クラス■のMHC分子のα鎖及びβ鎖の相互作用において 明らかである。 T8糖タンパク質はMHC様分子分子定されるT6と胸腺細胞 の表面でジスルフィド結合を形成しく62)、末梢Tリンパ球に32kdのサブ ユニットの多量体として存在する(83)、 T4中の4つのV様ドメインの存 在は、これらの領域が互いに結合しまた別の細胞又はウィルスの表面で特異的配 位子と結合することを示す、免疫グロブリン様分子のこれらの特異的親和性はT 4及びT8の認識機能に必須であろう。 旺へl似 免疫グロブリン及びT細胞抗原レセプター遺伝子において、V様エキソン及びJ 様エキソンはかなり隔たって存在しており、体細胞組換事象後にのみ並列する( 62.63)、T4 mRN^はDN^組換事象を要せずに連続する4つのV様 及びJ様エレメントをコードする。従って、T4は再配列メカニズムの出現以前 に発生したより原始的な遺伝子を反映すると考え得る。この推定の裏付けとして 、T4の第1v様領域(V I )が免疫グロブリン又はT細胞抗原レセプター をコードするV遺伝子中に存在しないイントロンで分割されているという最近の 観察がある。これらの証拠の積み重ねによって、イントロンが予め存在しない環 境にイントロンが挿入される可能性よりも、進化中にイントロンが正確に除去さ れる可能性のほうがはるかに大きいことが示唆される。従ってT4は、複製、発 散(divergence)及び再配列によって通常の免疫グロブリン遺伝子系 列を生成する祖先免疫グロブリン遺伝子を示すと考えることができる。実際には T4は極めて複雑な免疫系で機能するが、T4がより原始的な細胞免疫応答にお いて機能するレセプターを反映すると考えることもできる。 無を椎動物のごとき原始的な免疫応答では多岐にわたるレセプター分子がなく、 最も簡単な場合にはセルフとノンセルフとの区別しかなく、再配列を生じない遺 伝子の「静止jセットによって調節されると推測される。 進化中のT4の経時的出現順序にかかわりなく、この遺伝子の編成はエキソンシ ャッフリングの重要な例を示す、T4は4つのV−J様ドメインと1つのJ様領 域と1つの膜横断セグメントとから成り、各部が、免疫グロブリン超遺伝子系列 に属する種々の遺伝子の対応部に対する相同性をもつ。 このV様及びJ様ドメインは免疫グロブリン及びT細胞抗原レセプター鎖の対応 する領域と相同である。膜横断ドメインはクラス■のMl(C分子のβ鎖中の対 応領域とかなり相同である(第9C図)、従ってT4は、免疫応答に関与する多 数の異なる分子を生成すべく種々の方法でシャツフルされる免疫グロブリン超遺 伝子系列に属するいくつかの遺伝子中に保持された一群のエキノンから成る。 T4はAIDSウイルスレセプ −で る本文中に与えられたデータは、AID Sウィルスと細胞表面の14分子との特異的結合から始まるAIDSウィルスの 感染メカニズムを示唆する。この結合は、Tリンパ球、Bリンパ球及び上皮細胞 で観察され、従って、付加的なT細胞特異的タンパク質の関与は不要である。更 に、本文中に与えられたデータから判断すると、T4−AIDSウィルス複合体 がレセプター媒介エンドサイト−シスを介して取り込まれ、次にウィルスエンベ ロープがエンベロープの境界膜と融合し、細胞質にヌクレオキャプシドを放出す る0次に、リンパ系細胞株及び非リンパ系細胞株の双方においてウィルスの複製 及び転写が生じ得る。更に、T4遺伝子は脳においてもリンパ球においても発現 される。これがAIDSウィルスの向神経性と向リンパ球性との二重性を説明す る。このように、ヒトレトロウィルスがエフェクター細胞−標的細胞の相互作用 の媒介に重要なTリンパ球表面タンパク質を利用することによって、AIDSウ ィルスが74”!El胞の集団を特異的標的とする。 多数のエンベロープ被覆ウィルスで細胞表面レセプターが同定されている。これ らのレセプターの発現パターンが特定ウィルスの宿主域と指向性とをしばしば決 定する(74゜76)、いくつかのウィルスは狭い範囲の細胞型にのみ感染し、 これは特定の標的細胞集団に対するウィルスレセプターの発現を反映する0例え ば、狂犬病ウィルスはニコチン性アセチルコリン受容体と相互作用しく87)、 骨格筋及びニューロンに大いに感染するが、エプスタインーノ<−ルウイルスは C3d補体レセプタータイプ2(88)と相互作用しBリンノ(球に感染する。 別のウィルス、例えばミクソウィルスζよ細胞表面に普遍的に分布したシアル酸 残基と相互作用し、番よるかに広い範囲の細胞型に感染する。 細胞表面レセプターの制限発現は向ウィルス性の説明の1つにすぎない、ある種 のウィルスは限られたセ・ントの分化細胞型中でのみ複製され、別のウィルスは 特定細胞型中でのみ有効に転写されるであろう、従って、Mo1oneyマウス 白血病ウイルス(No−Mu−LV)は新生マウスのT細胞リンノ(腫を誘発す る。また、極めて近縁のフロインドヘル)(−マウス白血病ウィルス(Fr−M uLV)は主として赤白血病を誘発する(89,90.91)、このような指向 性の違いは、有効な転写を容易に生起するためにTリンパ球中のNo−MuLV ゲノムがもつLTRと赤血球系前駆物質中のFr−MuLVゲノムがもつLTR とが違うことに起因すると考えられている(92,93.94>。 本文中で示したごとく、AIDSウィルスの指向性決定−次要因は標的細胞の表 面におけるT4タンパク質の発現である。 In vivo感染はリンパ系細胞、骨髄系細胞及び脳細胞に限定される。これ らがT4を発現する3つの集団である。 Invitro試験では、AIDSウ ィルスの天然標的でない細胞、即ちT4−ヒトBリンパ球及び上皮細胞にT4を 導入するとこれらの細胞がAIDSウィルスによる増殖性感染に感受性になるこ とが判明した。 実施例1:1ttuフー メント 限定プロテアーゼ消化を使用して細胞調製物から可溶T4糖タンパク質フラグメ ントを調製する。又は、前記のごときT4フラグメントを産生するために、膜横 断ドメイン、すなわち中性残基及び疎水性残基を含む領域の欠如したT4フラグ メントをコードするDN八へ現ベクターを構築して使用してもよい、これらのフ ラグメントは水溶液に可溶であり、リーグ−(シグナル)配列を含む、哺乳類細 胞中で発現されると、これらのフラグメントは平滑でない小胞体/ゴルジ複合体 に運搬され任意に細胞がら分泌される。 実施例2:什坦11α九i 実施例1に記載の可溶T4糖タンパク質フラグメントを、典型的には薬剤として 許容される担体と混合してヒト免疫不全ウィルス感染者に投与し、感染者の血液 及びその他の体液中に存在するウィルスに結合させ、T4+細胞のin viv 。 感染を遮断する。及び/又は、固定したT4糖タンパク質又は可溶T4フラグメ ントをいれたカラムに患者の血液を循環させウィルスを血液から分離してもよい 、かかる処置によってウィルスに対する免疫系のより有効な免疫応答が増進され る。即ち、非感染T4” Tal胞が増殖する。 可溶T4フラグメントは治療薬として、即ち、HIV感染の細胞外伝播及び細胞 間伝播を阻害するインヒビターとして使用され得る。出願人等は、可溶T4フラ グメントがHIVウィルスによるT4”標的細胞へのin vitro結合及び 感染を阻害することを証明した(実施例4参照)。 HIV感染者に可溶T4フラグメントを投与するとウィルス感染の細胞外伝播が 阻害される。更に、HIV感染T4”細胞と非感染T4”lll胞との結合もウ ィルス伝播の経路となり得るが、可溶T4フラグメントの投与によって該結合も 阻害される。 従って、可溶T4フラグメントの投与は病気の進行を遅くし、AIDS関連症候 群のいくつかの症状を軽減し、新しい病的変化の発生を阻止する。 生化学的に純粋な水溶性物質たる可溶T4フラグメントは、T4−HIV相互作 用の拮抗物質(co+5petitor)アッセイ用の別の試薬と共に使用され 得る。従って、可溶T4フラグメントは、ウィルス結合のインヒビターをスクリ ーニングするために、HIVエンベロープタンパク質と共に使用されるか又はH IVエンベロープタンパク質を含有する生化学的混合物と共に使用される。 実施例3:p″T4T4フーグメ ント合したT4タンパク質をコードするcDN^を含有するプラスミド(p74 B)を単離し、特性決定し、種々の哺乳類細胞型において発現させた(70)、 可溶T4フラグメントは細菌、酵母、昆虫、哺乳類の系で産生される。天然T4 タンパク質は複雑に折り畳まれグリコジル化され易いので哺乳類系中で発現させ るのが好ましい、pT4BをV4J4ドメインの後で切断することによって可溶 T4フラグメントが産生される。かかるDNAフラグメントはヌクレオチド位置 的1264(第6図)で始まる膜横断セグメントの前で終結する。 分泌されたタンパク質フラグメントを過剰発現する細胞系の構築によって可溶T 4フラグメントの精製及び特性決定は大いに進歩する。細菌、酵母、昆虫及び哺 乳類の系でタンパク質を過剰発現させる戦略が使用された。また、構成的に(c onstitutively)発現されると有毒になり得るタンパク質を過剰産 生ずるために、細菌及び酵母中で誘発可能な発現系が使用された。可溶T4フラ グメントの過剰発現に伴って、可溶T4発現ベクターが増幅され、その結果、構 成的な過剰発現が生じる。漸増濃度の薬剤メトトレキセート中の増殖によって得 られるジしドロ葉酸レダクターゼ(dhfr)遺伝子の増幅が広く使用されてい る。メトトレキセートはdhfrのアンタゴニストである。増幅ユニットがdh frコード配列に限定されないので、この方法では該配列に隣接の配列の共増幅 (coamplification)が生じる。従って、dhfrを選択可能マ ーカー及び新しく導入された配列の同時増幅手段として使用する。この戦略を使 用してdhfrプラスミドと共形質転換(cotransformation) された複数の異なる遺伝子の発現を増加させることに成功した。別の増幅スキー ムでは、可溶T4 cDN^発現ベクターとプラスミド9dLAT−3とのコト ランスフェクションと前記のごとき選択スキームとを順次用いる(102) 。 組換DN^技術を使用し、ヒトcDN^クローンpT4B(70)によってコー ドされたT4の分泌された可溶細胞外フラグメントの発現ベクターを産生ずる。 塩基対1〜1252のpT4B (第6図)は分泌タンパク質の合成に必要なT 4のリーダーペプチドと、4つのVJ様トドメインvIJ1〜V4J4)を保有 する細胞外部分とをコードするが、膜内にタンパク質を固定する膜横断領域及び 細胞質領域をコードしない、このベクターはHIV結合ドメインを含むT4タン パク質の細胞外部分をコードする配列を含む、これらの配列はSV40早期領域 プロモータから下流に位置する。更に、ウシ成長ホルモン遺伝子のポリアゾニレ −ジョン領域の直前のT^^終結コドンは、頭を切断したT4 eDN^から下 流に位置しており、タンパク質の合成終了、転写終了及びRN八へ写物のポリア ゾニレ−ジョンに必要なシグナルを与える。得られた可溶T4ミニ遺伝子を次に マウスジヒドロ葉酸レダクターゼ(dhfr)遺伝子に結合し、dhfr欠失( dhfr−)のチャイニーズハムスター卵巣(CIIO>細胞に導入後に増幅さ れ得るプラスミドを生成する。 例えば、完全T4コード配列を含むpT4Bの1.8kbのEcoRI −Ba 5Hlフラグメントを哺乳類発現ベクターDSP(103)の5tu1部位とB gl 1部位との間に挿入する。該ベクターは、s■−40早期プロモータとウ シ成長ホルモンポリアゾニレ−ジョン配列とを含むように変性されている0合成 リンカーを使用し、pT4BのHae II (bp124)−Hpa II  (bp1252)フラグメントをプラスミドpUc18のKpn 1部位とXb a 1部位との間に挿入する。可溶T4発現ベクターは以下のフラグメントの結 合によって得られる。 1 、 pT4Bの1.8kbのEcoRI −Bam+Hlフラグメントを含 む変性DSPの0.95kbのBgl II −5ac lフラグメント(この セグメントはSV40早期プロモーターとT4リーダー配列と細胞外T4配列の アミノ末端部分とを含む): 2 、 pT4Bのl1ae ]l −Hpa fJlフラグメント含むプラス ミドpUC18の0.66kbのSac I−χbaiフラグメント(このセグ メントは細胞外T4配列のカルボキシ末端部分と、該末端部分に続いておりバリ ン371(第6図)の後に挿入されたT^^終結コドンとを含む);及び 3、ウシ成長ホルモンポリアゾニレ−ジョン配列を含む変性DSPの2.48k bのBgl II −Xba lフラグメント。 最後に、Bgl II及びBamH1部位に結合(flank)されたマウスd hfr発現カセットを含む別の変性DSPがら得られた2、2kbのBgl I I −BaIIIHlフラグメント(βグロブリン70モーター−マウスdhf rコード領域−5V40ポリアゾニレ−ジョン領域)を、プラスミドのBawl  1部位に挿入して可溶T4発現プラスミドを生成させる。 dhrrの欠失したチャイニーズハムスター卵巣細胞のクローンDXB−11( 104)に可溶T4発現プラスミドをトランスフェクトする。 DXB−11形 質転換体を次に、10%の透析ウシ胎児血清を含むヒボキサンチン又はチミジン 欠失のFIZ培地で増殖する。クローンを選択し、dhfrのアンタゴニストで ある段階増加濃度のメトトレキセート(mtx)を使用し、新しく導入されたd hfr遺伝子と隣接の可溶T4配列とを増幅した安定な形質転換体を選択する。 mtx中で増殖した選択クローンの培養上清を放射性免疫沈降処理(radio immunoprecipitation) して可溶T4フラグメントを検出 する0選択クローンの集密的培養物を3sS−メチオニン及びシスティンで18 時間放射性標識し、培養上清をT4特異的モノクローナル抗体(OKT4.0K T4^)とコントロール抗体0KT8と非特異的マウス■gCと共に免疫沈降さ せる。 免疫沈降液を5OS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動にかけフィルムに露光す る。 0KT4及び0KT4^を用いた場合、可溶T4フラグメントの予想サイ ズに相当する分子量約45kdのタンパク質が培養上清から特異的に免疫沈降す る。 状態調整した培地(CM)を選択クローンの培養物がら無血清で収集し、低速遠 心で透明にし、10倍に濃縮する。濃縮サンプルを2倍に希釈して塩濃度を下げ 、pH6に調整し、S−Seph5−5epharose(Pbarで処理する 。可溶T4フラグメントをこのpttで樹脂に保持し塩濃度勾配で溶出する。 細菌、酵母及び昆虫中でも同様に処理して可溶T4フラグメントを得ることが可 能である。更に、前記フラグメントより小さいサイズのフラグメント、例えばV IJIドメインだけを含むフラグメントを産生することも可能である。 実施例3に記載のごとく調製した可溶T4フラグメントが示すT4”lH胞に対 する拮抗能及び該T4’m胞に対するIIIV結合の阻害能を試験した。標的T 4” T細胞系CENに添加する前に、選択された可溶T4フラグメント産生細 胞から得た系列希釈度の10倍濃縮CMを系列希釈度のHIVウィルスと共にブ レインキュベートした。 FITC結合抗111V抗体とのインキュベーション 及びサイトフルオロメトリイー分析を原次行なうことによってCEM細胞に対す るHIVの結合を定量した0選択された可溶T4フラグメント産生細胞系からの CMは、CEN細胞の表面に対するHIV結合を希釈度依存的に阻害した。 対応する非産生細胞からのCMは応答を全く示さなかった。 また、可溶T4フラグメントがもつT4”細胞に対する■IV感染の阻害能をi n vitro試験した0選択された可溶T4フラグメント産生細胞系からのC Mを、系列希釈度のHIVを接種したP)I^−刺激T4” T細胞の培養物に 添加した。前記抗原捕獲アッセイを使用し、4.8及び122ac培養物中のH !ν複製をモニターした。各モニタ一時期に可溶T4フラグメントはtllV感 染を約flog倍ずつ阻害していた。 実施例5:a”r4− ′ ! 等容の完全フロインドアジュバントと混合した50pfの(前記のごとく調製さ れた)本発明の精製可溶T4フラグメントを、8週齢のBa1b/cマウスの腹 膜組織内に注射した0次にブースターとして、不完全フロインドアジュバントと 混合した可溶T4フラグメントを毎月1回マウスに注射し、尾の静脈から瀉血し た。VX酸アンモニウム沈降によって血清の免疫グロブリン分画を生成し、固定 T4フラグメントを使用したアフィニティクロマトグラフィーによって特巽的抗 可溶T4フラグメント抗体を精製する。 実施例6:ロ5T4フーグメント イーイオタイブ の;同遺伝子型及び類似遺 伝子型のマウスの腹膜組織内に完全フロインドアジュバントと混合した50μs の(前記のごとく調製された)本発明の精製抗可溶T4フラグメント抗体を注射 し、ブースターとして不完全フロインドアジュバントと混合した抗可溶T4フラ グメント抗体を毎月1回注射する。 融合の4.3及び2日前にブースターとして50I1gの免疫グロブリン生理食 塩水溶液をマウスに靜注する1次に当業界で公知の手順で牌細胞をP3X63^ に8.653非分泌骨髄腫細胞と融合させる。2週間後、ラジオイムノアッセイ を用いた抗可溶T4フラグメント抗体に対する結合活性に基づいてハイブリドー マ上清をスクリーニングする。陽性クローンについて、ヒト免疫不全ウィルスエ ンベロープ糖タンパク質及びAIDSウィルスに対する結合能の測定アッセイを 行なう。 又は、「1段階」手順を使用し、完全フロインドアジュバントと混合した可溶T 4フラグメントをマウスの腹膜組繊内に注射し、生理食塩水と混合した可溶T4 フラグメントをブースターとして靜注し、マウスff#1lJlを前記のごとき 骨f!腫と融合させる8次にハイブリドーマ上清に対して、可溶T4フラグメン ト抗イディオタイプ抗体の測定アッセイを直接性なう。 (以下余白) Figure 1 Figu== 2 目 ・ 會 ・ MψσFffし L ・ ・ 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Claims (64)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.T糖タンパク質の少なくとも一部分を含むアミノ酸配列をコードする単鎖核 酸分子。
  2. 2.アミノ酸配列がヒト免疫不全ウイルスエンベロープ糖タンパク質との複合体 を特異的に形成し得ることを特徴とする請求項1記載の核酸分子。
  3. 3.請求項2記載の核酸分子に対して少なくとも90%の相同性をもつことを特 徴とする核酸分子。
  4. 4.アミノ酸配列が水溶液に可溶であることを特徴とする請求項3記載の核酸分 子。
  5. 5.T4糖タンパク質がヒトT4糖タンパク質であることを特徴とする請求項1 記載の核酸分子。
  6. 6.請求項1記載の核酸分子に相補的な核酸分子。
  7. 7.検出可能マーカーで標識された請求項6記載の核酸分子。
  8. 8.請求項1記載のDNA分子。
  9. 9.第10図の制限酵素地図によって示されるゲノムDNA分子の少なくとも一 部分を含む請求項7記載のDNA分子。
  10. 10.第6図に示す核酸配列の少なくとも一部分を含む請求項1記載のcDNA 分子。
  11. 11.第6図に示す核酸配列の少なくとも一部分を含む請求項4記載のcDNA 分子。
  12. 12.請求項1記載のRNA分子。
  13. 13.T4糖タンパク質の少なくとも一部分に相当するアミノ酸配列をコードす る単鎖核酸分子を検出する方法において、相補的単鎖核酸分子のハイブリダイゼ ーションが可能な条件下に単鎖核酸分子を請求項7の核酸分子と接触させ、形成 されたハイブリッド核酸分子を単鎖核酸分子から分離し、これによりT4糖タン パク質の少なくとも一部分に相当するアミノ酸をコードする単鎖核酸分子を検出 することを特徴とする方法。
  14. 14.T4糖タンパク質の少なくとも一部分に相当するアミノ酸配列をコードす る単鎖核酸分子が、染色体DNAに由来のDNA分子であることを特徴とする請 求項13記載の方法。
  15. 15.染色体DNAが、リンパ様細胞、骨髄様細胞及び脳細胞から成るグループ の細胞に由来することを特徴とする請求項14記載の方法。
  16. 16.リンパ様細胞がT細胞であることを特徴とする請求項15記載の方法。
  17. 17.リンパ様細胞がB細胞であることを特徴とする請求項15記載の方法。
  18. 18.骨髄様細胞が顆粒球であることを特徴とする請求項15記載の方法。
  19. 19.骨髄様細胞がマクロファージであることを特徴とする請求項15記載の方 法。
  20. 20.請求項1の核酸分子によってコードされT4糖タンパク質の少なくとも一 部分を含むことを特徴とするアミノ酸配列。
  21. 21.請求項2の核酸分子によってコードされヒト免疫不全ウイルスエンベロー プ糖タンパク質との複合体を特異的に形成し得ることを特徴とするアミノ酸配列 。
  22. 22.請求項21のアミノ酸配列に対して少なくとも90%の相同性をもつアミ ノ酸配列。
  23. 23.請求項4の核酸分子によってコードされ水溶液に可溶でありヒト免疫不全 ウイルスエンベロープ糖タンパク質との複合体を特異的に形成し得ることを特徴 とするアミノ酸配列。
  24. 24.請求項20のアミノ酸配列を少なくとも1つ含むペプチド。
  25. 25.請求項24のペプチドを少なくとも2つ含むポリペプチド。
  26. 26.後天性免疫不全症候群治療のための治療薬として有効な請求項23記載の アミノ酸配列。
  27. 27.第6図のアミノ酸−23からアミノ酸+374までのアミノ酸配列を含む 請求項26記載のアミノ酸配列。
  28. 28.第6図のアミノ酸+287からアミノ酸+374までのアミノ酸配列を含 む請求項27記載のアミノ酸配列。
  29. 29.第6図のアミノ酸+182からアミノ酸+286までのアミノ酸配列を含 む請求項27記載のアミノ酸配列。
  30. 30.第6図のアミノ酸+112からアミノ酸+181までのアミノ酸配列を含 む請求項27記載のアミノ酸配列。
  31. 31.第6図のアミノ酸+1からアミノ酸+111までのアミノ酸配列を含む請 求項27記載のアミノ酸配列。
  32. 32.請求項26記載のアミノ酸配列と薬剤として許容される担体とを含む薬剤 組成物。
  33. 33.請求項32記載の薬剤組成物をヒトに有効量で投与することを特徴とする ヒト免疫不全ウイルス感染者の処置方法。
  34. 34.請求項10のcDNA分子でコードされる精製ポリペプチド。
  35. 35.請求項10のcDNA分子を含むベクター。
  36. 36.プラスミドから成る請求項35記載のベクター。
  37. 37.ウイルスから成る請求項35記載のベクター。
  38. 38.適当な宿主中に請求項36記載のプラスミドを含むことを特徴とするT4 糖タンパク質の少なくとも一部分に相当するアミノ酸配列産生用の宿主ベクター 系。
  39. 39.適当な宿主が細菌細胞であることを特徴とする請求項38記載の宿主ベク ター系。
  40. 40.細菌細胞が大腸菌細胞であることを特徴とする請求項39記載の宿主ベク ター系。
  41. 41.適当な宿主が真核細胞であることを特徴とする請求項38記載の宿主ベク ター系。
  42. 42.真核細胞が哺乳類細胞であることを特徴とする請求項41記載の宿主ベク ター系。
  43. 43.真核細胞が酵母細胞であることを特徴とする請求項41記載の宿主ベクタ ー系。
  44. 44.適当な宿主が昆虫細胞であることを特徴とする請求項38記載の宿主ベク ター系。
  45. 45.T4糖タンパク質の少なくとも一部分を産生させ得る適当な条件下に請求 項38の宿主ベクター系を増殖させ、得られたT4糖タンパク質部分を回収する ことを特徴とするT4糖タンパク質の少なくとも一部分に相当するアミノ酸配列 の製造方法。
  46. 46.適当な宿主中に請求項37のウイルスを含むT4糖タンパク質の少なくと も一部分に相当するアミノ酸配列を産生するための宿主ベクター系。
  47. 47.適当な宿主が細菌細胞であることを特徴とする請求項46記載の宿主ベク ター系。
  48. 48.細菌細胞が大腸菌細胞であることを特徴とする請求項47記載の宿主ベク ター系。
  49. 49.適当な宿主が真核細胞であることを特徴とする請求項46記載の宿主ベク ター系。
  50. 50.真核細胞が哺乳類細胞であることを特徴とする請求項49記載の宿主ベク ター系。
  51. 51.真核細胞が酵母細胞であることを特徴とする請求項49記載の宿主ベクタ ー系。
  52. 52.適当な宿主が昆虫であることを特徴とする請求項46記載の宿主ベクター 系。
  53. 53.T4糖タンパク質の少なくとも一部分を産生きせ得る適当な条件下に請求 項46の宿主ベクター系を増殖させ、得られたT4糖タンパク質部分を回収する ことを特徴とするT4糖タンパク質の少なくとも一部分に相当するアミノ酸配列 の製造方法。
  54. 54.請求項23のアミノ酸配列との複合体を特異的に形成し得る物質。
  55. 55.請求項54記載の抗体。
  56. 56.請求項55記載のモノクローナル抗体。
  57. 57.請求項56記載のヒトモノクローナル抗体。
  58. 58.請求項56のモノクローナル抗体と薬剤として許容される担体とを含むこ とを特徴とする後天性免疫不全症候群に対するヒトの免疫に有効なワクチン。
  59. 59.有効免疫量の請求項58のワクチンをヒトに投与することを特徴とするヒ ト免疫不全ウイルスに対するヒトの免疫方法。
  60. 60.請求項56のモノクローナル抗体との複合体を特異的に形成し得る物質。
  61. 61.ヒト免疫不全ウイルスエンベロープ糖タンパク質との特異的複合体を更に 形成し得る請求項60記載の物質。
  62. 62.T4糖タンパク質抗イディオタイプ抗体を含むことを特徴とする請求項6 1記載の物質。
  63. 63.請求項62のT4糖タンパク質抗イディオタイプ抗体と薬剤として許容さ れる担体とを含むことを特徴とする薬剤組成物。
  64. 64.有効量の請求項63記載の薬剤組成物をヒトに投与することを特徴とする ヒト免疫不全ウイルス感染者の処置方法。
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