JPH02503269A - 可溶性t4の誘導体 - Google Patents
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- JPH02503269A JPH02503269A JP1503131A JP50313189A JPH02503269A JP H02503269 A JPH02503269 A JP H02503269A JP 1503131 A JP1503131 A JP 1503131A JP 50313189 A JP50313189 A JP 50313189A JP H02503269 A JPH02503269 A JP H02503269A
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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】
1溶性T4の・ ゛
本出願は1987年10月23日出願の米国特許出願第114,244号の一部
継続出願であり、該出願は1986年8月21日出願の米国特許出願第898,
587号の一部継続出願であり、これらの特許出願の記載内容は本出願に含まれ
るものとする。
光1と11一
本明細書ではいくつかの参考文献を括弧内にアラビア数字で示し、これらの参考
文献の一覧を明細書の末尾に添付した0本発明が属する分野の現状を十分に理解
するために引用されたこれらの参考文献の記載内容は本出願に含まれるものとす
る。
Tリンパ球の異なる機能クラスは、異なる標的細胞気団の表面の抗原を認識する
。ヘルパーT細胞は主としてマクロファージ及びB細胞と相互作用する。細胞障
害性T細胞はより広い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、エフェクター細胞及び標的細胞の双方の表面分子の特異的会合によっ
て媒介されると推定できる。T細胞の表面の特徴は、多数の多形及び非多形タン
パク質を有することであり、これらのタンパク質の大部分はTリンパ球に限定さ
れている。これらの分子の多くはすべてのT細胞に共通であるが、2つのクラス
の表面タンパク質の違いは常にT細胞の機能クラスの違いに基づく、これらのタ
ンパク質はTi胞−標的細胞相互作用に関与していた。
1つのクラスの表面分子はTリンパ球の主要な機能サブセット即ち表面糖タンパ
ク質T4及びT8を識別する。胸腺発達の初期に糖タンパク質T4及びT8は胸
腺細胞の表面で同時発現される(1)、末梢免疫系において、14分子及び18
分子はT細胞の相互排除的サブセットにおいて発現され、同じ細胞においてで発
現されることはめったにない(2,3)、74分子はクラス■の主要組織適合性
遺伝子複合体(MIIC)分子を保有する標的細胞と相互作用するT細胞におい
て発現される。他方、T8を担うT細胞はクラスl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気団はヘ
ルパー細胞を含み、他方、181!、団は細胞障害性及びサプレッサー細胞の大
部分を含む(6,10)。
しかしながら、希少な14°のT細胞は細胞障害性またはサプレッサー細胞とし
て機能でき(6,10)、これはT4またはT8の発現がエフェクター機能より
もMBCクラスの認識に緊密に(stringently)関連していることを
示唆する。T細胞−標的細胞相互作用におけるこれらの分子の重要性はモノクロ
ーナル抗体を用いた研究によって証明され得る。 14分子(または対応するマ
ウスの分子L3T4)の特異的エピトープに対する抗体は、抗原誘発T#胞増殖
、リンフ才力イン遊離及びヘルパーT細胞機能を阻害する(7.8.11.12
.13)。
同様に、T8(または対応するマウスの分子Lyt2)に対するモノクローナル
抗体は細胞障害性T細胞媒介キラー作用を阻害する(14.15)、これらの観
察及びT4とT8とが有意な多形性を表わさない事実に基づいて判断すると、T
4及びT8がクラス■及びクラスIの分子の非多形領域を夫々認識すると推定し
得る。
異なるエフェクターT細胞に基づく違いを有すると考えられる第2のクラスのタ
ンパク質は、MHC分子の多形領域と会合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細胞機能の相互作用は主としてクラス■のMHCタンパク質を発現す
る抗原保有標的細胞に限定され、他方、細胞障害性及びサプレッサーT細胞はク
ラスlのMMC分子を担う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、特異的MBC分子に関連して抗原を認識する(1つ
または複数の)T細胞レセプターによって媒介され得る。従って、Tリンパ球は
MHCタンパク質の不変決定基及び多形決定基を認識し得る独立の2つのレセプ
ターを有するであろう、これらのレセプターは機能的に異なるT細胞集団を特異
的標的とする役割を果たす。
ヒト後天性免疫不全症候群(エイズ、AIDS)の特徴は、T44リンパ球が欠
失していることにある。その結果として、エイズ患者ではT細胞媒介免疫性が損
傷され、重大な日和見感染及び異常な新生物が発生する。エイズは、ヒト免疫不
全ウィルス(旧V)と命名された類縁レトロウィルス(LAV、HTLV−71
)または^RV)の集団がTリンパ球に感染することによって発症する。これら
の病原体の感染力の範囲は、その表面にT4糖タンパク質を発現する細胞に限定
されている。
従って、T4糖タンパク質は標的細胞の表面の分子のレセプターとして機能する
だけでなく、エイズウィルスのレセプターの機能も果たす、 T4に対するモノ
クローナル抗体は、T4”細胞のin vitroエイズウィルス感染を阻止す
る。更に、最近の研究から、T4” Tリンパ球がエイズウィルスに接触すると
ウィルスの110kdのエンベロープ糖タンパク質が宿主細胞の14分子と会合
することが判明した。従ってウィルスの向リンパ性はTリンパ球のサブ集団中の
レセプターT4の限定された発現によって説明できた。
エイズではT4” 7928球の欠失によって細胞性免疫応答が損なわれる。ま
た多くの場合にはエイズに伴って、殆どが亜急性脳炎(subeute enc
ephilitis)に起因する中枢神経系(CNS)の機能障害が生じる。エ
イズウィルスのRNA及びDNAは感染脳から同定され、神経系疾患に罹患した
患者の脳及び脳を髄液からウィルスが単離された。これらの観察は、エイズウィ
ルスが脳細胞に感染し、該ウィルスがエイズ患者で観察されるCNS病変の直接
原因であることを示唆する。従って、エイズは向リンパ性であると同時に向神経
性である。従って、T4がCNS中で発現されたのかまたは付加的な脳特異的表
面分子がエイズウィルスのレセプターとして機能するのかを判断することが重要
である。
丁4及びT8の特異的相互作用の解明は、T4及びT8遺伝子を単離でき、それ
らの構造を決定し、種々の細胞環境に導入できれば容易に行なわれるであろう、
T8分子をコードするcDN^の単離及び配列が最近報告された(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LMの可変部と
の相同性を含むN末端ドメインをもつ膜結合糖タンパク質であることを示す。
几」しλ!」1
本発明は、ポリペプチドを含有す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形成することが可能な治療剤を提供する1本発明の1
態様によると、ポリペプチドのアミノ酸配列は約+351〜約+369のアミノ
酸配列に融合した約+3〜約+185の第6図に示すアミノ酸配列を含む0本発
明の別の態様によると、ポリペプチドのアミノ酸配列は約+351〜約+369
のアミノ酸配列に融合した約+3〜約+106の第6図に示すアミノ酸配列を含
む。
本発明の更に別の態様によると、ポリペプチドのアミノ酸配列は約+3〜約+1
85の第6図に示すアミノ酸配列を含む。
本発明は更に、ヒト免疫不全ウィルスに感染した患者の治療方法も提供する。該
方法は、有効量の本発明の治療剤と医薬上許容可能なキャリヤーとを含有する有
効量の医薬組成物を患者に投与することから成る。
の ゝ f5 日
第1図、 0KT4 び0KT8 いt−ヨ ゛ の イトフル
ログ−フィーバ −ン
細胞(5x 10’)をマウスモノクローナル抗体0K74B又は0KT8と共
にインキュベートし、洗浄し、その後、FITCで標識したヤギ抗マウス免疫グ
ロブリンと共にインキュベートした0m胞をFACS N Cel I 5or
terで分析し、VAX 11/780コンピユーターにより蛍光の対数値に対
する細胞数としてプロットした。非形質転換N11l 3T3細胞及び[1胞は
同一のサイトフルオログラフィーパターンを示した。 Fro 2.2はT3−
1T4”、T8”、T11゛の表現型を有する白血病T細胞系であり、LTTI
−4は全ゲノムDN^の転移後に得られるT4°−次り細胞の形質転換体である
。3^+lまT4−pMV6tk/neoレトロウィルス発現構築物で形質転換
したNIH3T3細胞系である。
第2図、T4′″ びT4−L ヒト に るRNAのノー ン
ブロ・・
3+111のポリ(八)’RN^又は12IIg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、
にenescreen (New England Nuelear)に吸着さ
せ、32pで標識した0、6kb T4 cDN^DNA−トでプローブした。
T4゛細胞はLTD−4(T4°、T8−L細胞の形質転換体)、5K−77細
胞ハイブリドーマ(T4′″、T8−)、0T−CLL白血病(T4′″、T8
−)、Pro 2.2白血病(T4′″、T8−)、T4沃化末梢Tリンパ球、
及びヒト胸腺リンパ球を含む、 T4−+il胞は、非形質転換細胞、tk7(
T8”″L細胞の形質転換体)、HeLa細胞、ヒト神経芽■細@ (IMR)
、及び丁8沃化末梢Tリンパ球を含む、ヒト胸腺リンパ球レーンを4倍の時間で
露光し、硬調フィルムで写真撮影した。
第3図、T4B びT4 − の レアーゼ ゛ び ベ
−
^、 pT4B eDN^及びT4遺伝子のBamHI制限フラグメントのアラ
インメント、74遺伝子におけるBa+sHIフラグメントの順序はサザンプロ
ット分析及びゲノムクローンマツピングにより決定した。 p74B及びT4遺
伝子の5°末端のアラインメントを点線により示し、p74Bの塗りつぶし領域
はコーディング配列に対応する。指示した寸法の単位はキロベースである。
B、配列決定方法、矢印はフラグメントをM13にサブクローニングし、チェー
ンターミネータ−法(36)により配列決定することにより決定した配列範囲を
示す。
C0真核細胞発現ベクター、これらの構築物は、矢印により示すような配向を有
する2つのモロニーマウスウィルスの長い末端反復(LTR)を含む、 pT4
B eDN^を指示した配向で各ベクターのEcoR1部位にサブクローニング
した。 (1)T4−pVeos7fll築物、 (b)T4−pMV6tk/
neo楕築物はHSVチミジンキナーゼプロモーターに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、 ン びT4°L びにTB び 驚ンパ ヒト か
のDNAの ンプロット10■の細胞DNAをBamHIで消化し、0.8
%アガロースゲル中で電気泳動させ、CeneSereenに吸着させ、ニック
翻訳したpT4B cDN^DNA−トでプローブした。指示した寸法の単位は
キロベースである。全てのヒトDNAには20kb、6.6kb、4kb、1.
8kb及びlkbの寸法のハイブリダイジングバンドが現れている。非リンパ性
起源のT4−からのDNAは非形質転換し細胞、ヒト線維芽細胞(CM)、ヒト
神経芽腫細胞(NB)、及びBeLa細胞を含む、 CB、 CP58及びCP
94はEBVで形質転換したヒトB細胞系に由来するDNAである。LTD−4
はT4°−次り細胞の形質転換体である。 RPM!及びHSB2はT4−ヒト
T細胞白血病系であり、E゛細胞び胸腺リンパ球(Thym、)はT4”T細胞
を含む、0T−CLL、Jurkat(Jurk、)、Fro2.2、CEM及
びMo1t4はT4’″細胞である0gλM4はT4遺伝子の3′末端に位置す
る配列を含むゲノムクローンである。
第5図、レトロウィルス で6 t−NIB3T3か のT4
ンパ の 2つの独立したN11l 373形質転換細胞、末梢Tリ
ンパ球及び非形質転換373M胞からのタンパク質をL−[3SS]−メチオニ
ンで標識し、ヒラマメレクチンクロマトグラフィーにかけ、糖タンパク質を沃化
した。各サンプル2.5x 10’ep−を予め清澄化し、その後、0KT4モ
ノクロ一ナル抗体及びタンパク質^−セファロースで免疫沈降させた。ビーズを
洗い、サンプル緩衝液に溶解させ、還元(レーンa = d )及び非還元(レ
ーンe及びf)条件下に10%5DS−ポリアクリルアミドゲル中で電気泳動さ
せた。レーンaは非形質転換NIB 3T3細胞に関する。レーンhは、T4C
2、即ちT4−pVcos7楕築物で形質転換したNIB 3T3細胞に関する
。レーンC及びeは、3^◆、即ちT4−pMV6tk/neo楕築物で形質転
換したN11l 3T3細胞に関する。
レーンd及びfは末梢ヒトTリンパ球に関する。相対分子量(Mr)をキロダル
トンで表す。
第6図、 T4 eDN^の し ド びT4 ンパ の乱え【1
本図は、第3B図に要約した配列決定方法に従って得られたeDN^クローンp
T4Bのヌクレオチド及び予想されるアミノ酸配列図である。アミノ酸配列の上
に示した数字はアミノ酸残基の位置を表す、右側の数字はヌクレオチド位置を表
す、全細胞外システィンには(・)又は(0)を付した。リーダー配列領域(L
)、可変領域(V)、結合領域(J)、トランスメンブラン領域(TN)及び細
胞周辺(CYT)領域を配列の下の水平方向の矢印により示したが、正確な境界
ははっきりしていない、2つの可能なN結合グルコシル化部位(^5n−Leu
−Thr)も示した(CHO) 。
第7図、 SF3 か ・ れるin vitro ’ RN^完全な
長さのT4 cDN^DNA−トをRN^発現ベクターpSP65(Prome
ga Biotec)にサブクローニングした。開環したプラスミドDNAをS
P6ポリメラーゼ(40)で転写し、l−[38幻−メチオニンを含有する小麦
筋系(Bethesda Re5eareh Laborato−ries)で
翻訳した。 in vitro翻訳生成物を10%5DS−ポリアクリルアミド
ゲル中で電気泳動させた(レーンT4)、ウシ下垂体RN^(BP)を対照とし
て使用した。相対分子量(Mr)をキロダルトンで示す。
第8図: にまたがるT4グリコプローインの、 ・T4ハタンテムvJa
Iドメイン(VIJI−V4J4)と、膜にまたがる(membrane sp
anning)疎水性セグメント(影の部分)と、荷電(charged)細胞
質領域(CYT)とからなる、細胞外部分の2つの潜在的N結合グリコジル化部
位は(−−−)で示されている。 T4遺伝子中のインドロン2−8の位置も(
)で示されてムノ ロブ1ン − メンバー の −インメンートー
A、T4の可変領域アミノ酸配列と、マウスカッパL鎖イムノグロブリンJ60
6(66)、TB(20)、ヒトT細胞抗原レセプターβ−鋼YT35(97)
及びヒトTm胞抗に1yセフ9−a−鎖HPB−MLTα(98)とのアライン
メント、Ltii可変領域内の不変残留物(Inv、)はこのアラインメント中
に含まれる。このアラインメントは、箱で囲まれた残留物として現れるT4に対
するアイデンティティ−と構造ホモロジーとを最大化するために行った0文字^
、B、 C,C’、D、E、及びCを付した配列の下の線はβ−ストランドを形
成する残留物を示す、β−ストラフトCはJ配列中に続いている。
B、T4の接続領域(joining region)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、イムノグロブリンラムダ及びカッパ
L鎖、及びヒトT細胞しセプターα−鎖のJ配列とのアラインメント(99)。
C,T4のトランスメンプラン領域とMBCクラスIIβ−鎖とのアラインメン
ト(100) 、推定上のトランスメンブランドメイン(TM)は配列の下に示
されている。
9つのエキソンの位置をゲノムクローンマツプの作成、サザンプロット分析及び
ヌクレオチド配列によって調べた。
リーダー配列(I、)、可変領域と思われる領域(v)、接続領域と思われる領
域(H)、トランスメンブラン領域(TM)及び細胞質(CYT)領域は箱で囲
まれている。開始コンセンサス配列で包囲されたメチオニンコドンの位置はリー
ダーエキソン(L)の冒頭部分に示されている(^T(:)、終結コドンTG^
は第2細胞質エキソン(CYT)の末尾に示されている。ここに示した大きさの
単位はキロベースである。
第11図: えレトロウィルス ベクター び3F但1ト1影」【
A1組換えレトロウィルス発現ベクター、 pMV7は矢印の方向で直接的に繰
り返される2つのMo1oneyネズミsarcomaウィルスLTR(lon
g terminal repeats)を含む、 pMV7はまた、H5■チ
ミジンキナーゼプロモーター(tk)に融合され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)も含む、T4(T4B)(70)又はT8(7
8F1)(20)をコードする完全な長さのeDN^インサートを矢印の方向に
従ってEco R1部位にサブクローンした。夫/J T4−pMV7及びT8
−pMV7が形成された。
コーディング配列は影の部分で示されている。ここに示した大きさの単位はキロ
ベースである。
B、レトロウィルスを介する遺伝子トランスファーの方法細胞に、10倍ずつで
希釈した一連のエイズウィルス希釈物を接種し、37℃で18時間インキュベー
トし、洗浄後にマイクロカルチャーでル−ティングした(platedinmi
crocυ1ture)、感染後12日Bk、感染培養物の頻度をELIS^(
enzyme−1inked immunoabsorbeot assay)
によって調べた(46) 、結果を、陽性培養物%対つィルス希釈度logとし
てプロットした。感染ウイルスカ価(10−50)は、培養物の50%がウィル
スに関して陽性を示す時の希釈度の逆数として示す(47)、自然に単離したT
4”細胞は、フィトヘマグルチニン(PI(^)で刺激された正常抹消リンパ球
(ト一)とT細胞系CE M (「1)とを含む、トランスフェクションにかけ
られた14′″細胞系はB5B2−74’T細胞虻j)とRaji−T4”B細
胞(1−11)とを含む、トランスフェクションにかけられたT8”細胞系HS
B2−78”及びRa j i −78” (I)−(,1)は、これらの検査
の対照として使用した。
A、2xlO’の単層HeLa−T4’形質転換細胞を2xiO’のエイズウィ
ルス産生H9細胞と混合し、37℃でインキュベートした。
18時間後に培養物を調べたところ、単層シート中の核の90%以上がシンリチ
ウム中に含まれていた。
B、接種時に抗R4^モノクローナル抗体(1:20)を前記混合培養物に加え
た。18時間後に培養物を調べたところ、細胞融合は全く見られなかった。
培養物を倍率160xで撮影した。
第14図:L4] へのエイズウィルスrへの′ 細鳳1」■目1
コラムA、細胞(5xlO%)をフルオレセイン結合抗T4屓−−−)又は抗T
B(−−−)モノクローナル抗体と共にインキュベートし、細胞蛍光定量法(c
ytof luorometry)によって分析した。
抗体B、細胞(5xlO’)をバッファ(−−−)又はエイズウィルス(−)と
共にインキュベートし、洗浄し、フルオレセイン結合抗エイズウイルス抗体と共
にインキュベートし、細胞蛍光定量法によって分析した。
コラムC4H胞(5xlO’)をバッファ(−−−)又はエイズウィルスの前の
抗T4^モノクローナル抗体(□)もしくはエイズウィルスの前の抗TBモノク
ローナル抗体(−−−)と共にインキュベートした。洗浄後、フルオレセイン結
合抗エイズウイルス抗体を加え、細胞を細胞蛍光定量法によって分析した。
各細胞系の蛍光ヒストグラム(細胞数対蛍光強度)は水平にアレンジされる。
第15図:ヒト びマウス′ 1ンパ・ A から;シt−RN^の
ノー ンプロット
A、ヒトRN^試料のノーザンプロット分析、 Raji(T4−B細胞系)、
U937(T4’単球細胞系)及びJurkat(T4”T細胞系)がらのポリ
(^)”RNA 1マイクログラムと、大脳皮質からのボ上にプロットし、)2
P−標mT4cDN^インサート、pT4B(70>でプローブした。
B、マウスRNA試料のノーサンプロット分析。前脳及び後脳3T3細胞(線維
芽細胞系)からのポリ(^)”RN^5マイクログラムと、胸脹からの総RN^
20マイクログラムとを1%アガロース−ホルムアルデヒドゲルを介して電気泳
動にかけ、1ybond上に移し、コ2P標識L3T4eDN^インサート、p
L3T4BでプラスミドpsT4DHFRは、T4のリーダー及び細胞外セグメ
ントをコードするT4cDN^クローンp74Bのbp 1−1257を含むp
Uc18誘導体である。このsT4 eDN^をSV40初期(early)プ
ロモーターとウシ成長ホルモン遺伝子のポリアデニル化領域の前のT^^終結コ
ドン(インセット)を含む合成リンカ−との間に挿入する。 sT4発現カセッ
トは、β−グロビンプロモーターとマウスdhfrコーディング配列とSV40
ポリアデニル化領域とで構成されたマウスhdfr発現カセットに結合する。
第171二 ゛ヒストゲーム(細 ゛ )sT4はT4°CEM細胞へ
のHIVの結合を阻止する。細胞をバッファ(・−・−・−)か、sT4と共に
予めインキュベートしたIIIV(〜)か又は非形質転換DXB−11細胞(−
−−)からの濃縮対照上澄みと共に予めインキュベートした[]IVと共にイン
キュベートし、洗浄し、フルオレセイン結合抗111V抗体に&露し、細胞蛍光
定量法によって分析した。蛍光ヒストグラム(細胞数対蛍光強度)を示す。
第18図:sT4に UtV#−の
HIVイノキュラムの感染性滴定(ID−50アツセイ)を行った。
10倍ずつ希釈した一連のウィルスイノキュラム希釈物をインジクーター細胞(
P)I^で刺激したヒトリンパ球)と共に18時間インキュベートする9次いで
細胞を洗浄し、マイクロカルチャーでブレーティングする(培養当たり1xlO
5の細胞、希釈物当たり10の培養)、4日目、8日目及び122日目、抗原捕
捉アッセイによって上澄みを検査し、HIVを調べた。
armの接種の30分前にHIV希釈物に加え且つ実験の間中培養培地中に維持
した9、6pg/mlのsT4 を含む媒質(0)、又は最初の18時間のイノ
キュラムの後で導入したsT4を含む培地(Q)、あるいはsT4を含まない培
地(ロ)(対照)中でID−50滴定を行った。
A、8日目にBIVに関して陽性を示した培養物%対つィルスイノキュラム希釈
度のプロット。
8.4日目の、8日目及び122日目ID−50(培養物の50%が陽性を示す
時のウィルス希釈度の逆数)のプロット。
C,BIVの10− ’希釈物を使用した場合の、8日目に旧Vに関して陽性を
示した培養物%対種々のsT4濃度のプロット。
(以下余白)
光浬m農
本発明は、ポリペプチドを含有するヒト免疫不全ウィルスエンベロープグリコプ
ロティンと複合体を特異的に形成し得る治療薬を提供する0本発明の1つの実施
B111におけるポリペプチドのアミノ酸配列は、第6図に示したアミノ酸配列
約+351から約+369に融合したアミノ酸配列約+3から約+185を含む
0本発明の別の実施態様におけるポリペプチドのアミノ酸配列は、第6図に示し
たアミノ酸配列約+351から約+369に融合したアミノ酸配列約+3から約
+106を含む1本発明の更に別の実施態様におけるポリペプチドのアミノ酸配
列は、第6図に示したアミノ酸配列約+3から約+185を含む。
更に本発明は、ヒト免疫不全ウィルスに感染した患者を治療するための治療薬と
して有効な医薬的組成物を提供する。この医薬的組成物は、ヒト免疫不全ウィル
スエンベロープグリコプロティンと複合体を特異的に形成し得て且つ水溶液に可
溶性を示す本発明のアミノ酸配列と、医薬的に許容可能なキャリヤとを含有する
。かかる医薬的に許容可能なキャリヤは、本発明が関与する分野では公知であり
、限定的ではないが、0.01〜0.IM、好ましくは0.05Mのホスフェー
トM街液または0.8%生理食塩水を含む。
更に本発明は、ヒト免疫不全ウィルスに感染した患者の治療方法を提供する。こ
の方法は、患者に感染した免疫不全ウィルスを74”細胞に感染できないように
するために、患者に、医薬的に許容可能なキャリヤと、ヒト免疫不全ウィルスエ
ンベロープグリコプロティンと複合体を特異的に形成し得て且つ水溶液に可溶性
を示す本発明のアミノ酸配列とを含有する医薬的組成物を有効量投与することか
らなる。
sT4タンパク質のin vitro生化学的及び免疫学的特性の特性化は、こ
のタンパク質がAIDSの予防及び治療に価値があることを示した。研究によっ
て、sT4タンパク質はウィルスの細胞外及び細胞から細胞への伝播の阻害剤と
して作用することが判った。培養において、sT4はウィルスがT4゜標的細胞
に結合するのを遮断することが判ったので、sT4を感染者に投与すると、ウィ
ルスの細胞外伝播を阻害するように作用するであろうと考えられる。従ってsT
4は、AIDS治療の予防薬及び治療薬の両方として価値がある。
予防薬としてのsT4は、この病気に対して高い危険性を有する個体、またはウ
ィルスに対する抗体の存在によってBIVに暴露されたことが判る個体に投与さ
れる。病気の早期段階または徴候が現れる前に有効量のsT4を投与すると、T
4°リンパ球の旧V感染を阻害するように作用する。治療薬としては、旧Vに感
染した人にsT4を投与すると、ウィルスの細胞外伝播を阻害するように作用す
る。
)11V感染細胞と他のT4°リンパ球との融合もまたウィルス伝播の経路であ
るらしい、更に融合は、感染個体におけるT4’リンパ球機能の損傷及び最終的
にはT4°リンパ球の喪失の一部原因となり得る。細胞融合は、ウィルスエンベ
ロープ遺伝子産生物及びT4レセプタの両方に依存し、0KT4Aまたは類似の
モノクローナル抗体(Mabs)(120)によって阻害され得る。 sT4は
細胞融合に干渉し、従ってウィルスの細胞から細胞への伝播及びT4’″リンパ
球機能の損失を減少させることが期待される。
T4レセプタは同一構造であって、sT4は、全てのIIIVを含む、T4レセ
プタの表面ドメインを認識するウィルスの共通の阻害剤であると思料される。
sT4は他の薬剤と組み合わせて、例えば逆転写酵素、プロテアーゼまたは世の
ごとき他のHIVタンパク質に対する薬剤と共同して使用することができる。
HIVに対する有効な治療薬は、ウィルス媒介の感染及び細胞から細胞への伝播
を防止すべきである。更にsT4は、他の抗ウィルス剤、例えばアジドチミジン
(^ZT)と組み合わせて使用してもよい。
本発明のsT4タンパク質は、T4”細胞機能の阻害剤としての有効°性も有す
る。多くの研究によって、免疫耐性、特に自己免疫疾患の発病及び進行並びに宿
主特異的移植片拒否反応におけるCD4レセプタ(CD4はヒトT4レセプタ及
び他の哺乳動物細胞におけるそΩ該等物質に対する一般用語である)の重要な役
割が示された。 sT4に特に関係するのは抗CD48absを用いた観察であ
る。これらのCD4レセプタとの会合によって、これらのMabsの特定のもの
は自己免疫応答及び移植片拒否反応改善する。かかる作用の例としては、T細胞
in vitro機能、例えば特定の抗CD48absによる抗原誘導性増殖、
リンホカイン分泌及びヘルパー細胞機能の障害、マウス狼癒の徴候を阻害するた
めの抗CD48absの投与による全身性狼癒紅斑(systemie Iup
us erythematosus)の治療、並びに、マウスCD4レセプタに
対するマウスMabを1回投与することにより同種移植が受容されるマウスにお
ける移植研究を挙げることができる。
NmbがCD4に結合した結果の分子は明確ではないが、Nib5はCD4とそ
の配位子との会合を遮断することができる。この配位子はMBCクラス■抗原(
121,122)における保存エピトープであることが立証されている。しかし
ながら、これらの同じMabsの少なくとも幾つかは、見掛けのクラス■独立経
路によってCD4細胞活性化を阻害する。
更にsT4は、恐らく、通常はT4レセプタの表面ドメインと相互作用する細胞
外標的分子に結合することにより、T4細胞の拮抗物質としてT細胞相互作用を
阻害すると思料される。 MabsとsT4との区別は、重要な機能車結果をも
たらした1例えば、T4に対する幾つかのNib5はT4細胞において応答を引
き出す一方、sT4は、NlICクラス■抗原を発現する細胞において応答を引
き出すことができる。また、T4のその推定クラス■配位子に対する親和性は、
T4に対するMabsの親和性が高いのと比較すると極めて低いようである。従
って、Mabs及びsT4は同じ過程に干渉し得るが、異なる標的分子及び異な
る標的細胞に影響を及ぼす。
予防薬または治療薬として、T4は非経口、好ましくは静脈内投与される。薬剤
は、点滴または注射によって、例えば毎日、毎週または毎月投与することができ
る。sT4投与の量及び割合は、血液中に有効量のsT4が維持されるよう゛
に選択される。別の投与態様としてはsT4を透析剤として使用する体外投与
がある。
更に本発明のsT4タンパク質は、T4’細胞相互作用の治療薬または阻害剤と
して作用する天然、合成または組換え分子に対する試薬として使用することがで
きる。
例えば、sT4タンパク質は、T4レセプタの表面ドメイン相互作用の拮抗物質
を分析するための他の試薬と組み合わせて使用することができる、生化学的に純
粋な水溶性試薬を提供するための、ELIS八に基づく方法によって測定される
タンパク質相互作用の分析といったふるい分は分析に使用することができる0例
えば、sT4はIIIV envタンパク質又はHIV士タンパク質を含有する
混合物に結合するので、これは、ウィルス結合の阻害剤のふるい分けに使用する
ことができる。 sT4がHIV er+vタンパク質を発現する細胞に結合す
ることを示すin vi工臼データに基づき、sT4も、IIIVin viv
o感染細胞に対する選択的標的分子として作用することができる。標的特異的キ
ャリヤタンパク質として、sT4は、例えば、感染細胞に対する細胞障害剤の分
配のためのキャリヤタンパク質として作用することができる。
更にT4レセプタが、T4’細胞のクラス制限によって示されるような抗原提供
細胞におけるMHCクラス■抗原と特異的に会合することを示すデータに基づき
、T4のリンパ球−標的細胞相互作用の阻害剤をテストするために、sT4をク
ラス■抗原と組み合わせて使用することができる。 sT4とその標的分子との
間の直接結合分析に基づいた上記例に加え、sT4認識に対する生化学的応答に
依存するより複雑な分析を行なうことができる。
更に本発明は、そのアミノ酸配列が第6図に示したアミノ酸配列約+351から
約+369に融合したアミノ酸配列約+3から約+185を含むポリペプチドを
コードする発現ベクターを提供する0本発明の別の実施態様においては、発現ベ
クターは、そのアミノ酸配列が第6図に示したアミノ酸配列約+351から約+
369に融合したアミノ酸配列約+3から約+106を含むポリペプチドをコー
ドする0本発明の更に別の実施態様においては、発現ベクターは、そのアミノ酸
配列が第6図に示したアミノ酸配列約+3から約+185を含むポリペプチドを
コードする。
更に本発明は、本発明の発現ベクターを含有する宿主細胞を提供する0本発明の
1つの実施態様においては適当な宿主は細菌細胞である0本発明の別の実施態様
においては細菌細胞はEscheriehia Co11細胞である0本発明の
更に別の実施態様においては適当な宿主は真核細胞である0本発明の更に別の実
施態様においては、真核細胞は哺乳動物細胞である0本発明の更に別の実施態様
においては真核細胞は酵母細胞である0本発明の更に別の実施態様においては適
当な宿主は昆虫細胞である。
更に本発明は、T4レセプタの予測される細胞外ドメインで構成されるsT4を
生産する手段を提供する。 T4 cDNAのT4レセプタのリーダードメイン
及び細胞外ドメインをコードする部分、即ち前sT4を使用し、哺乳動物におい
てsT4を過剰発現(overexpression)できるベクターが構成さ
れる。1つのsT4の配列は以下の通りである。
g”ijE”35;″3ミE″M5a″U七 吋 七ぶ 七二
ごご)4 u< <I−I c<
ual ロ喫IJ* 01C5−0喫uOo喫ss 04Cり5 04+(
J#1’ ”:’+ <O’: 35 ”: 、;= X ’7
2: g 53 ”S l:ieトへ トロ 0−(Jl−+
<O←へご謂 =5 七) ミよ 8よ ご5s
TA用コーディング配列は、例えば公知のDNA配列を使用する遺伝子の合成、
配列に基づく標準クローニング技術及びタンパク質の探知による再単離、即ちc
DN^DNAンのT4発現細胞系からのトランスフェクション及びタンパク質に
対する抗体による識別により得られる。 sT4コーディング配列を担うcDN
^DNAンはオリゴヌクレオチドハイプリゼーションプローブの使用により識別
される。プローブはT4タンパク質の公知の配列に基づき設計されている。sT
4コーディング配列を担うクローンを識別したコーディング配列は制限エンドヌ
クレアーゼを使用して削除され(exe 1sed)、クローニング及び/又は
発現ベクターに挿入される0発現ベクターでは、sT4コーディング配列はコー
ディング配列の転写、翻訳及び処理に必要な又は所望される調節機能に有効に(
operatively)結合されている。
調節機能は、例えば転写配列のポリアゾニレ−ジョン及び増進のような他の機能
と同様に、RN^ポリメラーゼ結合及び転写に必要な機能を含んでいる。プロモ
ーターは、例えば発現が形質転換クローンの転写及び選択後まで誘発されないよ
うに調整し得る0本発明の実施に有効なプロモーターは例えばSV40初期プロ
モーター及びラウス肉種ウィルス、モロニー肉種ウィルス又はサイトメガロウィ
ルス(CMV)のロングターミナルリピート(LTR’ s)を含んでいる。
転写に先立ち、sT4ミニ遺伝子、即ちT4受容体のリーダーと細胞外ドメイン
とをコードする遺伝子は、遺伝子選択マーカー系を含むより大きいDNA分子内
に組み込まれるのが好ましい0選択マーカー系は、トランスフェクトされた宿主
細胞内に検知し得る表現型変化を容易に引き起こす任意の遺伝子からなる。かか
る表現型の変化は、例えばフォーカス形成又は薬剤耐性であってもよい、このよ
うな遺伝子として例えばG418又はハイグロマイシンBに対して耐性の遺伝子
がある。又は、キサンチングアニンホスホリボシルトランスフェラーゼ(xgp
rt)、チミジンキナーゼ(TK)及びガラクトキナーゼ(galK)のような
他の選択マーカーがある。遺伝子増幅を可能とする選択マーカーは、トランスフ
ェクション効率を増して、又は問題の遺伝子及び選択マーカーの細胞内複製を増
進させてコピー数を増大させるために使用され得る。遺伝子のコピー数の増幅に
も役立つこのようなマーカーは、ジヒドロ葉酸レダクターゼ(メトトレキセート
耐性)、CA D (N−ホスホンアセチル−し−アスパルテート耐性)及びア
デノシンデアミナーゼ(2−デーオキシコホルミシン(oxycoforBei
n)耐性)用遺伝子を含んでいる。
哺乳頂の細胞での転写及び翻訳の後に、リーダー配列が開裂して現れ、成熟T4
がならし培地内に生成される。
本発明の好ましい実施例では、sT4ミニ遺伝子は人間のト工又はマウスのジヒ
ドロ葉酸レダクターゼ(DHFR)のミニ遺伝子に結合されて発現ベクターを作
製する。
sT4ミニ道伝子は、例えば選択マーカー及びこれらの遺伝子とのコートランス
フェクションを通じて遺伝子発現を選択的に増幅する手段を提供するために、人
間のH−ras又はマウスのDHFRに結合されている。共通の選択マーカーは
、例えば問題の遺伝子の単一コピーと同じように少ない組み込みのために選択す
るDIIFR,に418又はハイグロマイシンを含んでいる0例えばDHFR系
のメトトレキセート(mtx)との増幅の結果、遺伝子が過剰発現する。
遺伝子の増大した発現の代替手段は、■10トー腫瘍遺伝子の使用を含んでいる
。■遺伝予科は■−ras、に一μ及びN−±遺伝子を含んでいる0本発明の好
ましい実施例では、H−黒遺伝子を使用する。
他のDNA機能をsT4ミニ遺伝子に直接的に若しくは非直接的に結合すること
ができ、又はこのような機能を結合しないこともできる。^xelの米国特許第
4,399,216号を参照のこと。
哺乳類細胞での遺伝子生成物の過剰発現は、一時的な又は安定した手段により行
われ得る。一時的な過剰発現は、ワクシニアウィルスベクターの使用のようなウ
ィルス方法又は5V−40複製を支持する細胞内の5V−40ベースのベクター
を使用するような遺伝子増幅方法により行うことができる。
これらの方法は最終的に細胞の死につながる。安定した過剰発現は、マルチプル
遺伝子コピーの世代、例えば遺伝子増幅用選択又はエプロトー腫瘍遺伝子の使用
を通じて行われ得る。
H−ras遺伝子系を使用するコートランスフェクションによるsT4タンパク
質の過剰発現は、多くの異なる細胞系を使用して行われ得る。好ましい細胞系は
接触阻止したマウスの繊維芽細胞の細胞系であるN11l−3T3細胞系である
。他の細胞系は正常ラットの腎臓(NRK)(ATCC1571)の細胞系及び
ラットの胚の繊維芽細胞52(REF−52)の細胞系(115)を含んでいる
。
選択マーカー系、例えば遺伝子コピー数の増幅が選択的増幅により行われるメト
トレキセートを有するDIIFR(DHFR/MTX技術)を使用するとき、中
国のハムスターの卵巣の細胞系(CHO)が好ましい、特に、DIIFRの欠如
したCOO細胞が使用される(116)、使用し得る他の細胞の型は、例えばD
HFHになるように変えられた任意の哺乳類の細胞を含んでいる。
あるDHFR’細胞の型は、メトトレキセートに対して正常DHFR(^×e1
.米国特許第4,399,216号)はど感受性のない突然変異DHFR遺伝子
と組み合わせて使用し得る。一般に、DHFR”細胞は正常DBFR遺伝子及び
付加的優性選択可能遺伝子例えば6418耐性用遺伝子(117)を使用し得る
。トランスフェクションは標準技術を使用して実施する(118,119) 。
これらの技術は、例えばリン酸カルシウム沈降、DEAE−デキストリン誘発ピ
ノサイトシス、エレクトロポレーション及びウィルストランスフェクションを含
んでいる。
トランスフェクションの後に、選択可能な遺伝子の増幅を可能とする条件下で、
sT4ミニ遺伝子を担う細胞を普通培地で培養する。標準の哺乳類細胞の培養基
、例えばヒボキサンチン及びチミジンがなく10%のウシ胎児血清を含むF12
培地(GfBCO,グランドアイランド、ニューヨーク)を使用し得る。細胞培
養は30〜45℃の常圧で維持する0選択後生き残り、また高レベルのsT4タ
ンパク質を発現する細胞は、更に培養を行うために選択される。このような細胞
を選択的条件下で培養し、製品であるsT4タンパク質を採取して精製する。
本発明の実施例で使用し得る細胞培養方法は、例えば付着細胞の使用又は浮遊さ
せた細胞の培養を含んでいる。ならし培地(CM)は浮遊させて又は固形支持体
に付着させて培養した細胞から採取することができる。即ち、CMは回転瓶で又
は固形支持体で成長させ、また浮遊させて又は流動体化した若しくはパックした
ベッドで培養した付着細胞から準備する。CMは撹拌したタンク容器の浮遊細胞
がち準備する。
(以下余白)
本発明のsT4は、T4の細胞外ドメインの誘導体を含む。
そのような誘導体は付加、欠失及び置換を含み、これらの変更はならし培地中へ
のタンパク質分泌及びタンパク質のHIM envタンパク質即ちgp120へ
の親和性に甚だしい悪影響を及ぼさない0例えば、1個または数個のアミノ酸を
N末端またはC末端に付加し、またはこれらの末端から除去し得る。あるいはま
た、1個または数個のアミノ酸、好ましくは4個未満のアミノ酸を内部アミノ酸
に挿入し、内部アミノ酸から除去し、または内部アミノ酸と置換し得る。他の場
合には、sT4とタンパク質キャリヤ、別の抗原または他のsT4分子との間に
ハイブリッドタンパク質即ち翻訳融合体を形成してポリsT4分子を実現するこ
とも可能である。
更には、sT4はキャリヤ分子に合成的に結合させ得る。
sT4誘導体の一例を後出の実施例に示す〈実施例3参照)。
sT4のHIV env−親和性は、既知の親和性を有するsT4分子を用いる
かまたは0KT4及び0KT4^のようなT4レセプターを識別する抗体を用い
る競合的結合測定法によって指示することができる。有用な本発明の誘導体sT
4分子は、実施例3に示したように0にT4^によってならし培地から選択的に
析出させることができる。誘導体は発現後化学的に、またはリーダー及び/また
は細胞外ドメインのためのコーディング配列を操作することによって発現前に遺
伝学的に製造し得る。
本発明のsT4は使用済み培地から、様々なタンパク質精製技術、例えば親和性
クロマトグラフィー、イオン交換クロマトグラフィー、サイズ排除クロマトグラ
フィー、疎水性クロマトグラフィー琥たは逆相クロマトグラフィーを用いて精製
し得る。
sT4は通常の基特異的吸着剤、例えば炭水化物結合リガンドまたは染料親和性
リガンドを用いるか、またはsT4と特異的に結合するリガンド、例えばモノク
ローナル抗体またはHIV gp120タンパク質もしくはその一部を用いる親
和性クロマトグラフィーで精製できる。
精製は例えば、(1)無血清選択成長培地で細胞を成長させること、(2)なら
し培地を澄明にすること、及び(3)本発明のsT4をならし培地中に存在する
他のタンパク質から分離することを含む。
好ましい方法において、sT4は無血清培地から、sT4分子の物理特性に基づ
く一連のクロマトグラフィー操作を用いて精製する。同様のクロマトグラフィー
法を用いてsT4を血清含有培地から精製することも可能である。
sT4精製の好ましい一方法では、初めに培地をイオン交換カラム、好ましくは
S−5epharoseゝ(スルホプロピルセファローズ)カラムに通し、この
カラムはsT4と結合する一方で大部分の汚染タンパク質を通過させる0次いで
、線形塩勾配を用いてタンパク質試料を溶離させる。第2のイオン交換カラムを
用いる。好ましくはQ−Sepharose’ (第四アミノエチルセファロー
ズ)カラムであるこのカラムは、試料中に存在する汚染タンパク質が該カラムと
結合し、一方sT4は結合せず、カラムを貫流緩衝剤から回収されるような特性
を有する。最後に、残留汚染物質を除去するべく機能するゲルが過カラムを用い
る。
sT4精製の別の方法では、sT4に対するモノクローナル抗体を用いる。 s
T4に対するモノクローナル抗体と結合する親和性ゲル支持体に澄明にした培地
を通すことにより、sT4タンパク質を1操作で精製できる。 sT4は抗体結
合部位でカラムに結合し、一方汚染タンパク質は総てカラムを通過する。その後
、sT4をカラムから、sT4タンパク質の不活性化を防ぐ条件下に溶離する。
本発明は更に、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
異的に形成し得る上述の治療剤のうちのいずれかを製造する方法で、治療剤の製
造を可能にする適当条件下に本発明のホストベクター系を成長させること、及び
製造した治療剤を回収することを含む方法を提供する。
sT4は、T4タンパク質または該タンパク質と相互に作用する分子を検出する
診断測定法に用いることができる1例えば、T4及び■4°細胞並びにT4に対
する抗体の定量はAIDS治療において価値が有る。
sT4はまた新規な診断試薬、例えば標準的な免疫測定法、即ちELIS^、捕
獲イムノアッセイ、ラジオイムノアッセイ用のMabまたは他の種類の分子の発
生に用いることもできる。 sT4は、0にT4.0KT4^、及びT4レセプ
ターの他の表面エピトープのほとんどかまたは総てを指示するので、系中のT4
レベルの絶対的定量に適用できる免疫診断測定法で特に有用である。現在、T4
レセプタ一定量のための基準は無い。
T4レセプターは、三つの異なる化学的環境、即ち酸化親水性細胞表面、疎水性
膜、及び還元親水性細胞質に存在する。これらの異なる環境がレセプターの、そ
の完全な自然状態での単離を防止すると考えられる。細胞外ドメインのみから成
るsT4は可溶性タンパク質として細胞表面物質中に分泌され、そのコンホーメ
ーションはレセプター表面ドメインの表面を模倣するようにみえる。即ち、sT
4は詳細な構造分析、特にX線結晶学に適当である。sT4単独、または他の相
互作用分子との複合形態を取るsT4の三次元構造を決定することによって、s
T4に関する選択的拮抗物質及び作用物質の理論的設計のための基礎が提供され
る。
本発明の提供する様々なAIDS予防及び免疫法は、ここに開示した新規なタン
パク質、抗体及びDNA分子が特定分子との複合体またはハイブリッドを形成し
、AIDSウィルスの中和に有効な免疫学的応答を実現する能力に基づく1本発
明の分子、該分子の製造方法及びAIDS治療方法は、説明のなめに提示したも
ので請求の範囲各項に規定した本発明の範囲を全く限定しない次の実験及び実施
例を参照することによって更に良く理解されよう。
材料および方法
細胞および抗体
Ficoll Hypaque密度勾配遠心分離によって単離した末梢自白血球
はヒツジ赤血球細胞ロゼツト陽性(E”)1111に分画した。
このE+集団内のT4”サブセットとT8+サブセットを、抗−T8抗体と、ア
フィニティー1fjウサギ抗−マウスIoG(10)に結合したヒト赤血球を用
いたT8担持細胞の陽性選択によって単離した。これらのサブセットをサイトフ
ルオロメトリーで分析したところ、T4+細胞はT4+が95%、T8”が2%
で、T8”細胞はT8+が95%、T4+が2%であることが示された。
Fro 2.2 Tセルライン(T3−1T4+、T8+、T11+)は、未分
化型急性白面病の成人患者から得た。JLlrkattはT、l 、T4” 、
T8” 、T11−であり、RPMI8402はT3− 、T4’−、T8−
、T11+である。0T−CLLは慢性のリンパ性白血病であり、T3+、T4
+、T8−1T11+である(22)。T4+セルラインのCEHとMo1t
4はAIeriCan Type Cu1−ture Co11ectionか
ら入手した。白血病Tセルラインはすべて、5%ウシ胎児血清を含有するR P
M I 1640培地で連続的に増殖させた。形質転換したBセルラインCBS
CP58およびCP94は既に記載されている(23)ようにして得た。
アフィニティー精製したウサギ抗マウスIOCは塩化クロム法(24)によって
ヒト赤血球に結合した。
し細胞とNIH3T3細胞の同時形」亙1ネズミL tk−aprt−細胞は、
10%ウシ血清(Gibco)と50埒/I11ジアミノプリン(DAP)を補
充したDulbecco変性Eagle培地(DME)中に維持した。L細胞を
、形質転換の1日前に10cmの皿毎に5 x 10’の細胞密度でプレートア
ウトした。
リン酸カルシウム沈澱物は、Wi(llerら(26)によって改変されたGr
ahaiとvan der [bの方法(25)により、回当たり100 ng
のpTXと20〜の高分子IT細胞またはし細胞DNAを用いて調製した。次の
日、L細胞を10%ウシ血清、tsp9/dヒボキサンチン、1111/II&
アミノプテリンおよび5ta/dチミジンを含むDME (HAT培地(27)
)中で選択下に配置した。tk+形質転換体は、12〜14日のHAT選択の後
ロゼツトアッセイを用いてスクリーニングした。
ネズミMIN 3T3細胞は、10%新生ウシつW1(Gibco)を補充しD
ME中に維持した。NIH3T3細胞を、形質転換の2日前に10備の皿毎に5
X 10’の細胞密度でプレートアウトした。これらの細胞に、1015のキ
ャリヤーDNAならびに10J!sのT4−1)HV6tk/neoまたは10
I4のT4−pVcos7および500 ngのpSV2neoを用いてリン酸
カルシウム沈澱物を適用した。2日後、これらの細胞を10%ウシ血清とsoo
#/dの0418(Geneticin■、Gibco)を含むDME中で選択
下に配口した。選択培地中で1週間増殖させた後生き残るコロニーに対してロゼ
ツトアッセイを実施した。
ロゼツトアッセイ
プレートをリン酸!l衝生理食塩水(PBS)で−回すすいだ後、そのプレート
を、5%ウシ胎児血清を含有するPBSに11500に希釈した精製モノクロー
ナル抗体OK T l814A(1η/d)2.5dと共に室温で45分間イン
キュベートした。このプレートをPBSで五目穏やかにすすいで遊離の抗体を除
いた。精製したウサギ抗マウスIgG抗体に結合したヒト赤血球(2%Vハスド
ック懸濁液、PBS15%ウシ胎児血清中に1710に希釈)6−を加え、その
プレートを室温に放置した。45分優、ロゼツト陽性コロニーの検査に先立って
T1#lの赤血球を穏やかに吸引し、PBSを加えた。
サイトフルオロメトリー分析
接着性細胞をPBS中の0.005 MのEDTAで取出し、1%ウシ血清アル
ブミン(BSA)と0.01%ナトリウムアジド((ytowash)を含有す
るPBSで一回洗った。0.1d中の細胞6
■(5x10 ) を適当に−N釈したOKT 4、OK T
O8t tc ハコントロール抗体と共にチューブに入れた。この細胞−抗体
混合物を4℃で45分間インキュベートした後cytowashで三回洗った。
細胞にフルオレセインイソシアネート(FITC)結合ヤギ抗マウスI OG+
A+M (Cappel)を加え、4℃で1時間インキュベ、−トした。次いで
、細胞をcytowash中で五目洗い、0.01%ナトリウムアジドを含むP
BSo、Sd中に再懸濁した。
この細胞をBecton Dickinson FAC3■セルソーターで分析
し、データをためてVAX 11/780Dンビユーター(Digital E
quipmentCO8)を用いてプロットした。
RNAとDNAの単離
細胞を4Mチオシアン酸グアニジニウム中でホモゲネーションして全RNAを単
離した後、5.IMのCaCN2を通して超遠心した(28)。オリゴ(dT)
−セルロースクロマトグラフ−r−(Type3、C01labOratiVe
Re5earch) (29)によってポリ(A)+を選択した。−1g1e
rら(26)により記載されているようにして高分子壊のゲノムDNAを:I製
した。
CDNAおよびゲノムライブラリー
ヒト末梢TIBInから得たポリ(A)”RNAから二本鎖のCDNAを合成し
た(20)。EC0RIメチラーゼと74DNAポリメラーゼで処理した後、二
本鎖のCDNAをEC0RIリンカ−を用いてλ(ltlo(30)のECoR
I部位にクローン化した。Charon 4ヒトゲノムライブラリーは、Tog
i Hantatts博士(Harvard University) (31
)から寛大に分与して戴いた。
一部を切取ったCDNAプローブの合成りavisら(32)により記載されて
いるようにして、初期形質転換体LTD−4から得たポリ(AビRNAから32
PでImされたcDNAを合成した。このcDNAを過剰の未形質転換し細胞の
ポリ(A>“RNA (ロフト−3000)に対してアニーリングした後、ヒト
CDNAに富んだ一本鎖の配列をヒドロキシアパタイトクロマトグラフィー(3
2)によって重鐘した。この一部ヲ欠< (5ubtracted) c D
N Aプローブをフィルターハイブリダイゼーションにかける前に5ec−ブタ
ノールで濃縮し、TEで平衡化したG −505ephadexカラムで脱塩し
た。
ヒトゲノムライブラリーをE 、Co1t LE392上に播いた。ふたつ(d
uplicate)のフィルターを標準法(33)に従ってスクリーニングした
。この際、ハイブリダイゼーションは50%ホルムアミドおよび5XSSC中で
42℃で行なった。このCDNAライブラリーのスクリーニングにおいて、13
7a111ニトロセルロースフイルター当たり6 x 10’ cpsの一部を
欠くプローブを適用した。
ゲノムライブラリーから得たフィルターをニック翻訳した(34)CDNA挿入
物にハイブリダイズした。68℃で洗浄し、最後に0.2xSSCで洗浄した。
増感スクリーンを存在させて一10℃で1〜2日オートラジオグラフィーにかけ
た。
1父ん星且且1
1)74Bの制限断片をM13ベクターmp1gおよび−p19(35)中にサ
ブクローン化した。配列決定反応はジデオキシチェインターミネーション法(3
6)を用いて行なった。配列決定の方策(strategy>を第3B図に示す
。
5outhernおよびNorthernプロットハイブリダイゼーション高分
子量の細胞DNAを、製造業者(Boehringer Hannheig+)
の推奨するところに従ってDNA1埒当たり5単位の制限ヌクレアーゼで消化し
た。サンプル(10x>を0.8%アガロースゲル上で電気泳動にかけた。DN
A断片をGene 5creen (NewEnoland Nuclear)
(37)に移し、ChurchとG11bert(38)により記載されてい
るようにしてハイブリダイズした。
RNAを0.8%アガロース−ホルムアルデヒドゲル(39)上に流し、Gen
eScreenに移した。Northernハイブリダイゼーションは製造業者
の提供する手順に従って実施した。5outhernプロツトもN0rther
nプロツトもニック翻訳したプローブにハイブリダイズした。
5P6RNAの合成およびIn Vitroll訳kbのT4CDNAをpsP
65(PrOmeQa 8i(ltec)のECoRI部位にサブクローン化し
、@ ind IIIで線状化した。放射標識したヌクレオチドを存在させずに
SP6ポリメラーゼを用いた線状化したプラスミドDNA (lx)を転写する
には既に記載(40)の通りにしたが、転写バッファーにはGpppGと未標識
のCTPを添加した。反応混合物の1/10を、L−[32S]−メチオニン(
Amershai)と1バのS−アデノシルメチオニンを含有する麦芽系(Be
thesda Re5earch Laboratories)で翻訳した。こ
の1nvitro翻訳産物を下記の還元条件下で5DS−ポリアクリルアミド電
気泳動にかけた。
細胞標識、レクチンクロマトグラフィーおよび免疫沈降既に記載(41)されて
いるようにして、10%の透析したウシ血清と1 sCiのL−[32S]−
メチオニン(Ag+ersham)を含有しメチオニンを含まないDME培地中
で12時間細胞を増殖させた。
この細胞を、0.5%Non1det P−40(Shell)および0.21
87 x ニルメチルスルホニルフルオライド(Sig■a)を含有する1o■
HのTris(pH7,4) 、150 mN(1)NaC1(TBS)中ニ可
溶化した。
溶解物を100,000 X 9で1時間遠心し、上清をHedoら(42)の
手順に従ってレンズ豆レクチンクロマトグラフィー(Pharsacia)にか
けた。溶離液を、コントロールのマウス腹水およびプロティンA−セファ0−ズ
(Pharmacia)の混合物を用いて一回4℃で1時間、そしてプロティン
A−セファローズだけを用いて二面4℃で1時間予備吸着させた。次に、各上清
のうち2.5×10’ cpsを10gのモノクローナル抗体(約1■/−)お
よびプロティンA−セファローズと混合し、ターンテーブル上で4℃で一部イン
キユベートした。次いで、ビーズを0.5%のMP−40と0.2%のSDSを
含有する冷TBSで四回洗い、電気泳動サンプルバッファー中に再度懸濁した。
ゲル電気泳動
5DS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動はLaemmli(43)の手順に従
って実施した。免疫沈降−とin vitroill訳産物を2−メルカプトエ
タノールを含むかまたは含まないサンプルバッファー中に溶かした後、10%ポ
リアクリルアミドゲルにかけた。
オートラジオグラフィーは、増悪スクリーン(DuPont Chemical
Company)の存在下でにodak XAR−5フイルムを用いて行なった
。
同時形質転換およびロゼツトアッセイ
マウスψ−2@胞(44)は、10%ウシ血清(CS ) (Gibco)を補
充したDulbeccoの変性Eague培地(DME>中にm持した。
ψ−2細胞は、形質転換の2日前に10αの回当たり5×105の細胞密度でプ
レートアウトした。リン酸カルシウム沈澱物は、Wiglerら(27)によっ
て改変されたGrahaiとvan der Ebの方法(25)によって調製
した。10tI9のキャリヤーDNAおよび10埒のT4−pHV7または10
psのT8−pHV7を用いて沈澱物を細胞に適用した。2日後、これらのII
胞をDME/10%C8と500埒/IIlのG418(Geneticin■
、Gibcol中で選択下に配置した。
T +又はT8+コロニーを同定するためのRosettlngアツセイは、特
定培地中での生育から1週間後生存コロニで実施した。リン酸緩衝食塩液(P
B S)を用いて1回リンスした後、プレートを5%ウシ胎児血清(Fe2)含
有PBS中で11500希釈した精製モノクローナル抗体OKT■4A又はOK
T@8 (1mg/ml ;0rtho ) 2.5 mlと一緒に室温で45
分間インキニベートした。プレートをPBS中で3回やさしくリンスして、遊離
の抗体を除去した。精製ウサギ坑−マウスIgG抗体(2%v/vストック懸濁
液、P B S15%FCS中で1/10希釈)を接合したヒト赤血球を添加し
、プレートを室温で放置した。45分後、遊離の赤血球をゆっくり吸引し、検査
の前にPBSを添加した。T ”及びTg ′″ψ−2ψ−2クロンニー単離に
より精製し、その特性をフローサイトメトリー及びノーザンプロット分析により
調べた。
組換えレトロウィルスの産生及び感染
105cfu/mlの力価を有する組換えレトロウイルスストックルスストック
を、T +又はT8+ψ−2クローンの近融合性(near confluen
t)単層に新鮮なりME/10%C8C81Oを添加して作成した。24時間後
、培地を取り除き、0.45μmフィルター (Millipore )を用い
て濾過した。感染のために、5×105細胞を、8 μg /ml polyb
rene (AIdrlch)の存在下でウィルス上清(又は希釈液)2mlと
一緒にインキュベートした。3時間後、新鮮な培地3mlを添加した。感染から
3日後、細胞を500μg/ml G41B含有DME/10%csに再接種
し、2週間生育させ、G41g ’コロニーを計数し、in 5ltu ros
etting法又はフローサイトメトリーを用いて表面T4又はT8発現につい
て調べた。
ψ−2培養土清を用いて、上記したマウスφ−AM細胞を感染した。T +又は
T8+粘着トランスフォーマントを、几5ltu rosettlngアッセイ
後コロニー単離により精製した。
T +又はT8+非粘看性トランスフォーマントを、フルオレセンス励起セルソ
ーチイング(FACS)により精製した。非粘着性ヒトリンパ球細胞系(HSB
2.RPMI−T細胞。
Rajl−B細胞)及び粘着性上皮細胞(HeLa)を、T4 又はT8+ψ−
AMクローン(10μg / mlマイトマイシン−〇で2時間予備処理、Si
gma )と共培養して感染させ、精製した。
細胞系を1.5 mg/mlの濃度での0418耐性について選択した。
但し、HeLa細胞では1■/ ml s腺維芽細胞については0.5gg/m
lとした。組換え両性ウィルス(4−AM)を産生ずる全ての細胞培養物をP3
拘束条件下で保持した。
A I’$Sウィルス
HTLV−I[[/LAV(7)プロトタイプLAV菌株をJ、−C。
Cherman (Instltut Pa5tuers Paris ;
(45))から入手した。
本研究で使用したウィルス接種物は、我々の実験室の第2〜第5継代ウィルス由
来のものであった。接種物は、HTLV−m/LAV−感染植物性血球凝集素(
PHA)−刺激末梢白血球[逐次遠心(300X gで7分間実施した後150
0X gで20分間実施)により集めた]の培養上清であり、液体窒素中で保存
した。結合研究のために、ウィルスを、上記の如< 90.000X gで90
分間の超遠心により集めた培養上清から0.OIM Trls、 0.15M
NaCjl、1 taN EDTA、pH8,0中のRenograffln
(E、R。
5qu1bb) 15%クッションを用いて濃縮した。
抗−HTLV−m/LAV試J
HTLV−m/LAVに対する抗体を多く含む血清を慢性リンパ節疾患を患って
いるホモの男性から得、螢光抗体法(4B)、ウェスタンプロット分析(47)
及び放射免疫沈降(48)によりその特異性を調べた。IgG分画の一部を、上
記した如< (47,49゜50.51)フルオレセインイソチオシアネート(
FITC;FITC:たんばく質比−10,7μr/ml)、ホースラディッシ
ニベルオキシダーゼ(HPO、タイプ■、Sigma )及びアガロースとカッ
プリングさせた。非免疫血清からのIgG接合体も平行して作Mg依存の粒子逆
トランスクリブターゼ(RT)活性を、2+
7.5mM M g (52)の存在下で(A) (dT)
[負のn 12−Ill
コントロールとして()(dT)]の鋳型プライマn 12−18
−を用いて測定した。
細胞質AIDSウィルスのけい光抗体検出培養細胞(0,1ml中lXl05)
をガラススライド上で遠心しく5handon cytocentrlfuge
) % 95%エタノール−5%酢酸中−20℃で30分間固定し、PBS (
0,OIM PO4,0,15MNaCjl、pH8゜0)を用いて10分間
3回再水和した。スライドをFITC−抗HTLV−I11/LAVの1150
0希釈液(19μg/ml)に室温で30分間露した。次いで、スライドを洗浄
しく10分間X3) 、PBS中50%グリセロールを用いてカバースリップの
下に載置した。630×パワーの落射照明のLa1tZorthoplan顕微
鏡で、スライドを検査した。これ谷の条件下で、FITC−抗HTLV−m/L
AV試薬11HTLV−m/LAYに対して特異である。非感染のPHA刺激細
胞、Epstefn Barr(E B)ウィルス感染B細胞系、アデノウィル
スル感染細胞系、T細胞系並びにHTLV−1及びHTLV−TI感染細胞系は
染色されなかった。
感染HTLV−m/LAVの力価測定のための微小培養アッセイは(47)に詳
記されている。概略的には、P)IA−刺激リンパ球又は細胞系(2X 106
細胞/ ml )をウィルス接種物の連続10培稀釈により接種し、37℃で1
8時間インキュベートした。次いで、細胞を洗浄し、微小培養物(稀釈あたりl
O〜20カルチャ;0.25m1培地中のカルチャあたり1×105細胞)中に
プレートした。4日毎に、上清100μgを取り除き、新鮮な培地と取り換えた
。次いで、上清を、上記した如き抗原捕捉アッセイによりウィルス抗原について
アッセイした。感染ウィルス価(ID−50)は、培養物の50%がウィルスに
対して陽性を示す希釈のレシプロカルとして定義される。
VSvシニードタイブアッセイ
水胞性0炎ウィルス(V S V、 Ind1ana菌株、野生型)を、上記し
た如< (53)エンベローブシニードタイプに必要なレトロウィルスを産生ず
る細胞中で増殖させた。高度免疫の中性化羊抗−vSV血清を集めたvSvに添
加して、非シュードタイプウィルス粒子を不活化した。シ二−ドタイブ伍は10
’〜105PFU/mlの範囲であった。アッセイのために、vSvシュードタ
イプで感染させるべき2x105細胞を直径30■lの組織培養ウェルに導入し
た。HeLa、NIH3T’3及びL細胞は本来粘着性であり、他のタイプの細
胞は下層を50Mg / mlのポリーL−リジンを用いて予処理することによ
り付着した。1時間ウィルスを吸着させた後細胞を洗浄し、各ウェルに106ミ
ンクCCL64又は牛MDSK細胞を添加した。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、シニードタイプビリオンによる感染に対
しては耐性を有している。プラーク指示細胞を固定、拡散させた後(約90分)
、単層を寒天培地で覆った。感染後2日目に、vSVプラークをカウント(た。
抗−T 4 A モノクローナル抗体(1:20)、抗−HTLV−m血ff1
(1:10)又は抗−HTLV−1血清(1:10)を使用し、(54)に記載
されている如く細胞を予処理してから30分後シニードタイプを添加することに
よりシニードタイプブシークの形成を抑制した。
シンシチウム誘発アッセイ
2 X 105細胞を、直径lO關のウェルにおいてHTLV−III(55)
により感染かつHTLv−■を産生する2×104H9細胞と一緒に共培養した
。培養物を37℃でインキュベートし、前記した如< (54,56) 18時
間後にシンシチウム形成について調べた。
5個もしくはそれ以上のシンシチウムを含む細胞を正と判定した。接種時に混合
培養物に抗−T4λモノクローナル抗体(1:20)を添加してシンシチウム抑
制を調べた。
細胞けい光分析及びAIDSウィルス結合方法は(46)に詳説されている。概
略的には、フルオレセインOKT■8)を用いる直接けい光抗体法により、細胞
表面T4又はT8発現を検出した。希釈/洗浄バッファは、0.1%牛血清アル
ブミン、2%v/vAB+ヒト血清及び0.O1%N a N sを含む0.O
IM P Oa 、O−15M N a Cfl 、pH7,4であった。
全ての試薬を最適(飽和)結合のために予備滴定した。細胞(5X105)をモ
ノクローナル抗体希釈物25μg中4℃で30分間インキュベートした。細胞を
遠心(300Xrで7分間)により洗浄し、食塩液中1%パラホルムアルデヒド
0.5 ml中に再懸濁し、フルオレセンス励起セルソータ(F A CS I
V、 BectonDickjnson )を用いて分析した。HTLV−m/
LAV結合のために、5 X 105細胞をHTLV−m/LAV (10μN
中50ng)を−緒に37℃で30分間インキュベートした。洗浄した細胞をフ
ルオレセンス接合抗−HTLV−m/LAV25μp中に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中に再懸濁し、上記した如<
FACSについてアッセイした。
HTLV−m/LAV結合の抑制のために、細胞を抗−T4A又はT8(20M
g中20ng)と−緒糸に4℃で30分間予備インキユヘートシタ後HTLV−
m/LAV (10μN中500nr)を37℃で30分間に亘り添加した。細
胞を洗浄し、フルオレセンス接合抗−HTLV−III/LAVと一緒にインキ
ュベートし、洗浄し、バラホルムアルデヒドに再懸濁し、上記した如<PACS
について分析した。
細胞表面の放射性ヨウ素化、免疫沈降及びゲル電気泳動”r4”NIH3T3)
ランスフォーマントの表面を、ラクトペルオキシダーゼ法(18)により放射性
ヨウ素化した(radio Iodinated)。4X107細胞を0.5m
M EDTA。
2mC1Na1251及び20Mgのラクトペルオキシダーゼを含むPBS1m
l中に懸濁した。0,1,5.10及び15分目に0.03%H2O21Oμg
を添加した。反応を23℃で実施し、105MNa1を含む冷PBS50容量中
で2回遠心することにより20分目に反応を停止させた。標識細胞を4本のチュ
ーブに分け、HTLV−m/LAV (20μN中2utr)と−緒ニ37℃テ
30分間インキュベートした。続いて、0〜4℃で洗浄し、検査した。
洗浄した細胞を、洗浄溶解バッファ(L B ; 0.2mMフェニルエチルス
ルホニルフルオライド、5μg / mlアプロチニン、−m−′、
#;#;イ90.2mM E G T A 、 0.2mM N a F
、 0.2%デオキシコール酸ナトリウム及び0.5%(v/v)Non1de
t P −40含有0.02M Trls、 0.12M N a Cfl
、 pH8,0) 1〜Iを添加して溶解させた。チューブを氷上で15分間
保持し、5ooox gで20分間遠心して核を除去した。
吸収処理用ニ、ヒト抗HTLV−III/LAV IgG、lニド非免疫1g
G、抗TA及び抗T8抗体のセファロース結合物(conjugate)を既述
のようにして調製した(48)。分解物(Lysate)を撹拌下1.5時間、
200 uflのセファ0−スー非免疫ヒトIgGに予備吸収させたのち、撹拌
下3時間で20Mgのセファロース結合物(上記のもの)を用いて免疫析出させ
た。
セファロース吸収物を、LBで1回、0.5M NaC11を含むLBで1回
、そして0.1%のドデシル硫酸ナトリウム(S D S)を含むLBで1回の
合計3回洗浄した。吸収物質を65℃にて30分間、20Mgのサンプルバッフ
ァー(0,01M−)リス、pH8,0。
2%SDS、5%2−メルカプトエタノール(v/v)、25utrのブロモフ
ェノールブルー及び10%のグリセリン(V/V)を含有)により溶離した。電
気泳動は、3.3〜20%のグラジェントの、3%の結合ゲルを含むポリアクリ
ルアミドゲルで行ない、オートラジオグラフはコダックXAR−5フィルムを用
いて現像した。
ウィルス阻害アッセイ
2x105T +3M T細胞を0分にエイズウィルスに暴露した。阻害剤であ
る塩化アンモニウム(20mM)又はアマンタディン(aiantadne)
(20■M)を、ウィルス感染の種々の時間に(0分、30分、及び60分)加
えた。6時間後、細胞を洗浄し、新鮮な媒質(RPMI/lo%FCS)で置換
した。エイズ感染におけるこれらの試剤の作用を感染5日後に評価した。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、上記のように免疫ケイ
光分析法によって測定した(58)。
RNA単離及びノーザンプロットハイプリダイゼーション全12NAを細胞から
、4Mのグアニジンチオシアネートにホモジナイズし、その後5.7M Ca
Clクッションを介して超遠心して単離した(28)。ポリ(A) セレクシ
ョンは、オリゴ(dT)−セルロースクロマトグラフィー(タイプ3、コラボレ
ーティブリサーチ(Colaborative 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(39)上
で電気泳動し、ハイボンド(Amersham)上に移した。ノーザンプロット
ハイブリダイゼーシジンを製造者からもたらされた方法に従って行なった。プロ
ーブをα32Pラベルデオキシヌクレオチドトリホスフエートで比活性0.5〜
I X 109cps/微T 4 CD N Aの単離に用いたストラテジーは
、その表面でT4を発現するL細胞形質転換体を構築することを最初に含む。
T4+形質転換フィブロブラスト(腺維芽細胞)のmRNAから合成されたcD
NAを消去的ハイブリダイゼーシヨンにより濃縮し、外縁のTリンホサイトのm
RNAから作られたcDNAライブラリーからT4をコードするcDNAを単離
するためのプローブとして用いた。T 4 ” CD N Aクローンの同一性
は、ノーザン及びサザンプロット分析法により、そして究極的にはこれらのクロ
ーンがT4+フェノタイプをレシピエンド細胞に移す能力により決定した。同様
の手法は、先に、T8タンパクをコードしている遺伝子を単離するために用いら
れている(20)。
チミジンキナーゼ(tk)欠損マウスL細胞を、tkを含むプラスミド、pTK
(25,28)に沿ってT細胞白血病セルラインHU T−102からゲノム
DNAと共に形質転換(cotransfors)した。T細胞の表面タンパク
を発現するtk”L細胞形質転換体は、系内でのロゼッティング(rosett
lng)分析により同定した。tk+クローンをT4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カップルした赤血球
と共にインキユベートした。T4形質転換形は、赤血球との特異的な結合により
、赤色を呈した。このようにして、1つの一次T4+形質転換体、LTD−4を
得た。このクローンによる14分子の発現は、サイトフルオロメトリック(cy
tof luorometric)分析により、独立に変化した(第1図)。
胞(32,60)からの大過剰のRNAと共にT4+形質転換体のポリ(A)”
RNAから調製された高度にラジオアクティブなcDNAをアニールすること
により濃縮される。高ロフト(Rot)値においてすらハイブリダイズできない
cDNAをヒドロキシアパタイトクロマトグラフィーにより単離し、Ia■bd
aクローニングベクターgtto中で構築されるヒト外縁T細胞cDNAライブ
ラリーをスクリーニングするのに用いた。4つの弱いノーイブリダイズブシーク
(hybridizing plaque)が同定され、プラーク精製され、T
4シーケンスの存在について分析された。
これらのクローンのどれがT4をコードするか決定するために%T +とT4
″″外縁(perlpheral) T細胞、白血病細胞、胸腺細胞、L細胞形
質転換体及び非すンホイド(nonlymphoid)細胞を用いて、ノーザン
プロット分析を最初に行なった(第2図)。4つのクローンのうちじは、T4+
細胞中にのみ存在するRNAにハイブリダイズした。このクローンはT4+形質
転換体、LTD−4中に存在する3 kbRN Aを検知し、また、T4+外縁
リンホサイト、多種のT4+白血病セルライン、及び胸腺細胞のボビュレーシジ
ン中に存在する。非形質転換フィブロブラスト、T4−外縁リンパ細胞、HeL
a細胞、あるいはヒトニューロブラストーマ(neuroblastoma)細
胞からのRNAではハイブリダイゼーションは認められなかった。
このクローンにより検知されるRNAの発現パターンは、それがT4をコードし
ている可能性と一致する。しかしながら、このcDNAは単に0.6kbの長さ
であり、3 kb m RN Aにハイブリダイズする。従って、ヒト外縁T
細胞cDNAライブラリーを再スクリーニングし、3kbインサートを含む1つ
のクローン(pT4B)が得られ、このものはサイズ的に成熟した(■atur
e)メツセンジャーRNAに近似していた。このクローンの制限地図(rest
riction map)を第3A図及び第3B図に示す。
ゲノムプロット分析
サザンプロット実験(37)を次に行ない、単離したcDNAクローンがヒトD
NAと同様にT4+形質転換体からのDNAとハイブリダイズし、非形質転換マ
ウスL細胞DNAとはハイブリダイズしないことを明らかにした(第4図)。種
々のヒト細胞からのゲノムDNAは、Ba5HI酵素での開裂の後、5つのハイ
ブリダイズしたフラグメント群を示す。予期されたように、T4シーケンスが形
質転換体、LTD−4中に検出することができるが、非形質転換し細胞DNA中
には検出できない。遺伝子(6,6kb)の3′末端に最も近いBa■Hlフラ
グメントはLTD−4中に存在せず、恐らくインテグレーションインベントの結
果と思われる。さらに、リンパ様及び非リンパ様細胞からのDNAと比較すると
、このような粗い分析レベルでは、全体の再配列は明らかではない。ハイブリダ
イズしたフラグメントの分子量の合計は33kbであり、T4遺伝子が大層大き
いことを示唆している。この領域をスパンするゲノムクローンの完全なセットが
得られ(下記参照) 、Ba5H1フラグメントはこれらのクローンの制限分析
によって秩序化され、遺伝子が大きくかつかなりの長さのイントロンを含むに違
いないことが確かめ単離したcDNAがT4をコードすることは、さらにこのク
ローンが形質転換の後、腺維芽細胞をT4+フェノタイプに変換しうるかどうか
によって実証される。染色体DNA中のT4遺伝子は大きく、さらにいくつかの
ゲノムクローンにスパン(span) する。従って、cDNAクローンを2つ
のレトロウィルス発現ベクター、pVcos7およびpMV6kt/neoに導
入する。これらのベクターは、単一のEcoRIクローニング部位の側にあるモ
ロニーマウス白血病ウィルスの長い末端リビー) (LTRs)を含んでいる。
5’ −LTRはクローニング部位を通しての転写を促進し、3’ −LTRは
開裂及びボリアデニレーシッンに必要なシーケンスを含む。ベクターpMV6t
k/ neoはまた、ネオマイシンホスフォトランスフェラーゼ遺伝子のコード
領域に融合したtkプロモーターを含んでいる。
pVcos7を用いる構築物(construct)は非結合選択可能マーカー
と共に形質転換することを必要とする。一方、pMV6tk/neoは、結合(
linked)共形質転換を許容するネオマイシン耐性マーカーを有する。形質
転換役得られるNIH3T3細胞のNeo+コロニーを、ネオマイシン類縁体G
418を含む媒質中で成育する能力によって選択し、細胞表面でのT4の発現を
検出するロゼッティング法を用いてスクリーニングした。
pVcos7で得られた0 41gコロニーの約50%及びpMV61に/ne
oで得られたコロニーの75%がこのアッセイでT4について陽性であった。ロ
ゼツト陽性コロニーをさらにサイトフルオメロメトリーで分析して、T4が形票
質転換細胞の表面で発現されているこを確認した(第1図)。
代謝タンパクラベル実験を行ない、T4+形質転換腺維芽細胞及びTリンパ細胞
が同一の分子量のT4タンパクを発現することを明らかにした。非形質転換NI
H3T3細胞、T4+形質転換体及びT1ルバ細胞をL−[35Sl−メチオニ
ンの存在下に12時間ラベルした(41)。これらの細胞を洗剤で可溶化し、溶
解物(lysate)をレンズ豆レクチンカラムに通して糖タンパクを濃縮した
(42)。結合糖タンパクフラクシジンを溶離し、T4に対するモノクローナル
抗体で免疫析出(immunoprecipltate)させた(第5図)。還
元条件下、相対分子量55kdで泳動する糖タンパクを、Tリンパ細胞と2つの
独立したT4+形質転換体からの抽出物中で検出する。このタンパクはコントロ
ールである373腺維芽細胞中では検出されない。非還元条件下では、51kd
糖タンパクが、T細胞中及び形質転換腺維芽細胞中で抗T4により免疫析出され
る。
これらの実験から、形質転換体が抗T4により免疫析出される55kd糖タンパ
クを発現し、このものはサイズ的にTリンパ細胞の表面で発現されるものと同一
であることが明らかとなった。
従って、単離cDNAを用いるノーザン及びサザン分析、さらにはT4+フェノ
タイプをマウス叉格腺維芽細胞に付与するこのcDNAの能力の両者の結果は、
T細胞表面タンパクT4の全てのフードシーケンスがクローニングされたことを
示している。
T4コード領域の完全ヌクレオチドシーケンスを、ジデオキシ終止法(ters
lnatlon% 5ethod)を用いて、3kbcDNAイン禮J
サート両方のストランドをシーケンシングすることにより決定した(15.3E
i)。完全ヌクレオチドシーケンス及び予測タンパクシーケンスを第6図に示す
。最長のオーブン読み取りフレームは、開始コンセンサスシーケンスP urN
N A T G P urによって取り囲まれたメチオンニンコドンを有する
る部位76から始まる(61)。この読み取りフレーム(reading fr
ame)は1374ヌクレオチドに及び、458アミノ酸を含むポリペプチドを
コードしている。この読み取りフレームの広がりは、このcDNAをl?NA発
現ベクターpSP69にインサートすることにより確認した(47)。このベク
ターから合成したRNAは、生体外で翻訳された場合、非修飾(ur++5od
if1ed) 51kdタンパク(ヌクレオチドシーケンスから予測された正確
な分子ff1)の合成を支配する(第(以下余白)
T4は、リーダー配列、4つのタンデム可変−結合(VJ)様領域、及び膜伸展
領域から成り、各部分はイムノグロブリン遺伝子族(62,fi8)の異なる構
成メンバーとの対応する領域と相同性を有している(第6及び8図参照) o
Kyte−Dolittle(64)疎水性プロットにより予測されるリーダー
ペプチドに対応する疎水性残基の一群(Stretch)は、開始コドンの直後
に位置している。天然T4タンパクがプロセス処理される正確な位置は決定する
ことができないが、既知の開裂パターン(65)に基づくと一1位置のスレオニ
ンの直後で開裂が生起するものと考えられる。従って、シグナルペプチドは23
個のアミノ酸を含有しており、プロセス処理されたT4は435個の残基から成
るタンパクである。
成熟タンパクの1−94残基部分は、イムノグロブリンのL鎮可変領域とアミノ
酸及び構造上の相同性を有している(第9A図)。
該イムノグロブリン可変領域とこの領域との全体の相同性は32%になる。イム
ノグロブリンL鎖のV領域とT4のN末端V様領域(vl)との配列の比較から
、不変残基14のうちの8残基が保存されていることが判る(66)。この領域
には、2つのシスティン残基があり、67コのアミノ酸残基分離れており、この
位閏
置と距離はイムノグロブリンL鎖及び階連分子に見出される対応部分に類似して
いる(67)。これらのシスティンiヨv領域に特徴的な保存されている鏡開の
ジスルフィド結合を形成することができる。この予想は、還元条件下よりも非還
元条件下での方がT4の移動速度が大きいこと、これは少なくとも1つの鏡開結
合が形成されていることを意味する、という我々の観察結果によって、支持され
るものである(第5図、レーンe及びf)。
個々のアミノ酸レベルに於る相同性以外にも、T4のv1領域はイムノグロブリ
ン可変領域と構造的な特徴を共有するものである。イムノグロブリンの可変及び
不変領域は、連続する抗て
平行β−鎖が折りたたまれ★2つのβ−シートを形成するという特徴的なパター
ンで折りたたみこまれている(67.68)。これらのβ−シートは、ジスルフ
ィド結合及び特徴的な疎水性相互作用の両者によって、−緒になっている。T4
のV様領域がイムノグロブリンL鎖のV領域と2次構造上でどのような相関を有
しているかを決定するために、二次元構造アライメントを行った。同様に、これ
らの配列における予想可能なβ−鎖及びβ−ターンのプロットもChou及びF
asaanの経験的に誘導されたアルゴリズムを用いて行った。これらの分析に
よって、T4のV様領域内に存在する7つのβ鎖の存在はイムノグロブリンV領
域内に見出される対応領域と非常に良く一致していることが判る。第9A図参照
。T4の保存された2つのシスティンはβ鎖B及びF内にあり、イムノグロブリ
ンの保存ジスルフィド結合を形成することが知られているV領域内のシスティン
の位置と正確に合致する。第1のシスティンの12個アミノ酸分下流にトリプト
ファンがあり、第2のシスティンの2個アミノ酸分前にはチロシンが位置する。
これらの残基は、L鎖V領域のβ鎖C及びFに夫々非常に特徴的なものである。
更に、アスパルテート残基が第2のシスティンの6個アミノ酸分上流にあり、ア
ルギニン残基はβ鎖りのベースに位置する。これらの荷電残基はV領域に非常に
特異的なものである。最後に、疎水性残基がβ鎖をつうじて交互に存在しており
、これによって、二つのβ−シートの相互作用が強化される。
T4のv1領域の後には、イムノグロブリンの結合(J)領域及びTセル抗原レ
セプターと顕著な相同性を有するアミノ酸残基が続いている。第9B図において
、このT4J様領域伏イムノグロブリンのし鎖のコンセンサスJ配列及びTセル
抗原レセプターの二つの鎖と整列させて記載しである。このJ様領域に続いて、
統計的に重要な配列であってイムノグロブリン可変領域のポリペプチドに構造的
相同性を有する、三つの付加VJ様領領域構造的に分けることができる265個
のアミノ酸配列がある。第6及び8図参照。更に、この領域には、N−結合型グ
リコシル化部位が二つ存在する可能性がある(Asn−Leu−Thr;第6図
)。
細胞外領域に続いて、疎水性プロット(64)による予測で可能性のある膜透過
<m通過)配列があり、この配列は、疎水性及び中性アミノ酸残基のみを含むも
のである。このセグメントは、■型主要組織適合抗原タンパクのβ鎖の膜通過エ
クソンと極めて相同性が高い(第9C図)。これらの配列をならべて比較すると
、ギャップなしに48%の相同性が認められる。この膜通過セグメントに続いて
、40個の高荷電性アミノが細胞質領域を構成する(第6及び8図)。
T 4 CD N Aを用いて、そのマウス−ヒト体細胞ハイブリッドのパネル
における凝集パターン及びヒトメタフェーズ染色体とのin 5ituハイブリ
ダイゼーシヨンによって、T4遺伝子の染色体上における位置を分析した(10
1)。遺伝子プロット及び1n 5ltuハイブリダイゼーシジンによって、T
4遺伝子がヒト染色体12の短腕、12p12及び12pterの間にあること
が判明した。
T4遺伝子を有する重複ゲノムクローン組を、ラムダクローニングベクターch
aron4及びE M L B −3(31)内に構築されたヒトゲノムライブ
ラリーをラジオ化p T 4 B c D N A挿入物でスクリーニングす
ることによって得た(7o)。これらのクローンの特徴は、制限酵素及びサザン
プロット分析によって明らかにされ、全T4コード領域が含有されていることが
判明した。
ジデオキシ停止法を用いて、ゲノムクローンの特異的フラグメントを配列決定す
ることによって、T4遺伝子の完全なインドロブ〒クソン構造が決定された(3
5.38)。
第8及び10図に示したように、T4遺伝子は、8つのイントロンによって分割
された9このエクソンから成る。第1のエクソンは5′非翻訳領域及びリーダー
セグメントを含む。第1番目のV様領域v1は残基289に位置する大きなイン
トロンによって分断されている(第6図)。従って、vlJl領域は、第2及び
第3番目のエクソンにコードされており、v2J2、v3 J3”4 ’4及び
膜通過(TM)領域は、それぞれ別のエクソンにコードされている(エクソン4
−7)。細胞質領域(CYT)は、イントロンによって分断され、この領域の最
後の部分は3′非翻訳領域とともに第9番目のエクソンにコードされている。
T4 +及びT8+形質転換細胞の構築AIDSウィルス感染におけるT4の役
割に関する研究において、最初に用いられた実験手法は、ウィルス感染を助ける
ことのできないT4″″細胞系内にT4遺伝子を導入することから成る。こうし
て得られた形質転換細胞はAIDSウィルスに対する感受性にってい試験し、次
いで、T4がウィルス感染を媒介するメカニズムについて研究した。
T4の表面抗原をコードする全長cDNAクローンをレトロウィルス発現ベクタ
ー、pMV7にサブクローン化した。発現ベクターpMV7 (第11A図)は
、単−EcoRIクローニング部位を端に有する二つの直接に反復される、モロ
ニーネズミサルコーマウィルスのLTR(long terminal rep
eat)を含有している。5’ −LTRはクローニング部位をつうじて構成的
(constltutively)に転写を促進し、一方、3’ −LTRはR
NAの切断及びポリアデニル化に必要な配列である。更に、pMV7には、細菌
ネオマイシンホスホトランスフェラーゼ遺伝子(n e o)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)、ドミナント選
択マーカーごとを可能にしている。
(anphotroplc)プロウィルスを含む(44,4=1) 、φ−2及
びφ−AM細胞、及びNIH373細胞系に導入された。第11B図参照。両細
胞系は、内因性ウィルスRNAのキャプシド化(encapsidaHng)を
起こさせることは出来なかったが、真正の全てのトランスウィルス機能を提供し
得た。”r4−pMv7によるこれら細胞系の安定した形質導入(トランスフェ
クシヨン)によって、ヘルパーウィルスフリーのT4をコードする組換レトロウ
ィルスストックの生産が生起された。これら純粋なウィルスストックは、次いで
、マウス及びヒト細胞に、レトロウィルスの標的細胞による生産なしに、T4配
列を効率的に導入するために使用された。
簡単に述べると、DNA−媒介遺伝子移入操作を用いてT4−pMV7 DN
Aをφ−2細胞内に導入した(第11B図、25゜27)。ネオマイシンアナロ
グ041g (Genetlcin)を含む培地中で増殖し得る能力を有するN
eo+陽性コロニーを選択し、1n 5ituロゼツト形成アツセイを用いて細
胞表面上のT4発現についてスクリーニングを行った(20.70)。T4を発
現している形質転換φ−2細胞は、105cfu/mlの力任で組換えレトロウ
ィルスを産生ずるものとして同定した。この74+−φ−2クローンハ次にマウ
スφ−AM細胞感染することのできるレトロウィルスを生み出す為に使用された
。組換レトロウィルスを10’ cfu/mlの力任で産生ずるT4発発現−A
Mクローンを単離した。T4+ヒト形質転換体は、マイトマイシンC処理又はφ
−AMクローンとの共培養(co−cultivation)によって得られた
(第11B図)。T4+形質転換体は次いでノーザンプロット分析にかけ、フロ
ーサイトメトリーによってT4が発現されて細胞表面に存在していることが確認
された。18表面タンパクを発現するコントロール細胞系も同様の方法で作製し
た。
ヒトリンパ球表面にT4タンパクが充分に存在し該細胞をAIDSウィルス感染
に対して感受性にし得るか否かについてまず決定するために、プリミティブなT
細胞白血病細胞系、HSB2の形質転換体、即ち、初期1928球タンパクTl
及びT のみを表面に発現するものを構築した。HSB2はT4又はT8のいず
れも発現せず、T細胞抗原レセプター又は関連T タンパク複合体のいずれをも
発現しない。T4又はT8りンバクを発現するHSB2の形質転換体を選択し、
AIDSウィルスに対する感受性について決定した。AIDSウィルス感染を評
価するために、幾つかの異なる実験手法が採用された。
例えば、逆転写酵素の発現(52)、イムノフルオレッセンスマイクロスコピー
による細胞質内におけるウィルス発現(46)、イムノアッセイによる培養上溝
中のウィルス抗原の検出(47)、フィ木
トヘマグルチニン(PHA)−刺激喫梢すンバ球を用いたスーパネート(sup
ernate)サブ力ルチュアによる感染ピリオンの産生(46)などが挙げら
れる。これらのアッセイを用いて、HSB2細胞系のAIDSウィルス感染の証
拠は得られなかった(表I)。
さらに、AIDSウィルスに対するレセプターを有する非感染ヒト細胞をAID
Sウィルス産生細胞と共に培養すると広範囲な細胞融合が起ることが以前に示さ
れている(54)。このアッセイにおいては、HTLV−1及びHTLV−II
産生細胞により多量のシンシチウムが生成されているにもかかわらず(データは
示していない) 、HSB2細胞をAIDSウィルス産生H9細胞と混合した場
合シンシチウムの誘導は起らない(表1)。
最後に、AIDSウィルスのエンベロープ糖タンパクを有する小胞状口内炎ウィ
ルス(V S V)のシェードタイプ(pseudotype)を使用して、ウ
ィルスの侵入(entry)を試験した(表1) (53,54)。AIDSウ
ィルスに感染した細胞をvSvにより重感染すると、高度免疫抗VSV血清によ
る中和に抵抗するのに充分なAIDSウィルスエンベロープ糖タンパクが一部の
子孫(progeny)V S Vにより得られた。これ等のVSV(AIDS
)シュードタイプピリオンの宿主範囲は、AIDSウィルスに特異的なレセプタ
ーを発現する細胞に制限される。細胞の侵入及びピリオンの脱被覆の後、トラン
スカプシド化されたvSvゲノムが複製し、非シニードタイプ粒子が生成する。
二次感染の間に、感染細胞から放出された子孫VSVが近くのVSV (AID
S)シュードタイプ感染に抵抗性を示す指示細胞(ミンクCCIJ4またはウシ
MDBK細胞)に侵入し、破壊する。その結果得られるvSvプラークの形成を
カウントする。このようにVSv (A I DS)シュードタイプの感染によ
り、ウィルスの侵入の定量的細胞病理(cytoputhic)プラークアッセ
イが得られる(54)。このアッセイにおいては、H5B2細胞をVSV (A
IDS)シュードタイプにさらした場合、バックグラウンドに対するプラークは
観察されなかった(表1)。HTLV−1エンベロープ中にカプシド化されたV
SV RNAのシュードタイプ(VSV(HTLV−1))による対照実験で
は多数のプラークが観察され、これはHTLV−ルセプターを有するH5B2細
胞がvSvを効率的に複製できることを示している。これ等の観察は、AIDS
ウィルスエンベロープ中にカプシド化されたvS■ゲノムはHSB2細胞中に侵
入できないことを示している。
機能性(functional) T4c DNAのHSB2への導入がこの細
胞をAIDSウィルス感染に対して感受性にするかどうかについて調べた(表1
)。H5B2−74+形質転換体をAIDSウィルスにさらすと、逆転写酵素活
性の発現により(52)、免疫蛍光顕微鏡観察による細胞の細胞質中のウィルス
の発現により(4B)、イムノアッセイを使用しての培養浮遊物中のウィルス抗
原検出により(47)、モして%HA刺激リンす球との浮遊物(superna
te)副培養による感染性ウィルスの産生により(表1)(4B)im定される
、有為なウィルス感染が生起する。対照H8B2−78+細胞はそれぞれのアッ
セイにおいて一貫して陰性であった。
さらに、異なるT4”T細胞がAIDSウィルスに感染される効率も測定した。
HSB2−T4+及びH3B2−T8+形質転換体、天然に単離されたT、”T
細胞系CEM、並びにPHA刺激末梢リンパ球を、連続的に10倍希釈したAI
DSウィルスにさらし、洗浄し、プレート化して微量培養した。ウィルスに愛す
る曝露後12日に、イムノアッセイを使用して感染培養の頻度を測定した(第1
2図) (47)。このようにして、さらしセ
た培養の50%を感染さ輯るのに必要なAIDSウィルスの力価(ID−50)
を決定した。PHA刺激末梢リンパ球のID−50は、天然に単離されたものあ
るいは形質転換T4+細胞系について見られたものの2〜3乗倍の大きさである
。HSB2−T +細胞の感染効率は、天然に単離されたT44″T細胞系CE
Mについて見られたものより約10倍高い(第12図)。対照HSB2−78+
細胞は、調べた最高のウィルス力価においても感染に対して非感受性である。
シンシチウム形成及びVSV(AIDS)シェードタイプの複製の両方を維持す
るHSB2−T4+細胞の能力も調べた。
HSB2−T、+細胞をAIDSウィルス産生H産生胞と共に培養すると、18
時間以内にシンシチウム形成が容易に観察される(表1及び表■)。さらに、シ
ンシチウム誘導は培地を抗T、Aモノクローナル抗体で前処理することにより消
滅する(表n)、 そt、てH5B2−T、+細胞をVSV(AIDS)シュー
ドタイプにさらすと、感染性VSv粒子が生成され、近くの指示細胞を破壊する
(表1及び■)。さらにプラーク形成は、抗AIDSウィルス抗体または抗T4
Aモノクローナル抗体による前処理により阻害される(表■)。対照H5B2−
T8+細胞は、AIDSウィルス感染の検出に用いた7つのアッセイのそれぞれ
において、−貫して陰性であった(表1. II及びm)。これ等の観察は、
ヒト未成熟Tリンパ球においては、T4タンパクが単に存在することがAIDS
ウィルス感染に必要な本質的機能をもたらすという遺伝学的証拠を与えるもので
ある。
表 ■
T4+ヒト形質転換体におけるシンシチウム誘導H8B2
NDRaj i
NDHeLa
ND2X105細胞を2XlO’のAIDSウィルス産生H産生胞(H
9/A I D S)と共に培養し、37℃でインキユベートした。
18時間後にシンシチウム形成について培養を調べた。結果はシンシチウムに含
まれる核の概算パーセンテージで示す。−(シンシチウムなし); ++ (2
5%) ; +++(59%) ;++++◆(90%);ND(測定せず
)。シンシチウム阻害は、抗T4Aモノクローナル抗体(αT4A ; 1 :
20)を接種時に混合培地に加えて測定した。天然に単離されたT4”T細胞系
JM及び8166をこれ等の研究の陽性コントロールとして使用した。
2X105細胞をVSv(AIDS)シュードタイプ(53,54)と共に1時
間37℃でインキュベートした。次に細胞を洗浄し、1×106ミンクCCL6
4またはウシMDBKプラーク指示細胞を各ウェルに加えた。これ等はvSv感
染を許容するが、vSv(AIDS)に対して抵抗性である。培地を寒天培地で
覆い、感染後2日にvSvプラークをカウントした。抗T4Aモノクローナル抗
体(αT4A ; 1 : 20)または抗AIDSウィルス血清(αAIDS
;1:10)を使用してシュードタイプ(54)にさらす30分前に細胞を前処
理することによりVSV(AIDS)シュードタイププラーク形成を阻止した。
広範囲な種類のヒト細胞型(54)上にプレートするVSV (HTLV−1)
’/ニードタイプをこれ等の実験の対照として用いた。vSv(HTLV−1)
シュードタイププラーク形成を阻止するのに抗−HTLV−1血清(1:10)
を用いた。結果はPFU/ml及びND(測定せず)で表す。
(以下余白)
AIDSウィルスの感染は1928球へのみに制限されない機能性T 4c D
N Aを2種のヒト非T細胞系に導入した。即ち、子宮癌に由来する上皮細胞
系であるHe1a(72)及びバーキットリンパ腫の患者に由来するBリンパ芽
球様細胞系であるRaj 1(73)である(第11B図)。レトロウィルス媒
介の遺伝子転移の前は、これ等の細胞系は表面T4タンパクあるいは14mRN
Aを発現せず、AIDSウィルス感染に対し感受性ではない(表I)。さらに親
細胞系はシンシチウムの誘導及びvsv (A I DS)シュードタイプのブ
レーティングを維持しない(表1.■及び■)。
これに対しs T4 ” Raji及びHe1a形質転換体は、前記した全ての
基準によりAIDSウィルス感染を保持した(表1)。
(第12図)。さらに、AIDSウィルス産生H産生胞との共培養においては、
1aji−T4+及びHe1a−T4+細胞はシンシチウム誘導を保持し、これ
は抗T4Aモノクローナル抗体での前処理培養により消滅する(表1及び■、第
13図)。さらに、これ等の細胞をVSV(AIDS)シュードタイプにさらす
と、感染性■h(産生され、プラークが形成されるが、これは抗AIDSウィル
ス抗体または抗T4Aモノクローナル抗体での前処理による阻止される(表1及
び■)。対照Ra J i−T s+及びHe1a−T8+形質転換体はこれ等
の測定のそれぞれにおいて一貫して陰性である(表1.■及び■)。
従って、機能性T4遺伝子のヒトTリンパ球、8928球あるいは上皮細胞への
導入は、これ等の細胞をAIDSウィルス感染に感受性にするに充分なものであ
る。まとめると、これ等の観察はin vivoで観察されるT4+T細胞の指
向性は14分子の制限された発現の結果であり、それが発現された細胞型の性質
ではないことを示している。
(以下余白)
h工;DSウィルスは表面T4!白質に結合する前記の実験はT4発現がAID
Sウィルス感染に必要とされる遺伝的証拠を提供するが、ウィルス生活環におけ
るこの分子の役割に関する知見は与えない。T4の表面発現がAIDSウィルス
感染に必要であるという観察は、T4がAIDSウィルス受容体であることを示
唆している。従ってT +及びT8+形質転換ヒト細胞の表面に対するAIDS
ウィルスの結合を吟味するにはフルオロサイトメトリーが使用された(表I;第
14図) 。HSB2. Rajl、及びBeta細胞、並びにT4+又はT8
+形質転換体をAIDSウィルスと共に定温培養した。ウィルス吸収に次いで、
細胞を洗浄し、フルオレセイン共役した抗AIDSウィルス抗体に曝露して、フ
ローサイトメトリーにより解析した。この試験によりAIDSウィルスは表面T
4を発現するヒト形質転換体には有効で特異的に結合するが、T4−親細胞にも
T8+形質転換体にも結合しないことを示した(第14図B欄9表1)。AID
SウィルスのT4+細胞に対する結合は抗T4Aモノクローナル抗体と予備培養
することにより制止されるが、抗T8モノクローナル抗体との予備培養では止め
られない(第14図、C欄)。更に、T4+形質転換細胞をAIDSウィルスに
曝露するばあい、T4糖蛋白質はウィルス外膜(envelope)糖蛋白質と
共同沈降するのであって、これはこれらの分子間の直接の物理的結合を示唆して
いる(データは示さない)。これらの結果はAIDSウィルスが細胞表面上の1
4分子に結合することと、この結合は試験したT4+細胞のすべての型に生起す
るのでT細胞特異性の他の蛋白質には無関係であることを示している。
以前の研究では包み込まれたウィルスについて2つの別個の進入経路が記載され
ている(74.75.78.77)若干のウィルスは原形質膜と直接融合するも
のがあり、そのヌクレオカプシドを細胞質中に放出するのであって、その際ウィ
ルスの他のものは受容体仲介のエンドサイトシスにより取り込まれてしまう。そ
の際、エンドソームの酸性環境は液胞の境界膜とのウィルス外膜の融合を容具に
する。細胞封入体経路を経由して細胞に入るウィルスによる感染は、エンドソー
ムから脱酸する弱塩基のような薬剤を用いて細胞を処理することによって抑制す
ることができる(58.7g、79.80)。塩化アンモニウムの存在で、エン
ドソーム中では融合が遮断されるがリソソーム低下はなおも低下した速さで進行
する(80)。
かような訳で74” T細胞系JMのAIDSウィルス感染に対する塩化アンモ
ニウムの影響を試験した。塩化アンモニウムのないばあいは、AIDSウィルス
に曝露したJM細胞の50%以上が、感染後5日でウィルス抗体を発現すること
は免疫蛍光性鏡検により測定された通りである。ウィルスの添加時が又はウィル
ス添加後30分以内かのいずれかで、JM細胞を塩化アンモニウムに(6時間)
曝露するばあい、ウィルス感染の95%より大きな阻害が認められた。しかし、
ウィルス添加後1時間で細胞を塩化アンモニウムで処理したばあいは、感染の阻
害は認められず、受容体仲介のエンドサイト−シスを経て細胞に入る他のウィル
スに対し記載したウィルス侵入の速度論と一致する発見であった。結局、塩化ア
ンモニウム効果は完全に可逆的であった。塩化アンモニウムに1時間曝露した後
、洗浄により同化合物を無くしてAIDSウィルスに曝露した細胞は、ウィルス
性感染の制御水準を支持した。これらの結果は、塩化アンモニウムの除去の際、
エンドソームのpHが1〜2分以内で当初の低い値に戻るという以前の観察と矛
盾しない(78,110)。エンドソームを脱酸する化合物であるアマンタジン
を用いて同様な結果が得られた。
これらの結果は、T4−AIDSウィルス複合体のエンドサイト−シス及びエン
ドソーム境界膜とのウィルス外膜の、低pH誘発融合してかかわり、細胞の細胞
質中にウィルス性ヌクレオカプシドを放出するウィルス侵入の機序と整合する。
細胞性免疫系統の破壊に加えて、AIDSがしばしば伴うのは、中枢神経系(C
NS)障害であって、それはAIDSウィルスによる脳細胞の直接感染の結果と
考えられる(81)。従ってT4がCNS内の細胞に発現し、これによりウィル
スの向神経性の説明を提供するかどうかを決定することに関心があった。
T 4m RN A配列がCNSに発現するかどうかを決定するためへヒトとマ
ウスの両方の脳から調整したRNAのノーザンやプロット解析を実施した(第1
5図)。ヒト大脳皮質由来のポリ(A)” RNAはほぼ3及び1.8kbの分
子量を持つ2つの別個のT t、 m RN Aを含む(第15A図)。より弱
い3 kbRN Aは2つのT41白血病細胞系、即ちU937 (単球細胞
系)及びJurkat (T細胞系)、並びに末梢性Tリンパ球によって発現す
るメツセンジャーリボ核酸(mRNA)と大きさが同じである。
小さい方の、より豊富な1.1!kb mRNAはTリンパ球を欠き、別法のス
プライシング又は代替の5′又は3′未満から生成することができた。
T 4 m RN Aの局在の更に慎重な解析はマウス脳の特定領域からポリ(
A)” RNAを単離することにより実施した(第15B図)。T のネズミ相
同染色体であるL s T 4を記号化する放射性標識cDNAによるハイブリ
ッド形成は、後脳試料には存在しないマウス前脳中の強度の2.2kb m R
N Aを明らかにした。2.2kb L8T4mRNAは皮質、視床下部に検出
が可能で、線状体にもっとも豊富にあるが、小脳、脳幹、又はを髄には存在しな
い(データは示さない)。CNS中に検出される2、2kb m RN Aは脚
線細胞中のL s T 4を記号化する3、2kbmRNAよりも小さく、約1
kbである(第15B図)。これらの結果は、AIDSウィルスが発揮する向神
経性が脳細胞に及ぼす14分子の表面発現の結果と思われる。前脳で検出される
mRNAの水準は脚線細胞中の水準の約1/30である。このことは大多数の細
胞による低水準の発現又は小さい部分集団の細胞による比較的高水準の発現を反
映するともいえる。T4が神経細胞又は支持細胞により発現されるかどうかは現
在知られていない。しかしながらCNS中の異形転写体(varianttra
nscript)の存在は、脳のT 4rr+ RN Aが稀少な侵入Tリンパ
球により発現することを確からしくしている。
討論
T細胞の機能的に別個なサブセットを用いるT 及びT8の分離はこれらの分子
が適当な標的細胞とTリンパ球の相互作用において重要になり得ることを示唆し
ている。これらの蛋白質の特異的役割を理解する第一歩として、cDNAクロー
ンがT 及びT8の両分子について得られ、それらの核酸塩配列が決定された(
20.70)。T 及びT8の演鐸した蛋白質配列の比較は、これらの分子が免
疫グロブリン可変(V)ドメインをの構成員としての有意性配列と構造上の相同
性を共有することを示している。しかしながら、T 及びT8のN−末端V一様
領域は全く異なっている。すなわち、それらの分子は28%の相同性を共有して
いるに過ぎず、従って各分子の免疫グロブリン軽鎖に対する相同性よりも分子相
互の相同性の方が低い(第9A図)。更に、T4とT8との間の最大維持(co
n(ervation)領域はまた免疫グロブリンに対する最も強力な相同領域
及びT細胞リセブタ−■領域でもある。従ってこれらの二つの分子の免疫グロブ
リン様領域は、構造的に類似しているけれども、それらが標的細胞の異なるサブ
セット上の異なる分子を認識するという仮説と矛盾しない意味のある配列相違(
divergence)を示している。
T 及びT8のN−末端領域によって共有されるV一様領域の構造的相同部分は
、これらの蛋白質の機能に特に関連したちのであるかも知れない。免疫グロブリ
ン超遺伝子系統群の実質的にすべての種類は、免疫応答に関係している(62)
。更に、この系統群の個々の種類は互いに強力に会合して二量体を形成する傾向
を示す。この会合は免疫グロブリンの重鎮と軽鎖、T細胞抗原リセブターのα鎖
とβ鎖、β2−ミクログロブリンとクラスI M HC蛋白質、並びにクラスI
IMHC分子のα鎖とβ鎖を形成し、また末梢Tリンパ球上の32kdサブユニ
ツトの多重体として存在している(83)。T4中の4つの■一様領領域存在は
、これらの領域が相互に、及び他の細胞又はウィルスの表面上の特異的リガンド
と会合することを示している。免疫グロブリン一様分子のこれらの特異的親和性
は、T 及びT8の認識機能にとって重要であるのかも知れない。
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、■及びJエクソンは
広く分離され、体細胞の組換えイベント(soaatic recombina
tion event)の後にのみ1並置されるようになっている(82.83
) −T 4 m RN Aは、DNA組換えイベントを必要とすることなく、
連続的(contigυous) V−及びJ一様エレメントを4つコードする
。従って、T4は再配列(rearangement)メカニズムの発生以前に
生じたより原始的な遺伝子を反映している可能性がある。このことはさらに、最
初のT4のV一様領域(vl)が、免疫グロブリンもしくはT細胞抗原レセプタ
ーのいずれかをコードするV遺伝子中に存在しないイントロンによって分割され
ているという最近の知見によって支持される。イントロンが進化過程で注意深く
除かれること及び、イントロンが以前にはイントロンのない環境中に挿入される
ことは極めてありうることであるということは、変型なる証拠から示唆されてい
る。このように、T4は先祖の免疫グロブリン遺伝子を表わしていると思われ、
この遺伝子が複製、分岐、及び再配列(転位)して現在の免疫グロブリン遺伝子
ファミリーを形成したと考えられる。現在の極めて複雑な免疫系においても機能
しているが、T4はより原始的な細胞系免疫応答において機能するレセプターを
反映しているであろう。無を推動物のもののように、原始的な免疫応答は、レセ
プター分子の逸脱し″−トイヤー(diverse repertoire)を
含まないと考えられるが、最も単純な場合には、自己及び非自己の間の区別に限
定され(Ii5.86) 、さらに再配列を起こさない「静的な」遺伝子群によ
って説明されると思われる。
T4は4つのV−J一様領域から成っており、J一様領域及び膜間セグメント(
transmembrane segment)は1スーパー遺伝子フアミリー
の異なるメンバーでの相同性を各々分は合っている。
■−及びJ一様領域は、免疫グロブリンとT細胞抗原レセプター鎖の両方の相応
する領域と相同である。膜間領域は、クラスII MHC分子のβ−鎖におけ
るこの領域とかなりの相同性を示す(第9C図)。従って、T4は免疫グロブリ
ンのスーパー遺伝子ファミリーのいくつかのメンバーにおいて保存されたエクソ
ンの集合から成っており、この遺伝子ファミリーは異なった様式で混合されて、
免疫応答に関与する種々の多くの分子を生木明細書で提供したデータは、先ず細
胞表面においてAIDSウィルスと14分子との特異的会合を伴うAIDSウィ
ルス感染のメカニズムを示す。この会合は、Tリンパ球、Bリンパ球及び上皮細
胞において証明され得、従ってT細胞特異的タンパクの関与を必要としない。更
に、本明細書に提供するデータは、T4−AIDSウィルス複合体はレセプター
仲介エンドサイト−シスによりインターザリネーションされ、次いでウィルスエ
ンベロープはエンソームの制限膜と融合し、ヌクレオキ中ブシドを細胞質に放出
することを示す。ウィルス複製及び転写は、リンパ系及び非リンパ系細胞株の両
者で起こり得る。更に、T4遺伝子は脳並びにリンパ球において発現し、AID
Sウィルスの二重向神経性(dual neutropic)及びリンフオトロ
ビック(lymphotroplc)特性に対する一つの説明を提供する。この
やり方において、特にT4細胞の集団に対するAIDSウィルスを標的とするた
め、エフェクター細胞−標的細胞相互作用を仲介するのに重要なTリンパ球表面
タンパクが、ヒトレトロウィルスによって利用されてきた。
細胞表面レセプターは多数のエンペローブト拳つィルスについて同定されてきて
おり、しばしば宿主の範囲及び特定ウィルスの指向(troplc)性はこれら
のレセプターの発現のパターンのせいである(74.76)。あるウィルスはご
く狭い範囲の細胞タイプに感染し、標的細胞の特定集団におけるウィルスレセプ
ターの発現に影響する。例えば狂犬病ウィルスはニコチン性アセチルコリンレセ
プターと相互作用し、骨格筋とニューロンに大きく感染する(87)。ところが
E B (Epsteln−Barr)ウィルスはC3d補体レセプター・タイ
プ2と相互作用しく8g)、Bリンパ球に感染する。ミクソウィルスのような他
のウィルスは細胞表面上に偏在的に分布するシアル酸残基と相互作用し、より広
範囲の細胞タイプに感染する。
細胞表面レセプターの制限された発現は、ウィルスの向性に対する唯一の説明を
提供する。あるウィルスは、分化した細胞タイプの制限された1つのセットにお
いてのみ複製する。従って、Mo1oneyマウス白血病ウイルス(No−Mu
LV)はマウス新生児においてT細胞リンパ腫を誘導し、更に、きわめて関連す
るFr1endヘルパーマウス白血病ウイルス(Fr−MuLV)は主としテ赤
を促進するLTRsにおける相違の結果と思われる(92,93.94)。
本明細書に示したように、AIDSウィルスの一次向性決定因子は標的細胞の表
面におけるT4タンパクの発現である。リンパ系細胞及び骨髄性細胞並びに脳細
胞へのIn vivo感染は制限される:3つの集団はT を表す。in vl
tro実験はT4の4 □
T4″″ヒトBリンパ球及び上皮細胞(これらの細胞はAIDSウィルスにとっ
ての天然の標的ではなく、AIDSウィルスによる生産性感染に感受性にする)
への誘導を示す。
可溶性T4糖タンパク質フラグメントを細胞標品から制限プロテアーゼ消化を使
用して調製する。代わりに、トランスメンブラン・ドメイン(領域が中性及び疎
水性残基を含む)を欠くT4フラグメントをコードするDNA発現ベクターを構
築し、そのようなT4フラグメントを作るのに使用してもよい。これらのフラグ
メントは水溶液で可溶であり、リーダー(シグナル)配列を有する。哺乳類細胞
で発現する場合、これらのフラグメントはラフ小胞体/ゴルジ複合体に輸送され
、結局は細胞から分泌される。
実施例2:AIDS患者の治療
患者の血液及び他の体液中に存在するウィルスに結合して、In vlvoでT
4+細胞の感染をブロックするため、実施例1に記載した可溶性T4糖タンパク
質フラグメントは、典型的には医薬的に許容可能なキャリヤー中で、ヒト免疫不
全症ウィルスに感染した患者に投与される。代わりに又は更に、ウィルスが血液
から分離し得るように患者の血液は固定化T4糖タンパク質又は可溶性T4フラ
グメントのいずれかを含むカラムを介して循環される。そのような処置は免疫シ
ステムがウィルスに対しより効果的な免疫応答をすることを可能にする。即ち非
感染T4+細胞を増殖させる。
可溶性T4フラグメントは治療学的なもの、即ち使用するHIV感染の細胞外及
び細胞−細胞拡散の阻害剤として使用する。本出願人は、可溶性T4フラグメン
トがin vitoroでHIVがT4+標的細胞に対して結合、感染するのを
阻害することを示した(実施例4参照)。可溶性T4フラグメントのHIVに感
染したヒトへの投与は、ウィルス感染の細胞外拡散を阻害する。更に、HIV−
感染T4+細胞及び非感染T4+細胞の融合(これはウィルスが拡散するルート
である)は可溶性T4フラグメントの投与により阻害される。
従って、可溶性T4フラグメントの投与は病気の進行を遅らせ、AIDSに伴う
いくつかの症状を軽減し、新しい病理学的変化の発生を防ぐ。
生化学的に純粋で水溶性試薬である可溶性T4フラグメントは、T4−HIV相
互作用の競合体(co■pe出ors)を分析する他の試薬と組み合わせて使用
する。HIV、zンベローブタンパク又はHIVエンベロープタンパクを含有す
る生化学的混合物と組み合わせた可溶性T4フラグメントを、ウィルス結合の阻
害剤をスフリーリングするのに使用する。
膜結合したT タンパク(pT4B)をコードするc DNAを単離し、特徴化
し、哺乳類細胞タイプの変種で発現させた(70)。可溶性T4フラグメントは
バクテリア、酵母、昆虫及び哺乳類の系で産生ずる。恐ら<74タンパクは複雑
に折り重なっているため、哺乳類の系における発現が好ましい。可溶性T フラ
グメントはV4J4ドメインの後でp 74 Bの端を切り取ることにより産生
ずる。このようなりNAフラグメントはトランスメンブレンセグメントの前で終
結し、ヌクレオチド位置的1264で開始する(第6図)。この組み換えDNA
分子はトランスメンブレンと細胞質ドメイン両者を欠く。EcoRI−HpaI
Iフラグメント(ヌクレオチド1〜1252を包含する)をpT4Bのより小さ
いフラグメントから構築することにより、単離する。代わりに、膜−スパニング
(spanning)のみを除去し、細胞質ドメインに融合したv4J4ドメイ
ンを脱離する。
1つのアプローチは、p T i、 B由来ヌクレオチド 1252〜1342
からHpa11部位を補うフラグメントを除去することである。このような構築
物は、ラフ小胞体/ゴルジ複合体に進入し、結果として細胞から分泌するのに必
要なT4シグナル配列を維持するさらに、これらの構築物はT4タンパクの細胞
外部分を維持し、ここでヒト免疫不全症ウィルスエンベロープ糖タンパク質が存
在する。
哺乳類系で可溶性T4フラグメントを発現するために、修飾したT 4 CD
N Aフラグメントを、強い真核生物プロモーター/エンハンサ−並びにRNA
のポリアデニル化及び切断に必要なポリアデニル化部位を含むベクターにサブク
ローンする。例えば、シミアンウィルス(SV40)の初期プロモーター及びエ
ンハンサ−は、可溶性T 4 CD N Aフラグメントから上流に位置する。
SV40又は可溶性T 4 CD N Aフラグメントから下流のヒト成長ホル
モン遺伝子のいずれかのポリアデニル化部位を配置することにより、転写終結及
びRNAポリアデニル化が達成する。当業者に公知の任意の方法により選択マー
カーと一緒にこれらのエレメントを含有する構築物の真核生物への導入は、外因
性DNAの安定な組み込みを導く。選択培地におけるその成長能力により選択さ
れる形質転換体は、培養上溝液へ可溶性T4フラグメントを分泌する。可溶性T
4フラグメントはいくつかのアッセイの内の1つ(例えば、ラジオイムノ沈降法
)により上清液中で検出し、精製する。可溶性T4フラグメントの精製及び特徴
化は細胞株を構築することにより著しく増強され、これは分泌したタンパクフラ
グメントを発現過多にする。タンパクの発現過多にさせる方法が、バクテリア、
酵母、昆虫及び哺乳類の系で使用された。もし構造的に発現したなら有毒である
タンパクを生産過多にするため、誘導可能な発現系もバクテリアと酵母において
使用された。可溶性T4フラグメントの発現過多は可溶性T4発現ベクターを増
幅することにより完成され、構造的発現過多になる。薬剤メトトレキセート(d
hfrの拮抗剤)の連続的に増す濃度の成長によりジヒドロ葉酸レダクターゼ(
dhfr)遺伝子の増幅が広く用いられた。配列をフードするdhfrに対し増
幅されたユニットは制限されないので、このアプローチはそれらに隣接する配列
の同時増幅(coaspl’1fication)する結果になった。従って、
dhfrを選択的マーカーとして、及び新たに導入した配列を同時増幅する手段
として使用する。この方法は、dhfrプラスミドでコトランスフオーメーショ
ンされた種々の遺伝子の発現を増加するのに首尾よく使用した。別の増幅スキー
ムはプラスミドpdLAT−3と可溶性74 CD N A発現ベクターのコト
ランスフェクシジン、次いで既に記載した選択を伴う(102)。
従って、可溶性T 4 CD N A発現構築物は、dhfr発現プラスミドと
コトランスフエクションされる。代わりに、可溶性T cDNAフラグメント
と同じプラスミド上にhfr遺伝子が存在し、リンクしたコトランスフオーメー
ションを許す。これらの構築物のdhfr−欠失(dhfr″″)チャイニーズ
ノ1ムスター卵巣(CHO)細胞へのトランスフェクシヨン及び続くメトトレキ
セートにおける選択は、新たに導入した配列を発現する安定な形質転換体を分離
させる。いくつかのクローンを精製し、培養土清液を回収し、可溶性T4フラグ
メントの存在を分析する。可溶性T4フラグメントの最大レベルを産生ずるクロ
ーンはノーザンプロット及びサザンプロット分析により更に特徴化される。次い
でこれらの細胞株は、徐々に濃度が増したメトトレキセートを含む選択培地で培
養される。この選択的圧力は新たに導入したdhfr遺伝子及び隣接T4配列を
増幅した。メトトレキセート最大1度に達した後、生き残った細胞をノーザンプ
ロット及びサザンプロット分析して、増幅の程度を決定し、可溶性T4フラグメ
ントの存在について培養上清液を調べた。
培養土清液中の可溶性T4フラグメントの特徴化のため、いくつかの形質転換体
を(35S)−メチオニンで代謝的にラベルする。細胞溶解物(1ysates
)及び上清液を次いで市販の抗−T4抗体を使用するラジオイムノ沈降法及びウ
ェスタンプロット分析で分析する。5DS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動を
沈澱物上で実施し、分泌され、端を切った形のT4の予想相対分子量(Mr)を
観察する。哺乳類系で合成されるので、このタンパクは適当にグリコジル化し、
折り重なっており、即ちジスルフィドブリッジが形成する。培養土清液から可溶
性T4フラグメントを精製するため、抗−T4抗体を使用するイムノアフニティ
ー力ラムクロマトグラフイーを実施する。カラムに結合したタンパクを高い塩濃
度及び低pHで溶出する。M「及び溶出したタンパクフラクションの純度を決定
するため、溶出した物質の5DS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動を実施する
。
アフィニティー精製した物質をより特徴化するため更に、ラジオイムノ沈降及び
ウェスタンプロット分析をも実施する。
可溶性T4フラグメントを産生ずるために同様のアプローチをバクテリア、酵母
、昆虫で行ってもよい。更に、本明細書で記載したより小さいサイズのフラグメ
ント(例えばvlJ1ドメインのみを含有するような)を産生じてもよい。
(以下余白)
ベクターの構築
組換えDNA操作を使用して、ヒトT 4 c D N A配列の塩基対(bp
) 1−1257を、5V−40初期プロモーターとウシ成長ホルモン遺伝子の
ポリアデニル化領域に従属するTAA終止コドンとの間に配置した。T cD
NAのこの配列はT4リセブタ一のリーダー及び予言された細胞外ドメーンをコ
ードしている。
このsT4ミニ遺伝子をヒトH−ras又はマウスジヒドロ葉酸リダクターゼと
結合して、夫々ベクターpST4CHras及びpST4DHFRを作製した。
これらのベクターの構築を以下のように行った。
L且工4 salの構築ニ
プラスミドp S T 4 salを、他の2つのプラスミドJRT4及びp
U Cs T 4から構築した。これらのプラスミドの構築を以下に詳述する。
の
プラスミドJ RT4Grimニ
プラスミドJRT4を作製するために、プラスミドDSP1(103)をXho
lで切断し、SV40ポリAの初期領域を欠失し、Xho1部位をDNAポリメ
ラーゼのクレノー(Xlenov)断片を領域(113)をBglII及びKp
nIで切断し、Kpn1部位をT4DNAポリメラーゼで処理して平滑化した。
この230bp断片をDSPIに結合してDSPIBGMを作製した。DSPI
BGHをS ma I及び5a11で切断しくSV40初期プロモーター、ga
lKコード領域及びBGMポリA領域から成る) galKカセット(cass
ette)を、5alI末端、 BglII末端及びS aa I末端から成る
合成リンカ−を使用することにより、p U C19(107)中の5ai1部
位に結合した。この3つの部分結合の結果、プラスミドDSPIBZBGM、J
Tが得られた。
DSPIBZBGH,JTを5tul及びBe1lで切断してgalKコード領
域を欠失させたものを、プラスミドpT4B(70)由来T 4 CD N A
を含む1.7kbのEcoRI(フィールトーイン)−Ba■H1断片に結合し
て、プラスミドJRT4を作製した。
プラスミドp U Cs T 4を作製するために、プラスミドpT B由来T
4 CD N AのHaeIIおよびHpaII断片(1125bp)を、X
pnl及びXbalで切断されたベクターpUc1gに合成リンカ−を使用して
結合した。T 4 CD N AのHaeII末端を、Kpnl末端及びHae
U末端をもつ合成リンカ−を用いてpUcllのKpn1部位に結合した。T
4 CD N AのHpaII末端を、HpaII末端及びXbal末端をもつ
合成リンカ−を用いてpUclgのXba1部位に結合した。このリンカ−もT
4コード領域のヌクレオチド1257の後のTAA停止コドンに挿入した。
得られたプラスミドはpUCsT4であった。
プラスミドpS74salを作製するために、プラスミドJRT4をBglII
及びS ac Iで切断して(SV40初期プロモーターとT 4 CD N
Aの最初の602個のヌクレオチドどから成る)、959bp断片を単離した。
プラスミドp U C’s T 4をS ac I及びXbaIで切断して(合
成リンカ−由来TAAコドンに従属するヌクレオチド603−1257に由来す
るT 4c D N Aから成る)、660bp断片を単離した。これらの2つ
の断片を、BglI[及びXbalで切断してSV40初期プロモーター及びフ
ルレングスT4コード領域を欠失させたDSPIBZBGM、JT中に結プラス
ミドpST4DHFRを作製するために、β−グロビンDHFR発現カセットを
含むBglII−Basalをp S T 4 salのBamH1部位に結合
した。β−グロビンDHFR発現カセットは、マウスβ−グロビンプロモーター
(Bg111部位を含有させるために合成リンカ−を用いてプラスミドp P
K 288(Jolt)の5′末端を修飾した。該プラスミド由来の550bp
Hlnd II断片)、マウスDHFRコード領域(プラスミドpSV2−D
HFR(109)由来の735bp Hlnd II (フィル−イン、 fl
ll−1n)) 、D S P 1 <103)由来のNhel (フィル−
イン)−Ba−Hl(フィル−イン)SV40ポリA初期領域、及びマウスDH
FR終止領域CBa5H1部位を作製するために合成リンカ−を用いてプラスミ
ドm D H9(110)の3′末端を修飾した該プラスミド由来の907bp
Hlnd m (フィル−イン)断片)から成る。pST4DHFRのプラス
ミドマツプは図示のとおりである。
プラスミドp S V K (111)をEC0Rv及びHInd■(フィル−
イン)で切断してgalK領域を除去し、さらにプラスミドp S K c H
ras(112)由来の、cHrasに関するコード領域を含む870bp N
del (フィル−イン)−(ヤエナリ(sung bean)ヌクレアーゼ
によって平滑化された)SalI断片中に結合することによってプラスミドpM
ERcHrasを作製した。
可溶性T4転写カセットをBglll −Ba*HI断片を経てp S T 4
salから取り出し、pMERcHrasのBamH1部位(SV40初期ポリ
Aに対して3′)中に結合してps’r4cHrasを作製した。
lOμgの担体DNA (NIH−3TSゲノムDNA)の存在中、0418耐
性を有するベクターであるプラスミドpT K nee10μgを用いて、リン
酸カルシウム沈澱法により、プラスミドp S T4c Hras(10μg)
をNIH−3T3細胞(前日、60m5培養皿当たり5X105細胞を接種した
もの)上に共沈澱させた。
この細胞を沈澱DNAと一緒に37℃で6時間インキニベーションした。DNA
沈澱物を取り出し、新鮮な培地(DMEM、5%Nu−9erumR(Coll
aboratjve REsearch、 Inc、、 Laxlngton。
Massachusetts))を該皿に加えた。16時間後、細胞をトリプシ
ン処理し、3つの100 mm皿中に接種し、次いで上記培地中に維持した。f
oci (約50/皿)が12−14日以内に現われた。形質転換されたfoc
iのうち11個を選択し、広く引き伸ばした後、上記培地+500 μg/ml
GENETICINRG4111 (Glbco LaboratorIe
s。
Grand l5land、 Nev York)中に選択用の細胞5 X 1
05個/100mm皿を接種した。11個のクローン全てが6418選択(50
0μg/ml)に生き残ったが、次に該クローンを標準タンパク質イムノプロッ
ト分析によりH−ras (pZl)に関してスクリーニングした。
最も高いレベルのpZl (約2 ngp Z 1 / u g −Trito
n可溶性タンパク質)を発現したクローンを、85S−標識メチオニン及びシス
ティンと一緒に18時間インキュベーションした。培養上清及び細胞溶解物を、
T (OKT4.OKT、A)及びT (OKT8)リセブターに対して特
異的なモノクローナル抗体、raSタンパク質に対して特異的なポリクローナル
抗体、又は非特異的マウスIgGを用いて免疫沈降させた。sT4の予言された
サイズである約45kdのタンパク質を、T4リセブターに対するモノクローナ
ル抗体の両方を用いて培養培地から特異的に沈降させた。細胞溶解物中に、s
T 4バンドは観察されなかった。期待どうり、pZlを該細胞から沈降させた
が、培養上清からは沈降しなかった。これに続く定量は、精製s T 4と比較
して、これらの細胞が、実施例2Bに記載のCHO細胞を使用した場合よりも約
100倍低い比較的低レベルのs T 4を産生ずることを示している。
DXB−11細胞、すなわちDHFR分化CHO細胞系(104)を、10μg
の担体DNA (NIH−3H3ゲノムDNA)の存在中、10〜30μgのp
sT4DHFRを用いてリン酸カルシウム沈澱によりトランスフェクションし、
1日後、60m■皿に5×105細胞を接種した。この細胞をDNA沈降物と一
緒に37℃で6時間インキュベーションし、培地を取り除き、次いで新鮮な培地
(F12.10%FBS、100ユニット/ mlペニシリン及びストレプトマ
イシン)を該皿に添加した。16時間後、培地を再び交換し、細胞をさらに24
時間インキュベーションした。次に、細胞をトリプシン処理し、3つの100
w皿中に接種し、ヌクレオシド非含有培地(ヒボキサンチン及びチミジンを含ま
ないF−12,10%透析FBS、並びに100ユニツト/m+ペニシリン及び
ストレプトマイシン)中で選択した。7−10日以内でコロニー(約1007皿
)が現われた。容器からコロニーをプールし、広く引き伸ばした後、24穴培養
プレート中に5X103細胞/ウエル及び5X10’細胞/ウエルを、又は5×
105細胞/1001皿を接種した。20nMメトトレキセート(園tx)を含
有するヌクレオシド非含有培地中で選択を開始する3日前に細胞を回収した。個
々のウェル又はクローンをs T 4発現に関して集合的にアッセイし、さらに
増幅用に選択したクローンを上記の密度で24穴培養プレート中に接種した。接
種後3日目に、ヌクレオシド非含有培地中の800nM stxでの選択を開始
した。この選択法を8μM mix及び30μM mtxでの選択に繰り返し使
用した。この方法を用いて、最小3 pg/細胞/24時間で可溶性T4を発現
する数個の細胞系を誘導した。
ItX選択条件下、850 c−ローラーボトル中に拡散させた付着性細胞培養
物から、血清非含有のコンディショニング培地(CM)を調製した。集合的に、
Mg2+及びCa2+を含まないリン酸塩緩衝食塩水(P B S)で細胞を2
回洗浄し、生育培地(ヒポキサンチン及びチミジンを含まないHals F12
.10%ウシ胎児血清、100ユニット/mlペニシリン及びストレプトマイシ
ン、並びに選択濃度のm1x)を、同様の培地から血清とmixとを取り除いた
培地+1xlTS(インシニリン、トランスフェリン及びセレン(Collab
orative Re5earch Inc、))と置換した・24−48時間
後、この培地を取り除き、選択生育培地と置換した。
次いで、3−5日以内に、血清非含有培地を置換し、さらにこのサイクルを2ケ
月以上の間、無期限に繰り返した。s、ooo xgでの遠心分離によってCM
を清澄させた。プロテアーゼ阻害剤PMsF(フェニルメチルスルホニルフルオ
リド)を0.5mMとなるように添加し、加圧膜濾過によりCMを約10倍に濃
縮した。この濃縮CMを2.000 X gでの遠心分離により清澄させ、プロ
テアーゼ阻害剤アプロチニン(SigIla Chemical、 St、Lo
uis。
Missouri)を終濃度5μg/mlとなるように添加した。このサンプル
を直接又は−70℃での保存後に加工した。
濃縮したCMサンプルを50mM M E S [2−(N−モルホリノ)−
エタンスルホン酸] 、 p)18.0で2倍に希釈し、0.45ミクロンフィ
ルターを通して濾過した。次に、このサンプルを100μ會pAPMSF Cp
−アミジノフェニルメチルスルホニルフルオリド) (Cal131oche
m−Behrlng、 San Diego 、 Ca1ifornia)で処
理し、50mM M E S 、 pH8,0で平衡化したS−8ephar
ose” (スルホ−プロピル) (Pharsacla P−L Blo
chemlcals、 Piscatavay。
New Jarsey)カラムに1.5−2.0 u/ml−ゲルのタンパク質
濃度で適用した。50+aM M E S 、 pH6,0中、0−0.5M
N a Cj)の直線的濃度勾配を用いて、このサンプルを溶出させた。約
0.2M NaCfIで溶出したピークフラクションをプールし、pAPMs
F100μXで処理した。Sr1を含むフラクシヨンを5DS−PAGE及びイ
ムノプロットアッセイによって確認した。4℃に1時間放置した後、50IIM
ビスートリスプロパン[1,3−ビス[トリス−(ヒドロキシメチル)−メチル
アミノコプロパン] 、 p)lB、0に対して該サンプルを透析した。
このサンプルを100μM pAPMSFで処理した後、50mMビス−トリス
プロパン(BTP)、pH9,0で平衡化したQ−8epharoseR(第四
級アミノエチル)カラム(Pharsacia) (5mlサンプル/ ml−
ゲル)に適用した。s T 4サンプルはQ−9epharoseRに結合せず
に、非結合フラクション及びカラム洗浄液中に回収された。非結合サンプルをす
ぐにI))18.0に調整した。
最終ステップとして、501リン酸塩、0.15M N a C4) 。
p)17.0で平衡化した30ミクロン5uparose” 12カラム(2,
5X4Bcm)(pharmacta)上でクロマトグラフィーを行った。カラ
ムは3.0ml/mlの流速で移動操作された。10m1ずつ分画され、42分
目のピークをバッチ操作により採取した。この方法によって、約3pg/細胞/
日を産生ずる細胞系に関し、全タンパク質20.0mg当たり約1.0■の生成
物が得られた。
土工44!懲
物理的性質:全蛋白質濃度は、カラーメトリックBCA蛋自分析法(ビシンコニ
ニック酸、イリノイ州ロックフォード市のPierce Chealcal C
o、提供)を用いて決定した。絶対濃度は定量的アミノ酸分析法で決定した。精
製s T 4のアミノ酸組成は標準的なアミノ酸分析法により測定したが、実験
誤差(±15%)の範囲内で当該分子の予想したシーフェンスと一致しているこ
とが判った。最初の20残基については、そのシーフェンスは予想どおりであっ
たが、ただl)’S−1yS−Val−Val−−−で初まっていた。
すなわち、成熟アミノ末端は予想したリーダークリップサイトに対して+3の位
置から初まりでおり、当該位置で予想したシーフェンスとはasnからlys変
化で異なっていた。成熟アミノ末端の位置は、マウスおよびシーブCD4蛋白質
の決定しておいた末端とよく一致している。asnからIysへの変化は、シー
フェンシング上のエラー(単一の塩基変化)又は組み換え操作中に生じた突然変
位のためであると思われる。
イムノエピトープ:モノクローナル抗体0KT4及び0KT4Aは、T4レセプ
ターの非干渉表面エピトープを認識する(114)。これらの抗体は、イムノ−
プロット分析において還元SpS変性蛋白質に結合しないことから、ネイティブ
なコンホーメーシッンで特異的である。次に記載するような免疫沈澱法を使うと
、前記両方の抗体は35S−ラベル培養上清からs T i、を特異的に沈澱さ
せることが明らかにされている。
60+am培養皿1つあたり1×106個の細胞を含有するsT −生産細胞
の培養物を、1.5 mlのメチオニンとシスティンを含まナイh< I T
S、 170 μCI/m1(7) [”5Sコメチオニント30μc1/m!
の[35S] システィンを含むF12培地(カリフォルニア州コスタメサ市の
I CN Biomedicals、 Inc、)において、16時間37℃で
ラベルした。精製培地(100μg)を等容量の沈澱バッファー (10MMの
リン酸ナトリウムp)17.5 、1001MのNaCN、0.1%NP−4[
1,0,5%の脂肪非含有乾燥ミルク)で稀釈し、15分間4℃で3μgのウサ
ギIgGとともにインキュベートし、更に30分間4℃で30Mg (充填容量
)のプロティンAセファロ−と゛
ズーーズ(Pharmaeia T’−L Biochemieals)ととも
にインキュベートシた。プレクリアーした上滑を5μgのOK T 4 。
OKT AおよびOK T g (二、S−シャーシー州Raritan市
の0rtho Pharmaeeutlcals Corp、のP、Rao氏か
ら提供を受けた)−マウスIgG(ペンシルバニア州Malvern市のCoo
perBiomcdical) 、又はウサギのα−マウスI g G (Co
operBiomedical)と30分間4℃でインキュベートした。OKT
、。
OKT A、0KT8.マウスIgGおよびウサギα−マウスIgGは、20
μf!(充填容jl)のプロティンAセファローズビーズとともに30分間4℃
でインキュベートすることにより、沈澱させた。沈澱に続いて、ビーズを2回2
00μgの沈澱バッファーで洗浄し、その後NP−40と非脂肪乾燥ミルクを除
いた200μgの沈澱バッファーで1回洗浄した。洗浄ビーズを20ttDのサ
ンプルバッフy −(125wM Tris−HCfl p)IB、8.20
%グリセロール、1.4 M β−メルカプトエタノール)中で5分間沸騰し
、12.5%5DS−ポリアクリルアミドゲル上でその上清の電気泳動を分析し
た。同じような結果が、0KT4B。
OKT C,OKT D、OKT E、0KT4Fお、、及びT4に特異
的な他のMabsについても得られた。これらの結果から、sT のコンホー
メーシッンは正確にT4レセプターの表面領域を模倣していることが判る。
Sr1がHI Vgp120と協働し得るか否か及びこの協働がHIVのT4細
胞への結合を阻止し得るか否かを確かめるため、約5μgの精製sT を、0
KT4もしくはコントロール抗体で被覆したセファローズビーズに吸着させた。
次いでこのビーズを358−メチオニンラベルHIVの溶解物と混合した。
sT と0KT4の結合体は120kdのエンベロープ糖蛋白質のみを共沈さ
せる。Sr1が存在しないか又はトランスフェクションしていないCHO細胞か
らのコントロール上清が存在する場合には、OKT、ビーズで沈澱するウィルス
性蛋白質は何もない。また、コントロールとしてのマウス免疫グロブリン(OK
T4に調和させたアイソトーカで被覆したセファローズビーズをSr1とともに
インキュベートしても、ウィルス性蛋白質は沈澱しない。これらの研究は、19
23球の表面に存在する他の細胞表面成分をもたないSr1がAIDSウィルス
のエンベロープ糖蛋白質と特異的に共働し得ることを示している。
サイトフルオロメトリーを使って、完全なHIVのgp120とT4との相互作
用によりAIDSウィルスのT4+4+細胞への結合が阻止されることが判った
。T4”CEM細胞をSr1を存在させるかさせないでHIVにさらした。ウィ
ルス吸着の後、細胞を洗浄し、フルオレスセイン結合抗−HIV抗体にさらし、
フローサイトメトリーで分析した(第17図) (4g)。
sT が存在しないと、HIVはT4”CEM細胞に有効に結合する。HIV
をSr1でブレインキュベートすると、ウィルスのT4+細胞への結合は阻止さ
れる(第17図)。lOナノグラムの精製s T 4は、ウィルス性蛋白質10
0ナノグラムの結合を阻止するのに充分である。エンベロープ糖蛋白質が全ウィ
ルス性蛋白質の5%を含むなら、T44g+)120のモル比が計算値で5:1
ならHIVのT4+細胞への結合を完全に阻止し得る。
HlvによるT ÷細胞の感染を阻止し得るs T 4の能力も調べた。フォト
へマグルチニン刺激ヒトリンパ球をSr1を存在させるか又は存在させないでH
IV接種材料の逐次10倍稀釈にさらし、洗浄し、そしてマイクロカルチャーに
接種した。ウィルスにさらした後4日、8日および12日0にイムノアッセイを
用いて感染培養の頻度を決定した(47)。このようにして、 12日0に露出
細胞培養の50%を感染するのに必要な稀釈の逆数を感染性ウィルス力価ID5
0とした。Sr1が存在しないとき、ウィルス接種材料を用いて観察したID−
50は約105である。
しかしながら、精製した可溶性T4を8マイクログラム/ml存在させると、感
染性は略410g5だけlol、!>のID−50に減少する(M2R図)。こ
の)IIVによる感染性の激減は、感染の全コースに亘って認められる。非特異
的な阻止又はs T 4の毒性影響に対するコントロールとして、ウィルスへの
初期露出後18時間たってs T 4を培養物に添加した。感染後18時間たっ
てs T 4に露出した培養物はID−50においてllog阻止しが示さない
。このことはおそらく初期感染の後ウィルス拡散が阻止されたためであろう。こ
のように、ウィルスをs T 4とブレインキュベートした際にみられるウィル
ス感染性の410g減少は、ウィルス表面上でのs T 4とgp120との特
異的な協働によるものであると思われる。したがってこれらの粒子はもはや細胞
表面上のT4レセプターと相互作用することができない。1mlあたり105個
の感染性粒子をsT の8マイクログラム/ mlとブレインキュベートする
ときにも、41ogs阻止が認められた。
10 個の感染炸粒子/m+のウィルス調製物は、109粒子/mlを含有す
ると計算される。仮に各粒子が1000のエンベロープ糖蛋白質を含むなら、エ
ンベロープ蛋白質1モル当り100個の14分子の割合で阻止が認めらることに
なる。
構造的にインタクトなs T 4が比較的大量に利用できるなら、T と抗原細
胞の表面およびT4とHIVウィルスの各相互作用のメカニズムに関する研究を
前進させることができる。
T4+ヘルパー細胞と抗原細胞(antigen−presenting ce
lls)(B細胞およびマクロファージ)との相互作用の特異性は、少なくとも
部分的には、T4とクラスIIMHC分子との協働によるものと思われる(10
5.106)。かなりの量の精製s T 4が利用できるなら、T4とクラスn
MHC分子との間の物理的な協働を直接調べることができる。
sT がgp120と結合し得る能力およびs T 4が1n vitroで
ウィルス感染を阻止し得る能力は、s T 4がAIDS患者の治療に有力な抗
−ウィルス剤であることを示している。
実施例4:可溶性VIV2J4可溶性T−可溶性グー4フラグメントFRをつく
るため、プラスミドpsT4DHFR(実施例3に記載)をEcoRIおよびX
balで切断し、5T−4ニア−s T 4 salをXbalおよびBbvI
で切断し、リーダー領域を除いた可溶性T−4シークエンスを含む1120塩基
対のコードフラグメントを単離した。EeoRIエンド、Kpnlサイト、Bb
vlエンドをもつ合成リンカ−を使って、前記フラグメントをEcoRI/Xb
al切断pST、DHFRに結合させた。このフラグメントは、上で単離した5
T−4フラグメントにあるBbvIと相補的である。得られたプラスミドをpS
T4BBVIDHFRという。
リンカ−領域を含む小さいフラグメントを除去した。OMPA。
GSは、C■リボゾーム結合シークエンスの3′末端でNdelサイトに挿入さ
れている合成シーフェンスをもつPAS 1(Rosenberg et al
、、 Meth、 Enzymol、 101 : 12g(1983) ;
米国特許第4.578,355号明細書)の誘導体である。合成シーフェンスは
、OMPAリーダーとそれに続くマルチリニアーシーフェンスとを含む。合成シ
ーフェンスは実質的に次のものである。
5’ −T ATCAAA AAG ACA GCT ATCGCG ATT
GCA GTG GCA CTGG(:T GGT TTCGCT Ace G
TA GCG CAG GCCGGCTCT AGA GTCGACCTA G
TT AACTAG−3’
プラスミドp U Cs T 4をNcoIおよび5aIIで切断し、5CD−
4シークエンス[T−4ヌクレオチド124−12571を含む1149塩基対
フラグメントを単離した。このフラグメントをNcol/5aII切断OMPA
、G切断0含PAてOM P A ST4を調製した。
B bv IをつくるためプラスミドOMPAST4をNaeIおよびXbal
で切断した。この切断によって得られた5T−4コード領域を含む小さいフラグ
メントを除去した。プラスミドS T 4BBVIDHFRをKpnlで切断し
、得られた3′オーバーハングをT、DNAポリメラーゼで平滑末端とした。こ
の平滑末端DNAを次いでXbalで切断し、CT 4c D N Aのヌクレ
オチド145−1257を含む1124塩基対フラグメントを単離した。単離フ
ラグメントをNael/Xbal切断OMPAST切断0スPAST4プラスミ
ドミドOMPAST 14Bbvlを調製した。
p u c G T4184の構築ニブラスミドp u c S t 4184
をつくるため、T−4cDNA [アミノ酸(−23)から(+178)をコー
ドする[182bpフラグメント〕からEcoRI−NheIフラグメントをN
heIサイトで合成リンカ−5k727/725 (N he IとAval
末端)に結合させた。5k727/725はT−4アミノ酸179−185をコ
ードする。5k727/725のAvaI末端を、p U c S T 4
(ヒトcDNAの1198−1257bpを含み、T−4レセプター続いてTA
A終結コドンのアミノ酸351−369をコードする)のAval−XbaIフ
ラグメントに結合した。EcoRIおよびXbal末端でフランクしたこのシー
フェンスを、pUc19ポリリンカー(sk727/725)のEcoRIおよ
びXbal末端でpUc19に挿入した。5k727/725は実質的に次のも
のである。
5’ gaccagaaggaggaggtgcaattgctagtgttc
ggattgactgccaac s’gtcttcctcctccacgtt
aacgatcacaagcctaactgacggttgagc 5’p u
c S T4106の構築ニブラスミドp u c S T410Bをつくる
ため、T−4cDNAのEcoR1−AvaIIフラグメント(1−413bp
からなり、アミノ酸(−) 25−87をコードする)をAvaIIサイトで
合成リンカ−5k791/792 (Avan−Aval末端)に結合した。
5k791−792はT−4アミノ酸8g−104をコードする。5k791/
792のAval末端をp u c S T4 (ヒトcDNAの1198−
1257bpからなり、T−4レセプター続いてTAA終結コドンのアミノ酸3
51−3f19をコードする)のAval−XbaIに結合させた。EeoRI
およびXbaI末端でフランクしたこのシーフェンスを、pUc19ポリリンカ
ーのEcoRIおよびXbal末端でpUc19に挿入した。5k791/79
2は実質的に次のものである。
5’ gaccagaaggaggaggtgcaattgctagtgtt*
ggattgaetgccaacgtcttcctcctccacgttaas
gatcacaageetaactgaeggttgagc s’5T4184
DHFRの構築ニブラスミドs T4184D HF Rをつくるため、p u
c 574184 (アミノ酸355〜373に融合したアミノ酸−25〜1
83をコードする)のEcoRI −XbaI 7ラグメントを、5T−4をコ
ードするEcoRI−Xbalフラグメントの代わりに、psT4DHFRのE
coRIおよびXbal末端に詰るため、pucsT410B(アミノ酸351
−369に融合したアミノ酸−23から108をコードする)のEeoRI−X
balフラグメントを、5T−4をコードするEcoRI−Xbalフラグメン
トの代わりに、p s T 4 D HF RのEcoRIおよびXbal末端
に結DHFR欠tri CHO細胞系(Urlaub et al、上記文献)
であるDXB−11細胞に、60m+s皿に5 X 105個の細胞をシーディ
ングしてから一日経過した後に、lOμgのキャリヤーDNA(NIH−3T3
ゲノムDNA)を存在させて、リン酸カルシタム沈澱法によりlO〜30μgの
pST−4184DHFRをトランスフェクションした。沈澱物を6時間後に取
り出し、lO%透析1’18児
ウシ書拾血清を含むがハイポキサンチン又はチミジンを含まないF12培地に置
き換えた。コロニー(1つの皿あたり約100)が16日後に表われた。6皿の
コロニーをプールし、拡張し、24ウエルの培養プレートに1ウェル当り3 X
10’個の細胞をシードした。これらの細胞を、ヌクレオシドを含まないが8
0nHのメトトレキセート(腸tx)を含む培地で成長させ、トランスフェクシ
ョンしたdhfrとv1v2J4ミニ遺伝子の可能性ある増幅のために選択した
。8nMのmtx中で2週間後、活発的に成長する細胞を明らかに認めた。欠失
変異株(deletion■utants)の発現を調べるため各ウェル又はコ
ロニーる集密的に分析し、更に増幅のために選択した6゛のを上に記載したのと
同じ密度で24ウエル培養プレートにシードした。高レベルのVIV2J4を発
現する多数のサブポビニレーションをltXのレベルを増加しなカラ成長させ、
dhfr転写単位と74184(VIV2−J4)ミニ遺伝子を更に増幅させる
ため選択した。いくつかの細胞系を二のようにして誘導した。これらは少なくと
も約2pg/cell/24hrsの量で欠失変異株を発現する。
mtx選択条件下に850 cJローラシートル中に拡張した付着細胞培養物か
ら血清を含まないならし培地(CM)を調製した。
集密的に細胞を、K1g2+&Ca2+を含まないリン酸緩衝すリーン(PBS
)で2回洗浄し、成長培地()1イボキサンチンとチミジンを含まないHals
F 12.10%ウシ胎児血清、100単位/mlのペニシリン、ストレプトマ
イシン、および選択的濃度のmtx)を、血清とmtxを除き1xlTs(イン
シュリン、トランスフェリン、セレニウム(Colaboratlve Re5
earch Inc、) )を加えた同じ培地に置き換えた。24〜48時間後
培地を取り除き、選択的成長培地に変えた。血清非含有培地を次いで3〜5日間
以内に再び加え、このサイクルを無限に、すなわち2ケ月以上繰り返した。CM
をgooo gの遠心分離にかけてきれいにした。
プロテアーゼ阻止剤PMSF (フェニルメチルスルホニルフルオライド)を0
.5sMに加え、圧力膜フィルターでCMを10倍に濃縮した。この濃縮CMを
2000.の遠心分離にかけてきれいにし、プロテアーゼ阻害剤であるアブaチ
ニン(ミズーリー州セントルーイス市のSlgma Chemlcal)を5μ
g/mlの最終濃度に加えた。サンプルを直接処方するか又は−70℃で貯蔵し
た後処方した。
ウェスターンプロット分析:v1v2J4生産CHO細胞からのならし培地を濃
縮し、15%ポリアクリルアミド還元ゲルにかけた。蛋白質をニトロセルロース
紙に移し、編成E、 Co11誘導た。この抗血清は、約25kdで移動するV
IV2J4ダブレットを特異的に認識する。これは、リーダープロセシング後の
VIV2J4コードシークエンスの予想されたサイズに相当する。
このダブレットの物理的な根拠は明らかでない。これはN−リンクしたグリコシ
レージョンの差から生じたものとも思われない。ただし、このグリコシレージョ
ンめためのT−4における2つのコンセンサスシーフェンスはVIV2J4に存
在しないからである。
免疫エピトープ:モノクローナル抗体0KT−4及び。
0KT−4A、0KT−4B、0KT4C,0KT4D。
0KT4Eと0KT4Fは、生来の膜結合T−4レセプター上の表面エピトープ
を特異的に認識する( Raoら、Ce1lアツセイにおいて、還元された、S
DS変性変性タンクに結合しない生来のコンフオメーシツンに対して特異的であ
る。以下の免疫析出法を用いて35S−ラベル培養上清から、双方の抗体が特異
的にVIV2J4を析出することが明らかになった。
VIV2J4を生成する細胞を130+o■の培養皿あたり1x106細胞含有
する培養物を、1.5 mlのメチオニン及びシスティンを含まず、ITS及び
170μC1/mlの[35Sコメチオニンと30uCi/mlの[35S]
システィン(I CN Bioiedicals。
Inc、、 Co5ta Mesa、 CA)を含むF12培地中、37℃で1
6時間ラベル処理した。透明培地(100μg)を等量の析出ノくツファー10
1Mリン酸ナトリウムpH7,5(100sM N a Ci) 、 0.1%
Np−40”。
0.5%無脂肪ドライミルク)で希釈し、3μgのウサギIgGと共に4℃で1
5分間インキュベートした。その後、30μg (充填容ff1)のタンパクA
セファ0−スビーズ(Pharsacia P−LBiochesicals)
で4℃にて30分間処理した。予め清澄化した上滑を、各々5μgの上記した0
KT4抗体、マウスIgG(Cooper Biomedical、 Malv
ern、 PA) 、あるいはウサギα−マウスI g G (Cooper
Blosedical)と共に4℃にて30分間インキュベートした。0KT4
抗体、マウスIgG及びウサギα−マウス1gGを、20μg (充填容量)の
タンパクAセファロースビーズと共に4℃で30分間インキニベートして析出さ
せた。析出ののち、ビーズを、20071jJの析出バッファーで2回、200
μgの析出バッファーからN P −40’及び無脂肪ドライミルクを除いた溶
液で1回洗浄した。洗浄したビーズを20μgのサンプルバッファー(125m
N トリス−HC1、pH6,8、20%グリセリン、1.4M β−メルカ
プトエタノール)中で5分間煮沸し、その上清を12.5%5DS−ポリアクリ
ルアミドゲル上で電気泳動により分析した。0KT4を除いて、モノクローナル
抗体の各々は、35Sでラベルした培養上清からVIV2J4を特異的に析出さ
せた。
OK T 4 A l: ヨルV I V 2 簀4 (’) 認m ハ、VI
V2M4><AIDSウィルスの感受性細胞に対する結合を阻害するであろうと
いうことを示した。VIV2′f4を含有するかまたはそれを欠如するCMを最
初のアッセイに使用した。HIVをCMと共にインキュベートし、T−4” C
EMセルラインに対するウィルスの結合は、McDouga Iら、5upra
(1185)に記載のようにして、FITC結合抗−HIV抗体とのインキュベ
ーションおよびFACS (フルオレセイン活性化セルソーター)分析により定
量化した。VIV2J4を生産するセルラインに由来するCMは希釈度依存的に
HIV結合を阻害したが、調和した(matched)非生産(DXB−H)細
胞に由来するCMではなんらの応答も見られなかった。
タンパクVユJ4はCHO細胞細胞間様に発現した。しかし、これらの予備実験
において、明らかにこのタンパクは培地中には輸送されなかった。他の組換え有
機体で生産されたVIJ4が0KT4Aに結合することを示す別の研究によると
、哺乳動物の細胞培養で発現されたVI J4はHIV結合を阻害するだろうと
思われる。
完全フロインドアジュバントに1:1の容量で入れた本発明の精製可溶性T4断
片(上記のようにして調製)50μgを8週齢のBa1b/cマウスの腹腔内に
注射する。その後−月毎に不完全フロインドアジュバントと混合した可溶性T4
断片をマウスにブーストし、尾清脈を通して採血する。血清のイムノグロブリン
画分を硫酸アンモニウム沈澱により作成し、固定化したT4断片を用いるアフィ
ニティークロマトグラフィーによって特定の抗−可溶性T4断片抗体を精製する
。
T4断片抗体(上記のようにして調製) 5Dugを遺伝子組成が同じで同属の
マウスの腹腔内に注射し、不完全フロインドアジュバントに入れた抗−可溶性T
4断片抗体を毎月ブーストする。
融合の4日前、3日前および2日前に、生理食塩水に入れたイムノグロブリン5
0μgをマウスの清脈内にブーストする。次に、−11央
既に記載されており本発明が係る分野で公知の手段に従って、牌細胞をP3X8
3 AC3,65S非分泌性ミエローマ細胞と融合する。
2週間後、ハイブリドーマの上清の抗−可溶性T4断片抗体に対する結合能をラ
ジオイムノアッセイによってスクリーニングする。次いで、陽性のクローンにつ
いて、ヒト免疫不全ウィルスエンベロープ糖タンパクおよびAIDSウィルスに
対して結合する能力を検定する。また、「ワンステップ」法を用いて、完全フロ
インドアジュバントに入れた可溶性T4断片をマウスの腹腔内に注射し、生理食
塩水に入れた可溶性T4断片を静脈内にブーストし、そして上記のようにしてマ
ウス牌細胞をミエローマと融合する。その後、ハイブリドーマの上清を、可溶性
T4断片抗−イディオタイプ抗体に関して検定する。
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手続補正帯
1、事件の表示 PCT/LIS 891007622、発明の名称 可
溶性■4の誘導体3、補正をする者
事件との関係 特許出願人
名 称 ザ・トラステイーズ・オブ・コロンビア・ユニヴアーシティ・イン
・ザ・シティ・オブ・ニュー・ヨーク (ほか1名)
4、代 理 人 東京都新宿区新宿1丁目1番14号 山田ビル5、補正命令
の日付 自 発
6、補正により増加する発明の数 な し7、補正の対象 明tiIU書の
翻訳文及び請求の範囲、の翻訳文の欄8、補正の内容
国際調査報告
77.、−A、−′0丁・′す5eS10(″762
Claims (14)
- (1)ヒト免疫不全ウイルスエンベロープ糖タンパク質と特異的に結合体形成可 能な治療剤であって、ポリペプチドから成り、そのアミノ酸配列は表6に示すア ミノ酸配列の約+3から約+185までが約+351から約+369までのアミ ノ酸配列に融合したものであることを特徴とする治療剤。
- (2)ヒト免疫不全ウイルスエンベロープ糖タンパク質と特異的に結合体形成可 能な治療剤であって、ポリペプチドから成り、そのアミノ酸配列は表6に示すア ミノ酸配列の約+3から約+106までが約+351から約+369までのアミ ノ酸乳列に融合したものであることを特徴とする治療剤。
- (3)ヒト免疫不全ウイルスエンベロープ糖タンパク質と特異的に結合体形成可 能な治療剤であって、ポリペプチドから成り、そのアミノ酸配列は表6に示すア ミノ酸配列の約+3から約+185までのものであることを特徴とする治療剤。
- (4)請求項1,2又は3のいずれかに記載の治療剤の有効量と医薬的に適用可 能な担体とから成る医薬組成物。
- (5)請求項4の医薬組成物の有効量を患者に処方することから成るヒト免疫不 全ウイルスに感染した患者の治療方法。
- (6)請求項1,2ヌは3のいずれかに記載のポリペプチドをエンコードする発 現ベクター。
- (7)請求項6の発現ベクターから成る宿主細胞。
- (8)細菌宿主細胞である請求項7の宿主細胞。
- (9)大腸菌宿主細胞である請求項8の細菌宿主細胞。
- (10)真核宿主細胞である請求項7の宿主細胞。
- (11)哺乳類宿主細胞である請求項10の真核宿主細胞。
- (12)酵母宿主細胞である請求項10の真核宿主細胞。
- (13)昆虫宿主細胞である請求項7の宿主細胞。
- (14)請求項6の発現ベクター系を適する条件で育成し、治療剤を生産させ、 かくして得られた治療剤を回収することから成る請求項1,2又は3のいずれか に記載の治療剤の生産方法。
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