JPH05500068A - 可溶性一本鎖t細胞レセプター - Google Patents
可溶性一本鎖t細胞レセプターInfo
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- JPH05500068A JPH05500068A JP3512064A JP51206491A JPH05500068A JP H05500068 A JPH05500068 A JP H05500068A JP 3512064 A JP3512064 A JP 3512064A JP 51206491 A JP51206491 A JP 51206491A JP H05500068 A JPH05500068 A JP H05500068A
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- A61K38/00—Medicinal preparations containing peptides
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】
25、請求項21.22または23に記載の発現ベクターを含有する原核または
真核主細胞。
26、 細菌細胞である請求項24に記載の宿主細胞。
27、細菌細胞か大腸菌である請求項26に記載の宿主細胞。
28、可溶性−重鎖子細胞レセプターを発現し得る条件下で請求項24に記載の
宿主細胞を培養することを特徴とする、可溶性−重鎖子細胞レセプターの製造方
法。
29、治療学的有効量の請求項1に記載の可溶性−重鎖子細胞レセプターを哺乳
動物に段毎することを特徴とする、自己免疫疾患の抑制方法。
30、治療学的有効量の請求項1に記載の可溶性−重鎖子細胞レセプターおよび
薬理学的に許容し得る担体を含むことを特徴とする、自己免疫疾患、抑制用組成
物。
31 1または2以上の疎水性アミノ酸残基を親水性アミノ酸残基て置換するこ
とにより修飾した、請求項1に記載の可溶性−重鎖子細胞レセプター。
32 1または2以上の疎水性アミノ酸残基を親水性アミノ酸残基で置換するこ
とにより可溶性−重鎖子細胞レセプターを修飾しである、請求項15に記載のD
NA配列。
33、 1または2以上の疎水性アミノ酸残基を親水性アミノ酸残基で置換する
ことにより可溶性−重鎖子細胞レセプターを修飾しである、請求項20に記載の
発現ベクター。
34 請求項33に記載の発現ベクターを含有する原核または真核宿主細胞。
明細書
可溶性−重鎖T細胞レセプター
発明の背景
抗原結合レセプターは2種の基本的なタイプに分けられる。すなわち、B ’J
ンバ球の表面に発現され形質細胞により分泌される免疫グロブリン分子(すなわ
ち、抗体)とTリンパ球の表面上のT細胞レセプターとである。
T細胞レセプター(TCR)は、特別の主要m織適合趨合体(MHC)生成との
関連で抗原の認識を媒体する複数のサブユニットかるなる分子複合体である[ミ
ューアー(M euer、 S 、 C、)ら、A nn、 Rev。
vis、 M、 M、 )およびブヨークマン(P 、 J 、 B jork
man)、Nature334.395〜402(1988)]。抗原/MHC
結合残基(Tiと呼ばれる)は、大部分の末梢Tリンパ球上に存在する1つのα
サブユニットと1つのβサブユニットからなる90kDのジスルフィド結合へテ
ロダイマーである。両方のサブユニ、トとも免疫グロブリンに似ており、可変ド
メインと定常ドメインがらなり、前者の可変ドメインは所定のT細胞クローンに
独特の特異性をコードする。これに対して、Tiは、4種の一様な同一構造サブ
ユニット(γ、δ、εおよびζ)のセット(まとめてCD3と呼ばれる)と非共
有結合的に会合している。これら6種のレセプターサブユニットはすべて経膜タ
ンハリ質であり、εおよびζサブユニット以外はすべてN結合したグリカン残基
を有している。Tiαおよびβサブユニットは、それらサブユニットの可変ドメ
インの相互作用により抗原および主要組織適合複合体(MHC)に対する結合部
位を形成するように思われ、CD3サブユニツトはシグナル変換機能を果すと考
えられる。
加えて、TiγサブユニットおよびTiδサブユニットを含有するT細胞レセプ
ターを含むT細胞の下位集団(末梢Tリンパ球の≦5%)が存在し、該サブユニ
ットは、可変ドメインの相互作用により抗原およびMMCに対する結合部位を形
成するヘテロダイマーを形成することが知られている。さらに、少なくとも、ハ
プテンである一つの見かけの抗原の場合に、MMCの不在下で〜io”’の親和
性定数にてハブテンに直接結合するサブサイトがTi分子上に存在することを示
す直接的な証拠かいまや存在する[シリシアーノ(S 1liciano。
R,F、)ら、 Ce11.4二乙:161 〜171(1986)コ。
各Tiαサブユニ、トおよびT1βサブユニットは、システィン残基のジスルフ
ィド結合により生成した2つの細胞外ドメインおよびカルボキ7末端疎水性経膜
領域とそれに続く5〜6アミノ酸細胞質テイルを含んでいる。T細胞レセプター
をコードする遺伝子は、別々の遺伝子セグメントから組み立てられ、これら遺伝
子セグメントの一つは一様なカルボキン末端定常領域をコードし、一方、2また
は3の他のセグメント(V、DおよびJ)は抗原およびMHCを認識する分子の
可変領域をコードする。可変領域内には抗原結合ポケットを形成する3つの超可
変領域が存在する。
T1βサブユニットをコードする遺伝子座の構成は、セグメントが直列に配列し
た2つのセット(Dβl−Jβ1−cβ1およびCβ2−Jβ2−Cβ2)およ
び5′V遺伝子のセットからなる。Tiβタンパク質の2つの定常領域は、翻訳
領域中でわずかに6個のアミノ酸が互いに異なっているだけである。各Cβ領域
の5°側には、一群の6つの機能性Jセグメントが存在する。ヒトでは染色体7
の7q35にあるTiβ部位内に約50のVβ遺伝子が存在することが知られて
いる。Vα遺伝子プールはVβ遺伝子に比べると幾らか大きく、〜100の分離
したV遺伝子である。さらに、T1α遺伝子座は、わずかに一つの定常領域遺伝
子および5QKb以上にわたって分散した複数のJααダグン)(>25)を含
んでいるので、Tiβとは識別される[ウィルソン(Wilson、 R,K、
)ら、T mmunol、Rev、、シΩ」5.149(1988)コ。Tけサ
ブユニットおよびTiδサブユニットは、TiαサブユニットおよびTiβサブ
ユニットと構造が似ている[ブレナー(B rennera、 M、 B 、
)ら、Nature322 ; 145〜149(1986)]。
表面T細胞レセプター発現に先立って小胞体中でTiサブユニットとCD3サブ
ユニ、トが会合することが必須であるので、現在までのところ、分泌形のT細胞
レセプターを遺伝解析および工学処理することは実際的ではなかった。さらに、
本発明者らは、経膜セグメントおよび細胞質問セグメントを欠いた先端欠失(t
runcated)形態のTiαサブユニットおよびTiβサブユニットを真核
細胞系(CHOヲ含’: )、バキュロウィルス−5F9および酵母中で発現さ
せた場合に、会合(coassociate)および/または分泌できなし\こ
とを観察した。
発明の要約
本発明は、上記および当該技術分野における他の問題を回避するものである。
本発明は、可溶性−重鎖子細胞レセプターに関する。好ましくは、本発明の可溶
性−重鎖子細胞レセプターは、アミノ酸リンカ−を介してTiαサブユニット断
片に結合したTiβサブユニツト断片またはT1δサブユニット断片に結合した
T1γサブユニット断片である。
さらに好ましいのは、生物学的に活性な可溶性−重鎖子細胞レセプターである。
本発明はさらに、可溶性−重鎖子細胞レセプターをコードする核酸配列を含む核
酸分子に関する。この可溶性−重鎖子細胞レセプターは、好ましくは、アミノ酸
リンカ−を介してT1αサブユニット断片に結合したTiβサブユニ、ト断片ま
たはTiδサブユニット断片に結合したTiγサブユニット断片である。また、
核酸分子はDNA分子であるのが好ましく、核酸配列はDNA配列であるのが好
ましい。
本発明はさらに、可溶性−重鎖子細胞レセプターをコードするDNA配列を含有
する発現ベクターに関する。好ましくは、この可溶性−重鎖子細胞レセプターは
、アミノ酸リンカ−を介してTiαサブユニット断片に結合したTiβサブユニ
、ト断片またはTiδサブユニット断片に結合したTiγサブユニット断片であ
る。
本発明はまた、可溶性−重鎖子細胞レセプターをコードするDNA配列を含有す
る発現ベクターを含む原核または真核宿主細胞に関する。好ましくは、この可溶
性−重鎖子細胞レセプターは、アミノ酸リンカ−を介してTiαサブユニット断
片に結合したTiβサブユニツト断片またはTiδサブユニット断片に結合した
Tiγサブユニット断片である。
図面の簡単な説明
図1は、−重鎖子細胞レセプターのコンピューター生成モデルを示す。
図2は、フルオレセイノ特異的−重鎖T細胞レセプターのヌクレオチド配列およ
びアミノ酸配列を示す。
図3は、プラスミドpTCRαβ−I L E 、、、lよびpTCRαβ−M
ETl−tの地図を示す。
図4は、−重鎖子細胞レセプターをコードするDNA断片のスケール図を示す。
図5は、−重鎖子細胞レセプターの精製を示す。
図6は、−重鎖子細胞レセプターのフルオレセイ7カ・ノブリングセファロース
への特異的結合を示す。
発明の詳細な記載
本発明は、可溶性−重鎖子細胞レセプターに関する。好ましくIよ、この可溶性
−重鎖子細胞レセプターは、アミノ酸IJンカーを介してTiαサブユニット断
片に結合したT1βサブユニツト断片またはT1δサブユニット断片に結合した
Tiγサブユニソ)断片である。好ましいのは、T1βサブユニツト断片のカル
ホキ/末端かアミノ酸リンカ−を介してTiαサブユニット断片のアミン末端に
結合した一本鎖構築物である。可溶性−重鎖子細胞レセプターは、生物学的に活
性であるのが好ましい。すなわち、本発明の生物学的に活性な可溶性−重鎖子細
胞レセプターは、哺乳動物由来のTリンパ球の表面上に存在するT細胞レセプタ
ーにより結合される少なくとも1つの抗原と結合する。
一般に、本発明の生物学的に活性な可溶性−重鎖子細胞レセプターは、完全なT
細胞レセプターの一員として単独かまたは特定の主要組織適合分子との関連で1
種または2種以上の抗原に結合し得る。
しかしながら、生物学的に不活性な一本鎖T細胞レセプターもまた、たとえば特
定のT細胞サブタイプに対する免疫応答を哺乳動物宿主で開始させる免疫原とし
て価値を有する。本発明の可溶性−重鎖子細胞レセプターはまた水溶液中に可溶
であるのが好ましい。
本明細書において「断片」とは、ポリペプチド分子またはD N A配列につい
て使用する場合に、所定のポリペプチド分子またはDNA配列の部分を意味する
。
本発明において同定したアミノ酸残基はすべて天然のし配列のものである。標準
的なポリペプチド命名法に従い[J、Biol、Chem、。
243・3557〜59(1969)コ、アミノ酸残基の略語は下記対応表に示
す通りである。
S Ser L−セリン
1 11e L−インロイシン
HHis L−ヒスチジン
Q GIn L−グルタミン
E Glu L−グルタミン酸
WTrl)L−トリプトファン
RArg L−アルギニン
D Asp L−アスパラギン酸
N Asn L−アスパラギン
CCys L−システィン
本明細書においてアミノ酸配列はすべて、左から右に向がって通常のアミン末端
からカルボキシル末端の方間となる式で表しである。
すでに記載したように、本発明の可溶性−重鎖T細胞レセプターは、Tiαおよ
びTiβサブユニツト部分およびTiγおよびT1δサブユニ、ト部分(以下、
集合的に「Tiサブユニットとも称する)を含んでいる。また、対応する完全な
Tiサブユニットの経膜領域を欠いており、かつ抗原結合部位を形成するのに必
要なアミノ酸を含んでいる限り、いかなるTiサブユニットの部分も本発明の一
本鎖構築物中に使用することができる。最小限、T1サブユニ、トの相補性決定
領域(CDRs)は使用しなければならない、、T1αおよびT1βサブユニ、
1・断片およびTiγおよびTiδサブユニット断片を、完全なTiサブユニ、
トの全可変領域に対応するように使用するのか好ましい。この場合には、結合し
たTiαおよびTiβサブユニツト断片は、生物学的に活性であり、水溶液に可
変であることが示されている。
本発明は、可溶性−重鎖〕細胞レセプターにおいど、使用したサブユニット断片
の部分を修飾していないもの(すなわち、使用した配列が、対応する天然のT細
胞レセプターのサブユニ、ト中に存在するものと同じであるもの)、修飾したも
の(すなわち、天然のT細胞レセプターサブユニットの配列の少なくとも1つの
アミノ酸残基を欠失、付加または置換させることにより、たとえば、lまたは2
以上の疎水性アミノ酸残基を親水性アミノ酸残基て置換することにより、変化さ
せたもの)、およびこれら修飾していないものと修飾したものを組み合わせたも
のを包含する。
すでに記載したように、本発明の一本鎖T[胞レセプターは可溶性であることか
必要である。このことは、本発明の一本IT細胞レセプターが水性系に可溶でな
ければならないことを意味する。この可溶性は、対応する完全なTiサブユニ、
トの経膜領域を除去することにより部分的に付与される。ある種の適用(たとえ
ば、インビトo珍断適用など)の場合には少量の溶解促進剤(界面活性剤など)
や有機溶媒を使用することもてきるが、本発明の一本鎖T細胞レセプターは完全
な水溶液、とりわけ生理緩衝液)ご可溶性であるのが好ましい。
T1サブユニット断片を結合させるのに使用するアミノ酸リンカ−において、ア
ミノ酸の同一性は重要ではない。アミノ酸リンカ−は、これら結合Tiサブユニ
ット断片が抗原結合部位を形成するような仕方で会合させることができさえすれ
ばよいのである。しかしながら、柔軟性と水溶性を与えるアミノ酸が最も望まし
い。柔軟性を与えるアミノ酸のうち、グリノンはβ炭素原子が欠如しているため
最も有効なものとして抜きん出ている。水溶性を増大させるアミノ酸としては、
たとえば、セリン、グルタミン、アスパラキン酸、アルギニンなどが挙げられる
。同様に、アミノ酸リンカ−の長さも、結合したTiサブユニット断片が抗原結
合部位を形成し得るようなものでなければならない。アミノ酸リンカ−は、一般
に、長さが約10〜約30アミノ酸であり、好ましくは約15〜約25アミノ酸
である。特に好ましいアミノ酸リンカ−は下記配列を有するものである。
P ro −G Iy −G ly −G ly −G Iy −S er −
G ly −G ly −G ly −G Iy −3er−G ly −G
ly −G ly −G ly −S er −G ly −G Iy −G
Iy −G 1y−3er −G ly −A la
適当なアミノ酸リンカ−を設計するため、コンピューターモデル化を用いること
かできる。たとえば、下記のようにして、2段階で可溶性−重鎖T細胞レセプタ
ーモデルを構築することができる。まず、アイリス(I ris)4 D/ 8
0 G Tワークステーション[シリコン・グラフィックス(Silicon
Graphics)、マウンテンビュー、CAココ上行うlN5rGHTソフト
ウエア[バイオンム・テクノロジー(Biosym T echnology
I nc、 、 )、サンジエゴ、CA]の「ホモロジー」モジュールを用い、
免疫グロブリンVL−V、ダイマーの原子座標を3次元鋳型として用い、T細胞
レセプター可変−αおよび可変−βドメインとVL免疫グロブリンドメインとの
間の最適のアミノ酸配列の整合を構築の開始点として用いて、−重鎖T細胞レセ
プター骨格を構築することができる。抗原結合部位を形成する6つの「超可変」
ループは、上記構築した骨格中に同じ長さのループ[ブルソクヘブン・プロティ
ン・データバンク(Brookhaven Protein Datebank
)から得られるコを移植することにより近似することができる。リンカ−の構築
もまた同様に近似することかできる。ついで、得られた未完成のモデルを、プロ
グラムC0NGEN(プログラムCHARMから得られる)を用いてエネルギー
最小化および53ピコ秒の動的シミュL/−ジョンに供する[プル、り(B r
ook、 B、)ら、J ournal of Computational
Chemistry4.187〜217(1983);ブルノコレリ(Bruc
coleri、 R,)およびカープルス(K arplus、 M、 )、B
iopolymers 26.136〜168(1987)参照]。このプロ
トコールにより原子の部分的重複が軽減され、モデルの立体化学が同上する。こ
のモデルの図解を図1に示す。
本発明のアミノ酸リンカ−はまた、リンカ−としての機能性とは別に幾つかの異
なる必要に合致するように設計することもできる。
たとえば、このリンカ−に対して産生されたモノクローナル抗体またはポリクロ
ーナル抗体を用いれば、たとえTiサブユニットドメインが異なっていても、こ
のペプチドを含む他の一本鎖T細胞レセプターを認識することかできる。そのよ
うな普遍的な抗体試薬は、イムノアフィニティー法を用いて多くの異なるT細胞
レセプターを精製するのに用いることができるであろう。
本発明の可溶性−重鎖T細胞レセプターは、種々の方法により製造することがで
きる。たとえば、合成手段、すなわち、ポリペプチドをその構成部分から当業者
に知られた方法で化学的に合成することにより得ることができる。たとえば、ヒ
ユーストンらのP roc、 Natl、Acad、 Sci、 82 :51
35(1985)に記載された固相法を用いることができる。本発明の一本鎖T
細胞レセプターは、該I/セブターをコードするD N A配列を発現する原核
または真核宿主細胞中で産生させるか、または該レセプターをコードするDNA
配列によりコードされるmRN Aのインビトロ翻訳により得るのが好ましい。
本発明の一本鎖T細胞レセプターはまた、化学的力、ブリング法により製造する
こともてきる。たとえば、上記Tiサブユニ、ト断片およびアミノ酸リンカ−を
化学的合成法または組換えDNA法により製造することができる。ついて、種々
のポリペプチドを化学的にカップリングして所望の可溶性一本積T細胞しセプク
ーを得る、−とができる。この目的のために当該技術分野で知られた種々の化学
的カップリング法を用いることができる。たとえば、カルボジイミドカ、ブリン
グ法、種々の活性エステル法および酵素触媒結合生成法を用いることができる。
本発明の可溶性−重鎖子細胞レセプターの分離精製は、種々のタンパク質精製法
を用いて所望の程度まで行うことができる。たとえば、逆相高速液体クロマトグ
ラフィー、イオン交換クロマトグラフィー、ゲル濾過クロマトグラフィーおよび
イムノアフィニティークロマトグラフィーなどのクロマトグラフィー法を用いる
ことができる。
本発明はまた、可溶性−重鎖子細胞レセプターの誘導体も包含する。そのような
誘導体としては、たとえば、インビトロまたはインビボ診断目的のために125
1.1311 、14c、 353.31(、1111n、 9B+1Tcなど
の放射性同位元素で標識した一本鎖T細胞レセプターが挙げられる。他の誘導体
としては、たとえば、治療目的のためにリシンや糖除去り/ンA鎖などの毒素を
結合した可溶性−重鎖子細胞レセプターが挙げらl−る。そのような誘導体は、
当該技術分野で知られた方法により調製することができる。
本明細書に記載した方法はまた、ヒト以外の池の動物種に由来する可溶性−重鎖
子細胞レセプター、および広範囲の異なる抗原、たとえばフルオレセイン、外来
主要組織適合分子(M M C)およびMHC抗原との関連でのペプチド抗原な
どに対する可溶性−重鎖子細胞レセプターを調製する場合にも用いることができ
ることを理解すべきである。これら変更も本発明の範囲に含まれる。
本発明の可溶性−重鎖子細胞レセプターは、様々に使用することができる。たと
えば、放射性標識した一本鎖T細胞レセプターは、自己免疫疾患に応答するもの
も含めて、抗原/MHC複合体をインビボで同定するためのプローブとして用い
ることができる。さらに、本発明の可溶性−重鎖子細胞レセプターは抗原呈示細
胞上の特定の抗原/MHC複合体とインビボで結合させるのに用いることができ
るため、自己反応性T細胞クローンの抗原/MHCとの相互反応を防ぐことによ
り該クローンの活性化を防ぐことができる。この点で、本発明の可溶性−重鎖子
細胞レセプターは、これら自己反応性細胞上の経膜CD3−Ti複合体の競合拮
抗剤として重要である。この機溝の抗クローン型抗体に対する利点は、非自己ク
ローン型を含む種々の自己反応性CD3−Ti複合体に潜在的にみられる抗原/
MHCに本発明の可溶性−重鎖子細胞レセプターが結合することである。
本発明の可溶性−重鎖子細胞レセプターはまた、たとえば慢性肝炎などの感染度
、愚において免疫応答をなくすために用いることかできる。本発明の可溶性−重
鎖子細胞レセプターは、免疫原として抗イデイオタイプ応答を開始することがで
き、これにより関連T細胞レセプター構造を表示するT細胞クローンの応答を制
御することができる。本発明の一本鎖構築物はまた、T細胞レセプター抗原/M
HC結合領域の性質および免疫グロブリンとT細胞レセプターCDR5との関係
についての情報を得るのにも用いることかできる。巨大分子モデル化および結晶
解析をヒトT細胞クローンのインビトロ機能研究およびマウスモデル系でのイン
ビボ研究と併用したものは、T細胞レセプター−抗原相互反応をなくす小さな分
子を開発することをめざした合理的な薬物設計プログラムの基礎として用いるこ
とができる。
自己免疫疾患を抑制するために本発明の可溶性−重鎖子細胞レセプターを使用す
る場合は、そのような疾患にかかっていることがわかっている種々の浦乳動物、
たとえばヒト、ネコ、イヌなどに約0゜01〜1.0mg/kg/EE、好まし
くは約0.1〜1.Off1g/kg/日の投与範囲にて治療学的有効量の本発
明の可溶性−重鎖子細胞レセプターを1日に1回投与または2〜4回の分割投与
に分けて非経口的に投与する。別のやり方としては、非経口溶液を上記投与量で
連続注入してもよい。投与単位当たり約I O〜約10.0+agの一本鎖T細
胞レセプターを含有する非経口溶液として活性成分を使用する。
本発明の可溶性−重鎖子細胞レセプターはまた、許容される製剤技法に従って保
存剤や安定化剤などの他の生理学的に許容し得る物質とともに通常の仕方により
調製することができる。
本発明はさらに、可溶性−重鎖子細胞レセプターをコードする核酸配列を含む核
酸分子に関する。好ましくは、可溶性−重鎖子細胞レセプターは、アミノ酸リン
カ−によりTiβサブ二二ノt・断片に合したTiγサブユニ/トである。核酸
分子はDNA分子であり、核酸配列はDNA配列であるのが好ましいか、RNA
分子およびRNA配列も本発明に包含される。さらに好ましいのは、使用したT
iCとTiβサブユニツト断片またはTiγとTiδサブユニット断片か完全な
TiCとT1βサブユニットまたはTiγとTiδサブユニッの全可変領域に対
応する可溶性−重鎖子細胞レセプターをコードするDNA配列である。
本発明のDNA配列は、種々の方法、たとえば遺伝子工学法により調製すること
ができる。適当なT1サブユニ、ト断片をコードするDNA配列を完全なサブユ
ニットを鋳型として用いたポリメラーゼ連鎖反応(PCR)法により調製し、ア
ミノ酸リンカ−をコードするDNA配列を化学的合成により調製し、これら種々
のD N A配列をライゲートして所望の一本鎖T細胞レセプターをコードする
DNA配列を生成するのが好ましい。本発明のDNA配列はまた、公知の方法を
用いて化学的合成により調製することもてきる。
可溶性−重鎖Twi胞レセプターをコードする本発明のDNA配列はまた、種々
の変異を調製するのにも用いることができる。そのような変異は、縮重している
、すなわち変異したコドンにより変異体のアミノ酸配列は変化しないか、または
縮重していない、すなわち変異したコドンにより変異体のアミノ酸配列が変化し
ている。これらの変異D N A配列の調製は、たとえば、当該技術分野で知ら
れた種々の方法を用いて被コードポリペプチド中の1個または2個以上のアミノ
酸の欠失、置換、挿入、逆位または付加が変異の結果起こるように可溶性−重鎖
子細胞レセプターDNA配列を変異させることにより行うことかできる。たとえ
ば、ティラー(T aylor、 J 、W、 )発注を用いることができる。
加えて、部位特異的突然変異誘発のための牛、トを市販の販売者から購入するこ
とができる。たとえば、部位特異的突然変異誘発を行うための牛、1・をアマ−
ジャム(アーリントンハイツ、IL)から購入することかできる。
縮重突然変異および非縮重突然変異の両方とも本発明を行う上で有利である。た
とえば、これら変異により、制限エンドヌクレアーゼによる開裂部位を提供した
り、産生レベルを高めたり、精製を容易にしたり、溶解度を増大させたり、生物
学的活性を高めたりすることができる。たとえば、抗フルオレセインT細胞レセ
プターの可変αおよびβドメインに由来する一本鎖T細胞レセプターでは(図2
)、疎水性アミノ酸残基であるPhe 10.Me t41、Leulll、T
Ie151、Phe 172およびIIe244はすへて一本鎖構築物の底部、
抗原結合部位から遠位に集まっている。変異を起こすことのできる他の疎水性ア
ミノ酸の例としては、Leu22、Phe74、およびMe t 212が挙げ
られる。これらアミノ酸のうちの幾つかはおそらく、完全T細胞レセプターの可
変ドメインと定常ドメインとの間での非共有的相互反応を安定化する役割を果し
ている。しかしながら、短くした一本鎖T細胞レセプターでは、これらの部位が
溶媒に暴露されると構築タンパク質の溶解度の低下につながる。これらアミノ酸
配列をコードしているDNA配列を極性の大きな側鎖を有するアミノ酸残基をコ
ードするD N A配列に変異させることにより、被コード一本鎖T細胞レセプ
ターの水性溶解度を増加させることかできる。そのような変異DNA分子および
ポリペプチド分子はすべて本発明の範囲に包含される。
本発明はまた、可溶性−重鎖子細胞レセプターをコードするDNA配列を含有す
る発現ベクターに関する。好ましくは、可溶性−重鎖子細胞レセプターは、アミ
ノ酸リンカ−によりTiβサブユニツト断片に結合したT1αサブユニ、ト断片
またはTiδサブユニ。
ト断片に結合したT1γサブユニット断片である。さらに好ましいのは、可溶性
−重鎖子細胞レセプターをコードするDNA配列に機能的に結合した1または2
以上の制御DNA配列を含む発現ベクターである。ここで「機能的に結合した」
とは、制御DNA配列が、該可溶性−重鎖T細胞レセプターをコードするDNA
配列の復製および/または発現を指令し得ることを意味する。1または2以上の
疎水性アミノ酸残基を親水性アミノ酸残基で置換することにより可溶性−重鎖子
細胞レセプターを修飾した発現ベクター(および対応宿主細胞)もまた好ましい
。
本発明に使用することのできる発現ベクターは、しばしば「プラスミド」の形態
であり、これはベクターの形態として、染色体に結合していない環状の二本鎖D
NAループをいう。しかしながら21本発明は、同等の機能を果し、当該技術分
野でその疲知られるようになった他の形態の発現ベクターをも包含する。
本発明に有用な発現ベクターには、一般に複製開始点、発現すべき遺伝子の前部
(すなわち、上流)に位置するプロモーター、発現すべき遺伝子、[1終止配列
および残りのベクターが含まれる。本発明に使用する発現ベクターにはさらに、
当該技術分野で知られた他のDNA配列、たとえば、発現産物に安定性を付与す
る安定性IJ−ター配列、構造遺伝子の発現を調節させる(たとえば、成育培地
中に栄養素を存在させるかまたは存在させないことにより)制御配列、形質転換
宿主細胞中で表現型選択を可能にするマーカー配列、および制限エンドヌクレア
ーゼによる開裂のための部位を提供する配列なとも含まれていてよい。実際に使
用する発現ベクターの特性は、使用する宿主細胞と適合するものでなければなら
ない。たとえば、哺乳動物細胞系でクローニングする場合は、発現ベクターは、
哺乳動物細胞のゲノムから単離したプロモーター(たとえば、マウスメタロチオ
ネインプロモーターなど)またはこれら哺乳動物細胞中で成育するウィルスかろ
単離したプロモーター(たとえば、ワク7ニアウィルス7.5にプロモーターな
ど)を含んでいなければならない。
本発明の発現ベクターは、可溶性−末鎖T細胞レセプターをコードする本発明の
DNA配列の複製(および好ましくは発現)を少なくとも指令することができる
。本発明のDNA配列を挿入することのできる適当な発現ベクターは市販されて
おり、たとえばpUc19およびその誘導体、たとえばpBluescr 1p
tsfc(+/−)(ストラタジーン、ラジョラ、CA)など、およびpBR3
22およびその誘導体、たとえばpIN−1、p[N−11,plN−111、
plN−I 11−ompAlおよびI) lN−111(l pp’−’)な
どが挙げられる[デユワt−(Duffaud、G、D、)ら、Methods
in Enzymology、 Vol、 153.492頁(1987)参
照]。
発現ベクターとして特に有用なものは分l必ベクター1)PL2に由来するもの
である。
本発明の発現ベクターは、当該技術分野で知られた標準的な組換えDNA法によ
り構築することができ、その多くはマニアティスらのモレキュラー・クローニン
グ・ア・ラボラトリ−・マニュアル(MoLecular Cloning:A
Laboratory Mar+aal)、コールド・スプリング・ハーバ−
・ラボラトリ−、フールドスブゾングハーバー、NY(1982)に記載されて
いる。
本発明はさらに、可溶性−末鎖T細胞レセプターをコードするDNA配列を含有
する発現ベクターを含む宿主細胞に関する。好ましくは、可溶性−末鎖T細胞レ
セプターは、アミノ酸リンカ−によりTiβサブユニ、トに結合したTiαサブ
ユニットまたはTiδサブユニットに結合したTiγサブユニットである。さら
に好ましいのは、可溶性−末鎖T細胞レセプターに機能的に結合し、該レセプタ
ーの11および/または発現を指令することのできる1または2以上の制御D
N A配列を含有する発現ベクターを含む宿主細胞である。適当な宿主細胞には
、原核細胞および真核細胞の両方が含まれる。適当な原核細胞としては、たとえ
ば細菌細胞が挙げられる。適当な真核細胞とI−では、たとえばCHO細胞か挙
げられる。
宿主細胞として好ましいのは、大腸菌細胞などの細菌細胞である。
特に好ましい宿主細胞は、大腸菌株MclOOOである。
本発明の発現ベクターは、当該技術分野で知られた種々の方法により宿主細胞中
に導入することができる。たとえば、発現ベクターによる宿主細胞のトランスフ
ェクションは、リン酸カル/ウム6殿法により行うことができる。しかしながら
、発現ベクターを宿主細胞中に導入するための他の方法、たとえばエレクトロボ
レーシゴン、核注入法またはプロトプラスト融合法を用いることができる。
発現ベクターが適当な宿主細胞中に導入されたら、大量の可溶性−末鎖T細胞レ
セプターを発現するのが可能な条件で該宿主細胞を培養することかできる。
可溶性−末鎖T細胞レセプターをコードするDNA配列を含有する発現ベクター
を含む宿主細胞の同定は、下記の4つの一般法の1または2以上を用いて行うこ
とができる。(a)DNA−DNAハイブリダイゼーション:(b)rマーカー
」遺伝子機能の存在または不在;(C)宿主細胞中のm RN A転写物の産生
を測定することによる転写レベルの評価、および(d)遺伝子産物を免疫学的お
よび/または該産物の生物学的活性により検出すること。
第一の方法においては、可溶性−重鎖T細胞レセプターをコードするDNA配列
に相捕的なりNA配列をプローブとして用いたDNA−DNAハイブリダイゼー
ションにより該目的DNA配列の存在を検出することかできる。
第二の方法では、組換え発現ベクター宿主系の同定および選択は、ある種の「マ
ーカー」遺伝子機能(たとえば、チミジンキナーゼ活性、抗生物質に対する耐性
など)の存在または不在に基づいて行うことができる。たとえば、可溶性−重鎖
T細胞レセプターをコードするDNA配列か発現ベクターのマーカー遺伝子配列
中に挿入されていると、該−重鎖T細胞レセプターをコードするDNA配列を含
有する組換え体は該マーカー遺伝子機能の不在により同定することがてきる。別
の態様では、可溶性−重鎖T細胞レセプターを制御するのに用いたプロモーター
と同じかまたは異なるプロモーターの制御下に、該可溶性−重鎖T細胞レセプタ
ーをコードするDNA配列と直列にマーカー遺伝子を置(ことができる。誘導ま
たは選択に応答してマーカーか発現されると、可溶性−重鎖T細胞レセプターを
フードするD N A配列の発現が示される。
第三の方法では、可溶性−重鎖T細胞レセプターmRNA転写物の産生をハイブ
リダイゼーションアッセイにより評価スることができる。たとえば、ポリアデニ
ル化RNAを単離し、該RNA配列に相捕的なプローブを用いたノーザンブロノ
ティング法により分析することができる。別のやり方として、宿主細胞の全核酸
を抽出し、上記プローブとのハイブリダイゼーションについてア・7セイするこ
とができる。
第四の方法においては、可溶性−重鎖T細胞レセプターの発現は、免疫学的に、
たとえばウェスタンブロッティングにより、または生物学的に活性な遺伝子産物
の検出により評価することができる。宿主細胞が遺伝子産物を分泌する場合は、
培養したトランスフェクンヨン宿主細胞から得られた細胞不含培地を抗原結合活
性についてア。
セイすることにより評価することかできる。遺伝子産物か分泌されない場合は、
細胞溶解液についてそのような活性をアッセイすればよい。
ついで、上記種々の方法を用いて可溶性−重鎖T細胞レセプターを単離精製する
ことかできる。
本発明の発現ヘクター、プラスミドまたはDNA分子のD N 、A配列は、当
該技術分野で知られた種々の方法により決定することかで977)に記載された
マクサム−ギルバート法を用いることができる。
もちろん、すべての発現ヘクターおよびDNA制御配列が本発明のDNA配列の
発現に等しく充分に機能するわけてはないことは理解すべきである。同様に、す
べての宿主細胞が同発現系において等しく充分に機能するわけではない。しかし
八から、当業者であれば、本明細書に記載した指示に従って、不当な実験を行う
ことなく、また本発明の範囲から離れることなく、発現ヘクター、DNA制御配
列、および宿主細胞において選択を行うことかできるであろう。
つぎに、本発明を下記実施例に基づいてさらに詳しく説明する。これら実施例は
本発明の範囲を限定することを意図するものではなく、本発明の理解を一層容易
にするものである。
化学製品は、特に断らない限り、すべてシグマ・ケミカル(セントルイス、MO
)から購入した。オリゴヌクレオチドの調製は、特に断らない限り、モデル38
1A DNA合成合成子プライド・バイオシステムズ(Applied Bio
systems)、フォスターシティ−5CA)上で行った。酵素は、二ニー・
イングランド・バイオラブズ(New England Biolabs)(ビ
バリー、M A )より購入し、その指示に従って用いた。使用した大腸菌株に
は、MZ13B[F−△1ac−X174△(brnQ phoB)tsx t
rp(am)rpsL(str つコ ;KS265C△ lac−X74g
laE glaK rpsL(str’)ΔphoA(Pvu I I)a r
aΔ139 phoR]。
Mc 1000[:F−a raD139 Δ(ara −1eu)7697Δ
Iac へ74 ga IU ga IK rpsL]が含まれていた。
986)の記載に従ってフルオレセイン(Fl)特異的T細胞クローンを得た。
簡単に説明すると、フルオレセイン特異的T細胞クローンを得るため、フルオレ
セイン−5−インチオンアネート(FITC)を共有結合的10カツプリングし
た照射自己単核細胞でヒト抹消血Tリンパ球を刺激した。繰り返し刺激した後、
FITC結合ポリマーを有効に結合することのできる71173球を蛍光活性化
細切で餞別することにより、みかけの抗原結合細胞をさらに富ませた。その結果
、CD4−!−,CD8−およびCDS±、CD4−の両クローンか得られ、増
殖アッセイにより、それぞれMHCクラスIIおよびNIHCクラス■に制限さ
れていることが決定された。重要なことに、高濃度のFITCを抗原呈示細胞(
APC)に直接カップリングすることで達成されるように、APC上に高レベル
のみかけの抗原が発現されている場合には、Ml−IC制限は克服することがで
きた。この相対的なMHC独立性は、3つの独立の観察により実証することがで
きる。第一に、抗りラスI抗体は、高度にFITC樟識した目的細胞の細胞溶解
を阻止することができなかった。第二に、多価FrTC結合ポリマーのクローン
への結合は可溶性の一価抗原により特異的に阻止することができた。第三に、α
−βT細胞レセブし−へテロタイマーは、FITC結合アフィニティーカラムに
よりFl特異的クローンの溶解液から特異的に除くことができた。
これらCD4’−、CDB+クローンのうちの一つ(RFL3.8)を選択して
さらに分析し、λgtlo中にcDNAライブラリーを構築した(上記マニアチ
スらの文献参照)。REX[ジャーカド(Jurkat)変異体]からのT細胞
レセプターのヒトα鎖およびβ鎖の定常領域ロチ−ビス(Davis、 !d、
M、 )ら、Nature旦旦」、395〜402(1988)′Jに由来す
るプローブを用い、上記マニアチスらの文献に記載の方法に従って上記ライブラ
リーをスクリーニングし、ランクムブライミング法により+票識し、Tiβおよ
びT iαサフ゛ユニ、トをコードする陽性クローンを得た。FL特異的TCR
(T細胞レセプター)αおよびβ可変領域の完全なヌクレオチド配列の決定は、
完全長のEcoRI TiαおよびT1β cDNA挿入物をpUC18中にサ
ブクローニングした後(それぞれ、pTCRVαおよびpTCRVβ)、サンガ
ーらの上記文献の記載に従い両方の鎖についてチェインターミ不−/ヨン法によ
り行った。β鎖c DNA配列の分析により、Vβ13,2、Dβ1、Jβ1.
5およびCβ1生殖系列要素が含まれていることが示され、一方、α鎖c D
N A配列は、これまで特徴付けられていなかったVαおよびJαF要素を含ん
ていることか示されブニ。
C1−重鎖T細胞レセプターをフードするD N A配列の構築−重鎖T細胞レ
セプター(scTCR’s)を製造するため、下記手順を行った。ポリメラーゼ
連鎖反応(PCR)法[サイキ(Saiki、 R。
に、)ら、5cience230.1350〜1354.(1985):サイキ
ら、よびT1β鎖の可変ドメインをコードするcDNA領域の末端に独特の制限
部位を導入した。T iβ可変ドメインのカルボキシ末端をTiα可変ドメイン
のアミノ末端に連結するように設計したリンカ−の末端に対応制限部位を導入し
た。リンカ−のアミノ酸配列は、T細胞レセプターの可変ドメインの全体的な特
徴は免疫グロブリン可変ドメインの既知の結晶解析構造と類似しているという仮
定に基つき、コンピューターモデル化研究により選択した。リンカ−の設計は、
2つの可変ドメインを架橋してなお柔軟性があり、それゆえ1゛メインの折り:
ろに制限がないようとこ充分な数の残基を導入して行った。
さらに詳しく説明すると、合成リンカ−配列により連結したT細胞レセプターの
α鎖およびβ鎖の可変領域配列をコードする756bpのDNAセグメントを下
記3つの断片から組み立てた。
β鎖可変領域は、下記2つのプライマーを用い、β鎖のc D N A(プラス
ミドpTCRVβ中)からPCR法によりEcoRI−Aval断片として得た
。
5’ ブー、1.−−: 5’−GGGCCCGAATTCATGAATGCT
GGTGTCACTCAGACC−3’3’”7’−7r?−: 5’−GAT
CTGCCCGGGTAGGATGGAGAGTCGAGTCCC−3’この3
63bp断片は、EcoRI制限部位(5″プライマーの下線部分)およびAv
al制限部位(3′プライマーの下線部分)を有していた。
α鎖可変領域は、下記2つのプライマーを用い、プラスミドpTCRVa中に含
まれるcDNAクローンのPCR増幅により得た。
3′ ブライ;7−: 5’−GGGCCCAGCTGTCATTATGCAA
、TCACAGAAAGTCTTGTGCC−3’5′ ブラインー: 5l−
CCCGGGGCGCCCAGCAGCAGGTGAAACAAAGTCCT−
3’この34Sbp長断片は、Narl制限部位(5″プライマーの下線部分)
およびPvu I I制限部位(3′プライマーの下線部分)を有していた。
両方の場合ともPCR法は、実質的にGene−Ampキyトの製造業者[パー
キン−エルマー/ンータス(Perkin −E1mer/Cetus)、ノー
ウオーク、CT]の指示に従って行った。増幅は30サイクルからなっていた。
各サイクルは、94°Cで1分間溶解し、50°Cで2分間アニールし、72°
Cで3分間ポリメライズするというものであった。72°Cでのポリメライズ時
間は、各サイクルの後で5秒ずつ延ばしていった。各PCR反応混合物には、α
鎖(pTcRvα)またはβ鎖(pTCRVβ)のcDNA挿入物を含有するプ
ラスミドDNA(0,5μg)を用いた。すべての反応混合物は200μm中に
含まれ、5単位のTaqポリメラーゼ(パーキン−エルマー/シーラス)も含ま
れていた。PCR生成物を適当な制限酵素(Vαの場合はNa r I、Vβの
場合はAva I)で開裂し、アウスベル(Ausubel、 F、 M、 )
ら編「カレント・プロトコールズ・イン・モレキュラー・バイオロジー(Cur
rent Protocols in Mo1ecular Biology)
J(ジジンウイリー&サンズ、NY(1987))の記載に従い、4%天然ポリ
アクリルアミドゲル上、lx)リス/ホウ酸塩/EDTA(TBE)緩衝液中て
ケル精製を行った。
末端にAvalおよびNarIの制限半部値(restriction hal
f−8ites)を有するように設計した61bpのリンカ−をコートする2つ
の相補的なオリゴヌクレオチドを合成した。これらの配列は以下の通りであった
。
センスオリゴヌクレオチド。
アンチセンスオリゴヌクレオチド・
制限酵素の粘着末端は下線を引いた部分である(センスオリゴヌクレオチドでは
5′末端側のAval半部位および3′末端側のNarI半部位、アンチセンス
オリゴヌクレオチドでは5′末端側のNarI半部位および3”末端側のAva
1半部位半部口れらのすりコヌクレオチドおよび上記PCRプライマーの合成は
、製造業者の指示にあるようにβ−シンアノエチル法用い、モテル380B D
NA合成機(アプライド・ハイオシステムズ)を用いて行った。上記各オリゴヌ
クレオチド(約0.1μg)をlQmMhリス・HCI(pH7,4)および1
mMMgcI、を含有する!00μl容中て混合することにより、互いにハイブ
リダイズさせた。この16物に3滴のパラフィン油で覆って蒸発を防ぎ、沸騰水
中で10分間加熱した。
得られたハイブリッドを室温に一夜冷却し、てゆっくりとアニールした。
精IPCR生成物およびリンカ−をそれぞれ1;10の比でライケートした。ラ
イゲーションは、ベセスダ・リサーチ・ラブズ(ガイセルスバーグ、MD)から
のT4リガーゼおよび緩衝液を用い、50μIの反応a合物中、16°Cで16
時間行った。65℃に20分間加熱して反応混合物中のDNAリガーゼを不活化
した。ライゲーション反応液を制限消化緩衝液(二ニー・イングランド・バイオ
ロジー)中で200μIに希釈し、E c o R,Iおよびpvu T I(
各50単位)を加えた。消化を37°Cで6時間行った。消化したキメラDNA
断片を1 xTBE中の4%ポリアクリルアミドゲルを用いた電気泳動により精
製し、臭化エチジウム染色およびUV照射により可視化した。DNAをゲルから
切り出し、「クラッシュ・アンド・7−’) (crush and 5oak
) J法(マニアチスらの上記文献参照)により回収した。
ついで、得られたキメラ断片をPvu[rおよびEcoRrで開裂したプラスミ
ドpBR322中にクローニングした。pBR322DNA(1μg)を製造業
者により指示されるようにEcoRIおよびPvurIにュー・イングランド・
バイオラブダ)で完全に消化した。1.0%アガロースゲル中で電気泳動した後
、2.3kbヘクタ一断片を溶離した。得られたpBR322由来ベクター(5
0ng)をT4 DNAリガーゼ(ヘセスダ・リサーチ・ラブダ)を用い、16
°Cで16時間、キメラ−重鎖T細胞レセプターDNA断片(200ng)とラ
イゲーションた。得られたライゲーション反応物の一部(1/10)を用いてコ
ンピテントな大腸菌株DH5(ヘセスダ・リサーチ・ラブダ)を形質転換した。
アンピシリン(100μg / ml)を含有するアガー上にコロニーをブレー
ティングした。ついで、アンピシリンまたはテトラサイクリンを含有するアカ−
プレート上でコロニーを増殖させた。組換え体(Pvu11部位とEcoR1部
位との間に一本鎖T細胞レセプター断片を挿入したpBR)はアンピシリン含有
プレート上でのみ成育したが、一方、pBR322ベクターはアンビンリンとテ
トラサイクリンの両方を含有するプレート上で成育した。これらのクローンを診
断制限酵素消化によりさらに試験した。この分析のため、3つのクローンを選択
した。これら3つの各クローン中の一本鎖T細胞レセプター挿入物を、チェイン
ターミネータ−法により両方の鎖について配列決定した。2つのクローン(#2
および#5)を発現の研究のために選択し、それぞれpTCR#2およびp T
CR# 5と命名した。これらプラスミドの地図を図3に示j (p T C
R# 2= p T CRU βr L E + e t ; pTCR#5=
I)TCRαβ−MET+aJ。両方のプラスミドとも長さが約3.Qkbであ
る。これらプラスミド中の組換え体レセプター挿入物を図4に模式的に示す。こ
れら2つの単離物のDNA配列ζよ、1カ所以外は同じてあった。単離物#2で
は555位のヌクレオチドがAであり、その結果、182番目のコドンであるA
TAはイソロイシン残基をコードする。単離物#5ては、555位のヌクレオチ
ドがGてあり、その結果、182番目のコドンであるATCdよメチオニン残基
をコードする。
得られた5cTCR構築物(単離物#2)のヌクレオチド配列およびそれから誘
導されたアミノ酸配列關訳を図2bに示す。アミノ酸+1〜+111は可変βド
メインであり、アミノ酸+135〜+246は可変αドメインである。リンカ−
残基(+112〜+134)には下線を引いである。大腸菌中でシグナル配列な
しで発現させるために、A s n −1−1コドンの前にはATGコドンカく
きて(Xる。EcoRr制限部位がATGの5”側にあることに注意したし1゜
まず、図1に示す構築物およびそのアンチセンスをpKK233−2中にクロー
ニングし、大腸菌JM105を形質転換した。全細胞溶解液をドデシル硫酸ナト
リウム−ポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS−PAGE)に供して所望の
生成物を同定しようとしたが、おそらく不充分なタンパク質発現レベルおよび/
または変性の結果、特定のバンドは観察されなかった。
ついで、5cTCR構築物を分泌ベクターppr−2中にサブクローニングした
。このヘクターを選択したのは、以前に外来タンパク質を大腸菌のベリブラスム
空間中に分泌させるのを指令するのに使用したからである。ベリブラスム分泌の
利点としては、非還元的環境であるためジスルフィド結合の生成が可能であるこ
と、およびベリプラスム部分のみを単離すれば汚染性の大腸菌のタンパク質が少
ないことが挙げられる。この系に使用するため、天然または組換えペリブラスム
タンパク質の翻訳後に開裂されるリーダー配列の下流に所望のタンパク質を融合
する。pPL2ベクターは、アルカリホスファタ・−ゼクンパク質CphOAi
i伝子産物)のものを使用する。
5cTCRをppL2中にサブクローニングすることにより、成熟s cTCR
タンパク質の予測されるアミノ末端側にさらに6個の残基が生成された(図2a
)。これら残基は、後で部位特異的突然変異誘発により除去した。
5cTCRをコードするE c o RI / P v +i I I断片をI
)PL2のXma 1部位中に挿入するためしり(Li、 P)ら、Proc、
Natlへcad、 Sci、USA85 : 7685〜7689(198
8)コ、5cTCR断片およびpPL2ベクターの両方を平滑末端とし、ついで
ライゲートしてpPL2/5cTcR1を生成した(7ニアチスらの上記文献参
照)。
標準法(マニアチスらの上記文献参照)を用いて5cTCRベクターの3kb
KpnI断片をm13中にサブクローニングした後、構築中に融合部位に導入さ
れた6個の非天然古来アミノ酸を、アマーンヤム牛ノドを用い製造業者の指示に
従って部位特異的突然変異により除去した。二本鎖シーフェンシングを用いて変
異を確認し、この3kb Kpnl断片を標準法を用いて6kb Kpn+ベク
ター断片とライゲートし、上記6個の非天然アミノ酸残基を欠失したpPL2/
5cTCR2を構築した。構築中のすべての形質転換は、大、揚菌株〜rZ13
bを用いて行った。
E 大腸菌中での5cTcRの発現
構成発現のためリン酸カルシウム沈殿法ニより1)PL2/5cTCRIおよび
2構築物を大腸菌株KS265(phoA−、phoR−)中に導入した。セン
スpPL2/5cTCRで形質軸mしり大腸菌のコロニーサイズは、アンチセン
スpPL2/5cTCRで形質転換した同じ大腸菌に比べて5〜10倍づ1さが
った。センスpPL2/5cTcR1またはpPL2/5cTCR2を含有する
コロニーの全細胞溶解液をルリアブロース仰B)−カナマイシンプレート上に筋
状に植えたところ、〜30KDの推定5cTCR生成物の存在が5DS−PAG
E分析で示された。しが1.2ながら、これらコロニーの液体培地中での成育が
らは検出可能な発現が得られなかった。これらの結果は、5cTCR生成物の発
現が該大腸菌にとって有害であり、その発現をなくシ、た変異体が選択されたこ
とを示唆していた。
KS265株はphoR−であるためphoAプロモーターの生理学的負の制御
力炊失しており、そnゆえ5cTCRを構成的に発現することが可能である。s
c T CRの毒性作用を除くため、リン酸カルシウム法(マニアチスらの上
記文献参照)を用いて5cTCR/ p P L 2構築物をphoR+株であ
るMclOOO中に導入した。
この株では、後期対数期の大腸菌をリン酸欠乏状態(phoA遺伝子転写の生理
学的刺激である)に洪することにより負の制御を不活化するまで5cTCRの発
現は妨害された。
大腸菌株M c I O00中のブラ:z、 ミHpPL2/s cTCR2は
、アメリカン・タイプ・カルチャー・コレクシコン(口、クビル、メリーラント
)にブダペスト条約の下、ATCC68327の受託番号で1990年5月15
日に寄託しである。
5cTCRの発現を誘発するため、5cTCR/pPL2て形質転換し硫酸カナ
マイシン(30μg/ml)を含有するシリアブロース中、37°Cて成育させ
たMC100Oの新鮮な一夜培養液(40ml)をベレット化し、I、P(低リ
ン酸)培fiff[i L当たり、34gのモルホリンプロパンスルホン酸(M
OPS)、0.8gのトリシン、292gのNaC1,13,6mgのKl−(
tPO,,1,6gのKOY(,0,51g+7)NH,CI、i、072gの
Mgc I、−6H,Olo、64μIのa)(c l、4mg(7)FeCI
?−4HtO10,1472g 117)Ca Cl t ・2 H20、6、
8u gのH3BO3,3,2u gのん1nc12・4H20,1,44ag
のCoCIr’Hz○、32ngの0.267M K、S04.20m1の75
%のカサミノ酸、20mIの20%グルコース、Imgのチアミン・HCI、お
よび30mgの硫酸カナマイシン](10ml)で洗浄し、LP培地(4L)中
に再懸濁し、ついで2Lフラスコ中にアゾコートした(8X500m1)。25
Orpmで8.5時間π1しなから37°Cで培養液を成育させた。細胞ベレッ
トを還元試料緩衝液[1m1当たり 7.6mgのトリス塩基、100μmのグ
リセロール、10mgのSDS、10μlのβ−メルカプトエタノール(BME
)、0.5mgのフロモフェノールブルー、pE(6,8に調節j中、i o
o ’cで5分間加熱した後、全細胞溶解液を5DS−PAGEにより分析した
。これらタンパク質をポリビニリデンジフルオライド(PVDF)膜に移し、ク
マシー染色によりバンドを可視化し、ついてアプライドバイオ/ステムズ470
Aプロテインシークエンサー上でマツダイラ(Matsudaira、 P、
)らのJ、 Biol、 Chem、 2旦2.10035〜10038(19
87)に記載の方法に従い切り出しバンドのアミノ酸配列を決定することにより
、該ゲル上の推定5cTCRバンドを確認した。配列決定の目的のため、約10
0〜250pMのタンパク質を用いた。各シーフェンシングについて最小10サ
イクルが得られた。
上記誘発後、液体培地中で成育させた大腸菌の全細胞溶解液中に〜30KDの特
定バンドか検出された。TCRIおよびTCR2タンパク質のみかけてのサイズ
は予測したもの(たとえば、TCR2の場合は25,896KD)よりもわずか
に大きかったか、その同一性はPVDFブロッティングバンドのアミノ酸配列分
析により確認された(図2a)。後者の分析から、phoAリーダー配列がTC
RlおよびTCR2タンパク質から開裂されたことか確認された。しかしながら
、開裂は、TCR2の場合に予測されたアミ/末端よりも2個のアミノ酸だけカ
ルボキン末端側で起こったので、アミノ末端はAsn−Ala−Gly−Va
I−Thrでは+、CくGIy−Val−Thrで始まるものとなった。その後
の研究では、融合生成物によりもたろされる6アミノ酸残基の逆の構造結果を回
避するためにTCP2を利用した。
F、5cTCRの精製
アミノ酸シークエシンングによりphoAリーダー配列か5cTCRから開裂さ
れたことか示されたので、このタンパク質をベリブラスム空間から単離すること
を試みた。しかしながら、5cTCRは常に低スピードペレット中に残留するこ
とがわかった。塩による洗浄および非変性界面活性剤のいずれも、このタンパク
質をこれらペレットから可溶化することができなかった。驚くべきことに、封入
体精製法を首尾よく用いることができた。この方法では、細胞を4℃にてベレッ
ト化しく10,000 r pm、10分間、5orva11. RC5B)、
400m1の5QmM)リス−HCI (1)87.5)、5mM EDTA、
3mg/mlのリゾチーム中に再1!!濁した。水上で2時間インキュベートし
た後、5M NaCl(28ml)および10%ノニエートーP40(NP40
)(30ml)を加えた。氷上でのインキュベーションをさらに30分間続け、
ブラン゛ノン250ンニファイアーを用いて30秒間の超音波パルス処理を3回
行った。10、OOOrpmで10分間遠心分離にかけた後、得られたペレット
を50m1のlQmMl−リス−HCI ([)H7,5)、1mMEDTAS
O,5%NP40.1MNacl中に充分に再懸濁し、再ベレ、ト化した。この
ペレットを同様にして同し緩衝液で再洗浄し、ついでNaC1を含まない同じ緩
衝液でさらに2回洗浄した。ついで、上記ペレットを新たに調製したセブバノク
ト(Sep Pak’d)C7クセJしQMAカートリノン(Accell Q
M、4 Cartridgeン、ミリボッ28M尿素(8ml)中に溶解した。
この溶液をアリコートし、10分間マイクロ遠心分離にかけた(フィッシャー)
。上澄み液をコン/ z+インし、N、ガスを通した。IM)リス−HCl (
pH8)(80μm)およびジチオトレイトール(24,7mg)を加えた。室
温で30分間インキユベ・−トした後、1mlアリコートをQ、1%トリフルオ
ロ酢酸(TFA)/H,○中に1・lに希釈し、ヒユーレット−/ zHノカー
ド(Hewlet −Packard) L O90液体クロマトグラフに結合
しりC4−逆相高速液体クロマトグラフィー(C,4−RPHPLC)カラム[
ビタノク(Vydac) ]上に負荷し、0.1%TFA/H,Oで1m1/分
でポンプにかけた。27〜30%の01%TFA/アセ)・ニトリル6分間直線
勾配中にフラクションを回収した。各フラクション(5μl)を乾燥し[スピー
ドバックコンセンi l/−ター(Speed VacConcentrato
r)、サバン(Savarl)]、還元5DS−PAGE試料緩衝液(10μl
)中に再懸濁(2、レムリ(Laemmli、 U、 K、 )のNature
227.680〜685(1970>に記載の方法に従って5DS−12,5%
ポリアクリルアミドゲル上で電気泳動にかけ、クマンーブルー染色した。成熟5
cTCRを含有するフラクションをフンバインし、溶媒を蒸発しくスピードバッ
クコンセントレータ−)、得られたペレットを新たに調製した8M尿素中に約2
mg/mlの濃度(クマシーブルー染色により評gfi)にて再懸濁した。
上記封入体精製プロトコールにより、>40%の精製が達成されることがわかっ
た(図5、レーン2)。類似のみかけの分子t(32KDおよび29KD)を有
する主要な不純物は、アミノ酸ンークエンシングにより、それぞれ非処理5cT
CRおよびカナマイシン耐性遺伝子産物として同定された。これら不純物を処理
5cTCRから分離するため、逆相HPLCを用いた。この手順の結果、クマン
ーブルー染色ケルにより判断されるように、物質の純度は〉95%となった(図
5、レーン3)。
封入体タイプのプロトコールが必要であることは、5cTCRがベリブラスム中
に移動した後に不溶性の凝集物を形成していることを示唆していた。8M尿素中
に溶解した上記精製5cTCRを種々の緩衝液中に迅速に希釈しく1. : 1
’OO)、30分間インキ、ヘートし、マイクロ遠心分離にかけ、ついで5DS
−PAGEにより可溶性物質vsペレット化物質vsチューブに吸着した物質の
比を分析することにより、可溶性の研究を行った。これらの実験は、5cTCR
は低pHおよびイオン強度の緩衝液(たとえば、10mM酢酸ナトリウム、pH
5)中で可溶性であることが示された。生理学的緩衝液に界面活性剤を加えると
、このアッセイにおいて可溶性物質を回収することができた。界面活性剤(たと
えば、01%3−二(3−コラミドプロピル)ジメチルアンモニア]プロパンス
ルホネート。
CHAPS)を加えてセントリコン10.s線装置に粘着するのを防げば、低p
H緩衝液中に可溶化した物質を沈殿させることなく1mg、’mlを越える1
度に濃縮することができた。それゆえ、5cTCRを通常通り、O1%CHAP
Sを含有する1 0 m M酢酸ナトリウム(pH5)中に濃縮した(および再
び折り畳んだ)。
G、5cTCRの再折り畳み
8Ml1素中の上記精製5cTCRを、5 m M還元グルタチオンおよびQ、
5mM酸化グルタチオンを含有するlQmM酢酸ナトリウム(pH5)中にl:
100に迅速に希釈した。37°Cて2.5時間回転させた後、この溶液をスペ
クトラム6(フィッシャー)8000MWカットオフチュービングに移し、20
容量の10mM酢酸ナトリウム(pH5)に対して25間透析した。およそ12
時間毎に新たな緩衝液を供した。0.1%CHAPS(ピアス)を加えた後、得
られた再折り畳み5cTCRをセントリコン10マイクロコンセントレータ−(
アミコン)中で1 m g / m l !: J縮した。これら条件下で観察
される生成物の一例を図5、レーン4に示す。
H,FL−scTCRを用いた結合研究FLと類似の構造を有する幾つかの染料
が、アミン含有基質に結合させることか可能な形態で入手できる。これら染料の
うち3つを選び、1.6−ンアミノへ牛サンスペーサーを介してセファロースビ
ーズに結合した。これら染料のビーズへの結合は以下のようにして行った。1,
6−ンヘキシルアミン(アルド1ルノチX69mg)を0、IMNaHC○3(
pH8,3)(150ml)中に溶解し、エタノールアミン(0,87m1)を
加えた。製造業者の指示に従って膨潤させた臭化シアン活性化セファロース4B
(ファルマシア)(4,4g)を上記1.6−ジヘキ/ルアミン/エタノールア
ミン溶液に加え、4°Cて一夜、ついで37°Cで1時間回転させた。PBS(
150mI)で5回洗浄した後、ビーズを再懸濁し、PBS中で1・1容1比の
スラリーとして461:で貯蔵した。エタノールアミンのみとカップリングさせ
た(すなわち、1,6−)へキシルアミンを使用しない)コントロールのビーズ
も同様に調製した。ジヘキ/ルアミン結合ビーズをFITC[モレキュラー・ブ
ローブズ(Molecular Probes)コ、Rh1TC(ロータミンB
イソチオシア不一ト:アルドリノチ)、EITC(エオシンー5−インチオシア
ネート、モレキュラー・ブローブズ):またはCNF(5−(および6−)カル
ボキシナフトフルオレセイン、スクシンイミジルエステル。モレキュラー・ブロ
ーブズ)とカップリングした。各染料の分子量Xl0−5の量(グラム)をN。
N−ツメチルホルムアミド(75μり中に溶解し、激しく震盪しながら100m
Mホウ酸ナトリウム(pH8,75: 7.5m l)に加えた。この溶液を直
ちに用いて、ホウ酸緩衝液で前置て洗浄しておいたジヘキシルアミン結合ビーズ
(1mりを再懸濁した。チューブをアルミニウムホイルでラップし、4°Cで一
夜、ついで37°Cで1時間回転させた。ついで、これら染料結合ビーズを20
0mMグリシン(pシン)(15m l)で3回、50%メタノールで2回、お
よびPBSで3回洗浄し、ついでPBS中に再シ濁し1:1容量比のスラリーと
して貯蔵した。
ついで、これろビーズを用いて結合研究を以下のようにして行った。染料(また
はエタノールアミン)結合セファロースをマイクロ遠心チューブ[ベックマン・
インスッルメンツ(Beckman Instruments)]中、緩衝液(
Lml)で洗浄した。再折り畳み濃縮5cTCR(5μm)(5μg)を含有す
る同緩衝液(500μm)中に再懸濁した後、チューブをアルミニウムホイルで
ラップし、4°Cて一夜回転した。
新たなマイクロ遠心チューブに移した後、ビーズを緩衝液で3回洗浄し、非還元
5DS−PAGE試料緩衝液(BMEを含まない他は上記Eで使用したものと同
じ)(60μl)中に再懸濁した。加熱(100°Cで5分間)後、40μmの
試料を5DS−PAGEにより分離し、染料特異的結合および無関係の5cTC
R形の相対結合の両方について分析するため、ハイオラドシルバーステイニング
キノトを用いて可視化した。
これらの実験は、5cTCRの結合競合形として26KDのみかけのMWにて移
動するハンドを示した(図6)。このバンドは、出発物質で認められるバンドの
分布に比べてFITC−セファロースビーズからの溶離液て顕著であったCov
er −representecl)。この顕著性は、NP40およびデオキシ
コール酸塩(DOC)を含有スるPBSを緩衝液として用いた場合に最も明ろが
であったが、他の界面活性剤を用゛いた場合または界面活性剤の代わりにウシ血
清アルブミン(5mg/ml)を用いた場合にも認められた。RhrTCおよび
エタノールアミンカップリングビーズはこれら条件下で結合を示さなかったが、
F I TC(E I TCおよびCN F )と同じ正味の電荷を有する2つ
のコントロール染料は、相当の結合を示した。しかしながら、EITCおよびC
NFは、FITCの結果とは違ってタンパク質と明らかに非特異的に相互反応し
、そのためすべての形態の再折り畳み5cTCRが同じ親和性で結合した。〜2
6KDバンドのFrTCセファロースへの結合は、3mMの5−(5−アミ/ベ
ンチルチオクレイジル)フルオレセインにより抑制することができた。
実施例II
別の疎水性アミノ酸残基を有する可溶性−重鎖T細胞レセプターの実施例Iに記
載した可溶性抗フルオレセインー重鎖T細胞レセプターの溶解性を増大させるた
め、表面に暴露されていると予測される幾つかの疎水性可変領域フレームワーク
アミノ酸残基をより親水性のアミノ酸残基で置換した。実施例!(C)に記載の
5cTCR構築物(単離物#2)(そのヌクレオチド配列およびそれから導かれ
るアミノ酸配列を図2bに示す)を、pss1分泌ベクターのBa1IおよびP
st1部位にサブクローニングした。pSS 1のR製は、pBIuescri
plIIsK−(ストラタジーン、ラジョラ、カリフォルニア)のポリリンカー
(Sa c I−Kpn I)を切り出しこの領域をアーウイニア・カロトボラ
(Erwinia carotobora)のベクテートワアーゼB(pelB
)リーダー配列(そのリポソーム結合部位とともに)および新たなポリリンカー
で置き換えた。このpelBリーダーは、鋳型としてpsWi−VHpo I
yTag IEウォード(Ward)ら、NaLure341.544−=54
6(1989)]を用いPCRにより行った。新たなボッワンカーの構築は、そ
の後の5CTCRsの挿入および操作に有用な制限部位を含む2つの重複する合
成オリゴヌクレオチドから行った。ポリリンカーおよびpelBリーター(コー
ド鎖のみ)のヌクレオチド配列およびアミノ酸配列は以下の通りである。
GAGCTCGAAT TCAAATTCTA TTTCAAGGAG ACA
GTCATAATG AAA TACCTA TTG CCT ACG GCA
GCCGCTMet lys Tyr Leu Leu Pro Thr A
la Ala AlaGGA TTG TTA TTA CTCGCG GCC
CAG CCG GCCGly Lau Leu Leu、 Leu Ala
Ala Gin Pro Ala得られた発現ベクター(pSS 1/FL−s
cTcRlと称する)は、pelBリーダーのすぐ後にインフレームでVβ、上
記「リンカ−」ついてVαセグメントをコードしている。この構築物の発現は1
acZプロモーターの制御下にあり、従ってI PTGにより誘発することがで
きる。psslに基づくプラスミドをXLI−blue/IQ[株XLIBlu
e(ストラタジーン)の誘導体ニブラスミドRG l(ロパート・ガーター(R
obert Garcie)、ダナ・ファーバー曝キキンサー・インスチチュー
ト(Dana Farber Cancer [n5titute)、ボストン
、マサチューセッツ州から入手)を含有]中に維持した。
後者は、]aclQ(Iacプロモーターのレプレッサー)を構成的に発現する
。
ついで、製造業者の指示に従ってアマ−7ヤムキノトを用い、発現ベクターpS
S 1/FL−scTCRl中の幾つかのアミノ酸残基を部位特異的突然変異続
発により変異させてpssl/FL−sCTCR2を生成させた。具体的に説明
すると、10位にあるphe残基をSerに変化させ(コドンの変化はTTC−
+TCA)、41位にあるMet残基をL y sに変化させ(ATG 4AA
G)、111位にある[、eu残基をThrに変化させ(CTA−ACA)、1
52位にあるlle残基をArgに変化させ(ATT−CGT)、146位にあ
るIle残基をSerに変化させた(AT A−4T CA)(図2b参照)。
B 大腸菌中てのpSS l/FL−scTCR2の発現修飾5cTcR(FL
−scTCR2)の発現を続発するため、pSS 1/FL−s cTCR2ベ
クターを含有するXLI−Blueの一夜培養a(165ml)を、カナマイフ
ン(30ug/ml)、アンピシリン(50ug/ml)およびテトラサイクリ
ン(12,5μg/ml)を含有するルリアブロース中、37℃で増殖させ、5
mMI PTGを含有する同培地で10100Oに希釈した。この培養液を37
°Cにて250rpmで農産させながら8時間増殖させた。細胞ベレットを50
mM)リス−〇CI、pH8,5,5mMEDTA1 リゾチーム(0,3mg
/ml)、1mM PMSF(フェニルメチルスルホニルフルオライド)中に再
懸濁し、水上で2時間インキュベートした。ついで、NP40を0.75%で、
NaCIを0.35Mで加えた。この@濁液を超音波処理しくブランフン250
ソニフアイアー)、15,000rpmで20分間遠心分離にかけた。得られた
ベレットを高塩洗浄緩衝液(1,OM NaC]、110mMトリスpH8,5
,0,5%N P 4. Q、1mM PMSF、1mM EDTA)中に再9
−濁し、再ペレット化した。この工程を繰り返し、ついで低塩緩衝液(10mM
トリス釦H8,5コ、0.5%NP40,1mMPMSF、1mM EDTA)
で2回洗浄した。最後に、ベレットを可溶化緩衝0. (20m M トリス(
pH8,0)、5QmMジチオトレイトール(DDT)、1mM PMSF、8
M尿素)(5ml)中に再懸濁し、15.OOOrpmで15分間遠心分離にか
け、上澄み液を回収した。この尿素で可溶化したFL−scTCR2を、ビタソ
クC4カラム上の逆相HPLCクロマトグラフィーによりさらに精製した。クロ
マトグラフィーの展開は、0.1%トリフルオロ酢酸/′水中のアセトニトリル
の勾配を用い、1ml/分の流速にて行った。
かくして得られたFL−scTCR2は、N−末端配列分析により〉95%純度
であると判断された。FL−scTCR2を含有するフラクションをフンバイン
し、溶媒を蒸発させ(スピード/ X4ツク)、ベレットを8M尿素、lQmM
)リス(pH8,0)および20mMDTT中に〜3mg/mlの濃度にて再懸
濁した。
FL−scTCR2の大腸菌中での発現および分別特性は非修飾5cTCRのも
のと実質的に同じであることがわかった。
C,FL−scTCR2の溶解度の研究8M尿素中に精製FL−scTCR,2
(3mg/ml)を含有するアリコートを、2QmM酢酸ナトリウム(pH5,
0)、2 Q m Mリン酸ナトリウム(pH7,0)、PBS(10mMリン
酸ナトリウム「pH7,43,150mMNacI)または20mMトリス−H
CI(pH8,0)中に30u、g/mlに希釈した。試料を室温で2時間イン
キュベートし、10分間マイクロ遠心分離にかけ、上澄み液を還元5DS−PA
GEにより分析した。
修飾5cTCRは、非修飾タンパク質に比べて実質的により可溶性であることが
わかった。たとえば、非修飾タンパク質とは違って、FL−scTCR2はPB
S中でも、中性pHのトリス−)(CI中でも溶解した。
D、FL−scTCR2についての染料結合研究ついで、FL−scTCR2の
抗原特異的結合特性を中性pHにて生理緩衝液中で試験した。F ITC,R+
TC,CNFおよびEITCを上記のようにしてセファロースビーズに結合させ
た。
1m合七ファロ・−スビーズC1001xl)をマイクI?遠心管中、PBSで
洗浄した。10%ウシ胎仔血清を含有するPBS(1ml)を加え、遠心管をア
ルミニウムホイルでラッピングし、4℃で−夜回転させた。再び折り畳んだ濃縮
FL−scTCR2(〜15μg)を含有する同緩衝液(200μm)中に再懸
濁した後、試料をアルミニウムホイルでラッピングし、室温で4時間回転させた
。ついて、ビーズをPBS(1m l)およびPBS、(200μl)で洗浄し
た。種々の濃度の5−C5−アミンベンチルチオウレイジル]フルオレセイン(
AP−Fl、モレキュラー・ブローブズ)を含有するP B S (50μm)
中にビーズを再懸l蜀することにより、FL−scTCR2を溶出させた。平行
実験において、100μMのAP−FlをRITC−1CNF−1またはEIT
C−結合セファロースビーズに加えた。10μmの5×非還元S D S −P
A、 G E試料緩衝液を溶離液に加え、これら溶離液を5DS−PAGEに
供し、ついでポリビニリデンジフルオライド(PVDF、ミリボア)膜に移した
。PVDFプロットをアフィニティー精製抗FL−scTCR抗体とともにイン
キュベートし、ついでアルカリホスファターゼ結合ヤギ抗マウスIgG(バイオ
ラド、リッチモンド、カリフォルニア州)を加え、5−ブロモ−4−クロロ−3
−インドリルホスフェート二ナトリウム塩およびp−ニトロブルーテトラゾリウ
ムクロリド(バイオラド、リノチモンド、カリフォルニア州)の溶液を加えて発
色させた。5cTCRに対するポリクローナル抗血清は精製FL−scTcR1
でウサギを免疫することにより産生させ、特異的抗体の精製は精製FL−scT
cR1を結合させたアフィゲル10ビーズ(ピアス)を用いたアフィニティーク
ロマトグラフィーにより行った。
■00μMAP−Flにより〜29KDの単一バンドがFITCセファロースか
ら溶出されることかわかった。これとは対照的に、RITC−1CNF−または
E rTc−結合セ77o−スビーズから溶出されたバンドはなかった。FIT
C−セファロースからはRITCによって29KD種を溶出することができず、
フルオレセインに対するFL−5CTCR2の特異性をさらに支持していた。さ
らに、再び折り畳んだFL−scTcR2g製物中のオリゴマーまたは17KD
にて最も迅速に移動する種のいずれもFITC−結合セファロースから特異的に
溶出することができなかった事実に注意すべきである。これらの発見は、29K
DのFL−scTCR2タンパク質のみが抗原結合特性を有することを示唆して
いる。本発明者らは、このことを、再び折り畳んだs cTcR混合物の該種牛
のVβおよびVαドメインが天然のままであることの証拠と考えている。
図面の詳細な記載
図]、抗フルオレセイン特異性を有する一本鎖T細胞レセプターの2つのコンピ
ューター生成モデルのポリペプチド骨格トレーシング。これら構造は、1セツト
の近似構造モデルを生成するために使用したモレキュラーダイナミ・/クシミュ
レーションの軌線から選んだ代表例である。モデルは側面図で示してあり、超可
変部位(H鎖)は右を向いている。可変βドメインは上部にあり、可変αドメイ
ンは下部にある(骨格は破線でトレースした)。リンカ−構造部は、図の左上部
の隅に可変βドメインからの突出部として明らかに認めることができる。
fff12:FL特特約的5cTCRヌクレオチドおよびアミノ酸配列。
TCRドメインおよびペプチドリンカ−セグメントの順序を示す模式図。ベリブ
ラスム分泌系のため、連接配列かp h o Aリーダーと一本鎖TCRとの間
にTCRlおよびTCR2TCR,lおよびTCR2のために与えられている。
個々のタンパク質の経験的に得られたアミノ酸配列を示しである。
図3 プラスミドpTCRαβ−I L E 、、、およびプラスミドpTCR
aβ−M E T 、、、の遺伝子地図。これらプラスミドは、pBR322か
ら得られた。−重鎖T細胞レセプターキメラ断片をpBR322のEcoRIお
よびPvulI部位にクローニングした。
両プラスミドは約3.Qk、Bであり、お互いに1つのヌクレオチド位のみが異
なっている。幾つかの制限酵素開要部位の位置を示す。
β鎖に由来するD N A配列は黒塗りバーで示してあり、α鎖に由来するDN
A配列はハツチングバーで示しである。Ampvはアンピシリン耐性を示す細菌
遺伝子である。OriはpBR322の複製開始部位である。
図4ニ一本鎖T細胞レセプターをコードするD N A断片のスケール図。Aは
、単離物#2中にクローニングしたDNA断片であり、残基182がインロイ7
ンであるキメラタンパク質をコードする。
Bは、単離物#5中にクローニングしたDNA断片てあり、残基182がメチオ
ニンであるキメラタンパク質をコードする。メチオニンコドンはBa1f制限部
位の一部である(ATGGCCA、メチオニンコドンは肉太タイプで示してあり
、Ba11部位は下線を引いである)。この酵素で消化すれば、これら2つの単
離物を識別することができる。β鎖に由来するセグメントは箱で示してあり、α
鎖に由来するセグメントはパッチングマークを付しである。中央部の黒塗りセグ
メントは「リンカ−」配列を示す。
図5:5cTCRの精製。全細胞溶解液、1;細胞溶解液中の不溶性沈殿性物質
の尿素抽出物、2;RPHPLC,F#製再折り畳み5cTCR(0,5μg)
、3:RPHPLC精製再折り畳み5cTCR(3μg)、4゜レーン1.2お
よび3は還元条件下で行い、レーン4は非還元条件下で行った。
図5 : s cTCR種のFITC−力、ブワングセフ70−スへの特異的結
合。CNF、l:RhlTc、2:EITC13:FITC14;エタノールア
ミン、5とそれぞれ力、ブリングしたセファロースビーズから5cTCRを溶離
した。
FIG、1
SINGLE CHAIN TCR
FIG、2a
Figure 2b
GAA TTCATG MT CCT GGT GTCACT CAG ACC
CCA AAA TTCCGG G丁CC丁G AAG AbA
−3tel (f) +ml Asn Ala Gly VaIThr Gin
Tht Pro Lys Phe Arg VaL Le普@Lys Thr
GGA CAG AGCATG ACA CTG CTG 丁GT GCCCA
G (JIT ATG MCCAT GM TACATG 嘯`C
416GlyGln Ser Met Thr Leu Leu Cys Al
a Gin xsp Met Asn Hls Glu T凾秩@Met Ty
r
TrG TAT CGA CM GACCCA GGCATG GGG CTG
AGG CTG ATT CAT TACTCA GTT@GGT
+34 τzp Tyr Arg Gin Asp Pro Gly Mat
Gly Leu Arq Leu工le )!is Tyr@Ser Vat
Gl’/
GAG GGT ACA ACT GCCMA CGA GAG GTCCCT
(a入T GGCTACAAT GTCTCCAGA 丁sA
*52 Glu Gly Thr Thr Ala Lys Gly Glu
Val Pro Asp Gly Tyr Asn Val@Ser Arg
Leu
AAA MA CAG MT TTCCTG CTG GGG TrG GAG
TCG CCT GCT CCCTCCCAA ACA sCT
+70 Lys Lys Gin Asn Phe IAu Leu Gly
Leu Glu Ser Ala Ala X)ro Se秩@Gln Thr
5er
G丁G TACTTCTGT GCCAGCAGG ACG GCCACG C
AG CCCCAG CAT TTT GGT GAT GfG
+88 Val Tyr Phe Cys Ala Ser Arg Thr
Ala Thr Gin Pro Gin 阻s Phe fuy Asp G
ly
CCT CAA TCT TTG ATA GTCCAG MA GGA GG
G ATT TCA ATT ATA AACTGT GCs TAT
142 Pro Gln Ser Leu Ile Val Gin Lys
Gly Gly X1e Ser Ile Xle Asn@Cys Ala
Tyr
CAG MCACT GCG TTT GACTAC丁TT CCA TGG
TACCAA CAA TICCCT GGG AAA GfC
′1CつCコUへ5nThrAlaPheAsp丁yrPheProTrpTy
rGinGinPheProGlyLysGユ)・CCT GCA 7丁A T
TG ATA GCCATA CGT CCA GAT CTG AGT CA
A AAG AAA GAA fGA AGA
17P Pro Ala Leu Leu 工le Ala rle Arg
Pro Asp Val Ser Glu Lys Lys@Glu G】y
Arq
TTCACA ATCTCC丁TCAAT AAA AGT GCCMG CA
G TTCTCA 77G CAT ATCJ’、丁G CCAT
196 Ph= Thr Ile Ser Phe Asn Lys Ser
Ala Lys Gln Phe Ser Leu His@lle Met
Asp
TCCCAG CCT GGA GAC丁CA GCCACCTACTTC70
丁 GCA GCA AGCTTT TCA GGA MC214SerGin
ProGlyAspSerAiaThrTyrpheCysA、1aIua5e
rpheSerGlyASnFIG、 3
T−CELL RECEPTORCHIMERAILε旧3
BETA ALPHA
FIG、 4a
ET183
FIG、 4b
FIG、5
FIG、6
要約書
可溶性−重鎖T細胞レセプター
可溶性−重鎖T細胞レセプター、該可溶性−重鎖T細胞レセプターをコードする
核酸配列、とりわけDNA配列、該DNA配列を含有する発現ベクター、および
該発現ベクターを含有する宿主細胞。
国際調査報告
1−−1^−I″PI”T/IKO+ /nttaz
Claims (34)
- 1.可溶性一本鎖T細胞レセプター。
- 2.請求項14に記載の核酸配列によりコードされた可溶性1本鎖T細胞レセプ ター。
- 3.アミノ酸リンカーによりTiaサブユニット断片に結合したTiβサブユニ ツト断片を含む、請求項1に記載の可溶性一本鎖T細胞レセプター。
- 4.アミノ酸リンカーによりTiδサブユニット断片に結合したTiγサブユニ ット断片を含む、請求項1に記載の可溶性一本鎖T細胞レセプター。
- 5.Tiβサブユニット断片がTiβサブユニットの可変領域であり、Tiaサ ブユニット断片がTiaサブユニットの可変領域である、請求項3に記載の可溶 性一本鎖T細胞レセプター。
- 6.Tiβ可変領域のカルボキシ末端がアミノ酸リンカーによりTia可変領域 のアミノ酸末端に結合している、請求項5に記載の可溶性一本領T細胞レセプタ ー。
- 7.Tiγサブユニット断片がTiγサブユニットの可変領域であり、Tiδサ ブユニット断片がTiδサブユニットの可変領域である、請求項4に記載の可溶 性一本鎖T細胞レセプター。
- 8.生物学的に活性である、請求項1に記載の可溶性一本鎖T細胞レセプター。
- 9.水溶液に可溶性である、請求項1に記載の可溶性一本鎖T軸胞レセプター。
- 10.誘導体化したものである、請求項1に記載の可溶性一本鎖T細胞レセプタ ー。
- 11.ラジオアイソトープで標識することにより誘導体化したものである、請求 項10に記載の可溶性一本鎖T細胞レセプター。
- 12.毒素に結合することにより誘導体化したものである、請求項10に記載の 可溶性一本鎖T細胞レセプター。
- 13.哺乳動物由来のTリンパ球の表面上に存在するT細胞レセプターにより結 合される少なくとも1つの抗原に結合する、請求項1に記載の可溶性一本鎖T細 胞レセプター。
- 14.可溶性一本鎖T細胞レセプターをコードする核酸配列。
- 15.DNA配列である請求項14に記載の核酸配列。
- 16.可溶性一本鎖T細胞レセプターが、アミノ酸リンカーによりTiaサブユ ニット断片に結合したTiβサブユニット断片を含む、請求項15に記載のDN A配列。
- 17.可溶性一本鎖T細胞レセプターが、アミノ酸リンカーによりTiδサブユ ニット断片に結合したTiγサブユニット断片を含む、請求項15に記載のDN A配列。
- 18.Tiβサブユニット断片がTiβサブユニットの可変領域であり、Tia サブユニット断片がTiaサブユニットの可変領域である、請求項16に記載の DNA配列。
- 19.Tiγサブユニット断片がTiγサブユニットの可変領域であり、Tiδ サブユニット断片がTiδサブユニットの可変領域である、請求項17に記載の DNA配列。
- 20.可溶性一本鎖T細胞レセプターをコードするDNA配列を含有する発現ベ クター。
- 21.可溶性一本鎖T細胞レセプターをコードするDNA配列の複製および/ま たは発現を指令することができ該DNA配列に機能的に結合した1または2以上 の制御DNAを含む、請求項20に記載の発現ベクター。
- 22.可溶性一本鎖T細胞レセプターが、アミノ酸リンカーによりTiaサブユ ニット断片に結合したTiβサブユニット断片を含む、請求項20に記載の発現 ベクター。
- 23.可溶性一本鎖T細胞レセプターが、アミノ酸リンカーによりTiδサブユ ニット断片に結合したTiγサブュニット断片を含む、請求項20に記載の発現 ベクター。
- 24.請求項20に記載の発現ベクターを含有する原核または真核宿主細胞。
- 25.請求項21、22または23に記載の発現ベクターを含有する原核または 真核主細胞。
- 26.細菌細胞である請求項24に記載の宿主細胞。
- 27.細菌細胞が大腸菌である請求項26に記載の宿主細胞。
- 28.可溶性一本鎖T細胞レセプターを発現し得る条件下で請求項24に記載の 宿主細胞を培養することを特徴とする、可溶性一本鎖T細胞レセプターの製造方 法。
- 29.治療学的有効量の請求項1に記載の可溶性一本鎖T細胞レセプターを哺乳 動物に投与することを特徴とする、自己免疫疾患の抑制方法。
- 30.治療学的有効量の請求項1に記載の可溶性一本鎖T細胞レセプターおよび 薬理学的に許容し得る担体を含むことを特徴とする、自己免疫疾患抑制用組成物 。
- 31.1または2以上の疎水性アミノ酸残基を親水性アミノ酸残基で置換するこ とにより修飾した、請求項1に記載の可溶性一本鎖T細胞レセプター。
- 32.1または2以上の疎水性アミノ酸残基を親水性アミノ酸残基で置換するこ とにより可溶性一本鎖T細胞レセプターを修飾してある、請求項15に記載のD NA配列。
- 33.1または2以上の疎水性アミノ酸残基を親水性アミノ酸残基で置換するこ とにより可溶性一本鎖T細胞レセプターを修飾してある、請求項20に記載の発 現ベクター。
- 34.請求項33に記載の発現ベクターを含有する原核または真核宿主細胞。
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