JPH06504528A - シュードモナス層ペプチド組成物およびその製造方法 - Google Patents
シュードモナス層ペプチド組成物およびその製造方法Info
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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】
シュードモナス属ペプチド組成物およびその製造方法この出願は、1989年4
月28日に出願された5erial No、 344,565の「合成緑膿菌(
Pseudomonas aeruginosa)ビリンペプチド」に関する係
属中米国出願の一部係属出願である。
1、本発明の分野
本発明は、シュードモナス属由来のポリペプチド抗原、このような抗原の製造方
法および当該抗原に対して免疫反応性の抗体に関する。
2、参考文献
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3、本発明の茸景
過去20年間、緑膿菌(Pseudomonas aeruginosa)は、
たいていの病院における感染の10%〜20%を引き起こす病原菌として認識さ
れてきた。シュードモナス属の感染は、熱傷創、嚢胞性線維症、急性白血病、臓
器移植、および静脈内薬物嗜癖の看者の間で特にはやっている。緑膿菌(P、
aeruginosa)は、一般的院内汚染物質であり、流行(異常発生)は、
病院環境中の多くの条項まで追跡されている。長期間入院している患者は、この
生物によってしばしば悪影響を及はされ、感染の発生の増大した危険の丁に置か
れている。最も重い感染としては、悪性外耳炎、眼内炎、endoeondi
を比髄膜炎、肺炎、および敗血症かある。ノコ、−トモナス属感染からの回復の
可能性は、看者の、潜在的な疾病プロセスの激しさに関連している。緑膿菌(P
、 aeruginosa)肺炎に関する報告されている死亡率は50〜80%
と高い。より新規な抗生物質が開発されても、耐性は、重い緑膿菌(P。
aeruginosa)感染のためには組み合わせた抗生物質による治療を要す
るという問題を残す。
重い緑膿菌(P、 aeruginosa)感染の管理のための種々の療法が、
特に菌カフアクタ−に焦点を合わせて注意をして、何年もの間評価されてきた。
たいていの細菌の病原菌と同様に、緑膿菌(P、 aeruginosa)の菌
内は、多要素からなりそして多くの相互に作用する変数−細菌および宿主の両方
を包含する−の積である。
証拠は、感染の最初の出来事は、粘膜表面の上皮細胞への微生物の付着(adh
erence)であることを示唆している(Bleachy)。粘膜表面に付着
できない生物は、集落化できない。なぜならば、該生物は粘膜表面をおおう分泌
物によって除去されてしまうからである。付着方法は、細菌と上皮細胞との間の
特異的認識によって決まる。
緑膿菌(P、 aeruginosa)を含む多数のグラム陰性菌の場合、付着
の媒介物として表面付属器に注意が向けられている。多くのグラム陰性菌、例え
ば、大腸菌(Escherichja coH)、緑膿菌(P、 aerugl
nosa)、モラクセラ呻ボビス(Moraxella bovis) 、淋菌
(Neisseria gonorrhea)の表面は、ピリ線毛(pili)
または線毛(fimbriae)と呼ばれている繊維状構造で覆われている。ビ
リ線毛は、主としてタンパク質(ピリン)からなり、試験動物に注射された時、
抗原決定基として作用することが見出されている。緑膿菌(P、 aerugi
nosa)において、菌株に特異的なビリ線毛、例えば、PAO,PAK、およ
びCD4と呼称されるものは、ヒトにおける細菌の集落化を媒介する(Doig
、 88)。
ピリ線毛遺伝子を持つプラスミドの突然変異または欠損のいずれかにより、これ
らのビリ線毛を持たない、いくつかの緑膿菌(P、 aeruginosa)細
菌は、粘膜に集落形成できない。明らかに、細菌の表面上のビリ線毛は、上皮細
胞受容体との特異的相互作用を通して、咽喉および気管の裏層に付着する。緑膿
菌(P、 aeruginosa)は、ヒトの呼吸肺胞細胞への媒介付着物(a
ttachment)に付着するものとして、ビリ線毛とアルギン酸塩の両方(
緑膿菌(P、 aeruginosa)カプセルの生成分)を利用できる(Do
ig)。
ヒトの呼吸肺胞細胞への緑膿菌(P、 aeruginosa)の結合の平衡分
析は、シュードモナス属のビリ線毛付着が、アルギン酸塩付着よりも著しく高い
見掛けの親和性または結合定数を有していることを示している(&leEaeh
ram、 1985.1986) oこれらの観察は、ビリ線毛付着が、おそら
く、感染の始めにおいては、シュードモナス属の支配的付着であろうことを示唆
している(frvin)。付着が媒介する固定は、緑膿菌(P、 aerugi
nosa)による疾病の誘発のだめの前提条件である。
より早期に提出された、共に係属中の特許出願は、緑膿菌(P、 aerugi
nosa)ビリンタンパク質のC末端領域、とりわけ、2つのCys残基および
介在アミノ酸残基を含むC末端領域に由来する緑膿菌(P、 aerugino
sa)ペプチドを開示している。該領域に由来する代表的なペプチドは、長さが
14〜19アミノ酸残基−一2つのCys残基を含む−の間で変わり、そして酸
化された(ジスルフィドが連結した)形および還元された(非環化)形で調製さ
れる。ペプチド(還元および酸化形)は次の特性を有することが示された:(a
) ヒトの気管上皮網)tis(TECs)およびヒトの頬上皮細胞(BECs
)に結合する能カニ
(b+ 気管上皮細胞(TECs)および頬上皮細胞(BECs)へのシュード
モナス属ビリンペプチドの結合を阻害する能カニ(C) シュードモナス属のビ
リンペプチドと免疫反応性である血清抗体を引き出す能力;および
(dl B E Csへのシュードモナス属ビリンペプチドの結合を阻止する血
清抗体を引き出す能力。
今や、ンユードモナス属由来のペプチドが、TECsおよび/またはBECsへ
の無関係な(聞related)細菌および真菌生物の結合を阻害できることが
見出された。従って、シュードモナス属由来の当該ペプチドを結合する、それに
よってTECsおよびBECsへのシュートモナス属ビリン(およびシュードモ
ナス属細菌)の結合を阻害する上皮細胞受容体部位は、これらの標的細胞への別
の細菌および真菌生物の結合の際にも関係している。さらに、本発明を支持して
行われた研究において、シュードモナス属由来のペプチドに対して調製された単
クローン抗体が、BECsへの真菌細胞の付着を阻止するのに有効であることが
示された。
これらを合わせた知見は、シュードモナス属由来のペプチドおよび当該ペプチド
に応答して産生された抗体は、細菌および真菌感染を阻害でき、その際、感染微
生物は、緑膿菌(P、 aeruginosa)ビリンタンパク質のC末端の、
ジスルフィド連結ペプチド領域に対して産生される抗体と抗原的に交差反応を示
す表面タンパク質を有していることを示している。
4、本発明の概要
本発明は、−面において、緑膿菌(P、 aeruginosa)ビリンタンパ
ク質のC末端領域に対応する配列、より具体的には、配列(i)〜(vl)の間
および配列(vi)〜(x)の間で内部で一致する、アミノ酸変化を含む次の配
列:(i) KCTSDQDEQF IPKGC8K。
(ii)KCTSDQDEQF IPKGC3R1(iii)ACKSTQDP
MFTPKGCDN、(iv)TCTSTQEEMF IPKGCNKP、(v
)SCA、TTVDAKFRPNGCTD、(vi)ACTSNADNKYLP
KTCQTATTTTP、(vii) NCK ITKTPTAWKPNYAP
ANCPKS 、(vii)TCGITGSPTNWKANYAPANCPKS
。
(ix)TCGITGSPTNWKTNYAPANCPKS、および(x)GC
3l5STPANWKPNYAPSNCPKSの中の1つを有するペプチドに関
する。
本発明のペプチドはさらに、(a)2つのCys (C)残基の間のジスルフィ
ド連結、 (b)PK 99 HまたはPK340単クローン抗体への免疫特異
的結合:(C)気管または頬の上皮細胞への特異的結合:および(d)緑膿菌(
P、 aeruginosa)ビリンタンパク質への特異的結合の不存在によっ
て特徴づけられる。
関連した面において、本発明は、緑膿菌(P、 aeruginosa)ビリン
タンパク質のC末端の、ジスルフィド連結ペプチド領域に対して産生される抗体
と抗原的に交差反応を示す表面タンパク質を存する細菌および真菌生物による感
染に対するワクチンとして使用するための組成物に関する。当該組成物は、上記
ペプチドと、当該ペプチドが結合される免疫原性キャリヤーを含む。一実施態様
において、シュードモナス属感染に対するワクチンとして使用するために、当該
ペプチドは、PK34C単34C単クローン抗
ンジダ属感染に対するワクチンとして使用するために、当該ペプチドは、PK9
9H抗体と免疫反応性である。
別の面で、当該ペプチドは、配列(1′)〜(vi’)の間で内部で一致する、
アミノ酸変化を含む・
(i’ )DEQFIPK。
(ii’ )DEQF IPK、
(ii’ )DPMFTPK、
(iv’ ) EEMF I PK、
(v’ )DAKFRPN、および
(vi’ )DNKYLPK
からなる群から選択されるアミノ酸配列を有し、そして、当該ペプチドは、ta
) PK99HまたはPK34C単34C単クローン抗はヒトの気管上皮細胞へ
の特異的結合:および(C1緑膿菌(P. aeruginosa)ビリンタン
パク質への特異的結合の不存在によって特徴づけられる。
当該ペプチド組成物は、緑膿菌(P, aeruginosa)ビリンタンパク
質のC末端の、ジスルフィド連結ペプチド領域に対して産生される抗体と抗原的
に交差反応を示す表面タンパク質を有する細菌および真菌生物による感染に対し
て固体を保護する予防接種法において使用される。
同様に本発明は、緑Il菌(P. aeruginosa’)ビリンタンパク質
のC末端の、ジスルフィド連結ペプチド領域に対して産生される抗体と抗原的に
交差反応を示す表面タンパク質を有する細菌および真菌生物による感染に対する
ワクチンどして使用するための組成物の製造方法にも関する。当該方法において
は、5〜1oコドンのランダム配列に一般に対応する、ランダム配列ポリヌクレ
オチドのベクターライブラリーにより作り出されたランダム配列ペプチドを選択
する。選択は、緑膿菌(P. aeruginosa)ビリンタンパク質のC末
端の、ジスルフィド連結ペプチド領域と免疫反応性の単クローン抗体に、好まし
くはPK34CまたはPK99H単クロー単流ローン抗体るペプチドによって行
われる。選択した、結合するポリペプチドの配列は、対応するライブラリーベク
ターのポリヌクレオチドフード化配列から決定できる。この配列から、所望のポ
リペプチドが、合成または組換え手段によって作られ得る。
同様に、マウスのPK34CまたはPK99H単クロー単流ローン抗体域、およ
びヒトのイムノグロブリンG抗体の不変領域からなるキメラ単クローン抗体も開
示される。当該抗体は、緑膿菌(P. aeruginosa)ビリンタンパク
質のC末端の、ジスルフィド連結ペプチド領域に対して産生される抗体と抗原的
に交差反応を示す表面タンパク質を有する細菌および真菌生物による感染を治療
するために使用され得る。
さらに別の面において、本発明は、緑膿菌(P. aeruginosa)ビリ
ンタンパク質のC末端の、ジスルフィド連結ペプチド領域に対して産生される抗
体と抗原的に交差反応を示す表面タンパク質を有する細菌および真菌生物によっ
て引き起こされる肺の感染を治療する方法を包含する。当該方法は、ペプチドの
エーロゾル剤を作りそして当該ペプチドを吸入により投与することを包含する。
本発明の以下の詳細な記載を添付の図面と合わせて読むと、本発明の、これらの
および他の目的ならびに特徴はさらに充分に明らかになるであろう。
図面の簡単な説明
図1は、本発明のシュードモナス属ペプチドのアミノ酸配列を示す;図2は、天
然のPAKペプチドならびに変性したC末端およびN末端を有するPAKペプチ
ドならびに単クローン抗体PK99HのためにCys残基以外の17のペプチド
残基のそれぞれにAla置換基を含むペプチドの、相対的な結合親和性を示ず:
図3は、ヒトBEC8への合成ペプチドPAK,.,(■)およびPAK6.の
結合を示すプロットである。
図4は、ヒトBECsへのPAKピリ線毛の結合の、修正ラインウィーヴアー〜
ブルクプロットであり、PAKペプチドの濃度を高めることによる結合の阻害を
示している;
図5は、示した抗体のFabフラグメントとのBECsのプレインギュベーシヲ
ン後の、BECsへのPAKビリ線毛の結合のパーセントを示す捧グラフである
;
図6は、単クローン抗体PK99H(ロ)およびPK34C(△)のFabフラ
グメントによるBECsへのシュードモナス属細菌の結合の阻害を示すプロット
である;
図7は、ポリクローンの抗PA、にビリ線毛抗体(レーンりを用いてイムノプロ
ットにより染色された、分別されたM、 catarrhalisタンパク質、
ならびにタンパク質染料(レーン2)および標準液(レーン3)を用いて染色さ
れたものを示す。
図8Aおよび8Bは、ポリクローンの抗PAKピリ線毛抗体(8A)および対照
の抗体(8B)との結合後のM、 catarrhalis細胞を示す免疫電気
顕微鏡写真である。
図9Aおよび9Bは、コロイド状金により場所が決められたPK99H抗体と共
にM、 catarrhalis細菌を示す電気顕微鏡写真である:図10は、
PK99H単クローンり体を用いてイムノプロットしたいくつかのバクテロイデ
ス科(Bacteroides)菌株のWesternプロットを示す;図11
は、BECsに結合したカンジダ属細胞の位相顕微鏡写真である;図12は、精
製したカンジダ属線毛タンパク質(レーン3)の5DS−PAGEゲルパターン
を示す。
図13は、BECsへのカンジダ属付着に対するカンジダ属線毛による阻害を示
す棒グラフである。
図14は、BECsへのカンジダ属付着に対するシュードモナス属ビリ線毛によ
る阻害を示す棒グラフである;
図15は、BECsへのシュードモナス属ビリ線毛の結合に対するカンジダ属線
毛による阻害を示す棒グラフである。
図16は、BECsへのカンジダ属結合に対する抗PAKピリ線毛抗体による阻
害を示す捧グラフである。
図17は、本発明による、ランダム配列ペプチドを製造し選択する組み換え方法
を説明する。そして
図18は、本発明によるキメラ単クローン抗体を製造するのに適当な組換え方法
を説明する。
本明細書において使用される術語「エピトープ(epi tope)Jおよび[
エピトープの(epitopic)Jは、同一のまたは関連した抗原により引き
出される対応する抗体(イムノグロブリン)分子との特異的相互作用に応答する
分子の構造上の成分を示す。
本明細書において使用される術語「抗原(antigen)は、抗体により認識
される実体を意味する。
本明細書において使用される術語[イムノゲン(immu口ogen)Jは、宿
主動物における抗体産生を誘導する実体を意味する。いくつかの例において、抗
原およびイムノゲンは同一の実体であるが、別の例では2つの実体は異なる。
術語[免疫学的な模倣(immunological ly m1m1cs)J
は本明細書において、本発明のイムノゲンボリベブチドが天然ペプチドまたは天
然タンパク質の開裂フラグメントではなく、例えば固相合成または遺伝子工学技
術により、製造されたポリペプチドであることを意味するために使用され、その
ポリペプチドは、生じるポリペプチドに結合する、また、対応するピリンまたは
ピリンポリペプチド部分にも結合する抗体の産生を引き起こす。
本明細書において同定された全てのアミノ酸残基は、特記なき限り天然またはL
−立体配置にあるものである。標準ペプチド命名法と一致して、本明細書におい
て使用したアミノ酸残基の略語は次の通りである:記号 アミノ酸
1文字 3文字
Y TYR−L−チロシン
G GLY −グリシジ
F PHE −L−フェニルアラニン
M MET −L−メチオニン
A ALA −L−アラニン
E GLU −L−グルタミン酸
W TRP −L−)リプトファン
RARG −L−アルギニン
D ASP −L−アスパラギン酸
図1は、今日までに配列決定された10種の緑膿菌(P、 aeruginos
a)菌株から得られたピリンタンパク質の、C末端アミノ酸配列および対応する
ポリヌクレオチドコ−1・化配列を示す。緑膿菌(P、 aeruginosa
)菌株または単離されたちのm−それから配列が得られるm−は図の左に示され
ており、本明細書において特定のピリンペプチド配列を呼称するために使用され
る。菌株CD4、KB7、K122、GAl、およびTBOUIと同様に(Po
sloske)、菌株PAK、PAO1および492cが報告されている(Do
ig、 1990)。PAK (R)と呼称される菌株は、C木端σ月、、l
Y SからArgまての(Lys−to−Arg)置換基を含む突然変異体のP
AK菌株である。菌株PAK (R) 、PAO,CD4、K122、KB7、
PI、492C1およびTBOUIのC末端配列はより早期に提出された共に係
属中の出願において報告した。
種々の菌株に関する対応するポリヌクレオヂ1−コート化配列は、公表された報
告から、または個々の菌株から得られる、単離された緑膿菌(P、 aerug
inosa)のゲノム材料の配列決定によって決めた。ゲノム材料は、従来の方
法(McBride)に従って、図中に示したアミノ酸配列のN末端およびC末
端領域に対応する縮退プローブを用いて、複製連鎖反応(PCR)方法により増
幅された。増幅したゲノム材料の配列決定は、標準方法(Sanger)による
ジデオキシ配列決定法により行われた。
図1を続けて参照すると、好ましいペプチド配列は、talc y sからCy
sまでの(Cys−to−Cys)残基、(blN末端に接する残基からCys
−to−Cys残基までおよび(C)C末端に接する残基からCys−to−C
ys残基までを含み、好ましくは、C末端からCys−to−Cys残基までの
残基の全てを含む。これらの好ましい配列は、以下に配列(i)〜(X)として
、上に示した慣用の1文字アミノ酸コードを用いて示されている:(i)KCT
SDQDEQFIPKGC3K、(ii) KCTSDQDEQF IPKGC
SRl(ii)ACKSTQDPMFTPKGCDN、(iv)TCTSTQE
EMF IPKGCNKP。
(v)SCATTVDAKFRPNGCTD。
(vi)ACTSNADNKYLPKTCQTATTTTP。
(■)NCKITKTPTΔWKPNYAI)ANCPKS、(v−ii)TC
G TTGSPTNWKANYAPA、NCPKS、(ix)TCGrTGSP
TNWKTNYAPANCPKS、および(x)GC3l5STPANWKPN
YAPSNCPKS。
これらの10個の配列は2つの群に分類できることがわかる:第一の群(配列1
−vi)は14個のCys−t、o−Cys残基を含み、第二の群(配列vi
−x )は19のCys−to−Cys残基を含む。各配列が由来する緑膿菌(
P、 aeruginosa)菌株は、(i)、PAK; (ii)、PAK
(LysからArgへの突然変異); (ii)、PAO; (iv)、CD4
: (v)、KB7; (vi)、に122;(vi)、 PI ; (vi)
、 GAI ; (ix)、492C;および(x)、TBOUIである。当該
ペプチドは、本明細書においてこれらの菌株の名称によって呼称される。例えば
、配列(i)を含むペプチドは本明細書においては、rPAKペプチド」と呼ば
れ、緑膿菌(P、 aeruginosa) Kピリンタンパク質のC末端の、
ジスルフィド連結ペプチド領域を意味し、以下に示す付加的な制約を有する。
好ましいジスルフィド連結ペプチドは、配列(i)〜(vi)の間および配列(
vi)〜(x)の間で内部で一致する、上記配列のアミノ酸変化を同様に含む。
従って、例えば、ペプチド(1)〜(vi)の群の第一(左手)の残基は可能な
変化に、 A、 T、およびSを含み、この群の第三の位置は、可能な変化T、
、K、およびAを含む。
内部変化置換基は、天然に見出される置換基であり、従って明らかに、ペプチド
の必要な抗原性特性と適合性であることを特に言及する。さらに、当該置換基は
一般に、次のことの1つまたはそれ以上に関連して同様の特性を有するアミノ酸
群の中にある。(1)疎水性−(2)極性:(3)側鎖の大きさ;(4)電荷;
(5)回転の採択。
(6)β鎖(strand)二次構造の採択、および(7)螺旋二次構造の採択
。例えば、第7の位置で、可能な置換基の変動は、T(Thy)および5(Se
r)の間、またはY(Tyr)およびF(Ph、e)の間である。アミノ酸変化
は、以下に論じたΔla置換基の効果によっても支持される。
さらに、当該ペプチドは:
(a)2つのCys(C)残基の間のジスルフィド連結。
(blPK99HまたはPK34C単34C単クローン抗(C比1−の頬または
ヒトの気管の一E皮細胞への特異的結合;およびtdi緑膿菌(P. aeru
ginosa)ビリンタンパク質への特異的結合の不存在によって特徴づけられ
る。
2つのCys残基の間のジスルフィド連結−それはペプチドを有効に環化するm
−は、以下に論ぜられるように、異なる緑膿菌(P. aeruginosa)
菌株からのビリ線毛と交差反応を示す抗血清を調製する際に、ペプチドの免疫原
性にとって重要であることが見出された。
以下に示されるように、MabのPK991(およびPK34Cは、PAKペプ
チドに対して調製され(酸化形)そして種々の別の緑膿菌(P. aerugi
nosa)菌株ビリ線毛と交差反応を示す。本発明のペプチドが、これらの抗体
の少なくとも1つと交差反応性を有するという必要条件は、ペプチドがPAにペ
プチドどの必要なエピトープ類似性を有することを保証する。
同様に以下に示されるように、本発明のペプチドは、ヒトの頬上皮細胞(BEC
s)およびヒトの気管上皮細胞(TECs)上の受容体部位に結合する能力を有
しており、この結合は、これらの上皮細胞への緑膿菌(P. aerugino
sa)の結合を阻害するのに有効である。これらの細胞へのペプチド結合に関す
る必要条件は、ペプチドが必要な受容体結合活性を有することを保証する。
緑膿菌(P. aeruginosa)ビリンタンパク質への特異的結合の不存
在は、当該ペプチドと、より早く報告されたC末端の緑膿菌(P. aerug
inosa)フラグメント(Paranehych)−それはPA.に菌株ペプ
チドのC末端配列を含むが、しかしさらにビリンタンパク質とのペプチド結合を
引き起こすN末端の残基を含むーとを区別する。このような結合は、ビリンタン
パク質の自己凝集特性におそらく関連する。このような結合は、本発明の目的の
ためには望ましくないエピトープを意味する。
本発明のペプチドは、上記制約と矛盾しない、付加的なN末端またはC末端残基
を含み得る。
2つのCys残基以外のPAKペプチド中の15の残基部分のそれぞれでのAl
a置換基の効果を調べて、アミノ酸変化に最も敏感なベブチ・ドの領域を同定し
た。手短に言えば、特定のΔ1a置換基を有するペプチドを、抗PAK単クロー
ン抗体PK99H(以下に記載した)への結合親和性について、置換されていな
いPAKペプチドと比較した。置換されていないペプチドと置換されているペプ
チドを、実質的に例1に記載したように、固相合成によって製造した。置換され
ていないペプチドと、置換されているペプチドの各々の相対的な結合親和性を、
標準方法に従って、競合的酵素連結イムノソルベントアッセイ(ELISA)に
よってめた。相対的結合は、logics。(R換されている) − logl
cs。(天然の)として表され、その際ICs。は、固定化した抗体から、酵素
連結ペプチドの50%を追い出すのに必要なペプチド濃度である。
結果を図2に示す。loglCs。(置換されている) − !og1cm。(
天然の)の正の値は、置換されているペプチドにおける結合親和性の喪失を示す
。Ala置換基に対する最も感受性の強い残基位置は、7(Asp)、8(Gl
u)、10(Phe)、itc目e)、+2(Pro)、および13(Lys)
の位置であることが判る。図1から明らかなように、これらの位置は、ペプチド
配列(1)〜(i)において、特に7(ASpおよびGlu)、10(Pheお
よびTyr)、+2(Pro)、および(LysおよびAsn)の位置で強く維
持されている。
残基7〜13が結合活性に最も決定的であり、そしてこれらの領域のいずれの側
の置換基も結合活性に比較的はとんど影響を与えないので、この7−mer、お
よび場合により、N末端またはC末端の側面残基を含むペプチドは、以下に記載
したペプチド適用のためにも使用でき、その際、緑膿菌(P. aerugin
osa)に対するおよび、緑膿菌(P. aeruginosa)ビリンタンパ
ク質のC末端の、ジスルフィド連結ペプチド領域に対して産生される抗体と抗原
的に交差反応を示す表面タンパク質を有する細菌および真菌細菌に対するワクチ
ンとしてのその使用を含む。
7merペプチド、および上記の配列(1)〜(vi)に由来する対応する17
merペプチドの配列は、以下の(i′)〜(vi” )にそれぞれ示される。
配列(i)〜(vi)と同様に、7mer配列は、6個の配列の間の内部変化を
含み、そして当該ペプチドはさらに(alPK99HまたはPK34C単34C
単クローン抗
異的結合の不存在によって特徴づけられる。ペプチドの側面にジスルフィド連結
Cys基が、好ましくは7merのN末端のDまたはE残基から1〜5個の残基
、および7merのC末端のLysまたはAsn残基から1〜2faの残基の間
隔をあけて置かれ得る。
( i’ ) DEQF I PK、
(ii’ )DEQF NPK、
(ii’ )DPMFTPK、
(iv’ )EEMF IPK、
(v’ )DAKFRPN.および
(vi’ )DNKYLPK。
それぞれの配列が由来する緑膿菌(P. aeruginosa)の菌株は、(
i’ )、PKA; (ii’ )、PAK (LysからArgへの突然変異
); (ii’ )、PAO;(iv’ ) 、CD4 ; (v’ ) 、
KB7 ;および(vi’ )、に122である。これらの[コアJペプチドは
本明細書においてそれらの菌株の名称によって呼称される。例えば、配列(f)
を含むペプチドは本明細書においてはrPAKコアペプチドJと呼ばれ、その際
、緑膿菌(P. aeruginosa) Kビリンタンパク質のC末端の、ジ
スルフィド連結ペプチドを意味し、7のコア残基とさらに上に示した制約を有す
る。
BECsおよびTECsへのPAKペプチド(還元形および酸化形の両方の)の
結合、および当該ペプチドの、TECsおよびBECsへのビリンタンパク質の
結合を阻害する能力は、より早期に提出された、共に係属中の出願に記載されて
いる。手短に言えば、BECおよびTECの調製を例2に記載したように行った
。BECsへのPAKペプチドの結合は、先ずBECsを(al P A Kペ
プチド、(blPK99Hマウス単クローン抗体(PAKペプチドに免疫特異的
に結合する)、および(C1酵素標識化したヤギ抗マウス抗体と連続的に接触さ
せることによって行われた。ペプチド濃度の関数としてペプチド結合の量(測定
した酵素活性として表した)を、図3中で、還元(■)および酸化(+)ペプチ
ドについて示した。
TECsへのPAKペプチドの結合も同様に示した。
BECsへのビリンタンパク質結合を阻害するPAKペプチドの能力を、競合的
結合によって測定し、その際、BECsを先ず、還元形PAKペプチドと、一連
の増加する濃度の1つでインキュベーションし、次いでビリンタンパク質と、一
連の増加する濃度の1つでインキュベーションした。細胞に結合したビリンタン
パク質の量は、細胞を、BK3Bマウス単クローン抗体(それは、ビリンタンパ
ク質に対しで免疫特異的であるかしかしPAKペプチドを認識しない)および酵
素標識化したヤギ抗マウス抗体と連続的に接触させ、次いで細胞に結合した酵素
活性を検定することによって測定された。結果を図4に、ラインウィーヴアーー
プルクプロットとしてプロットし、それは、0 (X)、40 (M)、80
(△)、および120(◇)nmoI s/mlのペプチドでの、ビリ線毛タン
パク質濃度の逆数の関数としてプロットした、測定された酵素活性の逆数を示し
ている。当該ペプチドは、BECsへのピリンタンパク質結合の、濃度依存阻害
を引き起こすことがわかった。
■、抗ペプチド抗体
このセクションでは、本発明のペプチドと免疫反応性であるポリクローンおよび
単クローン抗体の製造方法、および抗体結合特性を概説する。抗体は、セクショ
ンVに詳述されているように、緑膿菌(P、 aeruginosa)ピリンC
末端ペプチドと交差反応性であるランダム配列ペプチドの選択に有用であり、ま
た、セクション■に詳述されているように、キメラ治療抗体を製造するのに有用
である。
II[A、ポリクローン抗体
PAKペプチドの還元および酸化形に対して特異的なポリクローン抗体を、より
早期に提出された共に係属中の出願に記載されているように、そして公表されて
いるように(Lee) 、製造した。手短に言えば、PAKペプチドを、キーホ
ールカサガイヘモシアニン(keyhole Iimpet hemocyan
in)(LKH)に抱合(conjugate)シ、抱合体を、雌のFlemi
shラビットを免疫化するために使用した。ペプチドは、還元形(PA、に、、
、)および酸化形(PAK、、)のPAKペプチド、ならびにN末端のCys残
基でAla置換基を持つPAK (PAKA、、)を含む。ラビットに、最初の
免疫処置を施し、2週間後に、ブースター免疫処置を施し、次いで2週間後に採
血した。イムノグロブリン分画を、プロティンA親和クロマトグラフィーによっ
て精製した。天然のPAKビリンタンパク質、PAKペプチド、およびPAOペ
プチドに対する抗体結合を、標準ELISA手順(Worobec)によって調
べた。抗体特異性は次の通りであった(al P A K atおよびPAK、
、、の両方によって産生された抗血清は、天然のPAKビリ線毛に結合でき、力
価は、両方のペプチドに対して同様に上昇した;(b) P A K、ヨベブチ
ドに対して上昇した抗血清は、天然のPAOビリ線毛と強く交差反応を示した。
(CIPAK、、、ペプチド゛に対して上昇した抗血清は、天然のPAOビリ線
毛と弱い交差反応のみを示した:および
(d)PAKA、、ペプチドに対して調製した抗血清は、P A KまたはPA
Oピリ線毛線毛タンパク−ずれにも結合しなかった。
これらの結果は、ペプチドの酸化形および還元形のいずれも、同一種のピリンタ
ンパク質と反応性である抗体を誘導するのに有効であるが、ペプチドの酸化(ジ
スルフィド連結)形は、緑膿菌(P、 aeruginosa)の別の菌株から
のピリンタンパク質と交差反応を示す抗体の同時産生に重要であることを示して
いる。
BECsへのPAKビリン結合を阻害するポリクローン抗体の能力を、例3に詳
述したように試験した。手短に言えば、ポリクローン抗体を、PAKペプチドに
対応するいくつかのペプチド領域に対して調製し、これらから、Fabフラグメ
ントを調製した。Fabフラグメントの名称は、還元(r)および酸化(0)形
のPAKペプチド(PAKピリンタンパク質の128〜144残基)に対する(
“rl”、“r2″)および(“0ビおよび“02”)、22〜33残基(PA
Kピリンタンパク質の)に対する“22”、41〜49残基に対する“4ビ 、
58〜70残基に対する“58” ニア5〜84残基に対する“75”、89〜
99残基に対する“89″、107〜116残基に対する“107” ;および
117〜125残基に対する“117mである。“Pre”は、プレ免疫血清を
さし、“99H”は単クローン抗体PK99Hをさす。Fabフラグメントを、
BECsの添加前に、PAKピリ線毛と共にブレインキュベーションし、BEC
sに結合したピリンタンパク質の量を、上述したように、マウス単クローン抗体
PK3B(それは、ビリ線毛タンパク質に対して特異的であるが、PAKペプチ
ドに対しては特異的でない)および酵素連結したヤギ抗マウス抗体の連続的結合
によって検出した。結果は、プレ免疫抗体Fabフラグメントに関するビリ線毛
の阻害%として表して、図5の棒グラフに示している。
棒グラフは、PAKビリンのC末端以外の領域に対して産生されるFabフラグ
メントは、BECsへのピリン結合を阻害するのに効果がない。最も有効なフラ
グメントは、残基128〜144に対して向けられているrl、r2、Olおよ
びo2であり、ビリ線毛結合を、コントロールおよびプレ免疫血清の40%〜7
0%に減する。これは、このC末端領域に同様に向けられている抗PAKビリン
単クローン抗体PK99H(以下に記載)から作られるFab99Hによって示
される効果に似ている。
以下に示される単クローン抗体を用いた研究によって、TECまたはBEC細胞
へのビリ線毛結合の抗体阻害が同様に、これらの細胞への緑膿菌(P、 aer
ugin。
Sa)の結合を阻害することが確認される。
I[IB、単クローン抗体
天然のP A Kビリ線毛タンパク質に対する単クローン抗体が、発明者(Do
ig)によってほかで記載された方法によって調製された。手短に言えば、BA
LB/cマウスを、P A Kピリ線毛の1週1回の注射で免疫化した。動物か
らの牌繊細胞を、マウスハイブリドーマ細胞系N S I CIrvin)と融
合さ也好結果の融合を、抗ビリン抗体を分泌する能力についてELISA方法に
よってスクリーニングした。PAKビリ線毛と免疫反応性の抗体を分泌する26
2ハイブリド−マクローンのライブラリーを得た。プロティンA精製Mabsを
次いで、ピリンペプチドフラグメントに対してスクリーニングして(Doig)
これらの抗体の特異性をめた。
4つのハイブリドーマ細胞系PK99H,PH34C,PK3B、およびPK4
1Cを、さらに特異性の研究のために選択した。
精製したPAKおよびPAOビリ線毛のイムノプロットは、PK99HおよびP
K3B MabsがP A Kピリンタンパク質に対して特異的であるが、PK
34CおよびPK4]CMabsは、PAKおよびPAOピリンペプチドの両方
に免疫反応性であることを明らかにした。PK99HおよびPK34CMabS
は共に、PAKビリンのC末端フラグメン)・と免疫反応性であった。
PK99HおよびPK34Cから調製したFabフラグメントを、例4Bに詳述
したように、BECsへの緑膿菌(P、 aeruginosa)ビリ線毛結合
を阻害する能力について調へた。手短に言えば、PK99H,PK32C,およ
び非免疫性■gGのFabフラグメントを、表1に示した濃度で、PAKビリ線
毛と共に、プレインキユヘーンヨンし、次いで、BECsを添加しさらに37℃
で2時間インキュベーションした。BECsへの結合を、ELISA方法によっ
て検出して、表1に示す結果を得た。
表1
F a l)フラグメント 濃度8 (μg/rnり 対照に対する%PK99
8 100 53.5±33
PK99H2007,5± 0 6
PK34C10044,5±0. 1
PK34C2004,5±07
IgG” 100 95.6±0.9
IgG 200 94.9±2.2
” Fabフラグメントの最終濃度。使用したPKAビリ線毛の最終濃度(よ、
5PK99HおよびPK34CFabフラグメントは共に、BECsへのビl〕
線毛の結合を、濃度依存で阻害することがわかった。非免疫性1gG Fabフ
ラグメントは、ビリ線毛結合をわずかにだけ減少した。
BECsへの、緑膿菌(P、 aeruginosa)の多数の異なる菌株の結
合を阻止する、PK99HおよびPK34CのFabフラグメントの能力も調べ
た。細菌菌株をまず、F a、 bフラグメンと共にインキュベーションし、次
し)でBECsと混合した。細胞への細菌の結合を、記載されているように行っ
た(McEarchran)。図6(よ、BECsへの緑膿菌(P、 aeru
ginosa)のに結合の阻害を、抗体Fab1度の関数として示す。Fabフ
ラグメントを、単クローン抗体PK99H(ロ)およびPK34C(△)から調
製した。両方の抗体フラグメント(よ、標的上皮細胞への緑膿菌(P、 aer
uginosa)の結合を阻害するのに有効であること力くわ力入る。
種々のシュードモナス菌株の結合に対するPK99H,PK34C1およびII
E免疫性の対照1gG Fabフラグメンl−の効果を表21こ示す。
表2
いて、El、ISAにより10I′の力価を有していた。平均上標準偏差を示す
。対照に対する%は丸かっこの中1−示す。
ゝ正常の゛7ウスIgGから調製さtまた1m、lあたり100μgのFabフ
ラグメントを添加し、た時の対照値
゛有意な差(P<0.05)が、スヂューデントを検定によりめられた。
これらのデータは、PK99H抗体が、菌株PAK、HD!、および492cの
結合の結合阻害を引き起こすことを示している。PK34C抗体は、対照的に、
PAK/3を除いて、試験した菌株全ての結合の著しい阻害を引き起こす。これ
らの結果は、PK34C抗体が、ンユードモナス属菌株の中で、PK99H抗体
より交差反応性であることを示唆している。これらのデータは、BECsへのシ
ュードモナス属結合を阻害するのに有効な抗体が、BECsへのシュードモナス
属細菌の付着を阻害するのにも有効であることをも証明している。
■、細菌および真菌感染の阻害
上で説明したように、緑膿菌(P、 aeruginosa)のにビリンタンパ
ク質のC末端の、ジスルフィド連結ペプチドに対して産生される抗体、例えば単
クローン抗体PH34Cが、BECsへの種々のシュードモナス属菌株の結合を
阻止する抗体の能力によって証明されているように、種々の緑膿菌(P、 ae
rugi口0Sa)菌株からのビリンタンパク質と交差反応を示す。
本発明の一面によれば、緑膿菌(P、 aeruginosa)のC末端の、ジ
スルフィド連結ペプチド領域に対して産生される抗体が、種々の細菌および真菌
微生物上の表面タンパク質と交差反応を示すことか見出された。細菌および真菌
タンパク質および/または細胞に結合する抗体を以下に示す。以下にも同様に示
される、BECs・\のカンジダアルヒカシス(Candida albica
ns)結合を阻害する抗体の能力に関する付加的な研究は、このような結合が、
BECsのような標的上皮細胞への細胞結合を阻害するのに有効であることを証
明している。
本発明は、さらに、緑膿菌(Pseudomonas aeruginosa)
ビリンタンパク質のC末端の、ジスルフィド連結ペプチド領域に対して産生され
る抗体と抗原的に交差反応を示す表面タンパク質を有する細菌および真菌生物の
、標的上皮細胞への付着を阻止する方法を包含する。この方法は2緑Il菌(P
、 aeruginosa)のC末端の、ジスルフィド連結ペプチド領域に対し
て産生されるこのような抗体と細菌または真菌微生物を接触させて交差反応を示
す表面タ:ノバク質に結合することを含む。
この結合は、その後、標的上皮細胞、例えばTECsおよびBECsとの微生物
の結合を阻止するのに有効である。
抗体を産生ずるのに使用されるペプチドは、(i)〜(vi)、(vi−xLお
よび(i゛)〜(vi’ )としたペプチド群から選択されるペプチドを含む、
セクション■に記載したペプチドから選択するのが好ましい。あるいは、抗体を
産生ずるために使用されるペプチドは、セクションV中に記載されているように
、緑膿菌(P、 aeruginosa)とのその交差反応性のために選びださ
れたものである。
ポリクローンまたは単クローンのいずれかの抗体が、セクション■に概説されて
いる方法のような標準方法によって産生され得る。この方法に有用な1つの抗体
は、セクション■に記載したPK99HまたはPK34C単クローツクローン抗
体治療目的のために、すなわち、抗体が非経口的に投与される場合、抗体は、マ
ウスの単クローン抗体、例えば抗体PK99HまたはPK34Cの、可変領域、
およびヒトのイムノグロブリン遺伝子の不変領域を含むキメラ抗体であるのが好
ましい。このようなキメラ抗体の調製に関する詳細は、以下のセクション■に示
す。あるいは、該抗体は、セクション■に記載したように、C末端の緑膿菌(P
。
aeruginosa)ペプチドを用いた予防(ワクチン)接種によっても産生
し得る。
IVA モラクセラ・カタルハリス(IJoraxella catarrha
lis)モラクセラ・カタルハリスは、ビリ線毛の2つの形態学的形状を引き起
こし、ヒトの呼吸肺胞細胞に結合する(Carr)。引き起こされたビリ線毛の
少なくとも一方は、寒天侵食、単収縮自動運動性、およびM、 boν1sのビ
リン遺伝子プローブでの探査に基づき、N−メチルフェニルアラニン(N−^1
ePhe)ビリ線毛、Ne1sseria。
緑IN菌(P、 aeruginosa)、 Moraxella bovis
、 Bacteroides nodosus 、およびコレラ菌(Vibri
o cholerae)(Paranehych、 1988)によって引き起
こされるのと同一種類のビリ線毛であることが示唆さゎた(MarrS)。
本発明を支持して行われた実験により、M、 catarrhalisが、αお
よびβビリ線毛と呼称される、ビリ線毛の2つの形態学的形状を引き起こすとい
う、より早期の観察(Ma、rrs)か確認された。さらに本発明を支持する研
究は、1.2kbのHindDI緑膿菌(P、 aeruginosa) PA
Kピリン遺伝子プローブは、合理的な説得力をもって、多数のM、 catar
rhalisの臨床上の単離物(isolates)の制限エンドヌクレアーゼ
フラグメントに交雑することを示した。さらに研究は、ラビットのポリクローン
抗シュードモナス属PAKビリ線毛抗血清(上のセクション■)が、イムノプロ
ットにおいて、18kDタンパク質(図7中のレーン2)と特異的に反応するこ
とを証明した。この18kDタンパク質は、β−ビリ線毛の構造的サブユニット
を構成する。
β−ビリ線毛タイプは、M、 eatarrhalisにおける毒性と大いに関
連しており、回想的疫学研究において毒性菌株中に高い頻度で見出される。1つ
の研究において、集落化した患者および感染した患者の43の臨床上の単離物の
中のα−およびβ−ビリ線毛タイプの分布は、α−ビリ線毛については、集落化
した患者および感染した患者においてそれぞれ67%および87%であり、β−
ビリ線毛については、集落化したビリ線毛および感染したビリ線毛においてそれ
ぞれ42%および81%であることを示した。例5に記載した免疫位置確認研究
は、ポリクローン抗PAOビリ線毛抗血清は、M、 eatarrhalisの
表面および表面付属器に高い親和性で結合することを示している。
■B、 Porphyromonas gingivalis屯クローン抗体P
K9りHは、イムノプロットに基づいて多数の単離物(オンタリオ州トロント所
在のFaculty of Dentistry、 University o
f TorontoのDr。
R,El、Ienから入手した)中のPorphyromonas(以前はBa
cterioidesと呼称されていた) gingiν・alis 40 k
D細胞性タンパク質と交差反応することが見出された。手短に3えば、BHI寒
天上の嫌気性ジャー中で嫌気的に培養したp、 gingivalisuコロニ
ーの全細胞性タンパク質を可溶化し、5DS−PAGEにより分離し、電気泳動
によりニトロセルローストに移し、そして、既に記載したように、単クローン抗
体PK99HおよびPK34Cてイムノプロットした。図10に示されるように
、弔離物に依り40〜50kDのタンパク質に特異的に結合したPK99Hを観
察しこ。Westernプロットに関する説明は以Fの通りである1、 Bac
teroides intermedius、 ATCC2561!2、Bac
teroides intermedius、NTCC93363、Porph
yromonas (Bacteroides) gingivalis 38
14 、Porphyromonas gingiva!is 9−14に−1
5、8acteroides melaninogenicus 20/306
、Porphyromonas gingivalis 33277?、 Ba
cteroides melaninogenieus VP[2381P、
gingivalis以外の細菌との反応の欠損、およびB、 interme
dius NTCC9336どの弱い反応は、PK99H抗体との反応性の欠損
よりむしろ、別の菌株による低いビリ線毛の発現のためてあり得る。
IVCカンジダ・アルビカンス(Candida albicans)TECs
およびBECsへのC,albicansの結合を、標的上皮細胞への真菌性細
胞の付着の阻害に関する研究において調べた。例6Aで同定したいくつかのC。
albieans菌株を使用した。BECsおよびTECsは、それぞれ例6B
および6Cに記載したように入手した。TECsおよびBECsへのC,alb
icans細胞の結合は、例6Dに記載したように、顕微鏡的方法によって示す
ことができる。
図11は、TECs (暗い細胞)に結合したC、 albicans細胞(明
るい細胞)を示す位相顕微鏡写真である。BECsおよびTECsへのC,al
bicans細胞の定量的結合は、例6Eに詳述された付着アッセイによって同
様に証明された。
(:、 albicans中の付着タンパク質は、酵母細胞の細胞表面上に表面
自己重合線毛を形成する線毛タンパク質である。線毛は、例6Fに詳述した単離
方法により、実質的に精製されt:形で得られた。ドデシル硫酸すl・リウムポ
リアクリルアミドゲル電気泳動(SDS−PAGE)による精製された線毛の分
別により、図12のレーン3における銀染色法により示された単一の64kDタ
ンパク質が得られた。精製された線毛は、比色アッセイに基づいて約15%(W
/W)のタンパク質および85%の炭水化物(W/W)からなる。
BECsへのカンジダ属の付着を阻害する精製された線毛の能力を、例6Hに概
説したように、直接競合方法によって調へた。図13中の棒グラフで示した結果
は、線毛の増加する濃度は、上皮細胞へのカンジダ属の結合の増大する阻害を引
き起こすことを示している。これらの知見は、標的上皮細胞への真菌細胞付着お
けるカンジダ属の線毛タンパク質の役割と矛盾しない。
競合阻害についての同様の研究が、精製された緑膿菌(P、 aerugino
sa) Kピリ線毛を用いて行われ、図14の棒グラフに示される結果が得られ
た。この結果から明らかなように、比較的高い濃度のPAKビリンタンパク質は
、濃度に依存して、BECsへのカンジダ属の結合を阻害した。BECsへのシ
ュードモナス属のビリンタンパク質の結合の、カンジダ属線毛タンパク質による
阻害を示す相互補完的研究の結果を、図15に示す。
論じたばかりの阻害結果は、ビリ線毛によるシュードモナス属細胞および線毛に
よるカンジダ属細胞の両方の付着が、ピリンまたは線毛タンパク質のいずれによ
っても少なくとも部分的に阻止される共通の上皮細胞受容体で生じることを示唆
している。
これらの結果は、シュードモナス属、モラクセラ属、およびバクテロイデス科細
菌細胞からの表面タンパク質について上で得られた結果と同様に、シュードモナ
ス属のC末端ビリ線毛ペプチドおよび細菌細胞タンパク質の間の抗原性エピトー
プの維持を示唆している。この部位の維持は、C末端ピリンペプチド(PK99
HおよびPK34CMabs)に対して特異的な抗体および線毛タンパク質に対
して特異的な抗体に結合するためのピリンおよび線毛タンパク質に関する、相互
競合的ELISAの研究によって証明されている。後者の抗体は、精製した線毛
に対して調製されるポリクローン抗体である。
結合方法の詳細は、例7Aおよび7Bに示されている。手短に言えば、線毛また
はピリンタンパク質を、固体支持体上で固定化する。競合者(competit
or)抗原および抗体を一緒に混合し、次いて固体支持体に、競合者の不存在下
で、固定化抗原の約50%が抗体に結合するであろうような抗体濃度で加える。
固体支持体に実際に結合した抗体の量は、標準ELISA方法によってめた。研
究の結果を以下の表3に示す。2つの異なる抗原に対する3つの抗体のそれぞれ
の、同様の結合親和性値は、2つの抗原の間のエピトープ部位の強い維持を示唆
している。
表3
線毛 線毛 ビリ線毛 ビリ線毛
競合者 線毛 ビリ線毛 線毛 ビリ線毛PK99H1,21XIO’ 2.0
4XIO” 1.84刈0” 3.OXIO’PK34C1゜50XIO’ 3
.16X10” 2.82XlO” 3゜8 XIO”抗線毛 4.74xlO
’ 2.50刈0’ 1.24刈023.9 XIO’関連した研究において、
酸化または還元形のPAKペプチドに対して調製したラビットのポリクローン抗
体を、線毛タンパク質およびピリ線毛タンノくり質に対する結合親和性について
調べた。抗体を、固定化抗原、ピリンまたは線毛タンノ々り質のいずれかに、表
4の左に示す4つの抗体希釈度の1つで添加した。支持体に結合した抗体の量を
、上記ELISA方法によってアッセイし、結果を表4に示した。C末端のジス
ルフィド連結ビリ線毛タンパク質に対する、それぞれのポリクローン抗体は、ピ
リンおよび線毛タンパク質の両方に対する高い親和性を示し、再度2つのタンパ
ク質の間のエピトープの高い維持を証明した。
表4
抗酸化抗体 抗還元抗体
固定化抗原
希釈度 線毛 ビリ線毛 線毛 ビリ線毛10−’ >2. 0” >2. Q
>2. Q >2. Q10−2>2.0 >2.0 >2.0 >2.01
.0” 0.450 、>2.0 0.598 >2.010−’ 0. 43
0 0. 496 0. 480 1. 281、これらの値は、ELISA、
、。、値である。
C,albicansの種々の菌株と交差反応する単クローン抗体PK99Hお
よびPK34Cの能力を、例7Cに記載の方法によって、ドツトプロ・ソテイン
グによって調へた。手短に言うと、選択したカンジダ属菌株の細胞をニトロセル
ロースフィルター上に固定化し、PK99HまたはPK34C抗体、およびアル
カリ性ホスファターゼに抱合したヤギの抗マウス抗体に連続的にさらした。結合
した抗体の量を、ニトロブルーテトラゾ1功ム基質の色の変化によって測定した
。測定さオ]た抗体レヘルを以下の表5に示す。これらの結果から、カンジダ属
菌株全ては、2一つの抗ビリ線毛抗体と高い免疫反応性であったことは明らかで
ある。
表5
カンジダ属菌株Nα PK99HPK34C35XIO’ 10”
6 5XIO’ 10@
+2 5XIO” 10@
13 5xlO’ 10’
+4 5X1.0’ 10’
19 5X1.O’ 1.02
#I0 10” 10’
#30 5X10’ 10″
PK99H1PK34Cの免疫特異的結合、お1よびポリクローンの抗線毛抗体
の免疫特異的結合を、カンジダ属細胞への抗体結合の後、間接的な免疫蛍光によ
−)で同様に証明[−5た。
ツユ−トモナス属ビリ線毛およびカンジダ属線毛のための、明白な共通の結合受
容体および2つのタンパク質の間のエビド−ムの維持は、抗ンユー用・モナス属
抗体か標的上皮細胞への真菌性細胞の結合を阻止するのに有効であろうことを示
唆している。この効果は、実際、PK、34CおよびPK99H抗体て観察さ1
1た。
図16は、示された抗体に真菌性細胞を最初にさらした後のBECsへのカンジ
ダ属結合の阻害%を示している。阻害方法の詳細を例7Dに示す。存意な阻害が
、シュートモナス属ビリンタンパク質のC末端配列に対して特異的な両方の抗体
で見られた。
前述したことから、種々の細菌および真菌細胞が、本発明のシュードモナス属の
C末端ビリ線毛ペプチドに対して調製された抗体と免疫反応性である表面タンパ
ク質を有することがわかるてあろう。標的上皮細胞へのこれらの細胞の結合が、
C末端のビリ線毛ペプチドに対して調製された抗体によって阻害されるので、こ
のような抗体および、それを産生させるためのワクチンは、交差反応性の微生物
による感染を予防しそして治療するために使用できる。
このような治療に応答する細菌および真菌は、上述した方法によって、例えば、
シュードモナス属ビリ線毛のC末端ペプチドに対して調製された抗体の、該微生
物への結合を示すことによって、または単離された、該抗体への付着物の交差反
応性を示すことによって容易に同定され得る。
■、シランム配列抗原
上記研究は、本発明のC末端のビリ線毛ペプチドに対して産生される抗体が、ツ
ユ−トモナス属ビリ線毛中に存在するエピトープおよび無関係な細菌および真菌
微生物中に存在する表面タンパク質に対して特異的であることが証明される。
この知見は、本発明の別の面に従って、種々の表面タンパク質に共通なエピトー
プを含む、一般化されたランダム配列ペプチドを調製するために利用できる。こ
のような一般化されたペプチドは、共通のエピトープに対する抗体を誘発するた
めのくセクション■)、キメラ抗体を調製するための(セクション■)、および
ペプチドエーロゾル治療方法において治療に使用するための(セクション■)ワ
クチ゛/絹成物中で使用される。
選択されたエピトープ部位を有する、一般化されたランダム配列ペプチドを引き
起こしそして同定する方法が最近轄告された(Scott: Cwirla)。
両方の研究は、長さか5〜10残基のランダム配列ペプチドを含むランダム配列
ペプチドの大きい集団を、受容体分子に関して、選択された結合活性を有するペ
プチドの存在について、選択された抗体(または別の受容体)・\の免疫特異的
結合によって首尾よくスクリーニングできることを証明している。この方法は、
従って、緑膿菌(P。
aeruginosa)および共通の免疫反応性部位を有する別の微生物種に対
する免疫性の発生のための代わりのイムノゲンであることが予測される新規配列
を引き起こし同定するのに作動である。
例8は、ランダム配列ペプチドが調製されそして本発明によるイムノゲンとして
の存用性について選択されうる方法を記載している。好ましい方法において、約
107〜10”の新規へブタペプチドが、ベクターとして、繊維状ファージfU
SE5を用いて、エピトープライブラリーの構成を通じて引き起こされる。別の
繊維状ファージベクターは、このようなライブラリーを引き起こす際に同様に作
動であると考えられる。あるいは、類似のエピトープライブラリーが、細菌発現
系中または機械的に引き起こされたペプチド系中で引き起こされ得る(Geys
onら、 CIBA Foundation Symp、119: 131−1
49)。
図17は、fUSE5繊維状ファージエピトープライブラリーを引き起こしそし
てスクリーニングすることを必要とする、一連の工程を図式的に示している。
手短に言えば、fUsE5 RF DNAを制限エンドヌクレアーゼ5filで
消化させて前述のDNAの挿入のための挿入部位をつくり出す。合成(15+3
m)塩基対(bp)Bgl I DNAフラグメントが調製され、それは、(N
NK)、−NはA、G、C1またはTを表し:I<はGまたはTを表し、モして
mは2から15の間を変動し得るーの形の縮退配列を含む。本発明の好ましい実
施態様において、mは5からIOの間、典型的には6〜7の間を変動し得、そし
て塩基は、単独付加の場合に、テンプレートブライマーにランダムに添加される
。20のアミノ酸についてコード化するコドンのランダム添加を行う代わりの方
法は、各アミノ酸を表すトリヌクレオチドコドンをテンプレートブライマーにラ
ンダムに付けることである。
クローン化ベクターへの挿入物連結に続いて、繊維状ファージベクターの増幅か
、大腸菌(E、 coli)細胞のトランスフェクションによって行われる。好
結果のトランスフェクションが、ベクター由来のマーカーの存在によって測定さ
れる。
本発明の好適な実施態様において、このマーカーはテトラサイクリン抵抗性であ
る。組換えファージを次いで細菌細胞から単離する。ファージを運ぶ重要な配列
を、ファージを重要な抗体、例えばPK34CまたはPK99と共にインキュベ
ーションする抗体パンニング方法によって単離する。ビオチニル化した(bio
tinyfated)第二の抗体(ヤギの抗マウス]’gG)を次いで添加し、
そしてビオチニル化ト化した第二の抗体、抗体PK34CまたはPK99H,お
よびファージを運ぶ免疫反応性ペプチドを含む複合体を、未反応抗体およびファ
ージから、ストレプトアビジンで被覆したプレート上での付着によって分離する
。ファージを運ぶ免疫反応性配列を溶出した後、対応するDNAコード化配列を
決定する。
選択したエピトープペプチドに対応するコード化配列を、慣用のペプチド合成方
法を用いて利用してエピトープペプチドを調製する。このことは、例1に記載し
たように、固相合成、または、既知の方法による組換えペプチド発現を包含し得
る。
繊維状ファージ融合タンパク質pIII中に存在する外来のDNA配列は、免疫
反応性ペプチドの配列を決定する。この方法により免疫反応性であると見出され
たペプチドを次いで、標準ペプチド合成方法により合成しそして適当なペプチド
キャリヤーに抱合することによってイムノゲンとして調製する。
■、ワクチン組成物
本発明には、C末端のシュードモナス属ピリ線毛ペプチドおよび、該ペプチドが
結合している免疫原性ペプチドキャリヤーを含むワクチン組成物も含まれる。
当該組成物は、緑膿菌(P、 aeruginosa)ビリンタンパク質のC末
端の、ジスルフィド連結ペプチド領域に対して産生される抗体と抗原的に交差反
応を示す表面タンパク質を有する細菌および真菌生物による感染に対するワクチ
ンとして使用される。
1つの実施態様において、該ペプチドは、配列(i)〜(vi)の間および配列
(vi)〜(X)の間で内部に一致する、アミノ酸変化を含む次の配列。
(i)KCTSDQDEQFIPKGC3K、(ii)KCTSDQDEQFT
PKGC3R1(ii)ACKSTQDPMFTPKGCDN。
(iv)TCTSTQEEMF I PKGCNKP、(v)SCA、TTVD
AKFRPNGCTD、(vi)ACTSNADNKYLPKTCQTATTT
TP。
(vi)NCK ITKTPTAWKPNYAPANCPKS。
(vi)TCG IPGSPTNWKANYAPANCPKS。
(ix)TCGTTGSPTNWKTNYAPANCPKS、および(x)GC
3l5STPANWKPNYAPSNCPKSを包含する。当該ペプチドはさら
に、
(a)Cys (C)残基の間のジスルフィド連結および(b)PK99Hまた
はPK34C単クローツクローン抗体特異的結合によって特徴つけられる。
別の実施態様において、該ペプチドは、配列(i゛)〜(vi’ )の間に内部
で一致する、アミ、/酸受化を含む次の配列:(i’ )DEQF IPK、
(ii’ )DEQF TPK、
(ii’ )DPMFTPK。
(iv’ )EEMFIPK、
(v’ )DAKFRPN、および
(vi’ )DNKYLPK
を包含する。当該ペプチドはさらに、
(a)PK99HまたはPK34C単クローツクローン抗体特異的結合(b)ヒ
トの頬またはヒトの気管上皮細胞への特異的結合:および(c)緑膿菌(P、
aeruginosa)のビリ線毛付着への特異的結合の不存在によって特徴づ
けられる。
特に任用な免疫原性キャリヤーは、キー、トールカザガイヘモシアニン(KLH
)、破傷風前、ポリ−L−(LYS :GLU)、ビーナツツ凝集素、ポリーD
−リジン、ジフテリア毒、オボアルブミン、大豆凝集素、ウシ血清アルブミン(
BSA) 、ヒト血清アルブミンなどを包含する。
当該ペプチドは、化学誘導体化を含む種々の公知の方法により、または標準遺伝
子工学技術(例えばAu5ubel)によりキャリヤーに抱合され得る。
本発明のワクチンおよび接種材料は、注射により通常筋肉内にまたは皮下に、腸
溶カプセルまたは錠剤により経口で、座薬として、鼻スプレーとして、また投与
の別の適当な経路により、投与され得る。ヒトの患者のためには、ポリペプチド
の適当な薬用量は、部分的には、選択した投与経路および多数の別のファクター
によって決まる。これらのファクタの中には、免疫化すべき被験者の体重、使用
キャリヤー、使用補助剤、および使用が所望される接種数が含まれる。
ヒトの患者のための個々の接種は、一般的には、ポリペプチドが連結され得る任
意のキャリヤーを除いて、約10ミリグラム〜約100ミリグラムのポリペプチ
ド単位用量を含む。所望であれば、一連の薬用量が、最適の免疫性のためにある
時間にわたって投与され得る。場合により上記量のポリペプチドを含む、ワクチ
ンの単位用量形も提供され得る。
■、キメラ抗体
本発明は、好ましくは上記のマウスの単クローン抗体PK99HまたはPK34
Cの可変領域から由来する、緑膿菌(P、 aeruginosa)ピリンタン
パク質のC末端領域について免疫特異的な可変(抗原反応性)領域、およびヒト
の免疫グロブリンネ変領域からの不変抗体領域を有するキメラ抗体を同様に意図
している。ここに記載したキメラ抗体はIgG抗体であるが、IgM抗体のよう
な別のイムノグロブリンタイプも適していると認識されている。
2つの重(H)鎖および2つの軽(L)鎖からなるIgG類の抗体分子は、示し
たように、ジスルフィド結合によって一緒に連結している。図18に示されてい
るように、抗体分子の可変領域は、重鎮および軽鎖ポリペプチド(V、およびV
L)の両方の一部からなる。同様に当該分子の不変領域は、重鎮および軽鎖ポリ
ペプチド(C□およびCL)の両方の一部からなる。それ故、マウスの単クロー
ン抗体に由来する可変領域およびヒl−1gGに由来する不変領域を含むキメラ
分子を構成するためには、ポリペプチドの適当な部分についてコード化する部分
的遺伝子を、ポリペプチドの発現の前に連結しなければならない。
組換え方法によるキメラのマウス−ヒト抗体の構成方法は、当該技術において公
知である(Boulianne+ Morrison)。適当な発現系は、当該
技術に公知の原核生物および真核生物発現系を含むが、それらに限定されない。
発現系は昆虫細胞(Spodoptera frugiperda)系であるの
が好ましく、それを組換えバキュロウイルスベクターで感染する。同様に、キメ
ラ抗体のポリペプチド鎖についてコード化する組換えDNA配列は別のベクター
−それは次いで細胞中にコートランスフエクショ:ノされる−に挿入され得、ま
たは、同一発現ベクター中に挿入し得ることが理解されるであろう。組換えDN
A配列を、共発現バキュロウィルス由来のベクター (pACVC3)−それは
、挿入した遺伝子配列を転写する反対方向の2つのポリヘトリン(polyhe
drin)プロモーターを含むm−中に続いて挿入するのが好ましい。
図18は、説明したバキュロウィルス発現系における使用に適した好ましい構成
を図解している。図に示したように、適当なハイブリドーマ細胞系、例えば細胞
系PK34GまたはPK99Cから単離したmRNAを、重要な可変領域の側面
にある3゛プライマー〜不変領域と共にインキュベーションしそして逆転写酵素
と共にインキュベーションする。複製連鎖反応(PCR)による遺伝子増幅を、
側面にある不変領域から選択される5′プライマーを用いて行う。マウスの重鎖
(v8)の可変領域のための適当なプライマーを含むこの手順は5astryら
によって開示されている。
VHについてコート化する遺伝子を、制限エンドヌクレアーゼBamHIおよび
Sac■により消化してBamHI/Sac I (5°−3′)フラグメント
を調製するのが好ましい。同様の手順を実施してマウスV、領域についてコード
化する遺伝子フラグメントを得、それを好ましくは制限エンドヌクレアーゼ旦見
更H1およびHindlTIて消化して旦amHI−Hind T I I (
5° −3°)フラグメントを調製する。
重鎮および軽鎖の不変領域(それぞれC1lおよびC−についてコード化する遺
伝子のフラグメントは同様に当該技術において公知の方法(Rabbi t t
s)によって得られる。CIIを含む遺伝子を、制限エンドヌクレアーゼHjn
dTIIおよびBa、mHiによって消化してHindl I I−BarnH
I (5’ −3’ )フラグメントを調製するのか好ましい。C1,を含む遺
伝子を、HindlllおよびBarnHXによって消化してHindlll−
BamHI (5°−3’)7ラグメントを調製するのが好ましい。
キメラ重鎖についてコード化する遺伝子は、次いで、Voについてコード化する
BarnHT−3ac lDNAフラグメントを、ヒトのIgG1または1gG
2のHind I T 1部位に連結することによって構成される(Bou l
1anneら(Nature312: 643−646; 1984); M
orrisonら(PNAS 81: 6851−6855; 1984))。
得られる組換えDNA5を次いで、引き続いて共発現バキュロウィルスベクター
pACVC3に挿入するのが好ましい。まずキメラ重鎖(V□−C,)についせ
る(Putlitzら)。分泌された抗体の結合能力を、記載したようにEIj
SAによって分析する。
本発明により調製されるキメラ抗体は、抗体の非経口投与により、シュードモナ
スおよび交差反応性感染作用因子の哺乳動物の感染の治療または予防に有用であ
る。
■、ペプチド治療
投与の1つの好ましい方法において、本発明のペプチドは、ペプチドを含む粉末
または噴霧溶液の鼻吸入によって送達される。この投与方法は、ペプチドの送達
が肺の粘膜上皮表面に直接なされるという利点を存する。
本発明のペプチドのさらに別の使用は、肺の上皮細胞への薬物送達のための標的
分子としてである。当該ペプチドは肺の上皮細胞に特異的に結合するので、それ
らは肺に関連する病理学的状態における治療アジュバントとして有用であると解
される。1つのこのような状態は肺の癌腫である。1つの好ましい使用において
、本発明のペプチドを、肺の癌腫の治療に有用である光活性化できる化学療法剤
に抱合する。薬物−ペプチド抱合体を次いで、鼻吸入によって投与し、該薬物を
、気管支鏡により送達される高強度の光によって活性化する。
以下の例により、本発明のベプチおよび抗体の調製方法および用途を説明する。
これらの例により本発明の詳細な説明するがそれを限定しない。
この例で使用される略語はBOC,第三ブトキンカルボニル、DCM、ジクロロ
メタン:TFA、トリフルオロ酢酸:およびBOC−AA−OHSBOC基によ
りα−アミノ基で保護されているアミノ酸である。
ポリペプチド合成のための市販のフェニルアセトアミドメチル樹脂はAppli
edBiosystems(カリフォルニア州、Foster C1ty)から
入手した。BOC−AA−0■(は、In5titute Armand Fr
appier(カナダ国、ケベック州、Laval)から入手した。
残基上の側鎖保護基は次のものである。チロシンのためのo −(p−ブロモベ
゛)Iイルオキソカルボニル)、トレオニン、セリン、アスパラギン酸およびグ
ルタミン・酸のための0−ベンジル、システィンのためのS−メトキシベンジル
ンおよびホルミルトリプトファンのための2−クロロベンゾイルオキシカルボニ
ル。
A6固相合成
上記固相方法によるこの発明の合成ポリペプチドの製造の際に、アミノ酸残基を
、カルボニル末端残基からエステル結合により樹脂(固相)に連結する。
反応性アミノ酸側鎖は、ポリペプチドの合成の間に同様に保護される。力・ノブ
リ〉・グは一般に、最初のN−末端アミノ酸のミリ当量数に対して、2倍モル過
剰の保護されたアミノ酸および1当量のシンクロへキシルカルボジイミドを用い
て行わtする。アスパラギン(N)およびグルタミン(Q)のために、2モル当
量のN−ヒドロキソ−ヘンシトリアゾールおよびジシクロへキシルカルボジイミ
ドを使用した。カップリング反応を、Sarin( 1981 )の二〉ヒドリ
ン試験により監視し、それは−49に99%より高く完了する。
B ペプチドの酸化および精製
当該ペプチドを樹脂から開裂し続いて環化してシスルフイF結合を形成する。
ペブチi・の開裂および側鎖保護基の完全な除去は、無水フッ化水素を用いて行
オ〕第1る。当該樹脂を、フッ化水素およびアニソール(9 : I,v/v)
を含む,昆合物に懸濁させて反応を5°Cで45分間減圧下に進行させる。フッ
化水素を次いて蒸発させる。樹脂を除去してエーテル(3xlOml)で洗浄し
、該ペプチドを30%酢酸(3XlOml)で抽出する。合わせた濾液を希釈し
て5%の酢酸水溶液としそして凍結乾燥する。
粗製ペプチドは、浅い勾配を用いて分析用の逆相1(PLCカラム(250x4
。
6mm内径)で精製することができる。粗製ペプチドを可能な最小容積の出発緩
衝液(約5ml)中に溶解した。非常に濃縮されたペプチドを遠心分離して未溶
解材料を沈降させた。分析試料、5〜lOμlを線状勾配を用いてクロマトグラ
フィーで分離して(溶剤Aは0.05%濃度の水性TFAであり溶剤Bはアセト
ニトリル中0.05%濃度のTFAである。)存在するペプチドの全量を測定し
た。粗製ペプチドが、分析用流れ(1%87分 勾配速度)の中で重要なペプチ
ドに近ルA保持時間を有する親水性および疎水性不純物を含んでいた時、流速1
m1/分での0 2%B/分の浅い勾配を用いた。
30〜50mgの全貯蔵溶液をカラム上に注入して流れを210nmで監視した
。ワラクン3ン(1ml)を集めて分析した。第3または第4フラクソヨン毎に
分析して重要なピークを持ったクロマトグラムに関する領域を同定した。次いて
この領域中のフラクションのさらに別の分析を行った。各法れのクロマトグラム
を、精製前の最初の分析用流れと比較して重要なピークを確認することができた
。この方法において、重要なフラクションを集めて凍結乾燥すると同時に、隣接
ピークの肩を除去した。乾燥したペプチドを乾燥語中のガラスバイアル中に貯蔵
しt二。
重量分析およびH P L C分析を用いてPAKペプチド構造を確認した。
八 頬の上皮細胞(BEC)の調製
BECsを、健庸な喫煙していない男性のボランティアから、木製アプリケータ
ー捧で頬の内側を穏やかに擦って集め、その際頬ごとに3本の木製アプリケータ
ー捧を用いt二。これらの棒を30mLのリン酸緩衝食塩水中で一緒に優しく擦
)でBE C sを懸濁させた。これらの細胞を、連続遠心分離(650xg)
によリ30mLリン酸緩衝食塩水で3回洗浄して再懸濁させた。最終ベレットを
pH7,2の5mLリン酸緩衝食塩水中で懸濁した。この懸濁液をろ過しく予め
湿らせた70μmナイロンメツシュ)、細胞を希釈して、pH7,2のリン酸緩
衝食塩水中2XlO’細胞/mLの最終濃度にした。この懸濁液を使用のための
準備まで4°Cて貯蔵した。
B、気管上皮細胞の調製
ヒトの繊毛のある気管上皮細胞(TECs)を、Toronto Genera
l )lospitalのSurgical Intensive Care
s、=ットの患者から、Franklinらによって記載されたような(198
7)、気管支粘膜の気管支鏡ブラッシングによって得た。TECsを、手術を要
する患者(一般的な麻酔剤の下で)、挿管した集中治療室(ICU)の患者、お
よび健康なボランティアから気管支鏡法によって得た。手術を要する患者および
ICU患者のために、気管支鏡法は、気管内挿入管を通じて挿入されたたわみや
すいOlympus Type 2 BF気管支鏡を用いて行った。細胞学ブラ
シを用いて、気管−気管支粘膜を剥離し、そしてTECsを、1%(W/V)の
クエン酸ナトリウムを含む高グルコースDulbeeco変性Eagle培地中
に集めた。
気管支鏡検査法により得られた細胞懸濁液は、種々の量の粘液、赤血球、顆粒球
、および細胞破片に加えて繊毛のあるまたは繊毛のない立方上皮および円柱上皮
細胞を含んでおり、付着アッセイにおいて直接使用するのに適当でなかった。
細胞懸濁液を短時間、渦巻き状にし、続いて70〜30ミクロンの気孔径のメツ
シュナイロンスクリーンを通し、10m1の0.01Mリン酸緩衝食塩水(pH
7,2)(PBS)で2回(500Xg、4℃で15分間)洗浄し次いで1ml
のPBS中に再懸濁させる。次いて細胞懸濁液を、PBSで前もって形成した(
48,000Xg、4°Cて40分間)65%(容積/容積)の浸透勾配(pe
rc。
I) gradien+月二で密度勾配遠心分離(500Xg、4℃で15分間
、揺れパケットローター中)により分別した。
TEC帯域を集めて第二の浸透勾配に適用した。繊毛のあるTEC帯域を第二勾
配から集め、細胞をPBS中で一度洗浄し次いてPBSl、5ml中で再懸濁さ
せた。直接細胞計数を、血球計数器を用いて行った:細胞生育能力を、トリパン
青染料排除によってめた。細胞分別方法は一般に(208±0.34)X106
細胞(平均tW準誤差)を生じ、その中32.8±6.5%が繊毛のあるTEC
sであった。これらの細胞の大多数は生育可能であり、多くの場合、繊毛は未だ
繊毛打を繰り返していた。分別したTECsは、上皮細胞のみ含み、実質的に汚
染粘液を含まず、直接付着アッセイに使用された。
A、Fabフラグメントの調製
ポリクローン抗体を、PAKビリンタンパク質の次のペプチド領域に対して調製
した・天然P A Kビリンタンパク質の残基128〜144からなる還元した
(r)または酸化した(o)PAKペプチドに対する“rl、”r2.”Oビお
よび“o2”、残基41〜49に対する“4ビ、残基58〜7oに対する“58
”、残基75〜84に対する“75”、残基89〜99に対する“89”、残基
107〜116に対する“107” ;および残基117〜125に対する“1
17”。“Pre“はブレ免疫血清を、そして“99H”は単クローン抗体PK
99Hのことである。
各ペプチド抗原に由来する上記ポリクローン血清のFabフラグメントは、固定
化パパインを用いて調製した(Pierce Chemical Co、、 R
ockford、 rL) o手短に言えば、アフィニティー精製したポリクロ
ーン抗体を、20mMリン酸ナトリウム緩衝液pH6,2中で20mMシスティ
ンHCI、1.OmMエチレンジアミン四酊酸(EDTA)四ナトリウムに対し
て透析した。抗体(約2mgの抗体を含む1m1)を0.5mlの固定化パパイ
ンに添加してi5orpmで振とうしなから37°Cて20時間インキュベーシ
ョンした。固定化パパインを遠心分離により除去し、Fabフラグメントを含む
上清を1mlのPBSで希釈した。
Fabフラグメントを、PBSて溶出したプロティンGカラムを用いてHPLC
により精製した。Fabフラグメントを、フロースルー(f Iowthrou
gh)中に集め、Fcフラグメントを、10mMグリシンI)82.75を用い
てカラムから溶出した。Fabフラグメントを、透析チューブ中にFab流出液
を入れ(8000未満の分子量のカット才力、ポリエチレングリコールを用いて
透析袋から液体を抽出する(分子量15,000〜20,000)ことによって
濃縮した。次いでフラグメントをPBSに対して透析した。Fabフラグメント
の活性を、EI、ISAによりチェックし、Fabフラグメントの調製を、5D
S−PAGEにより確認した。
B、FabフラグメントによるBECsへのPAKビリン結合の阻害PAKビリ
ンタンパク質を、公表された方法(Paranchychら、 1979)に従
って単離した。上述したように調製したFabフラグメントを、BECsの添加
前にP A Kビリ線毛と共にプレインキュベーションしく +、 X l 0
5細胞/mLの最終濃度)、ビリ線毛結合を単クローン抗体PK38Bを用いて
検出した(それはビリンタンパク質に対して特異的であるが、P A Kペプチ
ドに対しては特異的でない)。全てのFabsを希釈して、PAKビリ線毛に対
するELISAによって測定される最終力価を1O−3とした。
興よ
りEC8への緑膿菌(P、 aeruginosa)およびピリ線毛結合の単ク
ローン抗体阻害
A 単クローン抗体
ハイブリドーマ細胞系PK99HおよびP K 34 C(Doig)を、カナ
ダ国、アルハータ州所在のDepartment of Medical an
d Infectious Diseases of Univers奄■
y of Alberjaの細胞寄託所に寄託した。それらは細胞系Nos、
PK 99 HおよびPK 34 Cにより同定される。PK99HおよびPK
34CMabs、および非免疫性1gGのFabフラグメントを例3Aに記載し
たように調製した。
B、BECsへのピリ線毛結合の阻害
BECsを例2に記載したように調製した。PAKピリ線毛を、公表された手順
(Paranchychら、 1979)に従って単離した。PAKビリンタン
パク質を、公表された方法(Paranchych)に従って単離した。PK9
9H,PK34Cおよび非免疫性1gGのFabフラグメントを上記表1に示さ
れた濃度でPAKビリ線毛と共にブレインキュベーションした(Doig)。イ
ンキュベーション後、BECsを添加してlXl0’細胞/mLの最終濃度にし
た。ビリ線毛の結合を、単クローン抗体P K 3 Bを用いて検出し、次いて
、上述したように、酵素標識化したヤギ坑マウス抗体と反応させた。BECsと
関連した酵素活性により測定される、ピリ線毛結合を、表1中に対照(Fabフ
ラグメントを添加しない)に対する%として表す。
C,BECsへの緑膿菌(P、 aeruginosa)結合の阻害緑膿菌(P
、 aeruginosa)の菌株PAK、PAO,HDI、492c、PI、
K1.22−4、およびPAK/3が報告されている(Doig)。PK99H
,PK34C1および標準マウス非免疫性1gGのFabフラグメン)・を上述
したように調製した。Fabフラグメンl(0,5mlの0〜3.2mg/ml
)を、PBS中に0.7x l O” CFU/mlを含む細菌0.1mlに添
加し、この混合物を室温で30分間インキュベーションした。この混合物に次い
て0.4mlのPBSおよび2X I O’細胞を含むBECslmlまたは1
mlのPBSのいずれかを添加する(フィルターへの非特異的な細菌結合を評価
する)。37℃で2時間据とうじながらインキュベーションした後、細胞を、上
述したように、洗浄し、ろ過し、濾液を、抗ビリン単クローン抗体および酵素連
結抗体を用いるELIS八方法へより、結合した細菌の存在についてアッセイし
た。結果を上記表2に示す。
ポリクローン抗PAOビリ線毛抗血清を用いる免疫固定化の研究は、M、 ca
tarrhalis細胞を用い、それを、炭素で被覆した、光(glow)を放
つ電子顕微鏡の格子の表面に吸収させ、PBS pH7,4中1%(w/v)B
SAで2×5分間阻止し、そして0.5%(w/v)BSAを含むPBS pH
7,4中のラビットの抗PAOピリ線毛と37℃で35分間反応させた。次いで
格子を0. 5%(W/V)BSAを含むPBS pH7,45滴で洗い、1%
(W/v)BSAで2×5分間阻止し、0.5%(w/v)BSAを含むPBS
pH7,4中でヤギの抗マウスIgG−20nmコロイド状金抱合体(カリフ
ォルニア州、 Sa口Matea所在のE、Y、 Labs Inc、)と30
0分間反応せ、0. 5%(w/v)BSAを含むPBS pH7,45滴で洗
浄し、次いてH,05滴で洗浄し最後に乾燥させた。次いて格子を、1%(W/
V)リンタングステン酸で染色した後、8゜kVの加速電位で操作するPh由p
s EM 401透過型電子顕微鏡で調べた。対照は、第−の抗体および通常の
マウスI g G (Jackso口Laboratories)を含んでいな
かった。ポリクローン抗PAOビリ線毛抗血清が、高い親和性でMoraxel
la catarr+131isの細胞表面および表面付属器に結合しているこ
とが観察された。
午りローノ抗体PK99Hを用いる免疫固定化の研究は、LXI2中に前もって
埋め込んで、薄片に切断したM、 catarrhalis細胞の薄片を用いて
行われ、この薄11を3rnmの銅EM格子の表面に集め、そして薄片に飽和メ
タ過ヨウ素酸すトリウムてエツチングを施してオスミウムを除去し抗体活性を回
復した。薄片を次いて上述したように処理した。但し、単クローン抗体PK99
Hをポリクローン抗体の代わりに用いた。単クローン抗体PK99Hの免疫特異
的結合を、抗体を、M、 catarrhalis細胞中の細胞表面成分および
細胞質成分の両方に結合して観察した。
1 !1osp山1の集中治療室の患者の気管から単離するかまたはアルバータ
州エドモントン所在のDepartment of Microbiology
、 University of Alberta Ho5pita撃■
ら入手した。
5abouraudデキストロース寒天(Gibco)からの培養物のループフ
ル(loopful)を接種材料源として、0.4%(wt/v)グルコースて
補ったM9培地(Adams。
1959) I Om Iのために使用した。2つのインキュベーションのプロ
]・コールを使用した。150rpmで振とうした培地を、25°Cて19時間
または25°Cて16時間インキュベーションし、次いで37°Cて3時間イン
キュベーションした。
放射性付着アッセイにおいて用いられ得る培養物は、17時間インキユベーソヨ
ンした後に、55 Ci/m Iの[”S] −L−メチオニン(New En
gland Nuclear。
Boston Msss、 )で補った。細胞を遠心分離(12,000Xg、
10分間)によって採取し、PBS pH7,2て3回洗浄して組み込まれてい
ないメチオニンを除去した。洗浄した細胞を、変化する濃度のPBS pH7,
2中て再懸濁した。37°Cてインキュベーションした細胞を、18ゲージの針
の中を2回強制的に通過させて細胞塊を解体した。凝集は付着アッセイの間観察
されなかった。
B、頬の上皮細胞
BECsを、木製のアプリケーター捧で、健康な、喫煙していない男性ボランテ
ィア(n=10)から集めた。BECsを、PBS pH7,2中で穏やかに攪
拌することによってアプリケーター捧から除去した。BECsをPBS pH7
2て3回洗浄しく2000Xg、4℃で10分間)、次いで70μmナイロンメ
ツシュに通した。BECsに関する細胞濃度を血球計数器で測定してBECの濃
度を調整した。この方法で得られたBECsの生存率は、トリノ(ン青染料排除
によって測定した時、一般に約5%であった。
C,ヒトの繊毛のある気管上皮細胞へのC,albicansの付着ヒトの繊毛
のある気管上皮細胞(TECs)はFranklinら(1987)によってお
よびToddら(1989)によって記載されているように入手した。手短に言
えば、鼻および口の咽頭通路に5mlの1%(W/V)キシロカインを投与し、
さらに5mlの1%(W/V)キシロカインを、声門のレヘルて気管支鏡の吸引
口を介して投与した後、細胞を気管支鏡法によって得た。さらに5mlを気管の
中に投与して、使い捨ての細胞学ブラシで気管を繰り返しくn=10)ブラ・ソ
シングした。細胞を、1%(w/v)クエン酸ナトリウムを含む、血清を含まな
いDubeccoos Modified Eangle培地(高グルコース配
合物)30ml中で攪拌することによってブラシから溶離し、使用前に40°C
て貯蔵した。
TECsを、粘液、血液細胞、微生物汚染物質、および破片から、70μmおよ
び30μmのナイロンメツシュを通して穏やかにろ過し、細胞を、10m1のP
BS pH7,2で3回洗浄しく500Xg、40℃で10分間)、ImLのP
BS pH7,2中て遠心分離しく500Xg、40℃で10分間)、PBSp
H7,2中で予め作られた65%(v / v ) Percol I勾配(4
8,OOOXgて40°Cて40分間遠心分離することにより予め作られた)上
で、500Xgて40°Cで20分間、2回連続的に密度勾配遠心分離して細胞
を濃縮することによって分別し、5mlのp133 pH7,2で2回洗浄し、
そしてImLのPBS pH7,2中て再懸濁させた。BECsの量を、血球計
数器を使用する直接計数によってめた。
D カンジダ属綿毛の免疫蛍光
酵母を、上述したように、25°Cて成長させるかまたは37°Cに移した。酵
母を遠心分離によって捕集した。細胞を、PBS中で1,0%ホルムアルデヒド
で30分間固定させ、PBSで2回洗浄した。最初の抗体を加え、混合物を、3
00rpmで振とうして37°Cて1時間インキュベーションした。次いて酵母
を遠心分離(12,000Xg、室温で1分間)によって集めそしてPBS p
H7゜2て3回洗浄した。PBS pH7,2(11500希釈度)中でフルオ
レセインイソチオンアナート(Jackson Laboratories)に
抱合した、ラビットの抗マウスIgG (H+L)アフィニティー精製したIg
Gを、洗浄した酵母調製物に添加し、300rpmで攪拌しながら37℃で30
分間インキュベーションした。
酵母を上述したように3回洗浄しそしてO,1,mLのPBS pH7,2中で
再懸濁した。スライドに載せた湿った標本を作製し、MPS4カメラシステムを
備えたいetz Laborluxを用いてエビ蛍光および位相差顕微鏡法によ
って調へた。写真をKodak T−Maxフィルムに記録した。
E、付着アッセイ
54addonによって記載されているように変更されたMcEachranの
付着ア・ソセイを用いて上皮細胞ごとの結合した細菌の数を測定した。BECs
(ImLあたり2XIO’細胞のImL)を、PBS pH7,2中に懸濁し
た等容積の放射能標識化酵母と混合しそして、300 r pmて振とうしなが
ら、37℃で2時間インキユヘーノヨンした。次いで酵母が結合した上皮細胞を
、PBS pH7,2中で296(w/v)ウシ血rNアルブミン(BSA)で
前もって処理した、5ミクロンのポリカーボネートフィルター(Nuclepo
re)上でろ過することによって集めて非特異的結合を減らし、15mL PB
S pH7,2で洗浄し次いでシンチレーノヨンバイアル中に入れた。アクアゾ
ール(5mL)を各バイアルに添加し、放射能の量をBeckman LS−1
50液体シンチレーションカウンターにおいてシンチレンヨン計数することによ
って測定した。3つ組のアリコートを各試料についてろ過した。上皮細胞への酵
母の結合を、12μmのフィルターへの酵母の非特異的結合について補正しこ(
非特異的結合は一般に実験値の15%より低かった)。
上皮細胞濃度をアッセイの終わりに測定してインキュベーションの間に喪失した
細胞について補正した。
全細胞計数および生存細胞計数を付着アッセイの前後で行った。全細胞計数は、
血球計数器を用いて測定した。生存計数は、C,albicansをPBS p
H7,2中て連続的に希釈し、適当な希釈度て5abouraud−デキストロ
ース寒天(Gibco)上に置きそれを、目に見えて数えられるコロニーが形成
されるまで(通常24〜48時間)37°Cでインキュベーションすることによ
ってめられた。
F、カンジダ属線毛の精製
C,albicansを、0.4%(wt/v)グルコースで補ったM9培地(
Adams。
+959)中で、15Orpmで37°Cて一晩培養した。この培養物を使用し
て、アルミニウムトレー(約2 m l / トレー)に5abouraud−
デキストロース寒天(GibeO)に接種した。トレーを37°Cで5日間イン
キュベーションした。酵母細胞を次いて寒天表面から、曲がったガラス捧てかき
落とし、プロテアーゼ阻害剤としてImM フェニルメチルスルホニルフッ化物
(Sigma)を含むPBS pH7゜2中に懸濁させた。線毛を次いて細胞表
面からブレンディング(1!jaringブレンダーを用いて4×15秒のサイ
クル)することによってせん断した。細胞を位相顕微鏡法によって調へると、完
全であるように見えた。
細胞を遠心分離(12,000Xg、20分間)し、続いて、上演を0.45μ
mポリカポリカーボネートフィルターフォルニア州、 Pleasaロtoロ所
在のNuclepore Corp、 )でろ過することによって除去した。上
清を透析管(カリフォルニア州、ロサンシエルス所在のspectrum :分
子量カットオフ6000〜8000Da)に入れ、ポリエチレングリコールを用
いて濃縮した(分子量15,000〜20、 000. Sigma) (PE
G)、最後に試料をPBS pH7,4に対して透析した。最終的な調製物は粗
製線毛(CF)と名付けて一70°Cて貯蔵した。
粗製線毛を、流速0.5m!/分で操作する、I mM Ca C+ 2を含む
PBS pH7,2緩衝液で前もって平衡化されたそして同一緩衝液で溶出され
る3oo、oooダルトンのサイズ排除限界を有するProtein−Pak
300 SWカラム(Millipore Inc、)上でHP L Cサイズ
排除クロマトグラフィーにより精製した。精製した線毛は、カラムの空隙容量中
に最初に溶出した材料を再度クロマトグラフィーで分離し、第二のクロマトグラ
フィーの流れから、空隙容量中に未だ溶出する材料を集めることによって得られ
た。精製した線毛は、比色アッセイに基づくと、〜15%(W/W)のタンパク
質および〜85%(W/W)の炭水化物からなり、そして、銀染色を用いる5D
S−ポリアクリルアミドゲル電気泳動分析に基づくと、〜64,000ダルトン
の単一ポリペプチドからなっていたく図を参照)。
G、BECsへのPAKビリ線毛結合に対するカンジダ属線毛の効果イムノアッ
セイを行って、PAKからのビリ線毛のBECsへの結合に対するカンジダ属線
毛の効果を評価した。PBS pH7,2中のBECs (ImL。
2、Oxl O’ BECs/mLで)、PAKビリ線毛(0,5mLの80%
g/mL) 、および線毛(0,5mLの400〜800 u g/mL)を混
合しそして、New Bruns+vickジャイロ振とう機中で30Orpm
で振とうしながら、37℃でインキュベーションした。1時間後、BECsを遠
心分離(12,000Xg。
4°Cで10分間)集め、PBS I)87.2で2回洗浄した。抗PAKピリ
線毛単クローン抗体P K 3 B (Doigら1990)をBECペレット
(10−’の希釈度のImL)に添加し上述したように1時間インキュベーショ
ンした。次いでBECsを遠心分離によって集め、PBS pH7,2で2回洗
浄した。ヤギの抗マウスTgG (H十G)ペルオキシダーゼ抱合体(Jack
son Laboratories)をBECベレット(使用のための指示によ
って希釈されたImL)に添加しそして当該混合物を上述したように1時間イン
キュベーションした。BECsを遠心分離により集め、きれいな試験管に移し、
そしてPBS pH7,2で2回洗浄した。ベレットを、1mM 2.2° −
アジノビス[3−エチルベンゾチアゾリン−6−スルホン酸)、10mMクエン
酸緩衝液pH4,2中0.03%(容積/容積)を含む溶液ImL中で再懸濁し
た。反応をImLの4mM NaNtの添加によって停止さL405nmでの光
学密度を、遠心分離によりBECsを除去した後に測定した。各試験管中のBE
Ca度を、BECsを遠心分離により除去する前にアッセイの最後で、血球計数
器で測定した。
Hカンジダ属の結合の、PA、にビリ線毛またはカンジダ属線毛阻害の評価ビリ
線毛および線毛の阻害アッセイを直接競合方法を用いて行った。ビリ線毛/線毛
と酵母の直接競合は、酵母結合アッセイの開始時に、ビリ線毛/線毛、酵母およ
びB E’Csを同時に添加することによって行われた。l BECあたり結合
した酵母の数を上述したように測定した。
A、酵素連結イムノソルベントアッセイ(ELISA)NUNC96ウエルのポ
リスチレンウェル上を抗原でおおった。抗原(0,01M炭酸緩衝液、pH9,
5中11zg/mL)を各ウェル(100μl/ウエル)に添加し室温で6時間
放置した。ウェルを次いで、0.02%(重量/容積)BSAで補ったPBS
pH7,4250μI (緩衝液A)で3回洗浄した。ウェルを、−晩4℃でP
BS I)N7.4中5%(重量/容積)BSAで遮断した。ウェルを3回洗浄
し、最初の抗体100μlを2時間添加した。各ウェルを次いて、吸引を用いて
250μ■の緩衝液Aで3回洗浄した。緩衝液A(100μl/ウエル)中のヤ
ギの抗マウスIgG(H+L)イムノグロブリン−セイヨウワサビ(horse
radish)ペルオキシダーゼ抱合体(Jackson Laborato
ries)を添加し室温で2時間インキュベーションした。ウェルを緩衝液Aで
3回洗浄しそして、250μ+/ウエルの基質溶液(1mM 2.2°−アジノ
ージ−(3−エチルベンズチアゾリンスルホン酸)、10mM クエン酸ナトリ
ウム緩衝液pH4,2中0.03%(容積/容積)過酸化水素)を添加した。反
応を、250μl/ウエルの4mMアジ化ナトリウムを添加することによって停
止させ、405nmでの吸光度をEL−407プレート読み取り装置を用いて測
定した。
B、競合ELISA
競合者および抗体を、0.05%(w/v)BSAを含むlomM PBSpH
7,2緩衝液中で一緒に混合し、室温で30分間インキュベーションした。
アッセイの条件は、競合者が存在しない場合に、ELISAプレート表面に固定
化した抗原の一50%が抗体と結合するであろうような条件である。抗体および
競合者の混合物を次いて、上述したように、PAKビリ線毛またはカンジダ属線
毛て被覆しBSAで阻止したウェル(100μm/ウェル)に添加した。ELT
SAを次いで上述したように行った。抗原に対する抗体の結合を50%阻害する
であろう競合者の濃度を測定した後、競合者に対する抗体の見掛けの親和性を、
N1ejoら(1,984)によって記載されているようにめた。
C全細胞C,albicans ドツトプロットドツトプロットを、Bio−R
adドツトブロッティングマニホールドを用いて行った。カンジダ・アルビカン
スの種々の臨床的分離物の全細胞を先ずPBSpH7,2緩衝液で3回洗浄し、
そして2X10@CFUを含む細胞懸濁液100μmを、予め湿らせたニトロセ
ルロース膜」二でウェルごとに添加した。細胞を減圧ろ過によりフィルター表面
上に集めた。ウェルを、0.1%(容積/容積)ツイーン20.50 mM l
−リス緩衝化食塩水pH7,5(TTBS)(200μl/ウエル)で4回洗浄
し、TTBS中3%(重量/容積)BSA100μmて1時間阻止した。ウェル
を、次いで、TTBSで4回洗浄し、TTBS中種々の希釈度の単クローン抗体
PK99HおよびPK34Cを添加しく100μI/ウエル)そして1時間イン
キュベーションした。プロットをTTBSで4回洗浄し、TTBS中のヤギ抗マ
ウスIgG (H+L)イムノグロブリン−アルカリ性ホスファターゼ抱合体1
00μmを1時間各ウェルに添加した。プロットをTTBSで6回洗浄した後、
0.33mg/mLのニトロ青テトラゾリウムクロリド、0゜]、65mg/m
L 5−ブロモ−4−クロロ−3−インドリルーポスファート、100mM 塩
化ナトリウム、5mM 塩化マグネシウム、loOmM)リス緩衝液pH9,5
からなる基質溶液を添加した。吸引し、蒸留水で膜をすすぐことによって発色を
止めた。
D 酵母結合に関する抗体Fabフラグメントの評価Fabフラグメントの結合
に対する効果を次のように行った。Fabフラグメント(PBS pH7,2中
800μg/mLの0.5mL)をPBS pH7゜2中て酵母0.ImLに添
加しそして室温で30分間インキュベーションした。
、二t1.. i二、0.4mLのPBS pl−[7,2および、1.OmL
のBECs (2x105細胞/ m L )かまたは]、0rnLのPBS
I)N7.2のいずれかを添加し7た。次いて当該混合物を、300 r pm
で振どうしなから3“I”Cて2時間インキュベーションし、た。付着アッセイ
の残りは上述したように行った。
A ペプチドリガンドのt2−めのエビト−グライブラリ−の構成約10@の新
規へブタペプチド配列のエピトープライブラリーを、5cott & 5w1t
hによって記載されたように構成する。あるいは、同様のエピトープライブラリ
ーをCwirlaらまたはDevlinらによって記載されたように構成するこ
とができる。
図17は、5cott & Sm1thhによって記載された、そしてここに要
約されたライブラリーの構成を図式で表している。
繊維状ファージfUSE5を、Parmley & Sm1thによって記載さ
れた(1988: Gene 73: 305−318)および5cott &
Sm1t11によって記載されたエピトープライブラリーのためのベクターと
して構成する。このファージは、テトラサイクリン抵抗遺伝子を含み、クローン
化部位を存するように設計され、それへの挿入は、より小さいカプシドタンパク
質pHlの露出したN−末端にペプチド配列を付加することになる。この部位で
の外来ペプチド配列の付加は、ファージの伝染性を実質的に阻害しない。しかし
ながら、それを置くことは、それをファージの表面上に露出させ、抗体を認識で
きるようにさせる。
外来DNAフラグメントとの結合のつくる際に、fUSE5を、Sfi Iで消
化する(BRL;120単位/30ug fUsE5 RF DNA)。フェノ
ールとクロロホルムで抽出した後、容積をTE緩衝液(10mMトリスpH8,
1mM EDTA)で約0.8mlに調整し、DNAを酢酸ナトリウム緩衝液(
3M;pH6)およびイソプロパツールを添加することによって沈澱させる。
インキュベーション(0°で20分)およびペレット化の後、ペレットを70%
(V/V)エタノールで洗浄し、TEJilI液中で再び溶解させ、エタノール
沈澱させモしてTE中に再度溶解させる。
ランダムへブタペプチド配列を含む挿入断片を、図17に示した73塩基縮退鋳
型を、図17(最]二部)中に示した両方の鎖の5゛末端の最初の20塩基に相
当する5′ ビオチニル化プライマーで複製連鎖反応(PCR)増幅することに
よって調製する。鋳型を次いて示されt=2一つのBg11部位で開裂し次いで
ストレプトアビシノーアガロース上に吸着させて、消化されていないおよび部分
的に消化された副産物と共にビオチニル化末端フラグメントを除去する。PCR
混合物は、logの鋳型、5μgの各ビオチニル化プライマー、および25単位
のAmp 1iTaq DNAボリメラ・=−ゼ(Perkin−E1mer/
Cetus)を含んでいる。
この混合物を5つの温度サイクル(95°で2.5分、42°で4分、72゜で
4.4分、72°で5分)に付し次いで反応を、EDTA溶液(最終濃度、1m
M)、pH8の添加により停止させる。エタノールで沈澱させそして0.1ml
のTE緩衝液中に溶解させた後、生成物の一部をBgl I (Promega
;6. 4単位/す1最終濃度)で37°で2時間消化して36bp縮退フラグ
メントを調製する。このフラグメント中のランダムに選択されたコドンを(NN
K)vと表す。但し、NはデオキシヌクレオチドG、AST、およびCの等混合
物を意味し、Kは、GおよびTの等混合物を意味する。Mは、相補的鎖中でCお
よびへの等混合物を意味する。NNKはそれ故、20のアミノ酸のためのコドン
とさらにアンバー終止コドンを含む、32トリブレツトの等混合物を表している
。。Bgllによる消化を、EDTA溶液の添加によって停止させる(10mM
1最終濃度)。
前もって洗浄したストレプトアビジンビーズを次いで溶液に添加し30分間混合
し、そして遠心分離により除去する。この工程を、新鮮なストレプトアビジンビ
ーズを用いて繰り返す。最終生成物を抽出(フェノール+クロロホルム)し蒸発
させて0.1mlの容積にする。
5filで消化されたfUSE5 RFへの挿入断片の連結を容積2ml中で行
う。反応混合物は、縮退36bp挿入断片36μlおよびfUSE5の5fiI
消化物10ugからなる。この生成物をフェノールおよびクロロホルムで抽出し
、エタノール沈澱させ、そして0.2mf TE緩衝液に溶解させる。
連結生成物を、縮退ペプチド配列を運ぶファージの増幅のために大腸菌(ε、
C01i) MCI 061細胞に電気穿孔する。電気穿孔に続いて、細菌を、
テトラサイクリンを含む成長培地中に希釈する。細胞のテトラサイクリン抵抗性
は、好結果のトランスフェクションを示唆する。
B、抗体結合性ペプチドの選択
ファージを、寒天表面からかき取り、Lブロス中に再懸濁させそして上滑を遠心
分離(Beckman JAloo−ター中で4°で10分間8000rpm)
により2回清浄にすることによって、プレートから単離する。ファージ粒子を、
0.4MNaC1中でポリエチレングリコール(3,3%)で沈澱させ、次いで
遠心分離する。ファージベレッl□を、TBS緩衝液(50mM )リス−HC
L pH7゜5、I 50mM NaC1)中で再懸濁しそして4°で貯蔵する
。
ファージを、パンニング法で単クローン抗体PK34GまたはPK99Hを用い
て親和精製する。あるいは、これらの抗体のFAbフラグメントをこの方法で使
用する。手短に言えば、ファージを一晩、精製した抗体tugと共にインキュベ
ーションした後、抗体またはそれらのFabフラグメントに対する親和性をもつ
ファージ表現ペプチドを、Parmley & Sm1thのパンニング法を用
いて単離する。
ビオチニル化されたヤギ抗マウス抗体をこの混合物に添加し、混合物を次いでス
トレプトアビジンで被覆したプレートに添加する。この手順は、第二の(ヤギの
)抗体を使用せずに、Fabフラグメントの最初の抗体を直接ビオチニル化する
ことによって行われることもできる。インキュベーションに続いて(10〜30
分)、ストレプトアビジンで被覆したプレートを洗浄し、そして付着ファージを
0.1M HCI (pH2,2、グリシンで調整)およびウシ血清アルブミン
(1mg/ml)を含む緩衝液中で10分間溶出する。溶出液の中和を、2Mト
リスのアリコートを用いて行う。溶出ファージを次いで、大腸菌([E、 co
li)の感染によって増幅させ、次いで、テトラサイクリンを含む寒天プレート
上でインキュベーションする。得られた増幅ファージブールを、上述したのと同
一のパンニング法によって2回再精製する。
パンニング2〜3回を通じて選択されたファージをクローン化し繁殖させ、そし
てそれらのDNA’ sを標準技術を用いてシーフェンスして、これらのペプチ
ドエピトープのアミノ酸配列を決定する。
本発明の好ましい実施態様を本明細書で詳細に説明したが、当業者によって、変
更が、本発明の精神または請求の範囲から離れることなくなされ得ることが理解
される。
oo o &I Elk cI k ou、PIυG υ@ C11l Cl4
1(J& IIm 111w ha he−11N−m ms 4m mm
1.16.4h 4 111 41++ mh4k m、t dJ dJ 4J
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トek d@ dTh 1111 CJJI (JM CJk CJk υ−−
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tlk 11a ←−ea、、cls uvs $1111 CJIIIwg
・ −一 am CJJ mP4 υ−0−υ−υ−−?@64 44 41k
υe”em (14elm 5mus hea 11@ 11@ cls、u
h CJk Uk hkxeh eh eh oh eh−べh nh ah
gh−−υ トQ −υ ←ul−1cJ h← トド −ト ←ト1+Th+
I’h kTh LITh+ Uk、υc+ ua ua ha*6s e+
Os 6− υAうm−−−−一 −一 −−1elel ee ee e5
e mN 44 44 44 4me5cl 66 eIla−am 4m h
k hh LlilIJI4p4 dg−禰−トド 0− べ飄 ロー c−0
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k Nk (J−υ1 υ細 −一 トド トに111411 cJg CJJ
υA −一 υJ (JJII υ71 ee54 4トdlh ah 44
Ah 4? 411 4111υ−4書 υ−?+1 Nk 4−Llh e
h et++’1(JJI 4h IJJ O−ua ah e−e−u・4h
na −h em −h <a ae ee beeLog 工C50−Lo
g IC會50−0,0500,050,1
1/(ug /ml PAKピリ線毛)μG/ML 添加FAB
4IIhFig、 10
Fig、7
Fig、8A Fig、8B
Fig、9A
Fig、9B
Fig、11
Fig。13
[線毛] (μg/ml)
[ビリ線毛] (μg/ml)
Fig、1.5
[線毛] (μg/m1)
FABフラグメント
+
組換えpHI表面タンパク質を有する
ファージの多数のコピー
組換えpHl=
wH2−A5工Q囚E T V B−* −Fig、 17 (con” t)
t、r−u−〜 特異的抗体
免疫反応性のアミノ酸配列を決定する
配列DNA
Fig、1B
υ
補正書の写しく翻訳文)提出書
(特許法第184条の7第1項)
平成5年7月2日
Claims (32)
- 1.配列(i)〜(vi)の間および配列(vii)〜(x)の間で内部に一致 する、アミノ酸変化を含む、 (i)【配列があります】、 (ii)【配列があります】、 (iii)【配列があります】、 (iv)【配列があります】、 (v)【配列があります】、 (vi)【配列があります】、 (vii)【配列があります】、 (viii)【配列があります】、 (ix)【配列があります】、および (x)【配列があります】 からなる群から選択されるアミノ酸配列を存し、かつ(a)Cys(C)残基の 間のジスルフィド連結;(b)PK99HまたはPK34C単クローン抗体への 免疫特異的結合;(c)ヒトの頬またはヒトの気管の上皮細胞への特異的結合; および(d)緑膿菌(P.aeruginosa)ピリンタンパク質への特異的 結合の不存在によって特徴づけられるペプチド。
- 2.配列(j)〜(vi)の間で内部で一致する、アミノ酸変化を含む、次の配 列(i)【配列があります】、 (ii)【配列があります】、 (iii)【配列があります】、 (iv)【配列があります】、 (v)【配列があります】、および (vi)【配列があります】 の1つを有する、請求項1記載のペプチド。
- 3.(i)〜(vi)の配列の1つを有する、請求項1記載のペプチド。
- 4.配列(vii)〜(x)の間で内部で一致する、アミノ酸変化を含む、次の 配列(vii)【配列があります】、 (viii)【配列があります】、 (ix)【配列があります】、および (x)【配列があります】 の1つを有する、請求項1記載のペプチド。
- 5.配列(vii)〜(x)の1つを有する、請求項4記載のペプチド。
- 6.配列(i′)〜(vi′)の間で内部で一致する、アミノ酸変化を含む(i ′)【配列があります】、 (ii′)【配列があります】、 (iii′)【配列があります】、 (iv′)【配列があります】、 (v′)【配列があります】、および (vi′)【配列があります】 からなる群から選択されるアミノ酸配列を有し、かつ、(a)PK99Hまたは PK34C単クローン抗体への免疫特異的結合、および(b)緑膿菌(P.ae ruginosa)ピリンタンパク質への特異的結合の不存在によって特徴づけ られるペプチド。
- 7.配列のN末端のDまたはE残基から1〜5残基およびC末端のKまたはN残 基から1〜2残基間隔をあけて、ジスルフィド連結したCys基が側面に置かれ ている、請求項1記載のペプチド。
- 8.緑膿菌(P.aeruginosa)ピリンタンパク質のC末端の、ジスル フィド連結ペプチド領域に対して産生される抗体と抗原的に交差反応を示す表面 タンパク質を有する細菌および真菌生物による感染に対するワクチンとして使用 される組成物であって、 (A)配列(i)〜(vi)の間および配列(vii)〜(x)の間で内部で一 致する、アミノ酸変化を含む、 (i)【配列があります】、 (ii)【配列があります】、 (iii)【配列があります】、 (iv)【配列があります】、 (v)【配列があります】、 (vi)【配列があります】、 (vii)【配列があります】、 (viii)【配列があります】、 (ix)【配列があります】、および (x)【配列があります】 からなる群から選択されるアミノ酸配列を有し、かつ(a)Cys(C)残基の 間のジスルフィド連結および(b)PK99HまたはPK34C単クローン抗体 への免疫特異的結合によって特徴づけられるペプチド;および(B)当該ペプチ ドを結合する免疫原性キャリヤーを含む、上記組成物。
- 9.ペプチドが、配列(i)〜(vi)の間で内部で一致する、アミノ酸変化を 含む、次の配列 (i)【配列があります】、 (ii)【配列があります】、 (iii)【配列があります】、 (iv)【配列があります】、 (v)【配列があります】、および (vi)【配列があります】 の1つを有する、請求項8記載の組成物。
- 10.ペプチドが、配列(vii)〜(x)の間で内部で一致する、アミノ酸変 化を含む、次の配列 (vii)【配列があります】、 (viii)【配列があります】、 (ix)【配列があります】、および (x)【配列があります】 の1つを有する、請求項8記載の組成物。
- 11.ペプチドが、PK34C抗体と免疫反応性である、シュードモナス属感染 に対してワクチンとして使用される、請求項8記載の組成物。
- 12.ペプチドが、PK99H抗体と免疫反応性である、カンジダ属感染に対し てワクチンとして使用される、請求項8記載の組成物。
- 13.緑膿菌(P.aeruginosa)ピリンタンパク質のC末端の、ジス ルフィド連結ペプチド領域に対して産生される抗体と抗原的に交差反応を示す表 面タンパク質を有する細菌および真菌生物による感染に対するワクチンとして使 用される組成物であって、 (A)配列(i′)〜(vi′)の間で内部で一致する、アミノ酸変化を含む、 (i′)【配列があります】、 (ii′)【配列があります】、 (iii′)【配列があります】、 (iv′)【配列があります】、 (v′)【配列があります】、および (vi′)【配列があります】 からなる群から選択されるアミノ酸配列を有し、かつ、(a)PK99Hまたは PK34C単クローン抗体への免疫特異的結合、および(b)緑膿菌(P.ae ruginosa)ピリンタンパク質への特異的結合の不存在によって特徴づけ られるペプチド;および(B)当該ペプチドを結合する免疫原性キャリヤーを含 む、上記組成物。
- 14.ペプチド配列のN末端のDまたはE残基から1〜5残基およびペプチド配 列のC末端のKまたはN残基から1〜2残基間隔をあけて、ジスルフィド連結し たCys基がペプチドの側面に置かれている、請求項13記載の組成物。
- 15.緑膿菌(P.aeruginosa)ピリンタンパク質のC末端の、ジス ルフィド連結ペプチド領域に対して産生される抗体と抗原的に交差反応を示す表 面タンパク質を有する細菌および真菌生物による感染に対する個体を保護する方 法であって、個体を、 (A)配列(i)〜(vi)の間および配列(vii)〜(x)の間で内部で一 致する、アミノ酸変化を含む、 (i)【配列があります】、 (ii)【配列があります】、 (iii)【配列があります】、 (iv)【配列があります】、 (v)【配列があります】、 (vi)【配列があります】、 (vii)【配列があります】、 (viii)【配列があります】、 (ix)【配列があります】、および (x)【配列があります】 からなる群から選択されるアミノ酸配列を有し、かつ(a)Cys(C)残基の 間のジスルフィド連結、および(b)PK99HまたはPK34C単クローン抗 体への免疫特異的結合によって特徴づけられるペプチド;および(B)当該ペプ チドを結合する免疫原性キャリヤーを含むペプチド組成物で予防接種することを 特徴とする、上記方法。
- 16.ペプチドが、PK34C抗体と免疫反応性である、シュードモナス属感染 に対する個体を保護する際に使用するための、請求項15記載の方法。
- 17.ペプチドが、PK99H抗体と免疫反応性である、カンジダ属感染に対す る個体を保護する際に使用するための、請求項15記載の方法。
- 18.緑膿菌(P.aeruginosa)ピリンタンパク質のC末端の、ジス ルフィド連結ペプチド領域に対して産生される抗体と抗原的に交差反応を示す表 面タンパク質を有する細菌および真菌生物による感染に対する個体を保護する方 法であって、個体を、 (A)配列(i′)〜(vi′)の間で内部で一致する、アミノ酸変化を含む、 (i′)DEQFIPK、 (ii′)DEQFIPK、 (iii′)DPMFTPK、 (iv′)EEMFIPK、 (v′)DAKFRPN、および (vi′)DNKYLPK からなる群から選択されるアミノ酸配列を有し、かつ、(a)PK99Hまたは PK34C単クローン抗体への免疫特異的結合、および(b)緑膿菌(P.ae ruginosa)ピリンタンパク質への特異的結合の不存在によって特徴づけ られるペプチド;および(B)当該ペプチドを結合する免疫原性キャリヤーを含 むペプチド組成物で予防接種することを特徴とする、上記方法。
- 19.ペプチド配列のN末端のDまたはE残基から1〜5残基およびペプチド配 列のC末端のKまたはN残基から1〜2残基間隔をあけて、ジスルフィド連結し たCys基がペプチドの側面に置かれている、請求項18記載の方法。
- 20.緑膿菌(P.aeruginosa)ピリンタンパク質のC末端の、ジス ルフィド連結ペプチド領域に対して産生される抗体と抗原的に交差反応を示す表 面タンパク質を有する細菌および真菌生物による感染に対するワクチンとして使 用される組成物の製造方法であって、 (i)(NNK)m(但し、NはA、T、GまたはCを表し、そしてKはTまた はGを表し、そしてmは5〜10である。)の形のランダム配列ポリヌクレオチ ドの混合物を生じさせ、(ii)挿入配列を発現できるベクター中にポリヌクレ オチドを挿入することにより、ランダム配列ベクターのライブラリーを作り、( iii)ライブラリーベクターを操作してランダムアミノ酸配列としてランダム 配列ポリヌクレオチドを発現させ、 (iv)PK34CまたはPK99H単クローン抗体と免疫反応性であるアミノ 酸配列の存在についてライブラリーベクターをスクリーニングし、(v)このよ うな免疫反応性アミノ酸配列を発現するライブラリーベクターを単離し、そして (vi)単離されたベクター中で挿入配列によってコード化されたポリペプチド を作り出す ことを特徴とする、上記方法。
- 21.ランダム配列ポリヌクレオチドが、CGH−(NNK)m−CGH(但し 、HはUまたはCである)の形を有し、かつ、発現アミノ酸配列が、酸化されて ジスルフィド連結を形成するCys残基によって結合される、請求項20記載の 方法。
- 22.ライブラリーベクターが、PK34C単クローン抗体と免疫反応性である アミノ酸配列の存在についてスクリーニングされる、請求項20記載の方法。
- 23.ライブラリーベクターが、PK99H単クローン抗体と免疫反応性である アミノ酸配列の存在についてスクリーニングされる、請求項20記載の方法。
- 24.緑膿菌(P.aeruginosa)ピリンタンパク質のC末端の、ジス ルフィド連結ペプチド領域に対して産生される抗体と抗原的に交差反応を示す表 面タンパク質を有する細菌および真菌生物による感染に対して個体の中に受動免 疫を生じさせる方法であって、 個体に、マウスPK34CまたはPK99H単クローン抗体の可変領域、および ヒトイムノグロブリン抗体の不変領域からなるキメラ単クローン抗体を非経口的 に投与することを特徴とする、上記方法。
- 25.抗体の可変領域が、マウスの単クローンPK34C抗体からの可変領域を 含む、請求項24記載の方法。
- 26.抗体の可変領域が、マウスの単クローンPK99H抗体からの可変領域を 含む、請求項25記載の方法。
- 27.マウスのPK99H単クローン抗体の可変領域、およびヒトイムノグロブ リンG抗体の不変領域からなるキメラ抗体。
- 28.マウスのPK34C単クローン抗体の可変領域、およびヒトイムノグロブ リンG抗体の不変領域からなるキメラ抗体。
- 29.緑膿菌(P.aeruginosa)ピリンタンパク質のC末端の、ジス ルフィド連結ペプチド領域に対して産生される抗体と抗原的に交差反応を示す表 面タンパク質を有する細菌および真菌生物によって引き起こされる肺の感染を治 療する方法であって、 (A)配列(i)〜(vi)の間および配列(vii)〜(x)の間で内部で一 致する、アミノ酸変化を含む、 (i)【配列があります】、 (ii)【配列があります】、 (iii)【配列があります】、 (iv)【配列があります】、 (v)【配列があります】、 (vi)【配列があります】、 (vii)【配列があります】、 (viii)【配列があります】、 (ix)【配列があります】、および (x)【配列があります】 からなる群から選択されるアミノ酸配列を有し、かつ(a)Cys(C)残基の 間のジスルフィド連結、および(b)PK99HまたはPK34C単クローン抗 体への免疫特異的結合によって特徴づけられるペプチドのエーロゾルを作り、そ して(B)当該エーロゾルを吸入によって投与することを特徴とする、上記方法 。
- 30.感染が、緑膿菌(P.aeruginosa)によって引き起こされる、 請求項29記載の方法。
- 31.緑膿菌(P.aeruginosa)ピリンタンパク質のC末端の、ジス ルフィド連結ペプチド領域に対して産生される抗体と抗原的に交差反応を示す表 面タンパク質を有する細菌および真菌生物によって引き起こされる肺の感染を治 療する方法であって、 (A)配列(i′)〜(vi′)の間で内部で一致する、アミノ酸変化を含む、 (i′)【配列があります】、 (ii′)【配列があります】、 (iii′)【配列があります】、 (iv′)【配列があります】、 (v′)【配列があります】、および (vi′)【配列があります】 からなる群から選択されるアミノ酸配列を有し、かつ、(a)PK99Hまたは PK34C単クローン抗体への免疫特異的結合、および(b)緑膿菌(P.ae ruginosa)ピリンタンパク質への特異的結合の不存在によって特徴づけ られるペプチドのエーロゾルを作り、そして(B)当該エーロゾルを吸入によっ て投与することを特徴とする、上記方法。
- 32.感染が、緑膿菌(P.aeruginosa)によって引き起こされ、治 療化合物が上記ペプチドに連結される、請求項31記載の方法。
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