JPH06509227A - リンパ球仲介細胞障害の活性を持つタンパク質をコードするdna - Google Patents
リンパ球仲介細胞障害の活性を持つタンパク質をコードするdnaInfo
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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】
リンパ球仲介細胞障害の活性を持つタンパク質をコードするDNA技術分野
本発明は動物のタンパク質をコードする組替え核酸、特にリンパ球に関連した核
酸に関する。
背景技術
細胞障害性T細胞及びナチュラルキラー細胞を含む細胞溶解性リンパ球(CTL
)は多種類のウィルスに感染し、あるいは形質転換された標的細胞を認識して排
除することが出来る。これらの細胞が標的細胞の死を招くために用いる分子的機
隣は十分には分かっていない。大量の実験的証拠は、顆粒エキソサイト−シスモ
デルを支持し、このモデルでは、標的細胞認識の結果、CTLがらバーフォリン
及びセリンプロテアーゼのような推定エフェクター分子を含む濃密コアを持つ細
胞質小胞を放出する(Martz et al、、 Immunol、T。
day 10ニア9−86. 1989; Tschopp and Nabh
olz、Annu、Rev、Immunol、 8:279. 1990;Yo
ung and Liu、 Immunol、Today 9:140−144
、1988)。バーフォリンは直接に細胞障害性であることが証明されている(
Hameed et、 al、、 J、Exp、Med、 169ニア65−7
77、1989: Lichtenheld et al、、Nature 3
35:448−451. 1988; 5hiver andHenkart、
Ce1l 64:1175−1181. 1991)、標的細胞の膜に挿入後
、それは重合して分子内コンパートメントのマーカーが容易に通過出来る非得異
的なイオンチャンネルを形成する(Tschopp et al、、 Natu
re 337:272−274. 1989; Younget al、、Pr
oc、 Natl、 Acad、 Sci、 83:150−154. 198
6; Yue et al、、Mo1. Immun。
+、 24:647−653. 1987)。これらのイオンチャンネルの形成
は、一定の細胞タイプの溶解を誘導するのに十分と思われる。精製したセリンプ
ロテアーゼは、直接細胞障害性ではないが、プロテアーゼ阻害剤がリンパ球仲介
の細胞溶解を阻止出来ることは、これらの顆粒の構成成分もまた標的細胞の死に
ある役割を演じている可能性を示唆している(Lavie etal、、 J。
Immunol、 135:1470−1476、1985;Rogerset
aI、、 J、 Immunol、 140:564−570. 1988)
。
バー7オリン仲介の細胞溶解に加えて、膨大な証拠が、標的細胞の死はプログラ
ムされた細胞死の内在性経路の誘導の結果によっても起こることを示唆している
。自己溶解経路の中心となるのは、内在性エンドヌクレアーゼを活性化し、その
結果、標的細胞のDNAが整数個の200bpヌクレオソーム大のモノマーに分
解される事である(Duke et al、、 Porc、Natl、Acad
、sci、 USA 80:6362−6365. 1983; Wyllie
、 Nature 284:555−556. 1980)。その結果生しるD
NA断片の″はしご(ladder)”は、このプログラムされた自殺経路の特
徴と考えられている。分離されたCTL@粒は、細胞溶解(”Crの放出により
測定)及びDNAの断片化(ヌクレア−ム大のDNA断片の出現により#I定)
の両方を標的細胞に誘導することが証明されている(Allbritt。
n et al、、J、Exp、Med、167:514−527. 1988
;Podack and Konigsberg、 J、 Exp、Med、
160:695−710. 1984)。しがしながら、精製バーフォリンを用
いた研究は、それが標的細胞の細胞溶解を誘導することは出来るが、DNAの断
片化を誘導しないことを証明している(Duke et al、、 J。
Exp、Med、 170:1451−1456. 1989)。
発明の開示
本出願でTrA、−1抗原として引用されているタンパク質は、最初、細胞溶解
性Tリンパ球及びナチュラルキラー(NK)細胞の中の細胞1を顆粒との関連で
、アメリカン・タイプ・カルチャー・コレクション(ATCC)にATCC番号
H81、031.9として登録されているハイブリドーマによって生成される単
クローン抗体(mAb TIA−1,)を用いて同定された自然界に生成する物
質である。
最初15kDと同定されたタンパク質はまた、免疫学的に本発明のmAbと反応
するより大きな種々のイソ型を持っており、40kDならびに15kDのイソ型
をコードするcDNAがクローニングされ、配列決定されて形質転換された細胞
に発現された。これらcDNAは本出願では、夫々、配列番号2と配列番号1と
して確認されている。本出願で用いられている″免疫学的に反応性がある”とい
う語句は、標準状態下、抗原あるいは抗体のイムノアッセイを可能にする程に十
分な特異性を持って抗体と抗原が互いに結合する(即ち、免疫複合体を形成する
)ことを意味する。この語句は必ずしも抗体が他の抗原、例えば、F記のような
抗原の多重体あるいは関連タンパク質に結合する可能性を除外するものではない
。
本発明は、ATCC番号103 ] 9と名付けられているハイブリドーマによ
って生成される単クローン抗体と免疫学的に反応するポリペプチドをコードする
配列を含む分離されたDNA (あるいは精製された核酸)を特徴とする。゛分
離されたDNA″という語は、遺伝子操作を受け、あるいは合成されたDNA分
子で、それが含むポリペプチドをコードする配列が、このようなポリペプチドを
コードする配列の起源となっている生物の自然に存在するゲノム内で、このよう
な配列に通常隣接している遺伝子には隣接されてヒ久!ことを意味する。“精製
された核酸”という語は、RNAまたはDNA分子て、それが自然界では細胞内
で結合している他の核酸分子を本質的に含まない、即ち、精製された咳酸樟品の
30%以下がこのような自然界の夾雑分子であることを意味する。精製された核
酸あるいは分離されたDNAは、例えば、mRNA鋳型からcDNAを創製する
、あるいはゲノムDNAの断片をクローニングする、あるいは適切な配列の核酸
を合成的に作ることによって生成することが可能である。この分離されたDNA
あるいは精製された核酸によってコードされるポリペプチドは、例えば、5DS
−PAGE上で約40kDあるいは] 5kDの大きさで、(a)ATCc番号
68202てATccに登録されているプラスミドによってコードされ、(b)
配列番号1、(c)配列番号2、あるいは(d)配列番号3のアミノ酸配列に本
質的に同等な配列を持つ可能性があり、DNAは、例えば、配列番号1、配列番
号2、あるいは配列番号3に本質的に同等なヌクレオチド配列を持つことがあり
得る。本発明の分離されたDNAは、高度に厳密な条件下(例えば、Sambr
ookら、Mo1ecular Clontng: A Laboratory
Manual; Co1d Spring Harbor Laborato
ry、C。
ld Spring Harbor、NY、 1989)で、ATCC番号68
202と呼ばれるプラスミド、あるいは配列番号1.2または3のコーディング
配列中の少なくとも6個のヌクレオチド(好適には、少なくとも10個のヌクレ
オチド、さらに好適には、少なくとも20個)からなるヌクレオチド切片を含む
核酸プローブとハイブリッド形成する配列を含むことによって特徴づけられるか
も知れない。それともまた、本発明の分離されたDNAは、低次の厳密条件下で
、配列番号1.2あるいは3のコーディング配列を含む核酸プローブとハイブリ
ッド形成することが出来るものとして特徴づけることも出来る。このような低次
の厳密条件は次ぎのようなものである:前ハイブリッド形成は、50%ホルムア
ミド、5X SSC,25mMリン酸カリ緩衝液(pH7,4) 、5X デン
ハート溶液、及び50μg/mlの変性サケ精子DNAの中で20℃で4−12
時間、ハイブリッド形成は20℃で12−24時間、洗浄は0.1%SDSを含
む5X 5SC1320℃で行う。
本発明の中には、また、ベクター(例えば、ATCC番号68202として登録
されているようなプラスミド)、あるいはそれからの精製標品があり、そのベク
ターは本発明の分離されたDNAあるいは精製核酸を含む。このベクターが、一
旦、大腸菌、酵母、あるいは哺乳類細胞に挿入されると、その結果生じた本発明
の分離されたDNAを含む細胞(あるいは、このような細胞の子孫からなる本質
的に均等な細胞集団)は、分離されたDNA、あるいは精製核酸の発現を許容す
る条件下で培養され、そのようにして発現されたタンパク質は培地、あるいは細
胞から挿準法を用いて回収することが可能である。本質的に精製された天然の、
あるいは遺伝子操作によるTIAR,あるいはTEA−1抗原[ヒトのタンパク
質の40kD、1.5kD、あるいは別のイソ型、あるいは別の動物からの関連
タンパク質、あるいは、そのアミノ酸残基の1つ、あるいはそれ以上(しかし2
096以下)が天然のタンパク質と異なるか、あるいは抗体またはリガンドのよ
うな別のタンパク質に共役している非天然で遺伝子操作された型]は、細胞(好
適には免疫細胞)内に自殺経路を導入するのに有用である。この細胞死減法は、
細胞内にTIA、−1抗原あるいはTIARを導入し、それが細胞DNAの崩壊
を誘発するように細胞をTIA−1抗原あるいはTIARと接触させることによ
って達成することが出来る。
本発明の分離されたDNAあるいは精製核酸(例えば、配列番号3、配列番号1
あるいは配列番号2の断片、ATCC番号68202として登録されているプラ
スミドのコーディング配列)の少なくとも6個のヌクレオチド(好適には少なく
とも10個、さらに好適には少なくとも20個)からなる切片と同等の配列を含
むプローブは、生物学的拭月(例えば、ヒトからの)中の細胞溶解性リンパ球の
同定法に用いることが可能であり、この方法はプローブが相補的RNAとハイブ
リッド形成が出来るような条件下に、試料からのRNAをプローブとを接触させ
、プローブが細胞のDNAとハイブリッド形成するか否かを決定する段階を含む
。この場合、このようなハイブリッド形成は試料中に細胞溶解性リンパ球が恐ら
く存在していることを表すものである。この分野でよく知られている標準の高度
に厳密なハイブリッド形成条件を使うことが可能である。この代わりとして、本
発明の分111DNAあるいは精製核酸の切片に相補的なmRNAの存在は、本
発明の分離されたDNAあるいは精製核酸の2つの切片をポリメラーゼ連鎖反応
(PCR)のプライマーとして用いることにより、標準のPCR技法を使用して
試寧、i中に検出することか出来る。細胞溶解性リンパ球存在を監視することが
出来れば、HIVウィルスのような感染病原体が患者に存在することに対し早期
警告をりえるであろう。新規のエフェクタータンパク質、TIA−1抗原をコー
ドする核酸を検出することの出来るcDNAプローブとPCRプライマーは、こ
のような病原体の早期ζr在を検出するための特に鋭敏な手段を提供する。
本発明の他の特徴及び111点は、以下の詳細な説明、及び請求節回から明らか
となるであろう。
発明の詳細な説明
最初に図の説明をする。
図1は2G9.4 (配列番号1)のヌクレオチド配列、rp40−TIA−1
(40kD TIA−1抗原)をコードするc D N A s及びコードされ
るタンパク質の推定アミノ酸配列の表示である。
図2はT4T8.9−5 (配列番号2)のヌクレオチド配列、r pl 5−
T IA−1(組替え15kD TIA−1抗原)をコードするcDNA、及び
コードされるタンパク質の推定アミノ酸配列の表示である。このcDNAはAT
CCにATCC番号68202と命名されたプラスミドとして登録された。
図3は、夫々、cDNA 2G9.4 (配列番号1)とT4T8.9−5 (
配列番号2)によってコードされるrp40−TIA−1及びrp15−TIA
−1に含まれるタンパク賀領域の略図である。
図4は、TIA−1、LAMI”l、及びIgp120のカルボキシ末端部のリ
ゾソーム標的指向モチーフを、重要なチロシン残基は太字て示し、同一の残基は
箱で囲んで比較したものである。
図5は、種々の細胞型におけるTIA−1抗原mRNA発現のノーザンプロット
分析である。
図6は、T4T8.9−5cDNA (配列番号2)を含むベクターでトランス
フェクトされたCos細胞におけるr p 15−T I A −1発現の5D
S−PAGE分析である。
図7は、2G9.4cDNA (配列番号1)を含むベクターでトランスフェク
トされたCos細胞におけるrp15−TIA−1発現の5DS−PAGE分析
である。
図8は、前免疫ウサギ血清(左パネル)あるいはペプチド1 [2G9.4 (
配列番号1)のアミノ酸288−307 、中パネル]またはペプチド2 [2
G9゜4(配列番号1)のアミノ酸384−367 ; 右パネル1に対する抗
ペプチド抗血清でプローブされた親和精製された天然及び組替えTIA−1抗原
の5DS−PAGE分析の免疫プロットである。
図9は、2G9.4 (配列番号1)あるいはT4T8.9−5 (配列番号2
)cDNAてトランスフェクトされたCos細胞からの358−メチオニン標識
溶解液の5DS−PAGE分析のオートラジオグラムである。これら溶解液は、
組替えタンパク質の核酸結合活性を検出するためにポリ(C)−アガロースある
いはポリ(A)アガロースを用いて沈殿された。
図10は、大腸菌由来のrp40−TIA−1による胸腺細胞DNAの断片化を
、DNA断片を分離するためにアガロースゲル上電気泳動を用いて分析したもの
である。
図11は、rp15−TIA−1,rp40−TIA−1によって透過性となっ
た胸腺細胞、及び対照の大腸菌溶解液のDNA断片化を、DNA断片を分離する
ためにアガロースゲル上電気泳動を用いて分析したものである。
図12は、rp15−TIA−1、rp40−TIA−1、天然TIA−1抗原
、大腸菌由来のrLARl及びペプシン処理あるいは煮沸処理のrp15−TI
A−1とrp40−TIA−1によって透過性となった胸腺細胞のDNA断片化
を、DNA断片を分離するためにアガロースゲル上電気泳動を用いて分析したも
のである。
図13は、セファロース固定化単クローン抗体TIA−1、セファロースビーズ
のみ、固定化ポリ(C)、あるいは固定化ポリ(A)を用いて予め清澄化したr
p40−TIA 1により透過性となった胸腺細胞のDNA断片化を、DNA断
片を分離するためにアガロースゲル上電気泳動を用いて分析したものである。
図14は、透過性胸腺細胞におけるrp15−TIA−1及びrp4Q−TIA
−1によるDNA断片化の用量反応(A)と動力学的分析(B)である。
図15は、透過性末梢血中リンパ球(PBL)におけるrp15−TIA 1及
びrp40−TIA−1によるDNA断片化の用量反応(A)と動力学的分析(
B)である。
図16は、透過性PBLとのインキュベージジンによるrp40−TIA−1の
40kD及び38kD型から15kD型への漸進的転換の5DS−PAGE分析
である。
図17はTIA−1ゲノムDNAのサザンプロットである。
図18Aは、TIAR−cDNAのコーディング配列及び3゛非非転写列、なら
びに5゛非非転写列、さらにコードされているタンパク質(配列番号3)の推定
アミノ酸配列の表示である。
図18Bは、TIAR(配列番号3)とTIA−1抗原(配列番号1)の推定ア
ミノ酸配列の比較である。
図18Cは、TIA−1抗原(配列番号4) 、TIARC配列番号5) 、L
AMP−1(配列番号6)、LAMP−2(配列番号7) 、LAMP−3(配
列番号8) 、Igp120 (配列番号9)の推定リゾソーム標的指向モチー
フの比較及び共通配列である。
図19Aは、大腸菌溶解液から表示のホモポリマーを用いて沈殿し、mAb・I
Hloで免疫プロットされた組替えTIAR及びTIA−1抗原の分析である。
図19Bは、対照[ウシ血清アルブミン(BSA)及びLARホスファターゼ(
LAR)]と比較したTIA−1抗原及びTIARの該溶解活性を示すゲルの写
真である。表示量(μg/ml)の組替えタンパク質あるいは対照を、透過性胸
腺細胞と12時間インキュベートした後、上清について分解されたDNAを分析
した。
例1:単クり−ン抗体(mAb)TIA−1及びTIA−1抗原mAb−TIA
−1の分離法
米国特許第5,079,343号の主題で、本出願に引用編入されている単クロ
ーン抗体TIA−1が透過性及び非透過性T細胞の分別に選択された。TIA−
1は、15kDの細胞内タンパク質である15kD−TIA−1抗原を認識し、
これはナチュラルキラー細胞内ばかりでな(末梢血液の単核細胞からのCD8+
リンパ球の副次集団にも見出だされる。TIA−1抗原は、免疫電子顕微鏡法に
より細胞溶解性Tリンパ球内の細胞質顆粒の膜に結合していることが観察されて
いる。
細胞内抗原と反応性のある抗体生成のためにスクリーニングされるべき適切なハ
イブリドーマは、6週齢のBa1b/cマウスを透過性Tリンパ球(25−30
X106)で21日間置きに、9−12週間にわたって免疫することによって調
製した。抗原は、ヒツジ赤血球をロゼツト形成した血小板フエレーシス残査から
得られたフィコール法によってtR製された末梢血液単核細胞を用いて調製され
た(Lay et al、、Nature 300:267、 1971)。
精製TIJンバ球は、3回PBSで洗浄して、5xlO6細胞/m+の濃度で再
浮遊し、ジギトニン(10μg/ml)を加え5分間氷温で透過性化した。透過
性Iの濃度で再浮遊してB A L B / cマウスの腹腔内に注射した。免
疫されたマウスから採取した牌臓細胞を7Xイブリドーマ調製のためN5−1骨
髄腫細胞と融合した(Kohler et、al、、 Nature 256:
495. 1975)。
前記のように調製されたハイブリドーマの各クローンを、フローサイトメトリー
修正法により透過性T細胞に対する反応性についてスクリーニングした。細胞を
不当な細胞障害、あるいは細胞内構成成分の過度の喪失を起こすことなく透過性
にするため、及び、調製中フローサイトメトリー分析に必要な繰り返し洗浄の間
、透過性部1を崩壊から防御するために、ヒツジ赤血球ロゼツテイングにより精
製されたTリンパ球は、先ずPBS中0.01%ホルムアルデヒドを用いて氷温
で20分間温和な固定により安定化した。細胞は次いで水冷PBSで4回洗浄し
、PBSに5x106細胞/ml濃度で再浮遊して、ジギトニン(10μg〆遊
した。ハイブリドーマの上清を透過性細胞に1=1の比で加えた。氷上で30分
後、細胞は未結合の抗体を除くため0.05%Tween−20を含むPBSで
3回洗浄し、さらにヤギ抗マウスFITCとインキュベーションして、洗浄、P
BSと196ホルムアルデヒドに再浮遊し、Epics720フローサイトメタ
−を用いてフローサイトメトリー法で分析した。
はCD8を含むことが出来る。CD4+及びCD8+リンパ球の精製された集団
は、TIA−1抗原を選択的にCD8 サブセットに含むことが見出だされてい
る。透過性細胞の抗体結合検査において、TIA−1はCD4 細胞の6±29
6及びCD8 細胞の55±7%を染色した。TIA−1抗原は、また、ナチュ
ラルキラー(NK)細胞クローンに発現されるが、不死化T細胞系(Jurka
t。
HPB−ALL、 CEM、HUTL−78)やB細胞系(Daudi、BJA
B、 Ra j i)には発現されない(以下の表参照)。
透過性造血細胞におけるTIA−1抗原発現のフローサイトメトリー分析細胞型
相対的発現
B細胞 −
T細胞 十
CD4+ T細胞 +/−
CD8+ T細胞 +++
++細胞 −
ConAによって活性化された胸腺細胞 十JJI(NKクローン)+++
CNK6 (NKクローン)+++
+ +
T4T8CI (CD4 、CD8 クロージン ++++
A2p (CD8 細胞系)++
+
M (CD4 クロージン 十
MMCCD4+クローン) +
+
N (CD4 クローン)+/−
P (CD4+クローン) +
T細胞活性化のTIA−1抗原発現に対する影響末梢血1928球を10%ウシ
胎児血清を補足したRosewell Park Memorial In5t
itute (RPMI)培地で活性化刺激の存在あるいは非存在下に培養する
と、未刺激T細胞は免疫プロット上で単クローン抗体(mAb)TIA−1と反
応する15kDのタンパク質を発現する。活性化刺激の非存在下に8(]の期間
にわたって培養された細胞は、15 k、 Dタンパク質を発現する能力を次第
に喪失する一方で、28kDの免疫反応性タンパク種を獲得する。ホルボールミ
リステートアセテート(PMA)の存在下、両型のTIA〜1抗原の発現は減少
する。■細胞マイトジェン、ConAは、i 5 k D及び28 k、 Dの
免疫反応性両型の大量発現を誘導する。
これに加えて、2つのより高分子量の種類がConAとの培養中に6日後現れる
。CD3反応性の抗体は同様にこれらより高分子量型のTIA−1反応性抗原の
発現を誘導するが、一方、フィ(・ヘマグルチニンはTIA−1反応性抗原の発
現を減少する傾向がある。高分子−量の免疫反応性種は15kD単量体のジスル
フィド結合子置体であると思われる。611間ConAて活性化されたT細胞か
ら調製された細胞溶解液は、5DS−PAGEにより還元条件下に分離され、次
いて単クローン抗体TIA−1との免疫プロッティングに掛けられると、28k
Dのイソ型は1.5 k Dに還元され、それが15kD種を含むジスルフィド
結合の二量体であることを示唆する。
T I A、−1抗原の細胞内局在
T11−1抗原の細胞内局在性は細胞を窒素キャビテーションで破裂し、その溶
解液をパーコール密度勾配で分画]〜で決定した。培養された細胞溶解性Tリン
パ球を同様に分析し“C、セリンプロテアーゼ及びパーフォリンのような細胞溶
解性エフェクター分子を含む高密度顆粒が存在することを証明した(Paste
rnack et al、、Nature 322ニア40. 1986)o細
胞溶解活性を持つクローン化されたCD8 細胞系(T4T8CI)をこの様式
で分画するとセリ/プロテアーゼ活性を持つ2つのピークが現れた。パーコール
密度勾配画分を免疫プロッティングによりmAb TIA 1反応性物質の存在
をJ=fしたところ、大部分は低密度の膜画分に見出だされ、且つ、この両分が
セリンプロテアーゼ活性を含んでいた。[低密度画分は、より未熟な細胞溶解性
顆粒を含み、なお形成過程にあると考えられている(Henkart et a
l。
、J、 Immunol、 139:2398. 1987)]。
免疫電子顕微鏡法で検査したところ、TIA−1抗原はT4T8C1細胞の特定
のコンパートメント内に、細胞表面ではなく、被覆小胞内か原形質膜にそって局
在することが判明した。標識は粗面小胞体あるいはゴルジ装置内には現れなかっ
た。強度の標識が第一ゴルン後コンパートメント内に、低電子密度コアを持つ膜
あるいはエンドソーム様構造に、高電子密度リソソーム顆粒の膜周辺に、小多胞
体内に含まれる微小体の膜周辺に見出だされた。低電子密度エンドソーム及び高
電子密度小胞は共にそれらの膜上て標識されていた。細胞質小胞のあるものは、
低電子密度から高電子密度構造への変化過程にあるように思われた。すべての場
合、標識はコンパートメントの膜にのみ結合しているように見えた。TIA−1
抗原は発育途上の細胞實類粒の特異的マーカーであると思われる。
TIA、−1抗原と既知タンパク質との比較TIA−1抗原は、その組織分布、
細胞上画分及び生化学的構造において幾つかの細胞質エフェクター分子に類似し
ている。腫瘍壊死因子(TNF)及びリンホトキシン(LT)のような構造物(
Krigler et at、、Ce11 53:45,1988; Yama
moto et al、、 J、 Immunol、 137+1878. 1
986; Schmid et al、。
Proc、Natl、Acad、Scf、USA 83:1881゜1986)
は、TIA−1抗原とほぼ同じ大きさてあり、その組織分布及び細胞内局在性を
共有することがあると考えられる。しかしながら、mAb TIA−1のヒh
T N F及びリンホトキシンに対する反応性を免疫プロッティングで検査し!
二ところ、TNFもLTも共にこの抗体では認識されなかった。TIA−1抗原
がこれまで記載されていないセリンプロテアーゼである可能性を確かめるために
、T4T8Clの溶解液をFergusonらの方法(J、 Exp、Med、
167・528. 1988)によって分析した。全細胞溶解液の5DS−P
AGEには、30kD付近に移動するセリンプロテアーゼ活性を持つバンドが現
れたが、3H−ジイソプロピルホスホフルオロリン酸標識物質はmAb TrA
−1とは反応せず、TIA−1抗原はセリンプロテアーゼではないことを示TI
A−1抗原を高度に発現する(前表参照)細胞溶解性T細胞クローンT4T8C
I由来のRNAを2g t 1.1中にcDNAライブラリーを構成するのに利
用した。この発現ライブラリーをTIA−1単クロ一ン抗体を用いてスクリーニ
ングして、バクテリオファージが発現する幾つかの免疫反応性融合タンパク質を
確認した。これらのバクテリオファージを、抗体による選別を3回繰り返して精
製し、組替えファージは記載通りにプレートに展開した(Sambrook e
t al、、 A Laboratory Manual、Co1d Spri
ng Harbor Laboratory、 Co1d Spring Ha
rbor、NY、 1989)。挿入DNAをプラーク法で精製された組替λフ
ァージから分離し、pSP65プラスミドベクターを用いてサブクローニングし
た。クロスハイブリッド形成分析により関連するcDNAを含む3つの独立クロ
ーンが確認された。次いて最大のcDNA挿入断片(1,,6kb)を用いて、
完全長のcDNA分離の目的で元のライブラリーをプローブした。5つの交差反
応性ファージ分離体が確認され、それらは各々1.6kbの挿入DNA断片を含
んでいた。これらの分離物は夫々、ポリ(A)尾部の長さは異なっていたが、5
′末端部では同一であった。この間じcDNAプローブを用いて、PHAて活性
化したT細胞から調製したもう一つのλgt11・cDNAライブラリーをスク
リーニングしたところ、2.2kbの挿入cDNA断片が幾つか分離された。2
゜2kbのcDNA (2G9.4 : 配列番号1)のDNA配列が、112
5塩基対読み取り枠によってコードされている4、2.000ダルトンのタンパ
ク質(その5DS−PAGE上の見掛(〕の移動度から、以下r p40−T
IA−1として引用)の推定アミノ酸配列と共に図1に示されている。1..6
kb−cDNA(T4T8.0−5、図2に提示; 配列番号2)は、2.2k
b−cDNAの終りの1125塩基対(図1、配列番号1においてヌクレオチド
の555番目から始めて)と配列か同一であることが判明した。目下のところ、
1..6kb−cDNAか、2.2kb−cDNAによって代表されるものとは
異なった種類のmRNAに由来するか否かは不明である。688番目のヌクレオ
チドの位置にあるATG (図1、配列番号1)をタンパク質合成開始部位と仮
定すると、1.6kbOcDNA自体、16.000ダルトンノタンパク質(+
の5DS−PAGE上の見掛けの移動度から以下rp15−TIA−1として引
用)をコードすることが出来る(Kozak、1984)。
rp40−TIA−1(配列番号1)の推定アミノ酸をNBRFタンパク質デー
少データベースされている既知配列と比較したところ、ある族のRNA結合タン
パク質に有意のt@同性を示した。これらのタンパク質は、タンパク質−タンパ
ク質相互作用に関与すると想定されているカルボキシ末端の補助領域と連携して
発現する凡そ90個のアミノ酸からなる1つから4つのRNA結合領域を含むこ
とが証明されている(Bandziuljs et al、、 Genes a
nd Devl、 3:431−437. 1989)、図3に示されているよ
うに、rp40−TIA−1はそのアミノ末端に3つのRNA結合領域を持つ。
夫々のRNA結合領域は、特にRNA結合タンパク質に保存されている2つのリ
ボ咳タンパク質に共通なオクタペプチド配列(RNPl及びRNP2)を含む。
rp40−TIA−1もrpl、5−TIA−1も脂質二重層を貫通すると思わ
れる疎水性領域を持たないが、これらに共通のカルボキシ末端領域は、I am
p−1及び1g+1120のようなリゾソーム膜タンパク質に保存されているこ
とが証明されている共通配列を含んでいる(Chen et al、、 J、
Biol、 Chem、 263:8754−8758. 1988; How
eet al、、 Proc、Natl、Acad、 Sci、 85ニア57
7−7581. 1.988)(図4)。カルボキシ末端からアミノ酸4つ離れ
た位置にあるチロシン残基は、突然変異分析によってリソソームのlamp−1
標的指向に重要であることが示されている(Williams and Fuk
uda、 J、 Ce11. Biol、 111:155−966、2990
)。前述の如く、免疫電子顕微鏡法によればTIA−1抗原はCTL及びNK細
胞内の細胞溶解性顆粒の膜に局在しているので、rp40−TIA−1及び「p
l、5−TIA−1にこの構造モティーフが存在することは興味深い。rp4Q
−TIA−1のカルボキシ末端の残り部分、RNA非結合領域は、比較的にグル
タミン残基に富み、ヒトのブリオン・タンパク質に最も関連が近((Prusi
ner、 Annu、 Rev、Microbiol、43:345−374、
1989)、これと84個のアミノ酸領域にわたって26%の相同性を共有して
いる。
mRNAの発現は、cDNAのrp40−TIA−1(配列番号1)のカルボキ
シ末端補助領域をコードする領域をプローブとして用い、ノーザンブロッティン
グにより決定した。図5に示す如く、ハイブリッドを形成する2種の顕著なRN
A、(2,7kb及び4.0kb)がT細胞系に、また、それより顕著ではない
がB細胞系に確認された。T4T8CIと呼ばれる細胞障害性T細胞クローンも
またこれら2種類のRNAを発現したが、しかし、さらに、後者の細胞は2つの
より小さな種類のRNA (1,7kb及び2.2kb)を発現し、これらの大
きさはT4T8.9−5及び2G9.4cDNAに類似していた。
組替えTIA−1抗原の発現と特性認定rp40−TJA−1及びrpl5−T
IA−1をフードするcDNAは、真横細胞発現ベクター、pMT−2(Bon
thron et al、、Nature 324:270−273. 198
6)中にクローン化され、(:osliE胞に一過性に発現された。3日後、細
胞はジギトニン溶解緩衝液中で溶解された。
細胞溶解液は直接12%5DS−ポリアクリルアミドゲルに掛けられるか(図6
.1及び2列)あるいは、[気泳動による分離前にmAb−TIA−1を用いて
免疫沈降を行った(3及び4列)。5列は末梢血リンパ球の後接ジギトニン溶解
液Aで継続インキュベーションして現像した。オートラジオグラフの露出は12
時間であった。分子サイズマーカーのtll iJ的移動度は図6に示す通りで
あり、ここでrpl5−TIA−1(T4T8.9−5: 配列番号2)をコー
ドする1゜6kbのcDNAてトランスフェクトされたCos細胞は、15kD
の免疫反応性タンパク質を細胞溶解液(2列)及び免疫沈降物(4列)の両方に
含み、このタンパク質はT細胞から調製された細胞溶解液中に確認された天然の
15kDタンパク質と同じ移動度を示す(5列)。p M T −2ベクターで
のみトランスフェクトされたCos細胞にはこの15kDタンパク質は含まれて
ぃなかった(1及び3列)。3及び4列で分離された免疫沈降物のなかで、より
高分子量のバンドはウサギの抗マウスIg現像抗体によって検出された免疫グロ
ブリンのJ[r#と軽鎖である。図7は、rp40−TIA−1(2G9.4
; 配列番号1)をコードする2、2kbゆcDNAでトランスフェクトされた
co8細胞が、免疫沈降物(1列)及び細胞溶解液(4列)の両方に確認された
40kDの免疫反応性タンパク質を発現したことを示す。pMT−2ベクターの
みでトランスフェクトされた対照細胞(2及び5列)あるいはトランスフェクト
されていない細胞(3及び6列)は、この40kDタンパク質を含んでぃなかっ
た。
TIA−1抗原をコードするcDNAは免疫選択法によって同定されたものであ
ったから、これらは15kD顆粒タンパク質に無関係であるが免疫学的に交差反
応性を示すタンパク質をコードしていたn工能性があった。この可能性を除外す
るために、rp40−41A−1の2つの異なった領域に相当するペプチドはミ
ノ酸288−307 (ペプチド1、図8の中パネル)及びアミノ酸384−3
67(ペプチド2、右パネル)]に反応性のあるウサギ抗ペプチド抗体を調製し
て12%5DS−PAGEで分離された組替え及び天然のTIA−1抗原のニト
ロセルロース・プロットをプローブするのに用いた。免疫プロットは、親和精製
ヤギ抗ウサギF(ab)′:ホースラディシュ・ペルオキシダーゼ複合体及びE
CL@出試薬(Ame r s h am)を用いて現像した。免疫するペプチ
ドに対するこれら抗体の特異性はELISAによって確認された(不表示)。T
I A−1抗原と反応性のある元の単クローン抗体はこれら合成ペプチドのい
ずれをも認識しなかった。抗ペプチド抗体の調製に用いられた2匹のウサギから
プールされた前免疫血清は、免疫プロット(図8、左パネル)において、rpl
、5−TIA−1(1列) 、rp40−TIA−1(2列)、あるいは天然の
TIA−1抗原(3列)を認識することが出来な力じた。これに対し、両抗ペプ
チド血清は共に(図8、中及び右パネル)rpl5−TIA−1(1列)、rp
40−TIA−1(2列)及び天然のT r A−1抗原(3列)を認識した。
この結果は、TIA−1単クロ一ン抗体によって認識される天然及び組替えタン
パク質の同定に対する有力な証拠を提供するものである。
rp40−TIA−1のRNA結合領域の特異性を決定するために、Cos細胞
をT4T8.9−5 (配列番号2)あるいは2G9.4 (配列番号1.)c
DNAによってトランスフェクトした。3日後、細胞をメチオニン不含培地中で
代謝的に355−メチオニンによって標識し、洗浄してジギトニン溶解緩衝液を
用いて溶解した。放射標識溶解液は、次いて、ポリ(A)アガロースあるいはポ
リ(C)c−t**分子量スタンダードの相対的移動度は左側に提示されており
、rp40−TIA−1は固定化ポリ(A)によって特異的に沈降するが、固定
化ポリ(C)によっては沈降しない。rpl、5−TIA−1は、それが完全な
RNA結合領域を欠損していることから予想されるようにポリ(A)あるいはポ
リ(C)によっては沈降しなかった。この結果は、TIA−1抗原の40kDイ
ソ型がポリ(A)中モポリマーを好適に認識する核酸結合タンパク質であること
を証明している。
TIA−1(配列番号2)及びrp40−TIA−1(配列番号1)を、原核生
物の発現ベクターpT7−7中にクローニングした(Tabor and Ri
chardson、 Proc、Natl、Acad、 Sci、 82:10
74−1078. 1985)。次いて実験法の部に記載されているように、各
組替えタンパク質を含む細菌抽出液を、TrA−1抗原と反応性がありポリ(A
)−アガロース及び/あるいはセファロースに固定された抗体を用いる親和クロ
マトグラフィーによって精製した。天然TIA−1抗原は、その組織分布及び細
胞下局在性の点て、幾つかの既知の、あるいは推定の細胞溶解性エフェクター分
子に類似している。そこて、rpl5−TIA−1及びrp40−TIA−1が
標的細胞からの51c、成田を誘導する能力を直接測定した。天然キラー細胞が
効果的に標的細胞溶解を誘導する条件下で、rpl5−TIA−1及びp40−
TTA−1はいずれも予め標識された標的細胞に562あるいはMo1t−4か
らバックグラウンド以上には”’Cr1k、出を引きおこさなかった。
TIA−1抗原による細胞死誘導のもう一つの可能な#!溝は、感受性細胞系に
プログラムされている細胞死の刺激を介するものである。細胞系におけるDNA
断片化誘導を測定する試みは、未処置の対照細胞にも断片化DNAが発見されて
挫折した。し力化ながら、プログラム化された細胞死が最初に記載された標的細
胞群(Wyllte、 1980)である胸腺細胞に、rp40−TIA−1が
DNA断片化を誘導する能力を検査した。新たに分離した胸腺細胞を精製した大
腸菌由来rp40−TIA−1(50μg/ml)で48時間37℃で処理した
結果、プログラム化された細胞死が進行している細胞の特徴であるヌクレオソー
ム大のDNA断片が出現した(図10、電気泳動分離は1.4%アガa−スゲル
上で行われ、DNAは紫外線下で観察出来るようにエチジュームブロミドで染色
した。ラムダDNAのHindl I I消化物から得られたマーカーDNAの
相対的移動度が提示されている)。pT7−7ベクターのみで(3,3mgタン
パク質/m1))ランスフエクトされた大腸菌の抽出液で処理された胸腺細胞は
、断片化されたDNAを含んでいなかった(図1.0)。
熾損傷の胸腺細胞におけるDNA断片化誘導に要するインキュベーション時間は
比較的長いので、この結果はこれらの細胞が長期インビトロ培養の間に死滅する
本来の傾向を一部反映した可能性があると考えられた。そこで大腸菌由来TfA
−1抗原が、ジギトニンで透過性にした胸腺細胞にDNA断片化を誘導する能力
を検討した。図11は、ラムダDNAのHindlll消化物をサイズマーカー
として8んでおり、rpl5−TIA−1及びrp40−TIA−1の両者が透
過性胸腺細胞にわずか6時間後にDNA断片化を誘導することを示している。
さらに、pT7−7ベクターのみで(3,3mgタンパク質/ml)トランスフ
ェクトされた大腸菌から:a架された細胞溶解液中対照溶解液)はDNA断片化
を誘導しなかった(図11)。ここには示されていない実験において、セファロ
ースに固定されたTIA−1抗体を用いてこれらの対照溶解液を模擬精製したと
ころ、透過性細胞にDNA断片化を誘導しない物質が生成された。
免疫親和クロマトグラフィーによって抹消血リンパ球から精製された天然のTI
A−]抗原もまた、透過性胸腺細胞にDNA断片化を誘導することが見出だされ
た。図12は、50μg/m!のrpl5−TIA−1、rp40−TIA−1
及び天然のrpTIA−1のDNA断片化活性の比較である。実験法の部に記載
されているように、DNA断片化測定前のインキュベーションは6時間であった
。図12にはまた、胸腺細胞に添加する前に固定化ペブジンで4時間37℃で前
処理した、あるいは10分間煮沸したrpl5−TIA−1及びrp4Q−TI
A−1を用いて得られた結果も含まれている。この図には、ラムダDNAのHi
ndll!制限酵素断片の相対的移動度がサイズの比較のために含まれている。
天然のTIA−1標品に存在する少量のタンパク質がこの物質の純度測定を困難
にしているが、この標品のDNA断片化誘導活性は、組換えTIA−1の生物学
的活性が細菌の発現系の人工産物ではないことの強力な証拠となっている。図1
2はまた、rpl5−TIA−1及びrp40−TIA−1と同じ細菌発現系に
おいて生成される対照タンパク質、LARD1ポスファターゼにはDNA分解活
性が欠損していることを示している。アガロース固定化ペプシンを用いてrp1
’5−TIA−1及びrp40−T1.へ−1をタンパク質消化した結果、DN
A分解活性は喪失し、活性成分はタンパク質であることが確認された(図12)
。「p15−TIAI及びrp40−TIA−1は共に、煮沸によって同様に不
活性化され、本来のコン“クオーメンヨンが活性に必要なことを示唆した(図1
2)。
rp40−TIA−1がそれ自体、DNA断片化誘導の原因であることの証拠は
さらに、rp40−TIA−1含有溶液を4回セファロースビーズのみ、セファ
ロース固定化単クローン抗体TIA−1、ポリ(A)アガロース、あるいはポリ
(C)アガロースを用いて予め清澄にすることによって得られた。予め清澄化さ
れた溶液を、10%FC9を含むRP?141で希釈し、ジギトニンで透過性に
した胸腺と6時間インキュベートした。図13に示すように、セファロースのみ
、あるいはポリ(C)アガロースで予め清澄化されたrp40−TIA−1はD
NA分解活性を保持していたが、セファロース固定化単クローン抗体TrA−1
あるいはポリ(A)アガロースで予め清澄化されたrp4.0−TIA−1は不
活性であった。この結果は、DNA分解活性が単クローン抗体TIA−1あるい
はポリ(A)に結合するというrp4.cl−TIA−1に予期される性質を確
認するものである。
図14Aは、異なった濃度の精製rp15−TIA−1及びrp40−TIA−
1が、表示用量と6時間インキュベートされた透過性胸腺細胞に誘導するDNA
断片化の度合いを示すものである。1列=0.1μg/ml、2列:1.0μg
/ml、3列:5μg/ml、4列: 10μg/’ml、5列:25μg/m
l。
6列=50μg/m10図14Bに示された実験では、断片化DNA誘導につい
て細胞を分析する前に、精製rp15−TIA−1、rp40−TIA 1、あ
るいはrLARを、51Jczg/miの濃度で透過性胸腺細胞と表示時間イン
キュベートした。rpl、5−TIA−1及びrp40−TIA−1は共にマイ
クロモーラ−濃度でDNA断片化を誘導することが見出だされたが(図14A)
、動力学的様相は異なり、rpl、5−TIA−1は透過性胸腺細胞にDNA断
片化を1時間以内に誘導したが、rp4.o−TIA−1は、固定度のDNA断
片化を4時間のインキュベーション後にようやく誘導した(図14B)。
胸腺細胞の大部分はアボトーンス死を予定されていると考えられているので、こ
れらの細胞は、内在性エンドヌクレアーゼの活性化に至るプログラム化過程をす
てに開始していたことが可能であると考えられた。TIA−1によって誘導され
るDNA断片化が他の細胞型に一般化されるか否かを決定するために、透過性末
梢血リンパ球(PBL)を用いて用量反応及び動力学実験を反復した。胸腺細胞
においてと丁度間しように、透過性PBLにDNA断片化が、rpl、5−TI
A−1及びr p40−T IA−1の両者によって(図15A)、前者は後者
に比べて著しく遅延した動力学て(図15B)誘導されることが見出だされた。
これらの結果は、TIA−1抗原がリンパ球にプログラムされている細胞死を誘
導出来ることを示唆するものである。
rp40−TIA−1によって誘導されるDNA断片化の遅延動力学は、「p4
0−TIA−1がタンパク質分解的プロセスを受け、TIA−1抗原の15kD
イソ型に相当する生物学的に活性な1.5 k Dのカルボキシ末端領域を放出
する可能性を示唆した。ポリ(A)アガロースで精製されたrp40−TIA−
1(10μg)を、96ウ工ル丸底組織培養プレートの各ウェルに入れたジギト
ニンで透過性化されたPBL (100μlのRPMI中に5x106個の細胞
)と図16に示すように時間を変えてインキュベーションした。細胞を溶解緩衝
液中で溶解後、上清を5DA−PAGEおよび免疫プロッティングで分析したと
ころ、rp40−TIA−1の40kD及び38kD型が漸次消失することが判
明した(図16、左パネル)。同時に、これらの免疫プロットには天然のTl1
−1抗原(PBL溶解液のみを含む対照列に示されている)と移動度が等しい1
5kDのタンパク質の量が増大して現れて来た。同様の結果が、 I−標識rp
40−TIA−1を透過性標的細胞とインキュベートした時に得られ、15kD
タンパク質の出現は透過性PBLによるその新合成の結果ではないことを示唆し
たくデータは提示せず)。図16の右パネルは、細胞のみ、あるいはrp4Q−
T[A−1のみを含む対照試料を示す。これらの結果は、PBLがrp40−T
IA−1をある一点て特異的に切断することの出来るプロテアーゼを発現し、そ
の結果、15kDカルボキシ末端ベブヂドを放出することを示唆する(図16、
左パネル)。同時に、これらの免疫プロットには天然のT11−1抗原(PBL
溶解液のろを含む対照列に示されている)と移動度が等L2い15kDのタンパ
ク質の量が増大して現れて来た。同様の結果が、 ■−標識rp40−TIA−
1ヲ・透過性標的細胞とインキュベートした時に得られ、15kDタンパク質の
出現は透過性PBLによるその新合成の結果ではないことを示唆した(データは
提示せず)。図16の右パネルは、細胞のみ、あるいはrp40−TIA−1の
みを含む′i1照試料を示す。これらの結果は、PBL力悄゛p40−TIA−
1をある一点て特異的に切断することの出来るプロテアーゼを発現12、その結
果、15kDカルボキシ末端ペプチドを放出することを示唆する。
実験操作
細胞
細胞系は1006ウン胎児血清を含むRP M I中で生育した。末梢血リンパ
球は白血球フ寸し−ンス残渣からフィコール−1\イバツク(ficoll−h
ypaque)(P+1armacia)上の遠心分離によって分離した。正常
の胸腺は、心臓f術の間に胸腺部分切除を受けた6歳以下の患者から採取した。
単細胞浮遊液は、胸腺の一部を滅菌した鋏を用いてみじん切りにし、次いて細片
をステンレスの網目を通ずことによって得た。これらの細胞はフィコ−ルーツ\
イパツク上で遠心分離し、胸腺細胞の生きた中細胞浮遊液を分離した。
抗体
甲クローン抗体TIA−1,(IgG]、)は上記のように調製され、特性が認
定された。親和精製ウサギ抗マウスIgは、Jackson Immunore
search Laboratories、 West Grove、 PAか
ら購入した。ホースラディツシュ中ペルオキシダーゼを接合したヤギ抗ウサギを
及びヤギ抗マウスIgはS i gmaから購入した。
ウサギ抗ペプチド抗体は、当該20アミノ酸のペプチドをキーホールリンペット
ヘモシアニン(KHL)と8−1のモル比でグルタールアルデヒイドを最終濃度
7mMまで滴ドして連結し、さらに24時間室温でインキュベーションして調製
した。十分に透析後、KLH−ペプチド複合体をウサギを免疫するのに用いた(
完全フロインドアジュバント中1mgペプチド当量を21日間隔で3ケ月にわた
って注射)。前免疫血清は、最初の免疫前に各ウサギから採取された。
CTLcDNAライブラリーの調製
細胞の総RNAは5x1.08個のCT■、細胞(T4T8C1)からプロテイ
ナーゼに抽出法を用いて分離された(Sambrook et al、、 19
89)。ポリ(A、)+ RNAは、オリゴdTセルロース・クロマトグラフィ
ーによ、て分離された。cDNAは製造集菌の指示書に従い、eDNA合成系(
BRL)を用いて合成された。簡単に言えば、cDNAはポリ(A)RNA鋳型
から逆転写酵素及びオリゴdTプライマーを用いて転写された。EcoRIメチ
ラーゼで処理後、cDNAはEcoR,Tリンカ−に結合され、EcoRIによ
って消化された。過剰のリンカ−を分子ふるいクロマトグラフィーによって除去
した後、CDNAはホスファターゼで処理されたλgtllアームに連結された
。その結果生した組替え体はインビトロのパッケージング系を用い、供給者(A
mersham)によって記載されているようにファージ頭部内にパッケージさ
れた。その結果得られたライブラリーは、mgRNA当たり約2x106個のプ
ラークで、平均挿入サイズ1..1.kb(範囲0.4−2. 9)の複雑度を
持っていた。
cDNAクローニング及び配列決定
前記のT4T8Clライブラリー、あるいは、PHAで活性化されたT細胞から
調製されたライブラリー(C1ontech)からの2g111組替え体を、1
50mmベトリ皿当たり30.000個プラークの濃度で大腸菌Y2O2S株の
菌叢上に散布した。42℃で4時間インキュベーション後、プレートを、本質的
に記載のように(Snyder et al、、Methods in Enz
ymol、 154:107. 1987)、イソプロピル−β−D−チオガラ
クトシドで飽和したニトロセルロースフィルターで覆った。さらに−晩インキュ
ベーシ町ン後、フィルターは位置をマークして取り外し、3%BSAを含むPB
Sで1−2時間固定した。次いでフィルターは、単クローン抗体TIA−1でプ
ローブし、125■−プロティンAで現像して、オートラジオグラフィーにかけ
た。−次スクリーニングからの陽性クローンは、プラーク法で精製してY2O2
S株のプレート上に展開した。ファージDNAは、プレート溶解液から抽出され
、EcoRIで消化して挿入断片を遊離し、pSP65プラスミドDNAにサブ
クローニングされた。シークエナーゼ(USB)を用いるジデオキシ配列決定は
、オリゴヌクレオチドプライマー及び当該挿入断片を含むアルカリ変性プラスミ
ドDNAを使用して供給者による記述の如く施行した。
ug/mlジギトニンを含む冷RPMIに浮遊して透過性にした。氷上で5分間
インキュベーション後、細胞を10倍過剰の冷RPMIで希釈し、11000r
pて10分間遠心した。細胞ベレットをRPM目こ再浮遊し、96ウエルU型底
プレートにおいて、指示された付加物の非存在下あるいは存在下に37℃で5%
CO□岬卵器内で指示された時間培養した。細胞は次いで等容量の20mMトリ
ス(pH7,4) 、0.4mMEDTA、0.4%トリトンX−100を加え
て溶解した。各ウェルの内容物はミクロフユージ管に移し、14.000rpm
で5分間遠心した。上清を集め、0.5MNaC+と同容のイソプロパツールを
含むように調整した。−晩、−70℃でインキュベーション後、試料を融解、1
4゜000rpmで10分間遠心、70%エタノールで一回洗浄してスピードバ
ックで乾燥した。ベレットをO,1mg/m1RNaseを含むTE緩衝液20
μIに再浮遊し、37℃で30分間インキュベートした。ローディング緩衝液を
加えた後、試料をアガロースゲル(0,8−1,2%)上で分離し、UV光線下
で目で観察した。
大腸菌BL21株(DE3)を、2G9.4 (配列番号1)あるいはT4T8
゜9−5(配列番号2)挿入DNAを含むPT7−7プラスミドベクター(Ta
bor and Richardson、1985)でトランスフェクトした。
細菌培養ハ、100μg/mlのアンピシリンを含むLB培地で0D6ooO,
45まで培養して、0.4%グルコース及び0.4mMIPTGを含むように調
整し、次いてさらに30℃で4時間振盪培養した。細胞を4000rpmで10
分間遠心して採集し、水冷PBSで一回洗浄した。溶解液をCu1lとMcHe
nryの方法(Methods in Enzymology 182:147
−154、1990)に従って調製した。
細菌溶解液(20ml)をセファロース固定化単クローン抗体(mAb)TIA
−1(3mlの詰めたビーズ)と4℃で2−12時間、振盪下にインキュベート
した。セファロースビーズをカラムに移し、20倍のベッド容の結合緩衝液(5
0mMl−リス、pH8,0,10mMのEDTA、140mMのNaCl、1
0%ショ糖)で洗浄して、5ベツド容の0.1Mトリエチルアミン(pH12゜
0)で溶出し、100μmのIMI−リスMCI、pH6,8を含むチューブ1
こ1mlの両分を集めた。タンパク質を含む画分を貯留し、PBSに対し4℃で
4回透析した。r p 15−T IA−1の精製標品をクマシー染色電気泳動
1こよって分析したところ、15kDのバンド一本がこれら調製品の主要タン/
々り質として現れた。同様にrp40−TIA−1を分析すると、40kD、3
8kD及び15kDに移動する3つの主要成分が現れた。38kD型と15kD
型はmAb@TIA−1によって認識され、これらが40kDタンノくり質の分
解産物であることを示唆した。これら標品の純度は、デンシトメーター分析によ
って60〜80%の間にあると推定された。
親和マトリックスとしてポリ(A)アガロースを用いるrp40−TrA 1精
製の別法はいくつかの実験で用いられた。上記の如く調製された細菌溶解液を先
ず非特異的に結合している物質を除去するためにポリ(C)アガロースカラムに
通した。前清澄化溶解液を次いてポリ(A)アガロースカラムに通し結合緩衝液
で徹底的に洗浄し、次いで同じ結合緩衝液で調製した1、3MグアニジンHC1
で溶出した。透析して濃縮後、精製されたrp40−TIA−1を5DS−PA
GEで分析した。rp40−TIA−1をクマシーブルー染色すると、40kD
と38kDに2本の顕著なバンドが現れ、両方ともTIA−1抗原反応性の抗体
によって認識された。抗体親和クロマトグラフィーを用いて精製された標品に含
まれている15kDの分解産物は、ポリ(A)で精製された物質には存在せず、
15kDタンパク質が4QkDタンパク質のカルボキシ末端に由来することを示
唆した。これら製品の推定純度は60−90%の範囲であった(p40及びp3
8の両方を含んで)。
Co51lB胞のトランスフェクションCos細胞を、当該挿入DNAを含むp
MT−2プラスミド(Bonthr。
n et al、、Nature 324:270−273. 1986)によ
り、記載の如<DEAEデキストラン法を用いてトランスフェクトした(Sam
brook et al、、 1.989)o 3日間培養後、トランスフェク
トされた細胞をメチオニン不含借地(GIBCO)中、35S−メチオニンで代
謝的に標識するか、あるいはジギトニン溶解緩衝液で氷上30分間直接溶解した
。溶解細胞はエッペンドルフ・ミクロフユージ中で30分間遠心し、次いでその
上清をウサギ抗マウスIgに結合したプロティン(A)−セファロースを用いて
予め清澄にした。免疫沈降は25ttIのmAb−TIA−1−セファロース、
ポリ(A)アガロース、あるいはポリ(C)アガロースを用いて4時間、4℃で
行った。次いて、ビーズを、5DS−PAGE分析前にジギトニン溶解緩衝液で
4回洗浄した。
免疫プロッティング
免疫プロッティング分析はAndersonらによる記載のようにして行った(
J、 Immunol、 144:574−582. 1990)。単クローン
抗体TrA−1を用いて現像した免疫プロットを、ウサギ抗マウスIgDack
son Immunochemicals)に続いて+25 I−プロティンA
(New England Nuclear)を用いるか、ヤギ抗マウス:アル
カリ性ホスファターゼ(Sigma)に続いて5−ブロモ−4−クロロ−3−イ
ンドリルりん酸(BCIP)及びニトロブルーテトラゾリウム(NCT、 S
I gma Chemica l Co)を用いて検出した(King et
al、。
Proc、 Natl、 Acad、 Sci、82:4717−4721゜1
985)。ウサギ抗体を用いて現像した免疫プロットは、ヤギ抗ウサギ:ホース
ラディツシュ・ペルオキシダーゼに続いてELC光依存試薬(E L C)を、
供給者(Amersham)による記載のように使用して検出した。
ノーザンブロツティング
細胞の総RNAは表示細胞からSambrookら(1989)によって記載さ
れているようにして分離された。ポリ(A)+RNAはオリゴdTセルロースク
ロマトグラフィー(Boeringer Mannheim)を用いて精製した
。等量のポリ(A)+ RNA (5μg)を1.4%ホルムアルデヒド・アガ
ロースゲル上で、記載通りに分離した(Sambrook et al、。
1989)。受動拡散によりニトロセルロースに転移した後、プロットは、50
?6ホルムアミド、5 X S S C−25mM KHP 04 、pH7,
4,5X デンハート溶液、50mg/mlの変性したサケ精子DNA中、4時
間、42℃で前ハイブリッド形成を行った。プローブDNAはニックトランスレ
ーションによって32Pで標識し、前記溶液で希釈してニトロセルロース・プロ
ットに12−24時間、42℃でハイブリッド彰成をした。プロットを次いで、
オートラジオグラフィー露出前に、0,1%SDSを含むIX SSCで2回洗
浄した。プロットを次いでH2O中で10分間煮沸してはがし、アクチンをコー
ドする直鎖DNAを用いて再プローブした。
TIA−1抗原関連cDNAの分子クローニングTIA−1抗原特異的プローブ
でプローブしたゲノムDNAのサザンプロットは予想外に複雑であった(図17
)。この結果は、TIA−1抗原の遺伝子が非常に大きいか、あるいはTIA−
1抗原関連遺伝子が交差11イブリツド形成によって検出されていたかを示唆す
るものである。そこで我々は、PHAで活性化されたT細胞由来のλgtll
cDNAライブラリーをスクリーニングし、32P−標識TIA−1抗原のcD
NAと/hイブリッド形成を行った。いくつかのTIA−1関連のくしかし明瞭
ではない)cDNAがこの方法で確認された。これら変異νcDNAをTIA−
1ゲノム配列と比較したところ(未発表の結果)、1つを除いてすべてが、TI
A−1遺伝子のスプライス変異型(保持されたイントロン、あるいは明らかに別
のスプライス産物)であるらしいことが示唆された。
このようにして確認されたTIA−1抗原関連遺伝子(TIAR)のコーディン
グ配列を図18A(配列番号3)に示す。TIAR(配列番号3)とTIA−1
抗原(配列番号1)の推定アミノ酸配列の比較を図18Bに示す。TIA−1抗
原のように、TIARはRNA結合タンパク質ファミリーの一員で、3つのRN
A結合領域及び1つのカルボキン末端補足領域を持っている。両タンパク質のR
NA結合領域において、TlAl抗原とTIARとは高度に相同である(859
6以上のアミノ酸同一性)。両タンパク質のカルボキシ質末端補足領域の関連は
低いが(60%以下の相同性)、両分子はリゾソーム標的指向モチーフ(図18
C)を持も、TIA−1抗原のように、TIARが細胞障害性の顆粒に結合した
タンパク質であるかも知れない。
TIA、Hの発現と特性認定
Tl1−1抗原とTIAR間の構造相似性は、TIARが恐らく1つのRNA結
合タンパク質であることを示唆した。これを確認するために、TIARをコード
するcDNAをpT7−7ベクター中にサブクローニングして大腸菌BL21を
形質転換するのに用いた。ポリ(U)セファロースあるいはポリ(A)セファロ
ースを用いる細菌溶解液の親和沈降によって、TIA、−1抗原及びTIARの
両者を特異的に分離することが可能となった(図19A)。TIA−1抗原がポ
リ(A)ホモポリマーに結合するがポリ(C)ホモポリマーには結合しないこと
は以前に証明されているが、これらの結果は、TIA−1抗原及びTIARの両
者が1種以上のホモポリマーに結合出来ることを示唆(、−〇いる。興味あるこ
とに、TIA、−1及びTIAR両者の2−〕の0勺子が大腸菌に発現されてい
る。優勢な4(’)kd’a+1恐らく完全長の組替えタンパク質であり、一方
、38 k、 d型は、恐らく完全長の組み替えタンパク質のタンパク分解産物
か、内部のメチオニンから開始された組替えタンパク質てあろう。単クローン抗
体1H1oがTIARを認識するので、TIA−1抗原の精製に用いられた2段
階親和クロマトグラフィー法を利用してこの組替λタンパク質を精製することが
可能となった。
TIA、−1抗原とTIAR間の構造を目録性は、これらの分子が類似した機能
活性を持つ可能性を示唆した。そこで我々は、ジギトニンで透過性にされた胸腺
細胞を用いて精製TIARの核分解活性を測定した。図1−9Bは、TIA−1
抗原及びTIARが共に透過性胸腺細胞にDNA断片化を誘導することを示す。
TIARの調製に用いられたのと同じ発現系がら精製された組替え白血球共通抗
原関連ホスファターゼ(LAR)の等量では、これらの細胞にDNA断片化は誘
導されなかった。同様に、等量のラン血清アルブミンもこれらの細胞にDNA断
片化を誘導しなかった。
実験操作
免疫プロッティング
免疫プロッティングは前記のように行われた。単クローン抗体IHIOを用いて
現像した免疫プロットは、アルカリ性ホスファターゼに共役したヤギ抗マウス免
疫グロブリン(S i gma Ch em、 Co、 )に続きBCIP及び
NCT(Stgma Chem、 Co、)を用いて検出した。単クローン抗体
1. H10は、標準ハイブリドーマ操作により、マウスを組替え40kDのT
IA−1抗原で免疫して生成した。I H1,Oは単クローン抗体TIA−1に
よって認識されるものとは異なったTIA−1抗原上の抗原決定基を認識する。
親和沈降
大腸菌BL21株(DE3)をTIA、−1抗原あるいはTIARをコードする
挿入DNAを含むpT7−7プラスミドベクターで形質転換した。細菌溶解液は
前記の☆0<調製した。組替えタンパク質は、大腸菌溶解液からポリ(A)セフ
ァロースあるいはポリ(U)セファロース(Pha rmac i a)を用い
て親和沈降した。1mlの細菌培養(OD6oo−0,45)由来の大腸菌溶解
液を5071Iのセファロースビーズの50%(容量比)浮遊液と1時間4℃で
インキュベートした。セファロースビーズは次いてPBSで3回洗浄し、5DS
−試料緩衝液で溶出して、12%5DS−ポリアクリルアミドゲル上で分離した
。ニトロセルロース(S and S)への転移に続いて免疫プロットは前記の
如く現像されt二。
cDNAのクローニング及び配列決定
フィトヘマグルチニンで活性化したT細胞(C1ontech)由来のλgt1
.1eDNAライブ−1y’J−を150mmベトリ皿当たり30,000個の
ブリーり濃度で大腸菌Y 1.090株の菌叢上に配布した。37℃で12時間
インキュベーンヨシン後ハイブリッド形成操作前にプレートをニトロセルロース
フィルターで1分間被覆した。各フィルターは、50%ホルムアルデヒド、5X
SSC。
25mMリン酸カリ緩衝液(pH7,4) 、5Xデンハート溶液、及び50μ
g/mlの変性サケ精子DNA中で4−12時間、42℃で前ハイブリッド形成
をした。プローブDNAはニックトランスレーンヨンによって32P−標識し、
前記溶液で希釈してニトロセルロースフィルターに12−24時111.42℃
でハイブリッド形成した。フィルターは次いて、オートラジオグラフィー露光前
に、0゜1?6SDSをaむ5X SSCで2回、そしTo、1%SDSを含む
1.X5SCて2回洗浄した。陽性のプラークは、各別個に選別し、大腸菌Y]
、088株のプレートに展開する前に、3回サブクローニングした。ファージD
NAをブレート溶解液から抽出し、E CORIて消化して挿入断片を遊離し、
psP65プラスミドDNA中にサブクローニングした。シークエナーゼ(US
B)を用いるジブ;・ギシ配列決定は、オリゴヌクレオチドプライマー及びアル
カリ変性プラスミドI) N Aを用いて行った。
サザシブロ・ノティング
ヒトゲ、ツムDNA (Clonetech)を、0,7%アガロースゲル上の
電気泳動分離前に掲示された制限酵素で4時間、37℃で消化した。アルカリ変
性後、DNAを、室温で12時間のキャピラリブロッティングによりニトロセル
ロースに転移した。ニトロセルロースフィルターは、次いて、前ハイブリッド形
成及びTrA−1抗原をコートする32P 、識プローブを用いるハイブリッド
形成の前に、80℃で2時間、真空オーブンで焼乾した。
組替えタンパク質の精製
組替えTIA−1抗原及び組替えTIARは両方とも、TIA−1抗原精製のた
めの上記2段階親和クロマトグラフィーの修正法を用いて精製された。免疫親和
クロマトグラフィ一段階において、我々は単クローン抗体TIA−1の代わりに
中クローニング1H10を使用した。
DNA断片化
TlAl抗原及びTIARが、ジギトニンで透過性にしたヒトの胸腺細胞にDN
A断片化を誘導する能力を上記のようにして検査した。
使用試薬
TIA−1抗原あるいはTIARをコードする核酸(例えばmRNA)検出用プ
ローブは、2G9.4 (配列番号1) 、T4T8.’15 (配列番号2)
あるいはTIA、RcDNA(配列番号3)、あるいはそれらの部分を用いて標
準方法によって調製することが可能である。この様なプローブは、例えば、与え
られたgf4中に相補的核酸の存在を示唆するためのPCRあるいはin 5t
tuハイブリツド形成法を用いる検査に使用することが出来る。
TIARあるいはTrA−1抗原、またはそれらの生物学的に活性な断片を、化
学的に、あるいは組替え体的に、細胞標的指向性リガンド[成長因子(例、IL
−2)、ホルモン(例、インスリン)、あるいは細胞表面受容体に対して特異的
な抗体]に結合し、Murphy、米国特許番号4,675.382に記載され
、本願に引用参照されている方法を用いて標的細胞死滅に使用することが可能量
Fの登録が、ブダペスト条約の必要条件に従ってAmerican Type
Cu1ture Co11ectionに登録されている。
登録品目 凹 受託番号
大腸菌株
T4T8.9−5 1.990年1月5日 68202ハイフリドー−v TI
A−1,1,990年1月5日 HB 1031.9申請者の指定代理人、ダナ
・ハーバ−癌研究所はATCCが、もし特許が許可されたならば、登録の永久性
及び公衆によるその容易な入手を提供する登録所であることを表明する。そのよ
うに登録された物質の公衆に対する入手可能性に関するすべての制限は、特許の
許可とともに撤去され改変されることはない。特許申請未決の間、コノ物質は、
37CFR1,,14及び35USC1,221=従い、特許局長官によって資
格があると決定された者に対して入手可能である。登録された物質は、それを生
きた状部て且つ汚染されないように保つためにすべての必要な注意をはらって、
登録微生物試f4提供に対する最も最近の要請後生なくとも5年間、そしていか
なる場合も登録の日付から少なくとも30年の期間、あるいは特許の実施期間、
そのいずれか長い方の期間、維持されるであろう。申請者の指定代理人は、もし
、登録所が、請求があった場合に登録物質の状態のために試料を提供出来ないな
らば、登録物質を取り替える義務を認めるものである。
配列明細書
(1)一般情報
(+)申請者: Dana−Farber CancerInstitute、
Inc。
(i i)発明の名称: DNA5 ENCODING PROTErNSAC
TIVE IN LYMPHOCYTE−MEDIATED CYTOTOXI
CITY(ii+)配列の数: 9
(iv)通信宛名:
(A)宛名人: Fish & Richardson(B)通り: 225
Franklin 5treet(C)市: Boston
(D)州: Massachusetts(D)国+ U、 S、 A。
(E)郵便番号: 02110−2804(V)コンピュータ読取りフオーム。
(A) ミディアム タイプ:
(B)コンピュータ:
(C)操作系:
(D)ソフトウェア:
(vi)最新の申請データ・
(A)申請番号:
(B)申請の日付:
(C)分類:
(vii)以前の申請データ:
(A)申請番号: 07/726,607(B)申請の日付・ 1992年2月
19日(A)申請番号: 07/843,949(B)申請の日付: 1992
年2月19日(v i i i)弁護士、代理人の情報:(A)姓名: Fra
ser、 Janis K。
(B)登録番号: 34,819
(C)認可証番号: 005301021WO3(fx)テレコミュニケーショ
ン情報
(A)m話
(B)テレファックス
(C)テレックス
(2)配列番号1に対する情報:
(i)配列の特@:
(A)長さ+ 2228
(B)型: 鎖酸
(C)鎖状: 二本鎖
(D)トポグラフィ−; 直鎖
(xi)配列の記述: 配列番号1:
入CττATCATCCACATTにτττ τ入^入^AにAAA CA^G
^丁GCTG GATGτCTGCC^Aτ丁TTτCCCP391
’!’TCATTACCT eA?AJ、AOτ〒〒CτC^G八τCζ=℃T
!TへCkAACACAAA ’l’GcAGGGATT1S51゜
?AA11:mττi GC入τGTCλ^AAτC^入入τ入C入 τλCτ
ττGGτ入 GτCτフ〒C入^入 入A^A^^^ 2Q28
(2)配列番号2に対する情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ: ’ 1618
(B)型: 核酸
(C)鎖状; 二本鎖
(D)トポゲラフィー: @鎖
(xi)配列の記述: 配列番号2:
TAAGTTにTTT GCkTGTG入入A ATC入八Aへ八CへT八Cへ
T丁GGTA GτCτTτC^A^ 入へ^へA^A 1U111
(2)配列番号3に対する情報;
(i)配列の特徴:
(A)長さ: 1401
(B)型: 核酸
(C)鎖状: 二本鎖
(D)トポゲラフィー: 直鎖
(xi)配列の記述: 配列番号3:
^CCCTGCCCT CGGCC〒TO〒CCCGGG入τCGC丁CCCτ
ccc入CCCACCAτGk丁GG入A 54Mt M@t GLu
丁AτGτ入C入AA A 1401
(2)配列番号4に対する情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ= 6
(B)型: アミノ酸
(C)鎖状:
(D)トポゲラフィー: 直鎖
(x i)配列の記述: 配列番号4:ALa Gly Tyr GLu ?h
r Gin(2)配列番号5に対する情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ; 6
(B)型: アミノ酸
(C)鎖状:
(D)トポゲラフィー: 直鎖
(xi)配列の記述、配列番号5:
(2)配列番号6に対する情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ= 6
(B)型: アミノ酸
(C)
(D)トポゲラフィー: 直鎖
(xi)配列の記述;配列番号6z
(i)配列の特徴:
(A)長さ: 6
(B)型: アミノ酸
(C)鎖状:
(D)トポグラフィ−; 直鎖
(x i)配列の記述:配列番号7
(2)配列番号8に対する情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ; 6
(B)型: アミノ酸
(C)鎖状
(D)トポゲラフィー: 直鎖
(xl)配列の記述:配列番号8:
(2)配列番号9に対する情報:
(i)配列の特徴:
(A)長さ: 6
(B)型: アミノ酸
(C)鎖状
(D)トポゲラフィー: 直鎖
(xi)配列の記述:配列番号9:
す塗1・目・E> H< ’iiZ召・ヨ・ヨ・H・型トトトトヨ・トヨ・ト目
・
880′ 七′ =8 四″ニーW 足“ む1 仁“ 乏2冒トトヨ・L−ト
ドトロ・ト
馨トトヨ・i、h 5z仝・E−5・輯・TIA−1のカルボキシ末端における
リゾソーム膜モティーフの発現
× !
cv’+ の
噂 へ
qフ
! !
FIG、13
時間
M Oo、512468
FfG、 i5a
時間
6 4 2 末梢血リンパ球 「p40FIG、 17
FIG、 18a−1
FIG、 18a−2
FIG、 18a−3
AGA T’rT GCT m GTG AAG GACACに ’I’GT
CTT CTA GTT CTG 0077貫TAA GTT TTT GTT
CAT CAT GGA TAT GAA CAT にAT TTT TCT
TTA TGTFIG、 18a−4
リソソームを標的指向するモチーフ
TtA−I A G Y E T O−0008m日 A S Y Q T Q
−CooHLAMP−I A G Y Q T I −COOHLAMP−2
A G Y E OF −COOHLAMP−3S G Y E V M −C
OOHIgp120 A G Y Q T l −GOOH輩 9
フロントページの続き
(81)指定国 EP(AT、BE、CH,DE。
DK、ES、FR,GB、GR,IT、LU、MC,NL、 SE)、 AU、
CA、JP
(72)発明者 シュロスマン スチュアート エフアメリカ合衆国 マセチュ
ーセッツ州 ニュートンセンター ワンフォックスプレイス
Claims (12)
- 1.ATCC番号HB10319と命名された(イブリドーマによって生成され る単クローン抗体に免疫学的反応性を持つポリペプチドをコードする配列を含む 分離されたDNAである。
- 2.請求項1記載の分離されたDNAであって、ここで上記ポリペプチドがAT CC番号68202と命名されたプラスミドによってコードされる配列と本質的 に同一のアミノ酸配列からなることを特徴とする方法。
- 3.請求項1記載の分離されたDNAであって、ここで上記ポリペプチドが配列 番号1、2あるいは3に示されているものと本質的に同一のアミノ酸配列を持つ ことを特徴とする方法。
- 4.ATCC各号68202と命名されたプラスミドの10個のヌクレオチドの 断片からなる核酸プローブと巌密条件下にハイブリッドを形成する分離されたD NAを特徴とする方法。
- 5.配列番号2あるいは3のコーディング配列からなる核酸プローブと低次厳密 条件下にハイブリッド形成をする分離されたDNAを特徴とする方法。
- 6.ATCC番号68202と命名されたプラスミドによってコードされている ポリペプチドをコードする配列を含む分離されたDNAを特徴とする方法。
- 7.あるベクターの精製標品であって、当該ベクターが請求項1に記載されてい る分離されたDNAを含むことを特徴とする方法。
- 8.ATCC番号HB10319と命名されたハイブリドーマによって生成され る抗体と免疫学的に反応性のあるポリペプチドをコードする配列からなる分離さ れたDNAを包含する細胞を特徴とする方法。
- 9.ATCC番号HB10319と命名されたハイブリドーマによって生成され る単クローン抗体と免疫学的に反応性のあるポリペプチドの本質的に精製された 標品を特徴とする方法。
- 10.タンパク質を生成する方法であって、当該方法が前記の分離されたDNA の発現を可能にし、前記の分離されたDNAによってコードされているタンパク 質を回収するような条件下に、請求項8記載の細胞の培養を含むことを特徴とす る方法。
- 11.生物学的試料中の細胞溶解性リンパ球存在を決定する方法であって、当該 方法が以下のことからなることを特徴とする。 請求項1記載の分離されたDNAの少なくとも10個のヌクレオチドからなる断 片と同一の配列からなるプローブに前記試料から採取したRNAを接触させるこ と、及び 前記のプローブが前記のRNAとハイブリッドを形成するか否かを決定すること 、ここで、前記プローブの前記RNAとのハイブリッド形成は、当該試料中に細 胞溶解性リンパ球が恐らく存在することを示唆するものである。
- 12.細胞死滅に用いる組成を特徴とする方法であって、前記の組成は、製剤上 許容される希釈剤中に、ATCC番号HB10319と命名されたハイブリドー マによって生成される単クローン抗体と免疫学的に反応するタンパク質を含んで いる。
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