JPH07505052A - ハイブリッドdna,プラスミド,オリゴハイブリッドペブチド,及びワクチン - Google Patents
ハイブリッドdna,プラスミド,オリゴハイブリッドペブチド,及びワクチン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】
ハイブリッドDNA、プラスミド、
オリゴハイブリッドペプチド、及びワクチン背景技術
赤痢菌属(ンゲラ)による細菌性赤痢は、人間及びその他の霊長類の腸粘膜を侵
す伝染病である。その内赤痢菌l型(志賀赤痢菌)が最も重症の病気の原因とな
り、特に子供の場合に重い合併症、例えば溶血性尿毒症症候群(+1. (1,
S、 、 これには溶血性貧血、血小板減少症、及び急性腎不全がある)、類白
血病性反応、及び敗血症を引き起こす恐れがある。現在のインド大陸、アフリカ
の一部、東南アジア、中国及びラテンアメリカの一部の大流行はこの赤痢菌が原
因である。
赤痢菌l型を識別する特徴の一つとして、この菌がこれまで知られた最も強力な
細胞毒素の一つである志賀毒素を大量に形成する。
志賀毒素は多くの種類の細胞を殺すが、特に血管の内皮細胞に対して活性を示し
、これが志賀赤痢閑の感染に関連した重い合併症の原因であると推測される。従
って赤痢ワクチンはこの微生物自体だけでなく、志賀毒素に対しても防御作用を
有する必要がある。
志賀菌属の毒素は人間や動物のその他の感染にも関与する。大腸菌のある種の血
清型、例えば0157:t+7は出血性大腸炎、無熱性の水様便の下痢が出血性
に移行する下痢を引き起こし、又実験動物に於いてこの精製した毒素のみを投与
して出血性大腸菌の症状を再現することができる。しばしば出血性大腸炎は重い
合併症、例えば、H,U、 S、を伴い、これは同様に志賀菌の感染とも関連す
る。志賀菌属の毒素を生産する血清型の大腸菌は同様に、農場で飼育される動物
の場合に豚の浮腫病のような重い疾患を引き起こし、農業経営上大きな損害をも
たらすことになる。
従って、志賀菌属の毒素に対して人間及び動物の両方の分野で適用できるワクチ
ンを早急に開発する必要がある。
志賀菌属の毒素は、二つの異なる型のサブユニット、即ちサブユニットA (分
子量32.000)とサブユニットB (分子量7.700)とから構成された
、2部から成る分子で、この両方のサブユニットは化学量論的に5個のB鎖に対
して約1個のA鎖の割合で非共有結合的に会合している。このサブユニットAは
真核細胞に対して毒性があり、一方すブユニッl−Bは受容体結合部位を有し、
これが細胞内への毒素の受入れを可能にする。従って、サブユニッl−Bに対し
て有効な粘膜及び血清の抗毒素免疫応答は、腸の上皮細胞と血管の内皮細胞への
毒素の侵入を防止して重い罹病を排除するものでなければならない。
しかし、ワクチン株の中での異種ポリペプチドの高品位の発現には幾つかの欠点
がある。例えば、
(i)安定に使用可能の、通過するポリペプチド乃至パラセンジャー・ポリペプ
チドにはその大きさに制限があるので、異種ポリペプチドと担体分子、例えばL
amB−タンパク質(大腸菌の外膜タンパク質)との融合が困難なことが多い(
Charbit等1988)。
(i)細胞質での異種ポリペプチドの高効果の発現はしばしばタンパク質の分解
と封入体の形成を生ずる。
(ili)細胞質での発現という点では、異種ポリペプチドと担体分子、例えば
βガラクトシダーゼとの融合が同様に細胞に対して毒性を生ずることがあり、そ
のためワクチン株を使用不能にする。
従って、封入体の形成やワクチン株に対する毒性の発生を伴うことなく、大きな
異種ポリペプチドを安定に大きな収量で発現するのに適した発現システムの開発
が必要である。
最近、通過する乃至パラセンジャー・タンパク質を溶血素(HlyA)の23
kDの大きさのC末端信号ドメインに融合する方法で大腸菌から培地に輸送する
遺伝子システムが開発された(lJackman 1987)。
溶血素遺伝子は一つのオペロンChLy C,A、 B、 D)に構成されてお
り、HIyC−タンパク質は107 kDの大きさの旧YA−タンパク質の翻訳
後の活性化にその活性な形で取り込まれる。輸出機構乃至導出機構は、HIYA
の最後の50のC末端アミノ酸の中の特定分泌信号と、それ自体臼VBと旧yD
とから構成された膜結合のトランスロケーション複合体(Wagner等198
3)と、少なくとも一つのゲストタンパク質、HIYA−分子をペリプラズマの
中間段階なしに直接培地に輸送する(Gray等1986とKoronakis
等1989 )小さめの外膜タンパク質Talc(WandersmanとDe
lepelaire 1990)とを利用する。
次にこの従来技術を更に詳細に説明する。志賀赤痢菌l型に起因する感染に対す
る経口投与可能のワクチンを開発する目的で、0抗原に特異性の局在する粘膜免
疫応答を刺激するために、志賀赤痢菌1型のO抗原を発現する、アテニュエーン
ヨンした乃至弱化したサルモネラ・ハイブリッド株を構築した(Mi IIs等
1988とMills &Timm1s 1988)。ハイブリッドワクチン株
に必要なその他の成分は、毒素の活性を中和して疾患の重症度を軽減する免疫応
答を呼び出すための、適当な方法により発現した志賀毒素サブユニットBの封入
である。
担体分子、例えばLamB−タンパク質と融合した異種ポリペプチドの発現には
、安定に使用できるパラセンジャー・ポリペプチドの大きさが制限されるという
欠点がある(Charbit等1.988)。大きなポリペプチドに対してはそ
の代わり、例えばβガラクトシダーゼのN末端の範囲に融合する方法を用いるこ
とができる(Jacob等1985、Brown″$ 1987)。最近、溶血
素(HIyA)の23 kDの大きさのC末端信号ドメインに融合する方法を用
いて、パラセンジャー・タンパク質を大腸菌から培地に導出するための遺伝子シ
ステムが、組換えタンパク質を精製する目的で開発された(Mackman等1
987)等線987、即ち溶血素は大腸菌の尿路の病原株(Welch等198
1)により分泌され、N末端信号−5ecA/5ecY−経路の仲介なしで培地
に導出又は移動される(Felmlee等1985とBlight等1990)
。溶血素遺伝子は一つのオペロン(hay C,A、 B、 D)の中に構成さ
れており、HlyC−タンパク質は107 kDの大きさのHlyA−タンパク
質の翻訳後の活性化にその活性な形で取り入れられる。輸出機構は、H1yAの
最後の50のC末端アミノ酸の中の特定分泌信号と、o+yttと旧yDとから
構成された膜結合のトランスロケーション複合体(Wagner等1983等色
983くとも一つのゲストタンパク質、HIYA−分子をペリプラズマの中間段
階なしに直接培地に輸送する(Gray等1986とKO「0nakis等19
89)小さめの外膜タンパク質ToIC(WandersmanとDelepe
laire 1990)とを利用する。
発明の開示
本発明により、志賀毒素サブユニットBを大腸菌溶血素A(旧yA)の23 k
Dの大きさのC末端と融合し、この融合タンパク質がアテニュエーションした抗
原担体株、ネズミチフス菌arOA −5L3261により導出されることを確
認した。遺伝子融合の発現を、修飾した合成βラクタマーゼ・プロモーターの調
節下で(構成的発現)且つ生体内に誘導可能のアエロバクチン・プロモーターの
調節下で検討した。
ネズミチフス菌1url)A−(SL3261)−ハイブリット株の経口及び腹
腔内投与によりマウスを免疫にしたところ、粘膜に特異性のサブユニットBに対
する免疫応答と血清抗体応答とが刺激された。
本発明により、抗原特異性の免疫応答のためにサルモネラ属の抗原担体ワクチン
株により選択された抗原(候補の抗原)が導出されることを始めて報告すること
ができる。このシステムには次のような長所がある。
(i)異種のポリペプチドが伝達停止配列(rストップ・トランスファーj配列
)をコードしない限り、大きめのポリペプチドを溶血素輸出マシンに融合するこ
とができる。
(ii)融合タンパク質が細胞内に蓄積しないので、ワクチンに対して毒性を示
すことなしに、高い発現レベルが得られる。
従って1本発明のシステムは、毒素の受容体結合サブユニットに対する強い免疫
応答を与えるための、志賀菌属の毒素、例えば5LT−■及び5LT−II v
の発現に適しており、更に他の粘膜病原菌の細菌毒素に対しても適している。
即ち、本発明によれば、サブユニットB/1(1yA−融合タンパク質を細胞外
培地に輸送するために、サブユニットBの志賀毒素タンパク質をHIVAの23
kDk大きさのC末端と融合した。この種のハイブリッドタンパク質(キメラ
タンパク質)がサブユニットBに特異性の免疫応答を刺激できるかどうか調べる
ために、経口又は腹腔内免疫感作に使用する目的で、この種のハイブリッドタン
パク質をネズミチフス菌aroA−抗原担体ワクチン株5L3261 (Hos
eith l 5tocker1981)の中に発現した。
即ち、本発明によれば志賀毒素サブユニットBを大腸菌溶血素A(411yA)
の23 kDの大きさのC末端と融合して、アテニュエーションした抗原担体株
ネズミチフス菌a16A−5L3261により輸出した。このハイブリッドタン
パク質の発現を修飾した合成βラクタマーゼ・プロモーターの調節下で(構成的
発現)且つ生体内に誘導可能のアエロバクチン・プロモーターの調節下で検討し
た。更にプラスミドコピー数の影響を培地コピー・プラスミドベクター及び高性
能コピー・プラスミドベクターを使用して検討した。次の三つの異なる種類のサ
ブユニットBの発現を検討するために、ハイブリット株5L3261による経口
及び腹腔内免疫感作後にマウスの中のサブユニットHに特異性の抗体応答の刺激
を実施した。
(i)サブユニットBの細胞質高性能発現、(if)細胞質発現のサブユニット
B/βガラクトシダーゼ融合タンパク質、
(iii)細胞外環境に導出された、サブユニットB/HIyA (23kDC
末端)−融合タンパク質。
本発明により、志賀毒素サブユニットB/溶血素A−(C末端)−融合タンパク
質の発現を次の四つの条件下で検討した。
(a) 5trB/C−T:hly A−遺伝子融合は生体内で誘導可能のアエ
ロバクチン・プロモーターの調節下にあった。このプロモーターはプラスミドベ
クターpBR322(コピー数的30〜40)細胞/世代)又は、(b)プラス
ミドpucta (コピー数約70/細胞/世代)により運ばれた。又、
(c) 5txB/C−T:hLy A−融合は構成的且つ修飾した合成βラク
タマーゼ・プロモーターの調節下にあった。このプロモーターは中程度のレベル
の発現を供給し、その際融合は同様にプラスミドpBR322又は、
(d)プラスミドpUc18により実施された。こうして、5txB/C−T:
旧yA−融合タンパク質の発現の安定度に関してプロモーターの強度とプラスミ
ドコピー数の検討が可能になった。
(e)更にサブユニットBを高レベルで細胞質に発現し、又βガラクトシダーゼ
融合タンパク質を細胞質に発現して、比較分析を実施した。
異種ポリペプチドを分泌するために溶血素輸出マシンを使用した従来の技術を大
腸菌の中で検討した。しかし、この種の融合タンパク質がネズミチフス菌によっ
ても輸出可能であるかどうかは未だ知られていなかった。本発明による発現研究
を、大腸菌に−12と抗原担体ワクチン株ネズミチフス菌ar’A −5L32
81との両方により同時に実施した。
比較分析の結果、融合タンパク質が大腸菌に−12とネズミチフス菌aroA−
株の両方により輸出可能であることが判明した。これから溶血素輸出マシンがネ
ズミチフス菌の中でも機能することが容易に想到された。しかし、pUclBベ
ースの組換えプラスミドは細胞に対して毒性を有することが判り、その際融合タ
ンパク質のある程度の分解を確認することができた。このプラスミドが滞留する
細菌細胞を、−当たりの生存細胞数で10 ’を越える細胞密度までは増殖でき
なかった。一方pBR322ベースのプラスミドは安定であり、融合タンパク質
の分解の兆しは見られず、10”細胞/−の生存細胞密度が容易に達成できた。
以前の、志賀毒素すブユニツl−Bの種々のドメインを細菌細胞表面のLamb
−タンパク質のループ中に融合した研究の際に、短いサブユニットB・ポリペプ
チドのみがLambを担体分子として使用して安定に発現できることが確認され
た。Lamb−発現システムに融合した完全なサブユニットB(69のアミノ酸
)は宿主細菌に対して毒性を示し、大きな細胞内凝集体を形成した。従って大き
めのポリペプチドを融合タンパク質として発現しなければならない場合には、挿
入したポリペプチドが伝達停止配列(tストップ・トランスファ−1配列)を備
えていない限り、溶血素輸出マシンが適しているように思われる。
ネズミチフス菌−訂OA−ハイブリッド株はサブユニットBを(i)細胞質タン
パク質として発現するか、或いは、(ii)βガラクトシダーゼに融合してから
細胞質として発現するか又は、
(iii) fllyA (C末端)と融合して細胞外環境に導出するか、サブ
ユニットBに特異性の抗体応答を刺激するのにどの発現システムが最も有効であ
るかを検討するために、このハイブリッド株をマウスの経口及び腹腔内免疫感作
に使用した。その結果、この三つのシステムの全てによってサブユニットBに対
する最も重要な抗体応答を得ることができた。しかし、所望の抗原(候補の抗原
)の高品位の発現は宿主細菌にとっては不利のように思われ、従って中程度の発
現が本目的に合うようである。例えば合成βラクタマーゼ・プロモーターによる
構成的発現、或いは例えばアエロバクチン・プロモーターによる生体内で誘導可
能のシステムにより、宿主細菌の安定性に関してよりよい結果が得られた。
血清応答は一般に粘膜抗体応答よりも強かった。この現象の理由としては、腸か
らの抗体の取得又は分離が困難な点が考えられる。
サブユニットB/βガラクトシダーゼ融合タンパク質はかなり高いβガラクトシ
ダーゼ応答を示したが、これはサブユニットB (7,7kD)に比べてβガラ
クトシダーゼポリペプチド(107kD)が遥かに大きく、従ってエピトープ密
度が高いためであろう。
次に本発明を図と実験データとにより詳しく説明する。
図面の簡単な説明
図1は、
5txB/C−T:旧yA−融合タンパク質の発現用のプラスミドの構成で、見
やすくするために、プラスミドの挿入に関連する部分のみを示した。
図2は、
古賀毒素サブユニットB/溶血素A−(C末端)−融合タンパク質の発現のウェ
スタンプロット分析で、融合タンパク質のサブユニットBの領域は、サブユニッ
トBに特異性のモノクローナル抗体StxBMblにより測定した。
(A)バンド1は大腸菌JM101/pLG61:1lpLG575 (全細胞
抽出物)、バンド2はバンドlの細胞の培養上清、/< :/ F 3 ハJM
101./psU204+pLG575(アエロバクチン・プロモーター/ S
tX B/C−T:It!y A/pBR322、全細胞抽出物)、バンド4は
バンド3の細胞の培養上清、バンド5はJM101/I)SU206+pLG5
75 (MSβ−ラクタマーゼ・プロモーター/ 5txB/C−T:hLy
A/pBR322、全細胞抽出物)、バンド6はバンド5の細胞の培養上清であ
る。
(B)図2Aに対しては宿主株がネズミチフス菌arOA −5L3261であ
る点が異なる。
(C)バンドlは大腸菌5L3261/I)LG612+pLG575 (全細
胞抽出物)、バンド2はバンドlの細胞の培養上清、バンド3は5L3261/
psU203+pLG575(アエロバクチン・ブo−t−−ター/ sir
B/C−T:hLy A/pUc18、全細胞抽出物)、バンド4はバンド3の
細胞の培養上清、バンド5は5L3261/psU205+pLG575 (M
Sβ−ラクタマーゼ・プロモーター/stX B/C−T:hLy A/pUc
18 、全細胞抽出物)、バンド6はバンド5の細胞の培養上清である。
図3は、
種々のネズミチフス菌arOA−(SL3261)ハイブリッド株により経口及
び腹腔内免疫感作したマウスの粘膜抗体応答と血清抗体応答で、図3,1は、
SL3’261/ll5IJ108(サブユニットBの細胞質高性能発現)と5
L3261/pJL503 (負の対照)とによる免疫感作後のサブユニットB
に対する応答、
図3.2は、
5L3261/psLI207(サブユニットB/βガラクトシダーゼ融合タン
パク質、細胞質発現、アエロバクチン・プロモーターの調節の発現)と5L32
61./pconl (Lllll:Zをアエロバクチン・プロモーターの調節
下で発現するプラスミドベクター、サブユニットBに対する応答の負の対照)と
による免疫感作後のサブユニットB及びβガラクトシダーゼに対する抗体応答、
図3.3は、
5L3261/pLG575/psU204 (アエロバクチン・プロモーター
の調節下テ(D 5frB/C−T:: hLy A (7)発現)と5L32
61/pLG575/pSυ206 (MS−βラクタマーゼ・プロモータの調
節下でのstr[l/C−T:: hlyAの発現)と5L3261/pLG5
75/pLG612 CIaC−プC1(−一ターの調節下T:(DC−T::
hty Aの発現、サブユニットBに対する応答の負の対照)とによる免疫感作
後のサブユニットBに対する抗体応答である。
発明を実施するための最良の形態
材料と方法
細菌株、プラスミド、培地、
大腸菌JMIOI (F−、tra D36. jacl q、 (1acZ)
lJ15. DrQ AB、 5up B、thI、 tac−pro AB、
yanisch−perron等1985参照)を全ての組換えプラスミドの
りンピエントとして使用した。ネズミチフス菌aroA−変異体5L3261
(tloseith & 5tocker 1981)と制限ネガティブのネズ
ミチフス菌株5L5283とはB、A、D、 5Locker(米国5tanf
ord大学、医学部)より提供された。プラスミドpLG612 (IPTGに
より誘導可能のLac−プロモータの調節下でhLyAの23 kDの大きさの
C声端トhLyB (7)N末端の一部とを運ぶ)と、プラスミドpACYC1
84のtet−耐性遺伝子(Mackman等+985)等巾985−ン化した
hLyB−遺伝子とhty□−遺伝子とを運ふpLG575 (クロラムフェニ
コール耐性プラスミド)とはDr、 Ho1land (英国Leiceste
r大学)より提供された。
プラスミドpsU201 (Guo−fu Su’t! 1992)はアエロバ
クチン・プロモーターの調節下で5(xB−遺伝子を運び、プラスミドpBR3
2(Bo−1ivar等1977)とpUC18(Yanisch−Parro
n等1985等色985用のクローニングベクターとして用いた。次のプラスミ
ドに就いては、Guo−fu Suとその共同研究者の報告がある(1992)
:(i)プラスミドpsUto8(加熱誘導可能のλPL−プロモーターとλP
、−プロモーターとの調節下で5txB−遺伝子を運ぶ)、(i)プラスミドp
JLA503 (高性能発現プラスミド、5chauder等1987)、
(iii)プラスミドpsU207 (アエロバクチン・プロモーターの調節下
で5Ixf3/LacZ−遺伝子融合を運ぶ)、(iv)プラスミドpcon
I (アエロバクチン・プロモーターの調節下でLacZ−遺伝子を運ぶ、Lo
renzo等1987)。
又ルリア肉汁とルリア寒天(Miller 1972)とを全ての株の通常の増
殖用の完全培地として使用し、必要の場合には細菌増殖培地に抗生物質としてア
ンピシリン(100μg/J )又はクロラムフェニコール(30μg/ml’
)を補った。制限エンドヌクレアーゼ、T4−DNA−リガーゼ、DNAポリメ
ラーゼ(フレノウ酵素)、及びその他の酵素はBohringer [1+mb
H(Mannheim、ドイツ)又はNew England Biolabs
。
Inc、 (Beverly、 Mass、)より入手し、メーカーの記載に従
って使用した。
DNA操作: DNA生産と遺伝子工学的操作は標準のプロトコルに準して実施
した(Maniatis等1982)。等閑982プラスミドDNA−形質転換
はHanahan (1,983)により行った。
5DS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動:不連続式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)はSct+ag−ger
−Jagow (+987)の方法で行った。予めSDS−Page−分子量マ
ーカーをBio−Rad (97,4,66,2,45,0,31,0,21,
5,14,4kD)又は、Sig−ma (84,0,58,0,48,5,3
6,5,26,6kD)により記した。図面を参照されたい。
全細胞抽出物と培養上清画分とのウェスタンプロット分析ニー晩の培養(1−)
の細菌細胞を遠心により集めた。培養上清画分(約900 u l)l:Ioo
u 1(D 100 % TCA (hリクロロ酢酸)を加えて細胞外タンパ
ク質を沈殿した。十分混合してからサンプルを4℃で30分温装し、15分遠心
し、上清を除いた。タンパク質ベレット(培養上清画分)は、これを20μlの
緩衝液に再懸濁した(IMのトリス塩基16μA、10倍に希釈したCrack
緩衝液2μl [Crack原液=60mMトリス塩酸pH6,8,1%SDS
、 I X 2−メルカプトエタノール、10 %グリセリン、0.01 mg
ブロモフェノールブルー]、グリセリン2μl)。細菌ベレット(全細胞画分)
は50μ!の緩衝液に再懸濁した。上清と全細胞画分とを100℃で10分加熱
してから、20μlのサンプルをSDS−Pageに加えた。電気泳動の後でゲ
ルをニトロセルロースにプロットした。古賀毒素サブユニットB/H1yA−融
合タンパク質の存在を、サブユニットBに特異性のモノクロナール抗体S【xB
Mblにより検出した(Guo(u Su等+992)。
免疫感作と血清の収集及び腸の洗浄・ 8〜10週齢の雌のBALB/cマウス
(免疫感作光たり4匹)を実質的にGuo−Fu Su等の方法で経口及び腹腔
内で免疫感作した。免疫感作用の接種材料は次のように準備した。
プラスミドpsutoa又はプラスミドpJLA503 (負の対照)を運ぶネ
ズミチフスaroへ−株5L3261の一晩の培養を、アンピシリンを加えたル
リア肉汁の中で、0Dsoo−値が0.7に達するまで新たに培養した。λP、
−プロモーターとλP、−プロモーターとを誘導するために細胞を42℃で45
分保った。滅菌した普通の食塩水で培養を2回洗浄し、適当な容積の食塩水に最
終濃度が1011CFU/−になるように再懸濁した。細胞懸濁液の0.1m/
を経口免疫感作に使用した。
更に細胞懸濁液を10’ CFU/−に希釈し、そのO,1mlを腹腔内免疫感
作に使用した。
プラスミドpconl (負の対照)又はプラスミドpsU207を運ぶ5L3
261−株を前述と同じようにODgo。−値が0.7に達するまで増殖した。
これに2.2゛−ビピリジルを加えた(最終濃度100μM、アエロバクチン・
プロモーターを誘導するため)。この細胞を更に3時間増殖した。培養を洗浄し
、再懸濁して、前述のように免疫感作に使用した。プラスミドpLG612(負
の対照)、 psU204又はpsU206を運ぶ5L3261/pLG575
−株を前述のようにルリア肉汁(アンピシリンとクロラムフェニコールとを補う
)の中で、00s。。−値が1.0(プラスミドpsU206)場合)或いは0
.3(プラスミドpLG612及び9SU204の場合)になるまで増殖した。
プラスミドpLG612を有する細胞は、IPTG (最終濃度1 mM)によ
り誘導し、プラスミド9SU204を有する細胞は2.2−ビピリジル(最終濃
度100μM)により誘導した5L3261/pLG575/pLG612−培
養を更ニ45分、又5L3261/pLG575/pSU204−培養の方は更
に3時間増殖した。培養を洗浄し、再懸濁して、前述のように免疫感作に使用し
た。
ELISA: ELISA用のサンプルを、リン酸塩を加えた食塩緩衝溶液(p
H7,2)により段階的に希釈した。抗サブユニットB及び抗ガラクトシダーゼ
の測定は次のように実施した。予めマイクロタイタープレートにlugの精製し
たサブユニットB (Guo−fu Su等1992)又はlugの精製したβ
ガラクトシダーゼ(Sigma Chemical Co、製)を塗布しておい
た。IgG + IgMの血清測定にはIgG + IgM (ヤギ抗マウスI
gG + IgMを抱合したベルオキシダーゼ、Dianova製)を用いた。
粘膜1gAの測定には、IgA (ヤギ抗マウスIgAを抱合したベルオキシダ
ーゼ、5outhern Biotechnology Inc、製)を用いた
。
測定結果はBio−Rad−マイクロプレートリーダー(3550型)により読
み取った。
HlyA−(C末端)/サブユニットB−融合タンパク質の発現のためのプラス
ミド構築:アエロバクチン・プロモーターの調節下で5txBを運ぶプラスミド
ps[I201のEcoR1/ BgL n−断片をプラスミドpucisのε
(:OR1/ 5Ila l一部位にサブクローニングして、プラスミドpSU
202を得た(図1 ) 。Sea ■/Hpa−断片上のhLyAのC末端の
23kDの大きさのドメインCC−T:hLy Aと表示)とhLyBのN末端
範囲の約50の塩基対とを、プラスミドpsU202のHiac■一部位に挿入
した。
得られたプラスミドpsU203 (図1)は、読み枠の中でC−T:hlff
Aと融合する5txf3−遺伝子を運ぶ。アエロバクチン・プロモーター/s
ty Q/(−7: hLyA−カセットを運ぶプラスミドpsU203のEc
、ol/ #(nd[[−断片をプラスミドpBR322のεC(IRI/ H
Inapl一部位にサブクローニングして、プラスミドpsu 204を得た(
図1)。アエロバクチン−プロモーターを運ぶプラスミドpsu 203のEc
oR1/ Bag旧−断片を修飾した合成βラクタマーゼ・プロモーターによっ
て置き換えた(MS−βラクタマーゼ・プロモーターと表示)。この構築により
プラスミドpsU205 (図1)が得られ、これがEcoR1/ HIndm
−カセットを運び、これにはMS−βラクタマーゼ・プロモーター/ stx
[1/C−T:h+yA−ドメインが含まれ、これをプラスミドpBR322の
Ecof(■/Hind■一部位に挿入することができたので、こうしてプラス
ミドpsL1206 (図1)が得られた。
プラスミドpsU203及びpsU204(これがベクターpLlc18乃至p
BR322の中のアエロバクチン・プロモーター/ stx B/C−T:hl
y A−カセットを運ぶ)並びにプラスミドpsU205及びpsU206 (
これがベクターpUc18又はpBR322の中のMS−βラクタマーゼ・プロ
モーター/ stx B/C−T:hly A−カセットを運ぶ)が、プラスミ
ドpLG575を運ぶ大腸菌に12及びネズミチフス菌araA−株5L326
1の中に形質転換された。ネズミチフス菌arOA −5L3261に於ける形
質転換の前にこれらのプラスミドを先ず制限ネガティブの株ネズミチフス菌5L
5283を通過させた。
大腸@K 12及びネズミチフス菌aroA−株5L3261の中の5txB/
C−T:旧YA−融合タンパク質のウェスタンプロット分析:組換えプラスミド
乃至比較プラスミドが滞留する細菌細胞のペレット及び上清面ニスタンプロット
分析とを実施した。サブユニットBに特異性のモノクローナル抗体StxBMb
lを使用して融合タンパク質を調べた(図2)。5txB/C−T:HIyA−
融合タンパク質が全ての検討した株に於いて細胞外環境に輸出されたことが確か
められた(図2A 、 2B、2Cとバンド4と6)。アエロバクチン・プロモ
ーターにより発現される5txB/C−T:HIyA−融合タンパク質は、MS
−βラクタマーゼ・プロモーターにより発現される同じ融合タンパク質よりも7
kDだけ大きい。
これはプラスミドpsU201の中のEcoRI/ Bag旧−プロモーター断
片が更にIuCA−遺伝子を運び(アエロバクチン・オペロンの第一の遺伝子)
、これが7 kDの大きさのポリペプチドをコードするからである(Loren
zo等1987)。発現された融合タンパク質の量は、pUC18ベースのプラ
スミドの場合の方がpBR322−ベースのベクターの場合よりも遥かに多かっ
た(図28.2C、バンド4と6参照)。しかし、発現の割合が多くなると融合
タンパク質がある程度分解するようになり(図20、バンド4と6参照)、宿主
細胞に対する毒性を生じた。これらの細菌を107/−を越える生存細胞密度ま
で増殖することは不可能であった。pBR322−ベースの構築物は安定で、細
菌を10’生存細胞/−まで増殖することができた。
ネズミチフス菌aroA−ハイブリッド株5L3261による経口及び腹腔内免
疫感作後のマウスの中の、サブユニットBに特異性の免疫応答の分析:経口乃至
腹腔内免疫感作後のマウスの中の、サブユニットBに特異性の免疫応答を刺激す
るために、三つの異なる形でサブユニットBを発現するネズミチフス菌aroA
−株(SL3261)を分析した。試験した発現システムは次の発現を含んでい
た:(i)サブユニットBの細胞質高性能発現(プラスミドpsU108;Gu
o−fu Su等1992)、
(i)サブユニットB/βガラクトシダーゼ融合タンパク質の細胞質発現(プラ
スミドpsU207; Guo−fu Su等1992)、(ii)アエロバク
チン・プロモーター又はMS−βラクタマーゼ・プロモーターの調節下で発現さ
れたサブユニットB /C−T::HIyA−融合タンパク質(プラスミドps
uzo4とpsU206)。これらの融合タンパク質は細胞外の腸の中に輸出さ
れた。腸の液体並びに抗すブユニットB粘膜1gA一応答と血清抗体応答(Ig
G + IgM)とを分析し、一方ではマウスの腹腔内免疫感作の血清を抗体応
答(IgG + IgM)に就いて分析した。プラスミドpsU207を運ぶネ
ズミチフス菌aroAによる免疫感作の後で得られたサンプルに就いて、βガラ
クトシダーゼ応答を調べた。結果(図3.1.3.2.3.3)が示すように、
全ての場合にサブユニットBに特異性の抗体応答に対する特徴を血清と腸の液体
の両方に認めることができた。しかし、プラスミドps0108を運ぶサルモネ
ラ菌は不安定であり、これは組換えサブユニットBの高品位の発現の結果と思わ
れる。血清抗体応答の方が一般に粘膜抗体応答よりも高い。プラスミドpsU2
07 (図3.2)に対して、抗βガラクトシダーゼ抗体応答は、サブユニット
Bに特異性の抗体応答よりも著しく高かった。
生体材料 入手先
H1yA用DNA(=溶血素) psU 204 :DSM 7045 又は、
psU 205 = DSM 7046 参照5LT−n (=古賀様毒素II
) 5tockbin等、Infect、 1mmun、。
695−700.53 (1986)
3LT−nv 同前
βラクタマーゼ・プロモーター psU 205 = DSM 7046 参照
アエロバクチン・プロモーター psu 204 = DSM 7045 参照
pBR322Boehringer MannheimpUc 18 Boeh
ringer Mannheimネズミチフス菌aroA SL 3261 H
o5ieth & 5jocker、 Nature、 291(1981,)
23B−239
匁−黙
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1
!Il 堰 堤
四 社 吐
■ サブユニットB/粘膜
ロ サブユニットB/体液
[a サブユニットB/体液
図3.2
粘膜 体液 体液
釘m サブユニットB応答
[] βガラクトシダーゼ応答
IgJ3.3
経口 腹腔内
7 aroP/B−’フ′ブシンメC−T::HIyAQ p−1acP/B−
”7フユd/C−T:、H1yAフロントページの続き
(81)指定国 EP(AT、BE、CH,DE。
DK、ES、FR,GB、GR,IE、IT、LU、MC,NL、 PT、SE
)、 AU、JP、 US(72)発明者 スー、グオーフー
ドイツ連邦共和国 デー−3300ブラウンシュヴアイク、マシェローデル・ヴ
エーク(72)発明者 ヴエーランド2.ユルゲンドイツ連邦共和国 デー−3
300ブラウンシュヴアイク、マシェローデル・ヴエーク(72)発明者 ティ
ミス、ケニート・エヌドイツ連邦共和国 デー−3300ブラウンシュヴアイク
、マシェローデル・ヴエーク
Claims (10)
- 1.細菌毒素のサブユニットBをコードするDNA構造が、HIyA(溶血素) をコードするDNA構造乃至そのC末端断片と融合していることを特徴とするハ イブリッドDNA。
- 2.前記細菌毒素が志賀毒素又は志賀類似の毒素、例えばSLT−H又は、SL T−IIvであることを特徴とする請求の範囲第1項記載のハイブリッドDNA 。
- 3.コードする両方の前記DNA構造に構成的プロモーター又は、生体内条件で 誘導可能のプロモーターが前置してあることを特徴とする請求の範囲第1項又は 第2項記載のハイブリッドDNA。
- 4.コードする両方の前記DNA構造に、サルモネラ株、特にネズミチフス菌、 例えばネズミチフス菌aroA−SL3261の中での発現用のプロモーターが 前置してあることを特徴とする請求の範囲第3項記載のハイブリッドDNA。
- 5.野性型の又は野性型の一時変異としてのβラクタマ−ゼ・プロモーターを特 徴とし、その場合該プロモーターが合成的に生産可能又は不能である請求の範囲 第4項記載のハイブリッドDNA。
- 6.アエロバクチン・プロモーターを特徴とする請求の範囲第4項記載のハイブ リッドDNA。
- 7.前記請求の範囲第1項から第5項のいずれか1項記載のハイブリッドDNA を特徴とするプラスミド。
- 8.請求の範囲第7項記載のプラスミドを特徴とする宿主株、特にサルモネラ株 、特にネズミチフス菌、例えばネズミチフス菌σroA−SL3261。
- 9.HlyAと乃至そのC末端断片と融合している細菌毒素のサブユニットを特 徴とするオリゴハイブリッドペプチド。
- 10.請求の範囲第9項記載のオリゴハイブリッドペプチドからなる又は、該ペ プチドを含むワクチン発明の詳細な説明
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