JPH09501315A - ヒトmhc▲ii▼群二重トランスジーンおよび用途 - Google Patents
ヒトmhc▲ii▼群二重トランスジーンおよび用途Info
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Abstract
(57)【要約】
ヒトMHC II群HLAα,β−DR二重トランスジーン、それらの製造、および免疫活性メディエーターの産生または放出を変調する物質の同定における使用。
Description
【発明の詳細な説明】
ヒトMHC II群二重トランスジーンおよび用途
主要組織適合性遺伝子複合体(MHC)II群遺伝子産物は、34キロダルト
ンのα−鎖および29キロダルトンのβ−鎖からなる細胞表面ヘテロダイマー糖
蛋白質である。これらの蛋白質は自己寛容、MHC制限および抗原提供(ant
igen presentation)の免疫過程で重要な役割を果たす。これ
らの過程はそれぞれMHC分子と抗原、T細胞α−β受容体(TCRs)および
補助分子、たとえばCD4との相互作用を伴う。これらの相互作用と寛容誘導お
よびMHC制限−抗原提供の生物学的作用との関係は、まだ完全には分かってい
ない。
MHCおよびTCR遺伝子産物はともに著しい構造の複雑さを特色とする(N
atural Histocompatibility Complex,19
86,クライン(J.Klein)−ワイリー・アンド・サンズ)。この複雑さ
の重要な機能上の結果は、抗原認識の多様性である。独立した哺乳動物種の進化
に際して、MHCおよびTCR複合体は遺伝子の構造、数および調節において著
しく分化した。
ローランス(Lawrance)ら(Cell,1989,58,583−5
94)は、MHC II群遺伝子複合体のヒトDR−α鎖およびネズミIE−α
鎖のアミノ酸配列間のかなりの相違にもかかわらず、トランスジェニックDRα
−Eβマウスを構築することが可能であると報告している。そのようなマウスは
免疫機能に明らかなモジュレーションを伴うことなくヒトDRα遺伝子を発現す
る。
ニシムラ(Nishimura)ら(J.Immunology,1990,145
,353−360)は、トランスジェニックHLA−DQw6マウスの系
列を記載している。DQw6AおよびDQw6B DNAの混合物をC57BL
/6マウスからの40の受精卵に注入した。4匹の新生児が得られ、そのうち1
匹のマウスはDQw6AおよびDQw6B両方の遺伝子を保有していた。しかし
さらにMHC II群二重トランスジーンが望まれていたにもかかわらず、これ
らについてのそれ以上の報告はなかった。
本発明の第1観点においては、本発明者らはMHC II群HLA−DR遺伝
子複合体に関してα,β−二重トランスジェニックであるトランスジェニック非
ヒト哺乳動物を提供する。
好都合なMHC II群HLA−DR遺伝子複合体の例には、下記に示される
ものが含まれる:カッペスおよびストロミンガー(Kappes,Stromi
nger)Ann.Rev.Biochem.,1988,57,991−10
28;マーシュおよびボドマー(Marsh,Bodmer)“Gene Re
gistry,HLA II群ヌクレオチド配列,1991”;Lanchbu
ry in Clinical and Experimental Pers
pectives in Cyclosporin Therapy,1992
,2(1),15−17;ワーズワース(Wordsworth)ら,Am.J
.Hum.Genet.,1992,51,585−591、ならびにP.N.
A.S.,1989,86,10049−10053。それらの複合体には、D
R1、DRw10およびDR4サブタイプが含まれ、これらにはDR4Dw4、
DR4Dw13、DR4Dw14.1、DR4Dw14.2、およびDR4Dw
15が含まれる。具体的な複合体はDR4Dw14である。さらに具体的な複合
体はヒトHLA−DR4Dw4−α,β複合体である。
哺乳動物は任意の好都合な非ヒト哺乳動物、たとえば実験室試験法に用いられ
るもの、たとえばげっ歯類、たとえばマウスまたはラット、より好都合にはマウ
スである。
本発明のトランスジェニック非ヒト哺乳動物は、目的とするα,β−トランス
ジーンに関してヘテロ接合体またはホモ接合体のいずれであってもよいが、ホモ
接合体が好都合である。
本発明の好ましい非ヒト哺乳動物は、ヒトHLA−DR4Dw4−α,β複合
体に関してトランスジェニックな、好ましくはαおよびβトランスジーンに関し
てホモ接合体であるマウスである。
本発明のトランスジェニック非ヒト哺乳動物は、目的とするMHC II群H
LA−DR遺伝子複合体に関してそれぞれα−トランスジェニックおよびβ−ト
ランスジェニックである適切な個々の非ヒト哺乳動物を交配することにより得る
のが好都合である。一般的な交配および育種法を採用しうる。目的とする二重ト
ランスジェニック子孫を、好ましくはα−またはβ−遺伝子のいずれにおいても
何ら有意の欠失をもたないバックグラウンド株内へ戻し交雑育種する。これは目
的外のヒト/非ヒト遺伝子対合を最小限に抑えるためであり、かつ目的とするα
,β−トランスジーンの信頼性ある発現を高めるためである。
α,β−トランスジーンの発現水準は、マウスMHC II群(mouse
MHC class II)の発現水準の少なくとも1/10であり、同一であ
ることがより好都合である。
本発明の他の観点においては、本発明者らはヒトβ−DR4Dw4トランスジ
ーンを提供する。
本発明のトランスジェニック非ヒト哺乳動物は、MHC II群に関する免疫
系の任意の観点の研究ならびにたとえば化合物とこれらの細胞表面蛋白質との相
互作用を判定するための薬物およびワクチンのアッセイを含めた多数の用途をも
つ。たとえば組織を摘出し、(i)培養し(たとえば“Culture of
Animal Cells−A Manual of Basic Techn
ique”−イアン・フレシュネイ(R.Ian Freshney),A.R
.リス・インコーポレーテッド、ニューヨーク)、(ii)アッセイに使用し、
(iii)細胞系内でカロライン・マクドナルド(Caroline MacD
onald)Critical Reviews in Biotechnol
ogy,1990,10(2),155−178に概説される方法を用いて不死
化し、または(iv)“Teratocarcinomas and Embr
yonic Stem Cells−a practical approac
h”,ロバートソン著,IRLプレスに概説される幹細胞の調製に使用する。
本発明の他の観点においては、本発明者らはMHC II群α,β−二重トラ
ンスジーンの発現に関してヘテロ接合体、ホモ接合体またはキメラである哺乳動
物細胞系を提供する。好都合なMHC II群α,β−二重トランスジーンの例
には、DR群、特にDR1の配列;Dw群、特にDw4、Dw14.1およびD
w14.2の配列のα,β−二重トランスジーンが含まれる。具体的なα,β−
二重トランスジーンはDR4Dw14である。さらに具体的なトランスジーンは
ヒトHLA−DR4Dw4のα,β−二重トランスジーンである。
任意の好都合な細胞系統(cell line)を使用しうる。これらには前
記のもの、たとえば不死化した細胞系統が含まれる。細胞系統は多分化能および
/または全分化能であってもよい。
本発明の他の観点によれば、本発明者らは本発明の前記のいずれかの観点によ
る本発明のα,β−二重トランスジーンにより発現したポリペプチドを提供する
。
本発明のトランスジェニック非ヒト哺乳動物により発現するDR MHC I
I群遺伝子産物は他の因子と相互作用してヒトT細胞の増殖を誘発しうることが
分かった。
従って本発明の他の観点においては本発明者らは、免疫活性メディエーターの
産生または放出を変調する(modulate)化合物の同定方法であって、本
発明のα,β−二重トランスジーンにより発現したポリペプチド、および該ポリ
ペプチドと結合して複合体を形成し、該複合体がT細胞と相互作用して免疫活性
メディエーターの産生または放出をもたらす因子と、被験化合物を接触させ、そ
して産生または放出の変調(modulation)を検出することを含む方法
を提供する。
本発明者らは理論的考察により拘束されたくはないが、被験化合物は因子への
ポリペプチドの結合または後続の事象を阻害することにより免疫活性メディエー
ターの産生または放出を変調するのであろう。
免疫活性メディエーターの産生または放出の変調を検出するために利用しうる
好都合な免疫事象の例には、T細胞増殖、抗体産生および炎症反応が含まれる。
任意の好都合な被験化合物を使用しうる。制御のためには抗体、たとえばモノ
クローナル抗体を使用して、α,β−二重トランスジーンにより発現したポリペ
プチドを遮断することができる。
因子は好都合にはペプチド、好都合には合成ペプチドである。HLA−DR4
Dw4トランスジーンと共に前記方法に使用しうる具体的ペプチドは、
である。
以下の図面および実施例を参照して本発明を説明するが、本発明はこれらに限
定されない。
図1は、DRαクローンT9Cの構造を示す。ボックスはDRα遺伝子のエキ
ソン(exon)を表し、矢印は転写の方向を表す。5′SSはシグナル配列で
ある。α1およびα2は細胞外ドメインである。TCはトランスメンブラン(t
ransmembrane)および細胞質ドメインである。3′UTは3′側非
翻訳領域である。β1はDRβ遺伝子のエキソンである。EcoRI、BamH
IおよびSalI制限酵素についての制限地図をも示す。5DRαエキソンを含
む22kbBamHI−SalIフラグメントをマウス卵母細胞にマイクロイン
ジェクションして、DRαトランスジェニックを形成した。
図2は、DRβ構築体の形成を示す。ボックスはマウスIEα構築体のエキソ
ンを表し、矢印は転写の方向を示す。Lはリーダーペプチドである。1および2
は細胞外ドメインである。TCはトランスメンブランおよび細胞質ドメインであ
る。3′UTは3′側非翻訳領域である。BamHIおよびXbaI制限酵素に
ついての制限地図をも示す。ヒトDRβ cDNAを、マウスIEα遺伝子の第
1エキソン内の転写開始部位と翻訳開始コドンとの間にクローニングした。
図3(a)は、DRα cDNAにハイブリダイズされた、T9C DNA、
非トランスジェニックマウスからの肝臓DNA、BMS DNA、ならびにトラ
ンスジェニックおよび非トランスジェニック子孫の尾からのDNAを含むサザン
ブロットのオートラジオグラフを示す。
図3(b)は、DRβ cDNAにハイブリダイズされた、WE32β DN
A、非トランスジェニックマウスからの肝臓DNA、ならびにトランスジェニッ
クおよび非トランスジェニック子孫からのDNAを含むサザンブロットのオート
ラジオグラフを示す。
図4(a)は、DRα cDNAにハイブリダイズされた、DRαトランスジ
ェニック1530の肝臓、脾臓、肺臓および腎臓からのRNA、ならびにBMS
細胞系統からのRNAを含むノーザンブロットのオートラジオグラフを示す。
図4(b)は、DRβオリゴヌクレオチドにハイブリダイズされた、DRβト
ランスジェニック1499からの肝臓、肺臓、脾臓および脳RNA;DRβトラ
ンスジェニック1502からの肝臓、肺臓および心臓RNA、ならびにBMS細
胞系統からのRNAを含むノーザンブロットのオートラジオグラフを示す。
図5は、HLA−DR(MAb L243)およびマウスMHC II群蛋白
質(MAb 10−3.6.2)に対する抗体で染色した、HLA−DR4Dw
4およびトランスジーンを含むマウスからの血液細胞のFACSプロフィールを
示す。
図6は、MAb L243およびフィコエリトリン結合したヤギ抗−マウスI
gG(Fc)FITCで、次いでFITC結合したラット抗−IA(セロテック
(Serotec)クローン)MAbまたはFITC結合したラット抗−Thy
−1(セロテッククローン)MAbで染色した脾臓細胞のFACSヒストグラム
2種類を示す。発現性I−A分子はHLA−DR4Dw4分子をも発現し(図6
aの集団B)、一方HLA−DR4Dw4陰性細胞はI−A分子も発現しない。
さらにマウスMHC II群分子を発現しないマウスT細胞(CD3陽性脾臓細
胞)は、HLA−DR4Dw4分子をも発現しない(図6bの集団B)。
図7は、FHA307−320で免疫化した10匹の個々のマウス(5匹のH
LA−DR4Dw4トランスジェニックマウス;5匹の非トランスジェニック同
腹子)から得たLN T細胞の応答を示す。FHA307−320をHLA−D
R4Dw4トランスジェニックマウスからの感作LN T細胞に添加すると用量
依存性の増殖応答を生じ、これに対し非トランスジェニック同腹子からの感作L
N T細胞はFHA307−320を添加しても増殖しないことが分かる。
図8は、抗HLA−DRモノクローナル抗体がHLA−DR4Dw4トランス
ジェニックマウスからの感作LN T細胞によるFHA307−320認識に及
ぼす影響を示す。脾臓細胞および感作LN T細胞は実施例4に関して記載した
ものに従って調製され、かつ刺激濃度のFHA307−320(10μM)が添
加された。HLA−DR4Dw4分子に結合するが、マウスMHC II群分子
には結合しないモノクローナル抗体L243をも添加し、記載に従って培養物を
インキュベートし、採集し、そして計数した。MAb L243の添加はトラン
スジェニックマウスからの感作LN T細胞の増殖を完全に阻害することが分か
る。これに対しHLA−DR4Dw4分子と反応しない対照モノクローナル抗体
(MKD6)は阻害活性をもたず、これはその作用がHLA−DR4Dw4に対
して特異的であることを示す。
図9は、HLA−DR4Dw4トランスジェニックマウスがHLA−DR4D
w4結合性ペプチドFHA307−320に対してリコール遅延型(recal
l delayed type)過敏応答を生じることを示す。HLA−DR4
Dw4結合性アンタゴニストペプチドをHLA−DR4Dw4トランスジェニッ
クマウスに投与すると測定可能な程度のリコール遅延型過敏反応阻害が生じるこ
とが分かる。これに対しマウスMHC II群分子のアンタゴニスト(SNas
e61−80)は阻害活性を示さなかった。これらの結果は、この応答がHLA
−DR4Dw4制限されたものであること、およびこの方法をHLA−DR4ア
ンタゴニストペプチドの検出に利用しうることを確認する。ヒトHLA−DR4Dw4を発現するトランスジェニックマウスの形成
ヒトHLA−DR4Dw4を発現するトランスジェニックマウスの形成には2
種類のヒト遺伝子、非多型性α遺伝子および多型性β遺伝子を添加することが必
要である。ヒトDRα遺伝子の供給源
ヒトDR4α遺伝子全体を含有するコスミドクローン、T9Cは、スピース(
T.Spiesら,Pro.Natl.Acad.Sci.USA 82:51
65 1985)により得られた。7Kb遺伝子ならびに5′および3′側フラ
ンキング配列を含む22KbのBamHI−SalIフラグメントをT9C(図
1)から形成し、濃度2ng/μlでのマイクロインジェクション(参照:
ホーガン(Hogan)ら,Manipulating the mouse
embryo−A laboratory manual,コールド・スプリン
グ・ハーバー・ラボラトリー・プレス,1986)用としてアガロースゲルから
単離した。ヒトDR4Dw4 β cDNA構築体の構築
ヒトDR4Dw4 β鎖 cDNAをヒトβ−類リンパ芽球系(lympho
blastoid)細胞系統(BSM−形質転換したエプスタイン・バールウイ
ルス、R.ボルヒューズ、ETNO,ライスバイク,NLより入手)。全RNA
をBSM細胞から調製し、50μgの全RNAをオリゴヌクレオチドdTセルロ
ースカラムに導通することによりポリA+RNAを選択した。5μgのポリA+
RNAを鋳型として用いて、二本鎖cDNAを形成した。次いでこのcDNAを
オリゴヌクレオチド
とのPCR反応に用いて、820bpの生成物を形成した。次いでこれをバクテ
リオファージクローニングベクターM13mp18およびM13mp19(ベー
リンガー・マンハイム)のEcoRIおよびSalI部位間にクローニングし、
配列決定した。二本鎖(RF)DNAをmp18クローンから調製し、この挿入
配列を真核細胞発現ベクターpMSGCMVα中へサブクローニングした[pM
SG−ファルマシア、下記により修飾(i)MMTV−LTRを除去し、サイト
メガロウイルス(CMV)即時型プロモーター/エンハンサー(シャフナー(W
.Schaffner),Cell,41,521−53に記載、619bp
ThaIフラグメント上にpcm5029から単離−Gene,45,101−
105)と置換し、そして(ii)gptをバーグ(P.Berg)により得ら
れるpSV2 neo(J.of Mol.and App.Genetics
,1982,1,327−341)で置換する]。次いで下記のリンカーをcD
N
Aの5′側のEcoRI部位にリゲート(ligate)した:
AATTAGATCT
従ってTCTAGATTAAがBglII部位を形成する。DRβ cDNA、
SV40スプライス部位、およびポリA認識配列を含む構築体をBglII−B
amHIフラグメント上に精製し、次いでスタンフォード大学マチス(D.Ma
this)により提供されたプラスミドpWE32のBamHI部位中へサブク
ローニングした(ドーン(Dorn)ら,Pro.Natl.Acad.Sci
.USA,1987,84,6249−6253)。pWE32は、クローニン
グの目的で第1イントロンからBamHI部位を除去し、そして第1エキソンの
非翻訳領域にBamHI部位を導入することにより修飾されたマウスIEα遺伝
子を含む。IEα調節配列および遺伝子(この時点でDRβ cDNAを第1エ
キソン中に含む)(図2)をBglII消化により単離した。次いで9.4Kb
のフラグメントをゲル精製し、マイクロインジェクション用としてTE(0.5
mMトリス−pH7.5,0.1mM EDTA)中に2ng/μ1で再懸濁し
た。トランスジェニックマウスの形成
すべての操作をホーガン(Hogan)ら,Manipulating th
e mouse embryo−a laboratory manual,コ
ールド・スプリング・ハーバー・ラボラトリー・プレス,1986の記載に従っ
て実施した。
CBA−CaxC57B1/6(F1)雌マウス(ゼネカーアルダーリー・パ
ーク)を過剰排卵させ、F1雄と交配させた。受精卵に22KbのBamHI−
SalIフラグメント(DRα遺伝子を含む)、または9.4Kb BglIフ
ラグメント(DRβ遺伝子を含む)をマイクロインジェクションし、一夜インキ
ュベートした。生存胚を擬妊娠F1雌(精管切除した雄と交配)の卵管へ移し、
出産まで発育させた。トランスジェニックマウスの分析
得られた子孫を分析して、トランスジーンが存在するか否かを判定した。各動
物から約0.5cmの尾を採取し、メスでスライスし、0.5mlの細胞溶解用
緩衝液(100mMトリスHCl−pH8.5,5mM EDTA,0.2%S
DS,200mM NaCl,100μgプロテイナーゼK/ml)中で45℃
において一夜消化した。溶液をフェノール/クロロホルムで抽出し、DNAを沈
殿させた。DNAを等容量のイソプロパノールで沈殿させ、70%エタノール中
で洗浄し、500μlのTE(0.1Mトリス−pH8,0.01M EDTA
)中に55℃で再懸濁した。DRαまたはDRβ特異性プライマーを用いるPC
R分析を採用して、トランスジェニック動物を同定した。約100ngの尾DN
Aを、PCRにおいてテクネ(Techne)温度循環機につき製造業者(パー
キン−エルマー・シータス)が記載する条件を採用したTaqポリメラーゼ(シ
ータス−アンプリタク(Cetus−Amplitaq))との反応に使用した
。使用したアンプリマー(amplimer)は下記のものであった:
92℃で2分間、65℃で2分間、および72℃で2分間、35サイクル、10
18bpの生成物を得た。
92℃で2分間、64℃で2分間、および72℃で2分間、35サイクル、88
6bpの生成物を得た。
トランスジェニック動物をEcoRI消化した尾DNAのサザン分析により確
認した。DNA(100μg)を20×SSC(3M NaCl,0.3Mクエ
ン酸トリナトリウム−Na3C6H5O7・2H2O)によりハイボンド(Hybo
nd)メンブレン(アメルシャム)に移し、UV固定し、プレハイブリダイズし
、
製造業者の推奨に従って標準プロトコールによりDRαまたはDRβ cDNA
の32P標識プローブを用いてハイブリダイズした。結果を図3および4に示す。本発明者らの動物
“本発明者らの”DRα動物6匹を同定し、2匹はトランスジーンを高頻度で
伝達し(DRα08およびDRα10)、3匹目の動物(DRα12)はトラン
スジェニック子孫を産んだが、同腹子のサイズは小さかった。他の3匹の“本発
明者らの”動物のうち2匹は伝達せず(DRα19およびDRα93)、1匹は
転位した配列を含むと思われる子孫を産んだ(DRα21)。DRα08を選ん
でトランスジェニック系を樹立し、以下のDRαについての記述はDRα08に
関するものである。DRβ構築体のマイクロインジェクションにより“本発明者
らの”動物3匹、β325、β380およびβ356が得られた。β325およ
びβ380はトランスジーンをそれらの子孫に伝達しなかった。従ってマウス/
ヒトハイブリッドβ356から系を樹立し、以下のDRβについての記述はこの
系に関するものである。ノーザン分析
マウス組織から全RNAをシルギン(Chirgwin)ら,Biochem
istry 1979,18 No.24:5294の方法により抽出した。1
0μgのRNAをホルムアルデヒドゲルに装填し、100ボルトで4時間、電気
泳動を実施した。RNAをハイボンドメンブレンに20×SSCを用いてブロッ
トし、UV固定した。プレハイブリダイゼーションおよびハイブリダイゼーショ
ンは、0.5Mリン酸ナトリウムpH7.2,7% SDS,1mM EDTA
(DRα cDNAプローブにつき)、または0.144M Na2HPO4,0
.056M NaH2PO4,1mM EDTA,1% BSA,7.2% SD
S,15%脱イオンホルムアミド(DRβオリゴヌクレオチドプローブにつき、
プローブ
最高水準のDRαおよびDRβ発現は脾臓および肺臓に見られた。蛍光in situハイブリダイゼーション(FISH)
マウスゲノム中のトランスジーンの組み込みを蛍光in situハイブリダ
イゼーション(FISH)により観察した。pWE32のいずれかのコスミドT
9C DNAをビオチノール化した(BRL−バイオニック・キット、製造業者
の指示に従った)。トランスジェニック動物の繊維芽細胞からの中期染色体スプ
レッドをRNase(100μg/ml、2×SSC中)で37℃において60
分間処理し、洗浄し、アルコール濃度勾配を通して脱水し、70%ホルムアミド
、2×SSC中で75℃において3−5分間変性させ、そして脱水した(変性を
90℃で5分間実施してもよい)。100ngの標識DNAを25μlのハイブ
リダイゼーションミックス(10%デキストラン硫酸,50%ホルミアミド,2
×SSC,0.1mM EDTA,0.05mMトリスpH7.5,100μg
/ml変性サケ精子DNA)に溶解し、80℃で10分間変性させた。変性プロ
ーブをスライドにカバーガラス下で37℃において48時間ハイブリダイズさせ
た。スライドを50%ホルミアミド/2×SSC pH7.0中で3×5分間、
および2×SSC中で3×5分間洗浄し、そして4×SSC,0.05%トリト
ン(Triton)X100中で5%脱脂粉乳(マーベル(Marvel)−フ
レミアー・ブランズUKリミテッド)により60分間遮断した。検出はフルオレ
セインイソチオシアネート(FITC−ベクター・ラボラトリーズ)−アビジン
(DSC−D細胞ソーター用)、次いでビオチニル化抗アビジン(ベクター・ラ
ボラトリーズ)中での連続インキュベーションにより行い:両者とも5μg/m
1,4×SSC pH7.0,0.05%トリトンX100,3%BSA中、3
7℃で20分間;各層間を4×SSC/0.05%トリグトン(TRigton
)中で3×3分間洗浄した。304層のアビジン後にスライドをリン酸緩衝液食
塩水(1×PBS−0.137mM NaCl,2.7mM KCl,8.1m
MNa2HPO4・2H2O,1.5mM KH2PO4−pH7.4)中で洗浄し
、ヨウ化フロピジウムで対比染色し、90%グリセリン,20mMトリスpH8
.0,2.3%1,4−ジアザビシクロー[2.2.2]オクタン(DABCO
)中で固定した。DRβトランスジーンは、マウス染色体のうちの1つの単一部
位に組み込まれていると思われた。しかしDRαは2つの異なるマウス染色体中
に
検出された:1つは動原体に対して近位(proximal)であり、1つは遠
位(distal)であった。DRαトランスジェニック動物をCBAと交雑さ
せて、2つの組み込み事象を別個の系に分離させた。それぞれを蛍光抗体細胞ソ
ーター(FACS)分析により試験した。遠位組み込み部位は近位組み込み部位
より高い水準で発現した。αβ交雑
DRα08トランスジェニック動物をDRβ356動物と交配させて、両方の
トランスジーンを保有する子孫を形成した。
実施例2HLA−DR4Dw4トランスジェニックマウスからの血球により発現するHL A−DR4Dw4蛋白質の検出
尾の切断により得た血液を100μlのヘパリン処理試験管(BDH)中に採
取し、直ちに1mlの氷冷PBS中に吹き込んだ。次いで試料を遠心分離し(2
000rpmで5分間)、20%正常ウサギ血清+0.2%ナトリウムアジドを
含有する氷冷PBS200μl中にペレットを再懸濁し、50μlずつをLP4
試験管(ラッカム)にピペットで分注した。冷蔵庫内で15分間のインキュベー
ション後に、50μlの予め滴定したモノクローナル抗体含有上清(PBS+2
0%正常ウサギ血清+0.2%ナトリウムアジド中に希釈したもの(一般に1:
5))を細胞懸濁液に添加した。低温でさらに20−45分間のインキュベーシ
ョン後に、細胞を450μlの冷PBS+2%ウシ胎児血清(FCS)+0.2
%ナトリウムアジドで洗浄し、次いで4℃で遠心分離した(2000rpmで5
分間)。次いで上清を吸引によりデカントし、ペレットを2−3秒間、渦流撹拌
により再懸濁した。50μlのFITC−結合ヤギ抗マウスIgG F(c)抗
体(セロテック)(予め50%マウス脾臓細胞懸濁液を30分間吸収させたもの
)(PBS+20%ウサギ血清+0.2%ナトリウムアジド中に1:75に希釈
)を添加し、ペレットを渦流撹拌により再懸濁した。低温で20分間のインキュ
ベーション後に、細胞をPBS+2%FCS+0.2%ナトリウムアジドで2回
洗浄した。FACS細胞溶解用緩衝液(ベクトン・ディッキンソン−製造業者の
指
示に従った)の添加により赤血球を取り出し、蛍光発光細胞をFACS−SCA
Nサイトメーター(ベクトン・ディッキンソン)により計数した。
図5は、HLA−DR4Dw4およびトランスジーンを含むマウスからの血球
を、HLA−DR(MAb L243−ATCC HB55)およびマウスMH
C II群蛋白質(MAb 10−3.6.2−ATCC TIB92)に対す
る抗体で染色したもののFACSプロフィールを示す。HLA−DR4Dw4ト
ランスジェニックマウスからの同様な数の細胞が、それぞれマウスおよびヒトM
HC II群蛋白質で染色されていることが分かる。実施例3 トランスジェニックマウスからの脾臓細胞により発現したHLA−DR4Dw4 蛋白質の検出
トランスジェニックマウスから脾臓を切除し、3mlの低温無菌PBSを入れ
た直径50mmの無菌プラスチック製ペトリ皿に入れ、小片(約3mm)に切断
した。小片を2mlプラスチック注射器(アシク)のプランジャーで圧壊して、
脾臓細胞を放出させ、さらに7mlの氷冷PBSを10mlのピペットで添加し
た。懸濁液をピペットで10回、激しく吸引排出し、混合物をセル・ストレーナ
ー(Cell Strainer)(ベクトン・ディッキンソン)により25m
lの無菌ガラスビーカーへ濾過して残屑を除去した。細胞懸濁液を15mlの無
菌プラスチック円錐管(ファルコン)に注入し、室温で遠心分離した(1400
rpmで5分間)。次いで細胞ペレットを3mlのPBSに再懸濁し、2mlの
リンフォライト(Lympholyte)M(ジャクソン・ラボズ)を下に積層
した。細胞を室温において2000rpmで15分間遠心分離し、次いで界面の
細胞(単核細胞集団である)を採取し、15mlの無菌三角フラスコ内で10m
lの氷冷PBS中に希釈した。計数する前に細胞をPBS中で2回洗浄した。
染色のために細胞をPBS+20%ウサギ血清+0.2%ナトリウムアジド中
に再懸濁し(10−20×106/ml)、実施例2の記載に従って処理し、た
だしFACS細胞溶解緩衝液による処理を除外した。
図6に示したプロフィールから、同様な数の脾臓単核細胞がHLA−DR分子
およびマウスI−A分子を発現していることが分かる。HLA−DR分子を発現
する細胞の特性をさらに解明するために、脾臓細胞をMAb L243+フィコ
エリトリン結合ヤギ抗マウスIgG(Fc)抗体、次いでFITC結合ラット抗
I−A(セロテック、クローンMCA 46F)またはFITC結合ラット抗C
D3(セロテック、MCA 500F)MAbで染色した。この2色FACSヒ
ストグラムは、I−A分子はHLA−DR4Dw4分子をも発現し(図6aの集
団B)、一方HLA−DR4Dw4陰性細胞はI−A分子も発現しないことを示
す。さらにマウスMHC II群分子を発現しないマウスT細胞(CD3陽性脾
臓細胞)は、HLA−DR4Dw4分子をも発現しない(図6bの集団A)。
従って脾臓のリンパ系細胞(lymphoid cell)におけるHLA−
DR4Dw4トランスジーンの発現パターンは、内因性MHC II群産物のも
のと類似する。実施例4 ペプチド免疫化トランスジェニックマウスからのT細胞のインビトロ応答
HLA−DR4Dw4トランスジーン産物の機能を調べるために、10nmo
lのペプチドFHA307−320(配列:
を完全フロイントアジュバント(ディフコ・ラボズ)と1:1で混合したものに
よりマウスを免疫化した。ペプチドによる免疫化の7−10日後にマウスを屠殺
し、肥大したドレーン用(draining)鼠径リンパ節および脾臓を各マウ
スから切除した。
リンパ節(LN)細胞懸濁液を、実施例3に脾臓細胞につき示したと同様に細
胞ストレーナーに導通することにより調製した。最終懸濁液を、5%熱不活性化
FCS+2mMグルタミン+100U/mlペニシリン/100g/mlストレ
プトマイシン+50μM 2−メルカプトエタノールを補充した1mlの加温し
た組織培養培地(以下“培地”と呼ぶ)に懸濁し、次いで懸濁液をナイロンウー
ルカラムに付与した。ナイロンウールカラムは、10m1プラスチック製注射器
の筒に0.6gのナイロンウールを入れ、カラムをオートクレーブ滅菌すること
により調製された。無菌カラムを使用前に20mlの加温培地で約1時間洗浄し
、細胞を添加するまで37℃でインキュベートした。LN細胞懸濁液をカラムの
頂部に滴加し、CO2インキュベーター中で45分間インキュベートした。次い
で付着していない細胞を20mlの加温培地の滴加により溶離し、溶出液を無菌
の30mlプラスチック製ユニバーサル容器内へ採取した。得られた細胞(“L
NT細胞”)をペレット化し、1mlの加温培地に再懸濁し、計数し、さらに4
×106/mlの密度に調整した。
脾臓単核細胞懸濁液を実施例3の記載に従って調製した。若干の実験において
は、脾臓細胞を抗−Thy−1プラス補体で処理して、T細胞を枯渇させた。詳
細には、脾臓単核細胞を抗−Thy−1 MAb(セロテック)の1:10,0
00希釈液を含有する培地に30分間懸濁し(5×106/ml)、低温のPB
Sで1回洗浄し、Low−toxウサギ補体(セロテック)に37℃で45分間
、再懸濁した(5×106/ml)。細胞を加温培地で2回洗浄し、2mlの加
温培地に再懸濁し、計数し、さらに4×106/mlの密度に調整した。
T細胞の応答度を評価するために、LN T細胞(50μl/ウェル)および
脾臓細胞(50μl/ウェル)を、96ウェルミクロタイタープレート内におい
て指示された濃度でペプチドを含有する培地100μlに添加し、37℃で空気
中5%CO2の加湿雰囲気内において4日間インキュベートする。5μlCi/
ml 3H−チミジン(アマーシャム)を6時間添加し、プレートを採集し、ベ
ータプレート計数計(LKB)で計数することにより応答T細胞を定量する。結
果を3回の培養の平均(±SEM)として表す。
ペプチドFHA307−320は、HLA−DR4Dw4に結合して適宜な特
異性の感作ヒトT細胞の増殖を誘発することが知られている。図7は、FHA3
07−320で免疫化した10匹の個々のマウス(5匹のHLA−DR4Dw4
トランスジェニックマウス;5匹の非トランスジェニック同腹子)から得たLN
T細胞の応答を示す。FHA307−320をHLA−DR4Dw4トランスジ
ェニックマウスからの感作LN T細胞に添加すると用量依存性の増殖応答を生
じ、これに対し非トランスジェニック同腹子からの感作LN T細胞はFHA3
07
−320を添加しても増殖しないことが分かる。
実施例5抗HLA−DRモノクローナル抗体がHLA−DR4Dw4トランスジェニック マウスからの感作T細胞によるFHA307−320の認識に及ぼす影響
FHA307−320の添加に際して観察されたトランスジェニックマウスか
らの感作LN T細胞の増殖がHLA−DR4Dw4により刺激されることを確
認するために、T細胞とHLA−DR4Dw4の相互作用を遮断しうるモノクロ
ーナル抗体を添加した。脾臓細胞および感作LN T細胞を実施例4につき記載
したと同様に調製し、刺激濃度のFHA307−320(10μM)を添加した
。HLA−DR4Dw4分子には結合するが、マウスMHC II群分子には結
合しないモノクローナル抗体L243をも添加し、培養物をインキュベートし、
採集し、前記に従って計数した。結果を図8に示す。これからMAb L243
の添加はトランスジェニックマウスからの感作LN T細胞の増殖を完全に阻害
することが分かる。これに対しHLA−DR4Dw4分子と反応しない対照モノ
クローナル抗体(MKD6−ATCC HB3)は阻害活性をもたず、これはそ
の作用がHLA−DR4Dw4に対して特異的であることを示す。
実施例6HLA−DR4Dw4特異性遮断ペプチドがHLA−DR4Dw4トランスジェ ニックマウスからの感作T細胞によるFHA307−320の認識に及ぼす影響
FHA307−320に対する感作LN T細胞の増殖応答がトランスジェニ
ックマウス内のHLA−DR4Dw4の存在によるものである証拠はさらに、H
LA−DR4Dw4に結合し、かつ刺激作用性FHA307−320ペプチドを
排除しうるペプチドによりその応答が遮断されることを証明することである。感
作LN T細胞は実施例4につき記載したものに従って調製された。
これらの実験においては、脾臓細胞を実施例4と同様に調製し、ペプチド添加
前にグルタルアルデヒドで“固定”した。詳細には、抗−Thy−1プラス補体
で処理した脾臓細胞(前記実施例4の場合と同様に調製)をPBS中で洗浄し、
0.5%グルタルアルデヒド中に30秒間、5×106細胞/mlで再懸濁した
。
等容量のPBS中0.4mMリシンを3分間添加し、細胞をペレット化し、培地
で2回洗浄した。固定した細胞を無血清組織培養培地(RMPI−1630培地
、ジブコ)中に4×106/mlとなるように再懸濁し、100μlを96ウェ
ルミクロタイタープレート内において、1μMのFHA307−320および0
.1−100μMの濃度の遮断ペプチドを含有する100μlの無血清RMPI
−1630培地に添加した。2時間のインキュベーション後に細胞をペレット化
し、培地を吸引により除去し、さらに200μlの培地を添加した。細胞をペレ
ット化し、培地を再度除去したのち、2×105の感作LN T細胞を200μ
lの加温培地中において添加した。次いで培地を実施例4の記載に従って処理し
た。
多数のHLA−DR4Dw4結合性ペプチドが、トランスジェニックマウスか
らの感作LN T細胞へのFHA307−320の提供を阻害しうる。これに対
し、マウスMHC II群分子への結合に対して競合しうるペプチド(I−Ak
;I−Ek)は、FHA307−320による感作LN T細胞の活性化を阻害
しない。これは、FHA307−320の提供が単にトランスジェニックマウス
におけるHLA−DR4Dw4への結合により仲介されるということを確認する
であろう。
実施例6HLA−DRアンタゴニストペプチドによるHLA−DR4Dw4トランスジェ ニックマウスのインビボ応答の阻害
アンタゴニストペプチドがインビボでHLA−DR4Dw4への刺激ペプチド
の結合を阻害し、次いでT細胞を活性化する効力は、HLA−DR4Dw4トラ
ンスジェニックマウスにおいて本質的にアドリニ(Adorini)ら(198
8;Nature 334:623)の方法に従って試験することができる。1
0nmolのFHA307−320を有効量(たとえば1−500nmol)の
アンタゴニストペプチドと混合した混合物(完全フロイントアジュバントとPB
Sの1:1混合物100μl中)でマウスを免疫化した。7−14日後にマウス
を屠殺し、脾臓およびLN T細胞懸濁液を調製し、実施例4の記載に従って1
M FHA307−320に対する反応性につきアッセイした。HLA−DR4
Dw4アンタゴニストペプチドはトランスジェニックマウスにおいてLN T細
胞の感作を阻害することができ、これはそれらがインビボでHLA−DR4Dw
4の機能と拮抗しうることを証明する。
HLA−DRアンタゴニストペプチドによるHLA−DR4Dw4トランスジェ
ニックマウスのインビボ遅延型過敏応答の阻害
アンタゴニストペプチドおよび非ペプチドがHLA−DR4Dw4トランスジ
ェニックマウスにおいてHLA−DR4Dw4への刺激ペプチドの結合を阻害し
、次いでT細胞を活性化する効力も下記の方法により試験することができる。有
効量のFHA307−320(この例では10ng)の、完全フロイントアジュ
バントとPBSの1:1混合物109μl中における混合物で、HLA−DRト
ランスジェニックマウスを免疫化する。7−14日後にFHA307−320の
100μM溶液約30μlを一方の後フットパッド内へ足底に注入し、生じた免
疫応答を、足の腫脹をミクロカリパスで測定することにより判定する。足底攻撃
注入と混合することにより、もしくは他の標準的経路により投与した、または徐
放性デポ製剤、たとえば浸透ミニポンプにより投与したHLA−DR4Dw4結
合性ペプチドはFHA307−320により誘発された腫脹を阻害するのを示す
ことができ、これはそれらがインビボでHLA−DR4Dw4の機能と拮抗しう
ることを証明する(図8)。
─────────────────────────────────────────────────────
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,M
C,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF,CG
,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE,SN,
TD,TG),AT,AU,BB,BG,BR,BY,
CA,CH,CN,CZ,DE,DK,ES,FI,G
B,GE,HU,JP,KE,KG,KP,KR,KZ
,LK,LU,LV,MD,MG,MN,MW,NL,
NO,NZ,PL,PT,RO,RU,SD,SE,S
I,SK,TJ,TT,UA,US,UZ,VN
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.ヒトMHC II群HLAα,β−DR二重トランスジーン。 2.DR1、DR10およびDR14サブタイプから選ばれる、請求項1に記 載のヒトα,β二重トランスジーン。 3.DR4Dw4である、請求項2に記載のヒトα,β二重トランスジーン。 4.請求項1−3のいずれか1項に記載のヒトα,β二重トランスジーンを含 む非ヒト哺乳動物。 5.マウスである、請求項4に記載の非ヒト哺乳動物。 6.ヒトα,β二重トランスジーンの遺伝子産物の発現水準が対応する哺乳動 物遺伝子の発現水準の少なくとも10%である、請求項4または5に記載の非ヒ ト哺乳動物。 7.請求項1−3のいずれか1項に記載のヒトα,β二重トランスジーンを発 現しうる哺乳動物細胞系統。 8.請求項1−3のいずれか1項に記載のヒトα,β二重トランスジーンの遺 伝子産物であるポリペプチド。 9.免疫活性メディエーターの産生または放出を変調する化合物の同定方法で あって、請求項8に記載のポリペプチド、および結合して複合体を形成し、該複 合体がT細胞と相互作用して免疫活性メディエーターの産生または放出をもたら す因子と、被験化合物を接触させ、そして当該メディエーターの産生または放出 の変調を検出することを含む方法。 10.請求項1−3のいずれか1項に記載のヒトトランスジーンを、当該トラ ンスジーンとの相互作用により免疫活性を変調し、かつMHC II群分子が病 態生理学的役割をもつ疾患の処置に有用である化合物の同定に使用する用途。 11.請求項1−3のいずれか1項に記載のヒトトランスジーンを、そのヒト HLA−DR遺伝子のペプチドアンタゴニストの同定に使用する用途。 12.請求項1−3のいずれか1項に記載のヒトトランスジーンを、そのヒト HLA−DR遺伝子の非ペプチド−アンタゴニストの同定に使用する用途。 13.ヒトβHLA−DR4Dw4トランスジーン。 14.請求項13に記載のヒトトランスジーンを含む非ヒト哺乳動物。 15.組織特異性プロモーターの制御下にヒトβDR4Dw4を発現するため のDNAを含む、請求項13に記載のヒトトランスジーンを発現するための構築 体。 16.ヒトβDR4Dw4を発現するためのDNAがプラスミドpWE32中 へ挿入された、請求項15に記載の構築体。 17.非ヒト哺乳動物においてトランスジーンの染色体組み込み部位(1また は2以上)を判定するためのin situハイブリダイゼーションにおける蛍 光の使用。 18.請求項17に記載の方法を使用してその染色体組み込み部位(1または 2以上)がトランスジーンの発現を高めるように選ばれたHLA−DRトランス ジーンを含む非ヒト哺乳動物。 19.トランスジーンがαHLA−DR4Dw4である、請求項18に記載の 非ヒト哺乳動物。 20.ヒトHLA−DRα,β二重トランスジーンの製造方法であって、少な くとも一方が請求項17または18に記載のものである適切なα非ヒト哺乳動物 とβ非ヒト哺乳動物を交配させ、そして得られた子孫から二重トランスジーンを 単離することを含む方法。 21.請求項19に記載の非ヒト哺乳動物を請求項14に記載の非ヒト哺乳動 物と交配させて請求項3に記載のトランスジーンを得る、請求項20に記載の方 法。
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