JPH09506247A - ヘモフィリス属菌株トランスフェリン受容体遺伝子 - Google Patents

ヘモフィリス属菌株トランスフェリン受容体遺伝子

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JPH09506247A JP7513500A JP51350094A JPH09506247A JP H09506247 A JPH09506247 A JP H09506247A JP 7513500 A JP7513500 A JP 7513500A JP 51350094 A JP51350094 A JP 51350094A JP H09506247 A JPH09506247 A JP H09506247A
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シュライヴァース、アンソニー
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ヤン、ヤン−ピン
マーディン、アンドリュー
クライン、マイケル
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、ヘモフィリス属菌株のトランスフェリン受容体タンパク質またはトランスフェリン受容体タンパク質のフラグメントまたはその類似体をコードする精製・分離した核酸を提供する。核酸塩基配列は、Tbp1またはTbp2タンパク質を有する細菌による汚染物質のないペプチドを生産するのに使用でき、細菌の有するこれらのタンパク質は、免疫診断または治療目的のために有用である。さらに、この核酸は感染症の診断に有用である。組換えTbp1またはTbp2タンパク質およびこれらの精製法も提供する。トランスフェリン受容体タンパク質のエピトープを発現する生きたベクターはワクチンとして有用であり、本発明で提供する。

Description

【発明の詳細な説明】 ヘモフィリス属菌株トランスフェリン受容体遺伝子 発明の分野 本発明は、トランスフェリン受容体をコードしている遺伝子のクローニング、 特に、Haemophilus influenzae(ヘモフィリス属インフルエンザ菌)のトランス フェリン受容体遺伝子のクローニングに関する。 関連出願のレファレンス 本出願は1993年12月29日出願の同時係属米国特許出願番号08/17 5116の一部継続出願であり、この米国特許出願自体は1993年11月8日 出願の同時係属米国特許番号08/148,968の一部係属出願である。 発明の背景 被包性インフルエンザ菌b型株は小児における細菌性髄膜炎やその他の侵入性 感染症の主な原因菌であある。 一方、非被包性または類型分類不能のインフルエンザ菌(NTHi)は、中耳 炎、喉頭蓋炎、肺炎、気管気管支炎のような広範囲のヒトの疾病原因菌となって いる。インフルエンザ菌に対するワクチンとしてはb型インフルエンザ菌の夾膜 多糖をベース剤として、ジフテリア類毒素由来のタンパク質と抱合させたものな どが報告されている(Berkowitz et al.,1987)。 この出願の全体を通して、本発明と関係する最先端 技術を詳細に報告している種々のレファレンスを括弧に囲んで各所で紹介してい る。各レファレンスの完全な文献名はクレイムのすぐ前にある明細書の最後に示 してあるので参照してほしい。これらのレファレンスで開示されている内容につ いても、本発明の中で参考文献の内容として示している箇所もある。 破傷風類毒素(Classon et al.,1989,米国特許4,496,538)または髄 膜炎外層膜タンパク質(Black et al.,1991)は、インフルエンザ菌b型が原因と なっている髄膜炎には免疫効果があるが、NTHi(類型分類不能のインフルエ ンザ菌)が原因となっている疾病には免疫効果がない(Bluestone,1982)。 中耳炎は、若年小児の最もありふれた病気であり、その60%から70%は2 才以下までに感染する。慢性中耳炎は小児における聴覚障害、言語障害、知覚障 害の原因である。急性中耳炎の30%、慢性中耳炎の60%はインフルエンザ菌 が原因菌となっている。中耳炎の治療費は、抗生物質や扁挑摘出手術、アデノイ ド切除手術、鼓膜切開チューブ挿入手術などの外科治療費のために、米国だけで 年間10−20億ドルに達しているのである。さらに、中耳炎の原因菌の多くは 抗生物質に対して薬剤耐性を獲得しつつある。従って、中耳炎に予防効果のある ワクチンの開発が待たれるところである。類型分類不能のインフルエンザ菌は、 高 齢者や特に呼吸系感染を受け易い体質のヒトにおける肺炎の重要な原因菌である 。このように、インフルエンザ菌を防御することのできる免疫製剤の成分として のインフルエンザ菌由来の抗原タンパク質に対する需要がある。 鉄は多くの細菌の成長に不可欠の栄養素である。インフルエンザ菌、カタル球 菌、髄膜炎菌、淋菌のようなヒトにおける数種の病原菌および片利共生ナイヤリ ア属菌のような非病原菌は、ヒトのトランスフェリンをそれらの細菌の成長のた めの鉄源として利用する(Schryvers,1988; Schryvers and Lee,1989; Mickela een and Sparling,1981)。細菌のトランスフェリン受容体(TfR)は2個の タンパク分子鎖、Tbp1、Tbp2から構成されている。インフルエンザ菌株 の場合、この受容体のタンパク鎖Tbp1の分子量は約100,000であるが 、一方、Tbp2の分子量に、菌株の種類により変動と幅があり、その範囲は約 60,000から90,000である(Schryvers and Gray-Owen,1992; Hollan d et al.,1992)。インフルエンザ菌のトランスフェリン受容体の発現は鉄調節 またはヘミン調節を受けると考えられているが、(Morton et al.,1993)、その 推定結合部位はtbp2の上流とされている。この塩基配列は遺伝子のプロモー タ剖位に見られ、鉄による負の調節を受ける。このこ とは髄膜炎菌のトランスフェリン受容体(TfR)にもあてはまる(Legrain et al.,1993)。遺伝子のプロモータ部位の後にtbp2遺伝子とtbp1遺伝子が 続き、その配列は細菌のトランスフェリン受容体(TfR)オペロンの形で見い 出される。抗体が、トランスフェリン受容体の鉄源への接近を阻害して、その結 果として細菌の細胞成長を阻止すると考えられている。 さらに、TfRに対する抗体の食菌作用、殺菌作用が防御の役目を果たす。こ のようなメカニズムにより、トランスフェリン受容体とそのフラグメントおよび それを構成しているタンパク鎖またはペプチドを、インフルエンザ菌が原因とな る病気のワクチンとして使えるのである。完全フロイントアジュバントを併用し て、髄膜炎菌トランスフェリン受容体タンパク質で免疫したネズミにおいては、 同種免疫において防御作用を示し、抗TfR抗血清には抗原殺菌効果が認められ 、受動伝達検定でもその防御作用を発揮した(Danve at al.,1993)。胸膜肺炎菌 組換えTbp2で免疫したブタでは、同種移植例では防御作用を示したが、異種 移植では防御作用を示さなかった(Rossu-canpos at al.,1992)。これらの結果 は、TfR由来のワクチンには病気に対する防御効果があることを示している。 診断、免疫感作、診断薬・免疫製剤の作製のために、トランスフェリン受容体 とそれとそれを構成している ペプチドをコードしているDNAの塩基配列を提供すること、そのような塩基配 列を有するベクターを提供することが望まれるのである。 ポリオウイルスはピコルナウイルス科の一つの属であるエンテロウイルスであ る。このウイルスには明らかに識別可能な3種の血清型があり、同じ血清型でも 多種の菌株がある。この毒性株は麻痺性ポリオの原因菌である。ポリオ発症の可 能性を無くした弱毒株や不活性株はワクチンとして使用されている。このウイル スを感染させると長期の防御的粘膜性免疫を誘起する。不活性ポリオウイルスワ クチンを接種することでも粘膜性免疫を賦与できる。 ポリオウイルス自体の構造はよく知られており、菌株間および血清型間で極め て保存的タイプのものである。他の数種のピコルナウイルス(ピコナウイルス科 の中の属に分類されるウイルス)の構造もすでに判明しており、その構造はポリ オウイルスにと非常に類似している。ポリオウイルスのキャプシドに異種のエピ トープを発現させることは可能であり(Murdin et al.,1992)、この技術は別の ピコルナウイルスにも適用されている。発現したエピトープは、通常は短かい抗 原で構造が明確で連続形をしており、大概、ポリオウイルスの中和抗原部位I( NAgI)または別のピコルナウイルスの同様の部位に存在する。この部位には ポ リオウイルス・キャプシド・タンパク質・VP1のループリンク・ベータ・スト ランドB,C(BCループ)がある。VP1のBCループは表面が外側に張りだ したループで、9個のアミノ酸から成っており、これは他のアミノ酸での置換も 可能であり、少なくとも25個のヘテロアミノ酸で伸張できる(Murdin et al., 1991)。トランスフェリン受容体を発現するハイブリッド型またはキメラ型ポリ オウイルスは高力価の抗原であるので、ワクチンとして、あるいは、免疫製剤の 原料として有用である。 発明の要約 本発明の目的は、ヘモフィリス属インフルエンザ菌のトランスフェリン受容体 またはそのフラグメントまたはその類似体をコードしている不純物を含まない精 製分離した核酸分子を提供することである。本発明で提供する核酸分子は、イン フルエンザ菌の特異的検出、インフルエンザ菌の感染の診断に有用である。本発 明で提供する不純物を含まない精製分離した核酸分子(例えば、DNA)は、D NA組換え技術を利用することによりトランスフェリン受容体(TfR)を発現 させることが可能で、この方法により、低コストで不純粋物を含まない精製・分 離トランスフェリン受容体サブユニットを供給できる。トランスフェリン受容体 、そのサブユニット、そのフラグメントまたはその類似 体、これらをコードしている核酸分子およびそのような核酸分子をもっているベ クターは、インフルエンザ菌の感染の診断、インフルエンザ菌が原因で発症する 疾病に対する免疫製剤の作製に有用である。本発明の提供するトランスフェリン 受容体タンパク質を使用して産生されるモノクローナル抗体または単一特異性抗 血清は、インフルエンザ菌の感染の診断、インフルレンザ菌の特異的検出(in v itroとin vivo検定)、インフルエンザ菌が原因で発症した疾病の治療に有用で ある。 トランスフェリン受容体部位に対応するペプチドまたはその類似体は、インフ ルエンザ菌の感染の診断、インフルエンザ菌が原因で発症する疾病に対する免疫 製剤の作製に有用である。本発明で提供するこれらのペプチドの投与により産生 されるモノクローナル抗体または抗血清は、インフルエンザ菌の感染の診断、イ ンフルレンザ菌の特異的検出(in vitro・in vivo検定)およびインフルエンザ 菌が原因で発症する疾病の受動免疫治療としても有用である。 本発明の態様の一つは、インフルエンザ菌、特に、DL63株、Eagan株 、MinnA株のようなインフルエンザ菌b型株、または、PAK12085、 SB33、SB12、SB29、SB30,SB32のような類型分類不能のイ ンフルエンザ菌株のトラン スフェリン受容体タンパク質またはそのフラグメントや類似体をコードしている 不純物を含まない精製・分離した核酸分子を提供することである。 本発明の好適な実施例としては、本発明の核酸分子がインフルエンザ菌のTb p1タンパク質だけ、またはインフルエンザ菌のTbp2タンパク質だけをコー ドすることができることである。本発明のもうひとつの好適な実施例としては、 本発明の核酸分子は、トランスフェリン受容体タンパク質を産生する細菌の中で 保存されいる保存的アミノ酸配列順序を有するインフルエンザ菌のトランスフェ リン受容体のタンパク質のフラグメントをコードすることができることである。 そのような保存的アミノ酸配列順序は、表2、3で示されたようなインフルエン ザ菌b株Eaganのペプチドおよびその他のインフルエンザ菌株のペプチドの アミノ酸配列順序に含まれているアミノ酸シーケンスを有することである。 本発明のもうひとつの態様は、精製した分離核酸分子を提供することであり、 その核酸分子は下記のグループ(a)(b)(c)から選択されたDNA塩基配 列をもつ。グループ(a)は、図3,4,5,6,7,8,9,10,11(S EQ.ID番号では、1,2,3,4,105,108,110,112,11 4)に示されたDNA塩基配列のうちのいずれか一つ、ま たは上記塩基配列のうちのいずれかの一つの相補的DNA配列。グループ(b) は、図3,4,5,6,7,8,9,10,11(SEQ.ID番号では、5, 6,7,8,9,10,11,12,106,107,109,111,113 ,115)で示されたアミノ酸配列順序のうちの一つをコードするDNA塩基配 列。グループ(c)は、(a)(b)で定義されたDNA塩基配列のうちのいず れかと厳格な条件下でハイブリッド形成されたDNA塩基配列。(c)で定義さ れたDNA塩基配列が、(a)と(b)で定義されたDNA塩基配列のいずれか 一つと配列上の少なくとも90%の同一性を有することが望ましい。 本発明のもう一つの態様は、宿主の形質転換に使用されるベクターの提供であ り、これには上記の核酸を含む。このベクターは、ATCC(米国微生物寄託機 関)承認番号75603のプラスミドDS−712−1−3の特質を有するか、 または、ATCC・承認番号75607のプラスミドJB−1042−7−6の 特質を有する。 このプラスミドは、コードされたトランスフェリン受容体、そのフラグメント 、その類似体を、異種または同種宿主の中で、リピド化(脂質化)した状態また は脂質化してない状態で発現させるために使用される。従って、本発明の別の態 様は、上記の核酸を含む、宿 主の形質転換用の発現ベクターを提供すること、および核酸により宿主がトラン スフェリン受容体またはそのフラグメントや類似体を発現する方法を提示するこ とである。本発明の特別な実施例として、本発明にかかる核酸分子は、実質的に インフルエンザ菌株のすべてのトランスフェリン受容体タンパク質をコードする こともできるし、そのTbp1タンパク質だけ、または、そのTbp2タンパク 質だけをコードすることもできることである。その発現方法として、宿主からの トランスフェリン受容体タンパク質またはそのフラグメントや類似体の分泌のた めのリーダ塩基配列をコードする核酸部分を含ませることができる。さらに、こ の発現方法として、宿主からのトランスフェリン受容体タンパク質またはそのフ ラグメントや類似体を、脂質化した状態で発現させるための脂質化シグナルをコ ードする核酸部分を含ませることができる。この発現プラスミドは、プラスミド JB−1468−29、JB−1600−1、JB−1424−2−8と同一の 特質を有する。宿主としては、例えば、大腸菌、バシラス、ヘモフィルス、真菌 、酵母、バキュロウイルスから選択され、セムリキ森林熱ウイルス発現システム が利用される。 発明の追加態様としては、上記の発現ベクターを有する形質転換された宿主が 提供される。JB−147 6−2−1、JB−1437−4−1、JB−1607−1−1から、そのよう な宿主が選択される。本発明では、さらに形質転換した宿主が産生する組換えト ランスフェリン受容体タンパク質またはそのフラグメントや類似体を提供する。 下記に詳述する通り、本発明では、Tbp1タンパク質受容体とTbp2タン パク質受容体を互いに別々の形で産生させることができる。即ち、ヘモフィルス 株由来のTbp1タンパク質をTbp2タンパク質の混ざらない、しかも、不純 物を含まない分離した状態で産生させ、他方、ヘモフィルス株由来のTbp2タ ンパク質をTbp1タンパク質の混ざらない、しかも、不純物を含まない分離し た状態で産生させることができる。ヘモフィリス属の菌株は、インフルエンザ菌 b株またはインフルエンザ菌の類型分類不能株である。 本発明ではトランスフェリン受容体に対応する合成ペプチドも提供する。即ち 、6個以上150個以下のアミノ酸を有し、細菌株のトランスフェリン受容体タ ンパク質またはトランスフェリン受容体タンパク質類似体の一部分だけに対応す るアミノ酸配列順序を有する合成ペプチドも提供する。ここでの細菌株は、ヘモ フィリス属菌株、特に、インフルエンザ菌株のb型株またはインフルエンザ菌の 類型分類不能株である。 この発明で提供されるペプチドは、ヘモフィリス属 菌などの、細菌内で保存され、トランスフェリン受容体タンパク質を産生するア ミノ酸シーケンスを有する。このペプチドのアミノ酸配列はLEGGFYGP( SEQ.ID番号:74)またはLEGGFYG(SEQ.ID番号:85)で ある。このペプチドは、インフルエンザ菌b型株のEaganおよびその他のイ ンフルエンザ菌株のシーケンスを示した表2または3の中から選択されたアミノ 酸配列順序を有する。 本発明の別の態様では、少なくとも1個の上記核酸分子から選択される免疫有 効成分、少なくとも一個の上記組換えタンパク質、精製分離したTbp2タンパ ク質またはTbp1タンパク質、少なくとも一個の合成ペプチドから成る免疫原 成分、および、生きたベクターと薬学的見地から受け入れ可能なキャリアを提供 する。ここでの少なくとも一個の有効成分は宿主に投与された際には免疫応答を するものである。 この発明で提供される免疫原性製剤は、ワクチンの形でも作製され、それをin vivo投与をした場合に、トランスフェリン受容体を産生する細菌性病原菌が原 因で発症する疾病に防御機能を発揮する。このような目的のために、この免疫原 性製剤は、微粒子の形か、カプセルやリポソームを使用しても投与されるように 調製される。別な方法として、免疫システムの特定の細胞や粘膜表面にターゲッ トデリバリー(標的を定めた 与)できる分子と組み合わせても使用できる。さらに、この免疫原性成分は、多 数のトランスフェリン受容体を産生する細菌が原因となった疾病に対する防御を する多数の有効成分から成る場合もある。アジュバントこの免疫製剤と併用でき る。 本発明のもう一つの態様では、トランスフェリン受容体タンパク質を産生する ヘモフィリス株が原因で発症した病気またはその感染に対する防御を誘発する方 法を提供するもので、ヒトのような感染しやすい宿主に効果的な量の免疫原生成 分を投与する手段も含まれる。 さらに、本発明では、組換えタンパク質、不純物を含まない精製分離したTb p2タンパク質またはTbp1タンパク質、合成ペプチド、免疫原性成分に特異 的に反応する抗血清または抗体を提供する。 別な態様として、トランスフェリン受容体を宿主に伝達するための、上記の核 酸分子を有する生きたベクターも提供する。このベクターは、サルモネラ菌、B CG、アデノウイルス、ポックスウイルス、ワクシニアウイルス、ポリオウイル スから選ぶ。特に、ポリオウイルスを使用する。その核酸分子はトランスフェリ ン受容体のフラグメントをコードしており、含まれるアミノ酸配列順序はLEG GFYGP(SEQ.ID番号:74)またはLEGGFYG(SEQ.ID番 号:85)である。本発明ではプラスミドベクターを提供し、それは、pT7T BP2A、pT7TBP2C、pT7TBP2D(ATCC承認番号:7593 1,75932,75933,75934)の特質を有する。 追加の態様として、トランスフェリン受容体タンパク質を産生しないヘモフィ リス属菌株も提供する。そのような菌株では、トランスフェリン受容体をコード する遺伝子があるけれども、挿入突然変異誘発などでトランスフェリン受容体産 生機能が働かないよになっている。弱毒化した菌株としてヘモフィリス菌株を提 供し、これは弱毒化されている菌株であるが、トランスフェリン受容体の伝達を するベクターが含まれている。 上記で説明したように、本発明の態様として、ヘモフィリス属菌、特にインフ ルエンザ菌株の新規Tbp1タンパク質またはTbp2タンパク質を提供するが 、これらは互いに混ざることはなく別のもので不純物を含まない分離した状態で 提供される。さらに別の態様として、そのようなタンパク質の産生方法を提供す る。不純物を含まない分離したヘモフィリス属株Tbp1タンパク質またはTb p2タンパク質の生産方法を含み、その方法には次のステップ(a)から(i) までを含む。即ち、ステップ(a)顆粒画分内でのTbp 1タンパク質またはTbp2タンパク質の組換え宿主発現(別々に発現)をさせ ること。ステップ(b)宿主を増殖させて細胞塊を得ること。ステップ(c)細 胞塊をつぶして細胞溶解物を得ること。ステップ(d)細胞溶解物を分離して最 初の上澄み液と最初のペレットを得ること。この最初の上澄み液には大量の可溶 性宿主タンパク質が含まれる。ステップ(e)最初のペレットから最初の上澄み 液を分離すること。ステップ(f)最初のペレットを選択的に抽出し可溶性宿主 タンパク質と可溶性宿主膜タンパク質を除去し、第二の上澄み液と顆粒分画を含 む抽出ペレットを得ること。ステップ(g)抽出ペレットから第二の上澄み液を 分離すること。ステップ(h)抽出ペレットを溶解し溶解抽出物を作製すること 。ステップ(i)溶解抽出物を分離して、フラクションを含むTbp2タンパク 質またはTbp1タンパク質を取り出すこと。細胞溶解物を分別し、最初の上澄 み液を得る。最初のペレットでは少なくとも一回の海面活性剤抽出で効果が得ら れる。 溶解抽出物をゲル濾過してフラクションを含むTbp1タンパク質またはTb p2タンパク質を取り出し、これを分離して海面活性剤を除去し、さらに精製し たTbp2タンパク質またはTbp1タンパク質溶液を得る。 図面の簡単は説明 本発明は下記の説明と図面を参照することでさらに理解が深まる。 図1Aはインフルエンザ菌b型DL63株のトランスフェリン受容体オペロン の2個のプラスミドクローン(pBHT1、pBHT1)の制限酵素地図である 。 図1Bはインフルエンザ菌b型Eagan株のトランスフェリン受容体(Tf R)遺伝子を含むクローンS−4368−3−3とJB−901−5−3の制限 酵素地図である。 図1Cはインフルエンザ菌b型MinnA株のトランスフェリン受容体遺伝子 を含むクローンDS−712−1−3の制限酵素地図である。 図1Dは類型分類不能インフルエンザ菌PAK12085株のトランスフェリ ン受容体遺伝子を含むクローンJB−10配列42−7−6の制限酵素地図であ る。 図2は、特定菌株のクローン化したTbp1とTbp2遺伝子の形成地図と制 限酵素地図であり、単一プロモータの転写調節の下でのオペロンの直列形成にお ける2個の遺伝子(tbp1とtbp2)を有するTfRオペロン遺伝子形成の 状態を示し、ヘモフィリス属菌由来のTfR遺伝子のライブラリを探知するため に使用されるpBHIT2の3.0kb・DNAフラ グメントである。 図3は、インフルエンザ菌b型DL63株由来のトランスフェリン受容体遺伝 子(SEQ.ID番号1)のヌクレトチドの塩基配列および推定アミノ酸配列順 序(SEQ.ID番号5−Tbp1とSEQ.ID番号6−Tbp2)である。 下線のあるアミノ酸配列はアミノ酸塩基決定法により確定されたTbp1のペプ チドと対応している。推定上のシグナル配列は二重線で示し、Tbp1の残基1 から17まで、Tbp2の残基1から25に対応している。 図4は、インフルエンザ菌b型Eagan株由来のトランスフェリン受容体遺 伝子(SEQ.ID番号2)のヌクレトチドの塩基配列および推定アミノ酸配列 順序(SEQ.ID番号7−Tbp1とSEQ.ID番号8−Tbp2)である 。推定の−35配列,−10配列とリボソーム結合都位塩基配列は上に線を付け てある。 図5は、インフルエンザ菌b型MinnA株由来のトランスフェリン受容体遺 伝子(SEQ.ID番号3)のヌクレトチドの塩基配列および推定アミノ酸配列 順序(SEQ.ID番号9−Tbp1とSEQ.ID番号10−Tbp2)であ る。推定の−35配列,−10配列とリボソーム結合部位塩基配列は上に線が付 けてある。 図6は、類型分類不能インフルエンザ菌PAK・12085株由来のトランス フェリン受容体遺伝子(SEQ.ID番号4)のヌクレトチドの塩基配列および 推定アミノ酸配列順序(SEQ.ID番号11−Tbp1とSEQ.ID番号1 2−Tbp2)である。推定の−35配列,−10配列とリボソーム結合部位塩 基配列には上に線を付けてある。 図7は、類型分類不能インフルエンザ菌SB33株由来のトランスフェリン受 容体遺伝子(SEQ.ID番号105)のヌクレトチドの塩基配列および推定ア ミノ酸配列順序(SEQ.ID番号106−Tbp1とSEQ.ID番号107 −Tbp2)である。 図8は、類型分類不能インフルエンザ菌SB12株由来のTbp2遺伝子(S EQ.ID番号108)のヌクレトチドの塩基配列および推定アミノ酸配列順序 (SEQ.ID番号109−Tbp2)である。 図9は、類型分類不能インフルエンザ菌SB29株由来のTbp2遺伝子(S EQ.ID番号110)のヌクレトチドの塩基配列および推定アミノ酸配列順序 (SEQ.ID番号111−Tbp2)である。 図10は、類型分類不能インフルエンザ菌SB30株由来のTbp2遺伝子 (SEQ.ID番号112)のヌクレトチドの塩基配列および推定アミノ酸配列 順序(SEQ.ID番号113−Tbp2)である。 図11は、類型分類不能インフルエンザ菌SB32株由来のTbp2遺伝子( SEQ.ID番号114)のヌクレトチドの塩基配列および推定アミノ酸配列順 序(SEQ.ID番号115−Tbp2)である。 図12Aはインフルエンザ菌Eagan株(SEQ.ID番号116)、Mi nnA(SEQ・ID番号117)、PAK・12085(SEQ・ID番号1 18)、SB33(SEQ・ID番号119)のプロモータ部位とtbp2遺伝 子の5’末端のヌクレオチド塩基配列である。PCRでtbp2遺伝子を増幅す るのに使用するコード化ストランドプライマーには下線を付けてある(SEQ・ ID番号120)。 図12Bはインフルエンザ菌Eagan(SEQ・ID番号121)、Min nA(SEQ・ID番号122)、DL63(SEQ・ID番号123)、PA K・12085(SEQ・ID番号124)、SB12(SEQ・ID番号12 5)、SB29(SEQ・ID番号126)、SB30(SEQ・ID番号12 7)、SB32(SEQ・ID番号128)の遺伝子間部位とtbp1遺伝子の 5’末端のヌクレオチド塩基配列である。PCRでtbp2遺伝子を増幅するの に使用する非コード化ストランドプライマーには下線を付けてある(SEQ・I D番号129)。 図13は、類型分類不能のインフルエンザ菌SB1 2、SB29、SB30、SB32、SB33株由来のPCRで増幅したtbp 2遺伝子のアガロースゲル分析の結果を示したものである。列1はSB33、列 2はSB12、列13はSB29、列4はSB30、列5はSB32である。 図14は、インフルエンザ菌Eagan、DL63、PAK・12085、S B33株(SEQ・ID番号7,5,11,106)、髄膜炎菌B16B6株と M982株(SEQ・ID番号94、95)、淋菌FA19株(SEQ・ID番 号96)由来のTbp1遺伝子のそれぞれのアミノ酸配列順序を比較したもので ある。 図15は、インフルエンザ菌Eagan、DL63、PAK・12085、S B12、SB29、SB30、SB32株(SEQ・ID番号8,6,12,1 09,110,112,114)、髄膜炎菌B16B6株とM982株(SEQ ・ID番号97、98)、淋菌FA19株、アクチノバチルス属胸膜肺炎菌AP 205,AP37(SEQ・ID番号99、100)由来のTbp2遺伝子のそ れぞれのアミノ酸配列順序を比較したものである。 図16Aは、インフルエンザ菌由来Tbp1タンパク質の予想二次構造であり 、16Bは、インフルエンザ菌Tbp2タンパク質の予想二次構造である。 図17は、インフルエンザ菌b型Eagan・Tbp1遺伝子を大腸菌に発現 させるプラスミドJB−1468−29の構造である。 図18は、インフルエンザ菌b型Eagan・Tbp2遺伝子を大腸菌に発現 させるプラスミドJB−1424−2−8の構造である。 図19は、プラスミドJB−1424−2−8を作製するために使用したオリ ゴヌクレオチド対(SEQ・ID番号130、131)を示したものである。 図20は、Tbp1とTbp2発現プラスミドを作製するためのオリゴヌクレ オチド対A(SEQ・ID番号86、87)、B(SEQ・ID番号88、89 ),C(SEQ・ID番号90、91),D(SEQ・ID番号92、93)を 示したものである。 図21は、インフルエンザ菌SB株Tbp2遺伝子を大腸菌に発現させるプラ スミドJB−1600−1の構造である。 図22はヘモフィリス属菌b株Eagan・Tbp1タンパク質、Eagan ・Tbp2タンパク質、類型分類不能インフレエンザ菌SB12株・Tbp2タ ンパク質の大腸での発現から得られた産生物質のSDS−PAGEゲルを示して いる。列1、t0でのJB−1476−2−1(T7/Eagan−Tbp1) ;列2、t=4h誘導でのJB−1476−2−1; 列3、200kDa、116kDa、97.4kDa、66kDa、45kDa 、31kDaの分子量マーカ;列4、t0でのJB−1437−4−1(T7/ Eagan・Tbp2);列5、t=4h誘導でのJB−1437−4−1;列 6、t0でのJB−1607−1−1(T7/Eagan・Tbp2);列7、 t=4h誘導でのJB−1607−1−1。 図23は、大腸菌で発現される組換えTbp1とTbp2の不純物除去法であ る。 図24は、図23で不純物除去された組換えTbp1とTbp2の純度分析を 示す。列1には分子量マーカ(106,80,49.5,32.5,27.5, 18.5kDa)が含まれている。列2は大腸菌全細胞溶解物である。列3は溶 解顆粒分画。列4は精製Tbp1とTbp2。 図25は、ネズミにおけるrTbp1(上側パネル)とrTbp2(下側パネ ル)の免疫原性を示す。 図26はウエスタンブロット法による抗Eagan・rTbp1抗血清の種々 のインフルエンザ菌株との反応性を示す。列1、BL21/DE3;列2、SB 12 −EDDA;列3、SB12 +EDDA;列4、SB29 −EDDA ;列5、SB29 +EDDA;列6、SB33 −EDDA;列7、SB33 +EDDA、列8、Eagan −EDDA;列9、 Eagan +EDDA;列10、カタル球菌 4223 −EDDA、列11 、カタル球菌 4223 +EDDA、列12、髄膜炎菌 608 −EDDA 、列13、髄膜炎菌 608 +EDDA、列14、誘導JB−1476−2− 1発現組換えEagan・Tbp1、列15、分子量マーカ。特定−95kDA バンドは列3,4,5,7,8,9において抗Tbp1抗血清と反応し、これは 、インフルエンザ菌株SB12、SB29、SB33、Eaganと対応する。 −110kDAバンドは列10,11において抗Tbp1抗血清と反応し、これ は、カタル球菌4223株と対応する。−80kDAバンドは列12,13にお いて抗Tbp1抗血清と反応し、これは、髄膜炎菌608株と対応する。 図26はウエスタンブロット法による抗Eagan・rTbp2抗血清の種々 のインフルエンザ菌株との反応性を示す。列1、分子量マーカ;列2、誘導JB −1437−4−1発現組換えEagan−Tbp2、列3、SB12 −ED DA;列4、SB12 +EDDA;列5、SB29 −EDDA;列6、SB 29 +EDDA;列7、SB30 −EDDA;列8、SB30 +EDDA 、列9、SB32 −EDDA;列10、SB33 −EDDA;列11、SB 33 +EDDA;列12、PAK −EDDA 列13、PAK +EDDA;Eagan −EDDA;列15、Eagan +EDDA。特定60−70kDAバンドは列3,6,7,8,13,14にお いて抗Tbp2抗血清と反応し、これは、インフルエンザ菌SB12、SB29 、SB30、PAK、Eagan株と対応する。 図28は、トランスフェリン受容体を産生しないインフルエンザ菌株を作製す るのに使用したプラスミドpUHIT1KFH、pUHIT1KFPの構造を示 したものである。 図28は、トランスフェリン受容体を産生する細菌内で保存されているトラン スフェリン受容体タンパク質由来のエピトープを発現するキメラポリオウイルス をコードしたプラスミドの構造である。 図30は、ウサギの免疫により産生された抗血清と、トランスフェリン受容体 を産生する細菌内で保存されるトランスフェリン受容体タンパク質由来のエピト ープを発現するポリオウイルスのキメラとの反応性を示したウエスタンブロット 法の結果である。パネルAは、大腸菌に発現されたインフルエンザ菌株SB12 の不純物を除去した組換えTbp2、カタル菌4223株(列2)の不純物を除 去したTbp2、鉄制限カタル菌4223株(列3)の全細胞溶解物、鉄制限の 無い条件下で増殖した大腸菌JM109の全細胞溶解物 (列5)を示すクーマシー・ブリリアント・ブルー染色ゲルである。パネルBは 、PV1TBP2A(ウサギ40、41、42)で免疫したウサギから27日間 採取した血清プールを使用した同型ゲルのウエスタンブロット法試験の結果であ る。パネルCは、ウサギの免疫を行う前に採取した血清プールを使用した場合の 試験結果で、反応は最小であった。 上図では、部位特異性制限エンドヌクレアーゼをを示すために下記のような略 字が使用されている。即ち、R、Eco RI; Ps、Pst I;H、Hi nd III;Bg、Bg1 II;Nde,Nde I;Ear、Ear I ;Sau、Sau3A I。 図28では、剖位特異性制限エンドヌクレアーゼを示す下記のような略字が使 用されている。即ち、A、Acc I;B、Bam HI;E、Eco RI; O、Xho I;H、Hind III;Ps,Pst I;V、Eco RV ;X、Xba I;G、Bgl II;S、Sal I;K、Kpn I;S* 、Sac I。 発明の一般的説明 本発明の実施例で示したようなトランスフェリン受容体をコードしている核酸 部分から成り、DNA分子の形態をした精製分離した核酸を提供しようとする場 合に、ヘモフィリス属菌株は便利に使用できる菌であ る。この菌株は臨床現場からでも、米国のATCCのような細菌収集機関から入 手可能である。 本発明の態様に従って、トランスフェリン受容体タンパク質は、ヘモフィリス 属菌株から、Schryvers(1989)やOgunnviwo and Schryvers(1992)の方法、米国特 許第5,141,743の方法に従うことで分離が可能である。これらの内容は レファレンスで示している。この分離方法の詳細は米国特許第5,141,74 3に説明されているが、その要約は下記の通りである。このトランスフェリン受 容体の分離は、細胞膜フラクションをトランスフェリン結合作用を示している細 菌株から分離し、アフィニティ法でトランスフェリン受容体から不純物を除去す る方法で行う。この方法には、膜フラクションの中で事前にトランスフェリンを トランスフェリン受容体に結合させ、その後、この膜を溶解させトランスフェリ ンを固定化し、その固定化させたトランスフェリンからトランスフェリン受容体 を分離するという連続ステップを含む。上記の方法と別の修正法では、Ogunnviw oとSchryvers(1992)が示したように、トランスフェリンのトランスフェリン受容 体への事前の結合を行わないで、溶解緩衝液に高濃度の塩を使用して、固定化し たトランスフェリンから直接に分離する。 本出願で使用している 「トランスフェリン受容体」 とは「Tbp1、Tbp2タンパク質のファミリー」のことであり、これは、例 えば、ヘモフィリス属菌のような菌株内で天然に存在しており、アミノ酸配列順 序が異なる変種がある。このトランスフェリン受容体を有する細菌としては、ナ イセリア属菌、ブランハメラ属菌、パスツレラ属菌、アクチノバチラス属菌があ るが、これらに限定される訳ではない。これらの細菌に中には、全部ではないが 、Tbp1とTbp2タンパク質の両方を有している細菌もある。この発明では 、トランスフェリン受容体をコードする、精製・分離したDNAにはトランスフ ェリン受容体の類似体をコードするものも含む。この発明では、第一のタンパク 質が免疫機能において第二のタンパク質またはペプチドと関係があるか同じ機能 を有する場合には、その第一のタンパク質またはペプチドは第二のタンパク質の 機能的類似体であると定義する。機能的類似体とは、例えば、タンパク質のフラ グメント、置換体、付加変異体、欠失変異体である。 特別な実施例では、このトランスフェリン受容体はインフルエンザ菌bDL6 3株からも分離され、Schryvers(1989)やOgunnviwo and Schryvers(1992)の方法 、米国特許第5,141,743の方法で提示されたようなアフィニティ・クロ マトグラフィー法により不純物除去がなされる。ここで得られた精製分離された ト ランスフェリン受容体は、ウサギにおける抗TfR抗血清を作製に使用された。 インフルエンザ菌b型DL63株から得られた染色体DNAは機械的にせん断し 、EcoRIリンカーを添加し、λZAP発現ライブラリを作製した。このライ ブラリーを抗TfR抗血清でスクリーニングし、2個のポジティブ・クローン( pBHIT1、pBHIT2)を得た。これは制限酵素地図とオーバラッピング した(図1A、図2)。これらのクローンの配列決定により、2個の大きなオー プン・リーディングフレーム(開いた読み枠)が同定された(図2)。図3は、 インフルエンザ菌DL63株由来のトランスフェリン受容体遺伝子・tbp1、 tbp2(SEQ.ID番号:1)と推定アミノ酸配列順序(SEQ.ID番号 :5−Tbp1、SEQ.ID番号:6−Tbp2)を示したものである。塩基 配列の分析より、2個の遺伝子(tbp1、tbp2)から成るTfRオペロン は、縦列配列であり、一個のプロモータから転写されることが判明した(図2、 3)。TfR遺伝子を有する細菌では、Tbp2タンパク質の分子量は菌種によ り変動する傾向があり、Tbp1タンパク質の分子量は一定となる傾向がある。 tbp1の分子量は、通常の場合に94から106、000であり、tbp2の 分子量は58から98、000でかなり変動がある。 インフルエンザ菌DL63株由来のトランスフェリン受容体のN−末端と臭化 シアンフラグメントのアミノ酸配列決定を行った。Tbp2のNー末端はブロッ クされていたが、アミノ酸配列はTbp1の配列決定により同定できた。これは 図3のタンパク質配列の部分に下線をつけて示している。これらのペプチドの配 列:Glu Thr Gln Ser Ile Lys Asp Thr Ly s Glu Ala Ile Ser Ser Glu Val Asp Th r(図3、SED.ID番号:101)およびLeu Gln Leu Asn Leu Glu Lys Lys Ile Gln Gln Asn Trp Leu Thr His Gln Ile Ala Phe(図3、SED. ID番号:102)。図3では、tbp1のシグナル配列とTbp2の推定シグ ナル配列に二重線を付けてある。Tbp1のシグナル配列:、Met Thr Lys Lys ProTyr Phe Arg Leu Ser 1le I le Ser Cys Leu Leu Ile Ser Cys Tyr V al Lys Ala(SEQ.ID番号:103)。Tbp2の推定シグナル 配列:Met Lys Ser Val Pro Leu Ile Ser G ly Gly Leu Ser Phe Leu Leu Ser Ala(S EQ.ID番号:104)。Tbp2のN−末端の推定アミノ酸配列からそれが リポタンパク質であることを示している。 インフルエンザ菌b型Eagan株由来の染色体DNAを用意してライブラリ を作製した。最初のライブラリはSau3A・Iで部分的に切断して、5ー10 kbサイズのフラグメントにしたDNAで作製して、それをクローン化してpU Cベースのプラスミドとした。第二のライブラリはECO・RI制限染色体DN Aフラグメントから作製しクローン化してλZAPとした。両方のライブラリを 図2で示したようにpBHITクローンの5’ーフラグメントでプローブをした 。その結果、インフルエンザ菌b型Eagan株由来のTfR遺伝子のクローン が得られた。これをS−4368−3−3、JB−901−5−3と呼ぶ。図1 B、図2は、本発明のもうひとつの態様を示してもので、インフルエンザ菌b型 Eagan株由来のTbp1、Tbp2をコードするプラスミド(S−4368 −3−3、JB−901−5−3)のクローンである。インフルエンザ菌b株E agan由来のtbp1、tbp2遺伝子(SEQ.ID番号:2)のDNA塩 基配列を図4に示した。ここでは、Tbp2配列がオペロンの第一番目の遺伝子 であることを示している。図4では、推定−35,−10配列、染色体結合部位 配列 には線を引いてある。 インフルエンザ菌b型Eagan株由来の染色体DNAを用意し、Sau3A ・Iで部分的に切断して、10ー20kbサイズのフラグメントにしたDNAを 作製して、それをクローン化してEMBL3のBAamHI部位に挿入した。p BHITクローン(図2)の5’ーフラグメントでライブラリをプローブをした 。その結果、TfR(DS−712−1−3)をコードする完全な長さのクロー ンが得られた。図1Cと図2には、インフルエンザ菌b型MinnA株由来のt bp1、tbp2遺伝子をコードするプラスミドクローン(DS712−1−3 )が示されている。図5には、インフルエンザ菌b型MinnA株由来のtbp 1、tbp2遺伝子(SEQ.ID番号:3)のDNA塩基配列とその推定アミ ノ酸配列順序(SEQ.ID番号:9ーTbp1、SEQ.ID番号:10ーT bp2)が示されている。ここでは、Tbp2配列がオペロンの最初の位置であ る。図5では、推定−35,−10配列、染色体結合部位配列には線を引いてあ る。類型分類不能のインフルエンザ菌PAK12085由来の染色体DNAを用 意した。Sau3A・Iで部分的に切断して、ー10ー20kbサイズのフラグ メントにしたDNAを作製して、それをクローン化してEMBL3のBAamH I部位に挿入した。pBHIT クローン(図2)のフラグメントでライブラリをプローブをした。その結果、T fR(JB−1042−7−6)をコードする完全な長さのクローンが得られた 。クローン・JB−1042−7−6の制限地図が図D1、図2に示されている 。図6には、インフルエンザ菌PAK・12085株由来のtbp1、tbp2 遺伝子(SEQ.ID番号:4)のヌクレオチド塩基配列とその推定アミノ酸配 列順序(SEQ.ID番号:11,12)を示されている。ここでは、Tbp2 配列がオペロンの最初に位置する。図6では、推定−35,−10配列、染色体 結合部位配列には線を引いてある。 類型分類不能のインフルエンザ菌SB33由来の染色体DNAを用意した。S au3A・Iで部分的に切断して、ー10ー20kbサイズのフラグメントにし たDNAを作製して、それをクローン化してEMBL3のBAamHI部位に挿 入した。pBHITクローン(図2)のフラグメントでライブラリをプローブを した。その結果、TfR(JB−1031−2−9)をコードする完全な長さの クローンが得られた。クローン・JB−1042−7−6の制限地図が図D1、 図2に示されている。図7には、インフルエンザ菌SB33由来のtbp1、t bp2遺伝子(SEQ.ID番号:4)のヌクレオチド塩基配列とその推定アミ ノ酸配列順序(SEQ.ID番号:11,12)を示されている。ここでは、T bp2配列がオペロンの最初に位置する。SB33由来tbp2遺伝子には塩基 一個が欠けており、そのために残基126で位相のズレが発生して、残基168 でタンパク質の早期切断が起こった。 中耳炎菌由来NTHi株SB12、SB29、SB30、SB32から作製し たtbp2遺伝子のPCRによる増幅を行い、遺伝子の配列決定を行った。 類型分類不能のインフルエンザ菌SB12(SEQ.ID番号:105)、S B12(SEQ.ID番号:105)、SB29(SEQ.ID番号:108) 、SB30(SEQ.ID番号:112)由来のtbp2遺伝子のヌクレオチド 塩基配列が、図8,9,10,11にそれぞれ示されている。 増幅された全tbp2遺伝子がTbpタンパク質の全長をコードしていること が判明し、これはSB33株由来の欠陥tbp2遺伝子が非定型のものであるこ とを示している。 3個のインフレンザ菌b型株では、すべて同一の短い遺伝子間配列、つまり、 tbp2とtbp1との間がわずか13bpであるが、NTHi株PAK120 85およびSB33ではこれが27bpとより長いものなっていた(図12)。 SB12株でもその遺伝子間配列は13bpであり、これはインフレンザ菌b 型株の場合と同じであり、他方、SB29、SB30、SB32では27ー30 bpと長くなっており、NTHi株PAK12085やSB33(図2B)と同 じであった。9個の株すべて共通のコアを有し、tbp2とtbp1遺伝子間に 13bpが保存されていた。 インフルエンザ菌株Tbp1のアミノ末端近くのペンタペプチド配列は同定さ れ(図12)、TonBボックスと類似している。インフルエンザ菌株のTon B遺伝子が最近クローン化され、その配列決定もなされている(Jarosik et al. ,1994)。 図14では、インフルエンザ菌Eagan/MinnA、DL63、PAK1 2085、SB33株由来のTbp1のアミノ酸配列順序が比較されている。E aganとMinnAのTbp1は同一の長さで912個のアミノ酸を有し、他 方、DL63は914残基、PAK12085は914残基、SB33は911 残基である。インフルエンザ菌株由来Tbp1タンパク質では95ー100%の 配列同一性で保存されている。 図15では、インフルエンザ菌Eagan/MinnA、DL63、PAK1 2085、SB33、SB12、SB29、SB32株由来のTbp2のアミノ 酸配列順序が比較されている。EaganとMinnAのTbp2は同一で、6 60のアミノ酸を有する。DL63は644残基、PAK12085は654残 基である。SB33由来tbp2遺伝子には塩基一個が欠けており、そのために 残基126で位相のズレが発生して、残基168でタンパク質の早期切断が起こ った。この塩基の欠落は、PCRで増幅された染色体DNAを直接に配列決定す ることで確認された。 インフルエンザ菌EaganとMinnA株の場合には配列同一性が等しいので 例外として、Tbp2タンパク質配列の同一性はわずかに66%ー70%であり 、保存配列が短いフラグメントもいくらかあり、これは図15で同定できる。S B12、SB29、SB30、SB32株由来の、PCRで増幅されたtbp2 遺伝子はTbpタンパク質を完全な長さでコードしていることが判明した。推定 Tbp2タンパク質にはその配列とサイズに異種性があり、SB12由来では6 48個のアミノ酸を有し、SB29由来では631の残基、SB30由来では6 30の残基、SB32由来では631の残基であった。 Eagan株由来のTbp1、Tbp2タンパク質の推定の二次構造の決定を 行った(図16A,16B)。両タンパク質ともに数個のトランスメンブラン・ ドメインを有し、Tbp1では20回メンブレンを横断し、 Tbp2では12回クロスする。Tbp1のアミノ末端部位に3個の外側を向い た保存エピトープが同定され(DNEVTGLGK−SEQ.ID番号:43、 EQVLN/DIRDLTRYD−SEQ.ID番号:142)、Cー末端には 一個のエピトープが同定された(GI/VYNLF/LNYRYVTWEーSE Q.ID番号:142、143)。ヒトの病原菌のTbp2タンパク質には3個 の小さい保存部位が同定され、そのNー末端には、CS/LGGG(G)SFD ーSEQ.ID番号:75、144、145、その内部にはLE/SGGFY/ FGP−SEQ.ID番号:74、146が、そのCー末端にはVVFGAR/ K−SEQ.ID番号:83,84が同定された。 ヘモフィリス属の菌株により、Tbp2タンパク質のアミノ酸配列順序に差異 があることが判明したので、ヘモフィリス属菌は、同じTbp2アミノ酸配列順 序を持つサブグループに分類できることを意味する。つまり、この発見により、 ヘモフィリス属菌株のサブタイプごとのエピトープを表現する最小数のTbp1 とTbp2またはその合成ペプチドの配列決定の合理的な選択が可能となる。例 えば、ヘモフィリス属菌やヘモフィリス属の菌株由来のTbp1、Tbp2タン パク質と似た配列を持つトランスフェリン受容体を産生する細菌が原因で発症し た疾病の免疫に必要な免疫原 性成分を合成しようとする時に利用できるのである。このように、トランスフェ リン受容体、その類似体、そのフラグメント、そのペプチドを、必要最小限のレ ベルで、トランスフェリン受容体を産生するヘモフィリス属菌やその他の菌が原 因で発症する疾病の免疫に使えるのである。 図14、15には、種々の細菌性病原菌(インフルエンザ菌b株、類型分類不 能インフルエンザ菌、髄膜炎菌、淋菌、アクチノバチラス属胸膜肺炎菌)由来の トランスフェリン受容体のアミノ酸配列順序の比較が示してある。この配列分析 により、トランスフェリン受容体はTbp1、Tbp2タンパク質であり、これ はこれらの細菌のすべてに保存されていることが判明した。このような保存され たタンパク質のアミノ酸配列のいくつかは、表2、3で示したようなペプチドに も含まれる。特に、Tbp1タンパク質(表1、図14)で保存されているアミ ノ酸配列は、DNEVTGLGK(SEQ.ID番号:43)、EQVLNIR DLTRYDPGI(SEQ.ID番号:44)、EQVLNIRDLTRYD PGISVVEQGRGASSGYSIRGMD(SEQ.ID番号:45)、 GAINEIEYENVKAVEISKG(SEQ.ID番号:46)、GAL AGSV(SEQ.ID番号:46)である。Tbp2タンパク質(表2、図1 5)で保存されているアミノ酸配列は、LEGGFYGD(SEQ.ID番号: 74)、CSGGGSFD(SEQ.ID番号:75)、YVYSGL(SEQ .ID番号:76)、CCSNLSYVKFG(SEQ.ID番号:77)、F LLGHRT(SEQ.ID番号:78)、EFNVOF(SEQ.ID番号: 79)、NAFTGTA(SEQ.ID番号:80)、VNGAFYG(SEQ .ID番号:81)、ELGGYF(SEQ.ID番号:82)、VVFGAR (SEQ.ID番号:83)、VVFGAK(SEQ.ID番号:84)。 ある範囲の細菌性病原菌由来のトランスフェリン受容体として保存されたアミ ノ酸配列順序が解明されたことで、抗体(合成のペプチドも含む)の選択ができ ることになる。この抗体でトランスフェリン受容体を有する病原菌が原因となっ ている疾病に対する免疫賦与することが可能となる。このような細菌として、淋 菌のようなナイセリア属の菌、カタル球菌のようなブランハメラ属の菌がある。 このような多数の細菌性病原菌のトランスフェリン受容体のアミノ酸配列が判明 したことで、トランスフェリン受容体に特異的に結合する抗体(モノクローナル 抗体)の生産が可能である。トランスフェリン受容体に相当するペプチドに反応 する抗血清も生産できる。この抗血清はカタル球菌のト ランスフェリン受容体を認識する。このような抗血清はトランスフェリン受容体 抗原の検出や中和抗体として、あるいは、トランスフェリン受容体を産生する病 原菌に対する受動免疫の賦与に使用できる。トランスフェリン受容体を産生する 病原菌に対する診断機器の生産にも使用できる。 トランスフェリン受容体タンパク質のアミノ酸配列を有するエピトープを、こ の配列を持つ合成のペプチドを使用することで、あるいは、その配列を発現する 生きたベクターを使用することで、または、このアミノ酸配列をコードする核酸 分子を直接に投与することで、免疫系の細胞に運搬できる。 インフルエンザ菌b型Eagan、MinnA、DL63株、類型分類不能イ ンフルエンザ菌PAK・12085株由来のTbp1タンパク質のアミノ酸配列 順序を有するペプチドを表2に示した。これらのペプチドに対する抗体をモルモ ットで産生させた(表4)。インフルエンザ菌b型Eagan、MinnA、D L63、類型分類不能インフルエンザ菌株PAK12085由来のTbp2タン パク質のアミノ酸配列順序を有するペプチドを表2に示した。これらのペプチド に対する抗体をモルモットで産生させた(表4)。tbp1、tbp2遺伝子を コードしたDNAをベクターに組み込んで組換えDNAを作り、T7発現システ ム を利用して大腸菌の中でクローンを作製できる。図17に示すように、成熟Ea gan由来Tbp1タンパク質をコードするtbp1遺伝子をプラスミドJB− 1468−29を産生するT7プロモータの背後のフレームでクローン化させた 。BL21/DE3細胞に導入してIPTGまたはラクトースで誘導すると、図 22で示すように、Eagan・Tbp1タンパク質が発現した。 図18に示すように、成熟Eagan由来Tbp2タンパク質をコードするt bp2遺伝子をプラスミドJB−1424−2−8を産生するT7プロモータの 背後のフレームでクローン化させた。大腸菌に導入してIPTGまたはラクトー スで誘導すると、図22で示すように、Eagan・Tbp2タンパク質が発現 した。 NTHi・SB12由来のtbp2遺伝子をPCRで増幅させた。この増殖し たDNAには真正インフルエンザ菌tbp2シグナル配列が含まれている。シグ ナル配列と成熟タンパク質をコードするSB12・tbp2遺伝子を、図21で 示すように、PT7−7発現システムでクローン化した。このプラスミド(JB −1600−1)を大腸菌BL21/DE3に導入して誘導すると、図22に示 すように、SB12・Tbp2が発現した。 大腸菌内で顆粒分画として産生された組換えタンパク質Tbp1とTbp2か ら図23で示すような方法で不純物を除去した。図27で示すように、純度は少 なくとも70%以上であった。この精製組換えTbp1とTbp2をネズミに投 与してその免疫原性を調査した。両方とも、3ー10μgの投与で良好な免疫応 答が得られた(図25)。 インフルエンザ菌株由来の組換えタンパク質Tbp1とTbp2に対して産生 された抗血清を他の菌株と交差反応させた。その結果、これらの抗血清は診断薬 の生産に有用であることが判明した(図26。27)。 図28で示したプラスミドpUHIT1KFHとpUHITKFPには、トラ ンスフェリン受容体オペロン内でクローン化された選択可能な抗生物質抵抗性マ ーカが含まれ、挿入時にトランスフェリン受容体オペロンを不活性化させるよう に作製された。実施例19で説明している通り、これらのプラスミドは、ヘモフ ィリス属菌を形質転換させて、トランスフェリン受容体・Tbp1、Tbp2を 産生させないようにするために使用した。このような菌株はin vitroとin vivo での検出や診断では負の調節として有用である。このような菌株はin vivo増殖 で弱毒化されることが予想され、これはヘモフィリス属菌が原因となる病気の生 ワクチンとして使えるのである。 上記で説明した通り、トランスフェリン受容体タンパク質のエピトープを、そ のタンパク質のアミノ酸配列を発現できる生きたベクターを使うことで、免疫シ ステム細胞に送ることができる。この生きたベクターとしてポリオウイルスがあ る。図29はハイブリッド・ポリオウイルスの構造を示したものである。このポ リオウイルスはトランスフェリン受容体タンパク質のエピトープを発現する。こ のエピトープには、Tbp2・LEGGFYGP(SEQ.ID番号:74)の 保存エピトープも含まれる。このようなウイルスが、アミノ酸配列・LEGGF YGP(SEQ.ID番号:74)のペプチドに対して産生された抗体により認 識された(表5)。このことは、抗体が免疫認識できるアミノ酸配列をウイルス が発現したことを示している。ポリオウイルス・PV1TBP2AとPV1TB P2Bが、インフルエンザ菌株DL63・tbp2投与で産生されたウサギ抗体 で中和された。このことは、これらのウイルスが、タンパク質に対して産生した 抗体が免疫応答するアミノ酸配列を発現したことを示している。抗ーPV1血清 によりすべてのウイルスが中和された。このことは、ポリオ中和抗原部位Iでの 変化が、ウイルスの他の抗原部位に影響を与えなかったことを示している。 ポリオウイルスのキメラであるPV1TBP2Aと PV1TBP2Bによる免疫で生産されたウサギ抗血清はアミノ酸配列LEGG FYGP(SEQ.ID番号:74)を有するペプチドを認識した。このことは 、PV1TBP2AとPV1TBP2Bにより発現したアミノ酸配列が免疫原性 があり、そのような配列を認識できる抗体を引きだしたことを示していると同時 に、そのような配列は合成のペプチドのものでもよいことを示している。 図30のパネルAは、SDS・PAGEゲルである。このゲルは、大腸菌で発 現されたインフルエンザ菌SB12由来の不純物のない組換えtbp2(列1) 、カタル球菌4223由来のtbp2(列2)、鉄制限下で増殖させたカタル菌 株4223(列3)の全細胞溶解物、鉄制限下で増殖させた大腸菌JM109( 列3)、鉄制限の無い条件で増殖させた大腸菌JM109(列5)の全細胞溶解 物である。パネルBは、同型ゲルのウエスタンブロット法試験を、PV1TBP 2Aで免疫化したウサギの血清プールを利用して行った時に結果を示す。列1、 2において、精製したトランスフェリンー結合タンパク質および列3の類似のサ イズのバンドとの強い反応が見られた。大腸菌タンパク質との重要な反応は無か った(列4、5)。パネルCは、同じウサギから免疫化する前に採取した血清プ ールで試験した結果で、特異な反応はなかった。これら の結果から分かることは、PV1TBP2Aには、インフルエンザ菌、カタル球 菌由来のトランスフェリン結合タンパク質に特異的に反応する抗血清を誘発する 能力があり、この抗血清は、タンパク質の発現量が同じでないカタル球菌と大腸 菌の区別ができるということである。 ヘモフィリス属菌のトランスフェリン受容体をコードする部分から成る不純物 のない分離DNA分子には下記のような長所がある。 −この核酸はヘモフィリス属菌株をin vitroでもin vivoでも特異的に同定、探 知する。 −DNA分子でコードされた産生タンパク質は診断薬、ヘモフィリス属菌に特異 的に結合する抗体を生産させるための抗原として、ヘモフィリス属菌が原因であ る疾病の予防接種および診断用として有用。 −本発明で特定したトランスフェリン受容体に対応するペプチドは、診断薬、ヘ モフィリス属菌特異的に結合する抗体生産用の抗原、ヘモフィリス属菌が原因と なる病気のワクチン、ヘモフィリス属菌の感染を検出薬として優れている。 この発明では、核酸分子にコードされているこのトランスフェリン受容体タン パク質、そのフラグメント、その類似体、このトランスフェリン受容体アミノ酸 配列を有するペプチドを提供し、これらはヘモフィリス 属菌の種々の単離株やその他のトランスフェリン受容体を産生する細菌に保存さ れたもので、トランスフェリン受容体を産生する細菌であればどんな細菌に対し ても、その感染の診断と免疫賦与に有用である。特に、トランスフェリン受容体 を産生する多くの細菌性病原菌において、そのトランスフェリン受容体タンパク 質内に保存されているアミノ酸配列・LEGGFYGPを有するペプチドは、ト ランスフェリン受容体を産生する菌が原因となっている病気の診断と免疫賦与に 適している。このような細菌として、ヘモフィリス属細菌、ナイセリア属細菌( 髄膜炎菌、淋菌を含む)、ブランハメラ属細菌(カタル球菌を含む)があるが、 これらに限定されるものでない。 この発明の実施例としては種々のケースが可能であり、例えば、予防接種、ヘ モフィリス属菌感染診断、その他の菌内にトランスフェリン受容体を産生する細 菌性病原菌感染症の診断と治療の分野や免疫製剤の生産分野などで多くの応用が 可能であることは、この分野の専門家には明白である。以下にさらに詳しく応用 方法について説明する。1.ワクチン製剤とその使用法 ワクチンとして使える免疫原成分は、免疫原性のあるトランスフェリン受容体 、その類似体、そのフラグメント、そのペプチドを原料として製剤される。ワク チンは免疫応答を引き出し、この免疫賦与により抗トランスフェリン受容体抗体 のような食菌作用と殺菌作用のある抗体が産生されることになる。ワクチン投与 を受けた対象の体内にヘモフィリス属菌やその他のトランスフェリン受容体を産 生する細菌が侵入した時には、ここで産生された抗体が、侵入した菌が産生する トランスフェリン受容体と結合して、その細菌が生存に不可欠である鉄源に接近 するのを防ぐ。さらに、食菌・殺菌作用のある抗TfR抗体が別の機序で防御作 用をすることになる。 ペプチドを含むワクチンについては一般に技術上周知のこととされており、米 国特許第4,601,903;4,599,231;4,599,230;4, 596,792でも例示されている。これらについては、レファレンスとして本 出願にも示している。ワクチンなどの免疫原性成分は、液状の溶液やエマルジョ ンとして剤型の注射剤として製剤できる。トランスフェリン受容体タンパク質、 そのフラグメント、その類似体は、製薬的見地から受け入れ可能で、しかも、ト ランスフェリン受容体、そのフラグメント、類似体、そのペプチドと適合可能な 賦形剤と混ぜて使用することができる。そのような賦形剤としては 水、生理食 塩水、デキストロース、グリセロール、エタノール、および、これらの組み合わ せたものがある。免疫原性 成分やワクチンは、そのワクチン効果を強化する目的で、湿潤剤、乳化剤、pH 緩衝液、アジュバントを補助物質として使用する。 免疫原性成分やワクチンは、非経口で、あるいは、皮下注射や筋肉内注射によ り投与される。さらに、本発明に従って製剤された免疫原性成分は、その免疫応 答を誘起させる方法として粘膜表面に投与できるようにも調剤が可能である。こ こでの免疫原性成分を経鼻または胃内ルートから粘膜表面に投与することも可能 である。ここでの免疫原性成分を、免疫が働くある特定の細胞または粘膜表面に 到達するように調製したターゲット分子と併用して使用することもできる。その ようなターゲット分子として、WO第92/17167(Biotech Australia)で 紹介されているような細胞毒素B12またはそのフラグメントや、米国特許第5 ,194,254(Barber at al)で紹介されているモノクローナル抗体がある。 その他、坐薬や経口薬のような剤型でもかまわない。坐薬の場合には、結合剤や キャリアも同時に使用されるが、例えば、ポリアルカリン・グリコールまたはト リグリヤリドなどがある。経口薬として使用する場合の、通常使用される賦形剤 には、薬学的に許容される程度のサッカリン、セルロース、炭酸マグネシウムが ある。投与剤形として、溶液、懸濁液、錠剤、ピル、カプセル、徐放剤 粉末剤 もあ り、その成分の10ー90%がトランスフェリン受容体、そのフラグメント、類 似体、ペプチドであるように調剤したものである。このワクチンでは、製剤設計 をして、その量は治療的にも効果があり、防御作用、免疫原性が発揮されるレベ ルで投与する。投与量は治療対象個人の免疫能次第であり、ここで免疫能とは、 例えば、抗体を合成できる免疫能、必要であれば細胞性免疫応答のできる免疫能 がある。投与が必要な有効成分の正確な量は医者が判断する。しかし、この分野 の専門家なら適切な用量範囲は容易に決定できることであり、トランスフェリン 受容体、その類似体、そのフラグメント、そのペプチドの量ではマイクログラム のオーダーである。最初の投与量、その二次免疫抗原量についても、一回目の量 とその後の投与量についてはどの量が適切であるかは一定しておらず、変動があ る。ワクチン用量は投与経路や宿主の大きさによりばらつきがある。 本発明にかかるトランスフェリン受容体タンパク質をコードしている核酸を免 疫のために直接に使用することも可能で、その場合には、注射やサルモネラ菌、 BCG、アデノウイルス、ポリオウイルス、バクシニア、ポックスウイルスなど を生きたベクタとして使用する方法によりDNAを直接に導入する。異種抗原を 免疫システム内に搬送する生きたベクタについてはす でに報告がある(O'Hagan,1992)。遺伝的免疫のために、DNAを試験対象へ直 接的に注入する方法についても報告がある(Ulmer at al.,1993)。 ここでのペプチドをin vivoで使う場合には、ペプチドそれら自体は血清や組 織に十分な長い半減期や十分な免疫原性を有していないので、まず最初に化学修 飾が必要である。ここでは、そのような化学修飾をしたペプチドのことを「ペプ チド類似体」と呼ぶことにする。ここでの「ペプチド類似体」という語の意味は 拡大されて使用され、安定性がさらに増加し、効果が改善され、in vivoおよびi n vitroでの免疫原性のある機能的・化学的に同等なペプチドのことを意味する 場合もある。さらに、この語の意味が拡大されて、本発明にかかるペプチドのア ミノ酸誘導体を意味することもある。このペプチド類似体の作製には、側鎖の修 飾、天然に存在しないアミノ酸とその誘導体をペプチド合で導入すること、クロ スリンカーの使用、ペプチドとその類似体にコンフォメーション上の制約を与え るようなその他の方法・手順が採用される。但し、これらに限定されるものでは ない。 本発明で示された側鎖の修飾の例として、アルデヒドとの反応、その後のNa BH4との反応による還元的アルキル化、メチルアヤトアミドによるアミド化、 無水酢酸によるアヤチル化、シアンによるアミノ基のカ ルバモイル化、2、4、6トリニトロベンゼン・スルホン酸によるアミノ基のト リニトロベンジル化、無水コハク酸と無水テトラヒドロフサルによるアミノ基の アルキル化、ピリドキシサール5’ーリン酸とその後のNaBH4での還元によ るピリドキシル化のようなアミノ基の修飾がある。 アルギニン残基のグアニジノ基は、2,3ーブタンジオン、フェニルグルオキ サール、グリオキサールのような試薬で複素環濃縮生成物の作製により修飾が可 能である。 カルボキシル基は、o−アシルイソ尿素形成とその後のアミドへの誘導化を通 してカーボデイミドを活性化させることで修飾が可能である。 スルフヒドリル基は、ヨード酢酸またはヨードアヤトアミドによるカルボキシ メチル化、過ギ酸のシステイン酸への酸化、その他のチオール化合物とジスルヒ ド混合物の生成、マレイミドとの反応、無水マレイン酸置換、4ークロロメルク リ安息香酸、4ークロロメルクリフェニールスルホン酸、塩酸フェニールメルク リ、2ークロロメルクリー4ーニトロフェノール、その他のメルクリアルを使用 してメルクリアル誘導体の形成、アルカリpH下でのシアンによりカーバミル化 のような方法で修飾が可能である。 トリプトファン残基はNーブロモシクシンイミドに よる酸化または2ーヒドロキシー5ーニトロベンジル臭化物かスルホニルハロゲ ン化物によるインドール環のアルキル化により修飾が可能である。トリプシン残 基はテトラニトロメタンでニトロ化(その結果、3ーニトロトリプシン誘導体が 生成される)により変化させることができる。 ヒスチジン残基のイミダゾール環は、ヨード酢酸によるアルキル化またはジエ チルピロカルカルボネートによるNーカルベトキシル化により修飾できる。 ペプチド合成で導入した天然に存在しないアミノ酸とその誘導体の例として、 ノルロイシン、4−アミノ酪酸、4−アミノ−3−ヒドロキ−5−フェニールペ ンタノン酸、6−アミノヘキサノン酸、tーブチルグリシン、ノルバリン、フェ ニールグリシン、オルニチン、サルコシン、4ーアミノー3ーヒドロキー6ーメ チルヘプタノン酸、2ーチェニルアラニン、アミノ酸のDー異性体などがあるが 、これに限定されるものでない。抗原をアジュバントと併用した場合には、抗原 の免疫原性が著明に改善される。通常、アジュバントは0.05−1.0%のリ ン酸緩衝溶液として使用する。アジュバントには抗原の免疫原性を強化する作用 があるが、それ自体には必ずしも免疫原性はない。アジュバントは、投与した抗 原を、その投与部位近くの局所に保持しておく働きがある。これは貯蔵効果と 言われるもので、抗原を免疫システム内にゆっくり徐放する役目がある。アジュ バントは免疫システムの細胞を抗原が貯蔵されている場所に引きつけ、抗体を産 生する細胞の免疫応答を誘起させる。 免疫誘発剤またはアジュバントは、長年に亘り、宿主の免疫応答を改善するも のとして使用されてきた。例えば、ワクチンなどの投与で併用されてきた。リポ 多糖のような内因型アジュバントは、ワクチンとして使用された死滅細菌または 弱毒細菌の菌体部分でもある。外因型アジュバントは、イミュノモジュレータ( 免疫増強剤)であり、抗原に非共有結合をし宿主の免疫応答を強化するように調 製されている。このように、アジュバントは非経口的に投与された抗原に対する 宿主側の免疫応答を増強させるものとして認識されてきた。アジュバントには有 毒なものもあり、副作用を引き起こすために、ヒトや動物には使用できないもの もある。 ヒトと動物用ワクチンの投与で併用されるアジュバントとしては、水酸化アル ミニウムまたはリン酸アルミニウムが日常的に使用されてきた。以下、これをア ラム(alum)と呼ぶ。抗体の免疫応答の増強に関して、ジフテリアと破傷風毒素抗 原に対してはアラムが有効であることはすでに確立された事実である。最近では 、HBsAgワクチンにアラムが併用されている。ある 抗原に対してアラムの有用性は確立されたことであるが、全部の抗原に有効であ るわけでなく、制限もある。例えば、アラムはインフルエンザの予防接種では効 果はなく、一緒にに投与しても細胞性免疫を不連続的にしか誘起しない。アラム を抗原と一緒に投与することで誘起される主な抗体は、マウスではIgG1イソ タイプであり、これはある種のワクチンに対しては、その防御作用が最大にはな らない。外因的アジュバントには広い範囲のものがあり、抗原に対しての強い免 疫応答を増強する。これらはの例として、膜タンパク質抗原(免疫刺激複合物質 )と複合したサポニン、死滅したミコバクテリアと鉱物油との重合体、完全フロ イント・アジュバント、ムラミルジペプチドやリポ多糖のような菌体成分、脂質 A、リポソームなどがある。 体液性免疫と細胞性免疫の両方を効果的に誘起させるため、エマルション化し たアジュバントに免疫原を入れて使用する場合もある。病気を誘発する有毒なア ジュバントも多く、肉芽腫、急性または慢性炎症(完全フロイントアジュバント )、細胞崩壊(サポニン)、発熱、関節炎、前部ブトウ膜炎などの発症が報告さ れている。完全フロイントアジュバントは優れたアジュバントであり、研究用に も広く使用されているが、その毒性のためにヒトと動物用には許可されていない 。 理想的なアジュバントの特性としては下記の点をあ げることができる。 (1)毒性がないこと。 (2)長期間に亘り持続する免疫応答刺激ができること。 (3)その生産が簡単で、長期保存でも安定していること。 (4)種々のルートから投与された抗原に対して、細胞性免疫と体液性免疫の両 方を引き出せること。 (5)他のアジュバントとの共同作用があること。 (6)抗原表現細胞の集団と選択的に相互に作用できること。 (7)特に、TM1、TM2細胞特異的免疫応答を引き出せること。 (8)抗原に対する抗体イソタイプレベル(例:IgA)を選択的に増加させる ことができること。 米国特許第4,855,283(Lockhoff et al.,August 8,1989)(レファ レンスとして添付)は、Nーグリコシラミド、Nーグリコシルウレア、Nーグル コシルカルバメートのような糖脂質において、それぞれの糖残基をアミノ酸で置 換したものがイミュノモジュレータ(免疫増強剤)またはアジュバントとして使 えることを示している。この中で、Lockhoffらは、スフィンゴ糖脂質や グリセロ糖脂質のように、天然に存在する糖脂質と構造が類似している糖脂質類 似 体は、アジュバントとして、単純ヘルペスウイルスワクチンと仮性狂犬病ウイル スワクチンと併用した場合に、強い免疫応答を引き出すことができることを報告 している。長鎖のアルキルアミンと脂肪酸から合成される脂質はアノマー炭素原 子を通して糖と直接にリンクしており、天然に存在する脂質残基の機能を真似る 役割をしている。 米国特許第4,258,029(Moloney)では、塩酸オクタデシルチロシンは 、破傷風菌毒素とホルマリン活性化タイプI、II、IIIポリオウイルスワク チンとが複合した時にはアジュバントとして機能することを示している。Nix on−Georgeらは(1990)、組換えB型肺炎表面抗原と複合化した芳香アミ ノ酸のオクタデシルエステルには、B型肝炎ウイルスに対する宿主の免疫応答を 増強する作用があることを報告している。合成ペプチドを脂質化することで免疫 原性を増強させることを示した。 Wiesmuller(1989)は、アジュバントであるトリパルミチルーsーグ リセリルーシステニルヤリルヤリン(グラム陰性菌由来のリポタンパク質のNー 末端部の合成類似体)と結合した口蹄疫ウイルスタンパク質と相同の配列を有す るペプチドについて報告している。さらに、Deresらは(1989らは、ウイル ス特異性細胞毒Tリンパ球の合成リポペプチドワクチン (インフルエンザウイルス核タンパク修飾合成ペプチド)とのin vivoプライミ ングについて報告している。このワクチンは、リポペプチドであるNーパルミチ ル−sー[2、3ービス(パルミチルキシ)ー(2RS)ープロピル−(R)シ ステインとのリンケージにより調製されたものである。2.イミノアッセイ 本発明のトランスフェリン受容体、その類似体、フラグメント、そのペプチド はELISA(エリザ)を含むイミノアッセイでの抗原・免疫原としてに有用で ある。 ヘモフィリス属菌トランスフェリン受容体に対する抗体検出にはRIA(ラジ オイムノアッヤイ)とその他の非エリザ法が使用されることは、この分野では知 られたことである。RIA法では、トランスフェリン受容体、その類似体、フラ グメント、そのペプチドを選択表面で固定する。この表面は、ポリスチレン・マ イクロティタ・プレートの壁面のようにタンパク質やペプチドを結合できるもの である。不完全に吸着されたトランスフェリン受容体、その類似体、フラグメン ト、そのペプチドを除去するために、この表面を洗浄した後、免疫的には中立で あるウシ・ガンマ・グロブリン(BSA)またはカゼインの溶液のような非特異 的タンパク質をその選択表面に付着させる。こうする ことにより、固定表面の非特異的吸着部位のブロッキングができ、その結果、表 面への抗血清の非特異的結合が原因となる背景要因を減少させることになる。こ のペプチドは、ある特定の細菌種を検出する必要がない場合には、交差株検出を 強化するために、表2または表3で示した保存部位から選択するのが望ましい。 この場合には、特定の種のトランスフェリン受容体(TfR)に特異的であるポ リペプチドが選択されることになる。通常の場合には、このペプチドは12残基 の範囲内にあるが、12以上、つまり、14から30残基が好ましい。しかし、 通常の場合には、このペプチドを混合したものがワクチンの免疫原や診断用とし て使用されている。保存された部位からのペプチドまたは非保存部位からのペプ チドの混合物を使用する場合もあり、この場合には、交差種の検出または診断を できる。この例ではペプチド抗原の混合物を「カクテル」と呼んでおり、ワクチ ンや診断薬として使用されている。 この後、固定化表面を、免疫複合体(抗原/抗体)が形成されるように、テス トの対象となっている臨床現場から得たサンプルまたは生物材料のようなサンプ ルに接触させる。この過程で、BSA、ウシガンマグロブリン(BCG)やリン 酸緩衝溶液/トウイーンのような希釈剤でサンプルを希釈する。その後、サンプ ルを温度を25から37℃にして2−4時間培養する。この培養の後、非免疫複 合材料を除去するために、そのサンプルに接触した表面を洗浄する。洗浄ではP BS/トウイーンやホウ酸緩衝液を使用する。テストサンプルとトランスフェリ ン受容体、類似体、フラグメント、ペプチドとが結合した特殊な免疫複合体が形 成されると、次に洗浄して、最初の抗体に対して特異性をもっている第二の抗体 と反応させることで免疫複合体を定量する。このテストサンプルがヒト由来のも のであれば、その第二の抗体はヒト免疫グロブリン(一般にIgG)に特異性を 有する抗体である。検出のためにその第二の抗体として酵素活性のような 関連 活性を持った抗体を使用する。ここでは色素産生物質と培養することで色が発生 する。スペクトル分光光度計を使用して、この色の発生の程度を測定することで 定量が可能となる。3.ハイブリッド形成プローブとして塩基配列を使用 本発明にかかる、トランスフェリン受容体遺伝子の塩基配列から構成される塩 基配列は、ヘモフィリス属菌やその他のトランスフェリン受容体遺伝子を有する すべての菌種由来のトランスフェリン受容体遺伝子の同定およびクローニングに 利用できる。本発明のトランスフェリン受容体遺伝子から構成されるこの核酸塩 基配列を使用すれば、別のトランスフェリン受容体遺 伝子と相補的構造をもつハイブリッド二重鎖を選択的に生成させることができる 。ハイブリダイゼーション条件を変化させることで、相補トランスフェリン受容 体遺伝子を得るためのプローブ選択性の幅を変化させることができる。つまり、 相同二重鎖を形成させるための比較的厳格な条件では塩濃度を低くして高い温度 を使用する。例えば、0.02から0.15M・NaCLの存在下で,温度を5 0から70℃にするような条件である。得たいハイブリッドにより、緩いハイブ リダイゼーション条件が要求される場合もあり、例えば、塩濃度を0.15Mか ら0.9Mにして、温度も20から55℃にするようなケースである。ホルムア ミドを添加することで、ハイブリダイゼーション条件をより厳しくできるが、こ の場合には、形成されたハイブリッド二重鎖が不安定になる。このように、得た い結果により、特別なハイブリダイゼーション条件を容易に選択し操作できるの である。一般には、50%のホルムアミドの存在下での都合のよいハイブリダイ ゼーション温度は、ターゲットフラグメントの95%から100%の相同性を得 たい場合には、42℃の温度で、90から95%の相同性を得たい場合には37 ℃、85から90%では32℃である。 臨床診断に応用した場合にはトランスフェリン受容体遺伝子の核酸塩基配列を 適当な識別方法と組み合わ せることで使用する。例えば、ハイブリッド形成の確認のためのラベルを使用す るのである。広い範囲の標識方法がこの技術分野では知られており、放射線、酵 素や、アビジン/ビオチンのような検出信号を発生するその他のリガンドがある 。診断用として、ウレアーゼ、リン酸アルカリン、ペルオキシダーゼ、のような 酵素標識が放射線標識の代わりとして使用されている。酵素標識の一例として、 色素表示物質も使用されており、これは分光光度計を使うことで人間の目で識別 できる方法として、トランスフェリン受容体遺伝子配列を含んだサンプルでの特 別なハイブリッド形成確認用として使用されている。 トランスフェリン受容体遺伝子核酸配列は、固相手順を使用した実施例では、 ハイブリッド形成プローブとして使用できる。このような場合では、浸出液、体 液(血清、羊水、中耳浸出液、痰、気管支肺胞洗浄液)または組織などの臨床現 場から得たサンプルのテストDNAが選択マトリックスまたは表面に吸収または 吸着されるようになっている。固定された一本鎖核酸からトランスフェリン受容 体遺伝子核酸配列から構成されている選択プローブを通して特別なハイブリッド 形成が望む条件で達成されることになる。選択条件は多様であり、G+C内容、 核酸のソース、ハイブリッド形成プローブのサイズなどの特別な基準次第である 。 非特異的に結合したプローブ分子を除去するためにハイブリダイゼーションさせ た表面を洗浄の後、特定のラベルを使用して特定のハイブリッドを検出して定量 する。ペプチドの選択の場合と同様に、ヘモフィリス属菌に保存されている核酸 配列部分の選択では、図8,9,13,14、特に、表2,3で示したよう保存 ペプチド配列をコードした核酸配列を選択するのが望ましい。選択するプローブ の大きさは18bk、30bkから90bpの範囲の長さのものが好ましい。 4.トランスフェリン受容体遺伝子の発現 レプリコンと制御配列を含み宿主細胞と適合性のある菌種由来のプラスミドベ クタはトランスフェリン受容体遺伝子の発現にも使用できる。ベクタは、通常、 複製部位とマーキング部位を細胞内に運搬するが、これら部位により、形質転換 された細胞内の表現型選択ができる。例えば、大腸菌は、アンピシリンとテトラ サイクリンに耐性がある遺伝子をもつpBR322を使用して形質転換でき、形 質転換された細胞の同定は容易にある。pBR322プラスミド、その他の細菌 プラスミドまたはファージにもプロモータがあり、これを有するように修飾も可 能である。宿主細胞はこのプロモータを利用してその独自のタンタク質を発現さ せる。 さらに、宿主と適合性のあるレプリコンと調節配列 をもつファージベクタは宿主の形質転換ベクタとしても利用できる。例えば、ラ ムダGEMー11のようなファージは、組換えファージベクタを作製するのに使 用でき、このベクタは大腸菌LE392のような宿主細胞の形質転換で使える。 組換えDNA法で通常使用されているプロモータとしては、ベーターラクトマー ゼ(ペニシリナーゼ)、ラクトース・プロモータ・システム(Chang et al.,197 8; Itakura et al.,1977; Goeddel at al.,1979; Goeddel at al.,1980)、T 7プロモータ・システム(米国特許第4,952,496)のような細菌プロモ ータがある。プロモータの塩基配列の詳細についてはすでに知られており、この 知識を利用して、専門家はプロモータを遺伝子と機能的に結合させて使用してい る。どのようなプロモータを選択するかは、作製しようとる対象次第である。ト ランスフェリン受容体遺伝子の発現に適している宿主としては、大腸菌、バシラ ス菌、ヘモフィリス属菌、真菌、酵母、バキュロウイルスなどがある。 ヘモフィリス属菌の培養から分離させた天然に存在しているTfRタンパク質 には、微量の有毒物質やその他の汚濁物質が含まれるので、この発明にかかるT fRタンパク質作製には組換えDNA法を使用することが望ましい。この方法で 不純物を最小限に抑えることが可能である。特に好ましい宿主はグラム陰性細菌 で、この菌はLPSを持たないのでエンドトキシンが含まれてない。特に、非発 熱トランスフェリン受容体タンパク質を生産する場合にはバシラス菌を宿主とし て使用する。組換えDNA法を使うことで、Tbp1とTbp2タンパク質やそ の類似体を別々に分離した形で取り出せる。これら2個のタンパク質は、ヘモフ ィリス属菌では通常結合した状態で存在している。生物寄託 インフルエンザ菌由来のトランスフェリン受容体をコードするプラスミドのう ちのある種のものは、ブタベスト条約に従って、本出願の提出に先だって、アメ リカのACC(米国メリーランド州ロックビル)に寄託してある。寄託したプラ スミドのサンプルは、この特許が承認された後は公開され入手が可能である。こ の発明の範囲はここで寄託されたプラスミドに限定されない。寄託したプラスミ ドは本発明の例示のひとつに過ぎない。この申請で示した抗原に類似した抗原を コードする類似したプラスミドもこの発明の範囲内に入る。寄託の概要 ヘモフィリス属菌株 Hib株Eaganは,Connaugh Laboratories(1755 Steeles Ave.W.,Will owdale,Ontario,Canada M2R 3T4)社から入手できる。 Hib株MinnAはワシントン医学大学、微生物・免疫学部の小児病院(St .Louis,Missouri 63110)のDr.Robert Munson氏のコレクションから入手でき る。 Hib株DL63はテキサスサウスウエスタン医学大学(5323 Harry Hines B oulevard、Dallas,Texas 75235-9048)微生物学部のDr.Eric Hansen氏のコレ クションから入手できる。 PAK12085はDr.Robert Munson氏のコレクションから入手した(上記 )。 SB12、29,30,32,33はセントルイス大学医学部(St/Louis,Mis souri 63104)、医療センター小児科のDr.Stephen Barenkamp氏のコレクションか ら入手した。 実施例 上記の開示内容は本発明を一般的に記載したものである。下記の実施例を参照 することでより深い理解が得られる。ここで記載する実施例は単に例示目的で示 すもので、本発明の範囲がこれらの実施例に限定されるものではない。環境事情 により、形態の変化や入れ替えが適当であると判断される場合にはその事情に従 って変更、差し替えを行う。特別な用語を使用している場合もあるが、それは単 に記述目的のためであり、それに限定されるものではない。分子遺伝学、タンパ ク生化学、免疫学、酵素学の用語が使用されているが、この開示ではそれらの内 容を明確には説明していないが、それらはこの分野の専門家には理解できるもの であり、実施例で使用されたこれらの分野の用語は科学分野では十分に報告され ているものである。実施例1 この実施例は、インフルエンザ菌株DL63、Eagan、MinnA、PA K12085、SB33か らの染色体DNAの作製法を示したものである。 Harkness et al(1992)の方法に従って、インフルエンザ菌をミューラヒントン 寒天またはブレインハート流体培養基で増殖させた。A.インフルエンザ菌株DL63からの染色体DNAの抽出 染色体DNAは下記のような方法で調製すた。ベックマン・J14モデル・ロ ータで15分間遠心分離した培地から250mlの細胞をペレットに取った。そ のペレットを50mMトリスHCL(pH8.0)の200mlで洗浄し、50 mMトリスHCL、50mM・EDTA(pH8.0)の12.5mlに再懸濁 させた。その後、20℃で凍結させた。其の後、10mg/mlリゾチームの0 .25M・トリスーHCLl溶液の1.25mlを凍結した細胞ペレットに添加 した。ペレットを解凍して45分間氷上で培養させた。次に、1mg/mlプロ テナーゼKの0.5%SDC、0.4M・EDTA、50mMトリス−HCL( pH7.5)溶液の2.5mlを添加して、その混合液をときどき撹拌しながら 、50℃で1時間培養した。その溶解液をトリスー緩衝フェノールの15mlで 一回抽出させ、それに3M酢酸ナトリウム1.5mlとエタノール30mlを加 えてDNAを沈澱させた。ガラスロッドでDNAを巻取り、0.2mg/mlR NA seを含んだ50mMトリス−HCL、1mM・EDTAの12.5mlの中に 1昼夜振りながら溶かた。同様に、サンプルを同量のクロロフォルムで抽出して 、沈澱させて、巻き上げた。そのDNAを50m・Mトリス−HCL、1mM・ EDTA(pH7.5)の2mlの中に溶かして4℃で保管した。B.インフルエンザ菌b株Eaganからの染色体DNAの抽出 遠心分離した培地から50mlの細胞をペレットに取って、TE(50mMト リスHCL、50mM・EDTA、pH7.5)の25mlに再懸濁させた。染 色体DNA調製に2X5mlアリクオットを使用した。各アリクオットに10% サルコシルと20mg/mlプロテアーゼKを加えて、37℃で1時間培養した 。その溶解産物をトリス飽和フェノールで一回抽出して、その後クロロフォルム とアイソミルアルコールの混合液(24:1)で三回抽出した。その液相部分を 最終的に7mlになるようにプールした。その後、3M酢酸ナトリウム(pH5 .2)の07mlとイソプロパノール4.3mlを添加してDNAを沈澱させた 。このDNAを巻き上げて、70%エタノールで洗浄し、乾燥させた後、1ml の水に溶かした。C.インフルエンザ菌株Eagan、MinnA、PAK12085、SB33 からの染色体DNAの抽出 5000rmp、15ー20分、4℃で遠心分離した培地から50mlの細胞 をペレットに取った。このペレットで取った細胞をTE(10mMトリスHCL 、1mM・EDTA、pH7.5)の10mlに再懸濁させ、プロナーゼとSD Sを添加して最終の濃度がそれぞれ500μg/mlと1%になるように調製し た。そのサンプルを透明な溶解物が得られるまで37℃で4時間培養した。その 溶解産物をトリス飽和フェノールで一回抽出して、その後溶解産物をトリス飽和 フェノール/クロロフォルムの混合物(1:1)で一回抽出し、さらに、クロロ フォルムで一回抽出した。最終の液相部分を24時間、1M・NaCLの2x5 00mlで4℃で、バッファを一回取り替えて、濾過し、さらに、TEの2x5 00mlで4℃で24時間濾過しバッファを一回取り替えた。最終濾過液をアリ クオットとして使用した。実施例2 この実施例は、染色体ライブライの作製法を示したものである。A.インフルエンザ菌DL63−λライブラリ インフルエンザ菌DL63染色体DNAの100μgを機械的に25ゲージ針 を使用して1mlにせん断した。そのせん断されたDNAが平滑末端を有するよ うにするために、10XS1・ヌクレアーゼバッファ の45μl、U/μl濃度のS1・ヌクレアーゼ(2M Nacl,500mM NaOAc,pH4 .5,10mM ZnSO4,5%グリセロール)の1.7μlを加えて最終的に405μlに なるようにして、37℃で15分間培養した。そのサンプルをフェノール/クロ ロフォルムで一回抽出して、さらにクロロフォルムで一回抽出して、エタノール 1mlを加えてDNAを沈澱させた。サンプルを氷上で10分、またはー20℃ で1昼夜培養して、30分間遠心分離してDNAを取り出した。取り出したDN Aを70%エタノールで洗浄して乾燥させた。DNA配列の中のEco・RI部 位を標準手順によりメチール化させた。このメチール化したDNAに100mM MGCL2の5μl、dNTP・ミックス(dATP、dCTP、dGTP、 dTTPの2.5mM)の8μl、U/μl・クレノーの5μlを添加した。そ の混合液を12℃で30分間培養した。STE(0.1M NaCl,10mM Tris-HCL,1mE DTA,pH 8.0)の450μlを加え、その混合液をフェノール/クロロフォルムで 一回抽出して、次にクロロフォルムだけで一回抽出して、エタノールの1mlを 加えてDNAを沈澱させた。サンプルを氷上で10分、−20℃で1昼夜培養し た。30分遠心分離にかけて、DNAを取り出し、70%のエタノールで洗浄し て乾燥させた。 7μlのTEでDNAを再懸濁させ、その溶液に1 4μlのホスホリル化・EcoRI・リンカー(200 ng/ul)、3μlの10x連 鎖反応バッファ、3μlの10mM・ATP、3μlの4T・DNA・リガーゼ (4U/ul)を加えた。サンプルを4℃で1昼夜培養し、68℃で10分間それぞれ 培養してリガーゼを不活性化させた。この混合液に218μlのH2O)、45 μlの10xユニバーサル・バッファ、7μlのEco・RI(U/ul))を加えた 。37℃で1.5時間培養した後、1.5μlの0,5M EDTAを加え、そ の混合液を氷の上に置いた。 DNAをスルロース・グラジエント上で小さいフラクションとして、6−10 kbの大きさのDNAをもつ各フラクションをプールした。プールしたDNAを エタノールで沈澱させて、5μlのTEバッファで再懸濁させた。挿入DNAの 200ngを1μgのZAPIIベクタ(最終では5μl)で2ー3日間連鎖反 応させた。連鎖反応を起こした混合物質をギガパック・II・ゴールド(STRATA GENE社)でパックして、NZYプレート上の大腸菌SURE細胞に置いた。この ライブラリを滴定して増幅させ、0.3%クロロフォルム内で4℃で保存した。B.インフルエンザ菌Eagan−pUCライブラリ 実施例1Cの方法により、インフルエンザ菌Eagan株から作製した染色体 DNAを、Sau3A・I と2、5、10分間それぞれ酵素分解させ、予め用意したアガロースゲルで電気 泳動させた。大きさが3ー10kbのDNAフラグメントをもつゲルスライスを 切断して、標準解凍手順に従ってDNAを分離した。PUC8:2(多重クロー ニング都位に追加BglIとXba制限酵素部位をもつpUC8)由来のプラス ミドDNAをBamH・IとBgl・IIで酵素分解させて、ウシ・リン酸アル カリンでジホスホリル化させた。インフルエンザ菌Eagan・DNAのフラグ メントをpUCと結合させて、大腸菌JM109細胞の形質転換に使用した。C.インフルエンザ菌Eaganーλライブラリ 実施例1Bの方法で、インフルエンザ菌Eaganから作製した染色体DNA をEco・RIで酵素反応させて、予め用意したアガロースゲル上で小部分に分 けた。7−23kbの大きさを持つDNAフラグメントを含むゲルスライスを切 断して、3mlのTAE(40mM・トリス酢酸、1mM・EDTA)の入った隔 膜チューブ内で1昼夜DNAを電気溶解させた。そのDNAを2回沈澱させ、水 に溶解させた後、Eco・RIと酵素反応したλZAP・II・DNAと1昼夜 連鎖反応させた。連鎖反応を起こした混合物質をギガパック・II・ゴールド( STRATAGENE社)でパックして、大腸菌・XL1ーブルー細胞に置いた。このライ ブラ リを滴定して増幅させ、0.3%クロロフォルム内で4℃で保存した。D.EMBL・ライブラリ 実施例1Cの方法により、インフルエンザ菌MinnA株から染色体DNAを 作製し、Sau3A・I(40単位)と2、4、6分間酵素分解させ、TNEバ ッファ(10mM Tris-HCL,1mEDTA,pH 8.0)内で、10ー30%スルロース・グラ ジエント上で小さいフラクションとした。DNAフラグメントの大きさが5kb 以上のフラクションをプールして、沈澱させた。第二番目の実験として、この染 色体DNA(2.6μg)をSau3A・I(4単位)で1、2、3分間それぞ れ酵素分解させ、予め用意したアガロースゲル電気泳動で小さいフラクションと した。大きさが10−20kbのDNAフラグメントをもつゲルスライスを切断 して、標準解凍手順に従ってDNAを分離した。この2つの実験から得たフラク ションをプールして、EMBL3(プロメガ)のアームであるBamH・Iと連 鎖反応させた。連鎖反応を起こした混合物質をギガパック・II・ゴールド(ST RATAGENE社)でパックして、大腸菌・LE392細胞に置いた。このライブラリ を滴定して増幅させ、0.3%クロロフォルム内で4℃で保存した。 実施例1Cの方法により、インフルエンザ菌PAK 12085またはSB33から作製した染色体DNAを、Sau3A・Iと37 ℃で15分間酵素分解させ、アガロースゲルで電気泳動させ、小さいフラクショ ンとした。15−23kbの大きさのDNAフラグメントを含むゲルスライスを 切断して、3mlのTAEの入った隔膜チューブ内で1昼夜DNAを14Vで電 気溶解させた。そのDNAを2回沈澱させ、水に溶解させた後、EMBL3・B amH・I・アーム(プロメガ)と1昼夜連鎖反応させた。連鎖反応を起こした 混合物質を、製造者の指示に従って、ラムダ・インビトロ・パッキング・キット (Amersham社)でパックして、大腸菌・NM539細胞に置いた。このライブラ リを滴定して増幅させ、0.3%クロロフォルム内で4℃で保存した。実施例 3 この実施例はライブラリのスクリーニングを示したものである。A.インフルエンザ菌DL63−λZAP発現ライブラリ Tbp1とTbp2タンパク質は固相ヒト・トランスフェリン(hTf)から 不純物を除去したものである。 タンパク質リガンドをCNBrー活性化セファロース(シグマ)のためのプロト コールに従って、20ml のhTfーセファロース・カラムを用意した。結果として生じたマトリックスを 、50mMトリスーHCLの3カラム容量、1M・NaCl、6M・グアニジン ーHCL、pH8.0で洗浄して非共有的に結合しているhTfを除去した。そ れから、そのカラムを50mM・トリス−HCL、pH8.0を用いて平衡させ 、結合hTfに、クエン酸ナトリウムと重炭酸ナトリウムをそれぞれ100mM 含んだ緩衝液の中で、10mg/ml・FeClの1mlを使用して鉄を負荷さ せた。その後、50mMトリス−HCL、1M・NaCl、pH8.0の2カラ ム容量で平衡させた。全部の細菌膜(300mg総タンパク質)を、鉄が不足し た培地で増殖したインフルエンザ菌DL63から作製した(Schryvers at al., 1989参照)。膜をトリス−HCL、1M・NaCl、pH8.0内で、2mg/ mlに希釈し、EDTAを加えて溶解させた。40、000rmpで1時間遠心 分離して、その上澄み液をhTfカラムに加え、そのカラムを50mMトリス− HCL、1M・NaCl、pH8.0、10mM・EDTA、0.5%サルコシ ル、pH8.0で洗浄した。2M・GnHClを用いて、同じ緩衝液の中で受容 体タンパク質を溶解させ、その溶解フラクションを25mM・重炭酸アンモニア バッファ(5バッファ取り替え)で濾過し、親液化させ−20℃で保存した。分 離 したタンパク質を、ニュージランド・白ウサギでトランスフェリン特異性抗血清 を標準法で産生させるのに使用した。即ち、抗原の最初の注入では完全フロイン トアジュバントを併用して、二回目の注入では不完全フロイントアジュバントを 併用する方法で、ウサギを皮下投与で2週間の間隔をおいて3回免疫させた。 DL63−λZAPを 大腸菌SURE細胞の上に置いて、そのプラークを、 予め10mM/IPTGに浸しておいたニトロセルロース膜に移すと、pBluescr ipt lacZ プロモータから抗体を発現した。ポリクローナル・抗TfR・抗血清 とウマ・ラディッシュ・抱合ヤギ・抗ウサギIgGによるプローブの前に、50 mMトリス−HCL、1M・NaCl、pH8.0、内で0.5%スキムミルク を用いて、フィルターをブロックした。3周のスクリーニングを行って、インビ ボ切断法により、組換え・pBluescript・プラスミド(pBHITI、pBHI T2;図1A、図2)を見つけだした。B.Eagan、MinnA、PAK12085非発現ライブラリ (i)インフルエンザ菌Eagan−pUCライブラリのスクリーニング コロニーのニトロセルロース・フィルタへのリフトは標準法で行い、フィルタ ーは、図2で示したような トラランスフェリン受容体遺伝子の5’pBHIT2プローブで処理をした。プ ローブを、製造者のスペックに従って、ジゴゴキシゲニン(Boehringer Mannheim 社)で標識した。数個のクローンをニトロセルロース上にドットの形でブロット して、同じ5’pBHIT2を利用して、第二周のスクリーニングに移った。第 二周のスクリーニングの結果を制限酵素地図を用いて分析し、配列分析用にクロ ーンSー4368−3−3(図1B、図2)を選択した。 (ii)インフルエンザ菌EaganーλZAPライブラリのスクリーニング ファージライブラリを標準法に従って、LBプレートと0.7%アガロース層 を用いて、XL1細胞にプレートした(付着させた)。プラークは標準プロトコ ールに従ってニトロセルロース・フィルタにリフトさせ(載せ)、このフィルタ を80℃で2時間真空下でベーキングして、DNAを固着させた。トラランスフ ェリン受容体遺伝子の5’pBHIT2プローブをジゴキシゲニンで標識し、フ ィルタを42℃で4時間事前にハイブリッド形成させ、その後、42℃で標識し たプローブで1昼夜ハイブリダイゼーションを行った。フィルタを68℃で洗浄 してオートラジオグラフィを行った後、第二周のスクリーニング用のプラークを 選択した。ファージDNAのインビボ切断は、λZAP システム(Promega社)と一緒に供給されたプロトコールに従って行った。−2. 5kb・EcoRI・インザートが付着した4個のクローンが得られたが、その うちのJB−901−5−3は、図B、図2に例として示している。プラークを 増幅して、ファージDNAを培地500mlから分離精製した。インザートDN Aは酵素Xba・Iで切断し、pUC8:2(複数コローニング部位での追加B glIIとXba−Iサイトを含むpUC8)に挿入した。このpUC8:2は 、すでに酵素Xba・Iで消化されてジホスホリル化していた。クローンには、 インフルエンザ菌TfRオペロンの3’ーハーフが含まれていた。 (iii)EMBL 3・ライブラリのスクリーニング インフルエンザ菌MinnAライブラリは0.7%トップ・アガロースのNZ CYM溶液を用いて、NZCYMプレート上でLE392細胞にプレートした。 標準法により、プラークをニトロセルロースフィルタにリフトし、このフィルタ を5’pBHIT2プローブ(図2)で処理してジゴキシゲニンで標識した。プ ラークをプレートして、同じ方法で第二、第三周のスクリーニングに移行した。 500mlの培地から、標準法で、ファージDNAを調製し、インザートDNA は酵素Salで切断して、pUCに挿入すると、クロ ーンDS−712−1−3(図1C、図2)が産生された。 インフルエンザ菌PAK12085ライブラリを、0.7%アガロースを用い て、NZCYMプレート上のLE392細胞にプレートした(付着させた)。プ ラークをニトロセルースフィルタにリフトし、そのフィルタを5’pBHIT2 で標識されたプローブで処理をした。プラークをプレートして、同じ方法で第二 周のスクリーニングに移行した。500mlの培地から、標準法で、ファージD NAを調製し、インザートDNAは酵素Salで切断して、pUCに挿入すると 、クローンJB−1042−7−6(図1D、図2)が産生された。 インフルエンザ菌SB33ライブラリを、0.7%アガロースを用いて、NZ CYMプレート上のLE392細胞にプレートした(付着させた)。プラークを ニトロセルースフィルタにリフトし、そのフィルタを5’pBHIT2で標識さ れたプローブで処理をした(図2)。プラークをプレートして、同じ方法で第二 周のスクリーニングに移行した。500mlの培地から、標準法で、ファージD NAを調製し、インザートDNAは酵素Salで切断して、pUCに挿入すると 、クローンJB−1031−2−9(図2)が産生された。実施例 4 この実施例は、TfRオペロンのTbp1とTbp2タンパク質のスクリーニ ングを示したものである。 標準法を用いて、クローンpBHIT1、pBH1T2、S−4368−3 −3,JB−901−5−3,DS−712−1−3,JB−1042−7−6 ,JB1031−2−9からプラスミドDNAを調製した。シーケンス・プライ マーの塩基長さが17ー25であるオリゴヌレオチドを、ABI・モデル380 B・DNA合成器を使用して合成して、Applied Biosystem社のOPCカートリ ッジによるクロマトグラフィで精製を行い、製造者の奨める方法で利用した。A BI・モデル380B・DNA合成器とダイ・ターミネータ化学法を、製造者の プロトコールに従って使用してサンプルのシーケンシング(塩基配列決定)を行 った。インフルエンザ菌株DL63のTfRオペロンのシーケンスを図3に、E agan株のTfRオペロンのシーケンスを図4に、MinnA株のTfRオペ ロンのシーケンスを図5に、PAK12085株のTfRオペロンのシーケンス を図6に、SB33株のTfRオペロンのシーケンスを図7に示した。実施例 5 この実施例は、類型分類不能のインフルエンザ菌株SB12、SB29、SB 30,SB32のtbp2 遺伝子のPCR増幅を示したものである。 類型分類不能のインフルエンザ菌株SB12、SB29、SB30,SB32 の染色体DNAは上記で示した方法で作製した。TfR遺伝子はオペロンとして 構成されており、最初にtbp2があり、つぎにtbp1が続く(図12A,1 2B)。オリゴヌクレオチドはtbp2の5’末端で合成され、tbp1コード ・シーケンスの5’末端の逆相補体である。プライマーは、GGATCCATA TGAAATCTGTACCTCTTATCTCTGGT(SEQ.ID番号: 120)で、これはtbp2のリーダシーケンスからのMKSVPLISGS( SEQ.ID番号:147)に対応している。さらに、TCTAGAAGCTT TTTAGTCATTTTTAGTATTCCAT(SEQ.ID番号:137 )であり、これは、tbp1のリーダシーケンスMTKK(SEQ.ID番号: 138)の逆相補体であり、遺伝子間シーケンスの一部である。PCR増幅は、 10mM・トリス/HCL・pH8.3、50mM・塩化カリウム、1.5mM 塩化マグネシウムを含むバファー内で行われる。100μl反応混合液には、染 色体DNAの5ng、各プライマの1μg、DNAポリメラーゼの5ユニット、 0.4mMdNTPsが含まれていた。サイクル条件は25サイクルで、1.0 分で94℃、2.0分で4 5℃、1.5分で72℃であった。各サンプルに対して特定2kbフラグメント が増幅された(図13)。正の調節としてSB33・DNAが使用された(列1 )。tbp2遺伝子の増幅に使用された染色体DNAは列1、SB33;列2、 SB12;列3、SB29;列4、SB30;列5、SB32であった。フラグ メントをTAコローニング・ベクタに挿入して、これらのヌクレオチド塩基配列 を決定した。図8にはSB12由来のTbp2の塩基配列(SEQID番号:1 08)、図9にはSB29由来のTbp2の塩基配列(SEQID番号:110 )、図10にはSB30由来のTbp2の塩基配列(SEQID番号:112) 、図11にはSB32由来のTbp2の塩基配列(SEQID番号:114)を 示した。実施例 6 この実施例は、トランスフェリン受容体タンパク質ののアミノ酸配列順序の比 較および二次構造分析によるトランスフェリン受容体タンパク質のエピトープを 同定したものである。 図14は、インフルエンザ菌b型Eagan株、DL63株、類型分類不能イ ンフルエンザ菌PAK12085株、SB33株、髄膜炎菌B16BとM982 株(Legrain et al.,1993)、淋菌FA19株(Cornelissen et al.,1992)由来の Tbp1のアミノ酸配列の 比較である。この分析は、Tbp1の部位がすべての細菌に保存されていること を示した。 図15は、インフルエンザ菌b型Eagan株、DL63株、類型分類不能イ ンフルエンザ菌PAK12085株、SB12株、SB29,SB30、SB3 2株、髄膜炎菌B16BとM982株)、淋菌FA19株、ヘモフィリス属胸膜 肺炎菌(Gerlach et al.,1992)由来のTbp2のアミノ酸配列の比較である。こ の分析は、Tbp2の部位がすべての細菌に保存されていることを示した。 タンパク質の二次構造分析をChou・Famanアルゴリズム(1978)を使用 して行った。Hoppアルゴリズム(1986)を利用して、親水性、疎水性プロット も行った。ヘパペプチド・ウインドウの平均値から値を引き出し、それを各フラ グメントの中間点にプロットした。図16Aは、インフルエンザ菌b型Eaga n株Tbp1の推定の二次構造である 図16Bは、インフルエンザ菌b型Ea gan株Tbp2の推定の二次構造である。この図16A、Bで推定した二次構 造は下記のような手順で推定をした。本発明者としては、この図で示したような 二次構造が正確であるかどうかにはまだ確信を持てないでいる。 種々の別種の細菌由来のTbp1とTbp2タンパク質の保存エピトープは図 14と図15で示したシー ケンスにより同定した。 保存エピトープの例をあげれば下記の通りである。 推定二次構造を組み合わせることで、Tbp1では4個の保存エピトープが同 定され、Tbp2では2個の保存エピトープが同定された。以下の通りである。 保存されたアミノ酸配列順序を有するタンパク質、ポリペプチド、ペプチドは 、診断分野で検出、つまり、トランスフェリン受容体タンパク質を産生する細菌 が原因となっている病気を探知、防御するための免疫原として利用できる。免疫 賦与のため、特定のアミノ酸配列順序が免疫システムに与えられるタンパク質ま たはペプチドの形で細胞に供給され、それを運搬するベクタとして、サルモネラ 菌、BCG、アデオウイルス、ポックスウイルス、ワクシニアウイルス、ポリオ ウイルスなどが使用される。実施例 7 この実施例は、大腸菌にEagan・Tbp1を発現させるプラスミド・JB −1468−29の構築概要を示したものである。 プラスミドS−4368−3−3(図1B、ず2)とJ−911−3−2(図 17)にはEagan・tbp1遺伝子の5’ー、3’ー部分をそれぞれ含む。 図17は、プラスミド・JB−1468−29の構築概要を示したものである。 プラスミ ド・JB−1468−29の構築に使用されたオリゴヌクレオチドの塩基配列を 図20に示した(SEQ ID番号:86,87)。プラスミド・JB−146 8−29を電気穿孔法により大腸菌株BL21・DE3に導入してJB−147 6−2−1を産生させた。JB−1476−2−1をYT培地で増殖させて、次 のプロトコールに従って、IPTGで誘導した。免疫原性の分析とそのほかの研 究に使うTbp1の作製のために、JB−1476−2−1を1昼夜3%グルコ ースを含むNZCYM培地で増殖させた。1:40接種物をグルコースを含まな い新鮮なNZCYM培地に加え、培地をA578=0.3になるように調整した。ラク トースをその含有量が1%になるように添加して4時間誘導した。図22には、 JB−1476−2−1の全細胞溶解物のSDS−PAGE分析を示したもので ある。列1、t0でのJB−1476−2−1;列2、t=4h誘導でのJB− 1476−2−1、列3、200kDa、116kDa、97.4kDa.66 kDa,45kDaの分子量マーカー;列4、t0でのJB−1476−4−1 (T7/Eagan・Tbp2)、列5、t=4h誘導でのJB−1607−1 −1、列6、t0でのJB−1476−2−1(T7/SB12・Tbp2)、 列7、t=4h誘導でのJB−1607−1−1。実施例 8 この実施例は、大腸菌にEagan・Tbp2を発現させるプラスミド・JB −1424−2ー8の構築概要を示したものである。 図18は、インフルエンザ菌b型Eagan株由来のtbo2遺伝子を有する プラスミドS−4368−3−3である。図18は、プラスミドJB−1424 −2−8であり、図19は、使用したオリゴヌクレオチドである。プラスミド・ JB−1424−2−8を電気穿孔法により大腸菌株BL21/DE3に導入し てJB−1437−4−1を産生させた。図22で示したように、LPTGまた はラクトースで誘導すると、大腸菌JB−1437−4−1はTbp2タンパク 質を産生した。列1、t0でのJB−1476−2−1(T7/Eagan・T bp1);列2、t=4h誘導でのJB−1476−2−1、列3、200kD a、116kDa、97.4kDa.66kDa,45kDa、31kDaの分 子量マーカー;列4、t0でのJB−1437−4−1(T7/Eagan・T bp2)、列5、t=4h誘導でのJB−1437−4−1、列6、t0でのJ B−1607−1−1(T7/SB12・Tbp2)、列7、t=4h誘導での JB−1607−1−1。実施例 9 この実施例は、Thp2配列の前にあるリポタンパク・リーダ・シーケンスを コードするプラスミドの構造を示したものである。 図20は、大腸菌lpp(SEQ ID番号:88,89)、大腸菌rlpB (SEQ ID番号:90,91)、大腸菌pal(SEQ ID番号:92, 93)由来のリポタンパク・リーダ・シーケンスを有するプラスミド作製に使用 したオリゴヌクレオチドである。表1には作製したプラスミドおよびそれと対応 する菌株を示した。実施例 10 この実施例は、大腸菌にSB12・Tbp2を発現させるプラスミド・JB− 1600−1の構造を示したものである。 プラスミド・JB−1047−1−2(図21)には、PCR増殖SB12・ tbp2遺伝子が含まれている。tbp2遺伝子をEcoR・Iで切断して、p T7ー7発現ベクタに挿入して、プラスミド・JB−1600−1を産生させた 。このプラスミドを電気穿孔法により大腸菌細胞BL21/DE3に挿入すると 、大腸菌株由来プラスミドを産生し、これがSB12・Tbp2を発現する。I PTGまたはラクトースで誘導するとすぐに図22で示したようなSB12・T bp2を発現した。列1、t0でのJB−1476−2− 1(T7/Eagan・Tbp1);列2、t=4h誘導でのJB−1476− 2−1、列3、200kDa、116kDa、97.4kDa.66kDa,4 5kDa、31kDaの分子量マーカー;列4、t0でのJB−1437−4− 1(T7/Eagan・Tbp2)、列5、t=4h誘導でのJB−1437− 4−1、列6、t0でのJB−1607−1−1(T7/SB12・Tbp2) 、列7、t=4h誘導でのJB−1607−1−1。実施例 11 この実施例は、Tbp1とTbp2の抽出と精製を図示したものである。 図23は、Tbp1とTbp2の精製概要を示したものである。この組換え法 によるTbp1とTbp2タンパク質は両方とも大腸菌の中では、顆粒分画とし て発現されるが、その精製は同じ方法で行う。500mM培地から取った細胞( Tbp1については実施例7、Tbp2について実施例8)を50mMトリスー HCL、pH8.0の50ml内で再懸濁させ、音波処理(3X10min、7 0%衝撃周波)によりつぶした。その抽出物を20、000rmpxg、30分 間遠心分離器にかけ、その上澄み液(可溶性大腸菌タンパク質の95%)を捨て た。残りのペレットをさらに0.5%トリトン・x−100と10mM・EDT Aを含む50mM・トリスーHCL、pH8.0の50mlで抽出した。その抽 出物を20、000rmpxg、30分間遠心分離器にかけ、その上澄み液(残 りの可溶性タンパク質と膜タンパク質が大部分)を捨てた。この抽出の後のペレ ット(図23、PPT2)には顆粒分画が含まれていた。ここで得られたTbp1 とTbp2タンパク質を、0.1%SDSと5mM/DTTを含む50mM・ト リスーHCL、pH8.0に溶解させた。遠心分離後の上澄み液を0.1%SD Sと5mM/DTTを含む50mM・トリスーHCL、pH8.0で平衡させた スーパデックス200ゲル濾過カラムでさらに抽出した。そのフラクションをS DS・PAGEで分析して、精製したTbp1とTbp2タンパク質を含むもの を50mM・トリスーHCL、pH8.0を使い4℃で1昼夜濾過し、20,0 00xgで30分間遠心分離した。この段階でのタンパク質は可溶性であり、− 20℃で保存した。 図24は、精製過程でのSDS−PAGE分析を示したものである。列1、予 め染色させた分子量タンパク質マーカ(106,80,49.5,32.5,2 7.5,18.5kDa);列2、大腸菌全細胞溶解物;列3、溶解顆粒分画; 列4、精製Tbp1とTbp2タンパク質。実施例 12 この実施例は、マウスにおける組換えTbp1とTbp2タンパク質免疫原性 研究である。 5匹のBalb/cマウスの群に、実施例11で用意した精製rTbp1とr Tbp2タンパク質をAlPO4(一回投与量.5mg)存在下で、1、29、 43日目に皮下投与(1μgから10pg)した。14,28,42,56日目 に採血をして、産生した抗rTbp1と抗rTbp2抗体の力価をEIA法によ り分析した。図25はこの免疫原性研究からの結果である。実施例 13 この実施例は、マウス抗血清における抗rTbp1と抗rTbp2の定量のた めのEIA開発の例示である。 基本的には、Panezutti et al.,(1993)の方法を用いて、抗rTbp1と抗r Tbp2抗体の力価を測定した。マイクロティタを0.5μgのrTbp1また は抗rTbp2(実施例11)でコーティングして、16時間室温で放置し、0 .1%(W/V)のBSAのPBS溶液でブロックした。抗血清を順番に希釈して、 室温で1時間培養した。第二抗体として、ホースラッデシュ・ペルオキシダーゼ と抱合したヤギーマウスIgG(Fc特異的)抗体・親和性精製F(ab’)2 ・フラグメントを用いた。テトラメチルベンジヂン(TMB/H2O2)を用いて 反応を進展させて、フロー・マ ルチスカン・MCCマイクロプレート・リーダで波長450nmでの吸光度を測 定した。抗血清の反応力価は希釈度(これは常に免疫する前の血清で得られた吸 光度の2倍の増加を示す)の逆数で示した。実施例 14 この実施例は、組換えEagan・Tbp1やその他のインフルエンザ株由来 のTbpタンパク抗原による免疫での抗Tbp1抗血清の交差反応性を示してい る。 NADとヘム(Harknes at al.,1992)±EDDAで補充したBHI培地で増殖 させたインフルエンザ菌株の全細胞溶解物を、SDS・PAGEゲルで作製して 、それをニトロセルロース膜に移し、精製組換えEagan・Tbb1・モルモ ット・抗Tbp1で産生させた抗血清でプローブした(図26)。列1、BL2 1/DE3;列2、SB12 −EDDA:列3、SB12 +EDDA;列4 、SB29 −EDDA;列5、SB29+EDDA;列6、SB33 −ED DA;列7、SB33 +EDDA;列8、Eagan −EDDA;列9、E agan +EDDA;列10、カタル球菌4223、−EDDA;列11、カ タル球菌4223、+EDDA;列12、髄膜炎菌608 −EDDA;列13 、髄膜炎菌608 +EDDA;列14、組換えEagan・Tbp1発現・誘 導 JB−1476−2−1;列5、分子量マーカ。インフルエンザ菌SB12株、 SB29株、SB33株、Eagan株に対応する、大きさが95kDaである 特定バンドは、列3、4、5,7,8,9において、抗Tbp1抗血清と反応し た。カタル球菌4223株と対応する、大きさが110kDaである特定バンド は、列10,11において抗Tbp1抗血清と反応した。;髄膜炎菌608株に 対応する、80kDaバンドは列12,13において抗Tbp1抗血清と反応し た。実施例 15 この実施例は、組換えEagan・Tbp2やその他のインフルエンザ株由来 のTbpタンパク抗原による免疫での抗Tbp1抗血清の交差反応性を示してい る。 NADとヘム(Harknes at al.,1992)±EDDAで補充したBHI培地で増殖 させたインフルエンザ菌株の全細胞溶解物を、SDS・PAGEゲルで分離して 、それをニトロセルロース膜に移し、精製・組換えEagan・Tbb2・モル モット・抗Tbp2で産生させた抗血清でプローブした(図26)。列1、分子 量マーカ;列2、組換えEagan・Tbp1発現・誘導JB−1437−4− 1;列3、SB12 −EDDA;列4、SB12 +EDDA;列5、SB2 9 −EDDA;列6、SB29 +EDDA;列7、SB30 −EDDA;列 8、SB30 +EDDA;列9、SB32 −EDDA;列10、SB33 −EDDA;列11、SB33 +EDDA;列12、PAK −EDDA;列 13、PAK +EDDA;列14、Eagan −EDDA;列15、Eag an +EDDA。インフルエンザ菌SB12株、SB29株、SB30株、P AK株、Eagan株に対応する、大きさが60−70kDaである特定バンド は、列3、6、7,8,13,14,15において、抗Tbp2抗血清と反応し た。実施例 16 この実施例は、Tbp2とTbp1の保存部位に対応する合成ペプチドの合成 を示したものである。 図14と図15にそれぞれ示されているTbp2とTbp1の推定アミノ酸配 列順序を比較した。この比較により、アミノ酸配列順序を保存しているトランス フェリン受容体内での部位を特定でき、表2,3で示したように、これに基いて 、トランスフェリン受容体部分を含むペプチドを合成した。すべての合成は、上 記ペプチドをコードする核酸を含む組換えベクタを適当な宿主内で発現させる方 法、あるいは、標準ペプチド合成の方法で実施された。ペプチドをABI430 Aペプチド合成器を用い、最適tーBoc化学を利用 して、メーカが奨める条件で合成した。合成されたペプチドを、フッ化水素酸( HF)を使用して、樹脂から分離した。このペプチドを、高性能液体逆相クロマ トグラフィで精製した。15%から55%アセトニトリルグラディエントの0. 1%トリフルオリル酢酸(TFA)溶液を、2ml/分の流量で、Vydac・ C4・セミプリパラテイブ・カラム(1x30cm)に流す方法で行った。生物 学的、免疫学的研究に使用した全部ペプチドの純度は95%以上(分析HPLC 測定)であった。アミノ酸成分の分析はウオータ・ピコータグ・システムで行い 、結果は理論値とよく適合した。実施例 17 この実施例は、試験動物における合成ペプチドの免疫原性を示したものである 。 モルモットを筋肉内投与により、実施例11で作製した100μgのペプチド を使用して免疫した。ここでは完全フロイントアジュバントをエマルションの形 で併用した。14日目と28日目に同じペプチドと同じアジュバントを併用して 免疫賦与した。免疫賦与から42日目に血清を採取してELISAで測定した。 マイクロティタ・プレートに、ある特定のペプチドを50μlのコーティング緩 衝液(15mM・Na2CO3、NaHCO3、pH9.6)に溶かして、これを コ ーティングして、室温で16時間放置した。このプレートをBSAのリン酸緩衝 溶液で30分間室温でブロックした。抗血清を連続希釈して、それをマイクロテ ィタ・プレートに塗り、室温で1時間培養した。抗血清を取り除いた後 そのプ レートを0.1%(W/V)テウイーン20と0.1(W/V)%BSAを含んだPBS で5回洗浄した。ホースラッデシュ・ペルオキシダーゼと抱合したヤギ抗モルモ ットIgG抗体から作製したF(ab’)2を洗浄バッファで希釈して、希釈し た液をマイクロティタプレートに塗った。室温で1時間培養した後、プレートを 洗浄バッファで5回洗浄した。プレートを基質テトラメチルベンジデインのH2 O2溶液の中に入れて反応させ、1N・H2SO4でその反応を停止させた後、そ の吸光度をチトレクト・マルティスカンII(Flow Labs社)を用いて、波長4 50nmで測定した。32のアミノ酸残基を持った別の2個のペプチドをこのE LISA分析では、負の調節のために導入した。3通りの分析を行い、各抗体の 力価を測定した。力価は、負の調節から得たものの吸光度の2倍の増加を示す希 釈度を基礎に示した。モルモットから得た抗体は免疫賦与で使用したペプチドに 対して単一特異的であった。表4は免疫賦与で得られた抗血清の力価を示したも のである。本発明にかかるペプチドは表2,3で示されたもの中のいずれかのコ ピーであ るか、または、その類似体の複数コピーを含むペプチドである。表2,3で示さ れたペプチド、または、その類似体から選択された別の複数のペプチドの場合も あり、適当な運搬分子を含む。細菌の保存部位から作製されたペプチドを抗体の 産生に使用することが望ましい。その理由は、ヘモフィリス属の数種の菌種の検 出にアミノ結合アセイを利用できるからである。そのために、表2,3には、ト ランスフェリン受容体の保存部位のいくつかを示して、それを利用したペプチド で、診断、免疫感作、医学治療が可能になる。実施例 18 この実施例は、トランスフェリン受容体の保存部位に対応するペプチドを免疫 賦与することで得た抗血清のブランハメラ属カタル球菌のトランスフェリン受容 体認識能力を示したものである。 モルモットをトランスフェリン受容体の保存部位に対応するペプチド、および 、実施例17で得られたペプチドで免疫した。ブランハメラ属カタル球菌の全細 胞抽出物をこの菌由来のトランスフェリン受容体を認識できる ペプチド特異性 抗血清でイミュノブロットした。Tbp2・Nー末端ペプチドおよびペプチドT BP2ー25で免疫したモルモットから得た抗ペプチド抗血清は、カタル球菌由 来のTbp2およびプラスミド・クローン・pBHIT2により大腸菌で発現さ れた組換えTbp2を特異的に認識した。プラスミド・クローン・pBHIT2 はアミノ酸配列80でスタートするTbp2タンパク質の切断部位を発現した( 例えば、NKKFYSG、SEQ ID番号:105)。従って、pBHIT2 により作製されたTbp2タンパク質は、第二エピトープLEGGFYGP(T BP2ー25)に対して産生された抗体でないと認識されない。この分析から、 トランスフェリン受容体間の保存シーケンスに対応するペプチドを、トランスフ ェリン受容体を産生する細菌の検出に使用でき、ワクチンのような免疫原製剤に すれば、トランスフェリン受容体に免疫応答する薬剤として使えるし、そのよう な細菌が原因となる病気の治療にも有用である。 ウサギから得た血清をELISA法により、アミノ酸配列がLEGGFYGP (SEQID番号:74)であるペプチドに対して、あるいは、インフルエンザ 菌DL63株由来のTbpに対して、抗体反応を示すかどうかを試験した。EL ISA法用のプレートにペプチドまたはタンパク質をコーテングして、5%スキ ムミルクでブロックした。血清をリン酸緩衝食塩水、0.05%テウイーンー2 0、1%乾燥ミルクで2倍に連続希釈をして、プレート上で2時間培養した後、 そのプレートを0.05%0.05%テウイーンー20を含むリン酸緩衝食塩水 で5回洗浄した。洗浄した プレートを、猿・抗ウサギIgGと抱合したホースラヂッシュ・ペルオキシダー ゼで、室温で30分プローブした。其の後、0.05%0.05%テウイーンー 20を含むリン酸緩衝食塩水で5回洗浄した。プレートに暗室で、室温で30分 、HRPO基質を加えて発光させ、其の後、50μlの1M・硫酸を添加して、 その発光を停止させた。波長450nmでの吸光度を測定した。実施例 19 この実施例は、トランスフェリン受容体を産生しないインフルエンザ菌株の作 製を示している。 pBHIT2から得たインサートの2.55・Eco・RIフラグメントをp UC4KのEco・RIに挿入してサブクローンを作製すると、このベクタ(p UHIT1、図28)からTn903カナマイシン抵抗カセットを除去される。 このサブクローン・ステップを行うことにより、カナマイシン抵抗カセットを含 むHincIIかPstI・pUC4Kフラグメントのいずれかを、pUHIT 1のHindIII部位またはPstI部位に挿入しやすくなる。この両部位は 、pUHIT1KFHとpUHIT1KFPの構築の特異な部位である(図28 )。酵素Eco・RIで妨害遺伝子シーケンスを除去した後、この物質を、すで に述べた方法(Barcak et al.,1991)により、M−IV培 地の使用による形質転換法により、インフルエンザ菌野生型ゲノムに導入する。 形質転換された物質を20μg/mlカナマイシンを含むBHINH寒天に移す 。実施例 20 この実施例は、トランスフェリン受容体のエピトープを発現するポリオウイル スの作製を示している。 ポリオウイルス・タイプI・マホニ株(PV1−M)ゲノムの塩基1175か ら2956を有するcDNAを、制限酵素・Sau・IとHind・IIIで切 断した。これらの酵素は、塩基2754から2786を有するフラグメントを切 断するが、図29で示すように、このフラグメントはPV1−M・アミノ酸10 94から1102をコードするものである。本申請では、ポリオウイルスのアミ ノ酸を表現するのに4桁のコードを使用した。例えば、1095は、キャプシド ・タンパク質VP1のアミノ酸95を示す。ポリオウイルスとトランスフェリン 受容体アミノ酸配列をコードする新しいハイブリッド・cDNA・クローンは、 切断されたフラグメントを、インフルエンザ菌由来Tbp2タンパク質のアミノ 酸をコードする合成オリゴヌクレオチドで置換することで作製される。新しいハ イブリッド・cDNA・クローンは、制限酵素Nhe・IとSnaBで切断され るが、これらの酵素は、ポリオウイルス塩基2471から2956から、トラン スフ ェリン受容体DNA配列を含むハイブリッドフラグメントを切断する。VP1− Mの全ゲノムのcDNA・クローン(例えば、pT7XLDまたはpT7CMC B)は、酵素・Nhe・IとSnaBで切断され、ポリオウイルス塩基2471 から2956からハイブリッドフラグメントを切り離す。図29で示したように 、この切り離された部分は、塩基2754から2786を持つVP1−Mのトラ ンスフェリン受容体DNA配列を含むハイブリッドフラグメントで代替されるが 、このハイブリッドフラグメントは、トランスフェリン受容体アミノ酸配列を含 むハイブリッドBCループをコードしている。 プラスミドpT7XLDやpT7CMCBのようなpT7XLDのクローンに は、VP1−M・cDNAの5’末端に、酵素T7RNAポリメラーゼのプロモ ータ配列が含まれている。トランスフェリン受容体アミノ酸をコードする塩基を 含むVP1−M・cDNAのRNA転写は、van der Werf et al.,が述べてい るように、T7・RNAポリメラーゼでなされる。RNA転写物を有するVer o細胞のトランスフェクションを行うことで、4個の生きたハイブリッドウイル ス(PVITBP2A、PV1TBP2B、PV1TBP2C、PV1TB2D )を産出した。pT7CMCBの転写物のトランスフェクションを行うことで、 ト ランスフェクション誘導野生型ポリオウイルス(PV1XLD)を産出した(図 29)。 表5は、PV1TBP2A、PV1TBP2B、PV1TBP2C、PV1T B2Dの抗原特性である。これらすべてが、アミノ酸配列・LEGGFYGP( SEQID番号:74)をもつペプチドで免疫して得られたモルモット抗血清に は中和性を示した。このことは、ウイルスが抗原認識できる形でその配列を発現 したことを示す。抗血清を得るために、雌モルモットを、リン酸アルミニウム( 3mg・ml)で調整された200μgのペプチドを含む500μlのIMで免 疫した。1,14,20,42日目に免疫をして、1,28,42,56目にそ れぞれ採血した。56日目から抗血清が得られた。PV1TBP2A、PV1T BP2Bは、インフルエンザ菌DL63由来Tbp2に対して産生したウサギ抗 血清に対しても中和を示した。このことは、少なくとも、これらの2種類のウイ ルスは、タンパク質に対して免疫して得られた抗体を認識できる形の配列を発現 したことを示している。抗PV1血清に対しては、全部のウイルスが中和性を示 した。このことは、ポリオ中和抗原部位Iの変化がウイルスの別の抗原部位に大 きな影響を与えなかったことを示している。実施例 21 この実施例は、Tbp2に対しての高い力価を有する抗血清を誘発するための ポリオウイルス・ハイブリッドの使用について例示している。 ウサギにCsClで精製したPV1TBP2Aを接種した(ウサギ#40、4 1、42)。生きたウイルスを使用したが、ウサギにポリオウイルスが増殖され ることはなく、観察された免疫応答は不活性化抗原に対して有効になされたこと を注意する必要がある。第1日目に、1μgのウイルスを完全フロイントアジュ バントと一緒に背中の筋肉内に接種し、14日目に前回と同じ場所に同じアジュ バントを使用して追加接種を行った。接種前と接種後27日目に採血した。接種 したウイルスの量は2.5x102pfuで、約3.0x1011ビリオンに相当 するA260値で決定した。これは、ウイルスの0.5pmolに相当し、LEG GFYG(SEQ ID番号:74)エピトープの30pmolに相当する。1 ビリオンはエピトープの60コピーに相当するからである。 発明の要約 本発明は、トランスフェリン受容体遺伝子を含む精製分離されたDNA分子、 これらのトランスフェリン受容体遺伝子の塩基配列、および、これらの塩基配列 から誘導されたアミノ酸配列順序を提供するものである。本発明はさらにトラン スフェリン受容体部分に対 応するペプチドを提供する。ここで提供する遺伝子、DNAシーケンス、組換え タンパク質とペプチドは、診断、免疫感作、診断薬・免疫製剤の生産に有用であ る。発現した組換えTbp1、Tbp1、提供されたシーケンス情報を基に誘導 したペプチドは、トランスフェリン受容体を産生する細菌病原菌が原因となる疾 病の予防用にも使用できる。この発明の範囲内で修飾・改良が可能である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI A61K 38/00 ADZ 9284−4C A61K 39/102 39/102 9051−4C 48/00 ABD 48/00 ABD 8615−4C C07H 21/04 B C07H 21/04 9356−4H C07K 14/705 C07K 14/705 7804−4B C12N 1/21 C12N 1/21 9637−4B C12P 21/02 C C12P 21/02 0276−2J G01N 33/569 L // G01N 33/569 9051−4C A61K 37/02 ADZ (C12N 15/09 ZNA C12R 1:21) (C12N 1/21 C12R 1:21) (C12P 21/02 C12R 1:19) (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FR,GB,GR,IE,IT,LU,M C,NL,PT,SE),AU,BR,CA,CN,F I,JP,KR,NO,NZ,RU,UA,US (72)発明者 ハークネス、ロビン カナダ国 エム2ケー 1ビー8 オンタ リオ州 ウイロウダール シェパード ア ヴェニュー イースト 640 アパートメ ント 1706 (72)発明者 シュライヴァース、アンソニー カナダ国 ティー3エー 3ヴイ8 アル バータ州 カルガリ エドフォース ロー ド エヌ.ダブリュ.39 (72)発明者 チョン、ペレ カナダ国 エル4シー 0ビー6 オンタ リオ州 リッチモンド ヒル エストリル ストリート 32 (72)発明者 グレイ−オウエン、スコット カナダ国 ティー3ビー 5エイチ4 ア ルバータ州 カルガリ シルヴァーグロー ヴ ドライヴ エヌ.ダブリュ.2210― 142 (72)発明者 ヤン、ヤン−ピン カナダ国 エム2アール 3エヌ7 オン タリオ州 ウイロウダール トレスダール アヴェニュー 120 アパートメント 1709 (72)発明者 マーディン、アンドリュー カナダ国 エル3エックス 1ヴイ2 オ ンタリオ州 ニューマーケット ロウデズ サークル 146 (72)発明者 クライン、マイケル カナダ国 エム2ピー 1ビー9 オンタ リオ州 ウイロウダール ムンロ ブール ヴァード 16

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.Haemophilus(ヘモフィリス属)菌株のトランスフェリン受容体、そのフラ グメント、その類似体をコードしている精製・分離した核酸。 2.ヘモフィリス属の菌株がヘモフィリス属インフルエンザ菌の菌株である請求 項1に記載の核酸分子。 3.ヘモフィリス属インフルエンザ菌の菌株がヘモフィリス属インフルエンザ菌 のb型株である請求項2に記載の核酸分子。 4.ヘモフィリス属インフルエンザ菌のb型株はDL63株、MinnA株、E agan株から選択される請求項3に記載の核酸分子。 5.ヘモフィリス属インフルエンザ菌が類型分類不能インフルエンザ菌である請 求項2に記載の核酸分子。 6.類型分類不能インフルエンザ菌は、PAK12085株、SB12株、SB 29株、SB30株、SB32株、SB33株から選択される請求項5に記載の 核酸分子。 7.ヘモフィリス属菌株のTbp1タンパク質だけをコードする請求項1に記載 の核酸分子。 8.ヘモフィリス属菌株のTbp2タンパク質だけをコードする請求項1に記載 の核酸分子。 9.トランスフェリン受容体タンパク質を産生する細 菌内で保存されているアミノ酸シーケンスを有するヘモフィリス属菌株のトラン スフェリン受容体タンパク質のフラグメントをコードする請求項1に記載の核酸 分子。 10.保存されたアミノ酸シーケンスは、表2,表3で示したヘモフィリス属イ ンフルエンザ菌b型Eagan株のペプチドおよびその他のヘモフィリス属イン フルエンザ菌株の対応ペプチドのアミノ酸に含まれるシーケンスを有する請求項 9に記載の核酸分子。 11.保存アミノ酸のシーケンスがLEGGFYGP(SEQ ID番号:74 )またはLEGGFYG(SEQ ID番号:85)である請求項10に記載の 核酸分子。 12.DNAシーケンスが下記のグループから選択される精製・分離した核酸分 子。 (a)図3,4,5,6,7,8,9,10,11(SEQ ID番号:1,2 ,3,4,105,108,110,112,114)に示したDNAシーケン スのうちのいずれかひとつ、または上記DNAシーケンスのうちのいずれかひと つの相補的DNAシーケンス。 (b)図3,4,5,6,7,8,9,10,11(SEQ ID番号:5,6 ,7,8,9,10,11,12,106,107,109,111,113, 115)で示したアミノ酸シーケンスのいずれかひとつをコードするDNAシー ケンス、または、上記の相補的DNAシーケンス。 (c)上記(a)または(b)で特定されたDNAシーケンスのいずれかひとつ を厳格な条件下でハイブリダイゼーションして得られたDNAシーケンス。 13.(c)で特定されたDNAシーケンスは、(a)または(b)で特定され たDNAシーケッスのうちのいずれかひとつとの間に少なくとも90%の同一性 がある請求項12に記載の核酸分子。 14.請求項1または請求項2の核酸分子で構成される宿主(宿主)の形質転換 用のベクター。 15.ATCC保管番号が75603であるプラスミドDS−712−1−3の 同定特質またはATCC保管番号が75607であるプラスミドJB−1042 −7−6を有する請求項14に記載のベクター。 16.請求項1または請求項12に記載の核酸分子から構成される宿主の形質転 換用に用いられる発現ベクたー、および、上記のヘモフィリス属菌株のトランス フェリン受容体タンパク質またはそのフラグメントまたはその類似体を宿主が発 現できるための核酸を用いた有効な発現手段。 17.核酸が実質的にすべてのヘモフィリス属菌株のトランスフェリン受容体を コードする請求項16に記 載の発現ベクター。 18.核酸がヘモフィリス属菌株のTbp1タンパク質だけ、または、Tbp2 タンパクだけをコードする請求項16に記載の発現ベクター。 19.発現手段として、宿主からトランスフェリン受容体、そのフラグメント、 その類似体を分泌させるためのリーダ・シーケンスをコードする核酸部位を用い る請求項16に記載の発現ベクター。 20.発現手段として、宿主からトランスフェリン受容体、そのフラグメント、 その類似体を発現させるためのリピド化(脂質化)のシグナルをコードする核酸 部位を用いる請求項16に記載の発現ベクター。 21.ATCC保管番号が75937であるプラスミドJB−1424−2−8 同定特質またはATCC保管番号が75935であるプラスミドJB−1600 −1の同定特質、または、ATCC保管番号が75936であるプラスミドJB −1468−29の同定特質を有する請求項16に記載の発現ベクター。 22.請求項16で記載された発現ベクターを有する形質転換した宿主。 23.JB−1476−2−1、JB−1437−4−1、JB−1607−1 −1で構成されるグループから選択された請求項22に記載された宿主。 24.請求項22に記載された形質転換した宿主によ り産生される組換えトランスフェリン受容体、そのフラグメント、その類似体。 25.ヘモフィリス属菌株のTbp2タンパク質からは別個に独立したヘモフィ リス属菌株のTbp1タンパク質で分離精製したもの。 26.ヘモフィリス属菌株のTbp1タンパク質からは別個に独立したヘモフィ リス属菌株のTbp2タンパク質で分離精製したもの。 27.上記ヘモフィリス属菌株がインフルエンザ菌である請求項25に記載のT bp1タンパク質またはTbp2タンパク質。 28.上記ヘモフィリス属菌株がインフルエンザ菌b型または類型分類不能イン フルエンザ菌である請求項27に記載のTbp1タンパク質またはTbp2タン パク質。 29.少なくとも6個以上150個以下のアミノ酸を有し、細菌株のトランスフ ェリン受容体のある部分のみ、または、トランスフェリン受容体の類似体のある 部分のみに対応するアミノ酸シーケンスを含む合成ペプチド。 30.細菌株がヘモフィリス属菌株である請求項29に記載のペプチド。 31.ヘモフィリス属の菌株がヘモフィリス属インフルエンザ菌の菌株である請 求項30に記載のペプチド。 32.ヘモフィリス属の菌株がヘモフィリス属インフルエンザ菌b型株である請 求項31に記載のペプチド。 33.ヘモフィリス属インフルエンザ菌b型株がDL63株、MinnA株、E agan株で構成されるグループの中から選択され、上記トランスフェリン受容 体タンパク質が、図3,4,5(SEQ ID番号:5,6,7,8,9,10 )で示されたシーケンスの中から選択されたアミノ酸シーケンスを有する請求項 31に記載のペプチド。 34.ヘモフィリス属インフルエンザ菌が類型分類不能インフルエンザ菌である 請求項31に記載のペプチド。 35.類型分類不能インフルエンザ菌がPAK12085株、SB12株、SB 29株、SB30株、SB32株、SB33株で構成されるグループの中から選 択され、上記トランスフェリン受容体タンパク質が、図6,7,8,9,10, 11(SEQ ID番号:106,107,109,111,113,115) で示されたシーケンスの中から選択されたアミノ酸シーケンスを有する請求項3 4に記載のペプチド。 36.トランスフェリン受容体タンパク質を産生する細菌に保存されているアミ ノ酸シーケンスから成る請求項29のペプチド。 37.ヘモフィリス菌に保存されているアミノ酸シー ケンスから成る請求項36のペプチド。 38.ペプチドのアミノ酸シーケンスがLEGGFYGP(SEQ ID番号: 74)またはLEGGFYG(SEQ ID番号:85)である請求項36に記 載の核酸分子。 39.表2,3で示したヘモフィリス属インフルエンザ菌b型株Eagan株の アミノ酸シーケンスおよびヘモフィリス属インフルエンザ菌の別の菌株のアミノ 酸シーケンスから選択したアミノ酸シーケンスを有する請求項29のペプチド。 40.下記のグループから選択したものの少なくとも1つが有効成分である免疫 原性成分。 (A)ヘモフィリス属菌株のトランスフェリン受容体タンパク質またはそのフラ グメント、またはその類似体をコードする精製・分離した核酸分子。 (B)下記のグループから選択したDNAシーケンスを有する精製・分離した核 酸分子。 (a)図3,4,5,6,7,8,9,10,11(SEQ ID番号:1,2 ,3,4,105,108,110,112,114)に示したDNAシーケン スのうちのいずれかひとつ、または上記DNAシーケンスのうちのいずれかひと つの相補的DNAシーケンス。 (b)図3,4,5,6,7,8,9,10,11 (SEQ ID番号:5,6,7,8,9,10,11,12,106,107 ,109,111,113,115)で示したアミノ酸シーケンスのいずれかひ とつをコードするDNAシーケンス、または、上記の相補的DNAシーケンス。 (c)上記(a)または(b)で特定されたDNAシーケンスのいずれかひとつ を厳格な条件下でハイブリダイゼーションして得られたDNAシーケンス。 (C)組換えトランスフェリン受容体タンパク質またはそのフラグメント、その 類似体は、(A)または(B)で示された核酸分子から成る発現ベクターを有す る形質転換された宿主により産生されるもので、トランスフェリン受容体タンパ ク質またはそのフラグメントまたはその類似体を宿主が発現できるための核酸。 (D)ヘモフィリス属菌株のTbp2タンパク質からは別個に独立したヘモフィ リス属菌株のTbp1タンパク質で分離精製したもの。 (E)ヘモフィリス属菌株のTbp1タンパク質からは別個に独立したヘモフィ リス属菌株のTbp2タンパク質で分離精製したもの。 (F)少なくとも6個以上150個以下のアミノ酸を有し、細菌株のトランスフ ェリン受容体のある部分のみ、または、トランスフェリン受容体の類似体のある 部分のみに対応するアミノ酸シーケンスを含む合成ペ プチド。 (G)トランスフェリン受容体を宿主に運搬する生きたベクターで、(A)また は(B)の核酸分子を含むベクターから構成されたもの、および、薬学的見地か ら受け入れ可能なキャリア、宿主に投与された時に免疫応答をする少なくともひ とつの有効成分。 41.トランスフェリン受容体を産生する細菌性病原菌が原因となる疾病に対す る防御としてin vivo投与するワクチンとして作製された請求項40の免疫原性 成分。 42.剤型は、微粒子、カプセル、リポソームで使用できる製剤として作製され た請求項40の免疫原性成分。 43.免疫機能が働く特定の細胞または粘膜表面に薬剤を運搬することができる ターゲット分子と併用して使用できる請求項40の免疫原性成分。 44.トランスフェリン受容体を産生する複数の細菌性病原菌株が原因となる疾 病に対する防御ができる複数の有効成分から成る請求項40の免疫原性成分。 45.アジュバントを併用できる請求項40に記載の免疫原性成分。 46.トランスフェリン受容体を産生する細菌性病原菌が原因となる疾病に対し て防御を誘発する方法、および、そのような疾病にかかりやすい宿主に効果的な 量の請求項40の免疫原性成分を投与する方法。 47.細菌性病原菌がヘモフィリス属細菌である請求項46に記載の方法。 48.そのような病気にかかりやすい対象がヒトである請求項46に記載の方法 。 49.上記免疫原性成分が請求項44に記載された免疫原性成分である請求項4 6に記載の方法。 50.請求項24に記載の組換えタンパク質、請求項25、26の精製分離タン パク質、請求項29に記載の合成ペプチド、請求項40に記載の免疫原性成分に 対して特異的に反応する抗血清または抗体。 51.トランスフェリン受容体を宿主に運搬する生きたベクターで、請求項1ま たは請求項12に記載された核酸分子を含むベクターから構成されたもの。 52.ベクターがサルモネラ菌、BCG、アデノウイルス、ポックスウイルス、 ワクシニア、ポリオウイルスから選択される請求項51に記載の生きたベクター 。 53.ベクターがポリオウイルスであり、その核酸が、アミノ酸シーケンスがL EGGFYGP(SEQ ID番号:74)または、LEGGFYG(SEQ ID番号:85)であるトランスフェリン受容体のフラグメントをコードしてい る請求項51に記載の生きたベクター。 54.ATCC保管番号が75931であるpT7T BP2A、同定特質またはATCC保管番号が75932であるpT7TBP2 B、ATCC保管番号が75933であるpT7TBP2C、ATCC保管番号 が75934であるpT7TBP2Dの同定特質を有するプラスミドベクター。 55.トランスフェリン受容体タンパク質を産生しないヘモフィリス属菌株。 56.上記菌株が不活性化したトランスフェリン受容体をコードする遺伝子から 成る請求項55に記載の菌株。 57.遺伝子が挿入突然変異により失活している請求項56に記載の菌株。 58.菌株が弱毒化したヘモフィリス属菌株である請求項55に記載の菌株。 59.ベクターが請求項58に記載の弱毒化した菌株である請求項51に記載の 生きたベクター。 60.精製分離したヘモフィリス属菌株のTbp1タンパク質またはTbp2タ ンパク質を生産する下記のステップで構成される方法。 (a)Tbp1タンパク質またはTbp2タンパク質(但し、両方ではない)を 、顆粒分画の形で、発現させる組換え宿主を供給すること。 (b)細胞塊を供給するための上記宿主の増殖させること。 (c)細胞溶解物を供給するための上記細胞塊をつぶすこと。 (d)かなりの部分が可溶性の宿主タンパク質から成る最初の上澄み液と最初の ペレットを供給するために細胞溶解物を細分化すること。 (e)上記最初のペレットから上記最初の上澄み液を分離すること。 (f)可溶性宿主タンパク質と宿主膜タンパク質を除去するために、選択的に最 初のペレットを抽出し、第二の上澄み液を供給すること。抽出したペレットには 顆粒分画を含む。 (g)上記抽出ペレットから上記第二の上澄み液を分離すること。 (h)溶解した抽出物を供給するために抽出されたペレットを溶解すること。 (i)フラクションを含むTbp1タンパク質またはTbp2タンパク質を供給 するために、その溶解させた抽出物を細分化させること。 61.細胞溶解物が遠心分離により細分化される請求項60に記載の方法. 62.第一ペレットを選択的に抽出する方法には少なくとも1種類の界面活性剤 抽出法を含む請求項61に記載の方法. 63.溶解させた抽出物をゲル濾過により細分化して、 フラクションを含むTbp1タンパク質またはTbp2タンパク質を供給する請 求項61に記載の方法. 64.連続的にフラクションを含むTbp1タンパク質またはTbp2タンパク 質を濾過して、少なくとも上記の界面活性剤を除去して、Tbp1タンパク質ま たはTbp2タンパク質の精製溶液を供給する請求項63に記載の方法. 65.上記のヘモフィリス属菌がヘモフィリス属インフルエンザ菌株である請求 項60に記載の方法. 66.上記宿主は上記発現ベクターにより遺伝子的に修飾したヘモフィリス属菌 株である請求項22に記載の宿主.
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