JPH09508788A - ヘルペスウイルス複製欠陥突然変異体 - Google Patents

ヘルペスウイルス複製欠陥突然変異体

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JPH09508788A JP51865895A JP51865895A JPH09508788A JP H09508788 A JPH09508788 A JP H09508788A JP 51865895 A JP51865895 A JP 51865895A JP 51865895 A JP51865895 A JP 51865895A JP H09508788 A JPH09508788 A JP H09508788A
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Abstract

(57)【要約】 薬学的に許容される担体に懸濁された突然変異体ウイルスを含んでなるヘルペスウイルスワクチン。突然変異体ヘルペスウイルスはワクチン化の対象となる哺乳動物の細胞を感染させることができるが、複製サイクルを完成することができず、そして該哺乳動物中に防御的免疫応答を誘導することができる。この突然変異体ヘルペスウイルスは免疫調節的疾病または免疫制御的疾病を治療することもできる。この突然変異は、ウイルスの複製に不可欠な蛋白質をコードする遺伝子の少なくとも1個に生じており、そのためこの突然変異がウイルスを複製欠陥としている。

Description

【発明の詳細な説明】 ヘルペスウイルス複製欠陥突然変異体 発明の背景 ヘルペスウイルスは、正二十面体の核ヌクレオキャプシド中に二本鎖DNAを 含有するウイルスであってエンベロープを有する。少なくとも7種のヘルペスウ イルスがヒトの感染と関連しており、この中には、単純ヘルペスウイルス タイ プ1(HSV−1)、単純ヘルペスウイルス タイプ2(HSV−2)、バリセ ラゾスターウイルス(varicella zoster virus)(VZV)、エブスタインバールウ イルス(EBV)、サイトメガロウイルス(CMV)、ヒトヘルペスウイルス− 6(HHV−6)及びヒトヘルペスウイルス−7(HHV−7)が含まれる。 HSV−1は最も深く研究されたヘルペスウイルスの一つである。HSV−1 は生産的感染の間の遺伝子発現パターンが厳しく制御されていることを示す(フ ィールズ(Fields)ら、バイロロジー、1990、レイブンプレス、NY)。こ のウイルスでは、70個以上の遺伝子が一部にはその発現のキネティックスによ り分類されている。各クラスの遺伝子発現は先行するクラスの遺伝子の発現に依 存している。このウイルスの即時型遺伝子すなわちα遺伝子群が先ず発現する。 次いで初期遺伝子すなわちβ遺伝子群が発現し、今度は後期遺伝子すなわちγ遺 伝子群がそれに続く。γ遺伝子群はそれらの発現がウイルスDNA複製に依存す る程度に応じてγ−1遺伝子とγ−2遺伝子にさらに分けられる。 ウイルス蛋白質の幾つかはHSV−1遺伝子の発現を制御することが知られて いる。ICP4蛋白質はβ遺伝子及びγ遺伝子の発現に不可欠である(デルカ(D eLuca)ら、J.Virol.,56,558(1985))。ICP27蛋白質はγ遺伝子の発現及 びウイルスDNA複製に要求される(マッカーシー(McCarthy)ら、J.Virol.,63 ,18(1989))。主要なDNA結合蛋白質(ICP8)であるβ遺伝子産物も、ウ イルスDNA複製及びγ遺伝子の発現に要求される(ガオ(Gao)ら、J.Virol.,6 3,5258(1989)、クインラン(Quinlan)ら、Cell、36、657(1984))。 ヘルペスウイルスによって惹起されるヒトの病気は軽度のものから重症のもの まであり、ときには、これらのウイルスによる感染で致死的となることもある。 ワクチン免疫化は病気の予防のための通常の手段である。単離された免疫原や 生のウイルスもしくは弱毒化ウイルスに基づく種々のワクチンがヘルペスウイル スに対し提案されてきた(ロイズマン(Roizman)、USパテント4,859,5 87号、及びマイグニア(Meignier)ら、J.Inf.Dis.,3,603-613(1988)(HSV) 、タカハシら、Biken J.,18,25-33(1975)(VZV)、エレク(Elek)ら、ランセッ ト、1,1-5(1974)、及びプロトキン(Plotkin)ら、Infect.Immun.12,521-52 7(1975)(CMV))。 さらに、ヘルペス性支質角膜炎などの免疫病理学的疾病を治療するための治療 用の免疫調節物質の開発が望まれている(ジャヤーラマン(Jayaraman)ら、J.Im munology,151,57 77-5789,Nov.15,1993)。発明の概要 本発明は、薬理学的に許容される担体中にヘルペスウイルス突然変異体を含ん でなるヘルペスウイルスワクチンであることを特徴とする。ヘルペスウイルス突 然変異体は、ワクチン免疫化の対象となる哺乳動物の細胞を感染させることがで き、そして該哺乳動物中に防御的免疫応答を誘導することができ、及び/又は該 哺乳動物にイン・ビボで投与されると抗体サブクラスシフトにより証明されるよ うな免疫調節応答を誘導することができる。この突然変異はウイルスの複製に不 可欠な蛋白質をコードする少なくとも1個の遺伝子中で生じ、この変異のためウ イルスは複製することができなくなる。ウイルス突然変異体は、それが防御の対 象である宿主の標的細胞を感染させる能力を保持するという意味で生きている。 感染は子孫を作らないが、例えば感染細胞によりウイルス的に作られる誘導又は コード化された免疫原を介して、ウイルスは防御的な免疫応答を誘導する。防御 とは、宿主が野生型ウイルスによるその後の感染に対し予防され、または期間や 程度においてより軽度となるように、ワクチンに対する免疫応答を生ずることを 意味する。潜伏的感染の発現が防止されることが好ましい。 好ましい態様においては、ヘルペスウイルスはHSV−1、HSV−2、VZ V、EBV、CMV、HHV−6、HHV−7又はヒト以外のウマヘルペスウイ ルス タイプ1であ る。突然変異はHSV−1のICP27又はHSV−1のICP8をコードする 遺伝子、又は非−HSV−1ヘルペスウイルス中の対応する遺伝子中に存在する ことが好ましい。ワクチンとしての使用に好ましいヘルペスウイルス突然変異体 はn504R又はd301である。ヘルペスウイルスがHSV−1のICP27 及びHSV−1のICP8遺伝子の両方に又は非−HSV−1ヘルペスウイルス の対応する遺伝子の両方に突然変異を含むことがさらに好ましい。ヘルペスウイ ルス突然変異体は、親ヘルペスウイルスとは異種の病原体に対する防御を誘導す るワクチン発現ベクターとなるように1種以上の異種遺伝子を含むように遺伝子 工学的に構築してもよい。ヘルペスウイルス突然変異体は、ウイルスの野生型チ ミジンキナーゼ遺伝子を含んでいることが好ましい。 本発明は上述のヘルペスウイルス変異体を構築しそしてそれを薬学的に許容さ れる担体中に懸濁することによりヘルペスウイルスワクチンを作成する方法であ ることを特徴とする。 本発明は、上述のヘルペスウイルス突然変異体ワクチンを投与することにより ヘルペスウイルスに対し哺乳動物を免疫化する方法を含む。請求項に記載の本発 明のワクチンは、防御的免疫応答を誘導することができる免疫原をコードする異 種の遺伝子を含むヘルペスウイルス突然変異体を投与することにより他の病原体 に対して哺乳動物を免疫化する方法にも使用することができよう。 本発明は、ヘルペス性支質角膜炎などの免疫病理学的、免 疫調節的もしくは免疫制御的疾病もしくは状態を、ヘルペスウイルス突然変異体 の有効量をそれを必要とする哺乳動物に投与してその哺乳動物に抗体サブクラス シフトにより証明されるような免疫調節的応答を誘導することにより治療する方 法を含む。 本発明はヘルペス性支質角膜炎などの免疫病理学的疾病もしくは状態の予防用 又は治療用の薬学的組成物を含む。図面の簡単な説明 図1は、野生型HSV−1を接種されたマウス及び複製欠陥突然変異体d30 1、n504及びd120を接種されたマウスにおける抗体応答を示すグラフで ある。 図2は、野生型ウイルスを接種されたマウス及び複製欠陥突然変異体d120 、d301及びn504を接種されたマウスにおけるT細胞応答を示すグラフで ある。 図3は、複製欠陥突然変異体を接種した後に野生型ウイルスでチャレンジした マウスの生存率を示すグラフである。 図4は、野生型遺伝子及び突然変異体HSV−1のICP27遺伝子の位置と 構造を示す図である。(A)野生型遺伝子及びlacZ挿入突然変異体遺伝子の 構造。HSV−1ゲノムの原始配列の表示は上部に示す。野生型由来のPstI 制限断片及びd27−lacZ1遺伝子は下部に示す。細い線はウイルスゲノム のユニーク(U)領域を示し、白棒は繰り返し領域(R)を示し、斜線棒は大腸 菌のlacZ配列を示す。上部の矢印は63kDaのICP27蛋白質をコード する配列を示し、下部の矢印は約137kDaのICP27−β−ガラクトシダ ーゼ融合蛋白質をコードする配列を示す。(B)野生型遺伝子、ノンセンス遺伝 子及び欠失突然変異体遺伝子の構造。ICP27突然変異体遺伝子は制限断片( 括弧)を欠失させることにより、又は3種の読み枠すべてに終止コドンを含むX baIオリゴヌクレオチドリンカーもしくはNheIオリゴヌクレオチドリンカ ー(それぞれX及びN)を挿入することにより構築される。矢印は野生型ICP 27蛋白質(上部)又はノンセンス突然変異体によりコードされたICP27の 切断型のいずれかを示す。制限部位:PはPstI、BはBamHI、SaはS alI、HはHpaI、RはRsrII、StはStul、SsはSspI、X はXbaI、NはNheI。 図5は、ICP8のノンセンス(n)、欠失(d)及び点突然変異(pm)の 位置を示す図である。HSV−1ゲノム上のICP8コード領域の位置は、図の 上部に示す。示された制限部位はBamHI(B)、NotI(N)及びSal I(S)である。 図6は、生のHSV、UV−失活HSV(mP株)又はPBS(対照)でマウ スを免疫化した後のIgG2a及びIgG1抗体の全生産を示すグラフである。 図7は、図6に記載されたマウスの血清中のHSV−特異的IgG2aの生産 を示すグラフである。 図8は、図6に記載されたマウスの血清中のHSV−特異的IgG1の生産を 示すグラフである。 図9は、生のHSV、ソラレン失活HSVもしくはd120(ICP4)HS V又はPBS(対照)でマウスを免疫化した後のIgG2aの生産を示すグラフ である。 図10は、生の(KOS)、d120(ICP4−)、d301(ICP8− )、n504(ICP27−)又はPBS(対照)でマウスを免疫化した後のI gG2aの生産を示すグラフである。 図11は、生のHSV−1でチャレンジしたマウスにおけるサブクラスシフト に対する抗−IFN−γ抗体の効果を示すグラフである。 図12は、感染後種々の時間に試験されたベロ(Vero)細胞の死滅に対す るウイルス感染の効果を示すグラフである。カラムは、モック感染対照のパーセ ントとして表した(生細胞と死細胞の両方の)総細胞計測数を示す。野生型ウイ ルスは186syn+−1株である。各棒内の数は(トリパンブルー色素の取込 みで測定された)死細胞の量を示し、特定データ点に対する総細胞数のパーセン トとして表してある。各データ点は二つの値の平均を示す。発明の詳細な説明 請求項記載の本発明は、本明細書に記載の複製欠陥ヘルペスウイルスが、これ を投与すると、好ましいことに、生のウイルスにより誘導される場合と同様にI gG2aの生産レベルが増大し、その結果IgGサブクラスシフトを招くという 発見に基づいている。「サブクラスシフト」とは、IgG2 a/IgG1の比(重量比)が、同一条件の下において、UV−又はソラレン− 不活性化ウイルスの投与により観察される値と比べて増大することを意味する。 観察されるサブクラスシフトは同一条件下での対応する野生型ウイルスにより観 察されるものと同様であることが好ましい。 本発明は、記載される複製欠陥ヘルペスウイルス突然変異体が、例えば、潜伏 感染の危険の減少、局部的複製の減少及び中枢神経系(CNS)疾病の危険の減 少により特徴付けられる防御的な免疫応答をイン・ビボで誘導するという発見に も基づいている。 本発明により、ワクチン又は治療薬として有用なヘルペスウイルス突然変異体 は、以下に記載するような、当技術分野で広く知られている諸方法を用いて構築 し、試験することができる。このような突然変異体の構築は、4種のヘルペスウ イルス、HSV−1、VZV、EBV及びCMVの完全なDNA配列が知られて おり(マックゲオチ(McGeoch)ら、J.Gen.Virol.,69,1531(1988)、マック ゲオチ(McGeoch)ら、J.Mol.Biol.,181,1(1985)、マックゲオチ(McGeoch)ら 、Nucl.Acids Res.,14,1727(1986)、ダビソン(Davison)ら、J.Gen.Virol .,67,1759(1986)、バエル(Baer)ら、Nature,310,207(1984)、チー(Chee )ら、Current Topics in Microbiol.and Immunol.,154,125(1990))、そして 制限酵素地図、部分配列及びその他のヘルペスウイルス(HSV−2、HHV− 6及びHHV−7)中の遺伝子の多くの位置も知られている(フィールズ(Field s)ら、1990 同 上)という事実により容易になっている。さらに、ゲノムライブラリーが入手可 能であり、多数のヘルペスウイルス特異的遺伝子をコードする大量のプラスミド が入手可能である。一般的には、フィールズら(1990上掲)及びそこに引用され ている文献、及びロイズマン(Roizman)ら、The Human Herpes-Virusesレイブン プレス,N.Y.(1993)を参照のこと。 例えば、適当な突然変異をコードするDNAを含み、相同組換えを受けるDN Aにより挟まれたプラスミドを構築する。このプラスミドを、動物細胞などの細 胞に突然変異を挿入しようとするヘルペスウイルスDNAゲノムと共に共トラン スフェクトさせる。これらの細胞中でウイルスDNAが複製されるときに、相同 組換えのプロセスによりこの親ゲノム内に突然変異が挿入される。子孫ウイルス は、当技術分野で既知の手法を用い突然変異の存在についてスクリーニングされ る。例えば、子孫ウイルスは、この突然変異遺伝子の野生型相補性コピーを発現 し、ウイルス複製に必須な遺伝子の発現を可能とする細胞株の中でのみ複製し得 る能力についてスクリーニングすることができる。これらのウイルスは、例えば サザンブロット・ハイブリダイゼーション、ウエスタンブロッティング、免疫蛍 光法、特異的mRNA種の発現によりスクリーニングすることもできる。 本明細書に用いられる複製欠陥ウイルスは、HSV−1、HSV−2、VZV 、EBV、CMV、HHV−6及びHHV−7などのヘルペスウイルスから誘導 することができる。HSV−1を用いることが好ましい。ウイルスは、複製サイ クルを完成するために必要な1種以上の蛋白質をコードする遺伝子もしくは遺伝 子群を効果的に突然変異させることにより複製欠陥とすることができる。突然変 異は、ノンセンス突然変異(n)、欠失突然変異(d)又は点突然変異(pm) に分類することができる。特に、ノンセンス突然変異は、突然変異を受けた遺伝 子が標的蛋白質の代わりに不活性なもしくは「ノンセンス」な蛋白質をコードす るような変異である。欠失突然変異は、標的蛋白質をコードするこの遺伝子又は その一部が欠失している変異である。点突然変異は、それがコードする蛋白質が 不活性となるように1種以上のヌクレオチドが置換されているような変異である 。ノンセンス突然変異及び/又は欠失突然変異を用いることが好ましい。 本発明のヘルペスウイルスは、HSV−1のICP8及び/又はICP27中 に一個以上の突然変異を含んでいることが好ましい。また、他のヘルペスウイル ス中の対応する蛋白質を突然変異させることもできる。このような蛋白質はHS V−1のICP8又はICP27に相同的である。 好ましい態様においては、HSV−1突然変異体はd27、HD2、d301 又はn504Rであり、最も好ましくはd301又はn504Rである。突然変 異体d301はICP8をコードする遺伝子内に欠失突然変異を有している(ガ オ(Gao)ら、J.Virol.,63,5258(1989))。突然変異体n504RはICP27 をコードする遺伝子内にノンセンス突然変異を有している。この突然変異の特徴 は以下の実施例で明らかにする。 HSV−1のICP27に相同的な蛋白質をコードするウイルスとしては、V ZV、EBV、及びヒト以外のウマヘルペスウイルス タイプ1(ダビソン(Davi son)ら、J.Gen.Virol.,67,1759(1986)、バエル(Baer)ら、Nature,310,2 07(1984)、ホルデン(Holden)ら、J.Virol.,66,664(1992))などが挙げられ 、そしてHSV−1のICP8に相同的な蛋白質をコードするウイルスとしては 、VZV、EBV及びCMVなどが挙げられる(ダビソン(Davison)ら、J.Gen .Virol.,67,1759(1986)、バエル(Baer)ら、Nature,310,207(1984)、チ ー(Chee)ら、Current Topics in Microbiol.and Immunol.,154,125(1990) )。従って、上述の方法を用いて、HSV−1株に対して上記したものに類似の 複製欠陥性を有する、ICP27もしくはICP8をコードする遺伝子内に突然 変異を含む、これらのウイルスの株を作成することが可能である。 上に述べたように、HSV−2はDNA配列や蛋白質産物がHSV−1により コードされるものと相同的な多くの遺伝子をコードしていることが知られており 、この中にはICP8又はICP27をコードする遺伝子も含まれる(フィール ズ(Fields)ら、1990上掲)。HSV−2蛋白質は、そのHSV−1蛋白質に極め て類似するという性質を持っている。モース(Morse)ら、J.Virol.,26,389-41 0(1978)、及びマースデン(Marsden)ら、J.Virol.,28,624-642(1978)を 参照のこと。従って、HSV−2の複製欠陥株はHSV−1について記載された 方法で作成することができる。このよう な複製欠陥株はHSV−2に対する防御的免疫応答又は免疫調節効果を誘導する ワクチンとして有用である。 HSV−2突然変異体では、イン・ビボでの形質転換を低減させるべく付加的 な安全性を誘導することができる。HSV−2ゲノムは、組織培養で細胞を形質 転換し得ることが示された二つの異なるDNA領域を含んでいる。これらの領域 はmtrII及びmtrIIIと名付けられ、HSV−2ゲノム上のそれらの正確な 位置も知られている(ギャロウエイ(Galloway)ら、Proc.Natl.Acad.Sci.US A,81,4736(1984)、アリ(Ali)ら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA,88,8257) 。HSV−2のワクチン株がイン・ビボで細胞を形質転換し得る可能性を消去す るために、相同組換えにより、DNAのこれらの領域を非形質転換性のHSV− 1配列で置換することができる。このような配列の置換は、本明細書に記載した 特異的HSV−1遺伝子に変更を形成させた際に用いられた手順と類似の手順で 達成することができる。 本発明の複製欠陥突然変異体は、ICP27又はICP8遺伝子又はそれぞれ の相同体における突然変異を含むヘルペスウイルスに限定されない。生きており 、複製をすることができずそして防御的免疫応答又は免疫調節を誘導することが できるウイルス突然変異体はすべて、本発明の範囲に含まれる。例えば、突然変 異体が複製できなくなるようにキャプシド蛋白質をコードする遺伝子を突然変異 させることは本発明に包含される。 ヘルペスウイルスは2個又はそれ以上の突然変異を含むこ とが有利である。重大なことは、少なくとも1個の突然変異がウイルスを複製欠 陥としなければならないことである。ICP8及びICP27をコードする2個 の遺伝子が両方とも突然変異を受ける場合のように、2個又はそれ以上の突然変 異が独立にウイルス複製を欠陥にすることが好ましい。 これらのウイルスの例としては、ICP27遺伝子に既に突然変異が存在して いるウイルスのゲノム中にICP8遺伝子の突然変異が導入された株が挙げられ るが、これらに限定されるものではない。逆に、ICP8遺伝子に既に突然変異 が存在しているウイルスのゲノム中にICP27遺伝子の突然変異を導入したウ イルス株を構築することもできる。このようなウイルス株を複製させるために、 野生型のICP27及びICP8を両方共発現することができる細胞株を作成す る。ヘルペスウイルス遺伝子の1個以上を発現する細胞株を作成する手順は、ト ランスフェクトされた細胞がトランスフェクション混合物中に含まれる遺伝子の それぞれを取り込むことを考慮すると、当技術分野で既知のものであり、上述の 手順と同様である。一般的には、クインラン(Quinlan)ら、Mol.Cell.Biol.5 ,957-963(1983)を参照のこと。 ウイルスワクチンの一般的目標は長期間(一生涯までも)の疾病からの防御を 誘導することであり、そして初期副作用も長期副作用も起こさないことである。 ワクチンは防御的体液性抗体及び細胞媒介免疫の両方を誘導すべきである。生の ウイルスワクチンは、ワクチン投与を受けた者からワクチン投与を受けていない 者へ拡散し得ないものであるべきであり 、ワクチン投与を受けた者において潜伏感染をすることができないものであるべ きである。 本明細書に記載した突然変異体ヘルペスウイルスは、一般にこれらの基準を満 足する。具体的にいうと、本発明のワクチンは少なくとも以下の特性を持つべき である。本発明のワクチンは生きており、しかもそれらが導入される宿主中で生 きた子孫ウイルスを効果的に生産することができないものである。さらにそれら はその宿主中で防御的免疫応答を誘導することができるものであるべきである。 (補完的遺伝子もしくは遺伝子群を発現する支持宿主細胞株に由来するもののよ うな外来起源の蛋白質の非存在下においては)複製することができない、従って 子孫ウイルスを生産することができないが、防御的免疫応答を誘導するような抗 原決定基を発現することができる生きたヘルペスウイルスは本発明に含まれる。 防御的な免疫応答の誘導を一般的に担うウイルス特異的産物は、感染細胞内に おいて発現され、そして通常ビリオンの表面に見出される蛋白質及び糖蛋白質で ある。ヘルペスウイルスの場合には、主要抗原決定基のあるものはウイルスゲノ ムによりコードされる糖蛋白質である。内因性もしくは異種のヘルペスウイルス 又は他の病原体により正常に発現される1種もしくは2種以上の蛋白質もしくは 糖蛋白質を発現することができる複製欠陥ヘルペスウイルスのワクチン株を作成 することができる。 請求項に記載の本発明により、複製欠陥ヘルペスウイルスを投与して対応する 野生型ヘルペスウイルスに対する防御的 免疫応答もしくは免疫調節効果を誘導することができる。また、複製欠陥ヘルペ スウイルスは、さらに既知の手法に従って遺伝子工学的に操作し、対応する異種 の野生型病原体に対する防御的免疫応答もしくは免疫調節効果を誘導する異種抗 原もしくは免疫原を発現させることができる。抗原もしくは免疫原の異種遺伝子 もしくは異種遺伝子群は、上に列挙したものなどの別のヘルペスウイルス又はウ イルス、細菌、カビもしくは病原体などの他の感染性実体から誘導することがで きる。 例えば、防御的な免疫応答を誘導することができるHSV−2特異的糖蛋白質 をコードする1種以上の遺伝子は、HSV−1DNA、例えばHSV−1チミジ ンキナーゼDNA又はより好ましくはグリコプロテインCのDNA、又はICP 8もしくはICP27をコードする遺伝子などのウイルスの感染もしくは複製に 必要なHSV−1ゲノムの他の領域、の約100〜300bpをそのいずれかの 側に連結することができる。このような突然変異は同時にこのヘルペスウイルス を複製欠陥とし、そして異種蛋白質に対する防御的免疫応答を誘導することにな る。チミジンキナーゼ遺伝子の完全なコピーをワクチン株中に保持することは有 益である。それはこの遺伝子の産物が多数の抗−HSV化合物の活性化に必要で あるからである(フィールズ(Fields)ら、1990上掲)。このハイブリッドDNA を、ICP8遺伝子もしくはICP27遺伝子の片側もしくは両側に突然変異を 含む感染性のHSV−1特異的DNAと共に共トランスフェクトする。子孫ウイ ルスについて、上述の隣接配列(flanking sequence)により決定される特異的H SV−1座位中へのHSV−2遺伝子(単数又は複数)の挿入をスクリーニング する。これらのウイルスの防御的免疫応答誘導能を以下に述べるように評価する ことができる。これらのウイルスは両ウイルスに特異的な抗原決定基を発現する ことができるから、HSV−1とHSV−2の両方に対し個体を防御する際に有 用である。 他の態様においては、HSV−1糖蛋白質免疫原はサルミエント(Sarmiento )ら、J.Virol.,29,1159(1979)(“gB”)、コウカー(Coker)ら、J.Virol.,4 7,172-181(1978)(“gD”)、及びデサイ(DeSai)ら、J.Gen.Virol.,69,1147- 1156(1988)(“gH”)により開示されている。これらの糖蛋白質免疫原は突然変異 体バックグラウンド、例えば上述のような別のヘルペスウイルスの複製に必要な 蛋白質をコードする遺伝子、の中に挿入することができる。 上に述べたように、本明細書に記載される複製欠陥ヘルペスウイルスは、哺乳 動物にイン・ビボ投与されると、IgG2aの生産レベルの増大、その結果とし て生のウイルスによって誘導されるものと同様なIgGサブクラスシフトをもた らす。 可溶性蛋白質への及び炭水化物へのネズミ抗体の応答は通常それぞれIgG1 及びIgG3サブクラスに限定される。多様な生のウイルスでマウスの数株をチ ャレンジするとIgG2aサブクラスの抗体の優先的誘導をもたらすことが報告 された。これらの研究は、ウイルス応答の一部しかウイルス 特異的抗体から作られていないことを示した。従って、この効果はウイルス誘導 免疫調節とみることができる。 抗体分子は補体結合能及びFc受容体結合能において異なる。IgG2aサブ クラスのIgの機能的性質から、ウイルスのオプソニン作用や補体媒介溶解及び 抗体依存性細胞障害(ADCC)によるウイルス感染細胞の破壊が重要であるウ イルス感染に対する防御においてそれらが重要であることが示唆される。それは 、マクロファージの誘導や腫瘍細胞のキラー細胞ADCCにとって最も効果的な サブクラスでもある。一方、IgG1はADCCにおいて極めて限定的な活性し か持たない。 インターフェロン−γ(IFN−γ)はTh1サブディビジョンのヘルパーT 細胞によって生産される。IFN−γは多様な細胞型に対しさまざまな効果を有 する。それはマクロファージの活性化に重要な役割を果たし、そしてポリクロー ナルB細胞活性化及び分化に影響を与えることも明らかにされた。IFN−γは 、IL2中で刺激された活性型のネズミ及びヒトのB細胞によるIgG2aの生 産を促進し、そしてIgに対する抗体で処理したヒトB細胞を細胞サイクルのS 相に入れさせる。 腫瘍壊死因子−α(TNF−α)は、マクロファージから最初に放出されるが 、致死的感染に対する防御を含む幾つかの機能においてIFN−γと相乗効果を 発揮することが明らかにされた(リー(Lee)ら、J.Immunol.,133,1083(1984 )、ストーン−ウオルフ(Stone-Wolff)ら、J.Exp.Med., 159,828(1984)、ウイリアムス(Williams)ら、J.Immunol.,130,518(1983) )。 いかなる特定の理論にも限定されることなく、生のウイルス又は複製欠陥ウイ ルスによるHSV−感染は、Th1細胞を優先的に活性化し、それによってIF N−γや他のサイトカインを分泌する。IgG2a、IFN−γ、TNFαやA DCCの既知の関係に照らせば、IgG2a/IgG1サブクラスシフトの誘導 又はIFN−γやその他のサイトカインの生産の誘導をすることができる複製欠 陥ヘルペスウイルスの投与は、ヘルペス性支質角膜炎などのヘルペスウイルス感 染を治療する際に有用である。ストアト(Stoat)ら、J.Immunol.,142,760(198 9)。 IgG2a/IgG1サブクラスシフトの誘導能を示した複製欠陥ヘルペスウ イルスは、少なくとも一部のβ遺伝子の転写が生じたウイルスであった。複製欠 陥ヘルペスウイルスはHSV−1の突然変異体であることが好ましい。ICP8 及び/又はICP27をコードする遺伝子が突然変異を受け複製欠陥とされたヘ ルペスウイルスが最も好ましい。この突然変異はノンセンス突然変異又は欠失突 然変異であることが好ましい。また、ヘルペスウイルスは、突然変異が少なくと も一部のβ遺伝子の転写を可能とし、かつヘルペスウイルスの複製を欠陥とする 遺伝子内に起こるような上述の他のヘルペスウイルスのいずれでもよい。前述の ように、HSV−1のICP8又はHSV−1のICP27に相同的な蛋白質を コードする遺伝子は、ヘルペスウイルスの複製を欠陥とする ように突然変異を与えることが好ましい。一つの態様では、用いられるヘルペス ウイルス複製欠陥突然変異体はグリコプロテインH(gH−)又はICP4をコ ードする遺伝子に対する欠失突然変異ではない。 請求項に記載の本発明の複製欠陥ヘルペスウイルスがIgG2aの生産を増大 しその結果Igサブクラスシフトをもたらす能力を考慮すれば、このヘルペスウ イルス突然変異体は哺乳動物におけるヘルペスウイルス感染などの免疫病理学的 疾病、殊に好ましくはヘルペス性支質角膜炎又は脳炎の治療のために投与するこ とができる。 当技術分野における熟練者は、標準的手順により投与量を最適化することがで きる。一般的にいえば、ワクチン及び薬理学的組成物を適当な無菌緩衝液中に処 方され、そして103と109PFU/kgの間の投与量で投与(例えば、皮下注 射、筋肉内注射もしくは皮内注射により)される。この組成物は、当技術分野で 知られたビーイクル中で経口投与又は点眼投与(ocular administration)などの 免疫調節応答及び/又は防御的免疫応答を誘導するのに適した既知の手段のいず れによっても投与することができる。 以下の実施例は本発明を例示するために提供するが、本発明を制限するもので はない。当技術分野における熟練者は以下に示す特定の構築が上述の発明と一致 し、ワクチン又は免疫調節物質の本質的特性を保持しながら、無数の仕方で変更 することができることを理解するであろう。 実施例 HSV−1のICP27遺伝子に突然変異をコードするウイルスの構築と特性決 細胞、ウイルス、感染及びトランスフェクション。ウイルスによる細胞の感染 及びDNAによる細胞のトランスフェクションはベロ(Vero)細胞又はV2 7細胞で行われた。ベロ細胞はアメリカン・タイプ・カルチュア・コレクション ,ロックビル,Md.から入手した。V27細胞の誘導は以下に記す。HSV− 1の野生型株、KOS1.1を用いた。細胞を細胞当たり10pfuの多重度で 感染させた。ジソジウム ホスホノ酢酸(PAA)(アボット ラボラトリース 、ノースシカゴ,IL)を以下に示すように400μg/mlの濃度で培地に添 加した。マーカー移転実験におけるウイルスDNAによる細胞のトランスフェク ションは、リン酸カルシウム沈澱法を用いV27細胞中で行われた(ライス(Ri ce)ら、J.Virol.,62,3814(1988))。 V27細胞株は、HSV−1のICP27遺伝子の安定に組み込まれたコピー を含むが、以下のようにして単離された。ベロ細胞の直径100mmプレート準 コンフルエント培養を、薬物G418に対する耐性を付与するプラスミドである pSV2neo(サザン(Southern)ら、J.Mol.Appl.Genet.,1,327(1982)) の0.8μg、及びHSV−1のICP27をコードするプラスミドであるpB H27(ライス(Rice)ら、J.Virol.,62,3814(1988))の4又は10μgのい ずれかと共にトランスフェクトした。2日後に細胞をml当たりG418の60 0μgを含む培地中に1:9の比で継代 した。G418−耐性コロニーを2〜4週間後に単離し、大量培養で生育させた 。この細胞株を、非許容性温度でICP27突然変異体tsY46(サックス(Sa cks)ら、J.Virol.,55,796(1985))及びtsLG4(サンドリ−ゴルディン(Sa ndri-Goldin)ら、J.Virol.,38,41(1981))のプラーク形成支持能力に基づく ICP27の発現について試験した。17個の単離体のうち6個がこの試験で陽 性を示した。これらの細胞株の一つをV27と命名し、ICP27突然変異体の 単離に用いた。サザンブロット分析によれば、V27細胞はハプロイドゲノム当 量当たりICP27遺伝子を約1コピー含むことが明らかとなった。 HSV−1のICP27突然変異体の形成。ICP27はHSV−1の複製の 必須の遺伝子であるから(サックス(Sacks)ら、J.Virol.,55,796(1985))、I CP27に突然変異を含むウイルスは無表現型を持っている。V27細胞は、従 って、このような突然変異体を増殖させるために用いられた。 HSV−1染色体への大腸菌lacZ遺伝子の挿入は、ウイルス突然変異体の 単離のための有用な道具である(カルミカエル(Carmichael)ら、J.Virol.,63, 591(1989)、ゴールドシュタイン(Goldstein)ら、J.Virol.,62,196(1988)) 。lacZ遺伝子の産物であるβ−ガラクトシダーゼを発現するウイルスプラー クは、β−ガラクトシダーゼの発色性基質であるX−galの存在下にその発色 (青色)に基づいて同定することができる。以下に詳細に述べるように、β− ガラクトシダーゼを発現するHSV−1突然変異体をまず単離した。これはIC P27コード配列中にlacZ遺伝子の枠内挿入(in-frame insertion)を含んで いる。このウイルスを、次いで、ウイルスゲノム中へ特異的突然変異を受けたI CP27対立遺伝子の導入を目的とするマーカー移転実験において受容体として 役立った。新たに導入されたICP27遺伝子を含む組換え体は親の青いプラー クのバックグラウンドに対して澄明なプラークとして同定された。 HSV−1のlacZ挿入突然変異体を作成するために、lacZコード領域 がICP27遺伝子の欠失体中に挿入された組換えプラスミドを構築した。それ から、この融合遺伝子を、感染性HSV−1のDNAと共にV27細胞中に共ト ランスフェクトした。このトランスフェクト培養から得られた子孫ウイルスをX −galの存在下にV27細胞上にプレート培養すると、プラークの約3%が青 色であった。青色のプラークを釣り、得られたウイルスクローンをd27−la cZ1と命名した。サザンブロット分析により、d27−lacZ1はWT−I CP27遺伝子をICP27−lacZ融合遺伝子で置換したものと一致するゲ ノム構造を持つことが明らかとなった(図4A)。さらに、d27−lacZ1 −感染細胞はWT−ICP27を発現せず、その代わりにICP27−β−ガラ クトシダーゼ融合蛋白質に対して予想されるサイズと一致する、約137kDa のポリペプチドを発現した。d27−lacZ1貯蔵ウイルスは、ベロ細胞上で はプラークを形成することができなかった(<2×103pf u/ml)が、V27細胞上では効率的にプラークを形成することができた(2×1 08pfu/ml)。d27−lacZ1の単離のための実験上の詳細は以下に記載す る。 プラスミドpPs27pd1(ライス(Rice)ら、J.Virol.,63,3399(1989) )は、HSV−1ゲノムDNA由来の6.1キロベース(kb)PstI挿入物 を含んでいる。この断片はICP27遺伝子の全体と隣接配列を含む(図4A) 。ICP27遺伝子内の欠失とlacZ遺伝子の挿入を含むpPs27pd1誘 導体を次のようにして構築した。pPs27pd1をSalIで消化することに よりICP27コード領域内で線状化した。ついで、このDNAをBal31で 処理して約0.5kbのDNAを両端から除去した。この末端を大腸菌DNAポ リメラーゼのクレノウ断片を用いて充填反応により修復した(アウスベル(Ausub el)ら、Current Protocols in Molecular Biology,John Wiley and Sons,NY(1 987))。このDNAをBglIIリンカー(ニューイングランド・バイオラボズ・ インク,ビーバリー,マサチューセッツ)に連結し、得られた産物をBglIIで 消化し、再度連結し、そして大腸菌の形質転換に使用した。4個の単離プラスミ ドを得た。これらは、それぞれICP27遺伝子と同じ向きに挿入されたlac Z遺伝子を含んでいた。 4個のプラスミドDNAをそれぞれPstIで消化し、それぞれWTのHSV −1DNAと混合し、そしてV27細胞中にトランスフェクトした。4日後に培 養物を収穫し、得られた貯蔵ウイルスをV27細胞上にプレートし、1%新生子 ウシ血清及び0.1%ヒト免疫グロブリンを含む培地199(ギブコラボラトリ ース,グランドアイランド,N.Y.)の液を重層して培養した。2日後に、こ の培地を、1%新生子ウシ血清、0.5%アガロース、及び5−ブロモ−4−ク ロロ−3−インドリル−β−D−ガラクトピラノシド(X−gal、ベーリンガ ーマンハイム・バイオケミカルス,インディアナポリス,Ind.)300μg /mlを含む培地199で置換した。その結果得られた4種の貯蔵ウイルスの一 つが高いパーセント(約3%)で青色のプラークを生じた。青色プラークの一つ を3回精製し、得られたウイルスクローンをd27−lacZ1と命名した。d 27−lacZ1・DNAのサザンブロット分析により、WT−ICP27遺伝 子がICP27−lacZ融合遺伝子で置換されたことが明らかとなった(図4 A)。さらに、ウイルスDNAのサザンブロット分析及び親プラスミド(pPs d27−lacZ1と命名したもの)の制限分析により、約0.8kbがd27 −lacZ1内でICP27遺伝子から欠失したことが明らかとなった。 ICP27遺伝子内の欠失突然変異又はノンセンス突然変異を含むHSV−1突 然変異体の構築。クニーペ(Knipe)ら、J.Virol.,63,3400及びその後の文献に 一般的に記載されているようにして、ICP27遺伝子に欠失又はノンセンスコ ドン挿入を含む5個のプラスミドを作成した。図4Bを参照。各プラスミド中の ウイルスDNA挿入物をベクター配列 から分離し、d27−lacZ1DNAと共にV27細胞中へ共トランスフェク トした。得られた子孫ウイルスをX−galの存在下にV27細胞上にプレート 培養し、そして一部(約1〜5%)が澄明なプラークを形成した。澄明なプラー クを形成したウイルスを単離し、そして新たに導入したICP27対立遺伝子の 存在について以下に述べるような免疫蛍光試験又はDNA制限分析によりスクリ ーニングした。突然変異体のそれぞれについて、1個の陽性プラークを3回精製 した。可能性のあるICP27欠失突然変異体をd27−1と命名した。可能性 のあるノンセンス突然変異体をn59R、n263R及びn504Rと命名した 。突然変異体の名前中の数字は各切断蛋白質中に存在すると予想されるアミノ末 端ICP27残基の数に相当する。比較のためにいうと、野生型蛋白質は512 アミノ酸残基から成る。 組換えウイルスゲノムは、サザンブロットハイブリダイゼーションよりその特 性が明らかにされ、各ウイルスが適当な突然変異を含むことが確認された。ウイ ルスDNAを感染したV27細胞から単離し、PstI及びXbaI制限酵素パ ターンをサザンブロットで検討した。野生型ICP27遺伝子を含む6.1kb のPstI・HSV−1・DNA断片をプローブとして用いた。この断片はHS V−1ゲノムのL成分中の繰り返し配列を一部含むので(図4A)、野生型HS V−1・DNAを試験すると2個の明瞭なバンドが得られた。これらは6.1k bICP27断片と他のUL−RL結合に由来する3.3kb断片であった。対照 的に、5個のIC P27突然変異体DNAはすべて、6.1kb断片を欠いていたが、3.3kb 断片は含んでいた。突然変異体d27−1は、予想された1.6kbの欠失と一 致して、約4.6kbの新たなDNA断片を含んでいた。4個の残りの突然変異 体は、それぞれ二つの新たなバンドを含んでいた。これらの合わせたサイズは6 .1kbに近く、各突然変異体ゲノムの適当な位置におけるXbaI部位の挿入 と一致した。さらに、突然変異体ゲノムは、いずれも親のd27−lacZ1の DNAにのみ存在すべき8.4kbのPstI断片を含んでいなかった。 プラーク試験は、突然変異体がベロ細胞中で増殖することができるか否かを決 定するために行われた。5個の突然変異体はすべて、試験することができた最低 希釈において(これより低い希釈は細胞の単層を破壊した)、ベロ細胞上でプラ ークを形成することができなかった(表1)。しかしながら、突然変異体はすべ てV27細胞上で効率的にプラークを形成した。V27ゲノム中に存在すること が知られた完全なHSV−1遺伝子はICP27遺伝子の野生型コピーのみであ るから、これらの結果は、各突然変異体の致死的欠陥がICP27のこの野生型 によりトランスにおいて相補されていることを示すものである。 これらの突然変異体の単離の実験上の詳細は以下に述べる。 ICP27遺伝子の欠失突然変異及びノンセンス突然変異は、遺伝子工学的に プラスミドpPs27pdl中に導入された(図4B)。406R突然変異及び 504R突然変異を含むプラスミド、それぞれpPs−406R及びpPs−5 04Rは、ライス(Rice)ら、J.Virol.,63,3399(1989)の記載のように構築し た。プラスミドpPsd27−1はpPs27pdlをBamHIとStuIで 消化し、大腸菌DNAポリメラーゼのクレノウ断片で3’−凹んだBamHID NA末端を充填し、DNAライゲースで大きなDNA断片を再環状化することに より構築した。プラスミドpPs−59R及びpPs−263Rは、上に記載し たプラスミドpBH−59R及びpBH−263R由来の突然変異体2.4kb BamHI−SstI断片をそれぞれpPs27pdlのWT2.4kbBam HI−SstI断片と置換することにより構築した。 組換えウイルスは、次のように構築した。上記のプラスミドDNAをPstI で消化し、それぞれd27−lacZ1ウイルスDNAと混合し、そしてV27 細胞中にトランスフェクトした。子孫ウイルスを3〜5日後に収穫し、上記のよ うにX−galの存在下にV27細胞上でプレート培養を行った。澄明なプラー クが0.5〜5%の頻度で観察された。これを釣り、これらがICP27遺伝子 の突然変異を獲得したか否かを決定するスクリーニングを行った。 単離したプラークを二つの方法でスクリーニングした。単離プラークd27− 1、n59R、及びn263RをV27細胞中で3回精製し、ついでV27細胞 を感染させるために使用した。粗ウイルスDNAをこの感染細胞から調製した( ガオ(Gao)ら、J.Virol.,63,5258(1989))。各突然変異が存在することを確認 するために、DNA試料それぞれのXbal及びBamHI制限酵素パターンを 検討した。n406R及びn504Rの場合は、最初のプラーク単離物を少量の ウイルスストックの調製に使用した。ついで、カバーグラス上に生育させたベロ 細胞を各ウイルスで感染させた。感染細胞を固定し、抗ICP27モノクローナ ル抗体を用いて免疫蛍光法用に染色した(アカーマン(Ackerman)ら、J.Virol., 52,108(1984))。n406R及びn504Rの単離物を、ついで、さらに2回プ ラーク精製し、各突然変異体の大量 ストックをV27細胞中で調製した。 突然変異を受けたICP27ポリペプチドの発現と細胞内局在。次に、突然変 異体をICP27−関連ポリペプチドの発現について検討した。ベロ細胞をモッ ク感染又は各ウイルスで感染させ、感染後10時間目に細胞抽出物を調製した。 蛋白質を、SDS−PAGEで分離し、ニトロセルロースへ移し、そしてモノク ローナル抗体H1113と反応させた。モック感染細胞、d27−1感染細胞又 はn59R感染細胞の抽出物には、ICP27−関連ポリペプチドは検出されな かった。n263−感染細胞の抽出物には、約38kDa蛋白質が検出され、n 406−感染細胞の抽出物には約52kDaの蛋白質が検出された。n504R で感染させた細胞は63kDaの野生型蛋白質と同じ移動度を示すICP27− 関連ポリペプチドを産生した。切断された蛋白質のサイズはICP27遺伝子の DNA配列(マックゲオチ(McGeoch)ら、J.Gen.Virol.,69,1531(1988))から 予想されるサイズとラフな一致を示した。 ウイルスゲノム上で発現した突然変異体蛋白質の細胞内分布を調べるために、 各突然変異体で感染させたベロ細胞を、感染後4時間目に収穫し、固定し、モノ クローナル抗体Hl113を用い免疫蛍光顕微鏡用に処理した。野生型ウイルス で感染させた細胞は1箇所又は数箇所がより強く染色される局在化した核染色を 示した。これらの箇所は核小体などのいかなる特定の核領域にも対応しなかった 。d27−1又はn59Rで感染させた細胞ではバックグラウンドレベル以上の 染色は検出されなかった。n263Rで感染させた細胞は核染色を示し、核のあ る箇所はより強く染色されており、ウイルス感染細胞に類似していた。これらの 箇所は核小体に対応しているようであった。n406Rで感染させた細胞も核染 色を示したが、染色のパターンは二つの面で野生型ウイルス感染細胞とは異なっ ていた。第1に、多くの細胞で、ICP27蛋白質をコードしたn406Rは大 部分が核小体の領域から排除されていた。第2に、多くのn406R感染細胞は 、かなり小さな斑点のある染色パターンを示したが、突然変異体蛋白質は核中の 球状の塊中に濃縮されていた。n504Rで感染させた細胞も核染色を示したが 、この場合には、野生型ウイルス感染細胞に見られるものよりもより拡散したパ ターンを示し、蛋白質は核全体に存在しているように見えた。これらの結果は、 n263R、n406R及びn504RによりコードされているICP27の突 然変異型は細胞核に効率的に局在していたが、それらの核内蓄積のパターンにお いて相互に異なっており、また野生型ウイルスのパターンとも異なっていた。 ICP27突然変異体で感染させた細胞におけるウイルスDNAの合成。 ウイルスDNA複製に関するICP27突然変異体の表現型を次に決定した。 各突然変異体のウイルスDNA合成表現型を決定するために、ベロ細胞をモック 感染又は突然変異体のそれぞれで感染させた。1時間の吸着期間の後、単層を温 かい培地で十分に洗って非吸着ウイルスを除去した。感染後1時間又は16時間 に、チャルベルグ(Challberg)、Proc.Natl.Acad.Sci.USA,83,9094(1986 )の方法で総DNAを調製した。精製DNAを260nmにおけるUV吸収によ り定量した。DNAを希釈し、100mMの水酸化ナトリウム中、室温で30分 間変性させた。等容量の12×SSC(1×SSCは0.15M塩化ナトリウム +0.015Mクエン酸ナトリウムである)を添加し、そしてこのDNAを、ス ロット−ブロット・マニフォールド(シュライヒェル&シュエル、キーン,N. H.)を用いてニトロセルロースフィルターに移した。このフィルターをベーク し、DNAをランダム・プライマー・ラベリング法により調製した32P標識HS V−1特異的プローブにハイブリダイズさせた。プローブは、ICPO遺伝子( ナベル(Nabel)ら、1998 ,上掲)を含むpSHZ又はVmw65の遺伝子(マック ナイト(McKnight)ら、Cancer Cells,4,163(1986))を含むpRB3441のい ずれかを含んでいる。HSV−1突然変異体であるd102はICP8遺伝子に 大きな欠失を含み、従ってそのDNAを複製することができないが(ガオ(Gao) ら、J.Virol.,63,5258(1989))、これらの実験ではネガティブコントロール として含めた。ウイルスDNAは野生型ウイルス感染細胞では高レベルに複製さ れた。対照的に、d102感染細胞ではウイルスDNA複製の証拠は検出できな かった。5個のICP27突然変異体はすべて、感染の過程の間にウイルスDN Aを複製することができた。 これらの結果を定量化するために、各スロットにハイブリダイズする放射能の 量をシンチレーションカウンターにより測定し、そのデータを表2に要約する。 これらの結果によると、突然変異体はDNA複製に関して二つの表現型クラスに 分けることができる。第1のクラスはd27−1、n59R、n263R、及び n406Rを含み、ウイルスDNA増幅に部分的欠陥を示した(野生型のレベル の6〜38%)。第二のクラスはn504Rのみからなり、ウイルスDNA複製 の野生型表現型を示した。これらの実験は感染細胞におけるウイルスDNA蓄積 のレベル、すなわちDNA合成の速度並びに複製DNAの安定性により決定され る量を測定したものであることに注意することが重要である。 ICP27突然変異体感染細胞のウイルス蛋白質合成のパターン。ウイルス遺伝 子の発現る対するIPC27遺伝子における突然変異の影響を分析するため、突 然変異体感染細胞のウイルス蛋白質合成を検討した。モック感染又はHSV−1 感染ベロ細胞を、感染後3、6、又は9時間目に培地の15μCi〔35S〕−メ チオニン/mlで標識した。蛋白質を細胞から抽出し、SDS−PAGEで分離 し、そしてオートラジオグラフィーで可視化した。感染後3及び6時間に、n4 06Rを例外として、ICP27突然変異体は定性的には野生型ウイルス感染細 胞のパターンと類似の蛋白質合成パターンを示した。n406Rで感染させた細 胞はICP6、ICP8、及びgB(pgB)の前駆体などの幾つかの蛋白質を 欠いているように見えた。しかしながら、感染後9時間目においては、5個のI CP27突然変異体で感染させた細胞はすべて、野生型ウイルスと比較するとウ イルス蛋白質合成に おいて定量的にも定性的にも差異を示した。5個の突然変異体は、感染後9時間 目におけるウイルス蛋白質合成に関して4種の表現型クラスに分けることができ る。突然変異体d27−1及びn59Rは、それらの蛋白質合成のパターンから は相互に区別し得ないことについては再現性がある。これらの突然変異体は両者 とも、感染後9時間目において、ほとんどのβ−蛋白質を高レベルで発現したが 、ICP5及びICP25などの幾つかのγ−1蛋白質を(野生型のレベルに比 して)より低レベルでしか発現しなかった。突然変異体n263Rは9時間目に おいて、d27−1及びn59Rのそれと極めて類似する蛋白質合成パターンを 示したが、この突然変異体は幾つかのγ−1蛋白質については少し多く発現した 。突然変異体n406Rは、この突然変異体で感染された細胞でICP6、IC P8、及びpgBなどの多くのウイルス蛋白質が著しく低いレベルでしか検出さ れなかったという点でウイルス蛋白質合成に関し異常な表現型を持っていた。d 27−1感染細胞と比べて感染後9時間目において、γ−1蛋白質、ICP5及 びICP25のより高いレベルが検出されたので、この効果はすべてのウイルス 蛋白質には及ばなかった。突然変異体n504Rは、ICP1/2やICP15 などのβ蛋白質及びγ−1蛋白質の高レベルを発現した。 野生型ウイルス感染細胞の感染後9時間目では、α蛋白質であるICP4及び ICP27の発現は顕著に低下した。細胞を5個のICP27突然変異体のいず れかで感染させた場合はこうではなかった。さらに、n504R感染細胞はIC P27ポリペプチドの発現を止めることに失敗した(その他の突然変異体はいず れもWT−ICP27と同じ移動度を示す蛋白質をコードしていないので、これ がICP27蛋白質合成速度を直接比較できた唯一のケースであった)。n40 6Rを例外として、ICP27突然変異体もICP6やICP8などの多くのβ 蛋白質の発現を負に調節する能力に欠陥を示した。これらの結果は、ICP27 がα遺伝子及びβ遺伝子の発現に対し負の調節効果を有することを示唆する。 突然変異体ウイルスで感染させた細胞で観察されるウイルス蛋白質合成におけ る欠陥は、野生型の蛋白質の発現により補正され得るか否かを決定するために、 以下の実験を行った。ベロ細胞又はV27細胞を野生型ウイルスで又は突然変異 体の一つで並行して感染させた。感染細胞の蛋白質を感染後15時間目に〔35S 〕−メチオニンで標識し、続いてSDS−PAGE及びオートラジオグラフィー で分析した。ベロ細胞中で感染後15時間目に観察された突然変異体それぞれの 蛋白質発現パターンは、感染後9時間目の上記のパターンに類似していた。しか しながら、V27細胞を各突然変異体で感染させたときの蛋白質合成のパターン は、野生型ウイルスのパターンに一層類似することが明らかであった。 ICP27突然変異体ウイルスを感染させた細胞におけるウイルスmRNAの蓄 積。突然変異体で感染させた細胞において発現されたウイルスmRNAの定常状 態レベルを、ノーザンブロットハイブリダイゼーションにより分析した。各突然 変異体で感染させた細胞を、ノニデット(Nonidet)P−40で処理し、ついでフ ェノール−クロロホルムで抽出することにより、感染細胞からRNAを単離した 。それをエタノール中で沈澱させ(クレシッグ(Klessig)ら、J.Virol.,16,18 50(1975))、緩衝液に懸濁し、RNアーゼフリーのDNアーゼI(ベテスダ リ サーチ ラボラトリース、ガイテルスブルグ、Md.)で消化し、フェノールー クロロホルムで抽出し、次いでエタノール中で再沈澱させた。各RNAの10μ gを変性ホルムアルデヒド−アガロース ゲルによる電気泳動に付した(サムブ ルック(Sambrook)ら、上掲)。電気泳動の後に、このRNAをジーンスクリーン フィルター(GeneScreen filters)(デュポン、NENリサーチプロダクツ、ボス トン、MA)に移した。ついで、このRNAの32P標識プローブへのハイブリダ イゼーションを行った(ライス(Rice)ら、J.Virol.,49,35(1984))。このプ ローブはpBH27(ICP遺伝子をコードしている(ライス(Rice)ら、上掲) )、pK1−2(ICP4遺伝子をコードしている(デルカ(DeLuca)ら、Nucl.A cids Res.,15,3391(1987))、及びpEcoRI−BamHI−I−I(gC遺 伝子をコードしている(フリンク(Frink)ら、J.Virol.,45,634(1983))を含 んでいた。オートラジオグラムをウルトラスキャン・レーザー・デンシトメータ ー及びオンライン・インテグレーターでデンシトメトリックに分析した(LKB インストルメンツ,インク、ロックビル、Md)。 具体的にいうと、RNAを、モック感染させた細胞、野生 型ウイルスで感染させた細胞又は突然変異体n59R、d27−1、もしくはn 504Rで感染させた細胞から抽出した。野生型ウイルス感染は、HSV−1の ウイルスDNA合成の特異的阻害剤である、PAAの存在下又は非存在下に行っ た。細胞質RNAを感染後9時間目に感染細胞から単離した。ノーザンブロット 移行の後、フィルターをICP27−mRNA、ICP4−mRNA又はgC− mRNAに特異的な放射標識DNAをプローブとして処理した。モック感染細胞 又はd27−1感染細胞では、ICP27特異的mRNAは検出されなかった。 n59R又はn504Rで感染させた細胞から単離したRNAは、野生型ウイル ス感染細胞から得られたRNAよりも2倍から3倍多い2.0kbのICP27 mRNAを含んでいた。この結果は、n504R感染細胞の感染後9時間目に観 察されたICP27蛋白質合成のレベルの上昇と定性的に一致した。 ICP27特異的mRNAで得られた結果と対照的に、ICP4のmRNAは 、d27−1−感染細胞、n59R−感染細胞、及び野生型ウイルス−感染細胞 では、ほぼ等量観察されたが、n504R−感染細胞は野生型ウイルス感染細胞 が蓄積するよりも僅か1.6倍多く蓄積した。これらの結果は、やや予想外であ った。なぜなら、野生型ウイルス感染細胞では、感染後9時間目においてICP 4蛋白質はほとんど又は全く検出されなかったからである。ICP4の合成は、 ICP27突然変異体で感染させた細胞中で容易に検出された。従って、感染後 9時間におけるICP4の発現レベルは 細胞質ICP4転写物のレベルを反映していない。このことは、ICP4のmR NAが、ICP27突然変異体で感染させた細胞では、野生型ウイルスで感染さ せた細胞におけるよりもより効率的に翻訳されることを示唆する。 gCをコードするγ−2遺伝子に特異的なmRNAの蓄積を、突然変異体で感 染させた細胞について検討した。ウイルスDNA複製をPAAにより阻害すると 、野生型ウイルスで感染させた細胞内に蓄積するgC−mRNAの量が顕著に低 下した(gCのmRNAは、オートラジオグラムをより長時間露光させるとレー ン1’で検出することができる)。d27−1−感染細胞、n59R−感染細胞 、n504R−感染細胞のいずれも、検出可能なレベルのgC−mRNAを発現 しなかった。このことは、突然変異体n504Rの場合には、それが感染の間に WTレベルのDNAを複製したのであるから、特に興味深い。γ−2遺伝子の発 現は、ウイルスDNA及びウイルスにコードされた作用因子(transacting facto r)、すなわちICP27の両者を必要とする。HSV−1のICP8遺伝子における突然変異体の構築とその特性決定 ICP8を発現する細胞株の単離。ベロ細胞を、主としてデルカ(DeLuca)らの 方法(デルカら、J.Virol.,56,558(1985))に従って、プラスミドpSG18− SacI(リー(Lee)ら、J.Virol.,46,909(1983)、クインラン(Quinlan)ら 、Mol.Cell.Biol.,5,957(1985))又はp8B−S( ガオ(Gao)ら、Virology,163,319(1988))及びpSVneo(サザン(Southern) ら、J.Mol.Appl.Genet.,1,327(1988))で形質転換した。抗生物質G418 を含む培地に生育させた後、薬剤耐性なコロニーを21個単離し、増幅させ、そ してICP8突然変異体ts13、ts18及びtsHA1(コンレイ(Conley) ら、J.Virol.,37,413(1981)、ホランド(Holland)ら、J.Virol.,49.947(1 984))の生育を補完するそれらの能力についてスクリーニングした。非許容温度 で、これらのts突然変異体は、ICP8遺伝子を受け取っている培養から誘導 された21個の細胞株のうちの7個においてプラークを形成したが、pSV2n eoのみで形質転換した細胞から誘導されたNeor細胞中ではプラークを形成 しなかった。それぞれプラスミドp8B−S及びpSG18−SacIで形質転 換した細胞から誘導した細胞株B10及びS2は、最も高いレベルの補完を示し たので、以後の研究にはこれらを選んだ(表3)。野生型ウイルスはNeor細 胞でも、B10及びS2細胞でも両方の温度でプラークを形成した。突然変異体 ウイルスts13、ts18及びtsHA1はNeor細胞では33.5℃での み効率的にプラークを形成したが、B10及びS2細胞では両方の温度で野生型 のそれと同等の効率でプラークを形成した。サザンブロット・ハイブリダイゼー ションを行い、これらの細胞株におけるICP8遺伝子コピー数を測定した。そ してB10及びS2細胞は、それぞれハプロイドゲノム当たり約1コピー及び1 0コピーを含んでいた。 プラスミド。プラスミドp8−S、pSV8及びpm1並びにそれらのヌクレオ チドのナンバリングシステムは文献に記載されている(ガオ(Gao)ら、Virology, 163,319(1988)、すー(Su)ら、J.Virol.,61,615(1987))。プラスミドp8 B−Sは5.9kbのBamHI−SacI断片(マップユニット0.374− 0.411)をクローニングし、pUC18にICP8プロモーターを含めるこ とにより構築することができる。プラスミドpSV8は、サルウイルス40初期 プロモーターの下流に5.5kbSmaI−SacI断片(マップユニット0. 374−0.409)を挿入することにより構築された。プラスミドpm1は、 グリシンではなく システインをコードするようにICP8遺伝子のコドン499及び502を変え ることによりプラスミドpSV8から誘導された。本研究に用いられた突然変異 体ICP8プラスミドは、5.5kbSmaI−SacI断片が(マップユニッ ト0.374−0.409)pUC19又はpSP64中にそれぞれ挿入された pICP8又はpSPICP8から誘導された。プラスミドpn10及びpn2 は、プラスミドspICP8を線状化し(SmaIで部分消化することにより達 成された)、そしてそれに続き、それぞれヌクレオチド4084及び3695に 3種の読み取り枠のすべてに終止コドンを含む14ヌクレオチドXbaIリンカ ー(ガオ(Gao)ら、1988上掲、ニューイングランド・バイオラボス・インク,ビ ーバリ,MA)を挿入することにより作成された。従って、pn10は、ICP 8の最初の1,160個のアミノ酸残基をコードし、そしてpn2はICP8の 最初の1,029個のアミノ酸残基とXbaIリンカー配列がコードする4個の 付加的なアミノ酸をコードする。図5を見よ。プラスミドpd301は2,00 1塩基対(bp)NotI断片(ヌクレオチド1395−3396)の内部枠内 欠失により作成された。プラスミドpd101及びpd102は次のようにして 構築された。プラスミドpSPICP8をSmaIで部分消化して線状化し、そ して12ヌクレオチドのBglIIリンカー(ガオ(Gso)ら、1988、上掲)をそれ に連結した。BglIIで消化(ヌクレオチド652のSmaI部位から変換した )及びBamHI(ヌクレオチド2294)で消化すること により、1,642bpを欠失させ、プラスミドpd101を作成した。従って 、pd101は17〜563残基のコドンを欠いているが、BglIIリンカー配 列によりコードされる1個のArgコドンの挿入を有している。BglIIで消化 (ヌクレオチド652と1840のSmaIから変換)することにより、1,1 88bpを欠失させ、プラスミドpd102を作成した。従って、pd102は ICP8コード配列の残基17−411のコドンを欠いているが、BglIIリン カー配列の3個の付加的アミノ酸、Arg−Ser−Serをコードしている。 pd101とpd102の両プラスミドともICP8ポリ(A)シグナルの下流 の、ヌクレオチド4419に14ヌクレオチドXbaIリンカーを含んでいる。 ヌクレオチド4084及び1840の付近には他のSmaI部位があるから、p n10とpd102は両方とも正確な突然変異部位を決定するために配列決定が なされた。図5を見よ。 突然変異体ウイルスの構築。ICP8の機能的ドメインを検討するため、ICP 8遺伝子のコード領域中に幾つかの異なる型の突然変異を導入した(図12)。 (i)ノンセンス突然変異(pn10及びpn2)、(ii)内部欠失(pd30 1、pd101、及びpd102)、そして(iii)部位特異的突然変異(pm1 )(ガオ(Gao)ら、Virology,163,319(1988))。マーカー移転の後の組換えウイ ルススクリーニングを容易にするため、ICP8コード領域中に挿入されたl acZ遺伝子を含む突然変異体ウイルスを、ICP27突然変異体の作成のため 上述した方法と同様にして構築した。この組換え体ウイルスは、HD−2と命名 したが、X−galの存在下にICP8発現細胞株中で青色のプラークを形成し たが、ベロ細胞中では全くプラークを形成しなかった。ICP8の種々の突然変 異体型をコードするDNAをこの親株中で組換えさせ、得られる子孫を白色プラ ークから単離した。白色プラークは2〜39%の頻度で現れた。HD−2・DN A及びpd101又はpd102でトランスフェクトした細胞における白色プラ ークの頻度はバックグラウンドを超えなかった。これは、おそらくpd101又 はpd102とHD−2・DNAとの組換えに利用可能なウイルス配列の量が限 られていたためであろう。 組換え体ウイルスがICP8遺伝子内に適当な突然変異を含むことを確認する ため、下記のタイプの分析を行った。ウイルスDNAを単離し、適当な制限酵素 で消化し、そしてアガロースゲル電気泳動で分析した。ウイルスDNA中の突然 変異の存在を確認し、そして突然変異体ウイルス集団の純度を測定するため、サ ザンブロット分析を行った。例えば、野生型DNAの8.2kbBamHI G 断片を、XbaIリンカーが存在するのでBamHIとXbaIで消化するこ とによりn2DNA中で6.8kb断片と1.4kb断片とに分割した。Bam HI GとV(2.3kbp)の結合領域をHD−2内のlacZ遺伝子で置換 した。従ってHD−2・DNAをBamHI及びXbaIで消化すると12.6 kbの断片が生成した。野生型DNA、HD−2・DNA、およびn2・DNA をKpnIで消化して比較すると、野生型DNAとn2・DNAは相互に類似し ているが、lacI挿入のためHD−2・DNAのそれとは異なっていた。 ICP8遺伝子に突然変異を含むウイルスの単離のための実験的詳細は以下に 記載する。 突然変異体ウイルスHD−2は、ICP8遺伝子にlacZ挿入を含むが、次 のようにして単離した。ICP8から780bpのXhoI断片を欠失させた後 、このプラスミドをBal31で短時間消化し、BglIIリンカーをこのDNA の両端に付加し、そしてlacZ遺伝子(ファルマシア,インク、ピスカタウエ ー、NJ)を挿入した。pMC1871のlacZ遺伝子は複製されるプロモー ターを含まず、最初の8個の非本質的なアミノ末端コドンをも欠いている。IC P8:lacZプラスミドの混合物を野生型のウイルスDNAと共にB10細胞 にトランスフェクトした。子孫ウイルスを単離し、培地199及びヒト免疫血清 0.1%を含む1%子牛血清中のB10又はS2細胞上にプレートし、37℃で 1〜2日間培養した。β−ガラクトシダーゼ活性を検出するため、次にこの培地 を、ml当たり400μgの5−ブロモ−4−クロロ−3−インドリル−D−ガ ラクトピラノシド(X−Gal)を含む培地199+1.0%アガロースに交換 し、そしてインキュベーションを8〜16時間継続した。組換えウイルスは、青 色プラークとして同定し、約0.1〜0.5%の頻度で単離した。一つの単離突 然変異体をHD−2 と命名し、プラーク精製した。 HD−2は、本研究においてd301を除くすべての突然変異体ウイルスの作 成のための親ウイルスとして利用した。感染性HD−2・DNAを突然変異を受 けたICP8遺伝子をコードするプラスミドと共に共トランスフェクションを行 った後、組換えウイルスをX−Galの存在下に増殖させた白色プラークから単 離した。 ICP8コード配列から2,001bpのNotI断片が欠失している、突然 変異体d301は、B10細胞を感染性野生型ウイルスDNAとプラスミドpd 301で共トランスフェクションさせることにより構築した(図12)。このト ランスフェクションから得られた子孫ウイルスをB10細胞中では複製するがベ ロ細胞中では複製しないことを試験した。 突然変異体ウイルスの生育特性。図12に示した突然変異体のそれぞれは、ベロ 細胞中では複製することができず、B10又はS2細胞内に存在するICP8の 野生型コピーによる補完を必要とした。各突然変異体ウイルスはこれらのICP 8発現性細胞株中で野生型のレベルと同様なレベルまで複製した。突然変異体ウ イルスにより生産されるブラークのサイズは野生型ウイルスにより形成されるプ ラークよりも僅かに小さかった。さらに、すべての場合、突然変異体ウイルスは B10細胞かS2細胞中で増殖させると、それらの突然変異体表現型を維持した 。 突然変異体ウイルスによるICP8の発現。突然変異体感染細胞におけるウイル ス蛋白質の合成を、上述したようなウエスタンブロッティングにより検討した。 ウサギポリクローナル血清3−83(クニーペ(Knipe)ら、J.Virol.,61,276(1 987))又はマウスモノクローナル抗体10E−3(ローズ(Rose)ら、J.Gen.Viro l.,67,1315(1986))を用いてICP8を検出した。突然変異体ウイルスにより 特定されたICP8ポリペプチドのサイズは予想されたサイズと一致した。マウ スモノクローナル抗体10E−3は、突然変異体pm1、d101、d102、 及びd301により発現されたICP8ポリペプチドと反応したが、n10及び n2により発現されたものとは反応しなかった(表4)。このことは、この抗体 がICP8のカルボキシル末端の36個のアミノ酸内に少なくとも一部は含まれ る1個のエピトープと反応することを示唆する。これらの結果は、d101、d 102、及びd301が枠内欠失を含むことを示すものでもある。 突然変異体ウイルス感染細胞におけるウイルスDNAの複製。非許容性条件下に おいて突然変異体ウイルスのそれぞれで感染させた細胞におけるDNA複製を検 討するために、ベロ細胞を各ウイルスで感染させ、そして感染後6から10時間 目にその培養に〔3H〕−チミジンを添加した。細胞を収穫し、DNAを単離し た。DNA試料それぞれをBamHI及びXhoIで消化し、アガロースゲル電 気泳動にかけた。突然変異体はすべて、HSV−1・DNAポリメラーゼを選択 的に阻害する化合物であるホスホノ酢酸の存在下で生育させたときは、野生型ウ イルスのようにはウイルスDNAを複製することができなかった。 ウイルスDNAの分析の実験的詳細は以下に述べる。 (i)DNAの調製。プラスミドDNAとウイルスDNAをクニーペ(Knipe)ら 、J.Virol.,29,698(1979)により記載されたように調製した。サザンブロッ ト分析に用いられたウイルスDNAは次のようにして精製した。感染後の遅い時 期に感染細胞を凍結・融解し、ついで0〜4℃で30秒間超音波処理した。48 0×gで遠心分離して細胞破砕物を除去した。得られた上清を23,500×g で遠心分離した。ペレットをフェノール−クロロホルム−イソアミルアルコール (24:24:1)で3回抽出した。エタノール沈澱をした後、このDNAをト リス−EDTA緩衝液中に溶解した。 (ii)ウイルスDNAの合成の測定。細胞を適当なウイルスで感染させ、ml当 たり20μCiの〔3H〕−チミジンで 6から10時間まで標識し、そして総DNAをチャルベルグ(Challberg)(1986, Proc.Natl.Acad.Sci.USA,83,9094)の方法により単離した。このDNAを 適当な制限酵素で消化し、アガロースゲル電気泳動により分離した。電気泳動の 後、このゲルを1.0Mサリチル酸ナトリウムで処理し蛍光光度法にかけた(チ ャンベルライン(Chamberlain)、Anal.Biochem.,98,132(1979))。 突然変異を受けたICP8のDNA結合特性。突然変異体ICP8分子のDNA 結合特性を検討する前に、個々のポリペプチドの溶解性を検討し(表5)、顕著 に異なることが分かった。ついで、突然変異を受けた可溶性のICP8分子のD NA結合特性を一本鎖DNA−セルロースによるクロマトグラフィーで検討した 。感染細胞抽出物の一本鎖DNA−セルロースクロマトグラフィーは、細胞を感 染後4から6時間まで〔35S〕メチオニンで標識したことを除き、文献記載(ク ニーペ(Knipe)ら、J.Virol.,44,736(1981)のとおり行った。蛋白質を一本 鎖DNA−セルロースを含むカラムに載せ、NaClの濃度を増加させながら溶 出した。野生型ウイルス感染細胞中で発現されたICP8の大部分はこのカラム に結合し、ついで0.5MのNaCl濃度で溶出された。対照的に、pm1感染 細胞中で発現されたICP8は極めて僅かしかカラムに結合しなかった。カラム に結合しついで溶出されたICP8の量を測定した。その結果を表5に示す。n 10感染細胞中で発現したICP8は、野生型ICP8と同様に一本鎖DNA− セルロースに効率的にかつ固く結合した 。結合の最低レベル(21%)は、d301感染細胞中で発現したICP8で観 察された。アミノ末端欠失突然変異体であるd101及びd102によりコード されるICP8は、それぞれ72%及び75%のレベルでDNAセルロースに結 合した。これらの結果に基づき、アミノ酸残基564から1160までのICP 8の部分はDNA結合に必要な領域を含んでいると結論できる。 ウイルス突然変異体によりコードされるICP8分子の核内局在。野生型ICP 8は感染細胞の核に効果的に局在する(フェンウィック(Fenwick)ら、J.Gen.V irol.,39,519(1978)、クニーペ(knipe)ら、J.Virol.,43,314(1982)、ク インラン(Quinlan)ら、Mol.Cell.Biol.3,315(1983)、クインラン(Quinlan )ら、Mol.Cell.Biol.5,957(1985))。野生型ICP8分子及び突然変異体 ICP8分子の細胞内分布を間接的免疫蛍光法で検討した。この方法はクインラ ン(Quinlan)ら、Mol.Cell.Biol.3,315(1983)に従い、n2を除くすべての突 然変異体ウイルスに対し1:10希釈の793抗ICP8モノクローナル抗体及 び1:100希釈のローダミン−結合ヤギ抗マウス抗体を用いて行った。n2の ICP8の検出のためには、1:30希釈の抗ICSP11/12ポリクローナ ル血清(パウエル(Powell)ら、J.Virol.,39,894(1981)及び1:200希釈 のフルオレセイン−結合ヤギ抗ウサギ免疫グロブリンを用いた。n10にコード されたICP8ポリペプチドは、カルボキシル末端から最後の36個のアミノ酸 を欠いており、野生型ICP8と同じ効率でDNAに結合したが、感染細胞の核 に局在せず、むしろ細胞質に留まっていた。対照的に、DNAには僅かしか結合 しなかったpm1のICP8ポリペプチドは、核内に大部分が見出された。これ らの結果から、ICP8の核局在化シグナル(単数又は複数)はDNA結合機能 とは分離していることが明らかに証明された。 d101によりコードされるICP8は核に局在しておりDNAに結合するこ とが可能でもあった(表5)が、このウイルスはウイルスDNAの複製をするこ とができなかった。この突然変異体の表現型は、ICP8がDNAへの結合以外 の核の機能を持っていることの遺伝学的証拠を提供する。 ICP8突然変異体の表現型の特性の概要は、下記の表6に示されている。 HSV−1の複製欠陥突然変異体は、細胞性免疫を誘導し、致死的な感染から守 方法 以下の実施例で、以下の物質と方法を用いた。マウス。メスのBalb/cマ ウスは、タコニック ラボラトリーズ社(ジャーマンタウン、NY)より購入し 、6〜12週齢で使用した。マウスは、0.5mlのPBSまたは0.5mlの PBS中のウイルス懸濁液を腹腔内注射した。 ウイルス。HSV−1野生型KOS1.1株及びmP株を既報に従って、Ver o細胞で増殖し、測定した(クウィンランら(Quinlan et al.)、Mol.Cell.Bio l.,5:957(1985))。ICP8をコードする遺伝子に突然変異を含むウイルスを、 d301と命名し、前述のガオら(Gao et al.)の方法に従って、産生した。I CP27遺伝子に突然変異を含むウイルスを、n504Rと命名し、以下の方法 に従って、産生させた。突然変異したICP4遺伝子をコードするウイルス(d 120)を、デルカら(DeLuca et al.,J.Virol.,56:558(1985))の方法に従って 、産生した。VSVは、ホーンら(Horn et al.,J.Virol.,63:4157(1989))に記 載の方法に従って、増殖させた。すべてのウイルスストックを−70℃で保存し 、各実験には各ストックから新しく溶解させた一部を使用した。UV照射したH SV−1及びVSVの調製は、30−W UV源(G30T8、ゼネラルエレク トリック社)を使用 して0℃、45分間、5cmの距離で各ウイルスを照射することにより得られた 。ソラレン(psoralen)不活化ウイルスの調製は、リー バイオモレキ ュラー社(サンディエゴ、CA)により産生された。 T細胞活性の測定。野生型のHSV−1または、ICP4、ICP27もしくは ICP8の遺伝子に突然変異を含むウイルス突然変異株を106Pfuで3〜4 週間前に腹腔内接種したマウスから、免疫脾臓細胞を得た。負の対照としてPB Sを接種したマウスを供給した。該マウス由来の脾臓を、フィコール−ハイパー ク(Ficoll−hypaque)勾配沈殿法により赤血球と多形核白血球を 除去した。脾臓細胞(splenocytes)をBリンパ球特異的抗体と4℃ で30分間インキュベートすることにより、混合物からBリンパ球を除いた。そ れから、細胞を洗浄し、ヤギ−ラット抗体をコートした磁気の核を含むラテック スポリマービーズ(アドバンスト マグネティックス社、ケンブリッジ、MA) とインキュベートした。それから、磁気ビーズに結合したJ11−d2陽性細胞 を磁石(バイオマグ セパレーター、アドバンスト マグネティックス社)を使 用して除いた。95%を超えるT細胞からなる混合物中に残った細胞を、洗浄し 、96ウエルの丸底培養プレート(ヌンク社、ロスキルデ、デンマーク)中0. 2mlの全容積に105細胞/ウエルの濃度でインキュベートした。細胞の試料 は、四連(quadruplicate)に培養した。応答した細胞をUV照射 した野生型HSV−1で刺激した。ウイルスを加えない対照細胞を並行して準備 した。細胞は、ダルベッコの変法イーグル培地(ハーゼルトン社)に5%の仔牛 血清(ハイクローン ラブズ社、血清は56℃で1時間不活化したもの)、10 0U/mlのペニシリン(ギブコ社)、100U/mlのストレプトマイシン、 1mMのピルビン酸ナトリウム(ギブコ社)、0.1mMの非必須アミノ酸(ギ ブコ社)、10-4mMの2−メルカプトエタノール(シグマ社)及び2mMのグ ルタミン(ギブコ社)を添加した培地中でインキュベートした。細胞を37℃で 10%CO2存在下、3日間インキュベートした。[3H]−チミジン(ニュー イングランド ニュークレア社)を1μCi/ウエルの濃度で添加し、6時間後 、スクラトロン セル ハーベスターを用いて細胞を集めた。各試料中の放射活 性量は、液体シンチレーションカウンター(ベータ トラック6895;TMア ナリティック社)を使用して測定した。 抗体のアッセイ。感染マウスより得られた血清試料について、ELISAを用い てHSV−1特異的抗体の存在を分析した。使用したプロトコールは、カーロン ら(Kahlon et al.),J.Inf.Dis.,158:925(1988)が記載した方法と同様で、マウス 血清に応用した。マイクロタイタープレート(リンブロ/タイターテック社)を PBSに懸濁した107pfuのHSV−1の1:50希釈液の0.1mlを用 いて一晩処理した。前述の各ウイルスで免疫したマウス由来の血清は、マウス の逆眼窩出血により得られた。HSV−1で被覆したマイクロプレートを3回洗 浄し、1:100希釈の血清100μlと共にインキュベートし、つぎに同じ血 清の1:3希釈液で一晩室温でインキュベートした。再び、マイクロプレートを 洗浄し、ヤギ抗マウスIgG2アルカリフォスファターゼ(サザン バイオテク ノロジー社)の1:250希釈液で37℃で3時間インキュベートした。1mg /mlのアルカリフォスファターゼ(シグマ104)の基質を添加して30分後 に、75μlの3N NaOHを加えることにより反応を停止させた。実験結果 は、405nmでELISAリーダーを使用して得られた。野生型HSV−1免 疫マウス由来のプール血清を陽性対照とし、未感染マウスのプール血清を陰性対 照とした。マウス血清は、個々に操作し、データを平均と平均の標準誤差で表す 。 結果 複製欠陥ウイルスの使用;病原性の欠除。複製欠陥ウイルス(例えば、ICP8 またはICP27をコードする遺伝子に突然変異を含むウイルス)をマウスに接 種したとき致命的であるかどうかを調べるために、生の野生型HSV−1または 突然変異ウイルスd301もしくはn504をマウスに注射した。各突然変異体 を108pfu接種したマウスは、健康に見えウイルスに影響されなかった。野 生型HSV−1を107pfu接種された同腹子は、すべて死亡した。 突然変異ウイルスを接種したマウスにおけるHSV−1特異的抗体の誘導。突然 変異ウイルスがマウスにHSV−1特異的抗体を誘導出来るかどうかを決定する ために、接種(群当たり8匹、d301、d504及び野生型を106pfu腹 腔内投与)後2週間のマウスから血清を得て、HSV−1特異的抗体の存在を調 べた(ELISAにより測定)。再現性よくHSV−1特異的抗体がこれらのマ ウスの血清中に検出できたが、抗体値は、野生型ウイルスを接種したマウスの血 清中の抗体値よりも著しく低かった。n504を接種したマウス由来の血清は、 d301を接種したマウス由来の血清に比べ高い抗体価であることが明らかにな った(図1)。第2の別々の実験で、PI後2週間と4週間においても同様の結 果が得られた。 これらの抗体の誘導にHSV−1βタンパク質の発現が必要であるかどうかを 決定するために、β及びγタンパク質のいずれも発現しないICP4欠陥突然変 異体d120を、マウス(群当たり8匹)に106pfu腹腔内接種した。これ らのマウスの血清中に、対照値以上のHSV−1特異的抗体値が検出できたが、 これらのレベルは、ICP8またはICP27突然変異体を同様に接種したマウ ス由来の血清中で見られる抗体値よりも有意に低かった(図1)。 ウイルス突然変異体接種のマウスにおけるT細胞応答の誘導。突然変異体(それ ぞれが後期ウイルス遺伝子産物の生成の欠陥)がHSV−1特異的T細胞応答を 誘導する可能性を調 ベるために、ウイルス抗原接種マウス由来の脾臓性T細胞の応答をイン・ビトロ で測定した。マウスは、106pfuの生の野生型ウイルス(KOS1.1)ま たは複製欠陥ウイルスであるd120、d301とn504を受け取った。3週 間後、各群のマウス由来のT細胞をイン・ビトロで、UV照射のHSV株mP( 1pfu/細胞)存在下でインキュベートした。非特異的T細胞刺激の効果を制 御するために、無関係のウイルスであるVSV(1pfu/細胞)に対するT細 胞応答も求めた。VSVで免疫したマウス由来の脾臓性T細胞は、HSV−1に 応答して増殖しなかったが、同じ細胞はVSVに応答して増殖した。免疫しなか ったマウス由来のT細胞を負の対照とした。バックグランド値を超えるT細胞の 活性化の刺激は、各複製欠陥ウイルスを接種したマウス由来の脾臓性T細胞で見 られた(図2)。結果は、突然変異ウイルスでのマウスの免疫によるT細胞刺激 は、野生型ウイルスでの免疫後に誘導されるものよりも低いことを示す。それに もかかわらず、これらの突然変異ウイルスは、事実上T細胞反応を誘導した(図 2)。 複製欠陥ウイルスによる防御免疫の誘導。複製欠陥ウイルスが致死的なHSV− 1に対して防御免疫の誘導ができるか評価するために、6匹のマウス群に各複製 欠陥突然変異体、d120、d301、n504を106pfu、またはソラレ ンで失活した野生型HSV−1を等用量(5匹のマウス)腹腔内に接種した。対 照マウス(9匹)はPBSを接種(i. p.)した。3〜6週間後(実験に依存する)、すべてのマウスをHSV−1の 悪性株(mP)の致死量(5×107pfu)にチャレンジさせた(i.p)。 3つの独立した実験で、突然変異体d301またはn504を接種したマウスは 、野生型ウイルスのチャレンジに対して防御され、それらの生存率は100%で あった。野生型ウイルスだけの感染を受けた対照マウスは、生存率が20%未満 であった。すべての3つの突然変異ウイルス(d120、d301及びn504 )で行われた次の実験で、対照(PBS接種)マウスは1/9だけ生存したが、 ICP27またはICP8突然変異体を予め接種したマウスは、野生型ウイルス のチャレンジ後、再現性良く100%の生存という結果となった。即時型(im mediate−early)遺伝子のみ発現するICP4突然変異体(d12 0)でさえ、大部分のマウスを防御した。それに比べ、UV照射したウイルスは 、最小の防御効果を有し、ソラレン失活ウイルスは、致死的なチャレンジに対し てマウスを防御しなかった(図3)。チャレンジ後4週間、生存率を記録した。 死亡マウスの大半は、チャレンジ後7日〜11日の間に死亡した。 結論として、HSV−1の複製欠陥突然変異体は、該ウイルスを接種したマウ スの体液性免疫及び細胞性免疫の両方を誘導することができる。これらの突然変 異体をマウスに接種することは、野生型HSV−1の致死量のチャレンジに対し て該マウスの防御に役立つ。細胞性免疫は、特に単純ヘルペスウイルスの感染に 対する防御に重要であるので(ウィット リー(Whitley),1990 Virology中,フィールズとクニーペ(Fields and Knipe) 編,ラーベン プレス,p.1843-1887)、そのような免疫を誘導する可能性のある 作用剤は、潜在的なワクチン候補である。前述のようなワクチン候補も、それら が複製欠陥ウイルスよりなるものであるため、特に有効である。これらのウイル スは、新しいウイルス粒子を産生できないので、通常の弱毒生ウイルスワクチン よりも実質上安全である。前述のような突然変異ウイルスは、野生型の遺伝子を 補うもの(complementing form)を発現しない細胞では複製 することができない。それ故に、それらは、最初の感染部位を超えて広がること ができない。ヘルペスウイルスの病原性におけるこの知見の重要な含蓄は、それ らの突然変異ウイルスが導入された宿主で潜伏感染を確立することができそうに ないということである。d301またはn504をそれぞれ角膜に接種したマウ スで、これらのマウスから得た三叉神経節を、潜伏に付随する転写と発現のため のインサイチュ ハイブリダイゼーションで試験したときに、潜伏性感染の証拠 が検出できなかったという事実は、この理論と矛盾しない。一般的には、コーエ ンらの既報(Coen et al.),Proc.Natl.Acad.Sci.USA,86:4736(1989)を参照する。HSV−1の複製欠陥突然変異体は、免疫調節効果を誘導する 物質 Balb/c Byマウスは、ジャクソン ラボラトリー社(バー ハーバー 、ME)より購入し、6〜8週齢で使用した。 親の野生型HSV−1(KOS1.1)及び複製欠陥突然変異体のd301、 n504及びd120は前述の通りである。これらの突然変異体も前述のように 、欠失した遺伝子産物を発現する細胞で増殖させ、滴定した。これらの突然変異 ウイルスは、培養した霊長類細胞やマウス細胞で複製しない。これらの突然変異 ウイルスのマウスの角膜への接種は、潜伏に付随する転写に特異的なプローブと ハイブリダイズする陽性細胞が存在しないことで証明されるように、三叉神経節 の潜伏感染を引き起こさない。さらに、角膜の切開(乱切り)後のマウスの感染 は、三叉神経節に最小レベルのウイルスDNAという結果となる。従って、感染 マウスでのこれらの突然変異ウイルスの広がりという証拠はない。正常の宿主細 胞の機能が、ICP8またはICP27内のこれらの欠陥を補足できる、という 証拠がないことから、マウス並びに培養細胞でこれらの突然変異体が複製欠陥で あると結論することは、合理的である。野生型HSVは、Vero細胞を使用し て滴定した。ソラレン不活化ウイルスは、リー バイオモレキュラー リサーチ ラボラトリー社(サンディエゴ、CA)より入手し、プラークアッセイでは力 価が検出されなかった。UV照射のHSVは、30−W UV源(G30t8、 ゼネラルエレクトリック社)を使用して0℃で1時間、5cmの距離でウイルス を照射することにより得られた。UV照 射は、ウイルスの力価を5〜6log低下させる結果となった。精製したハムス ターの抗TNF抗体は、ロバート シュライバー博士(ワシントン大学、セント ルイス、MO)より供与された。 イン・ビボでの抗体処置 モノクローナルラット抗マウスIFN−γ(F3)(アムゲン社、ボストン、 MA)または無関係の精製ラットIgG(アムゲン社)を、−1、0及び1日目 にマウスにi.p.接種した。0日目に、また、マウスを106pfuのHSV −1(mP株)でチャレンジさせた。 全アイソタイプのアッセイ 標準ELISA法により、IgG1とIgG2aの全サブクラスの濃度を決定 した。要約すると、96U底のマイクロタイタープレート(リンブロ/タイター テック社)を用いて、ヤギ抗マウスIg(タゴ社)をPBS中2.5μg/ml の濃度でインキュベートした。これを、室温で一晩または37℃で2時間インキ ュベートした。それから、プレートをPBSと0.1%のツゥイーン20で洗浄 した。血清の適当な希釈液を二重にアッセイした。モノクローナルマウスIgG 1とIgG2aを、サブクラス特異的レベルの計算の標準として使用した。3回 洗浄後、適当に希釈したアルカリフォスファターゼ結合ヤギ抗マウスIgG1と IgG2a(サザンバイオテクノロジー社、バーミンハム、AL)を100μl 加え、37℃で3時間インキュベートし、洗浄した。ウエルを100μlのDE A緩衝液で室温で30分間発色させた。75μlの3M NaOHを添加して反 応を停止させ、ODをELISAリーダーで読んだ。 HSV特異的IgG1とIgG2aのアッセイ HSV特異的抗体のELISAアッセイは、前述のカーロンら(Kahlon et al. )の方法からマウス血清の使用に応用した。HSV特異的抗体の計算は、ゾーリ ンガーら(Zollinger et al.,J.Immunol.Methods,46:129(1981))の方法により行 った。この方法は、細菌のタンパク質及びポリサッカライド並びにテタヌス(t etanus)を含む種々のAgに対するAg特異的抗体を定量する他のものに より利用されてきた。簡潔に述べると、IgG2a−HSV特異的アッセイを全 マウスIgG2aアッセイと並行して行った。1つのマイクロタイタープレート を、感染Vero細胞から産生した細胞フリーのHSV−1で被覆した。ウイル スは、室温で一晩、2×105pfu/mlの濃度にPBSで希釈した。それか ら、プレートをPBS−ツゥイーンを使用して3回洗った。HSV感染マウス由 来のプール血清の連続希釈液を、室温で一晩、HSV被覆プレートとインキュベ ートした。このプールマウス血清を次の実験のすべてのアッセイに参照標準とし て使用した。吸光単位を抗体のμgに変換するために、以下の手段を利用した。 96ウエルプレートの半分のウエルを抗マウスIgG2a抗体で被覆し、他の半 分は、HSVで被覆 した。既知の濃度のIgG2a mAb(タゴ社)の連続希釈液を抗マウスIg G2aで被覆したウエルに添加し、抗HSVプール血清の希釈液をHSVで被覆 したウエルに添加した。次の日(PBSとツゥイーンを使用して3回洗った後) 、適当に希釈したアルカリフォスファターゼヤギ抗マウスIgG2a(サザンバ イオテクノロジー社)を100μl、各ウエルに加え、再びプレートを37℃で 3時間インキュベートした。最終リンス後、ウエルを100μlのDEA緩衝液 で発色させた。75μlの3NのNaOHを添加して反応を停止させ、405n mでの吸光度を自動化ELISAリーダーを使用して読んだ。ヤギ抗マウスIg G2aと既知の濃度のIgG2aの相互作用から得られたODと、HSV特異的 アッセイのODをプロットすることにより、我々のプール血清の抗HSV Ig G2aの単位をHSV特異的IgG2aのμgに変換した。ODは、IgG2a の標準曲線とHSV Ag−抗体曲線上の最適の点で読み、前述のゾーリンガー ら(Zollinger et al.)及びパサチエンポら(Pasatiempo et al.,FASEB J.,4:25 18(1990))に記載の方法で、単位を計算した。同様の方法を用いて、HSV特異 的IgG1を測定した。すべてのアッセイで、試料と標準液は、二重(dupl icate)で行った。このアッセイを、培地または、無関係の対照ウイルスと してVSVで被覆したプレートを同時にスクリーニングすることによりその特異 性を試験した。 結果 ウイルス誘導のサブクラスのシフトは、不活化ウイルスでのチャレンジ後には見 られない 免疫後のネズミIgサブクラスIgG2aとIgG1のサブクラスの分布を調 べるために、Balb/cマウス(群当たり4匹)を、106pfuの生のもし くはUV不活化HSV(mP株)または培地対照でチャレンジした。HSV−1 のmP株は、Balb/cマウスの病原株であるので使用した。i.p.接種後 2週間で、逆眼窩出血(retroorbital bleeding)により 血清を得た。全IgG2a、IgG1、HSV特異的IgG2a及びHSV特異 的IgG1の血清レベルは、ELISA法により測定した。生のウイルスを接種 したマウス群では、全IgG2aサブクラスの抗体の15〜20倍の上昇が見ら れたが、UV不活化ウイルスでチャレンジさせたマウスではこの著しい上昇は見 られなかった(図6、本実験の典型)。全IgG1レベルの上昇は、有意ではな かった(p=0.962、スチューデントのt−検定による)。同様の結果が、 感染後3週間と4週間で得られた。 生のウイルスによるチャレンジの結果、IgG2aの上昇の総量が1mg/m lを超過したのに対し、HSVで被覆したプレートに結合するIgG2aの量は 、いくつか行ったアッセイにおいて100μg未満であった(図6と7A)。生 のウイルス感染により誘導される全Igのこの上昇は、非特異的なポリクローナ ルな効果が支配的であった。生のウイルス並びに不活化ウイルスは両方ともウイ ルス特異的抗体を誘 導できたが(図7と8)、生のウイルスだけが劇的なサブクラスシフトを誘導し た(図6)。生対UV不活化ウイルスをチャレンジされたマウス由来のHSV特 異的IgG2a及びHSV特異的IgG1のレベルの差異は、統計的に有意では ない(スチューデントのt−検定)。これらのデータは、サブクラスシフトの誘 導への導入過程が、ウイルス特異的抗体の産生への導入過程とは異なっているこ とを示した。 ソラレン不活化ウイルス及び即時型感染細胞タンパク質4(ICP4)欠陥突然 変異サブクラスウイルスは、シフト誘導に失敗した 生のウイルスは、通常宿主で複製できるので、ウイルスを不活化したり、タン パク質を殺すことが容易でない組織を侵す恐れがある。本実験では、宿主で広が ることのできないHSVの複製欠陥突然変異株を使用した。UV不活化は、感染 性をすべて失わせないかもしれないし、ウイルスがいくらか生きている可能性が あったので、アイソタイププロフィールにはソラレン不活化ウイルスを試験した 。マウス(群当り8匹)を106pfuの生のウイルス、ソラレン不活化ウイル スまたはHSV−1株d120でチャレンジした。生のウイルスを用いたマウス の免疫は、IgG2aが支配的であることにより特徴付けられるIg分散のパタ ーンを誘導したが、ソラレン不活化ウイルスまたは複製欠陥d120突然変異ウ イルスでチャレンジしたマウスでは、有意なアイソタイプスィッチは見られなか った(図9)。 後期複製ブロックをもつ2つの複製欠陥突然変異ウイルスはサブクラスシフトを 誘導した ウイルス複製過程のどの側面が注目される効果を誘導しているかをより詳細に するために、ウイルスのライフサイクルの2つの別々の個所をブロックされたウ イルスを使用した。106pfuのICP4−(d120)、ICP27−(n 504)、ICP8−(d301)突然変異体または親ウイルスHSV−1(K 0S1.1株)をチャレンジさせて2週間後、マウスを出血させた。対照マウス は、PBSを接種した。全イムノグロブリンIgG2aレベルを、ELISAで 測定した。データを平均と平均の標準誤差で表した。この実験は3回の結果を表 す。ICP4欠陥突然変異体は、サブクラススィッチを誘導することに失敗した が、ICP27をコードする遺伝子にノンセンス突然変異を有する別のHSV− 1突然変異体(n504)は、野生型ウイルスと同様なサブクラスシフトを誘導 することができた。このことは、それがICP4突然変異ウイルスのように複製 できなかったという事実にもかかわらずである。同じ効果が、機能的な初期タン パク質であるICP8または主要DNA結合タンパク質をコードできない別の複 製欠陥突然変異体、突然変異体d301によっても生じた(図10)。従って、 ウイルス複製サイクルの特殊な構成物及び感染性のプロジェニーウイルスを産生 しないことが、サブクラスシフトの誘導に必須である。 マウスIFN−γに対する精製mAbは、サブクラススィッチに影響する ウイルス感染中にサブクラススィッチが生じるときのサイトカインIFN−γ の役割を評価するために、マウスIFN−γに対する精製mAbをマウスに接種 し、そのイン・ビボでのIgG2a産生における効果を実験した。Balb/c マウス(群当り4匹)を、i.p.の−1、0及び+1日目に2mgの精製抗マ ウスIFN−γmAbまたは2mgの無関係のアイソタイプ適合対照を接種した 。0日目にまた、マウスを106pfuの生のHSV−1(mP株)でチャレン ジした。チャレンジの1日前に開始し2回連続投与した、IFN−γに対するm Abの接種は、ウイルスで誘導されるIgG2a産生を部分的にブロックした( 図11)。1週間後、マウスを逆眼窩出血させ、全IgG2aとIgG1をEL ISAで別々に測定した。全IgG1レベルには、抗IFN−γ抗体の効果がな かった。これは、非特異的効果ではないことを示した。抗体の投与は、HSV特 異的IgG2aには効果がなく、IFN−γ抗体は、ポリクローナルな効果を排 除するが、Ag特異的応答ではないことを示した。図11は、3回の結果を表す 。ICP8欠陥HSV−β−ガラクトシダーゼ突然変異体を用いた免疫とIgG2 A/IgG1サブクラスシフト Balb/cマウスの免疫 メスBalb/cマウスをICP8欠陥HSV−β−ガラ クトシダーゼ突然変異体(HSV−β−gal)で免疫した。一次免疫は、106 pfuを0.1mlのi.p.で行った。11日後にマウスを採血して血清を 取り、106pfuを0.1mlのscでブーストした。ブースター免疫後28 日目に再び血清を得た。 また、マウスをβ−ガラクトシダーゼ(グレードVIII: 大腸菌由来、シグマ ケミカル社)で免疫した。不完全フロイントのアジュバント中100μgのタン パク質(0.2ml sc)の一次免疫後、14日目に100μgの可溶化タン パク質(0.1ml sc)でブーストした。ブースター免疫後11日目に、抗 体決定のための血清を得た。 ELISAによるβ−ガラクトシダーゼに対する抗体の決定 イミュンロンR2マイクロタイタープレート(ダイナテック ラボラトリーズ 社)を、37℃90分間かけてリン酸緩衝生理食塩水(PBS)中、1μg/m lのβ−ガラクトシダーゼ(シグマ社)で被覆した。プレートを、PBS ツゥ イーン(PBS+0.5%Tween 20、シグマ社)で3回洗浄した。血清 試料をPBS ツゥイーンで希釈し、室温で2時間プレート上でインキュベート した。再び、プレートを洗浄し、アフィニティー精製したアルカリフォスファタ ーゼ結合ヤギ抗マウスIgGサブクラス抗体(サザンバイオテクノロジーアソシ エート社)をPBSで希釈した。ツゥイーンを加えて室温で2時間インキュベー トした。すべての検 出抗体をアッセイして、サブクラス特異性を保証した。プレートを洗浄して、ジ エタノールアミン緩衝液中1mg/mlのシグマ104Rフォスファターゼ基質 を用いて、室温で発色させた。IgG1とIgG2aのアッセイは、30分間発 色させ、IgG2bとIgG3のアッセイは、60分間発色させて、それからVmax R マイクロプレートリーダー(モレキュラーデバイシス社)上でOD405n m値を読んだ。 ELISAの結果は、IgG1とIgG2aのアッセイに対し、30分後のO Dが0.75となる血清の希釈の逆数として記載される。IgG2bとIgG3 のアッセイの結果は、60分後のODが0.5となる希釈の逆数として記載され る。 この証拠は、体液性応答が複製欠陥HSV株により発現される外来抗原により 誘導されることを示し、この提案された研究の可能性に根拠を与える。さらに、 抗体のアイソタイプは、0.003〜0.053のIgG2a:IgG1の比率 を生じるβ−ガラクトシダーゼタンパク質の接種により誘導されるものとは異な っていた。高いIgG1レベルは、Th2を介するタンパク質抗原への応答と関 連し、高いIgG2a抗体は、Th1を介する生のウイルス抗原への応答と関連 している。これらの結果は、Th1を介する応答もベクターから発現したヘテロ な抗原に与えられることを示す。性器ヘルペスに対するICP8遺伝子に突然変異を含むHSV−2ウイルスを用 いる構築、特性決定及び予防免疫 HSV−1 HD−2株からpICP8−lacZの単離 HSV−1 HD−2(ICP8遺伝子内にlac2の挿入)ウイルスDNA を、BamHIで完全消化し、0.7%の低融点アガロースゲルで電気泳動を行 った。ICP8−lacZ融合遺伝子は、HD2に独自に得られた最大の断片( 約12.6kbp)内に含まれると予想された。HD2親ウイルスのKOS1. 1と比較した制限分析は、これがそうであると明らかにした。このバンドをゲル から切り出し、プラスミドpNEB193(ニューイングランドバイオラブズ社 )のBamHI部位にクローニングした。形質転換後、β−ガラクトシダーゼの 色素性基質であるX−galを含むLB プレート上の白コロニーを選択し、正確な挿入をスクリーニングした。制限消化 分析で確認し同定した。 HSV−2組換え体の単離 マーカーとして、HSV−2にICP8−lacZ融合配列を移すために、p ICP8−lacZをKpnIで消化し、最大の断片(約6.4kbp)を次に アガロースゲル電気泳動を行って精製した。この断片の5’末端は、開始コドン の76コドン下流であり、3’末端は、gBプロモーターの約1.3kbp上流 であった。リン酸カルシウム法を用いて、精製断片を1μgのHSV−2株18 6syn+−1wtウイルスDNAといくつかのモル比率で、S−2細胞(ウイ ルス感染時にICP8を発現)にコトランスフェクトした。プラークの出現後、 滅菌ミルクを半容量加えて感染細胞を集め、2回凍結融解してソニケートし、希 釈液を6ウエルのプレート中のS−2単層上で培養した。感染した単層に0.1 %の免疫血清を含む199培地−1%子牛血清(199V)を重層し、37℃で インキュベートした。 組換え体のスクリーニング プラークの形成は、通常S−2単層上に培養してから2日以内に観察された。 それから、細胞の単層を2回199V培地で洗浄し、0.5%アガロースと、β −ガラクトシダーゼの色素性基質であり該酵素で代謝されると青色を産生するX −galを300μg/mlで含む199V培地を重層した 。ICP8−lacZインサートを含む組換えウイルスは、X−galの存在下 、青色のプラークを生じると予想された。青色のプラークを拾い、希釈物をS− 2及びVeroの両単層上においた。S−2単層上で青色のプラークを形成する が、Vero単層上では形成しないそれらの単離物は、S−2細胞でさらに精製 するために考慮された。一旦精製されると、その単離物をVero細胞での成育 の試験を行った。ウイルスの低希釈液で観察された一般的な細胞変性効果(CP E)を除いて、何も観察されなかった。ウイルスの組換え体は、約0.1%の頻 度で得られた。2つの別々に単離した突然変異体である5BlacZ及び20B lacZをさらに特性決定した。 HSV−2組換えウイルスの分析 1.異なる細胞株での複製 5BlacZ突然変異ウイルスの複製を、プラーク形成法により異なる細胞株 でアッセイした。5BlacZは、HSV感染時にICP8を発現するS−2細 胞で効率良くプラークを形成した(表8)が、Vero細胞ではプラーク形成が 検出されなかった(表8)。これに比べ、wtの親ウイルスであるHSV−2株 186は、両細胞株に同等に効率良くプラークを形成した。 2.ゲノムの分析 ウイルス突然変異体を、まず制限消化とサザンハイブリダ イゼーション法で分析した。ウイルスDNAをヨウ化ナトリウム勾配遠心分離に より精製し、数種の酵素を用いる制限分析にかけた。サザンブロットに使用した プローブは、ランダムプライマー法により32P−dCTPでラベルした直鎖状の pICP8−lacZであった。この分析は、2つの組換えHSV−2ウイルス の期待された位置にICP8−lacZ遺伝子の存在を確認した(図2)。5B lacZだけを用いて、さらに分析を行った。 3.遺伝子の発現 5BlacZとwtウイルスによる遺伝子発現を比較するために、5Blac ZまたはHSV−2 186syn+−1ウイルスを、感染多重度(MOI)= 20でVero細胞に感染させた。感染後種々の時間で、35S−メチオニンを用 いてその培養物をラベルした。細胞の溶解産物を調製し、9.25%SDSゲル の電気泳動にかけた。ICP5やICP25のような後期タンパク質の、突然変 異ウイルスによる発現量が、野生型ウイルスに比べいくらか少ないことを除いて 、5BlacZウイルスは、wtウイルスと同じタンパク質を発現した。これら の抽出物のウエスタンブロット分析では、突然変異体感染細胞中で、ウイルスの 糖タンパク質であるgBやgDの発現が、wtウイルス感染細胞中での約半分で あった。従って、5BlacZ突然変異ウイルスは、正常細胞におけるですべて のキネティッククラスのウイルスタンパク質を発現し、接種した宿主で免疫応答 を誘導すると予想される。 4.DNA複製 5BlacZがそのDNAを複製する能力があるかを試験するために、野生型 株186syn+−1またはICP8突然変異体の5BlacZを、MOI=2 0またはモックでVero細胞に感染させた。感染後、細胞を3時間199V培 地で重層してから、25μCi/mlの3H−チミジンを含む199V培地に置 き換え、さらに4時間インキュベーションを続けた。細胞を溶解してRNアーゼ A処理後、全DNAを回収した。それから、等量のDNAをEcoRIとXba Iで消化し、アガロース電気泳動にかけた。それから、エンテンシファイTM(ニ ューイングランドニュークレア社)でゲルをフルオログラフィーに付して、乾燥 させ、コダックXARフィルムに−80℃で3日間曝した。5BlacZは、そ のDNAを複製できないことがオートラジオグラムにより明らかになった。 5.細胞の殺傷性 5BlacZが感染Vero細胞を殺す能力があるか、T25フラスコ中のコ ンフルエントな単層をMOI=5で感染し、感染後24、48及び72時間目に 集めることにより決定した。細胞を、リン酸緩衝生理食塩水中0.5%(w/v )のトリパンブルー溶液に再懸濁し、血球計算板で数えた。全細胞数を決定し、 死細胞と生細胞をトリパンブルーの色素の取り込みにより区別した(図12)。 従って、5BlacZは複製欠陥であるけれども、感染細胞を殺し、それ自体は 存続しない、つまりワクチンウイルスの所望される性質である。 6.モルモットの性器ヘルペスに対するHSV−2 5B1acZ複製欠陥突然 変異体の免疫 実験のデザイン 36匹のメスのHartleyモルモット(チャールスリバー ブリーディン グ ラボラトリーズ社、ウィルミントン、MA)を3つの群にランダム化した。 1群(N=12)は、非免疫対照であった。2群(N=12)は、背中への皮下 注射により、1×107PFUの5BlacZウイルスを 含む0.5mlの懸濁液を受け取った。3群(N=12)は、2本の後ろ足への 注射により、1×107PFUの5BlacZウイルスを含む0.5mlの懸濁 液を受け取った。免疫後33日目に、ウイルスのチャレンジを行った。アルギン 酸カルシウムで湿らせた消毒綿棒(tipped swab)(カルギスワブ# 3、スペクトラム ラブズ社、ロサンジェルス、CA)で膣の閉鎖膜を破り、プ ラスチックカテーテル(アボッカス、アボット ラブズ社、ノース シカゴ、I L)を用いて5.7log10PFUのHSV−2 MS株を含む0.1mlのウ イルス懸濁液を膣円蓋にしみ込ませることにより、チャレンジウイルスを動物に 接種した。感染動物の数を最大にするために、30分後に接種を繰り返した。接 種後(PI)1、2、3、5、7及び10日目に膣の綿棒試料を集め、凍結保存 し(−70℃)、ラビットのプライマリー腎細胞で滴定することによりウイルス の存在をアッセイした。モルモットを毎日評価し、既報の病変スコア−スケール を用いて原発性の性器の皮膚疾患の重症度を定量した(スタンベリー LR、E R ケルン、TM アボット及びJCオーバーオール 1982、モルモットの性器 ヘルペス:一次感染の病原性と再発疾患の記述、J.Inf.Dis.146:399-404)。原発 性の性器の皮膚疾患を、PI10日前に始まる臨床疾患の一次エピソードとして 定義した。一次感染からの回復後、P115〜42日まで毎日、自発性再発ヘル ペス疾患の証拠のために動物を調べた。 これらの結果は、特に足への接種によるモルモットの免疫は、HSV−2の毒 性の野生株を動物の膣内に接種したときに、性器の病変を減少させ、生殖管での HSV−2の複製を低下させる防御免疫を導くことを示す。これらの結果は、H SV−2の複製欠陥突然変異株は、性器ヘルペスに対する予防免疫を提供できる という証拠を提供する。均等物 当業者であれば、単なる日常的実験手法により、本明細書に記載された発明の 具体的態様に対する多くの均等物を認識し、あるいは確認することができるであ ろう。このようなそして他のすべての均等物は下記クレームの範晴に含まれるも のである。
【手続補正書】特許法第184条の8第1項 【提出日】1996年1月9日 【補正内容】 請求の範囲 1. ウイルス複製に必須の蛋白質をコードする遺伝子の1種以上に突然変異を 有するためヘルペスウイルスの複製に欠陥を有する該ヘルペスウイルスの使用で あって、免疫病理学的疾病、免疫調節的(immunomodulatory)疾病、又は免疫制 御的(immunoregulatory)疾病の治療のための医薬の製造において、該ヘルペス ウイルス突然変異体が、哺乳動物にイン・ビボ投与されるとIgG2a/IgG 1の抗体サブクラスシフトをもたらす能力を有するものであるヘルペスウイルス の使用。 2. このヘルペスウイルスが、HSV−1、HSV−2、VZV、EBV、C MV、HHV−6又はHHV−7からなる群より選択されるものである、請求項 1記載の使用。 3. このヘルペスウイルスがHSV−1又はHSV−2である請求項2記載の 使用。 4. この突然変異が蛋白質ICP8又はICP27をコードする遺伝子または 遺伝子群中に存在するものである請求項3記載の使用。 5. ウイルス複製に必須の蛋白質をコードする遺伝子の1種以上に突然変異を 有するためヘルペスウイルスの複製に欠 陥を有する該ヘルペスウイルスの使用であって、ヘルペス性支質角膜炎(herpet ic stromal keratitis)又はヘルペスウイルスの潜伏性感染の治療用の医薬の製 造において、該ヘルペスウイルス突然変異体が、哺乳動物にイン・ビボ投与され るとIgG2a/IgG1の抗体サブクラスシフトをもたらす能力を有するもの であるヘルペスウイルスの使用。 6. ウイルス複製に必須の蛋白質をコードする遺伝子の1種以上に突然変異を 有するためヘルペスウイルスの複製に欠陥を有する該ヘルペスウイルスの使用で あって、免疫病理学的疾病、免疫調節的疾病、又は免疫制御的疾病の治療のため の医薬の製造において、該ヘルペスウイルス突然変異体が、投与されるとIFN −γの産生を誘導する能力を有するものである該ヘルペスウイルスの使用。 7. このヘルペスウイルスが、HSV−1、HSV−2、VZV、EBV、C MV、HHV−6及びHHV−7からなる群より選択されるものである、請求項 7記載の使用。 8. このヘルペスウイルスがHSV−1又はHSV−2である請求項8記載の 使用。 9. この突然変異が蛋白質ICP8又はICP27をコードする遺伝子又は遺 伝子群中に存在するものである、請求項9記載の使用。 10. ウイルス複製に必須の蛋白質をコードする遺伝子の1種以上に突然変異 を有するためヘルペスウイルスの複製に欠陥を有する該ヘルペスウイルスの使用 であって、ヘルペス性支質角膜炎(herpetic stromal keratitis)又はヘルペス ウイルスの潜伏性感染の治療用の医薬の製造において、該ヘルペスウイルス突然 変異体が、投与されるとIFN−γの産生を誘導する能力を有するものであるヘ ルペスウイルスの使用。 11. ウイルス複製に必須の蛋白質をコードする遺伝子の1種以上に突然変異 を有するためヘルペスウイルスの複製に欠陥を有する該ヘルペスウイルスの使用 であって、免疫病理学的疾病、免疫調節的疾病、又は免疫制御的疾病の治療のた めの医薬の製造において、ヘルペスウイルスが、301、504又はgH欠 失突然変異体ではないことを前提として、該ヘルペスウイルス突然変異体が哺乳 動物に投与されるとIgG2a/IgG1の抗体サブクラスシフトをもたらす能 力を有するものであるヘルペスウイルスの使用。 12. ウイルス複製に必須の蛋白質をコードする遺伝子の1種以上に突然変異 を有するためヘルペスウィルスの複製に欠陥を有する該ヘルペスウイルスの使用 であって、免疫病理学的疾病、免疫調節的疾病、又は免疫制御的疾病の治療のた めの医薬の製造において、ヘルペスウイルスが、301、 504又はgH欠失突然変異体ではないことを前提として、該ヘルペスウイル ス突然変異体が、投与されるとIFN−γの産生を誘導する能力を有するもので あるヘルペスウイルスの使用。
───────────────────────────────────────────────────── 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 (C12N 15/09 C12R 1:92) (C12P 21/02 C12R 1:92) (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FR,GB,GR,IE,IT,LU,M C,NL,PT,SE),CA,JP (72)発明者 クニーペ,デイヴィッド アメリカ合衆国 マサチューセッツ 02166,オーバーンデイル,オーバーン ストリート 58 (72)発明者 フィンバーグ,ロバート アメリカ合衆国 マサチューセッツ 02021,カントン,スプリング レーン 48 (72)発明者 サイバー,ジョージ アメリカ合衆国 マサチューセッツ 02146,ブルックリン,コリー ロード 37

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1. ウイルス複製に必須の蛋白質をコードする遺伝子の1種以上に突然変異を 有するためヘルペスウイルスの複製に欠陥を有する該ヘルペスウイルスの使用で あって、免疫調節物質(immunomodulant)の製造において、該ヘルペスウイルス 突然変異体が、該哺乳動物にイン・ビボ投与されるとIgG2aからIgG1へ の抗体サブクラスシフトをもたらす能力を有するものであるヘルペスウイルスの 使用。 2. このヘルペスウイルスが、HSV−1、HSV−2、VZV、EBV、C MV、HHV−6又はHHV−7からなる群より選択されるものである、請求項 1記載の使用。 3. このヘルペスウイルスがHSV−1又はHSV−2である請求項2記載の 使用。 4. この突然変異が蛋白質ICP8又はICP27をコードする遺伝子または 遺伝子群中に存在するものである請求項3記載の使用。 5. ウイルス複製に必須の蛋白質をコードする遺伝子の1種以上に突然変異を 有するためヘルペスウイルスの複製に欠陥を有する該ヘルペスウイルスの使用で あって、ヘルペス性支質角膜炎(herpetic stromal keratitis)治療用の医薬の 製造において、該ヘルペスウイルス突然変異体が、該哺乳動物にイン・ビボ投与 されるとIgG2aからIgG1への抗体サブクラスシフトをもたらす能力を有 するものであるヘルペスウイルスの使用。 6. ウイルス複製に必須の蛋白質をコードする遺伝子の1種以上に突然変異を 有するためヘルペスウイルスの複製に欠陥を有する該ヘルペスウイルスの使用で あって、免疫調節物質の製造において、該ヘルペスウイルス突然変異体が、投与 されるとIgG2aからIgG1への抗体サブクラスシフトをもたらす能力を有 しかつ免疫学的防御効果を誘導する能力を有するものであるヘルペスウイルスの 使用。 7. ウイルス複製に必須の蛋白質をコードする遺伝子の1種以上に突然変異を 有するためヘルペスウイルスの複製に欠陥を有する該ヘルペスウイルスの使用で あって、免疫調節物質の製造において、該ヘルペスウイルス突然変異体が、投与 されるとIFN−γの産生を誘導する能力を有するものである該ヘルペスウイル スの使用。 8. このヘルペスウイルスが、HSV−1、HSV−2、VZV、EBV、C MV、HHV−6及びHHV−7からなる群より選択されるものである、請求項 7記載の使用。 9. このヘルペスウイルスがHSV−1又はHSV−2で ある請求項8記載の使用。 10. この突然変異が蛋白質ICP8又はICP27をコードする遺伝子又は 遺伝子群中に存在するものである、請求項9記載の使用。 11. ウイルス複製に必須の蛋白質をコードする遺伝子の1種以上に突然変異 を有するためヘルペスウイルスの複製に欠陥を有する該ヘルペスウイルスの使用 であって、ヘルペス性支質角膜炎(herpetic stromal keratitis)治療用の医薬 の製造において、該ヘルペスウイルス突然変異体が、投与されるとIFN−γの 産生を誘導する能力を有するものであるヘルペスウイルスの使用。 12. ウイルス複製に必須の蛋白質をコードする遺伝子の1種以上に突然変異 を有するためヘルペスウイルスの複製に欠陥を有する該ヘルペスウイルスの使用 であって、免疫調節物質(immunomodulant)の製造において、ヘルペスウイルス が、301、504又はgH欠失突然変異体ではないことを前提として、該 ヘルペスウイルス突然変異体が、哺乳動物に投与されるとIgG2aからIgG 1への抗体サブクラスシフトをもたらす能力を有するものであるヘルペスウイル スの使用。 13. ウイルス複製に必須の蛋白質をコードする遺伝子の 1種以上に突然変異を有するためヘルペスウイルスの複製に欠陥を有する該ヘル ペスウイルスの使用であって、免疫調節物質(immunomodulant)の製造において 、ヘルペスウイルスが、301、504又はgH欠失突然変異体ではないこ とを前提として、該ヘルペスウイルス突然変異体が、投与されるとIFN−γの 産生を誘導する能力を有するものであるヘルペスウイルスの使用。
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