JPS61502793A - トランス作用性転写因子 - Google Patents
トランス作用性転写因子Info
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- JPS61502793A JPS61502793A JP60502493A JP50249385A JPS61502793A JP S61502793 A JPS61502793 A JP S61502793A JP 60502493 A JP60502493 A JP 60502493A JP 50249385 A JP50249385 A JP 50249385A JP S61502793 A JPS61502793 A JP S61502793A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
トランス作用性転写因子
発明の分野
本発明は、所望の遺伝子のトランス作用性転写活性化(臣匹−acting t
ranseriptional activation )を引起して所望の遺
伝子産物の発現を大きく増幅するある種のウィルス性転写制御要素(traos
eriptional control elements )を含有するベク
ター系を用いる遺伝子産物の大量生産に関する。より特定的には、本発明は使用
並びにこのような発現に有用な方法及び物に関する。本発明は統合(integ
rated )及び非統合(unintegrated ) D N A上の異
ロウイルス由来の転写制御要素を利用する。本発明の転写制御因子を使用すると
異種遺伝子の転写速度が劇的に増加し、それ故所望の遺伝子産物の発現が増大す
る。
発明の背景
多くの種類のレトロウィルスが公知である。レトロウィルスの転写制御要素がウ
ィルスゲノムの末端長反復配列(long terminalrepeat、
LT几)として知られる部分内、より特定的にはLTルのU3領域内にあるとい
うことも知られている。エッチ、エム。
チミン()L M、 Temjn )、セル(伽旦)、27:1(1981):
同、28:3(1982)参照。
本発明によって、ある種のウィルス及びそれらウィルスのゲノムのセグメントに
よp遺伝情報を指定(コード)されisる種の因子は、それらウィルスのLT几
上セグメント制御下で機能を発揮する遺伝子が派生する産物の量を数倍増幅する
能力を有することが発色された。トランス作用性転写調節(男島−acting
tranaeriptional regulation )と呼ばれるこの
現象は、種々の型のヒトTリンパ球ウィルス(human T Iymphot
rople virus。
用語はトランス作用性転写調節活性を有するウィルスを意味するものとする。
ヒ) T IJンバ球ウィルス(HTLV)fdTリンハ球のOK、 T 4+
(ヘルパー)サブセットの障害に関連するレトロウィルスである。
HTLV I型(HTLV−I)け成人T細胞白血病の病因として耳望なもので
ある(ビー、ジエー、ボイエツ(B、 J、 Po1esz )Sci、USA
)、77:74xs(]9so+ ;ブイ、ニス、カリアナラマン(V、 8.
Ka%/anaraman )ら、ネイチャー(Nature ) (o ン
トン)294二271(1981):エム、ロバートーグロフ(M、 Rabe
rt−()uroff )ら、ジエー、エクスプ、メト、(LhL埜ヰ)、15
4:1957(1981’l :エム、ヨシダ(M、 Yoshida )ら、
ブロク、ナトル、アカデ、サイ、米国(Proe、 Natl、 Acad、
Sci、 USA )、79:2031(1982):及びエム、ボボビツク(
M、 Popovie )ら、ネイチャー(Nature ) (oンドン)、
300:63(1982)参照〕。
HTLV II型(HTLV−1)は毛細用白血病(hairy cellle
ukemia’ )のT細胞変種(T cell variant )をもつ患
者から最初に得られ九単離物である〔ブイ、ニス、カリアナラマン(V、 S。
Kalyanaraman )ら、サイエンス(5eienee )、218:
571(1982);アイ、ニス、ワイ、チエン(1,S、 Y、 Chen
)ら、ネイチャー(Nature ) (ロンドン)、305:502(198
3):イー、ビー。
ゲルマン(& P、 Gelmann )ら、ブロク、ナトル、アカテ、サイ。
米国(Proc、 Natl、 Acad、 Sei、 USA)、81 :9
93 (1984)参照〕。
ヒトTリンパ球つィルスI型(HTLV−1)は、0KT4+(ヘルパ〜)T細
胞喪失を特徴とする伝達可能な免疫抑制性疾のとして最近同定された〔エム、ボ
ボビツク(M、 Popovic )ら、サイエンス(5cience )、2
24:497(1984) :アール、シー。
ガo (L C,GJIIIO)ら、同、500ベージ;ジエー、シュプバツハ
(J、 5ehupbach )ら、同、503ベージ:エム、サーンガダラ7
(M、 Sarngadharan )ら、同、506ページ参照〕。これは
、レトロウィルスの特徴(同上)、リバーストランスクリブターゼ(逆転写酵素
)のマグネシウム嗜好性(preference ) (同上)、0KT4+T
IJンバ球特異性(同上)、p24及びエンベロープ蛋白とHTLV−1及び
HTLV−1の対応する蛋白質との交差反応性〔ニス、ケー、アーヤ(S、 K
、 A、rya )ら、サイエンス(社園式)、225:927〜930(19
84):及びエム、エセックス(M、 Bs5ex )ら、サイエンス(5ci
ence )、221:1061(1983)参照〕及び核酸レベルでのHTL
V−1及びlに対する類縁性の少なさく distant relajedne
ss ) (同上)に基、いて、HTLV族に属するとされた。
多くの点において、ウシ白血病ウィルス(BLV )により引起される疾病はH
TLV−1によるものと類似している。これらの疾患は、時にはリンパ球増加症
の後に来る長い潜伏期間を有している〔フエラー(Ferrer ) ラ、キャ
ンサー レス、(Cancerkl)、34:893(1974):及びガロ(
GaJIo)ら、ブラッド(Blood )、60:545(1982)]。い
ずれの疾患でも、疾患に先立ち標的器官内で慢性のウィルス血症はみられず、腫
瘍細胞内でプロウィルスのDNA組込み(DNA integration )
が起こる好適部位はない〔パウル(Paul )ら、上記;ケラトマン(Ket
trr+an)ら、上記;グレゴワール(Gregoire )ら、上記ニガo
(Ga1lo )ら、上記;及びビー、ノ・−ン(B、 Hahn )ら、ネ
イチャース末端長反復配列(LTR)に支配されるベクター内での異種遺伝子の
転写速度が大幅に増大することが今回発見された。これらウィルスのウィルスゲ
ノムのトランス作用性転写調節を提供する部分を含有する適当なベクターによっ
て宿主細胞を形質転換すると、異種遺伝子のトランス活性化が可能になp、従っ
て、ウィルスに感染した宿主細胞を使用する必要なしに所望遺伝子産物の産生量
が劇的に増加する。
発明の要約
本発明は、レトロウィルスの転写における新規な現象、すなわち転写のトランス
活性化(trans −activation )の発見によるものである。こ
こでは、新規なトランス活性化転写(TAT)因子全コードする、本明細書中で
”山田“遺伝子と称する新規な遺伝子について記載する。′また、ウィルスゲノ
ムのLT几部内のある種のシス活性化さ扛た領域(由−activated r
egion )につい本発明はその1面において遺伝子産物の生産を刺激する方
法ツムの、トランス作用因子をコードしているセグメントからなるトランス作用
性DNAセグメントを宿主細胞中に挿入し、tb1発現させる遺伝子産物をコー
ドしている遺伝子と、トランス作用性DNAセグメントが産生ずるトランス作用
因子に応答するシス作用性調節要素とからなる発現ベクターを宿主細胞に挿入し
、(el宿主細胞を培養することからなる。
サラに、HT L Vエンベロープの糖蛋白質のような同種(homologo
us )遺伝子及び原核性クロラムフェニコールアセチし、その有効性を測定す
るためのこれら遺伝子の使用の例についても記載するっ
本発明の物と方法を使用すると組換えDNA技術による遺伝子産物の発現速度と
発現量がかなり増加する。本発明の対になりた発現糸を用いると、典型的な場合
遺伝子産物発現がこのような系を用いな−・場合より少なくとも約5倍大きくな
る。好ましい場合には本発明の対になった遺伝子発現系によって発現される遺伝
子産物の童は、ここに記載した因子のない場合に産生きれる閂の少なくとも約3
0倍のファクターで増大(7、さらに好ましい場合には少なくとも約500倍ど
なる。以下に詳M(1&で述べるように特定の場合には本発明の方法と物を用い
ると遺伝子産物生産が1100より大きいファクターで増大し友3、図面の簡単
な説明
図1(a)、(bl及び(c)は本発明に使用した組換えプラスミドの図式的f
r、説明と構造を示している。これらの図はCAT遺伝子に対して5′に位置す
るLTRの領域を示す。
置主A、(bl及び(elHL T R転写要素が指令するD A T遺伝子の
過渡的発現を示す。これらのグラフは示した時間経過に亘る典型的なOATアッ
セイを示している。実験は全て少なくとも3回行ったが、結果はせいぜい30チ
までしか違わなかった。
記号はプラスミド、pU3R−1tO)、psV2cAT($1、pV3−1
to+、(「−
pV3R−N■)及びpsVXcAT(ハ)によって母音されるCAT活性を示
す。挿入図はあるOATアッセイの実際のオートラジオグラムを示し、このアッ
セイの直線範囲内のある時間に得られた変換を表わしている。
伝子の過渡的発現を示している。
幻はgag、凹4及びと遺伝子とpXすなわち止遺伝子の相対位fiを示すHT
LV−1ウイルスDNAの概略説明図である。この困遺伝子をHTLV LTR
が指令する合成と組み合せて用いるとトランス作用性転写が引起こされる。
図3(A)はHTLV−1ウィルスDN人の同様な概略説明図であり、■遺伝子
のセグメントと、この遺伝子の解析に使用したBam HIとC1a I制限エ
ンドヌクレアーゼ部位との位置全示しを決定するのに使用した欠失グラスミドと
その発現活性を示す。
図5はHTLV−1ゲノムの3′領域とトランス作用性転写因子のヌクレオチド
及びアミノ酸配列を示す。
好適実施態様の詳細な説明
種々のHTLVのLT几領領域配列が大きく異なっているCHTLV−1と厘の
間のLTRの相違に関してはシモトー列トロウィルスの末端長反復費素が適当な
虫境申で異種遺伝子の発現を促進できること全報告する。HTLV L T R
の制御下でか生じることが発見された。HTLV−1,fi及び■並びにBLV
の転写要素の活性に主要な相違があることも発見された。。
最も衝撃的な一連の観察によると、HTLVに感染した細胞・、!:=L支イし
内でけHTLV LTRにより促進された転写がトランス作浦楕また発現すべき
遺伝子に結合されたLTRがその全体より少ないときにも真実である。LTR領
域には、TAT因子と共同して機能を発揮することにより所望遺伝子の非常に増
大した転写が得られ、従って発現も大きく増幅されることになる最少の遺伝子セ
グメントがあることがわかる。これらのセグメントはT人R要素と呼ばれてお9
、これを利用すると同種又は異種のエンハンサ−を用いても用いなくてもトラン
スに活性化された応答を得ることができる。少なくとも1つのエンI・ンサー’
zTAR要素と共に使うのが好ましい。トランスに作用する転写因子はHTLV
T写要素の活性化に対しである種の型特異性(type5pee山city )
と示す。
転写のトランス活性化の現象と、HT L V及びBLVウィルスゲノムのLT
R領域の能力とは表1に挙げた結果が得られた実験で例示される。これらの実賊
では、原核遺伝子、すなわちクロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ
(CAT)i含有するプラスミドはプロモーターと(7て種々のトランスに活性
化するレトロウィルスLTR’r有していた。ウサギの旦−グロビン遺伝子を用
いて同様の実験を行つ念。本発明による発現に適した他の遺伝子としては遺伝子
操作技術による適切な宿主中での産生に適したあらゆるもの、たとえば、インタ
ーフェロン、インシュリン、ヒトその他の生長因子もしくは他の発現可能な遺伝
子産物をコードしている異種遺伝子、または、抗原やワクチンとして有用なHT
LV−1表面糖蛋白質のように有用なウィルス産物をコードしている同種遺伝子
がある。
l″y1jえば、プラスミドpU3R−1(構造は図1(B)に示すはU3全体
全含み、HTLV−@ cDNAクローンに由来するR領域の約SOイ岨ノヌク
レオチドがクロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ(CAT )遺伝
子に対し5′に挿入されていた〔シー。
エム、ゴーマン(C,M、 Gorman )ら、モル、セル2パイオール。
ン< C,M、Gorman )ら、ブロク、ナトル、アカナ、サイ、米国(P
roc、 Natl、 Acad、 Sci、 USA )、79:6777(
1982)参照〕。
このプラスミド(pU3 R−1) k )ランスフエクションによって真核細
胞に導入し、定常状態のCATメツセンジャーRN Aレヘルに相関するCjA
T酵素活性レベル〔同上: 詠云tた七t5紅mlωる:圧士÷及びエム、ティ
ー、ウォーカー(M、 D。
Walker )ら、ネイチャー(1atu二) (ロンドン)、306:55
7(1983)参照〕全トランスフェクションの48時間後に測定OAT遺伝子
を用い1同様に構築されたプラスミドで同様のトランスフェクションを行った。
すなわち、プラスミドpU 3 R−1、pU3R−罵及びpBLV−OATは
、細菌のクロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ(OAT)遺伝子に
対し5′に位置するHTLV−1,HTLV−1及びBLVのLTRt各々含有
している〔壬吐jプ=憤」劇■Ji二立力;;暑↓及びゴーマン、シー 、 x
A 、 (Gorman、 C,M、 )ら、モレク、セル、パイオール。
(Mo1ee、 Ce11. Biol、 )、2:1044〜1051(19
82)参照〕。これらのプラスミドの構造については図1(ん、1fBl及びI
K31を参照されたい。
CA T活性は、棟々の細胞型の、外米DNAを取シ込み発現する能力の差を調
整するため、CAT遺伝子の5′にSV40初期領域プロモーターを含有するプ
ラスミドであるpsV2c!AT〔:I”−? :/ (Gorman ) ラ
、上記1)のトランスフェクションで観察された活性に対して規格化した。
これらの研究に使用したHTLV−1株のLTRについての配列は図1人に示す
〔セイ式、エム、 (Seiki2M−)ら、ブロク。
ナトル、アカデ、サイ、米国(Proc、 Natl、 Aead、 Sci、
USA )、80:3618〜3622(1983)参照〕。この配列はヌク
レオチド51個の長さの不完全反復配列を2つとヌクレオチド21個の長さの不
完全反復配列を3つ含有している。この結果によって、HTLV LTRのU3
領域が非リンパ様及びリンパ様細胞中で異種遺伝子の転写のプロモーターとして
働き・うろことが確認される。
トランスフェクション実験の結果を表1に示す。HTLV−ILTRは、撞々の
動物及びヒトのリンパ様及び非リンパ様セルライン(細胞系)で効率的なプロモ
ーターとして機能する。
HT LV−I L T Rtフチ■ス伸11加T■畦−3−ラ二圧iニド同様
に、HTLV−I LTRが機能的にリンパ様細胞に限定されないことは明白で
ある6、HTLV−1,HTLV−璽又はB Y、 Vに感染した細胞内ではp
uait−1によってlされるOAT活性は顕著に刺激されない。HTLV−1
,HTLV−!又はB L Vに関連するトランス作用性の転写因子はHTLV
−ILTRによって指令される遺伝子発現全刺激しない。
HO8ヒト骨肉IFJfJ胞 ZOQ、9 1.0HO8/PL HTLV−1
に感染し;tHO8h6 7s 1.0セルライン
FLK 胎児羊腎臓細胞 19 1.fi 1.0FLK−BLV BLVに感
染したFLK細胞 !5 0.9 LO000S+L−ネコ上皮細胞 L、2
0.7 1.0ILajj ヒトBリンパ球ライン 2.5 zo t、。
MT2 HTLV−1に感染したヒト 1.4 130 101977球ライン
C3l−66−45HTLV−1不死化 1 76 10(immor t a
l 1zed )非−ブライン
Ll(榎チ2
H9ヒトTリンパ球 a、s Z5 <αi <o、i t、。
1(TLV−NFC感染したH x、x6o 12 <0.1 <0.1 1.
09ヒl−Tリンパ球
L84601)ジャーカット 1..8 ND ND ND 1.0(Jurk
at )ヒトTリンパ
球
I−(TLV−IK感染した 500 ND ND ND LOL8460Dジ
ャーカット
(Jurkat )ヒトTリンパ
球
上記の結果は本発明による異種遺伝子産物の産生において劇的な増加が得られる
ことを示している。例えば、HTLV−ILT l(に制御される発現ベクター
pU3R−1をHTLV−1に感染したHOs5胞及びヒトTリンパ球(MT2
)細胞内で使用すると、各々CAT$素活性の生成が約75倍及び130倍に増
加した。同様に、HTLV−I LTRに制御される発現ベクターPU31(−
17,HHTLV−IK感染1.りI(9#a胞及びヒトTリンパ球(L846
0D )細胞内で使用すると各々OAT酵素活性の生成が約1,160倍及びS
OO倍に増加した。同種遺伝子産物、例えばHTLV三■糖三日糖蛋白質ても同
様の結果が得られる。
又、HTLV L T几に指令される発現ベクターをトランスに活性に増加する
ことについては以下でより詳しく暎肘する、ウシ白血病ウィルス(BLV)のゲ
ノムは全てのレトロウィルスに特徴的なLTH,gag、pot及びμ配列を含
んでいるしニス、オロツラン(S、 0roszla口)ら、上に己〕。さらに
、ヒト′1゛リンパ球ウィルス(HTI、V)と同様に、B L Vゲノムげエ
ンベロープ遺伝子の3′に約1600 itlのヌクレオチドの長(・1.I、
み取り枠(open reading frame ) (LOR)領域金持つ
〔ダヴリュ。
ニー、ハセルチン(W、人、 Haseltine )ら、サイエンス(5ci
ence )、225:419(1984) 〕。
BLV LT几配列の転写能力をテストするために、細菌のクロラムフェニコー
ルアセチルトランスフェラーゼ(cAT)ffi伝子の5′にBLV LTRが
位置するプラスミドを構築した(図1 (C1)〔ゴーマン((ト)rman
)ら、上記〕。転写活性をアッセイするために、この組換えプラスミドをトラン
スフェクションによって真核細胞中に導入した〔グラハム(Graham )ら
、上記〕。(CAT酵素活性のレベルはCATメツセンジャーRNAのレベルと
密接に相関しており、そのためCAT遺伝子の5′の配列が転写を促進する能力
の尺度となる〔ゴーマン(()orman )ら、上記;ニス、エル、マクナイ
ト(S、 L McKnight )ら、ネイチャーCAT活性が検出された(
表2及び図2)、っこの実験に使った感染セルラインはリバーストランスクリプ
ターゼレペルが高いことで示されるようにBLVウィルス粒子(virons
)を産生した(データは示さず)。他の非感染及びBLV感染適合セルライン(
matched cell 1ine )を用いても同様の結果が得られた。使
用したセルラインは、非感染コラモリ肺細胞(C0L88 )とBLvを産生す
るC0L88ラインのクローン性単離物〔ティー。
シー、グラブス(D、 C,Graves )ら、キャンサー リス、(−五匹
)、36:4152(1976))とトランスフェクションの6〜8日前にBL
Vに感染させたFLK細胞であった(表2及び図2)。
これらの実験から、ウィルスで誘発されてもウィルスでコードされていてもトラ
ンスに作用する因子はBLV LTRに制御される遺伝子発現を活性化すると結
論される。この効果は転写のし・ヘルで最も生じやすい〔ヅf1譜邊÷翁打03
姓ニドも;=:圧二記÷マクナイト(MeKnight )ら、上記〕。
HTT、V−1,HTLV−1及びHTLV−1ノL T R配列が指令する遺
伝子発現!t′1HTLVに感染した細胞中に存在するトランス作用性因子で増
強される+≠≠立スキ≠4間■肯→鴨ヨ±−記視これらの因子がBLV転写制御
配列を活性化しうるかどうかについてもテストした。
& 2 K 示り、fc Lうに、HTLV−1、HTLV−1及びH’l”L
V−Iに感染したセルライン中に存在するトランス作用性因子はBLVJ、T几
によって指令されるCAT遺伝子発現を活性化できなかった。同様に、B L
Vに感染した細胞中に存在する因子は種々のHTLV−LTR配列によって指令
されるCAT遺伝子発現全増加することができなかった。このことが示唆してい
るように、HTLV−1,HTLV−if及びHTLV−1に対すルトランス作
用性因子はBLV LTR配列を活性化する因子とは機能的に交換可能ではない
。これは、HTLVとBLVのLT几配列間で一次配列の相同性が欠けているこ
とを考えれば篤くべきことではない〔ティー、コラエラ(D、 0ouez )
ら、ジエー、ビロール、(J。Virol、 )、49二615(1984);
ニー、ツイマニス(A。
Tsimanis )ら、ヌク、アシッド、リス、 (Nuc、 Ac1d、
)tes、 )、17:6079(1983):及びジエー、ソドロスキ(J、
5odroski )能に対する主要な決定因子は、誘発されたトランス活性
化因子の存在であると思われる。この活性化因子はほとんどの場合それら自身の
型のL T Rプロモーターに特異的である。すなわち、BLV LTRk *
有するプラスミドが指令するトランスに活性化されたOAT遺伝子発現はBT4
に感染し念細胞でのみ観察された。この点に関(−1HTLV−Lと1のL T
Rの効率的な活性:・1犬部分HTLV−ト及−び−H1I’−b−■−=−
4に感染した細胞に限定されルト思b tl、 7) タめ、B L VはHT
LV −1皮ぴ−H)L:=V=tに似ている。一方、H’rLV−I L T
Rによって指令される転写はL(TLV−1にのみ感染した少なくともいくつ
かの細胞内において効率的に行われるようであった。
トランス−活性化現象と工、OB領領域存在は他の非急性レトロウィルスからB
LV及びIITL■の両者を識別する。我々は、HTLV LTRのトランス−
活性化がHT L V 用遺伝子の蛋白質産物によj)媒介されることを発見(
7た。、BT、Vのゲノムがそのエンベロープ遺伝子の3′にL Oル領域金含
有する〔ダブリュ、ニー、ハセルチン(W、 A、 Haseltine )ら
、サイエンス(5eier+ee )、225:4t9(tes4))ので、そ
のために、BLV提起さ7′する。このような蛋白質をコードしうる2キロ塩基
の情fJi (message )はBLVに感染した細胞で検出された〔ギス
ダエル(Ghysdael )ら、′−2ニー、ビロール−(J、 Virol
、 )、29 : 1087(1979))っ
ヒトT IJンバ球ウィルス1型(HTLV−1)の3′末端の配列を決定し、
HTLV−1、ウシ白血裔ウィルス(BLV)及びマウス乳癌ウィルス(MMT
V)のゲノムの3′末端と比較した。これらのウィルスは全て38〜40,00
0の分子量領域−〇)蛋白質全コードするのに十分な長い読み取り枠を含有して
いる。
HTLV−1の3′末端領域の1.557塩基のヌクレオチド配列は2つのドメ
インに分けることができる。547ヌクレオチド長の1方のドメインは配列の5
′末端にあり、HTLV−1の対応領域に対し全くあるいは非常にわずかにしか
配列の相似点けない。このドメインをここでは非保存領域(non−eonse
n’ed region・列して並べることができ、1. OX 1ヌクレオチ
ドのうち716(70%)という相同性で同じである。。
HTLV−1ゲノムの1,011ヌクレオチド長配列の周囲(perimete
rs )は337アミノ酸長のポリペプチドをコードしうる1つの長い読み取り
枠と正確に対応する。っHTLV−1の対、応配列も359アミノ酸長のポリペ
プチドをコードしうる1つの長い読み取り枠を囲んでいる。
HTLV−1及び厘にコードされる蛋白質はほとんど同じ長さであり、337の
アミノ酸の278個が等しい(82チ同一)。
Cれら2つの蛋白質の類似の程度は保存的アミノ酸置換(conservati
ve amino acid 5ubstitutions)を考えると更に一
層著しくなる(95チ類似)。これら蛋白質の親水性領域及び疎水性領域の分布
は著しく似ている。
他のいくつかの長い読み取り枠がl型及び1mのHTLVの及びHTLV−1の
両者に共通するものでitないことが判る。上記で検討した3′末端配列は注目
に値する例外であるが、I−ITLV−1及び厘ウィルスのコーディング能を比
較すると、どの読み取り枠でも3′領域内に予期された蛋白質配列の類似する領
域iづ一層められなかった。特にセイキ(5eiki )cセイキ(5eiki
)ら、上記〕が認めたpXl、X2及びX3の長い読み取り枠はHT Lv−
iの3′配列内に同等物(counterpart )を全く持たず翫一方)p
X4は上述の長い読み取り枠のカルボキシル末端に対応する0HTLV−1に比
べてHTLV−CのNOR領域では//塩基対が欠失しているが、これがウィル
スの生物学的活性に作用しないことは明白である。
HT L V−1及び克の3′末端領域は、HTLV−刊の場合には約42kd
の、そしてHTLV−1の場合には約38kdの分子量の七白質全コ・−ドする
新しい遺伝子を含/しでいる。これらの市内質はアミノ酸lノベルでは90%以
上相同(homologous )であり、主として感染細胞の核内に位置する
。HTI、V−1に感染したセルラインの分子量40〜42.000の蛋白質は
、HTLV−1に感染した人の血清で認識されるが対照のヒト血清では認識され
ないことを銘記し、ておく。
今回、HTLV−1及び蔦のこれらの長い読み取り枠は各々1(TLV−1及び
脂に対するトランス−活性化転写因子全コードすることが発見された。従って、
(以前には時々PX又はz−for遺伝子と云われて〜・た)これらの遺伝子全
ここでHHTLV−1及びHTLV−1に対する男遺伝子と云う1゜HTLV−
1及び腹のU」遺伝子はイニシエーターメチオニンコドンを持たないが、その5
′端にスプライスアクセプターコンセンサス配列を示す。tat遺伝子産物蛋白
質は、L T 14−及び困相同(homologous )領域に加えてpo
L −env連結(junction )を囲む配列全含有することが多いスズ
ライスされた2キロ塩基の情報から作られる。天然txt遺伝子産物蛋白質の組
成を洞察するために、HTLV−1で不死化した( immortalized
) C81−66−45セルライン中の選択されたスプライスドナー及びアク
セプターの遺伝子地図を作ffL′fcoこのセルラインは2キロ塩基のHT
L v関連メツセンジャー几NAのみを示し、HT LV−142txt遺伝子
産物蛋白質のみを発現する、この蛋白質は成人T細胞白血病/リンパ、11(x
Tr、r、)、1者からの抗血清で検出できる。081−66−45のマツピン
グによって、HTL V −1の長い読み取9枠中でコード可能な情報に対して
以前に決定されたのと同じ位置で、HTLV−1env遺伝子開始コドンの3′
のすぐ隣にあるスプライスドナーコンセンサス配列とtat遺伝子内のCta
1部位の5′から172bpにあるスプライスアクセプターコンセンサス配列と
が同定された。天然の工情報及び蛋白質の産生についての可能な図式を図3に示
す。二元のスプライス事象(dual splicing event )によ
り、HT L V 仁ホ遺伝子はその開始コドンと1つのグアノシン残基をW遺
伝子に与え、枠内(in−frame )コーディング配列が得られる。
圧情報に対するスプライシングパターンについての知見から、HTLV−1及び
HTLV−1i7)ゲ/ムノenv−X領域に対し5′にHTLV−1のI、T
ルを配置することにより、天然の用産物が真核細胞中で発現されうろことが示唆
された。この場合、これらプラスミドはHT L Vゲノムの3′側の半分から
エンベロフタ−で発現されえ、かつこのベクター針畦倖しうろこと全確認するた
めに、細菌のクロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ(CAT)遺伝
子にコードされる9つのアミン末漏残貼シ
基とlスプライスアクセプターから終結コドンまでわたる完全なHT L V
= I t a を遺伝子の産物とからなる融合イH白質のみ?発現するように
プラスミド(pOATLORユ)を設計した。っこのハイブリッド遺伝子をプラ
スミドpU3几−!及びpU3−1と共に種々のセルライン内にコトランス7エ
クト(eotransfeet ) シた。pUヨ几−1によるCAT LOR
iのコトラ/スフオーマントによって、ヒトTリンパ球(HUT78 )、サル
腎ha胞(C08=1)及びネズミ線維芽細胞(NIH3T3 )における効率
的な転写が明らかになった。HTLV−1及び扉のL T R配列によって指令
される遺伝子発現の速度に影響するこれらプラスミドの能力を検討した。
融合産物又はプラスミドCATLO1t4ば、CAT遺伝子がHTLV LTR
の制御下に置かれたプラスミドでコトランスフエクトしたときに、過剰産生クロ
ラムフエニコールアセチルトランスフエラーゼという形態でトランス活性化の証
拠を示した。他のインティケータ−プラスミドで得られた結果とこの結果とから
、OA、TLORiプラスミドの融合産物の1部であると思われるI(T L
V−1の艮い読み取り枠(困遺伝子)の遺伝子産物がトランスに活性化する因子
であることが示される。また、HT含有するLT)Lに制御された発現ベクター
又はその他のベクターでコトランスフエクトすることにより、所望の宿主細胞に
こ子を発現ベクターそのものに含有させることもできる。
ここに開示したトランス活性化因子のもう一つの用途はセルラ・インの不死化(
im−mortalization )である。HTLV−1による細胞の不死
化は、多分、リンパ球の増殖制御に関与する細胞遺伝子のトランス活性化を介し
て、i1!接的又は間接的にHT L V部産物によって媒介される。疾患特性
及びトランス活性化現象によりBI、V及びHT L Vが他の非急性レトロウ
ィルスから識別されるので、HTLVtat遺伝子の産物は形質転換プロセスで
重・をな役割を果す。
(見、!5−白)
B、HLV −tat” ’Jli。
トランス活性化を決定するためにはHTLV−1のどの領域が必要であるかを決
定するために、HTLV−1プロウイルスゲノムに欠失を導入した。欠失プラス
ミドは、ラトナー(R,Itnet )ら、ネイチャー(連想ヱ)、と、3:2
77(1985)によるHTLV−iゲ、ツムの配列に基き、欠失終点のヌクレ
オチド番号を用いて命名する。プラスミド(pHXBe2 )■欠失変異体のト
ランス活性化能を上記と同様のコトランス7エクション実験でテストした。欠失
体をテストするための受容体としてはヒーラ(He1a ) If111胞を用
いた。何故ならば、このセルライン中では本来HTLV−ILTRの活性が低い
のでトランス活性化の存否について正確に評価できるからである。欠失プラスミ
ドとそれ奢るトランス活性化因子をコードする部分の同定にある。ゲ、2ムのこ
の部分は欠失プラスミドpD(83−536515607−7719/8033
−9266)によって規定されたものに対応する。HTLV−Iゲノムの田領域
の可能性のある産物の予期きれるアミノる点で注目すべきものである。核酸と結
合する能力を示すいくつかの核蛋白質でこのようなアルギニン/リシンの多い領
域が発見された。配列決定した種々の1(TLV−1単離体の中でこの塩基性の
部分(5tretch)は不変であシ、このことはそれが機能を維持するために
保存されているかもしれないことを示唆して仕存壱佳4傅さ枦
HTLV−1の場合にはし」遺伝子とその産物はHTLV−1及びHTLV−1
と同様の方法で使用して、例えば宿主細胞の感染、宿主細胞ゲノムに対する加遺
伝子の永久的付加、HT L V−IL T Rで促進される発現ベクターによ
るコト5ンスフエクション、又はこのようなベクター内への取シ込みにより大t
の遺伝子産物産生を得ることができる。
トランス作用性因子に応答するシス作用性調節要素の位置A、HTLV−1末端
長反復配列内のシス作用性調節配列の位磁HT L V′ウィルス中の統合プロ
ウィルス(integratm provirus )にフランク(rlank
)する末端長反復配列は宿主のRNAポリメラーゼと相互作用する認識信号を含
有している。この信号はポリメラーゼ用の開始部位、プロモーター及び近くのプ
ロモーターでの転写速度を支配するエンハン型−と呼ばれる配列を含んでいる。
HTLV−ILT几が、エンハンサ−とプロモーター要素に加えて、HTLV−
1に感染した細胞の中に存在するトランスに作用する調節因子に応答するシス作
用性の調節要素を含有していることが判明するだろうと予期された。
L T Rの“TATλ′配列に対し、5′のシス作用性調節要素を同定するた
めに、一連の5′欠失変異体を構築した。上述しかつ図1に示した、細菌のOA
T遺伝子の構造コーディング配列の5′にHTLV−ILT几配列配列有してい
る7にプラスミドpU3)L−1で欠失を作製した。欠失プラスミドを真核細胞
中にトランスフェクトレ、トランスフェクションの48時間後に調整した細胞抽
出物のOAT酵素活性を測定した。
非リンパ様細胞及びリンパ様細胞での転写速度(対する欠失の影響を図2Cに示
す。先ず70個のヌクレオチドを欠失させると転写活性が実質的に失われた。更
に10個のヌクレオチドを欠失させると活性は部分的に回復した(図2e)。従
って、負の調節要素はU3配列の位置−294と−286の間に位置しうる、っ
欠失−?62及び−240の場合は、リンパ様細胞での転写ト比ベヒーラ(He
1a )細胞での転写に対する欠失の影響に驚ろくべき相違があることが観察さ
れた。これらの欠失はヒーラ(He1a ) at胞中でのCA、 T活性のレ
ベルを約10倍減少させるが、リンパ様細胞中では転写レベル全約2倍減少させ
るのみである。この知見により、非リンパ様細胞内の効率的な転写に必要な配列
はヌクレオチド−286と−262の[)Xlに位置する、′。
と、及びこのような配列はある塊のリンパ様細胞での効率的な転写には必要では
ないことが示唆される。位iFj’、−230−まぐさらに10個のヌクレオチ
ドが欠失すると検討した全細胞で転写活性のレベルが実質的に減少する。後者の
欠失では上流の511) p反復配列のほぼhと21bp反復配列全体とが除去
される。
このように、51bpと21bpの不完全反復配列はLTR内で各各2回及び3
回重復して繰り返されるにもかかわらず、以上のデータの意味することは最も5
′の反復配列か完全な転写活性に必要であるということである。
欠失研究の解析によって、トランスに調節される領域の5′境界についての情報
も得られる。非感染細胞と比べHT L Vに感染した細胞では(SV40初期
領域プロモーター要素に対し規格化したときに)OAT遺伝子発現のレベルが約
75〜150倍高い。位置−230全通って伸びる欠失でもこの倍率は一定のま
まである(図2e)。従ってウィルスに関連するトランス調節はLTRの5′末
端と位置−230との間の配列に依存しない1、さらに、転写開始部位の上流に
55個のヌクレオチドを保持した欠失体pC55はOAT活性をほとんど指令し
ないので、トランス−活性化に必要なある配列が除去されていると推測される。
T A、 T Aボックスの5′側に離れている反復配列は明らかにHTLV−
I L T l(の転写活性の役割を持つので、U3領域内のこのような配列が
エンバンサー要素、すなわち配向に関係なく異種プロモーター上での転写速度を
増すことのできる配列とし2て働くかどうかを決定しようとした〔ベノイスト、
シー。
(Benoist、 O,)ら、ネイチャー四n包E)、290:304〜31
G(1981) :バナージ、ジエー、 (Banerji、 J、 )ら、セ
ル(9出)、27:299〜308(1981):及びグルス、ピー(Grus
s。
P、)ら、ブロク、ナトル、アカデ、サイ、米[B (Proe、 Natl。
Acad、 Sei、 US A )、78:943〜947(1981)参照
〕。
LTRの5′末端からTATA開始配列のヌクレオチド35個分上流の位置まで
伸びる部分を、pSVIX OAT内で自身のエンハンサ−要素を欠(SV40
初期領域プロモーターの5′に挿入した。同じ転写配向でU3配列のコピーを、
1つもしくは2つ、又は反対の配向で1つのコピーを含むプラスミドを構築した
(図1c)。
ヒーラ(1(ela ) di胞のトランスフェクションに際してのCAT活性
レベルを図2bに示ず。HTLVU3配列がないと活性はほとんど検出されな力
)つた。しかしながら、1つ又は2つのU3配列コピーを含有するプラスミドに
ついてはOA、 T遺伝子の発現はそれぞれ45又は130倍高かった。U3配
列が反対の配向にあるときには、OAT活性のレベルはpsVlcATの13倍
であった。これらのD N A、を他の非リンパ様細胞及びリンパ様細胞にトラ
ンスフェクトし°〔も同様な結果が得らnだ(表3)、、これらの細胞のいくつ
かはHT L Vに関連するトランス作用因子を含有している。こうして、T、
T Hのこの部分内にある配列が効率的な転写エンハンサ−として機能するは
ずであると結論した。
エンハンサ−プラスミド He1a C81−6645HTLV pHE30A
T LOO,15pHXIOAT 31 よ20
R8V p几ES1 2 NIP*
p)LEHI 7 L2
表3はHT L VとSV40のプロモーター配列の比較活性を示している0H
TLV又はSV40のプロモーター配列の5′にHT L V及び1(SVのエ
ンハンサ−配列を持つ組換えプラスミドを表示した。細胞型にトランスフェクト
した。48時間φインキュベーションした後にOATアッセイを行った。表示し
た値は、プラスミドpU3R−1でトランスフェクトした同様の細胞中に存在す
る活性に対して規格化したCAT活性のバー・センデータを表わす。
*NDは実施せず。
このエン・・ンサー効果は調べた全細胞で同様であシ、リンパ様起源の細胞に限
定されない。池のレトロウィルスエンハンサ−要素について観察されている〔ラ
イミンズ、エル、ニー。
(La1m1ns、 L、人、)ら、ジエー。ビロール。(J、 Virol、
)、49:183〜189(1984)及びフロム、エム(Fromm、 L
)ら、モル、セル、パイオール、 (Mol、 Ce11. Biol、 )
、3:991〜999(1983)参照〕ように、転写配向には多少優先性があ
るように思われる。
さらに、この領域は他のウィルスエンハンサ−で観察された反復配列に形の上で
は類似しているかもしれない反復配列要素を含有しているにもかかわらず、この
領域は多くの真核及びウィルスのプロモーター安素の5′で観察されるコンセン
サスコア配列に相同(homologous )な配列は含有しない〔ワイ/・
−、エイチ(Weiher、 H,)ら、サイエンス(5cience )、2
19:626(1983)及びライミンズ、エル、ニー、 (La1rnins
、 L、 A、 )ら、ブロク、ナトル、アカデ、サイ、米国(Proc、 N
atl、 Acad。
Sci、 USA)、79:6453〜6457(1982)参照〕。そのため
、ウィルスLTR内に存在する他の配列がこの機能を果たすはずである。
T A T A開始配列に隣接する領域が異種エンハンサ−要素に対するプロモ
ーターとして働きうるかどうかを決定するために、U3領域の、TATA配列に
対し5′の35ヌクレオチド、RNA開始配列を通って延びる部分を含むプラス
ミドfc#It築した(図2)。この配列の5′にHTLVのU3領域(反対の
配向で)又はTATA開始配列のないラウス肉腫ウィルス(R8■)のU3領域
を含むプラスミドも構築した。SV40初期プロモーター領域とHTLV及びi
t s vのU3エンハンサ−領域を含むハイブリッドプラスミドも構築した。
こうしてHTLVとSV40のプロモーター機能の比較ができた。
HTLVエンハンザ−及びSV40プロモーター領域を含有するプラスミドと対
比して、HTLVプロモーター及びエンハンサ−配列を持つプラスミドでトラン
スフェクトした細胞ではCAT遺伝子発現が20〜30倍高かった(表3)。活
性の上昇は、それ自身のプロモーターと並んだ逆向きのHT L Vエンハンサ
−の機能ではない。RS Vエンハンサ−配列がHTLV及びSV40のプロモ
ーター配列の両方の5′にあったときには、1(T L Vプロモーターを含有
する構築物は類似のR8Vエンハンサ−構築物の少なくとも3倍強力であった(
表3)。この観察によって示されるように、TATAボックスの周りのHTLV
配列の領域は異種エンハンザ−要素に対するプロモーターとして働くことができ
る。
これらのプラスミドで081−66745リンパ様細胞ヲト乏ンスフエクトする
と、ヒーラ(He1a )細胞で得られたと同様のCAT活性レベルが得られる
(表3)。従って、ハイブリッド転写領域は有効なプロモーターだが、これら細
胞内に存在するトランス作用因子には応答しない。従って、トランスに調節され
ているこの完全な機能性領域はHTLVL T Rの−35と+315の間には
存在しない。
ここに示したデータによって、HTLV−ILTRのU 3部分のいくつかの機
能性ドメインの定義も得られる。この領域は他のエンハンサ−要素で見られるコ
ンセンサス配列と類似する配列を欠いて−・るにもかかわらず、LT凡の−33
5と−35との間にある領域げ転写エンハンサ−要素として働く。さらにHTL
Vエンハンサ−はマウスイムノグロブリンH鎖遺伝子〔ギリーズ、ニス、ティー
、 (G11lies、 S、D、 )ら、セル(自旦)、33ニア17〜72
8(1983)及びバナージ、ジエー、 (Banerji。
J、)ら、セル(笠)、33ニア29〜740(1983)参照〕及びいくつか
の他のレトロウィルス〔ライミンズ(La1m1os )ら、上記及びリニー、
イー、 (Linney、 F−)ら、ネイチャー(Nature )、308
:470〜472(1984)参照〕のエンハンサ−が示すような検出しうる組
織指向性(優先性)を示さない。
これらのデータは、位置−286と−262の間に存在する配列が非リンパ様細
胞内の調節機能全付与することを示唆している。この可能性は、この配列を持た
ないHTLV−1のL T R〔ソドロスキー、ジエー、 (8odroski
、 J、)ら、ブロク、ナトル。
アカテ、ザイ、米国(Proe、 Natl、 Aead、 Se’、 USA
)、81:4617〜4621(1984)及びシモトーノ、ケー、 (Sh
imotohno、 K、 )ら、ブロク、ナトル、アカデ、ナイ、米国(Pr
oe、 Natl、 Aead。
Sci、 USA )、81:1079〜1083(1984)参照〕が非リン
パ様細胞内では有効なプロモーターではない〔チェン、アイ、ニス。
ワイ、 (0hen、 1. S、 Y、 )ら、ネイチャー(Nature
)、309:276〜279(1984)参照〕のであるから興味深い。゛また
これらのデータは、トランスに活性化される領域が位置−35と−385の間又
は位#−35と+315の間のいずれの間にも完全な形では存在しないことも示
し′Cいる6、このことからトランスに調節される領域はこれら2つの領域全通
って伸びていること金示同様の方法を用い、HT L V−1のL14中のシス
に作用する調節要素の位置を決定した。認められた種々の要素を図6に示す。こ
のL T 14はエンハンサ−要素、プロモーター、ウィルスに感染した細胞内
でHTLV−ILTRが指令する遺伝子発現のレベルを大幅に上昇させるために
必要な領域、並びにHTLV−ILTRプロモーター及び異種プロモーターによ
って指令される遺伝子発現を負に調節する領域を含有している。
ヌクレオチド−137と−17の間にある( cap = + 1 )HTLV
−1エンハンサ−U多くのウィルス又i細胞のエンハンサ−配列に典型的なタン
デム反復要素とコアコンセンサス配列の両者を欠いている。これは同様にコアコ
ンセンサス信号を欠<HTLV−[エンハンサ−に類似している。非リンパ様セ
ルラインと同様にリンパ様セルラインで異種プロモーター配列の活性を機能的に
補完するエンハンサ−の能力は注目すべきである1、HT L V−1エンハン
ナ・−の多くの荀j胞型で働くi能力から、if TL V −1の0KT4+
細胞指向性(tropism )はL T Rのみの機能によるものではないと
結論できる。
エンハンザ−要素自身はウィルスに関連するトランス作用性調節因子に応答し5
ない。この点において、これらの要素はI−I TLV−1のエンハンザ−に類
似しているが、同種ウィルスによる感染に関連する因子に弱(・と云えども応答
するH T L V−1及びBLVのエンハンサ−要素とは云なる。
ゲノムのRN A開始部位を囲む配列は同種及び異種の両方のエンハンサ−配列
に応答するプロモーター配列として働くことができる。しかしなから、機能的な
エンハンサ−が存在しないとこわらの配列はウィルスに関連したトランス作用性
調節因子に応答しえない。明らかに、−17と+80との間にある配列は応答性
表現型には十分なものである。これらの配列はHT L V−■エンハンサーの
配列と重ならず、プロモーター配列と共通の末端(co−terminal )
をもたない。この理由のために、この領域がトランスに作用する応答性又はター
ゲット要素に対する新しい型の調節要素、すなわちTAル要素を含有していると
思われる。
異種エンハンサ−プロモーターと同様に同種のものからも指令される遺伝子発現
のレベルに負に影響するHTLV−I L T l(の5′末端にある配列の同
定は予想外であった。この配列は離れた位置から配向に関わりなく’OAT遺伝
子発現のレベルに負に作用する。N RE配列は感染及び非感染細胞の両者でH
T L V−ILTRによって指令される遺伝子発現を下向きに調節することは
注目すべきことである。NREの作用はエンハンサ−要素の作用と反対である。
工要素とtar 9素ならびに遺伝子産物生産におけるそれらの使用に重きを置
いて来たが、業界の技術者は認識できるように、ここで記載した発現系にその機
能を変更または改良するために他の要素を含ませることができる。たとえば、こ
こに記載した発現ベクターおよび/または活性化ベクターはポリアデニル化シグ
ナルのような他の要素、ネオマイシン耐性やGPT耐性のような1種以上の選択
マーカー、等を含んでいてもよい。
たとえば適切な宿主の範囲を拡大するために別のエンハンサ−要素をさらに含ま
せてもよい。その他の修正は当業者には全く自明であろう。
以下の実施例により本発明をより詳細に説明する。これらの実施例は本発明を理
解するためのものであって、本発明の範囲と限定するためのものではない。Xh
o I及びHind @合成りN人すンカ−の使用も言め全ての組換えDNA手
法は標準的手順による。
本発明ベクターは、マン(Manrl )ら、セル(リノ)33:153(19
83) に記載された手順に従って製造されるもののようなウィルスベクター又
はプラスミドの形でありうる。
イ重々のセルラインはトランスフェクトされたDNAを取り込み、発現する能力
が異なっている。各実績で、HT L V配列金持つプラスミドが指令するOA
T活性はSV40エンノ・ンサープロモーター要素を含むグラスミドのものに対
し規格化した。
SV40転写要素は非常に多くの細胞、型で機能することが示され、同様の研究
の比較的中立の参照プロモーターとして利用されている〔ゴーマン(Gorma
n )ら、上記;及びエム、ティー。
ワーカ−(M、 D、 Walker )ら、ネイチャー(Nature )、
306:557(1983))。
実施例I
HTLV−OAT m換gプラスミトノ構築動物のレトロウィルスLT几の転写
制御要素はU3領域内に含まれている〔エイチ、エム、チミン(H,M、 Te
m1n )、セルTemjn)、セル(出旧)、28二3(1982,1参照〕
。HTLV L T Rの通常エリ長いR領域は転写調節の役割を演すると思わ
れたので、HT L V−1のU3及びIL領領域全体をクロラムフェニコール
アセチルトランスフェラーゼ(CA−T)遺伝子の5′に挿入した(p+J3R
I及びpU3B、−n 、)(図1及びシー、エム、ゴーマン(C,M、 Go
rman )ら、モル、セル。パ・イオール、 (Mo1. Ce11゜匹患)
、2:1044(1982)ニジ−、エム。ゴーマン(0,M。
Gorman )ら、ブロク、ナトル、アカデ。サイ、米国(匹μNat1.
Acad、 Sci、 U、 S、 A、 )、79:6777(1982)
参照〕。ITJ、V−1のU3とR領域の1部とのみを含有する第3のプラスミ
ドも構築した(pU3−If)(図1)。
A渡的トランス7エクシヨンアツセイにおける0人TIJI云子ノ活性k、CA
T遺伝子の5′にある、SV40エンハンサーーへプロモーター領緘全体(ps
V2cAT )、S V 4 Q :r−7ハ7サー金含む72塩基反復領域全
持たないSV40のプロモーター(psVIXcAT)、又は、ラウスザ/L/
コ−マウイルスノL T R全体(pR8VAT )f含む他のプラスミドの
活性と比較した〔シー、エム、ゴーマン(C!−M、 Gorman )ら、モ
ル。セル、パイオール。(Mo1. Ce11. Bioi、 )、2:104
4(1982)ニジ−、エム、ゴーマン(0,M、 Gorman )ら、ブロ
ク、ナトル、アヵデ。
サイ、米国(Proc、 Natl、 Aead、 Sci、 USA) 79
:6777(1982)参照〕。
挿入したH T L V配列の転写活性をテストするために、リン酸力ルンウノ
、法文はDEA E−デキストラン法〔エフ、エル。
グラ” ム(RL、 Graham )ら、ジュー。ピロロジー(L4 )、5
2:456(1973);シー、クイーン(0,Queen )ら、セル(す旦
)、33ニア29(1983)を各々参照−1,〆を用い、トランスフェクショ
ンによってプラスミドD N Aを細胞内に導入した。、。
実施例2
夕維芽及び上皮セルラゴ、、?−玉少−1tf h CA T選廿の発現マウス
、サル及びヒト由来の線維芽及び上皮細胞中において転写要素として作用するI
−(TLV−1及び尊のL T R配列の能力を下記のようにテストしたつ
表4及び図2のデータは、(NIH3T3 ’)マウス線維芽細胞〔ジー、ジエ
ー、トダロ(G、 T、 Todaro )ら、ジュー。セル、パイオール、
(j、 Ce11. Biol、 )、17二299(1963)参照〕では、
HTI、V−1のLT几配列を含有するプラスミドの活性がpsV2CATのも
のに匹敵し、SV40プロモーター配列のみ全持つプラスミドのレベルより非常
に高いことを示している。このセルラインでは、p)tsV CA Tでトラン
スフェクトした細胞内でのCA T活性レベルが最も高かった。またHTLV−
1配列はサル(cv−+)i胞にトランスフェクトしたときにも〔エフ、シー、
ジャンセン(P、 C,Jansen )ら、ブロク、ナトル、アカテ、サイ、
米国(Proe、 Natl、 Acad、 Sei、 USA)、53:53
(1964)参照〕、pSV2CATプラスミドについて観察されたものよシ低
いがかなりのレベルのOAT活性を与えた。HT L V −1のLTR配列げ
これらマウス及びサルのセルラインの両方で非常に低いレベルのOAT活性を指
令した。これらの実験から、HT L V−IのL T R配列は種々の種の細
胞で有効な転写要素として機能することができ、HTLV−I LTR配列と比
較するとこれらの細胞型で非常に強い促進力を示すことが示される。
表4
CVI サル、線維芽セ 1.0 0.2 b b NDルライン
NIH3T3マウス線碓芽セ 1、OO,92b b NDルライン
MI SV40”C−形賀転 ]−012b b ND換したセルライン
He1a ヒト端層ライン 1.0 Z/16 b b L6NC37EBVで
不死化L 10 45 b b NDたヒトBリンパ球
ライン
HUT78 形質転換したヒト 1.0 45 b b 11リンパ球ライン
08166 HTLV−1に感染 1−0 74 b b NDした非カケシャ
ー
HUT102 HTLV−1プロ= Lo 28 】−< L7 ND−サーT
リンパ球ラ
イン
MT2 HTLV−1プo7−L ho 180 ND s、s z4−サーT
リンノ勺求ラ
イン
0344 HTLV−璽プロチ 1.0 140 40 45 NDユーサー
HO8ヒト骨肉腫セルライン LOO,7b b NDHO8/MHTLV−1
$3 10 75 b b 1.Oa)示した値はp8V2CATと対比した各
プラスミドによるCAT活性の動力学的分析を示す。
b)CAT活性は定量できない程低かった。
c) ND−データなし7、
HTLV−ILTR配列を含むプラスミド1cヒト線維芽細胞、上皮細胞、ヒー
ラ(He1a ) Cジー、オー、ゲ・イ(C0,Ocy )ら、キャンサー
リス、 (Cancer Res、 )、12:264(1952)参照〕及び
N11(ビー、ローヤーーポコラ(B、Royer−Pokora )ら、エク
スブ、セル、リス、 (Exp、 Ce11. Res、 )、15I :40
8(1984)参照〕にトランスフェクトしたときのOAT活性のレベルは、同
じ細胞にpsV2CAT含有プラスミドをトランスフェクトして観察されたもの
より大きかった。これらの細胞を、HTLVI型配列を音配列るプラスミドでト
ランスフェクトしたときには、CAT活性はほとんど観察されなかった。このよ
うに、HTLV−感染の天然の標的(target )ではないヒト細胞内で、
)(TLV・−ILTR配列は転写制御要素どして働くことができるが、HTL
V−I LTR配列は働くことができない。
発現細胞内でのLT几に媒介されたレトロウィルス遺伝子の発現は宿主細胞ゲノ
ムに安定に組込まれたプロウィルスから起こり、一方、過渡的アッセイではトラ
ンスフェクトされたDNAが指令する転写は主として染色体外状態で存在する〔
ビー、ホワード(B、 Howard )ら、バイオケム、バイオフイズ、アク
タ(:ヒ胎)ハロにり)、22s:xos(4c+1t);及びニー、。
イタ−(人、 Loyler )ら、ブロク、ナトル、アカテ、サイ、米国(P
roc、 Natl、 Acad、 Sei、 U、 S、ん)79二422(
1982)参照〕。
d4渡的アツ七イから侍た結果が組込まれたプロウィルスいntegrated
provirus )でのHTLV L T R,機能を理解するために適切
かどうかを決定するために、CAT発現を指令するために使用すれるHTLV
LTlt配列をネオマイシンホスホトランスフェラーゼ(NEO)遺伝子の上流
に置(・た〔ビー、ジエー。
ザザン(P、 J、 5outhern )ら、モル、アブル、ジエン、(Mo
l。
Appl、(3en、)1:227(1982)]。これらのブラスミドヲマウ
ス及びヒトのセルライン(表5)にトランスフェクトし、安定にトランスフェク
トしたコ0ご、−をネオマイシン アナローブG〜418の存在下で選択(−た
。侍らl、たG〜418耐性コロニー数をSV40で促進されたネオマイシンホ
スホトランスフェラーゼ遺伝子と比べると、過渡的発現のデータでは非常に良く
似ていた。過鍼的アッセイでのOAT活性レベルにより、テストしている転写要
素が宿主染色体内に組込まれたときに機能する能力がかなり合理的に洞察できる
。
表5
pU3R−1pU31 psV2NEo R8VNEONIH3T3 24 0
24 82
ヒーラ(Hela) 15 0 7 97表5に示した組換えプラスミドは、H
ind I −Bam HIでHTT、V−CAT組換え体を開裂し、CATコ
ード配列をネオマイシン耐性をコードする遺伝子で置き換えることにより構築1
〜た。
トランスフェクションの24時間前に、100cjdの皿にI X 10’個の
細@を播種した。3μqのC5Ct結合1 banded ) D N Aを使
うリン酸カルシウム04−DNA共沈共沈法日用トランスフェクションを行った
。48時間後に、細胞f 150−の皿に移し、G−418(400/jり/W
lt)含有培地中で選択した。トランスフェクションの2〜3 ]後にコロニー
’、r計測り、*。
(以1・゛余白)
実施例 3
と) IJンノ耐球様細胞での発現
天然に起こるH T L Vの感染では感染細胞の多くはT細胞由来である〔ア
ール、シー、ガ” (R,C、Ga1lo)ら、ブロク、ナトル、アカデ、サイ
、米国(Proc、Natl、Acad、 Sci、 U 、S 、 A、 )
、79:5680(1982)参照〕。しかしながらB細胞マーカーを発現する
HTLV産生細胞がいくつか単離された〔例えば、エヌ、ヤマモト(N 、 Y
amamoto)ら、ネイチャー(Nature)(oンドン)、299 :3
67(1982)参照〕。リンノぐ球内でのLTR配列の相対的な促進力を決定
するだめK、リン・?球様細胞由来のセルラインに上記のプラスミドをトランス
フェクトした。使用したセルラインは、I(UT78、すなわちセザリー症候群
(Sezary3yndrome )のHTLV−陰性患者由来の0KT4+ヒ
トTセルライン(このセルラインはHTLVプロウィルス配列を持たない−との
セルラインの特徴及びオリジナルな参考文献としては、ブイ、マンザリ(v、■
cnzar i )ら、ブロク、ナトル、アカデ、す(1983)参照〕;NC
37、す々わち正常ドナーから樹立されたエプスタインーバーウ・イルスで不死
化したBセルライン(同上):及びL691、すなわちT細胞マ・−カーを発現
するマウスリンパ様セルラインであった。
HTLV−1のL T R配列はかなりのレベルのCAT遺伝子産物の合成を指
令し2、これ対p S V 2 CA T活性のそれは線維芽細胞及び上皮細胞
セルラインでのこの比の約2倍窩かった。プラスミrpV3R−I をトランス
フェクトしたマウスセルラインではpSV2CATによって訪発されだ(/はル
と比べCより高いCA、T活性が観察さi″Lだ。これらの発見は種特異性及び
細胞型判異性因子がHTLV−I LTRの活性を調節することを示している。
驚くべきことに、HTLV−II LTR配列を含有するプラ認識できる1/ベ
ルのCAT活性は得られなかった。このことは、ヒドリン、e球様細胞の環境は
HTLV−II LTRの有効力機能には十分でなく、HTLV−1及びHT
L V−11のLTR機能の要件には差があることを示唆していた。
実施例 4
HTLV感染細胞での発現
リンパ球様細胞セルラインでHTLV−II LTRが不活性であることは、H
T L V標的細胞に特異的な因子がHT L VL T Rの制御下でのイイ
効なCATa伝子発親子発現であろうことを示唆した。このために、感染個体由
来のHT 5. V産生セルライン又はヒトー次リン−髪球の共培養から確立し
たセルライン内
使用セルラー(ン1dHUT 102、及びHTLV関連E′y、大型T羅胞白
血病/′リン・?腫(きのと状フンダスー同上)患昔から確立し&、HTLV−
i産生0KT4+−1=ルライ7:MT2.及びHT L Vプロデユー・ザー
+ルラインと共培養した後−次T1)ンー耐球を不死化し−2で確立したHTL
V−1産生OKT・4+セA−ジイン〔アイ、ミヨシ(I 、 Miyoshi
)ら、ネイfヤー (Nature ) (*ンドン)、294’770(1
981)参照コニC3−44、すなわち患者細胞と一次リンノ?球を共培養する
ことに二って得られた不死化HTLV−■産生セルライン(マンザリ、上記);
及びC81−66、すなわちウィルスを産生じないHTLV−1不死化0KT4
十−次Tim胞〔ビー。バーン(B、Hanh)ら、ネイチャー(Nature
X ’ンドン)、303:253(1983)参照〕を包含していた。
1(TLV−I LTR配列を含むシラスミドでこれらのセルラインをトランス
フェクトして得られた結果は顕著で予期しないものだった。pSV2CATOも
のと比しCAT活性レベルは劇的に上昇し2.25〜180倍の増加であった。
■型LTRAT活性がこのように大きいととに寄与しているのはとれらの細胞中
のpSV2CAT及びpSVCATプラスミドの活性が一貫して減少することで
ある。これは、これらの要素の取込みと促進活性の効率の低下によるものかもし
れない。トランスフェクトしたDNAの発現をこれらの細胞によセ又は特異的も
しくは非特異的因子に対して規格化すると、これらの要素の促進活性が下方に調
整される。DNAの取込み釦ついて規格化すると、感染細胞中のpU3−RIプ
ラスミドによって指令されるCAT活性のレベルの上昇は真の増加であって非感
染MB胞中のしRルと比較した相対的なもののみではないことを表わすことが示
される。過渡的に発現するDNAの染色体外状態は有効なシス−活性化を妨げる
ことから、これらの結果はHTLVに感染した細胞内のトランス作用因子がHT
L V L T Rの転写能を刺激することを示唆している。低いとはいえ、
HTLV−nLTR配列を含有するプラスミドによって指令されるCAT活性は
HTLV−Iプロウィルスを含有するほとんどの細胞内では非感染細胞内より実
質的に高い。
■型ウィルスを産生ずるセルライン内でHTLV−1’[LTR配列が機能しう
るかどうかを決定するために、同じプラスミドを使°つてC3−44セルライン
を・トランスフェクトした。このセルラインでは、pU3R−ItとpU3−I
Iの両者のプラスミド(てついて非常に高いレベルのCAT活性が観察された。
CAT活性のレベルupsV2cAT DNAをトランスフェクトした同じ細胞
のものの約40倍である。このことは、適切な細胞環境ではHT L V −[
I L T Rも有効々転写g素として働くことを示している。
HT L V −I L T R配列を含有するプラスミドのCAT活性はC3
−44細胞中でも非常に高く、pSV2CATの約135倍であった。すなわち
、HTLV−II感染の標的細胞でさえも、HTLV−n LTR,1:りもH
TLV−I LTRがi大きな促進力を示している。
HTLVに感染したTリン/髪球はマイトジェン刺激又は抗原刺激に露出するこ
とにより活性化したT細胞の特性でもある変化を示す。〔エム、ボボビツク(M
、 Popovic) t)、ブロク、ナ80:5402 (1983))。
T細胞活性化のみが細胞環境を変えてHTLV LTRの転写活性を増加させる
のかどうかを検討するために、HTLV−CATと対照プラスミドを、T細胞マ
イトジェンフィトへマグルチニン(PI−fA)の存在下及び不在下の両方にお
いて未成熟ヒトTセルライン、ジャーカット(Jurkat )にトランスフェ
クトした〔マンザリ(Manzari)、上記、参照〕。CAT活性の相対レベ
ルに対するP F(A刺激の作用はいずれのプラスミドによっても認められなか
った。T細胞のPHA−活性化のみでは、HT L V−CA Tプラスミドで
トランスフェクトした感染細胞中で見られるCAT活性の刺激を説明するには不
充分であると結論した。
実施例 5
ウィルス関連トランス作用因子のテストHTLVK感染した19779球のサブ
セットでHTLV LTR機能の程度が高いというこの現象に、ウィルスがコー
ドしている又は誘導する因子が役割を演じているかどうかを直接的にテストする
ために、インビトロ(in vitro)でヒト骨肉腫ライン(HO8)にHT
LV−i を感染させて確立したセルラインであるHO8/’M細胞にプラスミ
rを導入した。HOS/M細胞はHTLV−Jピリオンを産生し、ウィルス蛋白
質を発現するにもかかわらず、T細胞増殖因子のレセプター、OKT抗原、新規
なHL A抗原又はリンホカインを発現しない。これはHTLV感染リン/す球
の特徴である性質である〔ピー、クラファム(P。
照]。従って、ウィルス蛋白質が産生きれるにもかかわらず、HO8/Mの細胞
環境はHTLVに感染した肺瘍細胞とは非常に異り、上記の他のものと区別する
助けとなる。
上記に示したように、HTLV−I LTRが非感染HO8細胞内で働く機能は
SV40初期プロモーターより幾分効果的ではなかった。対照的に、pv3■t
−1によって指令されるCAT発現はHO8−M細胞内でけ1)SV2CATの
ものの55倍高かった。さらに、HTLV−1に感染したリンパ球における我々
の結果と一致して、pvRR−11及びpV3R−IIはトランスフェクトした
HO8/M細胞内でCATを顕著なレベルでは発現しない。
実施例 6
欠失分析
(a) 明白にするために、HT L V −CR株ノHTLV−I LTRU
3領域内に存在する配列を図1に示す。51 bpの不完全反復配列にはオーバ
ーラインし、21 bp の不完全反復配列には下線をつけた。矢印は下記(b
)で記載する各欠失の位置を示す。
(b) 欠失DNAを構築するために、先ずプラスミドpU3R−1”をLTR
内の唯一の部位Sma 1部位(位置−322)で開裂した。
消化したDNAをエキソヌクレアーゼBal 31と共にインキュベートした。
種々の時点でアリコートを取り、DNAをフェノールクロロホルム抽出I〜、次
いでエタノール沈殿し7た。全ての突き出した末端をT4ポリメラーゼで充填し
、次に Xho I ’)ンカーに連結しまた。リンカ−・を付加した後、DN
Aを再び環化いくつかのす・イズで選択1−1.たクローンを制限酵素分析で特
性決定した。次いで、Xll0 1部位で所望クローンを末端ラベルし、マキリ
ーム及びギルバートの配列分析[マキサム、ニー、エム。
(J’laxam、 A 、 M 、 )ら、ブロク、ナトル、アカデ、ゲイ、
米国(Proc、 Natl 、 Acad、 Sei、 TJ 、 S 、A
、 )、74: 560〜564(1977)参照〕にかけて末端を決定した
。各プラスミ)2の名ギJけ転写開始部位に関jノC存在するヌクにオチドの数
を示している。
(c) DEAEデキストシン共沈法の変法〔クイーン、シー。
(Queen、 C,)ら、セル(Cell)、33ニア29(1983)参照
−1に二り、欠失DNAを下記の細胞型にトランスフェクトし、た。
ヒーラCI−(eta)、すなわちヒト上皮セルライン: )(UT 78、寸
なわち)=プリー症候群のHT L V陰性患者由来の0KT4+ヘル、e /
インデューサー上1− Tセルラ・イン〔ゲイ(Gey)ら、キャンサーリス、
(Cancer Res、)、12:264(1952)参照〕;NC37、す
なわち健常人ドナーから樹立されエプスタインバー/l/ (Epstein
Barr )ウィルスで不死化した8972球う・イン〔マンザリ、ブ・イ、(
胤nzari 、 V 、 )ら、ブロク、ナトル、アカデ。
15 (1983)、:] :及び]C81−66/45すなわち−次1i奮帯
赤血球とHTLV−1産生細胞セルラインとの融合によるもの〔サラフジン、ニ
ス、ゼット、 (Salahuddin 、 S 、Z 、 )ら、ピロakジ
インはウィルスを産生じないがHTLV−1関連トランス作用因子を含有してい
る。 トランスフェクションの48時間後に、細胞抽出物を作製し、前述のよう
にCATアッセイを実施し7た。
示しまた値は、1.0とする親プラスミドpU3R−1でトランスフェクトした
同様な細胞中に存在するCAT活性に対し、規格化し2である。カッコ内の数字
は、SV40エンハンザ−プロモーター配列を含むPSV2CAT−ナラスミ1
2全トランスフェクトシタ非感染リンパ球ラインに存在゛Jる活性に対し規格化
L7’jC81−66/454tl胞内の相対CAT活性を示す〔ライミンズ(
Laimins)ら、」:記〕。
実施例 7
組換えシラスミド°の構築
上の輪はベクタープラスミドpSVIXCATを示す。プラスミF p S V
I XCA ’I’、ば72 bp反復エンハンサ−配列のほとんどを掲だな
いが、CA’I”遺伝子の5′にiチ乙8V40初期プ1ゴモ・−ター領域は保
持し2ている。S V 40初期ゾ゛ロモーターの5′にあるH T L V
U 3配列を含有するプラスミドpHEICAT 。
pHE2CAT及びpHE3CATは次のように構築し、た。すなわち、プラス
ミf’pU3R−Iを、pBR322配列内THTLV TATA配列の5′側
35bpで一度切断するNde lで開裂した。45(1bp フラグメントを
デル単離し、Nde Iで開裂しまたPSVIXCATに連結した。DN、Aを
HBIOIにトランスフェクトし、 HTLV挿入物の存在及び配向洸ついてコ
ロニーに刻み目(score)をつげた。同じi(T LV U 3配列を含有
するがHT L Vプロモーターに対し逆の配向に位置しているプラスミドpH
X1cATは、Nde 1でpU:3R−1を開裂し、DNAを再連結し、逆の
配向の挿入物の再閉鎖(reclosures )をスクリーンすることにより
構築した。
プラスミドpREH1と pREslは各々LTRエンハンサー配列を含有して
いる。pSV2CATをAccI −5pHIで開裂してSV40エンハンサ−
配列を欠失させることによりプラスミドpREslを構築し7だ。突き出した末
端をT4ポリメラーゼで充填【−5平滑末端DNAをXhol’Jンカーに連結
した。次いで、DNAをXho 1− Bam Hlで開裂し、8v40初助プ
ロモーター領域とCA T遺伝子をへ有するフラグメントをXho 1− Ba
rn Hlで開裂し欠R8VCATの変異体(′C511!結した。このように
して、R8vエンハンザ−をSV40初期プ「ゴモ・−、ターに対し5′に配置
した。pREHlを構築するために、PO3H−IのNde1部位をXho 1
部位に変換した。Xho L −Hind IIIで消化した後、HT L V
プロモーター配列を含有するフラグメントを用いてpRESIのXho I −
Hind II 7ラグメント置換した。全ての組換えI) N A手法は標準
約手I哩に従って実施したマニアチス、ティー 、 (Maniatis 、
T、)、フリッチ、イー・、エフ、(Fritch、E。
F、)及びサムブロック。ジエー 、 (Sambrook、J、)、「分子ク
ローニング(&1o1eeular Cloning ) J (ゴーyvドー
スプリング+ 7% −/8−・ラボラトリ−(Cold Spring Ha
rbor Laboratory )、(I982))参照〕。酵素消化#−i
、製造業者の仕様書に従って行った。黒及び斜線の長方形の棒は各々HTLVと
R8Vの配列を表わす。矢印の方向はLTR中でその配向に関する配列の配向を
示す。黒と白の四角は各々HT L VとSV40のプロモーター配列を表わす
。プラスミドP1322からの配列は実線で示す。
実施例 8
SV40初期プロモーター領域ノ5′にHTLV U3配列を持つ組換えプラス
ミドをCaPOa共沈法〔グラノ仏、エフ−(Graham、 F、)及びパン
デルニブ 、ニー、 (van der Eb 、 A、)、ピロロジー(Vi
ro l ogy)、52:456〜467(1973)参照〕によリヒーラ
(J(ela)細胞にトランスフェクトした。48時間のインキュベージヨシ′
の後に、細胞抽出物を調製した。細胞抽出物(蛋白質200〜400μ2)を1
40クロラムフエニコールとアセチルCoA(24mM)と共にインキュベート
した。経時アッセイを行ない、上行(ascending)薄層クロマトグラフ
ィー〔ゴーマン(Go rman、)ら、モレク、セル、/々イル化基質からク
ロラムフェニコールのアセチル化型を分離した。
構築物によって指令されるCAT遺伝子発現を、pSVIXCATでトランスフ
ェクトした細胞中に存在するCAT活性を1.0とし、これに対比して表わす。
結果は少なくとも2つの別な実験の平均を表わす。挿入図は典型的なCATアッ
セイのオートラジオダラムを示す。
実施例 9
受容体ベクターはプラスミドp s V I CATの変異体である、プラスミ
!−=psVIXcATの1(ind 4−xho175f17ト’Fr含有シ
ている。psV2c、ATは、クロラムフェニコールアセチルトランスフェラー
ゼ(CAT)の産生金コードする遺伝子の5′にあるSV40?7[1プロモー
ターエンハンサ−領域を含有している。
72 bpエンハンサ−領域を欠くことを除いて1−iPsVIXcATはPS
V2CATと同じである。)(ind l −xho I テ消化すると、SV
40プロモーター領域が除去されてHTLV配列がCATの5′に位置するよう
になる。次のプラスミド′f構築した: PV3a−1: 3’LTR又はHT
LV−1を含有するプロウィルスクローンをR8A lで開裂し、 xho l
!、)ンカーに連結し、次いでDNAをMbolで開裂し、T4ポリメラーゼで
充填しくfilledout)、Hindlリンカ−に連結した。Hind 1
l−xho I T開裂し九後、5oobpフラグメントをCATベクターに連
結した。
I)V 3− It : 5’ LTIL含有HTLV −IIプロウイルスク
ローンヲEcoRiで開裂し、T4ポリメラーゼで充填し、Hindlリンカー
ト連結し、Hind l −xho lで開裂し、次いでbpフラグメントをC
ATベクターに連結した。PV 3− RIt : 3’LTRを含有するHT
LV−1プロウイルスクローンをBAMHIで開裂し、T 4ポリメラーゼで充
填(fill out )にし、HINDlリンカ−に連結した。HIND覆−
xho lで消化して得られたフラグメントをCATベクターに連結した。全構
築は制限酵素地図(マツピング)で確認した。塩化セシウム勾配中で遠心してグ
ラスミ)’DNAを精製した。
実施例 10
リン酸カルシウム共沈法の変法〔グラハム(Graham )、上記〕でNIH
3T3とcv−i細胞をトランスフェクトした。Capo4−DNA沈殿物を添
加する24時間前に、10crlの皿に約1×10’個の細胞を播種した。5〜
10μyのDNAを含有する沈殿1−を培地に加え、細胞を370で4時間イン
キュベートし、仄いて3分間のグリセロールショックにかけた。トランスフェク
ションの24時間後にCV−1細胞を10分間のDMSOショックにかけた。他
の全てのセルラインはI)B A E−デキストラン法(’)f法〔クイーン(
Queen )ら、上記〕によシトランスフェクトした。トランスフェクション
の24時間前に、付着細胞を10dの皿当り10’細胞の密度で播種した。トラ
ンスフェクション直前(て、細胞をトリプシン処理し、洗浄し、飽和以下を示す
量の5〜・8/1.!gのI)N Aにより懸濁液中でトランスフェクトした。
リン/?球ラーブラー5〜10μyのDNAを使用して1−当り1〜5X10’
細胞の密度でトランスフェクトした。ドツトプロット分析で全セルラインでのか
なりの取り込みを確認した。トランスフェクションの48時間後に細胞を採取し
、凍結/解凍(3回)により細胞抽出物を調製した。簡単に遠心して細胞の破片
を除去した後、アセチルコエンザイムAが240で存在することを除いてはゴー
マン(Gorman )が記載したように抽出物をCAT活性について分析した
。クロラムフェニコールがアセチル化型に変換する・(−セントは、上行薄層ク
ロマトグラフィと、プレートから切り取ったスポットを液体シンチレーションカ
ウンターで計測すること1cより決定した。
実施例 11
HTLV −1tat転写因子を産生ずる安定なセルラインの確立真核性の選択
可能なマーカーであるpsV2 、P ptをCATLOR■プラスミドに挿入
した。この1.)NAをNIH3T3マウス線維芽細胞、CCC8+L−ネコ腎
臓細胞及びヒーラ()(ela )ヒト頚癌細胞にリン酸カルシウム沈殿により
トランスフェクトした。トランスフェクションの48時間後に細胞を、その染色
体内にCATLORjl−psV21ptプラスミドが安定に組込まれた細胞の
コロニーを選択するキザンチン:マイコフェノール酸含有培地中に入れた。これ
ら細胞のコロニーを単離し、HTLV−LTRK7Lって指令される転写を%異
的に活性化するトランス作用性因子の存在についてテストした。
とり蛋白質を発現し、他のHT I、 Vウィルス蛋白質は発現し女いいくりか
のクローンを単離した。親の対照セルラインと比較してとれらのセルラインでは
、H,TLV T、TRはプロモーター活性の劇的な増加を示す。従って、HT
T、V LTRの制御下にあるどんな遺伝子でもこれらのクローン化したセルラ
インでは非tKXいレベル(SV 40初期プロモーターで得たレベルの約30
倍)で発現されえる。
本発明のHTLV LTR配列は遺伝子で発現されうる蛋白質や同様の物質を過
剰に製造するのに有用である。この過剰生産を起すためにはHTLV T、TR
を先ず、プロモーター領域としてのHTLV LTRを使用するのに適切な配置
で所望の特電な異種遺伝子と結合し、次にその構築物を、トランス作用性にカ<
HTLVゲノムを含有する細胞のトランスフェクションニ用いる。
所望に応じ、HTLV T、TRの完全領域を利用する必要はない。
例えば、HTLV−IKついては、−159〜+315の領域がトランス作用因
子に応答するのて十分である。それ自身の又は異種のエンハンサ要素で補完して
トランスに活性化されたプロモーは発現可能な物質の過剰生産のための異種構築
を利用する。
蛋白質又は同様の産物の過剰生産の第二の実施態様はtat配シリ、HTLV
LTR配列及び異種遺伝子を含むベクターの構築を含む。スプライシングと発現
とが可能になるよって異種遺伝子及びHTLV LTRによって高活性レベルと
なり、異種遺伝子産物の過剰生産が導かれる。
本明細書中で使用したように、一般用語HTLVH3つのウィルス、I、II及
び夏型の全てを表わす−どのHTLV−Isを使用したかには関係なく、異種遺
伝子産物は適当なtat遺伝子産物及びHTLV LTRの存在下で犬きく刺激
されるであろう。
本発明のHTLV LTRベクターについて考えられるもう1つの用途は、細胞
に結合しているか又は表i…蛋白質を発現する遺伝子KH’ll’LV LTR
を掛は留めると、その411胞を識別でき、枡いてモノクローナル又はポリクロ
ーナル抗体を使ってその細胞を破壊できるという事実を使用する。このことは、
AIDSを含めてHTLVが媒介する疾患の治療に特に重要である。
最後に、本発明のHTLV LTRベクターはワクチンの製造に使用できること
に注意されたい。ワクチンの第1の型は、ピリオンカプシド産生に不可欠ではな
い領域の欠失により産生されうる空のカプシド(empty capsid )
C? 7 (Mann )ら、上記〕を用いる。これらのプラスミドは例えば
1−(O8又はヒーラ(He−1a)のようなピリオン蛋白質を発現することが
知らり、ている細胞をトランスフェクトするために使用できる。ここで、L ’
]’ L(、はトランス作用因子(tat、以前はIukと呼ばれていた)の不
在下でも低いレベルでピリオンを発現するだろう。この低いピリオンレベルは免
疫を誘発するが、ウィルス病は誘導しない。
ワクチンの製造は、異なる染色体部位に、発現のために予め工学処理した(しか
し他のウィルス蛋白質の発現のためではない) tat遺伝子を含有する細胞の
感染も含んでいる。プロウィルス中の欠失は先ず、他のウィルスR,NAけ持た
すHTLVのLTRを2倍とtat領域とを含有する細胞に挿入される。この構
築物は次に、この細胞内にトランスフェクトされた第2のウィルスをトランスに
活性化して、高度の、増殖性(yiriality )を生じる。どのHTLV
LTR9素でもこの構築に使用できる。例えば、HTLV −I LTR自身
が有害であることが発見されたら、HTLV−I又はHTLV−1のL T)七
をそれと換えることができる。
希釈した生ワクチン全作るためには、里領域の機能性の部分を欠失させてビ11
オンのトランス活性化能全制限する。このウィルスは未だ細胞に感染することが
できるが、過剰生産はもうできず従って疾患を引き起こすことはできない。
本発明のHTLV LTRやその部分(特に組織特鴇性決定基)のさらに別の延
長又は用途はこれらの種の第一の製薬的使用である。例えば、HTLV LTR
を、組織特異性の実体の呻乳動物へ分配(投与)するだめの適当な製剤キャリア
と組み合せることができる。さらに、この組織特異性イクターを抗癌剤や同様の
薬剤、例えばフイジシャンズ・デスク・レファレンス(i’hy二5ieian
s’ Desk 1(eference )、38版、メデイカルーエコノミッ
クス社(Medical Economics Co、、 )、オラーデン(0
raden ) 。
N、 J 、 (1,984)に記載されている薬剤の分配にも使用できる。
^1丁記文献の開示内容も引用によって本明細書にT1れる。
FIG、 IA
FIG、 Ic
Eeo R1
浄書(内容(こ変更なし)
〇
一
浄書(内容に変更なし)
寸 浄書(内容に変更なし)
浄8(内容に変更なし)
浄書(内容に変更なし)
HTLV−K LTF?、内砂ズ庄弔・崩S黒竿頒亀\FIG、6
手続ネ市正J4(,5式)
1.事件の表示 PCT、US 85/’009852、発明の名称 トランス
作用性転写因子3、補正をづる石
を件との関係 特許出願人
名 称 ディナーファーバー・キャンサー・インステイテユート
4゜代 理 人 東京都新宿区新宿1丁目1番14号 山田ビル(郵便番号16
0)電話(03) 354−86235、補正命令の日付 昭和61年7月3日
6、補正により増加する発明の数
7、補正の対象 図面の翻訳文
8、補正の内容
(1)Fig、 1A、1C12B、2C13,4,5及び6に関する国際y4
を報告
Claims (29)
- 1.発現ベクターとトランス作用性DNAセグメントからなる遺伝子発現系であ つて、発現ベクターが発現すべき遺伝子とトランス活性化性レトロウイルスのゲ ノムのセグメントによつて産生されるトランス作用性因子に応答するシス作用性 調節要素とからなつており、トランス作用性DNAセグメントが、シス作用性調 節要素が応答するトランス作用性因子をコードしているトランス活性化性レトロ ウイルスのゲノムのセグメントからなつており、発現ベクターが完全なトランス 活性化性レトロウイルス以外の産物をコードしている遺伝子発現系。
- 2.発現すべき遺伝子が異種遺伝子である請求の範囲1の遺伝子発現系。
- 3.トランス作用性DNAセグメントがトランス活性化性レトロウイルスのta t遺伝子からなる請求の範囲1の遺伝子発現系。
- 4.トランス作用性DNAセグメントがHTLV−I,HTLV−II、HTL V−IIIまたはBLVのtat遺伝子からなる請求の範囲1の遺伝子発現系。
- 5.トランス作用性DNAセグメントがHTLV−I,HTLV−IIまたはH TLV−IIIのtat遺伝子からなる請求の範囲1の遺伝子発現系。
- 6.発現ベクターがレトロウイルスゲノムの1部だけの発現をコードしている請 求の範囲1の遺伝子発現系。
- 7.発現ベクターがウイルスの表面糖蛋白質の発現をコードしている請求の範囲 6の遺伝子発現系。
- 8.シス作用性調節要素がトランス活性化性レトロウイルスのtar要素からな る請求の範囲1の遺伝子発現系。
- 9.シス作用性調節要素がHTLV−I,HTLV−II,HTLV−IIIま たはBLVのtar要素からなる請求の範囲1の遺伝子発現系。
- 10.a)トランス活性化性レトロウイルスのゲノムのトランス作用性因子をコ ードしているセグメントからなるトランス作用性DNAセグメントを宿主細胞に 挿入し、b)発現すべき遺伝子産物をコードしている遺伝子と、トランス作用性 DNAセグメントによつて産生されるトランス作用性因子に応答するシス作用性 調節要素とからなる発現ベクターを宿主細胞に挿入し、 c)この宿主細胞を培養する ことからなる、遺伝子産物の産生を刺激する方法。
- 11.発現すべき遺伝子が異種遺伝子である請求の範囲10の方法。
- 12.トランス作用性DNAセグメントがトランス活性化性レトロウイルスのt at遺伝子からなる請求の範囲10の方法。
- 13.トランス作用性DNAセグメントがHTLV−I,HTLV−IIHTL V−IIIまたはBLVのtat遺伝子からなる請求の範囲10の方法。
- 14.トランス作用性DNAセグメントがHTLV−I,HTLV−IIまたは HTLV−IIIのtat遺伝子からなる請求の範囲10の方法。
- 15.発現ベクターがレトロウイルスゲノムの1部だけの発現をコードしている 請求の範囲10の方法。
- 16.発現ベクターがウイルスの表面糖蛋白質の発現をコードしている請求の範 囲10の方法。
- 17.シス作用性調節要素がトランス活性化性レトロウイルスのtar要素から なる請求の範囲10の方法。
- 18.シス作用性調節要素がHTLV−I、HTLV−II、HTLV−III またはBLVのtar要素からなる請求の範囲10の方法。
- 19.トランス作用性因子の存在下での遺伝子産物の産生レベルがトランス作用 性因子の不在下てのレベルより少なくとも5倍大きい請求の範囲10の方法。
- 20.宿主細胞が線維芽細胞、リンパ様細胞、上皮細胞またはハムスター卵巣細 胞である請求の範囲10の方法。
- 21.宿主細胞がヒト、ネズミ、ネコまたはサルに由来する請求の範囲20の方 法。
- 22.宿主細胞が線維芽細胞、リンパ球または上皮細胞である請求の範囲21の 方法。
- 23.遺伝子産物をコードするDNAとトランス活性化性レトロウイルス由来の トランス作用性転写因子に応答するシス作用性調節要素とからなる、遺伝子産物 の発現に用いるベクター。
- 24.シス作用性調節要素がトランス活性化性レトロウイルス由来のtar要素 からなる請求の範囲23のベクター。
- 25.トランス活性化性レトロウイルスがHTLV−I.HTLV−II、HT LV−III又はBLVである請求の範囲23のベクター。
- 26.更に発現すべき遺伝子に対し5′に位置するエンハンサーを含む請求の範 囲23のベクター。
- 27.エンハンサーがシス作用性調節要素に対し同種である請求の範囲24のベ クター。
- 28.更にtat遺伝子を含む請求の範囲21のベクター。
- 29.トランス作用性調節因子をコードしているトランス活性化性レトロウイル ス遺伝子と宿主細胞およびトランス活性化性レトロウイルスの両者に異種のDN Aセグメントとからなり、前記トランス活性化性レトロウイルス遺伝子が宿主細 胞内発現に適した同種または異種のシス作用性調節要素の制御下にある、宿主細 胞内での転写を刺激するためのDNAセグメント。
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