JPWO2008136470A1 - Hcv遺伝子 - Google Patents
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Abstract
本発明は、C型肝炎ウイルス遺伝子、その遺伝子由来のレプリコンRNA、レプリコンRNAが導入されたレプリコン複製細胞、及びそのレプリコン複製細胞を用いた薬剤のスクリーニング方法を提供する。(A)配列番号5で表される塩基配列からなるポリヌクレオチド、(B)配列番号7で表される塩基配列からなるポリヌクレオチド、(C)配列番号6で表されるアミノ酸配列からなるポリペプチドをコードするポリヌクレオチド、(D)配列番号8で表されるアミノ酸配列からなるポリペプチドをコードするポリヌクレオチド、又は(E)配列番号5又は配列番号7で表される塩基配列との相同性が90%以上である塩基配列からなるポリヌクレオチド、を含むレプリコンRNA、又はC型肝炎ウイルスのポリプロテインのアミノ酸配列における第1804番のロイシン及び第1966番のリジンをコードするヌクレオチド、及びNS4Bタンパク質をコードするポリヌクレオチドを含む、遺伝子型1bのレプリコンRNAを細胞に導入することによって、レプリコン複製細胞を作製することができ、そのレプリコン複製細胞により、薬剤のスクリーニングが可能である。
Description
本発明は、C型肝炎ウイルス(以下、「HCV」と称することがある)遺伝子、その遺伝子由来のレプリコンRNA、レプリコンRNAが導入されたレプリコン複製細胞、及びそのレプリコン複製細胞を用いた薬剤のスクリーニング方法に関する。
HCVはC型慢性肝炎の原因因子であり、WHOの統計によれば、世界中で1.7億人の感染者がいると推定されている。HCVは、フラビウイルス科、フラビウイルス属に分類されるウイルスであり、血液や血液成分を介して感染し、肝臓で増殖すると考えられている。HCVの感染者は、感染初期においては比較的軽微な症状を引き起こすのみであるが、高頻度に慢性化し、一定期間の無症候性期を経た後、慢性肝炎を発症する。そして感染が長期化するに従って、肝硬変へと病状が増悪化し、高い頻度で肝がんに至る。肝がんの95%は肝炎ウイルスが関与しており、その80%がHCVの感染によるものと考えられている。
C型慢性肝炎の治療には、広くインターフェロンが用いられている。近年、インターフェロンの剤型の改良や、インターフェロンとリバビリンとの併用療法などの投与方法の改善により、HCVが体内から駆除され、完治する割合も徐々に増加してきている。しかしながら、未だにインターフェロン投与による完治率は5割程度であり、インターフェロン治療に抵抗性を示すHCVが多く存在していると考えられる。そのため、インターフェロンに抵抗性のウイルスに対する治療効果を有する薬剤の開発が望まれている。
そのような薬剤の開発においては、薬剤のスクリーニング系が必要である。HCVを試験管内でヒトやサル由来の細胞に感染させ、増殖させることが報告されているが、このような増殖系は感染効率、増殖効率ともに低く、薬剤のスクリーニング系として用いることができなかった。
最近、脇田らはC型劇症肝炎患者から遺伝子型2aのHCV遺伝子を単離した(特許文献1)。この単離したJFH1株から、全長のRNAを試験管内(in vitro)で合成し、ヒト肝がん由来細胞(Huh7細胞)に導入したところ、細胞内で自律的に複製するレプリコンRNAを得ることができた。更に、レプリコンRNAが導入された細胞の培養上清に感染性粒子が放出されることを確認した。(非特許文献1)。従って、JFH1株のレプリコンRNAをヒト肝がん由来細胞(Huh7細胞)に導入し、得られた感染性粒子を再びヒト肝がん由来細胞と培養することにより、再感染増殖系を構築することができる。この再感染増殖系を用いることにより、HCVに対する薬剤のスクリーニングが始められている。
しかしながら、JFH1株は遺伝子型2aのHCVであり、インターフェロンに感受性のHCVである。そのため、インターフェロンに抵抗性を示すHCV遺伝子領域を有しておらず、インターフェロン抵抗性を規定する領域に作用する宿主側の因子を特定することもできない。従って、インターフェロンに抵抗性のHCVに対して効果のある薬剤をスクリーニングできない可能性がある。
また、最近Lemonらは、遺伝子型1aのH77株のレプリコンRNAをヒト肝がん由来細胞(Huh7細胞)に導入した感染増殖系を報告している(非特許文献2)。しかしながら、このレプリコンRNAを導入した細胞の培養上清から得られたウイルス粒子を、再度ヒト肝がん由来細胞に感染させたが、前記のJFH1株の感染性粒子と比較して感染価が約400倍低いことから、H77株のレプリコンRNAは、感染性を失ったウイルス粒子を放出していると考えられている。従って、試験管内で複製することのできるH77株のRNAレプリコンは、感染性粒子を産生する機能を失っており、本来のHCVの増殖の機能を保持していないと考えられる。
このため、このH77のレプリコンRNAの感染増殖系を用いたスクリーニング系は、生体内で増殖機能を有するHCVに対して有効な薬剤をスクリーニングすることができない可能性がある。
このため、このH77のレプリコンRNAの感染増殖系を用いたスクリーニング系は、生体内で増殖機能を有するHCVに対して有効な薬剤をスクリーニングすることができない可能性がある。
以上のとおり、HCVは効率的な試験管内培養系が存在しなかったため、HCV治療に有用な薬剤のスクリーニングを行うことが困難であった。例えば、現在HCVの治療に広く用いられているインターフェロンは、患者を被検体として直接治療法が開発及び改良されてきており、患者に多大な負担を強いてきた。前記の脇田、及びLemonの報告したレプリコンRNAは、一部の薬剤のスクリーニングを可能としたが、これらのレプリコンRNAは前記の様な問題を有しており、HCVの治療に広く用いることができる薬剤をスクリーニングすることができないと考えられる。
本発明者らは、HCVの治療に広く用いることができる薬剤を得るために、HCVの効率的な増殖系、特には、遺伝子型1b型の遺伝子を有し、インターフェロン抵抗性であり、感染性粒子を産生することのできる試験管内での増殖系について、鋭意研究を行った。まず、劇症化肝炎患者の血清中から全長のHCV遺伝子を単離し、9594塩基の塩基配列を有する配列番号1の全塩基配列を決定した。このHCV遺伝子より、レプリコンRNAを作製し、ヒト肝がん由来細胞に導入したところ、細胞内で自律的に増殖し、RNAの複製が起きることを確認した。更に、このレプリコンRNAのNS4Bタンパク質の領域に2個のアミノ酸配列の変異を導入することにより、RNAの複製効率が顕著に上昇し、培養上清中に多くのウイルス粒子が放出されることを見出した。そして、このHCV粒子を再び、ヒト肝がん由来細胞と培養することにより、再感染増殖系を構築することが可能であった。そして、このレプリコン複製細胞及び感染性粒子を用いた再感染増殖系が、HCVの治療用の薬剤のスクリーニング、特に、インターフェロン抵抗性のウイルスに対する薬剤のスクリーニング系として有用であることを見出した。
本発明は、こうした知見に基づくものである。
本発明は、こうした知見に基づくものである。
従って、本発明は、
(A)配列番号5で表される塩基配列からなるポリヌクレオチド、
(B)配列番号7で表される塩基配列からなるポリヌクレオチド、
(C)配列番号65で表される塩基配列からなるポリヌクレオチド、
(D)配列番号6で表されるアミノ酸配列からなるポリペプチドをコードするポリヌクレオチド、
(E)配列番号8で表されるアミノ酸配列からなるポリペプチドをコードするポリヌクレオチド、及び
(F)配列番号66で表されるアミノ酸配列からなるポリペプチドをコードするポリヌクレオチド、
からなる群から選択されるポリヌクレオチドを含むC型肝炎ウイルス遺伝子に関する。
本発明によるC型肝炎ウイルス遺伝子の好ましい態様においては、配列番号1、配列番号3、配列番号10、配列番号61、又は配列番号63で表される塩基配列からなるポリヌクレオチドである。
また、本発明は、C型肝炎ウイルスのポリプロテインのアミノ酸配列における第1804番のロイシン及び第1966番のリジンをコードするヌクレオチド、及びNS4Bタンパク質をコードするポリヌクレオチドを含む、遺伝子型1bのC型肝炎ウイルス遺伝子に関する。
また、本発明は、前記のC型肝炎ウイルス遺伝子の塩基配列においてウリジンがチミンに置換した塩基配列からなる一本鎖DNAを含むDNAにも関する。
(A)配列番号5で表される塩基配列からなるポリヌクレオチド、
(B)配列番号7で表される塩基配列からなるポリヌクレオチド、
(C)配列番号65で表される塩基配列からなるポリヌクレオチド、
(D)配列番号6で表されるアミノ酸配列からなるポリペプチドをコードするポリヌクレオチド、
(E)配列番号8で表されるアミノ酸配列からなるポリペプチドをコードするポリヌクレオチド、及び
(F)配列番号66で表されるアミノ酸配列からなるポリペプチドをコードするポリヌクレオチド、
からなる群から選択されるポリヌクレオチドを含むC型肝炎ウイルス遺伝子に関する。
本発明によるC型肝炎ウイルス遺伝子の好ましい態様においては、配列番号1、配列番号3、配列番号10、配列番号61、又は配列番号63で表される塩基配列からなるポリヌクレオチドである。
また、本発明は、C型肝炎ウイルスのポリプロテインのアミノ酸配列における第1804番のロイシン及び第1966番のリジンをコードするヌクレオチド、及びNS4Bタンパク質をコードするポリヌクレオチドを含む、遺伝子型1bのC型肝炎ウイルス遺伝子に関する。
また、本発明は、前記のC型肝炎ウイルス遺伝子の塩基配列においてウリジンがチミンに置換した塩基配列からなる一本鎖DNAを含むDNAにも関する。
また、本発明は、配列番号6、配列番号8、又は配列番号66で表されるアミノ酸配列からなるポリペプチドにも関する。
更に、本発明は、NS4B領域のペプチドが、配列番号6、配列番号8、又は配列番号66で表されるアミノ酸配列からなるポリペプチドである、C型肝炎ウイルスポリプロテインにも関する。
また、本発明は、配列番号2、配列番号4、配列番号11、配列番号62、又は配列番号64で表されるアミノ酸配列における第1番目〜第191番目のアミノ酸配列からなるコアタンパク質、第192番目〜第383番目のアミノ酸配列からなるE1タンパク質、第384番目〜第746番目のアミノ酸配列からなるE2タンパク質、第747番目〜第809番目のアミノ酸配列からなるP7タンパク質、第810番目〜第1026番目のアミノ酸配列からなるNS2タンパク質、第1027番目〜第1657番目のアミノ酸配列からなるNS3タンパク質、第1658番目〜第1711番目のアミノ酸配列からなるNS4Aタンパク質、第1712番目〜第1972番目のアミノ酸配列からなるNS4Bタンパク質、第1973番目〜第2419番目のアミノ酸配列からなるNS5Aタンパク質、第2420番目〜第3010番目のアミノ酸配列からなるNS5Bタンパク質、からなる群から選択される少なくとも1つのC型肝炎ウイルスタンパク質にも関する。
更に、本発明は、NS4B領域のペプチドが、配列番号6、配列番号8、又は配列番号66で表されるアミノ酸配列からなるポリペプチドである、C型肝炎ウイルスポリプロテインにも関する。
また、本発明は、配列番号2、配列番号4、配列番号11、配列番号62、又は配列番号64で表されるアミノ酸配列における第1番目〜第191番目のアミノ酸配列からなるコアタンパク質、第192番目〜第383番目のアミノ酸配列からなるE1タンパク質、第384番目〜第746番目のアミノ酸配列からなるE2タンパク質、第747番目〜第809番目のアミノ酸配列からなるP7タンパク質、第810番目〜第1026番目のアミノ酸配列からなるNS2タンパク質、第1027番目〜第1657番目のアミノ酸配列からなるNS3タンパク質、第1658番目〜第1711番目のアミノ酸配列からなるNS4Aタンパク質、第1712番目〜第1972番目のアミノ酸配列からなるNS4Bタンパク質、第1973番目〜第2419番目のアミノ酸配列からなるNS5Aタンパク質、第2420番目〜第3010番目のアミノ酸配列からなるNS5Bタンパク質、からなる群から選択される少なくとも1つのC型肝炎ウイルスタンパク質にも関する。
また、本発明は、(A)配列番号5で表される塩基配列からなるポリヌクレオチド、
(B)配列番号7で表される塩基配列からなるポリヌクレオチド、
(C)配列番号65で表される塩基配列からなるポリヌクレオチド、
(D)配列番号6で表されるアミノ酸配列からなるポリペプチドをコードするポリヌクレオチド、
(E)配列番号8で表されるアミノ酸配列からなるポリペプチドをコードするポリヌクレオチド、
(F)配列番号66で表されるアミノ酸配列からなるポリペプチドをコードするポリヌクレオチド、及び
(G)配列番号5、配列番号7、又は配列番号65で表される塩基配列との相同性が90%以上である塩基配列からなるポリヌクレオチド、
からなる群から選択されるポリヌクレオチドを含む、レプリコンRNAにも関する。
また、本発明は、C型肝炎ウイルスのポリプロテインのアミノ酸配列における第1804番のロイシン及び第1966番のリジンをコードするヌクレオチド、及びNS4Bタンパク質をコードするポリヌクレオチドを含む、遺伝子型1bのレプリコンRNAに関する。
本発明によるレプリコンRNAの好ましい態様においては、(A)C型肝炎ウイルスの5‘非翻訳領域の第1番〜第341番のポリヌクレオチド、C型肝炎ウイルスのポリプロテインにおける第1027番〜第3010番のポリペプチドをコードするポリヌクレオチド、及び3’非翻訳領域のポリヌクレオチド、又は
(B)5‘非翻訳領域の第1番〜第341番のポリヌクレオチド、3010アミノ酸からなるC型肝炎ウイルスのポリプロテインをコードするポリヌクレオチド、及び3’非翻訳領域のポリヌクレオチド、
を含む。
本発明によるレプリコンRNAの好ましい態様においては、インターフェロン抵抗性である。
本発明によるレプリコンRNAの別の好ましい態様においては、(A)配列番号1で表される塩基配列における第1番目〜第341番目の塩基配列からなるポリヌクレオチド、及び配列番号1で表される塩基配列における第3420番目〜第9594番目の塩基配列からなるポリヌクレオチド、
(B)配列番号3で表される塩基配列における第1番目〜第341番目の塩基配列からなるポリヌクレオチド、及び配列番号3で表される塩基配列における第3420番目〜第9594番目の塩基配列からなるポリヌクレオチド、
(C)配列番号10で表される塩基配列における第1番目〜第341番目の塩基配列からなるポリヌクレオチド、及び配列番号10で表される塩基配列における第3420番目〜第9594番目の塩基配列からなるポリヌクレオチド、
(D)配列番号61で表される塩基配列における第1番目〜第341番目の塩基配列からなるポリヌクレオチド、及び配列番号61で表される塩基配列における第3420番目〜第9594番目の塩基配列からなるポリヌクレオチド、
(E)配列番号63で表される塩基配列における第1番目〜第341番目の塩基配列からなるポリヌクレオチド、及び配列番号63で表される塩基配列における第3420番目〜第9594番目の塩基配列からなるポリヌクレオチド、
(F)配列番号1で表される塩基配列における第1番目〜第341番目の塩基配列に対して90%以上の相同性の塩基配列からなるポリヌクレオチド、及び配列番号1で表される塩基配列における第3420番目〜第9594番目の塩基配列との相同性が90%以上である塩基配列からなるポリヌクレオチド、
(G)配列番号3で表される塩基配列における第1番目〜第341番目の塩基配列に対して90%以上の相同性の塩基配列からなるポリヌクレオチド、及び配列番号3で表される塩基配列における第3420番目〜第9594番目の塩基配列との相同性が90%以上である塩基配列からなるポリヌクレオチド、
(H)配列番号10で表される塩基配列における第1番目〜第341番目の塩基配列に対して90%以上の相同性の塩基配列からなるポリヌクレオチド、及び配列番号10で表される塩基配列における第3420番目〜第9594番目の塩基配列との相同性が90%以上である塩基配列からなるポリヌクレオチド、
(I)配列番号61で表される塩基配列における第1番目〜第341番目の塩基配列に対して90%以上の相同性の塩基配列からなるポリヌクレオチド、及び配列番号61で表される塩基配列における第3420番目〜第9594番目の塩基配列との相同性が90%以上である塩基配列からなるポリヌクレオチド、又は
(J)配列番号63で表される塩基配列における第1番目〜第341番目の塩基配列に対して90%以上の相同性の塩基配列からなるポリヌクレオチド、及び配列番号63で表される塩基配列における第3420番目〜第9594番目の塩基配列との相同性が90%以上である塩基配列からなるポリヌクレオチド、
を含む。
また、本発明によるレプリコンの別の好ましい態様においては、前記レプリコンRNAが、配列番号1、配列番号3、配列番号10、配列番号61若しくは配列番号63で表される塩基配列からなるポリヌクレオチド、又は配列番号1、配列番号3、配列番号10、配列番号61若しくは配列番号63で表される塩基配列との相同性が90%以上である塩基配列からなるポリヌクレオチドである。
更に、本発明によるレプリコンの別の好ましい態様においては、少なくとも1つの選択マーカー遺伝子、又はリポーター遺伝子及び少なくとも1つのIRES配列を含む。
(B)配列番号7で表される塩基配列からなるポリヌクレオチド、
(C)配列番号65で表される塩基配列からなるポリヌクレオチド、
(D)配列番号6で表されるアミノ酸配列からなるポリペプチドをコードするポリヌクレオチド、
(E)配列番号8で表されるアミノ酸配列からなるポリペプチドをコードするポリヌクレオチド、
(F)配列番号66で表されるアミノ酸配列からなるポリペプチドをコードするポリヌクレオチド、及び
(G)配列番号5、配列番号7、又は配列番号65で表される塩基配列との相同性が90%以上である塩基配列からなるポリヌクレオチド、
からなる群から選択されるポリヌクレオチドを含む、レプリコンRNAにも関する。
また、本発明は、C型肝炎ウイルスのポリプロテインのアミノ酸配列における第1804番のロイシン及び第1966番のリジンをコードするヌクレオチド、及びNS4Bタンパク質をコードするポリヌクレオチドを含む、遺伝子型1bのレプリコンRNAに関する。
本発明によるレプリコンRNAの好ましい態様においては、(A)C型肝炎ウイルスの5‘非翻訳領域の第1番〜第341番のポリヌクレオチド、C型肝炎ウイルスのポリプロテインにおける第1027番〜第3010番のポリペプチドをコードするポリヌクレオチド、及び3’非翻訳領域のポリヌクレオチド、又は
(B)5‘非翻訳領域の第1番〜第341番のポリヌクレオチド、3010アミノ酸からなるC型肝炎ウイルスのポリプロテインをコードするポリヌクレオチド、及び3’非翻訳領域のポリヌクレオチド、
を含む。
本発明によるレプリコンRNAの好ましい態様においては、インターフェロン抵抗性である。
本発明によるレプリコンRNAの別の好ましい態様においては、(A)配列番号1で表される塩基配列における第1番目〜第341番目の塩基配列からなるポリヌクレオチド、及び配列番号1で表される塩基配列における第3420番目〜第9594番目の塩基配列からなるポリヌクレオチド、
(B)配列番号3で表される塩基配列における第1番目〜第341番目の塩基配列からなるポリヌクレオチド、及び配列番号3で表される塩基配列における第3420番目〜第9594番目の塩基配列からなるポリヌクレオチド、
(C)配列番号10で表される塩基配列における第1番目〜第341番目の塩基配列からなるポリヌクレオチド、及び配列番号10で表される塩基配列における第3420番目〜第9594番目の塩基配列からなるポリヌクレオチド、
(D)配列番号61で表される塩基配列における第1番目〜第341番目の塩基配列からなるポリヌクレオチド、及び配列番号61で表される塩基配列における第3420番目〜第9594番目の塩基配列からなるポリヌクレオチド、
(E)配列番号63で表される塩基配列における第1番目〜第341番目の塩基配列からなるポリヌクレオチド、及び配列番号63で表される塩基配列における第3420番目〜第9594番目の塩基配列からなるポリヌクレオチド、
(F)配列番号1で表される塩基配列における第1番目〜第341番目の塩基配列に対して90%以上の相同性の塩基配列からなるポリヌクレオチド、及び配列番号1で表される塩基配列における第3420番目〜第9594番目の塩基配列との相同性が90%以上である塩基配列からなるポリヌクレオチド、
(G)配列番号3で表される塩基配列における第1番目〜第341番目の塩基配列に対して90%以上の相同性の塩基配列からなるポリヌクレオチド、及び配列番号3で表される塩基配列における第3420番目〜第9594番目の塩基配列との相同性が90%以上である塩基配列からなるポリヌクレオチド、
(H)配列番号10で表される塩基配列における第1番目〜第341番目の塩基配列に対して90%以上の相同性の塩基配列からなるポリヌクレオチド、及び配列番号10で表される塩基配列における第3420番目〜第9594番目の塩基配列との相同性が90%以上である塩基配列からなるポリヌクレオチド、
(I)配列番号61で表される塩基配列における第1番目〜第341番目の塩基配列に対して90%以上の相同性の塩基配列からなるポリヌクレオチド、及び配列番号61で表される塩基配列における第3420番目〜第9594番目の塩基配列との相同性が90%以上である塩基配列からなるポリヌクレオチド、又は
(J)配列番号63で表される塩基配列における第1番目〜第341番目の塩基配列に対して90%以上の相同性の塩基配列からなるポリヌクレオチド、及び配列番号63で表される塩基配列における第3420番目〜第9594番目の塩基配列との相同性が90%以上である塩基配列からなるポリヌクレオチド、
を含む。
また、本発明によるレプリコンの別の好ましい態様においては、前記レプリコンRNAが、配列番号1、配列番号3、配列番号10、配列番号61若しくは配列番号63で表される塩基配列からなるポリヌクレオチド、又は配列番号1、配列番号3、配列番号10、配列番号61若しくは配列番号63で表される塩基配列との相同性が90%以上である塩基配列からなるポリヌクレオチドである。
更に、本発明によるレプリコンの別の好ましい態様においては、少なくとも1つの選択マーカー遺伝子、又はリポーター遺伝子及び少なくとも1つのIRES配列を含む。
更に、本発明は、前記のレプリコンRNAをコードするDNAに関する。
更に、本発明は、前記のDNAを含むベクターに関する。
また、本発明は、前記のレプリコンRNA、前記のDNA、及び前記のベクターからなる群から選択された少なくとも1つを細胞に導入することによって作製されるレプリコン複製細胞に関する。
本発明によるレプリコン複製細胞の好ましい態様においては、前記細胞が肝細胞由来の細胞であり、好ましくは、前記肝細胞由来細胞がHuh−7細胞である。
更に、本発明は、前記のDNAを含むベクターに関する。
また、本発明は、前記のレプリコンRNA、前記のDNA、及び前記のベクターからなる群から選択された少なくとも1つを細胞に導入することによって作製されるレプリコン複製細胞に関する。
本発明によるレプリコン複製細胞の好ましい態様においては、前記細胞が肝細胞由来の細胞であり、好ましくは、前記肝細胞由来細胞がHuh−7細胞である。
また、本発明は、前記レプリコン複製細胞によって産生されるレプリコンRNAに関する。
更に、本発明は、前記レプリコン複製細胞によって産生されるCORE、E1、E2、P7、NS2、NS3、NS4A、NS4B、NS5A、及びNS5Bからなる群から選択される少なくとも1つのC型肝炎ウイルスタンパク質に関する。
更に、本発明は、レプリコン複製細胞によって産生されるC型肝炎ウイルス粒子に関する。
また、本発明は、C型肝炎ウイルスの感染を制御する物質をスクリーニングする方法であって、前記のレプリコン複製細胞と、前記物質とを接触させる工程、及びレプリコンRNAの増加度を分析する工程を含むスクリーニング方法に関する。
本発明によるスクリーニング方法の好ましい態様においては、前記レプリコンRNA増加度の分析が、レプリコンRNA又はC型肝炎ウイルスタンパク質の検出である。
本明細書において、「レプリコンRNA」とは、ウイルスRNAを基に作製され、細胞内で自律複製能を有しているRNAを意味し、RNAの複製を起こすことができる限り、ウイルス粒子を産生することのできるものも、産生することのできないものも含むことができる。
また、本明細書において「インターフェロン抵抗性」とは、試験管内及び生体内でインターフェロンの投与によりHCVの複製又は増殖が顕著に抑制されないことを意味する。
更に、本発明は、前記レプリコン複製細胞によって産生されるCORE、E1、E2、P7、NS2、NS3、NS4A、NS4B、NS5A、及びNS5Bからなる群から選択される少なくとも1つのC型肝炎ウイルスタンパク質に関する。
更に、本発明は、レプリコン複製細胞によって産生されるC型肝炎ウイルス粒子に関する。
また、本発明は、C型肝炎ウイルスの感染を制御する物質をスクリーニングする方法であって、前記のレプリコン複製細胞と、前記物質とを接触させる工程、及びレプリコンRNAの増加度を分析する工程を含むスクリーニング方法に関する。
本発明によるスクリーニング方法の好ましい態様においては、前記レプリコンRNA増加度の分析が、レプリコンRNA又はC型肝炎ウイルスタンパク質の検出である。
本明細書において、「レプリコンRNA」とは、ウイルスRNAを基に作製され、細胞内で自律複製能を有しているRNAを意味し、RNAの複製を起こすことができる限り、ウイルス粒子を産生することのできるものも、産生することのできないものも含むことができる。
また、本明細書において「インターフェロン抵抗性」とは、試験管内及び生体内でインターフェロンの投与によりHCVの複製又は増殖が顕著に抑制されないことを意味する。
本発明のHCV遺伝子によれば、生体内で複製することのできるHCV遺伝子を試験管内で解析することが可能である。このHCV遺伝子を利用することにより、本発明のRNAレプリコンを作製することができる。更に、前記RNAレプリコンが導入されたレプリコン複製細胞により、HCVに対する薬剤のスクリーニングが可能である。本発明のHCV遺伝子から作製されたレプリコンRNAは、遺伝子型1bのインターフェロン抵抗性のRNAレプリコンである。また、このレプリコンRNAを導入されたレプリコン複製細胞から感染性のウイルス粒子を産生することが可能である。従って、遺伝子型1bで、且つインターフェロン抵抗性のHCVの生体内での増殖機構と同じ試験管内のモデルを提供することが可能である。そして、このHCVの増殖モデルを利用することにより、肝炎の重症化を抑制することのできる薬剤のスクリーニング及び医薬の開発を行うことが可能となる。
以下に本発明の最良の形態を述べるが、本発明はこの形態に限定されるものではない。
本発明のC型肝炎ウイルス遺伝子は、遺伝子型1bに属するHCVの遺伝子である限り限定されるものではないが、好ましくは本発明のNS4Bタンパク質をコードするポリヌクレオチドを含む。また、インターフェロン抵抗性を示すHCVの遺伝子が好ましい。
HCV遺伝子は、その塩基配列によって、少なくとも6種類の遺伝子型に分類することが可能である。そのうち遺伝子型1に属するHCVは、更に、遺伝子型1a及び遺伝子型1bに分類される。遺伝子型1bの遺伝子型は、具体的には、配列番号5又は7の塩基配列に対して、90%以上の相同性を示す塩基配列からなるポリヌクレオチドを有するHCVを含む。
本発明のC型肝炎ウイルス遺伝子は、遺伝子型1bに属するHCVの遺伝子である限り限定されるものではないが、好ましくは本発明のNS4Bタンパク質をコードするポリヌクレオチドを含む。また、インターフェロン抵抗性を示すHCVの遺伝子が好ましい。
HCV遺伝子は、その塩基配列によって、少なくとも6種類の遺伝子型に分類することが可能である。そのうち遺伝子型1に属するHCVは、更に、遺伝子型1a及び遺伝子型1bに分類される。遺伝子型1bの遺伝子型は、具体的には、配列番号5又は7の塩基配列に対して、90%以上の相同性を示す塩基配列からなるポリヌクレオチドを有するHCVを含む。
本発明のNS4Bタンパク質としては、配列番号6、配列番号8、又は配列番号66で表されるアミノ酸配列からなるポリペプチドを挙げることができる。C型肝炎ウイルスの遺伝子は、5‘非翻訳領域(5’UTR)と3’非翻訳領域(3‘UTR)の間にウイルスの構造タンパク質であるコアタンパク質、E1タンパク質、E2タンパク質、及び非構造タンパク質であるP7タンパク質、NS2タンパク質、NS3タンパク質、NS4Aタンパク質、NS4Bタンパク質、NS5Aタンパク質、NS5Bタンパク質をコードする領域からなる。C型肝炎ウイルス遺伝子は、感染後に、宿主細胞内でmRNAとして機能し、約3000アミノ酸長の一つながりのポリプロテインが合成される。その後、宿主のシグナルペプチダーゼ、シグナルペプチジルペプチダーセ、及びHCVゲノムがコードするプロテアーゼにより切断され、前記の3種の構造タンパク質と7種の非構造タンパク質が産生される。
これらの10種のHCVのタンパク質のうち、NS4Bタンパク質は、NS3からNS5Bまでのその他の非構造タンパク質と複合体を形成し、宿主タンパク質とともに、RNA複製複合体を形成し、ゲノムRNAの複製を行うと考えられており、ウイルスの複製において重要な役割を果たしている。劇症肝炎患者から取得したHCV遺伝子のNS4B領域にコードされた、本発明の配列番号6で表されるアミノ酸配列からなるポリペプチド(以下、TPF1−NS4Bポリペプチドと称する)、配列番号8で表されるアミノ酸配列からなるポリペプチド(以下、TPF1−変異NS4Bポリペプチドと称する)、及び配列番号66で表されるアミノ酸配列からなるポリペプチド(以下、AHC1−変異NS4Bポリペプチドと称することがある)特に、TPF1−変異NS4Bポリペプチド、及びAHC1−変異NS4Bポリペプチドは、HCVの遺伝子の複製に関して顕著な効果を示す。
従って、本発明のC型肝炎ウイルス遺伝子は、好ましくは、TPF1−NS4Bポリペプチド又はTPF1−変異NS4Bポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを、より好ましくは配列番号5で表される塩基配列からなるポリヌクレオチド(以下、TPF1−NS4Bポリヌクレオチドと称する)を、最も好ましくは、配列番号7で表される塩基配列からなるポリヌクレオチド(TPF1−変異NS4Bポリヌクレオチド)、又は配列番号65で表される塩基配列からなるポリヌクレオチド(AHC1−変異NS4Bポリヌクレオチド)を含むC型肝炎ウイルス遺伝子である。しかしながら、本発明のC型肝炎ウイルス遺伝子は、HCV遺伝子の複製に関して顕著な効果を示す限り、これらに限定されるものではなく、例えば、配列番号5、配列番号7、又は配列番号65で表される塩基配列に対して、好ましくは90%以上、より好ましくは95%以上、更に好ましくは97%以上、更に好ましくは99%以上の相同性の塩基配列からなるポリヌクレオチドを含むC型肝炎ウイルス遺伝子を挙げることができる。
従って、本発明のC型肝炎ウイルス遺伝子は、好ましくは、TPF1−NS4Bポリペプチド又はTPF1−変異NS4Bポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを、より好ましくは配列番号5で表される塩基配列からなるポリヌクレオチド(以下、TPF1−NS4Bポリヌクレオチドと称する)を、最も好ましくは、配列番号7で表される塩基配列からなるポリヌクレオチド(TPF1−変異NS4Bポリヌクレオチド)、又は配列番号65で表される塩基配列からなるポリヌクレオチド(AHC1−変異NS4Bポリヌクレオチド)を含むC型肝炎ウイルス遺伝子である。しかしながら、本発明のC型肝炎ウイルス遺伝子は、HCV遺伝子の複製に関して顕著な効果を示す限り、これらに限定されるものではなく、例えば、配列番号5、配列番号7、又は配列番号65で表される塩基配列に対して、好ましくは90%以上、より好ましくは95%以上、更に好ましくは97%以上、更に好ましくは99%以上の相同性の塩基配列からなるポリヌクレオチドを含むC型肝炎ウイルス遺伝子を挙げることができる。
本発明のC型肝炎ウイルス遺伝子は、NS4B領域のポリヌクレオチドを含む限り限定されるものではなく、HCVの部分ポリヌクレオチドを含む部分C型肝炎ウイルス遺伝子及び全長のHCVポリヌクレオチドからなるC型肝炎ウイルス遺伝子を含むことができる。HCVの部分ポリヌクレオチドとしては、例えば、配列番号1、3、10、61、又は63における任意の塩基配列部分からなるヌクレオチドを挙げることができ、具体的には、5’UTR(第1番目〜第341番目の塩基配列)、コア(第342番目〜第914番目の塩基配列)、E1領域(第915番目〜第1490番目の塩基配列)、E2領域(第1491番目〜第2579番目の塩基配列)、P7領域(第2580番目〜第2768番目の塩基配列)、NS2領域(第2769番目〜第3419番目の塩基配列)、NS3領域(第3420番目〜第5312番目の塩基配列)、NS4A領域(第5313番目〜第5474番目の塩基配列)、NS4B領域(第5475番目〜第6257番目の塩基配列)、NS5A領域(第6258番目〜第7598番目の塩基配列)、NS5B領域(第7599番目〜第9371番目の塩基配列)、3’非翻訳領域(第9372番目〜第9594番目の塩基配列)の部分ポリヌクレオチドを挙げることができる。また、全長のHCVポリヌクレオチドからなるC型肝炎ウイルス遺伝子としては、配列番号1、配列番号3、配列番号10、配列番号61、又は配列番号63で表される塩基配列からなるC型肝炎ウイルス遺伝子を挙げることができる。
本発明のC型肝炎ウイルス遺伝子は、劇症肝炎患者から分離したものを含む。劇症肝炎とは、肝炎のうち症状発現後8週間以内にII度以上の脳症とプロトロンビン時間40%以下を呈したものを意味し、10日以内に脳症の出現する急性型と、それ以後に脳症の出現する亜急性型に分けられる。
本発明のC型肝炎ウイルス遺伝子のクローニングは、例えば、次のようにして行うことができる。劇症C型肝炎患者の血清から、酸性グアニジンイソチオシアネ−ト・フェノール・クロロホルム法(例えば、ISOGEN−LS、日本ジーン社製)等を用い、全RNAを調製する。3’UTR特異的なプライマー及びマウス白血病ウイルスリバーストランスクリプターゼ(Superscript II、Life technologies社製)を用いる逆転写反応により、全RNAからcDNAを合成する。
合成されたHCVのcDNAを、5’UTRから3’UTRまでの特異的プライマーを用いるPCR〔PCR Protocols,Academic Press(1990)〕により、増幅する。増幅されたHCV遺伝子を、pGEM−T EASYベクター(Promega社製)中にクローニングし、塩基配列を決定する。
HCV遺伝子の両末端は、5’UTR特異的プライマーを用いた5’−RACE及び3’UTR特異的プライマーを用いた3’−RACE〔Proc.Natl.Acad.Sci.USA,85,8998(1988)〕により得ることができる。得られたcDNA断片をつなぎ合わせて、全長HCV遺伝子を取得することができる。
本発明のDNAは、RNAである前記のC型肝炎ウイルス遺伝子に相当するDNAである限り、限定されるものではなく、例えば、C型肝炎ウイルス遺伝子から逆転写酵素により合成された一本鎖のcDNA、及びその1本鎖cDNAとその相補鎖からなる二本鎖DNAを挙げることができる。
本発明のポリペプチドは、配列番号1、3、10、61、又は63で表される塩基配列からなるポリヌクレオチドにコードされたポリペプチドであるか、又はC型肝炎ウイルスのポリプロテインのアミノ酸配列における第1804番のロイシン及び第1966番のリジンを含むポリペプチドであれば、その領域及び長さは特に限定されるものではないが、好ましくは、配列番号6、配列番号8、又は配列番号66で表されるアミノ酸配列からなるポリペプチドである。
本発明のC型肝炎ウイルスタンパク質は、配列番号2、4、11、62、又は64で表されるアミノ酸配列における第1番目〜第191番目のアミノ酸配列からなるコアタンパク質、第192番目〜第383番目のアミノ酸配列からなるE1タンパク質、第384番目〜第746番目のアミノ酸配列からなるE2タンパク質、第747番目〜第809番目のアミノ酸配列からなるP7タンパク質、第810番目〜第1026番目のアミノ酸配列からなるNS2タンパク質、第1027番目〜第1657番目のアミノ酸配列からなるNS3タンパク質、第1658番目〜第1711番目のアミノ酸配列からなるNS4Aタンパク質、第1712番目〜第1972番目のアミノ酸配列からなるNS4Bタンパク質、第1973番目〜第2419番目のアミノ酸配列からなるNS5Aタンパク質、又は第2420番目〜第3010番目のアミノ酸配列からなるNS5Bタンパク質を含むことができる
本発明のレプリコンRNAは、遺伝子型1bの塩基配列からなるポリヌクレオチドを含み、細胞内で自律複製能を有しているRNAであれば、特に限定されるものではない。HCVのレプリコンRNAの複製に関与するヌクレオチド領域としては、特には、5’UTR、3‘UTR、及び非構造タンパク質であるNS3タンパク質、NS4Aタンパク質、NS4Bタンパク質、NS5Aタンパク質、NS5Bタンパク質をコードするヌクレオチド領域を挙げることができ、本発明のレプリコンRNAにおいて、これらのすべての領域が重要であるが、複製の効率を上昇させる点において、NS4Bタンパク質をコードする領域が重要である。特に、NS4Bタンパク質としては、配列番号6で表されるアミノ酸配列からなるポリペプチドであるTPF1−NS4Bポリペプチドが好ましく、配列番号8で表されるアミノ酸配列からなるポリペプチドであるTPF1−変異NS4Bポリペプチド、又は配列番号66で表されるアミノ酸配列からなるポリペプチドであるAHC1−変異NS4Bポリペプチドがより好ましい。
従って、本発明のレプリコンRNAは、TPF1−NS4Bポリペプチドをコードするポリヌクレオチド、特には配列番号5で表される塩基配列からなるポリヌクレオチド(TPF1−NS4Bポリヌクレオチド)、を含むレプリコンRNAが好ましく、TPF1−変異NS4Bポリペプチドをコードするポリヌクレオチド、特には配列番号7で表される塩基配列からなるポリヌクレオチド(TPF1−変異NS4Bポリヌクレオチド)、又はAHC1−変異NS4Bポリペプチドをコードするポリヌクレオチド、特には配列番号65で表される塩基配列からなるポリヌクレオチド(AHC1−変異NS4Bポリヌクレオチド)を含むレプリコンRNAがより好ましい。しかしながら、本発明のレプリコンRNAは、前記のNS4B領域のポリヌクレオチドを含むレプリコンRNAに限定されるものではなく、配列番号5、配列番号7、又は配列番号65で表される塩基配列との相同性が、好ましくは90%以上、より好ましくは95%以上、更に好ましくは97%以上、最も好ましくは99%以上である塩基配列からなるポリヌクレオチドを含むレプリコンRNAを含む。
TPF1−変異NS4Bポリヌクレオチド(配列番号7)は、TPF1−NS4Bポリヌクレオチド(配列番号5)の278番目のAがUに置換し、763番目のGがAに置換されたものである。また、TPF1−変異NS4Bポリペプチド(配列番号8)は、TPF1−NS4Bポリペプチド(配列番号6)の93番目のグルタミン(Q)がロイシン(L)に置換し、255番目のグルタミン酸(E)がリジン(K)へ置換されたものである。
本発明のC型肝炎ウイルス遺伝子、及びレプリコンRNAの1つの実施態様としては、C型肝炎ウイルスのポリプロテインのアミノ酸配列における第1804番のロイシン及び第1966番のリジンをコードするヌクレオチドを含むことができる。
第1804番のロイシン及び第1966番のリジンの位置は、3010個のアミノ酸からなる遺伝子型1bのC型肝炎ウイルス遺伝子における位置である。
第1804番のロイシン及び第1966番のリジンの位置は、3010個のアミノ酸からなる遺伝子型1bのC型肝炎ウイルス遺伝子における位置である。
第1804番のロイシン及び第1966番のリジンは、NS4Bタンパク質に含まれるアミノ酸であり、現在までこれらのアミノ酸を含むNS4Bタンパク質は報告されていない。従って、これらのアミノ酸を含むHCVポリプロテイン、これらのアミノ酸をコードするポリヌクレオチドを含むRNAレプリコンも報告されていない。
遺伝子型1bのC型肝炎ウイルス遺伝子の塩基配列は、特に限定されるものではないが、例えば、配列番号1、配列番号3、配列番号10、配列番号61、配列番号63で表される塩基配列との相同性が、90%以上のものが含まれる。
本発明のレプリコンRNAの構造は、細胞内で複製することができる限り、限定されるものではないが、C型肝炎ウイルスの全長のRNAを含むものや、一部のRNAを含むサブジェノミックのレプリコンRNAを挙げることができる。例えば、サブジェノミックのレプリコンRNAは、5‘非翻訳領域(以下、5’UTRと称することがある)、3‘非翻訳領域(以下、3‘UTRと称することがある)、及び非構造タンパク質であるNS3タンパク質、NS4Aタンパク質、NS4Bタンパク質、NS5Aタンパク質、NS5Bタンパク質をコードするヌクレオチド領域を含むことができ、好ましくは、配列番号1、配列番号3、配列番号61、又は配列番号63で表される塩基配列における第1番目〜第341番目の塩基配列からなるポリヌクレオチド、及び配列番号1、配列番号3、配列番号61、又は配列番号63で表される塩基配列における第3420番目〜第9594番目の塩基配列からなるポリヌクレオチドを含むことができる。
5‘UTRは遺伝子型1bのC型肝炎ウイルス遺伝子においては、通常341ヌクレオチドからなり、レプリコンRNAに含まれる5’UTRは、塩基配列は限定されないが、その全長の配列を含むことが好ましい。3‘UTRは、ウイルス株によってその長さは異なるが、通常41ヌクレオチドの可変領域、株により長さの異なるポリU領域、及び98ヌクレオチドの3’X領域からなり、レプリコンRNAに含まれる3’UTRは、塩基配列及び長さは限定されないが、その株における全長の3‘UTRを含むことが好ましい。
また、全長RNA及びサブジェノミックRNAに加えて、選択マーカー遺伝子、リポーター遺伝子、又はIRES配列を含むこともでき、このようなレプリコンRNAとしては、例えば、配列番号9、配列番号67、又は配列番号68に記載のポリヌクレオチドからなるレプリコンRNAを挙げることができる。
選択マーカー遺伝子としては、例えば、抗生物質耐性遺伝子を挙げることができる。本発明において好適な選択マーカー遺伝子の例としては、ネオマイシン耐性遺伝子、チミジンキナーゼ遺伝子、カナマイシン耐性遺伝子、ピリチアミン耐性遺伝子、アデニリルトランスフェラーゼ遺伝子、ゼオシン耐性遺伝子、ピューロマイシン耐性遺伝子などを挙げられるが、ネオマイシン耐性遺伝子、チミジンキナーゼ遺伝子が好ましく、ネオマイシン耐性遺伝子が最も好ましい。但し本発明における選択マーカー遺伝子はこれらに限定されるものではない。
リポーター遺伝子としては、例えば、発光反応や呈色反応を触媒する酵素の構造遺伝子を挙げることができる。本発明において好適なリポーター遺伝子の例としては、トランスポゾンTn9由来のクロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ遺伝子、大腸菌由来のβグルクロニダーゼ若しくはβガラクトシダーゼ遺伝子、ルシフェラーゼ遺伝子、緑色蛍光タンパク質遺伝子、クラゲ由来のイクリオン遺伝子、分泌型胎盤アルカリフォスファターゼ(SEAP)遺伝子等が挙げられる。但し、本発明におけるリポーター遺伝子はこれらに限定されるものではない。
IRES配列としては、限定するものではないが、例えば、EMCV IRES(脳心筋炎ウイルスの内部リボゾーム結合部位)、FMDV IRES、HCV IRES、等が挙げられるが、EMCV IRES、及びHCV IRESがより好ましく、EMCV IRESが最も好ましい。
本発明のレプリコンRNAは、インターフェロン抵抗性であることが好ましい。インターフェロンによりHCV患者の治療を行った際に、インターフェロンが有効であるか否かは、例えば、ウイルス側の要因及び宿主側の要因が考えられる。ウイルス側の要因としては、インターフェロンに抵抗性を示すHCV遺伝子領域を挙げることができるが、本発明のレプリコンRNAは、インターフェロンに抵抗性を示すHCV遺伝子領域を含むものが好ましい。インターフェロンに抵抗性を示すHCV遺伝子領域としては、特に限定されるものではないが、例えば、NS5A領域のIFN感受性の指標と考えられているISDR領域を挙げることができる。
本発明のレプリコンRNAは、遺伝子型1bの塩基配列のポリヌクレオチドを含むものが好ましいが、例えば、配列番号5、配列番号7、又は配列番号65で表される塩基配列との相同性が90%以上である塩基配列からなるポリヌクレオチドを含むRNAレプリコンを挙げることができる。
本発明のDNAは、直鎖状DNAの形態で、前記のレプリコンRNAをコードするDNAであれば限定されず、例えば、レプリコンRNAを産生するためのRNAプロモ−ターを含むこともできる。
本発明のレプリコンRNAは、任意の遺伝子工学的手法を用いて作製することができる。限定するものではないが、レプリコンRNAは、例えば、以下のような方法で作製することができる。
前記のレプリコンRNAをコードするDNAを、常法によりクローニングベクターに挿入して、DNAクローンを作製する。このDNAをRNAプロモーターの下流に挿入して、レプリコンRNAを産生することのできるDNAクローンを作製する。前記RNAプロモーターは、プラスミドクローン中に含まれるものであることが好ましい。RNAプロモーターとしては、限定するものではないが、T7 RNAプロモーター、SP6 RNAプロモーター、SP3 RNAプロモーターが挙げられ、T7 RNAプロモーターが特に好ましい。
前記のレプリコンRNAをコードするDNAを、常法によりクローニングベクターに挿入して、DNAクローンを作製する。このDNAをRNAプロモーターの下流に挿入して、レプリコンRNAを産生することのできるDNAクローンを作製する。前記RNAプロモーターは、プラスミドクローン中に含まれるものであることが好ましい。RNAプロモーターとしては、限定するものではないが、T7 RNAプロモーター、SP6 RNAプロモーター、SP3 RNAプロモーターが挙げられ、T7 RNAプロモーターが特に好ましい。
DNAを挿入するベクターとしては、特に限定されないが、例えば、プラスミドベクター、直鎖状2本鎖DNAベクター並びに、アデノウイルスベクター、アデノ随伴ウイルスベクター、レトロウイルスベクター及びレンチウイルスベクター等のウイルスベクターを挙げることができるが、好ましくはプラスミドベクターである。
本発明のレプリコンRNAは、前記のDNAが挿入されたベクターから作製することが可能である。DNAクローンを鋳型として、RNAポリメラーゼによりRNAを合成する。RNA合成は、5’非翻訳領域から、常法により開始させることができる。鋳型DNAがプラスミドクローンの場合には、そのプラスミドクローンから、RNAプロモーターの下流に連結された前記DNA領域を制限酵素によって切り出し、そのDNA断片を鋳型として用いてRNAを合成することもできる。なお、好ましくは合成されるRNAの3’末端がウイルスゲノムRNAの3’非翻訳領域と一致し、他の配列が付加されたり削除されたりしないことが好ましい。例えば、本発明の全長のレプリコンRNAの1つの好ましい態様の場合は、5’UTRの上流にT7RNAプロモーター、3’UTR末端に制限酵素XbaI部位を有したベクターに挿入し、XbaI消化後、T7RNAポリメラーゼによりHCVゲノムRNAを合成することができる。
本発明のレプリコン複製細胞は、前記のRNAレプリコンを任意の細胞に導入することによって作製することができる。レプリコンRNAを導入する細胞としては、特に限定されないが、ヒト肝由来細胞、マウス肝由来細胞、又はサル肝由来細胞が好ましく、特にはヒト肝がん由来細胞であるHuh7細胞、HepG2細胞、又はHep3B細胞、あるいはIMY−N9細胞、HeLa細胞、CHO細胞、COS細胞、Vero細胞、又は293細胞を挙げることができる。レプリコンRNAの細胞内への導入は、任意のトランスフェクション法により行うことができる。そのような導入法としては、例えば、エレクトロポレーション、パーティクルガン法、リポフェクション法を挙げることができるが、エレクトロポレーションによる方法が特に好ましい。
細胞内導入のために選択マーカー遺伝子又はリポーター遺伝子を含有するレプリコンRNAを用いる場合には、そのレプリコンRNAが導入され持続的に複製している細胞を、選択マーカー遺伝子又はリポーター遺伝子の発現を利用して、選択することができる。例えば、レプリコンRNAにネオマイシン耐性遺伝子が選択マーカー遺伝子として含まれる場合には、そのレプリコンRNAをトランスフェクションした細胞を培養ディッシュに播種し、G418(ネオマイシン)を0.05ミリグラム/ミリリットル〜3.0ミリグラム/ミリリットルの濃度で添加する。その後、週に2回培養液を交換しながら培養を継続し、播種時から2〜3週間後にコロニーとして可視化することできる。
本発明のレプリコン複製細胞は、レプリコンRNA、C型肝炎ウイルスタンパク質、及びC型肝炎ウイルス粒子を産生する。従って、レプリコン複製細胞を用いて、レプリコンRNA、C型肝炎ウイルスタンパク質、及びC型肝炎ウイルス粒子を産生することが可能である。
レプリコン複製細胞中で複製されたレプリコンRNAは、任意のRNA抽出法によって細胞内から抽出することが可能である。細胞から抽出したRNAは、再び、細胞に導入することによって、レプリコンRNAとして機能させることができる。本発明のC型肝炎ウイルスタンパク質は、細胞内あるいは培養上清中に分泌されたものを利用することができる。産生されたC型肝炎ウイルスタンパク質は、公知の方法によって抽出し、精製することが可能である。また、レプリコン複製細胞によって産生されたC型肝炎ウイルス粒子は、細胞内及び培養上清中に分泌されたものを利用することが可能である。本発明のC型肝炎ウイルスタンパク質、及びC型肝炎ウイルス粒子は、レプリコンRNAに改変を加えることによって、RNA、ウイルスタンパク質、又はウイルス粒子を修飾し、病原性を弱めることにより、ワクチンとしても使用することができる。
前記レプリコン複製細胞を用いることによって、C型肝炎ウイルスの感染を制御する物質をスクリーニングすることが可能である。「C型肝炎ウイルスの感染を制御」とは、例えば、HCVのRNAの複製の制御(例えば、促進又は抑制)、RNAからタンパク質への翻訳の制御(例えば、促進又は抑制)を意味する。
具体的には、レプリコン複製細胞と試験物質を接触させ、レプリコンRNAの増加度を分析することによって試験物質のスクリーニングを行うことができる。レプリコンRNAの増加度とは、レプリコンRNAの複製の速度又は量の変化を意味する。具体的には、レプリコン細胞中のレプリコンRNAの量を検出又は測定し、対照の被検物質と接触しないレプリコン複製細胞のレプリコンRNAの量と比較することによって、被検物質をスクリーニングすることができる。また、細胞中又は上清中のC型肝炎ウイルスタンパク質の量を検出又は測定し、対照の被検物質と接触しないレプリコン複製細胞のそれと比較することによっても、被検物質をスクリーニングすることが可能である。スクリーニングにおいて検出又は測定することのできるC型肝炎ウイルスタンパク質は、特に限定されないが、好ましくは、コアタンパク質であり、市販のキットを用いてコアタンパク質を測定することも可能である。また、スクリーニング方法を自動化することによって、ハイスループットのスクリーニング方法に適応することも可能である。
具体的には、レプリコン複製細胞と試験物質を接触させ、レプリコンRNAの増加度を分析することによって試験物質のスクリーニングを行うことができる。レプリコンRNAの増加度とは、レプリコンRNAの複製の速度又は量の変化を意味する。具体的には、レプリコン細胞中のレプリコンRNAの量を検出又は測定し、対照の被検物質と接触しないレプリコン複製細胞のレプリコンRNAの量と比較することによって、被検物質をスクリーニングすることができる。また、細胞中又は上清中のC型肝炎ウイルスタンパク質の量を検出又は測定し、対照の被検物質と接触しないレプリコン複製細胞のそれと比較することによっても、被検物質をスクリーニングすることが可能である。スクリーニングにおいて検出又は測定することのできるC型肝炎ウイルスタンパク質は、特に限定されないが、好ましくは、コアタンパク質であり、市販のキットを用いてコアタンパク質を測定することも可能である。また、スクリーニング方法を自動化することによって、ハイスループットのスクリーニング方法に適応することも可能である。
更に、本発明のスクリーニング方法は、スクリーニングされた薬剤の効果を評価する方法としても有効である。薬剤の評価をこのスクリーニング方法で行う必要がある場合は、薬剤を製造する方法としても利用することができる。
《作用》
C型肝炎ウイルスのポリプロテインのアミノ酸配列における第1804番のロイシン及び第1966番のリジンをコードするヌクレオチドを含むC型肝炎ウイルス遺伝子、及びレプリコンRNAについて、完全に解明されているわけではないが、以下のように推論することができる。しかしながら、本発明は以下の説明によって限定されるものではない。
本発明者らは、後述の実施例9において用いた、AHC1株の代わりに、他の3010個のアミノ酸をコードする遺伝子型1bの株を用いて、実施例9の操作を繰り返し、実施例9と同様の結果を得た。但し、NS4Bタンパク質以外の適応変異を有するサブジェノミックレプリコンとしては、塩基数5308番目のTがCに変異して、3010個のHCVポリプロテインの第1656番のアミノ酸がV(バリン)からA(アラニン)に変異したレプリコンと、その変異に加えて、塩基数6846番目のAがGに変異して、3010個のHCVポリプロテインの第2169番のアミノ酸がT(チロシン)からA(アラニン)に変異したレプリコンが得られた。
C型肝炎ウイルスのポリプロテインのアミノ酸配列における第1804番のロイシン及び第1966番のリジンをコードするヌクレオチドを含むC型肝炎ウイルス遺伝子、及びレプリコンRNAについて、完全に解明されているわけではないが、以下のように推論することができる。しかしながら、本発明は以下の説明によって限定されるものではない。
本発明者らは、後述の実施例9において用いた、AHC1株の代わりに、他の3010個のアミノ酸をコードする遺伝子型1bの株を用いて、実施例9の操作を繰り返し、実施例9と同様の結果を得た。但し、NS4Bタンパク質以外の適応変異を有するサブジェノミックレプリコンとしては、塩基数5308番目のTがCに変異して、3010個のHCVポリプロテインの第1656番のアミノ酸がV(バリン)からA(アラニン)に変異したレプリコンと、その変異に加えて、塩基数6846番目のAがGに変異して、3010個のHCVポリプロテインの第2169番のアミノ酸がT(チロシン)からA(アラニン)に変異したレプリコンが得られた。
TPF1株、AHC1株、及び前記の遺伝子型1bの株から得られた実験結果から、以下のことが考えられる。第1804番のロイシン及び第1966番のリジンをコードするヌクレオチドを含む遺伝子型1bのレプリコンRNAは、このヌクレオチドを含まないレプリコンRNAと比較して、RNAの複製効率が上昇する。すなわち、遺伝子型1bのC型肝炎ウイルスのレプリコンRNAは、この2つの適応変異を有することによって、RNAの複製効率が上昇する。
前記のNS4Bタンパク質における2つの前記適応変異を有するレプリコンRNAを用い、細胞にトランスフェクションすることによって、確実にレプリコン複製細胞を得ることができる。このレプリコン複製細胞から得られたレプリコンRNAは、NS4Bタンパク質における2つの前記適応変異に加えて、他の1つ以上の適応変異が導入されていることがある。すなわち、NS4Bタンパク質における2つの前記適応変異に加えて、他の1つ以上の適応変異が導入されることにより、レプリコンRNAの複製効率が上昇することもある。
前記のNS4Bタンパク質における2つの前記適応変異を有するレプリコンRNAを用い、細胞にトランスフェクションすることによって、確実にレプリコン複製細胞を得ることができる。このレプリコン複製細胞から得られたレプリコンRNAは、NS4Bタンパク質における2つの前記適応変異に加えて、他の1つ以上の適応変異が導入されていることがある。すなわち、NS4Bタンパク質における2つの前記適応変異に加えて、他の1つ以上の適応変異が導入されることにより、レプリコンRNAの複製効率が上昇することもある。
《実施例1:劇症C型肝炎ウイルス全長遺伝子の単離及び解析》
(A)血清からのRNAの抽出
劇症肝炎患者の急性期に採取した血清250μLより、High Pure Viral Nucleic Acid Kit (Roche
diagnostics corporation)を用い、メーカーの推奨する方法に従い、RNAを精製した。
(A)血清からのRNAの抽出
劇症肝炎患者の急性期に採取した血清250μLより、High Pure Viral Nucleic Acid Kit (Roche
diagnostics corporation)を用い、メーカーの推奨する方法に従い、RNAを精製した。
(B)cDNAの合成及びPCRによるcDNAの増幅
精製したRNAにXR58Rプライマーを加え、SuperSucript II reverse transcriptase (Invitrogen社)により、メーカーの推奨する方法に従い、42℃、1時間逆転写反応を行わせ、cDNAを得た。得られた反応液にRNaseH(Invitrogen)を加え、37℃、30分反応させ、RNAを分解した。この反応液を、HC-LongA1プライマーと1b9405Rプライマー及びTakara LA Taq DNA polymerase (宝酒造)を用い、94℃、20秒、68℃、9分間からなる30回のサーマルサイクル反応によるポリメラーゼチェインリアクション(PCR)を行い、cDNAを増幅した。更に、得られた反応液の一部を、HC85FとHC9302Rプライマーを用いてPCRを行い、HCV cDNAを増幅した。
精製したRNAにXR58Rプライマーを加え、SuperSucript II reverse transcriptase (Invitrogen社)により、メーカーの推奨する方法に従い、42℃、1時間逆転写反応を行わせ、cDNAを得た。得られた反応液にRNaseH(Invitrogen)を加え、37℃、30分反応させ、RNAを分解した。この反応液を、HC-LongA1プライマーと1b9405Rプライマー及びTakara LA Taq DNA polymerase (宝酒造)を用い、94℃、20秒、68℃、9分間からなる30回のサーマルサイクル反応によるポリメラーゼチェインリアクション(PCR)を行い、cDNAを増幅した。更に、得られた反応液の一部を、HC85FとHC9302Rプライマーを用いてPCRを行い、HCV cDNAを増幅した。
(C)cDNAのクローニング
増幅したDNA断片は、0.7%アガロースゲルを用い電気泳動によって分離し、QIAquick gel purification kit (QIAGEN社)を用い、メーカーの推奨する方法に従って、DNA断片を回収した。回収したDNA断片は、pGEM-T easyベクター(Promega社)と連結反応させ、そのプラスミドによりDH5α株を形質転換した。アンピシリン耐性の形質転換体を選択し、2YT培地を用いて培養した。培養した菌体からWizard Plus SV Miniprep DNA Purification Systemを用いプラスミドを精製した。
増幅したDNA断片は、0.7%アガロースゲルを用い電気泳動によって分離し、QIAquick gel purification kit (QIAGEN社)を用い、メーカーの推奨する方法に従って、DNA断片を回収した。回収したDNA断片は、pGEM-T easyベクター(Promega社)と連結反応させ、そのプラスミドによりDH5α株を形質転換した。アンピシリン耐性の形質転換体を選択し、2YT培地を用いて培養した。培養した菌体からWizard Plus SV Miniprep DNA Purification Systemを用いプラスミドを精製した。
(D)塩基配列の決定
HCV cDNAの塩基配列は、HCVの遺伝子型1bの塩基配列に基づいて設計したプライマーを用い、決定した。CEQ
DTCS Quick Start Kit(ベックマン・コールター)を用い、メーカーの推奨する方法に従い、反応を行い、CEQ2000 XL DNA analysis system (Software version 4.0.0、ベックマン・コールター)により解析した。得られたデータをSequencher (Version 4.1.2、Gene Codes Corporation)により解析した。得られたHCVクローンをpTPF1-0193と命名した。
HCV cDNAの塩基配列は、HCVの遺伝子型1bの塩基配列に基づいて設計したプライマーを用い、決定した。CEQ
DTCS Quick Start Kit(ベックマン・コールター)を用い、メーカーの推奨する方法に従い、反応を行い、CEQ2000 XL DNA analysis system (Software version 4.0.0、ベックマン・コールター)により解析した。得られたデータをSequencher (Version 4.1.2、Gene Codes Corporation)により解析した。得られたHCVクローンをpTPF1-0193と命名した。
(E)5’非翻訳領域のcDNAの取得と塩基配列の決定
更に、前記の(A)の工程で得られたRNAより、5’RACE法により、5’非翻訳領域の末端のcDNAを取得した。5’RACE
System for Rapid Amplification of cDNA Ends, Version2.0 (Invitrogen社)のキットを用い、添付の指示書に従って、実施した。
cDNA合成のためのアンチセンスプライマーは、Chiba-asを使用した。SuperScript II Reverse
Transcriptase(Invitrogen)でcDNAを合成し、S.N.A.P columnで精製後、cDNAにTdT-tailing反応を行い、dCTPを付加した。キットに添付の5’RACE Abridged Anchorプライマー及びKY78プライマーでTakara LA Taq DNA polymerase(宝酒造)を用いて、1回目のPCRを行った。このPCR産物の一部を鋳型として、キットに添付のUTPプライマーとKM2プライマーで、Takara
LA Taq DNA polymerase(宝酒造)を用いて2回目のPCRを行い、PCR産物を得た。このPCR産物をpGEM-T
easyベクターにクローニングし、前記(D)の工程に従い、塩基配列を決定した。得られた配列番号1における第1位から第709位までを含むHCV
cDNAクローンをpTPF1-0007と命名した。
更に、前記の(A)の工程で得られたRNAより、5’RACE法により、5’非翻訳領域の末端のcDNAを取得した。5’RACE
System for Rapid Amplification of cDNA Ends, Version2.0 (Invitrogen社)のキットを用い、添付の指示書に従って、実施した。
cDNA合成のためのアンチセンスプライマーは、Chiba-asを使用した。SuperScript II Reverse
Transcriptase(Invitrogen)でcDNAを合成し、S.N.A.P columnで精製後、cDNAにTdT-tailing反応を行い、dCTPを付加した。キットに添付の5’RACE Abridged Anchorプライマー及びKY78プライマーでTakara LA Taq DNA polymerase(宝酒造)を用いて、1回目のPCRを行った。このPCR産物の一部を鋳型として、キットに添付のUTPプライマーとKM2プライマーで、Takara
LA Taq DNA polymerase(宝酒造)を用いて2回目のPCRを行い、PCR産物を得た。このPCR産物をpGEM-T
easyベクターにクローニングし、前記(D)の工程に従い、塩基配列を決定した。得られた配列番号1における第1位から第709位までを含むHCV
cDNAクローンをpTPF1-0007と命名した。
(F)3’非翻訳領域のcDNAの取得と塩基配列の決定
前記の(A)の工程で得られたRNAより、3’RACE法により、3’非翻訳領域の末端のcDNAを取得した。まず、患者のRNAにPoly(A) Tailing Kit(Ambion)を用いて、添付の指示書に従い、Poly(A)を付加した。XR58Rプライマーの代わりにdT-Adpプライマーを、1st PCRのプライマーとして3UTR-1Fプライマー及びAdpプライマーを、2nd PCRのプライマーとしてXR58F及びAdpプライマーを用いた以外は、前記工程(B)〜(D)の操作を繰り返した。得られたHCV cDNAクローンを pTPF1-8994と命名した。
前記の(A)の工程で得られたRNAより、3’RACE法により、3’非翻訳領域の末端のcDNAを取得した。まず、患者のRNAにPoly(A) Tailing Kit(Ambion)を用いて、添付の指示書に従い、Poly(A)を付加した。XR58Rプライマーの代わりにdT-Adpプライマーを、1st PCRのプライマーとして3UTR-1Fプライマー及びAdpプライマーを、2nd PCRのプライマーとしてXR58F及びAdpプライマーを用いた以外は、前記工程(B)〜(D)の操作を繰り返した。得られたHCV cDNAクローンを pTPF1-8994と命名した。
得られたHCV株をTPF1株と命名した。TPF1株は、全長9594塩基のHCVであり、その塩基配列を配列番号1に示した。得られたTPF1株のポリヌクレオチドは、その342番から9374番の間に、3010個の一つながりのアミノ酸をコードする翻訳領域を有するものであった。TPF1株のポリプロテインのアミノ酸配列を配列番号2に示す。
以下にクローニング及び塩基配列の決定に用いたプライマーを示す。
XR58R(配列番号12):5’-tcatgcggct cacggacctt tcacagctag-3’
HClongA1(配列番号13):5’-atcgtcttca cgcagaaagc gtctagccat-3’
1b9405R(配列番号14):5'-gcctattggc ctggagtgtt tagctc-3’
HC85F(配列番号15):5'-atggcgttag tatgagtgtc gtgcagcct-3’
HC9302R(配列番号16):5’-tcgggcacga gacaggctgt gatatatgtc t-3’
chiba-as(配列番号17):5'-tgcacggtct acgagacct-3’
KY78(配列番号18):5’-ctcgcaagca ccctatcagc cagt-3’
KM2(配列番号19):5’-aggcattgag cgggtttat-3’
dT-Adp(配列番号20):5’-ctagactcga gtcgacatcg tttttttttt
tttttttt-3’
3UTR-1F(配列番号21):5’-atcttagccc tagtcacggc-3’
Adp(配列番号22):5’-ctagactcga gtcgacatcg-3’
XR58F(配列番号23):5’-ctagctgtaa aggtccgtga gccgcatga-3’
M13 Primer M3(配列番号24):5’-gtaaaacgac ggccagt-3’
M13 Primer RV(配列番号25):5’-caggaaacag ctatgac-3’
104(配列番号26):5’-aggaagactt ccgagcggtc-3’
HC841S(配列番号27):5’-ggaacttgcc cggttgctct ttctctatct tc-3’
E1(配列番号28):5’-attccatggt ggggaactgg gctaa-3’
HC2069S(配列番号29):5’-taacaatacc ttgacctgcc ccacggactg-3’
HC2430S(配列番号30):5’-aacatcgtgg acgtgcaata cctgtacgg-3’
HC2461AS(配列番号31):5’-gaccctacac cgtacaggta-3’
HC2769S(配列番号32):5’-ttggaccggg agatggctgc atcgtg-3’
HC3632F(配列番号33):5’-cacccaaatg tacaccaatg t-3’
HC3928S(配列番号34):5’-tacccgttga gtctatggaa ac-3’
HC4016AS(配列番号35):5’-cacttggaat gtctgcggta-3’
HC4498S(配列番号36):5’-agggggggag gcatctcatt ttctg-3’
HC4888F(配列番号37):5’-tgctatgacg cgggctgtgc ttggta-3’
HC5381F(配列番号38):5’-ggtcattgtg ggcaggatca t-3’
HC5692S(配列番号39):5’-ctgcctggaa accccgcgat-3’
HC5858F(配列番号40):5’-tggcagcata ggccttggga aggt-3’
HC6315F(配列番号41):5’-aagacctggc tccagtccaa g-3’
5A-1(配列番号42):5’-ttccatgctc accgacccct c-3’
HC7090S(配列番号43):5’-gtggagtcag agaataaggt-3’
HC7743F(配列番号44):5’-cagaagaagg tcacctttgac-3’
HC8192S(配列番号45):5’-gcagcgggtc gagttcctgg tgaat-3’
HC8939F(配列番号46):5’-ctacggggcc tgttactcca ttgaac-3’
XR58R(配列番号12):5’-tcatgcggct cacggacctt tcacagctag-3’
HClongA1(配列番号13):5’-atcgtcttca cgcagaaagc gtctagccat-3’
1b9405R(配列番号14):5'-gcctattggc ctggagtgtt tagctc-3’
HC85F(配列番号15):5'-atggcgttag tatgagtgtc gtgcagcct-3’
HC9302R(配列番号16):5’-tcgggcacga gacaggctgt gatatatgtc t-3’
chiba-as(配列番号17):5'-tgcacggtct acgagacct-3’
KY78(配列番号18):5’-ctcgcaagca ccctatcagc cagt-3’
KM2(配列番号19):5’-aggcattgag cgggtttat-3’
dT-Adp(配列番号20):5’-ctagactcga gtcgacatcg tttttttttt
tttttttt-3’
3UTR-1F(配列番号21):5’-atcttagccc tagtcacggc-3’
Adp(配列番号22):5’-ctagactcga gtcgacatcg-3’
XR58F(配列番号23):5’-ctagctgtaa aggtccgtga gccgcatga-3’
M13 Primer M3(配列番号24):5’-gtaaaacgac ggccagt-3’
M13 Primer RV(配列番号25):5’-caggaaacag ctatgac-3’
104(配列番号26):5’-aggaagactt ccgagcggtc-3’
HC841S(配列番号27):5’-ggaacttgcc cggttgctct ttctctatct tc-3’
E1(配列番号28):5’-attccatggt ggggaactgg gctaa-3’
HC2069S(配列番号29):5’-taacaatacc ttgacctgcc ccacggactg-3’
HC2430S(配列番号30):5’-aacatcgtgg acgtgcaata cctgtacgg-3’
HC2461AS(配列番号31):5’-gaccctacac cgtacaggta-3’
HC2769S(配列番号32):5’-ttggaccggg agatggctgc atcgtg-3’
HC3632F(配列番号33):5’-cacccaaatg tacaccaatg t-3’
HC3928S(配列番号34):5’-tacccgttga gtctatggaa ac-3’
HC4016AS(配列番号35):5’-cacttggaat gtctgcggta-3’
HC4498S(配列番号36):5’-agggggggag gcatctcatt ttctg-3’
HC4888F(配列番号37):5’-tgctatgacg cgggctgtgc ttggta-3’
HC5381F(配列番号38):5’-ggtcattgtg ggcaggatca t-3’
HC5692S(配列番号39):5’-ctgcctggaa accccgcgat-3’
HC5858F(配列番号40):5’-tggcagcata ggccttggga aggt-3’
HC6315F(配列番号41):5’-aagacctggc tccagtccaa g-3’
5A-1(配列番号42):5’-ttccatgctc accgacccct c-3’
HC7090S(配列番号43):5’-gtggagtcag agaataaggt-3’
HC7743F(配列番号44):5’-cagaagaagg tcacctttgac-3’
HC8192S(配列番号45):5’-gcagcgggtc gagttcctgg tgaat-3’
HC8939F(配列番号46):5’-ctacggggcc tgttactcca ttgaac-3’
《実施例2:サブジェノミックRNAレプリコンの作成》
C型肝炎ウイルスTPF1株の全長のポリヌクレオチドを、pBluescriptIISK(+)のT7 RNAプロモーター配列の下流に挿入した(以下、pTPF1と称する)。
C型肝炎ウイルスTPF1株の全長のポリヌクレオチドを、pBluescriptIISK(+)のT7 RNAプロモーター配列の下流に挿入した(以下、pTPF1と称する)。
次に、pTPF1の構造タンパク質をコードする領域と非構造タンパク質をコードする領域の一部を、ネオマイシン耐性遺伝子(ネオマイシンリン酸転移酵素、NPT-II)及びEMCV-IRES(脳心筋炎ウイルスの内部リボゾーム結合部位)と入れ替えて、plasmid DNA pRepTPF1を構築した。この構築手順は、既報(Lohmann
et al., Science, (1999) 285, p.110-113)に従った。
et al., Science, (1999) 285, p.110-113)に従った。
具体的にはまずpTPF1を制限酵素AgeI及びBsrGIで切断し、その切断部位に、pTPF1由来の5’UTRからCore領域におよぶ配列とpcDNA3.1(+)由来のネオマイシン耐性遺伝子とをPCR増幅により増幅し制限酵素AgeIとPmeIで切断した断片、及びEMCV-IRESからNS3領域におよぶ配列をPCR増幅により結合し制限酵素PmeI及びBsrGIで切断した断片を連結挿入した。このplasmid DNA pRepTPF1をXbaIで切断したものを鋳型に、Megascript T7 kit (Ambion)を用いてRNAを合成した。メーカーの推奨する方法にてRNAを精製した。
ヒト肝がん細胞(Huh7、JCRB0403)はDulbecco’s
modified Eagle medium (D-MEM, IWAKI)に10%ウシ胎仔血清(FBS)、ペニシリンとストレプトマイシンをそれぞれ50 U/mL、50 μg/mLとなるように加えたものを培養液として、5%二酸化炭素付加、37℃で培養を行った。コンフルエントになる前の細胞をトリプシン、EDTA処理により培養皿から剥離させ、血清添加培地に再懸濁することによりトリプシンを不活化する。PBSで2回洗浄後、1.25% DMSOを添加したCytomix(120mM Potassium chloride、10mM Potassium phosphate、5mM Magnesium
chloride、25mM HEPES、0.15mM
Calcium chloride、2mMEGTA、pH7.6)に再懸濁し、ギャップ0.4 cmのエレクトロポレーションキュベットに移す。
modified Eagle medium (D-MEM, IWAKI)に10%ウシ胎仔血清(FBS)、ペニシリンとストレプトマイシンをそれぞれ50 U/mL、50 μg/mLとなるように加えたものを培養液として、5%二酸化炭素付加、37℃で培養を行った。コンフルエントになる前の細胞をトリプシン、EDTA処理により培養皿から剥離させ、血清添加培地に再懸濁することによりトリプシンを不活化する。PBSで2回洗浄後、1.25% DMSOを添加したCytomix(120mM Potassium chloride、10mM Potassium phosphate、5mM Magnesium
chloride、25mM HEPES、0.15mM
Calcium chloride、2mMEGTA、pH7.6)に再懸濁し、ギャップ0.4 cmのエレクトロポレーションキュベットに移す。
適当量のRNAを細胞に加えた後、5分間氷上で十分冷却する。エレクトロポレーター(Bio-Rad)で、960uF、250Vにてパルスを加える。直ちに8mLの培地に再懸濁し、一部をプレートに播く。一定時間培養した後、培養プレートにG418(ネオマイシン)を1mg/mLの濃度で添加した。その後、4日間隔で培養液を交換しながら培養を継続した。播種時から約20日間培養後の培養プレートから生存細胞のコロニーをクローン化し、培養を継続した。このようなコロニーのクローニングにより、pRepTPF1レプリコンRNAが自律複製している細胞を樹立することができた。レプリコンRNA複製の有無は、細胞性RNAに含まれる複製レプリコンRNAのコピー数を、定量的RT-PCR法にて解析した。
マイナス鎖の定量方法
レプリコンRNAの自律複製が起こっていることは、細胞中にHCV RNAの5’UTR領域のマイナス鎖が検出できるか否かで調べた。マイナス鎖の特異的な定量法は特願平08−187097号公報に記載のマイナス鎖RNAの特異的検出法と同様の方法で行った。
pRepTPF-1を鋳型にin vitroで合成したRNAをエレクトロポレーションで導入した細胞から、有意な量のマイナス鎖が検出でき、細胞内においてレプリコンRNAが自律的に複製していることが確認された。
レプリコンRNAの自律複製が起こっていることは、細胞中にHCV RNAの5’UTR領域のマイナス鎖が検出できるか否かで調べた。マイナス鎖の特異的な定量法は特願平08−187097号公報に記載のマイナス鎖RNAの特異的検出法と同様の方法で行った。
pRepTPF-1を鋳型にin vitroで合成したRNAをエレクトロポレーションで導入した細胞から、有意な量のマイナス鎖が検出でき、細胞内においてレプリコンRNAが自律的に複製していることが確認された。
《実施例3:適応変異の解析》
実施例2に従って、pRepTPF1を鋳型にin vitroで合成したRNAをHuh7細胞へトランスフェクションすることで樹立したレプリコンRNA複製細胞株から、ISOGEN(日本ジーン)を用いて、メーカーの推奨する条件に従い細胞内RNAを抽出した。
実施例2に従って、pRepTPF1を鋳型にin vitroで合成したRNAをHuh7細胞へトランスフェクションすることで樹立したレプリコンRNA複製細胞株から、ISOGEN(日本ジーン)を用いて、メーカーの推奨する条件に従い細胞内RNAを抽出した。
この細胞内RNAから実施例1でTPF1より遺伝子を取得したのと同様の手順で、レプリコンRNAのほぼ全領域にわたるDNAを増幅した。具体的には、抽出した細胞内RNAを鋳型としてSuperSucript II reverse
transcriptase (Invitrogen)とXR58RプライマーとによりレプリコンRNAに対するcDNAを合成した。
transcriptase (Invitrogen)とXR58RプライマーとによりレプリコンRNAに対するcDNAを合成した。
このcDNAの一部を用い、EMCV-S1プライマー:5’-tgcacatgct
ctacatgtgt ttagtcgagg-3’(配列番号60)とHC9405Rプライマーの存在下で、Takara LA Taq DNA polymerase (宝酒造)を用い、94℃、20秒、68℃、6分間からなる30回のサーマルサイクル反応によるポリメラーゼチェインリアクション(PCR)を行うことにより、HCV cDNAの増幅を行った。pGEM-T easyベクターにクローニングしたクローンの配列を決定したところ、塩基数5752番目のAがT、6237番目のGがAへの置換が認められた。その結果、配列番号2のアミノ酸番号1804に相当するアミノ酸がQ(グルタミン)からL(ロイシン)、アミノ酸番号1966に相当するアミノ酸がE(グルタミン酸)からK(リジン)へそれぞれ変異した。
ctacatgtgt ttagtcgagg-3’(配列番号60)とHC9405Rプライマーの存在下で、Takara LA Taq DNA polymerase (宝酒造)を用い、94℃、20秒、68℃、6分間からなる30回のサーマルサイクル反応によるポリメラーゼチェインリアクション(PCR)を行うことにより、HCV cDNAの増幅を行った。pGEM-T easyベクターにクローニングしたクローンの配列を決定したところ、塩基数5752番目のAがT、6237番目のGがAへの置換が認められた。その結果、配列番号2のアミノ酸番号1804に相当するアミノ酸がQ(グルタミン)からL(ロイシン)、アミノ酸番号1966に相当するアミノ酸がE(グルタミン酸)からK(リジン)へそれぞれ変異した。
次に、前記のアミノ酸置換がレプリコンRNAの複製に及ぼす影響について検討した。まず、実施例2において作製したHCV RNAレプリコン pRepTPF1にアミノ酸番号1804(QからLへ)及びアミノ酸番号1906(EからKへ)の適応変異をQuick
Mutagenesis Kit (Stratagene)を用いメーカーの推奨する方法に従い、導入した。このアミノ酸置換を導入したレプリコンRNAをpRep4Bと命名した。
Mutagenesis Kit (Stratagene)を用いメーカーの推奨する方法に従い、導入した。このアミノ酸置換を導入したレプリコンRNAをpRep4Bと命名した。
変異を引き起こす塩基配列を有しないpRepTPF1及びアミノ酸変異を有するpRep4Bのplasmid DNAをXbaIで切断したものを鋳型に、Megascript T7 kit (Ambion)を用いてRNAを合成した。メーカーの推奨する方法にてRNAを精製した。精製したそれぞれのRNAをHuh7細胞にトランスフェクションし、G418存在下で約20日間培養を行いクリスタルバイオレットで生存細胞を染色した。染色されたコロニー数を計測し、トランスフェクションしたレプリコンRNA量1μg当りのコロニー数を計算した。
RepTPF1 RNA 1μgをトランスフェクションした場合には1個のG418耐性コロニーが選択され、Rep4B RNA 1μgをトランスフェクションした場合には104個のコロニーが選択された。つまり、レプリコンRNAにおけるアミノ酸変異を引き起こす塩基変異は、Huh7細胞においてレプリコンRNAの複製効率を増大させる適応変異であると考えられた。
《実施例4:HCV RNAの複製に対する適応変異の効果》
実施例2において作成した完全長HCV
DNA pTPF1を制限酵素SfiIで切断し、その切断部位に、pRep4Bを制限酵素SfiIで切断した断片を連結挿入することで、適応変異が挿入された完全長HCV DNA
pTPF1/4Bを作成した。
実施例2において作成した完全長HCV
DNA pTPF1を制限酵素SfiIで切断し、その切断部位に、pRep4Bを制限酵素SfiIで切断した断片を連結挿入することで、適応変異が挿入された完全長HCV DNA
pTPF1/4Bを作成した。
この適応変異が挿入されたpTPF1/4Bより合成された完全長HCV RNAのHuh7細胞における複製効率をpTPF1の場合と比較した。具体的には実施例2と同様の方法を用い、完全長HCV RNAをin vitroで合成し、Huh7細胞にトランスフェクションした。トランスフェクションを行った細胞は、直ちに10mLの培地に再懸濁し、12 wellプレートに(直径22.1mm)に1mLずつ播き培養を開始した。4時間、24時間、48時間及び72時間に培養上清を回収した。回収した培養上清は、2krpmで10分間遠心し上清を回収した。上清100μLをHCVコア抗原のキット(富士レビオ、ルミパルス)を使用し測定した。
図1に示すように、適応変異を導入したpTPF1/4Bの上清中におけるコア抗原の測定値は、いずれのポイントにおいても、適応変異を持たない対照のpTPF1の場合より高かった。このことは本発明の適応変異を完全長HCV RNAレプリコンに導入することにより、細胞内において高効率に複製し、コア蛋白質を上清中に分泌していることを示している。肝臓で複製している構造と同じ全長型ゲノムが、in-vitroで複製可能であることを示したものである。
特に、本発明のTPF1−NS4Bポリペプチドにおいて、前記の適応変異を有するTPF1−変異NS4Bポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを、レプリコンRNAに用いることにより、RNAの複製効率が上昇したものと考えられる。
特に、本発明のTPF1−NS4Bポリペプチドにおいて、前記の適応変異を有するTPF1−変異NS4Bポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを、レプリコンRNAに用いることにより、RNAの複製効率が上昇したものと考えられる。
《実施例5:再感染可能なHCV粒子の構築》
実施例4において培養上清中に分泌されたコア抗原がウイルス粒子を形成し、in vitroにおいて再感染可能か検討した。具体的には、pTPF1/FL4Bより合成された完全長HCV RNAをHuh7細胞にトランスフェクションし、72時間培養を行った後に培養上清を回収した。回収した培養上清は2krpmで10分間遠心後、フィルター濾過(0.45μm、Millipore)を行い破砕した細胞等を除去した。
実施例4において培養上清中に分泌されたコア抗原がウイルス粒子を形成し、in vitroにおいて再感染可能か検討した。具体的には、pTPF1/FL4Bより合成された完全長HCV RNAをHuh7細胞にトランスフェクションし、72時間培養を行った後に培養上清を回収した。回収した培養上清は2krpmで10分間遠心後、フィルター濾過(0.45μm、Millipore)を行い破砕した細胞等を除去した。
フィルター濾過を行った上清は、12
wellプレート(直径22.1μm)に培養したHuh7細胞と3時間、4℃の低温条件下で反応させた。反応後、5%二酸化炭素付加、37℃のインキュベーター内に移し培養を行った。4時間、24時間、48時間、72時間及び96時間に細胞を1mMEDTA-PBSで剥離し遠心分離にて回収した。細胞ペレットを50μL RIPA緩衝液(20mM
Tris-HCl (pH 7.5), 150mM NaCl, 1mMEDTA, 1%NP40, 0.1%Deoxycholate, 0.1%SDS
complete protease inhibitor cocktail (Roche diagnostics corporation))に溶解し、10krpmで5分間遠心により上清を回収した。上清5μLをHCVコア抗原のキット(富士レビオ、ルミパルス)を使用し測定した。
wellプレート(直径22.1μm)に培養したHuh7細胞と3時間、4℃の低温条件下で反応させた。反応後、5%二酸化炭素付加、37℃のインキュベーター内に移し培養を行った。4時間、24時間、48時間、72時間及び96時間に細胞を1mMEDTA-PBSで剥離し遠心分離にて回収した。細胞ペレットを50μL RIPA緩衝液(20mM
Tris-HCl (pH 7.5), 150mM NaCl, 1mMEDTA, 1%NP40, 0.1%Deoxycholate, 0.1%SDS
complete protease inhibitor cocktail (Roche diagnostics corporation))に溶解し、10krpmで5分間遠心により上清を回収した。上清5μLをHCVコア抗原のキット(富士レビオ、ルミパルス)を使用し測定した。
図2に示すように、pTPF1/4Bの培養上清を処理した細胞内のコア抗原は4時間から24時間にかけていったん減少した後、48時間から上昇し、96時間後も増加していた。このことは本発明の完全長HCV RNAが細胞中で複製し放出された培養上清中には、新たなHuh7細胞に感染可能なウイルス粒子が含まれることを示している。
《実施例6:インターフェロン感受性の急性肝炎患者からのC型肝炎ウイルス全長遺伝子の取得》
インターフェロン治療で奏効を示した急性肝炎患者の血清からC型肝炎ウイルス全長遺伝子の取得を試みた。患者血清からRNAの抽出試薬であるISOGEN-LS(日本ジーン)を用い、添付の指示書に従ってRNAを抽出した。
インターフェロン治療で奏効を示した急性肝炎患者の血清からC型肝炎ウイルス全長遺伝子の取得を試みた。患者血清からRNAの抽出試薬であるISOGEN-LS(日本ジーン)を用い、添付の指示書に従ってRNAを抽出した。
このRNAから実施例1でTPF1より全長遺伝子を取得したのと同様の手法を用い、第85位から第9302位までの、HCV遺伝子を取得した。pGEM-T easyベクターにクローニングし、配列を決定したところ、遺伝子型1bに属する典型的な全長遺伝子であった。
続いて、3’非翻訳領域の核酸配列を決定した。抽出したRNA2.5μLにプライマー8913Fを5 pmole(0.5μL)加え、70℃で3分間保持し、氷中で急冷した。これに5xFirst-Strand Buffer 2μL、0.1M DTT 1μL、20mM
dNTP 0.5μL、RNase Inhibitor(宝酒造) 20units、SuperSucript II reverse
transcriptase (Invitrogen) 0.5μLを加え、全量で10μLになるようにジエチルピロカーボネイト処理した滅菌水を加えた。この混合液を42℃、60分反応させた。RNAを破壊するため、RNaseH(宝酒造、60U/μL)を12U加え、37℃で30分保持し、その後72℃、3分で失活させ、cDNAとして用いた。
dNTP 0.5μL、RNase Inhibitor(宝酒造) 20units、SuperSucript II reverse
transcriptase (Invitrogen) 0.5μLを加え、全量で10μLになるようにジエチルピロカーボネイト処理した滅菌水を加えた。この混合液を42℃、60分反応させた。RNAを破壊するため、RNaseH(宝酒造、60U/μL)を12U加え、37℃で30分保持し、その後72℃、3分で失活させ、cDNAとして用いた。
このcDNA、2μLをプライマー8913F及びRP2を用いて前記と同様の方法でPCRを行った。このPCRの産物の一部を用い、8939FとR1のプライマーで2回目のPCRを行い、約600baseのPCR産物を得た。このPCR産物をpGEM-T
Easy ベクターにクローニングし配列を決定した。
Easy ベクターにクローニングし配列を決定した。
一方HCV cDNAの5’末端は、以下のように単離し配列を決定した。前述のRNaseHで処理したcDNA反応液の一部を、HCLongH1及びHC705Rと、Takara EX Taq DNA polymerase (宝酒造)を用い、94℃、20秒、55℃、30秒、72℃、1分からなるサーマルサイクルを35回繰り返すPCRにより、既に報告されているHCV cDNAの第1位から709位に相当する断片を増幅させた。このPCR産物をpGEM-T easyベクターにクローニングし、配列を決定した。
以上により、全ウイルスゲノム配列を取得し、これをAHC1株と命名した。得られたAHC1株は、全長9594塩基長であり、決定された全ウイルスゲノムの塩基配列は、その342番から9374番の間に、3010個の一つながりのアミノ酸をコードする翻訳領域を有するものであった。その塩基配列を配列番号10に、アミノ酸配列を配列番号11に示した。
以下にクローニング及び遺伝子解析に用いたプライマーを示す。
XR58R(配列番号12):5’-tcatgcggct cacggacctt tcacagctag-3’
HClongA1(配列番号13):5’-atcgtcttca cgcagaaagc gtctagccat-3’
1b9405R(配列番号14):5'-gcctattggc ctggagtgtt tagctc-3’
HC85F(配列番号15):5'-atggcgttag tatgagtgtc gtgcagcct-3’
HC9302R(配列番号16):5’-tcgggcacga gacaggctgt gatatatgtc t-3’
HC8913F(配列番号47):5’-cttgaaaaag ccctggattg tcagat-3’
HC8939F(配列番号46):5’-ctacggggcc tgttactcca ttgaac-3’
R1(配列番号48):5’-acatgatctg cagagaggcc agtatcagca ctctc-3
HClongH1(配列番号49):5'-gccagccccc tgatgggggc gacactccac c-3’
HC705R(配列番号50):5'-agccgcatgt aagggtatcg atgac-3’’
RP2(配列番号51):5’-acatgatctg cagagaggcc-3’
M13PrimerM3(配列番号24):5’-gtaaaacgac ggccagt-3’
M13PrimerRV(配列番号25):5’-caggaaacag ctatgac-3’
HC161S(配列番号52):5’-gagtacaccggaattgccaggacgaccggg-3’
104(配列番号26):5’-aggaagactt ccgagcggtc-3’
HC841S(配列番号27):5’-ggaacttgcc cggttgctct ttctctatct tc-3’
HC1405S(配列番号53):5’-attccatggt ggggaactgg gccaa-3’
E1(配列番号28):5’-attccatggt ggggaactgg gctaa-3’
HC2006AS(配列番号54):5’-catccatgtg cagccgaacc aatt-3’
HC2199AS(配列番号55):5’-aggggtagtg ccaaagcctg tatgggtagt-3’
HC2430S(配列番号30):5’-aacatcgtgg acgtgcaata cctgtacgg-3’
HC2769S(配列番号32):5’-ttggaccggg agatggctgc atcgtg-3’
HC3111AS(配列番号56):5’-ataatgaccc ccggcgactt tccgcactaa c-3’
HC3591AS(配列番号57):5’-catggtagac agtccagcac-3’
HC4016AS(配列番号35):5’-cacttggaat gtctgcggta-3’
HC4498S(配列番号36):5’-agggggggag gcatctcatt ttctg-3’
HC4888F(配列番号37):5’-tgctatgacg cgggctgtgc ttggta-3’
1b5290AS(配列番号58):5’-gacatgcatg tcatgatgta tttg-3’
HC5950AS(配列番号59):5’-ctcatgacct taaaggccac-3’
HC5858F(配列番号40):5’-tggcagcata ggccttggga aggt-3’
HC6315F(配列番号41):5’-aagacctggc tccagtccaa g-3’
5A-1(配列番号42):5’-ttccatgctc accgacccct c-3’
HC7090AS(配列番号43):5’-accttattct ctgactccac-3’
HC7743F(配列番号44):5’-cagaagaagg tcacctttgac-3’
HC8192S(配列番号45):5’-gcagcgggtc gagttcctgg tgaat-3’
XR58R(配列番号12):5’-tcatgcggct cacggacctt tcacagctag-3’
HClongA1(配列番号13):5’-atcgtcttca cgcagaaagc gtctagccat-3’
1b9405R(配列番号14):5'-gcctattggc ctggagtgtt tagctc-3’
HC85F(配列番号15):5'-atggcgttag tatgagtgtc gtgcagcct-3’
HC9302R(配列番号16):5’-tcgggcacga gacaggctgt gatatatgtc t-3’
HC8913F(配列番号47):5’-cttgaaaaag ccctggattg tcagat-3’
HC8939F(配列番号46):5’-ctacggggcc tgttactcca ttgaac-3’
R1(配列番号48):5’-acatgatctg cagagaggcc agtatcagca ctctc-3
HClongH1(配列番号49):5'-gccagccccc tgatgggggc gacactccac c-3’
HC705R(配列番号50):5'-agccgcatgt aagggtatcg atgac-3’’
RP2(配列番号51):5’-acatgatctg cagagaggcc-3’
M13PrimerM3(配列番号24):5’-gtaaaacgac ggccagt-3’
M13PrimerRV(配列番号25):5’-caggaaacag ctatgac-3’
HC161S(配列番号52):5’-gagtacaccggaattgccaggacgaccggg-3’
104(配列番号26):5’-aggaagactt ccgagcggtc-3’
HC841S(配列番号27):5’-ggaacttgcc cggttgctct ttctctatct tc-3’
HC1405S(配列番号53):5’-attccatggt ggggaactgg gccaa-3’
E1(配列番号28):5’-attccatggt ggggaactgg gctaa-3’
HC2006AS(配列番号54):5’-catccatgtg cagccgaacc aatt-3’
HC2199AS(配列番号55):5’-aggggtagtg ccaaagcctg tatgggtagt-3’
HC2430S(配列番号30):5’-aacatcgtgg acgtgcaata cctgtacgg-3’
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HC3111AS(配列番号56):5’-ataatgaccc ccggcgactt tccgcactaa c-3’
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HC4016AS(配列番号35):5’-cacttggaat gtctgcggta-3’
HC4498S(配列番号36):5’-agggggggag gcatctcatt ttctg-3’
HC4888F(配列番号37):5’-tgctatgacg cgggctgtgc ttggta-3’
1b5290AS(配列番号58):5’-gacatgcatg tcatgatgta tttg-3’
HC5950AS(配列番号59):5’-ctcatgacct taaaggccac-3’
HC5858F(配列番号40):5’-tggcagcata ggccttggga aggt-3’
HC6315F(配列番号41):5’-aagacctggc tccagtccaa g-3’
5A-1(配列番号42):5’-ttccatgctc accgacccct c-3’
HC7090AS(配列番号43):5’-accttattct ctgactccac-3’
HC7743F(配列番号44):5’-cagaagaagg tcacctttgac-3’
HC8192S(配列番号45):5’-gcagcgggtc gagttcctgg tgaat-3’
《実施例7:インターフェロンによるHCV
RNAレプリコン複製阻害》
インターフェロンのHCV複製阻害作用を完全長HCV RNAレプリコンを用い評価を試みた。インターフェロンの阻害作用の評価に使用した完全長HCV RNAは、実施例4においてHuh7細胞において高効率に複製可能なpTPF1/4B、及び実施例6において取得したAHC1とpTPF1/4Bのキメラ体を用いた。キメラベクターは完全長HCV DNA pTPF1を制限酵素AgeIとBsrGIで切断し、その切断部位に、AHC1を制限酵素AgeIとBsrGIで切断した断片を連結挿入することで、AHC1の構造蛋白質領域が挿入されたHCV DNA pTPF1/AHC1_AgeBsrを作成した。
RNAレプリコン複製阻害》
インターフェロンのHCV複製阻害作用を完全長HCV RNAレプリコンを用い評価を試みた。インターフェロンの阻害作用の評価に使用した完全長HCV RNAは、実施例4においてHuh7細胞において高効率に複製可能なpTPF1/4B、及び実施例6において取得したAHC1とpTPF1/4Bのキメラ体を用いた。キメラベクターは完全長HCV DNA pTPF1を制限酵素AgeIとBsrGIで切断し、その切断部位に、AHC1を制限酵素AgeIとBsrGIで切断した断片を連結挿入することで、AHC1の構造蛋白質領域が挿入されたHCV DNA pTPF1/AHC1_AgeBsrを作成した。
実施例2と同様の方法を用いてpTPF1/4B及びpTPF1/AHC1_AgeBsrの完全長HCV RNAを合成し、Huh7細胞にトランスフェクションした。トランスフェクションを行った細胞は、直ちに15mLの培地に再懸濁し、12 wellプレートに(直径22.1mm)に1mLずつ播き培養を開始した。
培養開始24時間後、様々な濃度(0.1IU/mLから300IU/mL)のインターフェロンを溶解した培地と交換した。更に24時間培養後、細胞を1mMEDTA-PBSで剥離し遠心分離にて回収した。細胞ペレットを50μL RIPA緩衝液(20mM
Tris-HCl (pH 7.5), 150mM NaCl, 1mMEDTA, 1%NP40, 0.1%Deoxycholate, 0.1%SDS
complete protease inhibitor cocktail (Roche diagnostics corporation))に溶解し、10krpmで5分間遠心により上清を回収した。上清5μLをHCVコア抗原のキット(富士レビオ、ルミパルス)を使用し測定した。
Tris-HCl (pH 7.5), 150mM NaCl, 1mMEDTA, 1%NP40, 0.1%Deoxycholate, 0.1%SDS
complete protease inhibitor cocktail (Roche diagnostics corporation))に溶解し、10krpmで5分間遠心により上清を回収した。上清5μLをHCVコア抗原のキット(富士レビオ、ルミパルス)を使用し測定した。
前記試験の結果より、pTPF1/4Bがインターフェロン抵抗性であり、一方のpTPF1/AHC1_AgeBsrがインターフェロン感受性であることが示された。このことは本発明の完全長HCV RNAレプリコンは、インターフェロン抵抗性のRNAレプリコンであり、インターフェロン抵抗性を示すC型肝炎ウイルスの治療薬開発に有用であると考えられる。
《実施例8:シクロスポリンAによるHCV RNAレプリコン複製阻害》
シクロスポリンAのHCV RNAレプリコン複製に対する阻害作用の評価を試みた。評価にはpTPF1/4Bを使用した。実施例2と同様の方法を用いてHuh7細胞にトランスフェクションを行い、12 wellプレートに播種した。4時間培養後、シクロスポリンA 1μgを溶解した培地と交換した。
シクロスポリンAのHCV RNAレプリコン複製に対する阻害作用の評価を試みた。評価にはpTPF1/4Bを使用した。実施例2と同様の方法を用いてHuh7細胞にトランスフェクションを行い、12 wellプレートに播種した。4時間培養後、シクロスポリンA 1μgを溶解した培地と交換した。
シクロスポリンA含有培地と交換後、24時間、48時間及び72時間培養後の細胞を実施例7と同様の方法を用いて細胞内のHCVコア抗原量をHCVコア抗原のキット(富士レビオ、ルミパルス)を使用し測定した。
図3に示すように、シクロスポリンA(CsA)添加区はトランスフェクション後4時間を最大とし、その後減少していることを確認した。一方、コントロール(CsA無添加区)は4時間から24時間にかけていったん減少した後、48時間から上昇し、72時間後も増加することを確認した。よってCsAは抗C型肝炎ウイルス活性を有することが確認された。このことは本発明の完全長HCV RNAは、これまでに報告されているC型肝炎治療薬の試験系(スクリーニング方法)として利用できることを示している。更にHCVの複製及び/又はHCV蛋白質の翻訳に影響を及ぼす各種物質をスクリーニングするための試験系として利用可能である。
《実施例9:TPF1株のNS4Bタンパク質における適応変異の効果》
TPF1株を用いたRNAレプリコンで得られたNS4Bタンパク質における2つのアミノ酸の適応変異が、他の遺伝子型1bのHCV遺伝子におけるレプリコンRNAの複製に与える影響を検討した。
実施例6で得られたAHC1株の3010個のアミノ酸のNS4B領域のタンパク質に適応変異が導入されるように、ヌクレオチドに変異を導入した。具体的には、Quick Mutagenesis Kit (Stratagene)を用い、メーカーの推奨する方法に従い、第1804番のアミノ酸をQ(グルタミン)からL(ロイシン)へ、第1966番のアミノ酸をE(グルタミン酸)からK(リジン)へ変異させるためのヌクレオチドの変異を導入した。得られたクローンのRNAの塩基配列を配列番号61に、アミノ酸配列を配列番号62に示す。
TPF1株を用いたRNAレプリコンで得られたNS4Bタンパク質における2つのアミノ酸の適応変異が、他の遺伝子型1bのHCV遺伝子におけるレプリコンRNAの複製に与える影響を検討した。
実施例6で得られたAHC1株の3010個のアミノ酸のNS4B領域のタンパク質に適応変異が導入されるように、ヌクレオチドに変異を導入した。具体的には、Quick Mutagenesis Kit (Stratagene)を用い、メーカーの推奨する方法に従い、第1804番のアミノ酸をQ(グルタミン)からL(ロイシン)へ、第1966番のアミノ酸をE(グルタミン酸)からK(リジン)へ変異させるためのヌクレオチドの変異を導入した。得られたクローンのRNAの塩基配列を配列番号61に、アミノ酸配列を配列番号62に示す。
得られた変異が導入された適応変異AHC1株の全長のポリヌクレオチドを用いたことを除いては、実施例2の操作を繰り返し、適応変異を有するプラスミドDNA pRepAHC1/4Bを取得した。このpRepAHC1/4Bを制限酵素XbaIで切断したものを鋳型として、RepAHC1/4BレプリコンRNAを取得し、ヒト肝がん細胞(Huh7、JCRB0403)にトランスフェクションし、RepAHC1/4BレプリコンRNAが自律複製している細胞株を樹立した。
コントロールとして、適応変異が導入されていないAHC1株の全長のポリヌクレオチドを用いて同じ操作を繰り返した場合は、レプリコンRNAが自律複製している細胞株は樹立できたが、RepAHC1/4Bレプリコンの約1000分の1の効率であった。従って、遺伝子型1bのHCV遺伝子に、NS4bタンパク質の2つの適応変異をコードするヌクレオチドの変異を導入することにより、レプリコンRNAが効率的に自律複製することがわかった。
コントロールとして、適応変異が導入されていないAHC1株の全長のポリヌクレオチドを用いて同じ操作を繰り返した場合は、レプリコンRNAが自律複製している細胞株は樹立できたが、RepAHC1/4Bレプリコンの約1000分の1の効率であった。従って、遺伝子型1bのHCV遺伝子に、NS4bタンパク質の2つの適応変異をコードするヌクレオチドの変異を導入することにより、レプリコンRNAが効率的に自律複製することがわかった。
次に、得られた細胞株を用いたことを除いては、実施例3の操作を繰り返し、複製したレプリコンRNAのヌクレオチド配列を決定した。その結果、塩基数3685番目のCがTに変異しており、配列番号11のアミノ酸番号1115に相当するアミノ酸がP(プロリン)からL(ロイシン)に変異していた。この変異を前記pRepAHC1/4Bに導入し、プラスミドpRepAHC1/4Bmを得た。pRepAHC1/4Bから得られたレプリコンRNAであるRepAHC1/4Bと、pRepAHC1/4Bmから得られたレプリコンRNAであるRepAHC1/4BmをHuh7にトランスフェクションして、得られたコロニー数を計算した。RepAHC1/4Bの塩基配列を配列番号67に、RepAHC1/4Bmの塩基配列を配列番号68に示す。
RepAHC1/4BのRNA 1μgをトランスフェクションした場合には約10E3個のG418耐性コロニーが選択され、RepAHC1/4Bm RNA 1μgをトランスフェクションした場合には約10E6個のコロニーが選択された。従って、NS4Bタンパク質における2つの前記適応変異に加えて、他の1つ以上の適応変異が導入されることにより、レプリコンRNAの複製効率が上昇することがわかった。
RepAHC1/4BのRNA 1μgをトランスフェクションした場合には約10E3個のG418耐性コロニーが選択され、RepAHC1/4Bm RNA 1μgをトランスフェクションした場合には約10E6個のコロニーが選択された。従って、NS4Bタンパク質における2つの前記適応変異に加えて、他の1つ以上の適応変異が導入されることにより、レプリコンRNAの複製効率が上昇することがわかった。
次に、完全長のHCV DNAとして、pTPF1の代わりにpAHC1を用いたこと、及びpRep4Bの代わりにpRepAHC1/4Bmを用いたことを除いては、実施例4の操作を繰り返し、完全長のHCV DNAであるpAHC1およびpAHC1/4Bmを作製し、pAHC1から作製したレプリコンRNAであるAHC1、及びpAHC1/4Bmから作製したレプリコンRNAであるAHC1/4BmのHuh7細胞へのトランスフェクション後の培養上清中のコア抗原の量を測定した。結果を図4に示す。
図4に示すように、適応変異を有するAHC1/4BmのレプリコンRNAをトランスフェクションした細胞の24時間、48時間、及び72時間後の培養上清中のコア抗原の測定値は、対照のAHC1をトランスフェクションした細胞の培養上清中のコア抗原の測定値より高かった。なお、レプリコンRNAであるAHC1/4Bmの塩基配列を配列番号63に、コードされているアミノ酸配列を配列番号64に示す。
図4に示すように、適応変異を有するAHC1/4BmのレプリコンRNAをトランスフェクションした細胞の24時間、48時間、及び72時間後の培養上清中のコア抗原の測定値は、対照のAHC1をトランスフェクションした細胞の培養上清中のコア抗原の測定値より高かった。なお、レプリコンRNAであるAHC1/4Bmの塩基配列を配列番号63に、コードされているアミノ酸配列を配列番号64に示す。
本発明のレプリコンRNAは、細胞内に導入することによって、自律的に複製し、C型肝炎ウイルス遺伝子、C型肝炎ウイルスタンパク質、及び感染性粒子を産生することができる。このレプリコンRNAが導入されたレプリコン複製細胞は、C型肝炎ウイルス感染の試験管内モデルとして、生体内におけるHCVの増殖機構を反映しており、このレプリコン複製細胞を、HCVの治療薬のスクリーニング方法に用いることが可能である。更に、前記スクリーニング方法は、HCVの治療薬のスクリーニング以外にも、治療薬の製造の工程において品質管理のために用いることができ、医薬品の製造方法として利用することが可能である。
以上、本発明を特定の態様に沿って説明したが、当業者に自明の変形や改良は本発明の範囲に含まれる。
以上、本発明を特定の態様に沿って説明したが、当業者に自明の変形や改良は本発明の範囲に含まれる。
Claims (24)
- (A)配列番号5で表される塩基配列からなるポリヌクレオチド、
(B)配列番号7で表される塩基配列からなるポリヌクレオチド、
(C)配列番号65で表される塩基配列からなるポリヌクレオチド、
(D)配列番号6で表されるアミノ酸配列からなるポリペプチドをコードするポリヌクレオチド、
(E)配列番号8で表されるアミノ酸配列からなるポリペプチドをコードするポリヌクレオチド、及び
(F)配列番号66で表されるアミノ酸配列からなるポリペプチドをコードするポリヌクレオチド、
からなる群から選択されるポリヌクレオチドを含むC型肝炎ウイルス遺伝子。 - 配列番号1、配列番号3、配列番号10、配列番号61、又は配列番号63で表される塩基配列からなるポリヌクレオチドである請求項1に記載のC型肝炎ウイルス遺伝子。
- C型肝炎ウイルスのポリプロテインのアミノ酸配列における第1804番のロイシン及び第1966番のリジンをコードするヌクレオチド、及びNS4Bタンパク質をコードするポリヌクレオチドを含む、遺伝子型1bのC型肝炎ウイルス遺伝子。
- 前記請求項1〜3のいずれか一項に記載のC型肝炎ウイルス遺伝子の塩基配列においてウリジンがチミンに置換した塩基配列からなる一本鎖DNAを含むDNA。
- 配列番号6、配列番号8、又は配列番号66で表されるアミノ酸配列からなるポリペプチド。
- NS4B領域のペプチドが、配列番号6、配列番号8、又は配列番号66で表されるアミノ酸配列からなるポリペプチドである、C型肝炎ウイルスポリプロテイン。
- 配列番号2、配列番号4、配列番号11、配列番号62、又は配列番号64で表されるアミノ酸配列における第1番目〜第191番目のアミノ酸配列からなるコアタンパク質、第192番目〜第383番目のアミノ酸配列からなるE1タンパク質、第384番目〜第746番目のアミノ酸配列からなるE2タンパク質、第747番目〜第809番目のアミノ酸配列からなるP7タンパク質、第810番目〜第1026番目のアミノ酸配列からなるNS2タンパク質、第1027番目〜第1657番目のアミノ酸配列からなるNS3タンパク質、第1658番目〜第1711番目のアミノ酸配列からなるNS4Aタンパク質、第1712番目〜第1972番目のアミノ酸配列からなるNS4Bタンパク質、第1973番目〜第2419番目のアミノ酸配列からなるNS5Aタンパク質、第2420番目〜第3010番目のアミノ酸配列からなるNS5Bタンパク質、からなる群から選択される少なくとも1つのC型肝炎ウイルスタンパク質。
- (A)配列番号5で表される塩基配列からなるポリヌクレオチド、
(B)配列番号7で表される塩基配列からなるポリヌクレオチド、
(C)配列番号65で表される塩基配列からなるポリヌクレオチド、
(D)配列番号6で表されるアミノ酸配列からなるポリペプチドをコードするポリヌクレオチド、
(E)配列番号8で表されるアミノ酸配列からなるポリペプチドをコードするポリヌクレオチド、
(F)配列番号66で表されるアミノ酸配列からなるポリペプチドをコードするポリヌクレオチド、及び
(G)配列番号5、配列番号7、又は配列番号65で表される塩基配列との相同性が90%以上である塩基配列からなるポリヌクレオチド、
からなる群から選択されるポリヌクレオチドを含む、レプリコンRNA。 - C型肝炎ウイルスのポリプロテインのアミノ酸配列における第1804番のロイシン及び第1966番のリジンをコードするヌクレオチド、及びNS4Bタンパク質をコードするポリヌクレオチドを含む、遺伝子型1bのレプリコンRNA。
- (A)C型肝炎ウイルスの5‘非翻訳領域の第1番〜第341番のポリヌクレオチド、C型肝炎ウイルスのポリプロテインにおける第1027番〜第3010番のポリペプチドをコードするポリヌクレオチド、及び3’非翻訳領域のポリヌクレオチド、又は
(B)5‘非翻訳領域の第1番〜第341番のポリヌクレオチド、3010アミノ酸からなるC型肝炎ウイルスのポリプロテインをコードするポリヌクレオチド、及び3’非翻訳領域のポリヌクレオチド、
を含む請求項8又は9に記載のレプリコンRNA。 - インターフェロン抵抗性である請求項8〜10のいずれか一項に記載のレプリコンRNA。
- (A)配列番号1で表される塩基配列における第1番目〜第341番目の塩基配列からなるポリヌクレオチド、及び配列番号1で表される塩基配列における第3420番目〜第9594番目の塩基配列からなるポリヌクレオチド、
(B)配列番号3で表される塩基配列における第1番目〜第341番目の塩基配列からなるポリヌクレオチド、及び配列番号3で表される塩基配列における第3420番目〜第9594番目の塩基配列からなるポリヌクレオチド、
(C)配列番号10で表される塩基配列における第1番目〜第341番目の塩基配列からなるポリヌクレオチド、及び配列番号10で表される塩基配列における第3420番目〜第9594番目の塩基配列からなるポリヌクレオチド、
(D)配列番号61で表される塩基配列における第1番目〜第341番目の塩基配列からなるポリヌクレオチド、及び配列番号61で表される塩基配列における第3420番目〜第9594番目の塩基配列からなるポリヌクレオチド、
(E)配列番号63で表される塩基配列における第1番目〜第341番目の塩基配列からなるポリヌクレオチド、及び配列番号63で表される塩基配列における第3420番目〜第9594番目の塩基配列からなるポリヌクレオチド、
(F)配列番号1で表される塩基配列における第1番目〜第341番目の塩基配列に対して90%以上の相同性の塩基配列からなるポリヌクレオチド、及び配列番号1で表される塩基配列における第3420番目〜第9594番目の塩基配列との相同性が90%以上である塩基配列からなるポリヌクレオチド、
(G)配列番号3で表される塩基配列における第1番目〜第341番目の塩基配列に対して90%以上の相同性の塩基配列からなるポリヌクレオチド、及び配列番号3で表される塩基配列における第3420番目〜第9594番目の塩基配列との相同性が90%以上である塩基配列からなるポリヌクレオチド、
(H)配列番号10で表される塩基配列における第1番目〜第341番目の塩基配列に対して90%以上の相同性の塩基配列からなるポリヌクレオチド、及び配列番号10で表される塩基配列における第3420番目〜第9594番目の塩基配列との相同性が90%以上である塩基配列からなるポリヌクレオチド、
(I)配列番号61で表される塩基配列における第1番目〜第341番目の塩基配列に対して90%以上の相同性の塩基配列からなるポリヌクレオチド、及び配列番号61で表される塩基配列における第3420番目〜第9594番目の塩基配列との相同性が90%以上である塩基配列からなるポリヌクレオチド、又は
(J)配列番号63で表される塩基配列における第1番目〜第341番目の塩基配列に対して90%以上の相同性の塩基配列からなるポリヌクレオチド、及び配列番号63で表される塩基配列における第3420番目〜第9594番目の塩基配列との相同性が90%以上である塩基配列からなるポリヌクレオチド、
を含む請求項8〜11のいずれか一項に記載のレプリコンRNA。 - 前記レプリコンRNAが、配列番号1、配列番号3、配列番号10、配列番号61若しくは配列番号63で表される塩基配列からなるポリヌクレオチド、又は配列番号1、配列番号3、配列番号10、配列番号61若しくは配列番号63で表される塩基配列との相同性が90%以上である塩基配列からなるポリヌクレオチド
である、請求項8〜12のいずれか一項に記載のレプリコンRNA。 - 少なくとも1つの選択マーカー遺伝子、又はリポーター遺伝子及び少なくとも1つのIRES配列を含む請求項8〜13のいずれか一項に記載のレプリコンRNA。
- 請求項8〜14のいずれか一項に記載のレプリコンRNAをコードするDNA。
- 請求項15に記載のDNAを含むベクター。
- 請求項8〜14のいずれか一項に記載のレプリコンRNA、請求項15に記載のDNA、及び請求項16に記載のベクターからなる群から選択された少なくとも1つを細胞に導入することによって作製されるレプリコン複製細胞。
- 前記細胞が肝細胞由来の細胞である請求項17に記載のレプリコン複製細胞。
- 前記肝細胞由来細胞がHuh−7細胞である請求項18に記載のレプリコン複製細胞。
- 請求項17〜19のいずれか一項に記載のレプリコン複製細胞によって産生されるレプリコンRNA。
- 請求項17〜19のいずれか一項に記載のレプリコン複製細胞によって産生されるCORE、E1、E2、P7、NS2、NS3、NS4A、NS4B、NS5A、及びNS5Bからなる群から選択される少なくとも1つのC型肝炎ウイルスタンパク質。
- 請求項17〜19のいずれか一項に記載のレプリコン複製細胞によって産生されるC型肝炎ウイルス粒子。
- C型肝炎ウイルスの感染を制御する物質をスクリーニングする方法であって、
請求項17〜19のいずれか一項に記載のレプリコン複製細胞と、前記物質とを接触させる工程、及びレプリコンRNAの増加度を分析する工程を含むスクリーニング方法。 - 前記レプリコンRNA増加度の分析が、レプリコンRNA又はC型肝炎ウイルスタンパク質の検出である請求項23に記載のスクリーニング方法。
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