JPWO2015133613A1 - B型肝炎ウイルスレポーターベクター、b型肝炎ウイルス様粒子及びそれを用いたb型肝炎治療薬のスクリーニング方法 - Google Patents
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Abstract
本発明の目的は、効率的なB型肝炎ウイルスの治療薬のスクリーニング法を提供することである。前記課題は、本発明のHBVのプレコア/コア遺伝子の一部がレポーター遺伝子に置換された遺伝子、及びX遺伝子を含むHBV遺伝子を含むHBVレポーターベクター;並びに(1)HBVのコアタンパク質、ポリメレースタンパク質、及びラージSタンパク質、並びに(2)HBVのプレコア/コア遺伝子の一部がレポーター遺伝子に置換された遺伝子、及びX遺伝子を含むHBVのプレゲノムRNA、及び前記プレゲノムRNAから合成されたマイナス鎖DNA及びプラス鎖DNAからなる不完全環状二本鎖DNA、を含む、B型肝炎ウイルス様粒子によって解決することができる。
Description
本発明は、B型肝炎ウイルスレポーターベクター、B型肝炎ウイルス様粒子、及びそれを用いたB型肝炎治療薬のスクリーニング方法に関する。本発明によれば、B型肝炎治療薬を効率よくスクリーニングすることができる。
現在、B型肝炎ウイルス(HBV)は、世界でおよそ3億人が感染しているとの報告がある。B型肝炎ウイルスの感染は急性および慢性の肝炎(B型肝炎)を引き起こし、さらには肝硬変、肝癌を引き起こすことが知られている。また、毎年30万人がB型肝炎関連疾患で死亡していると報告されている。
B型肝炎ウイルスの治療薬としては、現在インターフェロン(IFN)又は核酸アナログ製剤が使用されている。核酸アナログ製剤としては、ラミブジン(Lamivudine)、アデフォビル(Adefovir)、エンテカビル(Entecavir)、テノフォビル(Tenofovir)、テルビブジン(Telbivudine)、又はクレブジン(Clevudine)などが国内又は海外で使用されている。これらの治療薬によって、ウイルスを減少させることは可能だが、ウイルスの完全排除はできない。また、インターフェロンには、熱、全身倦怠感、関節痛、又は筋肉痛などの副作用が見られる。更に、核酸アナログ製剤は、HBVの増殖を抑えて肝炎を沈静化させることが可能だが、薬剤耐性株(変異株)と呼ばれる核酸アナログ製剤が効かないHBVが出現することがある。このような耐性株が一旦出現すると肝炎のコントロールが困難となり、肝炎の急性増悪により死に至ることもある。従って、副作用が少なく、耐性株の出現のないB型肝炎治療薬の開発が期待されている。
「ジャーナル・オブ・ヴィロロジー(Journal of Virology)」(米国)2013年、第87巻、p.6615−6624
「プロス・ワン(PLOS ONE)」(米国)2013年、第8巻、p.e60306
例えば、非特許文献1にはHBV遺伝子のプレS1/ポリメレーススペーサー領域の207bpの欠失を有するHBV変異株が高い複製能を有していることが記載され、この領域に、蛍光タンパク質であるDsRedを組込んだHBVベクターが記載されている。また、非特許文献2には、HBVのコア遺伝子の下流に、インターナル・リボソーム・エントリー・サイト(IRES)を挿入し、その後ろにEGFP又はRLucの遺伝子を組み込み、EGFP又はRLucを発現させることのできるHBVベクターが記載されている。
本発明者らは、B型肝炎ウイルスの治療薬のスクリーニング法について、鋭意研究を行い、非特許文献2に記載のように、HBVのポリメレース遺伝子にレポータータンパク質の遺伝子を組み込み、そのHBVベクターを用いて、レポータータンパク質を発現するHBV様粒子の作成を試みた(比較例2)。しかしながら、得られたHBV様粒子は、レポータータンパク質の発現が悪く、薬剤のスクリーニングに使用することが困難であった。
従って、本発明の目的は、効率的なB型肝炎ウイルスの治療薬のスクリーニング法を提供することである。
本発明者らは、B型肝炎ウイルスの治療薬のスクリーニング法について、鋭意研究を行い、非特許文献2に記載のように、HBVのポリメレース遺伝子にレポータータンパク質の遺伝子を組み込み、そのHBVベクターを用いて、レポータータンパク質を発現するHBV様粒子の作成を試みた(比較例2)。しかしながら、得られたHBV様粒子は、レポータータンパク質の発現が悪く、薬剤のスクリーニングに使用することが困難であった。
従って、本発明の目的は、効率的なB型肝炎ウイルスの治療薬のスクリーニング法を提供することである。
本発明者は、B型肝炎ウイルスの治療薬のスクリーニング法について、鋭意研究した結果、HBV遺伝子のプレコア/コア遺伝子の一部をレポーター遺伝子に置換したHBVレポーターベクターを用いて、HBV様粒子を作製することに成功した。そして、そのHBV様粒子を、細胞に感染させることにより、驚くべきことに、十分にレポータータンパク質が発現し、その感染系を用いてB型肝炎ウイルスの治療薬のスクリーニングが可能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。
従って、本発明は、
[1]HBVのプレコア/コア遺伝子の一部がレポーター遺伝子に置換された遺伝子、及びX遺伝子を含むHBV遺伝子を含むHBVレポーターベクター、
[2]前記レポーター遺伝子が、ルシフェラーゼ遺伝子、GFP遺伝子、DsRed遺伝子、及びそれらの改変体遺伝子からなる群から選択される1つ以上である、[1]に記載のHBVレポーターベクター、
[3]前記HBV遺伝子が3.6Kb以下である、[1]又は[2]に記載のHBVレポーターベクター、
[4]前記HBV遺伝子が、配列番号1、又は配列番号2で表される塩基配列のHBVプレゲノムを産生できるHBV遺伝子である、[1]〜[3]のいずれかに記載のHBVレポーターベクター、
[5](1)HBVのコアタンパク質、ポリメレースタンパク質、及びラージSタンパク質、並びに(2)HBVのプレコア/コア遺伝子の一部がレポーター遺伝子に置換された遺伝子、及びX遺伝子を含むHBVのプレゲノムRNA、及び前記プレゲノムRNAから合成されたマイナス鎖DNA及びプラス鎖DNAからなる不完全環状二本鎖DNA、を含む、B型肝炎ウイルス様粒子、
[6](1)[1]〜[4]のいずれかに記載のHBVレポーターベクター、及び野生型HBV遺伝子を含むHBVヘルパーベクターを細胞にトランスフェクションする工程、及び(2)前記トランスフェクションされた細胞からB型肝炎ウイルス様粒子を回収する工程、を含むHBVのプレコア/コア遺伝子の一部がレポーター遺伝子に置換されたプレゲノムRNAを含むB型肝炎ウイルス様粒子の製造方法、
[7]前記細胞が、HepG2細胞である[6]に記載のB型肝炎ウイルス様粒子の製造方法、
[8][5]に記載のB型肝炎ウイルス様粒子が、感染した細胞、及び
[9](a)[5]に記載のB型肝炎ウイルス様粒子を細胞に接触させる工程、(b)試験物質と細胞とを接触させる工程、及び(c)前記レポーター遺伝子の発現を分析する工程、を含む、B型肝炎に関与する物質のスクリーニング方法、
に関する。
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、
[1]HBVのプレコア/コア遺伝子の一部がレポーター遺伝子に置換された遺伝子、及びX遺伝子を含むHBV遺伝子を含むHBVレポーターベクター、
[2]前記レポーター遺伝子が、ルシフェラーゼ遺伝子、GFP遺伝子、DsRed遺伝子、及びそれらの改変体遺伝子からなる群から選択される1つ以上である、[1]に記載のHBVレポーターベクター、
[3]前記HBV遺伝子が3.6Kb以下である、[1]又は[2]に記載のHBVレポーターベクター、
[4]前記HBV遺伝子が、配列番号1、又は配列番号2で表される塩基配列のHBVプレゲノムを産生できるHBV遺伝子である、[1]〜[3]のいずれかに記載のHBVレポーターベクター、
[5](1)HBVのコアタンパク質、ポリメレースタンパク質、及びラージSタンパク質、並びに(2)HBVのプレコア/コア遺伝子の一部がレポーター遺伝子に置換された遺伝子、及びX遺伝子を含むHBVのプレゲノムRNA、及び前記プレゲノムRNAから合成されたマイナス鎖DNA及びプラス鎖DNAからなる不完全環状二本鎖DNA、を含む、B型肝炎ウイルス様粒子、
[6](1)[1]〜[4]のいずれかに記載のHBVレポーターベクター、及び野生型HBV遺伝子を含むHBVヘルパーベクターを細胞にトランスフェクションする工程、及び(2)前記トランスフェクションされた細胞からB型肝炎ウイルス様粒子を回収する工程、を含むHBVのプレコア/コア遺伝子の一部がレポーター遺伝子に置換されたプレゲノムRNAを含むB型肝炎ウイルス様粒子の製造方法、
[7]前記細胞が、HepG2細胞である[6]に記載のB型肝炎ウイルス様粒子の製造方法、
[8][5]に記載のB型肝炎ウイルス様粒子が、感染した細胞、及び
[9](a)[5]に記載のB型肝炎ウイルス様粒子を細胞に接触させる工程、(b)試験物質と細胞とを接触させる工程、及び(c)前記レポーター遺伝子の発現を分析する工程、を含む、B型肝炎に関与する物質のスクリーニング方法、
に関する。
本発明のHBVレポーターベクターによれば、細胞に感染してレポータータンパク質を発現させることのできるHBV様粒子を作製することができる。また、本発明のHBV様粒子は、様々な細胞に感染し、レポータータンパク質を発現することによって、感染の有無を容易に確認することが可能である。更に、HBV様粒子が感染した細胞に、B型肝炎ウイルスの治療薬の候補化合物を作用させ、レポータータンパク質の発現の増減を確認することによって、容易にB型肝炎ウイルスの治療薬のスクリーニングが可能である。
[1]B型肝炎ウイルスレポーターベクター(HBVレポーターベクター)
本発明のB型肝炎ウイルスレポーターベクターは、HBVのプレコア/コア遺伝子の一部がレポーター遺伝子に置換された遺伝子及びX遺伝子を含むHBV遺伝子を含む。
野生型のHBV遺伝子は、プレコア/コア遺伝子、ポリメレース遺伝子、プレS1/プレS2/S遺伝子、及びX遺伝子の4つのオープンリーディングフレーム(ORF)をコードする遺伝子を有している。プレコア/コア遺伝子の最後の領域と重複して読み枠の異なるポリメレース遺伝子のORFが存在する。また、プレS/S遺伝子のORFは、ポリメレース遺伝子のORFの領域に、読み枠の異なるORFとして含まれる。そして、ポリメレース遺伝子の最後の領域と重複して読み枠の異なるX遺伝子のORFが存在する。
本発明のB型肝炎ウイルスレポーターベクターは、HBVのプレコア/コア遺伝子の一部がレポーター遺伝子に置換された遺伝子及びX遺伝子を含むHBV遺伝子を含む。
野生型のHBV遺伝子は、プレコア/コア遺伝子、ポリメレース遺伝子、プレS1/プレS2/S遺伝子、及びX遺伝子の4つのオープンリーディングフレーム(ORF)をコードする遺伝子を有している。プレコア/コア遺伝子の最後の領域と重複して読み枠の異なるポリメレース遺伝子のORFが存在する。また、プレS/S遺伝子のORFは、ポリメレース遺伝子のORFの領域に、読み枠の異なるORFとして含まれる。そして、ポリメレース遺伝子の最後の領域と重複して読み枠の異なるX遺伝子のORFが存在する。
(プレコア/コア/レポーター遺伝子)
本発明のHBVレポーターベクターは、プレコア/コア遺伝子の一部がレポーター遺伝子に置換された遺伝子(以下、プレコア/コア/レポーター遺伝子と称することがある)を含む。
本明細書において「プレコア/コア/レポーター遺伝子を含む」とは、プレコア/コア遺伝子の一部がレポーター遺伝子に置換された遺伝子が、レポーター遺伝子が発現可能な状態でベクターに含まれることを意味する。すなわち、野生型プレコア/コア遺伝子の開始コドンを含み、インフレーム又はアウトフレームでレポーター遺伝子が結合されている。好ましくは、野生型プレコア/コア遺伝子の開始コドンから約55アミノ酸に相当する遺伝子、より好ましくは約70アミノ酸に相当する遺伝子がレポーター遺伝子の開始コドンの上流に位置するように配置すればよい。また、レポーター遺伝子に続いて、プレコア/コア遺伝子がインフレーム又はアウトフレームで結合されていてもよい。すなわち、レポーター遺伝子の終始コドンでプレコア/コア/レポーター遺伝子の翻訳が終了してもよく、アウトフレームで結合したプレコア/コア遺伝子の出現した終始コドンでプレコア/コア/レポーター遺伝子の翻訳が終了してもよく、インフレームで結合したプレコア/コア遺伝子の終始コドンでプレコア/コア/レポーター遺伝子の翻訳が終了してもよい。
本発明のHBVレポーターベクターは、プレコア/コア遺伝子の一部がレポーター遺伝子に置換された遺伝子(以下、プレコア/コア/レポーター遺伝子と称することがある)を含む。
本明細書において「プレコア/コア/レポーター遺伝子を含む」とは、プレコア/コア遺伝子の一部がレポーター遺伝子に置換された遺伝子が、レポーター遺伝子が発現可能な状態でベクターに含まれることを意味する。すなわち、野生型プレコア/コア遺伝子の開始コドンを含み、インフレーム又はアウトフレームでレポーター遺伝子が結合されている。好ましくは、野生型プレコア/コア遺伝子の開始コドンから約55アミノ酸に相当する遺伝子、より好ましくは約70アミノ酸に相当する遺伝子がレポーター遺伝子の開始コドンの上流に位置するように配置すればよい。また、レポーター遺伝子に続いて、プレコア/コア遺伝子がインフレーム又はアウトフレームで結合されていてもよい。すなわち、レポーター遺伝子の終始コドンでプレコア/コア/レポーター遺伝子の翻訳が終了してもよく、アウトフレームで結合したプレコア/コア遺伝子の出現した終始コドンでプレコア/コア/レポーター遺伝子の翻訳が終了してもよく、インフレームで結合したプレコア/コア遺伝子の終始コドンでプレコア/コア/レポーター遺伝子の翻訳が終了してもよい。
(レポーター遺伝子)
プレコア/コア/レポーター遺伝子に含まれるレポーター遺伝子は、細胞内においてレポーターとして機能するタンパク質を発現できる限りにおいて、限定されるものではないが、例えば薬剤耐性タンパク質、発光タンパク質、又は蛍光タンパク質をコードする遺伝子を挙げることができ、特には発光タンパク質、又は蛍光タンパク質をコードする遺伝子が好ましい。
発光タンパク質としては、ホタルルシフェラーゼ、バクテリアルシフェラーゼ、ウミシイタケルシフェラーゼ、又はそれらを改変した改変体ルシフェラーゼを挙げることができる。改変体ルシフェラーゼとしては、例えば分子量が19kDaと小さいNanoLuc(登録商標)ルシフェラーゼを挙げることができる。
また、蛍光タンパク質としては、GFP、DsRed、又はそれらを改変した改変体GFP、若しくは改変体DsRedを挙げることができる。改変体GFP又は改変体DsRedとしては、Sirius、EBFP、SBP2、EBP2、Azurite、mKalama1、TagBFP、mBlueberry、mTurquoise、ECFP、Cerulean、mCerulean、TagCFP、AmCyan、mTP1、MiCy(Midoriishi Cyan)、TurboGFP、CFP、AcGFP、TagGFP、AG(Azami−Green)、mAG1、ZsGreen、EmGFP(Emerald)、EGFP、GP2、T−Sapphire、HyPer、TagYFP、mAmetrine、EYFP、YFP、Venus、Citrine、PhiYFP、PhiYFP−m、turboYFP、ZsYellow、mBanana、mKO1、KO(Kusabira Orange)、mOrange、mOrange2、mKO2、Keima570、TurboRFP、DsRed−Express、DsRed2、TagRFP、TagRFP−T、DsRed−Monomer、mApple、AsRed2、mStrawberry、TurboFP602、mRP1、JRed、KillerRed、mCherry、KeimaRed、HcRed、mRasberry、mKate2、TagFP635、mPlum、egFP650、Neptune、mNeptune、又はegFP670を挙げることができる。
プレコア/コア/レポーター遺伝子に含まれるレポーター遺伝子は、細胞内においてレポーターとして機能するタンパク質を発現できる限りにおいて、限定されるものではないが、例えば薬剤耐性タンパク質、発光タンパク質、又は蛍光タンパク質をコードする遺伝子を挙げることができ、特には発光タンパク質、又は蛍光タンパク質をコードする遺伝子が好ましい。
発光タンパク質としては、ホタルルシフェラーゼ、バクテリアルシフェラーゼ、ウミシイタケルシフェラーゼ、又はそれらを改変した改変体ルシフェラーゼを挙げることができる。改変体ルシフェラーゼとしては、例えば分子量が19kDaと小さいNanoLuc(登録商標)ルシフェラーゼを挙げることができる。
また、蛍光タンパク質としては、GFP、DsRed、又はそれらを改変した改変体GFP、若しくは改変体DsRedを挙げることができる。改変体GFP又は改変体DsRedとしては、Sirius、EBFP、SBP2、EBP2、Azurite、mKalama1、TagBFP、mBlueberry、mTurquoise、ECFP、Cerulean、mCerulean、TagCFP、AmCyan、mTP1、MiCy(Midoriishi Cyan)、TurboGFP、CFP、AcGFP、TagGFP、AG(Azami−Green)、mAG1、ZsGreen、EmGFP(Emerald)、EGFP、GP2、T−Sapphire、HyPer、TagYFP、mAmetrine、EYFP、YFP、Venus、Citrine、PhiYFP、PhiYFP−m、turboYFP、ZsYellow、mBanana、mKO1、KO(Kusabira Orange)、mOrange、mOrange2、mKO2、Keima570、TurboRFP、DsRed−Express、DsRed2、TagRFP、TagRFP−T、DsRed−Monomer、mApple、AsRed2、mStrawberry、TurboFP602、mRP1、JRed、KillerRed、mCherry、KeimaRed、HcRed、mRasberry、mKate2、TagFP635、mPlum、egFP650、Neptune、mNeptune、又はegFP670を挙げることができる。
(ポリメレース遺伝子)
本発明のHBVレポーターベクターは、ポリメレース遺伝子を含んでもよい。本明細書において「ポリメレース遺伝子を含む」とは、ポリメレース遺伝子の全長を発現可能な状態で含むこと、ポリメレース遺伝子の一部を発現可能な状態で含むこと、及びポリメレース遺伝子を発現しない状態で含むこと、を意味する。
本発明のHBVレポーターベクターに含まれるポリメレース遺伝子は、プレコア/コア遺伝子の一部がレポーター遺伝子に置換されることによって、ポリメレースタンパク質の開始コドンを欠失し、ポリメレースタンパク質の全長を発現しないポリメレース遺伝子であってもよい。すなわち、ポリメレース遺伝子に含まれる開始コドン以外のインフレームのATGから翻訳される短いポリメレースをコードするポリメレース遺伝子でもよく、ポリメレースタンパク質を全く発現しないように改変されたポリメレース遺伝子でもよい。
更に、前記レポーター遺伝子を、ポリメレースタンパク質の開始コドンを欠失しないように組み込む場合は、全長のポリメレースタンパク質を発現するポリメレース遺伝子でもよい。
本発明のHBVレポーターベクターは、ポリメレース遺伝子を含んでもよい。本明細書において「ポリメレース遺伝子を含む」とは、ポリメレース遺伝子の全長を発現可能な状態で含むこと、ポリメレース遺伝子の一部を発現可能な状態で含むこと、及びポリメレース遺伝子を発現しない状態で含むこと、を意味する。
本発明のHBVレポーターベクターに含まれるポリメレース遺伝子は、プレコア/コア遺伝子の一部がレポーター遺伝子に置換されることによって、ポリメレースタンパク質の開始コドンを欠失し、ポリメレースタンパク質の全長を発現しないポリメレース遺伝子であってもよい。すなわち、ポリメレース遺伝子に含まれる開始コドン以外のインフレームのATGから翻訳される短いポリメレースをコードするポリメレース遺伝子でもよく、ポリメレースタンパク質を全く発現しないように改変されたポリメレース遺伝子でもよい。
更に、前記レポーター遺伝子を、ポリメレースタンパク質の開始コドンを欠失しないように組み込む場合は、全長のポリメレースタンパク質を発現するポリメレース遺伝子でもよい。
(プレS1/プレS2/S遺伝子)
本発明のHBVレポーターベクターは、プレS1/プレS2/S遺伝子を含むことができる。本明細書において「プレS1/プレS2/S遺伝子を含む」とは、レS1/プレS2/S遺伝子の全長を発現可能な状態で含むこと、レS1/プレS2/S遺伝子の一部を発現可能な状態で含むこと、及びレS1/プレS2/S遺伝子を発現しない状態で含むこと、を意味する。本発明のHBVレポーターベクターに含まれるプレS/S遺伝子は、プレS1タンパク質、プレS2タンパク質、及びSタンパク質の1つ以上を発現することのできるプレS1/プレS2/S遺伝子でもよく、プレS1タンパク質、プレS2タンパク質、及びSタンパク質を発現しないように改変されたプレS1/プレS2/S遺伝子でもよい。
本発明のHBVレポーターベクターは、プレS1/プレS2/S遺伝子を含むことができる。本明細書において「プレS1/プレS2/S遺伝子を含む」とは、レS1/プレS2/S遺伝子の全長を発現可能な状態で含むこと、レS1/プレS2/S遺伝子の一部を発現可能な状態で含むこと、及びレS1/プレS2/S遺伝子を発現しない状態で含むこと、を意味する。本発明のHBVレポーターベクターに含まれるプレS/S遺伝子は、プレS1タンパク質、プレS2タンパク質、及びSタンパク質の1つ以上を発現することのできるプレS1/プレS2/S遺伝子でもよく、プレS1タンパク質、プレS2タンパク質、及びSタンパク質を発現しないように改変されたプレS1/プレS2/S遺伝子でもよい。
(X遺伝子)
本発明のHBVレポーターベクターは、X遺伝子を含む。本明細書において「X遺伝子を含む」とは、X遺伝子が、発現可能な状態でベクターに含まれることを意味する。HBV遺伝子に、X遺伝子が発現可能な状態でベクターに含まれない場合、比較例1に示すように、レポーター遺伝子からのレポータータンパク質の発現が抑制される。
X遺伝子から翻訳されるXタンパク質は、転写因子や転写領域の活性、シグナル伝達活性の調節、そしてプロテオソーム活性など様々な作用を持つと考えられている。更に、コア遺伝子発現調節を介して、ウイルス増殖及び発癌にも大きく関わっていると考えられる。
本発明のHBVレポーターベクターは、X遺伝子を含む。本明細書において「X遺伝子を含む」とは、X遺伝子が、発現可能な状態でベクターに含まれることを意味する。HBV遺伝子に、X遺伝子が発現可能な状態でベクターに含まれない場合、比較例1に示すように、レポーター遺伝子からのレポータータンパク質の発現が抑制される。
X遺伝子から翻訳されるXタンパク質は、転写因子や転写領域の活性、シグナル伝達活性の調節、そしてプロテオソーム活性など様々な作用を持つと考えられている。更に、コア遺伝子発現調節を介して、ウイルス増殖及び発癌にも大きく関わっていると考えられる。
(HBV遺伝子)
本発明のHBVレポーターベクターに含まれるHBV遺伝子は、限定されるものではないが、プレコア/コア/レポーター遺伝子及びX遺伝子に加えて、好ましくはポリメレース遺伝子及び/又はプレS1/プレS2/S遺伝子を含む。このHBVレポーターベクターに含まれるポリメレース遺伝子及び/又はプレS1/プレS2/S遺伝子は、前記のようにポリメレース遺伝子及び/又はプレS1/プレS2/S遺伝子を発現する状態で含んでもよく、一部又は全部を発現しない状態で含んでもよい。HBV遺伝子の実施態様として、配列番号1又は2で表されるHBV遺伝子を挙げることができる。配列番号1で表されるHBV遺伝子は、レポーター遺伝子としてNanoLuc(登録商標)遺伝子を含み、配列番号2で表されるHBV遺伝子は、レポーター遺伝子としてDsRed遺伝子を含む。なお、配列番号1又は2で表される塩基配列は、プレゲノムRNAへの転写を促進するため、HBV遺伝子のプレコア/コア遺伝子の上流からプレコア/コアをコードする遺伝子にかけての約600塩基の塩基配列を頭部と尾部とに重複して含み、更に尾部の配列は、プレコア/コアをコードする遺伝子を含んでいる。これらの頭部と尾部の塩基配列のすべてが、プレゲノムRNAの転写のために必須ではないが、重複した配列を含むことによって、プレゲノムRNAへの転写が促進される。
本明細書において「HBV遺伝子を含む」とは、HBVのプレゲノムRNAを産生できるHBV遺伝子構造を含むことを意味する。従って本明細書において「配列番号1又は配列番号2で表される塩基配列のHBVプレゲノムを産生できるHBV遺伝子である」とは、配列番号1又は配列番号2で表される塩基配列における少なくともHBVのプレゲノムRNAを産生できるHBV遺伝子構造を含むことを意味する。
本発明のHBVレポーターベクターに含まれるHBV遺伝子は、限定されるものではないが、プレコア/コア/レポーター遺伝子及びX遺伝子に加えて、好ましくはポリメレース遺伝子及び/又はプレS1/プレS2/S遺伝子を含む。このHBVレポーターベクターに含まれるポリメレース遺伝子及び/又はプレS1/プレS2/S遺伝子は、前記のようにポリメレース遺伝子及び/又はプレS1/プレS2/S遺伝子を発現する状態で含んでもよく、一部又は全部を発現しない状態で含んでもよい。HBV遺伝子の実施態様として、配列番号1又は2で表されるHBV遺伝子を挙げることができる。配列番号1で表されるHBV遺伝子は、レポーター遺伝子としてNanoLuc(登録商標)遺伝子を含み、配列番号2で表されるHBV遺伝子は、レポーター遺伝子としてDsRed遺伝子を含む。なお、配列番号1又は2で表される塩基配列は、プレゲノムRNAへの転写を促進するため、HBV遺伝子のプレコア/コア遺伝子の上流からプレコア/コアをコードする遺伝子にかけての約600塩基の塩基配列を頭部と尾部とに重複して含み、更に尾部の配列は、プレコア/コアをコードする遺伝子を含んでいる。これらの頭部と尾部の塩基配列のすべてが、プレゲノムRNAの転写のために必須ではないが、重複した配列を含むことによって、プレゲノムRNAへの転写が促進される。
本明細書において「HBV遺伝子を含む」とは、HBVのプレゲノムRNAを産生できるHBV遺伝子構造を含むことを意味する。従って本明細書において「配列番号1又は配列番号2で表される塩基配列のHBVプレゲノムを産生できるHBV遺伝子である」とは、配列番号1又は配列番号2で表される塩基配列における少なくともHBVのプレゲノムRNAを産生できるHBV遺伝子構造を含むことを意味する。
本発明のHBVレポーターベクターに含まれるHBV遺伝子の長さは、限定されるものではないが、好ましくは3.6Kb以下であり、より好ましくは3.5kb以下であり、更に好ましくは3.4kb以下である。HBV遺伝子の長さが、3.6kbを超える場合、B型肝炎ウイルス様粒子に含まれるプレゲノムRNA、及び不完全環状二本鎖DNAが大きくなり、B型肝炎ウイルス様粒子の形成が阻害される可能性がある。
また、HBV遺伝子の配列は、後述のB型肝炎ウイルス様粒子に含まれるプレゲノムRNA、及びそれから合成される不完全環状二本鎖DNAとして機能する限りにおいて、特に限定されるものではないが、例えば配列番号1で表される塩基配列からNanoLuc(登録商標)ルシフェラーゼをコードする塩基配列を除いた塩基配列に対して、好ましくは70%以上、より好ましくは80%以上、更に好ましくは90%以上の同一性を示し、且つプレゲノムRNAの機能を有するものである。また、配列番号2で表される塩基配列からDsRedをコードする塩基配列を除いた塩基配列に対して、好ましくは70%以上、より好ましくは80%以上、更に好ましくは90%以上の同一性を示し、且つプレゲノムRNAの機能を有するものである。本明細書において「プレゲノムRNAの機能を有する」とは、感染細胞内において、プレゲノムRNA由来の完全環状二本鎖DNAから、mRNAが合成され、レポータータンパク質が感染細胞内において発現することを意味する。
また、HBV遺伝子の配列は、後述のB型肝炎ウイルス様粒子に含まれるプレゲノムRNA、及びそれから合成される不完全環状二本鎖DNAとして機能する限りにおいて、特に限定されるものではないが、例えば配列番号1で表される塩基配列からNanoLuc(登録商標)ルシフェラーゼをコードする塩基配列を除いた塩基配列に対して、好ましくは70%以上、より好ましくは80%以上、更に好ましくは90%以上の同一性を示し、且つプレゲノムRNAの機能を有するものである。また、配列番号2で表される塩基配列からDsRedをコードする塩基配列を除いた塩基配列に対して、好ましくは70%以上、より好ましくは80%以上、更に好ましくは90%以上の同一性を示し、且つプレゲノムRNAの機能を有するものである。本明細書において「プレゲノムRNAの機能を有する」とは、感染細胞内において、プレゲノムRNA由来の完全環状二本鎖DNAから、mRNAが合成され、レポータータンパク質が感染細胞内において発現することを意味する。
本発明のHBVレポーターベクターの骨格となるベクターは、本技術分野において、通常、発現ベクターとして使用されているものであれば、特に制限なく使用することができる。例えば、例えば、プラスミドベクター、コスミドベクター、フォスミドベクター、又はウイルスベクターを挙げることができる。プラスミドベクターとしては、例えばpUC系ベクターを挙げることができる。
これらの骨格となるベクターに、前記プレコア/コア/レポーター遺伝子及びX遺伝子を発現可能な状態で含むHBV遺伝子を挿入することによって、本発明のHBVレポーターベクターを得ることができる。
これらの骨格となるベクターに、前記プレコア/コア/レポーター遺伝子及びX遺伝子を発現可能な状態で含むHBV遺伝子を挿入することによって、本発明のHBVレポーターベクターを得ることができる。
[2]B型肝炎ウイルス様粒子(HBV様粒子)
本発明のB型肝炎ウイルス様粒子(以下、HBV様粒子と称することがある)は(1)HBVのコアタンパク質、ポリメレースタンパク質、及びラージSタンパク質、並びに(2)HBVのプレコア/コア遺伝子の一部がレポーター遺伝子に置換された遺伝子、及びX遺伝子を含むHBVのプレゲノムRNA、及び前記プレゲノムRNAから合成されたマイナス鎖DNA及びプラス鎖DNAからなる不完全環状二本鎖DNA、を含む。
本発明のB型肝炎ウイルス様粒子(以下、HBV様粒子と称することがある)は(1)HBVのコアタンパク質、ポリメレースタンパク質、及びラージSタンパク質、並びに(2)HBVのプレコア/コア遺伝子の一部がレポーター遺伝子に置換された遺伝子、及びX遺伝子を含むHBVのプレゲノムRNA、及び前記プレゲノムRNAから合成されたマイナス鎖DNA及びプラス鎖DNAからなる不完全環状二本鎖DNA、を含む。
(コアタンパク質)
コアタンパク質は、HBV様粒子の中で球形のコア粒子を形成し、プレゲノムRNA及びDNAポリメラーゼ(ポリメラーゼタンパク質)を、そのコア粒子内に取り込む。本発明のB型肝炎ウイルス様粒子においては、コアタンパク質は、野生型のHBVヘルパーベクターから供給される。
コアタンパク質は、HBV様粒子の中で球形のコア粒子を形成し、プレゲノムRNA及びDNAポリメラーゼ(ポリメラーゼタンパク質)を、そのコア粒子内に取り込む。本発明のB型肝炎ウイルス様粒子においては、コアタンパク質は、野生型のHBVヘルパーベクターから供給される。
(ポリメレースタンパク質)
ポリメレースタンパク質は、DNAポリメラーゼ活性を有し、HBV様粒子の中のコア粒子に、プレゲノムRNAとともに含まれる。逆転写活性も有しており、プレゲノムRNAからウイルスDNAのマイナス(−)鎖を合成し、更にこのマイナス(−)鎖を鋳型として、DNAポリメラーゼ活性によりウイルスDNAのプラス(+)鎖を合成し、不完全環状二本鎖DNAを作製することができる。本発明のB型肝炎ウイルス様粒子においては、ポリメレースタンパク質は、本発明のHBVレポーターベクターから供給されてもよく、野生型のHBVヘルパーベクターから供給されてもよい。
ポリメレースタンパク質は、DNAポリメラーゼ活性を有し、HBV様粒子の中のコア粒子に、プレゲノムRNAとともに含まれる。逆転写活性も有しており、プレゲノムRNAからウイルスDNAのマイナス(−)鎖を合成し、更にこのマイナス(−)鎖を鋳型として、DNAポリメラーゼ活性によりウイルスDNAのプラス(+)鎖を合成し、不完全環状二本鎖DNAを作製することができる。本発明のB型肝炎ウイルス様粒子においては、ポリメレースタンパク質は、本発明のHBVレポーターベクターから供給されてもよく、野生型のHBVヘルパーベクターから供給されてもよい。
(ラージSタンパク質)
本発明のB型肝炎ウイルス様粒子に含まれるラージSタンパク質は、プレS1タンパク質、プレS2タンパク質、及びSタンパク質からなるタンパク質である。ラージSタンパク質は、HBV様粒子のエンベロープを形成するタンパク質であり、HBV様粒子と細胞のレセプターとの結合に関与する。本発明のB型肝炎ウイルス様粒子においては、ラージSタンパク質は、本発明のHBVレポーターベクターから供給されてもよく、野生型のHBVヘルパーベクターから供給されてもよい。
本発明のB型肝炎ウイルス様粒子に含まれるラージSタンパク質は、プレS1タンパク質、プレS2タンパク質、及びSタンパク質からなるタンパク質である。ラージSタンパク質は、HBV様粒子のエンベロープを形成するタンパク質であり、HBV様粒子と細胞のレセプターとの結合に関与する。本発明のB型肝炎ウイルス様粒子においては、ラージSタンパク質は、本発明のHBVレポーターベクターから供給されてもよく、野生型のHBVヘルパーベクターから供給されてもよい。
前記コアタンパク質、ポリメレースタンパク質、及びラージSタンパク質のアミノ酸配列は、それらのタンパク質の基本的な機能を有している限りにおいて、限定されるものではない。すなわち、HBV粒子を形成することが可能であり、細胞への感染能を有するウイルス様粒子を形成することのできる、コアタンパク質、ポリメレースタンパク質、及びラージSタンパク質を限定することなく用いることができる。具体的には、配列番号6〜8で表されたコアタンパク質、ポリメレースタンパク質、及びラージSタンパク質のそれぞれのアミノ酸配列に対して、好ましくは70%以上、より好ましくは80%以上、更に好ましくは90%以上の同一性を有するコアタンパク質、ポリメレースタンパク質、及びラージSタンパク質を用いることができる。なお、配列番号9にHBVのXタンパク質のアミノ酸配列を示す。
(プレゲノムRNA)
本発明のHBV様粒子は、プレゲノムRNAを含む。本発明のHBV様粒子に含まれるプレゲノムRNAは、本発明のHBVレポーターベクターに含まれるHBV遺伝子由来のmRNAである。すなわち、プレコア/コア遺伝子の一部がレポーター遺伝子に置換された遺伝子及びX遺伝子を含むHBV遺伝子のmRNAである。プレゲノムRNAは、ポリメレース遺伝子のRNA、及びプレS1/プレS2/S遺伝子を発現する状態で含んでもよく、発現しない状態で含んでもよい。プレゲノムRNAは、前記HBVレポーターベクターから合成され、前記コア粒子の中に取り込まれる。
本発明のHBV様粒子は、プレゲノムRNAを含む。本発明のHBV様粒子に含まれるプレゲノムRNAは、本発明のHBVレポーターベクターに含まれるHBV遺伝子由来のmRNAである。すなわち、プレコア/コア遺伝子の一部がレポーター遺伝子に置換された遺伝子及びX遺伝子を含むHBV遺伝子のmRNAである。プレゲノムRNAは、ポリメレース遺伝子のRNA、及びプレS1/プレS2/S遺伝子を発現する状態で含んでもよく、発現しない状態で含んでもよい。プレゲノムRNAは、前記HBVレポーターベクターから合成され、前記コア粒子の中に取り込まれる。
(不完全環状二本鎖DNA)
本発明のHBV様粒子は、不完全環状二本鎖DNAを含む。本発明のHBV様粒子に含まれる不完全環状二本鎖DNAは、前記プレゲノムRNAから、DNAポリメレースの逆転写活性により合成されたマイナス(−)鎖DNA、及びDNAポリメラーゼ活性によりマイナス(−)鎖を鋳型として合成されたプラス(+)鎖DNAからなる。このウイルスDNAの合成は、途中で停止するために、不完全環状二本鎖DNAとなる。この不完全環状二本鎖DNAは、コア粒子の中に含まれる。
なお、本発明のHBV様粒子が、細胞に感染すると、核内で完全閉鎖二本鎖DNA(covalenty closed circular DNA:cccDNA)に変換される。
本発明のHBV様粒子は、不完全環状二本鎖DNAを含む。本発明のHBV様粒子に含まれる不完全環状二本鎖DNAは、前記プレゲノムRNAから、DNAポリメレースの逆転写活性により合成されたマイナス(−)鎖DNA、及びDNAポリメラーゼ活性によりマイナス(−)鎖を鋳型として合成されたプラス(+)鎖DNAからなる。このウイルスDNAの合成は、途中で停止するために、不完全環状二本鎖DNAとなる。この不完全環状二本鎖DNAは、コア粒子の中に含まれる。
なお、本発明のHBV様粒子が、細胞に感染すると、核内で完全閉鎖二本鎖DNA(covalenty closed circular DNA:cccDNA)に変換される。
本発明のHBV様粒子は、後述の「B型肝炎ウイルス様粒子の製造方法」に記載のように、本発明のHBVレポーターベクター及び野生型のHBV遺伝子を含むHBVヘルパーベクターを細胞にコトランスフェクションすることによって製造することができる。プレゲノムRNA及び不完全環状二本鎖DNAは、本発明のHBVレポーターベクターから供給され、コアタンパク質は、HBVヘルパーベクターから供給される。また、ポリメレースタンパク質、又はラージSタンパク質は、HBVレポーターベクター由来のものでもよく、HBVヘルパーベクター由来のものでもよい。
[3]B型肝炎ウイルス様粒子の製造方法
本発明のB型肝炎ウイルス様粒子の製造方法は、(1)HBVレポーターベクター、及び野生型HBV遺伝子を含むHBVヘルパーベクターを細胞にトランスフェクションする工程、及び(2)前記トランスフェクションされた細胞からB型肝炎ウイルス様粒子を回収する工程、を含む。得られるB型肝炎ウイルス様粒子は、HBVのプレコア/コア遺伝子の一部がレポーター遺伝子に置換されたプレゲノムRNAを含む。
本発明のB型肝炎ウイルス様粒子の製造方法は、(1)HBVレポーターベクター、及び野生型HBV遺伝子を含むHBVヘルパーベクターを細胞にトランスフェクションする工程、及び(2)前記トランスフェクションされた細胞からB型肝炎ウイルス様粒子を回収する工程、を含む。得られるB型肝炎ウイルス様粒子は、HBVのプレコア/コア遺伝子の一部がレポーター遺伝子に置換されたプレゲノムRNAを含む。
《トランスフェクション工程》
本発明のトランスフェクション工程において用いられるHBVレポーターベクターとしては、本発明のHBVレポーターベクターを用いることができる。
本発明のトランスフェクション工程において用いられるHBVレポーターベクターとしては、本発明のHBVレポーターベクターを用いることができる。
(HBVヘルパーベクター)
本発明のトランスフェクション工程において用いられるHBVヘルパーベクターは、少なくとも野生型のコアタンパク質を発現するベクターである。HBVレポーターベクターは、コアタンパク質を発現することができないからである。また、HBVレポーターベクターが、ポリメレースタンパク質を発現できないベクターの場合は、HBVヘルパーベクターは野生型のポリメレースタンパク質を発現できるベクターを用いる。更に、HBVレポーターベクターが、ラージSタンパク質を発現できないベクターの場合は、HBVヘルパーベクターは野生型のラージSタンパク質を発現できるベクターを用いる。従って、HBVヘルパーベクターは、コアタンパク質、ポリメレースタンパク質、及びラージSタンパク質(プレS1/プレS2/Sタンパク質)を発現できるベクターが好ましく、更にXタンパク質を発現できるベクターが好ましい。従って、野生型のHBV遺伝子をそのまま含むベクターが最も好ましい。
本発明のトランスフェクション工程において用いられるHBVヘルパーベクターは、少なくとも野生型のコアタンパク質を発現するベクターである。HBVレポーターベクターは、コアタンパク質を発現することができないからである。また、HBVレポーターベクターが、ポリメレースタンパク質を発現できないベクターの場合は、HBVヘルパーベクターは野生型のポリメレースタンパク質を発現できるベクターを用いる。更に、HBVレポーターベクターが、ラージSタンパク質を発現できないベクターの場合は、HBVヘルパーベクターは野生型のラージSタンパク質を発現できるベクターを用いる。従って、HBVヘルパーベクターは、コアタンパク質、ポリメレースタンパク質、及びラージSタンパク質(プレS1/プレS2/Sタンパク質)を発現できるベクターが好ましく、更にXタンパク質を発現できるベクターが好ましい。従って、野生型のHBV遺伝子をそのまま含むベクターが最も好ましい。
トランスフェクション工程においては、HBVレポーターベクターと、HBVヘルパーベクターとを細胞にコトランスフェクションさせる。コトランスフェクションによって、例えば、HBVレポーターベクター由来のプレゲノムRNA及び不完全環状二本鎖DNAと、HBVヘルパーベクター由来のコアタンパク質、ポリメレースタンパク質、及びラージSタンパク質とが、組み換えを起こすことによって、B型肝炎ウイルス様粒子を得ることができる。
トランスフェクションは、公知の方法を用いることができる。例えば、トランスフェクション試薬を用いてもよい。あるいは、エレクトロポレーションによって、HBVレポーターベクターと、HBVヘルパーベクターとを細胞にトランスフェクションしてもよい。
トランスフェクションは、公知の方法を用いることができる。例えば、トランスフェクション試薬を用いてもよい。あるいは、エレクトロポレーションによって、HBVレポーターベクターと、HBVヘルパーベクターとを細胞にトランスフェクションしてもよい。
トランスフェクションに用いる細胞は、HBVウイルスの複製、タンパク質の発現が起きる限りにおいて限定されるものではないが、肝臓由来の細胞が好ましい、例えば、HepG2細胞、Huh7細胞、Huh6細胞、Alex細胞、PH5CH細胞、KYN−1細胞、HAK6細胞、HAK5細胞、HAK1B細胞、HAK1A細胞、又はKim−1細胞を用いることができる。
(ウイルス様粒子回収工程)
トランスフェクション後、細胞を例えば1〜7日程度培養し、培養上清からウイルス様粒子を回収する。ウイルス様粒子の回収は、公知の方法を用いることができる。例えば、ポリエチレングリコールによりウイルスを沈殿させ、遠心分離により沈殿を回収する、得られた沈殿を、Hepesバッファーに溶解させ、20%スクロースに重層して、超遠心機により遠心分離することにより、B型肝炎ウイルス様粒子を得ることができる。
トランスフェクション後、細胞を例えば1〜7日程度培養し、培養上清からウイルス様粒子を回収する。ウイルス様粒子の回収は、公知の方法を用いることができる。例えば、ポリエチレングリコールによりウイルスを沈殿させ、遠心分離により沈殿を回収する、得られた沈殿を、Hepesバッファーに溶解させ、20%スクロースに重層して、超遠心機により遠心分離することにより、B型肝炎ウイルス様粒子を得ることができる。
[4]スクリーニング方法
本発明のスクリーニング方法は、(a)前記B型肝炎ウイルス様粒子を細胞に接触させる工程、(b)試験物質と細胞とを接触させる工程、及び(c)前記レポーター遺伝子の発現を分析する工程、を含む。
本発明のスクリーニング方法は、B型肝炎ウイルス様粒子が感染した細胞をスクリーニングのツールとして用い、B型肝炎の感染を修飾(例えば、抑制又は促進)する物質を選択するものである。従って、B型肝炎ウイルス様粒子を細胞に感染させる工程(a)、及び試験物質を細胞と接触させる工程(b)を行う。ここで、前記感染工程(a)及び接触工程(b)は、いずれかの工程を先に行ってもよく、2つの工程を同時に行ってもよい。従って、各工程の順番の態様としては、感染工程(a)及び接触工程(b)の順に行う態様、接触工程(b)及び感染工程(a)の順に行う態様、又は感染工程(a)及び接触工程(b)を同時に行う態様がある。
また、本発明のスクリーニング方法は、B型肝炎の感染を修飾(抑制又は促進)する物質を選択するものであり、従って試験物質によって、B型肝炎ウイルス様粒子の感染、又は増殖が、抑制又は促進されることを分析する工程(c)を行う。具体的には、レポーター遺伝子の発現を分析して、コントロールと比較して、レポーター遺伝子の発現の増加又は減少を分析することができる。
本発明のスクリーニング方法は、(a)前記B型肝炎ウイルス様粒子を細胞に接触させる工程、(b)試験物質と細胞とを接触させる工程、及び(c)前記レポーター遺伝子の発現を分析する工程、を含む。
本発明のスクリーニング方法は、B型肝炎ウイルス様粒子が感染した細胞をスクリーニングのツールとして用い、B型肝炎の感染を修飾(例えば、抑制又は促進)する物質を選択するものである。従って、B型肝炎ウイルス様粒子を細胞に感染させる工程(a)、及び試験物質を細胞と接触させる工程(b)を行う。ここで、前記感染工程(a)及び接触工程(b)は、いずれかの工程を先に行ってもよく、2つの工程を同時に行ってもよい。従って、各工程の順番の態様としては、感染工程(a)及び接触工程(b)の順に行う態様、接触工程(b)及び感染工程(a)の順に行う態様、又は感染工程(a)及び接触工程(b)を同時に行う態様がある。
また、本発明のスクリーニング方法は、B型肝炎の感染を修飾(抑制又は促進)する物質を選択するものであり、従って試験物質によって、B型肝炎ウイルス様粒子の感染、又は増殖が、抑制又は促進されることを分析する工程(c)を行う。具体的には、レポーター遺伝子の発現を分析して、コントロールと比較して、レポーター遺伝子の発現の増加又は減少を分析することができる。
《感染工程(a)》
本発明のスクリーニング方法における感染工程(a)は、HBV様粒子の感染が起きる限りにおいて限定されるものではないが、細胞にHBV様粒子を接触させることによって行うことができる。感染細胞数、ウイルス様粒子量、及び培地は、細胞の種類などに応じて、適宜決定することが可能である。
本発明のスクリーニング方法における感染工程(a)は、HBV様粒子の感染が起きる限りにおいて限定されるものではないが、細胞にHBV様粒子を接触させることによって行うことができる。感染細胞数、ウイルス様粒子量、及び培地は、細胞の種類などに応じて、適宜決定することが可能である。
(感染細胞)
感染に用いる細胞は、HBV様粒子が侵入し、レポーター遺伝子が発現する限りにおいて限定されるものではないが、肝臓由来細胞が好ましく、例えばHepG2細胞、Huh7細胞、Huh6細胞、Alex細胞、PH5CH細胞、KYN−1細胞、HAK6細胞、HAK5細胞、HAK1B細胞、HAK1A細胞、Kim−1細胞、ヒト初代肝臓細胞、又はヒト初代肝臓細胞を実験動物で継代した細胞などを用いることができる。ヒト初代肝臓細胞を実験動物で継代した細胞として、例えばフェニックスバイオ社から販売されているPXB細胞を用いることができる。
感染細胞においては、本発明のHBV様ウイルスに含まれている不完全環状二本鎖DNAから完全環状二本鎖DNAが合成される。そして完全環状二本鎖DNAから、mRNA及びプレゲノムRNAが合成され、レポーター遺伝子からレポータータンパク質が翻訳されると考えられる。
感染に用いる細胞は、HBV様粒子が侵入し、レポーター遺伝子が発現する限りにおいて限定されるものではないが、肝臓由来細胞が好ましく、例えばHepG2細胞、Huh7細胞、Huh6細胞、Alex細胞、PH5CH細胞、KYN−1細胞、HAK6細胞、HAK5細胞、HAK1B細胞、HAK1A細胞、Kim−1細胞、ヒト初代肝臓細胞、又はヒト初代肝臓細胞を実験動物で継代した細胞などを用いることができる。ヒト初代肝臓細胞を実験動物で継代した細胞として、例えばフェニックスバイオ社から販売されているPXB細胞を用いることができる。
感染細胞においては、本発明のHBV様ウイルスに含まれている不完全環状二本鎖DNAから完全環状二本鎖DNAが合成される。そして完全環状二本鎖DNAから、mRNA及びプレゲノムRNAが合成され、レポーター遺伝子からレポータータンパク質が翻訳されると考えられる。
《接触工程(b)》
接触工程(b)は、試験物質と細胞とを接触させる工程であり、感染工程(a)の前に接触工程(b)を行ってもよく、感染工程(a)の後に接触工程(b)を行ってもよく、感染工程(a)と接触工程(b)とを同時に行ってもよい。
試験物質は、HBVの感染を修飾する可能性のある物質、又はそのような物質を含むものである限りにおいて限定されるものではないが、例えば、ケミカルファイルに登録されている種々の公知化合物(ペプチドを含む)、コンビナトリアル・ケミストリー技術(Terrett,N.K.ら,Tetrahedron,51,8135−8137,1995)によって得られた化合物群、あるいは、ファージ・ディスプレイ法(Felici,F.ら,J.Mol.Biol.,222,301−310,1991)などを応用して作成されたランダム・ペプチド群、又は低分子化合物を用いることができる。また、微生物の培養上清、細胞の培養上清、生体内の体液、植物若しくは海洋生物由来の天然成分、又は動物組織抽出物などもスクリーニングの試験物質として用いることができる。
接触工程(b)は、試験物質と細胞とを接触させる工程であり、感染工程(a)の前に接触工程(b)を行ってもよく、感染工程(a)の後に接触工程(b)を行ってもよく、感染工程(a)と接触工程(b)とを同時に行ってもよい。
試験物質は、HBVの感染を修飾する可能性のある物質、又はそのような物質を含むものである限りにおいて限定されるものではないが、例えば、ケミカルファイルに登録されている種々の公知化合物(ペプチドを含む)、コンビナトリアル・ケミストリー技術(Terrett,N.K.ら,Tetrahedron,51,8135−8137,1995)によって得られた化合物群、あるいは、ファージ・ディスプレイ法(Felici,F.ら,J.Mol.Biol.,222,301−310,1991)などを応用して作成されたランダム・ペプチド群、又は低分子化合物を用いることができる。また、微生物の培養上清、細胞の培養上清、生体内の体液、植物若しくは海洋生物由来の天然成分、又は動物組織抽出物などもスクリーニングの試験物質として用いることができる。
接触工程における細胞と試験物質との接触のタイミング、すなわち、試験物質の添加の時期は、特に限定されるものではない。例えば、感染工程(a)の前に接触工程(b)を行う場合、感染前の任意の時期(例えば1時間〜5日前)に接触させてもよく、接触の回数及試験物質の量も適宜決定することができる。同様に、感染工程(a)の後に接触工程(b)を行う場合も、感染後に任意の時期(例えば1時間後〜5日後)に接触させてもよく、接触の回数、及び試験物質の量も適宜決定することができる。
《分析工程(c)》
本発明における分析工程(c)は、前記レポーター遺伝子の発現を分析する工程である。
遺伝子の発現の分析は、特に限定されるものではないが、例えばmRNAの合成量を分析してもよく、mRNAから翻訳されるタンパク質量を分析してもよいが、本スクリーニング系では、発光タンパク質又は蛍光タンパク質の発現量を発光量又は蛍光量で分析できるため、タンパク質量の分析が、容易で正確に分析可能である。すなわち、試験物質を添加してないコントロールと比較して、特定の発光又は蛍光タンパク質の量が減少していれば、HBVウイルスの感染が抑制されたと判断され、発光又は蛍光タンパク質の量が増加していれば、HBVウイルスの感染が促進されたと判断される。発光又は蛍光タンパク質の量は、例えば測定キットを用いて測定することができる。更に蛍光顕微鏡、共焦点レーザー顕微鏡、又は多光子レーザー顕微鏡で測定することも可能である。
本発明における分析工程(c)は、前記レポーター遺伝子の発現を分析する工程である。
遺伝子の発現の分析は、特に限定されるものではないが、例えばmRNAの合成量を分析してもよく、mRNAから翻訳されるタンパク質量を分析してもよいが、本スクリーニング系では、発光タンパク質又は蛍光タンパク質の発現量を発光量又は蛍光量で分析できるため、タンパク質量の分析が、容易で正確に分析可能である。すなわち、試験物質を添加してないコントロールと比較して、特定の発光又は蛍光タンパク質の量が減少していれば、HBVウイルスの感染が抑制されたと判断され、発光又は蛍光タンパク質の量が増加していれば、HBVウイルスの感染が促進されたと判断される。発光又は蛍光タンパク質の量は、例えば測定キットを用いて測定することができる。更に蛍光顕微鏡、共焦点レーザー顕微鏡、又は多光子レーザー顕微鏡で測定することも可能である。
以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、これらは本発明の範囲を限定するものではない。
《実施例1:NL−preCベクター》
本実施例では、HBVのプレコア/コア遺伝子にNanoLuc(登録商標)ルシフェラーゼ遺伝子を組み込み、ポリメラーゼタンパク質のN末の一部を欠失したHBV遺伝子を含むHBVレポーターベクター(NL−preC)を構築した。更に、得られたベクター及び野生型HBVベクターを用いて、HBV様粒子を産生した。
(1)ベクターの構築
PUC1.2xHBVベクター(配列番号5)を鋳型として、以下の2つのプライマー及びKOD enzymeを用いて、熱変性94℃、アニーリング56℃、伸長72℃の条件で、32サイクルのPCRを行い、PCRフラグメント1を得た。
Primer H f:ATTACGCCAAGCTTgacgtcctttgtctacgtc(配列番号10)
Primer NL r:CTTCGAGTGTGAAGACcattttggtttttctttgaggcggtgtcgaggagatctcg(配列番号11)
次に、pNL2.1 N1061(Promega)を鋳型として、以下の2つのプライマー及びKOD enzymeを用いて、熱変性94℃、アニーリング56℃、伸長72℃の条件で、32サイクルのPCRを行い、PCRフラグメント2を得た。
Primer NL f:attcgagatctcctcgacaccgcctcaaagaaaaaccaaaatgGTCTTCACACTCGAAGATTTCGTTGGGGAC(配列番号12)
Primers A r:taactgtaagagggcccCTACGCCAGAATGCGTTCGCACAGCCGC(配列番号13)
得られたPCRフラグメント1及びPCRフラグメント2を混合したものを鋳型とし、前記Primer H f、Primers A r及びKOD enzymeを用いて、熱変性94℃、アニーリング56℃、伸長72℃の条件で、32サイクルのPCRを行った。得られたフラグメントをPCRフラグメント3と称する。
PCRフラグメント3をHindIII及びApaIで切断し、PUC1.2xHBVベクターのHindIII/ApaI部位に組み込み、NL−preCベクターを得た(図1B)。
(2)HBV様粒子の産生
HepG2細胞を用いて、ウイルス様粒子の産生を行った。
4x106のHepG2細胞を10cmプレートに撒種した。一日後、トランスフェクション試薬(TransIT−LT1 reagent:Mirus社)を用い、HepG2細胞にHBVプラスミドを導入した。1000μLのOPT−MEMに30μLのTransIT−LT1を混合し、室温で10分放置し、トランスフェクション用液を調製した。7.5μLのPUC1.2xHBV(7.5μg)及び7.5μLのNL−preCベクター(7.5μg)を混合し、更に前記のトランスフェクション用液1000μLを加えて、混合した。混合液を室温に30分放置し、培養液を除いたHepG2細胞に滴下した。培養液を加え、48時間後培養後に、培養液を回収した。
培養液を8,000rpm、10分間遠心して、上清を回収し、45umフィルターでろ過した。回収した上清に、26%ポリエチレングリコール(10mM Tris(pH7.6)、1.5M NaCl)を等量加えて、4℃で12時間静置し、ウイルスを沈殿させた。沈殿物を含む液を、8,000rpm、20分間遠心分離し、ウイルス様粒子を含む沈殿物を得た。沈殿物を、1mlの10mM Hepesバッファー(pH7.6:0.1%アルブミン含有)に溶解した。溶解液を20%スクロース溶液(10mM Hepes:pH7.6)に重層して、超遠心機を用いて、3,5000rpmで、3時間遠心分離した。得られた沈殿物をOPT−MEMに懸濁して、ウイルス様粒子として用いた。
本実施例では、HBVのプレコア/コア遺伝子にNanoLuc(登録商標)ルシフェラーゼ遺伝子を組み込み、ポリメラーゼタンパク質のN末の一部を欠失したHBV遺伝子を含むHBVレポーターベクター(NL−preC)を構築した。更に、得られたベクター及び野生型HBVベクターを用いて、HBV様粒子を産生した。
(1)ベクターの構築
PUC1.2xHBVベクター(配列番号5)を鋳型として、以下の2つのプライマー及びKOD enzymeを用いて、熱変性94℃、アニーリング56℃、伸長72℃の条件で、32サイクルのPCRを行い、PCRフラグメント1を得た。
Primer H f:ATTACGCCAAGCTTgacgtcctttgtctacgtc(配列番号10)
Primer NL r:CTTCGAGTGTGAAGACcattttggtttttctttgaggcggtgtcgaggagatctcg(配列番号11)
次に、pNL2.1 N1061(Promega)を鋳型として、以下の2つのプライマー及びKOD enzymeを用いて、熱変性94℃、アニーリング56℃、伸長72℃の条件で、32サイクルのPCRを行い、PCRフラグメント2を得た。
Primer NL f:attcgagatctcctcgacaccgcctcaaagaaaaaccaaaatgGTCTTCACACTCGAAGATTTCGTTGGGGAC(配列番号12)
Primers A r:taactgtaagagggcccCTACGCCAGAATGCGTTCGCACAGCCGC(配列番号13)
得られたPCRフラグメント1及びPCRフラグメント2を混合したものを鋳型とし、前記Primer H f、Primers A r及びKOD enzymeを用いて、熱変性94℃、アニーリング56℃、伸長72℃の条件で、32サイクルのPCRを行った。得られたフラグメントをPCRフラグメント3と称する。
PCRフラグメント3をHindIII及びApaIで切断し、PUC1.2xHBVベクターのHindIII/ApaI部位に組み込み、NL−preCベクターを得た(図1B)。
(2)HBV様粒子の産生
HepG2細胞を用いて、ウイルス様粒子の産生を行った。
4x106のHepG2細胞を10cmプレートに撒種した。一日後、トランスフェクション試薬(TransIT−LT1 reagent:Mirus社)を用い、HepG2細胞にHBVプラスミドを導入した。1000μLのOPT−MEMに30μLのTransIT−LT1を混合し、室温で10分放置し、トランスフェクション用液を調製した。7.5μLのPUC1.2xHBV(7.5μg)及び7.5μLのNL−preCベクター(7.5μg)を混合し、更に前記のトランスフェクション用液1000μLを加えて、混合した。混合液を室温に30分放置し、培養液を除いたHepG2細胞に滴下した。培養液を加え、48時間後培養後に、培養液を回収した。
培養液を8,000rpm、10分間遠心して、上清を回収し、45umフィルターでろ過した。回収した上清に、26%ポリエチレングリコール(10mM Tris(pH7.6)、1.5M NaCl)を等量加えて、4℃で12時間静置し、ウイルスを沈殿させた。沈殿物を含む液を、8,000rpm、20分間遠心分離し、ウイルス様粒子を含む沈殿物を得た。沈殿物を、1mlの10mM Hepesバッファー(pH7.6:0.1%アルブミン含有)に溶解した。溶解液を20%スクロース溶液(10mM Hepes:pH7.6)に重層して、超遠心機を用いて、3,5000rpmで、3時間遠心分離した。得られた沈殿物をOPT−MEMに懸濁して、ウイルス様粒子として用いた。
《実施例2:DsRed−preC》
本実施例では、HBVのプレコア/コア遺伝子にDsRed遺伝子を組み込み、ポリメラーゼタンパク質のN末の一部を欠失したHBV遺伝子を含むHBVレポーターベクター(DsRed−preC)を構築した。
(1)ベクターの構築
NL−preCベクターを鋳型として、以下の2つのプライマー及びKOD enzymeを用いて、熱変性94℃、アニーリング56℃、伸長72℃の条件で、32サイクルのPCRを行い、PCRフラグメント1を得た。
Primer HindIII f:TATGACCATGATTACGCCAAGCTTgac(配列番号14)
Primer DsRed r:CTCCTTGATGACGTCCTCGGtGttGtcggccagattcatcaactcaccccaac(配列番号15)
次に、pDsRed−monomer(Promega)を鋳型として、以下の2つのプライマー及びKOD enzymeを用いて、熱変性94℃、アニーリング56℃、伸長72℃の条件で、32サイクルのPCRを行い、PCRフラグメント2を得た。
PCR-2
Primer DsRed f:gttggggtgagttgatgaatctggccgaCaaCaCCGAGGACGTCATCAAGGAG(配列番号16)
Primer DsRed A r:cttttttcattaactgtaagagggcccCTACAGGAACAGGTGGTGGCGGgCCTCGGCGtGCTCGTAC(配列番号17)
得られたPCRフラグメント1及びPCRフラグメント2を混合したものを鋳型とし、前記Primer HindIII f、Primer DsRED A r:cttttttcattaactgtaagagggcccCTA(配列番号18)、及びKOD enzymeを用いて、熱変性94℃、アニーリング56℃、伸長72℃の条件で、32サイクルのPCRを行った。得られたフラグメントをPCRフラグメント3と称する。
PCRフラグメント3をHindIII及びApaIで切断し、NL−preCベクターのHindIII/ApaI部位に組み込み、DsRed−preCベクターを得た(図7)。
(2)HBV様粒子の産生
NL−preCベクターに代えて、DsRed−preCベクターを用いたことを除いては、実施例1の「(2)HBV様粒子の産生」の操作を繰り返して、ウイルス様粒子を得た。なお、ウイルス様粒子の回収は4日後に行った。
本実施例では、HBVのプレコア/コア遺伝子にDsRed遺伝子を組み込み、ポリメラーゼタンパク質のN末の一部を欠失したHBV遺伝子を含むHBVレポーターベクター(DsRed−preC)を構築した。
(1)ベクターの構築
NL−preCベクターを鋳型として、以下の2つのプライマー及びKOD enzymeを用いて、熱変性94℃、アニーリング56℃、伸長72℃の条件で、32サイクルのPCRを行い、PCRフラグメント1を得た。
Primer HindIII f:TATGACCATGATTACGCCAAGCTTgac(配列番号14)
Primer DsRed r:CTCCTTGATGACGTCCTCGGtGttGtcggccagattcatcaactcaccccaac(配列番号15)
次に、pDsRed−monomer(Promega)を鋳型として、以下の2つのプライマー及びKOD enzymeを用いて、熱変性94℃、アニーリング56℃、伸長72℃の条件で、32サイクルのPCRを行い、PCRフラグメント2を得た。
PCR-2
Primer DsRed f:gttggggtgagttgatgaatctggccgaCaaCaCCGAGGACGTCATCAAGGAG(配列番号16)
Primer DsRed A r:cttttttcattaactgtaagagggcccCTACAGGAACAGGTGGTGGCGGgCCTCGGCGtGCTCGTAC(配列番号17)
得られたPCRフラグメント1及びPCRフラグメント2を混合したものを鋳型とし、前記Primer HindIII f、Primer DsRED A r:cttttttcattaactgtaagagggcccCTA(配列番号18)、及びKOD enzymeを用いて、熱変性94℃、アニーリング56℃、伸長72℃の条件で、32サイクルのPCRを行った。得られたフラグメントをPCRフラグメント3と称する。
PCRフラグメント3をHindIII及びApaIで切断し、NL−preCベクターのHindIII/ApaI部位に組み込み、DsRed−preCベクターを得た(図7)。
(2)HBV様粒子の産生
NL−preCベクターに代えて、DsRed−preCベクターを用いたことを除いては、実施例1の「(2)HBV様粒子の産生」の操作を繰り返して、ウイルス様粒子を得た。なお、ウイルス様粒子の回収は4日後に行った。
《参考例1》
本参考例では、実施例1で得られたNL−preCベクターのポリメレース遺伝子の欠失した頭部分を挿入して、全長のポリメレースタンパク質が発現するHBV遺伝子を含むベクター(NL−preC+pol)を構築した。
(1)ベクターの構築
NL−preCベクターを鋳型として、以下の2つのプライマー及びKOD enzymeを用いて、熱変性94℃、アニーリング56℃、伸長72℃の条件で、32サイクルのPCRを行い、PCRフラグメント1を得た。
Primer H f:ATTACGCCAAGCTTgacgtcctttgtctacgtc(配列番号19)
Primer NL-pol r:gctgaggcggtgtCTACGCCAGAATGCGTTCGCACAGCCGCC(配列番号20)
次に、PUC1.2xHBVベクターを鋳型として、以下の2つのプライマー及びKOD enzymeを用いて、熱変性94℃、アニーリング56℃、伸長72℃の条件で、32サイクルのPCRを行い、PCRフラグメント2を得た。
Primer NL-pol f:GGCGGCTGTGCGAACGCATTCTGGCGTAGacaccgcctcagc(配列番号21)
Primers Apa r:ctccttttttcattaactgtaagagggcccacatattgttgacatctatta(配列番号22)
得られたPCRフラグメント1及びPCRフラグメント2を混合したものを鋳型とし、前記Primer H f、Primers Apa r、及びKOD enzymeを用いて、熱変性94℃、アニーリング56℃、伸長72℃の条件で、32サイクルのPCRを行った。得られたフラグメントをPCRフラグメント3と称する。
PCRフラグメント3をHindIII及びApaIで切断し、NL−preCベクターのHindIII/ApaI部位に組み込み、NL−preC+polベクターを得た(図1(C))。
(2)HBV様粒子の産生
NL−preCベクターに代えて、NL−preC+polベクターを用いたことを除いては、実施例1の「(2)HBV様粒子の産生」の操作を繰り返して、ウイルス様粒子を得た。
本参考例では、実施例1で得られたNL−preCベクターのポリメレース遺伝子の欠失した頭部分を挿入して、全長のポリメレースタンパク質が発現するHBV遺伝子を含むベクター(NL−preC+pol)を構築した。
(1)ベクターの構築
NL−preCベクターを鋳型として、以下の2つのプライマー及びKOD enzymeを用いて、熱変性94℃、アニーリング56℃、伸長72℃の条件で、32サイクルのPCRを行い、PCRフラグメント1を得た。
Primer H f:ATTACGCCAAGCTTgacgtcctttgtctacgtc(配列番号19)
Primer NL-pol r:gctgaggcggtgtCTACGCCAGAATGCGTTCGCACAGCCGCC(配列番号20)
次に、PUC1.2xHBVベクターを鋳型として、以下の2つのプライマー及びKOD enzymeを用いて、熱変性94℃、アニーリング56℃、伸長72℃の条件で、32サイクルのPCRを行い、PCRフラグメント2を得た。
Primer NL-pol f:GGCGGCTGTGCGAACGCATTCTGGCGTAGacaccgcctcagc(配列番号21)
Primers Apa r:ctccttttttcattaactgtaagagggcccacatattgttgacatctatta(配列番号22)
得られたPCRフラグメント1及びPCRフラグメント2を混合したものを鋳型とし、前記Primer H f、Primers Apa r、及びKOD enzymeを用いて、熱変性94℃、アニーリング56℃、伸長72℃の条件で、32サイクルのPCRを行った。得られたフラグメントをPCRフラグメント3と称する。
PCRフラグメント3をHindIII及びApaIで切断し、NL−preCベクターのHindIII/ApaI部位に組み込み、NL−preC+polベクターを得た(図1(C))。
(2)HBV様粒子の産生
NL−preCベクターに代えて、NL−preC+polベクターを用いたことを除いては、実施例1の「(2)HBV様粒子の産生」の操作を繰り返して、ウイルス様粒子を得た。
《比較例1》
本比較例1では、前記NL−preCベクターのX遺伝子が発現しないように改変した。X遺伝子の開始コドン(メチオニン)から8番目のグルタミン(Q)のコドンCAAをTAAに変換し、終止コドンに改変した。なお、この改変により重複するポリメレースののコドンは変更されない。
(1)ベクターの構築
PUC NL−preCをNco1及びBamHIで切断し、atggctgctagggtgtgctgccaactggatc(配列番号23)のフラグメントを除く。Nco1/BamHI部位に、合成オリゴマーcatggctgctagggtgtgctgcTaactggatc(配列番号24)を挿入し、NL−preC,−Xベクターを得た(図1(D))。
(2)HBV様粒子の産生
NL−preCベクターに代えて、NL−preC,−Xベクターを用いたことを除いては、実施例1の「(2)HBV様粒子の産生」の操作を繰り返して、ウイルス様粒子を得た。
本比較例1では、前記NL−preCベクターのX遺伝子が発現しないように改変した。X遺伝子の開始コドン(メチオニン)から8番目のグルタミン(Q)のコドンCAAをTAAに変換し、終止コドンに改変した。なお、この改変により重複するポリメレースののコドンは変更されない。
(1)ベクターの構築
PUC NL−preCをNco1及びBamHIで切断し、atggctgctagggtgtgctgccaactggatc(配列番号23)のフラグメントを除く。Nco1/BamHI部位に、合成オリゴマーcatggctgctagggtgtgctgcTaactggatc(配列番号24)を挿入し、NL−preC,−Xベクターを得た(図1(D))。
(2)HBV様粒子の産生
NL−preCベクターに代えて、NL−preC,−Xベクターを用いたことを除いては、実施例1の「(2)HBV様粒子の産生」の操作を繰り返して、ウイルス様粒子を得た。
《比較例2》
本比較例2では、HBVのポリメレース遺伝子にNanoLuc(登録商標)ルシフェラーゼ遺伝子を組み込んだHBVレポーターベクター(NL in polベクター)を構築した。
(1)ベクターの構築
PUC1.2xHBVベクターを用いて、ポリメレース遺伝子の読み枠にインフレームとなるように、PCRで増幅したNanoLuc(登録商標)ルシフェラーゼ遺伝子を挿入し、NL in polベクターを得た(図1(E))。
(2)HBV様粒子の産生
NL−preCベクターに代えて、NL in polベクターを用いたことを除いては、実施例1の「(2)HBV様粒子の産生」の操作を繰り返して、ウイルス様粒子を得た。
本比較例2では、HBVのポリメレース遺伝子にNanoLuc(登録商標)ルシフェラーゼ遺伝子を組み込んだHBVレポーターベクター(NL in polベクター)を構築した。
(1)ベクターの構築
PUC1.2xHBVベクターを用いて、ポリメレース遺伝子の読み枠にインフレームとなるように、PCRで増幅したNanoLuc(登録商標)ルシフェラーゼ遺伝子を挿入し、NL in polベクターを得た(図1(E))。
(2)HBV様粒子の産生
NL−preCベクターに代えて、NL in polベクターを用いたことを除いては、実施例1の「(2)HBV様粒子の産生」の操作を繰り返して、ウイルス様粒子を得た。
《実施例3》
本実施例では、PXB細胞(キメラマウス由来ヒト肝臓初代培養細胞:フェニックスバイオ社)に、実施例1、参考例1及び比較例2で得られたウイルス様粒子を感染させ、NanoLuc(登録商標)の活性を測定した。
(1)ウイルス様粒子の感染
48ウェルプレートで培養したPXB細胞に、培地150μL、PBSに溶解した40%ポリエチレングリコール(8000)20μL、及びウイルス様粒子液30μLの混合液を添加した。更に、各ウェルに、DMSOを最終濃度2%になるように加えた。24時間後に、ウイルス液を除去し、2%DMSO入りの培地に交換した。
(2)NanoLuc(登録商標)の活性測定
7日後に細胞を回収し、100μLのpassive lysis buffer(Promega)を加え、細胞を破砕した。抽出液を遠心分離によって回収した。10μLの抽出液のNanoLuc活性を、NanoLuc活性測定キット(Promega社)によって測定した。測定方法はメーカーのプロトコールに従った。結果を図2に示す。なお、活性は実施例1のHBV様粒子を100とした場合の相対値で表した。
本実施例では、PXB細胞(キメラマウス由来ヒト肝臓初代培養細胞:フェニックスバイオ社)に、実施例1、参考例1及び比較例2で得られたウイルス様粒子を感染させ、NanoLuc(登録商標)の活性を測定した。
(1)ウイルス様粒子の感染
48ウェルプレートで培養したPXB細胞に、培地150μL、PBSに溶解した40%ポリエチレングリコール(8000)20μL、及びウイルス様粒子液30μLの混合液を添加した。更に、各ウェルに、DMSOを最終濃度2%になるように加えた。24時間後に、ウイルス液を除去し、2%DMSO入りの培地に交換した。
(2)NanoLuc(登録商標)の活性測定
7日後に細胞を回収し、100μLのpassive lysis buffer(Promega)を加え、細胞を破砕した。抽出液を遠心分離によって回収した。10μLの抽出液のNanoLuc活性を、NanoLuc活性測定キット(Promega社)によって測定した。測定方法はメーカーのプロトコールに従った。結果を図2に示す。なお、活性は実施例1のHBV様粒子を100とした場合の相対値で表した。
NL−preCベクターを用いて得られたHBV様粒子(実施例1)は、高いNanoLuc活性を示した。すなわち、PXB細胞に対して、効率に感染が成立していると考えられる。一方、NL−preC+polベクターを用いて得られたHBV様粒子(参考例1)は、実施例1のHBV様粒子と比較すると1/10程度のNanoLuc活性であった。また、比較例2のNL in polベクター用いて得られたHBV様粒子(比較例2)は、非常に低いNanoLuc活性しか示さなかった。すなわち、HBVのプレコア/コア遺伝子にレポーター遺伝子を組み込まれたウイルス様粒子の方が、ポリメレース遺伝子にレポーター遺伝子を組み込まれたウイルス様粒子よりも、NanoLuc活性が高く、効率的に感染の成立を判定することができた。
《実施例4》
本実施例では、PXB細胞(キメラマウス由来ヒト肝臓初代培養細胞:フェニックスバイオ社)に、実施例1、及び比較例1で得られたウイルス様粒子を感染させ、NanoLucの活性を測定した。
実施例1及び比較例1で得られたウイルス様粒子を用いたこと、及び細胞を2日、7日、12日、及び17日に回収したことを除いては、実施例3の(1)及び(2)の操作を繰り返して、NanoLuc活性を測定した。結果を図3に示す。
比較例1のNL−preC、−Xベクターを用いて得られたHBV様粒子(比較例1)は、NanoLuc活性が低かった。
本実施例では、PXB細胞(キメラマウス由来ヒト肝臓初代培養細胞:フェニックスバイオ社)に、実施例1、及び比較例1で得られたウイルス様粒子を感染させ、NanoLucの活性を測定した。
実施例1及び比較例1で得られたウイルス様粒子を用いたこと、及び細胞を2日、7日、12日、及び17日に回収したことを除いては、実施例3の(1)及び(2)の操作を繰り返して、NanoLuc活性を測定した。結果を図3に示す。
比較例1のNL−preC、−Xベクターを用いて得られたHBV様粒子(比較例1)は、NanoLuc活性が低かった。
《実施例5》
本実施例では、PXB細胞以外のHuS細胞及びHepG2細胞について、実施例1で得られたウイルス様粒子の感染を検討した。また、HBVの受容体であるNTCPを発現させた場合の感染に与える影響を検討した。
PXB細胞に代えて、HuS細胞及びHepG2細胞を用いたことを除いては、実施例3の(1)及び(2)の操作を繰り返した。NTCPの発現は、感染前にNTCPの発現ベクターをHuS細胞及びHepG2細胞にトランスフェクションし、transientにNTCPを発現させることによって行った。
HuS細胞及びHepG2細胞でも、ウイルス様粒子の感染が確認できた。また、NTCPを発現した細胞の方が、感染の効率が上昇するようであった(図4)。
本実施例では、PXB細胞以外のHuS細胞及びHepG2細胞について、実施例1で得られたウイルス様粒子の感染を検討した。また、HBVの受容体であるNTCPを発現させた場合の感染に与える影響を検討した。
PXB細胞に代えて、HuS細胞及びHepG2細胞を用いたことを除いては、実施例3の(1)及び(2)の操作を繰り返した。NTCPの発現は、感染前にNTCPの発現ベクターをHuS細胞及びHepG2細胞にトランスフェクションし、transientにNTCPを発現させることによって行った。
HuS細胞及びHepG2細胞でも、ウイルス様粒子の感染が確認できた。また、NTCPを発現した細胞の方が、感染の効率が上昇するようであった(図4)。
《実施例6》
本実施例では、HuS細胞及びHepG2細胞以外の細胞株について、実施例1で得られたウイルス様粒子の感染を検討した。
PXB細胞に加えて、HAK1A細胞、Hela細胞、Huh7細胞、Kim−1細胞、HAK1B細胞、HAK5細胞、HAK6細胞、KYN−1細胞、HepG2細胞、Alex細胞、Huh6細胞、及びPH5CH細胞を用いたことを除いては、実施例3の(1)及び(2)の操作を繰り返した。なお、Hela細胞、Huh7細胞、Kim−1細胞、HAK1B細胞、HAK5細胞、HAK6細胞、KYN−1細胞については、HBVの受容体であるNTCPをstableに発現させた細胞を用い、HepG2細胞、、Alex細胞、Huh6細胞、及びPH5CH細胞については、NTCPをtransientに発現させた細胞を用いた。結果を図5に示す。
Huh7細胞、Kim−1細胞、HAK1B細胞、HepG2細胞、Alex細胞、及びHuh6細胞では、比較的高いNanoLuc活性が検出できた(図5)。
本実施例では、HuS細胞及びHepG2細胞以外の細胞株について、実施例1で得られたウイルス様粒子の感染を検討した。
PXB細胞に加えて、HAK1A細胞、Hela細胞、Huh7細胞、Kim−1細胞、HAK1B細胞、HAK5細胞、HAK6細胞、KYN−1細胞、HepG2細胞、Alex細胞、Huh6細胞、及びPH5CH細胞を用いたことを除いては、実施例3の(1)及び(2)の操作を繰り返した。なお、Hela細胞、Huh7細胞、Kim−1細胞、HAK1B細胞、HAK5細胞、HAK6細胞、KYN−1細胞については、HBVの受容体であるNTCPをstableに発現させた細胞を用い、HepG2細胞、、Alex細胞、Huh6細胞、及びPH5CH細胞については、NTCPをtransientに発現させた細胞を用いた。結果を図5に示す。
Huh7細胞、Kim−1細胞、HAK1B細胞、HepG2細胞、Alex細胞、及びHuh6細胞では、比較的高いNanoLuc活性が検出できた(図5)。
《実施例7》
本実施例では、HBVの阻害剤を用い、実施例1で得られたウイルス様粒子の感染が、阻害されるか否かを検討した。
HBV様粒子の感染時の混合液に阻害剤を下記の濃度で添加したことを除いては、実施例3の(1)及び(2)の操作を繰り返した。
Anti-HBV抗体(ヘブスブリン、ベネシス社):0、30、75units/mL
ヘパリン(シグマ社):0、50、150units/mL
エンテカビル(Toronto Res. Chemical Inc):0、30、300nM
インターフェロン(インターフェロンベータ:持田製薬):0、100IU/mL
なお、インターフェロン及びエンテカビルは、培養液に常時添加し、ヘパリン及びAnti-HBV抗体(ヘブスブリン)は、感染時のみに添加した。結果を図6(1)に示す。
また、インターフェロンについては、感染6日後、11日後、及び16日後に細胞内のウイルス量をPCRにより定量した。結果を図6(2)に示す。
HBV阻害剤の濃度が上昇するにしたがって、NanoLuc活性が低下した。従って、HBV感染の抑制を、実施例1で得られたHBV様ウイルスを用いた感染系で検出することが可能であり、この感染系がHBV阻害剤のスクリーニングに用いることが可能であることが確認できた。
本実施例では、HBVの阻害剤を用い、実施例1で得られたウイルス様粒子の感染が、阻害されるか否かを検討した。
HBV様粒子の感染時の混合液に阻害剤を下記の濃度で添加したことを除いては、実施例3の(1)及び(2)の操作を繰り返した。
Anti-HBV抗体(ヘブスブリン、ベネシス社):0、30、75units/mL
ヘパリン(シグマ社):0、50、150units/mL
エンテカビル(Toronto Res. Chemical Inc):0、30、300nM
インターフェロン(インターフェロンベータ:持田製薬):0、100IU/mL
なお、インターフェロン及びエンテカビルは、培養液に常時添加し、ヘパリン及びAnti-HBV抗体(ヘブスブリン)は、感染時のみに添加した。結果を図6(1)に示す。
また、インターフェロンについては、感染6日後、11日後、及び16日後に細胞内のウイルス量をPCRにより定量した。結果を図6(2)に示す。
HBV阻害剤の濃度が上昇するにしたがって、NanoLuc活性が低下した。従って、HBV感染の抑制を、実施例1で得られたHBV様ウイルスを用いた感染系で検出することが可能であり、この感染系がHBV阻害剤のスクリーニングに用いることが可能であることが確認できた。
《実施例8》
本実施例では、PXB細胞(キメラマウス由来ヒト肝臓初代培養細胞:フェニックスバイオ社)に、実施例2で得られたウイルス様粒子を感染させ、蛍光顕微鏡でDsRedの発現を観察した。
(1)ウイルス様粒子の感染
実施例2で得られたウイルス様粒子を用いたこと、DMSOとPEGを用いたこと、及び感染時にヘパリンを添加したこと又は添加しなかったことを除いては、実施例3の(1)の操作を繰り返して、PXB細胞にウイルス様粒子を感染させた。なお、ヘパリンはHBV感染の阻害剤である。
(2)DsRedの発現
感染5日後に、蛍光顕微鏡でDsRedの発現を観察した。ヘパリンを添加しないものでは、強いDsRedの蛍光が観察されたが、ヘパリンを添加することによって、DsRedの発現が抑制された(図7)。従って、実施例2で得られたウイルス様粒子によっても、HBV感染を修飾する物質をスクリーニングすることが可能であることが分かった。
本実施例では、PXB細胞(キメラマウス由来ヒト肝臓初代培養細胞:フェニックスバイオ社)に、実施例2で得られたウイルス様粒子を感染させ、蛍光顕微鏡でDsRedの発現を観察した。
(1)ウイルス様粒子の感染
実施例2で得られたウイルス様粒子を用いたこと、DMSOとPEGを用いたこと、及び感染時にヘパリンを添加したこと又は添加しなかったことを除いては、実施例3の(1)の操作を繰り返して、PXB細胞にウイルス様粒子を感染させた。なお、ヘパリンはHBV感染の阻害剤である。
(2)DsRedの発現
感染5日後に、蛍光顕微鏡でDsRedの発現を観察した。ヘパリンを添加しないものでは、強いDsRedの蛍光が観察されたが、ヘパリンを添加することによって、DsRedの発現が抑制された(図7)。従って、実施例2で得られたウイルス様粒子によっても、HBV感染を修飾する物質をスクリーニングすることが可能であることが分かった。
《実施例9》
本実施例では、ヘパリン、エンテカビル、インターフェロンβ、及びHBV免疫グロブリン(HBIG)を用い、PXB細胞及びHepG2/NTCP細胞において、実施例1で得られたウイルス様粒子の感染の阻害を検討した。
HBV様粒子の感染時の混合液に阻害剤を下記の濃度で添加したことを除いては、実施例3の(1)及び(2)の操作を繰り返した。
ヘパリン(シグマ社):50units/mL(低用量)、150units/mL(高用量)
エンテカビル(Toronto Res. Chemical Inc):0.1μM(低用量)、0.5μM(低用量)
インターフェロン(インターフェロンベータ:持田製薬):250IU/mL(低用量)750IU/mL(低用量)
感染後7日目に細胞を回収して、NL活性及びPCRによるHBV−RNA量を測定した。なお、ヘパリンはPCR反応を阻害するため、RNA測定は行わなかった。PXB細胞の結果を図8に示す。なお、HepG2/NTCP細胞でも同様の結果であった。
NL活性及びPCRによるHBV−RNA量は相関しており、HBVの阻害物質によって、NL活性及びHBV−RNA量は低下した。従って、本発明のウイルス様粒子を用いて、HBV阻害剤のスクリーニングを行うことが可能であった。
本実施例では、ヘパリン、エンテカビル、インターフェロンβ、及びHBV免疫グロブリン(HBIG)を用い、PXB細胞及びHepG2/NTCP細胞において、実施例1で得られたウイルス様粒子の感染の阻害を検討した。
HBV様粒子の感染時の混合液に阻害剤を下記の濃度で添加したことを除いては、実施例3の(1)及び(2)の操作を繰り返した。
ヘパリン(シグマ社):50units/mL(低用量)、150units/mL(高用量)
エンテカビル(Toronto Res. Chemical Inc):0.1μM(低用量)、0.5μM(低用量)
インターフェロン(インターフェロンベータ:持田製薬):250IU/mL(低用量)750IU/mL(低用量)
感染後7日目に細胞を回収して、NL活性及びPCRによるHBV−RNA量を測定した。なお、ヘパリンはPCR反応を阻害するため、RNA測定は行わなかった。PXB細胞の結果を図8に示す。なお、HepG2/NTCP細胞でも同様の結果であった。
NL活性及びPCRによるHBV−RNA量は相関しており、HBVの阻害物質によって、NL活性及びHBV−RNA量は低下した。従って、本発明のウイルス様粒子を用いて、HBV阻害剤のスクリーニングを行うことが可能であった。
本発明のB型肝炎ウイルスレポーターベクター、B型肝炎ウイルス様粒子及びそれを用いたHBV感染系は、HBVの感染を修飾する物質のスクリーニングに用いることができる。
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 (9)
- HBVのプレコア/コア遺伝子の一部がレポーター遺伝子に置換された遺伝子、及びX遺伝子を含むHBV遺伝子を含むHBVレポーターベクター。
- 前記レポーター遺伝子が、ルシフェラーゼ遺伝子、GFP遺伝子、DsRed遺伝子、及びそれらの改変体遺伝子からなる群から選択される1つ以上である、請求項1に記載のHBVレポーターベクター。
- 前記HBV遺伝子が3.6Kb以下である、請求項1又は2に記載のHBVレポーターベクター。
- 前記HBV遺伝子が、配列番号1、又は配列番号2で表される塩基配列のHBVプレゲノムを産生できるHBV遺伝子である、1〜3のいずれか一項に記載のHBVレポーターベクター。
- (1)HBVのコアタンパク質、ポリメレースタンパク質、及びラージSタンパク質、並びに
(2)HBVのプレコア/コア遺伝子の一部がレポーター遺伝子に置換された遺伝子、及びX遺伝子を含むHBVのプレゲノムRNA、及び前記プレゲノムRNAから合成されたマイナス鎖DNA及びプラス鎖DNAからなる不完全環状二本鎖DNA、
を含む、B型肝炎ウイルス様粒子。 - (1)前記請求項1〜4のいずれか一項に記載のHBVレポーターベクター、及び野生型HBV遺伝子を含むHBVヘルパーベクターを細胞にトランスフェクションする工程、及び
(2)前記トランスフェクションされた細胞からB型肝炎ウイルス様粒子を回収する工程、
を含むHBVのプレコア/コア遺伝子の一部がレポーター遺伝子に置換されたプレゲノムRNAを含むB型肝炎ウイルス様粒子の製造方法。 - 前記細胞が、HepG2細胞である請求項6に記載のB型肝炎ウイルス様粒子の製造方法
- 請求項5に記載のB型肝炎ウイルス様粒子が、感染した細胞。
- (a)請求項5に記載のB型肝炎ウイルス様粒子を細胞に接触させる工程、
(b)試験物質と細胞とを接触させる工程、及び
(c)前記レポーター遺伝子の発現を分析する工程、
を含む、B型肝炎に関与する物質のスクリーニング方法。
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JP2014045712 | 2014-03-07 | ||
JP2014045712 | 2014-03-07 | ||
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Publications (1)
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---|---|
JPWO2015133613A1 true JPWO2015133613A1 (ja) | 2017-04-06 |
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PNAS, vol. Vol. 96, JPN6018021279, 1999, pages pp. 1915-1920 * |
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