WO2000041561A1 - Modele murin ne repondant pas aux composants cellulaires bacteriens - Google Patents

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明 細 細菌菌体成分不応答性モデルマウス 技術分野
本発明は、 マイコプラズマ属、 スピロヘータ属、 ェセリシァ属等に属 する細菌の菌体成分であるリポタンパク Zリポペプチドや、 グラム陽性 菌の細胞壁画分であるべプチドグリ力ンゃグラム陰性菌の細胞壁画分で あるエンド トキシン等の細菌菌体成分に不応答性のモデル非ヒ ト動物に 関し、 またこれら細菌菌体成分不応答性モデル非ヒ ト動物を用いた細菌 感染症に対する抑制物質又は促進物質や、 T L R 2に対するァゴニス ト やアン夕ゴニス トのスクリーニング方法等に関する。 背景技術
免疫反応や感染時の応答、 造血、 ウィルス感染や腫瘍細胞の障害に重 要な役割を果たしている細胞間シグナル伝達物質であるサイ トカインの 中でも、 リ ンパ球間でシグナルを伝え合うサイ トカインはインターロイ キン (以下 「 I L」 という) と呼ばれている。 この I Lの中で、 I L 一 1 は、 様々な免疫反応や炎症反応を介しているサイ ト力インであり、 生 体の恒常性維持に関与し、 感染時や傷を受けた際に単球、 マクロファー ジ、 ケラチノサイ ト、 血管内皮細胞等種々の細胞から産生される。 I L - 1 には、 同一のレセプ夕一に結合する I L 一 1 ひと I L— 1 ;3の 2種 類が存在することが知られている。 また、 I L— 1 は、 T細胞の抗原や マイ トジェンによる活性化の際に同時に働き、 T細胞から I L 一 2を分 泌させ I L 一 2 レセプ夕一の発現を増強して T細胞の増殖を誘導するこ とや、 単球やマクロファージに作用し T N F — tt 、 I L— 1 、 I L 一 6 の産生を誘導することも知られている。
1 ー 1には、 その受容体である 2種類の I L一 1 レセプター (以下 「 I L— 1 R」 という) があり、 タイプ I及びタイプ IIのどちらの I L 一 1 Rもィムノグロブリ ン様ドメインが細胞外ドメイ ンに 3力所存在し、 タイプ I レセプ夕一は T細胞や結合組織で、 タイプ II レセプ夕一は脾臓 B細胞や骨髄細胞等で発現され、 タイプ I レセプ夕一は N F— κ Βを核 内で誘導することが知られている。 また、 I L一 1 Rに I L— 1 αや I L - 1 3と同程度の親和力で結合するが、 生物活性を有さない I L一 1 レセプ夕一アン夕ゴニス ト (以下 「 I L— l r a」 という) があり、 I L一 1の I L一 1 Rへの結合を競合的に阻害することも知られている。
I L— 1 8は、 インターフェロンーァ (以下 「 I F N—ァ」 という) の生成を促進し、 ナチュラルキラ一細胞の活性を高め、 I L一 1 2と共 働して T細胞から I F N—ァの生成を誘導し、 T h l ( I L— 2産生性 ヘルパー T細胞) 応答における重要な役割を果たすことや、 機能が似て いる I L一 1 2とは構造的に異なり、 I L— 1 とは類似の構造を有する ことが知られている。 また、 I L一 1 8は、 I L一 1 3の場合と同様に, その成熟化のために I L一 1 3変換酵素 ( I C E) Zカスパーゼ 1 によ る分割を必要とする不活性先駆体として産生され、 また I L一 1 R—関 連キナーゼ ( I RAK) 及び N F— / c Bを活性化することも知られてい る。
また、 これまでに I L一 1 Rと相同性を示す分子が複数同定されてお り、 現在これら I L一 1 Rフアミ リ一を介するシグナル伝達経路が盛ん に研究されている。 M y D 8 8は、 I L— 1 R相同領域と D e a t h ド メインからなる細胞質内夕ンパク質であり、 I L一 1刺激後の I L一 1 Rコンプレックスへ I R A Kを取込んで、 N F— κ Bを活性化するァダ プター分子として機能することも知られている。 また、 My D 8 8遺伝 子は、 当初、 I L一 6による刺激分化により、 骨髄白血球細胞 M l をマ ク口ファージへ速やかに誘導する骨髄細胞分化初期応答遺伝子として分 離されたことも知られている。
また、 グラム陰性細菌表層のぺプチドグリカンを取り囲んで存在する 外膜の重要構成成分であるリポ多糖からなる菌体内毒素はエンド トキシ ンと呼ばれ、 リポ多糖はリ ピド Aと呼ばれる脂質とこれに共有結合した 各種の糖から構成されることが知られている。 そして、 このエンド トキ シンは、 主として発熱、 白血球や血小板の減少、 骨髄出血壊死、 血糖低 下、 I F N誘発、 Bリ ンパ球 (骨髄由来免疫応答細胞) の活性化等の生 物活性を有することも知られている。
一方、 トール (T o 1 1 ) 遺伝子は、 ショウジヨウバエの胚発生中の 背腹軸の決定 (Cell 52, 269-279, 1988、 Annu. Rev. Cell Dev. Biol. 12, 393-416, 1996)、 また成体における抗真菌性免疫応答に必要であること が知られている (Cell 86, 973-983, 1996)。 かかる T o 1 1 は、 細胞外 領域にロイシンリ ッチリ ピート (L R R) を有する I 型膜貫通受容体で あり、 この細胞質内領域は、 哺乳類インタ一ロイキン一 1受容体 ( I L - 1 R ) の細胞質内領域と相同性が高いこ とが明らかとなっている (Nature 351, 355-356, 1991、 Annu. Rev. Cell Dev. Biol.12, 393-416, 1996、 J. Leuko Biol.63, 650-657, 1998)。 他の T o l 1 ファミ リーメ ンバ一である 1 8 — wh e e 1 e rは、 抗菌ホス ト防御に関わっている が抗真菌性免疫応答には関わらないことが明らかになつており、 T o 1 1経路の選択的活性を介し、 ショウジョゥバエにおいて特定の病原体が 特異的抗菌性免疫応答を誘導する ことも明らかとなっている ( Proc. Natl. Acad. Sci. USA 94, 14614-14619, 1997、 EMBO J.16, 6120-6130, 1997、 Curr. Opin. Immunol. 11, 13-18, 1999)。
近年、 T o l l 様受容体 (T L R) と呼ばれる T ο 1 1 の哺乳類のホ モログが同定され、 T L R 2や T L R 4など現在までに 6つのファミ リ —力 報告されている (Nature 388, 394-397, 1997、 Proc. Natl. Acad. Sci. USA 95, 588-593, 1998、 Blood 91, 4020-4027, 1998、 Gene 231, 59-65, 1999)。 この T L Rファミ リ一は、 上記 I L— 1 Rと同様にシグナル伝 達分子としてのアダプタ一タンパク質である前記 My D 8 8を介し、 I L一 1 R結合キナーゼ ( I RAK) をリクルートし、 T RAF 6 を活性 化し、下流の N F— κ Bを活性化することが知られている (J. Exp. Med. 187, 2097-2101, 1998、 Mol. Cell 2, 253-258, 1998、 Immunity 11, 115-122, 1999)。 また、 哺乳類における T L Rファミ リーの役割は、 細 菌の共通構造を認識するパター ン認識受容体 ( P R R : pattern recognition receptor) として、 先天的な免疫認識に関わっているとも考 えられてレ る (Cell 91, 295-298, 1997)。
上記 P R Rにより認識される病原体会合分子パターン (P AM P : pathogen-associated molecular pattern) の一つ vよ、 グフム陰' 14菌の外 膜の主成分であるリポ多糖 ( L P S ) であって (Cell 91, 295-298, 1997)、 かかる L P Sが宿主細胞を刺激して宿主細胞に TN F— 《、 I L一 1及 び I L一 6等の各種炎症性 (proinflammatory) サイ ト力インを産生さ せること (Adv. Immunol.28, 293-450, 1979、 Annu. Rev. Immunol.13, 437-457, 1995) や、 L P S結合タ ンパク質 ( L B P : LPS-binding protein) により捕獲された L P Sが細胞表面上の C D 1 4に引き渡され ること力 知られている (Science 249, 1431-1433, 1990、 Annu. Rev. Immunol.13, 437-457, 1995)。 しかしながら、 C D 1 4は膜貫通ドメィ ンのないグリコシルホスファチジルイノシトール (G P I ) アンカー夕 ンパク質であり、 L P Sに対する真のシグナル伝達受容体の存在が考え られている。
上記 T L Rファミ リ一に属する T L R 4はグラム陰性菌菌体成分であ る L P Sのシグナル伝達分子であり、 かかる T L R 4を トランスフエク シヨ ンすると、 N F— κ Bの持続的低活性化をもたらす (J. Exp. Med. 188, 2091-2097, 1998、 Nature 395, 284-288, 1998)。 他方、 T L R 2 もインビトロでヒ ト胎児腎臓 2 9 3細胞(human embryonic kidney 293 cells) に過剰発現させると L P Sのシグナルを細胞内に伝えることから、 L P Sレセプターの候補であると考えられていた。 また、 Godawski の グループは、 ヒ ト TL R 2が CD 1 4と相互作用して L P S受容体複合 体を形成すると報告している (J. Immunol.163, 639-643, 1999)。 L P Sでの刺激処理は受容体をオリゴマ一化し、 次に I R AKを受容体複合 体に動員する。 これとは対照的に、 Poltorak らと Qureshiらのグループ は、 ポジショナルクロ一ニング法により、 T L R 4が C 3 H Z H e Jマ ウスの L P S低応答性に関する原因遺伝子 (causative gene)、 すなわち L p s遺伝子であることを報告している(Science 282, 2085-2088, 1998, J. Exp. Med.189, 615-625, 1999)。
本発明者らは、 TL R 4が実際に L P Sシグナル伝達に関わっている ことを T L R 4欠損マウスを作製することにより明らかにしている (J. Immunol. 162, 3749-3752, 1999) 、 これは T L Rの一次構造におけ る種特異的差異によるもの、 つまりマウスでは T L R 4、 ヒ トでは T L R 2により介されている可能性がある。 しかしながら、 マウス T L R 2 も L P Sに対する応答で N F— κ Bを活性化したとの報告がある (J. Immunol. 162, 6971-6975, 1999)。 また、 Chow ら ίま、 C 3 H /H e J マウスに関する結果と一致する結果、 すなわちヒ ト T L R 4が投与量依 存又は時間依存による L P S / C D 1 4に対する刺激によって N F - κ Βを介する遺伝子発現を活性化し、 ヒ ト 2 9 3細胞を用いた場合には Kirschningらのグループと矛盾する結果を得て、 これは 2 9 3細胞の口 ッ 卜の差にもよるものと推測されると報告している。 (J. Biol. Chem. 274, 10689-10692, 1999)。
最近、 T L R 2がグラム陰性菌由来の L P Sに対する反応性のみに関 わっているのではなく (J. Immunol. 162, 6971-6975, 1999)、 別の共通 細菌構造パターンであるグラム陽性菌由来のぺプチドグリカン( P GN) とリポティコ酸 (L T A) のシグナル伝達受容体として作用するとの報 告 ^ある(J. Biol. Chem.274, 17406-17409, 1999、 J. Immunol. 163, 1-5, 1999)。 また、 全グラム陽性菌、 可溶性 P G N及び L T Aが、 T L R 2 を発現する 2 9 3細胞の N F— κ B活性化を誘導したのに対して、 T L R 1や T L R 4を発現する細胞内の N F— κ Β活性化を誘導しなかった ことも報告されている (J. Biol. Chem.274, 17406-17409, 1999)。 また、 T L R 4ではなく ヒ ト T L R 2を発現するチヤィニーズハムスター卵巣 ( C H O) 繊維芽細胞を、 熱殺菌したスタフイ ロコッカス · ァウレウス ( Staphylococcus aureus) 及びス 卜 レフ 卜コ ッカス · ニュ一七ニェ (Streptococcus pneumoniae) 並びにス夕フィ ロコッカス · ァゥレウス 由来 P G Nによ り 同様に活性化したとの報告がなされている ( J. Immunol. 163, 1-5, 1999)。
他方、 動物ゃヒ 卜の病原性細菌として知られるマイコプラズマは細胞 壁を欠如しているが、 マクロファージを活性化する能力を備えている。 これらマクロファージ活性化物質がリポタンパク/リポペプチドである との数多くの報告が現在までになされており、 かかるリポペプチドのう ちの 1つであるマイコプラズマ · フアーメン夕ンス (M.fermentans) 由 来の 2 k Dマクロファージ活性化リポペプチド MA L P — 2は、 その生 化学的特性が明らかになつており、 かつ合成されたものも利用すること ができる (J.Exp. Med.185:1951, 1997)。 この脂質種は 2つの不斉炭素原 子をもち、 S, Rラセミ体からなる合成 MA L P — 2はインビトロでピ コモル濃度で天然化合物作用と類似の特異活性を示すことが知られてい る。 そして、 M A L P— 2が N F— κ Bを活性化することを除いては、 M A L P— 2のシグナル経路や細胞表面レセプ夕一については殆ど知ら れていない。
その他、 マイコバクテリゥム (mycobacterium) とボレリア ' ブルダ ドルフエリ (Bori'elia burgdorfei'i) 由来のリポタンパク Zリポペプチド が、 インビトロでの T L R 2を介する宿主細胞の活性化を誘導したこと 力 S報告されてレ る (Science 285, 736-739, 1999、 Science 285, 732-736, 1999)。 しかしながら、 過剰発現実験から得られる結果は必ずしもイ ン ビボでの T L Rファミ リーの機能を反映していない。 このような応答性 を N F — κ B活性化に基づいて分析した結果も、 これら刺激により仲介 される生物学的応答には関連しない (Infect. Immun. 66, 1638- 1647, 1998) と報告されている。
また、 人工的に遺伝子を導入し発現させる トランスジエニックマウス と、 胚性幹細胞 (以下 「E S細胞」 という) を用いて人工的にゲノム上 の特定遺伝子を相同組換えにより変化させる遺伝子ターゲティ ングとを 用いた遺伝子欠損マウスを用いると、 特定の遺伝子の機能を個体レベル で解析しうることが知られている。 そして、 一般に、 遺伝子欠損マウス はノックアウ トマウスと呼ばれているが、 T L R 2 ノックアウ トマウス や M y D 8 8 ノ ックァゥ トマウスは知られていない上に、 T L R 2ノ ッ クァゥ トマウスや M y D 8 8 ノックァゥ トマウスが細菌菌体成分に対し て不応答性であることも知られていなかった。 発明の開示 、
ィンビボにおける細菌菌体成分に対する応答は、 細胞表面上の各 T L Rの発現レベルの差異により変化することが予測されるものの、 未だィ ンビボにおける細菌菌体成分刺激によるシグナル伝達に対する T L Rフ アミ リ一の各メンバーや T L Rフアミ リーのアダプタータンパク質であ る M y D 8 8の関わりは明らかにされていない。 本発明の課題は、 イン ビボにおける細菌菌体成分刺激によるシグナル伝達に対する T L Rファ ミリ一各メンバーや T L Rファミ リ一のアダプタ一タンパク質である M y D 8 8の関わり、 特に T L R 2と My D 8 8とのインビボにおける役 割を明らかにする上で有用な、 マイコプラズマ属、 スピロヘータ属、 ェ セリシァ属等に属する細菌の菌体成分であるリポタンパク Zリポぺプチ ドゃ、 グラム陽性菌の細胞壁画分であるべプチドダリ力ンゃグラム陰性 菌の細胞壁画分であるェンド トキシン等の細菌菌体成分に不応答性のモ デル非ヒ ト動物、 例えば T L R 2及び M y D 8 8遺伝子機能が染色体上 で欠損した非ヒ ト動物や、 またこれら細菌菌体成分不応答性モデル非ヒ ト動物を用いた細菌感染症に対する抑制物質又は促進物質や、 T L R 2 に対するァゴニス トゃアン夕ゴニス トのスクリーニング方法等を提供す ることにある。
本発明者らは上記課題を解決するために鋭意研究した結果、 プラスミ ドベクタ一を用いて E S細胞で相同的組換えによって、 T L R 2遺伝子 の細胞内領域を含むェキソン領域、 又は My D 8 8遺伝子領域の C末端 部分をコ一ドした 2つのェキソン領域を、 それぞれネオマイシン耐性遺 伝子に置き換え、 またそれぞれの C末端側に H S V— t k遺伝子を導入 させて、 G 4 1 8とガンシクロビアに対して 2重に抵抗力のある E S細 胞クロ一ンをスクリーニングし、 この E S細胞クロ一ンを C 5 7 B L / 6のマウスの胚盤胞(blastocysts)の中に注入し、 その生殖系列をとおし て、 メンデルの法則に従い出生してくる T L R 2又は M y D 8 8遺伝子 機能が染色体上で欠損した T L R 2 ノックアウ トマウスや My D 8 8 ノ ックアウ トマウス力^ 生まれてから 2 0週間は明らかに異常を示さない トランスジエニックマウスであり、 また、 かかる T L R 2ノ ックアウ ト マウスや M y D 8 8 ノ ックァゥ 卜マウスがグラム陽性菌の細胞壁成分で あるペプチドグリカンゃリポタンパク Zリポペプチド等の細菌菌体成分 に対して不応答性であることを見い出し、 本発明を完成するに至った。 すなわち本発明は、 細菌菌体成分であるリポタンパク Zリポベプチド に対して不応答性であることを特徴とする細菌菌体成分不応答性モデル 非ヒ ト動物 (請求項 1 ) や、 リポタンパク Zリポペプチドが、 マイコプ ラズマ属に属する細菌に由来するマクロファージ活性化リボぺプチドで あることを特徴とする請求項 1記載の細菌菌体成分不応答性モデル非ヒ 卜動物 (請求項 2 ) や、 細菌菌体成分であるペプチドグリカンに対して 不応答性であることを特徴とする請求項 1又は 2記載の細菌菌体成分不 応答性モデル非ヒ ト動物 (請求項 3 ) や、 グラム陽性菌細胞壁画分に対 して低応答性であることを特徴とする請求項 1 〜 3のいずれか記載の細 菌菌体成分不応答性モデル非ヒ ト動物 (請求項 4 ) や、 細菌菌体成分で あるエンド トキシンに対して不応答性であることを特徴とする請求項 1 〜 4のいずれか記載の細菌菌体成分不応答性モデル非ヒ ト動物 (請求項 5 ) や、 細菌菌体成分であるリポティコ酸に対して不応答性であること を特徴とする請求項 1 〜 5のいずれか記載の細菌菌体成分不応答性モデ ル非ヒ ト動物 (請求項 6 ) や、 細菌菌体成分である結核菌溶解物に対し て不応答性であることを特徴とする請求項 1 〜 6のいずれか記載の細菌 菌体成分不応答性モデル非ヒ ト動物 (請求項 7 ) や、 請求項 1 〜 4のい ずれか記載の細菌菌体成分不応答性モデル非ヒ 卜動物が、 T L R 2遺伝 子機能が染色体上で欠損した非ヒ 卜動物であることを特徴とする細菌菌 体成分不応答性モデル非ヒ ト動物 (請求項 8 ) や、 請求項 1 〜 7のいず れか記載の細菌菌体成分不応答性モデル非ヒ ト動物が、 M y D 8 8遺伝 子機能が染色体上で欠損した非ヒ ト動物であることを特徴とする細菌菌 体成分不応答性モデル非ヒ ト動物 (請求項 9 ) や、 非ヒ ト動物が、 齧歯 目動物であることを特徴とする請求項 1 〜 9のいずれか記載の細菌菌体 成分不応答性モデル非ヒ ト動物 (請求項 1 0 ) や、 齧歯目動物が、 マウ スであることを特徴とする請求項 1 0記載の細菌菌体成分不応答性モデ ル非ヒ ト動物 (請求項 1 1 ) に関する。
また本発明は、 請求項 1 〜 1 1のいずれか記載の細菌菌体成分に対し て不応答性である非ヒ ト動物から得られるマクロファージ又は脾臓細胞 と被検物質とをあらかじめィンビト口で接触せしめた後、 該マクロファ —ジ又は脾臓細胞を細菌菌体成分の存在下で培養し、 該マクロファージ 又は脾臓細胞のマク口ファージ活性又は脾臓細胞活性の程度を測定 · 評 価することを特徴とする細菌菌体成分に対する応答性の抑制物質又は促 進物質のスクリーニング方法 (請求項 1 2 ) や、 請求項 1 〜 1 1 のいず れか記載の細菌菌体成分に対して不応答性である非ヒ ト動物から得られ るマクロファ一ジ又は脾臓細胞と細菌菌体成分とをあらかじめィンビト 口で接触せしめた後、 該マク口ファージ又は脾臓細胞を被検物質の存在 下で培養し、 該マクロファージ又は脾臓細胞のマクロファージ活性又は 脾臓細胞活性の程度を測定 · 評価することを特徴とする細菌菌体成分に 対する応答性の抑制物質又は促進物質のスク リーニング方法 (請求項 1 3 ) や、 請求項 1 〜 1 1のいずれか記載の細菌菌体成分に対して不応答 性である非ヒ ト動物にあらかじめ被検物質を投与した後、 該非ヒ ト動物 から得られるマクロファ一ジ又は脾臓細胞を細菌菌体成分の存在下で培 養し、 該マクロファ一ジ又は脾臓細胞のマクロファ一ジ活性又は脾臓細 胞活性の程度を測定 · 評価することを特徴とする細菌菌体成分に対する 応答性の抑制物質又は促進物質のスクリーニング方法 (請求項 1 4 ) や、 請求項 1 〜 1 1 のいずれか記載の細菌菌体成分に対して不応答性である 非ヒ ト動物にあらかじめ被検物質を投与した後、 該非ヒ ト動物を細菌に より感染させ、 該非ヒ ト動物から得られるマクロファージ又は脾臓細胞 のマクロファージ活性又は脾臓細胞活性の程度を測定 · 評価することを 特徴とする細菌菌体成分に対する応答性の抑制物質又は促進物質のスク リーニング方法 (請求項 1 5 ) や、 請求項 1 〜 1 1のいずれか記載の細 菌菌体成分に対して不応答性である非ヒ ト動物をあらかじめ細菌により 感染させた後、 該非ヒ ト動物から得られるマクロファージ又は脾臓細胞 を被検物質の存在下で培養し、 該マクロファ一ジ又は脾臓細胞のマク口 ファージ活性又は脾臓細胞活性の程度を測定 · 評価することを特徴とす る細菌菌体成分に対する応答性の抑制物質又は促進物質のスクリーニン グ方法 (請求項 1 6 ) や、 請求項 1 〜 1 1 のいずれか記載の細菌菌体成 分に対して不応答性である非ヒ ト動物をあらかじめ細菌により感染させ た後、 該非ヒ ト動物に被検物質を投与し、 該非ヒ ト動物から得られるマ ク口ファージ又は脾臓細胞のマク口ファ一ジ活性又は脾臓細胞活性の程 度を測定 · 評価することを特徴とする細菌菌体成分に対する応答性の抑 制物質又は促進物質のスクリーニング方法 (請求項 1 7 ) や、 請求項 1 〜 1 1 のいずれか記載の細菌菌体成分に対して不応答性である非ヒ ト動 物にあらかじめ被検物質を投与した後、 該非ヒ ト動物を細菌により感染 させ、 該非ヒ ト動物におけるマクロファージ活性又は脾臓細胞活性の程 度を測定 · 評価することを特徴とする細菌菌体成分に対する応答性の抑 制物質又は促進物質のスクリーニング方法 (請求項 1 8 ) や、 請求項 1 〜 1 1のいずれか記載の細菌菌体成分に対して不応答性である非ヒ 卜動 物をあらかじめ細菌により感染させた後、 該非ヒ ト動物に被検物質を投 与し、 該非ヒ ト動物におけるマクロファージ活性又は脾臓細胞活性の程 度を測定 · 評価することを特徴とする細菌菌体成分に対する応答性の抑 制物質又は促進物質のスクリーニング方法 (請求項 1 9 ) や、 マクロフ ァージ活性又は脾臓細胞活性の程度を測定 · 評価するに際し、 対照とし て細菌菌体成分に対して不応答性である非ヒ 卜動物と同種の野生型非ヒ ト動物の測定値と比較 · 評価することを特徴とする請求項 1 2〜 1 9の いずれか記載の細菌菌体成分に対する応答性の抑制物質又は促進物質の スクリーニング方法 (請求項 2 0 ) や、 マクロファージ活性の程度の測 定 · 評価が、 該マクロファ一ジにおけるサイ トカイン及び Z又は亜硝酸 イオンの産生量の測定 · 評価であることを特徴とする請求項 1 2〜 2 0 のいずれか記載の細菌菌体成分に対する応答性の抑制物質又は促進物質 のスクリーニング方法 (請求項 2 1 ) や、 脾臓細胞活性の程度の測定 - 評価が、 該脾臓細胞における M H Cクラス IIの発現量の測定 ·評価であ ることを特徴とする請求項 1 2〜 2 0のいずれか記載の細菌菌体成分に 対する応答性の抑制物質又は促進物質のスクリーニング方法 (請求項 2 2 ) や、 細菌菌体成分が、 リポタンパク Zリポペプチドであることを特 徴とする請求項 1 2〜 2 2のいずれか記載の細菌菌体成分に対する応答 性の抑制物質又は促進物質のスクリーニング方法 (請求項 2 3 ) や、 リ ポタンパク/リポペプチドが、 マイコプラズマ属、 スピロヘータ属又は ェセリシァ属に属する細菌の菌体成分由来のリポタンパク Zリポベプチ ドであることを特徴とする請求項 2 3記載の細菌菌体成分に対する応答 性の抑制物質又は促進物質のスクリーニング方法 (請求項 2 4 ) や、 細 菌菌体成分が、 ペプチドダリカンであることを特徴とする請求項 1 2〜 2 2のいずれか記載の細菌菌体成分に対する応答性の抑制物質又は促進 物質のスクリーニング方法 (請求項 2 5 ) や、 細菌菌体成分が、 ェンド トキシンであることを特徴とする請求項 1 2〜 2 2のいずれか記載の細 菌菌体成分に対する応答性の抑制物質又は促進物質のスクリ一二ング方 法 (請求項 2 6 ) や、 細菌菌体成分が、 リポティコ酸であることを特徴 とする請求項 1 2〜 2 2のいずれか記載の細菌菌体成分に対する応答性 の抑制物質又は促進物質のスクリーニング方法 (請求項 2 7 ) や、 細菌 菌体成分が、 結核菌溶解物であることを特徴とする請求項 1 2〜 2 2の いずれか記載の細菌菌体成分に対する応答性の抑制物質又は促進物質の スクリーニング方法 (請求項 2 8 ) や、 細菌菌体成分に対する応答性の 抑制物質又は促進物質が、 細菌感染症に対する抑制物質又は促進物質で あることを特徴とする請求項 1 2 〜 2 8のいずれか記載の細菌菌体成分 に対する応答性の抑制物質又は促進物質のスクリーニング方法 (請求項 2 9 ) や、 細菌菌体成分に対する応答性の抑制物質又は促進物質が、 T L R 2に対するァゴニス ト又はアン夕ゴニス トであることを特徴とする 請求項 1 2〜 2 8のいずれか記載の細菌菌体成分に対する応答性の抑制 物質又は促進物質のスクリーニング方法 (請求項 3 0 ) や、 細菌菌体成 分に対する応答性の抑制物質又は促進物質が、 インターロイキン一 1活 性の抑制物質又は促進物質であることを特徴とする請求項 1 2〜 2 8の いずれか記載の細菌菌体成分に対する応答性の抑制物質又は促進物質の スクリーニング方法 (請求項 3 1 ) や、 細菌菌体成分に対する応答性の 抑制物質又は促進物質が、 ィン夕一ロイキン一 1 8活性の抑制物質又は 促進物質であることを特徴とする請求項 1 2〜 2 8のいずれか記載の細 菌菌体成分に対する応答性の抑制物質又は促進物質のスクリーニング方 法 (請求項 3 2 ) や、 細菌菌体成分に対する応答性の抑制物質又は促進 物質が、 I F N—ァ活性の抑制物質又は促進物質であることを特徴とす る請求項 1 2〜 2 8のいずれか記載の細菌菌体成分に対する応答性の抑 制物質又は促進物質のスクリ一ニング方法 (請求項 3 3 ) や、 細菌菌体 成分に対する応答性の抑制物質又は促進物質が、 T N F— α活性の抑制 物質又は促進物質であることを特徴とする請求項 1 2〜 2 8のいずれか 記載の細菌菌体成分に対する応答性の抑制物質又は促進物質のスク リ一 ニング方法 (請求項 3 4 ) に関する。
また本発明は、 請求項 1 2 〜 3 4のいずれか記載の細菌菌体成分に対 する応答性の抑制物質又は促進物質のスクリーニング方法により得られ ることを特徴とする細菌菌体成分に対する応答性の抑制物質又は促進物 質 (請求項 3 5 ) や、 細菌菌体成分に対する応答性の抑制物質又は促進 物質が、 細菌感染症に対する抑制物質又は促進物質であることを特徴と する請求項 3 5記載の細菌菌体成分に対する応答性の抑制物質又は促進 物質 (請求項 3 6 ) や、 細菌菌体成分に対する応答性の抑制物質又は促 進物質が、 T L R 2に対するァゴニス ト又はアン夕ゴニス トであること を特徴とする請求項 3 5記載の細菌菌体成分に対する応答性の抑制物質 又は促進物質 (請求項 3 7 ) に関する。
また本発明は、 請求項 1 〜 1 1のいずれか記載の細菌菌体成分に対し て不応答性である非ヒ ト動物に被検物質を投与して、 該被検物質の生物 活性を評価することを特徴とする被検物質の評価方法 (請求項 3 8 ) や、 請求項 1 〜 1 1 のいずれか記載の細菌菌体成分に対して不応答性である 非ヒ 卜動物と、 該非ヒ ト動物の野生型非ヒ ト動物とにそれぞれ被検物質 を投与して、 該被検物質の生物活性を比較 · 評価することを特徴とする 被検物質の評価方法 (請求項 3 9 ) や、 生物活性がエンド トキシン活性 であることを特徴とする請求項 3 8又は 3 9記載の被検物質の評価方法 (請求項 4 0 ) や、 生物活性がイン夕一ロイキン一 1活性であることを 特徴とする請求項 3 8又は 3 9記載の被検物質の評価方法(請求項 4 1 ) や、 生物活性がィン夕ーロイキン一 1 8活性であることを特徴とする請 求項 3 8又は 3 9記載の被検物質の評価方法 (請求項 4 2 ) に関する。
また本発明は、 請求項 1 〜 1 1 のいずれか記載の細菌菌体成分に対し て不応答性である非ヒ 卜動物に被検物質を投与して、 該被検物質中の細 菌菌体成分を検出することを特徴とする細菌菌体成分の検出方法 (請求 項 4 3 ) や、 請求項 1 〜 1 1のいずれか記載の細菌菌体成分に対して不 応答性である非ヒ 卜動物と、 該非ヒ ト動物の野生型非ヒ 卜動物とにそれ ぞれ被検物質を投与して、 該被検物質中の細菌菌体成分を検出すること を特徴とする細菌菌体成分の検出方法 (請求項 4 4 ) や、 細菌菌体成分 、 リポ夕ンパク/リポペプチドであることを特徴とする請求項 4 3又 は 4 4記載の細菌菌体成分の検出方法 (請求項 4 5 ) や、 リポタンパク ノリポペプチドが、 マイコプラズマ属、 スピロヘータ属又はェセリ シァ 属に属する細菌の菌体成分由来のリポタンパク/リポペプチドであるこ とを特徴とする請求項 4 5記載の細菌菌体成分の検出方法(請求項 4 6 ) や、 細菌菌体成分が、 ペプチドダリカンであることを特徴とする請求項 4 3又は 4 4記載の細菌菌体成分の検出方法 (請求項 4 7 ) や、 細菌菌 体成分が、 エンド トキシンであることを特徴とする請求項 4 3又は 4 4 記載の細菌菌体成分の検出方法 (請求項 4 8 ) や、 細菌菌体成分が、 リ ポティコ酸であることを特徴とする請求項 4 3又は 4 4記載の細菌菌体 成分の検出方法 (請求項 4 9 ) に関する。
また本発明は、 マウス遺伝子ライブラリーからマウス E S Tクローン 由来のプローブを用いてスクリーニングすることにより得られた T L R 2遺伝子の細胞内領域を含むェクソン部位の全部又は一部の遺伝子フラ グメン トを、 ポリ Aシグナルとマ一力一遺伝子をもつプラスミ ドに置換 して夕ーゲッティ ングベクターを構築し、 該夕一ゲッティ ングベクター を線状化した後胚幹細胞に導入し、 T L R 2遺伝子機能を欠損した標的 胚幹細胞を、 マウスの胚盤胞中にマイクロインジェクションしキメラマ ウスを作製し、 このキメラマウスと野生型マウスとを交配させてヘテロ 接合体マウスを作製し、 かかるヘテロ接合体マウスをィン夕一クロスす ることによって得られることを特徴とする T L R 2 ノ ックアウ トマウス (請求項 5 0 ) や、 マウス遺伝子ライブラリ一からマウス E S Tクロー ン由来のプローブを用いてスク リーニングすることにより得られた M y D 8 8遺伝子領域の C末端部分をコードした 2つのェクソン領域の全部 又は一部の遺伝子フラグメン トを、 ポリ Aシグナルとマーカ一遺伝子を もつプラスミ ドに置換して夕一ゲッティ ングベクターを構築し、 該夕ー ゲッティ ングベクターを線状化した後胚幹細胞に導入し、 My D 8 8遺 伝子機能を欠損した標的胚幹細胞を、 マウスの胚盤胞中にマイクロイン ジェクシヨ ンしキメラマウスを作製し、 このキメラマウスと野生型マウ スとを交配させてヘテロ接合体マウスを作製し、 かかるヘテロ接合体マ ウスをインタ一クロスすることによって得られることを特徴とする My D 8 8ノックアウトマウス (請求項 5 1 ) に関する。 図面の簡単な説明
第 1図は、 本発明の My D 8 8ノックアウ トマウスと野生型マウスの 遺伝子地図を示す図である。
第 2図は、 本発明の My D 8 8ノックアウ トマウスと野生型マウスに 大腸菌由来の L P Sを投与した場合の生存率を示す図である。
第 3図は、 本発明の My D 8 8ノックアウ トマウスと野生型マウスに おける I L一 1を介しての T細胞増殖の結果を示す図である。
第 4図は、 本発明の My D 8 8ノックアウトマウスと野生型マウスに おける I L一 1誘導による血中の TN F— ひ と I L一 6のレベル結果を 示す図である。
第 5図は、 本発明の My D 8 8ノックアウ トマウスと野生型マウスに おける I L— 1 8を介しての NK細胞の活性化の結果を示す図である。 第 6図は、 本発明の My D 8 8 ノックァゥ トマウスと野生型マウスに おける I L一 1 2と I L一 1 8の刺激による I F N— 了の産生の結果を 示す図である。
第 7図は、 ドミナントネガティブ M y D 8 8の突然変異が、 I L— 1 8誘導 N F— κ B活性及び A P— 1活性に関与していることを示す図で ある。 第 8図は、 本発明の M y D 8 8ノ ックアウ トマウス、 野生型マウス、 T L R 4ノ ックアウ トマウスのマクロファージ及び脾臓 B細胞のサルモ ネラ , ミネソタ R e— 5 9 5に対する応答性の結果を示す図である。 第 9図は、 本発明の M y D 8 8ノ ックアウ トマウス、 野生型マウス、 TL R 4ノ ックアウ トマウスのマクロファ一ジ及び脾臓 B細胞の I L一 4やインターフェロンー ァに対する応答性の結果を示す図である。
第 1 0図は、 本発明の My D 8 8 ノックアウ トマウス、 野生型マウス、 T L R 4ノ ックァゥ トマウスのマクロファージ及び脾臓 B細胞のボルフ イ ロモナス · ジンジバリスに対する応答性の結果を示す図である。
第 1 1図は、 本発明の My D 8 8 ノックアウ トマウス、 野生型マウス、 TL R 4ノ ックァゥ トマウスのマク口ファージ及び脾臓 B細胞のェシェ リキア · コリ 05 5 : B 5に対する応答性の結果を示す図である。
第 1 2図は、 本発明の My D 8 8ノックアウ トマウス、 野生型マウス、 TL R 4ノ ックアウ トマウスのマクロファ一ジ及び脾臓 B細胞のぺプチ ドダリカンに対する応答性の結果を示す図である。
第 1 3図は、 本発明の My D 8 8ノックアウ トマウス、 野生型マウス、 TL R 4ノックァゥ トマウスのマクロファージ及び脾臓 B細胞のリポテ ィコ酸に対する応答性の結果を示す図である。
第 1 4図は、 本発明の My D 8 8ノックアウ トマウス、 野生型マウス、 T L R 4ノ ックアウ トマウスのマクロファージ及び脾臓 B細胞の結核菌 全細胞溶解物に対する応答性の結果を示す図である。
第 1 5図は、 本発明の T L R 2ノ ックアウ トマウスと野生型マウスの 遺伝子地図を示す図である。
第 1 6図は、 本発明の T L R 2ノ ックァゥ 卜マウスと野生型マウスに 大腸菌由来の L P Sを投与した場合の生存率を示す図である。
第 1 7図は、 本発明の T L R 2 ノ ックアウ トマウス、 野生型マウス、 T L R 4ノ ックアウ トマウスにおけるリ ピド A又は L P S誘導による I L— 6、 TN F— α又は N02—の産生量を示す図である。
第 1 8図は、 本発明の T L R 2ノ ックアウ トマウス、 野生型マウス、 TL R 4ノ ックァゥ トマウスの脾臓 B細胞のサルモネラ · ミネソタ R e 一 5 9 5由来 L P Sに対する応答性の結果を示す図である。
第 1 9図は、 本発明の T L R 2ノックアウ トマウス、 野生型マウス、 T L R 4ノ ックァゥ トマウスの腹腔マクロファージのグラム陽性菌の細 胞壁成分に対する応答性の結果を示す図である。
第 2 0図は、 本発明の TL R 2 ノックアウ トマウス、 野生型マウス、 T L R 4ノックァゥ トマウスにおける P GN又は L TA誘導による I L — 6、 N02—又は TN F— αの産生量を示す図である。
第 2 1図は、 本発明の TL R 2ノ ックアウ トマウス、 野生型マウス、 T L R 4ノ ックァゥ 卜マウスにおいて、 L P S又は P GN刺激によるィ ンビトロでのキナーゼアツセィ、 ウエスタンブロッ ト分析及び電気泳動 移動度分析の結果を示す図である。
第 2 2図は、 CH 3 ZH e Jマウスの腹腔マクロファージのリポぺプ チド MAL P— 2に対する応答性の結果を示す図である。
第 2 3図は、 ヒ ト単核細胞のリポペプチド MAL P— 2に対する応答 性の結果を示す図である。
第 2 4図は、 本発明の TL R 2ノックアウ トマウス、 野生型マウス、 TL R 4ノックアウ トマウス、 M y D 8 8ノックアウ トマウスの腹腔マ クロファージのリポベプチド MA L P— 2に対する応答性の結果を示す 図である。
第 2 5図は、 本発明の TL R 2ノックアウ トマウス、 野生型マウス、 T L R 4ノ ックアウ トマウス、 M y D 8 8ノ ックアウ トマウスにおいて、 リポペプチド M A L P— 2刺激によるインビトロでのキナーゼアツセィ ゥエスタンブロッ ト分析及び電気泳動移動度分析の結果を示す図である。 発明を実施するための最良の形態
本発明における細菌菌体成分としては、 マイコプラズマ属、 スピロへ —夕属、 ェセリシァ属に属する細菌の菌体成分であるリポタンパク Zリ ポペプチド、 細菌細胞壁の骨格構造である N —ァセチルダルコサミンと N —ァセチルムラミン酸の繰返し多糖類に比較的短いぺプチド鎖が結合 したペプチドダリカン、 主としてグラム陰性菌の外膜成分として存在す るエンド トキシンとも呼ばれるリポ多糖 (L P S )、 グラム陽性細菌の細 胞壁成分である リ ポティ コ酸 ( L T A )、 結核菌 (Mycobacterium tuberculosis) 溶解物、 グラム陽性菌細胞壁画分等を挙げることができ、 また本発明においては、 便宜上、 上記細菌菌体成分を担持するキャリア や、 細菌菌体自体も本発明における細菌菌体成分に含めることとする。 本発明において細菌菌体成分に対する不応答性とは、 細菌菌体成分に よる刺激に対する生体又は生体を構成する細胞、 組織若しくは器官の反 応性が低下しているか、 あるいはほぼ失われていることを意味し、 低応 答性とは刺激に対する反応性が低下していることを意味する。 したがつ て、 本発明において細菌菌体成分不応答性モデル非ヒ ト動物とは、 細菌 菌体成分による刺激に対して、 生体又は生体を構成する細胞、 組織若し くは器官の反応性が低下している力、、あるいはほぼ失われているマウス、 ラッ 卜、 ゥサギ等のヒ ト以外の動物をいう。 また、 細菌菌体成分による 刺激としては、 細菌菌体成分を生体に投与するインビボでの刺激や、 生 体から分離された細胞に細菌菌体成分を接触させるィンビトロでの刺激 等を挙げることができる。 そして、 本発明における細菌菌体成分不応答 性モデル非ヒ 卜動物としては、 リポタンパク Zリポペプチド、 ペプチド ダリカン、 グラム陽性菌細胞壁画分、 エンド トキシン、 リポティコ酸、 結核菌溶解物等の細菌菌体成分に対して不応答性である非ヒ ト動物を挙 げることができ、 具体的には、 T L R 2ノックアウ トマウス等の TL R 2遺伝子機能が染色体上で欠損した非ヒ ト動物や、 M y D 8 8ノ ックァ ゥ トマウス等の My D 8 8遺伝子機能が染色体上で欠損した非ヒ ト動物 を挙げることができる。
本発明において、 M y D 8 8又は T L R 2遺伝子機能の染色体上での 欠損とは、 染色体上の My D 8 8又は丁 1^ 2遺伝子の一部もしくは全 部が欠損し、 野生型において発現される My D 8 8又は T L R 2を発現 する機能が失われていることをいい、 また、 My D 8 8又は T L R 2遺 伝子機能が染色体上で欠損した非ヒ ト動物としては、 1 08 8又は丁 L R 2ノックアウ トマウスの他、 例えば My D 8 8又は TL R 2遺伝子 機能が欠損したラッ ト等の齧歯目動物を例示することができる。
本発明における野生型の非ヒ ト動物とは、 上記 My D 8 8又は TL R 2遺伝子機能が染色体上で欠損した非ヒ ト動物と同種の非ヒ ト動物をい レ 、 マウスの場合を例に取ると、 メンデルの法則に従い出生してくる F 2マウスのうち、 My D 8 8又は T L R 2非欠損型の同種のマウスをい う。 これら F 2マウスにおける欠損型とその野生型、 特に同腹の野生型 を同時に実験に供することによって、 個体レベルで正確な比較実験をす ることができる。 上記 M y D 8 8又は T L R 2遺伝子機能が染色体上で 欠損した非ヒ ト動物の作製方法を、 M y D 8 8又は T L R 2が欠損した ノックアウ トマウスを例にとって以下説明する。
My D 8 8又は T L R 2遺伝子は、 マウス遺伝子ライブラリーを P C R法等により増幅し、 マウス E S Tクローン由来等のプロ一ブを用いて クローニングすることができる。 このクローニングされた My D 8 8又 は T L R 2遺伝子を組換え D N A技術により、 ^1 08 8又は丁 尺 2 遺伝子の全部又は一部、 例えば M y D 8 8又は T L R 2遺伝子の細胞内 領域を含むェクソン部位の全部又は一部を、 ボリ Aシグナル遺伝子とネ ォマイシン耐性遺伝子等マーカー遺伝子で置換し、 5 ' 末端側にジフテ リア トキシン Aフラグメン ト (D T— A) 遺伝子や単純へルぺスウィル スのチミジンキナーゼ (H S V— t k) 遺伝子等の遺伝子を導入して夕 —ゲティ ングベクタ一を作製し、 この作製された夕ーゲティ ングベクタ 一を線状化し、 エレク トロポレーシヨ ン法等により胚幹細胞(E S細胞) に導入して培養後、 G 4 1 8やガンシクロビア (GANC) 等の抗生物 質により相同的組換えを起こした E S細胞を選択する。 この選択された E S細胞が目的とする組換え体かどうかをサザンプロッ ト法等により確 認することが好ましい。
上記組換え E S細胞をマウスの胚盤胞 (blastocysts) 内にマイクロイ ンジェクシヨ ンし、 仮親の子宮に戻すことによってキメラマウスを得る ことができる。 このキメラマウスは、 キメラ率がよいと生まれてくるキ メラマウスが雄に片寄るため、 野生型の雌と交配させることによってへ テロ組換えマウス ( + /— : F 1 ) を作出し、 そのへテロ組換えマウス の雄と雌を交配させることによってホモ組換えマウス [F 2 ; 野生型マ ウス ( + / + )、 1 08 8又は丁 1^ 2ノックァゥ トマゥス (一ノー)] を得ることができ、これらはすべてメンデルの法則に従い産み出される。 そして、 本発明の M y D 8 8又は T L R 2ノックァゥ トマウスが生起し ているかどうかを確認する方法としては、 例えば、 上記の方法により得 られたマウスの腹腔マクロファ一ジから RN Aを単離してノーザンプロ ッ ト法等により調べたり、 またこのマウスの My D 8 8又は T L R 2の 発現をウエスタンプロッ ト法等により調べる方法がある。
作出された My D 8 8ノックァゥ トマウスが細菌細胞壁成分に対して 不応答性であることは、 例えば、 マイコプラズマ属、 スピロヘータ属、 ェセリ シァ属等に属する細菌の菌体成分であるリポタンパク Zリポぺプ チドを M y D 8 8ノ ックァゥ トマウスのマクロファ一ジゃヒ 卜単核細胞 にインビト口で接触せしめ、 かかる細胞における TN F— αや N02一の 産生量を測定することや、 グラム陰性菌の細菌細胞壁成分である L P S を My D 8 8ノ ックアウ トマウスに静脈注射等により投与し、 発熱、 シ ョ ック、 白血球や血小板の減少、 骨髄出血壊死、 血糖低下、 I F N誘発、 Bリ ンパ球 (骨髄由来免疫応答細胞) の活性化等のエンド トキシンの生 物活性を測定することや、 My D 8 8ノ ックアウ トマウスのマクロファ —ジと脾臓 B細胞に、 細菌由来の L P S、 又はグラム陽性菌菌体成分で あるペプチドグリカン、 リポティコ酸、 結核菌溶解物等の存在下におい て、 例えば TN F誘発、 脾臓 B細胞増殖応答、 脾臓 B細胞表面での MH Cクラス II抗原の発現を測定することにより確認することができる。 本発明の M y D 8 8ノックアウ トマウスは、 細菌の菌体成分であるリ ポタンパクノリポベプチドに不応答性であり、 また現在までエンド トキ シン低応答性として知られている C 3 HZH e Jマウスよりもエンド ト キシン応答性が低下しており、 ショ ック症状は全く認められず、 また、 M y D 8 8ノックアウ トマウスのマクロファージ及び脾臓 B細胞は、 ェ ンド トキシンに対して不応答性であるばかりでなく、 グラム陽性細菌細 胞壁成分であるペプチドグリカン、 リポティコ酸、 結核菌溶解物等に対 しても不応答性であって、 他方 I L一 4や I F N— ァに対して応答性で あることから、 この細菌菌体成分に対して不応答性であるノックアウ ト マウスは、 リポタンパクノリポペプチド、 エンド 卜キシン、 ペプチドグ リカン、 リポティコ酸等の作用機序の解明ゃェン ド トキシンショ ックへ の対処方法の確立に有用なモデルとすることができる。
また、 作出された T L R 2ノックアウ トマウスが細菌細胞壁成分に対 して不応答性であることは、 例えば、 マイコプラズマ属、 スピロへ一夕 属、 ェセリシァ属等に属する細菌の菌体成分であるリポタンパク Zリポ ぺプチドを T L R 2ノックァゥ トマウスのマクロファージゃヒ ト単核細 胞にインピト口で接触せしめ、 かかる細胞における TN F— αや N02_ の産生量を測定することや、 T L R 2ノックァゥ トマウスのマクロファ ージゃ脾臓 B細胞に、 グラム陽性菌細胞壁画分、 グラム陽性菌の細胞壁 成分であるペプチドグリカン等の存在下において、 TN F誘発、 脾臓細 胞増殖応答、脾臓 B細胞表面での MH Cクラス II抗原の発現等を測定す ることにより確認することができる。 そして、 本発明の T L R 2 ノック アウ トマウスは、 細菌の菌体成分であるリポタンパクダリポベプチドゃ ぺプチドグリカンに不応答性であり、 グラム陽性菌細胞壁画分に対して 低応答性であって、 L P Sをはじめとして L T Aや I L一 4に対して応 答性であることから、 上記 TL R 2ノックアウ トマウスは、 リポタンパ ク Zリポペプチド、 ペプチドグリカン、 グラム陽性菌細胞壁画分等の作 用機序の解明に有用なモデルとすることができる。
本発明の細菌菌体成分に対して不応答性である非ヒ ト動物は、 細菌菌 体成分の作用機序の解明の他、 細菌感染症に対する抑制物質若しくは促 進物質又は TL R 2に対するァゴニス ト若しくはアン夕ゴニス トなどの 細菌菌体成分に対する応答性の抑制物質若しくは促進物質のスク リー二 ングや、 各種被検物質の生物活性の評価や、 細菌菌体成分の検出等に用 いることができる。 例えば、 細菌感染症に対する抑制物質若しくは促進 物質又は T L R 2に対するァゴニス ト又はアン夕ゴニス トなどの細菌菌 体成分に対する応答性の抑制物質若しくは促進物質のスク リーニング方 法を、 以下細菌感染症に対する抑制物質又は促進物質のスク リーニング 方法を例にとって説明する。
本発明の細菌菌体成分に対して不応答性である非ヒ ト動物から得られ るマクロファ一ジ又は脾臓細胞等と被検物質とをあらかじめィンビトロ で接触せしめた後、 該マクロファ一ジ又は脾臓細胞を細菌菌体成分の存 在下で培養し、 該マク口ファ一ジ又は脾臓細胞のマク口ファージ活性又 は脾臓細胞活性の程度を測定 · 評価することによる、 細菌感染症に対す る予防剤、 免疫応答回復 · 促進剤等をスクリーニングする方法や、 本発 明の細菌菌体成分に対して不応答性である非ヒ ト動物から得られるマク 口ファージ又は脾臓細胞と細菌菌体成分とをあらかじめィンビトロで接 触せしめた後、 該マクロファージ又は脾臓細胞を被検物質の存在下で培 養し、 該マクロファージ又は脾臓細胞のマク口ファージ活性又は脾臓細 胞活性の程度を測定 ·評価することによる、 細菌感染症に対する治療剤、 症状改善剤等をスクリ一二ングする方法を挙げることができる。
また、 本発明の細菌菌体成分に対して不応答性である非ヒ ト動物にあ らかじめ被検物質を投与した後、 該非ヒ ト動物から得られるマクロファ —ジ又は脾臓細胞を細菌菌体成分の存在下で培養し、 該マクロファージ 又は脾臓細胞のマク口ファージ活性又は脾臓細胞活性の程度を測定 · 評 価することによる、 細菌感染症に対する予防剤、 免疫応答回復 · 促進剤 等をスクリーニングする方法や、 本発明の細菌菌体成分に対して不応答 性である非ヒ ト動物にあらかじめ被検物質を投与した後、 該非ヒ ト動物 を細菌により感染させ、 該非ヒ ト動物から得られるマク口ファージ又は 脾臓細胞のマクロファージ活性又は脾臓細胞活性の程度を測定 · 評価す ることによる、 細菌感染症に対する予防剤、 免疫応答回復 · 促進剤等を スクリーニングする方法を挙げることができる。
また、 本発明の細菌菌体成分に対して不応答性である非ヒ ト動物をあ らかじめ細菌により感染させた後、 該非ヒ ト動物から得られるマクロフ ァージ又は脾臓細胞を被検物質の存在下で培養し、 該マクロファージ又 は脾臓細胞のマクロファージ活性又は脾臓細胞活性の程度を測定 · 評価 することによる、 細菌感染症に対する治療剤、 症状改善剤等をスクリー ニングする方法や、 本発明の細菌菌体成分に対して不応答性である非ヒ 卜動物をあらかじめ細菌により感染させた後、 該非ヒ ト動物に被検物質 を投与し、 該非ヒ ト動物から得られるマクロファ一ジ又は脾臓細胞のマ クロファージ活性又は脾臓細胞活性の程度を測定'評価することによる、 細菌感染症に対する治療剤、 症状改善剤等をスク リーニングする方法を 挙げることができる。
さらに、 本発明の細菌菌体成分に対して不応答性である非ヒ ト動物に あらかじめ被検物質を投与した後、該非ヒ ト動物を細菌により感染させ、 該非ヒ ト動物におけるマク口ファージ活性又は脾臓細胞活性の程度を測 定 * 評価することによる、 細菌感染症に対する予防剤、 免疫応答回復 - 促進剤等をスクリーニングする方法や、 本発明の細菌菌体成分に対して 不応答性である非ヒ ト動物をあらかじめ細菌により感染させた後、 該非 ヒ ト動物に被検物質を投与し、 該非ヒ ト動物におけるマク口ファージ活 性又は脾臓細胞活性の程度を測定 · 評価することによる、 細菌感染症に 対する治療剤、 症状改善剤等をスクリーニングする方法を挙げることが できる。
そして、 マクロファージ活性の程度の測定 · 評価方法としては該マク 口ファージにおけるサイ トカイン及び Z又は亜硝酸イオンの産生量を測 定 · 評価する方法を、 脾臓細胞活性の程度の測定 · 評価方法としては該 脾臓細胞における M H Cクラス Πの発現量を測定 ·評価する方法をそれ ぞれ例示することができる。 また、 マクロファージ活性又は脾臓細胞活 性の程度を測定 · 評価するに際し、 対照として細菌菌体成分に対して不 応答性である非ヒ ト動物の野生型非ヒ ト動物、 特に同腹の野生型非ヒ 卜 動物の測定値と比較 · 評価することが個体差によるバラツキをなくする ことができるので好ましい。 このことは、 本発明の細菌菌体成分に対し て不応答性である非ヒ 卜動物を用いる各種被検物質の生物活性の評価や 細菌菌体成分の検出等においても同様である。 本発明のスク リーニング方法の対象となる抑制物質又は促進物質とし ては、 前記細菌感染症に対する抑制物質若しくは促進物質又は T L R 2 に対するァゴニス ト若しくはアン夕ゴニス トの他、 マイコプラズマ属、 スピロへ一夕属又はェセリシァ属に属する細菌の菌体成分由来のリポ夕 ンパク/リポペプチドや、 ペプチドグリカン、 エンド トキシン、 リポテ ィコ酸、 結核菌溶解物等の細菌菌体成分に対する応答性の抑制物質又は 促進物質や、 インターロイキン— 1活性、 インターロイキン— 1 8活性、 I F N— τ活性、 T N F — α活性等の抑制物質又は促進物質を例示する ことができる。
なお、 T L R 2に対するァゴニス ト又はアン夕ゴニス トのスク リ一二 ングは、 上記のように細菌感染症に対する抑制物質又は促進物質のスク リーニングと同様に行えばよいが、 T L R 4ノックアウ トマウスを一緒 に用いることもできる。 すなわち、 T L R 2 ノックアウ トマウスと T L R 4ノックアウ トマウス、 さらに必要に応じて野生型マウスに被検物質 をそれぞれ投与して、 該 T L R 2 ノックアウ トマウス由来及び T L R 4 ノックァゥ トマウス由来のマクロファージ活性又は脾臓細胞活性の程度 を比較評価することにより、 T L R 2及び/又は T L R 4に対するァゴ ニス ト又はアンタゴニス トをスクリーニングすることもできる。
本発明の被検物質の評価方法は、 本発明の細菌菌体成分に対して不応 答性である非ヒ ト動物に被検物質を投与して、 該被検物質の生物活性を 評価することを特徴とする。 本発明の被検物質の評価方法によると、 被 検物質の生物活性、 例えばエンド トキシン活性、 インターロイキン一 1 活性、 インターロイキン一 1 8活性等を評価することができる。 例えば、 本発明の M y D 8 8 ノ ックアウ トマウスを用いて、 被検物質のェン ド 卜 キシン活性を正確に評価することにより、 エンド トキシン拮抗物質等の エンド トキシンによるショ ックゃ発熱作用を抑制することができる薬剤 の開発に有用な情報を得ることができる。
また、 本発明の My D 8 8ノ ックアウ トマウスを用いて、 被検物質の I L一 1活性を正確に評価することにより、 病態モデルマウスにおける I L— 1の疾患との関わりを検索することができる。 このように、 被検 物質の I L一 1活性を正確に評価したり、 病態モデルマウスにおける I L— 1の関与を解析することにより、 例えば、 I L一 1発現過多に起因 するリウマチ様関節炎、 移植片対宿主病、 喘息等の疾病を治療すること ができる薬剤の開発に有用な情報を得ることができる。 そして、 評価対 照となる I L— 1活性としては、 フィ 卜へマグルチニン (P HA)、 コン カナパリン A (C o n A) 等のマイ トジェンや、 低濃度の I L一 2との 共刺激による T細胞の増殖誘導活性や、 単球やマクロファ一ジに作用し て TN F— ひ 、 I L— 1、 I L一 6の産生を誘導する活性などを挙げる ことができる。
そしてまた、 本発明の My D 8 8ノックアウ トマウスを用いて、 被検 物質の I L一 1活性を正確に評価することにより、 例えば、 I L一 1 8 の過剰産生に起因する I型糖尿病や移植片対宿主病等の疾病を治療する ことができる薬剤の開発に有用な情報を得ることができる。 そして、 評 価対照となる I L一 1 8活性としては、 I F N— ァの生成を促進する活 性、 NK細胞活性を高める活性、 I L一 1 2と共働して T細胞から I F N—アの生成を誘導する活性、 及び I R AKや N F— / c Bを活性化する 作用を挙げることができる。
本発明の細菌菌体成分の検出方法によると、 本発明の細菌菌体成分に 対して不応答性である非ヒ ト動物に被検物質を投与して、 該被検物質中 に混在する微量の細菌菌体成分、 例えばマイコプラズマ属、 スピロへ一 夕属、 ェセリシァ属等に属する細菌の菌体成分由来のリポタンパク Zリ ポペプチド、 ェセリシァ ' コ リ、 クレブシエラ ' ニューモニエ、 シュ一 ドモナス · 7エルギノサ、 サルモネラ · チフィムリウム、 セラチア · マ ルセッセンス、 フレクスナー赤痢菌、 ビブリオ · コレレエ、 サルモネラ · ミネソタ、 ポルフィ ロモナス · ジンジバリス等由来のエンド トキシン、 スタフイ ロコッカス · ァゥレウス、 コリネバクテリゥム · ジフテリア、 ノカルジァ · コエリア力等由来のペプチドダリカン、 ス トレプトコッカ ス · ニューモニァ等由来のリポティコ酸、 結核菌の全細胞溶解物等を検 出することができる。
以下に、 実施例を挙げてこの発明を更に具体的に説明するが、 この発 明の技術的範囲はこれら実施例により限定されるものではない。
実施例 1 ( M y D 8 8 ノ ックアウ トマウスの作製)
M y D 8 8遺伝子を 1 2 9 / S v J マウス遺伝子ライ ブラ リ 一 (Stratagene 社製)か らス ク リ 一ニングし、 pBluescript ベク タ一 ( Stratagene社製) 中でサブクローンし、 制限酵素マッピング及び D N Aシーケンシングにより特定した。 夕ーゲッティ ングベクター (標的べ クタ一) は、 pMCl-neo(Stratagene 社製)からのネオマイシン耐性遺伝 子で、 野生型アレルの 1 . 0 k b遺伝子断片を置換することにより構築 された。 置換された遺伝子断片は、 I L— I R A c P (受容体補助タン パク) の細胞質ドメインに似ているドメインをコードする 2つのェクソ ンを含んでいた。 ネオマイシン耐性遺伝子は、 1 . 1 13の 5 ' 遺伝子 断片と 5 . 2 k bの 3 ' 遺伝子断片をフランキング配列として有してい た。 次いで、 H S V — t kカセッ トを遺伝子断片の 3 ' 端に導入した。 線状化された標識ベクターを E S細胞 E 1 4 . 1 に トランスフエクショ ンし、 G 4 1 8及びガンシクロヴィァで選択した。 両者に抵抗性を示す 1 7 6個のクローンを、 P C Rによる相同組換えのためにスクリーニン グし、 図 1 に示すプローブを用いるサザンプロッ ト分析により 3 3個を 確かめた。 3個の独立的に同定された標的 E Sクローンを、 C 5 7 B LZ 6マウ スの胚盤胞中にマイクロインジェクショ ンした。 得られたキメラマウス を、 ヘテロ接合体マウスを作製するために、 C 5 7 B LZ 6雌マウスと 交尾させた。 ヘテロ接合体マウスは、 ホモ接合体マウスを得るため、 ィ ンタークロスされ、 これらのインタークロスから予測されたメンデル比 ( + /+ : + /- : - /- = 5 2 : 9 3 : 5 3 ) で生まれ、 My D 8 8 欠損マウスを作製することができた。 本発明の M y D 8 8ノ ックアウ ト マウスは健康に育ち、 2 0週の年齢まで異常を示さなかった。 突然変異 により M y D 8 8遺伝子の不活性化が生起していることを確認するため. ノーザンブロッ 卜分析を行ったところ、 M y D 8 8 m R N Aは M y D 8 8欠損マウスの肝臓及び脾臓からは検出されなかった。 また、 胸腺、 脾 臓及びリンパ節中の C D 3、 B 2 2 0、 C D 4及び C D 8のフローサイ トメ トリーで、 リ ンパ球組成は野生型マウスと比較して My D 8 8 ノッ クァゥ トマウスにおいても変わっていなかった。
実施例 2 (M y D 8 8 ノ ックアウ トマウスのエンド トキシン不応答性) 本発明の M y D 8 8 ノックアウ トマウス 1 0匹に、 大腸菌 (〇 5 5 : B 5 ) 由来の L P Sを 1 m g投与し、 その生存率によりエンド トキシン 不応答性を調べた。 対照として同腹の野生型マウス 1 0匹を用いた。 結 果を図 2に示す。 図 2より、 野生型マウスは L S Pに応答し、 投与後 4 日ですベて死亡したが、 本発明の My D 8 8 ノックアウ トマウスは、 L P S投与後 4 日では死亡するものはなく、 エンド トキシン不応答性であ ることを確認することができた。
実施例 3 (M y D 8 8 ノ ックアウ トマウスの I L一 1仲介機能の欠失) 本発明の M y D 8 8 ノ ックァゥ トマウスの胸腺細胞 1 X 1 0 5を、 T 細胞増殖についての I L一 1 との共刺激物であるフィ 卜へマグルチニン ( P H A) 2 g /m 1 , コンカナパリ ン A (C o n A) 2. s/ m 1 又は 2 n g Zm 1 の I L _ 2のそれぞれと、 I L一 1 /3 (Genzyme 社) 1 0 O UZm l との混合物と共に 9 6ゥエルの培養皿で 7 2時間培 養し、 T細胞を増殖させた。 T細胞の増殖は、 細胞内に取り込まれた [3 H] チミジンの [3H] 量を測定することにより求めた。 その結果、 P HA、 C o n A又は I L一 2と I L一 1 /3との共存下で培養したとき、 同腹子の野生型マウスの胸腺細胞は大いに増殖したが、 本発明の My D 8 8ノ ックァゥ トマウスの胸腺細胞は細胞増殖の増加がほとんど見られ なかった (図 3参照)。 また、 胸腺細胞に代えて脾臓 B細胞を用いても、 同じような結果が得られることがわかった。
また本発明の My D 8 8ノ ックアウ トマウスの胸腺細胞を、 ホルボー ル 1 2—ミ リスチン酸塩 1 3—酢酸塩パラメ トキシアンフエ夕ミン (P MA) 1 O n g/m l 又は C o n A 2. 5 gZm l と I L一 2 (Genzyme 社) 2 0 n gZm 1 との共存下で上記と同じように培養させ、 細胞増殖 の増加を見たところ、 本発明の My D 8 8ノックァゥ トマウスの胸腺細 胞と、 同腹子の野生型マウスの胸腺細胞とは、 I L— 2と PMAや C o n Aとの反応に関しては増殖において差が見られなかった(図 3参照)。 これらのことから、 I L一 1が仲介する T細胞成長シグナルは、 本発明 の M y D 8 8ノ ックァゥ トマウスの胸腺細胞で損なわれていることがわ かる。
本発明の M y D 8 8 ノ ッ ク アウ トマウスの静脈内に I L 一 l j3 (Genzyme 社) 1 gを注入し、 2時間後肝臓と血清を取り出した。 総 RN Aをトリゾール試薬 (GIBC0社)を用いて肝臓から抽出し、 この RN A ( 1 0 /i g) を電気泳動にかけ、 ナイロン膜に移して血清アミロイ ド A (S AA— 1 )、 血清アミロイ ド P (S A P) 及びハプトグロビン (H P ) のような急性期蛋白質について、 32 Pでラベルされた c D N Aを用 いてノーザンブロッ 卜分析を行い、 mR N A発現の I L一 1の誘導増加 を同腹子の野生型マウスのものと比較したところ、 野生型マウスでは誘 導の増加が見られたが、 λί y D 8 8ノックァゥ トマウスでは見られなか つた。
また I L一 1が、 腫瘍壊死因子 (TN F— α) や I L— 6のような急 性期蛋白質の産生や炎症性のサイ ト力インを誘導するため、 本発明の Μ y D 8 8ノックァゥ トマウスと同腹子の野生型マウスから上記の方法で 取り出した血清の TN F— αや I L— 6の濃度が増加するかどうかを Ε L I S Αによって測定した。 その結果、 野生型マウスにおいては I L— 1 )3によって TN F— αや I L— 6の濃度が増加したが、 M y D 8 8ノ ックアウ トマウスでは TN F—ひや I L一 6の濃度が I L一 1 3によつ て増加されることはなかった (図 4参照)。
以上のことから、 本発明の My D 8 8ノックアウ トマウスでは、 I L 一 1を介する主な生物学的機能が厳格に欠失していることがわかる。 実施例 4 (My D 8 8ノックアウ トマウスの I L一 1 8仲介機能の欠失) I L一 1 8が NK細胞の溶解活性を増強することはよく知られている c 本発明の My D 8 8ノックァゥ トマウス及び同腹子の野生型マウスの脾 臓 B細胞を、 I L一 1 8 (林原生化学研究所株式会社) 2 0 n gZm l の存在下又は不存在下、 5 1 C rでラベルされたマウスリ ンホ一マ細胞 (以下 「YAC— 1」 という) 標的細胞といっしょに 2 4時間培養し、 4時間後ガンマ一カウンターを用いて上清中の遊離した5 1 C r を測定 した。 その結果、 インビト口で脾臓 B細胞を I L— 1 8の存在下培養し たとき、 野生型マウスにおける Y AC— 1標的細胞に対する溶解活性は 劇的に増強したが、 My D 8 8ノ ックァゥ トマウスにおいては増強され ることはなかった。 なお、 I L一 1 8に代えて I L— 2を用いた場合に は、 本発明の M y D 8 8ノックアウ トマウスの脾臓 B細胞においても溶 解活性が増強した (図 5参照)。 またインビトロで、 本発明の My D 8 8ノ ックアウ トマウスの脾臓 B 細胞と同腹子の野生型マウスの脾臓 B細胞とを 2 0 n gZm l の I L一 1 8で刺激し、 2 4時間培養し、 E L I S Aによって培養上清における I F N—ァの産生について測定した。 その結果、 野生型マウスにおいて は I F N— τの産生が誘発されたが、 本発明の M y D 8 8ノックアウ ト マウスでは I F N—了の産生は見られなかった (図 5参照)。
9 5 %以上の純度に精製された本発明の M y D 8 8ノックアウ トマウ スの脾臓 T細胞及び同腹子の野生型マウスの脾臓 T細胞を、 2 n g/m 1 の I L— 1 2存在下、 抗 C D 3抗体 ( 2 0 ^ g Zm 1 ) (PharMingen 社) でコーティ ングされた培養皿で培養し、 4 日後細胞を採取し、 ハン クス平衡塩溶液で洗浄した。 洗浄後の細胞 ( 2 X 1 05) は、 抗 C D 3 抗体 ( 2 0 gZm 1 ) でコーティ ングされた 9 6ゥエルの培養皿で、 2 0 n gZm l の I L— 1 8又は 2 n g/m l の I L— 1 2で、 2 4時 間再び刺激され培養された。 その培養上清での I F N— rの濃度は E L I S Aによって測定し比較された。 その結果、 本発明の My D 8 8ノッ クァゥ トマウスの脾臓 T細胞は、 I L— 1 8に応答した I F N—ァの産 生を高めることができないことがわかった (図 6参照)。
本発明の MyD 8 8ノックァゥ トマウス及び同腹子の野生型マウスの 腹膜内に、 熱で殺されたプロピオン酸菌ァクネ ( P . a c n e s ) 5 0 O ^ gを注入し、 7 日後脾臓から T細胞を精製した後、 2 0 n gZm l の I L一 1 8の存在下又は非存在下、 抗 C D 3抗体 ( 2 0 gZm 1 ) でコ一ティ ングされた 9 6ゥエルの培養皿で 2 4時間培養し刺激し、 そ の培養上清における I F N—ァの濃度を E L I S Aによって測定した。 また本発明の My D 8 8ノックァゥ トマウス及び同腹子の野生型マウス の静脈内に、 カルメッ ト—ゲラン菌 (B C G) (共和化学) 2 m gを注入 し、 1 4日後脾臓から T細胞を精製した後、 上記のように 2 4時間培養 し刺激し、 I F N—ァの濃度を測定した。 その結果、 どちらの場合も、 野生型マウスにおいては I L— 1 8に応答して高レベルの I F N—ァカ 産生されたが、 本発明の M y D 8 8 ノックアウ トマウスでは I L一 1 8 の存在下で I F N— ァの産生を高めることはできなかった (図 6参照)。 以上のことから、 本発明の My D 8 8 ノックアウ トマウスは、 I L— 1 8欠損マウスと同様に、 イ ンビボでの T h l細胞への発展に欠陥があ り、 I L一 1 8 を介する主な生物学的活性は完全に欠失していることが わかる。
次に、 ドミナントネガティブ (dominant negative) M y D 8 8の突然 変異が、 I L一 1 8誘導 N F— κ B活性化も阻害するかどうか検討した。 C O S - 7 細胞は、 N F — κ B依存ルシ フ ェ ラ一ゼレポ一夕一 (luciferase reporter) 遺伝子と共に My D 8 8 (アミノ酸 1 5 2から 2 9 6 ) 発現ベクターで過渡的にトランスフエクシヨンし、 I L一 1 8処 理後のルシ フ ェ ラーゼ活性を測定 し た。 M y D 8 8 の共発現 (coexpression) は I L一 1 8誘導活性をほぼ完全に阻害した (図 7参 照)。
また I L一 1 8は、 A P— 1依存遺伝情報を活性化することから、 M y D 8 8 (アミノ酸 1 5 2から 2 9 6 ) 力 I L一 1 8誘導 A P― 1活性 化のドミナント ネガティブ突然変異としても働くかどうか試験した。 I L一 1 8での刺激は A P— 1活性を約 3〜 4倍増加し、 この活性化は M y D 8 8 (アミノ酸 1 5 2から 2 9 6 ) の共発現 (coexpression) で 阻害された(図 7参照)。 これらの結果は、 M y D 8 8が N F— κ Bと A P— 1 の I L一 1 8誘導活性化に関与していることを示している。
次に、 N F— κ Βの I L一 1 8誘導活性化が M y D 8 8欠損細胞で見 られるかどうかを検討した。 I L— 1 2及び抗 C D 3抗体の存在下で 4 日間培養された脾臓 T細胞を 3時間飢餓状態にした後 I L - 1 8で刺激 した。 刺激された細胞から抽出された核を、 N F— κ B接合部を含む特 定のプロ一ブを用いてゲル移動度シフ ト(mobility shift)分析を行つた。 I L - 1 8誘導 N F - κ B D N A接着活性は、 野生型細胞からの核抽出 物中では検出されたが、 M y D 8 8欠損細胞からは検出されなかった。 他方、 野生型あるいは My D 8 8欠損胸腺細胞を TN F— αで処理する と、 ほとんど同レベルの N F— / c BDN Α接着活性を生じ、 My D 8 8 欠損細胞中の欠損 I L一 1 8誘導 N F— κ Β活性は、 N F— κ Βの異常 機能あるいは調節低下によるものではないことを示した。
N F— κ Βの活性化の誘導に加えて、 I L— 1は C— J u n N端末キ ナ一ゼ ( J NK) を活性化することが知られている。 I Lー 1 8が J N Kの活性化を誘導するかどうか試験するため、 代替として G S T— c一 J u n—融合蛋白を使ってインビト口キナーゼ分析を行った。 I L一 1 8を使った処理は、 野生型マウスの T h 1—発達細胞中の J NKの活性 化を誘導したが、 I L一 1 8誘導 J NK活性化は My D 8 8欠損細胞で は見られなかった。 反対に J NKの通常の活性が TN F— αで処理した M y D 8 8欠損細胞で見られた。 I L— 1 8誘導による N F— κ B及び J NKの活性は、 My D 8 8欠損マウス中では欠失している。 これらの 結果は、 M y D 8 8が N F— κ B及び J NKの I L一 1 8誘導活性化に 必須であることを示している。
実施例 5 (My D 8 8ノックアウ トマウスのマクロファ一ジと脾臓 B細 胞の細菌細胞壁成分不応答性)
5— 1 (T L R 4欠損マウスの作製)
最近、 C S HZH e Jマウスが T o l 1様受容体 (T L R) 4遺伝子 のミスセンス点突然変異により L P Sに対して低応答性であることが報 告され (Science 282, 2085-8, 1998、 J. Exp. Med.189, 615-625, 1999、 J. Immunol.162, 3749-3752, 1999), また本発明者らによって、 T L R 4欠損マウスのマク口ファ一ジと脾臓 B細胞が L P Sに低応答性であり、 T L R 4遺伝子が L P Sシグナル伝達に不可欠であることが判明した (J. Immunol.162, 3749-3752, 1999)。 そこで、 T L R 4欠損マウスと M y D 8 8欠損マウスとのマクロファージと脾臓 B細胞の細菌細胞壁成 分に対する応答性を比較するために、 T L R 4欠損マウス ( 1 2 9 ZO 1 a X C 5 7 B LZ 6から交配した F 2) を文献記載 (J. Immunol.162, 1999,3749-3752) のようにジーン夕一ゲティ ング法により作製した。 ま た、 以下の実施例には、 年齢が一致する野生型マウス、 T L R 4欠損マ ウス及び M y D 8 8欠損マウスを使用した。
5 - 2 (細菌細胞壁成分の調製)
フエノール抽出し、 ゲル濾過法によって精製されたェセリシァ ' コリ (Escherichia coli) 血清型 O 5 5 : B 5 (シグマ社製)、 クレブシエラ · ニュ一モニエ (Klebsiella pneumoniae) (シグマ社製)、 シユードモナ ス · ァエルギノサ (Pseudomonas aeruginosa) 血清型 1 0 (シグマ社 製)、 サルモネラ ' チフィムリウム (Salmonella typhimurium) (シグ マネ土製)、 セラチア ' マルセッセンス (Serratia marcescens) (シグマ社 製)、 フレクスナ一赤痢菌 (Shigella flexneri) 血清型 1 A (シグマ社製)、 ビブリオ . コレレエ (Vibrio cholerae) 血清型イナバ 5 6 9 B (シグマ 社製) 等の L P Sを購入した。 フエノールクロロフオルム石油ェ一テル 抽出法により調製されたサルモネラ ·ミネソタ ( Salmonella minnesota) R e — 5 9 5の L P Sは購入した(シダマ社製)。また、文献(FEBS Lett. 332, 1994,197-201) 記載の方法で、 ボルフイ ロモナス ' ジンジバリス ( Porphyromonas gingivalis) 3 8 1の L P S及びリ ピド Aを調製した, 結核菌の全細胞溶解物は、 デュボス培地 (ディ フコ社製) で結核菌ァォ ャマ B株 (N I H J 1 6 3 5 ) を 1 ヶ月間培養した後、 細胞を回収して リ ン酸緩衝生理食塩水 (P B S ) で再懸濁し、 細胞を超音波処理して調 製した。
5 - 3 (腹膜マクロファージの調製)
上記作製した野生型マウス、 T L R 4欠損マウス及び M y D 8 8欠損 マウスのそれぞれの腹腔内に 4 %のチォダリコール酸塩を 2 m 1 ずつ注 入し、 3 日後に腹膜腔から腹膜滲出細胞を単離し、 氷温のハンクス緩衝 液 (Hank's buffered salt solution: H B S S ) で洗浄することによつ て腹膜細胞を得た。 この細胞を R P M I 1 6 4 0培地に浮遊させ、 ブラ スチックシャーレに分注し、 3 7 °Cで 2時間培養し、 その後、 ハンクス 緩衝液で洗浄することにより非付着細胞を取り除き、 付着細胞を腹膜マ クロファージとして以下の実験に使用した。
5 - 4 (サルモネラ ·ミネソタ R e — 5 9 5の L P Sに対する不応答性) 上記野生型マウス (野生型)、 T L R 4欠損マウス (T L R 4—ノ一)、 M y D 8 8欠損マウス (M y D 8 8 — /—) 等のそれぞれの腹膜マクロ ファージの L P Sに対する応答性をサルモネラ ' ミネソタ R e _ 5 9 5 の L P Sを用いて調べた。 それぞれのマウスの腹膜マクロファージを、 種々の濃度 ( 0、 0 . 0 1 、 0 · 1 、 1 、 1 0又は l O O ^ gZm l ) の L P Sの存在下で 2 4時間培養して刺激し、 L P S応答性のマク口フ ァージから放出される腫瘍壊死因子 (TN F — α ) の濃度を E L I S A により測定した (図 8 A参照)。 この結果から、 野生型マウスのマクロフ ァ一ジでの T N F — αの産生は、 L P Sの投与量に応じて増加するのに 対して、 T L R 4欠損マウスや M y D 8 8欠損マウスでは、 l O O ^ g /m 1 の濃度の L P S刺激においても T N F - を産生せず、 これらが L P S不応答性であることがわかった。
また、 サルモネラ · ミネソタ R e _ 5 9 5の L P Sに対する脾臓 B細 胞の応答性についても調べてみた。 野生型マウス、 T L R 4欠損マウス、 M y D 8 8欠損マウスのそれぞれの脾臓 B細胞 ( 1 X 1 0 5) を単離し、 9 6ゥエルの培養皿内で培養し、 種々の濃度 ( 0、 0 . 0 1、 0 . 1 、 1、 1 0又は 1 0 0 / g /m l ) の L P Sで脾臓 B細胞を刺激した。 培 養から 4 0時間後に 1 C i の [3 H] —チミジン (デュポン ト社製) を添加して更に 8時間培養し、 [3H] の摂取量を シンチレ一シヨ ン力 ゥン夕一 (パッカー ド社製) で測定した (図 8 B参照)。 この結果から、 L P Sの刺激により野生型マウスの脾臓 B細胞では、 L P Sの投与量に 依存して細胞増殖反応を促進したが、 T L R 4欠損マウス又は M y D 8 8欠損マウスのどちらの脾臓 B細胞においても、 L P Sによる細胞増殖 反応は見られなかった。
また、 フローサイ トメ トリ一により、 R e — 5 9 5の L P Sに対する 応答における脾臓 B細胞表面の主要組織適合遺伝子複合体 (MH C ) ク ラス II ( I 一 A b分子) の発現について調べてみた。 野生型マウス、 M y D 8 8欠損マウス及び T L R 4欠損マウスのそれぞれの脾臓 B細胞 ( 1 X 1 0 6) を種々の濃度 ( 0、 0 . 0 1 、 0 . 1 、 1 、 1 0又は 1 0 0 ii g /m 1 ) の L P S共存下に 4 8時間培養した。 培養後細胞を採 取して、 フィコエリ トリン ( p h y c o e r y t h r i n : P E ; ファ 一ミンジェン社製) で標識した抗 B 2 2 0抗体、 又はピオチン化抗マウ ス I — A h抗体 (ファ一ミンジェン社製) に、 フルォレセインイソシァ ネート (F I T C ; ファーミンジェン社製) で標識したス トレプトアビ ジンを結合させた F I T C標識化抗体により、 それらの細胞表面におけ る I 一 A b分子に結合させて細胞を染色した。 染色した細胞をセルクェ ス トのソフ トウェア (べク トンディ ッキンソン社製) により蛍光活性化 セルソ一夕一キヤリバ一 (FACS Calibur) で分析した。 この結果から、 R e — 5 9 5の L P Sは、 野生型マウスの脾臓 B細胞表面での I 一 A h 分子の発現を増大しているのに対し、 T L R 4欠損マウスや M y D 8 8 欠損マウスの脾臓 B細胞では、 高濃度の L P S ( 1 0 0 g /m 1 ) で 刺激しても、 I 一 Ab分子の発現は増大しなかった (図 8 C参照)。 以上 のことから、 TL R 4欠損マウスと My D 8 8欠損マウスは共にサルモ ネラ · ミネソタ R e— 5 9 5の L P Sに対して不応答であることがわか る。
5 - 5 ( I L一 4と I F N—ァに対する T L R 4欠損マウス及び My D 8 8欠損マウスの応答性)
T L R 4欠損及び M y D 8 8欠損マウスの脾臓 B細胞が全ての刺激物 に対して不応答性であるかどうかを調べるため、 T L R 4欠損マウス及 び My D 8 8欠損マウスの脾臓 B細胞の他の刺激物に対する応答性を検 討したところ、 以下に示すように応答性は損なわれておらず、 これらの マウスは L P Sに対する応答性が特異的に欠損していることがわかった。 野生型マウス、 My D 8 8欠損マウス、 及び T L R 4欠損マウスのそ れぞれの脾臓 B細胞 ( 1 X 1 0 5) を単離し、 I L— 4 (G e n z ym e社製) 及び抗 I gM抗体の共存下又は抗 CD 4 0抗体の存在下におい て 4 0時間培養し、 [3H] —チミジン (デュポント社製) を添加して更 に 8時間培養し、 [3H] の取込み量を 3シンチレーシヨ ンカウン夕一で 測定した (図 9 A参照)。 この結果から、 T L R 4欠損マウス及び M y D 8 8欠損マウスの脾臓 B細胞は、 I L一 4及び抗 I g M抗体の混合物、 又は抗 C D 4 0抗体に対する応答において、 野生型マウスの脾臓 B細胞 と同じ挙動を示した。
次に、 野生型マウス、 My D 8 8欠損マウス、 及び T L R 4欠損マウ スのそれぞれの脾臓 B細胞 ( 1 X 1 0 6) を、 l O O UZm l の I L一 4の存在下又は非存在下において 4 8時間培養しそれらの細胞を刺激し た。 その後、 P E標識抗 B 2 2 0抗体又は F I T C標識抗マウス I 一 A b抗体により、 脾臓 B細胞表面の I 一 A h分子と結合させて細胞を染色し セルクエス 卜 · ソフ トウェアを用いて蛍光活性化セルソ一夕一キヤリバ —で細胞増殖を測定した (図 9 B参照)。 その結果、 T L R 4欠損マウス 及び My D 8 8欠損マウスの脾臓 B細胞は、 I L一 4に対する応答にお いても、 野生型マウスの脾臓 B細胞と同じ挙動を示した。
野生型マウス、 M y D 8 8欠損マウス又は T L R 4欠損マウスのそれ ぞれの腹腔内に、 5 0 0 0 Uの I F N— τ (G e n z yme社製) 又は P B Sを投与し、 投与から 3 日後に腹膜マク口ファ一ジを採取し、 F I T C標識抗マウス I 一 A b抗体でマクロファ一ジの膜面に存在する I 一 A b分子と結合させて細胞を染色し、 セルクェス トのソフ トウェアによ り蛍光活性化セルソ一夕一キヤリバーで分析した (図 9 C参照)。 この結 果から、 野生型マウス、 T L R 4欠損マウス及び My D 8 8欠損マウス において、 腹膜マクロファージでの I 一 Ab分子の発現、 すなわち I F N - rが誘発する細胞増殖の阻害も同程度であった。
5 - 6 (貧食作用分析)
野生型マウス、 My D 8 8欠損マウス及び TL R 4欠損マウスのマク 口ファ一ジに 0. 0 2 5 %の蛍光ラテックスビーズ ( 0. 7 5 m) (ポ リサイエンス社製) を加え、 3 7 °Cで 2時間、 C〇2インキュベータ一 中で培養した。 その後、 貧食されなかったビーズを取り除くため、 この 培養物を P B Sで 3回勢いよく洗浄し、 2 0分間、 2. 5 %のホルムァ ルデヒ ドを含む P B Sでインキュベートし、 培養物をホルムアルデヒ ド で固定した。 これらの固定細胞を、 Ax i o p h o t o顕微鏡 (C a r 1 Z e i s s社製) で視覚化したところ、 T L R 4欠損マウス及び M y D 8 8欠損マウスの腹膜マクロファージは共に、 ラテックス粒子を貧 食していることがわかった。 したがって、 これらの他の刺激による T L R 4欠損マウス及び My D 8 8欠損マウスのマクロファ一ジの貧食能は 損なわれていないことがわかった。
5 - 7 (ポルフィ ロモナス · ジンジバリスの L P Sに対する応答性) ポルフィ 口モナス · ジンジバリスの L P Sは、 L P S低応答性である C 3 H/H e J マウスの細胞の活性化能において、 ある程度の反応を示 すことから ( Immunol.158, 1997,4430-6)、 それぞれのマウスのポル フイ ロモナス · ジンジバリスの L P Sに対する応答性を前記サルモネ ラ * ミネソタ R e — 5 9 5の場合と同様に調べた。 野生型マウスのマク 口ファージでは、 ポルフィ ロモナス · ジンジバリスの L P Sの投与量に 依存して T N F— ひを誘発していたが、 T L R 4欠損マウスのマクロフ ァージでは、 C 3 HZH e J マウスのマクロファ一ジと同様に低応答性 であり、 野生型マウスのマクロファ一ジの 3分の 1程度の TN F— α産 生能を示したに過ぎなかった。 これに対し、 My D 8 8欠損マウスのマ クロファ一ジでは、 高濃度の L P Sで刺激しても、 検出しうる程の TN F— αを産生しなかった (図 1 0 Α参照)。
また、 ポルフィ ロモナス · ジンジバリス 3 8 1 の L P Sに対して、 T L R 4欠損マウスの脾臓 B細胞は低レベルの増殖応答を示し、 脾臓 B細 胞の I — A b分子の発現を増大させていたが、 M y D 8 8欠損マウスの 脾臓 B細胞は増殖応答を示さず、 I —Ab分子の発現も確認できなかつ た (図 1 0 B、 C参照)。 また、 ボルフイ ロモナス · ジンジバリス 3 8 1 のリ ピド Aにおいても同様の結果が得られた。 これらのことから、 ポル フイ ロモナス · ジンジバリスの L P Sに対する応答において、 T L R 4 欠損マウスは低応答性であり、 My D 8 8欠損マウスは不応答性である ことがわかった。 また、 ボルフイ ロモナス ' ジンジバリスの L P Sによ り誘発されるシグナル伝達に対し、 M y D 8 8は必須であるが、 T L R 4は部分的に寄与していることがわかった。
5 - 8 (大腸菌〇 5 5 : B 5の L P Sに対する応答性)
大腸菌 (05 5 : B 5 ) の L P Sに対する応答性についても、 前記サ ルモネラ · ミネソタ R e — 5 9 5の場合と同様に調べた。 T L R 4欠損 マウス及び M y D 8 8欠損マウスの腹膜マクロファージでは、 野生型マ ウスのマクロファージと比較して、 大腸菌 (05 5 : B 5 ) の L P Sに 対する応答性を損なっていた (図 1 1 A)。 しかし、 高濃度の L P Sで刺 激した場合、 T L R 4欠損マウスのマクロファ一ジは少量の TN F— a を産生した力 、それに対して M y D 8 8欠損マウスのマク口ファージは、 高濃度の L P S刺激においても T N F— αを産生しなかった。
また、 これらマウスの脾臓 Β細胞における増殖応答についても同様な 傾向が見受けられた (図 1 1 Β参照)。 さらに、 1 0 jLt g Zm 1 を超える L P Sで刺激した T L R 4欠損マウスの脾臓 B細胞は、 野生型マウスの 脾臓 B細胞と同程度の I 一 Ab分子の発現を示したが、 M y D 8 8欠損 マウスの脾臓 B細胞は 1 O O ^ gZm l の L P Sでの刺激に対しても I 一 A b分子の発現を示さなかった (図 1 1 C参照)。 以上の結果から、 ポ ルフィ ロモナス · ジンジバリスの L P S刺激の場合と同様に、 T L R 4 欠損マウスは大腸菌 (05 5 : B 5 ) の L P Sに対して低応答性である が、 M y D 8 8欠損マウスは不応答性であることがわかった。
5 - 9 (ペプチドグリカンに対する応答性)
グラム陽性菌の主要な細胞壁成分であるべプチドグリカン (P G N) がマク口ファ一ジを活性化することが報告されている(J. Immunol.155, 1995,2620-30、 Infect. Immun. 62,1994, 2715-21)。 そこで、 スタフィ ロコッカス · ァウレウスの P GN ( F 1 u k a社製) に対する応答性を 前記サルモネラ ' ミネソタ R e — 5 9 5の場合と同様に調べた。 P GN で刺激した場合、 T L R 4欠損マウスの腹膜マクロファージは、 投与量 に依存して野生型マウスのマク口ファージとほぼ同程度の TN F— αを 産生したが、 M y D 8 8欠損マウスのマクロファ一ジは、 高濃度の P G N刺激に対してもに TN F— ひを産生しなかった (図 1 2 A参照)。
ス夕フイ ロコッカス · ァゥレウスの P GNで刺激した場合、 野生型マ ウスの脾臓 B細胞は細胞増殖応答を示し、 M y D 8 8欠損マウスにおい ては野生型マウスと比べて細胞増殖応答が大きく損なわれていたが、 そ の程度が T L R 4欠損マウスの場合は小さかった (図 1 2 B参照)。 また、 1 0 /x gZm l を超える濃度の P GNで刺激した場合、 野生型マウスも T L R 4欠損マウスも I 一 A b分子発現の増大が観察されたが、 My D 8 8欠損マウスの脾臓 B細胞では、 1 0 0 / gZm 1 の P GN刺激の場 合でも I 一 Ab分子の発現の増大は見られなかった (図 1 2 C参照)。 こ れらのことより、 T L R 4欠損マウスは、 黄色ブドウ球菌の P G Nに対 して野生型マウスとほぼ同様の応答を示すが、 My D 8 8欠損マウスは 不応答性であることがわかった。
5 - 1 0 (リポティコ酸に対する応答性)
リポティコ酸 (L TA) は、 グラム陽性菌の細胞壁成分であって、 単 球とマ ク ロ フ ァ ー ジの活性化を誘導する ( Infect. Immun. 62, 1994,2715-21) ことから、 ス トレプトコッカス.' ニューモニァの L TA に対する応答性を前記サルモネラ · ミネソタ R e— 5 9 5の場合と同様 に調べた。 野生型マウスの腹膜マクロファージは、 L T Aの投与量に応 じて T N F— αの産生を増大していた。 これに対して、 My D 8 8欠損 マウスのマクロファージでは、 高濃度の L T A刺激に対しても T N F— ひを産生しなかった。 また、 T L R 4欠損マウスも野生型マウスと比較 すると T N F— ひの産生が損なわれていたが、 1 0 0 2 87111 1 のし丁 A刺激では T N F - αを誘発していた (図 1 3 Α参照)。
次に、 ス トレプトコッカス · ニューモニァの L TA刺激に対するこれ らマウス脾臓 B細胞の細胞増殖反応と I - Ab分子の発現の増大を分析 した (図 1 3 B参照)。 この結果から、 野生型マウスの脾臓 B細胞は、 L T Aの投与量に応じて L T Aに対する応答を増大させるのに対し、 My D 8 8欠損マウスの脾臓 B細胞は、 L T Aに対する増殖反応を非常に損 なっていた。 T L R 4欠損マウスの脾臓 B細胞においても増殖反応は損 なわれていたが、 高濃度の L T Aで刺激した場合では増殖応答性を示し た。 また、 野生型マウス及び T L R 4欠損マウスの脾臓 B細胞では細胞 表面において I 一 A h分子の発現が増大するのに対し、 M y D 8 8欠損 マウスの脾臓 B細胞では増大がみられなかった (図 1 3 C参照)。 これら のことから、 M y D 8 8欠損マウスはス トレプトコッカス . 二ュ一モ二 ァの L T A刺激に対して不応答性であることがわかる。
5 - 1 1 (結核菌全細胞溶解物に対する応答性)
結核菌細胞壁成分、 特にリポアラビノマンナンは、 骨髄性細胞の活性 ィ匕を誘導する こ とで知 られて いる こ と力、 ら (J. Immunol. 149, 1992,541-7、 J. Clin. Invest. 91, 1993,2076-83)、 結核菌全細胞溶解物 に対する応答性を前記サルモネラ · ミネソタ R e— 5 9 5の場合と同様 に調べた。 野生型マウスのマクロファージは、 全細胞溶解物の投与量に 依存して T N F— αを産生していた。 また、 T L R 4欠損マウスのマク 口ファ一ジも、 野生型マウスのものと比較するとわずかであるが T N F — ひを産生していた。 しかし、 M y D 8 8欠損マウスのマクロファージ は、 高濃度の全細胞溶解物に対しても T N F — ひを産生しなかった (図 1 4 A参照)。
次に、 結核菌全細胞溶解物による刺激に対するこれらマウスの応答性 について調べた。 野生型マウスの脾臓 B細胞は、 全細胞溶解物の投与量 に依存して増大する細胞増殖応答と細胞表面での I 一 A b分子の発現を 示し、 T L R 4欠損マウスの脾臓 B細胞でもまた、 野生型マウスのもの より低いものの細胞増殖応答と I 一 A h分子の発現を示した。 これに対 して、 M y D 8 8欠損マウスの脾臓 B細胞では、 増殖反応と I 一 A b分 子の発現の増大が大きく損なわれており、 全細胞溶解物に対して不応答 性であることがわかった (図 1 4 B 、 C参照)。 5 - 1 2 (他の菌体細胞壁成分に対する応答性)
野生型マウス、 T L R 4欠損マウス及び M y D 8 8欠損マウスの応答 性について、 他の菌体細胞壁成分 [クレブシエラ ' ニューモニエ、 シュ —ドモナス · ァゥリギノサ 1 0、 サルモネラ · チフィムリウム、 フレク スナ一赤痢菌、 ビブリオ , コレラ等の L P S、 及び大日本製薬株式会社 のカヮ夕シゲォ氏から提供されたス夕フイ ロコッカス · ェピデルミディ ス (Staphylococcus eqidermidis) の P GN] に対する応答性について も上記と同様に調べた。 結果を表 1に示す。 この表 1から、 全ての菌体 の成分において、 My D 8 8欠損マウスが不応答性であることがわかつ た。
表 1 試料 マウス応答性
LPS 野生 TLR4-/- ΜνΠ88-/-
Escherichia coll 055:B5 ++ +
i ieusieua pnBurnoniee ++
Porphyromonas glngivalls ++ +
Pseudomonas aeruginosa ++ +
Salmonella mlnnesota Re595 ++
Salmonella typhlmurlum ++ +
Serratia marcescens ++ + 一
Shigella flexner! ++. +
Vibrio cholerae ++ +
PGN
Staphylococcus aureus ++ ++
Staphylococcus epidermldls ++ +
LTA
Streptococcus faecalis ++ + 一
結核菌全細胞溶解物
Mycobacterium tuberculosis ++ +
また L P Sは、 T L R 4を独自のシグナル受容体として利用し、 不応 答性を示すもの (サルモネラ · ミネソタ R e 5 9 5ゃクレブシエラ , 二 ユーモニエ等の L P S) や、 T L R 4欠損マウスに対して低いが応答性 を示すもの (ボルフイ ロモナス · ジンジバリス、 ェシエリキア . コリ O 5 5 : B 5、 シュ一ドモナス ' ァゥリギノサ、 フレクスナ一赤瘌菌、 サ ルモネラ ' チフィムリウム、 ビブリオ ' コレラ等の L P S) の 2つの型 に分類できることがわかった。 後者の L P Sに対して My D 8 8欠損マ ウスは応答性を示さないことから、 これらの L P Sの認識とシグナル伝 達は、 T L R 4と他の T L Rとの両方により、 及び Z又は My D 8 8を アダプタ一分子として使用する T L R関連受容体により介されるものと 考えられる。
実施例 6 (T L R 2ノ ックアウ トマウスの作製)
1 2 9 / S V Jマウス遺伝子ライブラリー (ス トラタジーン社製) か ら、 ヒ ト T L R 2遺伝子と類似したマウス E S Tクロ一ン (登録番号 D 7 7 6 7 7 ) 由来のプローブを用いて、 T L R 2遺伝子をスクリ一ニン グし、 pBluescript ベクター (ス トラタジーン社製) 中でサブクローン し、 制限酵素マッピング及び DN A配列決定により特定した。 夕ーゲッ ティ ングベクタ一は、 T L R 2遺伝子の細胞内領域を含むェクソン部位 1. 3 k bの遺伝子フラグメントを、 ポリ Aシグナルをもつ pMCl-neo (ス トラタジーン社製) に置換することにより構築した。 かかる夕一ゲ ッティ ングベクタ一は、 4. 8 k bの 5 ' 遺伝子フラグメントと 1. 0 k bの 3 ' 遺伝子フラグメン トとをフランキング配列として有し、 H S V_ t kカセッ トを 5 ' 末端に含んでいる。 この夕一ゲッティ ングべク 夕一を S a i l により線状化し、 胎生 1 4. 1 日目の胚幹細胞 ( E S細 胞) にエレク トポレーシヨンし、 G 4 1 8及びガンシクロビアに抵抗性 を示す 1 2 0個のクローンを、 P C Rによる相同組換えのためにスクリ —ニングし、 図 1 5 Aに示すプロ一ブを用いるサザンブロッ ト分析によ り 9個を確かめた。
相同組み換え変異 T L R 2対立遺伝子を含有していた 3個の標的 E S クローンを、 C 5 7 B LZ 6マウスの胚盤胞中にマイクロインジェクシ ョ ンしキメラマウスを作製した。 この雄のキメラマウスと C 5 7 B L / 6雌マウスとを交配させてヘテロ接合体マウスを作製し、 かかるヘテロ 接合体マウスをィンタークロスすることによってホモ接合体マウスを得 た (図 1 5 B)。 なお、 本発明の T L R 2欠損マウスはメンデルの法則に 従い作製することができ、 2 0週目までは顕著な異常を示さなかった。 相同組み換え変異により T L R 2遺伝子の不活性化が生起しているこ とを確認するため、 野生型マウス ( + / + ) 及び丁 L R 2ノ ックアウ ト マウス (一 Z—) の腹腔マクロファージ ( 5 X 1 06) から抽出した全 R N A ( 1 5 ) を電気泳動にかけナイ ロ ン膜に移して、 文献 (Immunity 9, 143-150, 1998) 記載の方法と同様に、 [32 P] で標識し た T L R 2 に特異的な c D N A又は G A P D H ( glycelaldehyde-3- phosphate dehydrogenase) に特異的な c D N Aを用いてノーザンブロ ッ ト分析を行った。 これらの結果から、 T L R 2 mR N Aは T L R 2欠 損マウスの腹腔マク口ファージからは検出されなかった (図 1 5 C)。 ま た、 T L R 2 ノックアウ トマウスの胸腺細胞及び脾臓細胞中の C D 3、 B 2 2 0 , C D 4及び C D 8の発現は、 野生型マウスのものと比較して も差異がなかった (図は示さず)。
実施例 7 (T L R 2ノックアウ トマウスのエンド トキシン応答性) 本発明の TL R 2ノックアウ トマウス ( 5匹)、 TL R 4ノックアウ ト マウス ( 5匹) 及び野生型マウス ( 5匹) に、 それぞれ大腸菌 (O 5 5 : B 5 ) 由来の L P Sを 1 m g投与し、 その生存率により L P S不応答性 を調べた。 結果を図 1 6に示す。 図 1 6より、 本発明の T L R 2ノック アウ トマウス (T L R 2—ノ一) 及び野生型マウスは L P Sに応答し、 投与後 4日でほとんどが死亡したのに対して、 T L R 4ノックアウ トマ ウス (T L R 4—ノー) は、 L P S投与後 6日目においても死亡するも のはなく、エンド トキシン不応答性であることを確認することができた。 実施例 8 (T L R 2ノックァゥ トマウスのグラム陰性菌の菌体成分に対 する応答性)
T L R 2ノックアウ トマウス (T L R 2— Z—)、 T L R 4ノックァゥ トマウス (TL R 4— Z—) 及び野生型マウス (野生型) のそれぞれの 腹腔内に 4 %のチォグリコール酸培地 (D I F C O社製) を 2 m 1 ずつ 注入し、 3 日後に各マウスの腹腔内から腹膜滲出細胞を単離し、 これら の細胞を 1 0 %のゥシ胎仔血清 (G I B C O社製) を添加した R PM I 1 6 4 0培地 ( G I B C 0社製) 中で 3 7 °Cにて 2時間培養し、 氷温の ハンクス緩衝液 (Hank's buffered salt solution: H B S S ; G I B C O社製) で洗浄することにより非付着細胞を取り除き、 付着細胞を腹膜 マクロファージとして以下の実験に使用した。
得られた各腹膜マクロファージを I N F r ( 3 0 u n i t / m 1 ) の 存在下又は非存在下において、 1. 0 n gZm 1 の大腸菌由来の合成リ ピド A ( 5 0 6化合物 ; 第一化学薬品社製) 又はサルモネラ · ミネソタ R e _ 5 9 5由来の L P S (シグマ社製) といつ しょに 2 4時間培養し た。 なお、 かかる合成リ ピド Aとしては、 0. 0 2 5 %のトリエチルァ ミンを含有し、 エンド トキシンを全く含有しない水に可溶化したものを 用いた。 培養後、 培養上清中の I L— 6 (図 1 7 A)、 T N F - α (図 1 7 Β)、 Ν02- (図 1 7 C) の産生量を測定した。 なお、 I L一 6は固 相酵素免疫検定法 (E L I S A ; E ND OG E N社製) により、 TN F 一 aは製造者 (G e n z y m e社製) の指示に基づき E L S I Aにより、 N〇 2—は N〇 2ZN03アツセィキッ ト (同仁科学研究所社製) を使用 した G r e i s s法により測定した。
上記の結果から、 野生型マウス及び T L R 2 ノ ックアウ トマウスのマ クロファージでは、 L P Sやリ ピド Aに対して同様な応答を示し、 I L 一 6 と TN F— ひを産生していた。 また、 L P Sやリ ピド Aに I F N— 7を加え培養することにより、 さらなる TN F— α産生の増大が確認で きた。 一方、 T L R 4ノ ックアウ トマウスのマクロファージにおいては、 I L _ 6 と T N F— αを産生しなかった。 また、 野生型マウス又は T L R 2 ノックアウ トマウスから得られたマクロファージを I F N— ァの添 加したリ ピド A又は L P Sにおいて培養することにより、 NO 2—の産生 が確認できた。 また、 リ ピド Aや L P Sの投与量を 1 / g /m 1 とした 場合も前記と同様の結果が得られた (図は示さず)。
次に、 図 1 7 Dに示す各種濃度のサルモネラ ' ミネソタ R e— 5 9 5 由来の L P Sの存在下で、 野生型マウス、 T L R 2ノ ックアウ トマウス 及び T L R 4ノックアウ トマウスの各腹腔マクロファージを培養して T N F— αの産生を測定した。 この結果から、 野生型マウス及び T L R 2 ノックアウ トマウスのマクロファージは、 L P Sの投与量に応じて同様 な増加傾向を示すのに対し、 TL R 4ノ ックァゥ トマウスのマクロファ ージは、 いかなる濃度でも T N F— ひを産生しなかった。
実施例 9 (サルモネラ ·ミネソタ R e— 5 9 5の L P Sに対する応答性) サルモネラ · ミネソタ R e— 5 9 5の L P Sに対する各種マウス (野 生型、 T L R 2— Z— 、 T L R 4 -/-) の脾臓細胞の応答性について 調べた。 それぞれのマウスの脾臓細胞 ( 1 X 1 05) を単離し、 図 1 8 Aに示す各種濃度の L P Sにより 9 6ゥエルプレート内で培養して刺激 した。 培養から 4 0時間後に 1 C i の [ 3 H] —チミジン (デュポン ト社製) を添加して更に 8時間培養し、 [3H] の摂取量を /3シンチレ一 シヨ ンカウンタ一 (パッカ一 ド社製) で測定した (図 1 8 A)。 この結果 から、 野生型マウス及び TL R 2ノックァゥ トマウスの脾臓細胞では、 L P Sの投与量に依存して同様に細胞増殖反応を促進していたが、 T L R 4欠損マウスの脾臓細胞では、 いかなる濃度の L P S刺激においても L P Sによる細胞増殖反応は見られなかった。
また、 フロ一サイ トメ トリ一により、 R e— 5 9 5の L P Sに対する 応答における B細胞表面の主要組織適合遺伝子複合体 (MHC) クラス II ( I - A b) の発現について調べてみた。 野生型マウス、 T L R 2 ノ ッ クアウ トマウス ( 2— Z—)、 T L R 4ノ ックアウ トマウス (4一 Z—) のそれぞれの脾臓 B細胞 ( 1 X 1 05) を単離し、 種々の濃度 ( 0、 1 01、 1 02、 1 03、 1 04又は 1 05 n gズ m l ) の L P S又は 1 0 0 UZm 1 の I L一 4を用いて、 9 6ゥエルプレート内で 4 8時間培養し た。 培養後細胞を採取して、 フィ コエリ トリ ン ( p h y c o e r y t h r i n : P E ; ファーミンジェン社製) で標識した抗 B 2 2 0抗体、 又 はピオチン化抗マウス I 一 Ab抗体 (ファーミ ンジェン社製) に、 フル ォレセインイソシァネー ト (F I T C ; ファーミンジェン社製) で標識 したス トレプトアビジンを結合させた F I T C標識化抗体により、 それ らの細胞表面における I 一 Ab分子に結合させて細胞を染色した。 染色 した細胞をセルクェス トソフ トウェア (べク トンディ ッキンソン社製) により蛍光活性化セルソ一夕一キヤリバ一 (FACS Calibur) で分析した (図 1 8 B)。 この結果から、 R e— 5 9 5の L P Sは、 野生型マウス及 び T L R 2ノ ックァゥ トマウスの脾臓 B細胞表面での I 一 A b分子の発 現を増大しているのに対し、 T L R 4欠損マウスの脾臓 B細胞では、 高 濃度の L P S ( 1 05 n gZm 1 ) で刺激しても、 I 一 A b分子の発現は 増大しなかった。 以上のことから、 TL R 2ノックアウ トマウスは、 野 生型マウス同様 L P Sに対して応答性を示すことがわかった。 また、 I L - 4で刺激した場合では、 脾臓 B細胞表面での I 一 Ab分子の発現は どのノックァゥ卜マウスにおいても正常であった。
実施例 1 0 (T L R 2ノ ックアウ トマウスのマクロファージのグラム陽 性菌由来の細胞壁成分不応答性)
上記野生型マウス (野生型)、 T L R 2ノックアウ トマウス (T L R 2 一 Z―)、 T L R 4ノックアウ トマウス (T L R 4— /一) 等のそれぞれ の腹膜マクロファ一ジのグラム陽性菌由来の細胞壁成分に対する応答性 を、 ス夕フイ ロコッカス * ァウレウス (S. aureus)、 コリネバクテリウ ム ' ジフテリ ア (C. diphtheriae) 及びノカルジァ · コエリア力 (N. coeliaca) の細胞壁調製物を用いて調べた。 細胞調製物は、 文献 (Biken J. 18, 77-92, 1975、 Infect. Immun. 38, 817-824、 1982) 記載の方法と 同様に、 適切な培養条件下で培養した細胞菌体を、 ブラウン · メカ二力 ル · セル · ホモジナイザ一 (M S Kモデル ; B. Braun Apparatebau ¾ 製)又は Dyno-Mill (タイプ K D L ; Willy A, Biochofen Manufactureing Engineers社製) のいずれかで破壊した。 破壊した細胞懸濁液の分画遠 心法により得た粗細胞壁画分をプロテアーゼで処理し、 細胞壁に元々存 在していない成分を除去することにより精製調製した。
それぞれのマウスの腹膜マク口ファ一ジを、 種々の濃度 ( 0 、 0 . 1 、 1 、 1 0又は 1 0 0 g Zm 1 ) の上記調製物の存在下で 2 4時間培養 して刺激し、それぞれのマク口ファージから放出される腫瘍壊死因子(T N F - α ) の濃度を E L I S Aにより測定した (図 1 9 )。 これらの結果 から、 T L R 2 ノ ックアウ トマウスのマクロファージは、 野生型マウス 及び T L R 4ノ ックアウ トマウスのものより、 グラム陽性菌由来の細胞 壁成分に対する応答における T N F — aの産生が損なわれることがわか つた。
実施例 1 1 ( T L R 2 ノ ックアウ トマウスのグラム陽性菌の細胞壁成分 に対する応答性)
次に、 グラム陽性菌のどの細胞壁成分が T L R 2を介してマクロファ ージを活性化するのかを調べてみた。 従来、 グラム陽性菌の細胞壁成分 であるペプチドダリカン (P G N) 及びリポティコ酸 (L T A) が単球 /マクロファージを活性化するとの報告がある ( Infect. Immun. 60, 3664-3672, 1992、 Immunity 1, 509-516, 1994、 J. Biol. Chem. 271, 23310-23316, 1996, Infect. Immun. 64, 1906-1912, 1996) こと力、ら、 1 O ^ g/m lのス夕フイ ロコッカス · ァゥレウスの P G N ( F 1 u k a社製 ; 図 2 0 A ) 又は 1 0 gZm lのス夕フイ ロコッカス ' ァウレ ウスの L T A (シグマ社製 ; 図 2 0 C ) を用いて、 実施例 8 と同様の方 法により、 各種マウスの腹膜マク口ファージに対する応答での I L一 6 及び N02—の産生量を測定した。 また、 実施例 1 0と同様に、 各種マウ スの腹膜マクロファージの P GN (図 2 0 B) 又は L TA (図 2 0 D) に対する応答での TN F— αの産生を測定した。
図 2 O Aの結果から、 野生型マウス及び T L R 4ノックアウ トマウス の腹膜マクロファ一ジでは、 P GNに対する応答により I L— 6を産生 するのに対し、 T L R 2ノックァゥ トマウスのものでは産生しないこと がわかった。 また、 野生型マウス及び T L R 4ノックアウトマウスの腹 膜マク口ファージを I F N—ァの存在下で P GNといつしょに培養する と N〇 2—を産生するのに対して、 T L R 2 ノ ックアウ トマウスのもので は産生しないことがわかった。 一方、 野生型マウス及び T L R 2ノック ァゥ トマウスの腹膜マクロファージでは、 L T Aに対する応答により I L - 6を産生するのに対し、 T L R 4ノックァゥ 卜マウスのものでは産 生しないことがわかった (図 2 0 C)。 また、 野生型マウス及び T L R 2 ノックァゥ トマウスの腹膜マクロファージを I F N—ァの存在下で L T Aといつしょに培養すると N02—を産生するのに対して、 T L R 4ノッ クアウ トマウスのものでは産生しないことがわかった (図 2 0 C
図 2 0 Bに示されているように、 TL R 4ノ ックァゥトマウスの腹膜 マクロファージは、 野生型マウスのものと同様に、 P GNの投与量に応 じて TN F— αの産生を増加させるのに対して、 TL R 2ノックアウ ト マウスのものでは、 T N F— α産生が実質的に損なわれており、 P GN 不応答性であることがわかった。 一方、 図 2 0 Dに示されているように、 TL R 2ノ ックァゥ トマウスの腹膜マクロファ一ジは野生型マウスのも のと同様に、 L TAの投与量に応じて TN F— αの産生を誘導するのに 対し、 T L R 4ノ ックアウ トマウスのもめでは、 T N F— ひ産生がなく、 L TA不応答性であることがわかった。 以上のことから、 グラム陽性菌 の細胞壁成分である P 0 が丁 L R 2 を介してマク口ファ一ジを活性す ることや、 L TAが T L R 4を介してマクロファージを活性することが わ力、つた。
実施例 1 2 (L P S又は P G N刺激によるインビトロでのキナーゼアツ セィ及びウエスタンプロッ ト)
T L Rファミ リーメンバーは、 アダプタータンパク質 My D 8 8を介 してセリ ン Zトレォニンキナーゼである I R AKを活性化し、 次いで r e 1 型転写因子である N F— κ Bを活性化する、 細胞内シグナル伝達分 子として知られてレ る (Mol. Cell 2, 253-258, 1998、 J. Exp. Med. 187, 2097-2101, 1998、 Immunity 11, 115-122, 1999)。 L P S及び P GN力 かかる細胞内シグナル伝達分子を活性化するかどうかを次のようにして 調べた。 各種マウスの腹腔マクロファ一ジ ( 1 X 1 06) を、 I n g Z m l のサルモネラ · ミネソタ R e — 5 9 5の L P S又は 1 O g/m l のスタフイ ロコッカス · ァゥレウスの P GNで図 2 1に示された時間刺 激し、 これらの細胞菌体を、 溶解緩衝液 (最終濃度で 1. 0 %のトリ ト ン X— 1 0 0、 1 3 7 mMの N a C l 、 2 0 mMの卜リス— H C 1 、 5 mMの ED TA、 1 0 %のグリセロール、 I mMの P M S F、 2 0 /i g ノ m l のァプロチェン、 2 0 gZm l のロイぺプチン、 I mMの N a 34及び 1 O mMの —ダリセロリン酸を含有する緩衝液: p H 8. 0 ) 中にて溶解し、 抗 I RAK坊体 (林原生化学研究所株式会社) で免 疫沈降して、 文献 (Biochem. Biophys. Res. Commun. 234, 183-196, 1998、 Immunity 11, 115-122, 1999) 記載のように、 インビトロキナー ゼアツセィを行い、 I R AKの自己リン酸化を測定した (図 2 1 A, B における A u t o )。
また、 上記溶解物を、 S D S—ポリアクリルアミ ドゲル電気泳動によ り分離させ、 ニ トロセルロース膜に移し、 この膜を抗 I R A K抗体 (Transduction Laboratories 社製) でブロッ 卜して、 ェンノ、ンス ド · ケミルミネッセンス装置 (デュポント社製) を使用して視覚化した (図 2 1 A, Bにおける WB)。 以上の結果から、 L P Sに対する応答での I RAK活性化は、 野生型マウス (野生型) 及び T L R 2 ノ ックアウ トマ ウス (T L R 2— /— ) において観察できたが、 T L R 4ノ ックアウ ト マウス (T L R 4— Z—) では観察できなかった。 一方、 P G Nに対す る応答での I RAK活性化は、 野生型マウス及び TL R 4ノックアウ ト マウスのみにおいて確認することができた。 これらのことから、 L P S は丁 L R 4を、 P GNは T L R 2をそれぞれ介し認識されることがわか つた。
さらに、 L P S又は P GNに対する応答による N F— κ Bの活性化に ついも調べてみた。 上記 L P S又は P GNで刺激した各種マウスのマク 口ファ一ジから核抽出物を精製し、 N F— κ Bの DN A結合部位に対す る特異的プロ一ブといつしょにインキュベートし、 文献 (Immunity 9, 143-150, 1998) 記載の電気泳動移動度シフ ト分析により視覚化した。 そ の結果を図 2 1 C, Dに示す。 なお、 図中の矢印は N F— κ Βと特異的 プローブとの複合物の位置を示し、 矢頭は特異的プローブのみの位置を 示している。 これらの結果から、 L P Sに対する応答による N F— κ Β の DNA結合活性を、 野生型マウス及び丁 L R 2ノックァゥ トマウスの マクロファージの核抽出物において検出できたが、 T L R 4ノックァゥ トマウスのものではかかる活性を検出できなかった。 一方、 P GNに対 する応答による N F _ K Β活性化は、 野生型マウスと T L R 4ノ ックァ ゥ トマウスのマクロファージで確認できたが、 T L R 2ノ ックァゥ トマ ウスのものでは確認できなかった。 これらのことから、 T L R 4は L P S誘導 N F— / B活性化に、 T L R 2は P G N誘導 N F— κ B活性化に 不可欠であることがわかった。 実施例 1 3 (R— MAL P— 2と S— MAL P— 2の立体特異的リポぺ プチド合成及び H P L C精製)
出発原料として、 各々 9 9 %以上の純粋なェナンチォマーを含有する ( S ) 一 (一) ーグリシドール及び ( R ) — ( + ) —グリ シドール (シ ダマーアルドリ ッチ社製) の 2つの試薬を用いて文献 (Int. J. Peptide Protein. Res.38, 545, 1991) 記載の方法により、 S— ( 2, 3—ジハイ ドロォキシプロピル) 一 L一システィンの立体異性体を合成した。 これ ら立体異性体から N u—フルォレニルメ トキシカルボニル基で保護され た S— [ 2 ( S ) , 3—ビス (パルミ トイルォキシ) プロピル] 一 Lーシ スティンと S— [ 2 (R), 3—ビス (パルミ トイルォキシ) プロピル] 一 L一システィンとの異性体をそれぞれ合成し、 上記文献記載の方法で カップリングし、 担体に結合したフルォレニルメ トキシカルボニル基で 保護されたペプチ ドを得た。 1 O m gの粗精製 MA L P— 2 を、 SP 250/10 Nucleosil 300-7 C8 column (Macherey&Nagel社製) を用いて 逆相 H P L Cによりバッチ処理してさらに精製し、 0. 1 %のトリフル ォロ酢酸を含んだ水 Z 2—プロパノールの直線的グラジェントにより 4 0°Cで溶出し、 活性溶出画分を N 0解離分析によりモニターし、 最終生 成物は質量分析、 及び、 正確なペプチド含量を決定するためのをァミノ 酸分析により特徴づけられた。 これら MAL P— 2を水 / 2—プロパノ —ル 1 : 1 (容積比) の溶液を用い 1 mgZm 1 の濃度に調整し、 4 °C で保存した。
実施例 1 4 (C H 3 ZH e Jマウスの腹腔マク口ファージのリボタンパ ク/リポぺプチドに対する応答性)
CH 3 ZH e J 由来のエンド トキシン低応答性マウスから P E C (腹 腔滲出細胞) を単離し、 これら P E C ( 6 X 1 05 ) を 5 %の F C Sと 2 5 Mの 2 —メルカプトエタノールを含んだダルベッコ M E M培地 (DM EM) 1. 2 5 m 1 の入った 2 4穴細胞培養プレート中で 3 7 °C にて一晩培養した。 この培養物から非付着細胞を取り除き、 新しい培養 液に交換して腹膜マクロファージを調製した。 各種濃度 ( 0. 1、 1、 1 0、 1 02、 1 03、 1 04、 1 05又は 1 06 p g /m l ) の実施例 8 の方法により得られた R— MAL P— 2又は S— MAL P— 2と、 濃度 3 0 u n i t Zm l の組換えイン夕一フエロンーァ ( r I F N - r ) の 共存下に、 上記腹膜マクロファージを培養し、 培養上清中の N〇2―、 T N F - α及び I L— 6の産生量を測定した (図 2 2 )。 TN F— αは培養 から 3時間後に E L I S A (G e n z ym e社製) によって、 I L一 6 は培養から 2 1時間後に E L I S A (E ND O G E N社製) によって、 N02—は培養から 4 6時間後に N02/N03アツセィキッ ト (同仁科 学研究所社製) を使用した G r e i s s法によってそれぞれ測定した。 これらの結果から、 S— M A L P— 2より R— M AL P— 2の方が、 腹 膜マクロファージに対してより高い特異活性を示すことがわかった。 実施例 1 5 (ヒ ト単球のリポタンパク Zリポペプチドに対する応答性) 健康なヒ トから得られた単球を洗浄後、 実験に用いた。 実施例 1 3の 方法により得られた R— MAL P— 2又は S— — 2の各種濃度
( 0. 1、 1、 1 0、 1 02、 1 03、 1 04又は 1 05 p g Zm l ) 下、 ヒ ト単球 ( 7. 5 X 1 05) を 2 0時間刺激した。 刺激後、 I L— 8、 MC P— 1及び TN F— αの産生量を E L I S Aにより測定した (図 2 3 )。 この結果から、 実施例 1 4のマウス由来のマクロファージの場合と 同様に、 S— MAL P— 2より R— MAL P— 2の方がマク口ファージ 等に分化する前のヒ ト単球に対してより高い特異活性を示すことがわか つた。
実施例 1 6 (T L R 2ノ ックアウ トマウスのリポタンパク/リポぺプチ ド不応答性) 野生型マウス (野生型)、 T L R 2 ノックアウ トマウス (T L R 2 — Z 一)、 T L R 4ノックアウ トマウス (T L R 4— Z—)、 My D 8 8 ノ ッ クアウ トマウス (M y D 8 8 — Z—) のそれぞれの腹膜マクロファージ のリポタンパク/リポぺプチドに対する応答性を、 マイコプラズマ由来 の M A L P— 2を用いて調べた。 それぞれのマウスの腹膜マクロファー ジを実施例 1 4と同様の方法により単離し、 各腹膜マクロファージを r I N F r ( 3 0 u n i t / m 1 ) の存在下 (図 2 4 B及び D) 又は非存 在下 (図 2 4 A及び C) において、 実施例 1 3より得られた各種濃度 ( 0、 0. 1 、 1、 1 0、 1 02、 1 03又は 1 04 p g Zm l ) の R— MA L P— 2又は S— M A L P— 2 といつ しょに 2 4時間培養した。 培養後、 培養上清中の TN F— α及び NO 2—の産生量を測定した (図 2 4 )。
上記の結果から、 野生型マウス及び T L R 4欠損マウスの腹膜マク口 ファージは、 R— MAL P— 2の投与量に応じて TN F— αや N〇 2—の 産生を増加しているのに対して、 T L R 2欠損マウス及び M y D 8 8欠 損マウスの腹腔マクロファージでは TN F— αも N 02—も産生してい なかった (図 2 4 A及び B)。 また、 S— MAL P— 2においても同様の 結果が得られた (図 2 4 C及び D )。 その他、 R— MA L P— 2又は S— MAL P— 2刺激による I L一 6産生も、 T L R 2欠損マウス及び M y D 8 8欠損マウスの腹腔マク口ファージでは不応答性であることが確認 された (図示せず)。 以上のことから、 R— MAL P— 2等のマイコプラ ズマ由来のリポタンパク Zリポペプチドが T L R 2及び M y D 8 8を介 してマクロファージを活性化することがわかった。
実施例 1 7 (リポタンパクノリポペプチド刺激によるイ ンビトロでのキ ナーゼアツセィ及びウエスタンブロッ ト)
実施例 1 6の結果から、 リポタンパク Zリポペプチドが細胞内シグナ ル伝達分子を活性化するかどうかを調べるために、 上記 4種のマウスの 腹腔マクロファージ ( 1 X 1 06) を、 0. 3 n g Zm l の R— MA L P— 2で 1 0分間刺激し、 実施例 1 2 と同様に抗 I R A K抗体を用いて インビトロキナーゼアツセィ (図 2 5 Aの A u t o) 及びウエスタンブ ロッ ト分析 (図 2 5 Aの WB) や電気泳動移動度シフ ト分析 (図 2 5 B) を行った。 また、 抗 J NK 1抗体を用いたインビトロキナーゼアツセィ (図 2 5 Cの A u t o ) 及びウエスタンブロッ ト分析 (図 2 5 Cの WB) を行った。 これらの結果から、 T L R 2 ノックアウ トマウス及び My D 8 8ノックァゥ トマウスのマクロファ一ジにおいて、 に対する I RA :、 N F— κ B及び J NKの活性化が確認できなかった。 以上の ことから、 マイコプラズマ由来のリポタンパク Zリボペプチドは、 T L R 2及び M y D 8 8シグナル伝達経路を介して生体反応を引き起こして いることが明かとなった。 産業上の利用可能性
本発明の細菌菌体成分不応答性モデル動物である、 My D 8 8 ノック アウ トマウスは、 グラム陰性細菌由来のエンド トキシンや、 グラム陽性 菌由来のペプチドダリカン、 リポティコ酸、 結核菌溶解物等のグラム陽 性菌の細胞壁成分や、 リポタンパクノリポベプチドなどに対して不応答 性であり、 また、 T L R 2 ノックアウ トマウスは、 グラム陽性菌等の細 胞壁成分ペプチドダリカンや、 リポタンパク Zリポペプチド等に対して 不応答性であり、グラム陽性菌細胞壁画分に対して低応答性であるため、 これらのノックアウ トマウスを用いることによって、 グラム陽性菌の細 胞壁成分であるべプチドグリカンや、 リポタンパク Zリポペプチド等の 選択的成分のシグナル受容体に対して有用な情報や、 細菌感染症に対す る促進物質又は抑制物質、 T L R 2に対するァゴニス トやアン夕ゴニス 卜などの細菌菌体成分に対する応答性の促進物質又は抑制物質のスク リ —ニングゃ、 被検物質のエンド トキシン活性、 I L 一 1活性、 I L 一 1 8活性を評価や、 被検物質中の細菌菌体成分の検出が可能となり、 ひい ては、 これらエンド トキシン等の細菌細胞壁成分、 I L— 1 、 I L— 1 8又はこれらのレセプターの過剰な産生等に起因する疾病に対する薬剤 の開発に有用な情報や、 マイコプラズマ属ゃスピロへ一夕属等の細菌に よる感染成立の分子機構の解明及び感染症への新たな治療薬の開発に有 用な情報を得ることができる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 細菌菌体成分であるリポタンパク /リポぺプチドに対して不応答性 であることを特徴とする細菌菌体成分不応答性モデル非ヒ ト動物。
2 . リポタンパク/リポペプチドが、 マイコプラズマ属に属する細菌に 由来するマクロファージ活性化リポベプチドであることを特徴とする請 求項 1記載の細菌菌体成分不応答性モデル非ヒ 卜動物。
3 . 細菌菌体成分であるべプチドグリ力ンに対して不応答性であること を特徴とする請求項 1又は 2記載の細菌菌体成分不応答性モデル非ヒ ト 動物。
4 . グラム陽性菌細胞壁画分に対して低応答性であることを特徴とする 請求項 1 〜 3のいずれか記載の細菌菌体成分不応答性モデル非ヒ ト動物
5 . 細菌菌体成分であるェンド トキシンに対して不応答性であることを 特徴とする請求項 1 〜 4のいずれか記載の細菌菌体成分不応答性モデル 非ヒ ト動物。
6 . 細菌菌体成分であるリポティコ酸に対して不応答性であることを特 徴とする請求項 1 〜 5のいずれか記載の細菌菌体成分不応答性モデル非 ヒト動物。
7 . 細菌菌体成分である結核菌溶解物に対して不応答性であることを特 徴とする請求項 1 〜 6のいずれか記載の細菌菌体成分不応答性モデル非 ヒ ト動物。
8 . 請求項 1 〜 4のいずれか記載の細菌菌体成分不応答性モデル非ヒ ト 動物が、 T L R 2遺伝子機能が染色体上で欠損した非ヒ ト動物であるこ とを特徴とする細菌菌体成分不応答性モデル非ヒ ト動物。
9 . 請求項 1 〜 7のいずれか記載の細菌菌体成分不応答性モデル非ヒ ト 動物が、 M y D 8 8遺伝子機能が染色体上で欠損した非ヒ ト動物である ことを特徴とする細菌菌体成分不応答性モデル非ヒ ト動物。
1 0 . 非ヒ ト動物が、 齧歯目動物であることを特徴とする請求項 1 〜 9 のいずれか記載の細菌菌体成分不応答性モデル非ヒ 卜動物。
1 1 . 齧歯目動物が、 マウスであることを特徴とする請求項 1 0記載の 細菌菌体成分不応答性モデル非ヒ ト動物。
1 2 . 請求項 1 〜 1 1 のいずれか記載の細菌菌体成分に対して不応答性 である非ヒ ト動物から得られるマクロファージ又は脾臓細胞と被検物質 とをあらかじめインビト口で接触せしめた後、 該マクロファージ又は脾 臓細胞を細菌菌体成分の存在下で培養し、 該マク口ファージ又は脾臓細 胞のマクロファ一ジ活性又は脾臓細胞活性の程度を測定 · 評価すること を特徴とする細菌菌体成分に対する応答性の抑制物質又は促進物質のス クリ一ニング方法。
1 3 . 請求項 1 〜 1 1 のいずれか記載の細菌菌体成分に対して不応答性 である非ヒ ト動物から得られるマクロファージ又は脾臓細胞と細菌菌体 成分とをあらかじめインビトロで接触せしめた後、 該マクロファージ又 は脾臓細胞を被検物質の存在下で培養し、 該マクロファージ又は脾臓細 胞のマク口ファージ活性又は脾臓細胞活性の程度を測定 · 評価すること を特徴とする細菌菌体成分に対する応答性の抑制物質又は促進物質のス クリ一ニング方法。
1 4 . 請求項 1 〜 1 1 のいずれか記載の細菌菌体成分に対して不応答性 である非ヒ ト動物にあらかじめ被検物質を投与した後、 該非ヒ ト動物か ら得られるマクロファージ又は脾臓細胞を細菌菌体成分の存在下で培養 し、 該マクロファ一ジ又は脾臓細胞のマクロファ一ジ活性又は脾臓細胞 活性の程度を測定 · 評価することを特徴とする細菌菌体成分に対する応 答性の抑制物質又は促進物質のスクリーニング方法。
1 5 . 請求項 1 〜 1 1 のいずれか記載の細菌菌体成分に対して不応答性 である非ヒ ト動物にあらかじめ被検物質を投与した後、 該非ヒ 卜動物を 細菌により感染させ、 該非ヒ ト動物から得られるマクロファージ又は脾 臓細胞のマクロファージ活性又は脾臓細胞活性の程度を測定 · 評価する ことを特徴とする細菌菌体成分に対する応答性の抑制物質又は促進物質 のスクリーニング方法。
1 6 . 請求項 1 〜 1 1 のいずれか記載の細菌菌体成分に対して不応答性 である非ヒ ト動物をあらかじめ細菌により感染させた後、 該非ヒ ト動物 から得られるマクロファージ又は脾臓細胞を被検物質の存在下で培養し、 該マクロファージ又は脾臓細胞のマク口ファージ活性又は脾臓細胞活性 の程度を測定 · 評価することを特徴とする細菌菌体成分に対する応答性 の抑制物質又は促進物質のスクリーニング方法。
1 7 . 請求項 1 〜 1 1 のいずれか記載の細菌菌体成分に対して不応答性 である非ヒ ト動物をあらかじめ細菌により感染させた後、 該非ヒ ト動物 に被検物質を投与し、 該非ヒ ト動物から得られるマクロファージ又は脾 臓細胞のマク口ファージ活性又は脾臓細胞活性の程度を測定 · 評価する ことを特徴とする細菌菌体成分に対する応答性の抑制物質又は促進物質 のスクリーニング方法。
1 8 . 請求項 1 〜 1 1のいずれか記載の細菌菌体成分に対して不応答性 である非ヒ 卜動物にあらかじめ被検物質を投与した後、 該非ヒ ト動物を 細菌により感染させ、 該非ヒ ト動物におけるマクロファージ活性又は脾 臓細胞活性の程度を測定 · 評価することを特徴とする細菌菌体成分に対 する応答性の抑制物質又は促進物質のスクリーニング方法。
1 9 . 請求項 1 〜 1 1 のいずれか記載の細菌菌体成分に対して不応答性 である非ヒ ト動物をあらかじめ細菌により感染させた後、 該非ヒ ト動物 に被検物質を投与し、 該非ヒ ト動物におけるマクロファージ活性又は脾 臓細胞活性の程度を測定 · 評価することを特徴とする細菌菌体成分に対 する応答性の抑制物質又は促進物質のスクリ一二ング方法。
2 0 . マクロファージ活性又は脾臓細胞活性の程度を測定 · 評価するに 際し、 対照として細菌菌体成分に対して不応答性である非ヒ ト動物と同 種の野生型非ヒ 卜動物の測定値と比較 · 評価することを特徴とする請求 項 1 2〜 1 9のいずれか記載の細菌菌体成分に対する応答性の抑制物質 又は促進物質のスクリーニング方法。
2 1 . マクロファージ活性の程度の測定 ' 評価が、 該マクロファージに おけるサイ トカイン及び Z又は亜硝酸イオンの産生量の測定 · 評価であ ることを特徴とする請求項 1 2〜 2 0のいずれか記載の細菌菌体成分に 対する応答性の抑制物質又は促進物質のスク リーニング方法。
2 2 . 脾臓細胞活性の程度の測定 ' 評価が、 該脾臓細胞における M H C クラス IIの発現量の測定 '評価であることを特徴とする請求項 1 2〜 2 0のいずれか記載の細菌菌体成分に対する応答性の抑制物質又は促進物 質のスクリ一ニング方法。
2 3 . 細菌菌体成分が、 リポタンパク Zリポペプチドであることを特徴 とする請求項 1 2〜 2 2のいずれか記載の細菌菌体成分に対する応答性 の抑制物質又は促進物質のスクリーニング方法。
2 4 . リポタンパク/リポペプチド力 マイコプラズマ属、 スピロへ一 夕属又はェセリシァ属に属する細菌の菌体成分由来のリポタンパク Zリ ポペプチドであることを特徴とする請求項 2 3記載の細菌菌体成分に対 する応答性の抑制物質又は促進物質のスクリ一二ング方法。
2 5 . 細菌菌体成分が、 ペプチドグリカンであることを特徴とする請求 項 1 2〜 2 2のいずれか記載の細菌菌体成分に対する応答性の抑制物質 又は促進物質のスク リ一ニング方法。
2 6 . 細菌菌体成分が、 エンド トキシンであることを特徴とする請求項 1 2〜 2 2のいずれか記載の細菌菌体成分に対する応答性の抑制物質又 は促進物質のスク リーニング方法。
2 7 . 細菌菌体成分が、 リポティコ酸であることを特徴とする請求項 1 2〜 2 2のいずれか記載の細菌菌体成分に対する応答性の抑制物質又は 促進物質のスクリーニング方法。
2 8 . 細菌菌体成分が、 結核菌溶解物であることを特徴とする請求項 1 2〜 2 2のいずれか記載の細菌菌体成分に対する応答性の抑制物質又は 促進物質のスクリーニング方法。
2 9 . 細菌菌体成分に対する応答性の抑制物質又は促進物質が、 細菌感 染症に対する抑制物質又は促進物質であることを特徴とする請求項 1 2 〜 2 8のいずれか記載の細菌菌体成分に対する応答性の抑制物質又は促 進物質のスクリ一二ング方法。
3 0 . 細菌菌体成分に対する応答性の抑制物質又は促進物質が、 T L R 2に対するァゴニス ト又はアン夕ゴニストであることを特徴とする請求 項 1 2〜2 8のいずれか記載の細菌菌体成分に対する応答性の抑制物質 又は促進物質のスクリ一ニング方法。
3 1 . 細菌菌体成分に対する応答性の抑制物質又は促進物質が、 インタ 一ロイキン一 1活性の抑制物質又は促進物質であることを特徴とする請 求項 1 2〜 2 8のいずれか記載の細菌菌体成分に対する応答性の抑制物 質又は促進物質のスクリーニング方法。
3 2 . 細菌菌体成分に対する応答性の抑制物質又は促進物質が、 インタ 一ロイキン— 1 8活性の抑制物質又は促進物質であることを特徴とする 請求項 1 2〜 2 8のいずれか記載の細菌菌体成分に対する応答性の抑制 物質又は促進物質のスクリーエング方法。
3 3 . 細菌菌体成分に対する応答性の抑制物質又は促進物質が、 I F N - r活性の抑制物質又は促進物質であることを特徴とする請求項 1 2〜 2 8のいずれか記載の細菌菌体成分に対する応答性の抑制物質又は促進 物質のスクリーニング方法。
3 4 . 細菌菌体成分に対する応答性の抑制物質又は促進物質が、 T N F 一 α活性の抑制物質又は促進物質であることを特徴とする請求項 1 2〜
2 8のいずれか記載の細菌菌体成分に対する応答性の抑制物質又は促進 物質のスクリーニング方法。
3 5 . 請求項 1 2〜 3 4のいずれか記載の細菌菌体成分に対する応答性 の抑制物質又は促進物質のスクリーニング方法により得られることを特 徴とする細菌菌体成分に対する応答性の抑制物質又は促進物質。
3 6 . 細菌菌体成分に対する応答性の抑制物質又は促進物質が、 細菌感 染症に対する抑制物質又は促進物質であることを特徴とする請求項 3 5 記載の細菌菌体成分に対する応答性の抑制物質又は促進物質。
3 7 . 細菌菌体成分に対する応答性の抑制物質又は促進物質が、 T L R 2に対するァゴニス ト又はアン夕ゴニス トであることを特徴とする請求 項 3 5記載の細菌菌体成分に対する応答性の抑制物質又は促進物質。
3 8 . 請求項 1 〜 1 1 のいずれか記載の細菌菌体成分に対して不応答性 である非ヒ 卜動物に被検物質を投与して、 該被検物質の生物活性を評価 することを特徴とする被検物質の評価方法。
3 9 . 請求項 1 〜 1 1 のいずれか記載の細菌菌体成分に対して不応答性 である非ヒ ト動物と、 該非ヒ 卜動物の野生型非ヒ 卜動物とにそれぞれ被 検物質を投与して、 該被検物質の生物活性を比較 · 評価することを特徴 とする被検物質の評価方法。
4 0 . 生物活性がエンド トキシン活性であることを特徴とする請求項 3 8又は 3 9記載の被検物質の評価方法。
4 1 . 生物活性がィン夕ーロイキン— 1活性であることを特徴とする請 求項 3 8又は 3 9記載の被検物質の評価方法。
4 2 . 生物活性がィン夕一ロイキン一 1 8活性であることを特徴とする 請求項 3 8又は 3 9記載の被検物質の評価方法。
4 3 . 請求項 1 〜 1 1 のいずれか記載の細菌菌体成分に対して不応答性 である非ヒ 卜動物に被検物質を投与して、 該被検物質中の細菌菌体成分 を検出することを特徴とする細菌菌体成分の検出方法。
4 4 . 請求項 1 〜 1 1 のいずれか記載の細菌菌体成分に対して不応答性 である非ヒ ト動物と、 該非ヒ ト動物の野生型非ヒ ト動物とにそれぞれ被 検物質を投与して、 該被検物質中の細菌菌体成分を検出することを特徴 とする細菌菌体成分の検出方法。
4 5 . 細菌菌体成分が、 リポタンパク Zリポペプチドであることを特徴 とする請求項 4 3又は 4 4記載の細菌菌体成分の検出方法。
4 6 . リポタンパク/リポペプチド力 、 マイコプラズマ属、 スピロへ一 夕属又はェセリシァ属に属する細菌の菌体成分由来のリポタンパクノリ ポペプチドであることを特徴とする請求項 4 5記載の細菌菌体成分の検 出方法。
4 7 . 細菌菌体成分が、 ペプチドダリカンであることを特徴とする請求 項 4 3又は 4 4記載の細菌菌体成分の検出方法。
4 8 . 細菌菌体成分が、 エンド トキシンであることを特徴とする請求項 4 3又は 4 4記載の細菌菌体成分の検出方法。
4 9 . 細菌菌体成分が、 リポティコ酸であることを特徴とする請求項 4 3又は 4 4記載の細菌菌体成分の検出方法。
5 0 . マウス遺伝子ライブラリ一からマウス E S Tクローン由来のプロ —ブを用いてスクリーニングすることにより得られた T L R 2遺伝子の 細胞内領域を含むェクソン部位の全部又は一部の遺伝子フラグメントを ポリ Aシグナルとマーカ一遺伝子をもつプラスミ ドに置換して夕一ゲッ ティ ングベクターを構築し、 該夕ーゲッティ ングベクタ一を線状化した 後胚幹細胞に導入し、 T L R 2遺伝子機能を欠損した標的胚幹細胞を、 マウスの胚盤胞中にマイクロインジェクショ ンしキメラマウスを作製し、 このキメラマウスと野生型マウスとを交配させてヘテロ接合体マウスを 作製し、 かかるヘテロ接合体マウスをィンタークロスすることによって 得られることを特徴とする T L R 2 ノ ックァゥ トマウス。
5 1 . マウス遺伝子ライブラリ一からマウス E S Tクロ一ン由来のプロ ーブを用いてスクリーニングすることにより得られた M y D 8 8遺伝子 領域の C末端部分をコ一ドした 2つのェクソン領域の全部又は一部の遺 伝子フラグメントを、 ポリ Aシグナルとマーカー遺伝子をもつプラスミ ドに置換して夕ーゲッティ ングベクターを構築し、 該夕ーゲッティ ング ベクタ一を線状化した後胚幹細胞に導入し、 M y D 8 8遺伝子機能を欠 損した標的胚幹細胞を、 マウスの胚盤胞中にマイクロインジェクショ ン しキメラマウスを作製し、 このキメラマウスと野生型マウスとを交配さ せてヘテロ接合体マウスを作製し、 かかるヘテロ接合体マウスをィン夕 —クロスすることによつて得られることを特徴とする M y D 8 8 ノック アウ トマウス。
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