WO2005063992A1 - 新規血清型のストレプトコッカス ミュータンスおよびその利用 - Google Patents

新規血清型のストレプトコッカス ミュータンスおよびその利用 Download PDF

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serotype
streptococcus mutans
mutans
detecting
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Takashi Ooshima
Kazuhiko Nakano
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Suntory Ltd
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    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/11DNA or RNA fragments; Modified forms thereof; Non-coding nucleic acids having a biological activity
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
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    • G01N33/53Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/569Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor for microorganisms, e.g. protozoa, bacteria, viruses
    • G01N33/56911Bacteria
    • G01N33/56944Streptococcus
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/195Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from bacteria
    • C07K14/315Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from bacteria from Streptococcus (G), e.g. Enterococci

Definitions

  • the present invention relates to a novel serotype of Streptococcus mutans (S. mutans), an antibody specific to the novel serotype, a method for producing the antibody, and a novel method using the antibody. Methods and kits for detecting strains; and
  • the present invention relates to a polynucleotide encoding an enzyme involved in the biosynthesis of a polysaccharide antigen specific to a novel serotype strain of mutans, a method and a kit for detecting the novel strain using the polynucleotide. Specifically, hybridization is performed by immunoreacting the antibody with the surface polysaccharide antigen extracted from the subject sample, or using the polynucleotide to the genomic DNA extracted from the subject sample.
  • the present invention relates to a method for detecting the presence of a novel serotype strain of S. mutans in a subject by performing or performing a PCR reaction using the above polynucleotide, and a kit for performing the detection method.
  • Streptococcus mutans force Famous as a causative bacterium of caries (cavities).
  • Caries is a disease in which teeth are eluted by the acid generated by S. mutans.
  • S. mutans proliferates in the oral cavity and secretes the enzyme dalcosyltransferase. This enzyme breaks down sugars in food to produce insoluble polysaccharide glucans. The produced glucan adheres to the tooth surface together with the S. mutans cells to form plaque (plaque).
  • S. mutans metabolizes sugars in plaques to produce acids such as lactic acid. This acid elutes the enamel calcium on the tooth surface and, as a result, caries progresses.
  • caries is one of the important diseases in the dental field, and research on the treatment and prevention of caries has been advanced.
  • RNA RNA
  • rRNA RNA
  • Mutans streptococci are based on the composition of their cell wall polysaccharides and the differences in their linkages.
  • Type d, g Streptococcus cncetus serotype a, Streptococcus rattus (serotype b), Streptococcus ferus (serotype c), Streptococcus macacae (serotype c), and Streptococcus downei (serotype h) in total of eight sera Classified into types.
  • S. mutans may be separated from the blood of patients with infectious endocarditis (IE).
  • Infectious endocarditis is one of the best known systemic diseases in the dental field. Infective endocarditis is a fatal infection that is predisposed to patients who have undergone heart valve replacement or have congenital malformations in the heart. Infectious endocarditis is caused by the invasion of the causative bacteria into the patient's blood by dental treatment, forming a bacterial mass on the endocardium and causing inflammation.
  • the causative bacterium is often a streptococci present in the oral cavity (especially Streptococcus sanguinis), but S. mutans can also be mentioned as a causative bacterium.
  • antibiotics are used to prevent infectious endocarditis.
  • sacillin a benicillin antibiotic
  • a benicillin antibiotic is available at a dose of 100 mg per dose for a 25 kg child. It is administered preoperatively in the form of powder or powder.
  • one strain is serotype e
  • one strain is serotype f
  • the remaining two strains are of known serotypes (c, e, or f). It did not belong to any, and was serologically undefined.
  • a serotype-specific polysaccharide antigen that determines the serotype of the S. mutans strain is a rhamnose glucose polymer having a basic rhamnose skeleton and an ⁇ - or ⁇ -linked darcoside group side chain.
  • the serologic uncertainty of the TW295 and TW871 strains was shown to be due to a decrease in the amount of glucose side chains in the sera-specific polysaccharide antigen.
  • the serotype-specific polysaccharide antigens in the serologically variable strains (for convenience referred to as serotyped strains of S. mutans) TW295 and TW871 bind to the gluA gene (the immediate precursor of the glucose side chain donor).
  • the serotype of the S. mutans strain has been shown to have as high hydrophobicity and sucrose-dependent adhesive ability as the strain isolated from the oral cavity, and to be less susceptible to phagocytosis. It was revealed.
  • the serotype of S. mutans is stable in blood, and as a result, patients infected with the serotype of S. mutans may develop infectious endocarditis. Is considered high. S. mutans serotypes are thought to be important from the perspective of preventing the development of infectious endocarditis, which can result in death. Identification is particularly desired.
  • An object of the present invention is to provide a method for separating and identifying the serotype-variable strain of S. mutans, and for efficiently and efficiently determining whether or not the strain is present in a subject. Disclosure of the invention
  • the present inventors have conducted intensive studies in view of the above problems, and as a result, by improving the immunization method, obtained an antiserum against an S. mutans serovar, and obtained a S. mutans serovar.
  • a new serotype (type k).
  • the present inventors PCR-amplify a tissue sample obtained from a subject using primers designed based on a nucleotide sequence specific to a k-type strain of S. mutans found in rgpF. As a result, the present inventors have found that it is possible to effectively and efficiently detect the presence of an indeterminate serotype of S. mutans in the subject, and have completed the present invention.
  • the polynucleotide of the present invention or a fragment thereof is a base sequence specific to a Streptococcus myutans strain in which the amount of glucose side chains of a serotype-specific polysaccharide antigen of Streptococcus mutans is reduced, or a complementary sequence of the base sequence. It is characterized by including.
  • the polynucleotide or a fragment thereof of the present invention is a polynucleotide encoding a polypeptide that reduces the glucose side chain amount of a Streptococcus mutans-specific polysaccharide antigen.
  • the polynucleotide is a polynucleotide characterized by its strength.
  • the polynucleotide may also include
  • the polynucleotide comprises a nucleotide sequence represented by any one of SEQ ID NOS: 1 to 4.
  • the oligonucleotide of the present invention is serotype-specific for Streptococcus mutans. It is characterized by containing a base sequence specific to the Streptococcus mutans strain in which the amount of the glucose side chain of the polysaccharide antigen is reduced or a complementary sequence of the base sequence.
  • the oligonucleotide is characterized by containing at least 12 consecutive nucleotide sequences of the nucleotide sequence shown in any one of SEQ ID NOs: 1 to 4, or a complementary sequence thereof.
  • the oligonucleotide preferably contains the nucleotide sequence shown in SEQ ID NOS: 8 to 10 or a complementary sequence thereof.
  • the polypeptide of the present invention is characterized in that the amount of a glucose side chain of a Streptococcus mutans-specific polysaccharide antigen is reduced.
  • the polypeptide of the present invention is characterized by being encoded by the polynucleotide or a fragment thereof.
  • polypeptide of the present invention is characterized in that it is encoded by a polynucleotide consisting of the nucleotide sequence shown in any one of SEQ ID NOS: 1 to 4.
  • the Streptococcus mutans strain of the present invention is characterized in that the amount of glucose side chain of the Streptococcus mutans-specific polysaccharide antigen is reduced.
  • the Streptococcus mutans strain of the present invention is a novel serotype in which the amount of the glucose side chain of the serotype-specific polysaccharide antigen of Streptococcus mutans is reduced.
  • the Streptococcus mutans strain of the present invention preferably has the above-mentioned polynucleotide,
  • Streptococcus mutans strain of the present invention preferably expresses the above polypeptide.
  • the present invention relates to Streptococcus mutans having a known serotype. It is possible to provide new strains and to provide a Streptococcus mutans strain useful for treating and / or preventing a powerful disease that cannot be elucidated only by Streptococcus mutans having a known serotype.
  • the antibody of the present invention provides a Streptococcus in which the amount of a glucose side chain of a polysaccharide antigen specific to a serotype c, e, or f strain of Streptococcus mutans is reduced. It is characterized by specifically binding to the polysaccharide antigen of the mutans strain.
  • the antibody of the present invention is characterized in that it binds to a polysaccharide antigen specific to a Streptococcus mutans strain in which the amount of glucose side chains of a serotype-specific polysaccharide antigen of Streptococcus mutans is reduced.
  • the antibody of the present invention is characterized in that it specifically binds to the serotype-specific polysaccharide antigen of the above Streptococcus mutans strain.
  • the method of the present invention for detecting a Streptococcus mutans strain in a subject sample includes a step of performing a PCR reaction using the above oligonucleotide as a primer.
  • the method of the present invention for detecting a Streptococcus mutans strain in a subject sample comprises the steps of separating bacteria from the subject sample and extracting genomic DNA or total RNA of the separated bacteria. Is further included.
  • the tissue sample is preferably obtained from blood, saliva, or plaque.
  • the primer comprises an oligonucleotide having a nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 8 and a nucleotide represented by SEQ ID NO: 9 or 10 It is preferable that the oligonucleotide has an arraying power. That is, according to the above configuration, the presence of a gene encoding an enzyme important for the biosynthesis of a serotype-specific polysaccharide antigen of a Streptococcus mutans strain having a novel serotype is detected, and the presence of the novel serotype strain is detected. You can know.
  • the method for detecting a Streptococcus mutans strain in a subject sample of the present invention comprises, in order to solve the above-mentioned problems, a step of performing a hybridization reaction using the oligonucleotide as a probe. It is characterized by including.
  • the method for detecting a Streptococcus mutans strain in a subject sample of the present invention comprises the steps of separating bacteria from the subject sample and extracting genomic DNA or total RNA of the separated bacteria. Is further included.
  • the tissue sample is preferably obtained from blood, saliva, or plaque.
  • the oligonucleotide preferably comprises a base sequence represented by any one of SEQ ID NOS: 8 to 10.
  • the step of isolating the bacterium uses the antibody.
  • the method of the present invention for determining the serotype of Streptococcus mutans by the hybridization reaction is intended to solve the above-mentioned problems by using the Streptococcus mutans probe as a probe used in the hybridization reaction.
  • An oligonucleotide containing a nucleotide sequence specific to the Streptococcus mutans strain in which the amount of glucose side chains of the serotype specific polysaccharide antigen is reduced or a complementary sequence of the nucleotide sequence is used, and the specific nucleotide sequence described above is used. It is characterized in that it is a nucleotide sequence that is at least 12 consecutive nucleotide sequences of any one of SEQ ID NOs: 1 to 4.
  • the method of the present invention for determining the serotype of Streptococcus mutans by a hybridization reaction further comprises the step of using the serotype of Streptococcus mutans as a probe used in the hybridization reaction.
  • the nucleotide sequence having at least 12 consecutive nucleotide sequences specific to the strain c, e or f is characterized in that an oligonucleotide containing a complementary sequence of the nucleotide sequence is used.
  • the method of the present invention for determining the serotype of Streptococcus mutans by a hybridization reaction further comprises obtaining chromosomal DNA or total RNA from a tissue sample of the subject. You.
  • the method for determining a serotype of Streptococcus mutans by a hybridization reaction of the present invention is further characterized in that the tissue sample is obtained from blood, saliva, or plaque.
  • the method for determining the serotype of Streptococcus mutans by the hybridization reaction of the present invention of the present invention comprises a step of separating bacteria from saliva, saliva or plaque. It is characterized by
  • the method of the present invention for detecting a Streptococcus mutans strain in which the amount of the stalk-specific polysaccharide antigen of Streptococcus mutans sarcoid antigen is reduced in the side chain of the Streptococcus mutans strain is intended to solve the above-mentioned problems. And a step of carrying out an immune reaction using the method.
  • the method for detecting a Streptococcus mutans strain in a subject sample of the present invention comprises:
  • the method of the present invention for determining the serotype of a Streptococcus mutans strain in a subject is characterized by using the above-described method for detecting a Streptococcus mutans strain.
  • the method of the present invention for determining the serotype of S. mutans by the PCR reaction comprises, as a primer used in the PCR reaction, a serotype-specific polysaccharide of S. mutans to solve the above-mentioned problems.
  • a specific nucleotide sequence of the S. mutans strain in which the amount of the glucose side chain of the antigen has been reduced or an oligonucleotide containing a complementary sequence of the nucleotide sequence is used. 4.
  • the method of the present invention for determining a serotype of Streptococcus mutans by a PCR reaction further comprises, as a primer used in the PCR reaction, a strain of serotype c, e or f of Streptococcus mutans An oligonucleotide containing at least 12 consecutive base sequences of a base sequence specific to or a complementary sequence to the base sequence is used.
  • the method of the present invention for determining the serotype of Streptococcus mutans by a PCR reaction further comprises obtaining chromosomal DNA or total RNA from a tissue sample of a subject.
  • the method of the present invention for determining the serotype of Streptococcus mutans by a PCR reaction is further characterized in that the tissue sample is obtained from blood, saliva, or plaque.
  • the method for determining the serotype of Streptococcus mutans by the PCR reaction of the present invention is characterized by including a step of separating bacteria from saliva, saliva or plaque.
  • a Streptococcus mutans serotype excellent in specifically detecting a Streptococcus mutans strain in which the amount of the dulcorse tsukuda j chain of the serotype-specific polysaccharide antigen of Streptococcus mutans is reduced is provided.
  • a method of determining can be provided.
  • the method of the present invention for determining the serotype of Streptococcus mutans in order to solve the above-described problems, has a reduced amount of the glucose side chain of the serotype-specific polysaccharide antigen of Streptococcus mutans. Characterized by using an antibody that specifically binds to the strain of the strain.
  • the method for determining the serotype of Streptococcus mutans of the present invention further comprises the step of specifically determining the amount of the glucose side chain of the serotype-specific polysaccharide antigen of Streptococcus mutans, which is specific to the Streptococcus mutans strain. It is characterized in that an antibody that binds to is used.
  • a Streptococcus mutans serotype excellent in specifically detecting a Streptococcus mutans strain in which the amount of the dulcose tsukuda j chain of the serotype-specific polysaccharide antigen of Streptococcus mutans is reduced is excellent.
  • a method of determining can be provided.
  • the screening method of the Streptococcus mutans strain of the present invention is characterized by using the above-described method for detecting a Streptococcus mutans strain.
  • the method of the present invention for screening for a Streptococcus mutans strain in which the amount of the stalk-specific polysaccharide antigen of Streptococcus mutans mutated in the side chain of the glucosidase is reduced uses the above-described polynucleotide or a fragment thereof.
  • the method of screening for a Streptococcus mutans strain in which the amount of the side chain of the Dulcose of the Streptococcus mutans serotype-specific polysaccharide antigen of the present invention is reduced comprises the step of: It is characterized by being used.
  • the method of screening for a Streptococcus mutans strain of the present invention in which the amount of the side chain of the dulose of the serotype-specific polysaccharide antigen of Streptococcus mutans is reduced, the above-described polynucleotide or a fragment thereof is hybridized. It is characterized by being used in the Zession reaction.
  • a method of screening for a Streptococcus mutans strain of the present invention in which the amount of the side chain of the dulose of the serotype-specific polysaccharide antigen of Streptococcus mutans has been reduced uses the above antibody.
  • the Streptococcus mutans strain of the present invention is characterized by being obtained by the above-described screening method.
  • the Streptococcus mutans strain in which the amount of the stalk-specific polysaccharide antigen of the Streptococcus mutans serotype-specific polysaccharide antigen of the present invention is reduced is separated by the above-described screening method.
  • a Streptococcus mutans strain in which the amount of the side chain of the serotype-specific polysaccharide antigen of the Streptococcus mutans mutans of the present invention is reduced is screened by the above-mentioned screening method to solve the above-mentioned problems. Is characterized by
  • a Streptococcus mutans strain having a novel serotype can be further provided.
  • kits for detecting a Streptococcus mutans strain of the present invention is characterized by comprising the above-mentioned oligonucleotide.
  • the oligonucleotide is preferably an oligonucleotide having the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 9.
  • the kit for detecting a Streptococcus mutans strain of the present invention preferably further comprises an oligonucleotide having a nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 8.
  • the kit for detecting a Streptococcus mutans strain of the present invention preferably further comprises an oligonucleotide having the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 10.
  • the kit for detecting a Streptococcus mutans strain of the present invention can be used for PCR reaction or the like. Or for a hybridization reaction.
  • the kit for determining the serotype of Streptococcus mutans of the present invention has reduced the amount of glucose side chains of the serotype-specific polysaccharide antigen of Streptococcus mutans in order to solve the above problems.
  • the base sequence that is specific to the Streptococcus mutans strain is provided with an oligonucleotide containing a complementary sequence to the base sequence, and the specific base sequence is any one of SEQ ID NOs: 1 to 4. Characterized in that it is a nucleotide sequence that is at least 12 consecutive nucleotide sequences of the nucleotide sequence shown in (1).
  • the kit for determining the serotype of Streptococcus mutans according to the present invention further comprises at least 12 base sequences specific to strains of serotype c, e, or f of Streptococcus mutans
  • An oligonucleotide comprising a continuous base sequence or its complementary sequence is provided.
  • the kit for determining a serotype of Streptococcus mutans of the present invention further comprises a reagent for obtaining chromosomal DNA or total RNA from a tissue sample of a subject, You.
  • the kit for determining the serotype of Streptococcus mutans of the present invention is characterized in that the tissue sample is obtained from blood, saliva, or plaque.
  • the kit for determining the serotype of Streptococcus mutans of the present invention further comprises a reagent for separating bacteria from saliva or plaque.
  • the kit for determining a serotype of Streptococcus mutans of the present invention further comprises a reagent for use in a PCR reaction.
  • the kit for determining the serotype of Streptococcus mutans of the present invention further comprises a reagent for use in a hybridization reaction.
  • the kit for determining the serotype of Streptococcus mutans of the present invention is further characterized in that the oligonucleotide is labeled.
  • the serotype specific polysaccharide antigen of Streptococcus mutans A kit for judging the serotype of Streptococcus mutans, which is excellent in specifically detecting Streptococcus mutans strains in which the amount of the kuzukuda j-chain is reduced, can be provided.
  • the kit for determining the serotype of Streptococcus mutans of the present invention has a reduced amount of glucose side chains of the serotype-specific polysaccharide antigen of Streptococcus mutans in order to solve the above problems.
  • An antibody that specifically binds to a Streptococcus mutans strain is provided.
  • the kit for determining the serotype of Streptococcus mutans of the present invention comprises the above-mentioned antibody that specifically binds to a Streptococcus mutans strain having a novel serotype. .
  • the kit for determining the serotype of Streptococcus mutans of the present invention further comprises a Streptococcus mutans strain in which the amount of the glucose side chain of the serotype-specific polysaccharide antigen of Streptococcus mutans is reduced. It is characterized by having an antibody that specifically binds to a polysaccharide antigen.
  • a Streptococcus mutans strain in which the amount of the side chain of the Dulcose of the serotype-specific polysaccharide antigen of Streptococcus mutans is reduced that is, a Streptococcus mutans strain having a novel serotype is specifically detected.
  • a particularly excellent kit for determining the serotype of Streptococcus mutans can be provided.
  • the method for producing an antibody of the present invention is characterized by improving a conventional immunization method to solve the above-mentioned problems.
  • the method for producing an antibody of the present invention includes a step of injecting the above-mentioned Streptococcus mutans strain suspended in phosphate-buffered physiological saline into the auricular pinna vein for 5 consecutive days. Is preferred,.
  • the method for producing an antibody of the present invention comprises repeating the above Streptococcus mutans strain suspended in phosphate-buffered saline for 5 days a week for an additional 2 weeks after an interval of 1 week.
  • the method further comprises the step of injecting.
  • Streptococcus mutans strains in which the amount of the side chain of the Dulcose serotype-specific polysaccharide antigen of Streptococcus mutans is reduced, ie, specifically bind to Streptococcus mutans strains having a novel serotype A method for producing an antibody can be provided.
  • the bacteria detection device of the present invention is characterized in that an oligonucleotide containing a base sequence specific to a Streptococcus mutans strain having a novel serotype or a complementary sequence thereof is immobilized on a substrate.
  • the base sequence is a base sequence of a polynucleotide encoding an enzyme important for biosynthesis of a polysaccharide antigen specific to a Streptococcus mutans strain having a novel serotype. And at least 12 consecutive nucleotide sequences of
  • a Streptococcus mutans strain having a novel serotype contained in a sample can be detected and identified.
  • FIG. 1 A-E represents antiserum specific to S. mutans TW295 and antiserum specific to TW871, strain TW295, TW871, c-type, e-type and f-type.
  • FIG. 2 is a view showing a reaction with a run-to-landol (RR) antigen prepared from a type strain.
  • A-C is the expression of PA, CA-GTF and CF-GTF in S. mutans. It is a figure showing the result of a tongue plot.
  • FIG. 3 shows phagocytosis rates of oral and blood isolates of S. mutans.
  • FIG. 4 is a view showing the presence of a mutation by comparing the base sequence of the first half of the rgpF gene between serotypes c and k of S. mutans.
  • FIG. 5 is a diagram comparing the nucleotide sequences of the first half of the rgpF gene in serotypes c and k of S. mutans, and shows a continuation of FIG. 4.
  • FIG. 6 is a diagram comparing the nucleotide sequences of the first half of the rgpF gene in serotypes c and k of S. mutans, and shows the continuation of FIG.
  • FIG. 7 is a diagram comparing the base sequences of the first half of the rgpF gene in serotypes c and k of S. mutans, and shows the continuation of FIG. 6.
  • FIG. 8 is a diagram comparing the base sequences of the first half of the rgpF gene in serotypes c and k of S. mutans, and shows the continuation of FIG. 7.
  • FIG. 9 is a diagram comparing the nucleotide sequences of the first half of the rgpF gene in serotypes c and k of S. mutans, and shows the continuation of FIG.
  • FIG. 10 is a diagram comparing the nucleotide sequences of the first half of the rgpF gene in serotypes c and k of S. mutans, and shows the continuation of FIG.
  • FIG. 11 is a diagram comparing the base sequences of the first half of the rgpF gene in serotypes c and k of S. mutans, and shows a continuation of FIG. 10.
  • FIG. 12 is a diagram comparing the nucleotide sequences of the first half of the rgpF gene in serotypes c and k of S. mutans, and shows the continuation of FIG. 11.
  • FIG. 13 is a diagram comparing the base sequences of the first half of the rgpF gene in serotypes c and k of S. mutans, and shows a continuation of FIG.
  • FIG. 14 is a view in which the nucleotide sequences of the serotypes c and k of S. mutans were aligned and the nucleotide sequences of the first half of the rgpF gene were compared.
  • FIG. 15 is a view showing optimal PCR conditions.
  • FIG. 17 shows the results of PCR amplification using serotype-specific primers with S. mutans strains of various serotypes and genomic DNA extracted from various streptococcal strains as templates. .
  • FIG. 18 shows the results of PCR amplification using serotype-specific primers with genomic DNA from which saliva sample power was also extracted as a template.
  • FIG. 19 shows Western immunoblot detection of CA-GTF expression and CF-GTF expression in S. mutans.
  • the present inventors have isolated and characterized a new S. mutans strain of serotype k from human blood and oral samples.
  • the serological characteristics of the serotype k strain were found to be similar to those of the MT8148 gluA-inactivated mutant strain (MT8148GD).
  • MT8148GD has sucrose-dependent adhesion to glass surface, sucrose-independent adhesion to saliva-coated hydroxyapatite, dextran-binding activity, and ceU-associated darcosyltransferase (GTF) Significantly lower biological activity, such as activity, than the parent strain MT8148.
  • an antiserum against a serotype k strain of S. mutans was obtained by improving the conventional immunization method.
  • the sequence of the genes involved in the biosynthesis of the serotype-specific polysaccharide antigen of S. mutans strains was identified, and serotype k was compared with known strains. Mutations were identified in the sequence of the rgpF gene.
  • the present invention provides a polynucleotide encoding a polypeptide that reduces the glucose side chain content of a Streptococcus mutans-specific polysaccharide antigen.
  • a polypeptide that reduces the amount of the side chain of the Darcose of a Streptococcus mutans-specific polysaccharide antigen is “a polysaccharide specific to a serotype k S. mutans strain. It is used interchangeably with "a polypeptide involved in the biosynthesis of an antigen” or "a polypeptide involved in the biosynthesis of a serotype-specific polysaccharide antigen of a serotype k S. mutans strain”.
  • the present invention provides a polynucleotide having the nucleotide sequence shown in any one of SEQ ID NOs: 1 to 4, or a fragment thereof.
  • polynucleotide is used interchangeably with “nucleic acid” or “nucleic acid molecule,” and is intended to mean a polymer of a nucleotide.
  • base sequence is used interchangeably with “nucleic acid sequence” or “nucleotide sequence” and refers to deoxyribonucleotide. (Shown as A, G, C and T).
  • a polynucleotide or a fragment thereof comprising the nucleotide sequence shown in any one of SEQ ID NOs: 1 to 4" means each of the deoxynucleotides A, G, C and Z or T of SEQ ID NOs: 1 to 4.
  • a polynucleotide comprising the indicated sequence or a fragment thereof is contemplated.
  • the polynucleotide according to the present invention can exist in the form of RNA (eg, mRNA) or DNA (eg, cDNA or genomic DNA).
  • DNA can be double-stranded or single-stranded.
  • Single-stranded DNA or RNA can be the coding strand (also known as the sense strand) or it can be the non-coding strand (also known as the antisense strand).
  • oligonucleotide is intended to mean a linkage of several or dozens of nucleotides, and is used interchangeably with “polynucleotide”. Oligonucleotides are short, dinucleotides (dimers), trinucleotides (trimers) and V, and long ones are 30 or 100 mer with! /, And polymerize like! /, It is expressed by the number of nucleotides. Oligonucleotides may be produced as fragments of longer polynucleotides or may be chemically synthesized.
  • Fragments of the polynucleotides of the invention may be at least 12 nt (nucleotides), preferably about 15 nt, and more preferably at least about 20 nt, even more preferably at least about 30 nt, and even more preferably at least about 40 nt long. Fragments are intended. For example, ⁇ a fragment having a length of at least 2 Ont of the nucleotide sequence shown in any one of SEQ ID NOs: 1 to 4 '' is 20 or more of the nucleotide sequence shown in any one of SEQ ID NOs: 1 to 4. Fragments containing contiguous bases of are contemplated.
  • nucleotide sequence shown in any one of SEQ ID NOs: 1 to 4 is provided, so that those skilled in the art can easily produce such a DNA fragment.
  • restriction endonuclease cleavage or ultrasonic shearing can be readily used to create fragments of various sizes.
  • fragments can be made synthetically.
  • Biosystems Incorporated (ABI, 850 Lincoln Center Dr., Foster City, CA 94404) Synthesized by a 392 type synthesizer or the like.
  • the present invention relates to a polynucleotide involved in the biosynthesis of a polysaccharide antigen specific to a serotype k S. mutans strain.
  • the present invention relates to a polynucleotide which has at least 12 consecutive sequences of the base sequence shown in any one of SEQ ID NOS: 1 to 4 or a complementary sequence thereof, regardless of whether or not it encodes a peptide. Even if the particular polynucleotide does not encode a polypeptide involved in the biosynthesis of a polysaccharide antigen specific to a serotype k S.
  • mutans strain of serotype k one skilled in the art will appreciate that the polynucleotide power, e.g., polymerase, It is readily understood that it can be used as a primer for a chain reaction (PCR), or as a hybridization probe.
  • the polynucleotide of the present invention can specifically PCR-amplify a polynucleotide encoding a polypeptide involved in the biosynthesis of a polysaccharide antigen specific to a serotype k S. mutans strain.
  • polynucleotide encoding a polypeptide involved in the biosynthesis of a polysaccharide antigen specific to a serotype k S. mutans strain.
  • Other uses of the polynucleotides of the invention that do not encode a polypeptide involved in the biosynthesis of a polysaccharide antigen specific to the serotype k S. mutans strain include Verma, Human Chromosomes: a Manual of Basic
  • a portion of a polynucleotide that is "at least 20 nt in length” 20 or more adjacent nucleotides from the nucleotide sequence of the reference polynucleotide are contemplated.
  • such parts of the invention are used as primers for amplification of the target sequence by polymerase chain reaction (PCR) or as probes according to conventional DNA hybridization technology. Diagnostically useful.
  • the present invention relates to the polynucleotide of the present invention (for example, the base sequence shown in any one of SEQ ID NOS: 1 to 4) under stringent hybridization conditions.
  • stringent conditions, hybridization conditions refers to a hybridization solution (50% formamide, 5 ⁇ SSC (1 (Including 50 mM NaCl, 15 mM trisodium citrate), 50 mM sodium phosphate (pH 7.6), 5X dendenoate solution, 10% dextran sulfate, and 20 gZml of denatured sheared salmon sperm DNA) It is intended to wash the filters in 0.1 XS SC at about 65 ° C after incubation at 42 ° C.
  • nt nucleotides
  • a polynucleotide that hybridizes to about 30-70 nt is contemplated. These are useful as diagnostic primers and probes as discussed in more detail herein.
  • Polynucleotides of the invention that encode a polypeptide involved in the biosynthesis of the serotype-specific polysaccharide antigen of the S.
  • mutans strain of serotype k include, but are not limited to, the following: A polynucleotide encoding the amino acid sequence of a polypeptide; a coding sequence for a mature polypeptide and additional sequences (eg, a sequence encoding a leader sequence) (eg, a pre-protein sequence or a pro-protein sequence or a pre-protein sequence) Introns, non-coding 5 'and non-coding 3' sequences (eg, transcribed, untranslated sequences that play a role in transcription, mRNA processing (including splicing and polyadullation signals)); Additional coding sequences encoding amino acids.
  • a sequence encoding a polypeptide can be fused to a marker sequence (eg, a sequence encoding a peptide that facilitates purification of the fused polypeptide).
  • the chimeric amino acid sequence is a hexar histidine peptide (eg, a tag provided in a pQE vector (Qiagen, Inc.)); Many of them are publicly and Z or commercially available. Hexahistidine provides for convenient purification of the fusion protein, as described, for example, in Gentz et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 86: 821-824 (1989).
  • the ⁇ HA '' tag is another peptide useful for purification corresponding to the epitope from the influenza hemagglutinin (HA) protein, which is described by Wilson et al., Cell 37: 767 (1984). I have.
  • Other such fusion proteins are specific for the serotype k S. mutans strain fused to Fc at the N- or C-terminus. Includes polypeptides or fragments thereof involved in sugar antigen biosynthesis.
  • the polynucleotide of the present invention which encodes a polypeptide involved in the biosynthesis of a serotype-specific polysaccharide antigen of a serotype k S. mutans strain or a fragment thereof, is useful for growth in host cells. It can be linked to a vector containing a selectable marker. Generally, the plasmid vector is introduced in a precipitate, such as a calcium phosphate precipitate, or in a complex with a charged lipid. Further, as described in detail below, the DEAE dextran method and the electoration port method may be used. If the vector is a virus, the vector can be packaged in vitro using a suitable knocking cell line and then transduced into host cells.
  • the present invention further relates to a variant of the polynucleotide of the present invention, which encodes a polypeptide involved in the biosynthesis of a serotype-specific polysaccharide antigen of a serotype k S. mutans strain.
  • Variants can occur naturally, such as naturally occurring allelic variants.
  • allelic variant is intended one of several interchangeable forms of a gene that occupy a given locus on the chromosome of an organism.
  • Non-naturally occurring variants can be generated, for example, using mutagenesis techniques known in the art.
  • Such variants include those produced by one or several nucleotide substitutions, deletions or additions in the polynucleotides of the present invention. Substitutions, deletions, or substitutions can include one or more nucleotides. Variants can be altered in the coding or non-coding region, or both. Mutations in the coding region can produce conservative or non-conservative amino acid substitutions, deletions, or additions.
  • the polynucleotide according to the present invention may be at least a force containing the nucleotide sequence shown in any one of SEQ ID NOs: 1 to 4 or a mutant thereof.
  • the base sequence of the polynucleotide according to the present invention may be linked by a polynucleotide encoding an appropriate linker peptide.
  • an object of the present invention is to provide a polynucleotide encoding a polypeptide involved in biosynthesis of a polysaccharide antigen specific to a serotype k S. mutans strain, and a polynucleotide used for detecting the polynucleotide. It is intended to provide nucleotides (oligonucleotides), and may not be included in the polynucleotide production method and the like specifically described in this specification. Absent. Therefore, a polynucleotide encoding a polypeptide involved in the biosynthesis of a polysaccharide antigen specific to a serotype k S. mutans strain obtained by a method other than those described above, and used for detecting the polynucleotide. It should be noted that polynucleotides (oligonucleotides) that fall within the scope of the present invention.
  • the present inventors have discovered a novel serotype (k-type) strain of S. mutans, and have found that there is a mutation in rgpF, one of the enzymes involved in the biosynthesis of the polysaccharide antigen that defines this serotype.
  • k-type a novel serotype strain of S. mutans
  • polypeptide is used interchangeably with “peptide” or "protein.”
  • a “fragment” of a polypeptide is intended to be a partial fragment of the polypeptide.
  • the polypeptides of the present invention may also be isolated from natural sources or may be chemically synthesized.
  • isolated polypeptide or protein is intended to refer to a polypeptide or protein that has been removed from its natural environment.
  • recombinantly produced polypeptides and proteins expressed in a host cell can be isolated, as can native or recombinant polypeptides and proteins that have been substantially purified by any suitable technique. It is thought that there is.
  • the polypeptides of the present invention include natural purified products, products of chemical synthesis procedures, and prokaryotic or eukaryotic hosts (eg, bacterial cells, yeast cells, higher plant cells, insect cells, and Includes products produced by recombinant techniques (including mammalian cells).
  • prokaryotic or eukaryotic hosts eg, bacterial cells, yeast cells, higher plant cells, insect cells, and Includes products produced by recombinant techniques (including mammalian cells).
  • the polypeptides according to the invention can be glycosylated or non-glycosylated.
  • the polypeptides according to the invention may also comprise, in some cases, as a result of a host-mediated process, an altered starting methionine residue.
  • the present invention provides an rgpF polypeptide of a k-type S. mutans strain.
  • rgpF polypeptide of k-type S. mutans strain intends rgpF polypeptide which is an enzyme involved in the biosynthesis of a polysaccharide antigen of a novel serotype k S. mutans strain. Is done.
  • the present invention provides a polypeptide encoded by the nucleotide sequence shown in any one of SEQ ID NOs: 1 to 4.
  • Preferred polypeptides of the present invention include mature polypeptides, extracellular domains, transmembrane domains, intracellular domains, or extracellular and intracellular domains lacking all or part of the transmembrane domain. Including polypeptides.
  • the present invention further provides a mutant of the rgpF polypeptide of the k-type S. mutans strain, which exhibits substantial rgpF polypeptide activity of the k-type S. mutans strain.
  • the present invention relates to a k-type wherein one or several amino acids are substituted, added or deleted in the polypeptide encoded by the nucleotide sequence shown in any one of SEQ ID NOs: 1 to 4.
  • polypeptide variants that exhibit rgpF polypeptide activity of a mutans strain.
  • rgpF polypeptide activity of a k-type S. mutans strain refers to a polysaccharide antigen that is not present on a known serotype of the S. mutans strain, ie, k-type S.
  • rgpF polypeptide that are involved in the biosynthesis of polysaccharide antigens specific to mutans strains are contemplated.
  • Such variants include deletions, insertions, inversions, repetitions, and type substitutions (eg, replacement of a hydrophilic residue with another residue (typically replacing a strongly hydrophilic residue with a strongly hydrophobic residue). Sex residues). "Neutral" amino acid substitutions generally have little effect on activity.
  • any base of a polynucleotide encoding a polypeptide can be mutated.
  • a deletion mutant or an addition mutant can be prepared by designing a primer corresponding to an arbitrary site of the polynucleotide encoding the polypeptide.
  • it can be easily determined whether or not the produced mutant has a desired activity.
  • Preferred variants have conservative or non-conservative amino acid substitutions, deletions, or additions. Preferred are silent substitutions, additions and deletions, and particularly preferred are conservative substitutions. They do not alter the rgpF polypeptide activity of the k-type S. mutans strain.
  • conservative substitutions include the substitution of one amino acid for another in the amino acids Ala, Val, Leu, and lie of the aliphatic amino acids; Substitution of acidic residues Asp and Glu, substitution of amide residues Asn and Gin, substitution of basic residues Lys and Arg, and substitution of aromatic residues Phe and Tyr.
  • polypeptide according to the present invention can be recombinantly expressed in a modified form such as a fusion protein.
  • regions of additional amino acids, especially charged amino acids may be used to improve stability and durability in the host cell, during purification, or during manipulation and storage following purification. It can be added to the N-terminus of the peptide.
  • the rgpF polypeptide of the k-type S. mutans strain of the present invention is, for example, a tag label (tag), which is a sequence encoding a peptide that facilitates purification of the fused polypeptide. Sequence or marker sequence) can be added to the N-terminus or C-terminus. Such sequences may be removed prior to final preparation of the polypeptide.
  • the tag amino acid sequence is a hexar histidine peptide (eg, a tag provided in a pQE vector (Qiagen, Inc.)), and among others, Many are publicly and Z or commercially available.
  • Hexahistidine is a fusion protein. It provides easy purification of
  • the "HA" tag is another peptide useful for purification corresponding to an epitope from influenza hemagglutinin (HA) protein, which is described in Wilson et al., Cell 37: 767 (1984) (herein incorporated by reference). Described by) It is.
  • Other such fusion proteins include the rgpF polypeptide of the k-type S. mutans strain or a fragment thereof according to this embodiment fused to Fc at the N- or C-terminus.
  • the rgpF polypeptide of the k-type S. mutans strain according to the present invention may be recombinantly produced or chemically synthesized as described in detail below.
  • Recombinant production can be performed using methods well known in the art, for example, using vectors and cells as described in detail below.
  • Synthetic peptides can be synthesized using known methods of chemical synthesis. For example, Houg hten has been developed for the synthesis of large numbers of peptides, such as 10-20 mg of 248 different 13 residue peptides, representing single amino acid variants of the HA1 polypeptide segment prepared and characterized in less than 4 weeks. A simple way is described. Houghten, R.A., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 82: 5131-5135 (1985). This "Simultaneous Multipie Peptide Synthesis (SMPS)" process is further described in U.S. Pat. No. 4,631,211 to Houghten et al. (1986).
  • SMPS Simultaneous Multipie Peptide Synthesis
  • the present invention relates to a polypeptide having an amino acid sequence of an epitope-bearing portion of a rgpF polypeptide of a k-type S. mutans strain described herein.
  • the polypeptide having the amino acid sequence of the peptide-containing portion of the rgpF polypeptide of the k-type S. mutans strain of the present invention is a polypeptide having at least 6, 7, 8, 9, or 10 amino acids. Any portion up to the length of the entire amino acid sequence of the rgpF polypeptide of the k-type S. mutans strain of the present invention encoded by the nucleotide sequence shown in any one of SEQ ID NOS: 1 to 4 Epitope-bearing partial polypeptides of length (inclusive) are also included.
  • the epitope portion of the rgpF polypeptide of the k-type S. mutans strain of the present invention is identified by a method known in the art.
  • Geysen et al. (1984) disclose a procedure for the rapid synthesis of hundreds of peptides simultaneously on a solid support that are sufficiently pure for reaction in an enzyme-linked immunosorbent assay. The interaction of the synthetic peptides with the antibodies then It is easily detected without removal from the support.
  • peptides bearing the immunogenic epitope of the desired protein can be readily identified by those skilled in the art.
  • the immunologically important epitope in the coat protein of the hoof disease virus is
  • an "immunogenic epitope” is defined as a portion of a protein that elicits an antibody response when the whole protein is an immunogen. These immunogenic epitopes are thought to be restricted to a few focal points on the molecule. On the one hand, the region of the protein molecule to which an antibody can bind may be defined as an "antigenic epitope”. The number of immunogenic epitopes of a protein is generally less than the number of antigenic epitopes. See, for example, Geysen, H. M. et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 81: 3998-4002 (1984).
  • the antigenic epitope-containing peptide of the present invention is useful for raising antibodies including monoclonal antibodies that specifically bind to the polypeptide of the present invention.
  • the majority of hybridomas obtained by fusion of spleen cells from a donor immunized with an antigen epitope-bearing peptide generally secrete antibodies reactive with the native protein.
  • Antibodies elicited by peptides with antigenic epitopes are useful for detecting mimetic proteins and are used to track the path of various regions of protein precursors that undergo post-translational processing to antibodies against different peptides Can be done.
  • peptides and anti-peptide antibodies have been developed for mimetic proteins.
  • Qualitative or quantitative assays such as competitive assays. See, e.g., Wilson, IA, et al., Cell 37: 767-778 (1984) 777. Teru.
  • the anti-peptide antibodies of the present invention are also useful for the purification of mimetic proteins (eg, by adsorption chromatography using methods well known in the art).
  • the antigenic epitope-bearing peptide of the present invention designed according to the above guidelines preferably has at least 7, more preferably at least 9, and most preferably about 15 contained in the amino acid sequence of the polypeptide of the present invention.
  • a peptide or polypeptide comprising a greater portion of the amino acid sequence of the polypeptide of the invention, including any length and up to about 30 to about 50 amino acids or the entire amino acid sequence of the polypeptide of the invention. are also considered to be peptides of the invention, and are also useful for inducing antibodies that react with the mimetic protein.
  • the amino acid sequence of the epitope-bearing peptide is selected to provide substantial solubility in aqueous solvents (i.e., the sequence contains relatively hydrophilic residues and is highly hydrophobic). Sex sequences are preferably avoided); and sequences containing proline residues are particularly preferred.
  • the epitope-bearing peptide of the present invention can be produced by any conventional means for producing a peptide including a recombinant means using the polynucleotide of the present invention.
  • a short epitope-bearing amino acid sequence can be fused to a larger polypeptide that acts as a carrier during recombinant production and purification, and during immunization to produce anti-peptide antibodies.
  • Epitope-bearing peptides can also be synthesized using known methods of chemical synthesis.
  • the peptide having an epitope of the present invention is used to induce an antibody by a method well known in the art. For example, Chow, M. et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 82:
  • mice can be immunized with free peptide; however, anti-peptide antibody titers can be determined by coupling the peptide to a macromolecular carrier (eg, keyhole limpet mosinin (KLH) or tetanus toxoid). It can be boosted.
  • a peptide containing cysteine can be coupled to a carrier using a linker such as m-maleimidobenzoyl N-hydroxysuccinimide ester (MBS), while other peptides are daltaraldehydes.
  • a linker such as m-maleimidobenzoyl N-hydroxysuccinimide ester (MBS), while other peptides are daltaraldehydes.
  • Coupling to the carrier using a more common linking agent such as Can be done.
  • Animals such as herons, rats, and mice can be injected intraperitoneally and Z or intradermally with either free or carrier-coupling peptides, e.g., an emulsion containing approximately 100 g of peptide or carrier protein and Freund's adjuvant.
  • Immunized with Some booster injections can be used, e.g., for about 2 weeks to provide useful titers of anti-peptide antibody that can be detected by ELIS A assay using a free peptide adsorbed on a solid surface, for example. May be required at intervals.
  • the titer of the anti-peptide antibody in serum from the immunized animal is increased by selection of the anti-peptide antibody, for example, by adsorption to the peptide on a solid support and elution of the selected antibody by methods well known in the art. obtain.
  • the present invention relates to vectors used to produce rgpF polypeptides of the k-type S. mutans strain.
  • the vector according to the present invention may be a vector used for in vitro translation or a vector used for recombinant expression.
  • the present invention also relates to a host cell transformed with a recombinant construct comprising the polynucleotide of the present invention for recombinantly producing the rgpF polypeptide of the k-type S. mutans strain of the present invention. And a method for producing a rgpF polypeptide of a k-type S. mutans strain or a fragment thereof by recombinant techniques.
  • Recombinant constructs can be introduced into host cells using well-known techniques such as infection, transduction, transfection, electoporation, and transformation.
  • the vector as a recombinant construct can be, for example, a phage vector, a plasmid vector, a vinoresbetter, or a retroviral vector.
  • Retroviral vectors can be replicable or replication-defective. In the latter case, propagation of the virus generally occurs only in complementing host cells.
  • a polynucleotide encoding a polypeptide of interest to be expressed can be obtained using a method well known in the art.
  • the partial sequence of a known protein can be easily obtained in a cell by designing a primer for a desired site and performing PCR amplification to obtain a corresponding polynucleotide, and then inserting it into an expression vector.
  • a vector containing a cis-acting control region for the inserted polynucleotide of interest is preferable. Good. Appropriate trans-acting factors may be supplied by the host, may be supplied by a complementing vector, or may be supplied by the vector itself upon introduction into the host.
  • the vector is preferably one that provides inducibility and specific expression, which may be Z or cell type specific. Particularly preferred among such vectors are vectors which are inducible by environmental factors which are easy to manipulate such as temperature and nutrient additives.
  • Expression vectors useful in the present invention include chromosomal vectors, episomal vectors, and viral-derived vectors (for example, bacterial plasmids, nocteriophages, yeast episomes, yeast chromosomal elements, viruses (for example, baculo Viruses, papovavirus, vaccinia virus, adenovirus, avian box virus, pseudorabies virus, and retrovirus), and vectors derived from the combination thereof (eg, cosmids and phagemids).
  • viral-derived vectors for example, bacterial plasmids, nocteriophages, yeast episomes, yeast chromosomal elements, viruses (for example, baculo Viruses, papovavirus, vaccinia virus, adenovirus, avian box virus, pseudorabies virus, and retrovirus), and vectors derived from the combination thereof (eg, cosmids and phagemids).
  • the DNA input is transferred to an appropriate promoter (eg, the phage ⁇ PL promoter, E. coli lac promoter, trp promoter, and tac promoter, the SV40 early and late promoters, and the promoter of the retrowinolaes LTR). Should be operably linked. Other suitable promoters are known to those skilled in the art.
  • the expression construct further contains sites for transcription initiation, termination, and a ribosome binding site for translation in the transcribed region.
  • the coding portion of the mature transcript expressed by the construct contains a transcription initiation codon at the beginning of the polypeptide to be translated and a stop codon at the end, which is appropriately located.
  • the expression vector preferably contains at least one selectable marker.
  • markers include the dihydrofolate reductase or neomycin resistance gene for eukaryotic cell culture and the tetracycline or ampicillin resistance gene for cultures in E. coli and other bacteria.
  • suitable hosts include bacteria (eg, E. coli cells, Streptomyces cells, and Salmonella typ himurium cells); fungal cells (eg, yeast cells); insect cells (eg, Drosophila S2 cells and Spodoptera Sf9 cells); animal cells (eg, CHO cells, COS cells, And Bowes melanoma cells); and plant cells. Suitable culture media and conditions for the above host cells are well known in the art.
  • the vector of the present invention can express the rgpF polypeptide of the k-type S. mutans strain of the present invention in bacteria (especially, E. coli).
  • bacteria especially, E. coli.
  • preferred vectors for use in bacteria are pQE70, pQE60, and pQE-9 (available from Qiagen); pBS, Phagescript, Bluescript, pNH8A, pNH16a, pNH18A, pNH46A (available from Stratagene); And ptrc99a, PKK223-3, pKK233-3, pDR540, pRIT5 (available from Pharmacia).
  • Known bacterial promoters suitable for use in the present invention include the E. coli lacl and lacZ promoters, the T3 and T7 promoters, the gpt promoter, the ⁇ PR promoter and the ⁇ PL promoter, and the trp promoter. It is. Suitable eukaryotic promoters include the CMV immediate early promoter, the HSV thymidine kinase promoter, the early and late SV40 promoters, the promoter of the retrovirus LTR (eg, the promoter of the Rous sarcoma virus (RSV)), and the metamouth thionine. Promoters (eg, mouse metamouth thionine I promoter).
  • RSV Rous sarcoma virus
  • the vector of the present invention is capable of expressing the rgpF polypeptide of the k-type S. mutans strain of the present invention in higher eukaryotic cells. Transcription of DNA by higher eukaryotic cells can be increased by inserting the gene into the vector.
  • Enhancers are cis-acting elements of DNA, usually about 10-300 bp, that serve to increase the transcriptional activity of a promoter in a given host cell type. Examples of enhancers include the SV40 enhancer (which is located at 100-27 Obp on the late side of the replication origin), the cytomegalovirus early promoter enhancer, and polio on the late side of the replication origin. One enhancer, and an adenovirus enhancer.
  • Preferred eukaryotic vectors include pWLNEO, pSV2CAT, pOG44, ⁇ 1, and pSG (available from Stratagene); and pSVK3, pBPV, pMSG, and And pSVL (available from Phrmacia). Other suitable vectors are well-known to those of skill in the art.
  • Introduction of the construct into the host cell can be effected by calcium phosphate transfection, DEAE dextran-mediated transfection, cationic lipid-mediated transfection, electoral poration, transduction, infection or other methods. . Such methods are described in many standard laboratory manuals, such as Davis et al., Basic Methods In Molecular Biology (1986), which is incorporated herein by reference.
  • Enzymes are cis-acting elements of DNA, usually about 10-300 bp, that serve to increase the transcriptional activity of a promoter in a given host cell type.
  • enhancers include the SV40 enhancer (which is located 100-270 bp on the late side of the replication origin), the cytomegalovirus early promoter, and the polioma on the late side of the replication origin. Enhancers, and adenovirus agents.
  • a polypeptide can be expressed in a modified form, such as a fusion protein, and can also include additional heterologous functional regions beyond just secretion signals.
  • regions of additional amino acids, especially charged amino acids may be used to improve stability and durability in host cells during purification or during subsequent manipulation and storage. It can be added to the N-terminus of the peptide.
  • peptide moieties can be added to the polypeptide to facilitate purification. Such regions can be removed prior to final preparation of the polypeptide.
  • the attachment of peptide moieties to polypeptides to produce secretion or excretion, to improve stability, and to facilitate purification is well known in the art and routine. Technology.
  • Preferred fusion proteins contain heterologous regions from immunoglobulins that are useful for solubilizing the protein.
  • EP A 0 464 533 also Canada Corresponding application 2045869 discloses a fusion protein comprising various parts of the constant region in an immunoglobulin molecule together with another human protein or part thereof.
  • the Fc part in the fusion protein is sufficiently advantageous for use in therapy and diagnosis, and thus results, for example, in improved pharmacokinetic properties (EP A 0232 262).
  • it is desirable that the Fc portion can be deleted after being expressed, detected, and purified in the advantageous manner described.
  • the rgpF polypeptide of the k-type S. mutans strain can be synthesized by known methods (eg, ammonium sulfate precipitation or ethanol precipitation, acid extraction, anion or cation exchange chromatography, phosphocellulose chromatography, hydrophobic interaction, Recombinant cell culture power can also be recovered and purified by chromatography, affinity chromatography, hydroxyapatite chromatography, and lectin chromatography). Most preferably, high performance liquid chromatography (“HPLC”) is used for purification.
  • HPLC high performance liquid chromatography
  • the vector according to the present invention may include at least the polynucleotide according to the present invention. That is, it should be noted that vectors other than expression vectors are also included in the technical scope of the present invention.
  • the cell according to the present invention may contain at least the vector according to the present invention. That is, it should be noted that primary cultured cells other than commercially available cells are also included in the technical scope of the present invention.
  • an object of the present invention is to provide a vector containing the polynucleotide of the present invention and a cell containing the vector, and each of the individual cells specifically described in the present specification is provided. It does not depend on the vector type and cell type, and the vector production method and cell introduction method. Therefore, other vector types and cell types It should be noted that vectors and cells obtained using the vector production method and the cell introduction method also belong to the scope of the present invention.
  • the present invention provides an isolated serotype k S. mutans strain.
  • the serotype k S. mutans strain of the present invention is isolated from a biological sample using an antibody that specifically binds to a serotype k S. mutans strain as described in detail below. Is done.
  • Preferred serotype k S. mutans strains include two blood isolates (TW295 and TW871) and 154 oral isolates (FT1-FT51, SU1-SU51, and YK1-YK50, and ATI and YT1). Is not limited to these.
  • the term "biological sample” refers to any organism obtained from an individual, body fluid, cell line, tissue culture, or other source containing the serotype k S.
  • mutans strain protein or its DNA or mRNA A biological sample is intended.
  • Biological samples include body fluids containing serotype k S. mutans strain proteins (eg, blood, saliva, plaque, serum, plasma, urine, synovial fluid, and cerebrospinal fluid) or serotype k.
  • Mutant strains Tissue sources that may express the protein include.
  • tissue sample intends a biological sample obtained from a tissue source. Mammalian Power Methods for obtaining tissue biopsies and body fluids are well known in the art. If the biological sample contains mRNA, a tissue biopsy is the preferred source.
  • sample includes, in addition to the biological sample and the tissue sample, a genomic DNA sample and a Z or total RNA sample extracted from the biological sample and the tissue sample. Are also mentioned.
  • the present invention provides an S. mutans strain in which the amount of a glucose side chain of a serotype-specific polysaccharide antigen of S. mutans has been reduced.
  • the term ⁇ reduced amount of glucose side chains of polysaccharides specific to serotype c, e or f strains of S. mutans '' refers to the serotype of S. mutans. It is contemplated that it cannot be detected using known antibodies specific for strains c, e or f. Thus, with reference to this specification, the term does not mean that there is no glucose side chain of the polysaccharide antigen specific to the strain of S. mutans serotype c, e, or f.
  • the present invention provides an antibody that specifically binds to a strain of a serotype c, e, or f strain of S. mutans that has a reduced amount of the darcose side chain of a polysaccharide antigen specific to the strain.
  • the invention provides an antibody that specifically binds to a serotype k S. mutans strain.
  • the term "antibody” refers to immunoglobulins (IgA, IgD, IgE, IgG, IgM and their Fab fragments, F (ab ') fragments, Fc fragments) and is taken as an example.
  • Examples include, but are not limited to, polyclonal antibodies, monoclonal antibodies, single chain antibodies, anti-idiotype antibodies, and humanized antibodies.
  • the antibody of the present invention has been obtained by repeatedly devising a powerful immunization method that could not be obtained by a conventional immunization method.
  • the antibody of the present invention is produced using a mutant strain obtained by preparing a known S. mutans strain having a serotype other than the k-type using a known glucose side chain deletion method.
  • the antibody of the present invention is prepared using the polypeptide of the present invention as an antigen.
  • Antibodies of the invention may be useful for the detection and Z or diagnosis of S. mutans strains of serotype k.
  • antibodies to serotype k S. mutans strains refers to complete molecules and antibodies capable of specifically binding to serotype k S. mutans strain antigens. Fragment (eg, Fab and F (ab,) fragments). Fab and F (ab,)
  • the 22 fragment lacks the Fc portion of the whole antibody, is more rapidly removed by circulation, and has little to no nonspecific tissue binding of the whole antibody (Wahl et al., J. Nucl. Med. 24: 316-325 (1983). Thus, these fragments are also preferred.
  • additional antibody potency that can bind to serotype k S. mutans strain antigens can be produced in a two-step procedure through the use of anti-idiotypic antibodies.
  • Such a method makes use of the fact that the antibody itself is an antigen, and thus makes it possible to obtain an antibody that binds to a secondary antibody.
  • an S. mutans strain-specific antibody of serotype k is used to immunize an animal, preferably a mouse.
  • the spleen cells of such animals are then used to produce hybridoma cells, and the hybridoma cells have the ability to bind serotype k S. mutans strain-specific antibodies.
  • Such antibodies include anti-idiotype antibodies to serotype k S. mutans strain-specific antibodies and are used to immunize animals to induce the formation of additional serotype k S. mutans strain-specific antibodies. obtain.
  • Fab and F (ab ') 2 and other fragments of the antibodies of the invention are disclosed herein.
  • Such fragments are typically papain (to produce Fab fragments) or pepsin (F (ab ') fragment).
  • serotype k S. mutans strain-binding fragments can be produced by the application of recombinant DNA technology or by synthetic chemistry.
  • a "humanized" chimeric monoclonal antibody When in vivo imaging is used to detect elevated levels of a serotype k strain of S. mutans for diagnosis in humans, it may be preferable to use a "humanized" chimeric monoclonal antibody.
  • Such antibodies can be produced using genetic constructs derived from hybridoma cells that produce the monoclonal antibodies described above. Methods for producing chimeric antibodies are known in the art. For a review, see Morrison, Science 229: 1202 (1985); Oi et al., BioTechniques 4: 214 (1986); Cabilly et al., U.S. Patent No.
  • the antibody of the present invention only needs to have at least the antibody fragment (for example, Fab and F (ab,) fragment) that recognizes the k-type S. mutans strain of the present invention.
  • the antibody fragment for example, Fab and F (ab,) fragment
  • an immunoglobulin comprising an antibody fragment that recognizes the k-type S. mutans strain of the present invention and an Fc fragment of a different antibody molecule is also included in the present invention.
  • an object of the present invention is to provide an antibody that recognizes the k-type S. mutans strain of the present invention, and the individual immunoglobulins specifically described in the present specification are provided. (IgA, IgD, IgE, IgG or IgM), methods for producing chimeric antibodies, methods for producing peptide antigens, and the like. Therefore, it should be noted that antibodies obtained by methods other than the above-described methods also fall within the scope of the present invention. [0192] (2) Serotype k S. mutans strain detection and diagnostic methods
  • the method for detecting and diagnosing a serotype of S. mutans according to the present invention is to detect and diagnose a serotype k S. mutans strain that may be present in a subject.
  • the present invention relates to the biosynthesis of polysaccharide antigens specific for S. mutans strains of serotype k in biological samples, particularly in tissues or other cells or body fluids obtained from subjects.
  • a method of diagnosing a serotype k S. mutans strain-related disorder by detecting a polynucleotide encoding the enzyme involved.
  • Attachment to nucleic acids can be as simple as Northern blot hybridization, using radiolabeled probes to detect the presence of polynucleotides (nucleic acid molecules), or can be achieved by sequencing hybridization techniques. It ranges from using the polymerase chain reaction (PCR) to amplify very small amounts of a particular nucleic acid sequence to the point where it can be used for detection.
  • Nucleotide probes can be labeled using commercially available dyes or enzymatic, fluorescent, chemiluminescent, or radioactive labels. These probes are used to detect the expression of genes or related sequences in cells or tissue samples by hybridization, where the genes are normal components, and to detect diseases resulting from infection of organisms.
  • Primers can be used to screen serum or tissue samples from humans suspected of having. Primers can also be prepared using reverse transcriptase, or DNA polymerase and polymerase chain reaction, and used for detection of polynucleotides present in very small amounts in tissues or fluids.
  • PCR polymerase chain reaction
  • the present invention provides a serotype k comprising a step of performing a PCR reaction using, as a primer, an oligonucleotide having at least 12 consecutive nucleotide sequences of the nucleotide sequences shown in SEQ ID NOs: 1 to 4 or a complementary sequence thereof. And a method for detecting the S. mutans strain of the present invention.
  • PC R reagents and methodologies p er kin Elmer, 761 Main Ave., Norwalk, Conn 06850;. Or Roche Molecular Systems, 1145 Atlantic Ave., is Suite 100, Alameda, CA 94501 force et available.
  • a preferred PCR reaction is a 20 ml PCR reaction solution (5 ⁇ l of 20 ng Z1 genomic DNA, 21 dNTP mixture, 10 X PCR buffer 21, 1, forward primer (20 !! 101/1) 11, reverse Primer (20 11101/1) 11 1, 811 1 ⁇ & Gold 0.1 ⁇ 1, containing MilliQ water 8.91) at 94 ° C for 5 minutes, then at 94 ° C for 30 seconds Perform 30 cycles of 60 ° C for 30 seconds and 72 ° C for 30 seconds !, then! For 7 minutes at 72 ° C. Force is not limited to this.
  • the term "at least 12" refers to an integer of 12, 13, 14, 15, or more. According to the present invention, it is possible to effectively and efficiently determine whether or not a serotype k strain of S. mutans is present in a sample obtained from a subject.
  • PCR and the hybridization process have been performed as separate tasks. There are several advantages gained by combining PCR and the hybridization process: (i) only a single reagent-added step is required, It is possible to allow this combined reaction to proceed without the need to open the reaction tube, thereby reducing the chance of sample confusion and sample contamination; (ii) less reagent is required Yes; (iii) less reagent addition steps are required to make automation easier; and (iv) in the in situ method, to protect the integrity of cell samples during thermal cycling. There is no need to disassemble the sample containment assembly used.
  • One existing method that combines PCR with the hybridization process in a single reaction is a technique known as “Taqman”. See, e.g., Holland et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 88: 7276-7280 (1991). That.
  • In situ PCR is performed on fixed cells such that the specific amplified nucleic acid is substantially contained within the cell or subcellular structure that originally contained the target nucleic acid sequence.
  • PCR amplification The cells may be in an aqueous suspension or may be part of a tissue sample (eg, a histological section or a cytochemical smear).
  • the term “histological ligament section” is a frozen or chemically fixed, hardened by embedding in wax or plastic, a thin plate (typically, Refers to a solid sample of biological tissue sliced to a thickness of a few microns) and attached to a solid support (eg, a microscope slide), and the term “cytochemical smear” is chemically fixed and A suspension of cells (eg, blood cells) attached to a microscope slide.
  • the cells are rendered permeable to the PCR reagent by proteinase digestion, liquid extraction with detergents or organic solvents, or other such as permeabilization methods.
  • the term "fixed cell” is used to enhance the cell structure (particularly the membrane) against rupture due to solvent changes, temperature changes, mechanical stress, or drying.
  • a sample of biologically treated biological cells The cells can be either fixed in suspension or fixed as part of a tissue sample.
  • Cell fixatives are generally chemicals that crosslink protein components of the cellular structure, most commonly by reacting with protein amino groups. Preferred fixatives include buffered formalin, 95% ethanol, formaldehyde, paraformaldehyde, and glutaraldehyde. Permeability of fixed cells can be increased by treatment with proteinases, or detergents, or organic solvents that dissolve membrane lipids.
  • the present invention provides a serotype further comprising a step of performing a hybridization reaction using, as a probe, an oligonucleotide having at least 12 consecutive nucleotide sequences of the nucleotide sequences shown in SEQ ID NOs: 1 to 4 or a complementary sequence thereof.
  • the present invention provides a method for detecting k S. mutans strains. According to the present invention, S. mutans strains present in a sample obtained from a subject can be determined effectively and efficiently.
  • the oligonucleotide of the present invention is obtained by in situ hybridization with a chromosome. It is also useful as a probe for gene mapping and for detecting the expression of a serotype k S. mutans strain in human fibroblasts, for example by Northern blot analysis. As described in detail below, detecting changes in serotype k S. mutans strain gene expression in particular tissues may be indicative of particular diseases and Z or disorders.
  • the oligonucleotide of the present invention is labeled.
  • suitable labels include, for example, enzymes from the oxidase group that catalyze the production of hydrogen peroxide by reaction with a substrate.
  • Glucose oxidase is particularly preferred because it has good stability and its substrate (glucose) is readily available.
  • the activity of the oxidase label can be assayed by measuring the concentration of hydrogen peroxide formed by the enzyme-labeled antibody z substrate reaction.
  • enzymes and other suitable labels include radioisotopes (e.g., iodine (125 iota, 121 iota), carbon (14 c), Iou (35 s), tritium
  • An assay for a protein can further result in a binding reaction between the molecule (usually an antibody) and the protein to be detected, or the activity of the enzyme, which can cleave a substrate that produces a detectable color change.
  • Many binding assays include dyes, enzymes or radioactive or fluorescent labels to enhance detection.
  • Antibodies to the protein can be obtained from patients, immunized animals, or antigen-specific monoclonal cell lines. These antibody assays include such assays as sandwich ELISA assays, western blots, radioimmunoassays, and immunodiffusion assays. Other assays use molecules such as avidin and biotin for immobilization and detection of the molecules. Techniques for preparing these reagents and methods for using them are known to those skilled in the art.
  • the present invention provides an antibody that specifically binds to a serotype strain in which the amount of a glucose side chain of a polysaccharide specific to a strain of Streptococcus mutans serotype c, e, or f is reduced. And a method for detecting a serotype k strain of S. mutans comprising a step of performing an immune reaction.
  • the term “immune response” refers to a sandwich ELISA Examples include, but are not limited to, assays such as atsay, western blot, radioimmunoassay, and immunodiffusion assay. According to the present invention, it is possible to effectively and efficiently determine whether or not a serotype k strain of S. mutans is present in a sample obtained from a subject.
  • the present invention further provides a method of diagnosing a serotype k S. mutans strain using an antibody that specifically binds to a serotype k S. mutans strain described herein.
  • Assay methods using antibodies include assays such as sandwich ELISA assays, western immunoblots, radioactive immunoassays, and immunodiffusion assays. Other assays use molecules such as avidin and biotin for immobilization and detection of molecules. Techniques for preparing these reagents and methods for using them are known to those skilled in the art.
  • the assay of serotype k S. mutans strain protein levels in a biological sample can be performed using any method known in the art. Antibody-based techniques are preferred for assessing serotype k S. mutans strain protein levels in biological samples. For example, the expression of serotype k S. mutans strain proteins in tissues can be studied by traditional immunohistological methods, including Western blot or dot plot assays. In these cases, specific recognition is provided by the primary antibody (polyclonal or monoclonal), while secondary detection systems may utilize fluorescence, enzymes, or other conjugated secondary antibodies. The result is immunohistological staining of tissue sections for pathology testing.
  • Other antibody-based methods useful for detecting serotype k S. mutans strain protein levels include immunoassays (eg, enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) and radioimmunoassay (RIA)). Including.
  • immunoassays eg, enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) and radioimmunoassay (RIA)
  • ELISA enzyme-linked immunosorbent assay
  • RIA radioimmunoassay
  • a serotype k S. mutans strain-specific monoclonal Antibodies can be used both as immunosorbents and as enzyme-labeled probes to detect and quantify serotype k S. mutans strain proteins.
  • the amount of serotype k S. mutans strain protein present in a sample can be calculated by comparison to the amount present in a standard preparation using a linear regression computer algorithm.
  • ELISA for detecting antigens is described in Iacobelli et al., Breast Cancer Research and Treatment 11: 19-30 (1988).
  • two different specific monoclonal antibodies can be used to detect serotype k S. mutans strain proteins in biological fluids. In this assay, one antibody is used as an immunosorbent and the other is used as an enzyme-labeled probe.
  • Suitable enzyme labels include, for example, those from the group of oxidases that catalyze the production of hydrogen peroxide by reaction with a substrate.
  • Glucose oxidase is particularly preferred because it has good stability and its substrate (glucose) is readily available.
  • the activity of the oxidase label can be assayed by measuring the concentration of hydrogen peroxide formed by the enzyme-labeled antibody Z substrate reaction.
  • radioisotopes e.g., iodine (125 iota, 121 iota), carbon (14 c), Iou (35 s), Torichi ⁇ beam (3 H), indium (112 In), and technetium (99m Tc)
  • fluorescent labels eg, include Furuoresein and rhodamine
  • Piochin e.g., iodine (125 iota, 121 iota), carbon (14 c), Iou (35 s), Torichi ⁇ beam (3 H), indium (112 In), and technetium (99m Tc)
  • fluorescent labels eg, include Furuoresein and rhodamine
  • serotype k S. mutans strains can also be detected in vivo by image analysis.
  • Antibody labels or markers for in vivo image analysis of serotype k S. mutans strains include those detectable by radiography, NMR, or ESR.
  • suitable labels include radioisotopes, such as barium or cesium, which emit detectable radiation but are not clearly harmful to the subject.
  • Suitable markers for NMR and ESR include those having a detectable characteristic rotation, such as deuterium, that can be incorporated into the antibody by labeling the relevant hybridoma nutrients.
  • radioisotopes eg, 131 I, i In, 99m Tc
  • radio-opaque substrates or substances detectable by nuclear magnetic resonance
  • a serotype k S. mutans strain-specific antibody or antibody fragment, labeled with a moiety is introduced (eg, parenterally, subcutaneously, or intravenously) into the mammal being tested for the disorder.
  • the size of the subject and the image analysis system used will determine the amount of image analysis portion required to produce a diagnostic image.
  • the amount of radioactivity injected is 99 mTc, usually in the range of about 5-20 millicuries.
  • the labeled antibody or antibody fragment then accumulates preferentially at locations of cells containing the serotype k S. mutans strain.
  • In vivo tumor image analysis is described in SW Burchiel et al., "Immunopharmacokinetics of Radiolaoeiea Antibodies and Their Fragments J (Turner Imaging No. 13: The Radiochemical Detection of Cancer, Burchiel, SW and Rhodes, BA, Masson Publishing Inc. (1982). Has been described.
  • Labels more suitable for the serotype k S. mutans strain-specific antibodies of the present invention are provided below.
  • suitable enzyme labels include malate dehydrogenase, staphylococcus nuclease, yeast alcohol dehydrogenase, ⁇ -glycerol phosphate dehydrogenase, triose phosphate isomerase, peroxidase, alkaline phosphatase, asparaginase, glucose oxidase, and j8-galatatosidase.
  • radioisotope labels examples include 3 H, i In, 125 I, 131 I, 32 P, 35 S, 14 C, 51 Cr, 57 To, 58 Co, 59 Fe ⁇ 75 Se ⁇ 15 3 ⁇ 4u, 9 ° Y, 67 Cu, 217 Ci ⁇ 211 At, 212 Pb, 4? Sc ⁇ 109 Pd.
  • ⁇ ln is a preferred isotope when in vivo imaging is used. Since this is because to avoid 125 iota or 131 1-labeled monoclonal antibody that by the liver de Harogeni spoon problems. Furthermore, this radionuclide has a more favorable gamma emission energy for imaging (Perkins et al., Eur. J.
  • non-radioactive isotope labels examples include 157 Gd, 55 Mn, 162 Dy, 52 Tr, and 56 Fe.
  • fluorescent labels 15 3 ⁇ 4U label, Furuoresein label, Isochioshiane preparative label, like a rhodamine label, a phycoerythrin label, Fikoshianin label, ⁇ b Fi waist ⁇ Nin label, o- phthalaldehyde label, and Furuoresamin label
  • rhodamine label a rhodamine label
  • Fikoshianin label a phycoerythrin label
  • ⁇ b Fi waist ⁇ Nin label o- phthalaldehyde label
  • Furuoresamin label can be any fluorescent labels, 15 3 ⁇ 4U label, Furuoresein label, Isochioshiane preparative label, like a rhodamine label, a phycoerythrin label, Fikoshianin label, ⁇ b Fi waist ⁇ Nin label, o- phthalaldehyde label, and Furuoresamin label
  • Suitable toxin labels include diphtheria toxin, ricin, and cholera toxin.
  • chemiluminescent label examples include a luminal label, an isoluminal label, an aromatic atalydi-pium ester label, an imidazole label, an ataridi-pium salt label, an oxalate ester label, a luciferin label, a luciferase label, and an equorin label. Is mentioned.
  • nuclear magnetic resonance contrast agents include heavy metal nuclei such as Gd, Mn, and Fe.
  • the present invention provides a method of screening for a S. mutans strain of serotype k with a biological sample strength.
  • the present invention relates to a strain specific to a serotype comprising a base sequence shown in SEQ ID NOs: 1 to 4 and having a reduced amount of glucose side chain of a serotype-specific polysaccharide antigen of S. mutans.
  • a method for screening a serotype strain in which the amount of a glucose side chain of a serotype-specific polysaccharide antigen of S. mutans is reduced, using a polynucleotide having a base sequence or a complementary sequence thereof or a fragment thereof.
  • the serotype strain in which the amount of the glucose side chain of the serotype-specific polysaccharide antigen of S. mutans is reduced is a serotype k S. mutans strain.
  • the screening method of the present invention comprises a step of confirming the serotype of the S. mutans strain using the antibody of the present invention. Is further included.
  • the present invention provides a method for producing a serotype of S. mutans using an antibody that specifically binds to a strain of a serotype in which the amount of glucose side chains of the serotype-specific polysaccharide antigen of S. mutans is reduced.
  • the serotype strain in which the amount of glucose side chains of the S. mutans serotype-specific polysaccharide antigen is reduced is a serotype k S. mutans strain.
  • the screening method of the present invention further comprises a step of confirming the serotype of the S. mutans strain using the polynucleotide of the present invention or a fragment thereof.
  • the present invention further provides a serotype strain in which the amount of the glucose side chain of the serotype-specific polysaccharide antigen of S. mutans has been identified using the above-described screening method.
  • the serotype strain in which the amount of the glucose side chain of the serotype-specific polysaccharide antigen of S. mutans is reduced is a serotype k S. mutans strain.
  • the S. mutans strain of serotype k includes, but is not limited to, TW295, TW871, FT1-FT51, SU1-SU51, YK1-YK50, FT1GD, YK1R, ATI and YT1. Not done.
  • the S. mutans serotype determination kit of the present invention determines whether or not the S. mutans strain to be determined is the above-mentioned k-type.
  • the present invention provides a kit for detecting a serotype k strain of S. mutans, comprising an oligonucleotide having at least 12 consecutive base sequences of SEQ ID NOs: 1 to 4 or a complementary sequence thereof.
  • the kit of the present invention further comprises an oligonucleotide that specifically binds to a c-type, e-type or f-type S. mutans strain. More preferably, said oligonucleotide is labeled.
  • serotype k strains of S. mutans can be detected in cases that were below the detection limit.
  • the oligonucleotide is a PCR primer.
  • the kit of the present invention is a reagent for use in a PCR reaction. It further contains drugs.
  • the oligonucleotide is a hybridization probe.
  • the kit of the present invention further comprises reagents for use in a hybridization reaction.
  • the kit of the present invention is characterized by comprising an oligonucleotide having the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 9.
  • the kit according to the present embodiment preferably further comprises an oligonucleotide having the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 8, and more preferably further comprises an oligonucleotide having the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 10. .
  • the present invention further provides a kit for detecting a serotype k S. mutans strain, which comprises an antibody that specifically binds to a polysaccharide antigen of a serotype k S. mutans strain.
  • the oligonucleotide is labeled. According to the present invention, it is possible to easily identify whether or not a patient has a serotype k S. mutans strain. In particular, S. mutans strains of serotype k can be detected in cases that were below the detection limit.
  • the bacteria detection device is a device for detecting and identifying bacteria in a sample, in which an oligonucleotide based on a nucleotide sequence specific to a species or a genus to which the target bacteria belong is immobilized on a substrate surface.
  • bacteria in a sample are detected and identified by hybridization between the oligonucleotide and a nucleic acid derived from the sample.
  • the above-mentioned oligonucleotide comprises at least the nucleotide sequence of a polynucleotide encoding an enzyme involved in the biosynthesis of a polysaccharide antigen specific to the S.
  • mutans strain of serotype k Includes 12 consecutive base sequences or their complementary sequences. Further, in the case of comprehensively testing other types of bacteria, it is preferable that oligonucleotides containing a base sequence specific to the other type of bacteria (they may be plural) are also immobilized on the substrate. As described above, by subjecting the sample to an assay using a sample containing a plurality of types of bacteria, it is possible to determine what kind of bacterial species the S. mutans strain of serotype k tends to coexist with.
  • the material of the substrate used in the bacterium detection device according to the present invention may be any material as long as the oligonucleotide can be stably immobilized.
  • synthetic resins such as polycarbonate and plastic, glass, and the like can be given, but are not limited thereto.
  • the form of the substrate is not particularly limited, for example, a plate-like or film-like substrate can be suitably used.
  • the oligonucleotide immobilized on the substrate surface of the bacterium detection device according to the present invention may be an oligonucleotide based on a base sequence specific to the species or genus to which the bacterium to be detected belongs.
  • the establishment of hybridization between the oligonucleotide and the nucleic acid derived from the sample makes it possible to detect bacteria belonging to the target species or genus contained in the sample.
  • the oligonucleotide based on the species or the base sequence specific to the genus to which the bacterium to be detected belongs is hereinafter appropriately referred to as “capture oligo”.
  • the specific nucleotide sequence may be a nucleotide sequence or a species-specific nucleotide sequence of the genome of the bacterium to be detected, but may be a nucleotide sequence corresponding to the ribosomal RNA gene of the bacterium to be detected. Is preferred. Among them, the bacterial 16S ribosomal RNA gene is known to have a large number of genus- or species-specific nucleotide sequences. It is particularly preferred to find the base sequence. The base sequence of the ribosomal RNA gene can also be obtained from databases such as GenBank, EMBL, and DDBJ.
  • the capture oligo may be designed based on the above-described genus or species-specific nucleotide sequence. Therefore, the nucleotide sequence may be the above-described genus or species-specific nucleotide sequence itself, or may contain a mutation as long as specific hybridization is established with the nucleic acid prepared from the bacteria to be detected. . The position of the mutation is not particularly limited.
  • the length (number of bases) of the capture oligo is not particularly limited. If it is too short, detection of hybridization is difficult, and if it is too long, nonspecific hybridization is not performed. Yeong is tolerated.
  • the inventors have repeatedly studied the optimization of the length of the capture oligo, and have set the standard length to 12 to 50 bases. Preferably, the length is 12 to 40 bases, more preferably Force that is 12 to 30 nucleotides in length, and still more preferably 13 to 22 nucleotides in length.
  • the base length mainly depends on the sequence characteristics (specific base content, repeat of the same base), and it has good binding properties. It is possible that specific hybridization is possible even with short chains. Have been confirmed by the inventors.
  • oligo force When it has a hairpin structure, a loop structure, or any other three-dimensional structure that interferes with hybridization with a sample-derived nucleic acid, one or more nucleotides constituting the capturing oligo may be removed.
  • the three-dimensional structure can be released by substituting a nucleic acid that does not pair with inosine or an offset nucleotide.
  • the method for synthesizing the capture oligo is not particularly limited, and is known in the art (for example, Maniatis, T. et al., Molecular Cloning A Laboratory Manual, Second Edition, Cola Spring Harbor Laboratory Press (1989)). And the like. Generally, it can be chemically synthesized using a commercially available DNA synthesizer.
  • Control capture oligos include the positive control 'capture oligo' and the negative control capture oligo.
  • the positive control capture oligo is used for judging whether the amplification reaction is successful or not in the probe preparation step described later.
  • the negative control 'capture oligo is used to confirm that non-specific hybridization has not occurred, that is, that a false-positive hybridization signal has been generated! /, Na! /. is there.
  • the present invention also includes a bacterium detection device in which these positive control / capture oligo and negative control / capture oligo are immobilized on the substrate surface.
  • the positive control 'capture oligo' may be any one that is designed based on the base sequence contained in the probe to be prepared. When multiple bacteria to be detected are detected simultaneously using the same bacteria detection device, a positive control 'capture oligo' may be designed for each of the bacteria to be detected. May be designed based on the base sequence common to the probes prepared from them! If there is no common nucleotide sequence for probes prepared from all bacteria to be detected, a positive control 'capture oligo may be designed for each of several groups. Alternatively, an artificial sequence having the same primer sequence but different from the target bacterial sequence can be designed, and a part of this sequence can be used as a positive control 'capture oligo'.
  • a probe is prepared by using the above artificial sequence as a type I (in the present specification, such a probe is referred to as a control probe), and the sample force is also added to the prepared probe to obtain a hybridization. It is possible to verify the specificity.
  • the probe will be described later.
  • the negative control 'capture oligo' has at least one base in the base sequence of the positive control 'capture oligo and artificially generated within a range of less than 20% of the number of bases of the sequence. It is preferable to design to have a base sequence containing base substitution.
  • the number of bases to be subjected to base substitution is determined in relation to hybridization conditions, and the number of bases may be selected so that the probe derived from the bacteria to be detected does not cause hybridization.
  • the detection target bacterium is not particularly limited, and a bacterium to be detected may be appropriately selected from a target sample.
  • a bacterium to be detected may be appropriately selected from a target sample.
  • bacteria that may enter the food and contaminate the food. Harmful bacterial contamination of food is a huge public health problem.
  • the presence of the food-contaminating bacteria and Z or the amount thereof the presence of the serotype k S. mutans strain of the present invention and the amount of Z or the amount thereof can be measured.
  • Bacteria that contaminate foods include Lactobacillus, Pediocuccus, and S Economics. Tococcus (Streptococcus), me! Bacteria belonging to the genus Suffev (Megasphaera) and the genus Pectinatus can be mentioned.
  • Lactobacillus brevis Lactobacillus brevis (Lactobacillus brevis, Lactobacillus nanoless' Coriniphonoremis (Lactobacillus coryniformis), Lactobacillus lactobacillus curvatus, Lactobacillus curvatus Delprukkii (Lactobacillus delbruecKi, Lactobacillus fermentum) , Lactobacillus lindneri, Lattobacillus malefermentans, Lactobacillus malefermentans, Lactobacillus casei Lactobacillus casei, Lactobacillus rhamnolus, Lactobacillus rhamnosus Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus rhamnosus Bacteria belonging to the genus Leuconostoc and Zymomonas, as well as Enterococcus durans and Lactococcus lactis. However, the detection target bacteria are not limited to these
  • the capture oligos for detecting and identifying the above-mentioned bacteria include oligos based on sequences specific to each genus among the nucleotide sequences corresponding to the 16S ribosomal RNA genes of the bacteria listed above. Nucleotides include, but are not limited to.
  • the capture oligo immobilized on the substrate surface of the bacterium detection instrument according to the present invention is not particularly limited as long as hybridization with a probe prepared from the bacterium of interest is established. What is not done.
  • the bacterial detection device is most preferably a so-called microarray-type device in which a plurality of capture oligos corresponding to a target bacterial species or genus are fixed on one substrate.
  • the method for immobilizing the oligonucleotide on the substrate surface is not particularly limited, and any known method may be appropriately selected and used.
  • techniques used in general hybridization methods such as physical adsorption, electrical bonding, or molecular covalent bonding, can be used.
  • a substrate having a carbodiimide group or an isocyanate group on the surface US Pat. No. 5,908,746, JP-A-8-23975
  • oligonucleotides are preferably immobilized on the surface of the substrate to a size of 10-1,000 m in diameter.
  • the method for spotting the oligonucleotide on the substrate is not particularly limited. For example, it can be carried out by spotting an oligonucleotide solution on a substrate using a spotting machine. Thereby, the oligonucleotide solution is generally spotted in a substantially circular shape.
  • the causative bacteria can be detected in cases that have been below the detection limit. It is possible to limit individuals who carry strains that are at high risk of developing infectious endocarditis, thereby suppressing the large amount of antibiotics used to prevent infectious endocarditis, Can suppress the emergence of drug-resistant bacteria due to abuse of the drug. In addition, it is possible to know the correlation between the S. mutans strain that is the causative bacterium and the symptom, and to give a further blue report on the relationship with the other causative bacterium.
  • strains obtained from 100 subjects (3 to 17 years old; average 8.9 years old) who visited the Pediatric Dentist in Osaka University Dental Hospital (Suita ⁇ , Osaka, Japan) in August 2002 were acquired.
  • Randomly selected (NN 2000 series). These subjects included 88 healthy infants, 5 patients with cleft lip and palate, 3 patients with ventricular septal defect, and enamel dysplasia. Included were two patients with vertebrae, one with spina bifida, and one with autism.
  • S. mutans blood isolates TW295 TW871 TW964 and TW1378 were serotyped, serotyped, and f, respectively. Strain and an e-type strain.
  • S. mutans strains Table 2 shows the characteristics of MT8148 (c-type strain), MT4245 (e-type strain), and MT4251 (f-type strain), which are the above-mentioned oral isolates.
  • Oral isolate obtained from a healthy girl of k10 years old obtained from a healthy girl of k10 years old
  • Antiserum against S. mutans serovar was obtained.
  • Antiserum against S. mutans a novel serotype, has significantly reduced antigenicity, and thus cannot be obtained by conventional methods.However, the present inventors devised an immunization method. By doing so, the high serum was successfully obtained.
  • a glucose side chain deletion (GD) mutant of MT8148 was constructed by insertional inactivation of an antibiotic resistance gene into the gluA gene.
  • AmpliTaq Gold polymerase along with a primer constructed based on the gluA sequence obtained from S. mutans strain Xc (GenBank accession no.AB001562) and the S. mutans genome database (GenBank accession no.AE014133) published by Oklahoma University
  • the gluA gene and its adjacent regions were amplified by polymerase chain reaction (PCR) using (Applied Biosystems, Foster City, Calif). The amplified fragment was then cloned into the pST Blue-1 vector (Promega, Madison, Wis.) To generate plasmid pRNlOl.
  • mutant MT8148GD exhibited typical biological characteristics of S. mutans. These features include coarse colonies on MS agar, positive sugar fermentation ability, expression of PA and GTF, and high levels of sucrose-dependent attachment and cell hydrophobicity.
  • the middle pelle contains the RR extract obtained from the TW295 strain (Pell 1), and the outer pells contain the antiserum to the TW295 strain (Pell 2) and the antiserum to the TW871 strain (Pell 2). 3), as well as an antiserum specific to serotype c (Pell 4), an antiserum specific to serotype e (Pell 5), and an antiserum specific to serotype f (Pell 6). Also, the middle panel in FIG.
  • 1B contains the antiserum against the TW871 strain (Pell 7), and the outer panel is the RR extract obtained from the TW295 strain (Pell 8) and the RR extract obtained from the TW871 strain (Pell 8). Strain 9), MT4251 strain (f) RR extract obtained from the strain (Shell 10), MT4245 strain (e) RR extract obtained from the strain (Sell 11) and RR extract also strain MT8148 (c) ( ⁇ El 12).
  • the middle panel in FIG. 1C contains the RR extract that also obtained the FT1 strain (Pell 13), and the outer panel contains the antiserum specific to the TW871 strain (Pell 14) and the serotype c specific.
  • the middle well in Figure 1D contains the antiserum specific for serotype c (well 18), and the outer wells from the RR extract from the MT8148 strain (well 19) and the MT8148 GD strain (c). RR extract (Pell 20).
  • the middle panel of FIG. 1E contains the antiserum against the TW871 strain (Pell 21), and the outer panel of FIG. 1E shows the RR extract obtained from the TW295 strain (Pell 22) and the RR extract obtained also from the TW871 strain (Pell 22).
  • L23 obtained from the FT1 strain Includes RR extract (Pell 24), RR extract obtained from SU1 strain (Pell 25), RR extract obtained from YK1 strain (Pell 26), and RR extract obtained from MT8148GD strain (Pell 27).
  • the RR extract of MM8148GD formed a sedimentation band with the antiserum against TW871 (but did not form a sedimentation band with the serotype c-specific antiserum), and these bands were TW295, TW871, and FT1. , SU1 and YK1.
  • Figs. 2A and 2B all cells were separated by 7% SDS polyacrylamide gel electrophoresis, and the rabbit antibody against S. mutans PA (Fig. 2A) or CA-GTF (Fig. 2B) was used. Reacted.
  • Fig. 2C the cell supernatant concentrated by the ammonium sulfate precipitation (C)
  • the protein transferred onto the PVDF membrane was separated by 7% SDS polyacrylamide gel electrophoresis, and CF-GTF (C) was reacted with a peas antibody.
  • lane 1 is the MT8148 strain
  • lane 2 is the FT1 strain
  • lane 3 is the SU1 strain
  • lane 4 is the YK1 strain.
  • FT1 and SU1 strains have PA and three types of GT F was expressed.
  • the FT1 and SU1 strains exhibited high levels of sucrose-dependent attachment and bacterial hydrophobicity (data not shown), and their 16S rRNA gene sequences were identified as NCTC10449 strains (GenBank accession no. X58303 and S70538). ) And the 16S rRNA gene sequence. Furthermore, the RR extract of the FT1 strain formed a sedimentary band with the antiserum against the TW871 and TW295 strains, and this band also fused with the sedimentation band of the RR extract of TW871 and the antiserum against TW871. In addition, 50 strains obtained from each of the subjects with the FT1 and SU1 strains were not reactive with the antisera specific for c, e or f.o
  • both of these strains are characterized by coarse colonies on MS agar medium, bacitracin resistance, gamma hemolysis on blood agar, mannitol, sorbitol, raffinose and melibiose, which are characteristics of S. mutans. Showed positive saccharide fermentation ability and negative dextran agglutination.
  • Table 3 shows the serotype distribution of 2500 of the above isolates of S. mutans (of which 2450 were classified as c-type, e-type or f-type).
  • RR extracts of the other 50 strains obtained from a single subject (a girl with Down syndrome) formed a sedimentation band with the antiserum against TW871. This band also fused with the sedimentation bands of RR extracts of TW295, TW871, FT1 and SU1.
  • Table 4 shows the serotype distribution pattern in individual subjects, most of which had only S. mutans serotype c, followed by only 50 serotype e subjects. Five of them were found to have multiple serotypes.
  • the organism was cultured in Brain Heart Inlusion broth (Difco) at 37 ° C. for 18 hours. After washing the cells, the cell concentration was adjusted to 1.0 ⁇ 10 8 CFU / ml with PBS.
  • Human peripheral blood 500 mu 1
  • Human peripheral blood 500 mu 1
  • healthy volunteers collected from healthy volunteers and incubated bacteria 500 ⁇ ⁇ (5. OX 10? CFU) and the monitor 37 ° C for 10 minutes.
  • the ratio was determined. The ratio was expressed by the average value of phagocytosed PMN per 100 PMNs (500 PMNs tested).
  • Fig. 3 ⁇ ⁇ ⁇ shows the phagocytosis rate of oral and blood isolates of S. mutans. The results shown in Fig. 3 ⁇ ⁇ ⁇ show the average standard deviation of five experiments. In Figure 3 ⁇ , the phagocytosis rate of the 12 strains was tested after 10 minutes incubation.
  • Figure 3 ⁇ shows the changes in phagocytosis of ⁇ 8148 (see), MT8148GD ( ⁇ ), FT1 ( ⁇ ), and TW295 (mouth) at 15, 30, 60, 90, and 120 minutes of incubation.
  • the phagocytosis rate of the MT8148GD strain was 22.0 ⁇ 2.4%, which was significantly lower than that of the parent strain MT8148 (68.4 ⁇ 4.1%) (P ⁇ 0%). . 001).
  • oral isolates of NN2001 (c), NN2002 (e) and NN2003 (f) showed similar phagocytosis rates to MT8148, whereas serotype k oral isolates FT1, SU1 and YK1 also The phagocytosis rate was significantly lower than that of MT8148 (P ⁇ 0.001).
  • the phagocytosis rates of all four of the blood isolates were significantly lower than those of the oral isolates (P ⁇ 0.001).
  • the phagocytosis rate of MT8148GD, FT1 and TW295 was significantly lower than that of MT8148 up to 60 minutes of inactivation.
  • the phagocytosis rate of TW295 was also significantly lower than MT8148 90 minutes after inactivation. (P ⁇ 0.001).
  • the RR extracts of two blood isolates (TW295 and TW871), 152 oral isolates (FT1-FT51, SU1-SU51, and YK1-YK50), and gluA-inactivated strain (MT8148GD) were TW295 or TW871 A sedimentation band was formed with antiserum.
  • these isolates were shown to have the biological characteristics typical of S. mutans, including high levels of sucrose-dependent attachment and hydrophobicity, and darcosyltransferase.
  • sobrinus isolates from human plaque, carious dentin, or fecal samples had serotypes c and e. , F, d or g.
  • all 144 S. mutans or S. sorbinus obtained from plaque were classified as force serotypes c, e, d or g, And no f-type or serotyped strains were detected.
  • nine out of 103 subjects were recently reported to have serologically variable S. mutans, but there is no accurate description of the characteristics of serotype-specific polysaccharides. Helped. The above shows that the present inventors have recently revealed serotype k in Japan.
  • a specific gene sequence was present in the first half of the rgpF gene in the k-type strain of S. mutans. Using this region, a forward primer was prepared based on the sequence common to each serotype (c, e, f, and k) strains upstream of the start codon of the rgpF gene.
  • CEF-R CCGACAAAGACCATTCCATCTC 6508-6529 corresponds to the position of the Xc (c) strain (GenBank accesion no. AB01 0970).
  • S. mutans k-type strains TW295, TW871, FT1, and YT1
  • saliva samples were also extracted from genomic DNA, and primer pairs of CEFK-F and CEF-R, and Using a primer pair of CEFK-F and KR, a PCR reaction solution was prepared according to FIG. One cycle of C5 minutes, 94. C30 seconds, 60. C 30 seconds, 72.
  • the PCR reaction was performed under the conditions of 30 cycles of C30 seconds and 1 cycle of 72 ° C for 7 minutes.
  • the resulting reaction solution was electrophoresed on a 1.5% agarose gel.
  • Figure 16 shows the results.
  • S. mutans k-type strains (TW295 strain and FT1 strain) were subjected to PCR amplification with primers specific to k-type, and in c-type (MT8148 strain), PCR amplification with no primers occurred.
  • the detection limit is 50-500 cells for the primer pair specific to the serotype cZeZf strain, and 5-50 cells for the primer pair specific to the serotype k strain, indicating that the sensitivity is very good. all right.
  • genomic DNA (lanes 1-4) extracted from bacteria of serotype cZeZf strain using primer pairs (CEFK-F and KR) (B) specific for serotype k strain, serum PCR reactions were performed using genomic DNA extracted from bacteria of type k strain (lanes 5 to 8) and genomic DNA extracted from saliva samples (lanes 914) as templates.
  • lane 1 is MT8148 (c type)
  • lane 2 is NN2001 (c type)
  • lane 3 is NN2002 (e type)
  • lane 4 is NN2003 (f type).
  • Lane 5 is TW295 (k type)
  • lane 6 is TW871 (k type)
  • lane 7 is FT1 (k type)
  • lane 8 is YTl (k type)
  • lane 9 Is Steptococcus sanguinis ATCC1 0556, lane 10 force ⁇ Streptococcus oralis ATCC10557, lane 11 Streptococcus gordonii ATCC10558,
  • lane 12 is Streptococcus mitis ATCC903
  • lane 13 is Streptococcus milleri NCTC10703
  • lane 14 is Streptococcus salivarius HHT.
  • primer pairs CEFK-F and CEF-R specifically detected the serotype cZeZf strain
  • the primer pairs CEFK-F and KR specifically detected the serotype k strain. No streptococci other than S. mutans were detected.
  • the use of primer pairs CEFK-F and CEFK-R and primer pairs CEFK-F and KR not only specifically detect serotype cZeZf and serotype k strains, respectively. It has been found that only one can be specifically detected.
  • Example 6 Identification of subject having S. mutans serotype k strain by PCR using saliva sample
  • Ejected whole saliva was used in 200 children or adolescents (2-18 years old, mean age 7.9 ⁇ 3.6 years) who visited Osaka University's School of Dentistry in December 2004 )). These saliva samples were used in PCR assays with some modifications of the method reported by Hoshino et al. (2004). Briefly, unstimulated whole saliva was collected in sterile tubes and placed on ice. The cells were collected from 500 1 saliva in a microcentrifuge tube with 16, OOO X g trowel for 5 minutes, treated in an electronic oven at 500 W for 5 minutes, and N-Acetylmura Mildase SG (Seikagaku Corp. , Tokyo, Japan) 1 hour digested.
  • a serotype cZeZf strain was used using primer pairs CEFK-F and CEF-R (A), and primer pairs CEFK-F and KR were used.
  • serotype k strain (B) was detected (Fig. 18 ⁇ ⁇ ⁇ ).
  • 190 were non-specific for serotype k (serotype cZeZf). (A), but negative for the serotype k strain-specific primer pair).
  • the remaining 10 specimens were compared with a primer pair specific for serotype k strain (B) and a primer pair nonspecific for serotype k strain (specific for serotype cZeZf strain) (A).
  • A primer pair specific for serotype k strain
  • Fig. 18A the primer pair CEFK-F and CEF-R were used, and the primer pair (A) non-specific for serotype k strain (specific for serotype cZeZf strain) was positive.
  • the primer pair (B) specific to the serotype k strain are shown.
  • primers versus CEFK-F and KR were used for detection of serotype k strains.
  • lanes 1 to 5 show five representative samples among the samples of the 190 strains in which the primer pair specific to the serotype k strain was negative.
  • Lanes 6-8 show strains that were positive for the primer pair specific for the serotype k strain.
  • k-type strains of S. mutans TW295, TW871, FT1, SU1, YK1, YT1, and ATI strains
  • clinical isolates of S. mutans N2000 series: c (Type 78 strains, e type 17 strains, f type 3 strains)
  • PCR amplification with primers specific to k type occurred, but no PCR amplification with primers specific to c type, e type or f type .
  • PCR amplification using primers specific to c-type, e-type or f-type occurred, and PCR amplification using primers specific to k-type occurred. It did not happen.
  • S. mutans is classified into serotypes c, e and f based on the chemical composition of its cell surface polysaccharide (Linzer et al., 1987). It is known that the serotype-specific polysaccharide of S. mutans is also capable of rhamnose-glucose polymer having a rhamnose skeleton and a side chain of an OC-linked or a ⁇ -linked darcoside residue.
  • indefinite serotypes obtained from the blood of patients who develop bacteremia and serotypes obtained from the blood of patients who develop infective endocarditis (TW871) was shown to decrease the amount of glucose side chains over serotype-specific polysaccharides (Fujiwara et al., 2001).
  • MT8148GD showing k-type serotype showed high levels of sucrose-dependent
  • the adherence rate was significantly lower than that of the parent strain MT8148 (c-type).
  • the present inventors analyzed the role of the glucose side chain of the serotype-specific polysaccharide in the cariogenicity of the newly elucidated serotype k strain of S. mutans.
  • Table 6 shows the S. mutans strains used in this example.
  • the oral isolate of MT8148 (c) was selected from our laboratory culture stock collection.
  • FT1 strain (k), SU1 strain (k) and YK1 strain (k) were also isolated from the oral cavity of Japanese infants.
  • the YT1 strain was isolated from the oral cavity of a 6-year-old healthy boy and confirmed to be S. mutans serotype k according to the method described in Example 1.
  • the MT8148R and YK1R strains were rendered resistant to streptomycin by repeated subculturing in increasing concentrations of streptomycin (to a final concentration of 1500 g / ml agar) (Ooshima et al., 2000).
  • M T8148GD strain (MT8148 gluA-inactive dangdo mutant) was constructed in the same manner as in Example 1.
  • TW871k Blood isolate from a 45-year-old woman who developed infective endocarditis associated with subarachnoid hemorrhage
  • Table 7 shows the biological properties obtained from the in vitro analysis of cariogenicity.
  • MT8148GD showed significantly lower values for sucrose-dependent adhesion to the glass surface, sucrose-independent adsorption to SHA, dextran binding ability, CA-CTF activity and CF-CTF activity ( P ⁇ 0.001). Again, there were no significant differences between FT1 and FT1GD for these properties.
  • the transcribed protein band was reacted with a rabbit antibody against CA-GTF or CF-GTF, followed by an anti-heron immunoglobulin G antibody conjugated with an alkaline phosphatase (New England Biolabs, Beverly, Mass., USA) and 5 Visualization was performed using -bromo-4 chloro-3-indolyl phosphate-trouble tetrazolium substrate (Moss Inc., Pasadena, MD, USA). Furthermore, the ratio of expression intensity to GTFB in each strain was evaluated by relative densitometry analysis of the reaction band using NIH image software (National Technical Information Service, bpringfield, VA, UbA). .
  • NIH image software National Technical Information Service, bpringfield, VA, UbA
  • GTFB, GTFC, and GTFD were found to be expressed in all of the strains tested.
  • the strength of GTFB was significantly stronger in MT8148 than in any other strain.
  • GTFB expression intensity The ratio of ZGTFC expression intensity was 1.80 ⁇ 0.15. This value was significantly higher than the MT8148GD value (0.80 ⁇ 0.11) and the values of other blood and oral isolates of serotype k (values in the range 0.17-0.81). (P ⁇ 0.00 Do in contrast, there was no significant difference in GTFD expression intensity among all strains tested.
  • the CA- GTF activity and CF- CTF activity were evaluated by [14 C] glucan synthesis from using [14 C] sucrose.
  • One unit of GTF activity was defined as the amount of enzyme required for 1 mol of glucose residues to be incorporated into sucrose dalcan per minute.
  • the gluA gene (encoding an enzyme that catalyzes the production of UDP-D-glucose, the immediate precursor in the glucose side chain donor) was constructed by insertion and inactivation.
  • the biological properties of MT8148GD are compared to those of parent strain MT8148. And compared. Since UDP-D-glucose has been reported to be important for viability of S. mutans in low pH environmental conditions, the present inventors have suggested that the gluA gene itself alters the properties associated with cariogenicity. Expected that it could cause Therefore, the present inventors constructed a further mutant strain (FT1GD) of serotype k strain FT1 in which the gluA gene was inserted and inactivated.
  • FT1GD further mutant strain
  • FIG. 19A the whole cells (A) were separated by 7% SDS polyacrylamide gel electrophoresis, and the protein band transcribed on the PVDF membrane was compared with CA-GTF of S. mutans. The rabbit was allowed to react with a heron antibody.
  • FIG. 19B the culture supernatant concentrated by ammonium sulfate precipitation was separated by 7% SDS polyacrylamide gel electrophoresis, and the protein band transcribed on the PVDF membrane was reacted with an egret antibody against CF-GTF.
  • lane 1 is MT8148 strain
  • lane 2 is MT8148GD strain
  • lane 3 is TW295 strain
  • lane 4 is TW871 strain
  • lane 5 is FT1 strain
  • lane 6 is Is the FT1GD strain
  • lane 7 is the SU1 strain
  • lane 8 is the YK1 strain
  • lane 9 is the YT1 strain.
  • GTFB is thought to be responsible for most of the insoluble glucan synthesis and is considered to be an important toxic factor for the adhesion of S. mutans to the tooth surface and the accumulation of plaque. (Mattos-Graner et al., 2000).
  • the lower CA-CTF activity of the serotype k strain may be due to lower expression of GTF B.
  • its expression on the cell surface can correlate with the presence of the glucose side chain of the serotype-specific polysaccharide.
  • an S. mutans strain that is likely to be involved in infection of infectious endocarditis can be easily identified as a novel serotype k-type. It can be widely used in the pharmaceutical industry and the inspection industry, etc., just at medical sites such as the dental care field.
  • an indeterminate serotype of S. mutans is present in a subject, which is considered to be important from the viewpoint of preventing the development of infectious endocarditis that may result in death. It is possible to provide a method of effectively and efficiently determining whether or not the determination is made.

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Abstract

 本発明は、ストレプトコッカス ミュータンス血清型特異的多糖抗原のグルコース側鎖量を低下させるポリペプチドをコードするポリヌクレオチドに関する。本発明はまた、当該ポリヌクレオチドを有する新規ストレプトコッカス ミュータンス株、および当該ストレプトコッカス ミュータンス株に特異的な抗体、ならびに被験体中に存在する当該ストレプトコッカス ミュータンス株を検出する方法に関する。本方法に従うと、血清型が不定であるストレプトコッカス ミュータンスが被験体中に存在か否かが確認され得、その結果、感染性心内膜炎発症の可能性の高い対象を特定し得る。

Description

明 細 書
新規血清型のストレプトコッカス ミュータンスおよびその利用
技術分野
[0001] 本発明は、ストレプトコッカス ミュータンス(Streptococcus mutans (S. mutans) )の 新規血清型株、当該新規血清型株に特異的な抗体、当該抗体を作製する方法、当 該抗体を用いる当該新規株を検出するための方法およびキット、ならびに、 S.
mutansの新規血清型株に特異的な多糖抗原の生合成に関与する酵素をコードする ポリヌクレオチド、当該ポリヌクレオチドを用いる当該新規株を検出するための方法お よびキットに関する。具体的には、上記抗体と被験体サンプル力 抽出した表層多糖 抗原とを免疫反応させることによって、または被験体サンプルより抽出したゲノム DN Aに対して上記ポリヌクレオチドを用いてハイブリダィゼーシヨンを行うかもしくは上記 ポリヌクレオチドを用いて PCR反応を行うことによって、被験体における S. mutansの 新規血清型株の存在を検出する方法および当該検出方法を行うためのキットに関す るものである。
背景技術
[0002] ストレプトコッカス ミュータンス(S. mutans)力 う蝕(むし歯)の原因菌として有名で ある。う蝕は、 S. mutansが発生する酸によって歯が溶出する疾患である。 S. mutansは 、 口腔内で増殖して酵素ダルコシルトランスフェラーゼを分泌する。この酵素は、食物 中の糖分を分解して不溶性の多糖類グルカンを生成する。生成したグルカンは、 S. mutans菌体とともに歯の表面に付着してプラーク(歯垢)を形成する。 S. mutansは、 プラーク内で糖を代謝して乳酸などの酸を生成する。この酸が歯表面のエナメル質 力 カルシウムを溶出し、その結果、う蝕が進行する。以上のように、う蝕は、歯科領 域において重要な疾患の 1つであるので、う蝕の治療および予防に関する研究が進 められている。
[0003] 細菌を分類する公知の方法としては、生理生化学的性状に基づく方法、キノン組 成、菌体脂肪酸組成または細胞壁成分等に基づく方法、 DNAの G + C含量に基づ く方法、 DNA相同性に基づく方法、 DNAプローブを用いる方法、および 16Sリボソ ーム RNA (rRNA)遺伝子の塩基配列の解析を行う方法等が挙げられる。特に、近 年では、 16Sリボソーム RNA遺伝子の塩基配列に基づ!/、て系統分類したグループ( クラスター)を指標とする細菌の分類および識別が行なわれて ヽる。
[0004] ミュータンス連鎖球菌(mutans streptococci)は、その細胞壁多糖類の組成および その連鎖における相違に基づいて、 Streptococcus mutans (S. mutans) (血清型 c、 e 、 f)、 Streptococcus sobrinus (皿清型 d、 g)、 Streptococcus cncetus血清型 aノ、 Streptococcus rattus (血清型 b)、 Streptococcus ferus (血清型 c)、 Streptococcus macacae (血清型 c)、及び Streptococcus downei (血清型 h)の計 8つの血清型に分類 される。
[0005] さらに、 S. mutansは、感染性心内膜炎(Infective Endocarditis; IE)患者の血液より 分離されることがある。感染性心内膜炎は、歯科領域において最も良く知られている 全身性疾患の一つである。感染性心内膜炎は致死的な感染症であり、心臓弁置換 術を受けた患者または心臓に先天性奇形を有する患者が罹患しやす ヽとされる。感 染性心内膜炎は、歯科治療によって患者の血液中に原因菌が侵入し、心内膜に細 菌塊を形成して炎症を引き起こす。この原因菌は、口腔に存在する連鎖球菌 (特に、 Streptococcus sanguinis)であることが多いが、 S. mutansもまた原因菌として挙げられ 得る。
[0006] 通常、感染性心内膜炎を発症する患者を歯科治療する場合は、治療の前に抗生 物質の投与が行なわれ、そして抗生物質の血中濃度が上昇してから下降するまでの 間に治療が行なわれる (非特許文献 1および 2参照)。
[0007] 〔非特許文献 1〕
Dajani A. S. et al., Prevention of Bacterial Endocarditis; Recommendations by the American Heart Association. Circulation 1997 96: 358—366.
〔非特許文献 2〕
Nakatani S et al" Current characteristics of infective endocarditis in Japan ; an analysis of 848 cases in 2000 and 2001. Circ. J. 2003 67: 901-905.
[0008] 感染性心内膜炎を予防するために、多量の抗生物質が使用される。例えば、ベニ シリン系抗生物質であるサヮシリンは、体重 25kgの子供に 1回につき lOOOmgが力 プセルまたは粉末にて術前投与される。
[0009] このような多量の抗生物質は、医学的に必要である。しかし、抗生物質の乱用に起 因する薬剤耐性菌の出現は、近年大きな問題となっている。従って、抗生物質の使 用量を減らすこと、および抗生物質の使用による耐性菌出現を抑制することは、有用 である。
[0010] 本発明者らの以前の研究において、抜歯処置の後の菌血症患者または感染性心 内膜炎患者力も分離した 4つの連鎖球菌株は、その生物学的な性質および 16Sリボ ソーム RNAの塩基配列に基づ ヽて S. mutans株と特定された (非特許文献 3参照)。 通常、 S. mutans株は、その約 80%以上が血清型 cに分類される力 上記患者の血液 力も分離した 4株の S. mutansはいずれも血清型 cではなかった。これらの株のうち、 1 株が血清型 e、 1株が血清型 fであり、残りの 2つの株 (TW295及び TW871)は、公 知の血清型 (c型、 e型または f型)のいずれにも属さず、血清学的に不定であった。
[0011] S. mutans株の血清型を決定する血清型特異的な多糖抗原は、ラムノース基本骨 格と α—又は β 結合のダルコシド基側鎖とを有するラムノース グルコースポリマー 力 なる。上記 TW295株及び TW871株の血清学的に不定であるという性質は、血 清型特異的な多糖抗原におけるグルコース側鎖の量の低下に起因することが示され た。さらに、血清学的に不定な株 (便宜上、 S. mutansの血清型不定株と称する) TW 295及び TW871における血清型特異多糖抗原は、 gluA遺伝子 (グルコース側鎖ド ナ一における直前の前駆体の生産を触媒する酵素をコードする)を不活性ィ匕した変 異株における血清型特異多糖抗原と類似しており、 gluA遺伝子不活ィヒ変異株およ び S. mutansの血清型不定株のいずれにおいても、血清型特異多糖抗原のダルコ一 スの量は低い。
[0012] また、 S. mutansの血清型不定株は、口腔力 分離した株と同じくらい高い疎水性と ショ糖依存的付着能とを有することが示され、また、食作用を受けにくいことが明らか になった。
[0013] 〔非特許文献 3〕
Pujiwara, Τ·, K. Nakano, M. Kawaguchi, T. oshima, S. Sobue, S. Kawabata, I. Nakagawa, and S. Hamada. 2001. Biochemical and genetic characterization of serologically untypable Streptococcus mutans strains isolated from patients with bacteremia. Eur. J. Oral Sci. 109: 330-334.
[0014] 上記の知見は、高い疎水性とショ糖依存的な付着レベルとに起因して、 S. mutans の血清型不定株がヒトの口腔に存在し得ることを意味する。さらに、 S. mutansの血清 型不定株は、食作用を受けにくいために、血液中においてより長く生存することが可 能になり、その結果、血液より分離されたと考えられる。
[0015] 感染性心内膜炎を予防するために、患者が感染性心内膜炎の原因菌 (例えば、 S. mutansの血清型不定株)を保有するか否かを簡便に同定することが、非常に望まれ ている。さらに、感染性心内膜炎の原因菌を特定することは、治療に用いる抗生物質 を選択する際に有用である。しかし、患者が感染性心内膜炎の原因菌を保有するか 否かを簡便に同定する方法や、感染性心内膜炎の原因菌を特定する方法は、未だ 開発途上である。
[0016] 上述したように、 S. mutansの血清型不定株は血液中でも安定であり、その結果、 S. mutansの血清型不定株が感染した患者は感染性心内膜炎を発症する可能性が高 いと考えられる。 S. mutansの血清型不定株は、死に至る可能性がある感染性心内膜 炎の発症を予防する観点から重要であると考えられているので、 S. mutansの血清型 不定株の分離および同定が、特に望まれる。
[0017] 本発明の目的は、当該 S. mutansの血清型不定株を分離および同定して、被験体 中に存在するか否かを有効かつ効率的に判定する方法を提供することにある。 発明の開示
[0018] 本発明者等は、上記課題に鑑み鋭意検討した結果、免疫方法に改良を加えること によって、 S. mutansの血清型不定株に対する抗血清を取得し、 S. mutansの血清型 不定株を新規血清型 (k型)と定義した。
[0019] この新規血清型 k型を規定する多糖抗原を解析するために、 S. mutans多糖抗原の 生合成に関与する酵素(rgpA、 rgpB、 rgpC、 rgpD、 rgpE、 rgpF、 ORF7、 rgpH、 rgplおよび ORF10)をコードする遺伝子の全配列を、当該 k型株において特定した 。これらの遺伝子配列について k型株と既知の血清型 S. mutans株との間で比較して 、 rgpFにおいて複数の k型株に共通した特異配列が存在することを見出した。さらに 本発明者らは、 rgpFにおいて見出された S. mutansの k型株に特異的な塩基配列に 基づ 、て設計したプライマーを用いて、被験体より得られた組織サンプルを PCR増 幅することによって、当該被験体における S. mutansの血清型不定株の存在を有効か つ効率的に検出することが可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。
[0020] 即ち、本発明のポリヌクレオチドまたはそのフラグメントは、ストレプトコッカス ミュー タンスの血清型特異多糖抗原のグルコース側鎖の量が低下したストレプトコッカス ミ ユータンス株に特異的な塩基配列あるいは当該塩基配列の相補配列を含むことを特 徴としている。
[0021] 好ましくは、本発明のポリヌクレオチドまたはそのフラグメントは、ストレプトコッカス ミュータンス特異的な多糖抗原のグルコース側鎖量を低下させるポリペプチドをコー ドするポリヌクレオチドであることを特徴として 、る。
[0022] 上記ポリヌクレオチドは、
配列番号 1ないし 4の何れか 1つに示される塩基配列;または
配列番号 1ないし 4の何れか 1つに示される塩基配列において 1もしくは数個の塩 基が欠失、置換もしくは付加された塩基配列、
力もなることを特徴とするポリヌクレオチドであることが好ましい。
[0023] 上記ポリヌクレオチドはまた、
配列番号 1ないし 4の何れか 1つに示される塩基配列力 なるポリヌクレオチド;ま たは
配列番号 1ないし 4の何れか 1つに示される塩基配列力 なるポリヌクレオチドと相 補的な塩基配列力もなるポリヌクレオチドとストリンジェントな条件下でノヽイブリダィズ するポリヌクレオチド、
であることが好ましい。
[0024] さらに好ましくは、上記ポリヌクレオチドは、配列番号 1ないし 4の何れか 1つに示さ れる塩基配列からなることを特徴として 、る。
[0025] 上記構成によれば、新規血清型を有するストレプトコッカス ミュータンス株に特異 的に存在するポリヌクレオチドを提供することができる。
[0026] 即ち、本発明のオリゴヌクレオチドは、ストレプトコッカス ミュータンスの血清型特異 多糖抗原のグルコース側鎖の量が低下したストレプトコッカス ミュータンス株に特異 的な塩基配列あるいは当該塩基配列の相補配列を含むことを特徴として!ヽる。
[0027] 好ましくは、上記オリゴヌクレオチドは、配列番号 1ないし 4の何れか 1つに示される 塩基配列の少なくとも 12個連続する塩基配列またはその相補配列を含むことを特徴 としている。
[0028] 上記オリゴヌクレオチドは、配列番号 8ないし 10に示される塩基配列またはその相 補配列を含むことが好まし 、。
[0029] 上記構成によれば、新規血清型を有するストレプトコッカス ミュータンス株を特異 的に検出することに優れたオリゴヌクレオチドを提供することができる。
[0030] 即ち、本発明のポリペプチドは、ストレプトコッカス ミュータンス特異的な多糖抗原 のグルコース側鎖量を低下させることを特徴としている。
[0031] 好ましくは、本発明のポリペプチドは、上記ポリヌクレオチドまたはそのフラグメントに よってコードされることを特徴として 、る。
[0032] さらに好ましくは、本発明のポリペプチドは、配列番号 1ないし 4の何れか 1つに示さ れる塩基配列からなるポリヌクレオチドによってコードされることを特徴としている。
[0033] 上記構成によれば、ストレプトコッカス ミュータンスの血清型 c、 eまたは fの株以外 の新規血清型を有するストレプトコッカス ミュータンス株に特異的に存在するポリべ プチドを提供することができる。
[0034] 即ち、本発明のストレプトコッカス ミュータンス株は、ストレプトコッカス ミュータンス 特異的な多糖抗原のグルコース側鎖量が低下していることを特徴とする。
[0035] 好ましくは、本発明のストレプトコッカス ミュータンス株は、ストレプトコッカス ミュー タンスの血清型特異多糖抗原のグルコース側鎖の量が低下した新規血清型であるこ とを特徴としている。
[0036] 1つの局面において、本発明のストレプトコッカス ミュータンス株は、上記ポリヌクレ ォチドを有することが好まし 、
他の局面において、本発明のストレプトコッカス ミュータンス株は、上記ポリべプチ ドを発現することが好ましい。
[0037] 上記構成によれば、既知の血清型を有するストレプトコッカス ミュータンスに関する 新たな知見をカ卩えるとともに、既知の血清型を有するストレプトコッカス ミュータンス だけでは解明できな力つた疾患の治療および zまたは予防に有用であるストレブトコ ッカス ミュータンス株を提供することができる。
[0038] 即ち、本発明の抗体は、上記の課題を解決するために、ストレプトコッカス ミュータ ンスの血清型 c、eまたは fの株に特異的な多糖抗原のグルコース側鎖の量が低下し たストレプトコッカス ミュータンス株の多糖抗原に特異的に結合することを特徴として いる。
[0039] 即ち、本発明の抗体は、ストレプトコッカス ミュータンスの血清型特異多糖抗原の グルコース側鎖の量が低下したストレプトコッカス ミュータンス株に特異的な多糖抗 原に結合することを特徴として 、る。
[0040] 好ましくは、本発明の抗体は、上記ストレプトコッカス ミュータンス株の血清型特異 多糖抗原と特異的に結合することを特徴とする。
[0041] 上記構成によれば、ストレプトコッカス ミュータンスの血清型特異多糖抗原のダル コース側鎖の量が低下したストレプトコッカス ミュータンス株、すなわち、新規血清型 を有するストレプトコッカス ミュータンス株を検出するために有用な抗体を提供するこ とがでさる。
[0042] 即ち、本発明の被験体サンプル中のストレプトコッカス ミュータンス株を検出する 方法は、上記オリゴヌクレオチドをプライマーとして用いて PCR反応を行なう工程を包 含することを特徴とする。
[0043] 好ましくは、本発明の被験体サンプル中のストレプトコッカス ミュータンス株を検出 する方法は、被験体サンプルより細菌を分離する工程、および、上記分離した細菌 のゲノム DNAまたは総 RNAを抽出する工程をさらに包含することを特徴とする。
[0044] 本発明の被験体サンプル中のストレプトコッカス ミュータンス株を検出する方法に おいて、上記組織サンプルは血液、唾液または歯垢より得られることが好ましい。
[0045] 本発明の被験体サンプル中のストレプトコッカス ミュータンス株を検出する方法に おいて、上記プライマーは、配列番号 8に示される塩基配列力 なるオリゴヌクレオチ ドおよび配列番号 9または 10に示される塩基配列力もなるオリゴヌクレオチドであるこ とが好ましい。 [0046] 即ち、上記構成によれば、新規血清型を有するストレプトコッカス ミュータンス株の 血清型特異多糖抗原の生合成に重要な酵素をコードする遺伝子の存在を検出して 当該新規血清型株の存在を知ることができる。
[0047] 即ち、本発明の被験体サンプル中のストレプトコッカス ミュータンス株を検出する 方法は、上記の課題を解決するために、上記オリゴヌクレオチドをプローブとして用 いてハイブリダィゼーシヨン反応を行なう工程を包含することを特徴とする。
[0048] 好ましくは、本発明の被験体サンプル中のストレプトコッカス ミュータンス株を検出 する方法は、被験体サンプルより細菌を分離する工程、および、上記分離した細菌 のゲノム DNAまたは総 RNAを抽出する工程をさらに包含することを特徴とする。
[0049] 本発明の被験体サンプル中のストレプトコッカス ミュータンス株を検出する方法に おいて、上記組織サンプルは、血液、唾液または歯垢より得られることが好ましい。
[0050] 本発明の被験体サンプル中のストレプトコッカス ミュータンス株を検出する方法に おいて、上記オリゴヌクレオチドは、配列番号 8ないし 10の何れかに示される塩基配 列からなることが好ましい。
[0051] 本発明の被験体サンプル中のストレプトコッカス ミュータンス株を検出する方法に ぉ 、て、上記細菌を分離する工程が上記抗体を用いることが好ま 、。
[0052] 即ち、本発明のハイブリダィゼーシヨン反応によってストレプトコッカス ミュータンス の血清型を判定する方法は、上記の課題を解決するために、上記ハイブリダィゼー シヨン反応に使用されるプローブとして、ストレプトコッカス ミュータンスの血清型特 異多糖抗原のグルコース側鎖の量が低下したストレプトコッカス ミュータンス株に特 異的な塩基配列あるいは当該塩基配列の相補配列を含むオリゴヌクレオチドが用い られるとともに、上記特異的な塩基配列が、配列番号 1ないし 4の何れか 1つに示され る塩基配列の少なくとも 12個連続する塩基配列であることを特徴として 、る。
[0053] 好ましくは、本発明のハイブリダィゼーシヨン反応によってストレプトコッカス ミュー タンスの血清型を判定する方法は、さらに、上記ハイブリダィゼーシヨン反応に使用さ れるプローブとして、ストレプトコッカス ミュータンスの血清型 c、 eまたは fの株に特異 的な塩基配列の少なくとも 12個連続する塩基配列ある 、は当該塩基配列の相補配 列を含むオリゴヌクレオチドが用いられることを特徴として 、る。 [0054] 好ましくは、本発明のハイブリダィゼーシヨン反応によってストレプトコッカス ミュー タンスの血清型を判定する方法は、さら〖こ、被験体の組織サンプルから染色体 DNA または総 RNAを得ることを特徴として 、る。
[0055] 好ましくは、本発明のハイブリダィゼーシヨン反応によってストレプトコッカス ミュー タンスの血清型を判定する方法は、さらに、上記組織サンプルが血液、唾液または歯 垢より得られることを特徴として 、る。
[0056] 好ましくは、本発明の本発明のハイブリダィゼーシヨン反応によってストレプトコッカ ス ミュータンスの血清型を判定する方法は、さら〖こ、唾液または歯垢より菌を分離す る工程を包含することを特徴として 、る。
[0057] 上記構成によれば、ストレプトコッカス ミュータンスの血清型 c、 eまたは fの株に特 異的な多糖類のグルコース側鎖の量が低下したストレプトコッカス ミュータンス株を 特異的に検出することに優れたストレプトコッカス ミュータンスの血清型を判定する 方法を提供することができる。
[0058] 即ち、上記構成によれば、新規血清型を有するストレプトコッカス ミュータンス株の 血清型特異多糖抗原の生合成に重要な酵素を検出して当該新規血清型株の存在 を知ることができる。
[0059] 即ち、本発明のストレプトコッカス ミュータンスの血清型特異多糖抗原のダルコ一 ス側鎖の量が低下したストレプトコッカス ミュータンス株を検出する方法は、上記の 課題を解決するために、上記の抗体を用いて免疫反応を行う工程を包含することを 特徴としている。
[0060] 好ましくは、本発明の被験体サンプル中のストレプトコッカス ミュータンス株を検出 する方法は、
被験体サンプルより細菌を分離する工程;
上記分離した細菌と請求の範囲第 9項に記載の抗体をインキュベートする工程; および
上記抗体と結合した細菌を検出する工程、
を包含することを特徴とする。
[0061] 上記構成によれば、新規血清型を有するストレプトコッカス ミュータンスの有用な 検出方法を提供することができる。
[0062] 即ち、本発明の被験体中のストレプトコッカス ミュータンス株の血清型を判定する 方法は、上記ストレプトコッカス ミュータンス株を検出する方法を用いることを特徴と する。
[0063] 即ち、本発明の PCR反応によって S. mutansの血清型を判定する方法は、上記の 課題を解決するために、上記 PCR反応に使用されるプライマーとして、 S. mutansの 血清型特異多糖抗原のグルコース側鎖の量が低下した S. mutans株に特異的な塩基 配列あるいは当該塩基配列の相補配列を含むオリゴヌクレオチドが用いられるととも に、上記特異的な塩基配列が、配列番号 1ないし 4の何れか 1つに示される塩基配 列の少なくとも 12個連続する塩基配列であることを特徴として 、る。
[0064] 好ましくは、本発明の PCR反応によってストレプトコッカス ミュータンスの血清型を 判定する方法は、さらに、上記 PCR反応に使用されるプライマーとして、ストレブトコ ッカス ミュータンスの血清型 c、 eまたは fの株に特異的な塩基配列の少なくとも 12個 連続する塩基配列あるいは当該塩基配列の相補配列を含むオリゴヌクレオチドが用 V、られることを特徴として 、る。
[0065] 好ましくは、本発明の PCR反応によってストレプトコッカス ミュータンスの血清型を 判定する方法は、さらに、被験体の組織サンプルカゝら染色体 DNAまたは総 RNAを 得ることを特徴としている。
[0066] 好ましくは、本発明の PCR反応によってストレプトコッカス ミュータンスの血清型を 判定する方法は、さらに、上記組織サンプルが血液、唾液または歯垢より得られるこ とを特徴としている。
[0067] 好ましくは、本発明の PCR反応によってストレプトコッカス ミュータンスの血清型を 判定する方法は、さら〖こ、唾液または歯垢より菌を分離する工程を包含することを特 徴としている。
[0068] 上記構成によれば、ストレプトコッカス ミュータンスの血清型特異多糖抗原のダル コース佃 j鎖の量が低下したストレプトコッカス ミュータンス株を特異的に検出すること に優れたストレプトコッカス ミュータンスの血清型を判定する方法を提供することがで きる。 [0069] 即ち、本発明のストレプトコッカス ミュータンスの血清型を判定する方法は、上記の 課題を解決するために、ストレプトコッカス ミュータンスの血清型特異多糖抗原のグ ルコース側鎖の量が低下したストレプトコッカス ミュータンス株に特異的に結合する 抗体を用いることを特徴として 、る。
[0070] 好ましくは、本発明のストレプトコッカス ミュータンスの血清型を判定する方法は、 さら〖こ、ストレプトコッカス ミュータンスの血清型特異多糖抗原のグルコース側鎖の 量が低下したストレプトコッカス ミュータンス株に特異的に結合する抗体を用いること を特徴としている。
[0071] 上記構成によれば、ストレプトコッカス ミュータンスの血清型特異多糖抗原のダル コース佃 j鎖の量が低下したストレプトコッカス ミュータンス株を特異的に検出すること に優れたストレプトコッカス ミュータンスの血清型を判定する方法を提供することがで きる。
[0072] 即ち、本発明のストレプトコッカス ミュータンス株のスクリーニング方法は、上記のス トレプトコッカス ミュータンス株を検出する方法を用いることを特徴とする。
[0073] 即ち、本発明のストレプトコッカス ミュータンスの血清型特異多糖抗原のダルコ一 ス側鎖の量が低下したストレプトコッカス ミュータンス株をスクリーニングする方法は 、上記のポリヌクレオチドまたはそのフラグメントを用いることを特徴として!/、る。
[0074] 好ましくは、本発明のストレプトコッカス ミュータンスの血清型特異多糖抗原のダル コース側鎖の量が低下したストレプトコッカス ミュータンス株をスクリーニングする方 法は、上記のポリヌクレオチドまたはそのフラグメントが PCR反応に用いられることを 特徴としている。
[0075] 好ましくは、本発明のストレプトコッカス ミュータンスの血清型特異多糖抗原のダル コース側鎖の量が低下したストレプトコッカス ミュータンス株をスクリーニングする方 法は、上記のポリヌクレオチドまたはそのフラグメントがハイブリダィゼーシヨン反応に 用いられることを特徴として 、る。
[0076] 好ましくは、本発明のストレプトコッカス ミュータンスの血清型特異多糖抗原のダル コース側鎖の量が低下したストレプトコッカス ミュータンス株をスクリーニングする方 法は、上記の抗体を用いることを特徴としている。 [0077] 上記構成によれば、ストレプトコッカス ミュータンスの血清型特異多糖抗原のダル コース側鎖の量が低下したストレプトコッカス ミュータンス株のスクリーニングに優れ た方法を提供することができる。
[0078] 即ち、本発明のストレプトコッカス ミュータンス株は、上記のスクリーニング方法によ つて取得されることを特徴とする。
[0079] 即ち、本発明のストレプトコッカス ミュータンスの血清型特異多糖抗原のダルコ一 ス側鎖の量が低下したストレプトコッカス ミュータンス株は、上記のスクリーニング方 法によって分離されることを特徴として 、る。
[0080] 上記構成によれば、新たにスクリーニングされたストレプトコッカス ミュータンスの血 清型特異多糖抗原のグルコース側鎖の量が低下したストレプトコッカス ミュータンス 株を提供することができる。
[0081] 即ち、本発明のストレプトコッカス ミュータンスの血清型特異多糖抗原のダルコ一 ス側鎖の量が低下したストレプトコッカス ミュータンス株は、上記の課題を解決する ために、上記のスクリーニング方法によってスクリーニングされることを特徴としている
[0082] 上記構成によれば、新規血清型を有するストレプトコッカス ミュータンス株をさらに 提供することができる。
[0083] 即ち、本発明のストレプトコッカス ミュータンス株を検出するためのキットは、上記の オリゴヌクレオチドを備えることを特徴とする。
[0084] 本発明のストレプトコッカス ミュータンス株を検出するためのキットにおいて、上記 オリゴヌクレオチドは配列番号 9に示される塩基配列からなるオリゴヌクレオチドである ことが好ましい。
[0085] 本発明のストレプトコッカス ミュータンス株を検出するためのキットにおいて、配列 番号 8に示される塩基配列力 なるオリゴヌクレオチドをさらに備えることが好ましい。
[0086] 本発明のストレプトコッカス ミュータンス株を検出するためのキットにおいて、配列 番号 10に示される塩基配列力もなるオリゴヌクレオチドをさらに備えることが好ましい
[0087] 本発明のストレプトコッカス ミュータンス株を検出するためのキットは、 PCR反応ま たはハイブリダィゼーシヨン反応に用いることが好ま 、。
[0088] 即ち、本発明のストレプトコッカス ミュータンスの血清型を判定するためのキットは、 上記の課題を解決するために、ストレプトコッカス ミュータンスの血清型特異多糖抗 原のグルコース側鎖の量が低下したストレプトコッカス ミュータンス株に特異的であ る塩基配列ある 、は当該塩基配列の相補配列を含むオリゴヌクレオチドを備えるとと もに、上記特異的な塩基配列が、配列番号 1ないし 4の何れか 1つに示される塩基配 列の少なくとも 12個連続する塩基配列であることを特徴として 、る。
[0089] 好ましくは、本発明のストレプトコッカス ミュータンスの血清型を判定するためのキ ットは、さらに、ストレプトコッカス ミュータンスの血清型 c、 eまたは fの株に特異的な 塩基配列の少なくとも 12個連続する塩基配列またはその相補配列を含むオリゴヌク レオチドを備えることを特徴として 、る。
[0090] 好ましくは、本発明のストレプトコッカス ミュータンスの血清型を判定するためのキ ットは、さらに、被験体の組織サンプル力 染色体 DNAまたは総 RNAを得るための 試薬を含むことを特徴として 、る。
[0091] 好ましくは、本発明のストレプトコッカス ミュータンスの血清型を判定するためのキ ットは、さら〖こ、上記組織サンプルが血液、唾液または歯垢より得られることを特徴とし ている。
[0092] 好ましくは、本発明のストレプトコッカス ミュータンスの血清型を判定するためのキ ットは、さらに、唾液または歯垢より菌を分離するための試薬を含むことを特徴として いる。
[0093] 好ましくは、本発明のストレプトコッカス ミュータンスの血清型を判定するためのキ ットは、さらに、 PCR反応に用いるための試薬を含むことを特徴としている。
[0094] 好ましくは、本発明のストレプトコッカス ミュータンスの血清型を判定するためのキ ットは、さらに、ハイブリダィゼーシヨン反応に用いるための試薬を含むことを特徴とし ている。
[0095] 好ましくは、本発明のストレプトコッカス ミュータンスの血清型を判定するためのキ ットは、さらに、上記オリゴヌクレオチドが標識されていることを特徴としている。
[0096] 上記構成によれば、ストレプトコッカス ミュータンスの血清型特異多糖抗原のダル コース佃 j鎖の量が低下したストレプトコッカス ミュータンス株を特異的に検出すること に優れたストレプトコッカス ミュータンスの血清型を判定するためのキットを提供する ことができる。
[0097] 即ち、上記構成によれば、新規血清型を有するストレプトコッカス ミュータンス株に 特異的な多糖抗原の生合成に重要な酵素をコードする遺伝子の存在を検出して当 該新規血清型株の存在を知ることができる。
[0098] 即ち、本発明のストレプトコッカス ミュータンスの血清型を判定するためのキットは、 上記の課題を解決するために、ストレプトコッカス ミュータンスの血清型特異多糖抗 原のグルコース側鎖の量が低下したストレプトコッカス ミュータンス株に特異的に結 合する抗体を備えることを特徴として 、る。
[0099] 好ましくは、本発明のストレプトコッカス ミュータンスの血清型を判定するためのキ ットは、新規血清型を有するストレプトコッカス ミュータンス株に特異的に結合する上 記抗体を備えることを特徴とする。
[0100] 上記構成によれば、新規血清型を有するストレプトコッカス ミュータンス株の検出 に有用なキットを提供することができる。
[0101] 好ましくは、本発明のストレプトコッカス ミュータンスの血清型を判定するためのキ ットは、さらに、ストレプトコッカス ミュータンスの血清型特異多糖抗原のグルコース 側鎖の量が低下したストレプトコッカス ミュータンス株の多糖抗原に特異的に結合す る抗体を備えることを特徴として 、る。
[0102] 上記構成によれば、ストレプトコッカス ミュータンスの血清型特異多糖抗原のダル コース側鎖の量が低下したストレプトコッカス ミュータンス株、すなわち、新規血清型 を有するストレプトコッカス ミュータンス株を特異的に検出することに優れたストレプト コッカス ミュータンスの血清型を判定するためのキットを提供することができる。
[0103] 即ち、本発明の抗体の製造方法は、上記の課題を解決するために、従来の免疫方 法を改良して 、ることを特徴として 、る。
[0104] 1つの局面において、本発明の抗体の製造方法は、リン酸緩衝化生理食塩水に懸 濁した上記ストレプトコッカス ミュータンス株を 5日間連続でゥサギ耳介静脈に注射 する工程を包含することが好ま 、。 [0105] 本発明の抗体の製造方法は、 1週間間隔をあけた後、さらなる 2週間において 1週 間に 5日間ずつリン酸緩衝ィ匕生理食塩水に懸濁した上記ストレプトコッカス ミュータ ンス株を反復注射する工程をさらに包含することが好ましい。
[0106] 上記方法によれば、ストレプトコッカス ミュータンスの血清型特異多糖抗原のダル コース側鎖の量が低下したストレプトコッカス ミュータンス株、すなわち、新規血清型 を有するストレプトコッカス ミュータンス株に特異的に結合する抗体の製造方法を提 供することができる。
[0107] 上記構成によれば、従来の免疫方法では取得し得なかった新規血清型を有するス トレプトコッカス ミュータンス表層抗原に対する抗体を提供することができる。
[0108] 即ち、本発明の細菌検出器具は、新規血清型を有するストレプトコッカス ミュータ ンス株に特異的な塩基配列またはその相補配列を含むオリゴヌクレオチドが基板上 に固定ィ匕されて ヽることを特徴として 、る。
[0109] 好ましくは、本発明の細菌検出器具において、上記塩基配列は、新規血清型を有 するストレプトコッカス ミュータンス株に特異的な多糖抗原の生合成に重要な酵素を コードするポリヌクレオチドの塩基配列の少なくとも 12個連続する塩基配列であること を特徴としている。
[0110] 上記構成によれば、サンプル中に含まれる新規血清型を有するストレプトコッカス ミュータンス株を検出 ·同定することがでさる。
[0111] さらに上記構成によれば、サンプル中に含まれるストレプトコッカス ミュータンス株 の網羅的な検査を行なうことができる。
[0112] 本発明のさらに他の目的、特徴、および優れた点は、以下に示す記載によって十 分わ力るであろう。また、本発明の利益は、添付図面を参照した次の説明で明白にな るであろう。
図面の簡単な説明
[0113] [図 1]A— Eは、 S. mutansの TW295株に特異的な抗血清および TW871株に特異 的な抗血清と、 TW295株、 TW871株、 c型株、 e型株および f型株から調製したラン ツーランドール (RR)抗原との反応を示す図である。
[図 2]A— Cは、 S. mutansにおける PA、 CA— GTFおよび CF— GTFの発現のウェス タンプロットの結果を示す図である。
[図 3]Α·Βは、 S. mutansの口腔分離株および血液分離株の食作用率を示す図であ る。
[図 4]S. mutansの血清型 c型と k型とにおける rgpF遺伝子前半部の塩基配列を比較 することにより、変異の存在を示す図である。
[図 5]S. mutansの血清型 c型と k型とにおける rgpF遺伝子前半部の塩基配列を比較 する図であり、図 4の続きを示す。
[図 6]S. mutansの血清型 c型と k型とにおける rgpF遺伝子前半部の塩基配列を比較 する図であり、図 5の続きを示す。
[図 7]S. mutansの血清型 c型と k型とにおける rgpF遺伝子前半部の塩基配列を比較 する図であり、図 6の続きを示す。
[図 8]S. mutansの血清型 c型と k型とにおける rgpF遺伝子前半部の塩基配列を比較 する図であり、図 7の続きを示す。
[図 9]S. mutansの血清型 c型と k型とにおける rgpF遺伝子前半部の塩基配列を比較 する図であり、図 8の続きを示す。
[図 10]S. mutansの血清型 c型と k型とにおける rgpF遺伝子前半部の塩基配列を比較 する図であり、図 9の続きを示す。
[図 11]S. mutansの血清型 c型と k型とにおける rgpF遺伝子前半部の塩基配列を比較 する図であり、図 10の続きを示す。
[図 12]S. mutansの血清型 c型と k型とにおける rgpF遺伝子前半部の塩基配列を比較 する図であり、図 11の続きを示す。
[図 13]S. mutansの血清型 c型と k型とにおける rgpF遺伝子前半部の塩基配列を比較 する図であり、図 12の続きを示す。
[図 14]S. mutansの血清型 c型と k型との塩基配列を整列させて、 rgpF遺伝子前半部 の塩基配列を比較した図である。
[図 15]至適な PCR条件を示す図である。
[図 16]MT8148株(c型)、 TW295株 (k型)および FT1株 (k型)力も抽出したゲノム DNAを希釈しそれをテンプレートにして血清型に特異的なプライマーを用いて PCR 増幅して検出感度を求めた結果を示す図である。
[図 17]Α·Βは、種々の血清型の S. mutans株および種々の連鎖球菌力 抽出したゲ ノム DNAをテンプレートにして血清型特異的プライマーを用いて PCR増幅した結果 を示す図である。
[図 18]Α·Βは、唾液サンプル力も抽出したゲノム DNAをテンプレートにして血清型 特異的プライマーを用いて PCR増幅した結果を示す図である。
[図 19]Α·Βは、 S. mutansにおける CA— GTF発現および CF— GTF発現のウェスタン ィムノブロット検出を示す。
発明を実施するための最良の形態
[0114] 本発明の実施の一形態について以下に詳細に説明する力 本発明は以下の記載 に限定されるものではない。
[0115] (1)血清型 kの S. mutans株
S. mutansは、感染性心内膜炎を発症する患者の血液より時折単離されるが、その 侵入機構および生存機構は、解明の余地を残す。菌血症または感染性心内膜炎を 発症する患者より得た 4つの血液分離株のうち 2つ (TW295株および TW871株)は 、免疫沈降試験によると血清学的に不定であった。
[0116] これらの血清型不定株に対する抗血清を用いる免疫拡散分析は、 100人の被験体 より得た 100株の口腔分離株のうち 2つが陽性反応を示した。 50人の被験体より得た 2500株の口腔分離株に対するさらなる免疫拡散分析において、単一の患者より得 た 50個の分離株全てが抗 c型抗血清、抗 e型抗血清、および抗 f型抗血清と反応しな いが、抗 TW295抗血清および抗 TW871抗血清と反応した。これらの株は、対照株 である S. mutans株 MT8148と同様の生物学的特性(例えば、高レベルのショ糖依存 的吸着および菌体疎水性、ならびにダルコシルトランスフェラーゼおよびタンパク質 抗原 (PA)の発現)を示した。本発明者らは、この生物を血清型 kと名付けた。
[0117] 本発明者らは、ヒト血液サンプルおよび口腔サンプルより血清型 kの新たな S. mutans株を分離し、そして特徴付けた。血清型 k株の血清学的特徴は、 MT8148の gluA不活ィ匕変異株 (MT8148GD)の特徴と同様であることを見出した。
[0118] 血清型 kの口腔分離株は、血液分離株および MT8148GDと同様に食作用に抵 抗性を示した。これらの結果は、 S. mutans血清型 k株がヒト口腔内に存在するだけで なぐ食作用に対する低い感受性に起因して血液中で生存し得るということを示す。
[0119] MT8148GDは、ガラス表面に対するショ糖依存的付着、唾液で被覆したヒドロキ シアパタイトに対するショ糖非依存的付着、デキストラン結合活性、および菌体結合 型(ceU-associated)ダルコシルトランスフェラーゼ(GTF)活性などの生物学的特性 に関して、その親株である MT8148株よりも有意に低 、。
[0120] さらに、ウェスタンブロット分析は、血清型 kにおける GTFBZGTFCの発現率比が MT8148より減少したことを示した力 ラットに対するう蝕誘発能は、 MT8148、 MT 8148GDおよび血清型 kの口腔分離株の間で同程度であった。
[0121] これらの結果は、 S. mutansの血清型特異的多糖におけるグルコース側鎖の欠失が う蝕誘発能と関連し得るが、その他の主要な表層タンパク質 (例えば、 GTF、 PAc等 )よりもその程度が低 、と 、うことを示す。
[0122] 本発明において、従来の免疫方法に改良をカ卩えることによって、血清型 kの S. mutans株に対する抗血清が取得された。 S. mutans株の血清型特異多糖抗原の生合 成に関わる遺伝子群の配列を特定して血清型 kと既知株とを比較した結果、血清型 k の S. mutans株に共通して存在する rgpF遺伝子の配列において変異が同定された。
[0123] (A)ポリヌクレオチド
本発明は、ストレプトコッカス ミュータンス特異的な多糖抗原のグルコース側鎖量 を低下させるポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを提供する。本明細書中にお いて使用される場合、「ストレプトコッカス ミュータンス特異的な多糖抗原のダルコ一 ス側鎖量を低下させるポリペプチド」は、「血清型 kの S. mutans株に特異的な多糖抗 原の生合成に関与するポリペプチド」または「血清型 kの S. mutans株の血清型特異 多糖抗原の生合成に関与するポリペプチド」と置換可能に使用される。一実施形態 において、本発明は、配列番号 1ないし 4の何れか 1つに示される塩基配列を有する ポリヌクレオチドまたはそのフラグメントを提供する。本明細書中で使用される場合、 用語「ポリヌクレオチド」は「核酸」または「核酸分子」と交換可能に使用され、ヌクレオ チドの重合体が意図される。本明細書中で使用される場合、用語「塩基配列」は、「 核酸配列」または「ヌクレオチド配列」と交換可能に使用され、デォキシリボヌクレオチ ド (A、 G、 Cおよび Tと省略される)の配列として示される。また、「配列番号 1ないし 4 の何れか 1つに示される塩基配列を含むポリヌクレオチドまたはそのフラグメント」とは 、配列番号 1ないし 4の各デォキシヌクレオチド A、 G、 Cおよび Zまたは Tによって示 される配列を含むポリヌクレオチドまたはその断片部分が意図される。
[0124] 本発明に係るポリヌクレオチドは、 RNA (例えば、 mRNA)の形態、または DNAの 形態(例えば、 cDNAまたはゲノム DNA)で存在し得る。 DNAは、二本鎖または一 本鎖であり得る。一本鎖 DNAまたは RNAは、コード鎖(センス鎖としても知られる)で あり得る力 またはそれは、非コード鎖 (アンチセンス鎖としても知られる)であり得る。
[0125] 本明細書中で使用される場合、用語「オリゴヌクレオチド」は、ヌクレオチドが数個な いし数十個結合したものが意図され、「ポリヌクレオチド」と交換可能に使用される。ォ リゴヌクレオチドは、短いものはジヌクレオチド(二量体)、トリヌクレオチド (三量体)と V、われ、長 、ものは 30マーまたは 100マーと!/、うように重合して!/、るヌクレオチドの数 で表される。オリゴヌクレオチドは、より長いポリヌクレオチドのフラグメントとして生成さ れても、化学合成されてもよい。
[0126] 本発明のポリヌクレオチドのフラグメントは、少なくとも 12nt (ヌクレオチド)、好ましく は約 15nt、そしてより好ましくは少なくとも約 20nt、なおより好ましくは少なくとも約 30 nt、そしてさらにより好ましくは少なくとも約 40ntの長さのフラグメントが意図される。 例えば、「配列番号 1ないし 4の何れか 1つに示されるヌクレオチド配列の少なくとも 2 Ontの長さのフラグメント」によって、配列番号 1ないし 4の何れ力 1つに示されるヌクレ ォチド配列力 の 20以上の連続した塩基を含むフラグメントが意図される。本明細書 を参照すれば配列番号 1ないし 4の何れか 1つに示されるヌクレオチド配列が提供さ れるので、当業者は,このような DNAフラグメントを容易に作製することができる。例 えば、制限エンドヌクレアーゼ切断または超音波による剪断は、種々のサイズのフラ グメントを作製するために容易に使用され得る。あるいは、このようなフラグメントは、 合成的に作製され得る。適切なフラグメント (オリゴヌクレオチド)力 Applied
Biosystems Incorporated (ABI, 850 Lincoln Center Dr., Foster City, CA 94404) 392 型シンセサイザーなどによって合成される。
[0127] 本発明は、血清型 kの S. mutans株に特異的な多糖抗原の生合成に関与するポリべ プチドをコードする力否かに関係なぐ配列番号 1ないし 4の何れ力 1つに示される塩 基配列の少なくとも 12個連続する配列またはその相補配列力もなるポリヌクレオチド に関する。特定のポリヌクレオチドが血清型 kの血清型 kの S. mutans株に特異的な多 糖抗原の生合成に関与するポリペプチドをコードしない場合でさえ、当業者は、上記 ポリヌクレオチド力 例えば、ポリメラーゼ連鎖反応 (PCR)のプライマー、またはノ、ィ ブリダィゼーシヨンプローブとして使用され得ることを容易に理解する。本発明のポリ ヌクレオチドは、血清型 kの S. mutans株に特異的な多糖抗原の生合成に関与するポ リペプチドをコードするポリヌクレオチドを特異的に PCR増幅できるので、本発明のポ リヌクレオチドは、血清型 kの S. mutans株に特異的な多糖抗原の生合成に関与する ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドに特異的にノ、イブリダィズするハイブリダィ ゼーシヨンプローブとしてもまた利用可能である。血清型 kの S. mutans株に特異的な 多糖抗原の生合成に関与するポリペプチドをコードしない本発明のポリヌクレオチド の他の用途としては、 Vermaり、 Human Chromosomes: a Manual of Basic
Techniques, Pergamon Press, New York (1988)に記載の、正確な染色体位置を提 供するための分裂中期染色体展開物に対するインサイチュハイブリダィゼーシヨン( 例えば、 FISH);および、特定の組織における血清型 kの S. mutans株に特異的な多 糖抗原の生合成に関与するポリペプチドに関する mRNA発現を検出するためのノ 一ザンブロット分析が挙げられる。
[0128] 例えば、「長さが少なくとも 20nt」のポリヌクレオチドの部分によって、参照のポリヌク レオチドのヌクレオチド配列からの 20以上の隣接したヌクレオチドが意図される。好ま しい実施形態において、本発明のこのような部分は、ポリメラーゼ連鎖反応 (PCR)に よる標的配列の増幅のためのプライマーとして、または従来の DNAノヽイブリダィゼー シヨン技術に従ったプローブとしてのいずれかで診断的に有用である。
[0129] 別の局面において、本発明は、ストリンジェントなハイブリダィゼーシヨン条件下で、 上記の本発明のポリヌクレオチド(例えば、配列番号 1ないし 4の何れか 1つに示され る塩基配列力もなるポリヌクレオチド)またはその一部にハイブリダィズするポリヌクレ ォチドを含む、単離したポリヌクレオチドを提供する。用語「ストリンジェントなノ、イブリ ダイゼーシヨン条件」は、ハイブリダィゼーシヨン溶液(50%ホルムアミド、 5 X SSC (1 50mMの NaCl、 15mMのクェン酸三ナトリウム)、 50mMのリン酸ナトリウム(pH7. 6)、 5 Xデンノヽート液、 10%硫酸デキストラン、および 20 gZmlの変性剪断サケ精 子 DNAを含む)中にて 42°Cでー晚インキュベーションした後、約 65°Cにて 0. 1 X S SC中でフィルターを洗浄することが意図される。ポリヌクレオチドの「一部」にノ、イブリ ダイズするポリヌクレオチドによって、参照のポリヌクレオチドの少なくとも約 15ヌクレ ォチド (nt)、そしてより好ましくは少なくとも約 20nt、さらにより好ましくは少なくとも約 30nt、そしてさらにより好ましくは約 30— 70ntにハイブリダィズするポリヌクレオチド( DNAまたは RNAのいずれ力)が意図される。これらは、本明細書中においてより詳 細に考察されるような診断用プライマーおよび診断用プローブとして有用である。 血清型 kの S. mutans株の血清型特異多糖抗原の生合成に関与するポリペプチドを コードする本発明のポリヌクレオチドとしては、以下が挙げられるがこれらに限定され な 、:それ自体によって、成熟ポリペプチドのアミノ酸配列をコードするポリヌクレオチ ド;成熟したポリペプチドのコード配列およびさらなる配列(例えば、リーダー配列をコ ードする配列)(例えば、プレタンパク質配列またはプロタンパク質配列またはプレブ 口タンパク質配列);イントロン、非コード 5'配列および非コード 3'配列(例えば、転写 、 mRNAプロセシング (スプライシングおよびポリアデュル化シグナルを含む)におい て役割を担う転写非翻訳配列);さらなる機能性を提供するようなさらなるアミノ酸をコ ードするさらなるコード配列。従って、例えば、ポリペプチドをコードする配列は、マー カー配列(例えば、融合されたポリペプチドの精製を容易にするペプチドをコードす る配列)に融合され得る。本発明のこの局面の特定の好ましい実施態様において、マ 一力一アミノ酸配列は、へキサーヒスチジンペプチド(例えば、 pQEベクター(Qiagen , Inc. )において提供されるタグ)であり、他の中では、それらの多くは公的および Zまたは商業的に入手可能である。例えば、 Gentzら、 Proc. Natl. Acad. Sci. USA 86: 821-824 (1989)において記載されるように、へキサヒスチジンは、融合タンパク質 の簡便な精製を提供する。「HA」タグは、インフルエンザ赤血球凝集素 (HA)タンパ ク質由来のェピトープに対応する精製のために有用な別のペプチドであり、それは、 Wilsonら、 Cell 37: 767 (1984)によって記載されている。他のそのような融合タンパク 質は、 N末端または C末端にて Fcに融合される血清型 kの S. mutans株に特異的な多 糖抗原の生合成に関与するポリペプチドまたはそのフラグメントを含む。
[0131] 血清型 kの S. mutans株の血清型特異多糖抗原の生合成に関与するポリペプチドま たはそのフラグメントをコードする本発明に係るポリヌクレオチドは、宿主細胞におけ る増殖のための選択マーカーを含有するベクターに結合され得る。一般的に、プラス ミドベクターは、リン酸カルシウム沈殿物のような沈殿物中力、または荷電された脂質 との複合体中で導入される。また、下記で詳述するように、 DEAEデキストラン法ゃェ レクト口ポレーシヨン法を用いてもよい。ベクターがウィルスである場合、ベクターは、 適切なノ ッケージング細胞株を用いてインビトロでパッケージングされ得、次、で宿 主細胞に形質導入され得る。
[0132] 本発明はさらに、血清型 kの S. mutans株の血清型特異多糖抗原の生合成に関与 するポリペプチドをコードする本発明のポリヌクレオチドの変異体に関する。変異体は 、天然の対立遺伝子変異体のように、天然に生じ得る。「対立遺伝子変異体」によつ て、生物の染色体上の所定の遺伝子座を占める遺伝子のいくつかの交換可能な形 態の 1つが意図される。天然に存在しない変異体は、例えば当該分野で公知の変異 誘発技術を用いて生成され得る。
[0133] そのような変異体は、本発明のポリヌクレオチドにおいて 1または数個のヌクレオチ ド置換、欠失、または付加によって生成される変異体を含む。置換、欠失、または付 カロは、 1つ以上のヌクレオチドを含み得る。変異体は、コードもしくは非コード領域、ま たはその両方において変化され得る。コード領域における変異は、保存的もしくは非 保存的なアミノ酸置換、欠失、または付加を生成し得る。
[0134] このように、本発明に係るポリヌクレオチドは、少なくとも、配列番号 1ないし 4の何れ 力 1つに示される塩基配列を含む力またはその変異体であればよいといえる。また、 本発明に係るポリヌクレオチドの塩基配列は、適切なリンカ一ペプチドをコードするポ リヌクレオチドで連結されて 、てもよ!/、。
[0135] つまり、本発明の目的は、血清型 kの S. mutans株に特異的な多糖抗原の生合成に 関与するポリペプチドをコードするポリヌクレオチドおよび当該ポリヌクレオチドを検出 するために使用するポリヌクレオチド (オリゴヌクレオチド)を提供することにあるのであ つて、本明細書中に具体的に記載したポリヌクレオチド作製方法等に存するのでは ない。したがって、上記各方法以外によって取得される血清型 kの S. mutans株に特 異的な多糖抗原の生合成に関与するポリペプチドをコードするポリヌクレオチドおよ び当該ポリヌクレオチドを検出するために使用するポリヌクレオチド (オリゴヌクレオチ ド)も本発明の範囲に属することに留意しなければならない。
[0136] (B)ポリペプチド
本発明者らは、新規血清型 (k型)の S. mutans株を見出し、この血清型を規定する 多糖抗原の生合成に関与する酵素の 1つである rgpFにおいて変異が存在すること を見出した。
[0137] 本明細書中で使用される場合、用語「ポリペプチド」は、「ペプチド」または「タンパク 質」と交換可能に使用される。また、ポリペプチドの「フラグメント」は、当該ポリべプチ ドの部分断片が意図される。本発明に係るポリペプチドはまた、天然供給源より単離 されても、化学合成されてもよい。
[0138] 用語「単離された」ポリペプチドまたはタンパク質は、その天然の環境から取り出さ れたポリペプチドまたはタンパク質が意図される。例えば、宿主細胞中で発現された 組換え産生されたポリペプチドおよびタンパク質は、任意の適切な技術によって実質 的に精製されている天然または組換えのポリペプチドおよびタンパク質と同様に、単 離されていると考えられる。
[0139] 本発明に係るポリペプチドは、天然の精製産物、化学合成手順の産物、および原 核生物宿主または真核生物宿主 (例えば、細菌細胞、酵母細胞、高等植物細胞、昆 虫細胞、および哺乳動物細胞を含む)力 組換え技術によって産生された産物を含 む。組換え産生手順において用いられる宿主に依存して、本発明に係るポリべプチ ドは、グリコシルイ匕され得るカゝ、または非グリコシルイ匕され得る。さらに、本発明に係る ポリペプチドはまた、いくつかの場合、宿主媒介プロセスの結果として、開始の改変メ チォニン残基を含み得る。
[0140] 1つの局面において、本発明は、 k型 S. mutans株の rgpFポリペプチドを提供する。
本明細書中で使用される場合、「k型 S. mutans株の rgpFポリペプチド」は、新規血清 型 kの S. mutans株の多糖抗原の生合成に関与する酵素である rgpFポリペプチドが 意図される。 [0141] 1つの実施形態において、本発明は、配列番号 1ないし 4の何れ力 1つに示される 塩基配列によってコードされるポリペプチドを提供する。本発明の好まし 、ポリべプチ ドとしては、成熟ポリペプチド、細胞外ドメイン、膜貫通ドメイン、細胞内ドメイン、また は膜貫通ドメインの全てまたは一部を欠失した細胞外および細胞内ドメインを含むポ リペプチドが挙げられる。
[0142] 本発明は、さら〖こ、実質的な k型 S. mutans株の rgpFポリペプチド活性を示す k型 S. mutans株の rgpFポリペプチドの変異体を提供する。 1つの実施形態において、本発 明は、配列番号 1ないし 4の何れ力 1つに示される塩基配列によってコードされるポリ ペプチドにおいて 1または数個のアミノ酸が置換、付加または欠失した、 k型 S.
mutans株の rgpFポリペプチド活性を示すポリペプチド変異体を提供する。
[0143] 本明細書中で使用される場合、用語「k型 S. mutans株の rgpFポリペプチド活性」は 、公知の血清型の S. mutans株には存在しない多糖抗原、すなわち、 k型 S. mutans株 に特異的な多糖抗原の生合成に関与する rgpFポリペプチドの特徴が意図される。
[0144] このような変異体は、欠失、挿入、逆転、反復、およびタイプ置換 (例えば、親水性 の残基の別の残基への置換 (通常は強く親水性の残基を強く疎水性の残基には置 換しない))を含む。「中性」アミノ酸置換は、一般的にほとんど活性に影響しない。
[0145] ポリペプチドのアミノ酸配列中のいくつかのアミノ酸力 このポリペプチドの構造また は機能に有意に影響することなく容易に改変され得ることは、当該分野において周 知である。さらに、人為的に改変させるだけではぐ天然のタンパク質において、当該 タンパク質の構造または機能を有意に変化させない変異体が存在することもまた周 知である。
[0146] 当業者は、周知技術を使用してポリペプチドのアミノ酸配列において 1または数個 のアミノ酸を容易に変異させることができる。例えば、公知の点変異導入法に従えば 、ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドの任意の塩基を変異させることができる。 また、ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドの任意の部位に対応するプライマー を設計して欠失変異体または付加変異体を作製することができる。さらに、本明細書 中に記載される方法を用いれば、作製した変異体が所望の活性を有するか否かを容 易に決定し得る。 [0147] 好ましい変異体は、保存的もしくは非保存的アミノ酸置換、欠失、または付加を有 する。好ましくは、サイレント置換、付加、および欠失であり、特に好ましくは、保存的 置換である。これらは、 k型 S. mutans株の rgpFポリペプチド活性を変化しない。
[0148] 代表的に保存的置換と見られるのは、脂肪族アミノ酸 Ala、 Val、 Leu,および lieの 中での 1つのアミノ酸の別のアミノ酸への置換;ヒドロキシル残基 Serおよび Thrの置 換、酸性残基 Aspおよび Gluの置換、アミド残基 Asnおよび Ginの間の置換、塩基性 残基 Lysおよび Argの置換、ならびに芳香族残基 Phe、 Tyrの間の置換である。
[0149] 上記に詳細に示されるように、どのアミノ酸の変化が表現型的にサイレントでありそう 力 (すなわち、機能に対して有意に有害な効果を有しそうにないか)に関するさらなる ガイダンスは、 Bowie, J. U.り「Deciphering the Message in Protein Se quences: Tolerance to Amino Acid SubstitutionsJ , Science 247 : 13 06-1310 (1990) (本明細書中に参考として援用される)に見出され得る。
[0150] 別の局面において、本発明に係るポリペプチドは、融合タンパク質のような改変され た形態で組換え発現され得る。例えば、付加的なアミノ酸、特に荷電性アミノ酸の領 域が、宿主細胞内での、精製の間の、または精製に続く操作および保存の間の、安 定性および持続性を改善するために、ポリペプチドの N末端に付加され得る。
[0151] 特定の局面において、本発明に係る k型 S. mutans株の rgpFポリペプチドは、例え ば、融合されたポリペプチドの精製を容易にするペプチドをコードする配列であるタ グ標識 (タグ配列またはマーカー配列)を N末端または C末端へ付加され得る。このよ うな配列は、ポリペプチドの最終調製の前に除去されてもよい。本発明のこの局面の 特定の好ましい実施態様において、タグアミノ酸配列は、へキサーヒスチジンペプチド (例えば、 pQEベクター(Qiagen, Inc. )において提供されるタグ)であり、他の中で は、それらの多くは公的および Zまたは商業的に入手可能である。例えば、 Gentzら 、 Proc. Natl. Acad. Sci. USA 86 : 821—824 (1989) (本明糸田書中に参考とし て援用される)において記載されるように、へキサヒスチジンは、融合タンパク質の簡 便な精製を提供する。「HA」タグは、インフルエンザ赤血球凝集素 (HA)タンパク質 由来のェピトープに対応する精製のために有用な別のペプチドであり、それは、 Wils onら、 Cell 37 : 767 (1984) (本明細書中に参考として援用される)によって記載さ れている。他のそのような融合タンパク質は、 Nまたは C末端にて Fcに融合される本 実施形態に係る k型 S. mutans株の rgpFポリペプチドまたはそのフラグメントを含む。
[0152] 本発明に係る k型 S. mutans株の rgpFポリペプチドは、下記で詳述されるように組換 え生成されても、化学合成されてもよい。
[0153] 組換え生成は、当該分野において周知の方法を使用して行なうことができ、例えば 、以下に詳述されるようなベクターおよび細胞を用いて行なうことができる。
[0154] 合成ペプチドは、化学合成の公知の方法を使用して合成され得る。例えば、 Houg htenは、 4週間未満で調製されそして特徴付けられた HA1ポリペプチドセグメントの 単一アミノ酸改変体を示す 10— 20mgの 248の異なる 13残基ペプチドのような多数 のペプチドの合成のための簡単な方法を記載している。 Houghten, R. A. , Proc. Natl. Acad. Sci. USA 82 : 5131—5135 (1985)。この「 Simultaneous Multi pie Peptide Synthesis (SMPS)」プロセスは、さらに Houghtenら(1986)の米 国特許第 4, 631, 211号に記載される。この手順において、種々のペプチドの固相 合成のための個々の榭脂は、別々の溶媒透過性パケットに含まれ、固相法に関連す る多くの同一の反復工程の最適な使用を可能にする。完全なマニュアル手順は、 50 0— 1000以上の合成が同時に行われるのを可能にする(Houghtenら、前出、 513 4)。これらの文献は、本明細書中に参考として援用される。
[0155] 1つの局面において、本発明は、本明細書中に記載の k型 S. mutans株の rgpFポリ ペプチドのェピトープ保有部分のアミノ酸配列を有するポリペプチドに関する。本発 明の k型 S. mutans株の rgpFポリペプチドのェピトープ保有部分のアミノ酸配列を有 するポリペプチドは、少なくとも 6個、 7個、 8個、 9個、 10個のアミノ酸を有するポリべ プチドの部分を含む力 配列番号 1ないし 4の何れ力 1つに示される塩基配列によつ てコードされる本発明の k型 S. mutans株の rgpFポリペプチドの全アミノ酸配列の長さ までの任意の長さ(全体を含む)のェピトープ保有部分ポリペプチドもまた含まれる。
[0156] 本発明の k型 S. mutans株の rgpFポリペプチドのェピトープ部分は、当該分野で公 知の方法により同定される。例えば、 Geysenら (1984)は、酵素 結合免疫吸着アツセ ィにおける反応に十分に純粋な何百というペプチドを同時に固体支持体上に迅速に 合成する手順を開示する。合成ペプチドの抗体との相互作用は、次いで、それらを 支持体から除去することなく容易に検出される。この様式において、所望のタンパク 質の免疫原性ェピトープを保有するペプチドは、当業者により容易に同定され得る。 例えば、 ロ蹄疫ウィルスのコートタンパク質における免疫学的に重要なェピトープは
、タンパク質の 213のアミノ酸配列全体を覆う全ての 208の可能なへキサペプチドの 重複セットの合成による 7アミノ酸の解明により Geysenらによって位置付けされた。次 V、で、全ての 20アミノ酸が順にェピトープ内の各位置で置換されたペプチドの完全 な置換セットが合成され、そして抗体との反応のための特異性を与える特定のァミノ 酸が決定された。従って、本発明のェピトープ保有ペプチドのペプチドアナログは、 この方法により日常的に作製され得る。 Geysen (1987)の米国特許第 4,708,781号は 、所望のタンパク質の免疫原性ェピトープを保有するペプチドを同定するこの方法を さらに記載している。
[0157] 「免疫原性ェピトープ」は、タンパク質全体が免疫原である場合、抗体応答を誘発 するタンパク質の一部として定義される。これらの免疫原性ェピトープは、分子上の 2 、 3の焦点に制限されると考えられている。一方では、抗体が結合し得るタンパク質分 子の領域は、「抗原性ェピトープ」と定義され得る。タンパク質の免疫原性ェピトープ の数は、一般には、抗原性ェピトープの数よりも少ない。例えば、 Geysen, H. M.ら、 Proc. Natl. Acad. Sci. USA 81: 3998-4002 (1984)を参照のこと。
[0158] 本発明の抗原性ェピトープ保有ペプチドは、本発明のポリペプチドに特異的に結 合するモノクローナル抗体を含む抗体を惹起するのに有用である。従って、抗原ェピ トープ保有ペプチドで免疫化されたドナーからの脾臓細胞の融合により得られるハイ プリドーマの大部分は、一般に天然のタンパク質と反応性がある抗体を分泌する。抗 原性ェピトープ保有ペプチドにより惹起された抗体は、模倣タンパク質を検出するの に有用であり、そして異なるペプチドに対する抗体力 翻訳後プロセシングを受ける タンパク質前駆体の種々の領域の末路を追跡するために使用され得る。免疫沈降ァ ッセィにおいて、短いペプチド (例えば、約 9アミノ酸)でさえ、より長いペプチドに結 合しそして置換し得ることが示されているので、ペプチドおよび抗ペプチド抗体は、模 倣タンパク質についての種々の定性的または定量的アツセィ、例えば、競合的アツセ ィにおいて使用され得る。例えば、 Wilson, I. A.ら、 Cell 37: 767-778 (1984) 777を参 照のこと。本発明の抗ペプチド抗体もまた、模倣タンパク質の精製 (例えば、当該分 野で周知の方法を使用して、吸着クロマトグラフィーにより)に有用である。
[0159] 上記のガイドラインに従って設計された本発明の抗原性ェピトープ保有ペプチドは 、好ましくは本発明のポリペプチドのアミノ酸配列内に含まれる少なくとも 7、より好ま しくは少なくとも 9、そして最も好ましくは約 15—約 30アミノ酸の間の配列を含む。し かし、本発明のポリペプチドのアミノ酸配列の約 30—約 50アミノ酸または全体までの 任意の長さおよび全体を含む、本発明のポリペプチドのアミノ酸配列のより大部分を 含むペプチドまたはポリペプチドもまた、本発明のェピトープ保有ペプチドであると考 えられ、そしてまた模倣タンパク質と反応する抗体を誘導するのに有用である。好まし くは、ェピトープ保有ペプチドのアミノ酸配列は、水性溶媒中で実質的な溶解性を提 供するように選択され (すなわち、その配列は、比較的親水性残基を含み、そして高 度な疎水性配列は好ましくは回避される);そしてプロリン残基を含む配列が特に好 ましい。
[0160] 本発明のェピトープ保有ペプチドは、本発明のポリヌクレオチドを使用する組換え 手段を含むペプチドを作製するための任意の従来の手段によって産生され得る。例 えば、短いェピトープ保有アミノ酸配列は、組換え体産生および精製の間、ならびに 抗ペプチド抗体を産生するための免疫化の間、キャリアとして作用するより大きなポリ ペプチドに融合され得る。ェピトープ保有ペプチドはまた、化学合成の公知の方法を 使用して合成され得る。
[0161] 本発明のェピトープ保有ペプチドは、当該分野に周知の方法によって抗体を誘導 するために使用される。例えば、 Chow, M.ら、 Proc. Natl. Acad. Sci. USA 82:
910-914;および Bittle, F. J.ら、 J. Gen. Virol. 66: 2347-2354 (1985)を参照のこと。 一般には、動物は遊離ペプチドで免疫化され得る;しかし、抗ペプチド抗体力価はぺ プチドを高分子キャリア(例えば、キーホールリンペットへモシァニン (KLH)または破 傷風トキソイド)にカップリングすることにより追加免疫され得る。例えば、システィンを 含有するペプチドは、 m—マレイミドベンゾィルー N—ヒドロキシスクシンイミドエステル( MBS)のようなリンカ一を使用してキャリアにカップリングされ得、一方、他のペプチド は、ダルタルアルデヒドのようなより一般的な連結剤を使用してキャリアにカップリング され得る。ゥサギ、ラット、およびマウスのような動物は、遊離またはキャリアーカツプリ ングペプチドのいずれかで、例えば、約 100 gのペプチドまたはキャリアタンパク質 および Freundのアジュバントを含むェマルジヨンの腹腔内および Zまたは皮内注射 により免疫化される。いくつかの追加免疫注射が、例えば、固体表面に吸着された遊 離ペプチドを使用して ELIS Aアツセィにより検出され得る有用な力価の抗ペプチド 抗体を提供するために、例えば、約 2週間の間隔で必要とされ得る。免疫化動物から の血清における抗ペプチド抗体の力価は、抗ペプチド抗体の選択により、例えば、 当該分野で周知の方法による固体支持体上のペプチドへの吸着および選択された 抗体の溶出により増加され得る。
[0162] (C)ベクターおよび細胞
本発明は、 k型 S. mutans株の rgpFポリペプチドを生成するために使用されるべクタ 一に関する。本発明に係るベクターは、インビトロ翻訳に用いるベクターであっても組 換え発現に用いるベクターであってもよ 、。
[0163] 本発明はまた、本発明に係る k型 S. mutans株の rgpFポリペプチドを組換え的に生 成するための本発明に係るポリヌクレオチドを含む組換え構築物で形質転換された 宿主細胞、および組換え技術による k型 S. mutans株の rgpFポリペプチドまたはその フラグメントの産生方法に関する。
[0164] 組換え構築物は、感染、形質導入、トランスフエクシヨン、エレクト口ポレーシヨン、お よび形質転換のような周知の技術を用いて宿主細胞に導入され得る。組換え構築物 としてのベクターは、例えば、ファージベクター、プラスミドベクター、ウイノレスベタター 、またはレトロウイルスベクターであり得る。レトロウイルスベクターは、複製可能かまた は複製欠損であり得る。後者の場合、ウィルスの増殖は、一般的に、相補宿主細胞 においてのみ生じる。
[0165] 発現させる目的のポリペプチドをコードするポリヌクレオチドは、当該分野において 周知の方法を用いて取得することができる。公知のタンパク質の部分配列は、所望の 部位に対してプライマーを設計して PCR増幅することによって対応するポリヌクレオ チドを取得した後、発現ベクターに挿入して細胞内で容易に得られる。
[0166] 目的の挿入ポリヌクレオチドに対するシス作用性制御領域を含有するベクターが好 ましい。適切なトランス作用性因子は、宿主によって供給され得るか、相補ベクターに よって供給され得る力、または宿主への導入の際にベクター自体によって供給され 得る。
[0167] 特定の実施態様にお!、て、ベクターは、誘導性および Zまたは細胞型特異的であ り得る特異的な発現を提供するベクターが好ましい。このようなベクターの中で特に 好ましいベクターは、温度および栄養添加物のような操作することが容易である環境 因子によって誘導性のベクターである。
[0168] 本発明において有用な発現ベクターとしては、染色体ベクター、ェピソ一ムベクタ 一、およびウィルス由来ベクター(例えば、細菌プラスミド、ノ クテリオファージ、酵母 ェピソ一ム、酵母染色体エレメント、ウィルス(例えば、バキュロウィルス、パポバウイ ルス、ワクシニアウィルス、アデノウイルス、トリボックスウィルス、仮性狂犬病ウィルス、 およびレトロウイルス)、ならびにそれらの糸且合せに由来するベクター(例えば、コスミ ドおよびファージミド)が挙げられる。
[0169] DNA揷入物は、適切なプロモーター(例えば、ファージ λ PLプロモーター、 E. col i lacプロモーター、 trpプロモーター、および tacプロモーター、 SV40初期プロモー ターおよび後期プロモーター、ならびにレトロウイノレス LTRのプロモーター)に作動可 能に連結されるべきである。他の適切なプロモーターは、当業者に公知である。発現 構築物は、さらに、転写開始、転写終結のための部位、および、転写領域中に翻訳 のためのリボゾーム結合部位を含む。構築物によって発現される成熟転写物のコー ド部分は、翻訳されるべきポリペプチドの始めに転写開始コドンを含み、そして終わり に適切に位置される終止コドンを含む。
[0170] 発現ベクターは、好ましくは少なくとも 1つの選択マーカーを含む。このようなマーカ 一としては、真核生物細胞培養につ 、てはジヒドロ葉酸レダクターゼまたはネオマイ シン耐性遺伝子、 E. coliおよび他の細菌における培養についてはテトラサイクリン耐 性遺伝子またはアンピシリン耐性遺伝子が挙げられる。適切な宿主の代表的な例と しては、細菌(例えば、 E. coli細胞、 Streptomyces細胞、および Salmonella typ himurium細胞);真菌細胞(例えば酵母細胞);昆虫細胞(例えば、 Drosophila S 2細胞および Spodoptera Sf9細胞);動物細胞(例えば、 CHO細胞、 COS細胞、 および Bowes黒色腫細胞);ならびに植物細胞が挙げられる。上記の宿主細胞のた めの適切な培養培地および条件は当分野で周知である。
[0171] 好ましい実施形態において、本発明に係るベクターは、細菌(特に、 E. coli)にお いて本発明に係る k型 S. mutans株の rgpFポリペプチドを発現し得る。細菌における 使用に好ましいベクターの中には、 pQE70、 pQE60、および pQE— 9 (Qiagenから 入手可會); pBSベクター、 Phagescriptベクター、 Bluescriptベクター、 pNH8A、 pNH16a、 pNH18A、 pNH46A (Stratageneから入手可能);ならびに ptrc99a、 PKK223— 3、 pKK233— 3、 pDR540、 pRIT5 (Pharmaciaから入手可能)が含ま れる。
[0172] 本発明における使用に適した公知の細菌プロモーターの中には、 E. coli laclお よび lacZプロモーター、 T3プロモーターおよび T7プロモーター、 gptプロモーター、 λ PRプロモーターおよび λ PLプロモーター、ならびに trpプロモーターが含まれる。 適切な真核生物プロモーターとしては、 CMV前初期プロモーター、 HSVチミジンキ ナーゼプロモーター、初期 SV40プロモーターおよび後期 SV40プロモーター、レト ロウィルス LTRのプロモーター(例えば、ラウス肉腫ウィルス (RSV)のプロモーター) 、ならびにメタ口チォネインプロモーター(例えば、マウスメタ口チォネイン Iプロモータ 一)が挙げられる。
[0173] 別の実施形態において、本発明に係るベクターは、高等真核生物細胞において本 発明に係る k型 S. mutans株の rgpFポリペプチドを発現し得る。高等真核生物細胞に よる DNAの転写は、ベクター中にェンノヽンサ一配列を挿入することによって増大さ せ得る。ェンハンサ一は、所定の宿主細胞型におけるプロモーターの転写活性を増 大するように働ぐ通常約 10— 300bpの DNAのシス作用性エレメントである。ェンハ ンサ一の例としては、 SV40ェンハンサー(これは、複製起点の後期側上の 100— 27 Obpに位置される)、サイトメガロウィルスの初期プロモーターェンハンサー、複製起 点の後期側上のポリオ一マエンハンサー、およびアデノウイルスェンハンサ一が挙げ られる。
[0174] 好ましい真核生物ベクターとしては、 pWLNEO、 pSV2CAT、 pOG44、 ρΧΤ1、 および pSG (Stratageneから入手可能);ならびに pSVK3、 pBPV、 pMSG、およ び pSVL (Phrmaciaから入手可能)が挙げられる。他の適切なベクターは、当業者 に周知である。
[0175] 宿主細胞への構築物の導入は、リン酸カルシウムトランスフエクシヨン、 DEAEデキ ストラン媒介トランスフエクシヨン、カチオン性脂質媒介トランスフエクシヨン、エレクト口 ポレーシヨン、形質導入、感染または他の方法によってもたらされ得る。このような方 法は、 Davisら、 Basic Methods In Molecular Biology(1986) (本明細書中 に参考として援用される)のような多くの標準的研究室マニュアルに記載されている。
[0176] 高等真核生物による DNAの転写は、ベクター中にェンノヽンサ一配列を挿入するこ とによって増大させ得る。ェンノヽンサ一は、所定の宿主細胞型におけるプロモーター の転写活性を増大するように働ぐ通常約 10— 300bpの DNAのシス作用性エレメン トである。ェンハンサ一の例としては、 SV40ェンハンサー(これは、複製起点の後期 側上の 100— 270bpに位置される)、サイトメガロウィルスの初期プロモーターェンハ ンサ一、複製起点の後期側上のポリオ一マエンハンサー、およびアデノウイルスェン ハンサ一が挙げられる。
[0177] 翻訳されたタンパク質の小胞体の管腔内へ力 周辺質空間内へか、または細胞外 環境内への分泌のために、適切な分泌シグナル力 発現されるポリペプチド中に組 み込まれ得る。シグナルは、ポリペプチドに対して内因性であり得る力、またはそれら は異種シグナルであり得る。
[0178] 従って、ポリペプチドは、融合タンパク質のような改変された形態で発現され得、そ して分泌シグナルだけでなぐ付加的な異種の機能的領域も含み得る。例えば、付 加的なアミノ酸、特に荷電性アミノ酸の領域が、宿主細胞内での、精製の間の、また は続く操作および保存の間の、安定性および持続性を改善するために、ポリべプチ ドの N末端に付加され得る。また、ペプチド部分が、精製を容易にするためにポリべ プチドへ付加され得る。そのような領域は、ポリペプチドの最終調製の前に除去され 得る。とりわけ、分泌または排出を生じるため、安定性を改善するため、および精製を 容易にするためのペプチド部分のポリペプチドへの付カ卩は、当分野でよく知られてお り、そして日常的な技術である。好ましい融合タンパク質は、タンパク質の可溶化に有 用な免疫グロブリン由来の異種領域を含む。例えば、 EP A 0 464 533 (また、カナダ 対応出願 2045869)は、別のヒトタンパク質またはその一部とともに免疫グロブリン分子 における定常領域の種々の部分を含む融合タンパク質を開示する。多くの場合、融 合タンパク質中の Fc部分は、治療および診断における使用に十分に有利であり、従 つて、例えば改善された薬物動態学的特性を生じる(EP A 0232 262)。一方、いくつ かの使用について、融合タンパク質力 記載される有利な様式で、発現され、検出さ れ、および精製された後に Fc部分が欠失され得ることが望ましい。これは、 Fc部分が 、治療および診断における使用の妨害であると判明する場合 (例えば、融合タンパク 質が免疫のための抗原として使用されるべき場合)である。薬物探索において、例え ば hIL— 5のようなヒトタンパク質は、 hIL— 5のアンタゴ-ストを同定するための高処理 能力スクリーニングアツセィの目的で Fc部分と融合されている。 D. Bennettら、 Journal of Molecular Recognition Vol. 8: 52-58 (1995)、および K. Johansonら、 The Journal of Biological Chemistry Vol. 270,No. 16, 9459- 9471頁 (1995)を参照のこと。
[0179] k型 S. mutans株の rgpFポリペプチドは、周知の方法 (例えば、硫安沈殿またはエタ ノール沈殿、酸抽出、陰イオンまたは陽イオン交換クロマトグラフィー、ホスホセルロ ースクロマトグラフィー、疎水性相互作用クロマトグラフィー、ァフィユティークロマトグ ラフィー、ヒドロキシアパタイトクロマトグラフィー、およびレクチンクロマトグラフィー)に よって組換え細胞培養物力も回収され、そして精製され得る。最も好ましくは、高速 液体クロマトグラフィー(「HPLC」 )が精製のために用いられる。
[0180] このように、本発明に係るベクターは、少なくとも、本発明に係るポリヌクレオチドを 含めばよいといえる。すなわち、発現ベクター以外のベクターも、本発明の技術的範 囲に含まれる点に留意すべきである。
[0181] また、本発明に係る細胞は、少なくとも、本発明に係るベクターを含めばよいといえ る。すなわち、市販の細胞以外の初代培養細胞も、本発明の技術的範囲に含まれる 点に留意すべきである。
[0182] つまり、本発明の目的は、本発明に係るポリヌクレオチドを含有するベクターおよび 当該ベクターを含有する細胞を提供することにあるのであって、本明細書中に具体 的に記載した個々のベクター種および細胞種、ならびにベクター作製方法および細 胞導入方法に存するのではない。したがって、上記以外のベクター種および細胞種 、ならびにベクター作製方法および細胞導入方法を用いて取得したベクターおよび 細胞も本発明の範囲に属することに留意しなければならない。
[0183] (D)細菌
本発明は、分離された血清型 kの S. mutans株を提供する。好ましくは、本発明の血 清型 kの S. mutans株は、以下で詳述されるような血清型 kの S. mutans株に特異的に 結合する抗体を用いて、生物学的サンプルより分離される。好ましい血清型 kの S. mutans株としては、血液分離株 2株 (TW295および TW871)、口腔分離株 154株( FT1— FT51、 SU1— SU51、および YK1— YK50、ならびに ATIおよび YT1)が 挙げられるがこれらに限定されない。用語「生物学的サンプル」は、個体、体液、細胞 株、組織培養物、または血清型 kの S. mutans株タンパク質もしくはその DNAもしくは mRNAを含む他の供給源カゝら得られる、任意の生物学的サンプルが意図される。生 物学的サンプルとしては、血清型 kの S. mutans株タンパク質を含む体液(例えば、血 液、唾液、歯垢、血清、血漿、尿、滑液および髄液)あるいは血清型 kの S. mutans株 タンパク質を発現する可能性のある組織供給源が挙げられる。本明細書中で使用さ れる場合、用語「組織サンプル」は、組織供給源より得られた生物学的サンプルが意 図される。哺乳動物力 組織生検および体液を得るための方法は当該分野で周知 である。生物学的サンプルが mRNAを含む場合、組織生検が好ましい供給源である 。本明細書中で使用される場合、用語「サンプル」としては、上記生物学的サンプル および上記組織サンプル以外に、上記生物学的サンプルおよび上記組織サンプル より抽出したゲノム DNAサンプルおよび Zまたは総 RNAサンプルも挙げられる。
[0184] 1つの局面において、本発明は、 S. mutansの血清型特異多糖抗原のグルコース側 鎖の量が低下した S. mutans株を提供する。本明細書中で使用される場合、用語「S. mutansの血清型 c、eまたは fの株に特異的な多糖類のグルコース側鎖の量が低下し た」は、 S. mutansの血清型 c、 eまたは fの株に特異的な既知の抗体を用いて検出す ることができないことが意図される。従って、本明細書を参照して、この用語は、 S. mutansの血清型 c、 eまたは fの株に特異的な多糖抗原のグルコース側鎖が全くな ヽ ことを意味するのではなぐ S. mutansの血清型 c、 eまたは fの株に特異的な既知の抗 体に対する抗原性が著しく低下して 、る状態であると 、うことを意図して 、ることを、 当業者は容易に理解する。
[0185] (E)抗体
本発明は、 S. mutansの血清型 c、 e、もしくは fの株に特異的な多糖抗原のダルコ一 ス側鎖の量が低下した血清型の株に特異的に結合する抗体を提供する。好ましくは 、本発明は、血清型 kの S. mutans株に特異的に結合する抗体を提供する。本明細書 中で使用される場合、用語「抗体」は、免疫グロブリン (IgA、 IgD、 IgE、 IgG、 IgMお よびこれらの Fabフラグメント、 F (ab' )フラグメント、 Fcフラグメント)を意味し、例とし
2
ては、ポリクローナル抗体、モノクローナル抗体、単鎖抗体、抗イディォタイプ抗体お よびヒト化抗体が挙げられるがこれらに限定されない。本発明の抗体は、従来の免疫 方法では取得し得な力つた力 免疫方法に創意工夫を重ねることによって取得され た。さらに、本発明の抗体は、 k型以外の血清型を有する既知の S. mutans株を公知 のグルコース側鎖欠失方法を用いて作製した変異株を用いて作製される。さらに、本 発明の抗体は、本発明のポリペプチドを抗原に用いて作製される。本発明の抗体は 、血清型 kの S. mutans株の検出および Zまたは診断に有用であり得る。
[0186] 本明細書中で使用される場合、用語「血清型 kの S. mutans株に対する抗体」は、血 清型 kの S. mutans株抗原に特異的に結合し得る完全な分子および抗体フラグメント( 例えば、 Fabおよび F (ab,)フラグメント)を含むことを意味する。 Fabおよび F (ab,)
2 2 フラグメントは完全な抗体の Fc部分を欠いており、循環によってさらに迅速に除去さ れ、そして完全な抗体の非特異的組織結合をほとんど有し得ない(Wahlら、 J. Nucl. Med. 24: 316-325 (1983》。従って、これらのフラグメントもまた好ましい。
[0187] あるいは、血清型 kの S. mutans株抗原に結合し得るさらなる抗体力 抗イディォタイ プ抗体の使用を通じて二工程手順で産生され得る。このような方法は、抗体それ自 体が抗原であるという事実を使用し、従って、二次抗体に結合する抗体を得ることが 可能である。この方法に従って、血清型 kの S. mutans株特異的抗体は、動物 (好まし くは、マウス)を免疫するために使用される。次いで、このような動物の脾細胞はハイ プリドーマ細胞を産生するために使用され、そしてハイプリドーマ細胞は、血清型 kの S. mutans株特異的抗体に結合する能力が血清型 kの S. mutans株抗原によってブロ ックされ得る抗体を産生するクローンを同定するためにスクリーニングされる。このよう な抗体は、血清型 kの S. mutans株特異的抗体に対する抗ィディォタイプ抗体を含み 、そしてさらなる血清型 kの S. mutans株特異的抗体の形成を誘導するために動物を 免疫するために使用され得る。
[0188] Fabおよび F (ab' ) ならびに本発明の抗体の他のフラグメントは、本明細書中で開
2
示される方法に従って使用され得ることが、明らかである。このようなフラグメントは、 代表的には、パパイン (Fabフラグメントを生じる)またはペプシン (F (ab' ) フラグメン
2 トを生じる)のような酵素を使用するタンパク質分解による切断によって産生される。あ るいは、血清型 kの S. mutans株結合フラグメントは、組換え DNA技術の適用または 合成化学によって産生され得る。
[0189] ヒトにおける診断のために、インビボでのイメージングを用いて、上昇レベルの血清 型 kの S. mutans株を検出する場合、「ヒト化」キメラモノクローナル抗体を使用すること が好ましくあり得る。このような抗体は、上記のモノクローナル抗体を生成するハイプリ ドーマ細胞由来の遺伝構築物を用いて生成され得る。キメラ抗体を生成するための 方法は、当該分野で公知である。総説については、 Morrison, Science 229: 1202 (1985); Oiら、 BioTechniques 4: 214 (1986); Cabillyら、米国特許第 4,816,567号; Taniguchiら、 EP 171496 ; Morrisonら、 EP 173494; Neubergerら、 WO 8601533 ; Robinsonら、 WO 8702671 ; Boulianneら、 Nature 312: 643 (1984); Neubergerら、 Nature 314: 268 (1985)を参照のこと。
[0190] このように、本発明に係る抗体は、少なくとも、本発明に係る k型 S. mutans株を認識 する抗体フラグメント (例えば、 Fabおよび F (ab,) フラグメント)を備えていればよいと
2
いえる。すなわち、本発明に係る k型 S. mutans株を認識する抗体フラグメントと、異な る抗体分子の Fcフラグメントとからなる免疫グロブリンも本発明に含まれることに留意 すべきである。
[0191] つまり、本発明の目的は、本発明に係る k型 S. mutans株を認識する抗体を提供す ることにあるのであって、本明細書中に具体的に記載した個々の免疫グロブリンの種 類 (IgA、 IgD、 IgE、 IgGまたは IgM)、キメラ抗体作製方法、ペプチド抗原作製方法 等に存するのではない。したがって、上記各方法以外によって取得される抗体も本発 明の範囲に属することに留意しなければならない。 [0192] (2)血清型 kの S. mutans株の検出法および診断法
本発明にカゝかる S. mutansの血清型検出法および診断法は、被験体に存在し得る 血清型 kの S. mutans株を検出および診断するものである。
[0193] 感染因子、または、代謝産物、核酸、およびタンパク質を含む病気の指標となる分 子の検出は、医学的疾患の診断および治療、ならびに研究における基本的な要素 である。多くの方法論が現在検出に使用されている。これらの方法論は、一般に、病 気を引き起こす因子の成分をコードする遺伝物質のような、核酸に対する診断アツセ ィ、および病気を引き起こす因子または病気の副産物の 、ずれかの成分であるタン ノ ク質に対する抗体をベースにした診断アツセィに分けられる。
[0194] 本発明は、生物学的サンプルにお 、て、特に被験体から得られた組織または他の 細胞または体液において、血清型 kの S. mutans株に特異的な多糖抗原の生合成に 関与する酵素をコードするポリヌクレオチドを検出することによって、血清型 kの S. mutans株関連障害を診断する方法を提供する。
[0195] (A)核酸に対する検出法および診断法
核酸に対するアツセィは、ポリヌクレオチド (核酸分子)の存在を検出するための放 射性標識プローブを用いるノーザンブロットハイブリダィゼーシヨンのような単純な方 法から、ハイブリダィゼーシヨン技術による配列の検出に使用され得るところまで非常 に少量の特定の核酸配列を増幅するためのポリメラーゼ連鎖反応 (PCR)の使用ま での範囲にわたる。ヌクレオチドプローブは、市販の染料、または酵素、蛍光、化学 発光、あるいは放射性の標識を用いて標識され得る。これらのプローブは、ハイプリ ダイゼーシヨンにより細胞中または組織試料中の遺伝子または関連配列(そこではそ の遺伝子は通常の成分である)の発現を検出するために、および生物の感染から生 じる疾患を有すると疑われるヒトからの血清または組織試料をスクリーニングするため に使用され得る。プライマーがまた、逆転写酵素、または DNAポリメラーゼおよびポリ メラーゼ連鎖反応を用いて調製され得、組織または液体中に非常に少量で存在する ポリヌクレオチドの検出のために使用され得る。
[0196] ポリメラーゼ連鎖反応 (PCR)は、特に、クロー-ング、遺伝子発現の分析、 DNA配 列決定、遺伝的マッピング、薬物の発見などにおいて適用される、非常に重要な手 段で teる。 f列えば、 Innisら、 PCR Protocols A guide to Methods and Applications, Academic Press, San Diego (1990);および米国特許第 4,683, 195,4,683号を参照の こと。
[0197] 本発明は、配列番号 1ないし 4に示される塩基配列の少なくとも 12個連続する塩基 配列またはその相補配列力もなるオリゴヌクレオチドをプライマーとして用いて PCR 反応を行う工程を包含する、血清型 kの S. mutans株を検出する方法を提供する。 PC R試薬および方法論は、 perkin Elmer, 761 Main Ave. , Norwalk, Conn. 06850 ;また は Roche Molecular Systems, 1145 Atlantic Ave. , Suite 100, Alameda, CA 94501力 ら入手可能である。好ましい PCR反応は、 20mlの PCR反応液(20ngZ 1のゲノム DNAを 5 μ 1、 dNTP混合物 2 1、 10 X PCR緩衝液 2 1、順方向プライマー(20 !!101/ 1) 1 1、逆方向プラィマー(20 11101/ 1) 1 1、八111 1^& Gold 0. 1 μ 1、 MilliQ水 8. 9 1を含む)を、 94°Cで 5分間処理した後、 94°Cで 30秒間、 60 °Cで 30秒間、 72°Cで 30秒間を 30サイクル行!、、次!、で 72°Cで 7分間処理して行う 力 これに限られない。本明細書中で使用される場合、用語「少なくとも 12個」は、 12 、 13、 14、 15、またはそれ以上の整数をいう。本発明に従うと、被験体から得られた サンプル中に血清型 kの S. mutans株が存在するか否かを、有効かつ効率的に判定 し得る。
[0198] 伝統的には、 PCRおよびノヽイブリダィゼーシヨンプロセスは、別の作業として行われ ている。し力し、 PCRおよびハイブリダィゼーシヨンプロセスを組み合わせることによつ て得られる利点がいくつかある:(i)単一の試薬添カ卩工程が必要とされるのみであり、 これにより、反応チューブを開ける必要なぐこの組み合わされた反応を進行させるこ とが可能であり、これにより、サンプルの混同およびサンプルの汚染の機会を減少さ せる;(ii)必要とされる試薬がより少量である;(iii)必要とされる試薬添加工程がより 少なぐ自動化をより容易にする;そして (iv) in situの方法の場合、熱循環の間に細 胞サンプルの完全性を保護するのに使用されるサンプル封じ込め(containment)ァ センブリを分解する必要がない。単一の反応において、 PCRをハイブリダィゼーショ ンプロセスと組み合わせた、 1つの存在する方法は、「Taqman」として知られる技術で ある。例えば、 Hollandら、 Proc. Natl. Acad. Sci. USA 88: 7276-7280 (1991)を参照 のこと。
[0199] インサイチュでの PCRは、特定の増幅された核酸が、標的核酸配列を元々含んで いた細胞または下位の細胞構造内に実質的に含まれるように、固定された細胞にお いて実行される PCR増幅をいう。細胞は、水性懸濁液中にあっても、または組織サン プルの部分 (例えば、組織ィ匕学的切片または細胞化学的スメァ)であってもよい。本 明細書中で使用される場合、用語「組織ィ匕学的切片」は、凍結または化学的に固定 され、ワックスまたはプラスチック中に包埋されることにより固められ、薄板 (代表的に は、数ミクロンの厚さ)にスライスされ、そして固体支持体 (例えば、顕微鏡スライド)に 付着された生物学的組織の固体サンプルをいい、そして用語「細胞化学的スメァ」は 、化学的に固定されそして顕微鏡スライドに付着された細胞 (例えば、血球)の懸濁 物をいう。好ましくは、細胞は、プロティナーゼ消化、界面活性剤または有機溶媒を 用いる液体抽出、または透過ィ匕(permeabilization)法のような他のものによって、 PC R試薬に対して透過性にされて 、る。
[0200] 本明細書中で使用する場合、用語「固定された細胞」は、溶媒変化、温度変化、機 械的ストレス、または乾燥による破裂に対して細胞構造 (特に、膜)を強化するために 化学的に処理された生物学的細胞のサンプルをいう。細胞は、懸濁物中に固定され ても、または組織サンプルの部分として固定されても、いずれでもよい。細胞固定液 は、一般に、細胞構造のタンパク質構成要素を、最も一般的には、タンパク質ァミノ 基と反応することによって架橋する化学薬品である。好ましい固定液には、緩衝化ホ ルマリン、 95%エタノール、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、およびグルタル アルデヒドが含まれる。固定された細胞の透過性は、プロティナーゼ、または界面活 性剤、または膜脂質を溶解する有機溶媒での処理により増加され得る。
[0201] 本発明は、配列番号 1ないし 4に示される塩基配列の少なくとも 12個連続する塩基 配列またはその相補配列力もなるオリゴヌクレオチドをプローブとして用いてハイプリ ダイゼーシヨン反応を行う工程をさらに包含する血清型 kの S. mutans株を検出する方 法を提供する。本発明に従うと、被験体から得られたサンプル中に存在する S. mutans株を、有効かつ効率的に判定し得る。
[0202] 本発明のオリゴヌクレオチドは、染色体とのインサイチュハイブリダィゼーシヨンによ つて遺伝子マッピングするため、および例えばノーザンブロット分析によってヒト糸且織 中の血清型 kの S. mutans株の発現を検出するためのプローブとして有用である。以 下に詳細に記載されるように、特定の組織における血清型 kの S. mutans株遺伝子発 現の変化を検出することは、特定の疾患および Zまたは障害を提示し得る。
[0203] 好ま 、実施形態にぉ 、て、本発明のオリゴヌクレオチドは、標識される。適切な標 識としては、例えば、基質との反応による過酸化水素の生成を触媒するォキシダーゼ 群由来の酵素が挙げられる。グルコースォキシダーゼは、それが良好な安定性を有 し、そしてその基質 (グルコース)が容易に入手できるために、特に好ましい。ォキシ ダーゼ標識の活性は、酵素 標識抗体 z基質反応によって形成される過酸化水素 の濃度を測定することによってアツセィされ得る。酵素に加えて、他の適切な標識とし て、放射性同位元素 (例えば、ヨウ素 (125ι、 121ι)、炭素 (14c)、ィォゥ (35s)、トリチウム
(3H)、インジウム (112In)、およびテクネチウム (99mTc) )、ならびに蛍光標識 (例えば 、フルォレセインおよびローダミン)ならびにピオチンが挙げられる。
[0204] (B)タンパク質に対する検出法および診断法
タンパク質に対するアツセィは、さらに、分子 (通常抗体)と、検出されるタンパク質と の結合反応、または、酵素の活性ィ匕をもたらし、検出可能な色の変化を生じる基質を 開裂し得る、酵素と酵素に結合する標的された分子間の反応を含む方法に分けられ る。多くの結合アツセィは、染料、酵素または放射性または蛍光標識を含み、検出を 増強する。タンパク質に対する抗体は、患者、免疫化動物、または抗原特異的モノク ローナル細胞株から得られ得る。これらの抗体アツセィは、サンドイッチ ELISAアツセ ィ、ウェスタンブロット、放射性ィムノアツセィ、および免疫拡散アツセィのようなアツセ ィを包含する。その他のアツセィは、分子の固定ィ匕および検出のためにアビジンおよ びピオチンのような分子を用いる。これらの試薬を調製する技術およびそれを使用す る方法は、当業者に公知である。
[0205] 本発明は、ストレプトコッカス ミュータンスの血清型 c、e、もしくは fの株に特異的な 多糖類のグルコース側鎖の量が低下した血清型の株に特異的に結合する抗体を用 Vヽて免疫反応を行う工程を包含する血清型 kの S. mutans株を検出する方法を提供 する。本明細書中で使用される場合、用語「免疫反応」としては、サンドイッチ ELISA アツセィ、ウェスタンブロット、放射性ィムノアツセィ、および免疫拡散アツセィのような アツセィが挙げられるがこれらに限定されない。本発明に従うと、被験体から得られた サンプル中に血清型 kの S. mutans株が存在するか否かを、有効かつ効率的に判定 し得る。
[0206] 上記のように、本発明に従うと、血中に侵入した際に、多型核白血球による食作用 を受けにくい S. mutans株を保有するか否かを判定し得る。さらに、他の主要な原因菌 の同定法と組み合わせることによって、感染性心内膜炎予防の対象者を減少させ、 抗生物質の使用量を低下させ、抗生物質の使用による耐性菌出現を抑制することが 可能である。
[0207] 本発明はさらに、本明細書中に記載される血清型 kの S. mutans株に特異的に結合 する抗体を用いる血清型 kの S. mutans株の診断方法を提供する。抗体を使用するァ ッセィ方法としては、サンドイッチ ELISAアツセィ、ウェスタンィムノブロット、放射性ィ ムノアツセィ、および免疫拡散アツセィのようなアツセィが挙げられる。その他のアツセ ィは、分子の固定ィ匕および検出のためにアビジンおよびピオチンのような分子を用い る。これらの試薬を調製する技術およびそれを使用する方法は、当業者に公知であ る。
[0208] 生物学的サンプル中の血清型 kの S. mutans株タンパク質レベルのアツセィは、任 意の当該分野で公知の方法を使用して行われ得る。抗体に基づく技術が、生物学 的サンプル中の血清型 kの S. mutans株タンパク質レベルをアツセィするために好まし い。例えば、組織中での血清型 kの S. mutans株タンパク質の発現は、ウェスタンブロ ットアツセィまたはドットプロットアツセィを含む、伝統的な免疫組織学的方法で研究さ れ得る。これらの場合、特異的認識は一次抗体 (ポリクローナルまたはモノクローナル )によって提供されるが、二次検出系は、蛍光、酵素、または他の結合された二次抗 体を利用し得る。結果として、病理学試験のための組織切片の免疫組織学的染色が 得られる。
[0209] 血清型 kの S. mutans株タンパク質レベルを検出するために有用な他の抗体に基づ く方法は、ィムノアッセィ (例えば、酵素結合免疫吸着アツセィ (ELISA)およびラジ オイムノアッセィ (RIA) )を含む。例えば、血清型 kの S. mutans株特異的モノクローナ ル抗体は、血清型 kの S. mutans株タンパク質を検出および定量するための、免疫吸 着剤としておよび酵素標識プローブとしての両方に使用され得る。サンプル中に存 在する血清型 kの S. mutans株タンパク質の量は、直線回帰コンピューターァルゴリズ ムを使用して、標準的な調製物中に存在する量との比較によって算出され得る。抗 原を検出するためのこのような ELISAは、 Iacobelliら、 Breast Cancer Research and Treatment 11: 19-30 (1988)に記載されている。別の ELISAアツセィにおいては、 2 つの異なる特異的なモノクローナル抗体力 体液中の血清型 kの S. mutans株タンパ ク質を検出するために使用され得る。このアツセィにおいて、一方の抗体が免疫吸着 剤として使用され、そして他方が酵素標識プローブとして使用される。
[0210] 適切な酵素標識は、例えば、基質との反応による過酸化水素の生成を触媒するォ キシダーゼ群由来のものを含む。グルコースォキシダーゼは、それが良好な安定性 を有し、そしてその基質 (グルコース)が容易に入手できるために、特に好ましい。ォ キシダーゼ標識の活性は、酵素 標識抗体 Z基質反応によって形成される過酸化水 素の濃度を測定することによってアツセィされ得る。酵素に加えて、他の適切な標識 として、放射性同位元素 (例えば、ヨウ素 (125ι、 121ι)、炭素 (14c)、ィォゥ (35s)、トリチ ゥム (3H)、インジウム (112In)、およびテクネチウム (99mTc) )、ならびに蛍光標識 (例 えば、フルォレセインおよびローダミン)ならびにピオチンが挙げられる。
[0211] 個体から得られる生物学的サンプル中の血清型 kの S. mutans株レベルをアツセィ することに加えて、血清型 kの S. mutans株はまた、画像解析によってインビボで検出 され得る。血清型 kの S. mutans株のインビボでの画像解析のための抗体標識または マーカーとして、 X線撮影法、 NMR、または ESRによって検出可能なものが挙げら れる。 X線撮影法については、適切な標識として、検出可能な放射線を放射するが、 被検体に対して明らかには有害ではない、バリウムまたはセシウムのような放射性同 位元素が挙げられる。 NMRおよび ESRのための適切なマーカーとして、関連のハイ プリドーマの栄養分の標識によって抗体中に取り込まれ得る、重水素のような検出可 能な特徴的な回転を有するものが挙げられる。
[0212] 放射性同位元素 (例えば、 131I、 i In, 99mTc)、放射性不透過体 (radio- opaque)基 質、または核磁気共鳴によって検出可能な物質のような適切な検出可能な画像解析 部分で標識されている、血清型 kの S. mutans株特異的抗体または抗体フラグメントが 、障害について試験される哺乳動物中に (例えば、非経口的、皮下、または静脈内) 導入される。被検体の大きさおよび使用される画像解析システムによって、診断用の 画像を生じるために必要とされる画像解析部分の量が決定されることが、当該分野で 理解される。放射性同位元素部分の場合、ヒト被検体については、注射される放射 活性の量は、通常約 5— 20ミリキュリーの範囲の99 mTcである。次いで、標識抗体また は抗体フラグメントは、血清型 kの S. mutans株を含む細胞の位置に優先的に蓄積す る。インビボでの腫瘍画像解析は、 S. W. Burchielら、「Immunopharmacokinetics of Radiolaoeiea Antibodies and Their FragmentsJ (Turner Imaging第 13皁: The Radiochemical Detection of Cancer, Burchiel, S. W.および Rhodes, B. A.編、 Masson Publishing Inc. (1982》に記載されている。
[0213] 本発明の血清型 kの S. mutans株特異的抗体にさらに適切な標識は、以下に提供さ れる。適切な酵素標識の例としては、リンゴ酸デヒドロゲナーゼ、スタフイロコッカスヌ クレアーゼ、酵母アルコールデヒドロゲナーゼ、 α—グリセロールリン酸デヒドロゲナー ゼ、トリオースリン酸イソメラーゼ、ペルォキシダーゼ、アルカリホスファターゼ、ァスパ ラギナーゼ、グルコースォキシダーゼ、 j8—ガラタトシダーゼ、リボヌクレアーゼ、ウレ ァーゼ、カタラーゼ、グルコース 6—リン酸デヒドロゲナーゼ、ダルコアミラーゼ、およ びアセチルコリンエステラーゼが挙げられる。
[0214] 適切な放射性同位体標識の例としては、 3H、 i In, 125I、 131I、 32P、 35S、 14C、 51Cr 、 57To、 58Co、 59Feゝ 75Seゝ 15¾u、 9°Y、 67Cu、 217Ciゝ 211At、 212Pb、 4?Scゝ 109Pdなど が挙げられる。 ^lnは、インビボでのイメージングが用いられる場合に好ましい同位 体である。なぜなら、これは、 125ιまたは1311で標識したモノクローナル抗体の肝臓によ る脱ハロゲンィ匕の問題を回避するからである。さら〖こ、この放射性核種は、イメージン グのためにより好ましい γ放出エネルギーを有する(Perkinsら、 Eur. J. Nucl. Med. 10: 296-301 (1985); Carasquilloら、 J. Nucl. Med. 28: 281-287 (1987))。例えば、 1 一(P イソチオシァネートベンジル) DPTAを用いてモノクローナル抗体にカツプリ ングした l l llnは、非腫瘍性組織 (特に肝臓)における取り込みをほとんど示さなかつ た。それゆえ、腫瘍局在化の特異性を増強する(Estebanら、 J. Nucl. Med. 28: 861-870 (1987))。
[0215] 適切な非放射性同位体標識の例としては、 157Gd、 55Mn、 162Dy、 52Tr、および56 F eが挙げられる。
[0216] 適切な蛍光標識の例としては、 15¾u標識、フルォレセイン標識、イソチオシァネー ト標識、ローダミン標識、フィコエリトリン標識、フィコシァニン標識、ァロフィコシァニン 標識、 o—フタルアルデヒド標識、およびフルォレサミン標識が挙げられる。
[0217] 適切な毒素標識の例としては、ジフテリア毒素、リシン、およびコレラ毒素が挙げら れる。
[0218] 化学発光標識の例としては、ルミナール標識、イソルミナール標識、芳香族アタリジ -ゥムエステル標識、イミダゾール標識、アタリジ-ゥム塩標識、シユウ酸エステル標 識、ルシフェリン標識、ルシフェラーゼ標識、およびェクオリン標識が挙げられる。
[0219] 核磁気共鳴コントラスト剤の例としては、 Gd、 Mn、および Feのような重金属原子核 が挙げられる。
[0220] 上記の標識を抗体に結合するための代表的な技術は、 Kennedyら(Clin. Chim.
Acta 70: 1-31 (1976))および Schursら (Clin. Chim. Acta 81: 1-40 (1977))により提 供される。後者において言及されるカップリング技術は、ダルタルアルデヒド方法、過 ヨウ素酸方法、ジマレイミド方法、 m—マレイミドベンジルー N—ヒドロキシースクシンイミド エステル方法であり、これらの方法は全て本明細書中に参考として援用される。
[0221] (C)血清型 kの S. mutans株のスクリーニング
本発明は、生物学的サンプル力 血清型 kの S. mutans株をスクリーニングする方法 を提供する。 1つの局面において、本発明は、配列番号 1ないし 4に示される塩基配 列を含みかつ S. mutansの血清型特異多糖抗原のグルコース側鎖の量が低下した血 清型の株に特異的な塩基配列またはその相補配列力 なるポリヌクレオチドまたはそ のフラグメントを用いて、 S. mutansの血清型特異多糖抗原のグルコース側鎖の量が 低下した血清型の株をスクリーニングする方法を提供する。好ま 、実施形態にお!ヽ て、上記 S. mutansの血清型特異多糖抗原のグルコース側鎖の量が低下した血清型 の株は、血清型 kの S. mutans株である。さらに好ましい実施形態において、本発明の スクリーニング方法は、本発明の抗体を用いて S. mutans株の血清型を確認する工程 をさらに包含する。
[0222] 別の局面において、本発明は、 S. mutansの血清型特異多糖抗原のグルコース側 鎖の量が低下した血清型の株に特異的に結合する抗体を用いて、 S. mutansの血清 型特異多糖抗原のグルコース側鎖の量が低下した血清型の株をスクリーニングする 方法を提供する。好ましい実施形態において、上記 S. mutansの血清型特異多糖抗 原のグルコース側鎖の量が低下した血清型の株は、血清型 kの S. mutans株である。 さらに好ましい実施形態において、本発明のスクリーニング方法は、本発明のポリヌク レオチドまたはそのフラグメントを用いて S. mutans株の血清型を確認する工程をさら に包含する。
[0223] 本発明はさらに、上記のスクリーニング方法を用いて同定された、 S. mutansの血清 型特異多糖抗原のグルコース側鎖の量が低下した血清型の株を提供する。好まし ヽ 実施形態において、上記 S. mutansの血清型特異多糖抗原のグルコース側鎖の量が 低下した血清型の株は、血清型 kの S. mutans株である。さらに好ましい実施形態に おいて、上記血清型 kの S. mutans株は、 TW295、 TW871、 FT1— FT51、 SU1— SU51、 YK1— YK50、 FT1GD、 YK1R、 ATIおよび YT1が挙げられるが、これら に限定されない。
[0224] (3)血清型 kの S. mutans株の検出キットおよび診断キット
本発明に力かる S. mutansの血清型判定キットは、判定対象となる S. mutans株が上 記 k型である力否かを判定するものである。
[0225] 本発明は、配列番号 1ないし 4に示される塩基配列の少なくとも 12個連続する塩基 配列またはその相補配列力もなるオリゴヌクレオチドを備える、血清型 kの S. mutans 株を検出するためのキットを提供する。好ましくは、本発明のキットは、 c型、 e型また は f型の S. mutans株に特異的に結合するオリゴヌクレオチドをさらに備える。さらに好 ましくは、上記オリゴヌクレオチドは標識されている。本発明に従えば、患者が血清型 kの S. mutans株を保有するカゝ否かを簡便に同定し得る。特に、これまで検出限界以 下であった症例にお!、て血清型 kの S. mutans株を検出し得る。
[0226] 1つの局面において、本発明のキットは、上記オリゴヌクレオチドが PCRプライマー である。好ましい実施形態において、本発明のキットは、 PCR反応に用いるための試 薬をさらに含む。
[0227] 別の局面において、本発明のキットは、上記オリゴヌクレオチドがハイブリダィゼー シヨンプローブである。好ましい実施形態において、本発明のキットは、ハイブリダィ ゼーション反応に用いるための試薬をさらに含む。
[0228] 一実施形態において、本発明のキットは、配列番号 9に示される塩基配列からなる オリゴヌクレオチドを備えることを特徴とする。本実施形態に係るキットは、配列番号 8 に示される塩基配列からなるオリゴヌクレオチドをさらに備えることが好ましぐ配列番 号 10に示される塩基配列力もなるオリゴヌクレオチドをさらに備えることがなお好まし い。
[0229] 本発明はさらに、血清型 kの S. mutans株の多糖抗原に特異的に結合する抗体を備 える、血清型 kの S. mutans株を検出するためのキットを提供する。好ましくは、上記ォ リゴヌクレオチドは標識されている。本発明に従えば、患者が血清型 kの S. mutans株 を保有するカゝ否かを簡便に同定し得る。特に、これまで検出限界以下であった症例 において血清型 kの S. mutans株を検出し得る。
[0230] (4)血清型 kの S. mutans株の検出器具および診断器具
本発明に係る細菌検出器具は、サンプル中の細菌を検出 ·同定するための器具で あって、対象となる細菌が属する種または属に特異的な塩基配列に基づくオリゴヌク レオチドが基板表面に固定化されており、当該オリゴヌクレオチドとサンプルに由来 する核酸とのハイブリダィゼーシヨンによりサンプル中の細菌を検出'同定するもので ある。血清型 kの S. mutans株の検出に用いる場合、上記オリゴヌクレオチドは、血清 型 kの S. mutans株に特異的な多糖抗原の生合成に関与する酵素をコードするポリヌ クレオチドの塩基配列の少なくとも 12個連続する塩基配列またはその相補配列を含 む。さらに他種の細菌を網羅的に検査する場合は、当該他種の細菌 (複数であって もよい)に特異的な塩基配列を含むオリゴヌクレオチドも基板上に固定ィ匕することが 好ましい。このように、複数種の細菌を含むサンプルを使用するアツセィに供すること によって、血清型 kの S. mutans株がどのような細菌種と共存する傾向があるかを知る ことができる。
[0231] (A)基板 本発明に係る細菌検出器具に用いる基板の材質としては、オリゴヌクレオチドを安 定して固定ィ匕することができるものであればよい。例えば、ポリカーボネートやプラス ティックなどの合成樹脂、ガラス等を挙げることができるが、これらに限定されるもので はない。基板の形態も特に限定されるものではないが、例えば、板状、フィルム状等 の基板を好適に用いることができる。
[0232] 〔基板表面に固定化されるオリゴヌクレオチド〕
本発明に係る細菌検出器具の基板表面に固定ィ匕されるオリゴヌクレオチドは、検出 対象細菌が属する種または属に特異的な塩基配列に基づくオリゴヌクレオチドであ ればよい。当該オリゴヌクレオチドとサンプル由来の核酸との間にハイブリダィゼーシ ヨンが成立することにより、サンプル中に含まれている目的の種または属に属する細 菌を検出することが可能となる。なお、上記検出対象細菌が属する種または属に特 異的な塩基配列に基づくオリゴヌクレオチドを、以下適宜「キヤプチヤーオリゴ」と称す る。
[0233] 上記特異的な塩基配列は、検出対象細菌のゲノムの塩基配列力 属または種特 異的な塩基配列を見出せばよいが、検出対象細菌のリボソーム RNA遺伝子に対応 する塩基配列から見出すことが好ましい。なかでも細菌の 16Sリボソーム RNA遺伝 子は属または種特異的な塩基配列を多く有していることが知られており、 16Sリボソ ーム RNA遺伝子に対応する DNA配列中力 属または種特異的な塩基配列を見出 すことが特に好ましい。リボソーム RN A遺伝子の塩基配列は、 GenBank、 EMBL、 DDBJ等のデータベース等力も入手することができる。
[0234] キヤプチヤーオリゴは上記属または種特異的な塩基配列に基づ!/、て設計すればよ い。したがって、上記属または種特異的な塩基配列そのものであってもよいし、検出 対象細菌から調製した核酸と特異的なハイブリダィゼーシヨンが成立する限りにおい て、変異が含まれていてもよい。変異の位置は特に限定されるものではない。
[0235] キヤプチヤーオリゴの長さ (塩基数)は特に限定されるものではないが、短すぎると ハイブリダィゼーシヨンの検出が困難になり、長すぎると非特異的ハイブリダィゼーシ ヨンを許容してしまう。発明者らは、キヤプチヤーオリゴの長さの最適化について検討 を重ね、標準的な長さを 12— 50塩基長とした。好ましくは、 12— 40塩基長、より好ま しくは 12— 30塩基長、さらにより好ましくは、 13— 22塩基長である力 これらに限定 されない。塩基長は主として配列特性 (特定の塩基の含有率,同一塩基のリピート) に依存するものであり、結合性の良!、ものは短鎖でも特異的ハイブリダィゼーシヨン が可能であることが、発明者らにより確認されている。
[0236] キヤプチヤーオリゴ力 サンプル由来の核酸とのハイブリダィゼーシヨンを妨害する ヘアピン構造、ループ構造、またはそれ以外の立体構造を持つ場合、キヤプチヤー オリゴを構成する 1またはそれ以上のヌクレオチドをイノシンまたは 、ずれのヌクレオ チドとも対合しない核酸に置換することにより、その立体構造を解除することができる
[0237] キヤプチヤーオリゴの合成法は特に限定されるものではなぐ公知の方法 (例えば、 Maniatis, T. et al., Molecular Cloning A Laboratory Manual, Second Edition, Cola Spring Harbor Laboratory Press (1989)に記載の方法等)により合成すればよい。一 般的には、市販の DNA合成機を用いて化学合成することができる。
[0238] 本発明に係る細菌検出器具において、上記検出対象細菌が属する種または属に 特異的な塩基配列に基づくオリゴヌクレオチドのみではなぐそれらにカ卩えて、いわゆ るコントロール.キヤプチヤーオリゴを基板表面に固定ィ匕することが好ましい。コント口 ール.キヤプチヤーオリゴには、陽性コントロール 'キヤプチヤーオリゴおよび陰性コン トロール.キヤプチヤーオリゴが含まれる。陽性コントロール.キヤプチヤーオリゴは、後 述するプローブ調製工程にぉ 、て増幅反応がうまく 、つて 、るかどうかを判定するた めに用いるものである。陰性コントロール 'キヤプチヤーオリゴは、非特異的ハイブリダ ィゼーシヨンが生じて ヽな 、こと、すなわち擬陽性のハイブリダィゼーシヨンシグナル が生じて!/、な!/、ことを確認するために用いるものである。これらの陽性コントロール ·キ ャプチヤーオリゴおよび陰性コントロール.キヤプチヤーオリゴが基板表面に固定ィ匕さ れた細菌検出器具も本発明に含まれる。
[0239] 陽性コントロール 'キヤプチヤーオリゴは検出対象細菌力 調製するプローブに含ま れる塩基配列に基づいて設計されるものであればよい。また、複数の検出対象細菌 を同時に同一の細菌検出器具を用いて検出する場合には、各検出対象細菌につい て陽性コントロール 'キヤプチヤーオリゴを設計してもよいが、複数の検出対象細菌か ら調製するプローブに共通する塩基配列に基づ 、て設計してもよ!、。すべての検出 対象細菌から調製するプローブに共通する塩基配列がない場合は、いくつかのダル ープごとに陽性コントロール 'キヤプチヤーオリゴを設計してもよい。あるいは、プライ マー配列部分が同じで、対象となる細菌の配列とは異なる人工的な配列を設計し、こ の配列の一部を陽性コントロール 'キヤプチヤーオリゴとすることもできる。上記人工的 な配列を铸型としてプローブを調製し (本明細書では、このようなプローブをコント口 ールプローブと称する。)、サンプル力も調製したプローブに添加することにより、ハイ ブリダィゼーシヨンの特異性を検証することが可能となる。なお、上記プローブについ ては後述する。
[0240] 陰性コントロール 'キヤプチヤーオリゴは、陽性コントロール 'キヤプチヤーオリゴの塩 基配列において、 1塩基以上であり、かつ、当該配列の有する塩基数の 20%未満の 範囲内で人為的な塩基の置換を含む塩基配列を有するように設計することが好まし い。塩基置換を行う塩基数は、ハイブリダィゼーシヨンの条件との関係で決定され、 検出対象細菌由来のプローブがハイブリダィゼーシヨンを生じないような塩基数を選 択すればよい。
[0241] 検出対象細菌は特に限定されるものではなぐ目的とするサンプル中から検出しよ うとする細菌を適宜選択すればよい。例えば、食品中に混入し当該食品を汚染する 可能性のある細菌を挙げることができる。食品中に有害な細菌が混入することは、公 衆衛生上非常に大きな問題となる。上記の食品汚染細菌の存在および Zまたはその 量と比較することによって、本発明の血清型 kの S. mutans株の存在および Zまたはそ の量を測定することができる。
[0242] 食品を汚染する細菌としては、ラクトバチルス属(Lactobacillus)、ぺディォコッカス 属 (Pediocuccus)、ストレフ。トコッカス属 (Streptococcus)、メ!スフエフ属 (Megasphaera )およびべクチネータス属(Pectinatus)に属する細菌を挙げることができる。また、ラタ トバチルス属(Lactobacillus)に属する細菌種としては、ラクトバチルス.ブレビス( Lactobacillus brevisノ、フクトノくナノレス'コリニフォノレミス (Lactobacillus coryniformis)、 ラクトバチルス ·力ルバトス(Lactobacillus curvatus)、ラクトバチルス ·デルプリュッキイ( Lactobacillus delbruecKiリ、フクトノ、チノレス'ファ ~~メンタム (Lactobacillus fermentum) 、ラクトバチルス 'リンドネリ(Lactobacillus lindneri)、ラタトバチルス 'マレフアーメンタ ンス (Lactobacillus malefermentans)、フクトノくテノレス 'カセィ (Lactobacillus casei)、フ タトバチルス 'ラムノサス(Lactobacillus rhamnosus)、ラクトバチルス'ブヒネリ( Lactobacillus buchneri)、ロイコノストック属 (Leuconostoc)およびザィモモナス属 ( Zymomonas)に属する細菌、並びにェンテロコッカス'デュランス (Enterococcus durans)およびラタトコッカス 'ラクチス(Lactococcus lactis)を挙げることができる。ただ し、検出対象細菌はこれらに限定されるものではない。
[0243] 上記例示した細菌を検出'同定するためのキヤプチヤーオリゴとしては、上記に列 挙した細菌の 16Sリボソーム RNA遺伝子に対応する塩基配列のうち、各属に特異的 な配列に基づくオリゴヌクレオチドを挙げることが、これらに限定されるものではない。
[0244] 本発明に係る細菌検出器具の基板表面に固定ィ匕されるキヤプチヤーオリゴは、対 象とする細菌から調製されたプローブとハイブリダィゼーシヨンが成立するものであれ ば特に限定されるものではな 、。
[0245] 1つの基板上に固定ィ匕するキヤプチヤーオリゴは、少なくとも 1種類以上であればよ ぐ特に上限はない。一般に、試料中に混入した細菌を検出する場合は、サンプル 中から検出可能な細菌を 1つの基板で網羅的に検出できることが、操作の簡便性お よび検査の迅速性の観点力も好ましいといえる。したがって、本発明に係る細菌検出 器具も、 1つの基板上に目的の細菌種または属に対応するキヤプチヤーオリゴを複 数固定ィ匕した、 、わゆるマイクロアレイ型の器具とすることが最も好まし 、。
[0246] (B)オリゴヌクレオチド (キヤプチヤーオリゴ)の固定ィ匕
オリゴヌクレオチドの基板表面への固定ィ匕法は特に限定されるものではなぐ公知 の方法を適宜選択して用いればよい。例えば、物理的吸着、電気的結合または分子 共有結合などの一般的なハイブリダィゼーシヨン法に用いられる手法が利用可能で ある。本発明に係る細菌検出器具においては、表面にカルポジイミド基またはイソシ ァネート基を有する基材を使用し (米国特許: US5, 908, 746、特開平 8— 23975号 )、固定ィ匕することが好ましい。
[0247] オリゴヌクレオチドをスポッティングする際に、オリゴヌクレオチドのスポット量が少な すぎると、オリゴヌクレオチドとプローブとの間の反応性を十分に確保することができ ず、判定が困難になることがある。また、高集積度のスポッティングは技術的な問題と 同時にコストがかかり、さらにプローブの蛍光標識やィ匕学発色などを用いたハイプリ ダイゼーシヨンシグナルの検出にもより精密で高額な検出装置 (例えば、スキャナー) が必要となる。したがって、オリゴヌクレオチドは、基板の表面に径 10— 1, 000 m のサイズに固定することが好まし 、。オリゴヌクレオチドの基板上へのスポッティング 方法は特に限定されるものではない。例えば、スポッティングマシンを使用して基板 上にオリゴヌクレオチド溶液をスポッティングすることにより行うことができる。これにより オリゴヌクレオチド溶液は、通常ほぼ円形にスポッティングされる。
[0248] (5)本発明の用途
本発明を用いることによって、患者が感染性心内膜炎の原因菌の 1つである S. mutansのうち病原性の高い可能性のある菌株を保有する力否かを簡便に同定し得る 。特に、これまで検出限界以下であった症例において原因菌を検出し得る。感染性 心内膜炎発症のリスクの高い菌株を保有する個体の限定が可能となり、それにより感 染性心内膜炎を予防するために使用される多量の抗生物質を抑制し得、抗生物質 の乱用に起因する薬剤耐性菌の出現を抑制し得る。また、原因菌となる S. mutans株 と症状との間の相関関係を知ることができるとともに、他の原因菌との関係についてさ らなる†青報を与えることができる。
[0249] 以下、本発明を実施例に基づいてより具体的に説明する力 本発明はこれに限定 されるものではない。
[0250] [実施例 1]
(A) S. mutans臨床口腔分離株の収集および S. mutans血清型の同定
1982年力ら 1990年の間に 571人の幼児力ら分離した 1326個の S. mutans株(分 離株の MT4000シリーズまたは MT10000シリーズ)を、本発明者らの研究室ストツ クより選択した。
[0251] さらに、 2002年 8月に大阪大学歯学部病院小児歯科(日本国大阪府吹田巿)へ訪 れた 100人の被験体 (3— 17歳;平均 8. 9歳)より得た株を、無作為に選択した (NN 2000シリーズ)。これらの被験体は、 88人の健常な幼児とともに、口唇裂および口蓋 裂を有する患者 5人、心室中隔欠損を有する患者 3人、エナメル質形成不全症を有 する患者 2人、二分脊椎を有する患者 1人、ならびに自閉症の患者 1人を含んだ。
[0252] 臨床標本の収集を、ヒト被験体に関与する研究のための大阪大学倫理委員会規定 に従って行った。プラークサンプルを、滅菌した PBS中に懸濁し、希釈し、そしてバシ トラシン(0. 2単位 Zml; Sigma Chemical Co. , St. Louis, Mo. )および 15% (wZv) のスクロースを含有する MS寒天培地(Difco)上に広げた。コロニーの形態に基づい て、各被験体力 コロニーを 1つ選択して実験に供した。
[0253] Masuda, N. et al. , 1985. i ransmission of Streptococcus mutans in some selected families. Microbios. 44: 223- 232に記載の方法に従って、 S. mutans株の c型、 e型お よび f型に対する抗血清を取得し、この抗血清を使用する免疫拡散法によって、上記 臨床標本の血清型を決定した。
[0254] MTシリーズ 1326株の全てが血清学的に c、 eまたは fとして分類され、血清型が不 定である分離株は見出されなかった。一方、 NN2000シリーズ 100株のうちの 78株 、 17株および 3株は、それぞれ血清型 c、 eおよび fとして分類され、残りの 2株 (FT1 ( NN2011)および SU1 (NN2029) )は、 c型、 e型または f型に特異的な抗血清と反 応しな力つた (表 1)。また、血清学的に不定な株 (FT1株または SU1株)を保有する 被験体の各々から、 50コロニーを分離した。
[0255] [表 1]
9631
Figure imgf000055_0001
(B) S. mutans株
上述した S. mutans株の c型、 e型および f型に対する抗血清を用いて、 S. mutans血 液分離株 TW295 TW871 TW964および TW1378が、それぞれ、血清型不定 株、血清型不定株、 f型株および e型株であることを同定した。これらの S. mutans株な らびに上述した口腔分離株である MT8148 (c型株)、 MT4245株(e型株)、および MT4251 (f型株)の特徴を、表 2に示す。
[表 2]
( 本実施例において使用した細菌株) 株 血清型 特徴
T W 2 9 5 k 抜歯処置後に菌血症を呈した
5 9歳の男性よ リ得た血液分離株
T W 8 7 1 k クモ膜下出血を合併する感染性心内膜炎
を発症した 4 5歳の女性より得た血液分離株
T W 9 6 4 f 感染性心内膜炎を発症した 7 2歳の女性
よリ得た血液分離株
丁 W 1 3 7 8 e 感染性心内膜炎を発症した 5 9歳の男性
よリ得た血液分離株
M T 8 1 4 8 c 健常な幼児よリ得た口腔分離株
M T 4 2 4 5 e 健常な幼児より得た口腔分離株
M T 4 2 5 1 f 健常な幼児よリ得た口腔分離株
N N 2 0 0 1 c 6歳の健常な少女よリ得た口腔分離株
N N 2 0 0 2 e 9歳の健常な少年よ リ得た口腔分離株
N N 2 0 0 3 f 7歳の健常な少年よリ得た口腔分離株
M T 8 1 4 8 G D
k M T 8 1 4 8のグルコース側鎖欠失変異株
F T 1 ( N 2 0 1 1 )
k 3歳の健常な少女より得た口腔分離株
S U 1 ( N N 2 0 2 9 )
k 1 0歳の健常な少女より得た口腔分離株
Y 1 k ダウン症の 6歳の少女よ り得た口腔分離株 [0258] (C) S. mutansに対する抗血清の作製
S. mutans血清型不定株に対する抗血清を取得した。新規血清型の S. mutansに対 する抗血清は、その抗原性が著しく低下して 、るために従来の方法では抗血清が得 られな力つたが、本発明者らは、免疫法を工夫することによってその高血清を得ること に成功した。
[0259] 具体的には、 S. mutansの TW295株および TW871株の全菌体を、リン酸緩衝ィ匕 生理食塩水(PBS)に懸濁し、各々の菌体にっ 、て一日あたり乾燥重量 5mgを、 5日 間連続でゥサギ耳介静脈に注射した。 1週間間隔をあけた後、さらなる 2週間におい て 1週間に 5日間ずつ反復注射し、ゥサギ耳介静脈より採血し、 S. mutansの TW295 株に対する抗血清および TW871株に対する抗血清を得た。
[0260] (D)グルコース側鎖欠失変異株の構築、およびその細菌学的特徴づけおよび血清 学的特徴づけ
MT8148のグルコース側鎖欠失 (GD)変異株を、 gluA遺伝子に抗生物質耐性遺 伝子の挿入不活化によって構築した。 S. mutans株 Xc (GenBank accession no.AB001562)および Oklahoma大学より公開されている S. mutansゲノムデータベース (GenBank accession no.AE014133)から得た gluA配列に基づ 、て構築したプライマ 一とともに AmpliTaq Goldポリメラーゼ(Applied Biosystems, Foster City, Calif)を用い るポリメラーゼ連鎖反応 (PCR)によって、 gluA遺伝子およびその隣接領域を増幅し た。この増幅したフラグメントを、次いで、 pST Blue— 1ベクター(Promega, Madison, Wis)にクローユングして、プラスミド pRNlOlを作製した。 pRNlOlの gluAのオーブ ンリーディングフレームの中央部を、 Stulによって消化し、次いで、 pVA838より得 た 830bpのエリスロマイシン耐性遺伝子(erm)フラグメントを挿入してプラスミド pRN 102を構築した。制限酵素 Not Iでの消化によって線状ィ匕した後、このプラスミドを、 Tobianおよび Macrinaの方法によって S. mutans MT8148株に導入した。この形 質転換体を、エリスロマイシン(ΙΟ /z gZml)を含有する Mitis- salivarius (MS)寒天培 地(Difco Laboratories, Detroit, Mich. )プレート上でスクリーニングした。 gluA遺伝 子の PCR増幅および免疫拡散法によって、変異株 MT8148GDの適切な挿入不活 化を確認した。 [0261] MT8148GDは、 S. mutansの典型的な生物学的特徴を示した。この特徴としては、 MS寒天培地上での粗いコロニー、糖発酵能陽性、 PAおよび GTFの発現、ならび に高レベルのショ糖依存的付着および菌体疎水性が挙げられる。
[0262] (E)種々の S. mutans株に対する抗血清の反応性
上記の抗体を用いて免疫拡散法 (ゲル内沈降反応)を行なうために、 TW295株お よび TW871株、ならびに c型、 e型および f型の S. mutans株をー晚培養し、 121°Cで 15分加熱した後に遠心分離して、上清として抗原 (ランツ ランドール (RR)抗原)を 得た。
[0263] S. mutansの TW295株に対する抗血清および TW871株に対する抗血清は、 S. mutansの c型株、 e型株および f型株力も調製した抗原と反応しなかった力 S. mutans の TW295株および TW871株から調製した抗原と反応した(図 1A— E)。これら S. mutansの TW295株および TW871株の血清型を k型と名付けた。
[0264] なお、図 1Aの中央のゥエルは、 TW295株から得た RR抽出物を含み(ゥエル 1)、 外側のゥエルは、 TW295株に対する抗血清(ゥエル 2)および TW871株に対する抗 血清(ゥエル 3)、ならびに血清型 cに特異的な抗血清(ゥエル 4)、血清型 eに特異的 な抗血清(ゥエル 5)および血清型 fに特異的な抗血清(ゥエル 6)を含む。また、図 1B の中央のゥヱルは、 TW871株に対する抗血清を含み(ゥエル 7)、の外側のゥヱルは 、 TW295株から得た RR抽出物(ゥエル 8)、 TW871株から得た RR抽出物(ゥエル 9 )、 MT4251株 (f)力ら得た RR抽出物(ゥエル 10)、 MT4245株(e)力ら得た RR抽 出物(ゥエル 11)および MT8148株(c)力も得た RR抽出物(ゥエル 12)を含む。また 、図 1Cの中央のゥ ルは、 FT1株力も得た RR抽出物を含み(ゥエル 13)、外側のゥ ルは、 TW871株に特異的な抗血清(ゥエル 14)、血清型 cに特異的な抗血清(ゥ ル 15)、血清型 eに特異的な抗血清(ゥエル 16)および血清型 fに特異的な抗血清(ゥ エル 17)を含む。図 1Dの中央のゥエルは、血清型 cに特異的な抗血清を含み(ゥエル 18)、外側のゥエルは、 MT8148株から得た RR抽出物(ゥエル 19)および MT8148 GD株(c)から得た RR抽出物(ゥエル 20)を含む。図 1Eの中央のゥヱルは、 TW871 株に対する抗血清を含み(ゥエル 21)、図 1Eの外側のゥヱルは、 TW295株から得た RR抽出物(ゥエル 22)、 TW871株力も得た RR抽出物(ゥエル 23)、 FT1株から得た RR抽出物(ゥヱル 24)、 SU1株力 得た RR抽出物(ゥヱル 25)、 YK1株力 得た RR 抽出物(ゥエル 26)および MT8148GD株から得た RR抽出物(ゥエル 27)を含む。
[0265] MM8148GDの RR抽出物は、 TW871に対する抗血清と沈降バンドを形成し(し かし、血清型 c特異的抗血清とは沈降バンドを形成しない)、このバンドは、 TW295、 TW871、 FT1、 SU1および YK1の沈降バンドと融合した。
[0266] さらに、この抗血清を用いて、 100人の被験体から分離した 100株(NN2000シリ ーズ)の S. mutans中に k型株が存在する頻度を調べた。 2株の RR抗原は、 c型、 e型 または f型の S. mutans株に対する抗血清とは反応しなかった力 k型の S. mutans株 に対する抗血清と反応した。残りの 98株の RR抗原は、 c型株、 e型株または f型株に 特異的な抗血清のいずれ力と反応した。よって、 NN2000シリーズの S. mutans臨床 口腔分離株における血清型不定株 (FT1株および SU1株)は k型株であると同定し た。
[0267] (F)血清型不定株 S. mutansの特徴づけ
血清型が不定な臨床分離株のショ糖依存的付着および菌体疎水性を、それぞれ、 Hamadaら(1981)、および Rosenbergら(1980)、によって記載されるように評価した。 菌体結合型 (cell-associated)ダルコシルトランスフ ラーゼ(CA—GTF)または菌体 遊離型(ceU-free)ダルコシルトランスフェラーゼ(CF— GTF)および表層タンパク質 抗原 (PA)の発現を、 GTFおよび PAに特異的な抗体を用いるウェスタンプロット分 析を使用して分析した(図 2A— C)。ゲノム DNAを試験菌体より抽出し、 16S rRN A配列を決定し、そして対照株 NCTC10449 (GenBank accession no. X58303、 S70358)の配列と比較した。
[0268] なお、図 2Aおよび Bでは、全細胞を、 7%SDSポリアクリルアミドゲル電気泳動によ つて分離し、 S. mutansの PA (図 2A)または CA— GTF (図 2B)に対するゥサギ抗体と 反応させた。一方、図 2Cでは、硫酸アンモ-ゥム沈殿によって濃縮した細胞上清 (C ) PVDF膜上に転写したタンパク質を、 7%SDSポリアクリルアミドゲル電気泳動によ つて分離し、 CF-GTF (C)に対するゥサギ抗体と反応させた。各レーンについて説 明すると、レーン 1が MT8148株であり、レーン 2が FT1株であり、レーン 3が SU1株 であり、レーン 4が YK1株である。 FT1株および SU1株は、 PAおよび 3つの型の GT Fを発現した。
[0269] FT1株および SU1株は、高レベルのショ糖依存的付着および菌体疎水性を示し( データ示さず)、そしてこれらの 16S rRNA遺伝子配列は、 NCTC10449株( GenBank accession no. X58303および S70538)の 16S rRNA遺伝子配列と同一で あった。さらに、 FT1株の RR抽出物は、 TW871株および TW295株に対する抗血 清とともに沈降バンドを形成し、このバンドはまた、 TW871の RR抽出物と TW871に 対する抗血清との沈降バンドと融合した。さらに、 FT1株および SU1株を有する被験 体の各々より得た 50株は、 c型、 e型または f型に特異的な抗血清と反応性ではなか つた o
[0270] また、これら両方の株は、 S. mutansの特徴である MS寒天培地上での粗いコロニー 、バシトラシン耐性、血液寒天上での γ溶血性、マン-トール、ソルビトール、ラフイノ ースおよびメリビオースにおける糖発酵能陽性、ならびにデキストラン凝集陰性を示 した。
[0271] (G)さらなる臨床分離株の解析
S. mutansのさらなる臨床的分離株 2500個を、 2003年初頭に大阪大学歯学部病 院の小児歯科へ訪れた別の群の被験体 50人(3— 19歳;平均 7. 8歳)より得た。こ れらの被験体は、 45人の健常な幼児および一般的健康問題または口腔の健康問題 (例えば、ダウン症、先天性心障害、口唇裂および口蓋裂、エナメル質形成不全症、 ならびに部分的無歯症)を有する患者 5人を含んだ。
[0272] 表 3は、 S. mutansの上記分離株 2500個(そのうち 2450個は c型、 e型または f型に 分類された)の血清型分布を示す。
[0273] [表 3] ¾ (ノ舰k犟S s s/ ^鼈紫T 04092 Y sue s )m 0.2リ
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[0274] 一方で、単一の被験体(ダウン症の少女)より得た他の 50株(YK1— YK50)の RR 抽出物が、 TW871に対する抗血清と沈降バンドを形成した。このバンドはまた、 TW 295、 TW871, FT1および SU1の RR抽出物の沈降バンドと融合した。表 4は、個々 の被験体における血清型分布パターンを示し、これらの被験体のほとんどが、 S. mutansの血清型 cのみを保有し、次いで血清型 eのみを保有する力 50人の被験体 のうち 5人は複数の血清型を保有するということが、見出された。
[0275] [表 4] ( 5 0人の被験体個々の血清型分布) 血清型 被験体の数
(単一の血清型)
C 3 4
e 8
f 2
k 1
(複数の血清型)
cおよび e 3
eおよび f 1
c、 eあよび f 1
[0276] (H)食作用アツセィ
生物を、 Brain Heart Inlusion broth (Difco)中にて 37°Cで 18時間培養した。この菌 体を洗浄した後、細胞濃度を、 PBSで 1. 0 X 108CFU/mlに調整した。ヒト末梢血( 500 μ 1)を、健常なボランティアより収集し、そして細菌 500 μ \ (5. O X 10?CFU)とと もに 37°Cで 10分間インキュベートした。ギムザ染色(Wako Pure Chemical Industries, Osaka, Japan)を用いて染色し、光学顕微鏡(倍率、 X 100 ; Olympus Industries, Tokyo, Japan)を用いて、食作用を呈している多型核白血球 (PMN)の割合を求めた 。 100個の PMN当たり食菌した PMNの平均値(500個の PMNを試験した)によつ て、比率を表した。
[0277] さらに、 MT8148株、 MT8148GD株、 FT1株、および TW295株における経時的 な食作用の比率の変化を、 15分後、 30分後、 60分後、 90分後および 120分後に観 察した。種々の因子について群の間での差異を、要因モデルについての統計学的 分散分析 (ANOVA)によって評価した(図 3)。 [0278] 図 3Α·Βは、 S. mutansの口腔分離株および血液分離株の食作用率を示す。なお、 図 3Α·Βに示す結果は、 5回の実験の平均士標準偏差を示す。図 3Αでは、 12株の 食作用率を、 10分間のインキュベーション後に試験した。図 3Βでは、 15分間、 30分 間、 60分間、 90分間および 120分間のインキュベーションにおける ΜΤ8148 (參)、 MT8148GD(〇)、 FT1 (▲)および TW295 (口)の食作用率の変化を示す。
[0279] MT8148GD株の食作用率は 22. 0± 2. 4%であり、これは、親株 MT8148の食 作用率(68. 4±4. 1%)より有意に低力つた(P< 0. 001)。さらに、 NN2001 (c)、 NN2002 (e)および NN2003 (f)の口腔分離株は、 MT8148と同等の食作用率を 示したが、血清型 kの口腔分離株である FT1、 SU1および YK1はまた、 MT8148よ りも有意に低い食作用率を示した (P< 0. 001)。さらに、血液分離株の 4つ全ての食 作用率は、口腔分離株の食作用の割合よりも有意に低力つた (Pく 0. 001)。また、 MT8148GD、 FT1および TW295の食作用率は、不活化 60分間まで MT8148よ りも有意に低ぐ TW295の食作用率はまた、不活ィ匕の 90分間後 MT8148よりも有 意に低かった(P< 0. 001)。
[0280] 感染性心内膜炎は、病原性細菌の血流中への侵入によって開始されることが知ら れているが、侵入機構および血液中での S. mutansの生存機構は、未だ明らかになつ ていない。本実施例において、本発明者らは、血清型特異多糖抗原においてダルコ ース側鎖を欠失した同系の変異株の食作用率が、親株の食作用率より低いことを見 出した。フィッシャー PLSD分析によって決定した場合、 MT8148 (血清型 c)と他の 株との間に統計学的に有意な差異があった(*P< 0. 001)。
[0281] さらに、血清型 kの口腔分離株および血液分離株は、 PMNによる食作用率が低下 した。総じて、これらの知見は、血清型 k株 (これは、血清型特異多糖抗原においてグ ルコース側鎖を欠くと考えられている)がおそらく菌血症病原性株であり得ることを示 唆する。一方で、血液分離株である TW964 (e)および TW1378 (f)は、口腔分離株 である NN2002 (e)および NN2003 (f)より食作用に対して感受性ではな 、。しかし 、本発明者らは、 TW964がグルカン結合タンパク質 Aを欠く力 TW1378ではこの ような変異は何ら見られな力 たということを示した。従って、食作用能に対する効果 を有する血清型特異的多糖抗原以外に、菌体表層構造物の変異が存在し得る。 [0282] (I)考察
血液分離株 2株(TW295および TW871)、口腔分離株 152株(FT1— FT51、 S U1— SU51、および YK1— YK50)、および、 gluA不活化株(MT8148GD)の RR 抽出物は、 TW295または TW871に対する抗血清と沈降バンドを形成した。一方で 、これらの分離株は、 S. mutansに典型的な生物学的特徴 (高レベルのショ糖依存的 付着および疎水性、ならびにダルコシルトランスフェラーゼが挙げられる)を有するこ とが示された。
[0283] 本研究において S. mutans血清型 c、 eおよび fが分離される頻度は、デンマークでの 研究において報告されたものと非常に類似した。この報告において、ヒト歯垢サンプ ルより得られた 76個の mutans streptococciのうち 1つおよびヒトぅ蝕性病変より得られ た 70個の mutans streptococciのうち 7つは、血清型 a— gとして血清学的に分類する ことができな力つた。生化学的分析は、これらの血清型不定株が S. mutansに属する ことを示した力 血清型特異的多糖の構造は分布していな力つた。別の研究におい て、ヒトの歯垢サンプル、う蝕性象牙質サンプル、または糞サンプルより採取された 10 47個の S. mutans分離株または S. sobrinus分離株の全ては、血清型 c、 e、 f、 dまたは gとして分類され得た。さらに、 日本の別の地域において実施された最近の研究にお いて、歯垢より得られた 144個の S. mutansまたは S. sorbinusの全て力 血清型 c、 e、 dまたは gとして分類され、そして f型株または血清型不定株は検出されな力つた。一 方で、最近日本において、 103人の被験体のうち 9人力 血清学的に不定な S. mutansを保有することが報告されたが、血清型特異的多糖の特徴に関する正確な記 載はな力つた。以上のことは、本発明者らは、最近日本において血清型 k型が出現し たことを示している。
[0284] 本研究において、この新たな血清型を有する S. mutansが 3人の幼児由来のプラー クサンプル中に見出され、 152株全てが血清型 kとして分類された。これらの臨床分 離株の起源は、未だ同定されていないが、血清型 k株は、これら 3人の被験体より得 られた歯垢サンプル中に見出された S. mutans株の大部分を占めた。そしてこれらの 全てが、高レベルの菌体疎水性およびショ糖依存的付着、ならびに食作用に対する 高い抵抗性を示した。これらの知見は、 S. mutansの血清型 k株力 GTFおよび PAの 発現ならびに高い疎水性およびショ糖依存的付着に起因してヒトの口腔中に存在す ること、ならびにより低い食作用能に起因して血液中で生存し得ることが明ら力となつ た。従って、心障害を有する幼児に対して特別な注意が払われなければならない。 特に、口腔中に S. mutans血清型 k株を保有するダウン症患者については、心室中隔 欠損とともに多型核白血球 (PMN)の機能障害を合併することもあるため、より危険 であり得る。これらの患者において新たな血清型 kが検出されるということは危険性の 増加を示し得るので、歯科処置の前に抗生物質処方のような臨床的アプローチが必 要とされ得、そしてこのことは留意されるべきである。
[0285] [実施例 2. S. mutansの k型株に特異的な遺伝子配列の検索]
S. mutansの k型株(TW295株、 TW871株、 FT1株、 YT1株)からゲノム DNAを 抽出し、それぞれの株において、血清型特異的多糖抗原の生合成に関与する酵素 をコードする遺伝子配列を特定し、血清型 cの MT8148株にぉ ヽて対応する配列と 比較した。さらに、 S. mutansの k型株の DNA配列をデータベース上の株(Xc株: uenBank accession no. AB010970、 UAl59¾: GenBank accession no. AE014丄 J3) の DNA配列と比較して、 k型株に特異的な遺伝子配列を特定した。 k型株において r gp遺伝子群中で様々な変異が認められた力 全ての k型株に共通して、 rgpF遺伝 子の前半部にお 、て変異が認められた (図 4一図 13)。
[0286] [実施例 3. S. mutansの k型株の簡易同定法の確立]
S. mutansの c型株と比較した場合、 S. mutansの k型株において、 rgpF遺伝子の前 半部分 3分の 1に特異的な遺伝子配列が存在した。その領域を利用して、 rgpF遺伝 子の開始コドンの上流部において各血清型(c型、 e型、 f型および k型)の株の間で 共通する配列に基づ 、て順方向プライマーを設計し (ATTCCCGCCGTTGGAC CATTCC (配列番号 8): CEFK— F)、 k型に特異的な配列に基づく逆方向プライマ 一(CCAATGTGATTCATCCCATCAC (配列番号 9): K—R)、ならびに c型、 e 型および f型に特異的な配列に基づく逆方向プライマー(CCGACAAAGACCAT TCCATCTC (配列番号 10): CEF-R)を設計した(表 5および図 14)。
[0287] [表 5] ( プライマーの設計およびその位置) プライマー 配列 ( 5 ' -→ 3 ' )
CEFK-F ATTCCCGCCGTTGGACCATTCC 6236-6257
K-R CCAATGTGATTCATCGCATCAC 6508-6529
CEF-R CCGACAAAGACCATTCCATCTC 6508-6529 位置は、 Xc (c)株 ( GenBank acces s i on no. AB01 0970) の 位置に対応する。
[0288] 上記のプライマー対を用いて k型株のみが特異的に PCR増幅する系を確立した。
具体的には、 S. mutansの k型株 (TW295株、 TW871株、 FT1株、 YT1株)および 唾液サンプル力もゲノム DNAを抽出し、 CEFK— Fと CEF— Rとのプライマー対、およ び CEFK— Fと K Rとのプライマー対を用いて、図 15に従って PCR反応溶液を、 94 。C5分を 1サイクル、 94。C30秒、 60。C30秒、 72。C30秒を 30サイクル、 72°C7分 1サ ィクルの条件で PCR反応を行った。得られた反応溶液を 1. 5%ァガロースゲルで電 気泳動した。その結果を図 16に示す。
[0289] [実施例 4: S. mutansの血清型 k以外の株または血清型 k株にっ 、ての PCRアツセ ィの感度]
S. mutans菌体の滴定培養を用いて、プライマー対 CEFK— Fおよび CEF— Rならび にプライマー対 CEFK— Fおよび K Rを用いる PCR反応の感度を調べた。具体的に は、 1ml当たり 108個の MT8148株(c型)、 TW295株(k型)および FT1株(k型)に ついて、プライマー対 CEFK— Fおよび K Rを用いて PCRを行った。テンプレートと して、上記菌体より抽出したゲノム DNAを用いた。滅菌水中に希釈した既知の数(5 X 104個、 5 X 103個、 5 X 102個、 5 X 101個、および 5個)の菌体を使用することによ つて、 PCRの検出限界を決定した(図 16)。 [0290] なお、図 16では、 1ml当たり 108個の MT8148株(c型)、 TW295株(k型)および F T1株 (k型)の細胞の滴定培養を用いて、 PCR反応の感度を調べた。以下の数の細 胞を添カ卩した: 5 X 104 (レーン 1)、 5 X 103 (レーン 2)、 5 X 102 (レーン 3)、 δ Χ ΙΟ^ レーン 4)、および 5 (レーン 5)。 Μは、分子サイズマーカー(lOObp DNAラダー)を 示す。
[0291] S. mutansの k型株(TW295株および FT1株)にお!/、て、 k型に特異的なプライマー による PCR増幅が生じ、 c型(MT8148株)において、 k型に特異的なプライマーによ る PCR増幅が起こらなかった。
[0292] 検出限界は、血清型 cZeZf株に特異的なプライマー対において 50— 500細胞、 血清型 k株に特異的なプライマー対において 5— 50細胞であり、非常に良好な感度 であることがわかった。
[0293] [実施例 5 : S. mutans血清型 k株の検出のための PCRアツセィ]
種々の血清型の S. mutans株および S. mutans以外の連鎖球菌より抽出した DNAを テンプレートに用いて、プライマー対 CEFK— Fおよび CEF— R、プライマー対 CEFK Fおよび K Rを使用する PCRの確からしさを確認した(図 17Α· B)。
[0294] なお、図 17Aでは、血清型 cZeZf株に特異的なプライマー対 (CEFK— Fおよび C EF-R)を用いて、血清型 cZeZf株の細菌より抽出したゲノム DNA (レーン 1一 4)、 血清型 k株の細菌より抽出したゲノム DNA (レーン 5— 8)、唾液サンプルより抽出し たゲノム DNA (レーン 9一 14)をテンプレートとして、 PCR反応を行った。また、図 17 Bでは、血清型 k株に特異的なプライマー対 (CEFK— Fおよび K R) (B)を用いて、 血清型 cZeZf株の細菌より抽出したゲノム DNA (レーン 1一 4)、血清型 k株の細菌 より抽出したゲノム DNA (レーン 5— 8)、唾液サンプルより抽出したゲノム DNA (レー ン 9一 14)をテンプレートとして、 PCR反応を行った。
[0295] 各レーンについて説明すると、レーン 1が MT8148 (c型)であり、レーン 2が NN20 01 (c型)であり、レーン 3が NN2002 (e型)であり、レーン 4が NN2003 (f型)であり、 レーン 5が TW295 (k型)であり、レーン 6が TW871 (k型)であり、レーン 7が FT1 (k 型)であり、レーン 8が YTl (k型)であり、レーン 9が Steptococcus sanguinis ATCC1 0556であり、レーン 10力 ^Streptococcus oralis ATCC10557であり、レーン 11が Streptococcus gordonii ATCC10558であり、レーン 12が Streptococcus mitis AT CC903であり、レーン 13が Streptococcus milleri NCTC10703であり、レーン 14が Streptococcus salivarius HHTで teる。
[0296] プライマー対 CEFK— Fおよび CEF— Rは、血清型 cZeZf株を特異的に検出し、 プライマー対 CEFK— Fおよび K Rは、血清型 k株を特異的に検出した力 いずれの プライマー対も、 S. mutans以外の連鎖球菌を検出しなかった。このように、プライマー 対 CEFK— Fおよび CEFK— R、ならびにプライマー対 CEFK— Fおよび K Rを使用 すると、それぞれ血清型 cZeZf株および血清型 k株を特異的に検出し得るだけでな ぐ S. mutansのみを特異的に検出し得ることがわ力つた。
[0297] [実施例 6:唾液サンプルを用いる PCR反応による S. mutans血清型 k株を有する被 験体の同定]
吐出した全唾液 (約 lml)を、 2004年 1一 2月に大阪大学歯学部小児歯科を訪れ た 200人の小児あるいは思春期の患者 (2— 18歳(平均年齢 7. 9± 3. 6歳))より収 集した。これらの唾液サンプルを、 Hoshinoら(2004)によって報告された方法をいく らか改変した PCRアツセィに用いた.簡単には、無刺激の全唾液を滅菌チューブ中 に収集して氷上に置いた。菌体を、 500 1の唾液から 16, OOO X g〖こて 5分間で微 量遠心管中に回収し、電子オーブン中にて 500Wで 5分間処理し、 N—ァセチルムラ ミリダーゼ SG (Seikagaku Corp., Tokyo, Japan)中にて 50°Cで 1時間消化した.次い で、 80 iu lの核溶解(nucleilysis)液(Promega)を添カ卩して、 80°Cで 5分間インキュべ ートし、その後 60 1のタンパク質沈降溶液(Promega)を添カ卩した。 16, OOO X gにて 3分間の遠心分離によってタンパク質を除去し、フエノールークロロホルム抽出および エタノール沈殿によって、 DNAを生成した。抽出した DNAを、 50 1の TE緩衝液(1 OmM Tris— HC1、 ImM EDTA(pH8. 0) )中に溶解した。この DNA抽出方法は 、歯垢力 菌体ゲノムを抽出する際にも用いることができる。
[0298] 上記のように得た DNAをテンプレートに用いる PCRによって、プライマー対 CEFK -Fおよび CEF-Rを使用して血清型 cZeZf株を (A)、プライマー対 CEFK—Fおよ び K Rを使用して血清型 k株 (B)を検出した(図 18Α·Β)。その結果、被験体 200人 から得た臨床標本のうち 190個が、血清型 k株に非特異的 (血清型 cZeZf株に特 異的)なプライマー対に対して陽性を示したが (A)、血清型 k株に特異的なプライマ 一対 )に対して陰性であった。また、残りの 10個の標本は、血清型 k株に特異的な プライマー対 (B)および血清型 k株に非特異的 (血清型 cZeZf株に特異的)なブラ イマ一対 (A)に対して陽性を示した。
[0299] なお、図 18Aでは、プライマー対 CEFK— Fおよび CEF— Rを使用して、血清型 k株 に非特異的 (血清型 cZeZf株に特異的)なプライマー対 (A)に対して陽性を示した が血清型 k株に特異的なプライマー対 (B)に対して陰性であった上記 190個の標本 のうちで代表的な 5例を示す。また、図 18Bでは、血清型 k株の検出のために、プライ マー対 CEFK— Fおよび K Rを使用した。各レーンについて説明すると、レーン 1一 5が血清型 k株に特異的なプライマー対に対して陰性であった上記 190株の標本の うち代表的な 5例を示す。レーン 6— 8は、血清型 k株に特異的なプライマー対に対し て陽性であった株を示す。
[0300] 以上のように、 S. mutansの k型株(TW295株、 TW871株、 FT1株、 SU1株、 YK1 株、 YT1株および ATI株)、ならびに S. mutans臨床分離株(NN2000シリーズ: c型 78株、 e型 17株、 f型 3株)において、 k型に特異的なプライマーによる PCR増幅が生 じ、 c型、 e型または f型に特異的なプライマーによる PCR増幅は起こらなかった。また 、 98個の c型、 e型または f型の S. mutans株において、 c型、 e型または f型に特異的な プライマーによる PCR増幅が起こり、 k型に特異的なプライマーによる PCR増幅が起 こらなかった。
[0301] [実施例 7]
S. mutansは、その細胞表面多糖の化学組成に基づいて c型、 e型および f型の血清 型に分類される(Linzerら、 1987)。 S. mutansの血清型特異的多糖は、ラムノース骨 格および OC連結ダルコシド残基または β連結ダルコシド残基の側鎖を有するラムノー スーグルコースポリマー力もなることが知られている。本発明者らの以前の研究におい て、菌血症を発症する患者の血液より得た血清型不定株 (TW295)および感染性心 内膜炎を発症する患者の血液より得た血清型不定株 (TW871)は、血清型特異的 多糖にぉ 、てグルコース側鎖の量が低下することが示された(Fujiwaraら、 2001)。
[0302] 実施例 1に示すように、 k型の血清型を示す MT8148GDは、高レベルのショ糖依 存的付着を示したが、その付着率は、親株 MT8148 (c型)の付着率よりも有意に低 かった。
[0303] 最近、血清型特異的多糖が、ヒト単核球および線維芽細胞に対する連鎖球菌の付 着において重要な役割を担うことが実証され、そして最も有効なサイト力イン刺激成 分であることが予測された (Engels- Deutsche 2003)。しかし、血清型特異的多糖と う蝕との間の関係は、解明の余地を残す。
[0304] そこで本発明者らは、新たに解明された S. mutansの血清型 k株のう蝕原性における 血清型特異的多糖のグルコース側鎖の役割を分析した。
[0305] (A) S. mutans株
本実施例において使用した S. mutans株を、表 6に示す。 MT8148 (c)の口腔分離 株を、本発明者らの研究室の培養物ストックコレクションより選択した。 FT1株 (k)、 S U1株 (k)および YK1株 (k)をまた、日本人の幼児の口腔より分離した。さらに、 YT1 株を、 6歳の健常な少年の口腔より分離し、実施例 1に記載する方法に従って S. mutans血清型 kであることを確認した。 MT8148R株および YK1R株を、漸増濃度の ストレプトマイシン (寒天培地 lml当たり最終濃度 1500 gまで)中での継代培養を 繰り返すことによってストレプトマイシンに対して耐性にした(Ooshimaら、 2000)。 M T8148GD株 (MT8148の gluA不活ィ匕同系変異株)を、実施例 1と同様に構築した
[0306] [表 6]
( 本実施例において使用した細菌株)
^ 血清型 M
M T 8 1 4 8 c 健常な幼児より得た口腔分離株
M T 8 1 4 8 G D k E m ' ; M T 8 1 4 8株の g I u Aに e r m を挿入不活化した株
M T 8 1 4 8 R c S m ' ; 漸増濃度のス ト レプ トマイ シン
中で M T 8 1 4 8の継代培養を繰り返し 作製した株
M T 8 1 4 8 R G D
c S m r , E m「 ; M T 8 1 4 8 R株の g l u A に e m r を挿入不活化した株
T W 2 9 5 k 抜歯処置後に菌血症を呈した
5 9歳の男性より得た血液分離株
T W 8 7 1 k クモ膜下出血に関連する感染性心内膜炎 を発症した 4 5歳の女性よ り得た血液分離株
F T 1 ( N N 2 0 1 1 )
k 3歳の健常な少女よリ得た口腔分離株
S U 1 ( N N 2 0 2 9 )
k 1 0歳の健常な少女よ り得た口腔分離株
Y K 1 k ダウン症を発症した 6歳の少女より得た 口腔分離株
Y K 1 R k S m ' ; 漸增濃度のス ト レプ トマイシン
中で Y K 1 の継代培養を繰り返し作製した株
Y T 1 k 6歳の健常な少年よリ得た口腔分離株
E m「 ; エリスロマイシン耐性、 S m r ; ス ト レプトマイシン耐性
(B)う蝕原性特性のインビトロ分析 S. mutansのガラスチューブに対するショ糖依存的付着性および唾液被覆ヒドロキシ アパタイト(SHA)に対するショ糖非依存的付着性を、以前に記載した(Ooshimaら、 2001 ;Nakanoら、 2002)ように分析した。菌体疎水性およびデキストラン結合活性をま た、以前に記載した(Fujiwaraら、 2001 ;Nakanoら、 2002)ように分析した。
[0308] 種々の因子について群の間での差異を、要因モデルについての統計学的分散分 析 (ANOVA)によって評価した(表 7)。
[0309] 表 7は、う蝕原性のインビトロ分析より得た生物学的特性を示す。 MT8148GDは、 ガラス表面に対するショ糖依存的付着性、 SHAに対するショ糖非依存的吸着率、デ キストラン結合能、 CA— CTF活性および CF— CTF活性にっ 、て有意に低 、値を示 した(Pく 0. 001)。し力し、 FT1と FT1GDとの間ではこれらの特性に関して有意差 はなかった。
[0310] [表 7]
( 血清型 k株の生物学的特性) シ ョ 糖依存的 シ ョ糖非依存的 デキス トラ ン C A - G T F C F — G T F 株 付着 [平均土 付着 [平均土 結合能 活性 [平均土 S D 活性 [平均 ± S D s D ( % ) ] S D ( % ) ] [平均 ± S D ] n U / m L ) ] (- U / 'm L )]
MT8148 (c) 91 ■ 5±0. 5 100. 0±2. 1 0 .15±0. 03 73. 0±3. 9 95. 0±2. 8
MT8148GD (k) 70 ■ 5±3. 8a 88. 6±1. 7" 0 ■ 02±0. 018 29. 4±0. 8a 59. 8±0. 9a
T 295 (k) 70 .4±3. 1 a 77. 9±2. 0° 0 • 03±O. 01 » 34. 9±1. 6" 25. 1 ±0. 3a
TW871 (k) 75 ■ 1 ±0. 9B 56. 0±3. 8a 0 .09±0. 043 61. 2±1. 5a 56. 0±2. 3a
FT1 (k) 83 ■ 1 ±2. 1 a 89. 6±0. 3a 0 .05±0. 00·- 38. 6±0. 3° 35. 7±0- 7a
FT1GD (k) 81 ■ 8±0. 4e 89. 8±0. 2 = 0 .05±0. 01 " 41. 2±1. 2a 38. 0±1. 1 a
SU1 (k) 85 • 4±0. 9a 105. 9±4. 1 0 .07±0. 02° 48. 3±3. 7a 33. 0±0. 2a
YK1 (k) 82 .7±1- 2a 95. 0±3. 4 0 .03±0. 00 = 47. 4±2. 5 = 38. 4±0. 6a
YT1 (k) 80, .8±1. 4a 87. 7±9. 7a 0 .02±0. 01 a 28. 9土に 1" 30. 4±0. 4 = フ ィ ッ シャーの P L S D分析によると 、 M T 8 1 4 8 と他の株との間に有意差がある ( a P < 0 . 0 0 1 )。
[0311] (C) GTFの発現
発現したタンパク質の量を評価するために、本発明者らの以前の研究において作 製した抗菌体結合型 (CA) GTF抗血清および抗菌体遊離型 (CF) GTF抗血清を用 いて、 GTFのィムノブロットを行った。試験生物を、 37°Cにて Brain Heart Infosion (BHI)フ'、ロス(Difco Laboratories, Detroit, MI, USA)中で、 550nmでの吸光度 1. 0 まで増殖させた。この菌体および上清 (硫酸アンモニゥム沈殿によって濃縮した)を、 SDSゲルローデイング緩衝液中に溶解した。等量の各タンパク質を、 7%SDSポリア クリルアミドゲル電気泳動により分離し、次いで、ポリビ-リデンジフルオリド膜( Immobilon; Millipore, Bedford, MA, USA)上に転写した。この転写したタンパク質バ ンドを、 CA— GTFまたは CF— GTFに対するゥサギ抗体と反応させ、次いで、アル力 リホスファターゼ複合体化抗ゥサギ免疫グロブリン G抗体(New England Biolabs, Beverly, MA, USA)および 5—ブロモー 4 クロロー 3—インドリルホスフェート -トロブル ーテトラゾリゥム基質(Moss Inc. , Pasadena, MD, USA)を使用して可視化した。さら に、各株における GTFBに対する発現強度 ZGTFCに対する発現強度の比を、 NI H imageソフトウェ (National Technical Information Service, bpringfield, VA, UbA )を使用する反応バンドの相対的デンシトメトリー分析によって評価した。
[0312] GTFB、 GTFC、および GTFDが試験した株の全てにおいて発現することを見出し た。し力し、 GTFBの強度は、 MT8148において他のいずれの株においてよりも有 意に強力つた。 GTFB発現強度 ZGTFC発現強度の比は、 1. 80±0. 15であった 。この値は、 MT8148GDの値(0. 80±0. 11)および血清型 kのほかの血液分離株 および口腔分離株の値(0. 17-0. 81の範囲の値)より有意に高かった(P< 0. 00 D o対照的に、試験した全ての株の中で GTFD発現強度において有意差はなかつ た。
[0313] (D) CA— GTF活性および CF— CTF活性の測定
CA— GTF活性および CF— CTF活性を、以前に記載された方法(Matsumotoら、 2003)を用いて [14C]ショ糖からの [14C]グルカン合成によって評価した。 GTF活性 1単位を、 1 molのグルコース残基が 1分間にショ糖力 ダルカンへ組み込まれるた めに必要な酵素量として規定した。 [0314] 血清型 kの血液分離株 TW295および TW871、ならびに 3つの口腔分離株 SU1、 YKlおよび YTlの各々は、 MT8148より有意に低いショ糖依存的付着率、デキスト ラン結合能、 CA— CTF活性、および CF— CTF活性を示した(P< 0. 001)。 SHAに 対するショ糖非依存的吸着率と同様に、試験した血清型 k株 (SU1株および YK1株 を除く)の値は、 MT8148の値よりも有意に低かった(P< 0. 001)。さらに、 MT814 8と試験した他の株との間では菌体疎水性において有意差はな力つた。
[0315] (E)ラットにおけるう蝕誘発実験
以前に記載された方法 (Nakanoら、 2002)に従って、 36匹の特異的病原体のない( SPF) Sprague—Dawleyラット(Charles River Inc. , Osaka, Japan) (1群あたり 12匹) において、う蝕誘発活性を試験した。試験した 3株(MT8148R、 MT8148RGDお よび YK1R)を、 1 X 109CFUずつ 5日間毎日 18— 22日齢のラットに経口的に感染 させた後、各ラットについてプラークおよびう蝕のスコアを、 72日齢の時点で評価した
[0316] 種々の因子について群の間での差異を、要因モデルについての統計学的分散分 析 (ANOVA)によって評価した。
[0317] ラットにおいて、血清型 kは、明らかなう蝕を誘発した。しかし、 MT8148R株とその 変異株 MT8148RGDと口腔分離株 YK1Rとの間でう蝕スコアまたはプラーク指数 にお 、て有意差はな力つた(表 8)。
[0318] [表 8]
T/JP2004/019631
Figure imgf000076_0001
(F)考察
本実施例にお!、て、 gluA遺伝子 (グルコース側鎖ドナーにおける直前の前駆体で ある UDP— D—グルコースの生産を触媒する酵素をコードする)の挿入不活ィ匕によつ て構築した MT8148GDの生物学的特性を、親株である MT8148の生物学的特性 と比較した。 UDP— D—グルコースは、低 pH環境条件における S. mutansの生存度に 重要であることが報告されているので、本発明者らは、 gluA遺伝子自体がう蝕原性 に関連する特性の変更を引き起こし得るということを予想した。従って、本発明者らは 、 gluA遺伝子を挿入不活ィ匕した、血清型 k株 FT1のさらなる変異株 (FT1GD)を構 築した。本発明者らの結果は、 FT1と FT1GDとの間で生物学的特性に有意差がな 力つたことを示した(表 7)。このことは、 gluA遺伝子自体の不活化が、このインビトロ アツセィで測定した特性に関連しないことを示す。従って、本発明者らは、血清型特 異的多糖のグルコース側鎖の存在が、より高いショ糖依存的付着、ショ糖非依存的 付着、デキストラン結合能、ならびに CA— CTF活性および CF— CTF活性に重要で あると結論付けた。
[0320] CA— CTF活性および CF— CTF活性の低減は、血清型 kの臨床分離株において 突出していた (表 7)。さらに、血清型 kの臨床分離株における CA— CTF活性および CF— CTF活性は、 30個の S. mutans分離株(16株の血清型 c、 8株の血清型 e、およ び 6株の血清型 f)における CA— CTF活性および CF— CTF活性より有意に低かった 。インビト口での付着能に必要とされる最適な GTFBZGTFCZGTFDの比率を、本 発明者らの以前の研究において決定した(Ooshimaら、 2001)。この比率からの隔たり は、菌体の付着能やプラークバイオフィルムの構造に影響を与える(Idoneら、 2003)。 本研究におけるウェスタンブロット分析は、 GTFBの発現力 MY8148より血清型 k 株にぉ 、てより低 、傾向があることを示した(図 19Α· B)。
[0321] なお、図 19Aでは、全菌体 (A)を、 7% SDSポリアクリルアミドゲル電気泳動によ つて分離し、 PVDF膜上に転写したタンパク質バンドを、 S. mutansの CA— GTFに対 するゥサギ抗体と反応させた。図 19Bでは、硫酸アンモニゥム沈殿によって濃縮され た培養上清を、 7% SDSポリアクリルアミドゲル電気泳動によって分離し、 PVDF膜 上に転写したタンパク質バンドを、 CF— GTFに対するゥサギ抗体と反応させた。各レ ーンについて説明すると、レーン 1が MT8148株であり、レーン 2が MT8148GD株 であり、レーン 3が TW295株であり、レーン 4が TW871株であり、レーン 5が FT1株 であり、レーン 6が FT1GD株であり、レーン 7が SU1株であり、レーン 8が YK1株で あり、レーン 9が YT1株である。 [0322] GTFBは、不溶性グルカン合成の大部分を担うと考えられ、ミュータンス連鎖球菌 の歯面への付着および歯垢の蓄積にぉ 、て、重要な毒性因子であると考えられて ヽ る(Mattos-Granerら、 2000)。従って、血清型 k株のより低い CA— CTF活性は、 GTF Bのより低い発現に起因し得る。一方で、菌体表層でのその発現は、血清型特異的 多糖のグルコース側鎖の存在と相関し得る。総じて、これらの結果は、 S. mutansの他 の主要な表面構造(例えば、 GTF、 PAおよび Gbp)より程度が低いが、 S. mutansの 血清型特異的多糖におけるグルコース側鎖の欠失が S. mutansのう蝕原性と関連し 得ることと結論付けられる。
[0323] 尚、発明を実施するための最良の形態の項においてなした具体的な実施態様また は実施例は、あくまでも、本発明の技術内容を明らかにするものであって、そのような 具体例にのみ限定して狭義に解釈されるべきものではなぐ本発明の精神と次に記 載する特許請求の範囲内で、いろいろと変更して実施することができるものである。 産業上の利用の可能性
[0324] これまで、感染性心内膜炎の発症に関与する S. mutans株については、他の S. mutans株と判別することは容易ではな力つた。し力しながら、本発明では、感染性心 内膜炎の感染に関与する可能性の高い S. mutans株を、新規な血清型 k型として容 易に確認することができるので、本発明は、歯科医療分野等の医療現場だけでなぐ 医薬品産業や検査産業等に広く利用することができる。
[0325] 本発明によって、死に至る可能性がある感染性心内膜炎の発症を予防する観点か ら重要であると考えられている S. mutansの血清型不定株が被験体中に存在するか 否かを有効かつ効率的に判定する方法を提供することができる。

Claims

請求の範囲
[1] ストレプトコッカス ミュータンス特異的な多糖抗原のグルコース側鎖量を低下させる ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドであって、
配列番号 1ないし 4の何れか 1つに示される塩基配列;または
配列番号 1ないし 4の何れか 1つに示される塩基配列において 1もしくは数個の塩 基が欠失、置換もしくは付加された塩基配列、
力もなることを特徴とするポリヌクレオチド。
[2] ストレプトコッカス ミュータンス特異的な多糖抗原のグルコース側鎖量を低下させる ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドであって、
配列番号 1ないし 4の何れか 1つに示される塩基配列力 なるポリヌクレオチド;ま たは
配列番号 1ないし 4の何れか 1つに示される塩基配列力 なるポリヌクレオチドと相 補的な塩基配列力もなるポリヌクレオチドとストリンジェントな条件下でノヽイブリダィズ するポリヌクレオチド、
であることを特徴とするポリヌクレオチド。
[3] 配列番号 1ないし 4の何れか 1つに示される少なくとも 12個連続する塩基配列また は当該塩基配列の相補配列からなることを特徴とするオリゴヌクレオチド。
[4] 配列番号 8ないし 10の何れか 1つに示される塩基配列からなることを特徴とする請 求の範囲第 3項に記載のオリゴヌクレオチド。
[5] 請求の範囲第 1項または第 2項に記載のポリヌクレオチドによってコードされることを 特徴とするポリペプチド。
[6] ストレプトコッカス ミュータンス特異的な多糖抗原のグルコース側鎖量が低下して いることを特徴とするストレプトコッカス ミュータンス株。
[7] 請求の範囲第 1項または第 2項に記載のポリヌクレオチドを有することを特徴とする 請求の範囲第 6項に記載のストレプトコッカス ミュータンス株。
[8] 請求の範囲第 5項に記載のポリペプチドを発現することを特徴とする請求の範囲第
6項に記載のストレプトコッカス ミュータンス株。
[9] 請求の範囲第 6項ないし第 8項の何れ力 1項に記載のストレプトコッカス ミュータン ス株と特異的に結合することを特徴とする抗体。
[10] 被験体サンプル中のストレプトコッカス ミュータンス株を検出する方法であって、 被験体サンプルより細菌を分離する工程;
上記分離した細菌のゲノム DNAまたは総 RNAを抽出する工程;および 上記ゲノム DNAまたは総 RNAをテンプレートにして、請求の範囲第 3項または第 4項に記載のオリゴヌクレオチドをプライマーとして用いて PCR反応を行なう工程、 を包含することを特徴とするストレプトコッカス ミュータンス株を検出する方法。
[11] 上記組織サンプルが血液、唾液または歯垢より得られることを特徴とする請求の範 囲第 10項に記載のストレプトコッカス ミュータンス株を検出する方法。
[12] 上記プライマーが、配列番号 8に示される塩基配列からなるオリゴヌクレオチドおよ び配列番号 9または 10に示される塩基配列力 なるオリゴヌクレオチドであることを特 徴とする請求の範囲第 10項または第 11項に記載のストレプトコッカス ミュータンス 株を検出する方法。
[13] 被験体サンプル中のストレプトコッカス ミュータンス株を検出する方法であって、 被験体サンプルより細菌を分離する工程;
上記分離した細菌のゲノム DNAまたは総 RNAを抽出する工程;および 上記ゲノム DNAまたは総 RNAに対して、請求の範囲第 3項または第 4項に記載 のオリゴヌクレオチドをプローブとして用いてハイブリダィゼーシヨン反応を行なう工程
を包含することを特徴とするストレプトコッカス ミュータンス株を検出する方法。
[14] 上記組織サンプルが血液、唾液または歯垢より得られることを特徴とする請求の範 囲第 13項に記載のストレプトコッカス ミュータンス株を検出する方法。
[15] 上記オリゴヌクレオチドが配列番号 8な 、し 10の何れかに示される塩基配列からな ることを特徴とする請求の範囲第 13項または第 14項に記載のストレプトコッカス ミュ 一タンス株を検出する方法。
[16] 上記細菌を分離する工程が請求の範囲第 9項に記載の抗体を用いることを特徴と する請求の範囲第 10項ないし第 15項の何れか 1項に記載のストレプトコッカス ミュ 一タンス株を検出する方法。
[17] 被験体サンプル中のストレプトコッカス ミュータンス株を検出する方法であって、 被験体サンプルより細菌を分離する工程;
上記分離した細菌と請求の範囲第 9項に記載の抗体をインキュベートする工程; および
上記抗体と結合した細菌を検出する工程、
を包含することを特徴とするストレプトコッカス ミュータンス株を検出する方法。
[18] 請求の範囲第 10項ないし第 17項の何れ力 1項に記載のストレプトコッカス ミュー タンス株を検出する方法を用いることを特徴とする被験体中のストレプトコッカス ミュ 一タンス株の血清型を判定する方法。
[19] 請求の範囲第 10項ないし第 17項の何れ力 1項に記載のストレプトコッカス ミュー タンス株を検出する方法を用いることを特徴とするストレプトコッカス ミュータンス株 のスクリーニング方法。
[20] 請求の範囲第 19項に記載のスクリーニング方法によって取得されることを特徴とす るストレプトコッカス ミュータンス株。
[21] 請求の範囲第 3項または第 4項に記載のオリゴヌクレオチドを備えることを特徴とす るストレプトコッカス ミュータンス株を検出するためのキット。
[22] 上記オリゴヌクレオチドが配列番号 9に示される塩基配列力 なるオリゴヌクレオチド であることを特徴とする請求の範囲第 21項に記載のストレプトコッカス ミュータンス 株を検出するためのキット。
[23] 配列番号 8に示される塩基配列力 なるオリゴヌクレオチドをさらに備えることを特徴 とする請求の範囲第 22項に記載のストレプトコッカス ミュータンス株を検出するため のキット。
[24] 配列番号 10に示される塩基配列力 なるオリゴヌクレオチドをさらに備えることを特 徴とする請求の範囲第 23項に記載のストレプトコッカス ミュータンス株を検出するた めのキット。
[25] PCR反応またはハイブリダィゼーシヨン反応に用いることを特徴とする請求の範囲 第 21項ないし第 24項の何れか 1項に記載のストレプトコッカス ミュータンス株を検出 するためのキット。
[26] 請求の範囲第 9項に記載の抗体を備えることを特徴とするストレプトコッカス ミュー タンス株を検出するためのキット。
[27] 請求の範囲第 9項に記載の抗体を製造する方法であって、緩衝液に懸濁した請求 の範囲第 6項ないし第 8項の何れか 1項に記載のストレプトコッカス ミュータンス株を
5日間連続でゥサギ耳介静脈に注射する工程を包含することを特徴とする抗体を製 造する方法。
[28] 上記工程の後に 1週間間隔をあけ、さらなる 2週間において 1週間に 5日間ずつリン 酸緩衝ィ匕生理食塩水に懸濁した上記ストレプトコッカス ミュータンス株を反復注射 する工程をさらに包含することを特徴とする請求の範囲第 27項に記載の抗体を製造 する方法。
[29] 配列番号 1ないし 4に示される塩基配列の少なくとも 12個連続する塩基配列を含む オリゴヌクレオチドが基板上に固定化されていることを特徴とする細菌検出器具。
[30] 上記オリゴヌクレオチドが、請求の範囲第 3項または第 4項に記載のオリゴヌクレオ チドであることを特徴とする請求の範囲第 29項に記載の細菌検出器具。
1/18
図 1
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差替え用紙 (規則 26) [図 2]
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[図 6]
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[図 7]
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[図 12]
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[図 ()0g99960v-gueu914]
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