JP2000514430A - Immunocontraceptive compositions containing sperm antigens and methods of using the same - Google Patents

Immunocontraceptive compositions containing sperm antigens and methods of using the same

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、哺乳類sp56精子タンパク抗原決定基を有する抗原性ポリペプチドを含む免疫避妊ワクチン組成物に関する。抗原性ポリペプチドは、合成ポリペプチド、融合タンパクおよびキメラ分子であってもよい。ワクチンは、好ましくは野生の哺乳類に餌または飼料製剤中で投与する。ある態様では、sp56の種特異的配列の用途を説明する。免疫避妊方法、sp56抗原決定基と免疫反応性の抗体、および精子の受精能のスクリーニング方法も記載する。   (57) [Summary] The present invention relates to an immunocontraceptive vaccine composition comprising an antigenic polypeptide having a mammalian sp56 sperm protein antigenic determinant. Antigenic polypeptides may be synthetic polypeptides, fusion proteins and chimeric molecules. The vaccine is preferably administered to the wild mammal in a feed or feed formulation. In one aspect, the use of sp56 species-specific sequences is described. Also described are methods of immunocontraception, antibodies immunoreactive with sp56 antigenic determinants, and methods of screening for sperm fertility.

Description

【発明の詳細な説明】 精子抗原を含む免疫避妊組成物およびその使用方法技術分野 本発明は、一般的に免疫避妊タンパクをコードする哺乳類sp56 cDNA 核酸の発見に関する。本発明は、さらに、免疫避妊に関連するスクリーニング方 法、診断方法および治療方法に有用な免疫避妊ポリペプチドを記載する。背景 経口避妊ワクチンの開発の可能性に対する近年の関心は、その潜在的なコスト に対する有効性および副作用の欠如に起因する〔Alexanderand Baily,Reprod. Fertil.Devel.,6:273-280(1994年)〕。経口的に投与すると、配偶子特異的ワ クチンは、生殖器官に限定された粘膜免疫攻撃を惹起し、一方または両方の配偶 子を排除する〔Mestecky and McGhee,Adv.Immunol.,40:153-245(1987);McGhe e et al.,J.Clin.Immunol.,9:175-199(1989);Stern et al.,J.Reprod.Im munol.,22:73-85(1992);Meinertz et al.,Amer.J.Reprod.Immunol.,25:15 8-162(1991);McGhee et al.,Reprod.Fertil.Devel.,6:369-379(1994)〕。 経口避妊ワクチンの開発は、精子−卵相互作用に必要な細胞特異性に基づいて いる。卵を受精させるためには、哺乳類精子は、まず、卵をとりまいている厚い 細胞外糖タンパクのコートである透明帯に特異的に強固に結合しなければならな い。結合は、精子の頭部原形質膜と透明帯の表面との間の接触に関連し、かなり 種特異的である。例えば、マウスにおいては、精子は透明帯の3つの糖タンパク の1つであるZP3を認識する。精子原形質膜によって認識されるZP3のドメ インは、3,900ダルトンのO−結合オリゴ糖である。ZP3のアミノ酸配列 は種間でほとんど変化しないので、そして精子−卵認識におけるその偏在的な役 割のため、ZP3を標的とする免疫避妊剤の開発にはかなりの努力がなされてき た〔Spifano and Dean,Rep.Fertil.Devel.,6:319-330(1994)〕。 この戦略は、理論的には有効である可能性があるが、最近の研究では、ZP3 由来B細胞エピトープで雌マウスを経口的に免疫することによって加速された濾 胞の閉鎖(follicular atresia)および濾胞細胞の大量増殖を含む卵巣の病変が 起 こり得ること、そして免疫反応は必ずしも避妊をもたらさないことが示唆されて いる。卵巣の病変は、雌をZP3で免疫した後に予期されうる。これは、免疫攻 撃および濾胞からの生育卵母細胞の除去が、卵母細胞からの「生育停止」信号の ない状態では、無制限の濾胞細胞の分裂および腫瘍の形成をもたらしうるためで ある。 有効な免疫避妊剤の開発への別の戦略は、精子特異的抗原を標的にすることで ある。雄におけるそのような抗原の免疫攻撃は、それらの動物を不妊にさせる。 抗原の抗体攻撃は、精子形成中に起こるとしても、精細管における初期の減数分 裂の事象を妨害したり、それに影響を与えたりすることがないはずであり、した がって無制限な細胞増殖をもたらさないと考えられる。さらに、免疫された雌は 、雌性生殖管における精子の免疫攻撃のため、不妊になる可能性が高い。精子ヒ アルロニダーゼPH−20抗原〔Primakoff et al.,Nature,335:543-546(1988 );Fiszer-Szafarz et al.,Acta.Biochimica Polonica,42:31-33(1995);Lin e t al.,J.Cell.Biol.,125:157-163(1994);およびGmachl et al.,FEBS Lett. ,336:545-548(1993)〕、精子乳酸デヒドロゲナーゼアイソザイムLDH−C4 〔Goldberg et al.,Fertil.Steril.,35:214-217(1981);Freemerman et al., Mol.Reprod.Dev.,34:140-148(1993)〕、アクロソーム内タンパクsp−10 〔Srinivasan et al.,Biology of Reprod.,53:462-471(1995)〕、およびsp 17〔O'Rand et al.,J.Reprod.Immonol.,25:89-102(1993)〕を含む多数の 精子タンパクが、動物を免疫し、および/または不妊を起こさせるために用いら れてきた。 sp56と呼ばれるマウスの精子タンパクは、ZP3の精子認識を媒介するタ ンパクに予期される特性の多くを有するものであり、最近になって同定されたも のである〔Bleil and Wassarman,Proc.Natl.Acad.Sci.,USA,87:5563-5567 (1990);Cheng et al.,J.Cell Biol.,125:867-878(1994)〕。sp56は、マ ウス精子のZP3認識タンパクを同定するために設計された研究において最初に 発見された。精製ZP3を、光活性化可能な架橋剤で修飾して生きた精子で攻撃 し、またはアフィニティカラムに架橋して可溶性全精子タンパクと反応させた。 これら2つの独立の方法の各々で、唯一同定されたマウス精子タンパクがsp5 6である。sp56は、ホモマルチマー状の末梢膜タンパクで、そのモノマーの サイ ズは56,000ダルトンであり、ZP3結合部位が正確に位置しているアクロ ソーム(先体)の上を覆う精子頭部原形質膜のみに局在する。sp56は、ZP 3、Zp3のFDオリゴ体、およびFD−オリゴ体の精子認識に必要な末端糖で あるa−ガラクトースに対して特異的親和性を有するレクチンである。精子上の ZP3結合部位の数に基づいて、およそ25,000のsp56分子が精子表面 に存在すると予測されている。 最近、sp56をコードするcDNAがクローニングされた〔Bookbinder et al.,Science,269:86-89(1995)〕。単離されたcDNAから導かれたsp56 の一次配列は、それがSushiドメインと呼ばれる一連の60アミノ酸の長さ のホモロジー反復の存在を特徴とするタンパクレセプターのスーパーファミリー の一員であることを示す。各Sushiドメインは、実質的に不変の10個のア ミノ酸を含む。そのスーパーファミリーの一員である資格と一致して、sp56 cDNAは、そのタンパクに特有のカルボキシ末端近くの44アミノ酸のスト レッチをコードする。そのため、この特有のストレッチは、sp56特異的配列 ドメイン(sss)と呼ばれ、種限定的エピトープを定義すると考えられている 。末梢膜タンパクをコードするcDNAに予測されるように、このcDNA配列 は、Sp56アミノ末端の上流に位置するシグナルペプチドをコードする。sp 56cDNAは、アミノ末端からcDNAオープンリーディングフレームの最後 までで決定した62,000ダルトンのポリペプチドをコードする。この62, 000ダルトンのポリペプチドは、「プロsp56」と呼ばれ、カルボキシ末端 のおよそ6,000ダルトンのタンパク分解的除去により、成熟型sp56(5 6,000ダルトン)にプロセッシングされる。したがって、この分子は、精子 56,000ダルトンに関連して、sp56と呼ばれる。sp56 cDNAか ら開発されたモノクローナル抗体および分子プローブは、sp56の発現がマウ スの精子形成細胞のみに限定されていること、そのタンパクもmRNAも、いず れも他のマウス組織には蓄積しないことを明らかにするために使用されてきた。 しかし、上記の精子抗原とは対照的に、sp56は以下の点において独特であ る。 1)sp56発現は、精子のみに限定されており、密接に関連するタンパク( ま たはアイソザイム)が体組織において発現されていないため、全身性免疫の機会 が最小である; 2)sp56は精子表面に存在し、したがって雄および雌の両方の生殖管にお いて免疫攻撃にさらされている;そして 3)sp56の発現は、免疫系の成熟後に起こり、これは雄および雌の両方の 免疫が「外来」抗原を提示することを意味する。 したがって、sp56の上述の特徴に照らして、sp56抗原性ポリペプチド に基づく免疫避妊剤ワクチン組成物を設計することは望ましいことである。本発明の簡単な説明 sp56と名付けられた哺乳類精子タンパクが、げっ歯類からヒトまであらゆ る哺乳類種のための免疫避妊ワクチンとして有用であることが発見された。 したがって、本発明は、免疫避妊ワクチン組成物において有用なsp56抗原 決定基を含む種々の抗原性ポリペプチドを記載する。 また、上記抗原性ポリペプチドを含む餌(バイト)または飼料(フィード)製 剤を用いる経口避妊を含め、上記ワクチン組成物を用いる免疫避妊方法も記載す る。 本発明は、試料中のsp56抗原の存在を検出するのに有用な抗sp56抗体 およびモノクローナル抗体も記載する。免疫学的方法は、sp56抗原決定基お よび抗sp56抗体を検出するための抗体および抗原性ポリペプチドを用いて企 図される。これらの方法は、精子の受精能の評価、精子sp56抗原の検出およ び免疫応答を誘導する本発明のワクチンの有効性の確認に有用である。 組換えDNA発現ベクターおよびsp56抗原決定基を含む組換えタンパクの 製造方法も記載する。 本発明は、以下の利点を有する。 免疫避妊剤の使用は、sp56抗原決定基に対する反復的な暴露がない場合に 循環抗体のレベルが低下する限りにおいて可逆的である。野生の有害動物制御の ための餌として調剤する場合、この物質は、毒素を含まない限りにおいて非毒性 であり、したがって、標的としていない動物またはヒトが偶然消費した場合に比 較的安全である。さらに、免疫避妊剤は、避妊が標的とする動物においてのみ達 成され、餌を偶然消費した他の動物またはヒトにおいては起こらないように、種 限定的sp56配列を含むように調剤することができる。他の利点は、当業者に は容易に理解される。図面の簡単な説明 図1は、GenBank受託番号U17108であるマウスsp56 cDN Aクローン7.1のアミノ酸残基配列を示す。シグナルペプチド(リーダー配列 )は、−32で始まり、下線で示す最初のSushiドメインの2残基手前にあ るグリシン(gly)で終わる。残りの6個のSushiドメインも同様に示す 。 図2は、sp56 7.1cDNAクローンを図示したものであり、塩基番号 は「目盛り」の印で示す。リボソーム結合部位(RBS)およびポリAシグナル を、実験的に決定したポリA部位とともに、目盛り上に示す。コードされたポリ ペプチド領域は、矢印で示す。Sushiドメイン1〜7、シグナルペプチド、 sp56特異的配列(sss)、およびプロsp56ポリペプチドの塩基性C末 端テールの位置も示す。 図3は、典型的なSushiドメイン構造を模式的に示す。それにおいては、 各ドメインが約60アミノ酸で構成され、そのうち10個の不連続なアミノ酸( アミノ酸末端からカルボキシ末端に向かって、一文字表記でC、P、Y、C、G 、C、G、W、PおよびCを含む)が実質的に不変であり、配列内で特異的な位 置に存在する。残りの約50個のアミノ酸はかなりの多様性を示す。この一般的 な構造は以下の特徴を有する。 1)C1−C3およびC2−C4の2つのジスルフィド結合がループドループ 構造を形成する; 2)各ジスルフィド結合の付近に少なくとも1個のプロリンがあり、連続する Sushiドメインの接続に必要な鎖のターンを提供する;および 3)内部疎水性ループ中にGおよびWが存在する。 図4は、sp56ポリペプチド(この場合、sp56特異的配列(sss)ド メイン)由来のもの)とともにTMVコートタンパク(cp)を含むキメラポリ ペプチド分子をコードするキメラ遺伝子調製のための段階的方法の最初の部分を 示す。この方法は、キメラプライマーの調製の工程を含め、実施例3においてよ り完全に記載する。 図5は、完全TMV遺伝子の相同領域中へのTMV/sss遺伝子のクローニ ングによる、sp56ポリペプチドとともにTMVコートタンパク(cp)を含 むキメラポリペプチド分子をコードするキメラ遺伝子調製のための段階的方法の 最終工程を示す。キメラポリペプチド分子の発現は、ウイルスコート上に露出さ れたsp56特異的ポリペプチド(ハプテン)を有するTMVとともに示される 。最終工程は、実施例3においてより完全に記載する。 図6は、実施例3に記載するpRLCTA−sp56の模式的プラスミド地図 である。 図7は、実施例3に記載するpRLCTm−sp56の模式的プラスミド地図 である。 図8は、実施例3に記載するpRLCTB−lsp56の模式的プラスミド地 図である。 図9は、実施例3に記載するpCTA02−lsp56の模式的プラスミド地 図である。 図10は、SDS−PAGEで非還元条件下での、免疫していないマウスから のマウス精子タンパクに対するCT−B−sss3ppで免疫したマウスからの 抗血清のウェスタンブロット解析を示す。CTB−SSSと表示したCT−B− sss3pp免疫マウスからの抗血清および陽性対照のモノクローナル抗体7H 12は、分子量40,000ダルトン(40kDa)の非免疫精子タンパクと特異 的に反応した。本発明の詳細な説明 A.定義 アミノ酸残基 :ポリペプチドをそのペプチド結合で化学的消化(加水分解)した 際に形成されるアミノ酸。本明細書において記載するアミノ酸残基は、好ましく は「L」アイソマー形態のものである。しかし、「D」アイソマー形態の残基は 、 そのポリペプチドが所望の機能的特性を保持する限り、任意のL−アミノ酸残基 を置換することができる。NH2は、ポリペプチドのアミノ末端に存在する遊離 のアミノ基を指す。COOHは、ポリペプチドのカルボキシ末端に存在する遊離 のカルボキシル基を指す。標準的なポリペプチドの命名にしたがって〔J.Biol .Chem.,243:3552-59(1969)に記載されており、37CFR91.822(b) (2)で採用されている〕、アミノ酸残基の略号は以下の対応表に示すとおりで ある。 対応表 表記 アミノ酸 一文字 三文字 Y Tyr チロシン G Gly グリシン F Phe フェニルアラニン M Met メチオニン A Ala アラニン S Ser セリン I Ile イソロイシン L Leu ロイシン T Thr トレオニン V Val バリン P Pro プロリン K Lys リジン H His ヒスチジン Q Gln グルタミン E Glu グルタミン酸 Z Glx Gluおよび/またはGln W Trp トリプトファン R Arg アルギニン D Asp アスパラギン酸 N Asn アスパラギン B Asx Asnおよび/またはAsp C Cys システイン X Xaa 不明または他のアミノ酸 本明細書において式により表すすべてのアミノ酸残基配列は、アミノ末端から カルボキシ末端への従来の方向に、左から右への方向性を有することに注意され たい。さらに、「アミノ酸残基」という語句は、対応表に列記したアミノ酸、お よび37CFR1.822(b)(4)に列記され、参照により本明細書に包含 されるもののような改変および異常アミノ酸を含むように広く定義される。さら に、アミノ酸残基配列の最初または最後のダッシュは、1またはそれ以上のアミ ノ酸残基のさらなる配列とのペプチド結合またはNH2もしくはアセチル基のよ うなアミノ末端基もしくはCOOHのようなカルボキシ末端基との共有結合を示 すことに注意されたい。組換えDNA(rDNA)分子 :作動可能に連結された2つのDNAセグメント により生成されるDNA分子。したがって、組換えDNA分子は、天然には通常 は一緒に見出されない少なくとも2つのヌクレオチド配列を含むハイブリッドD NA分子である。rDNAが共通の生物学的起源を有さないこと、すなわち進化 的に異なることは、「非相同(ヘテロロガス)」と呼ばれる。ベクター :細胞内で自立的に複製可能なrDNA分子であって、これに、DNA セグメント、例えば遺伝子またはポリヌクレオチドが、接続したセグメントの自 律的複製をもたらすように作動可能に連結される。1またはそれ以上のポリペプ チドをコードする遺伝子の発現を指令することができるベクターは、本明細書に おいて「発現ベクター」と呼ばれる。抗体 :抗体という用語は、本明細書において免疫グロブリン分子および免疫グロ ブリン分子の免疫学的に活性な部分、すなわち抗体結合部位またはパラトープを 含む分子を指すために、種々の文法的形態で用いられる。例示的な抗体分子は、 インタクトな(完全)免疫グロブリン分子、実質的にインタクトな免疫グロブリ ン分子および免疫グロブリン分子の部分〔Fab、Fab’、F(ab’)2お よびF(v)のような当業界で公知の部分を含む〕である。抗体結合部位 :抗体結合部位は、抗原に特異的に結合する(抗原と免疫反応する )重鎖および軽鎖可変および超可変領域から構成される抗体分子の構造的部分で ある。種々の形態の「免疫反応(する)」という用語は、抗原決定基を含む分子 と、全抗体分子またはその部分のような抗体結合部位を含む分子との間での特異 的結 合を意味する。モノクローナル抗体 :種々の文法的形態で、モノクローナル抗体は、特定のエピ トープと免疫反応することができる1種の抗体結合部位のみを含む抗体分子の集 団(ポピュレーション)を指す。したがって、モノクローナル抗体は、典型的に は、それが免疫反応する任意のエピトープに対する単一の結合親和性を表す。そ のため、モノクローナル抗体は、各々が異なるエピトープに対して免疫特異的で ある複数の抗体結合部位を有する抗体分子、例えば二特異性抗体を含みうる。歴 史的には、モノクローナル抗体はクローンとして純粋な免疫グロブリン分泌細胞 株の不死化によって作成されたが、本発明の方法により作成することもできる。上流 :DNA転写の方向と逆であって、非コード鎖上で5'から3'へ、mRNA 上で3'から5'へ向かう方向。下流 :配列転写または読み取りの方向にDNA配列に沿うことであり、DNAの 非コード鎖に沿って3'から5'方向へ、またはRNA転写物に沿って5'から3' 方向へ向かうことである。リーディングフレーム :遺伝子の構造タンパクコード部分または構造遺伝子を定 義する、翻訳に使用される連続するヌクレオチドの3つ組(トリプレット、コド ン)の特定の配列。リーディングフレームは、翻訳開始コドンの位置に依存する 。ポリペプチド :連続するアミノ酸残基のα−アミノ基とカルボキシル基との間の ペプチド結合により互いに連結されたアミノ酸残基の直線状の系列。タンパク :ポリペプチドにおけるように互いに連結された50を超えるアミノ酸 残基の直線状の系列。実質的に純粋な、または単離された :ポリペプチドまたはタンパクの文脈におい て使用される場合、これらの用語は、天然にそれらに付随する成分から分離され た分子を意味する。典型的には、モノマータンパクは、少なくとも約60%〜7 5%の試料が単一のポリペプチド骨格を呈する場合、実質的に純粋である。重要 でない変異体または化学修飾物は、典型的には同じポリペプチド配列を共有する 。実質的に純粋なタンパクは、典型的には約85%〜90%を超える、より通常 は約95%の、そして好ましくは約99%を超える純度のタンパク試料を含む。 タンパクまたはポリペプチドの純度または均一性は、試料をポリアクリルアミド ゲ ル電気泳動にかけ、続いて染色により可視化するような、当業界で周知の多数の 手段により示すことができる。ある種の目的のためには、高い解像度が必要であ り、高速液体クロマトグラフィ(HPLC)または精製のための同様の手段が用 いられる。合成ペプチド :天然タンパクまたはそのフラグメントを含まない、ペプチド結合 により互いに連結された化学的に生成されたアミノ酸残基の鎖。融合タンパク :組換えDNA法により産生されたポリペプチドであって、単一の 「融合された」ポリペプチドを発現させるための単一のオープンリーディングフ レームの発現を通じて産生される、第一のポリペプチドドメインがペプチド結合 により第二のポリペプチドドメインに作動可能に連結されているもの。キメラ分子 :2つの別個のポリペプチドを架橋させるように、化学的連結を通じ て2つの別個の分子を接続することによって形成される二機能性分子。 B.免疫避妊ワクチン組成物 本発明は、対象哺乳類において免疫反応を誘導する目的のための免疫原として 哺乳類精子sp56抗原決定基を用い、それによりインビボで精子上のsp56 抗原決定基と免疫反応する抗体を産生させ、それによりその哺乳類での精子含量 または受精能に影響を与えることを記載する。 したがって、本発明の組成物は、対象において免疫反応を誘発する意図された 目的のため、ワクチンと呼ばれ、その点において、本明細書においてさらに記載 するように投与の経路にしたがってワクチンの典型的成分を含有するよう意図さ れる。 本発明の組成物は、本発明により実行される避妊のメカニズムが、処理を受け た哺乳類における免疫応答(精子の含量および質に影響する)の存在に基づいて おり、それによって受精能に影響し、避妊剤として作用するため、免疫避妊剤と も呼ばれる。この文脈において、精子受精能に対するあらゆる影響が避妊剤特性 と認められ、絶対的な受精能は、本発明のほとんどの態様において典型的には好 ましいものの、有効性には必要とされないことは認められるべきである。 本発明は、哺乳類精子タンパクsp56が哺乳類における受精過程において卵 との結合に主要な役割を果たしていることの発見に、主に基づいており、より具 体的には、sp56タンパクが免疫避妊応答を実行することにおいて免疫系の標 的として非常に適していることの発見に基づいている。本発明はまた、治療的免 疫応答のために有用な特有の異なる抗原決定基(標的)を提供するsp56内の 種々の有用なエピトープ(抗原決定基)を同定することを特徴とする。 したがって、抗原性ポリペプチドは、本明細書においては、そのアミノ酸残基 配列中にsp56抗原決定基を定義するアミノ酸の配列を含むポリペプチドと定 義される。sp56抗原決定基は、本明細書において記載するようにsp56タ ンパクの任意の部分であることができ、これは、免疫すると、sp56タンパク の免疫部分と免疫反応性である抗体を誘導することができる。抗体の技術分野で 周知のように、抗原決定基は、化学的組成およびサイズの点で種々の物質のいず れてあってもよい。本発明の文脈においては、決定基は、sp56配列を有する 種々の長さのポリペプチドであることができ、典型的には少なくとも長さ約7ア ミノ酸から、長さ400〜600アミノ酸残基の大きな部分までである。決定基 のサイズは、好ましい態様を特定する以外、制限的であることを意図するもので はない。 本発明は、本発明の組成物において単独でまたは組み合わせて使用することが できるsp56タンパクの異なる部分に由来する、非常に多様なsp56決定基 を記載する。sp56のこれらの異なる部分からのポリペプチドに定義された決 定基の使用は、当業者には明らかな異なる利点を提供する。例えば、sp56の ある領域は種特異的配列(sss)を含み、これらは特定の種のみに特異的な免 疫応答を提供する。これらのsss sp56決定基に制限された組成物は、標 的種のみにおいて不妊を起こさせ、他の種においては避妊剤とはならない。ある いは、sp56の他の領域は、異なる哺乳類種において保存されている(相同な )配列を含み、したがって、普遍的な免疫避妊決定基として役立つ。さらに、単 一の組成物中でのsp56決定基の組合わせの使用は、異なる免疫避妊剤の一群 (バッテリー)の製造を提供し、本発明の免疫避妊ワクチン組成物にさらなる特 徴を与える。 免疫避妊ワクチン組成物は、ワクチンの目的を容易にするために多様な物質を 含むことができる。抗原性ポリペプチドに加えて、組成物は、当業界で周知のよ うに、医薬的に容認されうる賦形剤、キャリアー、免疫刺激剤、抗原性分子、ア ジュバント、安定剤等の物質を含むことができる。また、抗原性ポリペプチドは 、種々の形態であることができ、sp56抗原決定基を含む合成ポリペプチド、 ハイブリッド分子、融合タンパク、組換えタンパク、キメラポリペプチド分子、 単離タンパク等の形態が含まれる。 合成ポリペプチドは、以下で詳述する。ハイブリッド分子は、2つのドメイン を有する分子であって、第一のポリペプチドドメインはsp56抗原決定基を含 み、第二のドメインはキャリアー、提示(representation)、デリバリー、免疫 刺激剤または合成のためのベヒクルのような異なる機能を有する。 第二のポリペプチドドメインは、本明細書で記載するように、種々の目的を有 することができる。それは、組成物にかさを与えるためのキャリアータンパクで あることができる。それは、ワクチン組成物に免疫原性を付加するために細菌ま たはウイルス抗原性タンパクであることができる。それは、発現および/または 予め選択した製剤へのデリバリーを容易にするために細菌またはウイルス構造タ ンパクであることができる。例えば、融合タンパクにおけるタバコモザイクウイ ルス(TMV)コートタンパクの使用は、TMV感染植物の組織中に発現された sp56抗原決定基が広がるのを容易にし、それによって活性免疫避妊剤成分を 含有する飼料の生産を容易にする。第二のポリペプチドは、免疫応答を刺激する 活性を有するタンパクであることができる。他の機能を第二のポリペプチドに含 有させることができ、それは当業者には明らかである。 好ましい第二のポリペプチドドメインとしては、コレラ毒素サブユニットA、 コレラ毒素サブユニットB、ジフテリア毒素、インフルエンザウイルスHAタン パク、マウス白血病ウイルスコートタンパク、サルモネラ表面タンパクおよびタ バコモザイクウイルスコートタンパクが挙げられる。これらのタンパクは、組換 えDNA技術の分野において十分に特徴づけされており、融合タンパクまたはキ メラポリペプチド分子における使用について容易に利用可能である。例示的な使 用を以下に記載する。 ハイブリッド分子の第一および第二のポリペプチドドメインは、多様な手段に より連結することかできる。単一ポリペプチドの組換えDNA発現によって産生 させる場合、第一および第二のポリペプチドドメインは、単一の融合タンパクの ようにペプチド結合によって作動可能に連結される。組換えDNA法による融合 タンパクの産生は、後述する。 別個のポリペプチドとして生産する場合、第一および第二のポリペプチドは、 周知のように化学的架橋により作動可能に連結され、その生成物は本明細書にお いてキメラポリペプチド分子と呼ばれる。ポリペプチド間の化学的架橋の方法は 、化学およびタンパクの技術の分野において周知である。本発明のワクチン組成 物において有用な例示的なキメラポリペプチド分子を、本明細書において記載す る。 sp56が精子から単離されうる限りにおいて、実質的に単離されたsp56 タンパクを本発明のワクチン組成物において用いることができる。精巣上体組織 、精子または精液からのネイティブな(天然の)sp56タンパクの単離方法は 、実施例において記載する。 本発明のsp56抗原決定基を有する抗原性ポリペプチドは、本発明にしたが った多様な用途を有する。 したがって、本発明のポリペプチドは、sp56により発現されるエピトープ (抗原決定基)を免疫学的に模倣するその能力を特徴とする。このようなポリペ プチドは、免疫避妊ワクチン組成物中の成分、ネイティブなsp56と免疫反応 する抗体を作成するための接種物中の成分として、および免疫学的方法における 抗原として、有用である。 本明細書において用いる場合、種々の文法的形態での「免疫学的に模倣する」 という語句は、本明細書において定義するsp56のエピトープを認識する本発 明の抗体と免疫反応する本発明の抗原性ポリペプチドの能力をいう。 主題ポリペプチドは、それが必要な配列を含んでいる限りにおいて、sp56 のアミノ酸残基配列と同一である必要はないことは理解されるべきである。 C.sp56タンパクおよびポリペプチド マウス精子タンパクsp56をコードするcDNAは、以下に記載するように 成熟型のプロセッシングされたタンパクに基づいたものとして引用するが、これ は、Bookbinder et al.,Science,269:86-89(1995)(その開示は参照により本 明細書に包含される)により記載されたようにクローニングされ、配列決定され たものである。既知の配列とコードされたsp56アミノ酸配列との比較によれ ば、sp56は、Sushiドメインと呼ばれる長さ約60アミノ酸の複数のコ ンセンサス反復配列(これについては以下に詳述する)を含むタンパクレセプタ ーのスーパーファミリーの新規な一員と考えられる。したがって、sp56は、 機能に関して一般化することを可能にするように他のタンパクに十分に類似し、 任意の哺乳類種でsp56遺伝子を同定し単離できることを確実にする。 したがって、アミノ酸およびヌクレオチド配列レベルの両方での変異がsp5 6の哺乳類単離株に存在する可能性はあるが、そのような変異は、限定的なもの として解釈されるものではない。例えば、ある哺乳類種における対立遺伝子変異 は、sp56のあるタイプの単離株間で数パーセントの差異を許容することがで き、その差異は、無害な変異アミノ酸残基からなる。したがって、開示されたs p56タンパクに対して約95%の相同性、好ましくは少なくとも98%の相同 性のタンパクは、開示されたsp56タンパクの対立遺伝子変異体と考えられ、 したがって、本発明のsp56タンパクと考えられる。 マウスのプレ−プロsp56 cDNAの完全コードヌクレオチド配列は、ク ローン7.1と呼ばれ、配列番号1に記載するように長さ2026ヌクレオチド であり、受託番号U17108としてGenBankに登録されている。完全プ レ−プロsp56をコードするcDNAクローンは、1737ヌクレオチドのオ ープンリーディングフレーム(ORF)を表し、これは、32アミノ酸のN末端 側シグナルペプチドを有し、その切断部位はアミノ酸位置−1と+1との間であ って、ヌクレオチド位置175の後の切断部位に相当する(配列番号1)。 このマウスcDNA配列の翻訳物は、配列番号2の位置−32〜+547に示 すように、579アミノ酸残基のプロセッシングされていないプレ−プロsp5 6タンパクをコードし、これはマウスプレ−プロsp56と呼ばれる。マウスプ レ−プロsp56のアミノ酸配列は、コードするcDNA配列とともに配列番号 1にも記載されている。 プレ−プロsp56からプロ−sp56へのプロセッシングは、実施例に記載 したとおりの実験的に決定したアミノ末端に基づくと、分子量62,000ダル トンの547アミノ酸のタンパクをもたらす。マウスプロsp56のアミノ酸残 基配列は、図1および配列番号2(アミノ酸位置1で始まり、位置547で終わ る)に示す。 プロsp56種は、約6,000ダルトン(70アミノ酸)の非常に塩基性の カルボキシ末端テールの翻訳後切断(truncation)によりさらにプロセッシング を受けて、分子量56kDaの成熟型sp56タンパクとなる。翻訳後プロセッシ ング事象は、運動性の精子で天然に、または精巣上体精子を単離し非変性界面活 性剤中で処理する間に、および/または「背景」で論じたように卵母細胞リガン ドである透明帯3すなわちzp3へのレセプター特異的結合の際に、起こると考 えられている。477アミノ酸の成熟型sp56アミノ酸残基配列は、配列番号 2に記載するが、位置1のアスパラギン酸で始まり、位置477のシステイン残 基で終わる。この配列は、図1にも示す。 既に紹介したように、コードされるsp56アミノ酸配列をタンパクデータベ ースと比較すると、sp56は、Sushiドメイン反復配列の存在に基づいて 、タンパクレセプターのスーパーファミリーの一員であることが示される。プロ sp56タンパクは、C4BP、C3bレセプター、CR1およびCR2レセプ ターのような補体系のタンパクにかなりの相同性を有している。補体タンパクは 、本発明のsp56のように、他のタンパクに結合するとエキソまたは自己タン パク分解的活性を示すことが知られている。分子の切断は、コンフォメーション の変化を引き起こし、それが後続する生物学的事象を活性化することが示されて おり、これは、sp56の場合については、単一の精子アクロソームに媒介され た卵母細胞リガンドとの特異的相互作用であり、結果として受精が起こる。 スーパーファミリーの一員として、sp56は、7個のSushiドメインを 有し、そのうち6個は連続しているが、一方、7番目のものはマウスsp56に 独特の44アミノ酸の介在領域に続いている。コードされる介在領域はマウスs p56 cDNAに独特であることが決定されたので、この領域は、sp56種 特異的配列と呼ばれ、「sss」とも表示される。70アミノ酸の塩基性のカル ボキシ末端ドメインで、コードされるプロsp56タンパクが完了する。7個の Sushiドメインは、図1においてアミノ酸領域に下線を付して示す。Sus hiドメインならびにsp56種特異的配列のアミノ酸残基位置は、各領域をコ ードする配列番号1に記載する対応するcDNA領域とともに表1に示す。表1 は、実施例2において提示し、より詳細に論じる。 Sushiドメインは、10個の実質的に不変のアミノ酸を含む約60アミノ 酸のストレッチから構成される。図3は、典型的なSushiドメインを示し、 ここで、10個の不連続なアミノ酸(アミノ末端からカルボキシ末端に向かって 、一文字表記でC、P、Y、C、G、C、G、W、PおよびCを含む)は実質的 に不変であり、配列内で特異的な位置に位置する。残りの約50アミノ酸は、か なりの多様性を示す。この一般的構造は、以下の特徴を有する: 1)ループドループ構造を形成するC1−C3およびC2−C4の2つのジス ルフィド結合; 2)各ジスルフィド結合の付近に少なくとも1個のプロリン、これは連続する Sushiドメインの接続に必要な鎖のターンを提供する;および 3)内部疎水性ループ上でのGおよびWの存在。 ループドループ構造において、大きいループと小さいループの両方が存在し、 その中に疎水性アミノ酸のストレッチが存在する。「大ループ」は、C1とC2 との間の約25〜30個の最も電荷の高いアミノ酸のストレッチから構成され、 スーパーファミリー内で相当異なっており、その荷電した性質のため、スーパー ファミリーのメンバーのタンパクレセプター機能に多大な貢献をする〔Ichinose et al.,J.Biol.Chem.,265:13411-13416(1990)〕。大ループおよび小ループ は、それぞれ「ll」および「sl」と呼ぶ。さらに、Sushiドメイン6は 、さらなるシステイン残基を有し、したがって大ループ内に付加的なループを有 することを特徴とする。そのようにして、大ループはシステイン残基により第一 のループ(Sh6fl)および中ループ(Sh6ml)にさらに分離される。こ れらの各々の配列は、表1に示す。 スーパーファミリーの一員としての資格に一致して、sp56種特異的ドメイ ンは、他の既知のあらゆるタンパクに対して検出可能な相同性を有さず、システ イン残基を含まないため、ジスルフィド結合により決定される二次構造の可能性 か排除される。sp56種特異的ドメインは、高度に荷電したアミノ酸から構成 され、それがタンパクの外部に存在し、B細胞エピトープである可能性が高いこ とを示す。コンピュータシミュレーションでは、ヘリックスまたはβシートの二 次構造は解明されなかった。したがって、その独特の配列、おそらくsp56表 面に位置すること、および二次構造の欠如のため、sp56のこのドメインは、 sp56に特異的な種特異的免疫応答を誘導するために設計されるハプテンとし て優れた候補を表す。 上述した保存されたドメインおよび成熟型sp56タンパクを生成するための 切断部位から見て、類似の切断パターン、三次元構造および結果として生じるタ ンパク種は、ヒトを含む他の哺乳類において同定可能である。 本明細書の開示が異なる哺乳類種からのsp56を同定する限りにおいて、本 発明は、1または少数の哺乳類種に由来するsp56タンパクに制限されるべき ではない。したがって、本発明は、無制限に、rDNAまたは天然供給源からの 生化学的精製によって、ヒトおよび他の霊長類、ウサギ、ラットおよびマウスを 含むげっ歯類、イヌ、ネコ、ブタを含む有蹄類、有袋類、および他の哺乳類種を 含め種々の種の任意のものから由来しうる哺乳類sp56タンパクまたはホモロ グを企図する。したがって、「ホモログ」という用語は、アミノ酸残基配列に基 づいて類似の三次元構造を有する任意の哺乳類sp56タンパクまたはポリペプ チドをいう。換言すれば、本発明のsp56種は、アミノ酸配列類似性、反復コ ンセンサスSushiドメインの存在、種特異的配列の存在、分子の全体的二次 および三次構造、および同様の物理的パラメータから見て、相同な分子である。 ヒトおよび農業に関連する動物種は、マウスsp56の特に好ましいホモログ である。本明細書において同定された例示的sp56種は、マウス、ラット、リ ス、ウサギ、ウッドチャック、プレーリードッグ、アライグマ、シカおよび関連 有蹄類、カンガルーおよびヒトsp56である。 上述したように、sp56は、まずインビボで前駆体形態で産生され、次いで 本明細書において記載するような生物学的活性を有するより小さいポリペプチド へとプロセッシングされる。これらの異なるポリペプチド形態が有用として企図 される限りにおいて、sp56タンパクまたはポリペプチドという用語は、sp 56遺伝子から由来するアミノ酸残基配列を有するポリペプチドのすべての種を 内包する。したがって、本発明のsp56タンパクは、本明細書において記載す るように、その用途にしたがって種々の形態であることができる。したがって、 本明細書において用いる場合、「sp56タンパク」および「sp56ポリペプ チド」という語句は、本発明の哺乳類sp56タンパクの部分に相当する、好ま しくはそれと同一の、アミノ酸残基配列を含むアミノ酸残基配列を有するsp5 6分子を指す。 したがって、本発明は、配列番号1に示すsp56タンパクの配列に相当する アミノ酸残基配列を有し、実施例2に記載するように、表1に示すポリペプチド よりなる群から選択される式によって表されるアミノ酸残基配列を含むsp56 ポリペプチドをも企図する。この態様においては、ポリペプチドは、sp56エ ピトープを模倣する能力を有し、それによって本明細書および背景において記載 したようにsp56の生物学的活性を阻害することを、さらに特徴とする。 ネイティブな折りたたまれたsp56分子の三次元構造のため、本発明は、s p56の複数の領域がsp56レセプター機能に関与することを企図し、その複 数の種々の領域は、上記の種々のsp56ポリペプチドにより定義される。レセ プター−リガンド結合を阻害する上述のポリペプチドの能力は、実施例において より十分に論じるように、不妊性についてのアッセイ、抗sp56抗体の存在の 検出および同様のものを含むインビボの方法とともに、免疫化学分析、精子−卵 結合アッセイおよび同様のものを含むインビトロでの結合アッセイにおいて、容 易に測定することができる。 したがって、別の態様においては、本発明は、sp56レセプターの複数接触 部位の同時阻害を与えるように組合わせて混合されている、免疫避妊を促進する ことによってsp56レセプター機能を阻害する上述の異なるsp56ポリペプ チドを1またはそれ以上含む、sp56ポリペプチド組成物を企図する。 免疫避妊ワクチン組成物中の抗原性ポリペプチドとしての使用に好ましいsp 56タンパクおよびポリペプチドは、実施例2の表1に示す。好ましいsp56 タンパクとしては、プレ−プロsp56、プロsp56および成熟型sp56が 挙げられる。好ましいsp56の部分としては、各完全Sushiドメインおよ びその中の定義された大および小ループ(Sushiドメイン6の大ループ中に 形成される代替的ループを含む)が挙げられる。特に好ましいsp56ポリペプ チドとしては、表1に示すような種特異的配列およびそのフラグメントが挙げら れる。 本発明のsp56タンパクの種々の形態から見て、sp56タンパクおよびポ リペプチドは、多様な方法で入手することができる。1つの態様においては、s p56は、精巣のような天然の組織から単離することができる。生化学的精製お よびアフィニティ精製を含むsp56の単離のための例示的な方法は、実施例1 に記載する。 あるいは、本発明のsp56は、組換えタンパク、すなわち、ここで記載する ような組換えDNA(rDNA)法により生産されるものであることができる。 組換え生産方法は、単離されたまたは実質的に純粋なレセプター組成物を得るた めにさらに精製するための材料を生産する好ましい手段ではあるが、組換えsp 56タンパクは、ある種の態様において有用であるためには、必ずしも実質的に 純粋である必要はなく、あるいは単離されている必要さえない。組換えsp56 タンパクは、哺乳類細胞株上もしくはその中、または哺乳類細胞株の粗抽出物中 に存在しうる。他の態様においては、組換えsp56タンパクは、飼料または餌 というデリバリー手段におけるその後の用途のために、植物または植物細胞株上 またはその中に産生される。この文脈において本発明のsp56タンパクの生産 のための好ましい発現ベクター系は、セクションEにおいて記載する。 1つの態様においては、sp56タンパクは、sp56試薬の純度および薬学 的に異なるタンパクを含有しない度合いが、本明細書で記載する診断および治療 方法における用途を与えるように、実質的に他のタンパクまたはペプチドを含ま ない。天然供給源からの生化学的精製法もまた既に記載したように企図すること ができるが、組換えによる生産方法は、理想的にはこの点において絶対的な純度 を生じるために適している。この点に関して、sp56タンパクは、リガンド結 合または生物学的活性についての従来のスクリーニングアッセイにおいて薬学的 交差反応性が検出されないように、他の分子が十分に存在しない場合、実質的に 他のタンパク分子を含まない。 単離されたおよび組換えsp56タンパクに加えて、本発明は、sp56タン パクのアナログをも企図する。アナログは、免疫学的反応性、リガンド結合能ま たは本発明のsp56タンパクの同様の機能的特性に関して本発明のsp56の 性質を呈する人造変異体である。したがって、少数の変更例を挙げれば、アナロ グは、sp56の切断生成物であることができ、sp56の部分に相当するポリ ペプチドであることができ、膜アンカーが除去されたsp56ポリペプチドであ ることができ、そして、いくつかのアミノ酸残基が変更されている変異sp56 配列であることができる。 sp56ポリペプチドは、合成の容易さのため、長さ約200アミノ酸残基を 超えないことが好ましい。したがって、合成による生産法を用いる場合には、s p56ポリペプチドは約150アミノ酸残基を超えないことがより好ましく、さ らにより好ましくは約65残基を超えず、そして最も好ましくは長さ30アミノ 酸未満である。 主題sp56ポリペプチドは、そのポリペプチドがsp56のエピトープを模 倣することができる限りにおいて、アミノ酸配列が本明細書において示されてい るポリペプチドのあらゆるアナログ、フラグメントまたは化学的誘導体を含む。 したがって、本発明のポリペプチドは、そのような変更がその用途においてある 種の利点を提供するような、種々の変更、置換、挿入、および欠失の対象とする ことができる。この点に関して、本発明のsp56ポリペプチドは、sp56タ ンパクの配列と同一であるというよりも、それに相当するものであり、1または それ以上の変更がされ、本発明のsp56ポリペプチドと免疫反応する抗体を誘 導する能力を保持する。 したがって、「アナログ」という用語は、本明細書において具体的に示されて いる配列と実質的に同一のアミノ酸残基配列を有し、1またはそれ以上の残基が 機能的に類似の残基で保存的に置換されており、本明細書において記載した抗体 産生を誘導する能力を呈する、あらゆるポリペプチドを含む。保存的置換の例と しては、イソロイシン、バリン、ロイシンまたはメチオニンのような1つの非極 性(疎水性)残基を別のもので置換すること、アルギニンとリシンの間、グルタ ミンとアスパラギンの間、グリシンとセリンの間でのように1つの極性(親水性 ) 残基を別のもので置換すること、リシン、アルキニンまたはヒスチジンのような 1つの塩基性残基を別のもので置換すること、またはアスパラギン酸もしくはグ ルタミン酸のような1つの酸性残基を別のもので置換すること、が挙げられる。 「保存的置換」という語句は、そのようなポリペプチドが必要な結合活性を呈 することを条件に、非誘導残基の代わりに化学的に誘導された残基を使用するこ とをも含む。 「化学的誘導体」は、側鎖官能基の反応により化学的に誘導された1またはそ れ以上の残基を有する主題ポリペプチドを指す。このような誘導された分子とし ては、例えば、塩酸アミン、p−トルエンスルフォニル基、カルボベンゾキシ基 、t−ブチルオキシカルボニル基、クロロアセチル基またはホルミル基を形成す るように遊離のアミノ基が誘導されている分子が挙げられる。遊離のカルボキシ ル基は、塩、メチルおよびエチルエステルまたは他のタイプのエステル、または ヒドラジドを形成するように誘導されていてもよい。遊離の水酸基は、O−アシ ルまたはO−アルキル誘導体を形成するように誘導されていてもよい。ヒスチジ ンのイミダゾール窒素は、N−イム−ベンジルヒスチジンを形成するように誘導 されていてもよい。さらに化学的誘導体として含まれるものとしては、20種の 標準アミノ酸の1またはそれ以上の天然アミノ酸誘導体を含むペプチドがある。 例えば、4−ヒドロキシプロリンでプロリンを置換してもよく、5−ヒドロキシ リシンでリシンを置換してもよく、3−メチルヒスチジンでヒスチジンを置換し てもよく、ホモセリンでセリンを置換してもよく、また、オルニチンでリシンを 置換してもよい。D−アミノ酸もまた、1またはそれ以上のL−アミノ酸の代わ りに包含させてもよい。本発明のポリペプチドはまた、必要な活性が維持されて いる限りにおいて、配列を本明細書に示すポリペプチドの配列と比較して残基の 1またはそれ以上の付加および/または欠失を有するあらゆるポリペプチドをも 包含する。 「フラグメント」という用語は、アミノ酸残基配列を本明細書において示すポ リペプチドの配列よりも短いアミノ酸残基配列を有するあらゆる主題ポリペプチ ドを指す。 本発明のポリペプチドがsp56ポリペプチドの配列と同一ではない配列を有 する場合、それは、典型的には1またはそれ以上の保存的または非保存的置換が なされており、通常約30%(number percent)を超えない、より通常は20% を超えない、そして好ましくは10%を超えない数のアミノ酸残基が置換されて いる。付加的な残基もまた、「リンカー」を提供する目的でいずれかの末端に付 加されていてもよく、これにより本発明のポリペプチドは、標識または固体マト リックス、またはキャリアーに好都合に固定することができる。好ましくは、リ ンカー残基は、sp56エピトープを形成しない、すなわち、セクションBおよ びDにおいて記載したように、構造においてsp56タンパクに類似しない。 本発明のあらゆるペプチドは、医薬的に容認されうる塩の形態で用いてもよい 。本発明のペプチドと塩を形成することができる好適な酸としては、塩酸、臭化 水素酸、過塩素酸、硝酸、チオシアン酸、硫酸のような無機酸、リン酢酸(phosp horic acetic acid)、プロピオン酸、グリコール酸、乳酸、ピルビン酸、蓚酸、 マロン酸、コハク酸、マレイン酸、フマル酸、アントラニル酸、桂皮酸、ナフタ レンスルホン酸、スルファニル酸等が挙げられる。 本発明のペプチドと塩を形成することができる好適な塩基としては、水酸化ナ トリウム、水酸化アンモニウム、水酸化カリウム等のような無機塩基;およびモ ノ、ジおよびトリアルキルおよびアリルアミン(例えばトリエチルアミン、ジイ ソプロピルアミン、メチルアミン、ジメチルアミン等)、場合により置換されて いるエタノールアミン(例えばエタノールアミン、ジエタノールアミン等)のよ うな有機塩基が挙げられる。 本発明のsp56ポリペプチドは、本明細書において主題ポリペプチドとも呼 ばれ、ポリペプチド技術の分野において当業者に公知のいかなる技術によって合 成してもよく、これには上述のように組換えDNA技術も含まれる。固相メリフ ィールド合成法のような合成化学技術は、純度、抗原特異性、望ましくない副産 物の不存在、生産の容易さ等の理由から、好ましい。利用可能な多くの技術の優 れた要約は、固相ペプチド合成についてはJ.M.Steward and J.D.Young,“S olid Phase Peptide Synthesis”,W.H.Freeman Co.,San Francisco,1969;M .Bodanszky,et al.,“Peptide Synthesis”,John Wiley & Sons,Second e dition,1976;およびJ.Meienhofer,“Hormonal Proteins and Peptides”,Vo l.2,P.46, Academic Press(New York)1983、および古典的溶液合成についてはE.Schroder and K.Kubke,“The Peptides”,Vol.1,Academic Press(New York),1965に 見出すことができ、これらの各々は参照により本明細書に包含される。このよう な合成において使うことができる適切な保護基は、上述のテキストおよびJ.F. W.McOmie,“Protective Groups in Organic Chemistry”,Plenum Press,New York,1973(これは参照により本明細書に包含される)に記載されている。 一般に、企図される固相合成法は、1またはそれ以上のアミノ酸残基または好 適に保護されたアミノ酸残基を、伸長中のペプチド鎖に連続的に添加することを 含む。通常、最初のアミノ酸残基のアミノ基またはカルボキシル基のいずれかを 好適な選択的に除去可能な保護基で保護する。リシンのような反応性側鎖基を含 むアミノ酸については、選択的に除去可能な異なる保護基を用いる。 例として固相合成を用いると、保護されたまたは誘導されたアミノ酸を、その 保護されていないカルボキシル基またはアミノ基を通じて不活性固体支持体に付 着させる。次いで、アミノ基またはカルボキシル基の保護基を、選択的に除去し 、好適に保護された対応する(アミノまたはカルボキシル)基を有する配列中の 次のアミノ酸を混合し、固体支持体に既に付着している残基とアミド結合を形成 するのに好適な条件下で反応させる。次いで、この新規に付加したアミノ酸残基 からアミノ基またはカルボキシル基の保護基を除去し、次のアミノ酸(好適に保 護されたもの)を添加し、同様に続ける。すべての所望のアミノ酸が正しい配列 で連結された後、あらゆる残存する末端および側鎖基保護基(および固体支持体 )を連続的にまたは同時に除去し、最終的なポリペプチドを得る。 sp56ポリペプチドは、特に、本発明の診断方法および系において身体試料 中に存在するsp56レセプターまたはsp56それ自身を検出するために用い ることができ、またはsp56上の保存されたエピトープと免疫反応する抗体の 調製のための本明細書に記載された接種物を調製するために用いることができる 。 さらに、本発明のsp56ポリペプチドのあるものは、本発明の治療方法にお いて、さらに本明細書で記載するようにsp56の機能を阻害するために用いる ことができる。 本発明のポリペプチドとともに使用することができる標識、固体マトリックス およびキャリアーは、以下に記載する。 アミノ酸残基リンカーは、通常、少なくとも1個の残基であり、40以上の残 基であることができるが、より頻繁には1〜10個の残基であり、sp56エピ トープを形成しない。連結のために用いられる典型的なアミノ酸残基は、チロシ ン、システイン、リシン、グルタミン酸およびアスパラギン酸等である。さらに 、主題ポリペプチドは、反対のことが指定されていない限り、末端NH2のアシ ル化、例えばアセチル化、またはチオグリコール酸アミド化により、例えばアン モニア、メチルアミン等を用いる、末端カルボキシアミド化により、修飾された 配列によって、sp56タンパクの天然配列とは異なることができる。 当業界においてキャリアーハプテンコンジュケート(接合体)として公知のも のを形成するためにキャリアーにカップリングされている場合、本発明のsp5 6ポリペプチドは、sp56と免疫反応する抗体を誘導することができる。した がって、免疫学的交差反応性の十分に確立された原理から見て、本発明は、本明 細書に示すポリペプチドの抗原的に関連する変異体を企図する。 「抗原的に関連する変異体」は、本明細書に記載されたポリペプチドおよび本 発明のsp56タンパクと免疫反応する抗体分子を誘導することができる主題ポ リペプチドである。 D.sp56融合タンパク 1つの態様においては、本発明は、免疫避妊ワクチン組成物中での用途のため の、および決定基が本明細書において開示されたように有用である他の方法にお ける用途のための、本発明の抗原性ポリペプチドを含む融合タンパクを企図する 。 融合タンパクは、第二のポリペプチドドメインに作動可能に連結された第一の ポリペプチドドメインを含み、ここで、第一のポリペプチドドメインは、本発明 の抗原性ポリペプチドを含むアミノ酸残基配列、すなわちsp56抗原決定基を 定義する配列を含むものである。第二のポリペプチドドメインは、いかなるポリ ペプチド配列であってもよいが、好ましくは融合タンパクにある機能および利点 を提供する。 例示的な機能としては、キャリアーとして、提示構造として、融合タンパクが アセンブリー(集合)をしたウイルス粒子のようなより大きい構造と関連するの を制御するための結合部分として、免疫応答を高めるタンパクのような免疫刺激 剤として、(例えばより強力な免疫応答を促進するための)抗原性分子として、 アジュバントとして、作用すること、および同様な機能が挙げられる。本発明は 、第二のポリペプチドドメインの機能に関して制限的であると認定されるもので はない。 作動可能に連結するとは、融合タンパクに関しては、2つの別個の遺伝子を単 一のオープンリーディングフレームへと融合する組換えDNA(rDNA)法に より作成された遺伝子からの単一のポリペプチドのrDNA発現の特徴によって 生じる、2つのポリペプチドが、順序にかかわらず、タンパク中で2個のアミノ 酸間に見出される通常のポリペプチド結合によって、結合されていることを意味 する。第一および第二のドメインの単一ポリペプチド中における順序は、ポリペ プチドのアミノおよびカルボキシ末端に関して連続的である必要はなく、第一ま たは第二のいずれかのドメインがアミノ末端であること、あるいはその逆である ことができる。 好ましい融合タンパクは、第二のポリペプチドドメインとして、コレラ毒素サ ブユニットA、コレラ毒素サブユニットB、ジフテリア毒素、インフルエンザウ イルスHAタンパク、マウス白血病ウイルスコートタンパク、サルモネラ表面タ ンパク、およびタバコモザイクウイルスコートタンパクよりなる群から選択され る配列を有する。例示的な融合タンパクは、実施例において記載する。 融合タンパクは、組換え遺伝子産物の操作および発現のための周知のrDNA 法により産生される。融合タンパクの発現のための種々のベクターおよび宿主系 の任意のものを用いてよく、それが、宿主発現系からの発現された融合タンパク の回収および精製の経路を決定する。細菌、酵母および植物発現系が好ましい。 植物発現ベクターは、産生された融合タンパクを餌または飼料中に植物性物質と ともに製剤化しようとする場合には、特に好ましい。これらは本明細書において 記載する。 E.sp56タンパクおよび融合タンパクの発現のためのベクター 本発明のsp56タンパクは、rDNA発現ベクターを用いる哺乳類細胞での 発現が好ましいが、種々の手段によって調製することができる。組換えsp56 についての例示的産生方法は、実施例において記載する。 したがって、本発明は、インタクトなsp56タンパクとして、融合タンパク として、またはsp56のより小さいポリペプチドフラグメントとしての、組換 え単離sp56タンパクの生産方法をも提供する。本発明の生産方法は、一般に 、本発明のsp56タンパクを発現するよう細胞を誘導する工程、生じた細胞か ら発現されたsp56を回収する工程、および回収されたsp56を、生化学的 分画法により、本発明の特異的抗体を用いて、または他の化学的手順により、精 製する工程を包含する。組換えsp56タンパクの発現の誘導は、sp56を発 現することができるrDNAである本発明のsp56タンパクまたはそのフラグ メントをコードするrDNAベクターを好適な宿主細胞中に挿入すること、およ びベクターのsp56遺伝子を発現させることを含むことができる。 したがって、本発明の組換えsp56タンパクまたは融合タンパクの発現を容 易にするためには、sp56またはその部分をコードするDNAセグメントは、 発現ベクターに挿入する。DNAセグメントは、本発明のsp56タンパクをコ ードするDNA配列を含むものとして特徴づけられる。すなわち、本発明のDN Aセグメントは、sp56構造遺伝子の一部または全部の存在を特徴とする。好 ましくは、上記遺伝子は、各コドンがsp56タンパクに見出されるアミノ酸残 基をコードする中断されない直鎖状の一連のコドン、すなわち、イントロンを含 まない遺伝子として存在する。 好ましい態様の1つは、本明細書において定義するsp56タンパクを定義す るアミノ酸残基配列をコードするDNAセグメントであり、このDNAセグメン トは、本発明のsp56タンパクを発現することができる。好ましいDNAセグ メントは、配列番号2に示すアミノ酸残基配列またはその部分と実質的に同じ、 そして好ましくは本質的にそれからなる、アミノ酸残基配列をコードする。特に 好ましいDNAセグメントは、配列番号1に示す配列に由来するヌクレオチド配 列を有する。代表的な、かつ好ましいDNAセグメントは、実施例においてさら に記載し、表1に列挙する。 上述のsp56タンパクをコードする相同DNAおよびRNA配列もまた企図 される。 タンパクまたはポリペプチドのアミノ酸残基配列は、遺伝コードを介してその タンパクをコードする構造遺伝子のデオキシリボ核酸(DNA)配列と直接関連 する。したがって、構造遺伝子またはDNAセグメントは、それがコードするア ミノ酸残基配列、すなわちタンパクまたはポリペプチドに関して定義することが できる。 遺伝コードの重要でよく知られた特徴は、その重複である。すなわち、タンパ クを作るのに用いられるほとんどのアミノ酸について、2以上のコードヌクレオ チドトリプレット(コドン)が特定のアミノ酸残基をコードする(すなわち指定 する)ことができる。したがって、多数の異なるヌクレオチド配列が、ある特定 のアミノ酸残基配列をコードする可能性がある。このようなヌクレオチド配列は 、すべての生物において同じアミノ酸残基配列の産生をもたらすので、機能的に 等価であると考えられる。しばしば、プリンまたはピリミジンのメチル化変異体 が、ある所定のヌクレオチド配列に取り込まれうる。しかし、このようなメチル 化は、いずれにせよコードの関係に影響を与えない。 核酸は、それがポリリボヌクレオチドであるかポリデオキシリボヌクレオチド であるか、すなわちRNAであるかDNAであるか、またはそのアナログである かどうかにかかわらず、あらゆるポリヌタレオチドまたは核酸フラグメントであ る。好ましい態様においては、核酸分子は、二本鎖DNAのセグメント、すなわ ちDNAセグメントの形態である。しかし、ある種の分子生物学的方法論におい ては一本鎖DNAまたはRNAが好ましい。 DNAセグメントは、化学合成法および組換えによるアプローチを含め、多数 の手段により製造することができるが、クローニングまたはポリメラーゼ連鎖反 応(PCR)によることが好ましい。sp56タンパクの部分をコードするDN Aセグメントは、化学的技術、例えばMatteucciら(J.Am.Chem.Soc.,103:31 85-3191,1981)のホスホトリエステル法または自動化合成法を用いて、容易に 合成することができる。さらに、長いDNAセグメントは、DNAセグメントを 定義するオリゴヌタレオチドのグループの合成、およびそれに続くハイブ リダイゼーションおよび完全セグメントを構築するための連結のような、周知の 方法により、容易に調製することができる。別の方法としては、1対のオリゴヌ クレオチドプライマーを用いるPCRによる好ましいDNAセグメントの単離が 挙げられる。 もちろん、化学的に合成することによって、単に適切な塩基でネイティブなア ミノ酸残基配列をコードする塩基を置換することにより、任意の所望の改変を作 成することができる。 さらに、sp56タンパクをコードする構造遺伝子から実質的に構成されるD NAセグメントは、本発明のsp56タンパクを定義する遺伝子を含む組換えD NA分子から得ることができ、続いて、例えば位置特異的またはランダム突然変 異生成により改変して、所望の置換を導入することができる。 1.sp56遺伝子のクローニング 本発明のsp56遺伝子は、種々のクローニング法により、任意の哺乳類から クローン化することができる。クローニングによりsp56のホモログを得るこ とは、sp56が、保存ドメインの存在により特徴づけられるタンパクレセプタ ーのスーパーファミリーの1つであるという観察に基づいている。全sp56遺 伝子のクローニングは、核酸相同性の戦略を用いる実施例に記載した一般的方法 により行うことができる。 本発明のsp56タンパクをコードする核酸分子を単離するための好ましいク ローニング法は、実施例に記載されており、目的のsp56遺伝子を含有すると 考えられている核酸分子のライブラリーをスクリーニングするのに有用なポリヌ クレオチドプローブの詳説を含む。ヒトのsp56遺伝子を単離するための特に 好ましいプローブは、実施例6に記載する。 本発明のsp56遺伝子をクローニングするためのライブラリー源は、本発明 のsp56を発現すると考えられている組織からのcDNAライブラリーの形態 のゲノムDNAまたはメッセンジャーRNA(mRNA)を含み得る。好ましい 組織は、精巣組織である。 2.発現ベクター 本発明は、本明細書に記載するように、sp56タンパクをコードする本発明 のDNAセグメントを含有する組換えDNA分子(rDNA)を企図する。rD NAは、ベクターを本発明のDNAセグメントに作動可能に連結することにより 生成できる。 本明細書中で用いる場合、「ベクター」という用語は、細胞において自律的複 製することができるDNA分子をいい、他のDNAセグメントは、結合されたセ グメントの複製をもたらすようにベクターに作動可能に連結される。遺伝子生成 物の発現のために適合され、そしてsp56の発現を指令しうるベクターを、本 明細書では、「発現ベクター」という。このように、組換えDNA分子は、通常 、天然には一緒に見出されることはない、少なくとも2つのヌクレオチド配列を 含むハイブリッドDNA分子である。 本発明のDNAセグメントを作動可能に連結するベクターの選択は、本技術分 野でよく知られているように、望ましい機能的性質、例えば、タンパク発現およ び形質転換される宿主細胞に直接依存し、これらは組換えDNA分子を構築する 技術における固有の制限である。しかし、本発明により企図されるベクターは、 少なくとも、そのベクターに作動可能に連結されるDNAセグメントに含まれる sp56構造遺伝子の複製を、そして好ましくは発現も、指令することができる 。 原核発現ベクターおよび真核発現ベクターの両方とも、ベクター構築における 当業者にはよく知られており、AusebelらによるIn Current Protocols in Molec ular Biology[Wiley and Sons(ニューヨーク)(1993年)]およびSambrookらに よるMolecular Cloning:A Laboratory Manual[Cold Spring Harbor Laboratory (1989年)]に記載されている。 1つの態様では、本発明により企図されたベクターには、原核レプリコン、す なわち、それにより形質転換された、細菌宿主細胞のような原核宿主細胞におけ る染色体外での組換えDNA分子の維持および自律的複製を指令する能力を有す るDNA配列が含まれる。そのようなレプリコンは、本技術分野でよく知られて いる。また、原核レプリコンを含む態様には、その発現が、それにより形質転換 された細菌宿主に対して薬剤耐性を与える遺伝子が含まれる。典型的な細菌の薬 剤耐性遺伝子は、アンピシリンまたはテトラサイクリンに対する耐性を与える遺 伝子である。 原核レプリコンを含むベクターはまた、それにより形質転換された大腸菌のよ うな細菌宿主細胞におけるsp56遺伝子の発現(転写および翻訳)を指令する ことができる原核プロモーターを含む。プロモーターは、RNAポリメラーゼの 結合および転写が起こることを可能にさせるDNA配列により形成される発現制 御要素である。細菌宿主と適合性のプロモーター配列は、典型的には、本発明の DNAセグメントの挿入のための便利な制限部位を含有するプラスミドベクター 中に備えられている。典型的なそのようなベクタープラスミドは、バイオラッド ・ラボラトリース(Biorad Laboratories)(カリフォルニア州、リッチモンド) から入手できるpUC8、pUC9、pBR322およびpBR329、インビ トローゲン(Invitrogen)[カリフォルニア州、サンジエゴ)から入手できるpR SETならびにファルマシア(Pharmacia)[ニュージャージー州、ピスカタウェ イ(Piscataway)]から入手できるpPLおよびpKK223である。 真核細胞と適合性の発現ベクター、好ましくは脊椎動物細胞と適合性の発現ベ クターも、本発明の組換えDNA分子を形成するのに用いることができる。真核 細胞発現ベクターは、本技術分野でよく知られており、いくつかの商業的供給源 から入手できる。典型的には、そのようなベクターは、望ましいDNAセグメン トの挿入のための便利な制限部位を含有する状態で提供される。典型的なそのよ うなベクターは、pSVLおよびpKSV−10(ファルマシア)、pBPV− 1/pML2d[インターナショナル・バイオテクノロジーズ・インコーポレー テッド(International Biotechnologies,Inc.)]、pTDT1(ATCC#31 255)、pRc/CMV(インビトローゲン・インコーポレーテッド)、好まし いベクターである、実施例に記載されているpcDNA3(インビトローケン)、 および同様の真核発現ベクターである。 本発明のタンパクを発現させるのに用いることができる他の発現系は、昆虫系 である。1つのそのような系では、オートグラファ・カリフォルニカ(Autograp ha californica )核多角体病ウイルス群(AcNPV)が外来遺伝子を発現させ るためのベクターとして用いられる。このウイルスは、スポンドプテラ・フルギ ペルダ(Spondoptera frugiperda)細胞において生育する。ポリペプチドをコー ドするヌクレオチド配列は、ウイルスの非必須領域[スポンドプテラ・フルギペ ル ダにおいては、例えばポリヘドリン(polyhedrin)遺伝子]内にクローン化され 、AcNPVプロモーター(例えばポリヘドリンプロモーター)の制御下におか れる。ポリペプチドをコードするヌクレオチド配列の成功裡での挿入は、ポリヘ ドリン遺伝子および非閉鎖(non-occluded)組換えウイルス(すなわち、ポリヘ ドリン遺伝子によりコードされるタンパクのコートが欠損しているウイルス)の 産生を不活性化する。それらの組換えウイルスは、次に、挿入された遺伝子が発 現される細胞を感染させるのに用いられる。SmithらによるJ.Biol.Chem.46巻 、584頁(1983年)、Smithによる米国特許第4,215,051号を参照されたい 。 組換えウイルスまたは発現を指令するためのウイルス要素を用いる哺乳類細胞 系は、操作することができる。例えば、アデノウイルス発現ベクターを用いる場 合、ポリペプチドのコード配列は、アデノウイルス転写/翻訳制御複合体、例え ば、後期プロモーターおよび3文節系(tripatite)リーダー配列に連結しうる 。次にこのキメラ遺伝子は、インビトロまたはインビボ組換えによりアデノウイ ルスゲノムに挿入しうる。ウイルスゲノムの非必須領域(例えば、領域E1また はE3)における挿入は、感染した宿主において生存能力があり、ポリペプチド を発現することができる組換えウイルスをもたらす[例えば、Logan & Shenkによ るProc.Natl.Acad.Sci.USA.,81:3655-3659(1984年)を参照されたい]。他 には、ワクチニアウイルスの7.5 Kプロモーターが用いられ得る[例えば、M ackettらによるProc.Natl.Acad.Sci.,USA,79:7415-7419(1982年);Mackett らによるJ.Virol.,49:857-864(1984年);PanicaliらによるProc.Natl.Acad.S ci.USA,79:4927-4931(1982年)を参照されたい]。特に興味がもたれるものは 、染色体外要素として複製する能力を有するウシ乳頭腫ウイルスに基づくベクタ ーである[SarverらによるMol.Cell.Biol.,1:486(1981年)]。マウス細胞への このDNAの挿入のすぐ後に、プラスミドは、細胞当り約100〜200コピー まで複製される。挿入されたcDNAの転写は、宿主の染色体へのプラスミドの 組込みを必要とせず、それにより高度の発現を生じる。それらのベクターは、プ ラスミド内に、neo遺伝子のような選択性マーカーを含有させることにより、 安定な発現のために用いうる。他には、レトロウイルスゲノムを、宿主細 胞内にポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を導入し、その発現を指令す ることができるベクターとしての使用のために改変しうる[Cone & Mulliganに よる、Proc.Natl.Acad.Sci.USA,81:6349-6353(1984年)]。高度の発現はま た、メタロチオネイン(metallothionine)IIAプロモーターおよび熱ショック プロモーターを含むがそれらに限定されない誘導可能なプロモーターを用いても 達成されうる。 長期の高収量の組換えタンパクの産生のためには、安定な発現が好ましい。ウ イルスの複製起点を含有する発現ベクターを用いるのではなく、宿主細胞を、適 する発現制御要素(例えば、プロモーター配列およびエンハンサー配列、転写タ ーミネーター、ポリアデニル化部位等)により制御されるcDNAおよび選択性 マーカーで形質転換しうる。先に記載したように、組換えプラスミド中の選択性 マーカーは、選択に対する抵抗性を付与し、細胞がその染色体中にプラスミドを 安定に組込み、生育してフォーカスを形成するのを可能にし、次に、そのフォー カスは、クローン化され、細胞系へと拡張されうる。 例えば、外来DNAの導入に続いて、操作された細胞を1〜2日間、強化培地 (enriched medium)で生育させ、次に選択培地に換えることができる。多くの 選択系を用いることができ、単純疱疹(ヘルペス)ウイルスチミジンキナーゼ[W iglerらによるCell,11:223(1977年)]、ヒポキサンチン−グアニンホスホリボ シルトランスフェラーゼ[SzybalskaおよびSzybalskiによるProc.Natl.Acad. Sci.USA,48:2026(1962年)]およびアデニンホスホリボシルトランスフェラー ゼ(LowyらによるCell,22:817(1980年)]遺伝子(それぞれtk− 、hgprt − またはaprt− 細胞に用いることができる)が含まれるが、それらに限 定されない。また、代謝拮抗物質抵抗性付与遺伝子、例えばメソトレキセートに 対する抵抗性を付与するdhfr遺伝子[WiglerらによるProc.Natl.Acad.Sci .USA,77:3567(1980年);O’HareらによるProc.Natl.Acad.Sci.USA,78:1 527(1981年)];ミコフェノール酸に対する抵抗性を付与するgpt遺伝子[Mulli ganおよびBergによるProc.Natl.Acad.Sci.USA,78:2072(1981年)];アミノ グリコシドG−418に対する抵抗性を付与するneo遺伝子[Colberre-Garapi nらよるJ.Mol.Biol.、150巻、1頁(1981年)];および ハイグロマイシンに対する抵抗性を付与するhygro遺伝子[Santerreらによ るGene,30:147(1984年)]も、選択の基礎として用いることができる。近年、他 の選択性遺伝子、すなわち、細胞がトリプトファンの代わりにインドールを使う ことを可能にするtrpB;細胞がヒスチジンの代わりにヒスチノールを使うこ とを可能にするhisD[HartmanおよびMulliganによるProc.Natl.Acad.Sci .USA,85:804(1988年)];およびオルニチンデカルボキシラーゼ阻害剤、2−( ジフルオロメチル)−DL−オルニチン、DFMOに対する抵抗性を付与するO DC(オルニチンデカルボキシラーゼ)[McConlogue L.,In:Current Communica tions in Molecular Biology,Cold Spring Harbor Laboratory編(1987年)]が記 載されている。 他の好ましい態様では、植物細胞とともに使用するのに適合性の発現ベクター を、植物においてsp56を発現させるのに用いる。植物は、そのものからその タンパクを単離できるものであるかまたはその植物中で摂取できる、普遍的な接 近での嵩高(バルク)のタンパクの多量の供給が植物から容易に行われる点で、 有利な発現およびデリバリー面を提供する。このように、本発明の組換えsp5 6タンパクをコードするための発現ベクターを含有するトランスジェニック植物 は、免疫避妊ワクチン組成物に使用するsp56抗原性ポリペプチドを製造する ために有用である。 植物における遺伝子の発現のために有用な典型的な発現ベクターは、本技術分 野でよく知られている。sp56をコードする遺伝子を発現ベクターを介して植 物に導入する典型的な方法には、アグロバクテリウム・チュメファシエンス(Ag robacterium tumefaciens)媒体形質転換、植物ウイルストランスフェクション 、原形質体(プロトプラスト)形質転換、花粉への遺伝子導入、生殖器官への注 入、未熟胚への注入、および「バイオリスチックス(biolystics)」という方法で ある直接挿入が含まれる。植物ウイルスによる感染の場合、sp56タンパクは 、高濃度で産生され、低コストで単離することができ、遺伝子ストックは、植物 を経由することなく、長期間容易に維持される。 そのような発現に好ましい植物には、その植物に適合性の発現ベクターが存在 し、本発明のsp56免疫避妊性抗原ポリペプチドを哺乳類にデリバリーするの に用いられ得る植物が含まれる。植物の例には、双子葉植物および単子葉植物が 含まれる。特に好ましい植物としては、アルファルファ、トマト、ペチュニア、 大豆、タバコ、コーン、小麦、米、ホウレンソウ、アスパラガス等が挙げられる 。本発明のsp56組換えタンパクの発現のための発現ベクター系の例には、米 国特許第5,202,422号およびAnらによるPlant Molecular Biology Manu al,A3:1-19(1988年)に記載された、アグロバクテリウム・チュメファシエン スを用いるバイナリーベクター系のようなものが含まれ、それらの記載を引用に より本明細書に援用する。 他の好ましい植物ベクター系には、FreedおよびCarringtonによるJ.Virol., 64:1590(1988年)に記載されたpRTL2系列のベクターが含まれる。それら のベクターは、発現制御配列に作動可能に連結されたsp56インフレーム組換 えDNAセグメントを生成し、そのセグメントは次に単一フラグメントとして植 物発現ベクターに移行され、その発現ベクターは次に選ばれた植物に導入される ために用いられるので、シャトルベクターと呼ばれる。pRTL2ベクターは、 pRTL−GUSからGUSコード配列を除去し、その代わりに、目的のコード 配列と換えることにより、pRTL−GUSから誘導される。実施例に記載する ように、GUS配列は、コレラ毒素のαまたはβ鎖をコードする遺伝子に取り換 えられており、本発明のsp56タンパクを含む融合タンパクの発現を提供する 。pRTL2ベクターは、植物発現ベクターにおけるsp56の発現を媒介する ためのシャトル化発現要素とて有用である下記の要素を有する:カリフラワーモ ザイクウイルスの35S転写物遺伝子から誘導される35Sプロモーター、翻訳 エンハンサーとして役立つタバコエッチ(tabacco etch)ウイルス非翻訳リーダ ー配列、およびトランス遺伝子転写物のポリアデニル化を指令するためのカリフ ラワーモザイクウイルスの35S転写物遺伝子の3’末端の35Sポリアデニル 化配列。それらの要素は、HindIII制限消化により単離される単一カセッ ト状に作成される。コレラ遺伝子系/sp56コード領域を有する制御要素を含 有するその単離されたフラグメントを、次にpGA482のような好ましい植物 発現ベクターに挿入する[AnらによるPlant Molecular Biology Manual,A3:1-1 9(1988年)]。次に、組換え植物ベクターを、植物ウイルスを形質転換させるの に用いて、次にその植物ウイルスを用いて、タバコまたはアルファルファのよう な植物に感染させる。好ましい植物ウイルスは、アグロバクテリウム(Agrobact erium)株LBA4404である。 さらに好ましい植物デリバリー発現系は、改変されたタバコモザイクウイルス (TMV)に依存し、TMVの表面におけるTMVコートタンパク−sp56キ メラポリペプチド分子の合成を指令する。免疫避妊を媒介するための自己抗体応 答を誘発するためにこの系を用いる方法が、FitchenらによるVaccine、13巻、10 51-1057員(1995年)に記載されている。その著者は、非経口的にデリバリーさ れる免疫源として用いられる卵母細胞由来抗原を有するTMVハイブリッド分子 の産生を記載している。TMVは、桿状粒子へと集合し、次にその粒子がウイル スに感染した葉に蓄積する、自己集合ウイルスであることにおいて、好ましい抗 原キャリアー分子である。集合した粒子のタンパク成分は、コートタンパク(c p)であり、そのカルボキシ末端部分に非TMVエピトープか挿入される。感染 および発現の後に、TMV cpおよび集合したTMV粒子は、それ自体免疫原 性である一方、抗原エピトープをデリバリーする抗原系を提供する。コートタン パクは容易に単離されて、粒状でまたは団粒形態で存在する。この状況は、本発 明の方法において記載されたような抗原の高濃度の有効な非経口のまたは経口の 免疫感作のために利点を与える。 本発明の例示的なTMV-sp56キメラポリペプチド分子の調製は、実施例 3に記載する。 他の好ましい植物発現ベクター系には、pMON530[RogersらによるMetho ds in Enzymol.,153:253(1987年)]、pKLYX5、6、7系列[Schardlらに よるGene,61:1(1987年)、およびクロンテック(Clontech)(カリフォルニア州 、パロアルト)から市販されているpBIN19が含まれる。 F.免疫避妊の方法 本発明は、精子sp56タンパクに対する免疫応答を誘発することにより哺乳 類に不妊性を誘導するのに有用な免疫避妊ワクチン組成物を企図する。本発明の そのワクチン組成物は、生理学的に許容できる賦形剤を、活性成分としてその中 に溶解または分散された、本発明の抗原性sp56を含む抗原性ポリペプチドと ともに含有することができる。 本明細書において用いる場合、「医薬(薬剤)的に容認できる」「生理学的に許 容できる」という用語およびそれらの文法的語尾変化は、それらが組成物、キャ リアー、希釈剤および作用剤に言及するにしたがって、互換的に用いられ、そし て悪心、めまい、胃の不調のような望ましくない生理学的影響の発生がなくその 物質を哺乳類に投与できることを表わす。 医薬組成物中に溶解または分散された活性成分を含有する医薬組成物の調製は 、本技術分野でよく知られている。典型的には、そのような組成物は、投与の企 図される経路により製剤化される。経口免疫避妊剤として、典型的には、本発明 の抗原性ポリペプチドは、餌または飼料に含有される。一方、目標物(直接、投 与されるワクチン)としては、抗原性ポリペプチドは、液体溶液または葱濁液と しての注射液として調製されるが、使用の前の液体溶液または懸濁液に適してい る固体形態も調製できる。その調製物はまた、乳化され得る。 活性抗原性ポリペプチドを、本明細書に記載されている治療法における使用に 適する量で、薬剤として容認でき、活性成分と適合性である賦形剤と混合しうる 。適する賦形剤は、例えば、水、塩水、ブドウ糖、グリセロール、エタノール等 およびそれらの組合わせである。また、望ましい場合は、その組成物は、少量の 、活性成分の効果を増大する湿潤剤、乳化剤、pH緩衝剤等のような補助物質を 含有することができる。 本発明のワクチン組成物には、成分の薬剤的に容認できる塩を含有させること ができる。薬剤的に容認される塩には、例えば、塩酸またはリン酸のような無機 酸、または酢酸、酒石酸、マンデリン酸(mandelic acid)のような有機酸を用 いて生成される酸添加塩(ポリペプチドの遊離アミノ基で生成される)が含まれ る。遊離カルボキシル基で生成される塩は、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化 カリウム、水酸化アンモニウム、水酸化カルシウムまたは水酸化鉄のような無機 塩基、およびイソプロピルアミン、トリメチルアミン、2−エチルアミノエタノ ール、ヒスチジン、プロカイン等のような有機塩基からも誘導され得る。 生理学的に許容できるキャリアーは、本技術分野でよく知られている。液体キ ャリアーの例は、活性成分および水の他には物質を含まないか、または生理的p H値のリン酸ナトリウム、生理的塩類溶液またはその両方のような緩衝剤を含有 する滅菌水性溶液、例えばリン酸緩衝生理食塩水である。なおさらに、水性キャ リアーは、塩化ナトリウム、塩化カリウム、ブドウ糖、ポリエチレングリコール および他の溶質と同様に、2以上の緩衝塩を含有し得る。 液体組成物はまた、水に加えて、または水なしで、液相も含有し得る。そのよ うな付加的な液相の例には、グリセリン、綿実油のような植物油および水−油エ マルジョンがある。 免疫避妊組成物は、1回以上の免疫処理後、免疫処理された哺乳類において、 抗sp56抗体を含有する免疫応答を誘発するのに効果的であることについての sp56抗原決定基を、ある量含有する。免疫処理の経路は、さらに本明細書に 記載されているように、変わりうるが、免疫応答を誘発するのに有効であるため に必要な量のsp56抗原決定基を含有する組成物の調製に影響を与える。した がって、有効量は、適するそして企図された経路による投与時に抗sp56抗体 の産生を誘発する量である。反復免疫処理を用いてもよく、これは、活性成分の 低濃度化を可能にする。 このように、1つの態様では、本発明は、処理される哺乳類の精子に存在する sp56抗原決定基を含有する、本明細書に記載された免疫避妊ワクチン組成物 を、哺乳類に投与することを含む、哺乳類またはヒトの免疫避妊方法を提供する 。抗原性ポリペプチドは、本明細書に記載したように変わりうる典型的な投与経 過の後に、抗sp56抗体応答を誘発するのに十分な量で、その組成物中に存在 する。 ワクチンの有効性は、処理された哺乳類の血清中の抗sp56抗体の存在を観 察することによって、または処理された哺乳類により産生された精子の受精能を 測定することにより、決定できる。 免疫避奸ワクチン組成物は、慣習的に、静脈、皮下、筋肉または腹膜内に投与 されるが、多くの好ましい態様では、餌または飼料中に経口で投与される。 本組成物は、調剤配合物(dosage formulation)と適合する様式で、免疫治療 的に有効な量で投与される。投与される量は、処理される対象体、活性成分を用 いるための対象体系の吸収力、および望ましい免疫応答の程度による。投与され ることが必要な活性成分の正確な量は、医師または実施者の判断によることがで き、そして各個体に特有である。しかし、全身投与に適する用量範囲は、本明細 書に開示されており、そして投与の経路に依存する。初回投与および追加用量の ための適する型も変わりうるが、典型的には、初回投与の後に、次の注射または 他の投与方法による1時間以上の間隔での反復投与量、とされる。 好ましくは、本発明の抗原性ポリペプチドは、分離された形態で、すなわち、 全組成物の少なくとも約0.1重量%、好ましくは少なくとも1%、より好まし くは少なくとも約10%で、組成物中に存在する。配合組成物における使用のた めに特に好ましいのは、抗原性ポリペプチドの実質的に純粋な調製物、すなわち 、本発明の組成物へと混合する前に、最初に、少なくとも90重量%、そしてよ り好ましくは少なくとも99重量%の調製物である。ポリペプチドの化学的性質 に基づく単離されたポリペプチドの濃縮および調製に有用な生化学的方法は、よ く知られており、99重量%よりも多く濃縮されたタンパクの製造のために慣例 的に用いることができる。 本発明の最も重要な用途は、げっ歯動物等のような野生の有害哺乳類個体群の 制御であるので、餌または飼料の使用が本発明のワクチン組成物のための配合物 として特に有用である。したがって、好ましい投与経路は、食物摂取による経口 経路である。本組成物には、植物物質または他のキャリアーを含むことができ、 したがって、好ましいキャリアーは非毒性の食することができるキャリアーであ る。ペレット、カプセル、錠剤、食物バー(food bar)等への餌および飼料の配 合は、農業の技術分野で一般的によく知られており、本発明を制限するものとは 考えない。 特に好ましい製剤には、植物における抗原性ポリペプチドの産生のための組換 えDNA発現ベクターの使用か含まれ、その使用により、飼料または餌中へのそ の植物の収穫を可能にし、それによって、ワクチン配合物が提供される。例示的 な方法には、本発明の抗原性ポリペプチドをコードする発現性遺伝子を含有する トランスジェニック植物の調製が含まれる。その他に、植物は、抗原性ポリペプ チドを含有し、そして発現するように操作されたウイルスベクターで感染され得 る。本明細書中に記載された好ましい態様では、植物の感染、および餌または飼 料を調製するために最終的に用いられる植物物質における抗原性ポリペプチドの 呈示のためにTMVが用いられる。 G.抗sp56抗体 1つの態様において、本発明の抗体、すなわち、抗sp56抗体は、本発明の sp56抗原決定基と免疫反応する抗体分子を含むものと特徴づけられる。 このように、本発明は、本発明の抗原性ポリペプチドと免疫反応する、好まし くは天然のsp56タンパクとも免疫反応する、抗sp56抗体を記載している 。好ましくは、抗体は、実質的に、sp56以外の精子タンパクとの免疫反応が ない。免疫反応性を評価するために有用な免疫反応のためのアッセイは、本明細 書に記載されている。 1つの態様では、sp56の予備選択されたドメインと免疫反応し、他のドメ インとは免疫反応せず、それにより抗体に望ましい特異性を与える抗体分子が記 載されている。例えば、本明細書に示すように、sp56のドメインは、それが 由来するsp56の種に対して特有の種特異的配列(sss)を有する。sss ドメインと免疫反応性の抗体は、異なる種からのsp56と免疫反応せず、した がって、sp56種を分類化するのに有用である。一方、sp56のドメインは 、種間で保存され、したがって、それらの保存されたドメインと免疫反応性の抗 体は、他のsp56種と免疫反応し、広範囲の種反応性の利点を有することが本 明細書に示されている。 本発明の抗体は、典型的には、哺乳類を、本発明の抗原性ポリペプチドを含有 する接種物で免疫処理し、それにより、免疫処理するポリペプチド上の抗原決定 基についておよびsp56についての免疫特異性を有する抗体分子を哺乳類中に 誘発することにより産生される。次に抗体分子を哺乳類から回収し、例えば、D EAEセファデックスによるような、よく知られた技術により、望ましい程度ま で単離し、TgGフラクションを得る。免疫原中に抗原性ポリペプチドを用いる 抗体調製法の例は、抗体の技術分野において広く知られている。 その種々の文法的形態における「抗体」という用語は、本明細書において、免 疫グロブリン分子、および/または免疫グロブリン分子の免疫的に活性な部分、 すなわち、抗体結合部位またはパラトープを含む分子の集団をいう集合名詞とし て用いられている。 「抗体結合部位」は、抗原を特異的に結合する重鎖および軽鎖可変および超可 変部から成る抗体分子の構造部分である。 本明細書において用いる場合、種々の文法的形態における「抗体分子」という 用語は、インタクトな免疫グロブリン分子、および免疫グロブリン分子の免疫学 的に活性な部分の両方を企図する。 本発明の診断法および系における使用のための抗体分子の例は、インタクトな 免疫グロブリン分子、実質的にインタクトな免疫グロブリン分子、および、Fa b、Fab'、F(ab')2およびF(v)として本技術分野で知られている部 分を含むパラトープを含有する免疫グロブリン分子の部分である。 抗体のFabおよびF(ab')2部分は、よく知られた方法により、実質的に インタクトな抗体の、それぞれパパインおよびペプシンのタンパク分解反応によ って生成される。例えば、TheofilopolousおよびDixonに付与された米国特許第 4,342,566号を参照されたい。Fab’抗体部分もよく知られており、 これは、F(ab')2部分から生成され、続いてメルカプトエタノールを用いる ような、2つの重鎖を連結するジスルフィド結合の還元、続いて得られるタンパ クメルカプタンのヨードアセトアミドのような試薬でのアルキル化により製造さ れる。インタクトな抗体分子を含有する抗体が好ましいが、本明細書ではこれを 例示として用いている。 ポリペプチドに対する抗体の製造は、本技術分野でよく知られている。Staudt らによるJ.Exp.Med.,157:687-704(1983年)または米国特許第4,900, 811号に記載されているSutcliffe,J.G.の教示を参照されたい。それらの教 示を引用により本明細書に援用する。 簡単に記載すると、本発明のペプチド抗体組成物を産生するために、実験哺乳 類に、典型的には本発明のワクチンに存在するような、抗原性ポリペプチドの免 疫的有効量を接種する。次に、それにより誘導された抗sp56抗体を、その哺 乳類から回収し、例えば、固相において免疫処理用ポリペプチドを用いる免疫ア フィニティークロマトグラフィによるようなよく知られた技術により、相当する 組換えsp56タンパクのような、免疫処理用ポリペプチドと天然のsp56タ ンパクの両方について免疫特異性のものを、望ましい程度まで単離する。 抗体の特異性を増大するために、好ましくは、固相付着された免疫処理用ポリ ペプチドを用いる免疫アフィニティークロマトグラフィにより抗体を精製する。 抗体を、固相付着された免疫処理用ポリペプチドと、ポリペプチドが抗体分子と 免疫反応して固相付着された免疫複合体を形成するのに十分な時間、接触させる 。その結合された抗体を、標準技術によりその複合体から分離する。 その種々の文法的形態における「接種物」という用語は、本明細書において、 sp56決定基含有ポリペプチドに対する抗体の生成に用いられる活性成分とし て本発明の抗原性ポリペプチドを含有する組成物を記載するのに用いられている 。ポリペプチドが、抗体を誘発するための接種物中に用いられる場合、ポリペプ チドは、種々の態様で、例えば、単独でもしくは接合体(コンジュゲート;conjug ate)としてキャリアーに連結させて、またはポリペプチドポリマーとして、用い られると理解すべきである。しかし、表現を容易にするために、ポリペプチドの 接種物の状況において、本発明のポリペプチドの種々の態様は、本明細書では、 「ポリペプチド」およびその種々の文法的形態により、集合的に表わされる。 約35より少ないアミノ酸残基を含有するポリペプチドでは、抗体の産生を誘発 させるためにはキャリアーに結合されたペプチドを用いることが好ましい。 ポリペプチドをキャリアーに結合させるのを補助するために、ポリペプチドの アミノ末端またはカルボキシ末端に、1つ以上の付加的なアミノ酸残基を付加さ せることができる。ポリペプチドのアミノ末端またはカルボキシ末端に付加され るシステイン残基は、ジスルフィド結合を介してコンジュゲートを形成するため に特に有用であることが見出された。しかし、コンジュゲートを製造するための 本技術分野でよく知られた他の方法も用いることができる。 本技術分野で現在知られている活性化官能基を介してカップリングまたはポリ ペプチドを接合する技術も、特に適用できる。例えば、Aurameasらによる、Scan d.J.Immunol.,8:補遺7:7-23(1978年)、および米国特許第4,493,7 95号、3,791,932号および3,839,153号を参照されたい。ま た、 カップリングの後に、ポリペプチド配向による活性の損失が最小になるように、 部位特異的カップリング反応を行い得る。例えば、RodwellらによるBiotech.,3 :889-894(1985年)および米国特許第4,671,958号を参照されたい。 連結操作のその他の例には、ミカエル(Michael)付加反応生成物、グルタル アルデヒドのようなジアルデヒドの使用、KlipsteinらによるJ.Infect.Dis., 147:318-326(1983年)等、またはキャリアーへのアミド結合を形成するための 水溶性カルボジイミドの使用におけるようなカルボジイミド技術の使用が含まれ る。あるいは、カルボキシ末端システインが導入されているペプチドを結合させ るために、ヘテロ二官能性架橋リンカー、SPDP[N−スクシンイミジル−3 −(2−ピリジルジチオ)プロプリオネート(n-succinimidyl-3-(2-pyridyldit hio)proprionate))]が用いられる。 本発明の抗体の生成および本発明のワクチン組成物の生成の両方における本発 明における使用のために有用なキャリアーは、本技術分野でよく知られており、 一般的にそれ自体、タンパクである。そのようなキャリアーの例は、キーホール カサガイヘモシアニン(keyhole limpet hemocyanin(KLH)、エデスチン、チ ログロブリン、ウシ血清アルブミン(BSA)またはヒト血清アルブミン(HS A)のようなアルブミン、ヒツジ赤血球(SRBC)のような赤血球、ジフテリ ア毒素、テタヌス毒素、コレラ毒素サブユニットA、Bまたは両者、およびポリ D−リジン:D−グルタミン酸のようなポリアミノ酸等である。 キャリアーの選択は、接種物の最終的な使用に、より多く依存し、本発明にお いて特に含まれない基準に基づいている。例えば、接種される特定の動物におい て都合の悪い反応を生じないキャリアーを選ばなくてはならない。 本接種物は、典型的にはキャリアーに連結されたコンジュゲートとして、有効 な免疫原性の量の本発明のポリペプチドを含有する。免疫処理用ポリペプチドに 対する免疫応答を誘発するために十分な、単位用量当りのポリペプチドの有効量 は、特に、接種される動物の種、動物の体重、および選ばれた接種様式に依存し 、本技術分野でよく知られている。典型的には、接種物は、接種(用量)当り約 10μg〜約500mg、好ましくは用量当り約50μg〜約50mgのポリペ プチド濃度を含有する。 接種物に関する「単位用量」という用語は、動物に対する単位用量として適す る物理的に別個の単位をいい、各単位は、必要な希釈剤、すなわち、キャリアー またはビヒクルに関連して望ましい免疫原性効果を生じるように計算された活性 物質の予め決定された量を含有する。本発明の接種物の新規な単位用量のための 特定化は、本明細書に詳細に開示したように、(a)活性物質の特有の性質およ び達成すべき特定の免疫効果、および(b)動物における免疫用途のためのそのよ うな活性物質を配合する技術における固有の制限により指示され、それらに直接 依存し、それらは、本発明の特徴である。 接種物は、典型的には、乾燥した固体のポリペプチド−コンジュゲートから、 そのポリペプチドコンジュゲートを、水、塩水、またはリン酸緩衝生理食塩水の ような生理的に許容できる(容認できる)希釈剤中に分散させ、水性組成物を生 成することにより調製する。 接種物にはまた、希釈剤の一部として、アジュバントを含めることができる。 完全フロイトアジュバント(CFA)、不完全フロイトアジュバント(IFA)お よびアルミニウム(ミョウバン)のようなアジュバントが、本技術分野でよく知 られており、そして、いくつかの供給源から市販されている。 そのように生成された抗体は、特に、組織切片または体液試料のような試料に 存在するsp56を検出するための本発明の診断法および系において用いること ができる。好ましい抗sp56抗体は、モノクローナル抗体である。 その種々の文法的形態における「モノクローナル抗体」という語句は、特定の エピトープと免疫反応することができる単一の抗体結合部位のみを含有する抗体 分子の集団をいう。このように、モノクローナル抗体は、典型的には、免疫反応 するエピトープに対して単一の結合親和性を示す。したかって、モノクローナル 抗体は、各々が異なるエピトープに対して免疫特異性である複数の抗体結合部位 を有する抗体分子、例えば、二特異性モノクローナル抗体を含有していてもよい 。 本発明の好ましいモノクローナル抗体は、本発明の抗sp56抗体について記 載された本発明の抗原性ポリペプチドと免疫反応する抗体分子を含有する。より 好ましくは、モノクローナル抗体はまた、組換えにより生成されたまたは天然の 単離されたsp56タンパクとも免疫反応する。 モノクローナル抗体は、典型的には、1種のみの抗体分子を分泌(産生)する ハイブリドーマと呼ばれる単一細胞のクローンにより産生される抗体から成る。 そのハイブリドーマ細胞は、抗体産生細胞とミエローマまたは他の無際限に継続 できる細胞株とを融合することにより生成される。そのような抗体の生成は、最 初に、KohlerおよびMilsteinによるNature,256:495-497(1975年)に記載され た。その記載を引用により本明細書に援用する。そのように生成されたハイブリ ドーマ上清液は、免疫処理用ポリペプチドまたは全体のsp56タンパクと免疫 反応する抗体分子の存在についてスクリーニングすることができる。 簡単に記載すると、モノクローナル抗体組成物を産生するハイブリドーマを生 成するために、ミエローマまたは他の無際限に継続できる細胞株を、本発明の好 ましいポリペプチド中に存在するようなsp56抗原決定基を含有する抗原性ポ リペプチドで高度免疫処理された哺乳類の脾臓から得られるリンパ球と融合させ る。ポリペプチドで誘発されたハイブリドーマ技術は、NimanらによるProc.Natl .Acad.Sci.USA,80:4949-4953(1983年)に記載されており、その記載を引用 により本明細書に援用する。 ハイブリドーマを生成するのに用いられるミエローマ細胞系は、リンパ球と同 じ種からのものが好ましい。典型的には、129 GLX+株のマウスは、好ま しい哺乳類である。本発明における使用のために適するマウスのミエローマには 、ヒポキサンチン−アミノプテリン−チミジン感受性(HAT)細胞株、アメリ カン・タイプ・カルチャー・コレクション(メリーランド州、ロックビル)から 、それぞれCRL 1580およびCRL 1581という表示で入手できるP 3X63−Ag8.653およびSp2/0−Ag14がある。 脾臓細胞は、典型的には、ポリエチレングリコール(PEG)1500を用い てミエローマ細胞と融合される。融合されたハイブリッドは、HATに対する感 受性により選択される。本発明のモノクローナル抗体を産生するハイブリドーマ は、実施例に記載された、酵素結合イムノソルベントアッセイ(ELISA)を 用いて同定される。 本発明のモノクローナル抗体はまた、適するポリペプチド特異性の抗体分子を 産生し分泌するハイブリドーマを含有する栄養培地を含むモノクローナルハイブ リドーマ培養を開始することによっても生成し得る。その培養物を、ハイブリド ーマが培地中に抗体分子を分泌するのに十分な条件下で十分な時間維持する。次 に、抗体含有培地を回収する。次に、抗体分子をよく知られた技術により、さら に単離し得る。 それらの組成物を調製するために有用な媒体は、本枝術分野でよく知られてお り、そして市販されており、これらには、合成培地、近交系マウス等が含まれる 。合成培地の例は、4.5g/lのグルコース、20mMのグルタミンおよび2 0%のウシ胎児血清を補なったダルベッコの最少必須培地[DMEM、ダルベッ コらによるVirol,8:396(1959年)]である。近交系マウスの例は、Balb/c である。 モノクローナル抗体、ハイブリドーマ細胞またはハイブリドーマ細胞培養物を 生成する他の方法もよく知られている。例えば、SastryらによるProd.Natl.Acad .Sci.USA,86:5728-5732(1989年)およびHuseらによるScience,246:1275-1281(19 89年)に記載された免疫学的レパートリーからモノクローナル抗体を単離する方 法を参照されたい。 本発明のモノクローナル抗体は、本発明の抗体について本明細書に開示されさ れたのと同じように用いられることができる。 例えば、モノクローナル抗体は、sp56との免疫反応が望ましい場合に本明 細書中に開示された治療的方法、診断的方法またはインビトロの方法において用 いることができる。 また、本発明は、ハイブリドーマ細胞、および本発明のモノクローナル抗体を 産生するハイブリドーマ細胞を含有する培養物も企図する。 H.診断法 本発明は、組織の塊、組織の切片を含む組織試料または生物学的な液体試料の ような身体試料中の、sp56、sp56抗原決定基または抗sp56抗体の存 在および好ましくは量を決定する種々のアッセイ法を企図し、この方法では、本 発明のポリペプチド、ポリクローナル抗体またはモノクローナル抗体を免疫化学 的な試薬として使用して免疫反応生成物を生成させ、その量が直接的または間接 的に試料中のsp56抗原決定基または抗体の量に関連する。 当業者は、本発明の免疫化学的試薬を、体の試料中の抗原または抗体の量に関 連する量の免疫反応生成物を形成させるために使用することができる、数多くの 周知の臨床診断の化学的方法が存在することを理解するであろう。したがって、 本明細書に例としてのアッセイ法が記載されているが、本発明はこれらに限定さ れない。 競合的または非競合的のいずれかの、種々の不均一(ヘテロジニアス)および 均一(ホモジニアス)プロトコルを、本発明のアッセイ法を実施するのに使用す ることができる。 sp56を有する精子は、卵の透明帯との相互作用に有効であり、受精能があ ることが推定される。sp56を欠く精子は、相互作用に無効であり、受精能は 推測されない。 したがって、本発明の態様の一つは、抗sp56抗体を試料中のsp56タン パクと免疫反応させるのに使用する、精子含有試料中のsp56タンパクの量を アッセイする方法を企図する。この態様では、抗体は、sp56と免疫反応して 、sp56−抗体免疫反応複合体を形成し、この複合体は検出され、試料中のs p56の存在を示す。したがって、このアッセイ形式は、哺乳類の精子のsp5 6の存在を検出することにより、哺乳類の受精能力を決定する方法を定義する。 試料中のsp56の存在および好ましくはその量をアッセイするための抗sp 56抗体分子を使用する免疫測定法は、典型的には以下の工程を含む。 (a)試料を、本発明の抗sp56抗体、好ましくはモノクローナル抗体と混 合する(接触させる)ことにより、免疫反応混合物を形成する。試料は、典型的 には、免疫反応混合物が液相および固相の両方を有するように固相中の試料の形 であり、抗体は、試料中のsp56の存在を検出する試薬として機能する。 試料は、精液または精巣上体組織などの精子含有試料であり、周知の免疫組織 学的染色で準備されていることが好ましいが、組織抽出物または体液を含む他の 試料を固相上に吸着させてもよい。このような場合、固相への吸着は、周知のウ エスタン・ブロットまたはELISA法に記載されているように行うことができ る。 (b)免疫反応混合物を、約10分間から約16〜20時間のような予定され た時間、約4℃〜約45℃で、時間は試料中に存在するsp56が抗体と免疫反 応(免疫学的に結合)してsp56含有免疫反応生成物(免疫複合体)を形成す るのに十分となるようにし、生物学的なアッセイ条件下で維持する。 生物学的アッセイ条件は、本発明の免疫化学試薬およびアッセイされるsp5 6の生物学的活性を維持するものである。これらの条件は、約4℃〜約45℃の 温度範囲、約5〜約9のpH値範囲、および蒸留水のイオン強度〜約1mol/ lの塩化ナトリウム溶液に等しいイオン強度の範囲を変動するイオン強度を含む 。このような条件を最適化する方法は、当業者に周知である。 (c)工程(b)で形成されたsp56含有免疫反応生成物の存在、および好 ましくは量を測定(検出)し、試料中に存在するsp56の量を決定する。 直接または間接的に免疫生成物の存在または量を測定することは、当業者に周 知のアッセイ技術により成し遂げられ、典型的には使用される指示手段の種類に よる。 好ましくは工程(c)の決定は、以下の工程を含む。 (i) sp56含有免疫反応生成物を、第二の抗体と混合し、第二の(検出) 免疫反応混合物を形成させ、前記第二の抗体分子は、免疫反応生成物中の第一の (一次)抗体と免疫反応する能力を有する。 第二の抗体として有用な抗体は、一次抗体に対するポリクローナルまたはモノ クローナル抗体調製物を含む。 (ii) 前記第二の免疫反応混合物を、第二の抗体が、免疫反応生成物と複合体 を形成し、第二の免疫反応生成物を形成するのに十分な時間維持し、そして、 (iii) 第二の免疫反応生成物中に存在する第二の抗体の量、したがって、工 程(c)で形成された免疫反応生成物の量を決定する。 一つの態様では、標識が形成された第二の免疫反応生成物の存在を検出するた めの指示手段を提供するように、第二の抗体は、標識された抗体(すなわち、検 出抗体)である。標識は、第二の免疫反応生成物中に測定され、したがって、固 相中の第二の抗体の存在および好ましくは量を示す。 代わりに、第二の抗体の量は、周知のように、第二の抗体と特異的に反応(結 合)する指示手段を有する追加の反応混合物の調製によって決定することができ る。例えば、第二の抗体に特異的な、標識された抗免疫グロブリン抗体分子との 第三の免疫反応混合物である。第三の免疫反応の後、形成された第三の免疫反応 生成物は、標識の存在を介して検出される。 sp56抗原決定基の量および存在を検出する方法は、試料中のsp56の種 類、したがって、精子の種類を決定するのにも有用であり、使用する抗体は、例 えば、sssドメインなどのような種特異的な、特異的な形態のsp56ドメイ ンである。したがって、本発明は、抗sss抗体とともに上記のアッセイを使用 して精子提供者または試料の種を同定する方法もまた企図する。 別の診断法の態様は、循環血液または精液中にいずれかの抗sp56抗体が存 在するかどうかを測定することによる、哺乳類の避妊状態の決定を含む。 抗sp56抗体が存在すると、哺乳類は受精しないか、または受精能は損なわ れる。 したがって、別の態様は、sp56抗原決定基を試料中の抗sp56抗体と免 疫反応させるのに使用する、体の試料中の抗sp56抗体の量をアッセイする方 法を企図する。この態様では、試料中の抗体がsp56と免疫反応して、sp5 6抗体免疫反応複合体を形成し、この複合体は、試料中の抗sp56抗体の存在 を示して検出される。したがって、このアッセイ形式は、哺乳類の免疫避妊性抗 sp56抗体の存在を検出することにより、哺乳類の受精不能性を決定するため の方法を定義する。この方法は、本発明の免疫避妊法が効果的であるかを同定し 、および不妊を引き起こす自己免疫反応を経験している哺乳類を同定するのに有 用である。 試料中の抗sp56抗体の存在および好ましくは量をアッセイするためのsp 56抗原決定基を使用する免疫測定法は、典型的には以下の工程を含む。 (a)試料を、本発明のsp56抗原決定基を含む抗原性ポリペプチドと混合 (接触)して、免疫反応混合物を形成する。この試料は、典型的には、免疫反応 混合物が液相および固相の両方を有するように、固相中に固定された試料の形で あり、抗原性ポリペプチドは、試料中の抗sp56抗体の存在を検出する試薬と して機能する。 好ましくは、試料は、血液、血清または血漿試料であり、例えば、精液または 精巣上体組織であり、周知の免疫組織学的染色で準備されていることが好ましい が、組織抽出物または体液を含む他の試料も固相上に吸着され得る。このような 場合、固相上への吸着は、周知のウエスタン・ブロット法について記載されてい るように行うことができる。 (b)免疫反応混合物を、約10分間から約16〜20時間のような予定され た時問、約4℃〜約45℃で、時間は試料中に存在するsp56が抗体と免疫反 応(免疫学的に結合)してsp56含有免疫反応生成物(免疫複合体)を形成す るのに十分となるようにし、生物学的なアッセイ条件下で維持する。 生物学的アッセイ条件は、本発明の免疫化学試薬およびアッセイされるsp5 6の生物学的活性を維持するものである。これらの条件は、約4℃〜約45℃の 温度範囲、約5〜約9のpH値範囲、および蒸留水のイオン強度〜約1mol/ lの塩化ナトリウム溶液に等しいイオン強度の範囲を変動するイオン強度を含む 。このような条件を最適化する方法は、当業者に周知である。 (c)工程(b)で形成されたsp56含有免疫反応生成物の存在、および好 ましくは量を測定(検出)し、試料中に存在する抗sp56抗体の量を決定する 。 直接または間接的に免疫反応生成物の存在または量を測定することは、当業者 に周知の、そして本明細書に記載するようなアッセイ技術により成し遂げられ、 典型的には使用される指示手段の種類による。 本明細書で使用している「複合体」という語は、抗体−抗原またはレセプター −リガンド反応のような特異的結合反応の生成物をいう。複合体の例は、免疫反 応生成物である。 本明細書において、種々の文法的な形の「標識」または「指示手段」という語 は、複合体の存在を示す検出可能な信号の生成に直接または間接的に関与する一 種類の原子または分子をいう。あらゆる標識または指示手段は、本発明の抗体ま たはモノクローナル抗体組成物の一部である、抗体分子、発現されたタンパク、 またはポリペプチドと結合するか、または組み込まれるか、別々に使用されるこ とができ、これらの原子または分子は、単独で、または追加の試薬とともに使用 することができる。このような標識は、臨床診断の化学において周知であり、そ れ以外は新規なタンパク、方法、および/またはシステムを使用する範囲内では 本発明の一部を構成する。 標識手段は、抗体または抗原を変性することなく、これらに化学的に結合して 有用な免疫蛍光トレーサーである蛍光色素(染料)を形成する蛍光標識剤である ことができる。適する蛍光標識剤は、フルオレセインイソシアネート(FIC)、 フルオレセインイソチオシアネート(FITC)、5−ジメチルアミン−1−ナフ タレンスルフォニルクロライド(DANSC)、テトラメチルローダミンイソチオ シアネート(TRITC)、リッサミン、ローダミン8200スルフォニルクロラ イド(RB200SC)などの蛍光色素である。免疫蛍光分析技術の記載は、「 免疫蛍光分析(Immunofluorescence Analysis)」、Antibody As a Tool、Marchalo nisら編集、John Wiley&Sons,Ltd、189〜231頁(1982)に記載されて おり、本明細書に援用する。 好ましい態様では、指示基は、ホースラディッシュペルオキシダーゼ(HRP) 、グルコースオキシダーゼなどのような酵素である。主要な指示基がHRPまた はグルコースオキシダーゼのような酵素である場合、追加の試薬により、レセプ ター−リガンド複合体(免疫反応体)が形成されているという事実を明視化する ことか要求される。HRPのためのこのような追加の試薬は、過酸化水素、およ びジアミノベンジジンのような酸化染料前駆体を含む。グルコースオキシダーゼ とともに有用な追加の試薬は2,2’−アミノ−ジ−(3−エチル−ベンズチア ゾリン−G−スルホン酸)(ABTS)である。 放射性元素もまた、有用な標識剤であり、本明細書において例として使用する 。放射性標識剤の例は、γ線を放出する放射性元素である。124I、125I、128 I、132I、および51Crなどの、自らγ線を放出する元素は、γ線放出して放 射性元素指示基を生成する一つのクラスを意味する。特に好ましいのは125Iで ある。有用な標識手段の他の群は、自ら陽電子を放出する11C、18F、15Oおよ び13Nのような元素である。放出された陽電子は、動物の体内に存在する電子と 遭遇すると、γ線を生じる。また、111インジウムまたは3Hのようなβエミッタ ーも有用である。 標識の結合、すなわち、ポリペプチドおよびタンパクの標識は、当技術分野に 周知である。例えば、ハイブリドーマにより産生された抗体分子は、培地中の成 分として付与された放射性同位体含有アミノ酸を代謝的に組み込むことによって 標識することができる。例えば、GalfreらのMeth.Enzymol.,73:3〜46頁 (1981年)を参照されたい。活性化された官能基を介してのタンパクの共役 (コンジュゲート化)またはカップリング技術は特に好ましい。例えば、Aurameas ら、Scand.J.Immunol.Vol.8.Suppl.7:7〜23頁(1978年)、Rodwellら、B iotech、3:889〜894頁(1984年)および、米国特許第4,493, 795号を参照されたい。 この診断法は、免疫反応生成物の検出のために、特異的結合剤を使用すること もまた可能である。「特異的結合剤」は、本発明の試薬種に選択的に結合するこ とのできる分子の実体、またはこのような種を含む複合体であるが、本発明のポ リペプチドまた抗体分子組成物自体ではない。特異的結合剤の例は、第二の抗体 分子、補体タンパク、またはそれらのフラグメント、エス・アウレウス(S.aureu s )プロテインAなどである。その種が複合体の一部として存在する場合、特異的 結合剤が試薬種に結合することが好ましい。 好ましい態様では、特異的結合剤は標識されている。しかし、診断法で、標識 さ れていない特異的結合剤を使用する場合、試薬は、典型的には増幅手段また は試薬として使用される。これらの態様では、増幅手段が試薬種を含有する複合 体と結合する場合に、標識された特異的結合剤は、増幅手段に特異的に結合する 能力を有する。 本発明の診断法は、試料中のsp56抗原決定基の量を検出するために「EL ISA」形式で実施することができる。「ELISA」は、固相に結合する抗体 または抗原、および酵素−抗原または酵素−抗体接合体を使用して、試料中に存 在する抗原を検出および定量する、酵素結合免疫吸着法である。ELISA技術 の説明は、D.P.Sitesら著、Basic and Clinical Immunologyの第4版の第22章 (ロスアルトス(Los Altos)(カリフォルニア州)のLange Medical Publications発 行)、および米国特許第3,654,090号、第3,850,752号、第4 ,016,043号に見受けられ、これらを本明細書に援用する。 したがって、ある態様においては、目的の診断法で使用する固体支持体を形成 するために、本発明のポリペプチド、抗体またはモノクローナル抗体を、固体の マトリックスに固定することができる。 試薬は、典型的には水性媒体から吸着されて固体マトリックスに固定されるが 、当業者に周知のタンパクおよびポリペプチドに適用できる他の様式の固定法を 使用することもできる。吸着法の例は本明細書に記載されている。 有用な固体マトリックスもまた当業者に周知である。このような物質は、水に 不溶性であり、架橋されたデキストラン〔ピスカタウエイ(Piscataway)(ニュ ージャージー州)のファルマシア・ファイン・ケミカルズ(Pharmacia Fine Chem icals))からセファデックス(SEPHADEX)の商品名で入手可能〕、アガロース、 直径約1ミクロン(μm)〜約5ミリメートル(mm)のポリスチレン・ビーズ 〔ノース・シカゴ(North Chicago)(イリノイ州)のアボット・ラボラトリーズ (Abbott Laboratories)から入手可能〕、塩化ポリビニル、ポリスチレン、架 橋されたポリアクリルアミド、シート、細長い片(ストリップ)、またはへら(パ ドル)のような、ニトロセルロースまたはナイロンをベースにする繊維、または ポリスチレンまたは塩化ポリビニルから作られたチューブ、フルートまたはマイ クロ滴定プレートのウェルを含む。実施例 以下の実施例は説明を意図するものであって、明細書および請求の範囲をこの ように制限するものではない。1.精製されたsp56タンパク免疫原の調製 マウスsp56タンパクを、雄のマウスから二つの異なる方法で精製した。生 殖能力の衰えた雄のマウス〔HSD:ICR種、インディアナポリス(インディ アナ州)のハーラン・スプラージ・ダウレイ・インク(Harlan Sprague Dawley I nc.)〕(8〜18週令)を殺し、副睾丸尾部および輸精管を、5mM EGTAを 含む、予め暖められた(37℃)M119M培地〔BleilおよびWassarman、J.Ce ll.Biol、102:1363〜1369頁(1986年)〕へ移した。組織をマイ クロ鋏で切開し、精子を10分間遊泳させて出した。精子を9倍量のM11 9Mに移し、30分間37℃で受精能を獲得させた。受精能を獲得した精子を、 ソーバル(Sorvall)SS−34ローテーター〔ウィリントン(デラウエア州) のデュポン・インストロメンツ(Du Pont Instruments)〕で7分間5,000r pmでパーコール(Parcoll)グラジエントを介して25℃で遠心分離すること により精製した。このグラジエントは、70%のパーコール、25mM トリス −HCl、pH7.4、150mM NaClの39mlをソーバルSS−34 ローテーターで1時間19,000rpmで遠心分離することにより調製された 。 次に、50mM トリス−HClおよび1mM EDTAを含有するパーコー ル・グラジエント、およびこれに続いて、35,000g、7分間、25℃で遠 心分離したグラジエントから、アクロソームがそのままの精子、およびアクロソ ームが反応した受精能を獲得した精子を別々に回収した。懸濁液中の分離された 精子の集まりをグラジエントから除去し、次に8倍量の培地で希釈し、続いて卓 上遠心器で5,000rpmでペレット化した。後に続く実験での処理のために 、ペレットを緩衝液または培地で再懸濁した。この方法で精製された精子は、十 分に運動能力があり、受精可能である。平行実験において、受精能を獲得した精 子、および受精能を獲得し、パーコール精製された精子は、10中8個のマウス の卵を受精させた。平均4×107の精製された精子を各雄から分離した。全て の実験のための水は、ナノピュア・ システム(Nanopure system)〔デュブキュ ー(Dubuque)(アイオワ州)のバーンステッド(Barnstead)〕で精製された。 sp56の精製方法の一つは、本質的に前記されている〔BleilおよびWassarm an、Proc.Natl.Acad.Sci.,USA、87:5563〜5567頁(1990年)〕よ うなZP3−アフィニティークロマトグラフィーによるものであった。20匹の 雄からの、パーコール精製され、アクロソームがそのままである精子を、2mg /mlのシチメンチョウ卵白トリプシン阻害剤を含む、2mlの緩衝液A(50 mM トリス−HCl、pH7.4、150mM NaCl、1mM CaCl2、 1mM KCl、および0.2%の水素添加されたトリトン(Triton)X −100)で抽出した。本明細書に記載した条件下で、UV透過性の、水素添加 されたトリトンX−100〔サンディエゴ(San Diego)(カリフォルニア州)の カルバイオケム・コーポ(Calbiochem Corp.)〕は、100%のsp5 6を抽出したが、これらの精子タンパクの12%しか等モルのトリトンX−10 0により溶解されなかった。不溶性の物質を、14,000gで5分間遠心分離 して除去した。試料を0.22μMフィルターを通して濾過し、前記〔Bleilお よびWassarman、Proc.Natl.Acad.Sci.,USA、87:5563〜5567頁(19 90年)〕のように構成されているZP3アフィニティーカラム〔ライニン(Rai nin)EPカラム、10μM ZP3、ウォーバーン(Woburn)(マサチューセッ ツ州)のライニン・インストロメンツ(Instruments)〕にかけた。カラムを20倍 量の緩衝液Aで洗浄し、結合したタンパクを0〜8Mの尿素および0.2%の水 素添加されたトリトンX−100のグラジエントで溶出させた。画分(0.1m l)を回収し、2−D SDS−PAGEにより分析した。 多くの細胞外タンパク、sp56は、典型的に、強い変性条件下でZP3アフ ィニティー・カラムから溶出されるが、細胞内ジスルフィド結合を含む。このタ ンパクは、2−D SDS−PAGEにさらされると、非還元条件下で40,0 00D(40kDa)、還元条件下で56kDaのコーディネートを有する二重線 (ダブレット)として移動した。 このようなゲルの濃度分析は、sp56が、水素添加されたトリトンX−10 0で抽出された精子タンパクの0.2%(〜2.3pgまたは25,000mo l sp56/精子)のみを示していることを意味する。これに対し、パーコー ル精製され、アクロソーム反応した精子からトリトン生成されたタンパクの2− D SDS−PAGEでは、sp56は検出されなかった。この結果は、先行す る観察、すなわち、sp56はアクロソーム反応された精子には存在しないこと を示したもの〔BleilおよびWassarman、Proc.Natl.Acad.Sci.,USA、87:55 63〜5567頁(1990年)〕と合致する。 上記のように、タンパク配列を得るために、パーコール精製されたマウス精子 に由来する、ZP3アフィニティー精製されたsp56、生化学的に精製された sp56(以下を参照されたい)、または総トリトン抽出されたタンパクを含むタ ンパク試料を、初めに2−D SDS−PAGEにかけた。ゲルは15分間移動 緩衝液〔10%メタノール、1μM DTT、100mM CAPS(Na−[3 −(シクロヘキシルアミノ)−プロパン]−スルホン酸)、pH10〕で平衡さ せ、タンパクは、電気泳動装置中で、4℃で1時間、300mAの緩衝液で処理 されたポリビニルジフルオライド・タンパク・シークエンシング・メンブラン〔 バイオーラド・ラボラトリイズ(Bio-Rad Laboratories)〕中で泳動させた。メン ブランを1μM DTTを含む水で全体を洗浄し、タンパクを1μM DTTを含 むポンソー(Ponceau)染色により検出した。sp56に相当する所(非還元条 件下で40kDa、還元条件下で56kDa)に位置した染色されたタンパクは 、メンブランから薄く切り取られ、全体を50%のメタノールおよび1μM D TTを含む50%の水で洗浄し、トリプシンで分解して抽出するか、または直接 固相アミノ酸シークエンシングにかけた。逆相HPLCにより分離されたsp5 6のトリプシン性フラグメントを分離し、固相アミノ酸シークエンシングにかけ た。トリプシンでの分解、逆相HPLC、およびアミノ酸シークエンシングは、 The Scripps Research Institute Protein Sequencing Core Facilityにより実 施した。 アミノ酸シークエンスに供されたタンパク(〜30pmol)は一つのNH2 −末端配列を有することが分かり、その最初の12のアミノ酸は、DCGPPP LLPFAS(配列番号2の位置1〜12)である。 精子からsp56を精製する代わりの方法は、生化学的精製に基づいた。40 〜50の雄の、パーコール精製され、アクロソームはそのままの精子を2mlの 20mMトリス−HCl、pH8.5、0.5%の水素添加されたトリトンX− 100で抽出し、抽出物を1mMのPMSFで処理してプロテアーゼを不活性化 させた。抽出物を14,000gで5分間遠心し、不溶性物質を除去した。上清 を濾過し(0.22μMフィルター)、75×7.5mm DEAE−5PWカラ ム〔リッチモンド(Richmond)(カリフォルニア州)のバイオーラド・ラボラトリ イズ〕にかけた。タンパクをカラム緩衝液(20mMトリス−HCl、pH8. 5、0.1%の水素添加されたトリトンX−100)中、0−0.5M NaC lグラジエントで、20分に渡り0.5ml/分の速度で溶出させた。溶出物を 280nmで分析した。0.5mlの画分を回収し、2−D SDS−PAGE にかけ、sp56の位置〔40kDa(非還元)、56kDa(還元)に相当〕を 同定するためにケルを銀染色した。sp56を含む画分をプールし、フィルタ ー〔セントリコン(Centricon)30、ベットフォード(Bedford)(マサチュー セッツ州)のミリポア・コーポ(Millipore Corp.)〕で濃縮し、200μlを30 0×7.8mmバイオーシル(BIO−SIL)SEC 250カラム(バイオ ーラド・ラボラトリイズ)にかけた。カラムを平衡させ、0.2ml/分で50 mM トリス−HCl、pH6.8、0.1M NaCl、0.1%の水素添加さ れたトリトンX−100を流した。溶出物を280nmで分析した。0.2ml の画分を回収し、sp56の位置を同定するために2−D SDS−PAGEに かけた。sp56を含む画分をプールし、濃縮し、さらなる研究のために使用し た。サイズ除去カラムでの分子の大きさの測定は、>300、150、44、1 7、および<10kDの標準タンパクに基づいた。変性されたタンパクを分離す る場合(カラム緩衝液中の0.1%トリトンを0.1%SDSに置き換える)、2 00、60および30kDの標準を使用した。 生化学的に精製されたsp56は、サイズ除去カラムから溶出され、110k Da(範囲=90〜130kDa、サイズ標準を基にする)の分子量と見積もら れた。総トリトン抽出された精子タンパクは、非変性条件下(0.1%トリトン )でサイズ除去クロマトグラフィーにかける場合、sp56タンパクを含む画分 (2−D SDS−PAGEプロファイルによって決定)を110kDaで溶出し た。精子タンパクが、変性条件(0.1%SDS)にさらされる場合、sp56 を含む画分(2−D SDS−PAGEプロファイルによって決定)を46kD aで溶出した。 さらに、この二つのラインは、アフィニティー精製されたsp56および生化 学的に精製されたタンパクが同等であることを示す。第一に、生化学的に精製さ れたタンパクのNH2末端アミノ酸配列は、上記のようにアフィニティー精製さ れたsp56と同一であった。第二に、生化学的に精製されたタンパクに対する モノクローナル抗体は、生化学的に精製されたタンパクおよびアフィニティー精 製されたsp56の両方を認識した。これらに加えて、生化学的に精製されたs p56は、2−D SDSゲル上でアフィニティー精製されたsp56とともに 移動した。2.マウスsp56cDNAの分離 上記の実施例1で調製された、生化学的に精製されたsp56をエンド・アル グ(Endo Arg)C、トリプシン、およびキモトリプシンでタンパク質分解的に分 解し、固相自動エドマン分解(Edman-degradation)ペプチドシークエンスによ りアミノ酸シークエンスのための最初のフラグメントを生成させた。最初の物質 および放出されたアミノ酸の定量により、sp56配列のみが得られたことを確 認した。 sp56ペプチドフラグメントから、変性されたポリメラーゼ連鎖反応(PC R)のプライマーを、sp56cDNAフラグメントの増幅に使用するために、 Bookbinderら、Science、269:86〜88頁(1995)に記載されている ように設計した。簡潔には、プライマーは、Sambrookら、Molecular Cloning:A Laboratory ManuaL Cold Spring Harbor Laboratory、コールド・スプリング・ ハーバー(Cold Spring Harbor)(ニューヨーク州)(1989年)、およびLee ら、BioTechniques、14:191頁(1993年)に記載された方法にしたが って設計された。オリゴ(dT)−プライマー化された常磁性粒子を、プライマ −N4(5’CCNTTYGCNWSNCCNACNAAYCA3’)(配列番 号3)、およびF5W(5’TARAANACRTARTCNCCRTANGC 3’)(配列番号4)とともに使用して、マウス精巣ポリ(A)+RNAから製造 された、1本鎖cDNA鋳型に入れ子(ネステッド、nested)PCRを実施し、 続いて最初の増幅生成物の1/100を、プライマーN5(5’GCNWSNC CNACNAAYCARYTNTA3’)(配列番号5)およびF5Wと他の回転 のPCRを行った。変性した位置は、IUPACの協定で示唆され、NはA、G 、C、またはT、YはCまたはT、WはAまたはT、RはAまたはGである。N 4およびN5プライマーは、キモトリプシン・ペプチド1の重複する部分を含み 、プライマーF5Wはキモトリプシン・ペプチド2に相当する。 得られた増幅された1キロベース(kb)の、sp56NH2末端(PCRプラ イマーN5によりコードされたアミノ酸11〜18)、エンド・アルグCペプチ ド1(アミノ酸271〜294)、エンド・アルグCペプチド2(アミノ酸291 〜303)、トリプシン・ペプチド1(アミノ酸199〜205)、キモトリプシ ン・ペプチド(アミノ酸12〜18)、キモトリプシン・ペプチド(PCR プライマーF5Wによりコードされたアミノ酸342〜349)の部分をコード する配列を含んだ。ここに記載されたプライマーおよびペプチド配列の位置につ いては、配列番号1に示されたsp56のヌクレオチドおよびアミノ酸配列を参 照されたい。 sp56cDNAクローンの全長は、オリゴ(dT)−プライマーマウス精巣 λ−Zap cDNAライブラリ(Dr.Bleilの研究室で製造された)を、上記の ように得られた、32P標識された、ランダム−プライマー化された1kbのPC R生成物、または、配列5’ACCTCGCATCACGGCTT3’(配列番 号6)、および5’GAAGGAAACCACTCGCCA3’(配列番号7) を有する1kbのPCR生成物に特異的な32P標識されたプライマーでスクリ ーニングすることによって得られる。単離されたsp56 cDNAクローンは 、sp56NH2末端アミノ酸1〜10をコードする塩基の上流に沿って完全な 1kbPCR生成物を含み、クローンがsp56をコードしていることを確認し た。 マウスsp56cDNAクローンの鎖の冒頭の塩基配列は、受託番号U171 08としてジェンバンク(Genbank)に記載されている。sp56cDNAは、 最初の枠内(in-frame)のメチオニンから、Asp−Cys−Proの3つの塩 基で開始される実験的に決定されたsp56のNH2末端の間に配置された、仮 定された32のアミノ酸シグナルペプチドにより開始される547アミノ酸のオ ープンリーディングフレームをコードする。「プレ−プロ5sp56」タンパク といわれる、仮定のシグナルペプチドを含むマウスsp56 cDNAのコード されたアミノ酸残基配列は、cDNAが配列番号1に、それ自身が配列番号2に 示されている。「プロsp56」といわれる、シグナルペプチドを欠くハロプロ テインは、マウスsp56タンパクが存在しない、約6,000ダルトンのC末 端ペプチドを含む。 非変性洗浄液中での精巣上体の精子の分離および処理の間、および/またはZ P3に結合したときの天然の移動可能な精子では、分裂が起こることか明らかと なった。これらの観察は、本発明の目的のために重要であり、基本的な範囲内で 、プロsp56のC末端テール、およびこの配列をコードする核酸を、それぞれ 、 免疫避妊の使用のため、および相同性研究のための核酸プローブの開発のために 使用することができる。 sp56cDNAは、実験的に決定されたN−末端から、cDNAのオープン リーディングフレームの末端まで、62,000ダルトンのペプチドをコードす るが、成熟したsp56は56kDaタンパクである。コードされたマウスのs p56タンパクは、明らかに膜間スパニングドメインを欠き、これは、このタン パクが膜の辺縁のタンパクであることを確信させる。マウスsp56(sp56 という)は、タンパクレセプターのスーパーファミリーの一つであると決定され 、各繰り返しが10の事実上変動しないアミノ酸を含む、一連の60のアミノ酸 鎖長相同的な繰り返しの存在を基に「スシ(Sushi)スーパーファミリー」 と呼ばれる。sp56はこのような7つのドメインを有し、その位置は、スシ・ ドメインの開始および末端をシステイン(C)アミノ酸とともに下線をつけられ た配列で示されている、図1に示されている。sp56のcDNAおよびコード されたアミノ酸配列の図は、図2に記載されている。 スーパーファミリーの構成要素と一貫して、sp56もまた、44のアミノ酸 の鎖をC末端の付近に含み、その部分はタンパクに特徴的であり、sp56特異 的ドメインとしていわれる。図1に示すように、44のアミノ酸の鎖(配列番号 2として示されているマウスsp56のアミノ酸380〜423)は、スシ・ド メイン6および7の間に介入する。この「sp56種特異的ドメイン」は、既知 のいずれのタンパクとも検出可能な相同性を有さず、システイン残基を含まず、 ジスルフィド結合によって決定される二次元構造の可能性を消失させる。sp5 6−特異的ドメインは、高度に荷電したアミノ酸からなり、これは、タンパクの 外部に存在し、B細胞エピトープなどのようである。コンピューター・シュミレ ーションは、ヘリックスまたはβ−シートの二次元構造を示さなかった。したが って、その独自の配列、sp56表面上の可能性のある配置、および二次元構造 の欠如から、sp56のこのドメインは、マウス精子、およびより広く、げっ歯 類の精子のsp56に対して特異的な免疫反応を誘導することを設計されたハプ テンとして非常に優れた候補である。 本発明のsp56に由来する組成物の治療への使用は、sp56の限られた組 織分布性によっても支持される。マウスでのsp56の発現は、精子生成細胞に 限られて測定され、マウスの心臓、肝臓、腎臓、脳、卵巣、および筋肉には、タ ンパクおよびmRNAのいずれも観察されなかった。sp56タンパクおよびm RNAは、丸い精子細胞において促進されることが決定されているが、mRNA が後続の丸い精子細胞段階で明らかに減成している。しかし、タンパクは、細長 い精子細胞および精子の頭部を覆う原形質膜へ移動される。これに加えて、マウ スsp56は、マウス卵ZP3タンパクに結合する精子上に発見され、同様にハ ムスターに存在するが、モルモットおよびヒトのような、マウス卵を認識しない 精子には存在しない。したがって、精子の表面にsp56が存在するかしないか は、精子−卵認識の種特異性により、したがって、本発明の免疫避妊治療の基礎 を提供する。3.組換えマウスsp56タンパクおよびポリペプチド免疫原の調製 本発明の組換え免疫避妊剤を調製するために、タバコモザイクウイルス(TM V)の系統を、その表面にsp56ポリペプチドのフラグメントを存在させるた めに製造した。マウスは、改変されたウイルスを含む植物を消費する密接な関係 のある他の種と同様に、組換えsp56免疫原に対する粘膜および系統的な免疫 反応を開発する。 雄のマウスは、約80ngのsp56しか含まず、実施例1に記載されたよう な従来の生成では経済的に実施不可能であるので、組換えsp56およびそのフ ラグメントの調製は、本発明において好ましい。しかし、sp56をコードする cDNAは、実施例2に記載されたように分離できるので、本発明は、組換えS p56含有ポリペプチド免疫原を製造するために、sp56の発現または選択さ れたその一部を記述する。 マウスsp56タンパクをコードするcDNAの特定の領域が、組換え分子を 調製するために選択される。好ましい組換えタンパクは、579アミノ酸のプレ −プロsp56および547アミノ酸のプロsp56を含む。他の好ましいsp 56DNA領域は、7つのスシ・ドメインの外部ループ領域をコードするヌクレ オチドを含む。これらのドメインは、10個の事実上不変のアミノ酸を含む約6 0のアミノ酸の鎖である。図3は、典型的なスシ・ドメインを示すと共に、10 の事実上不変のアミノ酸を示している。ジスルフィド結合が不変パターンC1〜 C3、およびC2〜C4中に形成され、その中に疎水性アミノ酸の鎖が位置する 大小両方の内部連結された輪の付いたループ構造を形成する。約25〜30の、 ほとんどが荷電されたアミノ酸の鎖からなる、「大ルー」は、C1およびC2の 間でスーパーファミリー内ではっきりと分かれ、その荷電の性質のために、スー パーファミリーの構成要素のタンパクレセプターの機能に一般に関与している(I chinoseら、J.Bio.Chem、265:13411〜13416頁(1990年))。s p56は、7つのこのようなドメインを有し、その各々は、それぞれ「ll」お よび「sl」といわれる大小のループを形成する。7つのスシ・ドメインのこれ らの領域に由来するポリペプチドは、「Sh」といわれ、さらに個々のドメイン 1〜7(例えばSh1〜Sh7)によって示される。これに加えて、スシ・ドメ イン6は、大きなループ内に追加のシステイン残基を有することによって特徴付 けられる。このように、大きなループはさらにシステイン残基によって第一のル ープ(Sh6f1)および中間のループ(Sh6m1)に分離され、それぞれの 配列は表1に示されている。 他の追加の好ましいsp56cDNA領域は、独自のsp56種特異性配列( sssという)を含み、実施例1に記載したようにスシ・ドメイン6および7の 間に位置する。この保存されていない独自の領域のヌクレオチドの位置は、配列 番号1に示したように位置1313で始まり、位置1444で終わる。相当する アミノ酸残基は、図1に示されているように、配列番号1の380〜423に位 置される。このsp56の種特異的領域内で、好ましいポリペプチドの数々は、 本発明の免疫避妊剤として使用することを企図されている。これらのポリペプチ ドは、「sss」といわれ、さらにポリペプチドの数(例えば、sss1)によ って示される。 sp56タンパクの全てまたは種々の部分をコードする選択されたヌクレオチ ドの位置に相当するcDNA領域は、表1に示され、相当するアミノ酸残基配列 位置(AA)もまた示される。cDNAフラグメントのヌクレオチドの位置およ び相当するアミノ酸残基の位置は、それぞれ配列番号1および2に由来し、ここ において、配列番号2のアミノ酸残基配列もまた配列番号1のヌクレオチド配列 とともに示されている。配列番号1に示されているコードされた核酸配列との混 乱を防ぐために、アミノ酸は、配列番号1よりもむしろ配列番号2から定義され る。位置は、配列番号(SEQ ID NO)のコロンの後に示される。例えば、 cDNA sss1は、配列番号1の1313〜1444のヌクレオチド配列を 持ち、配列番号1:(SEQ ID NO 1:)1313−1444と示される。 したがって、コードされたポリペプチドは、配列番号2:380−423のアミ ノ酸残基配列を有する。本発明の免疫避妊剤の設計されたcDNAのポリペプチ ド対は、cDNA設計に「pp」を加えて明細書に示す。 表1 設計 cDNAの位置 AAの位置 プレ−プロsp56 1:80−1816 2:−32から547 プロsp56 1:176−1816 2:1−547 成熟型sp56 1:176−1606 2:1−477 Sh1 1:176−352 2:1−59 Sh1ll 1:182−271 2:3−32 Sh1sl 1:275−313 2:34−46 Sh2 1:365−538 2:64−121 Sh2ll 1:368−445 2:65−90 Sh2sl 1:449−487 2:92−194 Sh3 1:551−733 2:126−186 Sh3ll 1:554−637 2:127−154 Sh3sl 1:641−679 2:156−168 Sh4 1:746−913 2:191−246 Sh4ll 1:749−829 2:192−218 Sh4sl 1:833−871 2:220−232 Sh5 1:926−1114 2:251−313 Sh5ll 1:929−1027 2:252−284 Sh5sl 1:1031−1075 2:286−300 Sh6 1:1124−1312 2:317−379 Sh6ll 1:1130−1225 2:319−350 Sh6sl 1:1229−1270 2:352−365 Sh6fll 1:1130−1189 2:319−338 Sh6ml2 1:1193−1125 2:340−350 Sh7 1:1445−1606 2:424−477 Sh7ll 1:1448−1525 2:425−450 Sh7sl 1:1529−1567 2:452−464 sss1 1:1313−1444 2:380−423 sss2 1:1322−1369 2:383−398 sss3 1:1361−1408 2:396−411 sss4 1:1391−1438 2:406−421 Sh6fl1およびSh6ml2は、スシ・ドメイン6の大きなループに由来 するシステイン結合によって分離される、それそれ、第一および中間のループで ある。 表1にその概要が記載されたこれらの領域の選択は、避妊のブロッキングに基 づくが抗体力価には基づかない効果的な免疫避妊剤である、組換えsp56ポリ ペプチド免疫原の同定を容易にする。B細胞エピトープを含むことができるポリ ペプチドにとって、選択は好ましく、それは、更に、免疫化の中断の後に、避妊 の効果の潜在的な反転を可能にする。従って、ある態様においては、可逆性は、 本発明の免疫避妊剤分子の望ましい特徴である。 哺乳類において避妊を引き起こすための免疫原としての、表1に挙げられた完 全プロsp56タンパクを調製するために、プレ−プロsp56タンパクをコー ドするcDNA配列が、組織培養での哺乳類細胞中における発現のための発現ベ クターに挿入された。簡単に述べると、ブッタバインダー(Bookbinde r)等によってサイエンス、269巻、86−89頁(1995年)に記載され ているようなクローン7.1 sp56 cDNAからの2043塩基対Eco RI/XhoIフラグメント(当該フラダメントは、表1に挙げられたプレ−プ ロsp56 cDNAをコードする配列を含んでいる)が、哺乳類発現ベクター pcDNA3[インビトロジェン(Invitrogen)、カリフォルニア州 サンディエゴ]に挿入され、sp56 cDNAクローンの直接的な挿入を可能 にするために、同じ制限酵素で線状化され、それにより、pcDNA3−sp5 6発現ベクターが形成された。 発現ベクター構築物は、次の状況を提供した: 1)ヒトのサイトメガロウイ ルスの直近の初期遺伝子から上流のプロモーター配列による、哺乳類細胞中にお けるsp56 cDNAの高レベルでの本質的な転写; 2)更なるポリアデニ ル化シグナルおよび、RNAの安定性を高めるウシ成長ホルモン遺伝子からの転 写終止配列; 3)sp56シグナル・ペプチドの初めにコードされたATG( 即ち、配列番号1に示されているシグナル配列の81〜83に対応する塩基)か らの翻訳の開始;および 4)G418耐性安定細胞株の選択のためのネオマイ シン耐性遺伝子。 コンピテントrecA(−)E.coli[XL1−Blue、ストラタジー ン(Stratagene)、カリフォルニア州ラ・ホヤ]が、pcDNA3− sp56で形質転換され、増幅されたプラスミドは、キアゲン(Qiagen) (カリフォルニア州チャットワース)プラスミド精製キットを用いて細菌から精 製された。精製されたプラスミドDNAは、多陽イオン性脂質トランスフェクシ ョンにより、CHOおよびCOS細胞に導入された[フェルグナー(Felgn er)等、Proc.Natl.Acad.Sci.,USA、84巻、741 3−7417頁(1987年)]。Mab 7C5を用い、銀増幅免疫金染色[ チェング(Cheng)等、J.Cell Biol.、125巻、867−8 78頁(1994年)]が、sp56挿入物(インサート)で形質転換された、 G418耐性のクローニングされたCOS細胞中において、細胞内sp56を検 出した。挿入物を含まないプラスミドpcDNA3で形質転換されたプラスミド 対照細胞は、sp56の発現を示さなかった。予期されたように、発現されたs p56(シグナル・ペプチドを欠いている)が、これらの細胞から分泌され、か つ、組織培養培地のウェスターン・ブロットにより検出された。発現さ れ分泌されたタンパクは、還元条件下のSDS−PAGEで62kDaの分子量 の位置に移動した。これは、これらの細胞では、C末端テールの翻訳後の除去[ ブックバインダー(Bookbinder)等、Science、269巻、8 6−89頁(1995年)]が生じなかったことを示している。 経口での免疫化のための完全プロsp56ポリペプチドを発現させるための他 の方法は、昆虫細胞中における組換えバキュロウイルスからの発現を包含する( 但しこれに限定されない)。表1に挙げられた残りのsp56から誘導されたポ リペプチド同様、シグナル・ペプチド配列を保持する組換えプレ−プロsp56 とシグナル・ペプチド配列とC末端テールの両者を欠く成熟sp56の調製は、 それぞれのcDNA配列の適切な発現ベクターへのクローニングにより、同様に 成し遂げられる。発現ベクターおよびその挿入のための手順の選択は、当業者に は周知である。 一旦分泌されると、組換えタンパク(培地中に放出されているプロsp56ま たは成熟sp56)は、抗sp56モノクローナル抗体7C5、5F12、12 D2、7H12または4B2で免疫的に精製される[チェング(Cheng)等 、J.Cell Biol.、125巻、867−878頁(1994年)]か 、あるいは、最近単離された抗プロSP56モノクローナル抗体10b6によっ て、免疫的に精製される。精製されたタンパクは、その後、経口的に免疫化され る哺乳類の飼料に混合される。 下記するように、別々の試みにおいて、表1に挙げられた組換えsp56ポリ ペプチド免疫原(ハプテンとも呼ばれる)が、タバコ・モザイク・ウイルス(T MV)コート・タンパクであって、そのTMVのC末端テール上に設計された選 択されたsp56特異的ドメインを有するタンパクで構成されるキメラ・ペプチ ド分子の一部として調製される。TMVの複製に基づいて、集められたウイルス 粒子は、その後、植物材料中で消費されるときに免疫原として作用するこの選択 されたsp56組換えフラグメントの多くの複製物を提供する。 同定の目的のために、sp56ポリペプチドに固着(アンカー)された組換え TMVは、TMVの後の特定のポリペプチドの名称によって、例えば、TMV− sss1pp(ここで、sss1は、cDNA配列の名称を示し、ppは、コー ドされたポリペプチドを示す)と呼称される。 図4は、組換えTMV−sp56ポリペプチド融合体を調製するために使用さ れた方法の概要を示す。TMVのDNA配列を両側面に配置することを含むTM V種U1(普通)から、TMVコート・タンパク(cp)の遺伝子が、制限酵素 NcoIおよびKpnIを用いてブルースクリプト(Bluescript)プ ラスミド・ベクター[ストラタジーン(Stratagene)]にクローニン グされた。TMV cpの配列を含むTMV遺伝子が、ホルト(Holt)等、 Virol.、181巻、109頁(1991年)(この開示事項は、参照によ りここに組み入れられる)に記載されているようにして、プラスミドpU3/1 2−4から誘導された。第4図に示されているように、プラスミド中において、 これらの制限部位の両側には、バクテリオファージT7およびT3・RNAポリ メラーゼ・プロモーター配列が配置されている。 選択されたsp56cDNA−TMVキメラの構築は、ここに記載されている 。当業者は、一つの特定のTMV−sp56キメラを製造するために記載された 教示が、表1に挙げられたsp56cDNA分子すべてに適用可能であり且つ容 易に適合させられることを、理解するであろう。従って、sss1 cDNA配 列に基づくTMV−sp56が固定されたポリペプチドを調製するために、ss s1 cDNA(配列番号1:1313−1444)が、TMVコート・タンパ ク遺伝子に挿入され、キメラ遺伝子を生じ、それがその後、完全TMV遺伝子を 含む別個のベクターに挿入される。 これを成し遂げるために、初めに、sss−1(sss1−aおよびsss1 −b)をコードする塩基と共に、TMVコート・タンパク遺伝子の3’末端での 塩基のストレッチが合成され(cp−aおよびcp−b)、二つのキメラPCR プライマー(sss1−a/cp−aおよびsss1−b/cp−b)が生ずる 。その手順は、類似のZP3発現分子の調製のために記載されている手順[フィ ッチェン(Fitchen)等、Vaccine、13巻、1051−1057 頁(1995年)、この開示事項は、参照によりここに組み入れられる]と同じ である。sss1−aヌクレオチド配列は、配列番号1の1322−1369の 位置のトップ鎖ヌクレオチド配列に相当する。sss1−bヌクレオチド配列は 、 sss1−aの配列の相補的配列である。 5’から3’の方向に書いた場合に、sss1−a/cp−aプライマーおよ びsss1−b/cp−bプライマーのヌクレオチド配列は、それぞれ、5’A CCAATGTGACGAACAAGACCTACTTATTCGGTCATG AAGAAAATTCTACTGAGCATGCCATGAAAGGTGTG GTCCTGCAACTTGAGG 3’(配列番号8)および5’GGTCTT GTTCGTCACATTGGTTTCAGATATATTTGGGAAAGT GAATAAAGGCTAATCTATTTTGTAAACCAGAGTCTG CTTGAGAGGTCCAAACCAAAC3’(配列番号9)である。各プ ライマーの下線部分は、TMV配列を示し、一方、下線がない部分は、相補的s ss1ヌクレオチド配列を示す。 プライマーsss1−b/cp−bと、ヌクレオチド配列5’TAATACG ACTCACTATAGGGAGA3’(配列番号10)を有するT7プロモー ター配列(T7プライマー)に特異的にアニールするプライマーは、TMVコー ト・タンパク配列を含むプラスミドと共に使用され、sss1 cDNAに連続 するcp領域の「左腕」を増幅させる。プライマーsss1−a/cp−aと、 ヌクレオチド配列5’AATAACCCTCACTAAAGGGA3’(配列番 号11)を有するT3プロモーター配列(T3プライマー)に特異的にアニール するプライマーは、TMVコート・タンパク・プラスミドと共に使用され、ss sに連続するcp領域の「右腕」を増幅させる。領域cp−aおよびcp−bは 、TMV CP領域に連続する部分をコードするが、反対側の鎖ではない。 上記領域を増幅するために、フィッチェン(Fitchen)等、Vacci ne 、13巻、1051−1057頁(1995年)に記載されたようにして、 ポリメラーゼ・チェーン反応(PCR)が行われる。PCRのために使用された サイクル・パラメータは、第一ラウンドでは、95℃に30秒間/47℃に60 秒間/72℃に60秒間を25回であり、その後の第二ラウンドは、72℃にて 600秒間のインキュベーションであった。 それぞれTMVの左腕または右腕と共にsss1の相補鎖を含む、結果として 得られるPCR産物は、混合され、変性され、その後再びアニールされ、第5図 にその概要を示すように、DNAポリメラーゼによって伸長された、再アニール された生成物をもたらす。この反応の生成物は、TMVコート・タンパクをコー ドする上流配列、それに続く、アミノ酸残基380−423(配列番号2)のs p56−特異的ドメインをコードするsss1 cDNA配列、それに続く終始 コドンをコードする下流配列、およびTMVコート・タンパク遺伝子の下流の配 列の残部から構成されている(図5を参照されたい)。 TMV−sss1ppと名付けられた、結果として得られるsss1 cDN A産物を含む遺伝子をコードするTMVコート・タンパクは、その後、上記の如 く、プライマーT7およびT3を用い、PCRによって再び増幅される。増幅さ れた物質は、その後、NcoIおよびKpnIで制限的に消化される。制限的に 消化されたPCRフラグメントは、その後、pU3/12−4の誘導体中におい て、TMV cDNAフラグメントの対応する制限部位にクローニングされ、T MVの修飾された全長cDNAクローンを生ずる。 結果として得られるキメラ組換えプラスミドは、従って、修飾されたTMVゲ ノム(これには、sss1ポリペプチドをコードするcDNAが挿入されている )を含む。キメラ・プラスミドは、その後、イン・ビトロでの転写アッセイでの 使用のために線状化され、それは、フィッチエン(Fitchen)等、Vac cine 、13巻、1051−1057頁(1995年)に記載されているよう に行われる。簡単に述べると、修飾されたコート・タンパク遺伝子を含む全長T MVゲノムの合成に触媒作用を及ぼすために、T7 RNAポリメラーゼが使用 される。一般的には、2μgの線状プラスミドが、10−20葉に接種するのに 十分な物質を提供する。 TMV−sss1 RNA/ポリペプチドの転写の後に、感染性の産物が、ホ ウレン草の植物上にこすりつけられる。上記転写産物は、20mMリン酸ナトリ ウム(pH7.2)で1/10に稀釈され、100mlが、植物に付与される。 大規模接種のために、最初の感染に由来する感染された植物の粗均質物が、転写 産物の換りに用いられる。このタイプの感染は、図5に示されているように、キ メラ・コート・タンパク分子の一部として、それらの表面上にsp56特異的s ss1ドメインを提供するウイルス粒子をもたらす。実際は、大量の免疫避妊ハ プテンの摂取を考慮に入れて、この方法により、1ウイルス粒子あたり数千にも のぼるハプテンが提供される。ウイルスそれ自体は感染性であり、それゆえ、成 長するのに経済的であり、且つ、抗原の供給を事実上制限されずに行うのに有用 である。ウイルスが感染した植物は、USDAガイドラインに従って、ザ・スク リップス・リサーチ・インスティチュート(The Scripps Rese arch Institute)にて栽培されている。TMVウイルス粒子は、 使用の前に、感染された植物材料の加熱および/またはオートクレーブ処理によ り、非感染性に変えられている。 表1に挙げられた残りのsp56ポリペプチドの発現のための、TMV−sp 56キメラ遺伝子の構築は、キメラ・プライマー対が特定のsp56 cDNA ヌクレオチド配列およびその相補配列で再設計されることを除いて、cp aお よびbプライマー配列を用い、上記のように行われる。 植物中での製造のための本発明の組換えsp56タンパクを製造するための他 のそれに代る組換えの試みは、pRTL2ベクターと呼称されるシャトル・ベク ターの使用と、その後の植物発現ベクターpGA482への挿入のためのsp5 6含有フラグメントの単離に依存するものである。シャトル・ベクターおよび発 現ベクター系のための引用文献およびそれについての議論は、第5章に記載され ている。 シャトル・ベクターpRTL2は、発現制御配列と、コレラ毒素−sp56融 合タンパクの発現のために、特定のsp56をコードするcDNAフラグメント に作用するように連結されたコレラ毒素αまたはβ鎖のヌクレオチド領域とを、 HindIIIで分離可能な制限フラグメント内において含むように設計された 。 下記するpRTLベクター中において、コレラ毒素α鎖およびβ鎖をコードす る遺伝子は、それらが作用するような連結をするように、sp56 cDNA配 列を用いてシャトル・ベクターに直接的に連結されるために、別々に設計されて おり、それは、コレラ毒素含有融合タンパクをコードする構築物をもたらす。コ レラ毒素αおよびβ融合タンパクをコードするカセットの、適切な植物発現ベク ターへの別々のサブクローニングの際には、ベクターは、その後、二つの融合タ ンパクをコードする発現ベクター両者を含むF1植物を作るための、その後の交 配用の別々の植物を形質転換するために使用される。 二つのコレラ毒素α鎖は、発現された融合タンパクの細胞への導入を容易にし 、その中での免疫応答を刺激するために、一つのβ鎖遺伝子と共に設計されてい る。修飾されていないコレラα鎖は、アジュバントおよびキャリアー・タンパク として作用する。β鎖との複合化によって仲介されて、一旦、受容(レシピエン ト)上皮細胞に吸収されると、コレラα鎖のアジュバントの側面が、細胞の基底 外側の表面上における抗原の提供を刺激する。α鎖のヌクレオチド配列は、下記 するように修飾されており、それは、7位におけるアルギニンからリジンへのア ミノ酸の置換をもたらし、それは、アジュバント部分がアミノ酸置換によっても たらされたときに、キャリアー・タンパクとしてのみ働くα鎖を与える。コレラ β鎖は、上皮細胞の先端の表面上におけるβ鎖のGM1ガングリオシドへの結合 を仲介するキャリアー・タンパクとしてのみ働く。いずれかの発現されたα鎖の 吸収が、発現されたコレラ毒素β鎖タンパクとの複合化によって達成される。 α鎖およびβ鎖構築物両者は、本発明のsp56タンパクを含む融合タンパク の発現のために設計されている。免疫避妊融合タンパクの製造のために、αまた はβ鎖、あるいはその両者が、融合タンパクとして使用される。 pRTL2ベクターは、6〜9図において同様にラベルされた、植物発現ベク ター中でのsp56の発現を仲介するためのシャトルされた発現要素として有用 である、次の要素を有している:カリフラワー・モザイク・ウイルスの35S転 写遺伝子に由来する35プロモーター(35S Pr);翻訳エンハンサーとし て役立つタバコ・エッチ・ウイルス非翻訳リーダー配列(TEV L);および 導入遺伝子転写物の直接のポリアデニル化のためのカリフラワー・モザイク・ウ イルスの35S転写遺伝子の3’末端の35Sポリアデニル化配列(pA−S) 。これらの要素は、シングル・カセット中に設計されており、それは、植物発現 ベクターへのその後のサブクローニングのための、制限部位消化フラグメントの 単離を可能にする。 シャトル・ベクターpRTLCTA−sp56のプラスミド地図は、図6に示 されており、それにおいては、HindIIIセグメントが、発現制御配列を含 み、且つコレラ毒素α鎖(CTOX Aとしてラベルされている)内に機能する ように連結されているsp56をコードするDNAフラグメント(「sss」と ラベルされている)の位置を実例をもって示していることが、示されている。コ レラ毒素α鎖−sp56融合構築物を生ずるために、表1から、コレラ毒素α鎖 遺伝子中に存在するClaI制限部位への連結を考慮に入れて、ClaI制限部 位を含むsp56 cDNA配列が選択され、且つ、合成またはPCRにより製 造される。制限部位解析により、一旦、sp56をコードする配列の挿入が確か められたら、融合タンパクをコードするカセットが、HindIII消化により 、同様に消化されたpGA482植物発現ベクターへのその後の連結のために、 単離される。sp56挿入物のない、コレラ毒素α鎖融合タンパク・カセットの ヌクレオチド配列は、1956塩基を有して配列番号12に挙げられている。コ レラ毒素遺伝子の7位においてアルギニンの替わりにリジンをコードする修飾さ れたコレラ毒素α鎖は、787位と788位に、配列番号12に示されているよ うなシトシンおよびグアニンの替わりに、二つのアデニン・ヌクレオチドを含む 。修飾されたα鎖を有する、ベクターでラベルされたpRTLCTAm−sp5 6は、図7に概略的に示されている。同図においては、他のすべてのベクター要 素は、図6のために記載されたも要素と同様である。 前記したものと同じベクター要素を含みもするが、コレラ毒素β鎖をコードす るヌクレオチド配列を有するコレラβ鎖融合タンパク構築物は、図8に示されて いる。BglIIに特異的な末端を含むsp56をコードする配列が、同図にお いて「sss」として示されている、コレラ毒素β鎖内のBglII部位に挿入 される。p56挿入物を欠く、コレラ毒素β鎖HindIII融合カセットのヌ クレオチド配列は、配列番号13に挙げられている。 より大きなsp56ポリペプチドおよび融合タンパクを発現するために、図9 に概略的に示されているベクターpCTA02−1sp56も構築された。Cl aI制限部位以外のコレラ毒素α鎖中のヌクレオチドが除去され、それにより、 同様に調製されたsp56挿入物のKpnI/ClaI消化ベクターへの直接的 な連結を可能にする。他のベクターを用いるときには、融合タンパク発現カセッ トは、植物発現ベタターへのその発現のためのサブクローニングのために、Hi ndIIIでの消化によって単離される。 融合構築物を調製するために使用された、選択されたシャトル・ベクターに応 じて、コレラ鎖をコードする遺伝子/sp56コード領域と共に、またはコレラ 毒素α鎖を欠くもの(pCTA02−1sp56)と共に、制御要素を含むHi ndIII単離フラグメントが、その後、別々に、同様に消化されたpGA48 2へ挿入される[アン(An)等、Plant Molecular Biol ogy Manual 、A3巻、1−19頁(1988年)]。組換え植物ベク ターは、その後、タバコやアルファルファ等の植物に感染させるために使用され る。好ましい植物ウイルスは、アグロバクテリウム(Agrobacteriu )株のLBA4404である。4.合成ムリン(ネズミ)sp56ポリペプチドおよびキメラsp56ポリペプ チド免疫原の調製 本発明の免疫避妊分子を調製するための、替わりの、しかし同様に有効な方法 においては、それを受け取る患者に注入されたときに、選択されたキャリアー分 子と協力して免疫応答をもたらすためのハプテンとしての使用のために、sp5 6由来ポリペプチドが合成される。 この試みの一例として、表1に挙げられているsss3 cDNAによってコ ードされる、下線を引いた一文字法アミノ酸残基配列CNISETNVTNKT YLFGH (配列番号14)を有する、sp56特異的配列の16アミノ酸ペプ チドが、マウスを経口的に免疫化するために、ハプテンとして使用された。ペプ チドが、ザ・スクリップス・リサーチ・インスティチュート・コア・ファシリテ ィ(The Scripps Research Institute Cor e Facility)によって合成され、それは、N−末端に更なるシステイ ンを含んでいた。ペプチドの下線部分は、配列番号2に挙げられたsp56タン パクの、アミノ酸残基396−411位に相当する。上記sp56ペプチドの逆 のアミノ酸残基配列CHGFLYTKNTVNTESIN(配列番号15)を有 するペプチドが、免疫応答の特異性を評価するために、対照として使用された。 このハプテン(1.5mg)が、露出されたN−エチルマレイミドを介して、 1mgのSulfo−SMCC修飾コレラ毒素Bサブユニット(CT−B、1サ ブユニットあたり最大10SMCC残基)に架橋された。結果として得られた免 疫原は、CT−B−sss3ppと命名された。コレラ毒素は、経口での耐性( トレランス)なしに強い粘膜の免疫応答を発現させるために他のハプテンを提供 するためにうまく使用されているので、アジュバントまたはキャリアーとして選 択された[ブラック(Black)等、Infect.Immunity、55 巻、1116−1120頁(1987年);マックギー(McGhee)等、 eprod.Fertil.Devel. 、6巻、369−379頁(1994 年)]。ジフテリア毒素を含む替わりの試薬も、キャリアーとして有用である。 ペプチド・ハプテンを含むCT−B(CT−B−sss3pp)は、サイズ排 除クロマトグラフィーによって精製され、そのアリコートのSDS−PAGE解 析により、修飾が確かめられた。結果として得られた免疫原は、その後、実施例 5に記載のように、マウスを免疫するために使用された。 表1に挙げられた他のsp56ポリペプチドは、経口摂取での免疫避妊の誘導 での使用のための免疫原として、同様に調製される。当業者は、また、キャリア ー分子と協力してまたは協力することなしに、合成ポリペプチドが使用されるこ と、およびキャリアー分子は、コレラ毒素に限定されないことをも理解する。5.sp56免疫原によるマウスの免疫化 免疫避妊剤としての役割を果たすためのsp56組成物の能力は、先ず、実施 例1に記載されているように調製された、精製され、変性され、還元されたsp 56を用いて評価された。試験のために、25日令の一匹の雄のマウスが、精製 され、変性され、還元されたsp56で、腹腔内免疫された(1日目に完全フロ インド・アジュバントを500ng、60日目に不完全フロインド・アジュバン トを500ng)。完全および不完全フロインド・アジュバントの偽の注入が、 他の雄のマウスに対して行われた。 sp56で免疫された雄からの睾丸の切片が、ヤギ抗マウスIg接合ホースラ ディッシュ・ペルオキシダーゼを用いて、ジアミノベンヂジンで発色させ、ヘマ トキシリン/エオシンで対比染色されて、免疫組織化学的に解析された。同じ方 法で免疫組織化学的に染色された、偽薬で免疫された雄からの睾丸の切片と比べ たときに、sp56で免疫された雄は、精子細胞および精子の除去が引き伸ばさ れていた。閉鎖性細胞が、マウスIgに陽性に染色されたので、観察された精子 形成の後期の除去は、大部分は免疫攻撃によるものらしかった。免疫された雄は 、4匹の雌のマウスと交尾し且つ挿入したが、子孫は観察されなかった。偽薬で 免疫された雄は、5腹の子を作った。この結果は、マウスにおいて、sp56へ の免疫応答が、雄性不妊をもたらすことを示している。 免疫避妊剤として作用する他のsp56に由来するポリペプチドを評価するた めに、実施例4で調製されたハプテン修飾CT−B(CT−B−sss3pp、 実験用、マウス番号5−8)またはCT−B単独(CT−B、対照、マウス番号 1−4)が、28日令の処女雌マウス(HSD:ICR系、ハーラン・スプラグ −ドーリー)に、100μlの生理食塩水中でおよそ20μgのタンパク/週/ マウスを使用して、週ごとの挿管で投与された。3回の週ごとの挿管の後、眼窩 内の出血により、血清が得られ、粘膜抽出物は、均質化された大便のペレットか ら得られた。稀釈された血清(50μl、1/10、トリス緩衝生理食塩液中) および粘膜抽出物(トリス緩衝生理食塩液0.5ml中で均質化された一つの大 便のペレットから50μl)が、精製され凍結乾燥されたsp56(5ng)を 含む96ウェルのプレート中でインキュベートされ、以前に記載された[チェン グ(Cheng)等、J.Biol.Chem.、125巻、867−878頁 (1994年)]ように行われた修飾ELISAにおいて、抗原認識が解析され た。結合した血清および粘膜Igを検出するために、ヤギ抗マウスIgGの銀増 幅コロイド状金接合体(シグマ、ミズーリ州セントルイス)とヤギ抗マウスIg A(シグマ)がそれぞれ使用された。 sp56由来ハプテン(CT−B−sss3pp、実験用)で免疫されたマウ スは、表2に示されている精製されたsp56を認識する抗体を含んでいた。血 清IgGと粘膜IgAの両者について、結果は同じであった。各免疫原について 、陽性(+)または陰性(−)として提供されたものそれ自体、結果のみ、が示 されている。 表2 マウス番号 免疫原 結果 1 CT−B − 2 CT−B − 3 CT−B − 4 CT−B − 5 CT−B−sss3pp + 6 CT−B−sss3pp + 7 CT−B−sss3pp + 8 CT−B−sss3pp + 表2に示されるように、4匹のCT−B−sss3ppで免疫されたマウスす べてが、sp56に結合したIgAとIgGの両者を含んでいたが、一方、4匹 のCT−Bで免疫されたマウスのいずれもが、タンパクを検出可能に認識する抗 体を含んでいなかった。 免疫されたマウスの抗血清を特徴付けるために、免疫組織化学およびウェスタ ーン・ブロット解析の両者が、マウスの精子および可溶化されたマウス精子タン パクにつき、それぞれ行われた。 免疫されたマウスからの血清は、3回の週ごとの経口免疫化の後、眼窩内の出 血によって得られた。免疫組織化学的解析のために、稀釈された血清(トリス緩 衝生理食塩液中で1/10)が、ガラススライド上において、固定されたアクロ ソームが完全なマウス精子(免疫されなかった雄からのもの)のIgGの認識に ついて、以前に記載された[チェング(Cheng)等、J.Biol.Che m. 、125巻、867−878頁(1994年);ブックバインダー(Boo kbinder)等、Science、269巻、86−89頁(1995年) ]ように、コロイド状金接合ヤギ抗マウスIgG(シグマ)を用い、銀増幅免疫 金染色により、試験された。 CT−B−sss3ppで免疫されたマウス番号5からのIgGは、もっぱら 、免疫されなかった精子のアクロソームを覆っている原形質膜の領域(sp56 が位置している)に結合した。マウス番号6−8からの血清IgGは、免疫組織 化学染色で同じパターンを与えた。CT−B単独で免疫されたマウス番号1から のIgGの結合は、検出されなかった。マウス番号2−4からの血清IgGは、 免疫染色で同じパターンを与えた。 マウス番号1および5(それぞれ、対照CT−BおよびCT−B−sss3p pにて免疫されたもの)の血清IgGが、ウエスタン・ブロットにより、抗原特 異性について解析された。このアッセイのために、免疫されなかったマウスの精 子からの総トライトン(Triton)可溶性タンパクが、SDS−PAGEに 供せられ、インモビロン(Immobilon)膜に移され、且つ、ストリップ (ストリップあたりおよそ505gの精子タンパク含有)が、前記[チェング( Cheng)等、J.Biol.Chem.、125巻、867〜878頁(1 994年)]のようにして、免疫性血清でプローブされた。抗体でプローブされ た膜が、前記のように、銀増幅免疫金染色で発色された。ブロットをプローブす るために使用された基本的な抗体は、マウス番号1(1/100希釈)からまた はマウス番号5(1/10希釈)からの抗体、または抗sp56モノクローナル 抗体7H12(50μg/ml;陽性の対照)であった。 総界面活性剤可溶性精子タンパクのウェスターン・ブロット解析は、sp56 が、抗sss抗体によって認識される唯一のタンパクであることを示した。CT −B−sss3ppで免疫されたマウスからの血清IgGは、第10図に示すよ うに、非還元ゲル上で、単一の分子量40kDaのバンドを認識した。同図にお いては、陽性の対照のモノクローナル抗体7H12も、40kDaのタンパクと 免疫反応した。「o」は、分離ゲルの起源を示す。これらの結果は、選択された sp56 sss3pハプテンが、マウスを経口的に免疫するためにうまく使用 され、且つ、イン・サイツで、sp56に対して、免疫応答が指示されたことを 示している。 免疫されたマウスからの精子は、その後、本発明のsp56ポリペプチド免疫 避妊組成物の直接の影響を評価するために、免疫組織化学的に解析された。この アッセイのために、前記[ブレイル(Bleil)およびワッサーマン(Was sarman)、Proc.Natl.Acad.Sci.,USA、85巻、 6778−6783頁(1988年)]されたように、免疫されたマウスからの 精巣上体尾部精子が単離され、受精能獲得を支持する培地中で、30分間インキ ュベートされた。インキュベートされた精子は、上に前もって記載された免疫組 織化学のために、固定され且つ調製された。乾燥され培養皿に塗られた精子が、 元に戻され(水和され)、25℃で4時間、TNBG(50mM トリス−塩酸 、pH7.5、150mM NaCl、4mg/ml ウシ血清アルブミン(B SA)[シグマ]、および5% 正常ヤギ血清[シグマ])中でインキュベート され、その後、50μg/mlでコロイド状金−接合ヤギ抗マウスIgA(シグ マ)を含むTNBG中で、4時間インキュベートされた。精子は、洗浄され、銀 で増幅され、且つ前記したように対比染色された。 明白な観察結果は、対照または実験マウスからの精子の運動性のレベル(およ そ70%)間のまたはタイプ間の違いを示さなかった。CT−B−sss3pp 免疫マウスからのアクロソームが完全な精子は、「三日月」が、sp56の位置 を定めて、アクロソームの上を覆っている原形質膜の表面にまったく限定された 免疫金染色を示した。対照のCT−B免疫マウスからの精子では、免疫金染色は 、検出されなかった。 免疫されたマウスからの精子は、その後、精子−卵子結合アッセイで特徴づけ られる。前記したように、受精能獲得のためにインキュベートされた精子の一部 が、前記[ブレイル(Bleil)およびワッサーマン(Wassarman) 、Proc.Natl.Acad.Sci.,USA、85巻、6778−67 83頁(1988年)]したように、塊のないマウス卵子を用いて、精子−卵子 結合アッセイに挑戦させられた。卵子あたりの結合精子の数(アッセイあたり、 10個の卵子および2個の二細胞胚)が、前記のようにして測定される。 他のマウス(雄および雌)が、組換えおよび合成分子のためにそれぞれ実施例 3および4に記載されたようにして調製された、同等に調製されたsp56免疫 避妊組成物を用いて、免疫される。免疫化に対する応答は、キャリアー分子を用 いてまたは用いずに、組換え型でまたは合成によって調製される、アッセイされ たsp56タンパクまたはポリペプチド試薬のそれぞれについて、ここに記載の ようにして評価される。 本発明のsp56免疫避妊タンパクまたはポリペプチドを用いてうまく免疫さ れた雄のマウスは、その後、生殖可能性を評価するために、交尾させられる。E LISAにより、免疫応答を明示している少なくとも一種を含む群からのすべて の雄および雌は、生殖能力が無いことを試験するために、60日目(免疫化後6 0日)に、別々に、免疫されていない相手と交尾させられる。最大20日間、つ かいが一緒に檻で飼われ、雌は、各朝に、交尾栓について検査される。交尾し、 免疫されていない雌は、20日間と、その期間の後の21日間、妊娠について、 腹部の膨張の明白な観察結果と分娩の両者によって検査される。免疫された雄の 避妊の成功は、出産できない、免疫されていない雌(免疫された雄と交尾させら れた)の百分率として測定される。交尾し、免疫された雌は、分離されて、同様 の方法で妊娠について検査される。免疫された雌の避妊の成功は、出産できない 交尾し、免疫された雌の百分率として測定される。各群について、成功率の最小 要求値は、雄について50%の避妊および雌について50%の避妊である。これ らの低い数値ですら、げっ歯類の固体数の低下のために、試薬の効果は十分であ る。 101日目に、10−20匹のうまく免疫された避妊雄(各群から5匹以下) が、その後、免疫避妊の部位を決定するために解析される。これらの雄は、免疫 されていない雌と交尾させられる。交尾した雌は、交尾後7時間で犠牲とされ、 それらの卵管および子宮角が、切り開かれ且つ生理食塩水で洗い流された。すべ ての細胞性物質が、遠心分離によって分離される。洗浄水(フラッシュ)中の可 溶性物質が、上記の如く、ELISAによって抗sp56Igについて解析され る。Igの型の決定は、ELISAによって行われる。洗浄水中に精子が無いと いうことは、免疫攻撃および管の防御の上流における精子の除去を示す。洗浄水 中に見出された精子には、損なわれた運動性、T細胞またはマクロファージとの 会合、およびヤギ抗マウスIgG−ホースラディッシュ・ペルオキシダーゼ接合 体を用いての抗体被覆が観察される。すべてのケースにおいて、Fcレセプター の結合が、前記[チェング(Cheng)等、J.Biol.Chem.、 125巻、867−878頁(1994年)]したように、正常ヤギ血清によっ て事前ブロックされる。精子の存在と、Igおよび/または免疫細胞の会合は、 精巣上体または精液中で分化された精子に対する粘膜の免疫攻撃を示す。 次に、うまく免疫された不妊雄の半分が犠牲にされ、生殖器官が、免疫化依存 病理学の観点で解析される。睾丸および精巣上体が、前記の如く、固定され、包 埋され、切片にされ且つ染色される。これらの不妊、sp56免疫化雄の睾丸お よび精巣上体切片は、前記の如く、免疫攻撃の方法を定めるために、免疫組織化 学によって解析される。この手順は、免疫応答が、免疫系の細胞(例えば、マク ロファージ、キラーT細胞)による侵襲を含むのか、あるいは単に循環している または分泌された抗体による攻撃によるのかを決定するために使用される。これ らの5−10匹のsp56で免疫された雄の死体は、ザ・スクリップス・アニマ ル・ファシリティ・ベタリナリアン(the Scripps Animal Facility Veterinarian)により、他の器官における解剖 病理学のために、更に解析される。 仮に、sp56で免疫された雌が避妊(即ち、交尾栓によって決定して交尾に 成功、しかし子孫はなし)を証明するなら、それらは、その後、卵管および子宮 角中での精子への免疫攻撃が試験される。10匹もの避妊、TMV−sp56免 疫化雌が、免疫されていない雄と交尾させられ、それらの卵管および子宮角中の 精子が、前記の如く、免疫攻撃の根拠のために解析される。 TMV−sp56タンパクまたはポリペプチド免疫が可逆性であるか否かを決 定するために、更なるアッセイが行われる。sp56依存性不妊の可逆性は、絶 滅の危機に瀕した(threatened or endangered)げっ 歯類が有害なげっ歯類の個体群と同じ生態的地位を占めるならば、望ましいかも しれない。この状況のために、残りの、うまく免疫された雄および雌の繁殖力の 試験が、続けられる。81日目の後、これらの動物が、野生型TMVまたは他の デリバリー・ビヒクルを含む食用ペレットの飼料を与えられる。120日間、前 記の如く、それらの繁殖力が試験される。sp56依存性不妊の可逆性の成功が 、sp56で免疫された雄との交尾の後に出産した免疫されなかった雌の百分率 および免疫されなかった雄との交尾の後に出産したsp56で免疫された雌の百 分 率として測定される。6.ムリン(ネズミ)sp56の哺乳類cDNAホモログの単離 実施例2に記載のようにして得られたムリンcDNA sp56の哺乳類cD NAホモログが、ここに記載のスクリーニング・プロトコルによって得られる。 そのプロトコルは、哺乳類組織をスクリーニングするために設計されているとは いえ、その手順は、ヒトホモログのみを単離するために記載されている。当業者 は、ヒトsp56ホモログを単離するための記載された方法が、他の哺乳類のホ モログの同定における使用のために、容易に推定によって適用されることを理解 する。更に又、当業者は、哺乳類のホモログの同定は、ここに記載された方法に 限定されないことも理解する。 予備スクリーニングにおいて、ヒト睾丸RNAの厳密さの低いノーザン・ブロ ット解析(マウス精子sp56をコードする全長cDNAでプローブ)が、1− 2kb範囲において、かすかなRNAバンドを検出した。RNAのハイブリダイ ズは、低い厳密さで検出されるのみであるので、そのRNAによってコードされ たホモログは、おそらく、sp56に対して遠い関係にある。ヒト精子タンパク のヒト卵母細胞ZP認識ドメインが、マウスにおけるケース[フローマン(Fl orman)等、Devel.Biol.、106巻、2430151頁(19 84年);フローマン(Florman)およびワッサーマン(Wassarm an)、Cell、41巻、313−324頁(1985年);ブレイル(Bl eil)およびワッサーマン(Wassarman)、Proc.Natl.A cad.Sci.,USA 、85巻、6778−6783頁(1988年)]の ように、炭水化物の替わりにZPポリペプチドを認識できるので、このことは、 予期されるかもしれない。 ヒト睾丸RNAの更なるノーザン・ブロット解析が、sp56ホモログをコー ドするヒト睾丸cDNAを同定するためのプローブ(sp56 cDNA由来) を同定するために、行われる。すべてのノーザン・ブロット解析が、好結果のR NAの、単離、転写およびG3PDH mRNAのためのプローブを用いた後ス クリーニングによる提供のために、試験される。sp56ホモログをコードする ヒト睾丸RNAをノーザン・ブロットで検出するために、二つのタイプの核酸プ ローブが使用される。最も高いピーク/ノイズ比を提供し、且つ、ブロット上の RNAバンドの最も小さい数に明らかに結合するこれらのプローブが、cDNA スクリーニングのために選択される これらのプローブは、次のように説明される:I型プローブ : 二本鎖32Pラベルのランダムに用意されたDNA sp56c DNAプローブが、配列番号1のヌクレオチド配列を有する全長sp56 cD NAクローン7.1から、またはそのcDNAのサブクローンから調製され、前 記されたように[ブックバインダー(Bookbinder)等、Scienc 、269巻、86−89頁(1995年)]、ノーザン・ブロットをプローブ するために使用される。全長プローブは、マウス睾丸RNAのノーザン・ブロッ トにおいて、sp56 RNAを同定するために巧く使用されているという、そ して、比較的低い厳密さで、ヒト睾丸RNAを検出するという利点を有する。更 なるノーザン・ブロットの全長プローブを用いての研究が行われる。その研究に おいては、よりよいピーク/ノイズ比を得るために、ハイブリダイゼーション後 の洗浄条件の厳密さは、様々とされる。例えば、ハイブリダイゼーション後の洗 浄は、4×SSC、0.5%SDS(25℃)を用いて繰り返され、SSCの濃 度は後に多様化され(4×〜6×)、SDSの濃度は多様化され(0.5%〜0 .1%)、且つ、いくつかの実験においては、デンハーツの試薬(Denhar dt’s Reagent)等のブロッキング剤が添加される。替わりに、ノー ザン・ブロットをスクリーニングするために、上記の如く、sp56 cDNA のサブクローンを表し、且つ、sp56 cDNAクローン7.1の5’側半分 (配列番号1の塩基1−1300)またはsp56 cDNAクローン7.1の 3’側半分(配列番号1の塩基1301−2050)に相当する他のプローブが 、使用される。II型プローブ : sp56 cDNAに由来する、その3’末端にビオチンを 有する一本鎖合成ビオチン化デオキシリボヌクレオチド60量体アンチセンス・ 、プローブが、ザ・スクリップス・インスティチュート・コア・ファシリティ( The Scripps Institute Core Facility) によって合成される。これらのアンチセンス・プローブは、遺伝子銀行の継承番 号 U17108として挙げられているsp56 cDNA配列中および配列番号1 中に示された領域に対する、5’から3’の方向に書かれた、次に記載された相 補配列を有する: 5’非翻訳領域中のヌクレオチド1−60(配列番号1)に相補的な: 5’TCTGAATAAGACGTAGGAAGACTCTAGTGTTGCC TTGGGTTTTTCGCCCCTCCTCGTGCC3’(配列番号16); Sushiドメイン1中のヌクレオチド181−240(配列番号1)に相補的 な: 5’GTTGTTGACTCATACAACTGGTTGGTTGGAGAAG CAAACGGTAAAAGGGGTGGAGGTCCA3’(配列番号17); Sushiドメイン4中のヌクレオチド781−840(配列番号1)に相補的 な: 5’CCCTTCTTGCATCGGATCTCAAGAGCGTCTCTGT ACGCATAGAACTGTCGAAATCCAGGG3’(配列番号18); および 配列特異的ドメイン(sss)中のヌクレオチド1381−1440(配列番号 1)に相補的な: 5’CCTTTCATGGCATGCTCGGTTGAGTTTTCTTCAT GACCAAATAGATAGGTTTTGTTTGTC3’(配列番号19)。 四つのプローブが、可能性のあるsp56のヒト精子アナログに対する予期さ れたsp56相同性に基づいて選択された。5’非翻訳領域が、発現におけるそ の殆ど確実な調整機能のために、選択された。Sushiドメイン1および4の 領域は、sp56のN末端の半分が、保存された精子固定(アンカーリング)ド メインを表すという証拠の下で、大部分が保存されている。sp56の炭水化物 認識ドメインの一部としてのsp56特異的配列(sss)は、保存されていな いらしく、且つ、ノーザン・ブロット解析では、陰性の対照として機能する。し かしながら、ノーザン・ブロット上でヒト睾丸RNAを明確に且つ満足に検出す るプローブのいずれか(またはすべて)は、その後cDNAスクリーニングのた めに使用される。一本鎖ビオチン化ポリヌクレオチド・プローブが、製造者[ミ リポア(Millipore)、バイオラッド]によって示唆された条件の下、 ヒト睾丸およびマウス睾丸(陽性の対照)からのUV架橋RNAを含むノーザン・ ブロットにハイブリダイズされる。最も高いピーク/ノイズ比を得るために、ハ イブリダイゼーション後の洗浄が、様々なレベルの厳密さの下で行われる。ハイ ブリッドの検出のために、ブロットが、その後、ストレプトアビジン−アルカリ ホスファターゼ接合体を用いてプローブされ、且つ、BCIT−BPT試薬を用 いて発色される。 sp56 cDNA配列(その配列のプローブは、ヒト睾丸RNAを有するノ ーザン・ブロット上の個々のRNAバンドを巧く検出するために明らかとされて いる)が、その後、ヒト睾丸cDNAライブラリをスクリーニングするために使 用される。ブレイル博士(Dr.Bleil)の研究室が、前記[ブックバイン ダー(Bookbinder)等、Science、269巻、86−89頁( 1995年)]の如く創造され、且つλ−ZapIIベクター中におよそ108 個の独立クローンを含むオリゴ−dT−プライムド・ヒト睾丸cDNAライブラ リを開発した。それに匹敵するライブラリは、市場で入手可能でもある。前記の 如く選択されたプローブが、本質的にマウス睾丸cDNAライブラリのスクリー ニングのために前記されたようにして、ライブラリをスクリーニングするために 使用される。そのようなスクリーニングにおいて検出されたプラークが、クロー ニングされ、且つ、前記の如く、cDNAの配列が決定される。 配列が決定されたcDNAは、次の基準に基づいて、sp56のヒトアナログ をコードするcDNAの候補として同定される: 1. cDNAクローンを同定するプローブは、マウス(陽性の対照)およびヒ ト睾丸RNAの両者のノーザン・ブロット上で、個々のRNAバンドも検出 しなければならない。前記の如く、sp56のsssをコードするプローブ は、ヒト睾丸RNAまたはそれらの個々のcDNAを同定するために予期さ れない。 2. 選択されたcDNAの翻訳された配列は、sp56アミノ酸配列(の少な くとも半分)に対して、かなりの相同性を有さなければならない。sp56 は、タンパク・レセプター(そのそれぞれは、Sushiドメインと呼ばれ る短い相同の繰返しを含む)のスーパーファミリーの一種であるから、スー パーファミリーの他のもの(sp56ホモログではない)が、偶然に同定さ れ得る。例えば、相補的4B結合タンパク(C4BP)のαサブユニットが 、47%の全体としてのアミノ酸同一性を有して、sp56に最も密接に関 連する。しかしながら、Sushiドメイン1−5のsp56のN末端側の 半分は、ヒトC4BPに対して54%のアミノ酸同一性を有し、一方、Su shiドメイン6、SSS、Sushiドメイン7および基本的なC末端テ ールを含むC末端側の半分は、ヒトC4BPに対して36%のアミノ酸同一 性しか有さない。従って、sp56のヒト精子ホモログとしての候補である ためには、選択されたcDNAの翻訳された配列は、47%を超える、sp 56に対する全体としてのアミノ酸同一性を有さなければならないか、また は、N末端側の半分が、54%を超える同一性を有さなければならないか、 または、C末端側の半分、36%を超える同一性を有さなければならない。 これらの必要条件は、機能的にマウス精子sp56のホモログではないタン パクを同一視する機会を最小化するために、選択される。 上記基準に適合して選択され且つ配列が決定されたcDNAは、sp56のヒ ト精子ホモログの候補をコードするとして同定される。ヒトsp56ホモログは 、精子および精子形成の後期に限定されねばならず、且つ、他のヒト組織が不存 在でなければならない。候補のタンパクの発現が、ヒトにおいて制限されている か否かを試験するために、前記のようにして、ヒト組織(心臓、肝臓、上皮、睾 丸、筋肉、肺、脳、腎臓および卵巣)から抽出されたRNAのノーザン・ブロッ ト解析が、選択されたヒト睾丸cDNAに由来する32Pハイブリダイゼーション ・プローブを用いて行われる。仮に、ムリンsp56のように、ノーザン・ブロ ットが、候補のsp56ホモログをコードするRNAが、睾丸においてもっぱら 発現されることを明らかにするならば、コードされたタンパクは、イン・ビボに おけるその機能とは関係なく、ヒトにおいて、理想的な免疫避妊の目標に相当す る。そのような候補の一つの他の要求される特徴は、仮にそれが有効な目標であ るとするならば、タンパクが、ヒト精子の表面上で発現されるということである 。 ヒトまたは他の哺乳類ホモログの同定および配列解析が、その後、本質的に実 施例3および4に記載の如く調製され且つ実施例5に記載の如く放出されたsp 56タンパクおよびポリペプチド免疫原の調製を可能とする。 特定の態様および例を包含する先行する明細書は、本発明の実例を示すもので あることが意図されており、且つ、限定するものとして解されることは意図され ていない。本発明の真の意図および範囲から離れることなく、多くの他の変形お よび修飾が行われ得る。 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION             Immunocontraceptive compositions containing sperm antigens and methods of using the sameTechnical field   The present invention relates generally to mammalian sp56 cDNAs encoding immunocontraceptive proteins. Related to the discovery of nucleic acids. The present invention further relates to a screening method related to immunocontraception. Described are immunocontraceptive polypeptides useful in methods, diagnostic methods and therapeutic methods.background   Recent interest in the potential for the development of oral contraceptive vaccines has led to potential costs [Alexanderand Baily, Reprod. Fertil. Devel., 6: 273-280 (1994)]. When administered orally, gamete-specific Kuching elicits a mucosal immune attack restricted to the reproductive tract, with one or both mates Eliminate children [Mestecky and McGhee, Adv. Immunol., 40: 153-245 (1987); McGhe e et al., J. et al. Clin. Immunol., 9: 175-199 (1989); Stern et al., J. Am. Reprod. Im munol., 22: 73-85 (1992); Meinertz et al., Amer. J. Reprod. Immunol., 25:15 8-162 (1991); McGhee et al., Reprod. Fertil. Devel., 6: 369-379 (1994)].   Development of oral contraceptive vaccines is based on the cell specificity required for sperm-egg interactions I have. To fertilize an egg, the mammalian sperm must first be thickened around the egg Must bind specifically and strongly to the zona pellucida, a coat of extracellular glycoprotein No. Binding is associated with contact between the sperm head plasma membrane and the surface of the zona pellucida, Species-specific. For example, in mice, sperm is composed of three glycoproteins in the zona pellucida. Is recognized as ZP3. ZP3 domain recognized by sperm plasma membrane In is a 3,900 dalton O-linked oligosaccharide. Amino acid sequence of ZP3 Does not vary significantly between species, and its ubiquitous role in sperm-egg recognition For some reason, considerable efforts have been made to develop immunocontraceptives that target ZP3. [Spifano and Dean, Rep. Fertil. Devel., 6: 319-330 (1994)].   Although this strategy may be effective in theory, recent studies have shown that ZP3 Filtration accelerated by orally immunizing female mice with a derived B cell epitope Ovarian involvement, including follicular atresia and massive proliferation of follicular cells Ki Suggested that the immune response does not necessarily lead to contraception I have. Ovarian lesions can be expected after immunizing females with ZP3. This is an immune attack Strike and removal of the growing oocytes from the follicles is triggered by the "stop growth" signal from the oocytes. Absent conditions can result in unlimited follicular cell division and tumor formation is there.   Another strategy for developing effective immunocontraceptives is to target sperm-specific antigens. is there. The immune challenge of such antigens in males renders those animals infertile. Antigen challenge with antigen, even during spermatogenesis, occurs during early meiosis in seminiferous tubules It should not have interfered with or affected the fissure event It is not believed that this would result in unlimited cell growth. In addition, the immunized female Due to the immune attack of sperm in the female reproductive tract, it is likely to be infertile. Sperm Allonidase PH-20 antigen [Primakoff et al., Nature, 335: 543-546 (1988) ); Fiszer-Szafarz et al., Acta. Biochimica Polonica, 42: 31-33 (1995); Line t al., J.S. Cell. Biol., 125: 157-163 (1994); and Gmachl et al., FEBS Lett. , 336: 545-548 (1993)], sperm lactate dehydrogenase isozyme LDH-C4. [Goldberg et al., Fertil. Steril., 35: 214-217 (1981); Freemerman et al., Mol. Reprod. Dev., 34: 140-148 (1993)], protein acrosome sp-10. [Srinivasan et al., Biology of Reprod., 53: 462-471 (1995)], and sp. 17 [O'Rand et al., J. Am. Reprod. Immonol., 25: 89-102 (1993)] Sperm proteins are used to immunize animals and / or cause infertility. I have been.   A mouse sperm protein called sp56 is a protein that mediates ZP3 sperm recognition. It has many of the expected properties of the protein and has recently been identified [Bleil and Wassarman, Proc. Natl. Acad. Sci., USA, 87: 5563-5567 (1990); Cheng et al. Cell Biol., 125: 867-878 (1994)]. sp56 is First in a study designed to identify the ZP3-recognition protein of mouse sperm It's been found. Purified ZP3 is modified with a photoactivatable crosslinker and attacked with live sperm Or cross-linked to an affinity column and reacted with soluble whole sperm protein. In each of these two independent methods, the only identified mouse sperm protein was sp5 6. sp56 is a homomultimeric peripheral membrane protein whose monomer is Rhinoceros Size is 56,000 daltons, and the acrosome in which the ZP3 binding site is located exactly. It is localized only in the plasma membrane of the sperm head overlying the soma (acrosome). sp56 is ZP 3, terminal sugars required for sperm recognition of FD oligos and FD-oligos of Zp3 It is a lectin having specific affinity for certain a-galactose. On sperm Based on the number of ZP3 binding sites, approximately 25,000 sp56 molecules form the sperm surface It is predicted to exist.   Recently, a cDNA encoding sp56 has been cloned [Bookbinder et al. al., Science, 269: 86-89 (1995)]. Sp56 derived from the isolated cDNA The primary sequence is a series of 60 amino acids in length, called the Sushi domain. Superfamily of protein receptors characterized by the presence of homologous repeats of Indicates that you are a member of Each Sushi domain has 10 substantially unchanged Contains amino acids. In line with their qualification to be a member of the superfamily, sp56   The cDNA is a 44 amino acid stretch near the carboxy terminus unique to that protein. Code the reticle. Therefore, this unique stretch is the sp56 specific sequence Called the domain (sss), which is thought to define a species-specific epitope . As predicted by the cDNA encoding the peripheral membrane protein, this cDNA sequence Encodes a signal peptide located upstream of the Sp56 amino terminus. sp 56 cDNA is from the amino terminus to the end of the cDNA open reading frame. Encodes a polypeptide of 62,000 daltons, as determined above. This 62, The 000 dalton polypeptide is called "prosp56" and has a carboxy terminal Proteolytic removal of approximately 6,000 daltons of mature sp56 (5 6,000 Daltons). Therefore, this molecule is It is called sp56 in connection with 56,000 daltons. sp56 cDNA The monoclonal antibody and molecular probe developed by Are limited to only spermatogenic cells, and neither their protein nor mRNA They have been used to demonstrate that they do not accumulate in other mouse tissues.   However, in contrast to the sperm antigens described above, sp56 is unique in the following respects: You.   1) sp56 expression is restricted to sperm only and is closely related to protein ( Ma Or isozymes) are not expressed in body tissues, providing an opportunity for systemic immunity. Is minimal;   2) sp56 is present on the sperm surface and therefore in both male and female reproductive tracts And is subject to immune attacks; and   3) The expression of sp56 occurs after maturation of the immune system, which is both male and female. It means that immunity presents "foreign" antigens.   Thus, in light of the above features of sp56, sp56 antigenic polypeptides It is desirable to design an immunocontraceptive vaccine composition based onBRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION   A mammalian sperm protein, named sp56, is available from rodents to humans. Have been found to be useful as immunocontraceptive vaccines for certain mammalian species.   Accordingly, the present invention relates to sp56 antigens useful in immunocontraceptive vaccine compositions. Various antigenic polypeptides containing determinants are described.   In addition, a bait (bait) or a feed (feed) containing the antigenic polypeptide may be used. Immunocontraceptive methods using the above vaccine composition, including oral contraception using agents, are also described. You.   The present invention relates to anti-sp56 antibodies useful for detecting the presence of sp56 antigen in a sample. Also described are monoclonal antibodies. Immunological methods include sp56 antigenic determinants and Using antibodies and antigenic polypeptides to detect and anti-sp56 antibodies. Illustrated. These methods evaluate sperm fertility, detect sperm sp56 antigen and It is useful for confirming the effectiveness of the vaccine of the present invention which induces immune responses.   Recombinant DNA expression vector and recombinant protein containing sp56 antigenic determinant The manufacturing method is also described.   The present invention has the following advantages.   The use of immunocontraceptives can be used in the absence of repeated exposure to the sp56 antigenic determinant. It is reversible as long as the level of circulating antibodies is reduced. Wild pest control This substance is non-toxic as long as it does not contain toxins when formulated as feed for Therefore, compared to accidental consumption by non-target animals or humans. Relatively secure. In addition, immunocontraceptives can only be reached in the animals that contraception targets. So that it does not occur in other animals or humans that It can be formulated to include a restricted sp56 sequence. Other advantages are to those skilled in the art. Is easily understood.BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES   FIG. 1 shows the mouse sp56 cDN with GenBank accession number U17108. 2 shows the amino acid residue sequence of A clone 7.1. Signal peptide (leader sequence ) Starts at -32 and is two residues before the first Sushi domain underlined. Ends with glycine. The remaining six Sushi domains are shown similarly .   FIG. 2 is a diagram showing a sp56 7.1 cDNA clone. Is indicated by a “scale” mark. Ribosome binding site (RBS) and poly A signal Is shown on the scale with the experimentally determined poly A site. Coded poly Peptide regions are indicated by arrows. Sushi domains 1 to 7, signal peptide, sp56-specific sequence (sss) and the basic C-terminus of prosp56 polypeptide The position of the end tail is also shown.   FIG. 3 schematically shows a typical Sushi domain structure. In that, Each domain is composed of about 60 amino acids, of which 10 discontinuous amino acids ( C, P, Y, C, G in one-letter notation from the amino acid terminal to the carboxy terminal , C, G, W, P, and C) are substantially invariant and specific positions within the sequence Exists. The remaining about 50 amino acids show considerable diversity. This general The structure has the following features.   1) Two disulfide bonds of C1-C3 and C2-C4 are looped loops Form a structure;   2) at least one proline near each disulfide bond, continuous Provide the necessary strand turns for connection of the Sushi domain; and   3) G and W are present in the inner hydrophobic loop.   FIG. 4 shows the sp56 polypeptide (in this case, sp56 specific sequence (sss) domain). Chimeric poly (TMV) containing TMV coat protein (cp) The first part of a step-wise method for the preparation of chimeric genes encoding peptide molecules Show. This method, including the step of preparing chimeric primers, Completely describe.   FIG. 5 shows the cloning of the TMV / sss gene into the homologous region of the complete TMV gene. Contains TMV coat protein (cp) along with sp56 polypeptide Of a stepwise method for the preparation of a chimeric gene encoding a chimeric polypeptide molecule Shows the final step. Expression of the chimeric polypeptide molecule is exposed on the viral coat Shown with TMV having a sp56-specific polypeptide (hapten) . The final step is described more fully in Example 3.   FIG. 6 is a schematic plasmid map of pRLCTA-sp56 described in Example 3. It is.   FIG. 7 is a schematic plasmid map of pRLCTm-sp56 described in Example 3. It is.   FIG. 8 shows a schematic plasmid site of pRLCTB-lsp56 described in Example 3. FIG.   FIG. 9 shows a schematic plasmid site of pCTA02-lsp56 described in Example 3. FIG.   FIG. 10 shows from non-immunized mice under non-reducing conditions on SDS-PAGE. From mice immunized with CT-B-sss3pp against mouse sperm protein Figure 4 shows a Western blot analysis of antisera. CT-B- labeled CTB-SSS Antiserum from sss3pp-immunized mice and monoclonal antibody 7H as a positive control 12 is specific for non-immune sperm proteins with a molecular weight of 40,000 daltons (40 kDa) Reactive.Detailed description of the invention A. Definition Amino acid residue : The polypeptide was chemically digested (hydrolyzed) at its peptide bond. Amino acids formed at the time. The amino acid residues described herein are preferably Is in the “L” isomer form. However, the residues in the "D" isomeric form , Any L-amino acid residue so long as the polypeptide retains the desired functional properties. Can be replaced. NHTwoIs the free amino acid at the amino terminus of the polypeptide. Refers to the amino group of COOH is free at the carboxy terminus of the polypeptide Of the carboxyl group. According to the standard polypeptide nomenclature [J. Biol . Chem., 243: 3552-59 (1969), and 37 CFR 91.822 (b). Used in (2)], and the abbreviations of amino acid residues are as shown in the following correspondence table. is there.                           Correspondence table         Notation amino acid One character Three letters Y Tyr tyrosine G Gly Glycine F Phe phenylalanine M Met methionine A Ala Alanine S Ser Serine I Ile Isoleucine L Leu Leucine T Thr threonine V Val Valin P Pro Proline K Lys Lysine H His histidine Q Gln Glutamine E Glu Glutamic acid Z Glx Glu and / or Gln W Trp Tryptophan R Arg Arginine D Asp Aspartic acid N Asn Asparagine B Asx Asn and / or Asp C Cys cysteine X Xaa unknown or other amino acid   As used herein, all amino acid residue sequences represented by the formula Note that it has a left-to-right orientation, in the conventional direction to the carboxy terminus. I want to. Furthermore, the phrase “amino acid residue” refers to the amino acids listed in the correspondence table, And 37 CFR 1.822 (b) (4), incorporated herein by reference. It is broadly defined to include modified and unusual amino acids such as those described. Further In addition, the first or last dash of the amino acid residue sequence may include one or more amino acids. Peptide bond with a further sequence of noic acid residues or NHTwoOr an acetyl group Shows a covalent bond with an amino terminal group or a carboxy terminal group such as COOH Note thatRecombinant DNA (rDNA) molecule : Two operably linked DNA segments DNA molecule produced by Thus, recombinant DNA molecules are usually Is a hybrid D comprising at least two nucleotide sequences not found together NA molecule. rDNA does not have a common biological origin, ie evolution Such differences are called "heterologous".vector : RDNA molecules capable of autonomously replicating in cells, and DNA A segment, for example, a gene or polynucleotide, Operablely linked to provide for orderly replication. One or more polypep Vectors capable of directing the expression of the gene encoding the tide are described herein. Are referred to as “expression vectors”.antibody : The term antibody is used herein to refer to immunoglobulin molecules and immunoglobulins. The immunologically active portion of the Bryn molecule, ie, the antibody binding site or paratope Used in various grammatical forms to refer to the containing molecule. An exemplary antibody molecule is Intact (complete) immunoglobulin molecule, virtually intact immunoglobulin Of Fab molecule, immunoglobulin molecule [Fab, Fab ', F (ab')TwoYou And portions known in the art such as F (v)].Antibody binding site : The antibody binding site specifically binds to the antigen (immunoreacts with the antigen ) A structural part of an antibody molecule composed of heavy and light chain variable and hypervariable regions is there. The term “immune response” in various forms refers to molecules that contain an antigenic determinant. Specificity between a molecule containing an antibody binding site, such as a whole antibody molecule or a portion thereof Result MeansMonoclonal antibody : Monoclonal antibodies, in various grammatical forms, A collection of antibody molecules containing only one antibody binding site capable of immunoreacting with the tope Group (population). Therefore, monoclonal antibodies are typically Represents a single binding affinity for any epitope with which it immunoreacts. So Therefore, monoclonal antibodies are immunospecific for each different epitope An antibody molecule having a plurality of antibody binding sites, such as a bispecific antibody, may be included. History Historically, monoclonal antibodies have been cloned into pure immunoglobulin-secreting cells. Although created by immortalizing the strain, it can also be created by the method of the present invention.Upstream : MRNA opposite to the direction of DNA transcription, 5 ′ to 3 ′ on non-coding strand The direction from 3 'to 5' above.downstream : Along the DNA sequence in the direction of sequence transcription or reading, 3 'to 5' direction along the non-coding strand or 5 'to 3' along the RNA transcript It is to go in the direction.Reading frame : Specify the structural protein coding part of the gene or the structural gene Three consecutive nucleotides used for translation (triplet, code) A) a specific array. Reading frame depends on translation initiation codon position .Polypeptide : Between the α-amino group and the carboxyl group of consecutive amino acid residues A linear series of amino acid residues linked together by peptide bonds.Protein : More than 50 amino acids linked together as in a polypeptide A linear series of residues.Substantially pure or isolated : In the context of polypeptides or proteins When used, these terms are separated from the components that naturally accompany them. Means a molecule. Typically, the monomeric protein is at least about 60% to 7%. If 5% of the samples exhibit a single polypeptide backbone, they are substantially pure. important Variants or chemical modifications typically share the same polypeptide sequence . Substantially pure proteins are typically more than about 85% to 90%, more usually Contains a protein sample of about 95%, and preferably more than about 99% pure. The purity or homogeneity of the protein or polypeptide can be determined by using polyacrylamide Get A number of well-known techniques in the art, such as electrophoresis followed by visualization by staining. Can be indicated by means. High resolution is required for certain purposes. Use high performance liquid chromatography (HPLC) or similar means for purification. Can be.Synthetic peptide : Peptide bond not containing natural protein or its fragment Chains of chemically generated amino acid residues linked together byFusion protein : A polypeptide produced by a recombinant DNA method, A single open reading frame for expressing a "fused" polypeptide The first polypeptide domain, produced through expression of the frame, is a peptide bond Operably linked to a second polypeptide domain byChimeric molecule : Through chemical linkage to crosslink two separate polypeptides Bifunctional molecule formed by connecting two separate molecules together.   B. Immunocontraceptive vaccine composition   The present invention provides an immunogen for the purpose of inducing an immune response in a subject mammal. The mammalian sperm sp56 antigenic determinant is used, thereby allowing sp56 on sperm in vivo. Produce antibodies that immunoreact with antigenic determinants, thereby producing sperm in the mammal Or state that it affects fertility.   Accordingly, the compositions of the invention are intended to elicit an immune response in a subject. For purposes, referred to as vaccines, in that respect they are further described herein. Intended to contain typical components of the vaccine according to the route of administration to It is.   The composition of the present invention is characterized in that the contraceptive mechanism implemented according to the invention is subject to treatment. The presence of an immune response (affecting sperm content and quality) in infected mammals And therefore affects fertility and acts as a contraceptive, Also called. In this context, any effects on sperm fertility may be attributed to birth control properties And absolute fertility is typically preferred in most aspects of the invention. It should be appreciated that, although good, it is not required for efficacy.   The present invention relates to a method in which mammalian sperm protein sp56 Is primarily based on the discovery that it plays a major role in Physically, the sp56 protein targets the immune system in effecting an immune contraceptive response. It is based on the discovery that it is very suitable as a target. The present invention also provides therapeutic Within sp56 to provide unique and distinct antigenic determinants (targets) useful for epidemiological responses It is characterized by identifying various useful epitopes (antigenic determinants).   Thus, an antigenic polypeptide is referred to herein as its amino acid residue Defined as a polypeptide comprising in its sequence the sequence of amino acids defining the sp56 antigenic determinant Is defined. The sp56 antigenic determinant is a sp56 tag as described herein. It can be any part of the protein, which upon immunization, is sp56 protein Antibodies can be induced that are immunoreactive with the immunizing moiety. In the technical field of antibodies As is well known, antigenic determinants can be any of a variety of substances in terms of chemical composition and size. You may be. In the context of the present invention, a determinant has the sp56 sequence The polypeptide can be of various lengths, typically at least about 7 amino acids in length. From amino acids to large portions of 400-600 amino acid residues in length. Determinant The size of is intended to be limiting except to identify preferred embodiments. There is no.   The present invention can be used alone or in combination in the composition of the present invention. Very diverse sp56 determinants derived from different parts of the sp56 protein Is described. The defined rules for polypeptides from these different parts of sp56 The use of defined groups offers different advantages that will be apparent to those skilled in the art. For example, sp56 Certain regions contain species-specific sequences (sss), which are specific species-specific immunizations. Provide an epidemiological response. Compositions restricted to these sss sp56 determinants are described as It causes infertility only in the target species and does not become a contraceptive in other species. is there Alternatively, other regions of sp56 are conserved in different mammalian species (homologous ) Sequence and thus serves as a universal immunocontraceptive determinant. In addition, The use of a combination of sp56 determinants in one composition can be a class of different immunocontraceptives (Battery) production and further features of the immunocontraceptive vaccine composition of the present invention. Give a sign.   Immunocontraceptive vaccine compositions use a variety of substances to facilitate the purpose of the vaccine. Can be included. In addition to the antigenic polypeptide, the composition is well known in the art. Thus, pharmaceutically acceptable excipients, carriers, immunostimulants, antigenic molecules, Materials such as adjuvants, stabilizers and the like can be included. Also, the antigenic polypeptide A synthetic polypeptide comprising an sp56 antigenic determinant, which can be in various forms; Hybrid molecules, fusion proteins, recombinant proteins, chimeric polypeptide molecules, Forms such as isolated proteins are included.   Synthetic polypeptides are described in detail below. Hybrid molecules have two domains Wherein the first polypeptide domain comprises an sp56 antigenic determinant. The second domain is carrier, representation, delivery, immunity It has different functions like stimulants or vehicles for synthesis.   The second polypeptide domain has a variety of purposes, as described herein. can do. It is a carrier protein that adds bulk to the composition There can be. It can be used to add immunogenicity to vaccine compositions to bacteria or bacteria. Or a viral antigenic protein. It is expressed and / or Bacterial or viral structural tags to facilitate delivery to preselected formulations Can be compact. For example, tobacco mosaic The use of Lus (TMV) coat protein was expressed in tissues of TMV infected plants facilitates the spread of the sp56 antigenic determinant, thereby providing an active immunocontraceptive component Facilitate the production of contained feed. The second polypeptide stimulates an immune response It can be an active protein. Other functions included in the second polypeptide And it will be apparent to those skilled in the art.   Preferred second polypeptide domains include cholera toxin subunit A, Cholera toxin subunit B, diphtheria toxin, influenza virus HA tan Protein, mouse leukemia virus coat protein, salmonella surface protein and protein Bako mosaic virus coat protein. These proteins are recombinant Well-characterized in the field of DNA technology, It is readily available for use in melapolypeptide molecules. Exemplary use Are described below.   The first and second polypeptide domains of the hybrid molecule can be Can be more connected. Produced by recombinant DNA expression of a single polypeptide The first and second polypeptide domains comprise a single fusion protein. Operably linked by a peptide bond as described above. Fusion by recombinant DNA method Protein production is described below.   When produced as separate polypeptides, the first and second polypeptides are: As is well known, they are operably linked by chemical cross-linking, the product of which is described herein. And is called a chimeric polypeptide molecule. The method of chemical cross-linking between polypeptides is Is well known in the chemical, protein and protein arts. Vaccine composition of the present invention Exemplary chimeric polypeptide molecules useful in products are described herein. You.   As long as sp56 can be isolated from sperm, the substantially isolated sp56 Proteins can be used in the vaccine compositions of the present invention. Epididymis tissue Of isolating native (native) sp56 protein from sperm or semen , Will be described in Examples.   The antigenic polypeptide having the sp56 antigenic determinant of the present invention may be prepared according to the present invention. It has various uses.   Accordingly, the polypeptides of the present invention may comprise an epitope expressed by sp56. It is characterized by its ability to immunologically mimic (antigenic determinant). Such a polype The peptide is immunoreactive with a component in the immunocontraceptive vaccine composition, native sp56. As a component in the inoculum to make antibodies that Useful as an antigen.   As used herein, "immunologically mimics" in various grammatical forms The phrase “the invention recognizes the sp56 epitope as defined herein Refers to the ability of an antigenic polypeptide of the invention to immunoreact with a clear antibody.   The subject polypeptide has the sp56 as long as it contains the necessary sequences. It should be understood that the amino acid residue sequence need not be identical.   C. sp56 protein and polypeptide   The cDNA encoding the mouse sperm protein sp56 was constructed as described below. Quotes based on the mature processed protein Is described in Bookbinder et al., Science, 269: 86-89 (1995), the disclosure of which is incorporated by reference. Cloned and sequenced as described by It is a thing. Comparison between the known sequence and the encoded sp56 amino acid sequence For example, sp56 is a multiple of about 60 amino acids in length called the Sushi domain. A protein receptor containing a consensus repeat sequence, which is described in more detail below. Is considered a new member of the Super Family. Therefore, sp56 is Sufficiently similar to other proteins to allow for generalization in function, Ensure that the sp56 gene can be identified and isolated in any mammalian species.   Therefore, mutations at both the amino acid and nucleotide sequence levels Although there may be 6 mammalian isolates, such mutations are limited. Is not to be interpreted as For example, allelic variation in a mammalian species Can tolerate a few percent difference between certain types of sp56 isolates. The difference consists of harmless mutant amino acid residues. Therefore, the disclosed s about 95% homology to p56 protein, preferably at least 98% homology The sex protein is considered an allelic variant of the disclosed sp56 protein, Therefore, it is considered to be the sp56 protein of the present invention.   The complete coding nucleotide sequence of the mouse pre-prosp56 cDNA is Called Lone 7.1, 2026 nucleotides in length as set forth in SEQ ID NO: 1 And registered in GenBank as accession number U17108. Complete The cDNA clone encoding reprosp56 has a 1737 nucleotides length. Stands for open reading frame (ORF), which is a 32 amino acid N-terminal Side peptide, whose cleavage site is between amino acid positions -1 and +1. Thus, it corresponds to the cleavage site after nucleotide position 175 (SEQ ID NO: 1).   A translation of this mouse cDNA sequence is shown at positions -32 to +547 of SEQ ID NO: 2. As shown, the unprocessed pre-prosp5 of 579 amino acid residues Encodes 6 proteins and is called mouse pre-pro sp56. Mouthpiece The amino acid sequence of Reprosp56 is shown in SEQ ID NO. Also described in No. 1.   Processing from pre-pro sp56 to pro-sp56 is described in the Examples. Based on the experimentally determined amino terminus as described, a molecular weight of 62,000 dal Tons of protein of 547 amino acids. Amino acid residue of mouse pro sp56 The base sequence is shown in FIG. 1 and SEQ ID NO: 2 (starting at amino acid position 1 and ending at position 547. Shown).   The prosp56 species is a highly basic of about 6,000 daltons (70 amino acids). Further processing by post-translational truncation of the carboxy-terminal tail As a result, a mature sp56 protein having a molecular weight of 56 kDa is obtained. Post-translation processing Phenotypic events can occur in motile sperm naturally or in epididymal sperm Oocyte ligands during treatment in a sexual agent and / or as discussed in the Background. Is thought to occur during receptor-specific binding to zona pellucida, zp3. Has been obtained. The mature sp56 amino acid residue sequence of 477 amino acids is shown in SEQ ID NO: 2, beginning with aspartic acid at position 1 and remaining at the cysteine at position 477 Ends with a group. This arrangement is also shown in FIG.   As already introduced, the encoded sp56 amino acid sequence is Sp56, based on the presence of Sushi domain repeats, Are shown to be members of the superfamily of protein receptors. Professional The sp56 protein is a C4BP, C3b receptor, CR1 and CR2 receptor. It has considerable homology to proteins of the complement system such as ter. Complement proteins are As in sp56 of the present invention, when bound to another protein, It is known to exhibit a pacratic activity. Molecular cleavage is a conformation Has been shown to cause a change in it, which activates subsequent biological events Which is mediated by a single sperm acrosome for the sp56 case. Specific interaction with the resulting oocyte ligand, resulting in fertilization.   As a member of the superfamily, sp56 has seven Sushi domains And six of them are contiguous, while the seventh is mouse sp56 Followed by a unique 44 amino acid intervening region. The coding intervening region is mouse s This region has been determined to be unique to the p56 cDNA, It is called a specific sequence and is also indicated as "sss". 70 amino acid basic cal At the boxy-terminal domain, the encoded pro-sp56 protein is completed. Seven The Sushi domain is shown by underlining the amino acid region in FIG. Sus The amino acid residue positions of the hi domain and the sp56 species-specific sequence Table 1 shows the corresponding cDNA region described in SEQ ID NO: 1. Table 1 Is presented in Example 2 and discussed in more detail.   The Sushi domain is about 60 amino acids containing 10 substantially invariant amino acids. Consists of an acid stretch. FIG. 3 shows a typical Sushi domain, Here, 10 discontinuous amino acids (from amino terminal to carboxy terminal , Including C, P, Y, C, G, C, G, W, P, and C) And is located at a specific position in the sequence. About 50 remaining amino acids Demonstrate the diversity of nature. This general structure has the following features:   1) Two dislocations C1-C3 and C2-C4 forming a looped loop structure Sulfide bond;   2) at least one proline near each disulfide bond, which is continuous Provide the necessary strand turns for connection of the Sushi domain; and   3) Presence of G and W on internal hydrophobic loop.   In the looped loop structure, there are both large loops and small loops, There is a stretch of hydrophobic amino acids in it. "Large loop" consists of C1 and C2 Consisting of a stretch of about 25-30 most charged amino acids between It is quite different within the superfamily, and because of its charged nature, Contributes significantly to protein receptor function of family members [Ichinose  et al., J. Amer. Biol. Chem., 265: 13411-13416 (1990)]. Large and small loops Are called "ll" and "sl", respectively. In addition, Sushi domain 6 Have additional cysteine residues and therefore additional loops within the large loop It is characterized by doing. As such, the large loop is primed by cysteine residues. (Sh6fl) and the middle loop (Sh6ml). This The sequence of each of these is shown in Table 1.   In line with the qualification as a member of the superfamily, sp56 species-specific domains Has no detectable homology to any other known protein and Possibility of secondary structure determined by disulfide bond because it does not contain in residues Or be eliminated. sp56 species-specific domain is composed of highly charged amino acids And that it exists outside the protein and is likely to be a B-cell epitope. And In computer simulations, the helix or beta sheet The next structure was not elucidated. Therefore, its unique sequence, probably the sp56 table Due to its surface location and lack of secondary structure, this domain of sp56 A hapten designed to induce a species-specific immune response specific to sp56 Represent good candidates.   For generating the conserved domain and mature sp56 protein described above From the point of view of the cleavage site, similar cleavage patterns, three-dimensional structures and resulting Protein species are identifiable in other mammals, including humans.   To the extent that the disclosure herein identifies sp56 from different mammalian species, The invention should be limited to sp56 proteins from one or a few mammalian species is not. Thus, the present invention is not limited to rDNA or natural sources. Biochemical purification of humans and other primates, rabbits, rats and mice Including rodents, ungulates, including dogs, cats and pigs, marsupials, and other mammalian species Mammalian sp56 protein or homologue that can be derived from any of a variety of species, including Investigate. Therefore, the term “homolog” is based on the amino acid residue sequence. Any sp56 protein or polypeptide having a similar three-dimensional structure Refers to tide. In other words, sp56 species of the invention have amino acid sequence similarity, The presence of the census Sushi domain, the presence of species-specific sequences, the overall secondaryity of the molecule And homologous molecules in terms of tertiary structure and similar physical parameters.   Human and agriculturally related animal species are particularly preferred homologs of mouse sp56. It is. Exemplary sp56 species identified herein include mice, rats, , Rabbit, woodchuck, prairie dog, raccoon, deer and related Ungulates, kangaroos and human sp56.   As mentioned above, sp56 is first produced in vivo in a precursor form and then Smaller polypeptides having biological activity as described herein Is processed to These different polypeptide forms are contemplated as useful To the extent possible, the term sp56 protein or polypeptide refers to sp56 All species of polypeptides having amino acid residue sequences derived from 56 genes Include. Accordingly, the sp56 protein of the present invention is described herein. As such, it can be in various forms depending on its use. Therefore, As used herein, "sp56 protein" and "sp56 polypeptide" The phrase "tide" is a preferred term corresponding to the portion of the mammalian sp56 protein of the present invention. Having the same amino acid residue sequence as the sp5 Refers to 6 molecules.   Therefore, the present invention corresponds to the sequence of sp56 protein shown in SEQ ID NO: 1. A polypeptide having an amino acid residue sequence and, as described in Example 2, shown in Table 1. Sp56 comprising an amino acid residue sequence represented by a formula selected from the group consisting of: Polypeptides are also contemplated. In this embodiment, the polypeptide is an sp56 Has the ability to mimic a pitope, thereby being described herein and in the background Inhibiting the biological activity of sp56 as described above is further characterized.   Due to the three-dimensional structure of the native folded sp56 molecule, the present invention It is contemplated that multiple regions of p56 are involved in sp56 receptor function, The various regions of number are defined by the various sp56 polypeptides described above. Rece The ability of the above-described polypeptides to inhibit Pter-ligand binding is demonstrated in the Examples As discussed more fully, assays for infertility, the presence of anti-sp56 antibodies Immunochemical analysis, sperm-egg along with in vivo methods including detection and the like In vitro binding assays, including binding assays and the like, It can be easily measured.   Thus, in another aspect, the present invention provides for multiple contacts of the sp56 receptor. Promotes immunocontraception, which are combined in combination to give simultaneous inhibition of the site Different sp56 polypep as described above, thereby inhibiting sp56 receptor function Sp56 polypeptide compositions comprising one or more tides are contemplated.   Preferred sp for use as an antigenic polypeptide in an immunocontraceptive vaccine composition The 56 proteins and polypeptides are shown in Table 1 of Example 2. Preferred sp56 The proteins include pre-pro sp56, pro sp56 and mature sp56. No. Preferred portions of sp56 include each complete Sushi domain and And the defined large and small loops (in the large loop of Sushi domain 6) (Including alternative loops formed). Particularly preferred sp56 polypep Ptides include species-specific sequences and fragments thereof as shown in Table 1. It is.   In view of various forms of the sp56 protein of the present invention, sp56 protein and po Ripeptides can be obtained in a variety of ways. In one embodiment, s p56 can be isolated from natural tissues such as testis. Biochemical purification An exemplary method for the isolation of sp56, including and affinity purification, is described in Example 1 It describes in.   Alternatively, sp56 of the present invention is a recombinant protein, ie, as described herein. It can be produced by such a recombinant DNA (rDNA) method. Recombinant production methods result in isolated or substantially pure receptor compositions. A preferred means of producing material for further purification is to use recombinant sp. 56 protein is not necessarily substantially equivalent to be useful in certain embodiments. It need not be pure or even isolated. Recombinant sp56 The protein is present on or in a mammalian cell line or in a crude extract of a mammalian cell line. May exist. In other embodiments, the recombinant sp56 protein is a feed or feed. On a plant or plant cell line for subsequent use in delivery means Or produced therein. Production of sp56 protein of the invention in this context Preferred expression vector systems for are described in Section E.   In one embodiment, the sp56 protein is purified by sp56 reagent purity and pharmacology. The degree of protein-freeness of the diagnostic and therapeutic methods described herein Substantially contains other proteins or peptides to give use in the method Absent. Biochemical purification methods from natural sources should also be contemplated as described above. However, recombinant production methods are ideally absolutely pure in this regard. Suitable for producing In this regard, the sp56 protein has ligand binding. Pharmaceuticals in traditional screening assays for combined or biological activity If there are not enough other molecules present so that no cross-reactivity is detected, virtually no Contains no other protein molecules.   In addition to the isolated and recombinant sp56 proteins, the present invention relates to sp56 proteins. Also considers Park analogs. Analogs have immunological reactivity, ligand binding ability, etc. Or the sp56 protein of the invention for similar functional properties of the sp56 protein of the invention. It is an artificial mutant that exhibits properties. Therefore, to name a few examples, analog Can be the cleavage product of sp56, and the poly- A sp56 polypeptide from which the membrane anchor has been removed. Mutation sp56 in which several amino acid residues have been changed It can be an array.   The sp56 polypeptide has approximately 200 amino acid residues in length for ease of synthesis. Preferably it does not exceed. Therefore, when the production method by synthesis is used, s More preferably, the p56 polypeptide does not exceed about 150 amino acid residues. More preferably no more than about 65 residues, and most preferably 30 amino acids in length. Less than acid.   The subject sp56 polypeptide is a polypeptide that mimics an epitope of sp56. The amino acid sequence provided herein is as long as And any analogs, fragments or chemical derivatives of the polypeptide. Thus, the polypeptides of the invention have such alterations in their use. Subject to various modifications, substitutions, insertions, and deletions to provide certain advantages be able to. In this regard, the sp56 polypeptides of the present invention may comprise Rather than being identical to the sequence of the protein, Further modifications have been made to elicit antibodies immunoreactive with the sp56 polypeptides of the invention. Retain the ability to guide.   Thus, the term "analog" is specifically indicated herein. Has substantially the same amino acid residue sequence as the An antibody described herein that is conservatively substituted with a functionally similar residue. Includes any polypeptide that exhibits the ability to induce production. Examples of conservative substitutions One non-polar, such as isoleucine, valine, leucine or methionine. Substituting an acidic (hydrophobic) residue with another, between arginine and lysine, gluta One polarity (hydrophilic) as between min and asparagine, between glycine and serine ) Replacing a residue with another, such as lysine, alkynine or histidine Replacing one basic residue with another, or aspartic acid or Replacing one acidic residue, such as glutamic acid, with another.   The phrase "conservative substitution" refers to such polypeptides that exhibit the required binding activity. Use chemically derived residues instead of non-derived residues. And also included.   A “chemical derivative” is one or more chemically derived by reaction of a side chain functional group. Refers to a subject polypeptide having more residues. With such derived molecules For example, amine hydrochloride, p-toluenesulfonyl group, carbobenzoxy group To form a t-butyloxycarbonyl group, a chloroacetyl group or a formyl group As described above, a molecule from which a free amino group is derived. Free carboxy The radicals may be salts, methyl and ethyl esters or other types of esters, or It may be induced to form hydrazides. Free hydroxyl groups are Or an O-alkyl derivative. Histi Imidazole nitrogen is induced to form N-im-benzylhistidine It may be. Further included as chemical derivatives are 20 types of There are peptides that contain one or more natural amino acid derivatives of a standard amino acid. For example, proline may be substituted with 4-hydroxyproline, Lysine may be substituted for lysine, and 3-methylhistidine may be substituted for histidine. May substitute for serine with homoserine, or lysine with ornithine. It may be replaced. D-amino acids can also replace one or more L-amino acids. May be included. The polypeptides of the present invention also maintain the required activity. Insofar as the sequence is compared to the sequence of the polypeptide provided herein, Any polypeptide having one or more additions and / or deletions Include.   The term "fragment" refers to a polypeptide that indicates the amino acid residue sequence herein. Any subject polypeptide having an amino acid residue sequence shorter than the sequence of the polypeptide Point.   The polypeptide of the present invention has a sequence that is not identical to the sequence of the sp56 polypeptide. If so, it typically involves one or more conservative or non-conservative substitutions. And usually does not exceed about 30% (number percent), more usually 20% Not more than 10 and preferably not more than 10% of the amino acid residues are replaced I have. Additional residues may also be added at either end to provide a "linker". The polypeptides of the present invention may be labeled or solid matrices. Rix or a carrier can be conveniently fixed. Preferably, Anker residues do not form the sp56 epitope, ie, sections B and And D, do not resemble the sp56 protein in structure.   Any peptide of the invention may be used in the form of a pharmaceutically acceptable salt . Suitable acids capable of forming salts with the peptides of the present invention include hydrochloric acid, bromide Inorganic acids such as hydrochloric, perchloric, nitric, thiocyanic, and sulfuric horic acetic acid), propionic acid, glycolic acid, lactic acid, pyruvic acid, oxalic acid, Malonic acid, succinic acid, maleic acid, fumaric acid, anthranilic acid, cinnamic acid, naphtha Examples include lensulfonic acid and sulfanilic acid.   Suitable bases capable of forming salts with the peptides of the present invention include hydroxylamines. Inorganic bases such as thorium, ammonium hydroxide, potassium hydroxide and the like; and , Di- and trialkyl and allylamines (eg, triethylamine, Isopropylamine, methylamine, dimethylamine, etc.), optionally substituted Ethanolamine (for example, ethanolamine, diethanolamine, etc.) Organic bases.   The sp56 polypeptides of the present invention are also referred to herein as subject polypeptides. The synthesis by any technique known to those skilled in the art of polypeptide technology. May also include recombinant DNA technology, as described above. Solid phase merif Synthetic chemistry techniques, such as field synthesis, provide purity, antigen specificity, and unwanted by-products. This is preferable because of the absence of a product and the ease of production. Many technology advantages available The summarized summary is described in J. P. for solid phase peptide synthesis. M. Steward and J. D. Young, “S olid Phase Peptide Synthesis ", WH Freeman Co., San Francisco, 1969; M . Bodanszky, et al., “Peptide Synthesis”, John Wiley & Sons, Second e dition, 1976; Meienhofer, “Hormonal Proteins and Peptides”, Vo l. 2, P. 46, Academic Press (New York) 1983; Schroder and K. Kubke, "The Peptides", Vol. 1, Academic Press (New York), 1965 Each of which can be found and is hereby incorporated by reference. like this Suitable protecting groups that can be used in various syntheses are described in the texts above and in J. Am. F. W. McOmie, “Protective Groups in Organic Chemistry”, Plenum Press, New  York, 1973, which is incorporated herein by reference.   Generally, contemplated solid phase synthesis methods involve one or more amino acid residues or amino acid residues. Continuous addition of appropriately protected amino acid residues to the growing peptide chain Including. Usually, either the amino or carboxyl group of the first amino acid residue Protect with a suitable selectively removable protecting group. Contains reactive side groups such as lysine For amino acids, different protecting groups that can be selectively removed are used.   Using solid-phase synthesis as an example, protected or derived amino acids can be Attaching to an inert solid support through unprotected carboxyl or amino groups To wear. Then, the protecting group for the amino group or the carboxyl group is selectively removed. In the sequence with the corresponding (amino or carboxyl) group suitably protected Mixes the following amino acids to form an amide bond with the residue already attached to the solid support Under conditions suitable for the reaction. Then, the newly added amino acid residue Amino or carboxyl protecting groups are removed from the Protected) and continue as well. All desired amino acids are in the correct sequence And any remaining terminal and side chain protecting groups (and solid support ) Are removed sequentially or simultaneously to obtain the final polypeptide.   The sp56 polypeptide is particularly useful in body samples in the diagnostic methods and systems of the present invention. Used to detect sp56 receptor or sp56 itself present in Or of an antibody that immunoreacts with a conserved epitope on sp56. Can be used to prepare inoculum described herein for preparation .   Furthermore, certain of the sp56 polypeptides of the present invention may be used in the therapeutic methods of the present invention. And used to inhibit the function of sp56 as further described herein. be able to.   Labels, solid matrices that can be used with the polypeptides of the invention And the carrier are described below.   Amino acid residue linkers are usually at least one residue and no more than 40 residues. Group, but more often from 1 to 10 residues, Does not form a toup. Typical amino acid residues used for ligation are Cysteine, lysine, glutamic acid and aspartic acid. further The subject polypeptide has a terminal NH unless specified to the contrary.TwoReed Acetylation, or thioglycolic acid amidation, for example, Modified by terminal carboxyamidation using monia, methylamine, etc. Depending on the sequence, it may differ from the native sequence of the sp56 protein.   What is known in the art as a carrier hapten conjugate Sp5 of the present invention when coupled to a carrier to form Six polypeptides can induce antibodies that immunoreact with sp56. did Thus, in view of the well-established principle of immunological cross-reactivity, the present invention Antigenically related variants of the polypeptides set forth in the text are contemplated.   "Antigenically related variants" refers to the polypeptides described herein and the subject Subject matter capable of inducing an antibody molecule immunoreactive with the sp56 protein of the invention It is a repeptide.   D. sp56 fusion protein   In one aspect, the invention relates to use in an immunocontraceptive vaccine composition. And other methods in which the determinants are useful as disclosed herein. A fusion protein comprising the antigenic polypeptide of the invention for use in .   The fusion protein comprises a first polypeptide operably linked to a second polypeptide domain. A polypeptide domain, wherein the first polypeptide domain The amino acid residue sequence containing the antigenic polypeptide of Contains the array to define. The second polypeptide domain is any poly Functions and advantages which may be peptide sequences but are preferably in fusion proteins I will provide a.   Exemplary functions are as a carrier, as a presentation structure, as a fusion protein. Associated with larger structures such as assembled virions Immune stimuli, such as proteins, that enhance the immune response as binding moieties for controlling As an agent, as an antigenic molecule (eg, to promote a stronger immune response) Adjuvants include acting and similar functions. The present invention Is found to be restricted with respect to the function of the second polypeptide domain There is no.   Operably linked means that for a fusion protein, two separate genes are simply combined. Recombinant DNA (rDNA) method that fuses into one open reading frame By the characteristics of rDNA expression of a single polypeptide from a gene created from The resulting two polypeptides form two amino acids in the protein, regardless of order. Means linked by a normal polypeptide bond found between the acids I do. The order of the first and second domains in a single polypeptide depends on the polypeptide. It need not be continuous with respect to the amino and carboxy termini of the peptide, Or any of the second domains is amino-terminal, or vice versa be able to.   A preferred fusion protein comprises a cholera toxin protein as the second polypeptide domain. Bunit A, cholera toxin subunit B, diphtheria toxin, influenza Ils HA protein, mouse leukemia virus coat protein, Salmonella surface Protein, and tobacco mosaic virus coat protein It has an array that Exemplary fusion proteins are described in the Examples.   Fusion proteins are well-known rDNA for manipulation and expression of recombinant gene products. Produced by the method. Various vectors and host systems for expression of fusion proteins Any of the above may be used, provided that the expressed fusion protein from the host expression system is Determine the recovery and purification pathways. Bacterial, yeast and plant expression systems are preferred. A plant expression vector combines the produced fusion protein with a plant substance in the feed or feed. It is particularly preferred when both are to be formulated. These are referred to herein as Describe.   E. FIG. Vectors for expression of sp56 protein and fusion protein   The sp56 protein of the present invention can be used in mammalian cells using an rDNA expression vector. Although expression is preferred, it can be prepared by various means. Recombinant sp56 Exemplary production methods for are described in the Examples.   Therefore, the present invention relates to fusion proteins as intact sp56 proteins. Or as a smaller polypeptide fragment of sp56 Also provided is a method for producing an isolated sp56 protein. The production method of the present invention generally comprises Inducing cells to express the sp56 protein of the present invention. Recovering the sp56 expressed from the cells, Purification by fractionation, using the specific antibodies of the invention, or by other chemical procedures. Manufacturing process. Induction of recombinant sp56 protein expression triggers sp56. The sp56 protein of the present invention, which is an rDNA that can be expressed, or a flag thereof Inserting the rDNA vector encoding the fragment into a suitable host cell; and And expressing the sp56 gene of the vector.   Therefore, expression of the recombinant sp56 protein or fusion protein of the present invention is not possible. To facilitate, the DNA segment encoding sp56 or a portion thereof is Insert into expression vector. The DNA segment encodes the sp56 protein of the present invention. And the DNA sequence to be encoded. That is, the DN of the present invention The A segment is characterized by the presence of some or all of the sp56 structural gene. Good More preferably, the above gene has the amino acid residue at which each codon is found in the sp56 protein. A series of uninterrupted linear codons encoding the group, i.e., containing introns. It exists as a gene that cannot be found.   One of the preferred embodiments defines the sp56 protein as defined herein. A DNA segment that encodes the amino acid residue sequence. Can express the sp56 protein of the present invention. Preferred DNA Seg Is substantially the same as the amino acid residue sequence shown in SEQ ID NO: 2 or a portion thereof; And preferably encodes an amino acid residue sequence consisting essentially of it. In particular A preferred DNA segment is a nucleotide sequence derived from the sequence shown in SEQ ID NO: 1. With columns. Representative and preferred DNA segments are further described in the Examples. And listed in Table 1.   Homologous DNA and RNA sequences encoding the above sp56 proteins are also contemplated. Is done.   The amino acid residue sequence of a protein or polypeptide is Directly related to the deoxyribonucleic acid (DNA) sequence of the structural gene encoding the protein I do. Thus, a structural gene or DNA segment is Amino acid residue sequence, i.e. as defined for proteins or polypeptides it can.   An important and well-known feature of the genetic code is its duplication. That is, tampa For most amino acids used to make Tide triplets (codons) encode specific amino acid residues (ie, can do. Therefore, many different nucleotide sequences may May encode the amino acid residue sequence of Such a nucleotide sequence Functionally because it results in the production of the same amino acid residue sequence in all organisms Are considered equivalent. Often purine or pyrimidine methylated variants May be incorporated into a given nucleotide sequence. But such methyl The transformation does not affect the code relationships anyway.   The nucleic acid is a polyribonucleotide or polydeoxyribonucleotide , That is, RNA, DNA, or an analog thereof. Any polynucleotide or nucleic acid fragment, whether or not You. In a preferred embodiment, the nucleic acid molecule is a segment of double-stranded DNA, i.e., It is a form of a DNA segment. However, in certain molecular biological methodologies Preferably, single-stranded DNA or RNA is used.   DNA segments are numerous, including chemically synthesized and recombinant approaches. Cloning or polymerase chain reaction Reaction (PCR) is preferred. DN encoding the sp56 protein part The A segment can be prepared by chemical techniques, for example, Matteucci et al. (J. Am. Chem. Soc., 103: 31. 85-3191, 1981) using the phosphotriester method or the automated synthesis method. Can be synthesized. In addition, long DNA segments can Synthesis of defined oligonucleotide groups, followed by hives Well-known, such as re-ligation and concatenation to build complete segments It can be easily prepared by the method. Alternatively, a pair of oligonucleotides Isolation of preferred DNA segments by PCR using nucleotide primers No.   Of course, by chemical synthesis, the native Any desired modifications can be made by substituting the base encoding the amino acid residue sequence. Can be achieved.   Furthermore, D is substantially composed of a structural gene encoding sp56 protein. The NA segment is a recombinant D containing the gene defining the sp56 protein of the present invention. NA molecules, followed by, for example, site-specific or random Mutations can be made to introduce desired substitutions.   1. Cloning of sp56 gene   The sp56 gene of the present invention can be obtained from any mammal by various cloning methods. Can be cloned. A sp56 homolog can be obtained by cloning. Means that sp56 is a protein receptor characterized by the presence of a conserved domain It is based on the observation that it is one of All sp56 remains Gene cloning is performed by the general method described in the Examples using a nucleic acid homology strategy. Can be performed.   Preferred proteins for isolating nucleic acid molecules encoding sp56 proteins of the invention The roning method is described in the Examples, and contains the sp56 gene of interest. Polynus useful for screening libraries of contemplated nucleic acid molecules Includes a detailed description of nucleotide probes. Especially for isolating the human sp56 gene Preferred probes are described in Example 6.   A library source for cloning the sp56 gene of the present invention Of cDNA library from tissue believed to express sp56 Genomic DNA or messenger RNA (mRNA). preferable The tissue is testis tissue.   2. Expression vector   The present invention relates to a method for encoding a sp56 protein, as described herein. Recombinant DNA molecules (rDNA) containing the following DNA segments are contemplated. rD NA is obtained by operably linking a vector to a DNA segment of the present invention. Can be generated.   As used herein, the term "vector" refers to an autonomous replication in a cell. DNA molecule that can be produced, other DNA segments Operably linked to a vector to effect replication of the fragment. Gene generation A vector adapted for expression of a product and capable of directing the expression of sp56, In the description, it is referred to as “expression vector”. Thus, recombinant DNA molecules are usually Contains at least two nucleotide sequences that are not found together in nature And hybrid DNA molecules.   The selection of a vector operably linked to the DNA segment of the present invention depends on this technique. As is well known in the field, desirable functional properties, such as protein expression and And directly depends on the host cell to be transformed, these construct recombinant DNA molecules It is an inherent limitation in technology. However, the vectors contemplated by the present invention are: At least included in a DNA segment operably linked to the vector. The replication, and preferably also the expression, of the sp56 structural gene can be directed. .   Both prokaryotic and eukaryotic expression vectors are used in vector construction. Well known to those skilled in the art, Inuse Protocols in Molec by Ausebel et al. ular Biology [Wiley and Sons (New York) (1993)] and Sambrook et al. Molecular Cloning: A Laboratory Manual [Cold Spring Harbor Laboratory (1989)].   In one aspect, the vectors contemplated by the invention include a prokaryotic replicon, That is, in a prokaryotic host cell, such as a bacterial host cell, transformed thereby. Capable of directing the maintenance and autonomous replication of recombinant DNA molecules outside the chromosome DNA sequences. Such replicons are well known in the art. I have. Also, in embodiments that include a prokaryotic replicon, the expression thereof may be And genes that confer drug resistance on a given bacterial host. Typical bacterial medicine Drug resistance genes are genes that confer resistance to ampicillin or tetracycline. It is a messenger.   Vectors containing prokaryotic replicons are also more efficient than E. coli transformed thereby. Directs sp56 gene expression (transcription and translation) in bacterial host cells such as Including a prokaryotic promoter. The promoter is an RNA polymerase Expression control formed by a DNA sequence that allows binding and transcription to occur It is your element. Promoter sequences compatible with bacterial hosts are typically those of the present invention. Plasmid vector containing convenient restriction sites for insertion of DNA segments Provided inside. A typical such vector plasmid is BioRad ・ Laboratories (Biorad Laboratories) (Richmond, CA) PUC8, pUC9, pBR322 and pBR329, available from PR available from Invitrogen (San Diego, CA) SET and Pharmacia [Piscatawe, NJ] PPL and pKK223 available from Piscataway.   An expression vector compatible with eukaryotic cells, preferably an expression vector compatible with vertebrate cells. Vectors can also be used to form the recombinant DNA molecules of the present invention. Eukaryotic Cell expression vectors are well known in the art and are available from several commercial sources. Available from Typically, such vectors contain the desired DNA segments. Provided with convenient restriction sites for insertion of the target. Typical Such vectors include pSVL and pKSV-10 (Pharmacia), pBPV- 1 / pML2d [International Biotechnology Inc. Ted (International Biotechnologies, Inc.)], pTDT1 (ATCC # 31 255), pRc / CMV (Invitrogen, Inc.), preferred A vector, pcDNA3 (Invitroken) described in the Examples, And similar eukaryotic expression vectors.   Other expression systems that can be used to express the proteins of the invention include insect systems. It is. In one such system, Autographa California (Autograp ha californica ) Nuclear polyhedrosis virus group (AcNPV) expresses foreign gene Used as a vector for The virus is Spondoptera Fulgi Perda (Spondoptera frugiperda) Grow in cells. Polypeptide The nucleotide sequence to be coded is a non-essential region of the virus [Spondoptera frugipe. Le For example, in the case of the polyhedrin gene, Under the control of an AcNPV promoter (eg, a polyhedrin promoter) It is. Successful insertion of a nucleotide sequence encoding a polypeptide will The drin gene and non-occluded recombinant virus (ie Virus that lacks the protein coat encoded by the drin gene) Inactivates production. These recombinant viruses then produce the inserted gene. Used to infect the cells that appear. Smith et al. Biol. Chem. 46 rolls , 584 (1983), U.S. Patent No. 4,215,051 to Smith. .   Mammalian cells using recombinant viruses or viral elements to direct expression The system can be operated. For example, when using an adenovirus expression vector, If the coding sequence for the polypeptide is an adenovirus transcription / translation control complex, such as Can be ligated to the late promoter and tripatite leader sequence . This chimeric gene can then be transformed by adenovirus by in vitro or in vivo recombination. Can be inserted into the lus genome. Non-essential regions of the viral genome (eg, region E1 or Indicates that the insertion at E3) is viable in the infected host Resulting in a recombinant virus that can express Proc. Natl. Acad. Sci. USA., 81: 3655-3659 (1984)]. other For example, the 7.5 K promoter of vaccinia virus may be used [eg, M Proc. Natl. Acad. Sci., USA, 79: 7415-7419 (1982); J. et al. Virol., 49: 857-864 (1984); Proc. Natl. Acad. S ci. USA, 79: 4927-4931 (1982)]. Of particular interest are Bovine papillomavirus-based vector capable of replicating as an extrachromosomal element [Solver et al., Mol. Cell. Biol., 1: 486 (1981)]. To mouse cells Immediately after this DNA insertion, the plasmid contains approximately 100-200 copies per cell. Replicated up to. Transcription of the inserted cDNA results in transfer of the plasmid to the host chromosome. No integration is required, which results in high expression. These vectors are By including a selectable marker such as the neo gene in the rasmid, Can be used for stable expression. Alternatively, the retroviral genome can be Introduce a polypeptide-encoding nucleotide sequence into the cell and direct its expression Can be modified for use as a vector that can be used [Cone & Mulligan According to Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 81: 6349-6353 (1984)]. High expression The metallothionine IIA promoter and heat shock Using an inducible promoter, including but not limited to a promoter, Can be achieved.   For long-term, high-yield production of recombinant proteins, stable expression is preferred. C Rather than using an expression vector containing the viral origin of replication, Expression control elements (eg, promoter and enhancer sequences, CDNA and selectivity controlled by the terminator, polyadenylation site, etc.) It can be transformed with a marker. Selectivity in recombinant plasmids as described above The marker confers resistance to selection and allows the cell to place the plasmid in its chromosome. Allows for stable integration, growth and formation of focus, The cass can be cloned and expanded into cell lines.   For example, following the introduction of the foreign DNA, the engineered cells may be incubated for 1-2 days in enriched media. (Enriched medium) and then can be switched to a selective medium. many A selection system can be used, herpes simplex (herpes) virus thymidine kinase [W igler et al., Cell, 11: 223 (1977)], hypoxanthine-guanine phosphoribo Siltransferase [Proc. Szybalska and Szybalski. Natl. Acad. Sci. USA, 48: 2026 (1962)] and adenine phosphoribosyl transferer (Lowy et al., Cell, 22: 817 (1980)) gene (tk-, hgprt, respectively) -Or aprt- cells). Not determined. In addition, antimetabolites resistance conferring genes such as methotrexate The dhfr gene that confers resistance to [Proc. Natl. Acad. Sci . USA, 77: 3567 (1980); O'Hare et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 78: 1 527 (1981)]; gpt gene that confers resistance to mycophenolic acid [Mulli Proc. gan and Berg. Natl. Acad. Sci. USA, 78: 2072 (1981)]; Amino The neo gene that confers resistance to glycoside G-418 [Colberre-Garapi J. from n et al. Mol. Biol. 150, 1 (1981)]; and The hygro gene that confers resistance to hygromycin [Santerre et al. Gene, 30: 147 (1984)] can also be used as a basis for selection. In recent years, others Selectivity gene, that is, cells use indole instead of tryptophan TrpB that allows cells to use histinol instead of histidine HisD [Hartman and Mulligan, Proc. Natl. Acad. Sci . USA, 85: 804 (1988)]; and ornithine decarboxylase inhibitors, 2- ( Difluoromethyl) -DL-ornithine, O that confers resistance to DFMO DC (ornithine decarboxylase) [McConlogue L., In: Current Communica Editions in Molecular Biology, Cold Spring Harbor Laboratory (1987)] It is listed.   In another preferred embodiment, the expression vector is compatible with use with plant cells. Is used to express sp56 in plants. The plant is Universally accessible proteins that can be isolated or ingested in the plant In recent years, large quantities of bulky (bulk) protein can be easily supplied from plants. Provides advantageous expression and delivery aspects. Thus, the recombinant sp5 of the present invention Transgenic plants containing an expression vector for encoding 6 proteins Produces sp56 antigenic polypeptide for use in immunocontraceptive vaccine compositions Useful for.   Typical expression vectors useful for the expression of genes in plants are described in the art. Well known in the field. The gene encoding sp56 is implanted via an expression vector. Typical methods for introduction into an organism include Agrobacterium tumefaciens (Ag robacterium tumefaciens) vehicle transformation, plant virus transfection , Protoplast transformation, gene transfer into pollen, injection into reproductive organs Implantation, injection into immature embryos, and a method called "biolystics" Some direct insertions are involved. In the case of infection by a plant virus, the sp56 protein Produced in high concentration, can be isolated at low cost, gene stock And is easily maintained for a long time without going through.   Plants suitable for such expression have expression vectors compatible with the plant And delivering the sp56 immunocontraceptive antigen polypeptide of the invention to a mammal. And plants that can be used for the above. Examples of plants include dicots and monocots included. Particularly preferred plants include alfalfa, tomato, petunia, Soy, tobacco, corn, wheat, rice, spinach, asparagus, etc. . Examples of expression vector systems for expression of the sp56 recombinant protein of the present invention include rice No. 5,202,422 and Plant Molecular Biology Manu by An et al. al, A3: 1-19 (1988), Agrobacterium tumefacien Such as a binary vector system that uses More herein incorporated by reference.   Other preferred plant vector systems include those described by J. Freed and Carrington. Virol., 64: 1590 (1988). Those Is a sp56 in-frame recombinant operably linked to an expression control sequence. DNA segment, which is then implanted as a single fragment. Product expression vector, which is then introduced into the selected plant It is called a shuttle vector. The pRTL2 vector is Remove the GUS coding sequence from pRTL-GUS and replace it with the desired code It is derived from pRTL-GUS by replacing the sequence. Described in the examples Thus, the GUS sequence replaces the gene encoding the α or β chain of cholera toxin. And provides expression of a fusion protein comprising the sp56 protein of the present invention. . pRTL2 vector mediates sp56 expression in plant expression vectors Having the following elements that are useful as shuttle expression elements for: 35S promoter derived from the 35S transcript gene of Zyk virus, translation Tabacco etch virus untranslated leader, useful as an enhancer Sequences and caliphs to direct polyadenylation of transgene transcripts 35S polyadenyl at the 3 'end of the 35S transcript gene of Lawr mosaic virus Array. The elements are a single cassette isolated by HindIII restriction digestion. Created in the shape of Cholera gene system / contains control elements with sp56 coding region Having the isolated fragment thereof followed by a preferred plant such as pGA482. Insert into an expression vector [Plan Molecular Biology Manual by An et al., A3: 1-1 9 (1988)]. Next, the recombinant plant vector is transformed into a plant virus. And then using the plant virus, such as tobacco or alfalfa Infect plants. A preferred plant virus is Agrobacterium (Agrobact erium) strain LBA4404.   A more preferred plant delivery expression system is a modified tobacco mosaic virus (TMV), the TMV coat protein-sp56 key on the surface of TMV Directs synthesis of a melapolypeptide molecule. Autoantibody response to mediate immune contraception A method of using this system to elicit an answer is described in Fitchen et al., Vaccine, Vol. 13, 10 It is listed under Members 51-1057 (1995). The authors have been delivered parenterally. Hybrid molecule having oocyte-derived antigen used as immunogen Are described. TMV assembles into rod-shaped particles, which are then Is a self-assembled virus that accumulates in leaves infected with It is the original carrier molecule. The protein component of the aggregated particles is a coat protein (c p), in which a non-TMV epitope is inserted in the carboxy-terminal part. infection And after expression, the TMV cp and the assembled TMV particles are themselves immunogenic. While providing an antigenic system that delivers antigenic epitopes. Court tongue Park is easily isolated and exists in granular or aggregated form. This situation is Effective parenteral or oral administration of high concentrations of antigens as described in Provides benefits for immunization.   Preparation of exemplary TMV-sp56 chimeric polypeptide molecules of the invention is described in the Examples. Described in 3.   Other preferred plant expression vector systems include pMON530 [Metho by Rogers et al. ds in Enzymol., 153: 253 (1987)], pKLYX5, 6, 7 series [Schardl et al. Gene, 61: 1 (1987), and Clontech (California) (Palo Alto).   F. Methods of immunocontraception   The present invention provides a method for immunization by eliciting an immune response against sperm sp56 protein. Contraceptive vaccine compositions useful for inducing infertility in a class are contemplated. Of the present invention The vaccine composition comprises a physiologically acceptable excipient as an active ingredient therein. An antigenic polypeptide comprising the antigenic sp56 of the present invention dissolved or dispersed in Both can be contained.   As used herein, "pharmaceutically (pharmaceutical) acceptable" "physiologically acceptable" The term `` acceptable '' and their grammatical inflections refer to their composition, Used interchangeably, referring to rear, diluent and agent Without the occurrence of undesirable physiological effects such as nausea, dizziness and stomach upset Indicates that the substance can be administered to a mammal.   Preparation of a pharmaceutical composition containing the active ingredient dissolved or dispersed in the pharmaceutical composition Are well known in the art. Typically, such compositions are intended for administration. Formulated by the route shown. As oral immunocontraceptives, typically the present invention Is contained in a feed or feed. On the other hand, the target (direct, Vaccines), the antigenic polypeptide may be combined with a liquid solution or onion suspension. Prepared as an injectable solution, but suitable for liquid solutions or suspensions before use. Solid forms can also be prepared. The preparation can also be emulsified.   Active antigenic polypeptides for use in the therapies described herein In a suitable amount, it can be mixed with excipients which are pharmaceutically acceptable and compatible with the active ingredient . Suitable excipients are, for example, water, saline, glucose, glycerol, ethanol, etc. And combinations thereof. Also, if desired, the composition can contain small amounts of Auxiliary substances such as wetting agents, emulsifiers, pH buffers, etc., which increase the effect of the active ingredient. Can be contained.   The vaccine composition of the present invention contains a pharmaceutically acceptable salt of the component. Can be. Pharmaceutically acceptable salts include, for example, inorganic salts such as hydrochloric acid or phosphoric acid. Use acids or organic acids such as acetic acid, tartaric acid, and mandelic acid Acid addition salts (formed by the free amino groups of the polypeptide) You. Salts formed with free carboxyl groups include, for example, sodium hydroxide, hydroxide Inorganic like potassium, ammonium hydroxide, calcium hydroxide or iron hydroxide Base, and isopropylamine, trimethylamine, 2-ethylaminoethano , Histidine, procaine and the like.   Physiologically acceptable carriers are well-known in the art. Liquid key An example of a carrier is one that contains no substance besides the active ingredient and water, Includes buffering agents such as sodium phosphate, physiological salt solution or both at H value Sterile aqueous solutions such as phosphate buffered saline. Still further, an aqueous cap Rear is sodium chloride, potassium chloride, glucose, polyethylene glycol And, like other solutes, may contain more than one buffer salt.   Liquid compositions may also contain a liquid phase, with or without water. That's it Examples of such additional liquid phases include glycerin, vegetable oils such as cottonseed oil, and water-oil oils. There is Marjon.   The immunocontraceptive composition can be used in an immunized mammal after one or more immunizations. For effective in eliciting an immune response containing an anti-sp56 antibody. It contains a certain amount of the sp56 antigenic determinant. The route of immunization is further described herein. As described, can vary, but is effective in eliciting an immune response Affects the preparation of compositions containing the necessary amount of the sp56 antigenic determinant. did Thus, an effective amount is an anti-sp56 antibody upon administration by a suitable and contemplated route. Is an amount that induces the production of Repeated immunizations may be used, which involve the Enables low concentration.   Thus, in one aspect, the invention resides in the mammalian sperm to be treated. An immunocontraceptive vaccine composition as described herein containing an sp56 antigenic determinant A method of immunocontraception in a mammal or human, comprising administering to a mammal . The antigenic polypeptide is administered via a typical administration route which can vary as described herein. After passage, present in the composition in an amount sufficient to elicit an anti-sp56 antibody response. I do.   The efficacy of the vaccine was determined by the presence of anti-sp56 antibodies in the serum of treated mammals. Or the fertility of sperm produced by the treated mammal It can be determined by measuring.   Immunocontraceptive vaccine compositions are conventionally administered intravenously, subcutaneously, intramuscularly or intraperitoneally. However, in many preferred embodiments, it is administered orally in a feed or feed.   The composition may be used in an immunotherapeutic manner in a manner compatible with the dosage formulation. Is administered in an effective amount. The amount administered will depend on the subject being treated and the active ingredient. Depends on the absorptive capacity of the subject system and the desired degree of immune response. Administered The exact amount of active ingredient that needs to be determined depends on the judgment of the practitioner or practitioner. And is unique to each individual. However, dosage ranges suitable for systemic administration are described herein. And depends on the route of administration. Initial and additional doses Suitable forms for administration can also vary, but typically after the first administration, the next injection or Repeated doses at one hour or more intervals by other administration methods.   Preferably, the antigenic polypeptide of the invention is in isolated form, i.e. At least about 0.1% by weight of the total composition, preferably at least 1%, more preferably Or at least about 10% is present in the composition. For use in blended compositions Particularly preferred for this is a substantially pure preparation of the antigenic polypeptide, i.e. At least 90% by weight, before mixing into the composition of the invention, More preferably at least 99% by weight of the preparation. Chemical properties of polypeptides Biochemical methods useful for the concentration and preparation of isolated polypeptides based on Well known and customary for the production of proteins enriched in more than 99% by weight Can be used for   The most important use of the present invention is for the production of wild pest mammal populations such as rodents and the like. Formulation for the vaccine composition of the invention wherein the use of feed or feed is controlled It is particularly useful as Therefore, the preferred route of administration is oral It is a route. The composition can include botanicals or other carriers, Therefore, preferred carriers are non-toxic edible carriers. You. Food and feed distribution to pellets, capsules, tablets, food bars, etc. In general, those skilled in the agricultural arts are well-known and do not limit the invention. I do not think.   Particularly preferred formulations include recombinants for the production of antigenic polypeptides in plants. The use or inclusion of a DNA expression vector, depending on its use, Plant harvest, thereby providing a vaccine formulation. Exemplary A method comprising an expressible gene encoding the antigenic polypeptide of the present invention. Preparation of transgenic plants is included. In addition, plants are antigenic polypep Can be infected with a viral vector containing and engineered to express You. In a preferred embodiment described herein, infection of the plant and feeding or feeding Of antigenic polypeptides in plant material that is ultimately used to prepare TMV is used for presentation.   G. FIG. Anti-sp56 antibody   In one embodiment, an antibody of the invention, ie, an anti-sp56 antibody, It is characterized as including antibody molecules that immunoreact with the sp56 antigenic determinant.   Thus, the present invention provides a preferred method of immunoreacting with an antigenic polypeptide of the present invention. Or an anti-sp56 antibody that also immunoreacts with native sp56 protein. . Preferably, the antibody has substantially no immune response with sperm proteins other than sp56. Absent. Assays for immune responses useful for assessing immunoreactivity are described herein. It is described in the book.   In one embodiment, the immunoreactive with a preselected domain of sp56 and the other domain. An antibody molecule that does not immunoreact with ins, thereby conferring the desired specificity to the antibody, is noted. It is listed. For example, as shown herein, the domain of sp56 It has a species-specific sequence (sss) unique to the sp56 species from which it is derived. sss Antibodies immunoreactive with the domain did not immunoreact with sp56 from different species Therefore, it is useful for classifying sp56 species. On the other hand, the domain of sp56 is Are conserved between species, and therefore immunoreactive with their conserved domains The body immunoreacts with other sp56 species and has the benefit of a wide range of species reactivity. It is shown in the description.   Antibodies of the invention typically comprise a mammal comprising an antigenic polypeptide of the invention. Immunization with the inoculum to be immunized, thereby determining antigens on the immunized polypeptide Antibody molecules with immunospecificity for groups and for sp56 Produced by triggering. The antibody molecule is then recovered from the mammal and, for example, D Well-known techniques, such as those from EAE Sephadex, can be used to the desired extent. To obtain a TgG fraction. Using antigenic polypeptides in immunogens Examples of antibody preparation methods are widely known in the antibody art.   The term “antibody” in its various grammatical forms is used herein for immunity. An immunoglobulin molecule, and / or an immunologically active portion of an immunoglobulin molecule, In other words, it is a collective noun that refers to a group of molecules containing the antibody binding site or paratope. Used.   "Antibody binding sites" are defined as variable and super-variable heavy and light chains that specifically bind antigen. It is the structural part of the antibody molecule that consists of a variant.   As used herein, the term "antibody molecule" in its various grammatical forms The term refers to intact immunoglobulin molecules and the immunology of immunoglobulin molecules Both chemically active moieties are contemplated.   Examples of antibody molecules for use in the diagnostic methods and systems of the present invention include intact Immunoglobulin molecules, substantially intact immunoglobulin molecules and Fa b, Fab ', F (ab')TwoAnd what is known in the art as F (v) Is the part of the immunoglobulin molecule containing the paratope.   Antibodies Fab and F (ab ')TwoThe parts are, in a well-known manner, substantially Proteolytic reactions of intact antibodies with papain and pepsin, respectively. Is generated. For example, U.S. Patent Nos. See 4,342,566. Fab 'antibody portions are also well known, This is F (ab ')TwoGenerated from the part, followed by mercaptoethanol Reduction of the disulfide bond linking the two heavy chains, followed by the resulting tamper Prepared by alkylation of cumercaptan with a reagent such as iodoacetamide. It is. Antibodies containing intact antibody molecules are preferred, but are referred to herein as It is used as an example.   The production of antibodies to polypeptides is well known in the art. Staudt J. et al. Exp. Med., 157: 687-704 (1983) or U.S. Pat. Sutcliffe, J. No. 811; See the teachings of G. Those teachings The indications are incorporated herein by reference.   Briefly, to produce a peptide antibody composition of the present invention, an experimental mammal In addition, the immunization of antigenic polypeptides, such as those typically present in the vaccines of the present invention. Inoculate an epidemiologically effective amount. Next, the anti-sp56 antibody induced thereby is converted to the protein. Immunization using a polypeptide for immunization in solid phase By well-known techniques such as by affinity chromatography, Immunization polypeptides, such as recombinant sp56 protein, and native sp56 protein Those that are immunospecific for both proteins are isolated to the extent desired.   In order to increase the specificity of the antibody, preferably, The antibody is purified by immunoaffinity chromatography using the peptide. The antibody is used as a solid phase-attached polypeptide for immunization, and the polypeptide as an antibody molecule. Contact for a time sufficient to allow the immune reaction to form a solid-phased immune complex . The bound antibody is separated from the complex by standard techniques.   The term "inoculum" in its various grammatical forms is used herein to refer to As an active ingredient used to generate antibodies against sp56 determinant-containing polypeptide Used to describe compositions containing the antigenic polypeptide of the invention. . If the polypeptide is used in an inoculum to elicit antibodies, the polypeptide The tide can be used in various embodiments, for example, alone or as a conjugate (conjugate; conjug ate) linked to a carrier or used as a polypeptide polymer Should be understood. However, for ease of expression, the In the context of an inoculum, various aspects of the polypeptides of the invention are described herein as: Collectively represented by "polypeptide" and its various grammatical forms.   Polypeptides containing less than about 35 amino acid residues trigger antibody production For this purpose, it is preferable to use a peptide bound to a carrier.   To aid in binding the polypeptide to the carrier, the polypeptide One or more additional amino acid residues may be added at the amino or carboxy terminus. Can be made. Added to the amino or carboxy terminus of the polypeptide Cysteine residues form conjugates via disulfide bonds Have been found to be particularly useful. However, for producing conjugates Other methods well known in the art can also be used.   Coupling or activating via activated functional groups currently known in the art. Techniques for conjugating peptides are also particularly applicable. For example, Scan by Aurameas et al. d. J. Immunol., 8: Addendum 7: 7-23 (1978), and US Patent No. 4,493,7. Nos. 95, 3,791,932 and 3,839,153. Ma Was After coupling, to minimize loss of activity due to polypeptide orientation, A site-specific coupling reaction may be performed. See, for example, Biotech., 3 by Rodwell et al. : 889-894 (1985) and U.S. Patent No. 4,671,958.   Other examples of ligation operations include Michael addition reaction products, glutar The use of dialdehydes, such as aldehydes, by Klipstein et al. Infect. Dis., 147: 318-326 (1983), or for forming an amide bond to a carrier Including the use of carbodiimide technology as in the use of water-soluble carbodiimides. You. Alternatively, a peptide having a carboxy terminal cysteine introduced therein is bound. To achieve this, a heterobifunctional cross-linking linker, SPDP [N-succinimidyl-3 -(2-pyridyldithio) proprionate (n-succinimidyl-3- (2-pyridyldit hio) proprionate))] is used.   The invention in both the production of the antibodies of the invention and the production of the vaccine compositions of the invention Carriers useful for use in Ming are well known in the art, Generally it is a protein in itself. An example of such a carrier is keyhole Keyhole limpet hemocyanin (KLH), edestin, Immunoglobulin, bovine serum albumin (BSA) or human serum albumin (HS A) albumin, red blood cells such as sheep red blood cells (SRBC), diphtheria A toxin, tetanus toxin, cholera toxin subunit A, B or both, and poly D-lysine: a polyamino acid such as D-glutamic acid and the like.   The choice of carrier will depend more on the ultimate use of the inoculum, and will And standards not specifically included. For example, the smell of a particular animal being inoculated A carrier that does not cause unfavorable reactions must be selected.   The inoculum is typically effective as a conjugate linked to a carrier. Contains an immunogenic amount of a polypeptide of the invention. Immunization polypeptide Effective amount of polypeptide per unit dose sufficient to elicit an immune response against Depends, inter alia, on the species of animal to be inoculated, the weight of the animal and the mode of inoculation chosen. Are well known in the art. Typically, the inoculum is about 10 μg to about 500 mg, preferably about 50 μg to about 50 mg per dose of polypeptide Contains peptide concentration.   The term “unit dose” for inoculum is suitable as a unit dose for animals. Units, each of which is a required diluent, i.e., a carrier Or activity calculated to produce the desired immunogenic effect in relation to the vehicle Contains a predetermined amount of the substance. For a new unit dose of the inoculum according to the invention The specification determines (a) the specific properties and properties of the active substance, as disclosed in detail herein. Specific immune effects to be achieved and (b) Dictated by the inherent limitations in the art of formulating such actives, And they are a feature of the present invention.   The inoculum is typically prepared from a dried solid polypeptide-conjugate. The polypeptide conjugate is added to water, saline, or phosphate buffered saline. Dispersion in a physiologically acceptable (acceptable) diluent such as To be prepared.   The inoculum can also include an adjuvant as part of the diluent. Complete Freud's Adjuvant (CFA), Incomplete Freud's Adjuvant (IFA) Adjuvants such as and aluminum (alum) are well known in the art. And are commercially available from several sources.   The antibodies so generated are particularly useful for samples such as tissue sections or body fluid samples. Use in the diagnostic methods and systems of the present invention for detecting existing sp56 Can be. Preferred anti-sp56 antibodies are monoclonal antibodies.   The phrase “monoclonal antibody” in its various grammatical forms refers to the specific Antibodies containing only a single antibody binding site capable of immunoreacting with the epitope Refers to a group of molecules. Thus, monoclonal antibodies typically produce an immune response. Exhibit a single binding affinity for the epitope. Therefore, monoclonal Antibodies have multiple antibody binding sites, each of which is immunospecific for a different epitope May contain an antibody molecule having, for example, a bispecific monoclonal antibody. .   Preferred monoclonal antibodies of the present invention are those described for the anti-sp56 antibody of the present invention. It contains an antibody molecule that immunoreacts with the listed antigenic polypeptide of the invention. Than Preferably, the monoclonal antibodies are also recombinantly produced or naturally occurring. It also immunoreacts with the isolated sp56 protein.   Monoclonal antibodies typically secrete (produce) only one antibody molecule Consists of antibodies produced by single cell clones called hybridomas. The hybridoma cells continue to be antibody-producing cells and myeloma or other indefinitely It is produced by fusing with a possible cell line. Generation of such antibodies is most First described in Nature by Kohler and Milstein, 256: 495-497 (1975) Was. The description is incorporated herein by reference. Hybrids so generated The domema supernatant is immunized with the polypeptide for immunization or the whole sp56 protein. One can screen for the presence of reactive antibody molecules.   Briefly, hybridomas producing monoclonal antibody compositions are produced. Myeloma or other infinitely viable cell lines for the generation of Antigenic polypeptides containing sp56 antigenic determinants such as those present in polypeptides Fusing with lymphocytes obtained from the spleen of a mammal highly immunized with the polypeptide You. Hybridoma technology induced by polypeptides is described in Proc. . Acad. Sci. USA, 80: 4949-4953 (1983). Hereby incorporated by reference.   The myeloma cell line used to generate hybridomas is the same as lymphocytes. Those from the same species are preferred. Typically, 129 GLX+Strain mice are preferred It is a new mammal. Mouse myelomas suitable for use in the present invention include: , Hypoxanthine-aminopterin-thymidine sensitive (HAT) cell line, American From the Can Type Culture Collection (Rockville, MD) , Available under the designations CRL 1580 and CRL 1581, respectively. There are 3X63-Ag8.653 and Sp2 / 0-Ag14.   Spleen cells typically use polyethylene glycol (PEG) 1500 Fused with myeloma cells. The fused hybrid gives a sense of HAT Selected by receptivity. Hybridoma producing the monoclonal antibody of the present invention Uses the enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) described in the Examples. Identified using   The monoclonal antibodies of the present invention also provide antibody molecules of suitable polypeptide specificity. Monoclonal hive containing nutrient medium containing hybridomas that produce and secrete It can also be produced by initiating a lidoma culture. The culture is hybridized The antibody is maintained under conditions sufficient for the antibody to secrete the antibody molecule into the medium for a sufficient time. Next Next, the antibody-containing medium is recovered. Next, the antibody molecules are further refined using well-known techniques. Can be isolated.   Useful vehicles for preparing these compositions are well known in the art of branch surgery. And are commercially available and include synthetic media, inbred mice, etc. . Examples of synthetic media are 4.5 g / l glucose, 20 mM glutamine and 2 g / l. Dulbecco's minimum essential medium supplemented with 0% fetal bovine serum [DMEM, Dulbecco Korol et al., Virol, 8: 396 (1959)]. Examples of inbred mice are Balb / c It is.   Monoclonal antibodies, hybridoma cells or hybridoma cell cultures Other methods of generating are well known. For example, Prod.Natl.Acad by Sastry et al. Sci. USA, 86: 5728-5732 (1989) and Huse et al., Science, 246: 1275-1281 (19 1989) to isolate monoclonal antibodies from the immunological repertoire described in See the law.   The monoclonal antibodies of the invention are disclosed herein for the antibodies of the invention. It can be used in the same way.   For example, monoclonal antibodies can be used when immunoreaction with sp56 is desired. For use in the therapeutic, diagnostic or in vitro methods disclosed herein. Can be.   Further, the present invention provides a hybridoma cell and the monoclonal antibody of the present invention. Cultures containing the producing hybridoma cells are also contemplated.   H. Diagnostic method   The present invention is directed to the use of tissue samples, including tissue clumps, tissue sections, or biological fluid samples. The presence of sp56, sp56 antigenic determinant or anti-sp56 antibody in such a body sample. A variety of assays to determine the presence and, preferably, the amount are contemplated, including Immunochemistry of polypeptides, polyclonal or monoclonal antibodies of the invention To generate an immune reaction product that is used directly or indirectly Specifically related to the amount of the sp56 antigenic determinant or antibody in the sample.   One of skill in the art will appreciate the immunochemical reagents of the present invention for the amount of antigen or antibody in a body sample. Numerous, which can be used to form linked amounts of immune reaction products It will be appreciated that there are well-known chemical methods of clinical diagnosis. Therefore, Although exemplary assays are described herein, the invention is not limited thereto. Not.   Various heterogeneous, either competitive or non-competitive, and Homogeneous protocols are used to perform the assays of the invention. Can be   The sperm having sp56 is effective for interacting with the zona pellucida of the egg and is fertile. It is estimated that Sperm lacking sp56 is ineffective for interaction and fertility is Not guessed.   Accordingly, one aspect of the present invention is the use of an anti-sp56 antibody in a sp56 protein in a sample. The amount of sp56 protein in the sperm-containing sample used to immunoreact with the protein A method of assaying is contemplated. In this aspect, the antibody immunoreacts with sp56. , Form a sp56-antibody immunoreactive complex that is detected and detected in the sample Indicates the presence of p56. Thus, this assay format is compatible with mammalian sperm sp5 A method to determine the fertility of a mammal by detecting the presence of 6 is defined.   Anti-sp for assaying for the presence and preferably the amount of sp56 in a sample An immunoassay using 56 antibody molecules typically includes the following steps.   (A) mixing a sample with an anti-sp56 antibody of the present invention, preferably a monoclonal antibody; By combining (contacting), an immune reaction mixture is formed. The sample is typical Of the sample in the solid phase so that the immune reaction mixture has both a liquid phase and a solid phase. And the antibody functions as a reagent to detect the presence of sp56 in the sample.   The sample is a sperm-containing sample such as semen or epididymal tissue, and is a well-known immune system. It is preferably prepared with biological stains, but other tissues containing tissue extracts or bodily fluids The sample may be adsorbed on a solid phase. In such cases, adsorption to the solid phase is well known in the art. It can be performed as described in Estanblots or ELISA. You.   (B) scheduling the immune reaction mixture such as from about 10 minutes to about 16-20 hours; At about 4 ° C. to about 45 ° C. for a period of time in which sp56 present in the sample In response to immunological binding to form sp56-containing immune reaction product (immune complex) And maintained under biological assay conditions.   Biological assay conditions include the immunochemical reagents of the invention and the sp5 to be assayed. 6 maintain the biological activity. These conditions range from about 4 ° C to about 45 ° C. Temperature range, pH value range of about 5 to about 9, and ionic strength of distilled water to about 1 mol / Includes ionic strength varying over a range of ionic strengths equal to 1 sodium chloride solution . Methods for optimizing such conditions are well known to those skilled in the art.   (C) the presence of the sp56-containing immune reaction product formed in step (b); More preferably, the amount is measured (detected) to determine the amount of sp56 present in the sample.   Measuring the presence or amount of an immune product, directly or indirectly, is well known to those of skill in the art. The type of indicating means achieved by known assay techniques and typically used According to   Preferably, the determination of step (c) comprises the following steps.   (i) mixing the sp56-containing immunoreaction product with a second antibody to form a second (detection) Forming an immune reaction mixture, wherein the second antibody molecule comprises a first antibody molecule in the immune reaction product. It has the ability to immunoreact with (primary) antibodies.   Antibodies useful as second antibodies can be polyclonal or monoclonal to the primary antibody. Includes a clonal antibody preparation.   (ii) combining the second immunoreaction mixture with a second antibody and an immunoreaction product. And maintained for a time sufficient to form a second immune response product; and   (iii) the amount of the second antibody present in the second immune reaction product, and Determine the amount of the immune reaction product formed in step (c).   In one embodiment, the method comprises detecting the presence of a labeled second immune reaction product. The second antibody may be a labeled antibody (ie, Antibody). Label is measured in the second immunoreaction product and, therefore, is fixed. Indicates the presence and preferably the amount of the second antibody in the phase.   Instead, the amount of the second antibody is, as is well known, specifically reactive with the second antibody. Can be determined by preparing an additional reaction mixture having an indicating means to You. For example, with a labeled anti-immunoglobulin antibody molecule specific for the second antibody The third immune reaction mixture. After the third immune response, the third immune response formed The product is detected via the presence of the label.   Methods for detecting the amount and presence of an sp56 antigenic determinant depend on the species of sp56 in the sample. And therefore also useful for determining sperm type, the antibodies used are For example, sp56 domains in species-specific, specific forms, such as sss domains, etc. It is. Thus, the present invention uses the above assay with an anti-sss antibody. Also contemplated are methods of identifying sperm donor or sample species.   Another diagnostic aspect involves the presence of any anti-sp56 antibody in circulating blood or semen. And determining the contraceptive status of the mammal by measuring its presence.   In the presence of anti-sp56 antibodies, mammals do not fertilize or impair fertility It is.   Thus, another aspect is that the sp56 antigenic determinant is isolated from the anti-sp56 antibody in the sample. For assaying the amount of anti-sp56 antibody in a body sample used for epidemics Contemplate the law. In this embodiment, the antibody in the sample immunoreacts with sp56 and sp5 A 6 antibody immunoreactive complex is formed, which is the presence of the anti-sp56 antibody in the sample. Is detected. Therefore, this assay format is compatible with mammalian immunocontraceptive anti- To determine the fertility of a mammal by detecting the presence of the sp56 antibody Define the method. This method identifies whether the immunocontraceptive method of the present invention is effective. And to identify mammals experiencing an autoimmune response that causes infertility It is for.   Sp to assay for the presence and preferably the amount of anti-sp56 antibody in the sample An immunoassay using 56 antigenic determinants typically involves the following steps.   (A) mixing a sample with an antigenic polypeptide comprising an sp56 antigenic determinant of the invention (Contact) to form an immune reaction mixture. This sample is typically In the form of a sample immobilized in a solid phase, so that the mixture has both a liquid phase and a solid phase Yes, the antigenic polypeptide is a reagent for detecting the presence of an anti-sp56 antibody in a sample. Function.   Preferably, the sample is a blood, serum or plasma sample, such as semen or Epididymal tissue, preferably prepared by well-known immunohistological staining However, other samples, including tissue extracts or body fluids, may also be adsorbed on the solid phase. like this In some cases, adsorption on a solid phase has been described for the well-known Western blot method. Can be done as follows.   (B) scheduling the immune reaction mixture such as from about 10 minutes to about 16-20 hours; At about 4 ° C. to about 45 ° C., the sp56 present in the sample was In response to immunological binding to form sp56-containing immune reaction product (immune complex) And maintained under biological assay conditions.   Biological assay conditions include the immunochemical reagents of the invention and the sp5 to be assayed. 6 maintain the biological activity. These conditions range from about 4 ° C to about 45 ° C. Temperature range, pH value range of about 5 to about 9, and ionic strength of distilled water to about 1 mol / Includes ionic strength varying over a range of ionic strengths equal to 1 sodium chloride solution . Methods for optimizing such conditions are well known to those skilled in the art.   (C) the presence of the sp56-containing immune reaction product formed in step (b); More preferably, the amount is measured (detected) to determine the amount of the anti-sp56 antibody present in the sample. .   Measuring the presence or amount of an immune reaction product, directly or indirectly, is well known to those skilled in the art. Achieved by assay techniques well-known in the art and as described herein; Typically, it depends on the type of pointing means used.   The term “conjugate” as used herein refers to an antibody-antigen or receptor -Refers to the product of a specific binding reaction, such as a ligand reaction. An example of a complex is an immune response It is a reaction product.   As used herein, various grammatical forms of the word "marker" or "indicator" are used. Are directly or indirectly involved in generating a detectable signal indicating the presence of the complex. A type of atom or molecule. Any label or indicating means may be used, including antibodies of the invention. Or a portion of a monoclonal antibody composition, an antibody molecule, an expressed protein, Alternatively, it may be associated with, incorporated into, or used separately from a polypeptide. These atoms or molecules can be used alone or with additional reagents can do. Such labels are well known in clinical diagnostic chemistry and are Otherwise, within the scope of using the novel proteins, methods and / or systems It constitutes a part of the present invention.   The labeling means chemically binds to the antibody or antigen without denaturing them. A fluorescent labeling agent that forms fluorescent dyes that are useful immunofluorescent tracers be able to. Suitable fluorescent labeling agents are fluorescein isocyanate (FIC), Fluorescein isothiocyanate (FITC), 5-dimethylamine-1-naph Tarensulfonyl chloride (DANSC), tetramethylrhodamine isothio Cyanate (TRITC), lysamine, rhodamine 8200 sulfonylchlora And a fluorescent dye such as Id (RB200SC). For a description of immunofluorescence analysis technology, see `` `` Immunofluorescence Analysis '', Antibody As a Tool, Marchalo nis et al., edited by John Wiley & Sons, Ltd., pages 189-231 (1982). And is incorporated herein by reference.   In a preferred embodiment, the indicator group is horseradish peroxidase (HRP) , Glucose oxidase and the like. The main indicator is HRP or If is an enzyme such as glucose oxidase, additional reagents Clarify the fact that a ter-ligand complex (immunoreactant) is formed Is required. Such additional reagents for HRP include hydrogen peroxide, and And oxidation dye precursors such as diaminobenzidine. Glucose oxidase Additional reagents useful with are 2,2'-amino-di- (3-ethyl-benzthia Zoline-G-sulfonic acid) (ABTS).   Radioactive elements are also useful labeling agents and are used as examples herein. . An example of a radiolabel is a radioactive element that emits gamma rays.124I,125I,128 I,132I, and51Elements that emit gamma rays themselves, such as Cr, emit gamma rays and emit It refers to one class that produces radioactive element indicator groups. Particularly preferred is125At I is there. Another group of useful labeling means emits positrons themselves11C,18F,15O and And13It is an element such as N. The emitted positrons combine with the electrons present in the animal's body. When encountered, produces gamma rays. Also,111Indium orThreeΒ emitter like H Is also useful.   The attachment of a label, i.e., the labeling of polypeptides and proteins, is well known in the art. It is well known. For example, antibody molecules produced by hybridomas By metabolically incorporating radioisotope-containing amino acids given as fractions Can be labeled. For example, Galfre et al., Meth. Enzymol., 73: 3-46. (1981). Conjugation of proteins via activated functional groups (Conjugation) or coupling techniques are particularly preferred. For example, Aurameas 7, Scand. J. Immunol. Vol. 8, Suppl. 7: 7-23 (1978); Rodwell et al., B. iotech, 3: 889-894 (1984) and U.S. Pat. See No. 795.   This diagnostic method uses a specific binding agent for the detection of immune reaction products. Is also possible. A “specific binding agent” is one that selectively binds to a reagent species of the present invention. Molecule or a complex containing such a species. It is not the polypeptide or the antibody molecule composition itself. An example of a specific binding agent is a second antibody Molecules, complement proteins, or fragments thereof, S. aureus (S.aureu s ) Protein A. Specific if the species is present as part of a complex Preferably, the binding agent binds to the reagent species.   In a preferred embodiment, the specific binding agent is labeled. But in diagnostics, the sign If unspecific binding agents are used, the reagents will typically be Is used as a reagent. In these embodiments, the amplification means comprises a complex containing a reagent species. When bound to the body, the labeled specific binding agent specifically binds to the amplification means Have the ability.   The diagnostic method of the present invention uses "EL to detect the amount of sp56 antigenic determinant in a sample. It can be implemented in the "ISA" format. "ELISA" is an antibody that binds to a solid phase Or using an antigen and an enzyme-antigen or enzyme-antibody conjugate in the sample. This is an enzyme-linked immunosorbent assay that detects and quantifies the antigen present. ELISA technology Is described in Chapter 22 of the 4th edition of Basic and Clinical Immunology, by D.P. Sites et al. (From Lange Medical Publications in Los Altos, CA) Rows), and U.S. Patent Nos. 3,654,090, 3,850,752, , 016,043, which are incorporated herein by reference.   Thus, in some embodiments, forming a solid support for use in a diagnostic method of interest In order to achieve this, a polypeptide, antibody or monoclonal antibody of the invention It can be fixed to a matrix.   Reagents are typically adsorbed from aqueous media and immobilized on a solid matrix. Other types of immobilization methods applicable to proteins and polypeptides well known to those of skill in the art Can also be used. Examples of adsorption methods are described herein.   Useful solid matrices are also well known to those skilled in the art. Such substances can be found in water Insoluble, cross-linked dextran [Piscataway (new Fine Chemicals (Jersey) icals)) under the trade name SEPHADEX], agarose, Polystyrene beads with a diameter of about 1 micron (μm) to about 5 millimeters (mm) [Abbott Laboratories in North Chicago (Illinois) (Available from Abbott Laboratories)], polyvinyl chloride, polystyrene, Bridged polyacrylamide, sheet, strip, or spatula Dollar), nitrocellulose or nylon based fibers, or Tubes, flutes, or tubes made of polystyrene or polyvinyl chloride Includes wells of a chromatographic plate.Example   The following examples are intended to be illustrative and the specification and claims are not to be considered as limiting. It is not so limited.1. Preparation of a purified sp56 protein immunogen   Mouse sp56 protein was purified from male mice in two different ways. Raw Male mice with reduced breeding ability [HSD: ICR species, Indianapolis (Indy Harlan Sprague Dawley I, Ana nc.)] (8-18 weeks old), and the epididymis tail and vas deferens were replaced with 5 mM EGTA. Containing pre-warmed (37 ° C.) M119M medium [Bleil and Wassarman, J. Ce. II. Biol, 102: 1363-1369 (1986)]. My organization The incision was made with black scissors, and sperm were allowed to swim for 10 minutes and taken out. Sperm in 9 times M11 Transferred to 9M and fertilized for 30 minutes at 37 ° C. Sperm that has acquired fertility Sorvall SS-34 rotator [Willington, Delaware] 5,000r for 7 minutes at Du Pont Instruments centrifugation at 25 ° C through a Parcoll gradient at pm And purified. This gradient is 70% Percoll, 25 mM Tris -HCl, pH 7.4, 39 ml of 150 mM NaCl was added to Soval SS-34. Prepared by centrifuging at 19,000 rpm for 1 hour on a rotator .   Next, Parker containing 50 mM Tris-HCl and 1 mM EDTA. Le gradient followed by 35,000 g for 7 minutes at 25 ° C. Acrosome intact sperm and acrosomal The spermatozoa that had acquired the fertility to which the reaction had reacted were collected separately. Isolated in suspension The sperm mass is removed from the gradient, then diluted with eight volumes of medium, and then Pelleted at 5,000 rpm in an upper centrifuge. For processing in subsequent experiments The pellet was resuspended in buffer or medium. Sperm purified by this method is sufficient Minutes have motor skills and are fertile. In parallel experiments, Pups and fertilized, percoll purified spermatozoa are 8 out of 10 mice Fertilized the eggs. Average 4 × 107Purified spermatozoa were separated from each male. all The water used for the experiments in this study was a Nanopure system (Dubucure). -Barnstead, Dubuque, Iowa.   One method of purifying sp56 is essentially as described above [Bleil and Wassarm. An, Proc. Natl. Acad. Sci., USA, 87: 5563-5567 (1990)]. ZP3-affinity chromatography. 20 2 mg of percoll-purified, acrosome-free sperm from males Per ml of turkey egg white trypsin inhibitor in 2 ml of buffer A (50 mM Tris-HCl, pH 7.4, 150 mM NaCl, 1 mM CaClTwo, 1 mM KCl, and 0.2% hydrogenated Triton X -100). Under the conditions described herein, UV-transparent, hydrogenated Triton X-100 (San Diego, CA) Calbiochem Corp. has 100% sp5 6 were extracted, but only 12% of these sperm proteins were equimolar in Triton X-10. 0 did not dissolve. Centrifuge insoluble material at 14,000 g for 5 minutes And removed. The sample was filtered through a 0.22 μM filter and the [Bleil and And Wassarman, Proc. Natl. Acad. Sci., USA, 87: 5563-5567 (19). 1990)], a ZP3 affinity column [Rainin nin) EP column, 10 μM ZP3, Woburn (Massachusetts) In Linz (Instruments). 20 times column Volume of buffer A and remove bound protein from 0-8M urea and 0.2% water. Elution was performed with a gradient of triton X-100 to which nitrogen was added. Fraction (0.1m l) was collected and analyzed by 2-D SDS-PAGE.   A number of extracellular proteins, sp56, are typically ZP3 Eluted from the affinity column but contain intracellular disulfide bonds. This When exposed to 2-D SDS-PAGE, the protein is 40,0 under non-reducing conditions. 00D (40 kDa), double line with coordination of 56 kDa under reducing conditions Moved as (doublet).   Analysis of the concentration of such gels indicated that sp56 was hydrogenated Triton X-10. 0% (~ 2.3 pg or 25,000 mo) of the sperm protein extracted l sp56 / sperm). In contrast, Parko Of purified protein and triton produced from acrosome-reacted sperm On DSDS-PAGE, sp56 was not detected. This result is Observation that sp56 is not present in acrosome-reacted sperm [Bleil and Wassarman, Proc. Natl. Acad. Sci., USA, 87:55. 63-5567 (1990)].   As described above, percoll purified mouse sperm to obtain protein sequences ZP3 affinity purified sp56, biochemically purified from sp56 (see below), or a protein containing total triton extracted protein. The protein samples were first subjected to 2-D SDS-PAGE. Gel moves for 15 minutes Buffer [10% methanol, 1 μM DTT, 100 mM CAPS (Na- [3 -(Cyclohexylamino) -propane] -sulfonic acid), pH 10]. And treated with 300 mA buffer for 1 hour at 4 ° C in an electrophoresis apparatus. Polyvinyl Difluoride Protein Sequencing Membrane [ Bio-Rad Laboratories]. men The whole bran was washed with water containing 1 μM DTT, and the protein was washed with 1 μM DTT. Detected by Ponceau staining. sp56 equivalent (non-reducing article The stained protein located at 40 kDa under the conditions and 56 kDa under reducing conditions , Sliced from the membrane, the whole is 50% methanol and 1 μM D Wash with 50% water containing TT and extract by digestion with trypsin or directly Subjected to solid phase amino acid sequencing. Sp5 separated by reverse phase HPLC 6 were isolated and subjected to solid-phase amino acid sequencing. Was. Degradation with trypsin, reverse phase HPLC, and amino acid sequencing The Scripps Research Institute Protein Sequencing Core Facility gave.   The protein (〜30 pmol) subjected to the amino acid sequence contains one NHTwo -Has a terminal sequence, the first 12 amino acids of which are DCGPPP LLPFAS (positions 1 to 12 of SEQ ID NO: 2).   An alternative method of purifying sp56 from sperm is based on biochemical purification. 40 5050 male, Percoll-purified, acrosomes are 20 mM Tris-HCl, pH 8.5, 0.5% hydrogenated Triton X- Extract with 100 and treat extract with 1 mM PMSF to inactivate protease I let it. The extract was centrifuged at 14,000 g for 5 minutes to remove insoluble substances. Supernatant Was filtered (0.22 μM filter), and 75 × 7.5 mm DEAE-5PW color Bio-Rad Laboratory in Richmond, California Iz]. The protein was added to a column buffer (20 mM Tris-HCl, pH 8. 5, 0-0.5 M NaC in 0.1% hydrogenated Triton X-100) Elution was performed at a rate of 0.5 ml / min over a 20 minute period with one gradient. Eluate Analyzed at 280 nm. 0.5 ml fractions were collected and 2-D SDS-PAGE To the position of sp56 [equivalent to 40 kDa (non-reduced), 56 kDa (reduced)] Kel was silver stained for identification. Pool fractions containing sp56 and filter -[Centricon 30, Bedford (Massachusetts) (Millipore Corp., Setts.) And add 200 μl to 30 0x7.8mm Bio-Sil (BIO-SIL) SEC 250 column (Bio -Rad Laboratories). Equilibrate the column to 50 ml at 0.2 ml / min. mM Tris-HCl, pH 6.8, 0.1 M NaCl, 0.1% hydrogenated Triton X-100 was washed away. The eluate was analyzed at 280 nm. 0.2ml Were collected and subjected to 2-D SDS-PAGE to identify the position of sp56. I took it. Fractions containing sp56 were pooled, concentrated and used for further studies. Was. Measuring the size of molecules on a size exclusion column is> 300, 150, 44, 1 7, and <10 kD standard protein. Separates denatured proteins (Replace 0.1% Triton in column buffer with 0.1% SDS), 2 Standards of 00, 60 and 30 kD were used.   Biochemically purified sp56 was eluted from the size exclusion column and reduced to 110 k Estimated molecular weight of Da (range = 90-130 kDa, based on size standard) Was. Total triton extracted sperm protein was purified under non-denaturing conditions (0.1% triton ), Fractions containing sp56 protein when subjected to size exclusion chromatography (Determined by 2-D SDS-PAGE profile) at 110 kDa Was. When sperm proteins are exposed to denaturing conditions (0.1% SDS), sp56 Fraction containing 46 kD (determined by 2-D SDS-PAGE profile) a.   In addition, the two lines show affinity-purified sp56 and It shows that chemically purified proteins are equivalent. First, biochemically purified Protein NHTwoThe terminal amino acid sequence was affinity purified as described above. Sp56. Second, for biochemically purified proteins Monoclonal antibodies are used for biochemically purified protein and affinity purification. Both sp56s produced were recognized. In addition to these, biochemically purified s p56 with sp56 affinity purified on a 2-D SDS gel moved.2. Isolation of mouse sp56 cDNA   The biochemically purified sp56 prepared in Example 1 above was Proteolytic analysis with Endo Arg C, trypsin, and chymotrypsin By automated solid phase Edman-degradation peptide sequencing. The first fragment for the amino acid sequence was generated. First substance And quantification of released amino acids, it was confirmed that only sp56 sequence was obtained. I accepted.   From the sp56 peptide fragment, a modified polymerase chain reaction (PC In order to use the primer of R) for amplification of the sp56 cDNA fragment, Bookbinder et al., Science, 269: 86-88 (1995). Designed to be. Briefly, primers are described in Sambrook et al., Molecular Cloning: A Laboratory ManuaL Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Cold Spring Harbor (New York) (1989), and Lee Et al., BioTechniques, 14: 191 (1993). It was designed. Oligo (dT) -primed paramagnetic particles were -N4 (5'CCNTTYGCNWSNCCCNACNAAYCA3 ') (sequence number No. 3), and F5W (5 'TARAANACRARTARTCNCRTANGC) 3 ') (SEQ ID NO: 4) for use from mouse testis poly (A) + RNA Nested PCR was performed on the single-stranded cDNA template Subsequently, 1/100 of the first amplification product was replaced with primer N5 (5'GCNWSNC CNACNAAYCARYTNTA3 ') (SEQ ID NO: 5) and F5W and other rotations Was performed. Denatured positions are suggested in IUPAC agreements, where N is A, G , C, or T, Y is C or T, W is A or T, and R is A or G. N 4 and N5 primers contain overlapping portions of chymotrypsin peptide 1 Primer F5W corresponds to chymotrypsin peptide 2.   The resulting amplified 1 kilobase (kb), sp56NHTwoEnd (PCR Amino acids 11-18 encoded by immersion N5), endo-arg C pepti De 1 (amino acids 271 to 294), endo-Arg C peptide 2 (amino acids 291 ~ 303), trypsin peptide 1 (amino acids 199-205), chymotrypsi Peptide (amino acids 12-18), chymotrypsin peptide (PCR The portion of amino acids 342-349) encoded by primer F5W To include an array. The location of the primer and peptide sequences described here For reference, refer to the nucleotide and amino acid sequence of sp56 shown in SEQ ID NO: 1. I want to be illuminated.   The full length of the sp56 cDNA clone is the oligo (dT) -primer mouse testis The λ-Zap cDNA library (produced in the laboratory of Dr. Bleil) was prepared as described above. So obtained,32P-labeled, random-primed 1 kb PC R product or the sequence 5 'ACCTCGCATCACGGCTT3' (SEQ ID NO: No. 6), and 5'GAAGGAAACCACTCGCCA3 '(SEQ ID NO: 7) With a 32P-labeled primer specific for the 1 kb PCR product It is obtained by training. The isolated sp56 cDNA clone , Sp56NHTwoComplete along the bases encoding the terminal amino acids 1-10 Confirm that the clone encodes sp56, containing the 1 kb PCR product. Was.   The base sequence at the beginning of the mouse sp56 cDNA clone chain is accession number U171. 08 is described in Genbank. sp56 cDNA is From the methionine in the first frame (in-frame), the three salts of Asp-Cys-Pro Experimentally determined NH of sp56 initiated with a groupTwoTemporary, located between the ends 547 amino acids initiated by a defined 32 amino acid signal peptide Code the open reading frame. "Pre-Pro 5sp56" protein Mouse sp56 cDNA code containing a hypothetical signal peptide, referred to as The amino acid residue sequence is shown in SEQ ID NO: 1 for the cDNA and SEQ ID NO: 2 for itself. It is shown. Halopro lacking a signal peptide called "prosp56" Thein is a C-terminus of approximately 6,000 daltons in the absence of mouse sp56 protein. Includes terminal peptides.   During the separation and processing of epididymal sperm in a non-denaturing wash, and / or Z It is clear that division occurs in the native, mobile sperm when bound to P3. became. These observations are important for the purposes of the present invention and within the basic scope , The C-terminal tail of prosp56, and the nucleic acid encoding this sequence, respectively. , For use in immunocontraception and for the development of nucleic acid probes for homology studies Can be used.   The sp56 cDNA opens the cDNA from the experimentally determined N-terminus. Encodes a 62,000 dalton peptide to the end of the reading frame However, mature sp56 is a 56 kDa protein. Coded mouse s The p56 protein apparently lacks the transmembrane spanning domain, Convince that the protein is a protein at the edge of the membrane. Mouse sp56 (sp56 Is a member of the superfamily of protein receptors. A series of 60 amino acids, each repeat containing 10 virtually unchanged amino acids "Sushi superfamily" based on the existence of repeats of homologous length Called. sp56 has seven such domains, the position of which is Domain start and end are underlined with cysteine (C) amino acids FIG. 1 is shown in a different arrangement. sp56 cDNA and code A diagram of the amino acid sequence is shown in FIG.   Consistent with members of the superfamily, sp56 also has 44 amino acids. Chain near the C-terminus, a part of which is characteristic for proteins and sp56 specific Domain. As shown in FIG. 1, a chain of 44 amino acids (SEQ ID NO: Amino acids 380-423 of mouse sp56, shown as 2 Intervene between mains 6 and 7. This “sp56 species-specific domain” is known Has no detectable homology to any of the proteins, does not contain cysteine residues, Eliminates the possibility of two-dimensional structures determined by disulfide bonds. sp5 The 6-specific domain consists of highly charged amino acids, which are It is external and appears to be a B cell epitope and the like. Computer Sumire The solution did not show a helix or β-sheet two-dimensional structure. But Thus, its unique sequence, possible arrangement on the sp56 surface, and its two-dimensional structure Due to the lack of this domain of sp56, mouse sperm, and more widely, rodents Designed to induce a specific immune response against sp56 of spermatozoa A very good candidate for Ten.   Therapeutic use of the sp56-derived compositions of the present invention is a limited set of sp56. It is also supported by the weave distribution. Expression of sp56 in mice is It has been measured in a limited number of minutes in the heart, liver, kidneys, brain, Neither protein nor mRNA was observed. sp56 protein and m RNA has been determined to be promoted in round sperm cells, but mRNA Is clearly degraded in the subsequent round sperm cell stage. But proteins are slender Are transferred to the plasma membrane, which covers the sperm cells and the sperm head. In addition to this, Sp56 is found on sperm that binds to mouse egg ZP3 protein, and Present in musters but does not recognize mouse eggs, such as guinea pigs and humans Not present in sperm. Therefore, whether or not sp56 exists on the surface of sperm Is based on the species specificity of sperm-egg recognition and thus I will provide a.3. Preparation of recombinant mouse sp56 protein and polypeptide immunogen   To prepare the recombinant immunocontraceptive of the present invention, tobacco mosaic virus (TM The V) strain was used for the presence of sp56 polypeptide fragments on its surface. Manufactured for Mice are Closely Consuming Plants Containing Modified Virus As with certain other species, mucosal and systematic immunity to recombinant sp56 immunogens Develop a reaction.   Male mice contained only about 80 ng of sp56 and were as described in Example 1. It is not economically feasible to produce the recombinant sp56 and its recombinant The preparation of a fragment is preferred in the present invention. But code sp56 Since the cDNA can be isolated as described in Example 2, the present invention Expression or selection of sp56 to produce a p56-containing polypeptide immunogen Describe some of them.   Certain regions of the mouse sp56 protein-encoding cDNA encode recombinant molecules. Selected to prepare. A preferred recombinant protein is a 579 amino acid pre- -Including prosp56 and 547 amino acid prosp56. Other preferred sp The 56 DNA region is a nucleic acid encoding the outer loop region of the seven sushi domains. Including otide. These domains contain approximately 6 amino acids, including 10 virtually invariant amino acids. A chain of zero amino acids. FIG. 3 shows a typical sushi domain and 10 Indicate virtually invariant amino acids. Disulfide bond invariant pattern C1 Formed in C3, and C2-C4, in which the chain of hydrophobic amino acids is located Form a loop structure with both large and small interconnected loops. About 25-30, "Large roux", consisting mostly of chains of charged amino acids, is the C1 and C2 Are clearly divided within the superfamily, and due to their charged nature, It is generally involved in the function of protein receptors, members of the parfamily (I Chinose et al., J. Bio. Chem, 265: 13411-13416 (1990)). s p56 has seven such domains, each of which has "11" and And large and small loops called "sl". This of seven sushi domains Polypeptides derived from these regions are referred to as "Sh" 1 to 7 (for example, Sh1 to Sh7). In addition to this, Sushi Dome In 6 is characterized by having an additional cysteine residue in the large loop. Be killed. In this way, the large loop is further cysteine residue driven by the first loop. (Sh6f1) and an intermediate loop (Sh6m1). The sequence is shown in Table 1.   Other additional preferred sp56 cDNA regions include unique sp56 species specific sequences ( sss) and of sushi domains 6 and 7 as described in Example 1. Located between. The nucleotide position of this unconserved unique region is the sequence Beginning at position 1313 and ending at position 1444 as shown in number 1. Equivalent to The amino acid residues are located at positions 380-423 of SEQ ID NO: 1, as shown in FIG. Is placed. Within this sp56 species-specific region, a number of preferred polypeptides are: It is contemplated for use as the immunocontraceptive of the present invention. These polypeptides Is referred to as “sss” and is further dependent on the number of polypeptides (eg, sss1). Is shown.   Selected nucleotids encoding all or various portions of the sp56 protein The cDNA region corresponding to the position of the amino acid residue is shown in Table 1 and has the corresponding amino acid residue sequence. Position (AA) is also shown. nucleotide positions of the cDNA fragment and And the corresponding amino acid residue positions are derived from SEQ ID NOs: 1 and 2, respectively. The amino acid residue sequence of SEQ ID NO: 2 is also the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 It is shown with Mixing with the encoded nucleic acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 To prevent perturbation, the amino acids are defined from SEQ ID NO: 2 rather than SEQ ID NO: 1. You. The position is indicated after the colon in SEQ ID NO. For example, cDNA sss1 has the nucleotide sequence of 1313 to 1444 of SEQ ID NO: 1. SEQ ID NO: 1: (SEQ ID NO 1: 1) 1313-1444. Accordingly, the encoded polypeptide is the amino acid sequence of SEQ ID NOs: 380-423. Noic acid residue sequence. Designed cDNA polypeptide of the immunocontraceptive agent of the present invention C pairs are indicated in the specification with "pp" added to the cDNA design.                                   Table 1     design cDNA location AA position Pre-pro sp56 1: 80-1816 2: -32 to 547 Pro sp56 1: 176-1816 2: 1-547 Mature sp56 1: 176-1606 2: 1-477 Sh1 1: 176-352 2: 1-59 Sh11 1: 182-271 2: 3-32 Sh1sl 1: 275-313 2: 34-46 Sh2 1: 365-538 2: 64-121 Sh211 1: 368-445 2: 65-90 Sh2sl 1: 449-487 2: 92-194 Sh3 1: 551-733 2: 126-186 Sh311 1: 554-637 2: 127-154 Sh3sl 1: 641-679 2: 156-168 Sh4 1: 746-913 2: 191-246 Sh411 1: 749-829 2: 192-218 Sh4sl 1: 833-872 2: 220-232 Sh5 1: 926-1114 2: 251-313 Sh5ll 1: 929-1027 2: 252-284 Sh5sl 1: 1031-1075 2: 286-300 Sh6 1: 1124-1312 2: 317-379 Sh6ll 1: 1130-1225 2: 319-350 Sh6sl 1: 1229-1270 2: 352-365 Sh6fl 1: 1130-1189 2: 319-338 Sh6ml2 1: 1193-1125 2: 340-350 Sh7 1: 1445-1606 2: 424-377 Sh7ll 1: 1448-1525 2: 425-450 Sh7sl 1: 1529-1567 2: 452-464 sss1: 1: 1313-1444 2: 380-423 sss2 1: 1322-1369 2: 383-398 sss3 1: 1361-1408 2: 396-411 sss4 1: 1391-1438 2: 406-421   Sh6fl1 and Sh6ml2 are derived from a large loop of sushi domain 6 In each of the first and intermediate loops, separated by cysteine bonds is there.   The selection of these regions, summarized in Table 1, is based on contraceptive blocking. Recombinant sp56 polysaccharide, which is an effective immunocontraceptive based on but not based on antibody titer Facilitates identification of peptide immunogens. Poly that can contain B cell epitopes For peptides, selection is preferred, and it is also contraceptive after interruption of immunization. Enables a potential reversal of the effect. Thus, in one embodiment, the reversibility is: This is a desirable feature of the immunocontraceptive agent molecule of the present invention.   The completeness listed in Table 1 as an immunogen to cause contraception in mammals Pre-pro-sp56 protein is used to prepare total pro-sp56 protein. The resulting cDNA sequence is an expression vector for expression in mammalian cells in tissue culture. Inserted into the reactor. Briefly, Bookbinde r) et al., Science, Vol. 269, pp. 86-89 (1995). 2043 bp Eco from clone 7.1 sp56 cDNA as described RI / XhoI fragment (the fragmentation was prepared according to the preps listed in Table 1) A sequence encoding a mammalian expression vector. pcDNA3 [Invitrogen, CA San Diego], allowing direct insertion of sp56 cDNA clones To be linearized with the same restriction enzyme, whereby pcDNA3-sp5 6 expression vectors were formed.   The expression vector construct provided the following conditions: 1) Human cytomegaloy A promoter sequence upstream from the immediate early gene of Lu High level essential transcription of sp56 cDNA at 2 ° C; 2) additional polyadenylation Signal from the bovine growth hormone gene that enhances RNA stability 3) ATG (encoded at the beginning of the sp56 signal peptide) That is, bases corresponding to 81 to 83 of the signal sequence shown in SEQ ID NO: 1) Initiation of their translation; and 4) Neomy for selection of G418 resistant stable cell lines. Syn resistance gene.   Competent recA (-)E. FIG. coli[XL1-Blue, Strategy (Stratagene, La Jolla, CA). Plasmids transformed and amplified with sp56 were isolated from Qiagen. (Chatworth, CA) Purify bacteria from bacteria using a plasmid purification kit. Was made. The purified plasmid DNA is used for polycationic lipid transfection. Was introduced into CHO and COS cells [Felgner er), etc.Proc. Natl. Acad. Sci. , USA, 84 volumes, 741 3-7417 (1987)]. Silver amplified immunogold staining using Mab 7C5 [ Cheng, etc.J. Cell Biol., 125, 867-8 78 (1994)] was transformed with the sp56 insert. In G418-resistant cloned COS cells, intracellular sp56 was detected. Issued. Plasmid transformed with plasmid pcDNA3 without insert Control cells did not show sp56 expression. As expected, the expressed s p56 (lacking the signal peptide) is secreted from these cells and First, it was detected by Western blot of tissue culture medium. Expressed The secreted protein had a molecular weight of 62 kDa by SDS-PAGE under reducing conditions. Moved to the position. This is due to the post-translational removal of the C-terminal tail in these cells [ Book binders, etc.Science, 269, 8 6-89 (1995)].   Others for expressing the complete pro-sp56 polypeptide for oral immunization Involves expression from recombinant baculovirus in insect cells ( However, it is not limited to this). The ports derived from the remaining sp56 listed in Table 1 Like the peptide, the recombinant pre-prosp56 retains the signal peptide sequence. The preparation of mature sp56, which lacks both the signal peptide sequence and the C-terminal tail, By cloning each cDNA sequence into an appropriate expression vector, Achieved. Selection of the expression vector and the procedure for its insertion is within the skill of the art. Is well known.   Once secreted, recombinant proteins (such as prosp56 released into the medium) Or mature sp56) is the anti-sp56 monoclonal antibody 7C5, 5F12, 12 Immunopurified with D2, 7H12 or 4B2 [Cheng et al. ,J. Cell Biol.125, 867-878 (1994)] Or with the recently isolated anti-pro-SP56 monoclonal antibody 10b6. And purified immunologically. The purified protein is then orally immunized. Mixed with mammal feed.   As described below, in a separate attempt, the recombinant sp56 poly- Peptide immunogens (also called haptens) are used for tobacco mosaic virus (T MV) a selection of coat proteins, designed on the C-terminal tail of the TMV. Chimeric pepti composed of a protein having a selected sp56-specific domain Prepared as part of the molecule. Viruses collected based on TMV replication The particles then act as an immunogen when consumed in plant material. Many replicates of the modified sp56 recombinant fragment are provided.   For identification purposes, recombinants anchored to the sp56 polypeptide TMV is designated by the name of the particular polypeptide after TMV, eg, TMV- sss1pp (where sss1 indicates the name of the cDNA sequence, and pp indicates Designated polypeptide).   FIG. 4 shows the results used to prepare the recombinant TMV-sp56 polypeptide fusion. Here is an overview of the method used. TM including arranging the DNA sequence of TMV on both sides From the V species U1 (normal), the gene for TMV coat protein (cp) Bluescript using NcoI and KpnI Closin in Rasmid Vector [Stratagene] Was done. The TMV gene containing the sequence of TMV cp is Virol. 181: 109 (1991) (this disclosure is incorporated by reference. Plasmid pU3 / 1, as described in US Pat. Derived from 2-4. As shown in FIG. On both sides of these restriction sites are bacteriophage T7 and T3 RNA A merase promoter sequence is located.   The construction of the selected sp56 cDNA-TMV chimera is described herein. . One of skill in the art has been described to produce one particular TMV-sp56 chimera. The teaching is applicable and applicable to all sp56 cDNA molecules listed in Table 1. It will be appreciated that it can be easily adapted. Therefore, the sss1 cDNA To prepare a polypeptide with immobilized column-based TMV-sp56, ss s1 cDNA (SEQ ID NO: 1313-1444) Gene into a chimeric gene, which then replaces the complete TMV gene. Inserted into a separate vector.   To accomplish this, first, sss-1 (sss1-a and sss1 -B) at the 3 'end of the TMV coat protein gene together with the base encoding A stretch of bases is synthesized (cp-a and cp-b) and the two chimeric PCRs Generates primers (sss1-a / cp-a and sss1-b / cp-b) . The procedure is similar to that described for the preparation of similar ZP3-expressing molecules. Fitchen, etc.Vaccine, 13 volumes, 1051-1057 Page (1995), the disclosure of which is incorporated herein by reference]. It is. The sss1-a nucleotide sequence has the sequence of 1322-1369 of SEQ ID NO: 1. The position corresponds to the top strand nucleotide sequence. The sss1-b nucleotide sequence is , It is a complementary sequence to the sequence of sss1-a.   When written in the 5 'to 3' direction, the sss1-a / cp-a primer and And the nucleotide sequences of the sss1-b / cp-b primers are 5'A CCAATGTGACGAACAAAGACCCTACTTATTCGGTCATG AAAAAAATTCTACTGAGCATGCCATGAAAGGTGTGG GTCCTGCAACTTGAGGG 3 '(SEQ ID NO: 8) and 5' GGTCTT GTTCGTCACATTGGTTTCAGATATATTTGGGAAAAGT GAATAAAGGGCTAATCTATTTGTAAAACCAGAGTCTG CTTGAGAGGTCCAAACCAAAAC3 '(SEQ ID NO: 9). Each step The underlined portion of the primer indicates the TMV sequence, while the unlined portion indicates the complementary s 1 shows the ss1 nucleotide sequence.   Primer sss1-b / cp-b and nucleotide sequence 5'TAATACG T7 promoter having ACTCACTATAGGGAGA3 '(SEQ ID NO: 10) Primers that specifically anneal to the primer sequence (T7 primer) Used with a plasmid containing the protein sequence and is continuous with the sss1 cDNA. The "left arm" of the cp region to be amplified is amplified. A primer sss1-a / cp-a; Nucleotide sequence 5 'AATAACCCTCACTAAAAGGGA3' (SEQ ID NO: No. 11) specifically anneals to the T3 promoter sequence (T3 primer) Primers are used with the TMV coat protein plasmid, The "right arm" of the cp region following s is amplified. The regions cp-a and cp-b are , Encodes a portion contiguous to the TMV CP region, but not the opposite strand.   In order to amplify the region, Fitchen et al.Vacci ne 13, Vol. 1051-1057 (1995), A polymerase chain reaction (PCR) is performed. Used for PCR The cycling parameters were 30 seconds at 95 ° C / 60 at 47 ° C for the first round. 25 sec / sec at 72 ° C., followed by a second round at 72 ° C. The incubation was for 600 seconds.   Includes the complementary strand of sss1 together with the left or right arm of TMV, respectively. The resulting PCR products were mixed, denatured and then annealed again, FIG. Re-annealing extended by DNA polymerase as outlined in Product. The product of this reaction is to coat TMV coat protein. Upstream sequence followed by s of amino acid residues 380-423 (SEQ ID NO: 2) sss1 cDNA sequence encoding the p56-specific domain, followed by the entire sequence A downstream sequence encoding a codon and a downstream sequence of the TMV coat protein gene; It consists of the rest of the column (see FIG. 5).   The resulting sss1 cDN, named TMV-sss1pp The TMV coat protein encoding the gene containing the A product was then Alternatively, it is re-amplified by PCR using primers T7 and T3. Amplified The resulting material is then restrictedly digested with NcoI and KpnI. Restrictively The digested PCR fragment was then rescued in a derivative of pU3 / 12-4. And cloned into the corresponding restriction sites of the TMV cDNA fragment. This yields a modified full-length cDNA clone of MV.   The resulting chimeric recombinant plasmid is, therefore, modified TMV gene Nom (to which the cDNA encoding the sss1 polypeptide has been inserted) )including. The chimeric plasmid was then used in an in vitro transcription assay. Linearized for use, it can be used by Fitchen et al.Vac cine 13, Vol. 1051-1057 (1995). Done in Briefly, the full length T including the modified coat protein gene Use of T7 RNA polymerase to catalyze MV genome synthesis Is done. Generally, 2 μg of linear plasmid is used to inoculate 10-20 leaves. Provide sufficient material.   After transcription of the TMV-sss1 RNA / polypeptide, the infectious product is Rubbed on spinach plants. The transcript was 20 mM sodium phosphate Diluted to 1/10 with um (pH 7.2) and 100 ml is applied to the plants. For large-scale inoculation, the crude homogenate of the infected plant from the initial infection is transcribed. Used to replace products. This type of infection, as shown in FIG. Sp56-specific s on their surface as part of the Mera coat protein molecule This results in a virus particle providing the ss1 domain. In fact, large amounts of immune contraception Taking into account the consumption of pentene, this method can result in thousands of particles per virus particle. A climbing hapten is provided. The virus itself is infectious and, therefore, Economical to extend and useful for virtually unlimited supply of antigen It is. Plants infected with the virus are identified according to USDA guidelines The Lips Research Institute arch Institute). TMV virus particles Prior to use, heat and / or autoclaving the infected plant material. Has been converted to non-infectious.   TMV-sp for expression of the remaining sp56 polypeptides listed in Table 1. The construction of the 56 chimera gene is based on the assumption that the chimera primer pair has a specific sp56 cDNA. Except that it is redesigned with the nucleotide sequence and its complement, And b, using the primer sequences.   Others for producing the recombinant sp56 protein of the invention for production in plants An alternative recombination attempt has been the shuttle vector called the pRTL2 vector. And sp5 for subsequent insertion into the plant expression vector pGA482 Depends on the isolation of the 6-containing fragment. Shuttle vector and departure References for current vector systems and discussions thereof are provided in Chapter 5. ing.   The shuttle vector pRTL2 contains an expression control sequence and cholera toxin-sp56 fusion. CDNA fragment encoding a specific sp56 for expression of synthetic protein A cholera toxin α or β chain nucleotide region linked to act on Designed to include within a HindIII-separable restriction fragment .   In the following pRTL vector, cholera toxin α chain and β chain are encoded. Genes are ligated in such a way that they operate, the sp56 cDNA Separately designed for direct ligation to shuttle vectors using arrays And it results in a construct encoding a cholera toxin-containing fusion protein. Ko Appropriate plant expression vectors for cassettes encoding rela toxin α and β fusion proteins For separate subcloning into the vector, the vector is then Subsequent exchanges to generate F1 plants containing both expression vectors encoding the protein. Used to transform separate plants for distribution.   Two cholera toxin α-chains facilitate the introduction of the expressed fusion protein into cells. Designed to stimulate an immune response in it, along with a single β-chain gene You. Unmodified cholera α-chain is used for adjuvant and carrier protein Act as Once mediated by complexation with the β-chain, G) When absorbed by epithelial cells, the cholera α-chain adjuvant flanks Stimulates the presentation of antigen on the outer surface. The nucleotide sequence of the α chain is Which is the arginine to lysine accession at position 7. Resulting in amino acid substitution, wherein the adjuvant moiety is also When released, it provides an α-chain that acts only as a carrier protein. cholera The β-chain binds the β-chain to GM1 ganglioside on the surface of the epithelial cell tip Only works as a carrier protein that mediates Of any expressed α-chain Absorption is achieved by conjugation with the expressed cholera toxin β chain protein.   Both the α and β chain constructs are fusion proteins comprising the sp56 protein of the invention. Designed for expression of For the production of immunocontraceptive fusion proteins, α or Is used as a fusion protein, or both β chains.   The pRTL2 vector is a plant expression vector, also labeled in FIGS. Useful as a shuttled expression element to mediate the expression of sp56 in proteins Has the following elements: 35S inversion of cauliflower mosaic virus 35 promoter (35S Pr) derived from a transcript; as a translation enhancer Useful tobacco etch virus untranslated leader sequence (TEVL); and Cauliflower mosaic for direct polyadenylation of transgene transcripts 35S polyadenylation sequence (pA-S) at the 3 'end of the 35S transcribed gene of Irus . These elements are designed in a single cassette, which is Restriction site digestion fragments for subsequent subcloning into vector Allows isolation.   The plasmid map of the shuttle vector pRTLCTA-sp56 is shown in FIG. In which the HindIII segment contains an expression control sequence. And functions within the cholera toxin α-chain (labeled as CTOX A) DNA fragments encoding sp56 ("sss" and (Labeled) is shown by way of example. Ko To generate the rela toxin α-chain-sp56 fusion construct, Table 1 shows that cholera toxin α-chain Taking into account ligation to the ClaI restriction site present in the gene, the ClaI restriction site The sp56 cDNA sequence containing the position is selected and synthesized or produced by PCR. Built. Restriction site analysis confirmed that sp56-encoding sequence was once inserted. Once obtained, the cassette encoding the fusion protein is digested with HindIII For subsequent ligation into a similarly digested pGA482 plant expression vector, Isolated. cholera toxin alpha chain fusion protein cassette without sp56 insert The nucleotide sequence has 1956 bases and is listed in SEQ ID NO: 12. Ko Modification encoding lysine instead of arginine at position 7 of the rela toxin gene The cholera toxin α chain obtained is shown in SEQ ID NO: 12 at positions 787 and 788. Contains two adenine nucleotides instead of cytosine and guanine . Vector-labeled pRTLCTAm-sp5 with modified α-chain 6 is shown schematically in FIG. In the figure, all other vector The elements are similar to those described for FIG.   It may contain the same vector elements as described above, but encode the cholera toxin β chain. The cholera β-chain fusion protein construct having the nucleotide sequence shown in FIG. I have. The sequence coding for sp56, which contains the end specific for BglII, is shown in FIG. At the BglII site in the cholera toxin β chain, designated as “sss” Is done. Null of the cholera toxin β chain HindIII fusion cassette lacking the p56 insert The nucleotide sequence is listed in SEQ ID NO: 13.   To express larger sp56 polypeptides and fusion proteins, FIG. The vector pCTA02-1sp56, which is shown schematically in, was also constructed. Cl Nucleotides in the cholera toxin alpha chain other than the aI restriction site are removed, thereby Direct insertion of a similarly prepared sp56 insert into a KpnI / ClaI digestion vector Enables easy connection. When using other vectors, the fusion protein expression cassette Is used for subcloning for its expression into a plant expression vector, Hi. Isolated by digestion with ndIII.   Depending on the selected shuttle vector used to prepare the fusion construct. Together with the cholera chain-encoding gene / sp56 coding region or cholera Hi lacking toxin alpha chain (pCTA02-1sp56), as well as control elements The ndIII isolated fragment was then separately and similarly digested with pGA48 [An (An) etc.Plant Molecular Biol oggy Manual A3, 1-19 (1988)]. Recombinant plant vector Tar is then used to infect plants such as tobacco and alfalfa. You. A preferred plant virus is Agrobacterium (Agrobacteriu m ) Strain LBA4404.4. Synthetic murine (murine) sp56 polypeptide and chimeric sp56 polypep Preparation of Pide Immunogen   Alternative, but equally effective method for preparing immunocontraceptive molecules of the invention In the case of injection into the patient receiving it, Sp5 for use as a hapten to produce an immune response in cooperation with the offspring A 6-derived polypeptide is synthesized.   As an example of this attempt, the sss3 cDNA listed in Table 1 Underlined single letter amino acid residue sequence CNISETNVTNKT YLFGH 16 amino acid peptide of sp56 specific sequence having (SEQ ID NO: 14) Pide was used as a hapten to immunize mice orally. Pep Cid joins The Scripps Research Institute Core Facility (The Scripts Research Institute Cor e Facility), which comprises additional cysteine at the N-terminus. Was included. The underlined portion of the peptide is the sp56 protein listed in SEQ ID NO: 2. It corresponds to amino acid residues 396-411 of the Park. Reverse of the above sp56 peptide Has the amino acid residue sequence CHGFLYTKNTVNTESIN (SEQ ID NO: 15). The corresponding peptide was used as a control to evaluate the specificity of the immune response.   This hapten (1.5 mg) was added via the exposed N-ethylmaleimide 1 mg of Sulfo-SMCC modified cholera toxin B subunit (CT-B, (Up to 10 SMCC residues per buunit). Resulting exemption The epidermis was named CT-B-sss3pp. Cholera toxin is orally resistant ( Provides other haptens to develop strong mucosal immune responses without tolerance Selected as an adjuvant or carrier Selected [Black (Black), etc.Infect. Immunity, 55 Volume, pp. 1116-1120 (1987); McGhee, et al.R eprod. Fertil. Devel. 6, 369-379 (1994). Year)]. Alternative reagents, including diphtheria toxin, are also useful as carriers.   CT-B containing peptide haptens (CT-B-sss3pp) Aliquots purified by dechromatography and subjected to SDS-PAGE analysis Analysis confirmed the modification. The resulting immunogen was then As described in 5, used to immunize mice.   The other sp56 polypeptides listed in Table 1 induce immune contraception upon oral ingestion Similarly prepared as an immunogen for use in Those skilled in the art will also -The use of synthetic polypeptides with or without cooperation with molecules And that the carrier molecule is not limited to cholera toxin.5. Immunization of mice with sp56 immunogen   The ability of the sp56 composition to play a role as an immunocontraceptive Purified, denatured, reduced sp prepared as described in Example 1. 56. For testing, one 25 day old male mouse was purified Immunized intraperitoneally with modified, reduced and reduced sp56 (complete flow on day 1). 500 ng of Indian adjuvant, incomplete Freund's adjuvant on day 60 500ng). Sham injections of complete and incomplete Freund's adjuvant Performed on other male mice.   Sections of testes from males immunized with sp56 were from goat anti-mouse Ig conjugated Using dish peroxidase, color with diaminobenzidine They were counterstained with toxillin / eosin and analyzed immunohistochemically. Same person Compared to sections of testes from placebo-immunized males stained immunohistochemically When immunized with sp56, males immunized with sperm cells and sperm removal were prolonged. Had been. Observed sperm as closed cells stained positively for mouse Ig Late removal of formation was most likely due to immune attack. The immunized male 4, mated and inserted with 4 female mice, but no offspring were observed. With placebo Immunized males produced 5 litters. This result was translated into sp56 in mice. Have been shown to result in male infertility.   To evaluate other sp56-derived polypeptides that act as immunocontraceptives First, the hapten-modified CT-B prepared in Example 4 (CT-B-sss3pp, Experimental, mouse number 5-8) or CT-B alone (CT-B, control, mouse number) 1-4) is a 28-day-old virgin female mouse (HSD: ICR strain, Harlan Spragg) -Dolly) contains approximately 20 μg protein / week / 100 μl saline Mice were used to administer weekly intubation. After three weekly intubations, the orbit Bleeding in the inside gives serum, and the mucosal extract is a homogenized stool pellet. Obtained. Diluted serum (50 μl, 1/10 in Tris buffered saline) And mucosal extract (one large homogenized in 0.5 ml of Tris buffered saline) 50 μl from the stool pellet) was purified (5 ng) from sp56 (freeze-dried). Incubated in 96-well plates containing Cheng, etc.J. Biol. Chem.125, 867-878 (1994)], antigen recognition was analyzed in a modified ELISA performed as described above. Was. To detect bound serum and mucosal Ig, goat anti-mouse IgG was used to increase silver Wide colloidal gold conjugate (Sigma, St. Louis, Mo.) and goat anti-mouse Ig A (Sigma) was used for each.   Mouse immunized with sp56-derived hapten (CT-B-sss3pp, experimental) Contained antibodies that recognized the purified sp56 shown in Table 2. blood The results were the same for both clear IgG and mucosal IgA. About each immunogen , What was provided as positive (+) or negative (-) itself, results only Have been.                                   Table 2       Mouse number Immunogen                         result           1 CT-B-           2 CT-B-           3 CT-B-           4 CT-B-           5 CT-B-sss3pp +           6 CT-B-sss3pp +           7 CT-B-sss3pp +           8 CT-B-sss3pp +   As shown in Table 2, four mice immunized with CT-B-sss3pp All contained both IgA and IgG bound to sp56, whereas 4 All of the mice immunized with CT-B did not detect the protein in a detectable manner. Did not contain body.   Immunohistochemistry and Wester to characterize antisera of immunized mice Both mouse sperm and solubilized mouse sperm tan Park was done individually.   Sera from immunized mice were injected into the orbit after three weekly oral immunizations. Obtained by blood. Diluted serum (Tris buffer) for immunohistochemical analysis 1/10) in a saline solution was fixed on a glass slide. Sosomes Recognize IgG in Intact Mouse Sperm (from Unimmunized Males) As previously described [Cheng et al.J. Biol. Che m. 125, 867-878 (1994); Book binder (Boo). kbinder), etc.Science269, 86-89 (1995) Using colloidal gold-conjugated goat anti-mouse IgG (Sigma) Tested by gold staining.   IgG from mouse number 5 immunized with CT-B-sss3pp was exclusively A region of the plasma membrane covering the acrosome of unimmunized sperm (sp56 Is located). Serum IgG from mouse nos. Chemical staining gave the same pattern. From mouse number 1 immunized with CT-B alone IgG binding was not detected. Serum IgG from mouse numbers 2-4 was Immunostaining gave the same pattern.   Mouse numbers 1 and 5 (control CT-B and CT-B-sss3p, respectively) p) immunized with serum IgG by Western blot. It was analyzed for isomerism. For this assay, unimmunized mouse sperm Total Triton soluble protein from offspring is converted to SDS-PAGE Provided, transferred to Immobilon membrane and stripped (Containing about 505 g of sperm protein per strip) Cheng), etc.J. Biol. Chem.125, 867-878 (1 994)] and probed with immune serum. Probed with antibodies The membrane was developed with silver-amplified immunogold staining as described above. Probe the blot The basic antibody used for the mouse was from mouse number 1 (1/100 dilution) Is the antibody from mouse number 5 (1/10 dilution) or anti-sp56 monoclonal Antibody 7H12 (50 μg / ml; positive control).   Western blot analysis of total detergent soluble sperm proteins was performed on sp56 Was the only protein recognized by the anti-sss antibody. CT -Serum IgG from mice immunized with B-sss3pp is shown in FIG. Thus, a single 40 kDa band was recognized on the non-reducing gel. In the figure In addition, the positive control monoclonal antibody 7H12 also contains a 40 kDa protein. Immune reaction. "O" indicates the origin of the separating gel. These results were selected sp56 sss3p hapten successfully used to orally immunize mice And that an immune response was directed against sp56 in situ. Is shown.   Spermatozoa from the immunized mice are then immunized with the sp56 polypeptide of the invention. To evaluate the direct effects of the contraceptive composition, it was analyzed immunohistochemically. this For the assay, see [Brail and Wasserman (Was). sarman),Proc. Natl. Acad. Sci. , USA, 85 volumes, 6778-6783 (1988)] from immunized mice. Epididymal sperm are isolated and incubated in a medium that supports capacitation for 30 minutes. Was added. The incubated spermatozoa are from the immune system previously described above. Fixed and prepared for weaving chemistry. The sperm that was dried and applied to the culture dish Restored (hydrated), TNBG (50 mM Tris-HCl) at 25 ° C. for 4 hours PH 7.5, 150 mM NaCl, 4 mg / ml bovine serum albumin (B SA) [Sigma], and incubated in 5% normal goat serum [Sigma]) And then at 50 μg / ml colloidal gold-conjugated goat anti-mouse IgA (Signal 4) Incubated for 4 hours in TNBG containing Sperm is washed and silver And counterstained as described above.   Obvious observations indicate the level of sperm motility from control or experimental mice (and 70%) or between types. CT-B-sss3pp Acrosome-complete spermatozoa from immunized mice have “crescent moon” at sp56 position. Completely restricted to the surface of the plasma membrane overlying the acrosome Immunogold staining was indicated. In sperm from control CT-B immunized mice, immunogold staining was , Not detected.   Sperm from immunized mice was then characterized in a sperm-egg binding assay Can be As described above, a portion of the sperm incubated for capacitation Are described in [Brail and Wasserman]. ,Proc. Natl. Acad. Sci. , USA85, 6778-67 83 (1988)], using sperm-egg by using a mouse egg without a lump. The binding assay was challenged. Number of bound sperm per egg (per assay, Ten eggs and two two-cell embryos) are measured as described above.   Other mice (male and female) were tested for recombinant and synthetic molecules, respectively. Equivalently prepared sp56 immunities prepared as described in 3 and 4 Immunized using a contraceptive composition. Response to immunization uses carrier molecules Assayed, prepared either recombinantly or synthetically, with or without Described herein for each of the sp56 protein or polypeptide reagents. Is evaluated as follows.   Successfully immunized with sp56 immunocontraceptive proteins or polypeptides of the invention. The resulting male mice are then mated to assess reproductive potential. E All from the group containing at least one that has demonstrated an immune response by LISA Males and females were tested on day 60 (6 days post immunization) to test for infertility. On day 0), they are separately mated with an unimmunized partner. Up to 20 days Paddles are kept in cages and females are inspected each morning for mating plugs. Mating, Non-immunized females will have 20 days and then 21 days It is examined by both obvious observations of abdominal distention and delivery. Immunized male Successful contraception is due to the inability to give birth to non-immunized females (eg, Measured) as a percentage. Mated and immunized females are separated and Tested for pregnancy in the manner described above. Successful contraception of immunized females does not give birth Mating, measured as percentage of immunized females. For each group, the minimum success rate The requirement is 50% contraception for males and 50% contraception for females. this Even at these lower numbers, the effectiveness of the reagents is sufficient to reduce rodent solids. You.   On day 101, 10-20 successfully immunized contraceptive males (5 or less from each group) Is then analyzed to determine the site of immunocontraception. These males are immune She is mated with a non-female. The mated female is sacrificed 7 hours after mating, Their fallopian tubes and uterine horns were cut open and flushed with saline. Everything All cellular material is separated by centrifugation. Possible in flushing water (flash) Soluble substances were analyzed for anti-sp56Ig by ELISA, as described above. You. The determination of the Ig type is performed by ELISA. If there is no sperm in the wash water What is meant is the removal of sperm upstream of the immune attack and ductal defenses. Washing water The sperm found therein has impaired motility, with T cells or macrophages. Association and goat anti-mouse IgG-horseradish peroxidase conjugation Antibody coating with the body is observed. In all cases, the Fc receptor Is bonded to the above-mentioned [Cheng et al.J. Biol. Chem., 125, 867-878 (1994)]. Pre-blocked. The association of Ig and / or immune cells with the presence of sperm Figure 7 shows mucosal immune attack on spermatozoa differentiated in epididymis or semen.   Next, half of the successfully immunized sterile males are sacrificed and the reproductive organs become immune dependent. Analyzed in terms of pathology. The testes and epididymis are fixed and Embed, section and stain. These infertile, sp56 immunized male testes And epididymal sections were immunoassembled to determine the method of immune attack, as described above. Analyzed by science. This procedure is based on the finding that the immune response is Lphage, killer T cells) or simply circulating Or by attack by secreted antibodies. this The male cadaver immunized with 5 to 5 sp56s was the Scripps anima. Le Facility Veterinarian (The Scripts Animal) (Facility Veterinarian), dissection in other organs Further analysis for pathology.   If a female immunized with sp56 was contraceptive (ie, determined by mating plugs to mate) If they prove success, but no progeny), then An immune attack on sperm in the horn is tested. Contraception of 10 animals, TMV-sp56 immunity Epidemic females are mated with unimmunized males and their tubules and uterine horn Sperm is analyzed for evidence of an immune attack, as described above.   Determine if TMV-sp56 protein or polypeptide immunity is reversible Further assays are performed to determine. The reversibility of sp56-dependent infertility is Threatened or endangered It may be desirable if the teeth occupy the same ecological status as the harmful rodent population unknown. Because of this situation, the remaining fertility of the well-immunized male and female Testing continues. After day 81, the animals are replaced with wild-type TMV or other An edible pellet feed containing the delivery vehicle is provided. 120 days ago As noted, their fertility is tested. Successful reversibility of sp56-dependent infertility Percentage of unimmunized females delivered after mating with male immunized with sp56 And one hundred sp56 immunized females delivered after mating with unimmunized males. Minute It is measured as a percentage.6. Isolation of a mammalian cDNA homolog of murin (murine) sp56   Mammalian cDNA of murine cDNA sp56 obtained as described in Example 2. NA homologs are obtained by the screening protocol described herein. The protocol is designed to screen mammalian tissues However, the procedure has been described for isolating only human homologs. Skilled person Have described the described method for isolating human sp56 homologs in other mammalian hosts. Understand that it is easily applied by estimation for use in identifying mologs I do. Furthermore, those skilled in the art will appreciate that the identification of mammalian homologs can be accomplished using the methods described herein. Also understand that it is not limited.   In preliminary screening, less stringent Northern Analysis (probe with full-length cDNA encoding mouse sperm sp56) A faint RNA band was detected in the 2 kb range. RNA hybridization Can only be detected with low stringency and therefore are encoded by that RNA. The homologs are probably distantly related to sp56. Human sperm protein Human oocyte ZP recognition domain in a mouse [Flowman (Fl orman), etc.Devel. Biol.106, 243151 (19 1984); Florman and Wasserman an),Cell41, 313-324 (1985); eir) and Wasserman,Proc. Natl. A cad. Sci., USA 85, 6778-6678 (1988)]. This is because it can recognize ZP polypeptides instead of carbohydrates, May be expected.   Further Northern blot analysis of human testis RNA encodes sp56 homologs For identifying human testis cDNA to be loaded (derived from sp56 cDNA) Is performed to identify All Northern blot analyzes were successful R After using probes for isolation, transcription and G3PDH mRNA of NA, Tested for delivery by cleaning. encodes sp56 homolog To detect human testicular RNA by Northern blot, two types of nucleic acid Robes are used. Providing the highest peak / noise ratio and also on the blot These probes, which clearly bind to the lowest number of RNA bands, Selected for screening   These probes are described as follows:Type I probe : Double strand32DNA sp56c randomly prepared with P label The DNA probe has the full length sp56 cD having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1. Prepared from NA clone 7.1 or from a subclone of its cDNA, As noted [Bookbinder, etc.Sciencec e 269, 86-89 (1995)], and probe Northern blot Used to The full-length probe is the Northern block of mouse testis RNA. Have been used successfully to identify sp56 RNA in Thus, it has the advantage of detecting human testis RNA with relatively low stringency. Change Studies are performed using full length probes of the resulting Northern blots. In that research In order to obtain a better peak / noise ratio, The strictness of the washing conditions is varied. For example, washing after hybridization Purification is repeated using 4 × SSC, 0.5% SDS (25 ° C.) The degree was later diversified (4x-6x) and the concentration of SDS was diversified (0.5% -0 . 1%), and in some experiments, Denhardt's reagent (Denhars reagent). dt's Reagent) or the like. Instead, no To screen the Zan blots, as described above, the sp56 cDNA And the 5 'half of sp56 cDNA clone 7.1 (Base 1-1300 of SEQ ID NO: 1) or sp56 cDNA clone 7.1 Another probe corresponding to the 3 'half (bases 1301 to 2050 of SEQ ID NO: 1) ,used.Type II probe : Derived from sp56 cDNA, Single-stranded synthetic biotinylated deoxyribonucleotide 60-mer antisense , The probe is from The Scripps Institute Core Facility ( The Scripts Institute Core Facility Synthesized by These antisense probes are the successors of gene banks issue In the sp56 cDNA sequence listed as U17108 and in SEQ ID NO: 1 The phase described below, written in the 5 'to 3' direction to the region indicated therein With complement sequence: Complementary to nucleotides 1-60 (SEQ ID NO: 1) in the 5 'untranslated region: 5'TCTGGAATAAGACGGTAGGAAGACTCTAGTGTTGCCC TTGGGTTTTTCGCCCCTCCCTGGTCC3 '(SEQ ID NO: 16); Complementary to nucleotides 181-240 (SEQ ID NO: 1) in Sushi domain 1 What: 5'GTTGTGTGACTCATACAACTGGTTTGGTTGGAGAAG CAAACGGTAAAAGGGGTGGAGGGTCCA3 '(SEQ ID NO: 17); Complementary to nucleotides 781-840 in Sushi domain 4 (SEQ ID NO: 1) What: 5'CCCTTCTTGCCATCGATCTCAAGAGCGTCCTCTGT ACGCATAGAACTGTCGAATCCAGGGG3 '(SEQ ID NO: 18); and Nucleotides 1381-1440 in the sequence specific domain (sss) (SEQ ID NO: Complementary to 1): 5 'CCTTTCATGGCATGCTCGGGTTGAGTTTTCTTTCAT GACCAAATAGATAGGTTTTGTTTGTC3 '(SEQ ID NO: 19).   Four probes show potential for human sperm analog of sp56 Were selected based on the determined sp56 homology. The 5 'untranslated region is Was selected for its almost reliable adjustment function. Sushi domains 1 and 4 The region is such that the N-terminal half of sp56 contains the conserved sperm anchoring anchor. Most are preserved, with evidence that they represent the main. sp56 carbohydrates The sp56-specific sequence (sss) as part of the recognition domain is not conserved. Apparent and serves as a negative control in Northern blot analysis. I However, it clearly and satisfactorily detects human testis RNA on Northern blots. Any (or all) of the probes Used for The single-stranded biotinylated polynucleotide probe was purchased from the manufacturer [ Under the conditions suggested by Millipore, Bio-Rad] Northern blots containing UV cross-linked RNA from human testes and mouse testes (positive control) Hybridized to blot. To obtain the highest peak / noise ratio, Post-hybridization washes are performed under varying levels of stringency. Yes For brid detection, blots were subsequently treated with streptavidin-alkaline. Probed with phosphatase conjugate and using BCIT-BPT reagent Color.   sp56 cDNA sequence (the probe of which sequence is Revealed to better detect individual RNA bands on Southern blots Was subsequently used to screen a human testis cDNA library. Used. Dr. Brail's lab has joined the [Bookbine (Bookbinder), etc.Science269, pp. 86-89 ( 1995)] and approximately 10 in the λ-ZapII vector.8 -DT-primed human testis cDNA library containing two independent clones Developed. Comparable libraries are also available on the market. The above The probe selected in this way is essentially a screen of the mouse testis cDNA library. To screen a library, as described above for used. Plaques detected in such a screen are And the sequence of the cDNA is determined as described above.   The sequenced cDNA is a human analog of sp56 based on the following criteria: Identified as candidate cDNAs encoding: 1. Probes to identify cDNA clones are available in mice (positive control) and humans.     Individual RNA bands detected on both Northern blots of testicular RNA     Must. Probe encoding sp56 sss as described above     Expected to identify human testis RNA or their individual cDNAs     Not. 2. The translated sequence of the selected cDNA was a sp56 amino acid sequence (less     At least half). sp56     Are protein receptors (each of which is called a Sushi domain)     (Including short homologous repeats)     Others in the par family (not sp56 homologs) were identified by chance.     Can be For example, the α subunit of the complementary 4B binding protein (C4BP)     , With 47% overall amino acid identity, most closely related to sp56     Connect. However, N-terminal side of sp56 of Sushi domain 1-5     Half have 54% amino acid identity to human C4BP, while Su     shi domain 6, SSS, Sushi domain 7 and basic C-terminal     The C-terminal half, including the amino acid sequence, is 36% amino acid identical to human C4BP.     Only has sex. Therefore, sp56 is a candidate as a human sperm homolog.     In order for the translated sequence of the selected cDNA to be greater than 47%     Must have overall amino acid identity to 56, or     Indicates that the N-terminal half must have greater than 54% identity,     Alternatively, it must have more than 36% identity at the C-terminal half.     These requirements are for proteins that are not functionally homologs of mouse sperm sp56.     It is chosen to minimize the chance of identifying a park.   The cDNA selected and sequenced to meet the above criteria is a sp56 human. Identified as encoding a candidate sperm homolog. The human sp56 homolog is Must be restricted to late in spermatozoa and spermatogenesis and are free of other human tissues Must be present. Candidate protein expression is restricted in humans To test whether or not human tissues (heart, liver, epithelium, testis) Northern blot of RNA extracted from round, muscle, lung, brain, kidney and ovary) Analysis derived from selected human testis cDNA32P hybridization -It is performed using a probe. Suppose, like Mulin sp56, Northern Bro Show that RNA encoding the candidate sp56 homolog is exclusively present in testis If revealed to be expressed, the encoded protein can be used in vivo. Irrespective of its function in humans, represents an ideal immunocontraceptive goal in humans You. One other required feature of one such candidate is that it is a valid goal. If the protein is expressed on the surface of human sperm .   Identification and sequence analysis of human or other mammalian homologs is subsequently Sp prepared as described in Examples 3 and 4 and released as described in Example 5 It allows the preparation of 56 protein and polypeptide immunogens.   The preceding specification, including specific embodiments and examples, is illustrative of the invention. It is intended to be and is intended to be construed as limiting. Not. Many other variations and modifications may be made without departing from the true spirit and scope of the invention. And modifications can be made.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C07K 16/18 C07K 16/18 C12P 21/08 C12P 21/08 G01N 33/50 G01N 33/50 J 33/53 33/53 D 33/577 33/577 B // C12N 15/09 ZNA C12N 15/00 ZNAA (72)発明者 ブックバインダー、ルイス・エイチ アメリカ合衆国、カリフォルニア州 92122、サン・ディエゴ、クリスタル・ド ーン・ドライブ 4075、ナンバー 204、──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) C07K 16/18 C07K 16/18 C12P 21/08 C12P 21/08 G01N 33/50 G01N 33/50 J 33 / 53 33/53 D 33/577 33/577 B // C12N 15/09 ZNA C12N 15/00 ZNAA (72) Inventor Bookbinder, Louis H. Crystal Dawn, San Diego, USA 92122, California, USA・ Drive 4075, number 204,

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1. 医薬的に容認されうる賦形剤と組み合わせて、sp56抗原決定基を有す る抗原性ポリペプチドを、哺乳類において抗sp56抗体を誘導するのに有 効な量で含む免疫避妊ワクチン組成物。 2. 上記抗原決定基が、sp56種特異的配列(sss)を含む、請求項1記 載の組成物。 3. 上記抗原決定基が、sp56のSushiドメインを含む、請求項1記載 の組成物。 4. 上記抗原性ポリペプチドが、合成ポリペプチド、ハイブリッド分子、融合 タンパク、組換えタンパク、キメラポリペプチド分子および単離されたタン パクよりなる群から選択される、請求項1記載の組成物。 5. 上記哺乳類が、げっ歯類、有蹄類、有袋類、霊長類、ブタ、イヌ、ネコお よびヒトよりなる群から選択される、請求項1記載の組成物。 6. 上記抗原性ポリペプチドが、配列番号2:−32〜547、2:1〜54 7、2:1〜477、2:1〜59、2:3〜32、2:34〜46、2: 64〜121、2:65〜90、2:92〜104、2:126〜186、 2:127〜154、2:156〜168、2:191〜246、2:19 2〜218、2:220〜232、2:251〜313、2:252〜28 4、2:286〜300、2:317〜379、2:319〜350、2: 352〜365、2:319〜338、2:340〜350、2:424〜 477、2:425〜450、2:452〜464、2:380〜423、 2:383〜398、2:396〜411および2:406〜421よりな りなる群から選択されるポリペプチドを含む、請求項1記載の組成物。 7. 上記組成物が、2以上の上記抗原性ポリペプチドを含む、請求項6記載の 組成物。 8. キャリアー、免疫刺激剤、抗原性分子またはアジュバントをさらに含む、 請求項1記載の組成物。 9. 上記キャリアーが、コレラ毒素サブユニットA、コレラ毒素サブユニット B、ジフテリア毒素、インフルエンザウイルスHAタンパク、マウス白血病 ウイルス・コートタンパク、サルモネラ表面タンパク、およびタバコモザイ クウイルス・コートタンパクよりなる群から選択されるポリペプチドである 、請求項8記載の組成物。 10.安定剤をさらに含む、請求項1記載の組成物。 11.上記キャリアーが、非毒性であり、食することができるキャリアーである 、請求項8記載の組成物。 12.上記キャリアーが、植物性物質である、請求項11記載の組成物。 13.上記組成物が、餌または飼料として製剤化されている、請求項11記載の 組成物。 14.上記ハイブリッド分子が、第二のポリペプチドドメインに作動可能に連結 されたsp56抗原決定基からなる第一のポリペプチドドメインを含む、請 求項4記載の組成物。 15.上記第二のポリペプチドドメインが、コレラ毒素サブユニットA、コレラ 毒素サブユニットB、ジフテリア毒素、インフルエンザウイルスHAタンパ ク、マウス白血病ウイルス・コートタンパク、サルモネラ表面タンパク、お よびタバコモザイクウイルス・コートタンパクよりなる群から選択される、 請求項14記載の組成物。 16.上記ハイブリッド分子が、sp56の種特異的配列(sss)を定義する ポリペプチドに作動可能に連結されたコレラ毒素サブユニットAポリペプチ チドドメインを有するポリペプチドを含む、請求項14記載の組成物。 17.上記sssポリペプチドが、2:380〜423、2:383 〜398、2:396〜411および2:406〜421よりなる群から選 択される、請求項16記載の組成物。 18.上記ハイブリッド分子が、融合タンパクであり、上記作動可能な連結が、 上記第一および第二のポリペプチドドメインの間のペプチド結合である、請 求項14記載の組成物。 19.上記ハイブリッド分子が、キメラポリペプチド分子であり、上記作動可能 な連結が、化学的架橋である、請求項14記載の組成物。 20.請求項1記載の免疫避妊組成物を、抗sp56抗体の産生を誘導するのに 有効な量で哺乳類に投与することを含む、免疫避妊方法。 21.上記投与経路が、経口、静脈内、皮下、筋内および腹腔内よりなる群から 選択される、請求項20記載の方法。 22.上記経口投与が、食物摂取によるものである、請求項21記載の方法。 23.上記哺乳類が、げっ歯類、有蹄類、有袋類、霊長類、ブタ、イヌ、ネコお よびヒトよりなる群から選択される、請求項21記載の方法。 24.以下の工程を含む、哺乳類の不妊性を決定する方法: a)上記哺乳類からの抗体を含む身体試料を、上記哺乳類のsp56抗原決定 基を有する抗原性ポリペプチドと混合する工程; b)上記混合物を、上記ポリペプチドが上記抗体の任意のものと免疫反応して 免疫反応複合体を形成するのに十分な条件下に維持する工程; c)上記混合物中の上記免疫反応複合体の存在を検出する工程。 25.sp56抗原決定基を有する抗原性ポリペプチドと免疫反応する抗体であ って、上記ポリペプチドが、約65アミノ酸残基を超えない長さであり、配 列番号2:1〜59、2:3〜32、2:34〜46、2:64〜121、 2:65〜90、2:92〜104、2:126〜186、2:127〜1 54、2:156〜168、2:191〜246、2:192〜218、2 :220〜232、 2:251〜313、2:252〜284、2:286〜300、2:31 17〜379、2:319〜350、2:352〜365、2:319〜3 38、2:340〜350、2:424〜477、2:425〜450、2 :452〜464、2:380〜423、2:383〜398、2:396 〜411および2:406〜421よりなる群から選択される配列を含む、 抗体。 26.上記ポリペプチドが、配列番号2:1〜59、2:3〜32、2:34〜 46、2:64〜121、2:65〜90、2:92〜104、2:126 〜186、2:127〜154、2:156〜168、2:191〜246 、2:192〜218、2:220〜232、2:251〜313、2:2 52〜284、2:286〜300、2:317〜379、2:319〜3 50、2:352〜365、2:319〜338、2:340〜350、2 :424〜477、2:425〜450、2:452〜464、2:380 〜423、2:383〜398、2:396〜411および2:406〜4 21よりなる群から選択されるアミノ酸残基配列からなる、請求項25記載 の抗体。 27.上記抗体が、モノクローナル抗体である、請求項25記載の抗体。 28.以下の工程を含む、哺乳類の雄性不妊性を決定する方法: a)上記哺乳類からの精子を含む身体試料を、上記哺乳類のsp56抗原決定 基を有する抗原性ポリペプチドと免疫反応する抗体と混合する工程; b)上記混合物を、上記抗体が上記身体試料中の上記抗原決定基を含む精子の 任意のものと免疫反応して免疫反応複合体を形成するのに十分な条件下に維 持する工程; c)上記混合物中の上記免疫反応複合体の存在を検出する工程。[Claims] 1. Has the sp56 antigenic determinant in combination with a pharmaceutically acceptable excipient     Antigenic polypeptides to induce anti-sp56 antibodies in mammals.     An immunocontraceptive vaccine composition comprising an effective amount. 2. 2. The method of claim 1, wherein the antigenic determinant comprises a sp56 species-specific sequence (sss).     Composition. 3. 2. The antigenic determinant comprises the Sushi domain of sp56.     Composition. 4. The antigenic polypeptide is a synthetic polypeptide, hybrid molecule, fusion     Proteins, recombinant proteins, chimeric polypeptide molecules and isolated proteins     2. The composition of claim 1, wherein the composition is selected from the group consisting of park. 5. The mammals are rodents, ungulates, marsupials, primates, pigs, dogs, cats,     The composition of claim 1, wherein the composition is selected from the group consisting of: and a human. 6. The antigenic polypeptide is SEQ ID NO: 2:32 to 547, 2: 1 to 54     7, 2: 1 to 477, 2: 1 to 59, 2: 3 to 32, 2: 34 to 46, 2:     64-121, 2: 65-90, 2: 92-104, 2: 126-186,     2: 127-154, 2: 156-168, 2: 191-246, 2:19     2-218, 2: 220-232, 2: 251-313, 2: 252-28     4, 2: 286-300, 2: 317-379, 2: 319-350, 2:     352-365, 2: 319-338, 2: 340-350, 2: 424-     477, 2: 425-450, 2: 452-464, 2: 380-423,     2: 383-398, 2: 396-411 and 2: 406-421.     The composition of claim 1, comprising a polypeptide selected from the group consisting of: 7. 7. The composition of claim 6, wherein said composition comprises two or more of said antigenic polypeptides.     Composition. 8. Further comprising a carrier, an immunostimulant, an antigenic molecule or an adjuvant;     The composition of claim 1. 9. The carrier is cholera toxin subunit A, cholera toxin subunit     B, diphtheria toxin, influenza virus HA protein, mouse leukemia     Virus coat protein, salmonella surface protein, and tobacco mosai     A polypeptide selected from the group consisting of quavirus coat proteins     The composition of claim 8. 10. The composition of claim 1, further comprising a stabilizer. 11. The carrier is a non-toxic, edible carrier     The composition of claim 8. 12. The composition according to claim 11, wherein the carrier is a plant substance. 13. 12. The composition of claim 11, wherein the composition is formulated as a feed or feed.     Composition. 14. The hybrid molecule is operably linked to a second polypeptide domain     A first polypeptide domain consisting of a modified sp56 antigenic determinant.     The composition of claim 4. 15. The second polypeptide domain is cholera toxin subunit A, cholera     Toxin subunit B, diphtheria toxin, influenza virus HA tamper     Protein, mouse leukemia virus coat protein, Salmonella surface protein,     Selected from the group consisting of and tobacco mosaic virus coat protein,     A composition according to claim 14. 16. The hybrid molecule defines a sp56 species-specific sequence (sss)     Cholera toxin subunit A polypeptide operably linked to a polypeptide     15. The composition of claim 14, comprising a polypeptide having a tide domain. 17. The sss polypeptide is 2: 380-423, 2: 383     -398, 2: 396-411 and 2: 406-421.     17. The composition of claim 16, which is selected. 18. The hybrid molecule is a fusion protein, and the operable linkage is     A peptide bond between said first and second polypeptide domains;     A composition according to claim 14. 19. The hybrid molecule is a chimeric polypeptide molecule and the operable     15. The composition of claim 14, wherein the link is a chemical crosslink. 20. Use of the immunocontraceptive composition according to claim 1 to induce the production of an anti-sp56 antibody.     An immunocontraceptive method comprising administering to a mammal in an effective amount. 21. The above administration route is a group consisting of oral, intravenous, subcutaneous, intramuscular and intraperitoneal.     21. The method of claim 20, which is selected. 22. 22. The method of claim 21, wherein said oral administration is by food intake. 23. The mammals are rodents, ungulates, marsupials, primates, pigs, dogs, cats,     22. The method of claim 21, wherein the method is selected from the group consisting of: and a human. 24. A method for determining sterility in a mammal, comprising the steps of:   a) determining a bodily sample containing antibodies from the mammal by the sp56 antigen of the mammal;     Mixing with an antigenic polypeptide having a group;   b) reacting said mixture with said polypeptide immunoreacting with any of said antibodies;     Maintaining under conditions sufficient to form an immune response complex;   c) detecting the presence of the immunoreactive complex in the mixture. 25. An antibody that immunoreacts with an antigenic polypeptide having an sp56 antigenic determinant.     The polypeptide is not more than about 65 amino acid residues in length;     Column numbers 2: 1 to 59, 2: 3 to 32, 2:34 to 46, 2:64 to 121,     2: 65-90, 2: 92-104, 2: 126-186, 2: 127-1     54, 2: 156-168, 2: 191-246, 2: 192-218,2     : 220-232,     2: 251-313, 2: 252-284, 2: 286-300, 2:31     17-379, 2: 319-350, 2: 352-365, 2: 319-3     38, 2: 340-350, 2: 424-477, 2: 425-450,2     : 452-464, 2: 380-423, 2: 383-398, 2: 396     411 and 2: 2: 406-421 comprising a sequence selected from the group consisting of:     antibody. 26. The polypeptide is SEQ ID NOs: 2: 1 to 59, 2: 3 to 32, 2:34 to     46, 2: 64-121, 2: 65-90, 2: 92-104, 2: 126     186, 2: 127-154, 2: 156-168, 2: 191-246     2: 192-218, 2: 220-232, 2: 251-313, 2: 2     52-284, 2: 286-300, 2: 317-379, 2: 319-3     50, 2: 352-365, 2: 319-338, 2: 340-350,2     : 424-477, 2: 425-450, 2: 452-464, 2: 380     423, 2: 383-398, 2: 396-411 and 2: 406-4.     26. An amino acid residue sequence selected from the group consisting of 21.     Antibodies. 27. 26. The antibody according to claim 25, wherein said antibody is a monoclonal antibody. 28. A method for determining male sterility in a mammal, comprising the steps of:   a) determining a bodily sample containing sperm from the mammal by sp56 antigen determination of the mammal;     Mixing with an antibody that immunoreacts with the antigenic polypeptide having a group;   b) combining the mixture with the sperm whose antibody comprises the antigenic determinant in the body sample.     The condition must be sufficient to immunoreact with any to form an immune response complex.     Holding process;     c) detecting the presence of the immunoreactive complex in the mixture.
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