JP2000515363A - Mhc複合体及びその用途 - Google Patents

Mhc複合体及びその用途

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、新規な主要組織適合遺伝子複合体(MHC)分子及びこのような複合体の用途に関する。1つの側面で、本発明は、ペプチド結合溝を有する少なくとも1つのMHC分子、及びMHCタンパク質に非共有結合した提示ペプチドを含む、装填されたMHC複合体に関する。別の側面で、本発明は、複合体のペプチド結合溝に共有結合した提示ペプチドを有する一本鎖MHCクラスIIペプチド融合複合体を特徴とする。本発明のMHC複合体は、1)選択されるT細胞の活性を調節するペプチド(T細胞受容体のアンタゴニスト及び部分アゴニストであるペプチドを含む)の同定及び単離のためのインビトロスクリーニング、及び2)哺乳動物における免疫応答の抑制方法又は誘導方法を含む、種々の応用に有用である。

Description

【発明の詳細な説明】 MHC複合体及びその用途発明の背景 1.発明の分野 本発明は、主要組織適合遺伝子複合体(MHC)分子の新規な複合体及びこの ような複合体の用途に関する。例えば、1つの側面で、本発明は、ペプチド結合 溝を有するMHC分子、及びMHCタンパク質に非共有結合した提示ペプチドを 含有する、空のMHC複合体に関する。別の側面で、本発明は、一本鎖MHCク ラスII分子、及びMHCタンパク質のペプチド結合溝に共有結合した提示ペプチ ドを含む、MHCクラスII−ペプチド融合複合体に関する。本発明のMHC複合 体は、T細胞の活性を調節するペプチドの同定及び単離のためのインビトロスク リーニングを含む、種々の応用に有用である。 2.背景 抗原特異的T細胞応答は、外来抗原を同定してこれに応答するための免疫系の 機作の一部として、主要組織適合遺伝子複合体(MHC)糖タンパク質の結合溝 (binding groove)又は裂溝(cleft)に結合した抗原性ペプチドにより呼び起 こされる。結合した抗原性ペプチドは、T細胞受容体と相互作用し、それにより 免疫応答を調節する。抗原性ペプチドは、MHCタンパク質の結合溝の多様な残 基よりなる、特定の「結合ポケット」に非共有手段により結合する。 MHCクラスII分子は、α及びβ鎖よりなる、ヘテロ二量体糖タンパク質であ る。これらの分子のα1及びβ1ドメインは、一緒に折り畳まれて、ペプチド結 合溝を形成する。抗原性ペプチドは、ペプチドのアンカーアミノ酸と、α1及び β1ドメインとの間の相互作用により、MHC分子に結合する。インフルエンザ ウイルスペプチドとのヒトクラスII HLA−DR1複合体の結晶構造は、ペプ チドのC−末端がβ鎖のN−末端に隣接するように、結合したペプチドのN−及 びC−末端が結合溝から延び出ていることを示している[J.Brown et al.,Nat ure,364:33-39(1993);L.Stern et al.,Nature,368:215-221(1994)]。MH CクラスI分子は、MHCクラスII分子とは異なるドメイン構成であるが、一般 に、膜ドメインに対して遠位のペプチド結合部位又は溝を有する同様な構造 である[例えば、A.Rudensky et al.,Nature,353:622-626(1991)を参照のこ と]。また、MHC分子の考察に関して、米国特許5,284,935号;5,260,422号;5 ,194,425号;5,130,297号;並びにWO92/18150及びWO93/10220も参照のこと。 α及びβ鎖の膜貫通ドメインは、MHC分子の組み立て及び/又は細胞内輸送 において重要な役割を果たす。例えば、TMドメイン内のアミノ酸が変化すると 、欠陥のあるMHC分子が生じることがある[P.Cosson et al.,Science,258:6 59(1992);W.Wade et al.,Immunology,32:433(1995);H.Kozono et al.,Natur e,369: 151 (1994)]。α及びβ鎖の膜貫通及び細胞質ドメインは開示されてい る[(例えば、Brown、前出、及びその引用文献を参照のこと)]。 抗原性ペプチドと複合体化したMHC分子は、幾つかの異なる機作により選択 的な免疫抑制を誘導することができる[例えば、J.Guery et al.,Critical Re views in Immunology,13(3/4):195-206(1993)を参照のこと]。 更に具体的には、抗原提示細胞が、同時刺激性シグナル(co-stimulatory sig nals)をも送達するならば、抗原提示細胞の表面のペプチド−MHC複合体は、 MHC結合ペプチドに特異的なT細胞系のクローンの拡大(expansion)のみを 誘導することが報告されていろ。1つの提案されたアプローチでは、T細胞活性 化のためのこの要求を利用し、同時刺激性シグナルの非存在下でのMHC分子に 結合した抗原性ペプチドとの相互作用によるT細胞発生の阻害を報告している[ M.Nicolle et al.,J.Clin.Invest.,93:1361-1369(1994);及びS.Sharma et a l.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,88:11465-11469(1991)を参照のこと]。 別の提案されたアプローチでは、T細胞受容体(TcR)に対するアンタゴニ スト又は部分アゴニストである結合ペプチドを含有するMHC分子で、T細胞発 生を阻害している[B.Evavold et al.,Immunology Today,14(12):602-609(1993 )を参照のこと]。 特異的T細胞応答を担当する残基を検討するために、T細胞受容体に結合した 抗原性ペプチドの修飾が試みられてきた。このような抗原性ペプチドの「活性化 」アミノ酸の決定により、TcRの部分アゴニスト又はアンタゴニストの適切な 配列の洞察することができた。Evavold,B.et al.,前出を参照のこと。 また、MHC分子に結合した種々の抗原性ペプチドの性質の決定に基づき、新 規なワクチンを開発することが考察されてきた[R.Chicz et al.,Immunology Today,15(4):155-160(1994)を参照のこと]。発明の要約 本発明は、主要組織適合遺伝子複合体(MHC)分子(クラスI又はII)の新 規な複合体(例えば、空の一本鎖MHCクラスII複合体、装填された(loaded) 一本鎖MHCクラスII複合体、及び一本鎖MHCクラスIIペプチド融合複合体) 、及びこのようなMHC複合体の用途に関する。 本発明者らは今や、提示ペプチドが複合体のペプチド結合溝に非共有結合する ように、複合体に提示ペプチドを接触させることにより、共有結合した提示ペプ チドを持たない一本鎖MHCクラス複合体(即ち、空のMHC複合体)を装填す ることができることを発見した。一般に、提示ペプチドは、安定な水素結合によ り、空のMHC複合体のペプチド結合溝に非共有的に結合する。本発明の一本鎖 MHCクラス複合体、特に一本鎖MHCクラスII複合体は、驚くべきことに安定 であり、そして種々の応用において有用である。例えば、装填された一本鎖MH CクラスII複合体又は一本鎖MHCクラスIIペプチド融合複合体は、哺乳動物に おける種々の免疫系応答(例えば、T細胞アポトーシス、T細胞アネルギー、T 細胞サイトカイン放出、免疫抑制及びT細胞の誘導)を調節するために使用する ことができる。空のMHC分子、特に空の一本鎖MHCクラスII分子は、例えば 、T細胞受容体のアンタゴニスト及び部分アゴニストであるペプチドを含む、T 細胞の活性を調節するペプチドを検出するためのインビトロスクリーニングに有 用である。 本発明者らは以前に、1995年7月31日に出願した、未公開のPCT出願 番号PCT/US95/09816(時に本明細書では該「PCT出願」と呼ぶ)、更には19 95年2月1日に出願した、係属中の米国出願番号08/382,454において、非常に 有用なMHCクラスI及びクラスIIペプチド融合分子を開示した。MHC融合複 合体は、MHC分子に共有結合した(即ち、融合した)提示ペプチドを含む。P CT出願番号PCT/US95/09816及び該米国出願番号08/382,454は、参照によりその 全体が本明細書に組み込まれる。 本明細書で使用されるとき、「提示ペプチド」という用語は、T細胞受容体の 活性を調節して、T細胞増殖を誘導することができるか、又は以下に開示される アッセイ(T細胞を増殖させるためにT細胞を培養し、そしてT細胞を本発明の 一本鎖MHCペプチド融合複合体又は本発明の装填された一本鎖MHC複合体と 接触させ、次に複合体がT細胞の更なる発生を阻害するかどうかを評価するとい う連続工程を含むアッセイを含む)により決定されるように、T細胞発生を阻害 若しくは不活化することができるペプチドを意味する。 「空の(empty)」(特に「空のMHC分子」又は同様の句)という用語は、 本明細書で使用されるとき、共有結合又は非共有結合した提示ペプチドの欠けて いる、本発明のMHC分子(クラスI又はII)を意味する。好ましくは、空のM HC分子はクラスIIであり、別々のポリペプチドというよりはむしろ単一のポリ ペプチド鎖よりなる。 「装填された(loaded)」(特に「装填されたMHC分子」又は同様の句)と いう用語は、本明細書で使用されるとき、MHC分子のペプチド結合溝又は裂溝 に非共有結合した提示ペプチドを含む、空のMHC分子(クラスI又はII)(好 ましくは、そのため、装填されたMHC分子は、T細胞の活性を調節することが できる)を意味する。非共有結合は、適切には、提示ペプチドと空のMHC分子 のペプチド結合溝又は裂溝との間の、安定な水素結合による。非共有結合は、イ ンビトロでもインビボでも行われ得る。好ましくは、装填されたMHC分子はク ラスIIであり、別々のポリペプチドというよりはむしろ単一のポリペプチド鎖よ りなる。 本発明の一本鎖MHCペプチド融合複合体、及び該PCT出願に開示された複 合体は、多くの重要な長所を提供する。例えば、以前の慣行では、前もって抗原 提示細胞からのペプチドを装填したMHC分子の精製を必要とした。このような 装填したペプチドは、一般に強力に結合しており、目的のペプチドで効率的に交 換できなかった。これとは対照的に、該PCT出願に開示されたMHC複合体又 は本発明の一本鎖MHCクラスII複合体は、既知構造のペプチドを含む、単一の 抗原性ペプチドを含有することができる。T細胞受容体との相互作用の分析は、 このようなMHC分子の使用により促進されるだろう。更に、提示ペプチド中の 少数(約4〜6)のアミノ酸のみが、特定のMHC分子への結合にとって重要で あるという事実により、T細胞との相互作用のために広範なペプチドを提示する ことができる。即ち、MHCアンカー残基のみに束縛される異なるペプチドのラ イブラリーを、T細胞の提示のためにMHC分子に共有結合させることができる 。更に、治療的応用のために、MHC分子を被検体に投与するよりは、むしろM HC融合複合体のインビボ発現のために、提示ペプチドに結合したMHC分子を コードするDNA発現ベクターを投与することができる。このようなアプローチ により、典型的には組換えタンパク質の調製を伴う費用のかかる精製工程を回避 でき、そして従来のアプローチに伴う抗原の取り込み及び加工の複雑さを回避で きる。 本発明の空のMHC分子はまた、独特な長所を提供する。例えば、空の一本鎖 MHCクラスII分子は、容易に種々の適切な提示ペプチドと結合して、装填され たMHC分子を形成することができる。本発明の空のMHC分子を便利に装填で きることにより、T細胞受容体活性を調節する各提示ペプチドの能力を評価する ための、多くの提示ペプチドのスクリーニングが可能になる。 本発明の空のMHC分子(例えば、空の一本鎖MHCクラスII分子)は、可溶 性型で、又は哺乳動物細胞の表面上で安定なポリペプチドとして発現することが できる。いずれの型でも、空のMHC分子は、適切な提示ペプチドと接触させて 、所望のT細胞調節活性を有する装填されたMHC分子を形成することができる 。 本発明の及び該PCT出願の一本鎖MHCペプチド融合分子(例えば、一本鎖 MHCクラスIIペプチド融合分子)は、MHCタンパク質のα又はβ鎖のN−末 端に共有結合した提示ペプチドを含む。例えば、一本鎖MHCクラスII分子は、 MHCのα又はβ鎖に共有結合した提示ペプチドを有する。好ましくは、提示ペ プチドは、ペプチドリンカーにより、α又はβ鎖のN−末端に結合する。 本発明の及び該PCT出願の一本鎖MHCペプチド融合分子は、短縮しても( 特に、膜貫通部分を含まない)、又は「完全長」であってもよく、そして膜貫通 部分、又はその一部、及び細胞質ドメイン、又はその一部を含む。以下に更に詳 細に考察するように、幾つかのアプローチには、膜貫通部分を含まないMHC分 子 が使用に適しており、また、他の応用には、膜貫通部分及び/又は細胞質部分及 び/又は他のこのようなドメインを含有するMHC分子が使用される。MHC分 子が膜貫通ドメイン又はその一部を含まない幾つかの例において、1つ以上の親 水性アミノ酸(好ましくは、1〜10個のヒスチジン)をMHC分子に付加して 、溶解度を上昇させることができる。 本発明の及び該PCT出願の一本鎖MHC融合複合体(例えば、一本鎖MHC クラスIIペプチド融合複合体)はまた、好ましくは、MHCタンパク質と提示ペ プチドとの間に挿入された可撓性リンカー配列を含む。提示ペプチドが、T細胞 受容体の活性を調節して、T細胞増殖を誘導することができるか、又は以下に開 示されるアッセイ(T細胞を増殖させるためにT細胞を培養し、そしてT細胞を 一本鎖MHCペプチド融合複合体と接触させ、次にMHC複合体がT細胞の更な る発生を阻害するかどうかを評価するという連続工程を含むインビトロアッセイ を含む)により決定されるように、T細胞発生を阻害若しくは不活化することが できるように、このリンカー配列は、MHC分子結合溝に対する提示ペプチドの 有効な配置を可能にするはずである。 MHCペプチド融合複合体に関して該PCT出願において更に開示されるよう に、本発明のMHC複合体は、一本鎖融合タンパク質(即ち、α及びβ鎖サブユ ニットが、一本鎖融合タンパク質として結合している)であってよく、そして提 示ペプチドは、好ましくは融合タンパク質のβ鎖に結合している。このような結 合した一本鎖複合体は、多くの長所を提供することができる。詳細には、複合体 から単一分子にする際に、分子の収率及び安定性を増強することができる。この ことは、活性型では効率的に生成することができない可溶性分子にとっては特に 重要であろう。本発明の一本鎖MHC複合体(例えば、一本鎖MHCクラスIIペ プチド融合複合体)は、T細胞受容体に認識されるペプチドのインビトロ同定、 免疫応答の抑制方法(例えば、自己免疫疾患又はアレルギーのような免疫疾患の 個体の治療)及び所望の免疫応答の誘導方法(例えば、哺乳動物が、免疫系弱体 化したか、又は弱体化しそうな場合)(例えば、免疫系が、ウイルス感染(例え ば、AIDSにおけるような)又は化学療法(例えば、癌を治療するための放射 線療法におけるような)により抑制されている場合)、並びにHLAタイピング 及びインビボ診断イメージングのような診断方法を含む、本明細書に開示される 方法に有用である。一本鎖MHCクラスIIペプチド融合複合体をコードするDN A構築物の直接投与もまた好適である。 本発明はまた、T細胞発生を誘導することができるペプチド及びT細胞受容体 に拮抗することができるペプチド、即ち、T細胞受容体(TcR)のアンタゴニ スト又は部分アゴニストを含む、T細胞受容体に認識されるペプチドのインビト ロ同定方法を含む。 本発明はまた、哺乳動物、特にヒトにおける免疫応答の更に別の抑制方法を提 供し、この方法は、哺乳動物に有効量の一本鎖MHC複合体、好ましくは一本鎖 MHCクラスIIペプチド融合複合体又は装填された一本鎖MHCクラスII複合体 を投与することを含む。本発明の方法は、多発性硬化症、インスリン依存性糖尿 病又は慢性関節リウマチのような自己免疫疾患に罹患しているか、又は罹患しや すい哺乳動物、あるいは、慢性アレルギーを有する被検体又は臓器若しくは皮膚 移植手術のような移植手術を受けた患者のような、有害な免疫応答に感受性の哺 乳動物の治療を含む。 免疫応答は、本発明そのものにより、又は代替方策を組合せて、抑制すること ができる。即ち、MHCペプチド融合複合体に関して前記PCT出願に開示され るように、本発明は、T細胞のアネルギー又はアポトーシスを誘導することによ り免疫応答の抑制のための治療方法を提供し、そして実質的に同時刺激性シグナ ルの非存在下での、有効量の1つ以上の本発明のMHC複合体、好ましくは一本 鎖MHCクラスIIペプチド融合複合体又は装填された一本鎖MHCクラスII複合 体の投与を提供する。典型的には、本発明の短縮型(truncated)MHC複合体 、即ち、完全長又は完全なMHC分子の膜貫通及び細胞質ドメインを含有しない 、可溶性MHC複合体、又はその一部が利用される。免疫応答の抑制のための別 の方法は、T細胞アンタゴニスト又は部分アゴニストである提示ペプチドを含有 する、有効量の1つ以上のMHC融合複合体又は装填されたMHC分子の投与を 提供する。 T細胞受容体のアンタゴニスト又は部分アゴニストである提示ペプチドを含有 するMHCペプチド融合複合体に関して、該PCT出願に更に開示されるように 、 そのような提示ペプチドを含む本発明のMHC分子は、同時刺激性シグナルを欠 く可溶性MHC融合複合体として投与することができる。あるいは、投与は、「 完全長」MHC融合複合体(即ち、膜貫通部分を含む完全長MHCタンパク質、 及びMHC分子に共有結合したアンタゴニスト又は部分アゴニスト活性を有する 提示ペプチドを含有する複合体)をコードするベクターを含む、有効量のDNA 配列の形態をとることができる。 本発明はまた、一般に、「完全長」MHC融合複合体(即ち、膜貫通部分を含 む完全長MHCタンパク質、及びMHC分子に共有結合した提示ペプチドを含有 する複合体)をコードするベクターを含む、有効量のDNA配列を投与すること を含む、哺乳動物の免疫応答を誘導する方法を提供する。あるいは、このベクタ ーは、空の一本鎖MHC複合体をコードしてもよく、そこで発現される複合体を 、装填された分子を形成する条件下で、適切な提示ペプチドと接触させる。好ま しくは、完全長MHC融合複合体をコードするDNAは、B7又はB7−2をコ ードする遺伝子のようなT細胞同時刺激性因子をコードするDNA配列と共に哺 乳動物に投与される。本明細書で使用されるとき、「T細胞同時刺激性因子」と いう用語は、1つ以上のMHC融合複合体の存在下で、同時刺激性シグナルを提 供して、それによってT細胞増殖を活性化することができるペプチドを意味する 。このようなT細胞増殖の活性化は、実施例9に例示され、以下に考察されるア ッセイを含む、本明細書に開示されるアッセイにより測定することができる。更 に、放射活性標識(例えば、125I、32P又は99Tc)又は他の検出可能なタグ を含有する、MHC融合複合体又は装填されたMHC分子を含む、MHC融合複 合体又は装填されたMHC分子を使用する、HLAタイピング及びインビボ診断 イメージングを含む、診断方法が提供される。本発明の他の側面は、以下に考察 する。図面の簡単な説明 FIG.1A及び1Bは、それぞれリンカー配列を含むMHC融合複合体を図示す る。FIG.1Cは、イムノグロブリンに結合又は融合したMHC融合複合体を図解 により示す。 FIG.2は、I−Ad α1−α2遺伝子断片の単離及びそのクローニングのスキ ームを示す。FIG.8に、図示した手順に使用されるオリゴヌクレオチドプライ マーを明記する。 FIG.3は、I−Ad β1−β2遺伝子断片の単離、リンカー配列の付加及び抗 原性ペプチドをコードするオリゴヌクレオチドの挿入のスキームを示す。FIG.8 に、図示した手順に使用されるオリゴヌクレオチドプライマーを明記する。 FIG.4は、ヒトHLA−DR1 α1−α2のクローニングスキームを示す。F IG.8に、図示した手順に使用されるオリゴヌクレオチドプライマーを明記する 。 FIG.5は、ヒトHLA−DR1 β1−β2鎖のクローニングスキームを示す 。FIG.8に、図示した手順に使用されるオリゴヌクレオチドプライマーを明記す る。 FIG.6は、I−AS α1−α2遺伝子断片の単離及びそのクローニングのスキ ームを示す。FIG.8に、図示した手順に使用されるオリゴヌクレオチドプライマ ーを明記する。 FIG.7は、I−AS β1−β2遺伝子断片の単離、リンカー配列の付加及び抗 原性ペプチドをコードするオリゴヌクレオチドの挿入のスキームを示す。FIG.8 に、図示した手順に使用されるオリゴヌクレオチドプライマーを明記する。 FIG.8(SEQ ID NOS:26〜74)は、MHC融合複合体を構築するのに使用され るオリゴヌクレオチドの配列を示す。 FIG.9(FTG.9A〜9Fを含む)(SEQ ID NOS:75〜98)は、可溶性MHC融 合複合体のヌクレオチド及びアミノ酸配列を示す。 FIG.10A及び10Bは、以下の実施例2に使用される哺乳動物細胞発現ベク ターを示す。 FIG.11A及び11Bは、以下の実施例2に記載されるDNA構築物を示す。 FIG.11A及び11B(及びFIG.15、16A及び16B)において、「PE」 という表示は、プロモーター及びエンハンサーを表し、「LS」という表示は、 リーダー配列エキソンを表し、そして「HC」という表示は、重鎖を表す。 FIG.12は、PCR部位特異的突然変異誘発によるκ鎖2.7kb挿入物への制 限部位の導入のスキームを示す。 FIG.13は、哺乳動物細胞発現ベクターにおけるMHC(クラスIIα)/κ鎖 定常領域をコードする融合遺伝子の構築のスキームを示す。 FIG.14(SEQ ID NOS:99〜102)は、変異した2.7kb断片の配列決定に使 用されるプライマーを示す。 FIG.15は、M13突然変異誘発及びMHCIIβ可変遺伝子のクローニングの スキームを示す。 FIG.16A及び16Bは、MHC II/Igキメラタンパク質の発現用のベク ターを示す。 FIG.17は、完全長MHC融合複合体発現ベクターの構築のスキームを示す。 FIG.18A及び18B(SEQ ID NOS:103〜109)は、完全長MHC融合複合体 のDNA及びアミノ酸配列を示す。 FIG.19(全7枚)は、以下の実施例12で行われるクローニングスキームを 示す。FIG.20に、図示したクローニングスキームに使用されるオリゴヌクレオ チドプライマーを図示する。 FIG.20(SEQ ID NOS:110〜112)は、MHC融合複合体の構築に使用される オリゴヌクレオチドプライマーの配列を図示する。 FIG.21は、以下の実施例13の4つのクローンの機能的な活性を、陰性対照 (NSO)及び陽性対照(A20)と共にグラフに示す(ここで、DO11.1 0培養上清の最初の4つの希釈液のO.D.値が表示される)。 FIG.22は、以下の実施例15のT細胞増殖アッセイの結果をグラフに示す。 FIG.23は、以下の実施例16のT細胞増殖アッセイの結果をグラフに示す。 FIG.24は、一本鎖MHC融合複合体を図示する。 FIG.25(全4枚)は、以下の実施例17で行われるクローニングスキームを 示す。 FIG.26(SEQ ID NOS:113〜120)は、MHC融合複合体の構築に使用される オリゴヌクレオチドプライマーの配列を図示する。 FIG.27(SEQ ID NO:121)は、SSC1−本鎖遺伝子のDNA及びアミノ酸 配列を示す。 FIG.28(SEQ ID NO:122)は、SCT1−本鎖遺伝子のDNA及びアミノ酸 配列を示す。 FIG.29(SEQ ID NO:123)は、SCE1−本鎖遺伝子のDNA及びアミノ酸 配列を示す。 FIG.30は、一本鎖IAd/OVA323−229MHC融合分子(即ち、s c−IAd/OVA)をコードする遺伝子の図解表示である。Kozakコンセンサス 配列が示される。矢印は、シグナルペプチダーゼ開裂部位を表す。IAdβ1− β2及びIAd∝ドメイン中の「//」は、よく判るように除外したFIG.28の アミノ酸及びヌクレオチド配列を表す。OVA323−339ペプチド(点線) は、sc−IAd/ブランクMHC分子には存在しない。 FIG.31A及び31Bは、sc−IAd/OVA分子の細胞表面発現(FIG.3 1A)及びT細胞誘導活性(FIG.31B)を示すグラフである。 FIG.32は、昆虫細胞における、共有結合したOVAペプチドを有するsc− IAdMHC分子(sc−IAd/OVA)及びOVAペプチドを含まないsc− IAdMHC分子(sc−IAd/ブランク)の発現を示す2つのゲルの写真であ る。 FIG.33は、sc−IAd/OVAタンパク質がT細胞におけるIL−2発現 を誘導することを示すグラフである。 FTG.34A、34B及び34Cは、sc−IAd/OVA及びsc−IAd/g DがT細胞におけるIL−2発現を誘導することを示すグラフである。FIG.34 Cは、装填されたsc−IAd分子(中央の四角)が、対応するsc−融合複合 体(右の四角)よりも大きくT細胞を誘導することを証明する。 FIG.35は、抗T細胞受容体抗体(抗−TCR mAb)又はsc−IAd/O VAが、T細胞アポトーシスを誘導することができることを示す、臭化エチジウ ム染色したゲルの写真である。レーン3及び4のヌクレオソームのはしごは、ア ポトーシスの顕著な特徴である。 FIG.36A及び36Bは、sc−IAd/OVAのインビボ発現が、T細胞の クローンの拡大を抑制することを証明するグラフである。発明の詳細な説明 上で考察され、前記PCT出願番号PCT/US95/09816(再び「PCT出願」)に 開示されるように、本発明者らは、MHCクラスIIペプチド融合複合体、及びこ のような複合体をコードする発現ベクター、並びにこのような融合複合体及び発 現ベクターの使用方法を明らかにした。 一般に、MHCペプチド融合複合体の調製は、本明細書に開示される手順及び 受け入れられている組換えDNA技術(例えば、プラスミドDNAの調製、制限 酵素によるDNAの切断、DNAの連結、宿主の形質転換又はトランスフェクシ ョン、宿主の培養、並びに発現された融合複合体の単離及び精製)により達成す ることができる。このような手順は、一般に既知であり、例えば、Sambrook et al.,Molecular Cloning(2d ed.1989)に開示されている。以下に更に充分に考 察するように、これらの方法はまた、本発明の空の及び装填されたMHC分子の 構築にも適している。即ち、本発明の空の及び装填されたMHC分子を調製する ために、融合した提示ペプチドをコードするDNA配列を、空の/装填された分 子をコードする遺伝子構築物に含めないか、又は本明細書に例示されるように、 生成した融合構築物を適切な組換え法により処理して結合した提示ペプチド部分 を除去する以外は、MHC融合複合体の調製のための以下の手順及び例を利用す ることができる。更に、MHC融合分子に関する以下の考察(例えば、好適な提 示ペプチド、好適なリンカー、分子の分子量など)は、同様に本発明の空の及び 装填されたMHC分子に応用可能である。 更に具体的には、所望のMHCタンパク質をコードするDNAは、例えば以下 の実施例1に開示されるように、適切な細胞系から得られる。MHCタンパク質 をコードするDNAの他の供給源が既知である(例えば、ヒトリンパ芽球細胞) 。一旦単離されると、MHC分子をコードする遺伝子は、ポリメラーゼ連鎖反応 (PCR)又は他の当該分野で既知の方法により増幅することができる。MHC ペプチド遺伝子を増幅するための適切なPCRプライマーにより、PCR産物に 制限部位を付加することができる。例えば、短縮型の融合複合体(具体的には、 膜貫通部分又は細胞質部分を含まず、IgGのようなイムノグロブリンに結合し ている可溶性MHC融合複合体)の発現には、PCR産物は、好ましくは、MH C−イムノグロブリン融合複合体の適正な発現及び分泌に必要な、IgGスプラ イシング部位及びリーダー配列を含む。PCR産物はまた、好ましくは、リンカ ー配列をコードする配列、又はこのような配列の連結のための制限酵素部位を含 む。適切なプライマー、PCR条件及び発現ベクター構築技術は、例えば、以下 の実施例及び図面に開示される。 提示ペプチドリンカー配列は、好ましくは、提示ペプチドをMHC分子の結合 溝に有効に配置することができるペプチドをコードするヌクレオチド配列である 。本明細書で使用されるとき、「提示ペプチドが、MHC分子の結合溝に有効に 配置される」若しくは「T細胞の活性を調節することができるMHC融合複合体 」という句、又は他の同様な句は、提示ペプチドと融合複合体が、T細胞受容体 の活性を調節して、T細胞増殖を誘導することができるか、又は以下に開示され るアッセイ(T細胞を増殖させるためにT細胞を培養し、そしてT細胞を本発明 のMHC融合複合体と接触させ、次にMHC融合複合体がT細胞の更なる発生を 阻害するかどうかを評価するという連続工程を含むアッセイを含む)により決定 されるように、T細胞発生を阻害若しくは不活化することができるように、MH Cタンパク質に結合した提示ペプチドが配置されていることを意味するものであ る。 好ましくは、提示ペプチドリンカー配列は、約7〜20個のアミノ酸、更に好 ましくは約8〜16個のアミノ酸、更になお好ましくは約8〜12個のアミノ酸 を含む。リンカー配列は、単一の望ましくないコンホメーションに提示ペプチド を保持することのないように、好ましくは可撓性である。リンカーは、可撓性を 備えるために、好ましくは、グリシン、アラニン及びセリンのような、側鎖が小 さなアミノ酸を主に含む。好ましくは約80又は90%あるいはそれ以上のリン カー配列は、グリシン、アラニン又はセリン残基であり、特にグリシン及びセリ ン残基である。好ましくは、リンカー配列は、可撓性を阻害し得るプロリン残基 を含まない。MHCクラスII分子を含有するMHC融合複合体では、リンカー配 列は、適切にはMHC分子のβ鎖に結合しているが、リンカー配列はまた、MH C分子のα鎖に付加されてもよい。MHCクラスIIβ鎖分子に提示ペプチドを共 有結合するために、リンカーのアミノ酸配列は、MHCクラスIIβ鎖のN−末端 残基から提示ペプチドのC−末端残基まで、約30Åに及んでよい。例えば、図 面のFIG.1A及び1Bを参照のこと。このようなβ+ペプチド鎖が、α鎖と共に 発現されるとき、結合した提示ペプチドは、α1及びβ1結合溝中に折り畳まれ て、FIG.1Cに一般的に図示されるように機能性MHC分子が生じる。1つの適 切なリンカー配列は、ASGGGGSGGG(SEQ ID NO:1)(即ち、Ala Ser Gl y Gly Gly Gly Ser Gly Gly Gly)であり、好ましくはMHCクラスIIタ ンパク質のβ1ドメインの最初のアミノ酸に結合している。抗体可変領域を結合 するのに使用して成功した、任意の多くの可撓性リンカーのデザインを含む、異 なるリンカー配列を使用することができる[M.Whitlow et al.,Methods:A Com panion to Methods in Enzymology,2:97-105(1991)を参照のこと]。適切なリ ンカー配列は、経験的に容易に同定することができる。例えば、リンカー配列を 含むMHC融合複合体をコードするDNA構築物は、クローニングして発現させ ることができ、そして融合複合体は、その複合体が、T細胞受容体の活性を調節 して、T細胞増殖を誘導することができるか、又は以下に開示されるアッセイに より決定されるように、T細胞発生を阻害若しくは不活化することができるかど うかを決定するために試験することができる。リンカー配列の適切なサイズと配 列はまた、MHC分子の予測されるサイズと形に基づいて、従来のコンピュータ モデル化法により決定することができる。 好ましくは、目的の提示ペプチド(例えば、抗原性又はアンタゴニスト提示ペ プチド)をコードする本質的に任意のヌクレオチド配列を構築物に結合すること ができるように、リンカー配列及びMHCタンパク質をコードする融合ヌクレオ チド配列を含むDNA構築物中に制限部位を設計する。例えば、以下の実施例に 例示される1つの好適な系では、適切な制限部位(例えば、AflII及びNheI部位 )が、リーダー配列の末端とリンカーの開始部位の間に含まれ、MHC分子のβ 鎖遺伝子への広範な提示ペプチドの挿入を促進する。例えば、図面のFIG.3を参 照のこと。特に好適なリーダー配列のヌクレオチド及びアミノ酸配列は、図面の FIG.18A及び18Bに図示される。 MHC融合複合体の提示ペプチド成分は、上で考察されたようにT細胞の活性 を調節することができるはずである。クラスIIMHC分子を含有するMHC融合 複合体に関して、好ましくは、提示ペプチドは、約4〜35個のアミノ酸、更に 好ましくは約6〜約30個のアミノ酸、更になお好ましくは約8〜約25個のア ミノ酸を有する。クラスI MHC分子を含有するMHC融合複合体に関して、 好ましくは、提示ペプチドは、約4〜25個のアミノ酸、更に好ましくは約6〜 約20個のアミノ酸、更になお好ましくは約6〜約15個のアミノ酸、更により 好ましくは8〜約10個のアミノ酸を有する。クラスI及びクラスII MHC分 子は、異なるペプチド配列に対して選択的な結合を示す。最近になって、クラス II結合ペプチドにおいて、アンカー残基を特徴とするMHC対立遺伝子特異的ペ プチドモチーフが同定された[F.Sinigaglia et al.Curr.Opin.in Immun., 6:52-56(1994)]。例えば、ヒトクラスII HLA−DRI分子において、芳香族 アミノ酸(例えば、Tyr、Phe、又はTrp)は、通常ペプチドのアミノ末端(1位 )、4位の疎水性残基(例えば、Met又はLeu)及び6位の小さなアミノ酸(例え ば、Ala又はGly)の近くに見い出される。他のMHC分子は、異なるモチーフを 有する(例えば、クラスII分子については、Sinigag1ia,前出を参照のこと;ク ラスI分子については、K.Parker et al.,J.Tmmunol.,152:163-175(1994)を参照 のこと)。好適な提示ペプチドは、最適なMHC結合を促進するために、所望の MHC結合モチーフを含む。即ち、例えば、ヒトクラスII HLA−DR1 MH C分子では、芳香族アミノ酸(例えば、Tyr、Phe、又はTrp)は、好ましくは提 示ペプチドのアミノ末端(1位)、提示ペプチドの4位の疎水性残基(例えば、 Met又はLeu)、及び提示ペプチドの6位の小さなアミノ酸(例えば、Ala又はGly )の近くに位置する。本発明の免疫抑制方法(例えば、自己免疫疾患又はアレル ギーを治療するため、又は有害なT細胞応答を抑制するため)に関して、提示ペ プチドは、好ましくは標的疾患においてT細胞の活性化を担当することが知られ ているか若しくは推測されるペプチドと同一であるか、又は相同(例えば、少な くとも約80又は90%を超える共有配列)であってよい。即ち、例えば、MP Bペプチド80−105は、多発性硬化症患者から単離されたMPB特異的なT 細胞の30%以上に認識され[E.Meinl et al.,J.Clin.Invest.,92:2633-26 43(1993)を参照のこと]、本明細書に開示される免疫抑制応用に使用されるMH C融合複合体における提示ペプチドとして適している。更には、特定の提示ペプ チドの活性(即ち、抗原性又はアンタゴニスト若しくは部分アゴニスト性)は、 以下に開示されるインビボアッセイを含む、本明細書に開示される方法により、 経験的に容易に決定することができる。 MHC融合複合体をコードするベクターを作製するために、MHC分子をコー ドする配列を、適切なリガーゼを使用することにより、提示ペプチドをコードす る配列に結合する。提示ペプチドをコードするDNAは、天然資源からDNAを 単離することにより、又は既知の合成方法(例えば、リン酸トリエステル法)に より得ることができる。例えば、Oligonucleotide Synthesis,IRL Press(M.Gait ,ed.,1984)を参照のこと。合成オリゴヌクレオチドはまた、市販の自動オリゴ ヌクレオチド合成機を使用して調製することができる。MHC分子をコードする ヌクレオチド配列は、提示ペプチドをコードするDNA配列に直接結合すること ができるか、又は更に典型的には、上で考察されるリンカー配列をコードするD NA配列を、MHC分子をコードする配列と提示ペプチドをコードする配列との 間に挿入して、適切なリガーゼを使用して連結することができる。 他のヌクレオチド配列も遺伝子構築物に含めることができる。例えば、提示ペ プチドに融合したMHCペプチドをコードする配列の発現を制御するプロモータ ー配列、又はMHC融合複合体を細胞表面若しくは培地に振り向けるリーダー配 列を、構築物に含めるか、又は構築物を挿入する発現ベクターに存在させること ができる。イムノグロブリン又はCMVのプロモーターが、特に好適である。以 下の実施例を参照のこと。強力な翻訳開始配列もこの構築物に含めて、翻訳開始 の効率を増強することができる。好適な開始配列は、コザック(Kozak)コンセ ンサス配列(CCACCATG)(SEQ ID NO:2)である。図面のFIG.18A及 び18Bも参照のこと。 好ましくは、DNA構築物に含まれるリーダー配列は、目的の提示ペプチドを コードするオリゴヌクレオチドが、MHC分子に結合することができるように、 有効に配置された制限部位を含有する。適切には、制限部位は、提示ペプチドの コード領域の前に位置する、例えば、約2〜10コドンの長さのリーダー配列の 3−末端(本明細書ではしばしば結合部配列と呼ばれる)に組み込むことができ る。特に好適な制限部位は、AflII部位であるが、他の切断部位も提示ペプチド コード領域の前に組み込むことができる。上で考察されたように、典型的にはリ ンカーをコードする配列の開始部に位置する、第2の制限部位と組合せた、この ような制限部位の使用により、MHC融合複合体のDNA構築物中への広範な提 示ペプチドをコードする配列の迅速かつ直接の挿入が可能になる。好適なリーダ ー配列は、強力な翻訳開始部位と、そのmRNAの3’一末端にキャップ部位を 含有する。好ましくは、リーダー配列は、クラスI MHC分子のαドメイン に結合し、そして好ましくはリーダー配列は、クラスII MHC分子のβドメイ ンに結合する。好適なリーダー配列は、MHC融合複合体の分泌発現を提供する 。 該PCT出願に開示されるように、多くの方策を使用して、本発明のMHC融 合複合体を発現することができる。例えば、上述のMHC遺伝子融合構築物は、 制限酵素を使用して、構築物の挿入のためにベクター中で切断を行い、続いて連 結するなどの既知の方法により、適切なベクター中に組み込むことができる。遺 伝子構築物を含有するベクターは、次にMHC融合ペプチド又は複合体の発現の ために適切な宿主に導入する。一般には、Sambrook et al.,前出を参照のこと。 適切なベクターの選択は、クローニングのプロトコールに関連する要因に基づき 、経験的に行うことができる。例えば、ベクターは、利用される宿主と適合性で あり、かつその宿主の適正なレプリコンを有するべきである。更にベクターは、 発現すべきMHC融合複合体をコードするDNA配列を収容可能である必要があ る。適切な宿主細胞は、真核生物及び原核生物細胞、好ましくは、容易に形質転 換することができ、培地中で迅速な増殖を示す細胞を含む。特に好適な宿主細胞 は、大腸菌(E.coli)、枯草菌(Bacillus subtillus)などのような原核細胞 、並びに動物細胞及び酵母の菌株(例えば、サッカロミセス・セレビジエ(S.c erevisiae))のような真核細胞を含む。哺乳動物細胞、特にJ558、NSO 、SP2−O又はCHOが、一般に好適である。他の適切な宿主は、例えば、S f9のような昆虫細胞を含む。従来の培養条件を利用する。Sambrook、前出を参 照のこと。安定な形質転換又はトランスフェクションされた細胞系は、次に選択 することができる。MHC融合複合体を発現する細胞は、既知の手順により測定 することができる。例えば、イムノグロブリンに結合したMHC融合複合体の発 現は、結合したイムノグロブリンに特異的なELISA及び/又はイムノブロッ ティングにより測定することができる。 可溶性MHC融合複合体の調製のための1つの好適なプロトコールでは、提示 ペプチド及びMHC分子(クラスII)のβ1−β2ドメインをコードするDNA 配列は、提示ペプチドのC−末端が、β1ドメインの最初の方のアミノ酸、好ま しくはβ1ドメインの第1のアミノ酸に、可撓性リンカー配列により結合するよ うに配置する。このような構築物は、図面のFTG.1A及び1Bに図示され る。クラスI MHC分子については、好ましくは提示ペプチドがα鎖のN−末 端に結合するように、好ましくは提示ペプチドをコードするDNA配列は、MH C分子のαドメインに結合させる。上で考察したように、好ましくは、制限部位 は、目的の(即ち、抗原性又はアンタゴニスト)提示ペプチドをコードする本質 的に任意のオリゴヌクレオチドがβ鎖遺伝子に結合することができるように、リ ーダー配列の末端とリンカーの開始部の間に設計される。可溶性発現のために、 α1−α2及びペプチドが結合したβ1−β2ドメインは、適切にはイムノグロ ブリン、好ましくは、FIG.1Cに図示されるように、それぞれイムノグロブリン のκ鎖及び重鎖の定常ドメインに融合される。可溶性発現のためのα及びβへの このような融合に好適なイムノグロブリンは、例えば、IgG 2bの軽鎖定常 ドメイン及びCH2−CH3ドメインを含む。 発現されたMHC融合複合体は、既知の方法により単離し精製することができ る。典型的には、培養培地を遠心分離し、次に上清を、親和性若しくは免疫親和 性クロマトグラフィー(例えば、プロテイン−A又はプロテイン−G親和性クロ マトグラフィー)により、又は結合したMHCのような発現した融合複合体、若 しくはそのイムノグロブリン領域に結合するモノクローナル抗体の使用を含む免 疫親和性プロトコールにより精製する。例えば、ヒトHLA−DR1配列を含有 するMHC融合複合体は、一般に既知で開示されている手順(例えば、Harlow,E .et al.,Antibodies,A Laboratory Manual(1988)を参照のこと)により、モノ クローナル抗体L243−セファロースカラムで親和性クロマトグラフィーによ り精製することができる。L243モノクローナル抗体は、適正に折り畳まれた HLA−DR1分子のコンホメーションのエピトープに特異的であり[J.Gorga et al.,J.Biol.Chem.,262:16087-16094]、したがって生物学的に活性なM HC融合複合体の精製には好適であろう。MHC融合複合体はまた、精製の際に 助けとなる配列を含有してもよい;例えば、6×Hisタグの使用を開示する以下 の実施例17を参照のこと。 短縮型MHC融合複合体は、MHC融合複合体を、発現後に培地(例えば、生 理的条件;界面活性剤などが実質的に又は完全に存在しない)中に分泌すること ができるように、充分に短縮されたMHC分子を含有する。即ち、短縮型MHC 融合複合体は、疎水性残基の多い領域(典型的にはMHC分子の膜貫通及び細胞 質ドメイン)を含まないが、少なくともこれらのドメインの一部は、MHC分子 を上で考察したように分泌することができるならば、適切には存在してよい。即 ち、例えば、好適な短縮型DR1 MHC分子では、好ましくはMHC分子のβ 鎖の約199〜237残基及びα鎖の約193〜230残基が、短縮型MHC融 合分子には含まれていない。以下の実施例を参照のこと。本明細書で開示された 配列に加えて、MHCクラスI及びII分子のドメインの配列が以前に開示されて いる(例えば、上述の刊行物を参照のこと)。短縮型MHC融合複合体もまた当 然ながら経験的に、即ち、MHC複合体が上で考察したように発現後に培地に分 泌されるかどうかを試験することにより、容易に同定することができる。短縮型 MHC融合複合体は、幾つかの方法(例えば、可溶性MHC分子の発現、又は完 全長MHC融合複合体の、膜貫通及び/又は細胞質ドメインの少なくとも一部の 酵素(例えば、パパイン)開裂)により調製することができる。 完全長MHC分子は、膜貫通部分及び/又は細胞質ドメイン及び/又は他の細 胞膜あるいはその実質部分(例えば、このような配列の約80又は90%以上) を含む。完全長MHCクラスII分子では、一般にα及びβ鎖の両方が、膜貫通及 び細胞質ドメインに結合しているが、特に一本鎖MHC分子の場合には、α及び β鎖の一方のみが、膜貫通及び細胞質ドメインに結合していてよい。以下に考察 するように、完全長MHC分子は、疎水性の膜間ドメインにより、あるいはホス ファチジルイノシトールの共有結合したグリコシル化型のような他のアンカード メインの翻訳後付加により、細胞膜に繋ぎ止めることができる。 上で及び該PCT出願で考察したように、一本鎖MHC融合複合体、即ち、非 共有相互作用によりα及びβ鎖とペプチドが会合している未変性ヘテロ三量体の クラスII/ペプチド複合体のような複数鎖の凝集体よりも、むしろ一本鎖ポリペ プチドからなる融合複合体が望ましい。一本鎖MHCクラスII複合体の場合に、 α及びβ鎖サブユニットは、好ましくはその鎖融合タンパク質のβ鎖に結合して いる提示ペプチドを含む一本鎖融合タンパク質として結合している。このような 好適な一本鎖MHC分子は、FIG.24及びFIG.30に図示される。好ましくは、 α及びβ鎖を結合するためにリンカー配列が使用される。MHC分子のド メインを結合するために使用されるこのようなリンカー配列は、本明細書では時 に「一本鎖リンカー配列」と呼び、それによって提示ペプチドとMHC分子の間 に挿入され、これらを共有結合させる、上で考察したリンカー配列とは区別する 。 好ましくは一本鎖MHCクラスII複合体は、β2ドメインのカルボキシル末端 とα1ドメインのアミノ末端との間で結合するが、MHC複合体の複数のドメイ ンを他の位置を介して結合してもよい。 一本鎖リンカー配列は、結合したMHC分子を、折り畳んで活性型、即ち、M HC分子がT細胞の活性を調節することができる型にすることができる。このよ うな有効な一本鎖リンカー配列は、経験的に容易に決定することができる。即ち 、例えば、α及びβ鎖がリンカー配列により結合されている一本鎖MHC分子を コードするDNA構築物を、クローニングし発現させることができ、そしてその 一本鎖MHC分子を、その複合体が、T細胞受容体の活性を調節して、T細胞増 殖を誘導することができるか、又は以下に開示されるアッセイにより測定される ようにT細胞発生を阻害することができるかどうか決定するために試験すること ができる。 一本鎖リンカー配列の長さと組成の両方とも、一般に変化させることができる 。例えば、適切な一本鎖リンカー配列の長さは、リンカー配列がMHC複合体の ポリペプチド鎖に結合する位置により変化してよい;言い換えると、リンカー配 列の長さは、リンカー配列が架橋するポリペプチド間の「ギャップ」の幾何学構 造により変化し得る。 一本鎖リンカー配列もまた、好ましくは活性型への一本鎖分子の折り畳みが可 能であるように、可撓性である方がよい。即ち、リンカー配列は、好ましくは、 可撓性を備えるように、グリシン、アラニン及びセリンのような小さな側鎖を有 するアミノ酸を主として含む。好ましくは、リンカー配列の約80若しくは90 %又はそれ以上が、グリシン、アラニン又はセリン残基、特にグリシン及びセリ ン残基である。好ましくは、α及びβ鎖の間のこのリンカー配列は、可撓性を阻 害してしまう、プロリン残基を含有しない。好ましくは、β2ドメインのカルボ キシル末端とα1ドメインのアミノ末端の間に位置するリンカー配列は、約15 〜40個のアミノ酸、更に好ましくは約15〜30個のアミノ酸を含む。特に好 適 なリンカー配列は、以下の実施例17に開示される。一本鎖リンカー配列の適切 なサイズと配列もまた、従来のコンピューター法により決定することができる; 以下の実施例17を参照のこと。 一本鎖MHC複合体は、上記及び該PCT出願、更には実施例17〜19及び 25を含む以下の実施例で考察されるように、調製することができる。例えば、 所望のMHCタンパク質をコードするDNAは、適切な細胞系から得て、単離し た遺伝子は、PCR又は他の手段により増幅することができる。MHCクラスII 分子の場合に、α1−α2遺伝子断片を、ベクターにクローン化し、次に挿入さ れた一本鎖リンカー配列を含むβ1−β2ドメインの遺伝子断片をクローニング することができる。次に単一のベクターを適切な宿主中で発現させて、一本鎖分 子を回収し、所望ならば精製する。実施例17〜19を含む、以下の実施例を参 照のこと。また、一本鎖抗体の調製について記載し、その方法は本発明の一本鎖 MHC融合複合体に対して一般に利用することができる、Ladner et al.の米国 特許第5,260,203号も参照のこと。 好適な調製方法において、MHCクラスII分子のα及びβ鎖のコード領域は、 特にB細胞系又は他のMHC分子供給源からPCRによりコード領域を単離する ことにより、得られる。一本鎖β−α融合MHC融合分子をコードする配列は、 β鎖遺伝子の膜貫通伸長ドメインをコードする配列を、上で考察されたように、 成熟α鎖(特に、α鎖遺伝子の第1のコドンで)にβ鎖遺伝子を結合させる一本 鎖リンカー配列で置換することにより構築することができる。α鎖遺伝子は、適 切には、一本鎖融合複合体の膜結合発現のためのその膜貫通領域を含有するか、 又はα鎖遺伝子は、一本鎖MHC融合複合体の可溶性発現のための細胞外領域の末 端で短縮されていてもよい。提示ペプチドのための適切な制限部位及びリンカー は、好ましくは、β鎖リーダーとβ鎖の第1コドンとの間に含まれる。次に本質 的にはどの提示ペプチドのコード領域でも、創り出した制限部位にオリゴヌクレ オチドとして導入することができる。生じた構築物は、次に適切には哺乳動物又 は細菌のプロモーター(本明細書に開示される特異的なプロモーターを含む)の 制御下に配置される。このような1つの好適なMHCクラスII一本鎖構築物は、 連続した、β鎖リーダー/提示ペプチド/リンカー配列/β1−β2細 胞外領域/一本鎖リンカー配列/α1−α2細胞外領域をコードする、結合した ヌクレオチド配列を含有する。MHC一本鎖DNA構築物は、適切には、細菌、 バキュロウイルス−昆虫細胞及び哺乳動物発現系(本明細書に開示される特異的 な発現系を含む)に導入し、次に発現させ、所望ならば精製する。 一本鎖MHC分子は、完全長(即ち、MHC分子が、細胞内ドメインに会合し ており、例えば、α又はβ鎖の、完全な又は実質的な量(例えば、配列の80% を超える)の膜貫通及び/又は細胞質部分を含有する)であるか、又は可溶性発 現について上で考察されたように短縮されていてもよい。このような短縮型一本 鎖MHC分子及び完全長の同分子は、上述のように及び複数のポリペプチドのM HC複合体に関する実施例に記載されるように、産生させることができる。MH CクラスII分子では、完全長分子は、α及びβ鎖のうち一方のみ(好ましくはα 鎖)が、膜貫通及び細胞質ドメインに結合している。好適な完全長一本鎖融合M HCクラスII複合体は、連続して共有結合した、1)提示ペプチド、2)膜貫通 及び細胞質ドメインを欠くクラスIIβ鎖、3)一本鎖リンカー配列、及び4)膜 貫通及び細胞質ドメイン又は膜アンカードメインを含有するクラスIIα鎖を含む 。好適な可溶性一本鎖融合MHCクラスII複合体は、連続して共有結合した、1 )提示ペプチド、2)膜貫通及び細胞質ドメインを欠くクラスIIβ鎖、3)一本 鎖リンカー配列、及び4)膜貫通及び細胞質ドメインを欠くクラスIIα鎖を含む 。 完全長MHC複合体(一本鎖及び非一本鎖分子の両方)に関して、MHCタン パク質は、疎水性膜間ドメイン(膜貫通ドメイン)により、更にはホスファチジ ルイノシトールの共有結合したグリコシル化型(GPI膜アンカー)の翻訳後付 加により、細胞膜に繋ぎ止めることができる。MHCクラスII分子のα及びβ鎖 で典型的には、膜貫通ドメインは、α2及びβ2ドメインのカルボキシル末端側 に連結した約25個の疎水性アミノ酸からなる。これらの残基により、このタン パク質が膜をまたぐことが可能になる。膜貫通領域は、これらの各鎖のカルボキ シル末端の細胞質尾部を含む約10〜15残基で終わる。これらの膜貫通及び細 胞質領域が、GPI結合のシグナル配列で置換することができること、及びキメ ラのGPIで繋ぎ止めたクラスII分子が、膜結合型であることが、証明さ れている[D.Wettstein et al.,J.Exp.Med.,174:219-228(1991)]。GPI 結合膜アンカードメインは、崩壊促進因子(DAF)、CD59及びヒト胎盤ア ルカリホスファターゼ(HPAP)を含む多くのタンパク質で明らかにされてい る[D.Wettstein et al.,J.Exp.Med.,174:219-228(1991);D.Kooyman et al.]。 例えば、HPAPの38個のカルボキシル末端アミノ酸は、GPI結合のシグナ ル配列として充分に作用する。このドメインをコードするDNA配列が、MHC クラスIIα又はβ鎖の可溶性部分のような分泌された分子に結合するならば、膜 結合したキメラ分子が形成され[D.Wettstein et al.,J.Exp.Med.,174:219-228(1 991)]、このようなアプローチを利用して、ペプチド結合一本鎖クラスII MH C分子を細胞膜に繋ぎ止めることができる。 本発明のMHC融合分子、並びに空の及び装填されたMHC分子の分子量は、 特に、その分子が可溶性であるか又は完全長(膜結合性)であるかにより変化す る。可溶性MHCクラスII融合複合体は、一般に、約45kDaを超える分子量を 有し、そして膜貫通及び細胞質ドメインを含まない成熟α及びβ鎖は、それぞれ 、約20kDaを超える分子量、更に典型的には約21〜約26kDaの間の分子量を 有する。典型的には、膜貫通及び細胞質ドメインを含まない成熟一本鎖MHCク ラスII分子は、約48〜約50kDaの分子量を有する。完全長(膜結合性)分子 では、成熟α及びβ鎖は、一般に、約25kDaを超える分子量、好ましくは約2 6〜約30kDaの間の分子量を有する。典型的には、単一の(α又はβ鎖に結合 している)膜貫通又は膜アンカードメインを含む、成熟一本鎖MHCクラスII融 合分子は、約49kDaを超える分子量、好ましくは約50〜52kDaの間の分子量 を有する。上述の全ての分子量は、SDS−PAGEアッセイによる。 多価のMHC融合複合体、又は空の若しくは装填されたMHC分子は、多くの 応用に望ましい。MHC−抗原性ペプチド複合体の価数は、T細胞受容体に及ぼ す複合体の効果に影響する。例えば、3DT52.5T細胞ハイブリドーマの活 性化には、多価にしたMHC−抗原分子が必要である。一価の可溶性MHC複合 体は、このT細胞を刺激することができない[J.McCluskey et al.,J.Immunol ogy,141:1451-1455(1988)]。所望の多価のMHC融合複合体は、イ ムノグロブリン、例えば、IgG、IgM又はFab'2に結合した複合体を含む 。化学的に架橋したMHC複合体(例えば、デンドリマー(dendrimers)に架橋 した)も適切な多価の種である。例えば、MHC複合体は、Cys又はHisのような 、化学的に反応性の側鎖を有するアミノ酸残基をコードする配列を含めることに より、遺伝子的に修飾することができる。このような化学的に反応性の側鎖を有 するアミノ酸は、MHC複合体の種々の位置、好ましくはMHC複合体の提示ペ プチド及び結合ドメインとは遠位に配置することができる。例えば、提示ペプチ ドから遠位のMHC分子のβ鎖のC−末端は、適切にはこのような反応性アミノ 酸を含有してよい。適切な側鎖を使用して、2つ以上のMHC融合複合体を適切 なデンドリマー粒子に化学的に結合して、多価のMHC融合複合体を得ることが できる。デンドリマーは、その表面に多くの異なる官能基のいずれか1つを有し てよい合成化学ポリマーである[D.Tomalia,AldrichimicaActa,26:91:101(1993) ]。本発明に使用するためのデンドリマーの例としては、例えば、E9星形ポリ アミンデンドリマー及びE9櫛形ポリアミンデンドリマーを含み、これらは、シ ステイン残基を結合することができる。 本発明のMHC融合複合体、又は本発明の空の若しくは装填された分子の両方 の鎖を発現する、単一の発現ベクターを構築すること、即ち、MHC融合複合体 のα及びβ鎖両方をコードする配列が、それぞれ、単一の鎖分子でないとしても 、単一の発現ベクターに連結していることが望ましい。このような発現ベクター では、別々のベクターがMHC融合複合体の各鎖について使用される場合、特に ベクターが導入された細胞の選択が困難である場合よりも良好な結果が得られる 。また、MHC融合複合体の両方の鎖、及び他の物質、特にB7又はB7−2の ようなT細胞同時刺激因子をコードする単一の発現ベクターを構築すること、即 ち、MHC融合複合体の両方の鎖をコードする配列及び同時刺激因子をコードす る配列を、それぞれ、単一の発現ベクターに連結して、単一の形質転換操作を可 能にすることが望ましい。再度、このアプローチにより、2回以上形質転換又は トランスフェクションされた細胞の困難な可能性のある選択を回避することがで きる。 本発明の融合複合体のMHC分子並びに空の及び装填された分子は、適切には 、天然に生じるMHC分子(例えば、ヒト(クラスI又はクラスII)、マウス若 しくは他の齧歯類、又は他の哺乳動物のMHC分子)にアミノ酸配列が対応して いる。好ましくは、融合複合体のMHC分子のアミノ酸配列の少なくとも約70 %が、上述のような天然に生じるMHC分子のアミノ酸配列と同一であり、更に 好ましくは、融合複合体のMHC分子の少なくとも約90%のアミノ酸配列が、 天然に生じるMHC分子のアミノ酸配列と同一であり、更になお好ましくは、融 合複合体のMHC分子のアミノ酸配列の約98%から全部が、天然に生じるMH C分子のアミノ酸配列と同一である。 本発明の空のMHC分子、特に空の一本鎖MHCクラスII分子は、提示ペプチ ドが分子に共有結合していないことを除いて、上述の任意の適切な方法により作 製することができる。例えば、実施例1Bにおいて、OVA提示ペプチドをコー ドするオリゴヌクレオチド(OPR110及びOPR111)をリンカー−β1− β2遺伝子断片に結合させる工程を割愛することができる。別の実施例において 、標準的組換えDNA操作を使用することにより、既に共有結合している提示ペ プチドを有する本発明のMHC分子から提示ペプチドを除去することができる。 例えば、sc−IAd/OVA提示ペプチドをコードするDNAを適切な制限酵 素(例えば、AflII及びNheI)により除去することができる。例示した実施例の ように、可溶性の空の一本鎖IAdMHC分子(即ち、sc−IAd/ブランク) の構築は実施例25〜27に考察される。 該PCT出願に開示されるように、MHC融合複合体は、組換えペプチドの検 出及び特徴付けにおいて使用することができる。例えば、本発明は、以下のよう にT細胞に関して特徴付けされていないエピトープをマッピングするのに使用可 能な方法を含む:ランダムペプチド又は選択されるペプチドのライブラリーをコ ードする配列を、MHC分子をコードするDNA配列、及び場合によりリンカー 配列をコードするDNA配列を含有する、上で同定されるような、本発明の発現 ベクター系の提示ペプチド位置にクローニングすることができる。適切には、適 当なcDNA又はゲノムDNAライブラリー(Sambrook,et al.,前出を参照の こと)の制限断片を、発現ベクターに挿入される配列の供給源として使用するか 、あるいは、既知配列の合成オリゴヌクレオチドのような選択されるオリゴヌク レオチドを挿入される配列として使用する。上で同定される哺乳動物細胞及び他 の 細胞のような適切な宿主を、遺伝子融合体(即ち、更に別のペプチドをコードす る配列に結合したMHC分子をコードする配列)を含有するベクターにより形質 転換又はトランスフェクションする。形質転換体を適切な条件下で培養して、以 下に開示されるアッセイにより測定されるように、T細胞クローンと反応する目 的の融合複合体の発現についてスクリーニングする。次に反応性コロニーを選び 取り、ベクターを単離することができる。DNA挿入配列の配列解析により、ど のクローン化ペプチド配列が、T細胞クローンに認識されるエピトープに対応し ていたかが明らかになる。本発明の空のMHC分子は、消極的な方法によってペ プチドを取り込むというよりはむしろ、ペプチドを空の分子に装填することを除 いて、同じ方法で使用することができる。 本発明のMHC融合複合体又は装填されたMHC分子の、T細胞受容体の活性 を調節する(T細胞応答の不活化を含む)能力は、インビトロアッセイにより容 易に測定することができる。典型的には、アッセイ用のT細胞は、T細胞ハイブ リドーマのような形質転換したT細胞系、又は哺乳動物から(例えば、ヒト又は マウスのような齧歯類から)単離されるT細胞により準備する。他の適切なT細 胞は、1)公的に利用可能であるか、又は既知の方法により調製することができ るT細胞系、2)Tヘルパー細胞、及び3)T細胞傷害性細胞、好ましくは細胞 傷害性CD4+細胞を含む。T細胞は、既知の方法により哺乳動物から単離する ことができる。例えば、R.Shimonkevitz et al.,J.Exp.Med.,158:303(1983) 、及び以下の実施例4及び5を参照のこと。 本発明のMHC融合複合体又は装填されたMHC分子が、T細胞の活性を調節 することができるかどうかを測定するための適切なアッセイは、下記の連続工程 1〜4により以下のように実施される。T細胞は適切には、アッセイすることが でき、そしてT細胞活性化又は活性化後のT細胞活性の調節を示すマーカーを発 現する。即ち、例えば以下の実施例4に開示されるように、活性化によりインタ ーロイキン−2(IL−2)を発現するマウスT細胞ハイブリドーマDO11. 10を使用することができる。IL−2濃度を測定して、特定の提示ペプチドが 、このT細胞ハイブリドーマの活性を調節することができるかどうかを決定する ことができる。このような適切なアッセイは、以下の連続工程により 行われる: 1.ペプチド/MHC複合体に特異的なT細胞受容体を有するT細胞を、目的 のT細胞ハイブリドーマから、又は哺乳動物から単離することにより得る。 2.このT細胞を増殖可能な条件下で培養する。 3.増殖しているT細胞を、選択したMHC融合複合体(又は装填された分子 )に接触させる。 4.T細胞を抗原提示細胞に接触させて、活性化に必要なシグナルを生成させ 、マーカーについて測定する(例えば、IL−2産生を測定する)。IL−2産 生の低下(例えば、24時間後のIL−2産生の40%以上の低下、更に典型的 には、24時間後のIL−2産生の50%以上の低下)は、MHC融合複合体( 又は装填された分子)が、T細胞の活性を調節して、免疫応答を抑制することが できることを示している。以下の実施例4は、そのようなアッセイを例示する。 本アッセイは、適切には、膜貫通部分を含有しない可溶性の「短縮型」MHC複 合体の活性の分析のために使用される。更に、本アッセイは、T細胞受容体アン タゴニスト又は部分アゴニストとして機能する、共有結合した提示ペプチドを含 有するMHC融合複合体(又は装填された分子)の同定のために適切には使用さ れる。本アッセイはまた、上述のように本発明の装填されたMHC複合体での使 用に便利に適合する。 本アッセイに使用されるT細胞は、増殖に適した条件下でインキュベーション する。例えば、DO11.10T細胞ハイブリドーマは、適切には約37℃及び 5%CO2で完全培地(10%FBS、ペニシリン/ストレプトマイシン、L− グルタミン及び5×10-5M 2−メルカプトエタノールを補足したRPMI16 40)中でインキュベーションする。MHC融合複合体の連続希釈液をT細胞培 地に加えることができる。T細胞に加えるMHC融合複合体の適切な濃度は、典 型的には10-12〜10-6Mの範囲にある。T細胞活性化シグナルは、適切な抗原 性ペプチドで装填された抗原提示細胞により提供される。最大よりわずかに低い T細胞活性化を与える抗原用量及びAPC数の使用が、MHC融合複合体による T細胞応答の阻害を検出するために好適であると考えられている。MHC融合複 合体との接触後のIL−2の産生の低下は、この融合複合体が、 T細胞の活性を調節し、そして免疫応答を抑制できることを示す。 あるいは、IL−2のような発現されたタンパク質の測定よりはむしろ、T細 胞活性化の調節は、適切には、当該分野で認知される放射性標識法により測定さ れる、抗原依存性T細胞増殖の変化により測定することができる。例えば、標識 (例えば、トリチウム化)ヌクレオチドをアッセイ培地に導入することができる 。このようなタグ付きヌクレオチドのDNA中への取り込みが、T細胞増殖の尺 度となる。このような手順を具体的に記載する以下の実施例5を参照のこと。こ のアッセイは、増殖のために抗原提示を必要としないT細胞(例えば、T細胞ハ イブリドーマ)には適切ではない。これは、哺乳動物から単離された形質転換し ていないT細胞についての、MHC融合複合体(又は装填されたMHC分子)に よるT細胞活性化の調節の測定に適している。MHC融合複合体(又は装填され たMHC分子)との接触後のT細胞増殖のレベルの低下は、この複合体が、T細 胞の活性を調節して、免疫応答を抑制できる(例えば、以下の実施例5を参照の こと)ことを示す。このインビトロT細胞増殖アッセイは、インビボのT細胞の クローンの拡大における抗原特異的な変化に及ぼすMHC融合複合体(又は装填 されたMHC分子)の作用を測定するのに好適である。このようなアッセイは、 以下の実施例7に具体的に記載される。 これらのインビトロアッセイは、T細胞受容体の活性を調節すること(T細胞 発生の活性化又は阻害を含む)ができる、ランダムライブラリーからのDNA又 は他のオリゴヌクレオチドによりコードされるペプチドを選択して同定するため に、使用することができる。具体的には、ランダムペプチド又は選択されるペプ チドのライブラリーをコードするDNA配列を、MHC分子をコードするDNA 配列、及び場合によりリンカー配列をコードするDNA配列を含有する、上で同 定されるような発現ベクター系の提示ペプチド位置にクローニングすることがで きる。適切には、ゲノムDNAライブラリー(Sambrook,et al.,前出を参照の こと)の適当なcDNAの制限断片を発現ベクターへの挿入配列の供給源として 使用するか、あるいは既知の配列の合成オリゴヌクレオチドのような選択される オリゴヌクレオチドを挿入配列として使用する。哺乳動物細胞及び上で同定され る他の細胞のような適切な宿主は、遺伝子融合体(例えば、提示ペプチドをコー ドする配列に結合した、MHC分子をコードする配列)を含有するベクターで形 質転換する。形質転換体は、適切な条件下で培養し、この細胞を、目的のMHC 融合複合体(又は装填されたMHC分子)の発現に関して、選択されたT細胞と これらを接触させることによりスクリーニングする。上述のアッセイ(例えば、 IL−2産生又はT細胞増殖の測定)を利用して、MHC融合複合体(又は装填 されたMHC分子)との接触がT細胞活性化を調節するかどうかを決定する。例 えば、APCで刺激したT細胞のIL−2産生の低下により、T細胞の活性を調 節して免疫応答を抑制するMHC融合複合体が同定される。あるいは、このイン ビトロアッセイを利用して、T細胞応答を上昇させる提示ペプチドを含有する、 上述の多価のMHC融合複合体(又は装填されたMHC分子)を同定することが できる。 インビボアッセイもまた、T細胞発生を阻害又は不活化する能力を含む、T細 胞の活性を調節するMHC融合複合体(又は装填されたMHC分子)の能力を決 定するために適切に使用することができる。例えば、MHC融合複合体(又は装 填されたMHC分子)は、イムノグロブリンのクラススイッチング(即ち、Ig MからIgGへの)を阻害するその能力について測定することができる[例えば 、P.Linsley et al.,Science,257:792-795(1992)を参照のこと]。このよう なアッセイは、以下の実施例6に具体的に記載される。 インビボ診断イメージング及びHLAタイピングを含む、MHC融合分子を使 用する診断法も提供される[例えば、A.K.Abbas,Cellular and Molecular Imm unology,page 328(W.B.Saunders Co.1991)を参照のこと]。インビボイメー ジングの応用について、放射性標識(例えば、125I、32P、39Tc)又は他の検 出可能なタグを有するMHC融合分子又は装填された分子を哺乳動物に投与して 、MHC分子又は装填された分子の結合について既知の手順により被検体を走査 することができる。このような哺乳動物の分析は、例えば、本明細書に開示され る有害な免疫応答を含む多くの疾患の診断及び治療の助けとなることができる。 本発明の空のMHC分子、特に空の一本鎖MHCクラスII分子を使用して、M HC分子のペプチド結合溝又は裂溝に非共有結合する提示ペプチドをスクリー ニングすることができる。このようなスクリーニングは、特定のMHC分子(例 えば、IAd、DR1、IE、DP、及びDQのようなMHCクラスII分子)に 結合することができる提示ペプチドを同定するのに有用である。実施例のように 、sc−IAd/ブランク分子を検出可能なタグ(例えば、I125、ビオチン又は 本明細書に開示される別のタンパク質)で修飾して、ランダムペプチドライブラ リーをスクリーニングするために使用することができる。タンパク質をタグ付け するための方法及びライブラリーをスクリーニングするための方法は、よく知ら れている[例えば、Sambrook et al.,前出及びAusubel et al.,Current Proto cols in Molecular Biology,John Wiley & Sons,New York,1989;本明細書に 参照により組み込まれる]。幾つかのランダムペプチドライブラリーの任意のも のを適切に利用することができる[例えば、J.Scott et al.,Science,249:386(19 90);J.Devlin et al.,Science,249:404(1990);S.Cwirla et al.,PNAS(USA), 87:6378(1990);J.Hammer et al.,J.Exp.Med.,176:1007(1992);D.O'Sullivan et al.,J.Immunol.,147:2663(1991)を参照のこと]。sc−IAd/ブランク分 子に結合するペプチドを使用して、対応する装填された分子を作製することがで きる。次に同定されたペプチドがT細胞活性を調節することができるかどうかを 調べるために、装填された分子は、本明細書に記載される任意のT細胞アッセイ で試験することができる。 また、アッセイを利用して、免疫疾患の治療のためのMHC複合体の使用可能 性を評価することができる。例えば、実験的アレルギー性脳脊髄炎(EAE)は 、マウスにおける自己免疫疾患であり、多発性硬化症の認知されたモデルである 。適切なマウスの種を処理してEAEを発症させ、次にMHC融合複合体又は装 填された分子を投与して、このマウスを評価して、EAEの発症が、MHC融合 複合体又は装填された分子の投与後に阻害又は妨害されるかどうかを決定するこ とができる。このようなアッセイは、以下の実施例8及び11に具体的に記載さ れる。 標的疾患に対するワクチン接種を含む、免疫応答を誘導するMHC融合複合体 の能力は、インビボアッセイにより容易に測定することができる。例えば、本発 明のMHC融合複合体、又はMHC融合複合体をコードするDNAを、マウスの ような哺乳動物に投与し、初回投与時及びその後間隔をとって(例えば、融合複 合体又はDNAの投与の2、5及び8週間後)数回この哺乳動物から血液試料を 得ることができる。血液試料から血清を回収して、免疫化により生じる抗体の存 在について測定する。抗体濃度を測定することができる。以下の実施例9に、こ のようなアッセイを具体的に記載する。 該PCT出願に考察されるように、被検体の細胞内での融合複合体の発現のた めに、MHC融合複合体をコードするDNA構築物の直接投与を適切には行うこ とができる。好ましくは、適切にはCMVプロモーターのような適当なプロモー ターの制御下にある、MHC−提示ペプチド融合体のコード領域を有するDNA を被検体の骨格筋に直接注射する。MHC融合分子の表現が被検体の免疫応答を 誘導することを確認するために、被検体に、同時刺激因子をコードするDNAベ クターを、MHC−提示ペプチド融合体をコードするDNAと好ましくは同時投 与する。好適な同時投与されるDNAベクターは、例えば、CMVプロモーター の制御下のB7−1又はB7−2のコード領域を含むことを特徴とするベクター を含む。発現されるB7−1及びB7−2タンパク質は、同時刺激シグナルを提 供して、免疫応答の開始を支援することができる。 哺乳動物のような被検体における免疫応答の誘導のためのこのようなアプロー チにより、以前のアプローチにまさる重要な利点が得られる。外来タンパク質抗 原の提示における開始工程は、抗原提示細胞(APC)への未変性抗原の結合で ある。APCへの結合後、抗原は、食作用、受容体介在性エンドサイトーシス又 は飲作用により、細胞内に進入する。このような内在化した抗原は、エンドソー ムと呼ばれる細胞内膜結合小胞に局在する。エンドソームーリソソーム融合後、 抗原は、リソソームに存在する細胞内プロテアーゼにより処理されて小さなペプ チドになる。このペプチドは、このリソソーム内でMHCクラスII分子のα及び β鎖に会合する。前もって粗面小胞体で合成された、これらのMHCクラスII分 子は、順にゴルジ複合体、次いでリソソーム区画に輸送される。ペプチド−MH C複合体は、T及びB細胞の活性化のためにAPCの表面に提示される。したが って、抗原内のタンパク分解性処理部位の接近しやすさ、リソソーム内での生じ たペプチドの安定性及びMHC分子に対するペプチドの親和性は、特定のエ ピトープの免疫原性の決定因子である。これらの因子は、アジュバントの投与に より変化させることができない。しかし、MHC融合複合体(即ち、提示ペプチ ドに直接共有結合したMHC)の直接発現により、このような複雑さは回避され るはずであり、MHC融合分子に載ったエピトープに対する免疫応答が誘導され るはずである。 また、該PCT出願に開示されるように、MHC融合複合体をコードするDN Aを被検体に直接投与するよりはむしろ、このようなDNAを導入した宿主適合 性の抗原提示細胞を被検体に投与することができる。即ち、1つ以上のMHC融 合複合体をコードするDNAを、宿主適合性の抗原提示細胞に導入して、このよ うな形質転換又はトランスフェクションされた抗原提示細胞を標的宿主に、適切 なT細胞との最も効率的な相互作用が起こる標的部位に投与することができる。 例えば、以下の実施例13及び14を参照のこと。被検体への投与により、この ような改変細胞は、次にDNAによりコードされるMHC融合複合体を細胞表面 上にインビボで発現することができる。このような改変細胞は、被検体に投与し て、免疫応答を誘導するか、あるいは本明細書に開示されるように、細胞の他の 同時刺激シグナルの発現に依存して免疫応答を抑制することができる。即ち、投 与により細胞が、有効量の同時刺激シグナルの非存在下でMHC融合複合体を提 供するか、又はアンタゴニスト若しくは部分アゴニスト活性を有する提示ペプチ ドを含有するMHC融合複合体を提供するならば、この細胞を宿主に投与して免 疫応答を抑制することができる。あるいは、細胞が、有効量の同時刺激シグナル の存在下でMHC融合複合体を提供することができる(例えば、B7又はB7− 2のようなT細胞同時刺激因子が、細胞の表面上で発現される)ならば、この細 胞を哺乳動物宿主に投与して、本明細書に開示されるように、哺乳動物における 免疫応答を誘導することができる。上で考察したように、MHC融合複合体の両 方の鎖、更には使用されるならばT細胞同時刺激因子をコードする単一の発現ベ クターを構築し、このベクターを宿主適合性APCに導入して投与用の細胞を調 製することが好適である。当業者には認知されるであろうとおり、「宿主適合性 」抗原提示細胞という用語は、細胞を投与する被検体又は「宿主」とハプロタイ プが同じ抗原提示細胞を意味する。好ましくは、形質転換した宿主適合性 の抗原提示細胞は、細胞を投与した被検体のリンパ節に移行することができ、そ の部位でMHC融合複合体を発現することができる細胞である。 上及び該PCT出願に考察されるように、MHC融合複合体、及びこのような 融合複合体をコードするDNA構築物には、多くの応用性がある;装填されたM HC分子も、本明細書で考察されるこのような応用に使用することができる。例 えば、膜貫通部分を含有しないMHC融合複合体又は装填された複合体(例えば 、以下の実施例2の可溶性複合体を参照のこと)を投与して哺乳動物の免疫応答 を抑制すること、例えば、多発性硬化症、インスリン依存性糖尿病、慢性関節リ ウマチなどのような自己免疫疾患に罹患しているか、又は罹患しやすい、ヒトを 含む哺乳動物を例えば治療することができる。また、有害な免疫応答を受けてい るか、又は受けそうな被検体(例えば、心臓、腎臓、皮膚又は他の臓器の移植の ような幾つかのタイプの移植手術を受けている患者)の治療にも適している。こ のような状況において、適切には外科的手順に先だって治療プロトコールを開始 することができる。 該PCT出願に開示されるように、免疫応答を抑制するために、イムノグロブ リンに結合している(例えば、IgG、IgM又はIgAイムノグロブリン又は 断片のようなイムノグロブリン分子の定常ドメインに融合した)MHC融合複合 体を投与する。図面のFIG.IC及び以下の実施例を参照のこと。 多くの独特なアプローチを利用して本発明により哺乳動物の免疫応答を抑制す ることができる。 具体的には、上で考察したように、MHC分子は、抗原提示細胞からなどの同 時刺激シグナルも送達される場合にのみ、T細胞系特異的なクローンの拡大を誘 導することが証明された。同時刺激シグナルの非存在下では、又は少なくともT 細胞増殖に有効量のそのようなT細胞同時刺激シグナルの送達の非存在下では、 T細胞は、クローンの欠失を引き起こすアネルギー又はアポトーシスの状態まで 誘導される。 したがって、免疫応答の抑制のための1つの治療方法は、どの同時刺激シグナ ルも実質的に非存在下で、有効量の1つ以上のMHC融合複合体又は装填された 分子を投与して、こうして特異的なT細胞のアネルギーを誘導し、有害な免疫応 答を有効に抑制することである。好ましくは、「短縮した」可溶性MHC複合体 (即ち、膜貫通部分を含有しないMHC複合体)を投与する。投与される可溶性 融合複合体又は装填されたMHC分子の提示ペプチドは、有害な免疫応答のT細 胞に特異的であり、これらのT細胞に関してアネルギーの状態を誘導するペプチ ドから選択することができる。このような提示ペプチドは、上と同じインビトロ のプロトコールにより、容易に同定して選択することができる。 可溶性MHC融合複合体又は装填された分子は、適切には注射(例えば、腹腔 内又は静脈内注射)により哺乳動物に投与することができる。局所投与(例えば 、点眼剤)並びに鼻吸入器及び肺吸入器による投与も可能であろう。MHC融合 複合体(少なくとも治療的応用に使用される複合体)は、哺乳動物細胞で産生し 使用の前に精製するため、どのような細菌も発熱物質も本質的に又は完全に含ま ない。所定の治療的応用に最適な用量は、従来法により求めることができる。 MHC融合複合体又は装填された分子は、適切には、融合複合体又は装填され た分子を含む治療又は医薬組成物で被検体(特にヒト、又は畜牛のような家畜な どの哺乳動物)に投与することができる。本発明のこのような医薬組成物は、当 該分野で既知の手順により調製して使用される。例えば、治療的に有効量のMH C融合複合体又は装填された分子を含有する処方は、単位用量又は多回用量の容 器(例えば、密閉アンプル及びバイアル)に入れて提供することができ、使用直 前に無菌液体担体(例えば、注射用水)の添加のみを必要とする凍結乾燥条件下 で保存することができる。リポソーム処方もまた、多くの応用に好適である。非 経口投与のための他の組成物も適切であり、これらは、抗酸化剤、緩衝化剤、制 菌剤、及び処方を目的のレシピエントの血液と等張性にする溶質を含有してもよ い、水性及び非水性の無菌注射液;並びに懸濁剤及び増粘剤を含んでもよい水性 及び非水性の懸濁剤を含む。 免疫応答の抑制のための別の治療方法は、T細胞受容体アンタゴニスト又は部 分アゴニストである共有結合した提示ペプチドを含有するMHC融合複合体、あ るいはこのようなT細胞受容体アンタゴニスト又は部分アゴニストである提示ペ プチドを含有する装填されたMHC分子の投与である[A.Sette et al.,Annu. Rev.Immunol.,12:413-431(1994)を参照のこと]。MHC融合複合体又は装 填されたMHC分子は、短縮型であってもよく、上述のように可溶性タンパク質 として投与してもよい。あるいは、MHC融合複合体又は装填されたMHC分子 は完全長(即ち、膜貫通部分を含有する)であってもよい。これら複合体による 治療は、本発明の完全長MHC融合複合体、及びTcRアンタゴニスト又は部分 アゴニストである提示ペプチドをコードするDNAベクターを含む、有効量のD NA配列を哺乳動物に投与することを特徴とする。例えば、このようなMHC融 合複合体の調製の適切な方法及び免疫抑制療法のための複合体の用途に関する、 上の考察、及び以下の実施例3、10及び11を参照のこと。TcRアンタゴニ スト又は部分アゴニストである提示ペプチドは、上に同定されるインビトロのプ ロトコールにより、容易に同定して選択することができる。T細胞受容体アンタ ゴニスト又は部分アゴニストである提示ペプチドを含有するMHC融合複合体は 、アレルギー、並びに多発性硬化症、インスリン依存性糖尿病及び慢性関節リウ マチのような自己免疫疾患の治療に特に好適である。 更に、上及び該PCT出願に考察したように、MHC融合複合体をコードする DNAが導入された宿主適合性の抗原提示細胞は、被検体に投与して、免疫応答 を抑制することができる。投与により、細胞は、有効量のT細胞同時刺激シグナ ルの非存在下ではMHC融合複合体を発現する(即ち、そのためT細胞アネルギ ーが誘導される)か、かつ/又は投与した細胞は、アンタゴニスト又は部分アゴ ニスト活性を有する結合した提示ペプチドを含有するMHC融合複合体を発現す る。 本発明の異なる免疫抑制療法はまた、T細胞介在性疾患の更に有効な治療を提 供するために、抗炎症剤のような他の既知の免疫抑制剤との組合せで使用するこ ともできる。例えば、免疫抑制性MHC融合複合体又は装填されたMHC分子は 、自己免疫疾患及びアレルギーの治療のために、コルチコステロイド及び非ステ ロイド剤のような抗炎症剤と組合せて使用することができる。 本発明はまた、感染性物質に対する、又は癌(特に黒色腫)のような標的疾患 若しくはマラリアのような他の疾患に対する、ヒトのような哺乳動物へのワクチ ン接種を含む、ヒトのような哺乳動物において免疫応答を呼び起こすための方法 を提供する。 該PCT出願に開示されるように、これらの方法は、膜貫通部分を含有する本 発明のMHC融合複合体をコードするDNAベクターを含む有効量のDNA配列 の哺乳動物への投与、及び/又は膜貫通部分を含有するこのようなMHC融合複 合体の投与及び/又はこのようなMHC融合複合体をコードするこのようなDN Aを含有する宿主適合性の抗原提示細胞の投与を含む。MHC融合複合体の発現 ベクターの調製は、上及び以下の実施例3及び12に記載される。プラスミドD NAの投与方法、投与された被検体の細胞によるこのDNAの取り込み及びタン パク質の発現は、報告されている[J.Ulmer et al.,Science,259:1745-1749( 1993)を参照のこと]。 好ましくは、完全長MHC融合複合体をコードするDNAは、B7又はB7− 2をコードするDNAのようなT細胞同時刺激因子をコードするDNA配列と共 に哺乳動物に投与される。B7遺伝子及びその発現は、D.Harlan et.al.,Proc. Natl.Acad.Sci.USA,91:3137-3141(1994)に記載されている。被検体の細胞に よりこのDNAが取り込まれると、T細胞同時刺激因子が、発現して、同時刺激 シグナルを提供し、こうして免疫応答の開始を助けることができる。以下の、B 7又はB7−2遺伝子を含有する発現ベクターの構築を開示する、実施例3及び 12を参照のこと。 上で考察される、MHC融合複合体をコードするDNAのヒトのような哺乳動 物への投与は、被検体に免疫応答を呼び起こすための好適な方法であるが、MH C融合複合体はまた、適切には他の経路により投与することができる。即ち、上 に考察されるように、MHC融合複合体をコードするDNAが導入された宿主適 合性の抗原提示細胞を被検体に投与して、免疫応答を誘導することができる。投 与により、細胞は、有効量のB7又はB7−2遺伝子のようなT細胞同時刺激シ グナルの存在下でMHC融合複合体を発現して、免疫応答を呼び起こすか、及び /又は投与された細胞は、免疫応答を呼び起こすことのできる完全長MHC融合 複合体を発現する(例えば、以下の実施例に詳述される手順などによる、T細胞 増殖の増大により証明される)。典型的には上に考察されるアプローチよりも好 適とはいえないが、免疫応答を呼び起こすことのできるMHC融合複合体(例え ば、T細胞増殖を刺激又は誘導することができる、共有結合した抗原提示ペプチ ドを含有する完全長MHC融合複合体)は、被検体に直接投与することもでき る。 標的疾患に対する被検体へのワクチン接種を含む、免疫応答を誘導するための 本発明の方法は、免疫応答を誘導するための既知の方法と組合せて使用すること ができる。例えば、一本鎖MHCクラスII複合体、又はこのようなMHC複合体 をコードするDNA構築物は、ワクチン組成物の所望の作用を増強又は延長する ためワクチン組成物の投与と協調させるか、又はこれと組合せて被検体に投与す ることができる。 該PCT出願に開示されるように、MHC融合複合体をコードするDNAベク ターは、適切にはヒトを含む哺乳動物に、好ましくは筋肉内注射により投与され る。cDNAの哺乳動物の骨格筋への投与、これに続く筋肉細胞による投与され た発現ベクターの取り込み及びこのDNAによりコードされるタンパク質の発現 は、Ulmer et al.により記載されており、プロトコールの一例を表している[J .Ulmer et al.,Science,259:1745-1749]。所定の治療的適用に最適な用量は 、従来法により求めることができる。 更に、MHC融合複合体、このような複合体をコードするDNAベクター及び このようなDNAベクターを含有する宿主適合性の抗原提示細胞は、それぞれ適 切には種々の他の経路により被検体に投与することができる。例えば、免疫応答 を誘導するために、抗原性MHC融合複合体をコードするDNAベクターは、単 独又は同時刺激因子をコードするDNAと共に、当業者には既知の手順により、 被検体に皮内投与するのが好ましい。このような投与により、皮内抗原提示細胞 (例えば、樹枝状細胞(dendritic cells))の形質転換及びT細胞増殖が起こり 得る。以下の実施例16の結果を参照のこと。MHC融合複合体及びこのような 融合複合体をコードするDNAベクターはまた、他の経路(例えば、経口又は経 皮投与)により被検体に投与することができる。 ヒトの疾患の治療に加えて、MHC融合複合体及びこのような融合複合体をコ ードするDNA構築物又は装填されたMHC分子は、獣医学的応用(例えば、畜 牛、羊などのような家畜、並びにイヌ及びネコのようなペットの疾患の治療)に も著しく有用であろう。 MHC融合複合体若しくはこのような融合複合体をコードするDNA構築物、 又は装填されたMHC分子は、単独で被検体に投与することができ、また、それ ぞれ医薬組成物の一部として使用することができる。一般に医薬組成物は、1つ 以上のMHC融合組成物若しくはこのような融合組成物をコードするDNA構築 物、又は装填されたMHC分子を、1つ以上の受容可能な担体と共に含む。担体 は、処方の他の成分と融和性であり、そのレシピエントに有害なものではないと いう意味で「受容可能な」ものである必要がある。例えば、注射用処方などによ る非経口投与では、無菌溶液若しくは水との懸濁液、又は他の薬学的に受容可能 な溶液を調製することができる。このような医薬組成物は、適切には当該分野で 既知の方法により調製される。 所定の治療に使用される、所定のMHC融合複合体若しくはこれをコードする DNA構築物又は装填されたMHC分子の実際の好適な量は、使用される特定の 活性化合物又は化合物群、処方される特定の組成物、適用の様式、投与の特定の 部位、患者の体重、一般症状、性別など、治療される特定の適応症など、及び担 当医又は獣医を含む当業者に認知される他のこのような因子により変化する。投 与の所定のプロトコールのための最適な投与速度は、例えば、先のガイドライン 及び本明細書に開示されるアッセイに即して実施される従来の用量決定試験法を 用いて、当業者には容易に決定することができる。 本発明の空の一本鎖MHC複合体、好ましくは空の一本鎖MHCクラスII複合 体は、適切な提示ペプチドと結合させて、本発明の装填された一本鎖MHC複合 体を形成することができる。このような装填された複合体が、上述のようにMH Cペプチド融合複合体の投与が指示される場合に、適切に使用することができる ことがわかる。MHCペプチド融合複合体をコードするDNA構築物が使用され る場合には、空のMHC分子のペプチド結合溝又は裂溝への適切な提示ペプチド の非共有結合のために適切な条件が与えられるならば、適切な空の一本鎖MHC 複合体をコードする1つ以上のDNA構築物を使用することができる。空の一本 鎖MHC分子への適切な提示ペプチドの結合のための条件の例は、下に更に充分 に考察される。装填されたMHC複合体、特に装填されたMHCクラスII複合体 は、上述のようなヒト、家畜及びペットの疾患の治療に有用である。 また、上及び該PCT出願に記載された一本鎖MHC融合複合体が、トランス ジェニックマウス種を作成するのに使用できることもわかる(以下の実施例31 を参照のこと)。このようなマウス種は、例えば、Tヘルパー細胞のようなT細 胞の活性を調節することができるモデル系として有用である。 本明細書に挙げられる全ての文献は、その全体が参照により本明細書に組み込 まれる。 以下の非限定的な実施例は、本発明を例示するものである。実施例1A〜1F 本発明の可溶性MHC融合複合体の構築。 共有結合した提示ペプチドを伴う可溶性MHCクラスII分子を発現するための MHCクラスII−ペプチド融合ベクターを以下実施例1A〜1Fに記載されるよ うに調製した。下記MHC融合複合体構築物を調製するために使用したMHCク ラスII遺伝子は、図面のFIG.2〜8に示されるように、適切な抗原提示細胞(An tigen Presenting Cell)(APC)から作製されるcDNAのPCR増幅によ り単離した。実施例1A I−Ad遺伝子のために、マウスB細胞リンパ腫A20細胞系から 全RNAを単離した。簡単に述べると、1×108個のA20細胞(ATCCT IB 208)を、氷冷4Mチオシアン酸グアニジニウム、0.1M Tris-HCl (pH7.5)6ml中で、組織破砕(Tissue Tearer)ホモジェナイザーを使用し て5分間ホモジェナイズした。ホモジェナイズ後、サルコシル(sarcosyl)を加 えて最終濃度0.5%とし、溶液を完全に混合した。このホモジェネートを5, 000gで10分間遠心分離して、上清を、4Mチオシアン酸グアニジニウム、 0.1M Tris−HCl(pH7.5)、0.5%サルコシル緩衝液で10mlにした 。上清を、SW41透明超遠心管中の5.7M CsCl、0.01M EDTA( pH7.5)3.5mlクッションの上に穏やかに積層した。試料をSW41ロータ ー中で32,000rpmで20℃で24時間遠心分離した。遠心分離後、上清を慎 重に除去して、RNAペレットを70%エタノールで洗浄した。RNAを、RNas in(Promega)40単位を含有するDEPC処理した水350μlに溶解した。 RNAを3M酢酸ナトリウム35μl及びエタノール970μ1で沈殿させた。 この手順により、全RNA約370μgを得た。RNAをDEPC処理した水で 5μg/μlに再懸濁して、I−Ad遺伝子のRT−PCRクローニ ングに使用した。図面のFIG.2は、I−Adα1−α2遺伝子断片(aa1〜1 82をコードする)を単離するための方策を示し、図面のFIG.8は、使用される オリゴヌクレオチドプライマーを列挙する。A20全RNA(5μg)は、Supe rscript-MLV Reverse Transcriptase(GTBCO-BRL)及び製造業者の使用説明によ るα2特異的プライミングを使用することにより、cDNAに変換した。生成し たcDNA20μlの内、2μlをPCRのテンプレートDNAとして使用した 。典型的なPCR増幅反応液(100μl)は、テンプレートDNA、適切なプ ライマー(OPR100及びOPR101)10pmol、Taqポリメラーゼ2. 5単位、100μM dNTP、50mM KCl、10mM Tris−HCl(pH8.3) 、1.5mM MgCl2、0.01%ゼラチンを含有していた。テンプレートは、 最初に96℃で5分間インキュベーションすることにより変性し、その間Taq ポリメラーゼを加えて反応をホットスタート(hot-start)させた。所望の産物 は、55℃で1分間、70℃で1分間、次に96℃で1分間を10温度サイクル 、次いで70℃で1分間、次に96℃で1分間を25工程サイクルにより増幅し た。最初のα1−α2PCR産物(約550塩基対)は、細菌発現ベクターのpJ RS139中にクローン化すべく設計した。5回の反応からのPCR産物をプールし 、エタノール/0.3M酢酸ナトリウム2容量で沈殿させて、生じた産物(DN A約0.2μg)を水に再懸濁した。このα1−α2遺伝子断片をNcoI及びSpeI で消化し、アガロースゲル電気泳動により分離して、アガロースゲルからの溶出 により精製した。精製した消化PCR産物は、次にNcoI/SpeI消化pJRSl39中に 連結した。pJRS139にクローン化したα1−α2遺伝子断片は、39AD2と命 名して、哺乳動物発現ベクターにおけるクローニング及び発現に必要な制限部位 及びフランキング配列を付加するために、PCR増幅のテンプレートとした。こ れらの反応において、NcoI消化39AD2 0.5ngをテンプレートとして使用 し、OPR107及びOPR108をプライマーとし、PCR条件は、60℃で 1分間、70℃で1分間、及び96℃で1分間を5温度サイクル、次いで70℃ で1分間及び96℃で1分間を20工程サイクルとした。α1−α2PCR産物 (約590塩基対)は、IgG κ鎖シャトルベクターのリーダーイントロンと J領域イントロンとの間のクローニングのための、5'EcoRV 部位及び3'EagI部位を含有する(図面のFIG.9Aを参照のこと)。更に、PCR 産物は、MHC−IgG融合タンパク質の適正な発現に必要な、IgGスプライ シング部位及びリーダー配列を有する。PCR産物は、EcoRV及びEagIで消化し てゲル精製した。精製した消化PCR産物は、次にEcoRV/EagI消化pBlueScript II SK+(Stratagene)に運結して、pA19構築物を得た。このベクターをEcoR V及びEagIで消化して、生じたα1−α2遺伝子断片を、下記実施例2に記載さ れるように、pJW003 IgGシャトルベクター中にサブクローン化した。実施例1B 下記のアプローチを利用して、I−Ad β1−β2遺伝子断片(a a1〜189をコードする)を単離し、リンカー配列を結合し、抗原性ペプチド をコードするオリゴヌクレオチドを挿入した。また、このアプローチは、図面の FIG.3に図示した。A20全RNA(10μg)は、Superscript-MLV Reverse Transcriptase(GIBCO-BRL)及び製造業者の使用説明によるオリゴdT特異的プ ライミングを使用することにより、cDNAに変換した。生成したcDNA20 μlのうち、2μlをPCRのテンプレートDNAとして使用した。反応は、オ リゴヌクレオチドプライマーを、OPR102及びOPR104(図面のFIG. 8を参照のこと)としたこと、及びPCR条件は、60℃で1分間、70℃で1 分間、及び96℃で1分間を10温度サイクル、次いで70℃で1分間及び96 ℃で1分間を40工程サイクルとしたことの他は、上述のように行った。最初の β1−β2 PCR産物(約570塩基対)は、細菌発現ベクターのpJRS139中に クローン化すべく設計した。PCR産物をNcoI及びSpeIで消化して、上述の方法 と同様にゲル精製した。精製した消化PCR産物は、次にNcol/SpeI消化pJRS13 9中に連結した。pJRS139にクローン化したβ1−β2遺伝子断片は、39BD2 と命名して、リンカー配列、並びに哺乳動物発現ベクターにおけるクローニング 及び発現に必要な、制限部位及びフランキング配列を付加するために、PCR増 幅のテンプレートとした。これらの反応において、0.5ngのNcoI消化39AB 2をテンプレートとして使用し、OPR107及びOPR108をプライマーと し、PCR条件は、60℃で1分間、70℃で1分間、及び96℃で1分間を5 温度サイクル、次いで70℃で1分間及び96℃で1分間を20工程 サイクルとした。リンカー−β1−β2 PCR産物(約640塩基対)は、I gG重鎖シャトルベクターのリーダーイントロンとJ領域イントロンとの間のク ローニングのための、5'EcoRV部位及び3'EagI部位を含有する(FIG.9B)。更 に、PCR産物は、MHC−IgG融合タンパク質の適正な発現に必要な、Ig Gスプライシング部位及びリーダー配列を有する。抗原性ペプチド配列のクロー ニングを可能にするために、AflII部位をシグナル配列の末端に加えて、NheI部 位をリンカーの開始部に配置した。PCR産物をEcoRV及びEagIで消化してゲル 精製した。精製した消化PCR産物は、次にEcoRV/EagI消化pBlueScriptII SK+ (Stratagene)に連結して、pB15構築物を得た。配列及び制限解析により、 この構築物が、EcoRV部位に変異を含むことが判った。この変異を修正するため に、2つのオリゴヌクレオチド(OPR119及びOPR120−2)をアニー リングして、HindIII/NheI消化pB15中に連結して、ベクターpBC1を得 た。クラスIII−Ad結合ペプチドをコードする配列を挿入するために、オリゴ ヌクレオチドをアニーリングして、AflII/NheI消化pBC1中に連結した。O va323−339ペプチド(SISQAVHAAHAEINEAGR)(SEQ ID NO:3)は、オリゴヌクレオチドOPR110及びOPR111によりコード され、Ova:H331R(SISQAVHAARAEINEAGR)(SEQ ID NO:4)は、OPR115及びOPR116により、OvaA331Y(SIS QAVHAAHYEINEAGR)(SEQ ID NO:5)は、OPR117及びOP R118により、そしてHEL74−86(NLCNIPCSALLSS)(SE Q ID NO:6)は、OPR140及びOPR141によりコードされる。pBC1 基本骨格の各構築物は、pB16、pB24、pB37及びpB4と命名した。 これらのベクターは、EcoRV及びEagIで消化して、生じたペプチド−リンカー− β1−β2遺伝子断片は、以下の実施例2に記載されるようにpJW009 I gGシャトルベクター中にサブクローン化した。実施例IC 以下のアプローチを利用してヒトHLA−DR1 α1−α2−ヒ ンジ遺伝子断片(aa1〜192をコードする)を単離し、このアプローチを図 面のFIG.4に図示した。全細胞内RNAは、上述の手順により、HLA−DR1 がホモ接合体の個人から得られた3×106個のBLCL−K68細胞か ら調製した。全RNAは、製造業者の使用説明にしたがってSuperscript-MLV Re verse Transcriptase(GIBCO-BRL)及びオリゴdT特異的プライミングを使用す ることにより、cDNA(20μl)に変換した。最初のPCR反応は、細菌発 現ベクター(本出願には関係しない研究用)中にα1−α2−ヒンジ遺伝子断片 をクローニングするのに必要な制限部位を付加するために設計した。テンプレー トcDNA5μlを使用し、プライマーをDR1A−F及びDR1A−B(FIG. 8)とし、そしてPCR条件は、55℃で1分間、70℃で1分間、及び96℃ で1分間を10温度サイクル、次いで70℃で1分間及び96℃で1分間を20 工程サイクルとした他は、上述のようにPCRを実施した。α1−α2−ヒンジ PCR産物(約570塩基対)は、HindIII及びBamHIで消化し、ゲル精製して、 HindIII/BamHI消化pUC18中に連結して、K68A3ベクターを得た。この ベクター(0.5ng)を、AF−N及びAB−Sオリゴヌクレオチドをプライマ ーとして使用する更なるPCR増幅のテンプレートとした。生じたα1−α2− ヒンジPCR産物は、NcoI及びSpeIで消化し、ゲル精製してNcoI/SpeI消化pJRS 139中に連結して、39A2ベクターを得た。このベクターを、リンカー配列、 並びに哺乳動物発現ベクターにおけるクローニング及び発現に必要な、制限部位 及びフランキング配列を付加するために、PCR増幅のテンプレートとした。P CRは、NcoI消化39A2テンプレートDNA 10ngを使用し、プライマーを OPR124及びOPR125(これらの配列は図面のFIG.8に記載される)と し、そしてPCR条件は、50℃で1分間、70℃で1分間、及び96℃で1分 間を5温度サイクル、次いで70℃で1分間及び96℃で1分間を10工程サイ クルとした他は、上述のように行った。α1−α2−ヒンジPCR産物(約61 0塩基対)は、IgG κ鎖シャトルベクターのリーダーイントロンとJ領域イ ントロンとの間のクローニングのための、5'EcoRV部位及び3'EagI部位を含有す る(図面のFIG.9Eを参照のこと)。更に、PCR産物は、MHC−IgG融合 タンパク質の適正な発現に必要な、IgGスプライシング部位及びリーダー配列 を有する。PCR産物は、EcoRV及びEagIで消化して、ゲル精製した。精製した 消化PCR産物は、次にEcoRV/EagI消化pA19中に連結してpBS−DR1 A構築物を得た。このベクターをEcoRV及びEagIで消化 して、生じたHLA−DR1 α1−α2−ヒンジ遺伝子断片は、以下の実施例 2に記載されるようにpJW003 IgGシャトルベクター中にサブクローン 化した。実施例1D 下記のアプローチを利用して、ヒトHLA−DR1 β1−β2− ヒンジ遺伝子断片(aa1〜198をコードする)を単離し、リンカー配列を結 合し、抗原性ペプチドをコードするオリゴヌクレオチドを挿入した。また、この アプローチは、図面のFIG.5に図示した。全細胞内RNAは、HLA−DR1が ホモ接合体の個人から得られた3×106個のBLCL−K68細胞から、上述 の手順により調製した。全RNAは、製造業者の使用説明にしたがってSuperscr ipt-MLV Reverse Transcriptase(GIBCO-BRL)及びオリゴdT特異的プライミン グを使用することにより、cDNA(20μl)に変換した。最初のPCR反応 は、細菌発現ベクター(本出願には関係しない研究用)中にβ1−β2−ヒンジ 遺伝子断片をクローニングするのに必要な制限部位を付加するために設計した。 テンプレートcDNA5μlを使用し、プライマーをDR1B−F及びDR1B −B(これらのプライマーの配列は、図面のFIG.8に記載される)とし、そして PCR条件は、55℃で1分間、70℃で1分間、及び96℃で1分間を10温 度サイクル、次いで70℃で1分間及び96℃で1分間を25工程サイクルとし た他は、上述のようにPCRを実施した。β1−β2−ヒンジPCR産物(約6 10塩基対)は、HindIII及びBamHIで消化し、ゲル精製して、HindIII/BamHI消 化JS143.3中に連結して、pB712ベクターを得た。このベクター(0 .5ng)を、BF−NN及びBB−Sオリゴヌクレオチドをプライマーとして使 用する更なるPCR増幅のテンプレートとした。生じたβ1−β2−ヒンジPC R産物は、NcoI及びSpeIで消化し、ゲル精製してNcoI/SpeI消化pJRS139中に連 結して、39B3ベクターを得た。このベクターを、リンカー配列、並びに哺乳 動物発現ベクターにおけるクローニング及び発現に必要な、制限部位及びフラン キング配列を付加するために、PCR増幅のテンプレートとした。オーバーラッ プ伸長(overlap-extension)PCRを使用して、β1領域のAflIIを変異させて 、リンカー配列を付加した。39B3ベクターをAflII及びSpeIで消化し、AflII /SpeI β1−β2−ヒンジ遺伝子断片をゲル精製した。リンカー 及びβ1領域の開始部をコードする2つのオリゴヌクレオチド(OPR121及 びOPR122)をアニーリングし、Taq DNAポリメラーゼで伸長して、 指定されるアミノ酸を変化させることなくβ1領域のAflIIが突然変異した78 塩基対断片を得た。この断片(5ng)をAflII/SpeIβ1−β2−ヒンジ遺伝子 断片(5ng)と混合して、37℃で1分間、70℃で1分間、及び96℃で1分 間の5温度サイクルの重複伸長を行った。PCRプライマー−OPR119及び OPR123の付加後、37℃で1分間、70℃で1分間、及び96℃で1分間 を更に5温度サイクル、そして70℃で1分間及び96℃で1分間を10工程サ イクル行った。生じたリンカー−β1−β2−ヒンジPCR産物(約670塩基 対)は、IgG重鎖シャトルベクターのリーダーイントロンとJ領域イントロン との間のクローニングのための、5'EcoRV部位及び3'EagI部位を含有する(図面 のFIG.9Fを参照のこと)。更に、PCR産物は、MHC−IgG融合タンパク 質の適正な発現に必要な、IgGスプライシング部位及びリーダー配列を有する 。抗原性ペプチド配列のクローニングを可能にするために、AflII部位をシグナ ル配列の末端に加えて、NheI部位をリンカーの開始部に配置した。PCR産物は 、NheI及びEagIで消化して、ゲル精製し、β鎖遺伝子断片を交換するため、NheI /EagI消化pB16(上を参照のこと)中に連結した。生じたベクターをpBS −DR1βと命名した。クラスIIHLA−DR1結合ペプチドをコードする配列 を挿入するために、オリゴヌクレオチドをアニーリングして、AflII/NheI消化 pBS−DR1β中に連結した。配列QISVQPAFSVQ(SEQ ID NO:7) を有するNP404−415ペプチドは、オリゴヌクレオチドOPR128及び OPR129によりコードされ、そして配列PKYVKQNTLKLAT(SEQ I D NO:8)を有するHA307−319は、OPR130及びOPR131により コードされる。OPR128、OPR129、OPR130及びOPR131の 配列は、図面のFIG.8に記載した。pBS−DR1β基本骨格の各構築物は、p BS−DR1β/NP及びpBS−DR1β/HAと命名した。これらのベクタ ーをEcoRV及びEagIで消化して、生じたペプチド−リンカー−β1−β2−ヒン ジ遺伝子断片は、以下の実施例2に記載されるようにpJW009 IgGシャ トルベクター中にサブクローン 化した。実施例1E 以下のアプローチを利用してI−As α1−α2遺伝子断片(aa 1〜182をコードする)を単離した。FIG.8に、使用したオリゴヌクレオチド プライマーを列挙した。また、図面のFIG.6にプロトコールを図示した。全RN Aは、細胞培養物からRNAを調製するために使用した手順と同じ手順によりS JLマウスの脾臓から調製した。RNA(10μg)は、製造業者の使用説明に したがってMLV Reverse Transcriptase(GIBCO-BRL)及びα2特異的プライミン グを使用することにより、cDNA(50μl)に変換した。PCRは、テンプ レートcDNA6μlを使用し、プライマーをOPR100及びOPR101( これらの配列は、図面のFIG.8に記載される)とし、そしてPCR条件は、55 ℃で30秒間、72℃で30秒間、及び96℃で1分間を5温度サイクル、次い で72℃で1分間及び96℃で1分間を20工程サイクルとした他は、上述のよ うに実施した。最初のα1−α2 PCR産物(約550塩基対)は、PCRプ ライマーOPR107及びOPR108を使用して、55℃で30秒間、72℃ で30秒間、及び96℃で1分間を5温度サイクル、次いで72℃で1分間及び 96℃で1分間を10〜15工程サイクル、再増幅した。生じたα1−α2 P CR産物(約590塩基対)は、IgG κ鎖シャトルベクターのリーダーイン トロンとJ領域イントロンとの間のクローニングのための、5'EcoRV部位及び3'E agI部位を含有する(図面のFIG.9Cを参照のこと)。更に、PCR産物は、M HC−IgG融合タンパク質の適正な発現に必要な、IgGスプライシング部位 及びリーダー配列を有する。PCR産物は、EcoRV及びEagIで消化して、ゲル精 製した。精製した消化PCR産物は、α鎖領域を交換するため、EcoRV/EagI消 化pA19(上を参照のこと)中に連結した。生じたベクターのpBS−IAS αをEcoRV及びEagIで消化して、α1−α2遺伝子断片は、以下の実施例2に記 載されるようにpJW003 IgGシャトルベクター中にサブクローン化した 。実施例1F 下記の方策を利用して、I−As β1−β2遺伝子断片(aa1〜 189をコードする)を単離し、リンカー配列を結合し、抗原性ペプチドをコー ドするオリゴヌクレオチドを挿入した。また、このアプローチは、図面の FIG.7に図示した。SJL脾臓全RNA(10μg)は、製造業者の使用説明に したがってMLV Reverse Transcriptase(GIBCO-BRL)及びβ2特異的プライミン グを使用することにより、cDNAに変換した。生成したcDNA 50μlの 内、6μlをPCRのテンプレートDNAとして使用した。反応は、オリゴヌク レオチドプライマーを、VW310及びOPR106(FIG.8)とし、そしてP CR条件は、62℃で30秒間、72℃で30秒間、及び96℃で1分間を5温 度サイクル、次いで72℃で1分間及び96℃で1分間を21工程サイクルとし た他は、上述のように行った。リンカー配列を付加するために、最初のβ1−β 2 PCR産物(約570塩基対)は、PCRプライマーのVW309及びOP R106を使用して、50℃で30秒間、72℃で30秒間、及び96℃で1分 間を3温度サイクル、次いで72℃で1分間及び96℃で1分間を10工程サイ クルで再増幅した。VW309及びOPR106プライマーの配列についてはFI G.8を参照のこと。リンカー−β1−β2 PCR産物(約640塩基対)をNhe I及びEagIで消化して、ゲル精製し、β鎖遺伝子断片を交換するため、NheI/Eag I消化pB16(上を参照のこと)中に連結した。pBS−IASβと命名した 生じたベクターは、IgG κ鎖シャトルベクターのリーダーイントロンとJ領 域イントロンとの間のクローニングに必要な、EcoRV/EagIリンカー−β1−β 2断片を含有する(図面のFIG.9Dを参照のこと)。クラスII I−As結合ペプ チドをコードする配列を挿入するために、オリゴヌクレオチドをアニーリングし て、AflII/NheI消化pBS−IASβ中に連結した。MBP91−103ペプ チド(HYGSLPQKSQHGR) (SEQ ID NO:9)は、オリゴヌクレオチド VW315及びVW316によりコードされ、PLP139−151(HSLG KWLGHPDKF)(SEQ ID NO:10)は、VW313及びVW314により、 そしてMBP1−14(MASQKRPSQRSKYL)(SEQ ID NO:11)は、 VW317及びVW318によりコードされる。これらのオリゴヌクレオチドの 配列は、図面のFIG.8に記載される。pBS−IASβ基本骨格の各構築物は、 pBS−IASβ/MBP91、pBS−IASβ/PLP及びpBS−IAS β/MBP1と命名した。これらのベクターは、EcoRV及びEagIで消化して、生 じたペプチド−リンカー−β1−β2遺伝子断片は、 以下の実施例2に記載されるようにpJW009 IgGシャトルベクター中に サブクローン化した。実施例2 イムノグロブリンに結合したMHC融合複合体の発現ベクターの調製 以下のプロトコールは、キメラタンパク質としての可溶性ペプチド結合MHC クラスII/イムノグロブリン分子の発現を含む。本目的は、κ定常部ドメインと MHCクラスII α鎖領域、及び目的のペプチドに共有結合したMHCクラスII β鎖と結合したマウスIgG 2b定常部ドメインを有する、抗体様分子を構築す ることである。これらの構築物は、次に別々の哺乳動物発現ベクターにクローン 化し、リンパ系由来の細胞系(即ち、J558)をトランスフェクションするた めに使用した。 2つの通常使用される哺乳動物発現ベクターを改変して、キメラ構築物をクロ ーン化及び発現できるようにした。元のベクターは、Near et al.,Molecular I mmunology 27:901-909(1990)に記載されている。図面のFIG.10Aに、基本骨格 としてpBR322、及びネオマイシン耐性遺伝子を含有する11.7KbのpSVn eoKappa26-10軽鎖発現ベクターを示した。更には、最初にゲノムDNAとしてラ ムダ中にクローン化した、生殖細胞系κDNAの6.7Kb断片を有する。2.7 KbのEcoRI−XbaI断片は、図面のFIG.11Aに示されるように、Igκプロモー ター及びエンハンサー、リーダー配列とそのイントロン、JK1で再構成した可 変部エキソン、残りのJKエキソンとイントロン、及びκ定常部から可変部を分 離する主要なイントロンの一部を含有する。 ペプチド結合β鎖とIgG 2bイムノグロブリン定常部を、pJWO10と 呼ばれるpSVgptHC26-10中にクローン化した。この哺乳動物細胞ベクターは、最 初にMulligan et al.(Science,209:1422-1427,1980);及び後にNear et al. ,前出に記載されている。簡単に述べると、図面のFIG.10Bに示されるpSVgpt HC26-10は、10Kbであり、SV40初期プロモーターの制御下の大腸菌(E.co li)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遺伝子(gpt) を含有する。生殖細胞系マウスIgG 2b定常部ドメインを、BglII-XbaI断片 としてpSVgpt中にクローン化した。Near et al.,前出により作製された ベクターに対する別の変化は、Ig重鎖プロモーター/エンハン サーを含有する0.7KbのEcoRI−XbaI断片のクローニングであった。これらの 変化により、Near et al.が1.7KbのXbaI断片をクローン化するために使用し たXbaIクローニング部位を有するpSVgptHC26-10ベクターが生成した。この1. 7Kb挿入断片は、Ig重鎖リーダー配列とそのイントロン、JH4ドメインに結 合した可変エキソン、及びV領域とC領域の間に存在する主要なイントロンを含 有する。更には、1.7Kb断片は、突然変異した標的配列DNAである。要約す ると、α及びβ鎖のクローニングを可能にするために、2.7Kb及び1.7Kb断 片への幾つかの突然変異を以下に記載されるように達成する必要があった。 α鎖遺伝子のクローニング及び発現用のpJW004ベクターを調製するため の方策は、FIG.11Aに記載される2.7Kb挿入断片内に2つの部位突然変異を 作製することであった。pJW004の試料は、アメリカン・タイプ・カルチャ ー・コレクション(American Type Culture Collection)(ATCC)Rockville,Ma ryland,USA)に寄託し、ATCC番号75832を受けた。EcoRV部位をκ可変 部の8ヌクレオチド5’に作製したが、EagI部位は、JK1ドメインの8ヌクレ オチド3’に付加した。これらの突然変異により、α鎖/κ定常部融合分子の発 現用のベクター中へのMHCクラスII α遺伝子の指向性クローニングが可能に なった。ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)部位特異的突然変異誘発を使用して、 これら2つの制限部位を付加し、これらの変化を起こすためにとったプライマー 及び工程は、図面のFIG.12に示した。DNAの2.7Kb断片を、pUC19か らM13mp18中に、EcoRIで線状化したEcoRI−XbaI断片としてクローン化し て、PCR反応のテンプレート(5ng/100ul混合物)として使用した。3つ の異なる長さのPCR産物(0.8KbのEcoRI〜EcoRV断片、0.4KbのEcoRV〜E agI断片、及び1.5KbのEagI〜XbaI断片を含む)を特異的に増幅するプライマ ーを設計することにより、2.7Kb挿入断片を3つのPCR断片に分割した。各 断片を増幅するために使用されるPCRプライマーをまとめ、下線の配列は、制 限エンドヌクレアーゼ部位に対応する。EcoRI部位を含有するプライマーPMC 120[5’GCAGAAGAATTCGAGCTCGGCCCCCAG3’] (SEQ ID NO:12)、及びEcoRV部位を含有する PMC108[5’GATGATATCAGAGAGAAATACATACTA ACACAC3’](SEQ ID NO:13)を使用して、0.8Kb産物を増幅し、一方 EagI部位を含有するプライマーPMC100[5’CGGAAGAAAGAGA CTTCGGCCGCTACTTAC3’](SEQ ID NO:14)及びEcoRV部位を 含有するPMC102[5’GTGTGTTAGTATGTATTTCTCTC TGATATCTTCAGCTTCCAGCAGTG3’](SEQ ID NO:15)を PCRに使用して、0.4Kb断片を増幅した。増幅すべき最終の断片は、長さが 1.5Kbであり、XbaI部位を含有するプライマーPMC99[5’TCTTCT AGA AGACCACGCTAC3’](SEQ ID NO:16)及びEagI部位を含有す るPMC107[5’GATGATATCCGGCCGAAGTCTCTTTC TTCCGTTGTC3’](SEQ ID NO:17)を使用して増幅した。突然変異し た2.7Kb挿入断片を作成するために、3つのPCR産物により2つの重複PC R反応を行った。最初の重複PCRにより、プライマーPMC100及びPMC 120並びに0.8Kb及び0.4Kb断片を使用して、1.2Kb産物が増幅した。 ゲル精製した1.2Kb DNA及び1.5Kb断片並びにプライマーPMC99及 び120を使用して、第2の重複PCR反応を行った。この反応から、2.7Kb 断片を生成し、これを後にEcoRI及びXbaIで消化して、pUC19中にクローン 化した。連結反応混合物からのDNAをDG101細胞中に形質転換して、36 コロニーを選び取り、EcoRV−EagI及びEcoRI−XbaI酵素を使用して二重消化物に よりスクリーニングした。 制限地図作成により幾つかの陽性クローンを検出後、3つのクローンを配列決 定のために選択した。プライマーPMC−33、77、111、及び114(こ れらのプライマーの配列は、図面のFIG.14に記載される)を使用することによ り、900塩基対の配列データを得た。正しい配列が、EcoRVとEagI部位との間 の400塩基対のDNA、並びにEcoRVの300塩基対5’及びEagI部位の20 0塩基対3’を含むことが判った領域。1つのクローンpJW001は、コンセ ンサス配列とは5塩基異なる良好な配列であった。制限地図作成後の、そしてM 13ユニバーサルプライマーを使用して作製した配列データの精査からの妨害的 (disturbing)観察は、pUC19中にクローン化し、DG101中に形 質転換した挿入DNAが、欠失したことであった。多くの転写装置がEagI部位と XbaIの間に位置する主要なイントロンと共に欠失したため、これらの欠失した配 列が問題を均衡させた。突然変異郊位のEcoRV及びEagIを含有するDNAの断片 を救い出すために、クローン#12挿入断片を2つのユニークなカッターである NcoI及びBsmIで消化した。NcoI部位は、EcoRV部位から約300塩基対5’に位 置し、そしてBsmI部位は、EagI部位の約200塩基対3’に存在する。したがっ て、図面のFIG.13に示されるように、0.9KbのNcoI−BsmI断片をpJW00 1から切り出し、EcoRV及びEagI部位を含まないが、ユニークなNcoI及びBsmI部 位を含む、pUC19/κ26−10挿入断片中にクローン化した。正しいサイ ズの挿入断片をpJW002中にクローン化したかどうか確認するために、pJ W002DNAのアリコートを制限酵素の3つの異なる対(EcoRI−XbaI、NcoI −BsmI、及びEcoRV−EagI)で消化した。 再度組換えが起こるのを防ぐために、大腸菌(E.coli)の種をDG101か らXL1−B(recA陰性宿主)に変えた。この工程で、挿入DNAは、2つ の部位突然変異を含有しており、MHCクラスIIα遺伝子のクローニングを進め ることができた。 pJW002DNAをEcoRV及びEagIで消化し、ウシ腸アルカリホスファター ゼ(CIAP)で脱リン酸化し、次にゲル精製した。次いで単離したベクターD NAを使用して、ゲル精製した577塩基対EcoRV−EagI切断α鎖I−Ad遺伝子 と連結した。連結、形質転換及び10コロニーのスクリーニングにより、単一の 陽性クローンを得て、これを2対の酵素(EcoRI−XbaI及びEcoRV−EagI)で消化 した。陽性クローンpJW003(α遺伝子を含有するpUC19突然変異κ) を増殖して、DNAをキアジェン(Qiagen)精製した。 EcoRI、XbaI、及びHindIIIを使用してpJW003 DNAを三重消化した。 次に切断DNAをフェノールクロロホルムで処理し、エタノールで沈殿させて、 70%エタノールで洗浄し、次にこのDNAをScaIで消化して、CIAPで処理 した。pUC19 DNAは、アガロースゲル上で2.7Kbに移動し、このため 目的の挿入DNAからpUC DNAを分離するのが困難になった。しかし、p UC19は、2つのより小さなサイズの断片を切り出して提供する、ユニーク なScaI部位を有し、この小さな断片は、アガロースゲル上で2.9Kbの挿入DN Aから分離することができる。ゲル精製後、2.9KbのαI−Ad遺伝子挿入断 片をEcoRI−XbaIゲル精製したpSVneoベクターに連結して、pJW004 を作製した(FIG.16A)。連結断片は、DG103中に形質転換した。キアジ ェン(Qiagen)のマキシ調製(maxi-preparations)を行って、大量のベクター DNAを単離したため、pJW004を哺乳動物細胞中にトランスフェクション することができた。 MHCβ可変遺伝子をpSVgpt発現ベクター中にクローニングするための 方策は、FIG.11Bに記載される1.7Kb XbaI断片内に4つの突然変異を作製 することであった。4つの突然変異は、2つのEcoRV部位欠失(1つは、リーダ ー配列エキソンの68ヌクレオチド5'に位置し、もう1つの部位は可変部の2 7ヌクレオチド5’に位置する)を含んでいた。他の2つの突然変異は、部位付 加であり、可変部の8ヌクレオチド5’のEcoRV部位及びJH4ドメインの8ヌ クレオチド3’のEagI部位を含んでいた。M13部位特異的突然変異誘発を使用 して、1.7Kb挿入断片上に突然変異を作製した。このアプローチは、pSVgptHC2 6-10からの1.7Kb XbaI断片をサブクローン化し、これをM13中にクローン 化することであった。非常に効率的で単純なKunkelの方法に基づく、BioRad Mut a-Gene in vitro Mutagenesis Kitを使用して、部位特異的突然変異誘発を行っ た。この方法は、dUTPアーゼ(dut)及びウラシル−N−グリコシラーゼ( ung)の欠損している特別な大腸菌(E.coll)種を利用した。これらの欠損に より、M13 ssDNA中のチミジンのランダムなウラシル置換が可能になっ た。二本鎖DNA、又は複製型(RF)が、野生型宿主種中に形質転換して戻る とき、ウラシル−N−グリコシラーゼは、元のテンプレート中に存在するウラシ ルを分解し、そのため部位特異的突然変異を含むDNAの鎖のみが複製して非常 に効率よく陽性クローンが生じた。 突然変異を起こすのに利用した工程は、FIG.15に示した。簡単に述べると、 プライマーPMC26[5’CAGGGTATCAACACCCTGAAAA C3’](SEQ ID NO:18)を使用して、リーダー配列エキソンの68ヌクレオ チド5’に位置するEcoRV部位を欠失させたが、このプライマーには、下線のヌ クレオチドにより示される、AからTへの単一塩基の変化があった。可変領域の 27ヌクレオチド5’の第2のEcoRV部位の欠失は、プライマーPMC28[5 ’GTCACAGTATCCACTCTGTC3’](SEQ ID NO:19)により 行ったが、これにもまたAからTへの単純な点変異の変化があった。プライマー PMC96[5’CCGTCTCCTCAGGTACGGCCGCCTCTC CAGGTCTTCG3’](SEQ ID NO:20)には、EagI部位突然変異が含まれ ており、これは下線のヌクレオチドにより示される4塩基の変化よりなっていた 。最後に、プライマーPMC97[5’CACAGTTATCCACTCTGT CTTTGATATCACAGGTGTCCT3’](SEQ TD NO:21)を使用し て、示されるように4つのヌクレオチドを変化させることによりEcoRV部位を作 製した。 突然変異した1.7Kb挿入断片を次にEcoRV−EagIで消化し、CIAP処理し 、ゲル精製して、EcoRV−EagIで切断してゲル精製したMHCクラスIIβ遺伝子 と連結するのに使用した。上の実施例1に記載されたOva 323−339/ I−Ad β1−β2遺伝子断片のような他の変種も、EcoRV−EagI部位中にクロ ーン化して、M13で増殖させた。図面のFIG.15に、MHCクラスII β可変 部及び変種をベクターpJW009中にクローニングするための方策を記載した 。pJW009へのクローニング後、DNAをXbaIで消化して、種々のペプチド 結合したβ可変部遺伝子を含有するXbaI断片を脱落させ、FIG.16Bに示される ように哺乳動物発現ベクターpJW010中にサブクローン化した。指向性クロ ーニングができなかったため、EcoRI−EcoRVでの消化により陽性クローンのスク リーニングを行った。β遺伝子及び他のペプチド結合したβ鎖変種を含有する陽 性クローンを単離して、DNAをキアジェン(Qiagen)精製した。これらペプチ ドを含まないI−Ad β鎖構築物、Ova 323−339ペプチド、Ova: H331Rペプチド及びOva:A331Yペプチドを含むI−Ad β鎖構築物 を、それぞれ、pHB27、pHB310、pHB412及びpHB58と命名した(実 施例1Bを参照のこと)。pHB27、pHB310、pHB412及びpHB58の試 料は、アメリカン・タイプ・カルチャー・コレクション(American Type Culture Collection)(ATCC)(ロックビル(Rockville)、 メリーランド州、米国)に寄託し、それぞれ、ATCC番号75833、758 35、75836及び75834を受けた。 J558及びNS0細胞のようなリンパ系由来細胞のトランスフェクションは 、本質的にはNear et al.に記載されるように行うことができた。pJW004 及びpJW010の両方とも20μgを、BioRadのジーンパルサー(gene pulse r)を使用する電気穿孔法によりJ558又はNS0細胞中に同時トランスフェ クションすることができた。安定な細胞系を7〜10日以内に選択した。キメラ MHCクラスII/Ig分子の発現は、マウスIgG 2b定常領域を検出するのに 特異的なELISAにより求めるか、及び/又はウェスタンブロット解析を行う ことができた。最終的に、発現したタンパク質をプロテイン−A又は−G親和性 クロマトグラフィーにより精製した。実施例3 完全長ペプチド結合MHC発現ベクター及び同時刺激因子(B7−1 及びB7−2)の発現ベクターの構築 完全長I−Ad α鎖及びペプチド結合I−Ad β鎖分子を同時発現することが できるベクターは、適切には図面のFIG.17に略述される手順により構築した。 完全長I−Ad α鎖を単離するために、A20全RNA(5μg)は、製造業者 の使用説明にしたがってSuperscript-MLV Reverse Transcriptase(GIBCO-BRL) 及びα鎖TM特異的プライミングを使用することにより、cDNAに変換した。 このcDNAを、α鎖リーダー特異的プライマーOPR136(このプライマー の配列は、FIG.8に記載される)及びα鎖TM特異的プライマーOPR139( このプライマーの配列は、FIG.8に記載される)を用いて、上の実施例1に記載 されたPCR条件により、PCR増幅のテンプレートとして使用した。生じたP CR産物は、約800塩基対であり、PEE13哺乳動物発現ベクター(Celltec h)のCMVプロモーターとSV40ポリ−A部位との間のクローニングのための 、5'XmaI部位及び3'EcoRI部位を含有していた。更に、この断片は、効率的な翻 訳開始のためのKozakコンセンサス配列を有していた(図面のFIG.18Aを参照 のこと)。PCR産物は、XmaI及びEcoRIで消化し、ゲル精製して、XmaI/EcoRI 消化PEE13中に連結して、PEE−IAd αベクターを得た。完全長ペプチ ド結合β鎖断片は、リーダー及びTM配列を、上の実施 例1に記載されたOva323−339及びHEL74−86ペプチド−リンカ ー−β1−β2ベクター(それぞれ、pB16及びpB4)中に挿入することに より構築した。A20全RNA(5μg)は、製造業者の使用説明にしたがって Superscript-MLV Reverse Transcriptase(GIBCO-BRL)及びオリゴdT特異的又 はβ鎖TM特異的プライミングを使用することにより、cDNAに変換した。こ れらのcDNAを、β鎖リーダー特異的プライマー対(OPR132/OPRI 33)(これらのプライマーの配列は、図面のFIG.8に記載される)又はβ鎖T M特異的プライマー対(OPR134/OPR135)(これらのプライマーの 配列は、図面のFIG.8に記載される)を用いて、PCR増幅のテンプレートとし て使用した。この110塩基対βリーダーPCR産物は、pBC1及びpB16 ペプチド−リンカー−β1−β2ベクターへのクローニングのための5’HindII I及びXmaI部位並びに3'AflII部位を含有していた。AflII部位を含めると、I− Ad β鎖リーダーの最後の2つのアミノ酸が、IgGリーダーで見い出されるア ミノ酸に変化した。βリーダーPCR産物をHindIII及びXmaIで消化し、ゲル精 製して、HindIII/AflII消化pB16中に連結して、pDM21を得た。この1 80塩基対のβTM PCR産物は、pDM21へのクローニングのための5'Bst XI部位並びに3'XmaIII及びEcoRI部位を含有していた。βTM PCR産物をBstX I及びEcoRIで消化し、ゲル精製してBstXI/EcoRI消化pDM21中に連結して、 pIAdβ/OVAベクターのpVW229を得た。Ovaペプチドオリゴヌク レオチドを、上の実施例1に記載されたHELペプチドオリゴヌクレオチドと交 換して、pIAdβ/HELベクターを作製した。これらのベクターをXmaI及びE coRIで消化して、PEE6哺乳動物発現ベクター(Celltech)のCMVプロモー ターとSV40ポリ−A部位との間のクローニングのための完全長ペプチド結合 β鎖遺伝子断片を作製した。これらの断片はまた、効率的な翻訳開始のためのKo zakコンセンサス配列を含んでいた(FIG.18B)。生じたベクターPEE−I Adβ/OVA及びPEE−IAdβ/HELをBgIII及びBamHIで消化した。CK MBプロモーター/ペプチド−β鎖断片をゲル精製して、BamHI消化PEE−I Adα中に連結して、最終のPEE−IAd/OVA及びPEE−IAd/HEL 発現ベクターを作製し た。どのペプチドオリゴヌクレオチドも含まないベクターのPEE−IAdも構 築して、対照として使用した。 B7−1及びB7−2遺伝子をクローン化するために、活性化マウス脾臓細胞 、又はマウスリンパ腫細胞系から単離した全RNAから、cDNAを作製するこ とができた。これらのcDNAを、B7−1又はB7−2特異的プライマーを使 用するPCR増幅のテンプレートとした。生成したPCR産物は、pCMVβ哺 乳動物発現ベクター(Clonetech)のCMVプロモーターとSV40ポリ−A部 位の間のクローニングのための5'及び3'NotI部位を有していた。これらの断片は また、効率的な翻訳開始のためのKozakコンセンサス配列を有していた。実施例4〜11 アッセイ及び方法 一般的説明 適切には幾つかのアッセイ系の1つ以上を利用して、T細胞の活性を調節する 可溶性MHC融合複合体の能力を試験し、これらの測定系は、以下の実施例に例 示した。最初の具体的アッセイでは、マウスMHCクラスII I−Ad/Ig融合 分子を、ニワトリ卵白リゾチーム(HEL74−86)、チキンオボアルブミン (Ova323−339)又はOvaペプチドの2つの単一置換類似体の1つ( Ova H331R又はOva A332Y)からの抗原性ペプチドに結合した。 HEL74−86、Ova323−339及びOva H331Rペプチドは、 I−Adに結合することが知られているが、一方Ova A332Y類似体は、非 結合性対照となる[S.Buusetal.,Science,235:1353-1358(1987);A.Sette et al. ,Nature,328:395-399(1987)]。His331はMHC結合に重要でないと考えられ ているが、T細胞刺激には決定的に重要であり、Ova H331R/I−Ad/ Ig複合体は、T細胞刺激に対するTcRアンタゴニストとなる。マウスD0 11.10T細胞ハイブリドーマは、Ova323−339/I−Ad複合体を 特異的に認識し、刺激を受けてIL−2を産生する。以下の実施例4に略述され るアッセイでは、Ovaペプチドで装填されたAPCによるT細胞刺激を抑制す るために、可溶性Ova323−339/I−Ad/Igを使用した。Ova特 異的T細胞増殖に及ぼす可溶性ペプチド結合MHC/Ig分子の更なる作用は、 実施例5で試験した。更に、インビボでT細胞機能に及ぼす、 可溶性Ova323−339/I−Ad/Ig及び可溶性HEL74−86/I −Ad/Igの作用は、実施例6及び7に記載されるように試験することができ た。マウスに、抗原性HEL及びOvaペプチド(KLH担体に結合している) 、並びに可溶性Ova323−339/I−Ad/Ig又は可溶性HEL74− 86/I−Ad/Ig分子のいずれかを注射した。インビボのT細胞依存性抗体 応答、並びにOva特異的T細胞及びHEL特異的T細胞の増殖の阻害は、実施 例6及び7に記載されるように特徴付けした。 更に別のモデルは、インフルエンザ核タンパク質(NP404−415)から のペプチドをヒトクラスII HLA−DRI/Ig分子に結合するというアッセ イにより例示した(実施例5を参照のこと)。可溶性NP404−415/DR 1/Ig分子は、ヒトT細胞系のK68−36のAPC/NP404−415依 存性増殖を阻害するその能力に関して解析した。異なるHLA−DR1結合ペプ チド(HA307−319)に結合した可溶性DRI/Ig分子を陰性対照とし て使用した。 追加のモデル系では、自己免疫を抑制する可溶性ペプチド結合MHC/Ig分 子の能力を試験した。多発性硬化症の動物モデルとして、脳炎誘発性タンパク質 若しくはペプチドによる免疫化により、又はこれらの抗原に特異的なTH細胞の 養子移入により、SJLマウスを誘導して実験的アレルギー性脳脊髄炎(EAE )を発症させることができる。以下に記載されるように、ミエリン塩基性タンパ ク質(MBP91−103)及びプロテオリポタンパク質(PLP139−15 1)の脳炎誘発性領域を、それぞれマウスクラスIII−Ad/Ig分子に結合し た。非結合MBP1−14ペプチドを陰性対照とした。可溶性ペプチド結合I− As/Ig分子をEAE誘導マウスに投与した。EAEの発症率と重篤度を低下 させる能力は、以下の実施例8に記載されるように求めた。更に、EAE誘導マ ウスにおける完全長I−As分子に結合したTcRアンタゴニストのPLP類似 体の免疫抑制効果は、この系で試験することができる。ペプチド/MHC複合体 は、以下の実施例11に記載されるように、適切な遺伝子構築物を含むDNAの 注射により筋肉内で産生される。実施例4 オボアルブミン特異的T細胞ハイブリドーマ系における可溶性ペプチ ド結合MHC/Ig分子の作用 本発明による1つのアッセイは、チキン卵白オボアルブミン(Ova)に由来 する21アミノ酸ペプチド断片(aa323−339)に特異的なT細胞受容体 を表面に発現する、マウスT細胞ハイブリドーマのD0 11.10[R.Shimo nkevitz et al.,J.Exp.Med.,158:303(1983)]を使用するものであった。こ のペプチドは、マウスクラスII MHC分子I−Adを発現する抗原提示細胞(A PC)によってのみD0 11.10に提示することができた。ペプチドを適切 なAPCにより提示するとき、D0 11.10細胞は、IL−2を産生するこ とにより応答し、これを次にT細胞活性化の尺度として測定することができた。 抗原を提示するために使用する細胞系は、A20.1−11[K.Kim et al.,J .Immunol.,122:549(1979)]であり、その表面にI−Adを発現した。簡単に述 べると、A20.1−11細胞を、ペプチド断片の存在下でそのI−Ad分子が ペプチドで飽和するまで(約3時間)インキュベーションし、次に洗浄して未結 合ペプチドを除去した。D0 11.10細胞を、可溶性ペプチド結合MHC/ Ig分子と共に、又はそれなしに、3時間(又はそれ以上)インキュベーション し、次に充分に洗浄して未結合タンパク質を除去した。上の実施例1に記載され るように、I−Adβ鎖に結合したペプチドは、Ova323−339、Ova ペプチドの2つの単置換類似体の1つ(Ova H331R又はOva A332 Y)、又はニワトリ卵白リゾチームからのペプチド(HEL74−86)を含む。 Ova323−339、Ova H331R、HEL74−86ペプチドは、I −Adに結合することが知られているが、一方Ova A332Y類似体は、非結 合性対照とした[S.Buus et al.,Science,235:1353-1358(1987);A.Sette et al. ,Nature,328:395-399(1987)]。HEL74−86ペプチドは、非特異的陰性 対照とした。抗原を適用したAPCを次に処理D0 11.10T細胞ハイブリ ドーマ(2×105/ウェル)と共に24時間37℃で5% CO2の雰囲気でイ ンキュベーションした。培養は、完全培地(10% FBS、ペニシリン/スト レプトマイシン、L−グルタミン及び5×10-5M 2−メルカプトエタノールを 補足したRPMI 1640)で96ウェル平底マイクロタイタープレート中で 行った。24時間後、IL−2依 存性マウスT細胞系のCTLL−2を使用してIL−2の存在に関して培養上清 を測定した。 平底マイクロタイタープレート中の完全培地で各培養上清の連続2倍希釈液を 調製し、各ウェルに1×104個のCTLL−2細胞を加えた。16〜20時間 後、陰性対照ウェル(培地単独で培養したCTLL−2)及び陽性対照ウェル( rIL−2を加えて培養したCTLL−2細胞)を顕微鏡により検査して、陽性 対照細胞はなお活性に増殖しているが、陰性対照細胞の90%が死滅した時点で 、MTT(2mg/ml;25μl/ウェル)を加えて、プレートを更に4時間インキ ュベーターに戻した。この時点で、活性に代謝する細胞中のMTTにより形成さ れる青色の結晶は、0.4N HClイソプロパノール溶液150μl/ウェルの 添加により溶解した。慎重な混合の後、ELISAプレートリーダー(Ceres-UV 900HI)を使用して562nmでO.D.を測定した。実験ウェル中のIL−2の 濃度は、IL−2標準曲線からの外挿により求めることができ、次に組換えタン パク質分子を含有しない培養物からのIL−2を、試験すべき分子を含有する培 養物からのIL−2と比較し、阻害指数を算出することができた。 D0 11.10の活性化に関して、ペプチド抗原及び抗原提示細胞の最大よ りもわずかに低い応答を示す、抗原用量及びAPC数の使用が、組換えタンパク 質分子による系の阻害を検出するのに好適であると考えられている。この観点か ら、好ましくは実験は、少なくとも初期は100μg/ml及び10μg/mlのペプ チド抗原適用条件で、そして0.5×105/ウェル及び0.1×105/ウェル のAPC濃度で行った。 可溶性ペプチド結合MHC/Ig分子を、10-12〜10-6Mの濃度範囲にわた って、この系をブロックするその能力に関して試験した。試験は、適切には可溶 性ペプチド結合MHC/Ig分子と、0.5×105又は0.1×105個のA2 0.1−11細胞上で発現したMHCクラスIIとの間のモル比約10:1〜1: 1で行った。濃度は、予備実験の結果により、必要に応じて調整した。可溶性O va323−339/I−Ad/Ig又はOva H331R/I−Ad/Ig分 子と共にプレインキュベーションした後のD0 11.10のIL−2産生が、 Ov A332Y/I−Ad/Ig若しくはHEL74−86/I−Ad分 子と共にプレインキュベーションしたか、又はプレインキュベーションをしてい ない場合に比較して低下したことは、可溶性ペプチド結合MHC分子が、ペプチ ド特異的な様式で免疫応答を抑制することができることを示している。 この同じアッセイは、上で考察したようにTcRアンタゴニスト又は部分アゴ ニストとして機能するペプチドを同定するために使用することもできた。実施例5 抗原刺激したT細胞増殖に及ぼす可溶性ペプチド結合MHC/Ig分 子の作用 本発明による更に別のアッセイにより、可溶性ペプチド結合MHC/Ig分子 が、(上の実施例4に記載されるT細胞ハイブリドーマではなく)マウス又はヒ トから単離したT細胞において免疫応答を抑制することができるかどうかを試験 した。 D0 11.10 T細胞ハイブリドーマは、部分的に活性化しており、完全 な活性化のために同時刺激シグナルを必要としなかった。他方で、免疫化したマ ウスから単離した非形質転換TH細胞は、培養で増殖するために、ペプチド/M HCシグナル及び同時刺激シグナルの両方を必要とした。この系は、TH細胞応 答に及ぼす可溶性ペプチド結合MHC/Ig分子の作用の高感度の尺度として使 用した。Ovaで感作したT細胞は、尾の基部に皮下投与により、完全フロイン トアジュバント中のOva323−339−KLH 50μgで免疫化すること により、BALB/cマウス(MHCクラスII:I−Ad)から得た。2回の免 疫化は7日間隔で行い、2回目の注射の1週間後、マウスを屠殺して、蹊跳及び 大動脈傍リンパ節を取り出して単細胞懸濁液にした。 ナイロンウール及びセファデックスG−10カラムでのインキュベーションに より、この懸濁液から抗原提示細胞を枯渇させ、生じた精製T細胞集団をクリッ ク培地(Click's medium)単独と共に、又はクリック培地に溶解した可溶性ペプ チド結合MHC/Ig分子と共にインキュベーションした。T細胞を可溶性ペプ チド結合MHC/Ig分子(上の実施例4に記載した)と共に3時間培養し、次 に洗浄して増殖測定を開始したが、この時間は必要であれば24時間まで延長す ることができた。 BALB/cマウスからの活性化B細胞を、増殖アッセイにおいて抗原提示細 胞として使用した。B細胞は、LPS 50μg/mlと共に48〜72時間脾臓細 胞を培養することにより調製し、次に活性化細胞を、リンホプレップ(Lymphopr ep)で密度勾配遠心分離により単離した。次に活性化B細胞にオボアルブミンペ プチドを3時間適用し、充分に洗浄して、パラホルムアルデヒドで固定して、B 細胞の増殖を阻害し、精製T細胞に加えた。 増殖アッセイは、96ウェル丸底マイクロタイタープレートで37℃、5%C O2で3〜5日間行った。ウェルに3H−チミジン1μCiを18時間パルスし、次 に培養を終了してスカトロン(Skatron)細胞回収機を使用して回収した。T細 胞増殖の尺度として3H−チミジンのDNAへの取り込みを、LKB液体シンチ レーション分光計を使用して測定した。可溶性Ova323−339/I−Ad /Ig分子とのプレインキュベーション後のT細胞増殖が、Ova A332Y /I−Ad/Ig若しくはHEL74−86/I−Ad/Ig分子とのプレインキ ュベーション後又はプレインキュベーションなしの場合に比較して低下したこと は、可溶性ペプチド結合MHC/Ig分子が、ペプチド特異的な様式で免疫応答 を抑制することができることを示している。 24及び48時間目での増殖するT細胞を含有するウェルのIL−2濃度の測 定は、3〜5日目に増殖のアッセイを行うことの良好な代替法になり得る。最初 の実験は、阻害の検出にどちらがより高感度であるかを求めるための、これら2 つの系の比較であった。IL−2の検出は、初期の活性化事象を測定するため、 この状況ではより有用であることが判った。 可溶性ペプチド結合MHC分子の試験に先立って行われる最初の実験では、こ れらの系の最適なパラメーター、即ち、抗原提示細胞に適用するためのペプチド 抗原の最大超、最大及び最大下濃度、APC/ウェルの最適及び最適下量、並び に増殖アッセイ(3〜5日)又はIL−2産生アッセイの最適な長さを決定した 。上に考察したように、この系は、T細胞活性化の最適下レベルで組換えタンパ ク質による阻害に最も高感度であると考えられたため、好ましくは最初の実験に はこのような条件を選択した。 抗原刺激したヒトT細胞増殖に及ぼす可溶性ペプチド結合ヒトクラスII MH C/Ig分子の作用も試験した。インフルエンザ核タンパク質の NP404−415又はインフルエンザ血球凝集素タンパク質のHA307−3 18のいずれかに共有結合した可溶性HLA−DR1/Ig分子は、上の実施例 1及び2に記載されたように産生することができた。両ペプチドは、HLA−D R1分子に結合することが知られている。NP404−415/DR1特異的ヒ トT細胞クローンのK68−36を使用して、上述のように、NP404−41 5を装填されたAPC(BLCL−K68細胞;EBVで形質転換した同じドナ ーからのB細胞)により刺激された3H−チミジン取り込みに及ぼす、可溶性ペ プチド結合MHC/Ig分子のプレインキュベーションの作用を試験した。再び 、可溶性NP404−415/DR1/Ig分子とのプレインキュベーション後 のT細胞増殖が、HA307−318/DR1/Ig分子とのプレインキュベー ション後又はプレインキュベーションなしの場合に比較して低下したことは、可 溶性ペプチド結合MHC/Ig分子が、ペプチド特異的な様式でヒトの免疫応答 を抑制できることを示している。 これらのアッセイはまた、上述のようにペプチドがTcRのアンタゴニスト又 は部分アゴニストとして機能することができるかどうかを決定するために利用す ることができた。実施例6 抗体応答に及ぼす可溶性ペプチド結合MHC分子のインビボ作用 上で考察したように、APCの表面上のペプチド−MHC複合体は、APCが 同時刺激シグナルをも送達するならば、MHC結合ペプチドに特異的な反応性T 細胞系のクローンの拡大を誘導するだけであることが証明されている。APCが 同時刺激シグナルを送達しない場合には、これらの特定の反応性TH細胞は、ア ネルギーの状態まで誘導される。 可溶性ペプチド結合MHC/Ig分子が、インビボでTH細胞アネルギーを誘 導できるかどうかを試験するために、TH細胞依存性イムノグロブリンのクラス スイッチング(即ち、IgMからIgGへ)及びペプチド特異的T細胞系(以下 の実施例7)のクローンの拡大に及ぼす、このような分子の作用を試験すること ができた。 Igクラススイッチングを試験するために、3つの試験群を以下のように設定 した: (a)Ova323−339ペプチドに対する免疫応答を誘導するためBAL B/cマウス15匹に、完全フロイントアジュバント中のOva323−339 −KLH結合体10〜100μgを腹腔内(IP)注射した。Ova−KLHに よる免疫化の前日及び当日に、マウス5匹に、PBS中の可溶性Ova323− 339/MHC I−Ad/Ig 10〜100μgをIP注射した。この可溶性 Ova融合タンパク質は、Ova323−339特異的TH細胞上に表示される T細胞受容体(TCR)に結合した。同時刺激シグナルが存在しないため、これ らのTH細胞は、アネルギーの状態まで誘導された。残りのマウス10匹は対照 とした。これらの内5匹にPBSを投与し、もう5匹にMHCI−Ad/Igを 腹腔内投与した。 (b)HEL−KLH結合体及びHEL74−86/MHC I−Ad/Igに より同一の実験を行った。 (c)BALB/cマウス25匹に、上述のようにOva−KLH及びHEL −KLH結合体の両方を注射した。これらのマウス5匹にOva323−339 /MHC I−Ad/Igを腹腔内注射し、5匹にはHEL74−86/MHC I−Ad/Igを腹腔内投与した。他のマウスには、対照としてPBS又はMH C I−Ad/Igのいずれかを投与した。 免疫化の10日後、尾の放血により各マウスから採血した。以下の方法でマウ スをメタフェイン(metafane)で麻酔した:メタフェイン20〜25滴でコット ン又はガーゼを湿らせて、金属又はガラスの蓋のあるガラス容器に入れた。マウ スを、湿らせたコットン又はガーゼの上の格子のてっぺんに載せた。呼吸が緩徐 になったら、マウスをチャンバーから取り出し、趾をつねって反射をチェックし た。一旦マウスを充分に麻酔したら、血流を増加させるために尾を赤外線灯の下 で保持した。イソプロピル又はエチルアルコールで尾を消毒後、鋭利なはさみで 先端を切り落とした。血液をエッペンドルフチューブに集めた。放血は、尾を「 絞り出す」ことにより増強することができた。採血後、ガーゼパッドで尾の先端 に圧力をかけた。血液は、約14,000Gで3〜5分間遠心分離して、血清を 回収した。 アッセイは、OVA−KLH又は全オボアルブミンによりTris−HC1コー ティング緩衝液(pH8.5)を使用して1〜50μg/mlでコーティングした9 6ウェルマイクロタイタープレート(Maxisorp F8;Nunc,Inc.)で行った。第 2セットのプレートは、HEL−KLH又は全HEL 1〜50μg/mlでコーテ ィングした。プレートは感圧性フィルム(Falcon,Becton Dickinson,Oxnard,CA )で覆い、4℃で一晩インキュベーションした。次にプレートを洗浄液(イミダ ゾール/NaCl/0.4% Tween-20)で洗浄して、3% BSA溶液100μ l/ウェルを加えることによりブロックした。室温で30分間プレート回転装置 でインキュベーション後、プレートを洗浄液で5回洗浄した。マウス血清を試料 /結合体希釈液(TBS中の、2%ゼラチン+0.1% Tween-20)に1:50 0希釈して、次に二重反復試験で、プレートで連続希釈した。2つの同一プレー トを各コーティングタンパク質について用意し、一方はIgM力価の測定用、も う一方はIgG力価の測定用とした。室温で30分間プレート回転装置でインキ ュベーション後、プレートを洗浄液で5回洗浄した。ヤギ抗マウスIgM−HR P及びヤギ抗マウスIgG−HRP結合体(Boehringer Mannheim,Indianapolis IN,試料/結合体希釈液に1:100希釈)を適切なプレートに加えた。室温で3 0分間プレート回転装置でインキュベーション後、プレートを洗浄液で5回洗浄 し、次にABTS発色基質(Kirkgaard & Perry Laboratories,Inc.,Gaithersbu rg,MD)100μl/ウェルと共にプレート回転装置で室温で10分間インキュベ ーションした。反応は、クエンチ緩衝液(Kirkgaard & Perry Laboratories,Inc .,Gaithersburg,MD)100μl/ウェルにより停止して、自動マイクロタイター プレートELISAリーダー(Ceres UV900HI,Bioteck,Winooski,Vermont) を用いて吸光度値を405nmで読んだ。吸光度の読みを試料の希釈のlogに対 してプロットし、中点(吸光度の50%)の希釈を決定することにより、力価を 求めた。次にIgMの力価対IgGの力価を比較した。この血清では交差反応性 についてもチェックした。実施例7 可溶性ペプチド結合MHC/Ig分子で処理したマウスのTH細胞刺 激 インビボでペプチド特異的T細胞系のクローンの拡大に及ぼす可溶性ペプチド 結合MHC/Ig分子の作用は、適切には以下のアッセイにより試験することが できた。 処理群(1群マウス4匹)は、上の実施例6に記載されたものと同一とした。 免疫化プロトコールは、以下の通りとした:マウスにPBS中の可溶性Ova3 23−339/MHC I−Ad/Ig 10〜100μgを腹腔内注射し、24 時間後、尾の基部にOva323−339−KLH 50pgを皮下注射した。 これら2つの注射を6及び7日後に繰り返した。第2セットの注射の終了の7日 後、マウスを屠殺した。鼠蹊及び大動脈傍リンパ節を取り出して単細胞懸濁液に した。 ナイロンウール及びセファデックスG−10カラムでのインキュベーションに より、この懸濁液から抗原提示細胞を枯渇させ、生じた精製T細胞集団を、Ov a323−339ペプチド又はHEL74−86ペプチドのいずれかを適用した APCと共にインキュベーションした。 BALB/cマウスからの活性化B細胞を、増殖アッセイにおいて抗原提示細 胞として使用した。B細胞は、牌臓細胞をLPS 50μg/mlと共に48〜72 時間培養することにより調製し、次いで活性化細胞はリンホプレップ(Lymphopre p)で密度勾配遠心分離により単離した。次に活性化B細胞にOva323−33 9ペプチド又はHEL74−86ペプチドで3時間適用し、充分に洗浄し、パラ ホルムアルデヒドで固定してB細胞の増殖を阻害し、各パネルのマウスからの精 製T細胞に加えた。 増殖アッセイは、96ウェル丸底マイクロタイタープレート中で37℃、5% CO2で3〜5日間行った。ウェルに3H−チミジン1μCiを18時間適用し、次 に培養を終了して、スカトロン(Skatron)細胞回収機を使用して回収した。T 細胞増殖の尺度としてDNAへの3H−チミジンの取り込みを、LKB液体シン チレーション分光計を用いて測定した。ペプチド反応性T細胞増殖の程度は、免 疫化後のマウスに起こったTH細胞応答(即ち、クローンの拡大)を示すもので あった。実施例8 SJLマウスにおけるEAE誘導の可溶性ペプチド結合MHC/Ig 介在性阻害 実験的アレルギー性脳脊髄炎(EAE)は、マウスにおける自己免疫疾患であ り、多発性硬化症の動物モデルとして役立つ。2つのタンパク質の脳炎誘発性領 域、ミエリン塩基性タンパク質(MBP91−103)及びプロテオリポタンパ ク質(PLP139−151)は規定されている。感受性SJLマウス種におい て、脳炎誘発性ペプチドによる免疫化又はMBP反応性T細胞の養子移入により 、EAEの発症を誘導することができた。MBP91−103/MHC I−As /Ig及びPLP139−151/MHC I−As/Ig複合体のような可溶性 MHC融合複合体での処理が、T細胞活性化後のEAE発症を防止するかどうか を決定するために、SJLマウスに、試験したMHC融合複合体(例えば、MB P91−103及びPLP139−151)反応性T細胞芽球をインビボで注射 することができた。 MBP91−103によりSJLマウスにEAEを誘導するために、マウスを 背部から完全フロイントアジュバント中のMBP91−103 400μgで免 疫化した。10〜14日後、局所排出リンパ節細胞を上述のように回収して、M BPを50μg/mlで加えた、RPMI1640培地/10%ウシ胎児血清/1 %ペニシリン/ストレプトマイシン1.5ml中で、ウェル当たり6×106細胞 の濃度で24ウェルプレートで培養した。インビトロ刺激の4日後、MBP91 −103反応性T細胞芽球を、Ficoll/Hypaque密度勾配により回収し、PBS 中で2回洗浄して、各マウスに1.3×107細胞を注射した。脳炎誘発性MB P91−103反応性T細胞の投与を受けたマウスに、次に可溶性MBP91− 103/I−As/Ig 100μg、MBP1−14/I−As/Ig(陰性対 照)100μg、又は普通の生理食塩水のいずれかを0、3、及び7日目に静脈 内投与した(全用量300μg)。MBP91−103/I−As/Igが、こ れらのマウスのEAEの発症を阻害したことを確認するために、臨床的及び組織 学的評価を行った。 PLPペプチド139−151によりSJLマウスにEAEを誘導するために 、PBSに溶解し、結核菌(Mycobacterium tuberculosis)H37Raを4mg/m lで含有する完全フロイントアジュバントと1:1比で混合したPLPペプチド 139−151でマウスを免疫化した。マウスにペプチドアジュバント混合物1 50μgを注射した。同日及び48時間後に、全てのマウスに百日咳毒素 400ngを投与した。次に上述のようにEAEの養子移入を行った。PLP13 9−151/I−As/Igは、MBP91−103/I−As/IgよりはEA Eの発症を防止するのに使用することができた。実施例9 ペプチド結合MHC発現ベクターによりワクチン接種したマウスの抗 体応答 以下のアッセイ(PEE−IAd/OVAで例示)により、1つ以上の提示ペ プチド結合MHC発現ベクターの投与(例えば、IM)によって、本発明で哺乳 動物において免疫応答をどのように誘導することができたかを示し、更にB7− 1(又はB7−2)発現ベクターのような同時刺激因子をコードするDNAの同 時投与を利用して、上に考察されたように免疫応答を更に増強することができた ことを示した。この系は、抗原の取り込み及びプロセシングの複雑さを迂回する 免疫応答誘導のユニークな方法(標的疾患に対するワクチン接種法を提供するこ とを含む)を提供した。 BALB/cマウス(1群5匹)の両方の後肢に、100μgの(a)CMV プロモーターの制御下のOva323−339/I−Adのコード領域を担うP EE−IAd/OVA;(b)CMVプロモーターの制御下のB7−1又はB7 −2遺伝子のコード領域を含有するpCMV/B7−1又はpCMV/B7−2 ;(c)PEE−IAd/OVA、及びpCMV/B7−1又はpCMV/B7 −2のいずれか;(d)CMVプロモーターの制御下のコード領域HEL74− 86/I−Adを有するPEE−IAd/HEL;(e)PEE−IAd/HEL 、及びpCMV/B7−1又はpCMV/B7−2のいずれか;あるいは(f) CMVプロモーターの制御下のI−Adのコード領域を含有するPEE−IAdを 筋肉内(IM)注射した。注射は0、3、及び6週間目に行った。 最初の注射後0、2、5、及び8週間目に、実施例6に記載されたように、尾 の放血により各マウスから採血した。血液を約14,000Gで3〜5分間遠心 分離して、血清を回収した。 アッセイは、Tris−HClコーティング緩衝液(pH8.5)を用いてOVA− KLH及びHEL−KLH 1〜50μg/mlでコーティングした、96ウェルマ イクロタイタープレート(Maxisorp F8,Nunc,Inc.)中で行った。プレートを 感圧性フィルム(Falcon,Becton Dickinson,Oxnard,CA)で覆い、4℃で一晩 インキュベーションした。次にプレートを洗浄液(イミダゾール/NaCl/0 .4% Tween-20)で洗浄して、3% BSA溶液100μl/ウェルを加えるこ とによりブロックした。室温で30分間プレート回転装置でインキュベーション 後、プレートを洗浄液で5回洗浄した。マウス血清を試料/結合体希釈液(TB S中の、2%ゼラチン+0.1% Tween-20)に1:500希釈して、次に二重 反復試験で、プレートで連続希釈した。マウス血清の試料をOVA−KLH及び HEL−KLHでコーティングしたプレートの両方に流して、交差反応性につい て試験した。室温で30分間プレート回転装置でインキュベーション後、プレー トを洗浄液で5回洗浄し、次にヤギ抗マウスIgG−HRP結合体(Boehringer Mannheim,Indianapolis,IN,試料/結合体希釈液に1:100希釈)100 μlを適切なプレートに加えた。室温で30分間プレート回転装置でインキュベ ーション後、プレートを洗浄液で5回洗浄し、次にABTS発色基質(Kirkgaar d & Perry Laboratories,Inc.,Gaithersburg,MD)100μl/ウェルと共に プレート回転装置で室温で10分間インキュベーションした。反応は、クエンチ 緩衝液(Kirkgaard & Perry Laboratories,Inc.,Gaithersburg,MD)100μ l/ウェルにより停止して、自動マイクロタイタープレートELISAリーダー (Ceres UV900HI,Bioteck,Winooski,Vermont)を用いて吸光度値を405nm で読んだ。吸光度の読みを試料の希釈のlogに対してプロットし、中点(吸光 度の50%)の希釈を決定することにより、力価を求めることができた。実施例10 ペプチド結合MHC発現ベクターによる免疫応答の誘導後のペプチ ド特異的T細胞の検出 DNAの筋肉内注射により、マウスを免疫化してオボアルブミンに対するTへ ルパー細胞の応答を起こすのに成功したかどうかを決定するために、オボアルブ ミン特異的T細胞増殖アッセイを利用することができた。マウスは、実施例9に 記載されたプロトコールにより免疫化して、T細胞は、2回目の免疫化の7日後 に鼠蹊及び大動脈傍リンパ節から調製した。 ナイロンウール及びセファデックスG−10カラムでのインキュベーションに より、この懸濁液から抗原提示細胞を枯渇させ、生じた精製T細胞集団をOva 323−339ペプチド又はHEL74−86ペプチドのいずれかを適用したA PCと共にインキュベーションした。BALB/cマウスからの活性化B細胞を 、増殖アッセイにおいて抗原提示細胞として使用した。B細胞は、LPS 50 μg/mlと共に48〜72時間脾臓細胞を培養することにより調製し、次いで活 性化細胞を、リンホプレップ(Lymphoprep)で密度勾配遠心分離により単離した 。次に活性化B細胞にOva323−339ペプチド又はHEL74−86ペプ チドのいずれかで3時間適用し、充分に洗浄して、パラホルムアルデヒドで固定 して、B細胞の増殖を阻害し、精製T細胞に加えた。 増殖アッセイは、96ウェル丸底マイクロタイタープレートで37℃、5%C O2で3〜5日間行った。ウェルに3H−チミジン1μCiを18時間適用し、次に 培養を終了してスカトロン(Skatron)細胞回収機を使用して回収した。T細胞 増殖の尺度として3H−チミジンのDNAへの取り込みを、LKB液体シンチレ ーション分光計を使用して測定した。ペプチド反応性T細胞増殖の程度は、免疫 化後のマウスに起こったTH細胞応答(即ち、クローンの拡大)を示すものであ った。実施例11 TcRアンタゴニストのペプチド結合MHC発現ベクターを注射し たマウスにおける自己免疫疾患の抑制 上の実施例3及び9〜10では、MHC融合複合体による免疫応答の刺激のた めに使用される方法論を示した。上で考察したように、MHC分子に結合したT cRアンタゴニストのペプチド(即ち、MHCペプチドに共有結合した提示ペプ チドは、TcRのアンタゴニスト又は部分アゴニストである)を使用することに より免疫応答を阻害するのに、同様の方法を利用することができる。実施例1に 記載されたように、PLPペプチド139−151は、SJLマウスにEAEを 誘導することができる。このペプチドの類似体は、I−As制限したPLP13 9−151特異的T細胞クローンのパネルに対するTcRアンタゴニスト活性に ついて特徴付けされている。2つの異なる類似体のPLP−W144Y(HSL GKYLGHPDKF)(SEQ ID NO:22)及びPLP− W144L(HSLGKLLGHPDKF)(SEQ ID NO:23)は、試験したT細 胞クローンの多くにおいてインビトロでT細胞増殖を阻害するのに、特に有用で あることが判った[A.Franco et al.,Eur.J.Immunol.,24:940-946(1994)] 。モデル系として、PLPペプチド類似体結合I−Asβ鎖及び完全長I−Asα 鎖分子を同時発現することができるベクターを構築することができた。ベクター 構築は、適切には上の実施例3に略述された方法と同様とした。未変性PLP1 39−151結合MHC構築物を陽性(抗原性)対照とした。これらのベクター DNA(B7又はB7−2発現ベクターを伴うか又は伴わない)は、EAEの誘 導前及び誘導中に、適切にはSJLマウスにIM注射(注射方法は実施例9を参 照のこと)した。EAEは、上の実施例8に記載された手順によるPLP139 −151反応性TH細胞の養子移入により誘導することができた。PLPアンタ ゴニスト/I−As発現ベクター注射が、マウスにおけるEAEの発症を阻害し たことを確認するために、臨床的及び組織学的評価を行った。実施例12 完全長ペプチド結合I−AdMHC発現ベクターの構築 完全長I−Adα鎖及びペプチド結合I−Adβ鎖分子を同時発現することがで きるベクターは、図面のFIG.19に略述されるように、及び上の実施例3に開示 されたのと同一又は同様の手順により構築した。I−Ad遺伝子について、全R NAをマウスB細胞リンパ腫A20細胞系から単離した。簡単に述べると、1× 108個のA20細胞(アメリカン・タイプ・カルチャー・コレクション(Ameri can Type Culture Collection)受け入れ番号TIB208)を氷冷4Mチオシア ン酸グアニジニウム、0.1M Tris−HCl(pH7.5)6ml中で組織破砕(Ti ssue Tearer)ホモジェナイザーを用いて5分間ホモジェナイズした。ホモジェ ナイズ後、サルコシルナトリウム(sodium sarcosyl)を加えて0.5%の最終 濃度にして、溶液を完全に混合した。ホモジェネートを5000gで10分間遠 心分離して、上清を、4Mチオシアン酸グアニジニウム、0.1M Tris−HCl (pH7.5)、0.5%サルコシルナトリウム緩衝液で10mlにした。上清を、 SW41透明超遠心管中の5.7M CsCl、0.01M EDTA(pH7.5) のクッション3.5mlの上に静かに積層した。試料をSW41ローターで32, 000rpmで20℃で24時間遠心分離した。遠心分離後、上清を 慎重に除去して、RNAペレットを70%エタノールで洗浄した。RNAを3M 酢酸ナトリウム350μl及びエタノール970μlに溶解した。この手順によ り、全RNA約370μgを得た。RNAをDEPC処理水で5μg/μlまで 再懸濁して、I−Ad遺伝子のRT−PCRクローニングに使用した。 完全長I−Adα鎖を単離するために、製造業者の推奨手順にしたがってM− MLV逆転写酵素(GIBCO-BRL)及びα鎖TM特異的プライミングを(オリゴヌ クレオチドOPR139)を使用することにより、A20全RNA(5μg)を cDNAに変換した。このcDNAを、α鎖リーダー特異的プライマー(OPR 136)及びα鎖TM特異的プライマー(OPR139)を用いるPCR増幅の テンプレートとして使用した。これらOPR136及びOPR139プライマー の配列が開示されている図面のFIG.20を参照のこと。典型的なPCR増幅反応 液(100μl)は、テンプレートDNA、適切なプライマー10pmol、Taq ポリメラーゼ2.5単位、100μM dNTP、50mM KCl、10mM Tris −HCl(pH8.3)、1.5mM MgCl2、0.01%ゼラチンを内容とした 。テンプレートは、最初に96℃で5分間インキュベーションすることにより変 性し、その間Taqポリメラーゼを加えて反応をホットスタート(hot-start) させた。所望の産物は、58℃で30秒間、72℃で1分間、次に96℃で1分 間を10温度サイクル、次いで70℃で1.5分間、次に96℃で1分間を20 工程サイクルにより増幅した。生じたPCR産物(〜800塩基対)は、クロー ニングのための5'XmaI部位及び3'EcoRI部位を含有していた。更に、この断片は 、効率的な翻訳開始のためのKozakコンセンサス配列を有していた(PCR産物の 配列が開示されている図面のFIG.18Aを参照のこと)。PCR産物をXmaI及びE coRIで消化し、ゲル精製して、XmaI/EcoRI消化pUC18中に連結して、ベク ターpJRS163−10を得た。配列の検証後、XmaI/EcoRI断片を切り出し 、精製し、PEE13哺乳動物発現ベクター(Celltech)のCMVプロモーター とSV40ポリ−A部位の間にサブクローン化して、pJRS164ベクターを 得た。 完全長ペプチド結合β鎖断片は、上の実施例1に記載されたように、リーダー 及びTM配列をOVA323−339ペプチド(SISQAVHAAHAEIN EAGR)(SEQ ID NO:24)結合β1−β2ベクター(pB16)中に挿入する ことにより構築した。A20全RNA(5μg)は、製造業者の推奨手順にした がってSuperscript-MLV又はM−MLV Reverse Transcriptase(GIBCO-BRL)及 びオリゴdT特異的又はβ鎖TM特異的プライミング(OPR135では、その 配列はFIG.20に示す)を使用することにより、cDNAに変換した。これらの cDNAを、1対のβ鎖リーダー特異的プライマー(OPR132/OPR13 3;これらのプライマーの配列は、図面のFIG.20に開示する)及び1対のβ鎖 TM特異的プライマー(OPR134/OPR135;これらのプライマーの配 列は、図面のFIG.20に開示する)のいずれかを用いるPCR増幅のテンプレー トとして使用した。PCR増幅条件は、この実施例に上述の条件と同様とした。 具体的には、リーダー配列を増幅するための温度サイクル条件は、60℃で1分 間、70℃で1分間、及び96℃で1分間の10温度サイクル、次いで70℃で 1分間、及び96℃で1分間の30工程サイクルとし、一方TMドメインを増幅 するための条件は、60℃で30秒間、72℃で30秒間、及び96℃で1分間 の5温度サイクル、次いで70℃で1分間及び96℃で1分間の25工程サイク ルとした。110塩基対βリーダーPCR産物は、pB16OVAペプチド−リ ンカー−β1−β2ベクター中へのクローニングのための、5'HindIII及びXmaI 部位、並びに3'AflII部位を含有していた。AflII部位を含めることで、I−Ad β鎖リーダーの最後の2つのアミノ酸をIgGリーダーに見い出されるアミノ酸 に変えた(図面のFIG.18Bを参照のこと)。βリーダーPCR産物をHindIII 及びXmaIで消化し、ゲル精製して、HindIII/AflII消化pB16中に連結して、 pDM21を得た。180塩基対βTMPCR産物は、pDM21ベクターへの クローニングのための、5'BstXI部位、並びに3'XmaIII及びEcoRI部位を含有して いた。βTMPCR産物をBstXI及びEcoRIで消化し、ゲル精製して、BstXI/Eco RI消化pDM21中に連結して、pVW229ベクターを得た。このベクターを XmaI及びEcoRIで消化して、PEE6哺乳動物発現ベクター(Celltech)のCMV プロモーターとSV40ポリ−A部位の間にクローニングするための、完全長ペ プチド結合β鎖遺伝子断片を生成した。これらの断片はまた、効率的な翻訳開始 のためのKozakコンセンサス配列(CCAC CATG)(SEQ ID NO:2)を有していた(図面のFIG.18Aを参照のこと)。 生じたpVW231をBglII及びBamHIで消化した。CMVプロモーター/ペプチ ド−β鎖断片をゲル精製し、BamHI消化pJRS164中に連結して、完全長I −Adα及びOVA結合β鎖遺伝子を含有する最終のpJRS165.1発現ベ クターを生成した。 完全長I−Adα鎖遺伝子、及び結合ペプチドがないか又はHEL74−86 ペプチド(NLCNIPSCALLSS)(SEQ ID NO:25)を伴うβ鎖遺伝子 を含有する更に別のプラスミドを、図面のFIG.19のスキームに示されるように 構築して、誘導試験における対照とした。それぞれ、リンカー−β1−β2領域 及びHELペプチド−リンカー−β1−β2領域を含有する、pBC1及びpB 4(上の実施例1に開示された)のAflII/BstXI断片を切り出し、ゲル精製して 、AflII/BstXI消化pVW229中に連結した。生じたベクターのpFB12及 びpFBH3は、XmaI/EcoRI断片に、それぞれ、ペプチドに結合していないか 、又はHELペプチドに結合した、完全長β鎖遺伝子を含有させた。これらの断 片を切り出し、ゲル精製して、XmaI/EcoRI消化PEE6のCMVプロモーター とSV40ポリ−A部位の間に連結して、pB1及びpBH4を生成した。これ らのベクターをBglII及びBamHIで消化して、CMVプロモーター/β鎖断片をゲ ル精製して、BamHI消化pJRS164中に連結し、結合ペプチドのない完全長 I−Adα及びβ鎖遺伝子を含有する発現ベクターのpAB5、並びに完全長I −Adα及びHEL結合β鎖遺伝子を含有する発現ベクターのpABH1を作製 した。上述のプラスミドpJRS165.1、pAB5及びpABH1の試料( それぞれ、受け入れ番号97301、97032及び97033)をアメリカン ・タイプ・カルチャー・コレクション(American Type Culture Collection,Ro ckville,Meryland)に寄託した。 B7遺伝子を含むプラスミドMB7−PCR2テンプレート(E.Podack,Univ.o f Miamiから提供)から、マウスB7−1遺伝子を増幅した。これらの反応は、 B7特異的プライマーのB7−1−2F及びB7−1−2B(これらのプライマ ーの配列は、図面のFIG.20に開示されている)を用いて、製造業者の推奨手順 によりアルティマ(Ultima)ポリメラーゼ(Perkin-Elmer)で行った。温度 サイクル条件は、60℃で30秒間、72℃で1.5分間、及び96℃で1分間 の20温度サイクル、次いで72℃で1.5分間及び96℃で1分間の10工程 サイクルとした。生成したPCR産物は、クローニングのための5'及び3'NotI部 位を有していた。この断片はまた、効率的な翻訳開始のためのKozakコンセンサ ス配列(CCACCATG)(SEQ ID NO:2)を有していた。この産物をNotIで 消化し、ゲル精製して、NotI消化pCMVβ哺乳動物発現ベクター(Clonetech )のCMVプロモーターとSV40ポリ−A部位の間に連結した。生じたベクタ ーをpUB719と命名した。実施例13 細胞表面で機能性融合複合体を発現する細胞系の発生 以下に更に詳述されるように、マウスB細胞腫瘍(NSO;H−2dバックグ ラウンド)は、pJRS165.1構築物(上の実施例12に記載されたマウス I−Ad/OVA323−339)でトランスフェクションして、細胞表面の流 動細胞アッセイにより融合複合体のMHC部分を発現することを証明した。更に 、これらの細胞で発現する融合複合体が、I−Ad制限のOVAペプチド323 −339特異的T細胞ハイブリドーマのDO11.10においてIL−2産生を 誘導することにより、適切なT細胞受容体(TcR)の活性を調節することがで きることを証明した。これらの結果は、特に、(1)共有結合した融合ペプチド を、MHCのコンホメーションを保持しながらMHCの結合裂溝に装填すること ができること、(2)ペプチド/MHC融合は、MHC分子の機能的完全性を保 持すること(即ち、TcRに結合して、ペプチド特異的T細胞を活性化すること ができること)、及び(3)MHC分子のペプチド装填及び次に抗原提示に関す る通常の生理学的機作は、本発明により迂回することができること、を証明した 。 A.トランスフェクションしたリンパ球の作製 少々変更を加えた、セルテック・グルタミンシンセターゼ遺伝子増幅系マニュ アル(Celltech Glutamine Synthetase Gene Amplification System Manual)に より、NSOマウスB細胞腫瘍系をトランスフェクションした。この方法では、 電気穿孔を用いて、グルタミンシンセターゼのコード領域を含有するベクター( PEE−13)により哺乳動物細胞をトランスフェクションした。トランスフェ クションされた細胞は、グルタミンを合成する能力を有するため、外からの供給 なしに生存する。形質転換したクローンの選択は、グルタミンを含まない培地で 増殖する細胞を単離することにより達成した。簡単に述べると、1×107個の NSO細胞を氷冷PBSで2回洗浄して、冷PBS 760μlに再懸濁した。 40μg(1μg/μlで40μl)のSalI消化pJRS165.1(上の 実施例12を参照のこと)プラスミドDNAを、電気穿孔キュベット中の細胞に 加えた(0.4cm)。細胞/DNA混合物を氷上に5分間置いて、次に250ボ ルト、960μFdの1つのパルスを送達するためにジーンパルサー(Gene Pulse r)(Biorad)を使用して細胞に電気穿孔した。パルスを適用した細胞を氷上に 2〜5分間置いて、キュベットから取り出し、非選択培地(IMDM、10% FBS、2mM L−グルタミン、ペニシリン/ストレプトマイシン)30mlに加え た。細胞を96ウェル平底マイクロタイタープレートに50μl/ウェル(4プ レート、上記の培地30mlに細胞懸濁;5プレート、細胞懸濁液を1:4希釈; 5プレート、細胞懸濁液を1:20希釈)で入れて、次に5% CO2、37℃で インキュベーションした。陰性対照として、DNAを割愛した他は、電気穿孔及 び平板培養を同じ手順で行った。翌日、選択培地[IMDM、10%透析FBS 、ペニシリン/ストレプトマイシン、ヌクレオシド(6μg/ml A、G、C及び U;2μg/ml T)、60μg/mlグルタミン酸及びアスパラギン]150μl を各ウェルに加えた。使用した培地100μl/ウェルを除去し、新鮮培地10 0μl/ウェルを加えることにより、週毎にプレートに選択培地を供給して、細 胞が培地から残り全てのグルタミンを徐々に奪うことができるようにした。形質 転換した細胞のみが生き残り、14〜21日でコロニーが明らかとなった。コロ ニー、又はクローンを拡大増殖して、コンホメーションが正しい表面MHCクラ スII融合複合体の発現に関して、以下に詳述されるようにスクリーニングした。 B.MHC/ペプチド融合構築物のコンホメーション 上記トランスフェクションで生成したクローンは、親細胞のNSOよりも顕著 に高いレベルのクラスII MHC融合複合体の発現について分析した。NSO/ IAd/OVAクローン(1×105個)又は対照細胞のNSO又はA20.1− 11[K.Kim et al.,J.Immunol.,122:549(1979)]は、染色緩衝液 (PBS/1% FBS)中のFITC結合抗IAd抗体(Pharmingen,1:10 0希釈)と共に暗所で4℃で45分間インキュベーションした。染色緩衝液で3 回洗浄後、Beckton Dickinson FACScan流動細胞測定機で蛍光を測定した。アイ ソタイプが適合した無関係の抗体(FITC結合抗IAk、Pharmingen,1:1 00)を陰性対照として使用した。IAd蛍光強度は、比蛍光を求めるためにI Akの発現と比較した(以下の表1に記載される結果を参照のこと)。この表に おいて、データは、蛍光強度の尺度であるピークチャネル緑色蛍光として、した がって細胞表面上に発現したIAd分子の密度として記録した。陰性対照細胞系 (NSO)はチャネル67にピークがあり、そして陽性対照(A20.1−11 )はチャネル1322にピークがあった。チャネル100より大きいピーク蛍光 を示すクローンを、融合タンパク質の機能の更なる分析のために選択した。表1 に列挙したクローンをバルクで増殖させ、凍結して今後の使用のために保存した 。抗体はMHC分子のコンホメーションを認識するため、抗体を用いて細胞表面 上のMHC融合複合体を検出するこの能力は、MHCクラスIIのコンホメーショ ンが、組換え融合複合体において保存されていることの証明となった。 表1 NSO/IAd/OVAクローンにおけるIAd発現(ピークチャネル蛍光) クローン IAd IAk A20.1(+対照) 1322 5 NSO(−対照) 67 5 NSO/IAd/OVA.B2 528 14 NSO/IAd/OVA.B5 209 10 NSO/IAd/OVA.B4 271 11 NSO/IAd/OVA.A4 153 34 C.MHC融合複合体の機能的活性の証明 これらの組換えタンパク質分子の生物学的に相当する活性を確認するために、 適切なT細胞受容体とインビトロで抗原特異的な様式で相互作用し、かつT細胞 の活性化を引き起こす分子の能力を評価した。 チキン卵白オボアルブミン(OVA)由来の21アミノ酸のペプチド断片(a a323〜339)に特異的なT細胞受容体をその表面に発現する、マウス T細胞ハイブリドーマのDO11.10[Shimonkevitz,R.et al.(1983)J.Exp. Med.158:303]を利用した。このペプチドは、マウスクラスII MHC分子I− Adを発現する抗原提示細胞(APC)によってのみDO11.10に提示する ことができる。適切なAPCによりこのペプチドが提示されると、DO11.1 0細胞は、IL−2を産生することにより応答し、このIL−2はT細胞活性化 の尺度として測定することができる。陽性対照とした細胞系は、A20.1−1 1であったが、この細胞は、その表面上にI−Adを発現する。簡単に述べると 、A20.1−11細胞(1×105個/ウェル)を、ペプチド(1μg/ウェル) 及びDO11.10細胞(2×105個/ウェル)と共に、37℃で5% CO2の 雰囲気で24時間インキュベーションした。NSO細胞(陰性対照として)及び NSO/IAd/OVAクローン(1×105個)を、ペプチドの非存在下でDO 11.10細胞と共にインキュベーションした。培養は、96ウェル平底マイク ロタイタープレート中で完全培地(RPMI1640、10% FBS、ペニシ リン/ストレプトマイシン、2mM L−グルタミン及び5×10-5M 2−メルカ プトエタノール)で行った。24時間後、後述のように、IL−2依存性マウス T細胞系CTLL−2を使用して、DO11.10由来IL−2の存在に関して 培養上清を測定した。 簡単に述べると、平底マイクロタイタープレート中で完全培地で各培養上清の 連続2倍希釈液を調製して、各ウェルに1×104個のCTLL−2細胞を加え た。16〜20時間後、陰性対照ウェル(培地単独で培養したCTLL−2)及 び陽性対照ウェル(rIL−2と共に培養したCTLL−2細胞)を顕微鏡で検 査して、陰性対照細胞の約90%が死滅し、他方陽性対照細胞がなお活性に増殖 している時点で、MTT(PBS中2mg/ml;25μl/ウェル)を加えて、更に 4時間プレートをインキュベーターに戻した。このとき、活性に代謝する細胞で 生成したホルマザン(formazan)の青色結晶を、0.4N HClイソプロパノー ル溶液150μl/ウェルの添加により溶解した。慎重な混合の後、Ceres-UV900 HIプレートリーダーを用いて562nmのO.D.を測定した。適切な陰性(NS O)対照と共に上で考察した4つのクローンの機能的活性を示すデータは、図面 のFIG.21に示し、またT細胞活性化の尺度としてDO11.10培養上 清の最初の4つの希釈液のO.D.値を表示するグラフで表した。 これらの結果により、これらのトランスフェクションした細胞で発現したMH C/ペプチド複合体は、DO11.10上のTcRをふさぎ、かつIL−2の産 生を引き起こすことができるため、生物学的に機能性であることを確立した。こ れらの結果は、このようなユニークなMHC/ペプチド構築物を同時刺激シグナ ルの非存在下で発現する改変細胞が、アレルギー又はある種の自己免疫疾患にお けるような、あるペプチドに対する不適切な免疫応答が宿主の病因となる症状に おいて臨床的に重要であることを示した。この方法はまた、改変細胞の更なる操 作により、免疫化のための陽性シグナルを送達するためのベクターとして役立つ 可能性をも有する。実施例14 MHC融合複合体を発現する細胞による免疫誘導又は抑制のアッセ イ 以下のアッセイを利用して、本発明のMHC融合複合体細胞系(即ち、MHC 融合複合体をコードするDNAを導入された細胞)の、その細胞を投与した宿主 において免疫応答を誘導又は抑制する能力を評価することができた。 本アッセイの以下の例示では、オボアルブミンペプチド323−339による 免疫化の動物モデル、及び上の実施例13に記載された改変融合複合体発現細胞 を使用するこのペプチドに対する応答の操作を利用した。本実施例の方法論は、 哺乳動物における免疫応答を調節(即ち、抑制又は誘導)することができ、そし て上に開示されたような可撓性リンカーなどによりMHC分子に結合することが できる提示ペプチドを含有する広範なMHC融合複合体に適用することができる 。 本アッセイにおいて利用することができる細胞(NSO/IAd/OVA.B 2、NSO/IAd/OVA.B4、NSO/IAd/OVA.B5及びNSO/ IAd/OVA.A4)は、MHC/OVA323−339融合複合体DNAの pJRS165.1(上の実施例12及び13を参照のこと)によりトランスフ ェクションした。これらの細胞は、同時刺激分子を低いレベル(即ち、T細胞増 殖に無効な量)でしか発現せず、そのためペプチドに対する免疫の誘導の最初の 感作事象を開始することができない(当該分野で知られているように、 B細胞は記憶T細胞を活性化することができるが、「専門のAPC」とは異なり 免疫の誘導に必要なシグナルを送達することはできない)。組織適合性宿主への これらの細胞の注射により、同時刺激分子の非存在下でT細胞との相互作用が起 こり、そのため抗原特異的応答性低下又はT細胞寛容の誘導が起きた。 本アッセイは具体的には以下のように行うことができた。BALB/c(IAd )マウス(1群3〜4匹)に、以下の表2に列挙した細胞又は試薬を、尾から 静脈内注射又は尾の基部から皮下注射した。細胞はPBSで洗浄し、1×108 個/mlまでPBSに再懸濁して、尾静脈に注射した(0.1ml;1×107細胞/ マウス)。オボアルブミンペプチド(PBS中2mg/ml)を、結核菌(Mycobacte rium tuberculosis)H37Raを含有する完全フロイントアジュバントと1: 1のv/v比で混合した。50μlを尾の基部の各側に皮下注射した。最後の注射 の7日後、リンパ節(鼠蹊、大動脈傍、頸部、腋窩、上腕)を取り出し、ホモジ ェナイズして単細胞懸濁液を得た。群内の個々のマウスからのリンパ節は別々に 処理した。T細胞は、リンパ節集団から、G−10及びナイロンウールに細胞懸 濁液を通して補助細胞を除去することにより精製した。抗原提示細胞は、未変性 BALB/cマウスの脾臓から、脾臓をホモジェナイズして単細胞懸濁液を得て 、ゲイ溶液(Gey's solution)を用いて赤血球を分解し、マイトマイシンCで処 理(RPMI1640/1% FBS中100μglml、37℃で1時間)して APC増殖を阻害し、そして3回洗浄して残ったマイトマイシンCを除去するこ とにより調製した。T細胞応答の誘導のアッセイは、96ウェル丸底マイクロタ イタープレートで行った。2〜4×105個のT細胞を2〜4×105個のAPC と混合した。各T細胞/APCの組合せを、三重反復試験でOVAペプチド(1 0〜200ng/ウェルの範囲)を加えるか又は加えずに3〜5日間インキュベーシ ョンした。培養終了の約18時間前に、3H−チミジン0.4uCiを各ウェルに加 えた。ウェルは、スカトロン(Skatron)細胞回収機を使用して回収し、3H−チ ミジン取り込み(DNA合成、したがってT細胞増殖の尺度)をLKB液体シン チレーション分光計を用いて測定した。 ペプチドを含有するウェルがペプチドなしのウェルよりも著しく多くのDNA を取り込むならば、陽性の応答は明白である。典型的には、ペプチドに応答して の増殖(平均cpm)が、ペプチドなしのバックグラウンド増殖よりも約3標準偏 差以上大きい場合にマウスを陽性と考えた。各群について、平均ペプチド特異的 増殖は、マウス各3匹の値を平均することにより計算した。典型的には、実験群 の平均が、陽性の対照群の平均よりも約3標準偏差以上小さいときに、免疫化の 抑制が起こったと考えた。 以下の表2に関して、群1(注射なし)及び4(NSO単独の注射)は、陰性 対照としたが、これらは、ペプチドによるインビトロ抗原投与には応答しないは ずである。群2には、典型的な免疫化プロトコールであるペプチドの2回注射を 行ったが、これらは、インビトロのペプチド提示に対して最適に応答するはずで ある。群3には、ペプチドの1回注射を行ったが、これらは、インビトロで最適 を下回る応答が期待できた。群5には、最初にNSO細胞を投与し、次に1週間 後にペプチドを投与した。NSO細胞の注射は、ペプチドによる感作を妨害しな いため、この群からの結果は、群3と同様になるはずであり、寛容誘導の陰性対 照とした(群7)。群6には、融合複合体を発現する細胞を投与した。未変性T 細胞の刺激に必要な同時刺激分子の発現を欠いているため、この群は、群7の陰 性対照とした。この群からの無応答は、「無応答」又は「特異的応答性低下」の いずれかを意味する可能性がある。NSO/IAd/OVA細胞の初回注射及び 次にペプチドの注射を投与した群7では、これら2つの結果は区別された。この 群からの、ペプチドによるインビトロ抗原投与に対する応答の欠如は、特異的応 答性低下、又は寛容の誘導を証明するものであった。 表2 実施例15 MHC融合複合体をコードするDNA単独又は同時刺激分子をコー ドするDNAとの組合せの筋肉内(i.m.)注射後のT細胞活性化 骨格筋は、免疫学的微環境としての役割を果たし得る。以前の研究で、外来遺 伝子は、筋肉細胞で発現することができ[J.Wolff et al.,Science,247:1465 (1990)]、そして免疫応答がこれらの抗原に対して誘導される[J.Ulmer et al .,Science,259:1745(1993)]ことが証明されている。また、培養ヒト筋肉細胞 (筋芽細胞)のインターフェロン−γ(IFN−y)による刺激が、これらの細 胞上のMHCクラスII複合体の発現をもたらすことが報告されている[N.Goebe ls et al.,J.Immunol.,149:661-667(1992)]。 マウス筋肉細胞に、特異的なマウスOVA323−339/IAdMHCII融 合複合体をコードするDNA(pJRS165.1)及び同時刺激シグナルB7− 1(pUB719)を注入して、オボアルブミンペプチド323−339を含有 する融合複合体を発現する局所の抗原提示細胞(APC)を生成した。これらの APCは、結局T細胞を活性化する。以下に詳述されるように、MHC融合複合 体及び同時刺激分子をコードするDNAを、このDNA(例えば、pJRS16 5.1及びpUB719)にコードされるペプチドに応答して特異的T細胞の増 殖を誘導するため、BALB/cマウスに注射(i.m.)した。 3群のBALB/cマウス(1群マウス3匹)に、プラスミドの1)CMVプ ロモーターの制御下にマウスOVA323−339/I−AdMHCIIのコード 領域を含むpJRS165.1単独、又は2)CMVプロモーターの制御下にマ ウスB7−1遺伝子のコード領域を含有する、pJRS165.1及びpUB7 19、又は3)pUB719単独を含有する、無菌PBS 50μlを両方の後 肢の四頭筋に筋肉内注射した。マウスは、上の実施例6に開示された方 たチャンバー中で前もって麻酔した。 各群内で、マウス3匹に、PBS 100μL中のDNA 100μgを0週目 に注射し、同じDNAのブースター注射を3週目に行った。最後の注射の10日 後、鼠蹊及び大動脈傍リンパ節を取り出した。リンパ節細胞を単離して以下のよ うにOVA特異的T細胞増殖アッセイに付した。細胞を完全培地(RPMI−1 640、10% FBS、2mM L−グルタミン、ペニシリン、ストレプトマイシ ン、及び5×10-52−メルカプトエタノール)で3回洗浄し、5×106細胞 /mLで再懸濁した。細胞懸濁液100μLを96ウェル丸底マイクロタイタープ レートのウェルに加えた。0.8μg/mL〜10μg/mLの範囲のOVA(323 −339)ペプチドの希釈液を調製し、100μL/ウェルを三重反復試験で細胞 に加えた。バックグラウンドの増殖は、ペプチドを割愛することにより測定した 。プレートを5%CO2で37℃で3〜5日間インキュベーションした。ウェル に、3H−チミジン0.4μCiを18時間適用して、次に培養を終了して、スカ トロン(Skatron)細胞回収機を使用して回収した。T細胞増殖の尺度としてD NAへの3H−チミジンの取り込みを、LKB液体シンチレーション分光計を用 いて測定した。ペプチド反応性T細胞増殖の程度は、免疫化後のマウスに起こっ たTh細胞応答(即ち、クローンの拡大)を示すものであった。 増殖アッセイの結果は、図面のFIG.22に示した。具体的には、DNA100 μgの注射では、pJRS165.1注射の場合にも、pUB719を同時に注 射した場合にも、著しいOVA特異的T細胞増殖は見られなかった。これらの結 果は、この場合にOVA323−339/MHCII融合複合体をコードするDN A単独、又は同時刺激分子DNAと組合せての筋肉内投与が、OVAペプチドに 対する免疫応答を誘導しないことを示した。pJRS165.1DNAの高用量 注射(即ち、100μg)で観察された限定的な増殖応答は、注射による皮内の 樹枝状細胞(dendritic cells)(皮内APC)の形質転換の結果であろう(以 下の実施例16を参照のこと)。実施例16 MHC融合複合体をコードするDNAの皮内(i.d.)注射後の インビボT細胞活性化 樹枝状細胞は、専門の皮内抗原提示細胞(APC)である。これらの細胞(本 実施例に例示)又は他の細胞(上の実施例13に例示したような)の、特異的M HCクラスII融合複合体による形質転換は、ペプチド特異的なT細胞応答を誘導 し得る。これらのAPCは、T細胞に第2の活性化シグナルを提供する同時刺激 分子(即ち、B7−1)を既に有している。 2群のBALB/cマウス(1群マウス9匹)に、10μgの1)CMVプロ モーターの制御下にマウスOVA323−339/I−AdMHCクラスII融合 遺伝子のコード領域を含むpJRS165.1、又は2)対照群としてCMVプ ロモーターの制御下にマウスHEL74−86/I−AdMHCII融合複合体の コード領域を含むpABHl、を含有するPBS 100μlを剃毛した背中に i.d.注射した。注射の4、7、及び14日後、鼠蹊及び大動脈傍リンパ節を 取り出した。リンパ節細胞を単離して以下のようにOVA特異的T細胞増殖アッ セイに付した。細胞を完全培地(RPMI−1640、10%FBS、2mM L −グルタミン、ペニシリン、ストレプトマイシン、及び5×10-5M 2−メルカ プトエタノール)で3回洗浄し、5×106細胞/mLで再懸濁した。細胞懸濁液 100μLを96ウェル丸底マイクロタイタープレートのウェルに加えた。0. 08μg/mL〜10μg/mLの範囲のOVA(323−339)ペプチドの希釈液 を調製し、100μL/ウェルを三重反復試験で細胞に加えた。バックグラウ ンドの増殖は、ペプチドを割愛して測定した。プレートを5% CO2で37℃で 3〜5日間インキュベーションした。ウェルに、3H−チミジン0.4μCiを1 8時間適用し、次に培養を終了して、スカトロン(Skatron)細胞回収機を使用 して回収した。T細胞増殖の尺度としてDNAへの3H−チミジンの取り込みを 、LKB液体シンチレーション分光計を用いて測定した。ペプチド反応性T細胞 増殖の程度は、免疫化後のマウスに起こったTH細胞応答(即ち、クローンの拡 大)を示すものであった。 増殖アッセイの結果は、図面のFIG.23に示した。pJRS165.1注射マ ウスでもpABH1注射マウスでも注射の4日後に著しい特異的T細胞増殖は検 出されなかった(約2,500cpm)。注射の7日後、pJRS165.1注射 マウスからのリンパ節細胞は、0.31μg/mLの刺激ペプチド濃度で4日目に 比較して12倍高い増殖を示した。ペプチド濃度を高くすると、増殖応答は約1 5,000cpmまで低下した。しかしpABH1注射マウスからの細胞は、3つ 全ての時点で増殖の著しい増加を示さなかった(約7,000cpm)。注射の14 日後の特異的(OVA)増殖応答は、7日目よりも3倍低く、このことは、最大 刺激時間が経過してしまったことを示している。これらの結果は、皮内APCが 、機能性OVA323−339/MHCII融合複合体により形質転換したこと、 及びOVA特異的T細胞が、感作されて拡大増殖したことを示した。刺激物質( HELペプチド)が存在しないため、HEL特異的T細胞(pABH1で形質転 換したAPCにより活性化した)は本試験では増殖しなかった。どのT細胞活性 化の前にも4日の遅延期間を観察した。実施例17 特異的提示ペプチドを伴う可溶性及び膜結合性一本鎖MHCクラス II分子を発現するためのベクターの構築 これらの構築物に使用されるMH CクラスII遺伝子は、上の実施例(特に上 の実施例1を参照のこと)に記載されたように、適切なAPCから生成したcD NAのPCR増幅により当初は単離した。I−Adα及びβ鎖遺伝子の断片は、 テンプレートDNAとしてクローン化した遺伝子を用いてPCR増幅により生成 し、図面のFIG.25に示されるクローニングスキームで組み立てることにより、 一本鎖I−Ad分子に結合した、抗原性ペプチドOVA323−339を コードするキメラ遺伝子を得た。簡単に述べると、39AD2中にクローン化し たα1−α2遺伝子断片は、プライマーJLA007及びJLAO10(クロー ニングに使用される全てのオリゴヌクレオチドは、図面のFIG.26に列挙した) を使用するPCR増幅にテンプレートとして用いることにより、5'XhoI及び3'Xm aI制限部位を付加した。α1−α2 PCR産物をXhoI及びXmaIで消化し、ゲル 精製してpLL101ベクター中にサブクローン化して、pJAα9構築物を得 た。このベクターには、タンパク質精製を助けるために、α1−α2タンパク質 の末端に6×Hisタグをコードする配列を付加した。 I−Adβ1−β2遺伝子断片を単離し、リンカー配列を付加するための方策 は、上の実施例に記載した。pBC1中の10aaのリンカー−β1−β2遺伝 子断片は、JLA005及びJLA009プライマーを用いるPCR増幅のテン プレートとして用いて、続くクローニングに必要なNcoI及びSpeI制限部位を付加 した。PCR産物をNcoI/SpeI消化pJAα9に連結し、pJAα9β20構築 物を得た。一本鎖クラスII分子を作製するために、HLA−DR1結晶構造のコ ンピューターモデル化により、可撓性リンカーを、β2ドメインのカルボキシル 末端とα1ドメインのアミノ末端との間に挿入できることを決定した。これらの 残基間の距離が47Åであることに基づき、主として4回反復した(GGGGS) モチーフよりなる24アミノ酸リンカーをモデル化して使用した。この可撓性ペ プチドをコードする配列を、クローン化したβ鎖とα鎖遺伝子断片の間に挿入す るために、オリゴヌクレオチドJA301及びJA302をアニーリングして、 SpeI/XhoI消化pJAα9β20中に連結した。生じた構築物をpJALNKと 命名した。pJALNKをNheI及びEcoRIで消化して、β1β2−α1α2一本 鎖遺伝子断片をゲル精製した。この断片を、上の実施例に記載されたように、β 鎖リーダー配列及びOVA323−339ペプチドをコードする領域を有するp VW229ベクター中に挿入した。生じた構築物SSClは、βリーダー/OV Aペプチド/10aaリンカー/β1−β2/20aaリンカー/α1−α2/ 6×Hisタグをコードするキメラ遺伝子を含有していた。この遺伝子の配列は、 図面のFIG.27に示した。 昆虫細胞発現系での可溶性一本鎖(sc)クラスII分子の発現用のベクター を構築するために、NcoI及びEcoRIでの消化によりこのキメラ遺伝子をSSC1 から取り出して、ゲル精製した。この断片をNcoI/EcoRI消化p2Bacベクタ ー(In Vitrogen,パート番号V1980−10)中に連結して、pMBSC1 .2を作製した。 哺乳動物細胞で膜結合scクラスII分子を発現することができるベクターを作 製するために、α鎖の膜貫通(TM)ドメインをコードするpJRS163−1 0のBcII−EcoRI断片をBclI−EcoRI消化SSC1ベクター中にサブクローン化し た。生じたベクターのSCTM1をXmaI及びEcoRIで消化し、一本鎖I−Ad−O VAカセットをPEE13哺乳動物発現ベクター中に挿入して、SCT1構築物 を得た。このキメラ遺伝子の配列は、図面のFIG.28に示した。 哺乳動物細胞で可溶性sc−MHC分子を発現することができるベクターを作 製するために、α鎖のテンプレートDNAを、プライマーJS305及びOPR 142を使用してpJRS163−10からPCRにより増幅し、それによって この遺伝子断片の3’末端にEE抗体タグをコードする配列を付加した。PCR 産物をBclI及びEcoRIで消化し、消化SSCIベクター中にクローン化した。生 じたベクターSCEE1をBclI-EcoRIで消化し、一本鎖I−Ad−OVAカセッ トをPEE13哺乳動物発現ベクター中に挿入して、SCE1構築物を得た。こ のキメラ遺伝子の配列は、図面のFIG.29に示した。上の一本鎖プラスミドpM BSC1.2、SCT1及びSCE1の試料はアメリカン・タイプ・カルチャー .コレクション(American Type Culture Collection,Rockville,Mary land) に寄託した。実施例18 可溶性一本鎖MHC分子の産生(昆虫細胞中のMHC II(I−Ad )) 精製pMBSC1.2プラスミドを同時トランスフェクションに使用して、組 換えウイルスを野生型AcMNPVから限界希釈法により濃縮した(D.R.O'Reil ly et al.,Baculovirus Expression Vectors:ALaboratory Manual.,WHFreeman & Co.,New York(1992)を参照のこと)。終始SF9細胞を使用した。 ウェルからの上清は、組換え産物(sc I−Ad−OVA)を産生するウイ ルスを同定するために、ELISAにより試験した。ELISAアッセイでは、 0.1M炭酸緩衝液(pH8.2)50μl中で96ウェルマイクロタイタープレ ートのウェルにM5/114(ATCCTIB120)抗IAd 100ngをコー ティングする。ブロッキングは、PBS 10%FBS(Biowhittaker,パート 番号14−901Fからのウシ胎児血清)200μlにより少なくとも1時間行 い、プレートを洗浄緩衝液(Tween 20 0.5ml/lを含むPBS)200μlで 3回洗浄した。試料を100μl/ウェルで加えて、37℃で15分間インキュ ベーションした。プレートを洗浄緩衝液200μlで4回洗浄した。ビオチン化 AMS−32.1抗IAd(Pharmingen)からのパート番号06032D)をP BS 10%FBS 100μl中に100ng/ウェルで加えた。37℃で15分 間のインキュベーション後、プレートを洗浄緩衝液で4回洗浄した。アビジンペ ノレオキシダーゼ(Sigma)をPBS 10%FBS 100μl/ウェル中に25 0ng/ウェルで加え、37℃で15分間インキュベーションした。次にプレート を洗浄緩衝液200μlで8回洗浄し、ABTS基質(Kirkegaard and Perry, パート番号5060−00又は50−60−01)100μlをウェル毎に加え た。吸光度を405nmで測定した。 同時トランスフェクション混合上清は、上のELISAによりI−Ad反応性 に関して試験した。二重反復試験ウェルの平均吸光度は、以下の表3に示した。 観察されたシグナルの特異性は、SF9細胞による培養上清へのsc I−Ad −OVAの分泌によることが判った。 限界希釈サブクローニングは、同時トランスフェクション混合物で、完全培地 (10%FBSを補足した、JRH BiosciencesからのTNMFHパート番号51 942)にウイルスを希釈し、ウイルス希釈液を2×104個のSF9細胞/ウ ェルと共に96ウェルプレート中でインキュベーションすることにより行った。 感染の可視的徴候を示すが多角体は示さないウェルからの上清をIAdELIS Aで試験した。クローンC6(1.557)、及びF8(1.446)は非常に 強く陽性であった。C12は、明らかに陰性であった(0.124)。 陽性クローンC6 500μlを、SF9細胞を1×106細胞/mlで含有する 3つの1Lフラスコ各々に加えた。感染上清約2200mlを、以下の実施例19 に記載するようにsc I−Ad−OVAの精製に使用した。こうして精製 した一本鎖MHC II 複合体を、以下の実施例20に記載するように、D01 1.10T細胞ハイブリドーマの活性を調節する能力に関して測定した。 表3 同時トランスフェクションからの昆虫細胞培養上清のI−AdELISA 試料希釈 吸光度 未希釈 0.857 1:2 0.524 1:4 0.305 1:8 0.165 試料希釈液を含む陰性対照(0.064)、及びSF9細胞内のニューロン特 異エノラーゼ(Neuron Specific Enolase)(NSE)の遺伝子を含有する組換 えバキュロウイルスにより行った感染からの上清は、無視できるほどの結合しか 示さなかった(0.098)。実施例19 一本鎖MHC分子(昆虫細胞で発現したMHC II(I−Ad)) の精製 昆虫細胞培養上清からの可溶性一本鎖I−Ad−OVAの調製において以下の 工程を行った。 硫酸アンモニウム分画:0〜4℃で、試料を撹拌しながら、昆虫細胞培地(2 200ml)中に固体硫酸アンモニウム(0.436g/ml)をゆっくり加えた。硫 酸アンモニウムの添加後、試料の撹拌を30分間続けた。次に混合物を2600 0g及び4℃で30分間遠心分離し、上清を廃棄し、そしてペレットをリン酸緩 衝化生理食塩水(PBS)100mlに再懸濁した。再懸濁試料をPBS 400 0mlに対して4℃で約20時間(最初の4.5〜5時間の透析後に新しいPBS に一度交換した)透析した。透析した試料の容量を測定して、固体NaCl及び 20%(v/v)Tween 20を0.5NaOHに加えて、次に0.8ミクロンフィルタ ーにより濾過した。 金属キレート親和性及び免疫親和性クロマトグラフィー:全ての下記工程は室 温で行った。 Ni−IDAセファロース:上の分画工程により得られた試料を、PBS、 0.5MNaCl、0.2%(v/v)Tween 20(pH8.0)少なくとも5床容量で 平衡化したNi−IDAセファロースファストフローカラム(Ni-IDA Sepharose Fast Flow column)(2.6×7.2cm、38.0ml)に充填した。充填試料 の流速は、3ml/分とした。次にカラムを、上の平衡化緩衝液少なくとも7〜8 床容量で洗浄し、続いて20mM Na2HPO4(pH7.0)、0.2M NaCl 2.5〜3床容量で洗浄した。洗浄のための流速は、5ml/分とした。I−Ad タンパク質は、FPLCコントローラーでプログラムされた、緩衝液A(20mM Na2HPO4(pH7.0)、0.2M NaCl)と緩衝液B(20mM Na2H PO4(pH3.0)、0.2M NaCl)との異なる割合の混合により段階的にp Hを低下させながら溶出した。抗I−Adモノクローナル抗体(I−Ad分子のエ ピトープのコンホメーションを認識する)を使用するELISAアッセイにより 、I−Adは、90%及び100%緩衝液Bにより溶出した画分に存在すること が判った。これら90%及び100%緩衝液Bにより溶出したA280nmピークを プールし、直ぐに1M TrisでpH7.0に調整した。試料を濃縮して、限外濾過に より20mM Tris−HCl(pH8.0)に緩衝液交換した。 免疫親和性クロマトグラフィー:上の工程からの試料を最初にプロテインAセ ファロースファストフローカラム(Protein A Sepharose Fast Flow column)( 1.6×5cm、10ml)に通し、次にMKD6(抗I−Adモノクローナル抗体 )と架橋したプロテインAセファロースファストフローのカラム(1.6×3. 4cm、6.8ml)にかけた。2つのカラムは、前もって20mM Tris−HCl(pH 8.0)で平衡化しておいた。試料の適用後、免疫親和性カラムを20mM Tris− HCl(pH8.0)でA280nm基線に到達するまで洗浄した。次に抗体カラムを 、1M NaClを含有する上と同じ緩衝液で洗浄して、非特異結合タンパク質を 除去した。次にI−Adタンパク質を50mMグリシン−NaOH(pH11.0) で溶出した。抗体カラムからの溶出タンパク質ピーク(A280nmでモニターした )は、直ぐに2Mグリシン(pH2.0)でpH8.0に調整し、濃縮して、限外濾 過により20mM Tris−HCl(pH8.0)に緩衝液交換した。精製試料を4〜 8℃で保存した。I−Ad試料の純度及び機能性を、それぞれ、 ドデシル硫酸ナトリウム−ポリアクリルアミドゲル電気泳動及びT細胞活性化ア ッセイ(下記を参照のこと)により試験した。この調製物からの精製一本鎖I−Ad −OVAは、クーマシー染色したポリアクリルアミドゲルでは混入物のバンド は見られず、全タンパク質は、全タンパク質アッセイにより125μg/mlであ った。実施例20 一本鎖MHC複合体の活性 IL−2及びIL−4産生により測定されるように、精製一本鎖I−Ad/O VAMHC複合体が、OVA特異的DO11.10T細胞ハイブリドーマを活性 化できるかどうかを決定した。この方法では、PBS中で一本鎖I−ad/OV AをIMMULON IIプレート(Dynatech)に一晩4℃でコーティングする。ウェルを 空にし、PBSで1回洗浄して、1×105個のDO11.10細胞を1ウェル当 たりRPMI 10%FBS 200μl中に加えた。10%CO2を含む加湿 インキュベーターで37℃で一晩インキュベーション後、培養上清を回収し、細 胞を遠心分離により取り出し、IL−2及びIL−4レベルを以下のようにEL ISAにより測定した。 ラット抗マウスIL−2 ELISA捕捉抗体(Pharmingen,パート番号18 161D)を、0.1M炭酸(pH8.2)50μl中100ng/ウェルでコーティ ングした。ブロッキングは、PBS 10%FBS 200μlで少なくとも1時 間行い、プレートを洗浄緩衝液(Tween 20 0.5ml/lを含むPBS)200μ lで3回洗浄した。試料を100μl/ウェルで加えて、室温で4時間又は4℃ で一晩インキュベーションした。プレートを洗浄緩衝液200μlで4回洗浄し 、ビオチン化ラット抗マウスIL−2(Pharmingen)を、PBS 10%FBS 100μl中100ng/ウェルで加えた。室温で45分間インキュベーション 後、プレートを洗浄緩衝液で4回洗浄した。アビジンペルオキシダーゼ(Sigma ,パート番号A−3151)をPBS 10% FBS 100μl/ウェル中25 0ng/ウェルで加え、室温で30分間インキュベーションした。次にプレートを 洗浄緩衝液200μlで8回洗浄して、ABTS基質(Kirkegaard and Perry, パート番号5060−00又は50−66−01)100μlをウェル毎に加え た。吸光度を405nmで測定した。IL−4 ELISAプロトコールは、 IL−4特異的捕捉及びプローブ抗体(Pharmingen)を使用することを除いて、 同一とした。1つの活性化アッセイの結果を以下の表4に示した。 DO11.10細胞単独でもDO11.10+A20(I−Ad陽性)細胞でも 、IL−2やIL−4を分泌しなかった。sc I−Ad−OVAでは、DO1 1.10 T細胞ハイブリドーマによりIL−2及びIL−4の分泌が起こった 。低用量の固定化sc I−Ad−OVAにより第2の活性化を行った。以下の 表5に示されるように、滴定されるIL−2及びIL−4の分泌レベルは両方と もゼロまで落ちた。両方の実験において、IL−2及びIL−4は、固定化sc I−Ad−OVAへの曝露に対して用量依存的にDO11.10細胞により分 泌された。 表4 固定化精製sc I−Ad−OVAを用いるDO11.10活性化アッセイ sc IAd−OVA DO11上清中の DO11上清中の (ng/ウェル) IL−2濃度(U/ml) IL−4濃度(U/ml) 2500 143 23 1250 126 20 625 116 15 312 109 16 156 100 10 78 45 7 0(DO11.10のみ) 0 0 表5 固定化精製sc I−Ad−OVA高希釈液を用いるDO11.10活性化アッ セイ sc IAd−OVA DO11上清中の DO11上清中の (ng/ウェル) IL−2濃度(U/ml) IL−4濃度(U/ml) 625 38 2.0 312 35 1.5 156 24 0.9 78 17 0.8 39 0 0 0(DO11.10のみ) 0 0 実施例21 哺乳動物細胞における一本鎖MHC分子(クラスII)の産生 哺乳動物細胞系のトランスフェクション及び選択は、以下のように行った:N SO細胞1×107個を氷冷PBS中で2回洗浄し、冷PBS 760μlに再 懸濁して、SalI線状化プラスミドSCE1又はSCT1 DNA 40μg (1μg/μl)と混合した。氷上で5分間のインキュベーション後、250ボ ルト、960μFdの1つのパルスを送達するためにGene Pusler(Biorad)を使 用して細胞に電気穿孔した。パルスを適用した細胞を氷上に2〜5分間置いて、 非選択培地(IMDM、10%FBS、2mM グルタミン、5000単位/mlペニ シリン、5000μg/mlストレプトマイシン)30mlに加えた。細胞を96ウ ェル平底組織培養プレートに入れて、24時間後、選択培地(IMDM、10% 透析FBS、5000単位/mlペニシリン、5000μg/mlストレプトマイシン 、1×ヌクレオシド、1×グルタミン酸+アスパラギン)15Oμlを各ウェル に加えた。使用した培地100μl/ウェルを除去し、新鮮な選択培地100μ l/ウェルを加えることにより、週毎にプレートに選択培地を供給し、細胞が培 地から残り全てのグルタミンを徐々に奪うことができるようにした。SCE1及 びSCT1プラスミドに含まれるグルタミンシンセターゼ遺伝子により、グルタ ミンを含まない培地中でのトランスフェクション細胞の選択的増殖が可能になっ た。14〜21日後、プラスミドでトランスフェクションした細胞のコロニーが 明らかになった。SCT1ベクター(即ち、sc I−Ad−OVA分子の膜結 合型)を有するトランスフェクション体を拡大増殖させ、以下に記載されるよう に流動細胞アッセイによりMHC分子の発現についてスクリーニングした。 トランスフェクション/選択プロトコールから生成したクローンを、親細胞系 よりも顕著に高いレベルのクラスII MHC分子の表面発現に関して分析した。 細胞を、FITC結合抗I−Ad抗体AMS32.1(PharMingen,1:100 希釈)と共に冷染色緩衝液(PBS、1%FCS)中で、暗所で45分間インキ ュベーションした。染色緩衝液で3回洗浄後、FACScan流動細胞測定機(Beckton Dickinson)で蛍光を測定した。アイソタイプが適合したFITC結合抗I−Ak 抗体10−3.6(PharMingen,1:100希釈)を陰性対照として使用した 。3つ別個のSCT1でトランスフェクションした細胞系について以下の 表6に示される、このようなアッセイの結果は、トランスフェクションした細胞 が、その細胞表面上でsc I−Ad−OVAを発現することを示した。 SCEIベクター(即ち、sc I−AdOVA分子の可溶性型)を有するト ランスフェクション体を拡大増殖させ、上の実施例18に記載されたI−Ad特 異的ELISAアッセイにより、MHC分子の発現及び分泌に関してスクリーニ ングした。SCE1でトランスフェクションした2つの細胞系からの培養上清の このようなアッセイの結果を、以下の表7に示した。これらの結果は、トランス フェクションした細胞が、sc I−Ad−OVA分子を産生して分泌すること を示した。この系を使用して、大量の可溶性ペプチド結合一本鎖MHC分子を作 製することができた。 表6 トランスフェクションした細胞系のI−Ad分子の表面発現 平均蛍光細胞系 I−Ad特異的 I−Ad特異的 NSO(親) 280.4 32.1 T2(SCT1トランスフェクション体) 612.8 22.0 T6(SCT1トランスフェクション体) 417.9 45.1 T12(SCT1トランスフェクション体) 911.1 45.9 表7 SCE1トランスフェクション体の細胞培養上清のI−AdELISAアッセイ 培養上清(未希釈) 吸光度 NSO(親細胞系) 0.444 E10(SCE1トランスフェクション体) 0.781 E11(SCE1トランスフェクション体) 0.960 昆虫細胞培養物からのsc I−Ad−OVA(陽性対照) 2.44実施例22 哺乳動物細胞上で発現した一本鎖I−Ad分子の活性 OVA323−339特異的I−Ad制限DO11.10 T細胞ハイブリドー マからのIL−2放出の促進を、上の実施例20に記載したように行った。簡単 に述べると、1×105個のSCT1トランスフェクション体の細胞又はA20 .11を(種々の量の)OVAペプチド及びDO11.10細胞 2×105個/ウェルと共に37℃で5%CO2の雰囲気でインキュベーションし た。培養は、96ウェル平底マイクロタイタープレート中で完全培地(10%F BS、ペニシリン/ストレプトマイシン、L−グルタミン及び50μM 2−メ ルカプトエタノールを補足したRPMI1640)で行った。24時間後、培養 上清を、上の実施例20に記載したIL−2ELISAアッセイを用いるか、又 はIL−2依存性マウスT細胞系CTLL−2の増殖を測定することにより、D O11.10由来IL−2の存在について測定した。後者の試験では、各培養上 清の連続2倍希釈液は、平底マイクロタイタープレート中で完全培地で調製して 、各ウェルにCTLL−2細胞1×104個を加えた。rIL−2(量)の標準 曲線作成を平行して行った。16〜20時間後、MTT(2mg/ml、ン27μl/ ウェル)を加えて、プレートを4時間インキュベーションした。このとき、活性 に代謝している細胞においてMTTにより生成した青色結晶は、0.4N HCl イソプロパノール溶液150μlの添加により溶解した。混合後、562でのO .D.を、Ceres-UV900HIプレートリーダーを使用して測定した。吸光度は、培 地中のIL−2により支持されるCTLL細胞の増殖のレベルに対応する。 2つのこのような活性化アッセイの結果を、以下の表8及び9に示した。 CTLLアッセイを使用して同様な結果を得た。 表8 SCT1でトランスフェクションした細胞系によるDO11.10 T細胞ハイブリドーマの活性化 アッセイした抗原提示細胞 IL−2ELISA 結果(吸光度) NSO(親細胞系) 0.047 T2(SCT1トランスフェクション体) 0.758 T6(SCT1トランスフェクション体) 0.307 A20+OVA323−339ペプチド(陽性対照) 1.33 表9 SCT1でトランスフェクションしたT12細胞によるDO11.10 T細胞ハイブリドーマの活性化 アッセイした抗原提示細胞 IL−2ELISA 結果(吸光度) NSO(親細胞系) 0.078 T12(SCT1トランスフェクション体) 1.03 A20+OVA323−339ペプチド(陽性対照) 1.45実施例23 可溶性ペプチド結合一本鎖MHCクラスII分子を使用する免疫抑制 方法 可溶性ペプチド結合一本鎖クラスII分子が、動物モデル系においてTH細胞ア ネルギーを誘導できるかどうかを試験するために、TH細胞依存性のイムノグロ ブリンのクラススイッチング(即ち、IgMからIgGへ)、及びペプチド特異 的T細胞系のクローンの拡大に及ぼすこの分子の作用を試験することができる。 Igクラススイッチングを試験するために、以下のように2つの試験群を設定 した:(a)BALB/cマウス10匹に、OVA323−339ペプチドに対 する免疫応答を誘導するため、完全フロイントアジュバントH37Ra中のOV A323−339 100μgを尾の基部に注射して、7日後再度ブースター注 射した。OVAによる各免疫化の前日に、マウス5匹にPBS中の可溶性一本鎖 I−AdOVA10〜100μgをIV注射した。この可溶性融合タンパク質は 、OVA323−339特異的THE細胞上に表示されるT細胞受容体(TCR )に結合した。同時刺激シグナルが存在しないため、これらのTH細胞は、アネ ルギーの状態に誘導された。イムノグロブリンのクラススイッチングはTH細胞 依存性過程であるため、抗OVA323−339 IgG抗体の誘導は、一本鎖 I−Ad−OVA処理マウスでは低下していることが予想された。残りのマウス 5匹は対照としてPBSを投与した。 2回目の免疫化の10日後、尾の放血により各マウスから採血した。血液を約 14,000Gで3〜5分間遠心分離して、血清を回収した。アッセイは、Tris −HClコーティング緩衝液(pH8.5)を使用してオボアルブミンで1〜 50μg/mlにコーティングした96ウェルマイクロタイタープレート(Maxisor pF8,Nunc,Inc.)中で行った。プレートを感圧性フィルム(Falcon,Becton Di ckinson,Oxnard,CA)で覆い、4℃で一晩インキュベーションした。次にプレ ートを洗浄液(Wash solution)(イミダゾール/NaCl/0.4%Tween-20 )で洗浄して、3% BSA溶液100μl/ウェルを加えることによりブロック した。室温で30分間プレート回転装置でインキュベーション後、プレートを洗 浄液で5回洗浄した。マウス血清を試料/結合体希釈液(TBS中の、2%ゼラ チン+0.1% Tween-20)に1:500希釈して、次に二重反復試験で、プレー トで連続希釈した。2つの同一プレートを各コーティングタンパク質用に設定し 、一方はIgM力価の測定用、そしてもう一方はIgG用とした。室温で30分 間インキュベーション後、プレートを洗浄液で5回洗浄した。ヤギ抗マウスIg M−HRP及びヤギ抗マウスIgG−HRP結合体(Boehringer Mannheim,Indi anapolis,IN,試料/結合体希釈液に1:100希釈)を適切なプレートに加え た。室温で30分間インキュベーション後、プレートを洗浄液で5回洗浄し、次 にABTS発色基質(Kirkgaard & Perry Laboratories,Inc.,Gaithersburg, MD)100μl/ウェルと共に室温で10分間インキュベーションした。反応は 、クエンチ緩衝液(Quench buffer)(Kirkgaard & Perry Laboratories,Tnc. ,Gaithersburg,MD)100μl/ウェルにより停止して、自動マイクロタイタ ープレートELISAリーダー(Ceres UV900HI,Bioteck,Winooski,Vermont )を用いて吸光度値を405nmで読んだ。吸光度の読みを試料の希釈のlogに 対してプロットすることにより、力価を求めた。次にIgMの力価を比較した。 上に詳述したように、可溶性ペプチド結合一本鎖MHCクラスII分子は、対応す るペプチド反応性TH細胞において誘導されるアネルギーのため、ペプチド特異 的にIgGクラススイッチングを阻害することが予想された。 インビボでペプチド特異的T細胞系のクローンの拡大に及ぼす可溶性ペプチド 結合一本鎖MHC分子の作用は、以下のように試験することができた。処理群( 1群マウス4匹)は、適切には上述のものと同一とした。免疫化プロトコールは 、適切には以下の通りとした:PBS中の可溶性一本鎖I−Ad−OVA融合タ ンパク質10〜100μgをマウスにIV注射し、24時間後、尾の基部に完 全フロイントアジュバントH37Ra中のOVA323−339 50μgを皮 下注射した。これら2回の注射は、6及び7日後に繰り返した。第2セットの注 射の終了の7日後、マウスを屠殺した。鼠蹊及び大動脈傍リンパ節を取り出して 、単細胞懸濁液にした。 ナイロンウール及びセファデックスG−10カラムでのインキュベーションに より、この懸濁液から抗原提示細胞を枯渇させ、生じた精製T細胞集団をOVA 323−339ペプチドを適用したAPCと共にインキュベーションした。脾臓 B細胞を抗原提示細胞とした。これらの細胞をマイトマイシンC(脾臓細胞4× 106個/mlの懸濁液中50〜100μg/ml)で固定して、B細胞の増殖を阻害 し、充分に洗浄して、種々の濃度のOVA323−339ペプチドと共に精製T 細胞に加えた。増殖アッセイは、96ウェル丸底マイクロタイタープレート中で 、37℃、5% CO2で3〜5日間行った。ウェルに3H−チミジン1μCiを 適用して、18時間後に培養を終了し、スカトロン(Skatron)細胞回収機を使 用して回収した。T細胞増殖の尺度としてのDNAへの3H−チミジンの取り込 みは、LKB液体シンチレーション分光計を使用して求めた。ペプチド反応性T 細胞増殖の程度は、免疫化後のマウスに起こったTH細胞応答(即ち、クローン の拡大)を示すものであった。実施例24 ペプチド結合一本鎖MHC分子を発現するベクターを伴うDNA接 種による免疫抑制アプローチ DNA接種アプローチ(特に筋肉内又は皮内)の作用を試験するモデル系の一 例を以下に略述した。BALB/cマウス3群に両方の後肢に100μgの(a )SCE1、(b)SCT1、又は(c)生理食塩水を筋肉内(IM)注射した 。注射は0、2、及び4週目に行った。最初のDNA注射後4及び5週目に、O VAペプチド323−339(完全フロイントH37Raアジュバント中100 μg/マウス)を尾の基部に皮下注射した。2週間後(8週目)、尾の放血によ り各マウスから採血し、約14,000Gで3〜5分間の遠心分離により血清を 得た。OVA特異的IgG及びIgM抗体の力価は、上述のように測定した。O VA特異的IgG抗体の程度は、TH細胞が、ペプチドによる免疫化後のマウス に起こったイムノグロブリンクラススイッチングを指令したことを示すもので あった。したがって、ペプチド結合一本鎖MHC発現ベクターによるDNAの接 種は、IgM抗体レベルに影響することなく、ペプチド特異的IgG抗体のレベ ルの低下を引き起こし得る。 代替アッセイとしては、OVA特異的TH細胞のクローンの拡大又は増殖を測 定することがある。簡単に述べると、2回目のOVA免疫化の7日後に、鼠蹊及 び大動脈傍リンパ節から細胞懸濁液を調製した。ナイロンウール及びセファデッ クスG−10カラムでのインキュベーションにより、この懸濁液から抗原提示細 胞を枯渇させ、生じた精製T細胞集団を、Ova323−339ペプチドを適用 したAPCと共にインキュベーションした。脾臓B細胞を抗原提示細胞とした。 これらの細胞をマイトマイシンC(脾臓細胞4×106個/mlの懸濁液中50〜 100μg/ml)で固定して、B細胞の増殖を阻害し、充分に洗浄して、種々の 濃度のOVA323−339ペプチドと共に精製T細胞に加えた。OVA特異的 T細胞増殖アッセイは、上述のように行った。ペプチド反応性T細胞増殖の程度 は、ペプチドによる免疫化後のマウスに起こったTH細胞応答(即ち、クローン の拡大)を示すものであった。したがって、ペプチド結合一本鎖MHC発現ベク ターによるDNAの接種は、ペプチド特異的TH細胞増殖のレベルの低下を引き 起こし得る。実施例25 1つのTMドメインを有する一本鎖クラスIIMHC分子の構築及び 細胞表面発現(sc−IAd/OVA) 上述の方法にしたがい、sc−IAd/OVA融合分子(FIG.30)を以下の 方法により作製した: A20−1.11細胞から単離した全RNAからのIAdα及びβ鎖遺伝子断 片を増幅するために、逆転写酵素−ポリメラーゼ連鎖反応(RT−PCR)を行っ た[K.Kim et al.,J.Immunol.,122:546(1979)]。クローニングを促進する ために、PCRにより遺伝子断片の各末端に、適切な制限酵素部位を導入した。 PCRにより、10アミノ酸ペプチドリンカーをコードするDNA配列をβ1− β2遺伝子断片の5’末端に導入し、そしてKozakコンセンサス配列をβシグナ ル配列の5’末端に導入した。24アミノ酸リンカー及びOVA抗原性ペプチド をコードする領域は、アニーリングしたオリゴヌクレオチドから作製した。 PCR断片とpBlueScript-IIベクター(Stratagene)中の二本鎖オリゴヌクレオ チドの組み立てにより、sc−IAd融合遺伝子を作製した(FIG.30を参照の こと)。哺乳動物での発現に関して、sc/IAdOVA遺伝子(α鎖TM及び 細胞質領域を含む)をpEE13(Cell Tech)のCMVプロモーターの下流にサ ブクローニングすることにより、pSCT1ベクターを作製した。 pEE13ベクターはまた、選択可能なグルタミン酸シンセターゼ遺伝子を含む 。可溶性SC−IAd分子を作製するために、α鎖TM及び細胞質領域(即ち、 アミノ酸183〜233まで)を、6個の連続ヒスチジンをコードするアミノ酸 配列で置換することにより、端を切ったsc−IAd構築物を作製した。これら の構築物を、pBluebacIII(Invitrogen)のバキュロウイルス多角体プロモータ ーの下流にサブクローン化した。線状化野生型AcMN−PV(Invitrogen)に よるSF9昆虫細胞のリポソーム介在同時トランスフェクションにより、融合遺 伝子をバキュロウイルス中に組換えた。クローニング後、標準法により精製組換 えウイルスのストックを調製した。 他の抗原性ペプチドも共有結合した提示ペプチドとして使用できることは容易 に明らかである。例えば、OVA323−339ペプチドコード配列を、以下の gDペプチドコード配列で置換することによりsc−IAd/gD融合分子を作 製するために、HSV−1 gDペプチドを使用した。好ましくは、提示ペプチ ドは、約6〜30個までの(末端を含む)アミノ酸を含有する。共有結合した提 示ペプチドを含む任意の一本鎖MHC融合複合体について、本明細書に記載され るT細胞活性化アッセイを使用して、提示ペプチドが適切に折り畳まれて、複合 体のペプチド結合溝又は裂溝に入るかどうかを決定することができる。 以下の方法により、sc−IAd/OVA融合分子を細胞表面発現について試 験した:sc−IAd/OVA融合遺伝子を有する発現ベクターでトランスフェ クションしたプラズマ細胞腫NS−O細胞を選択して、クラスII分子の表面発現 を流動細胞アッセイにより試験した。NS−O細胞を、電気穿孔により、sc− IAd/OVA融合遺伝子を有する線状化pSCT1 DNAでトランスフェクシ ョンした。グルタミンを含まない培地中での増殖により細胞を選択した。トラン スフェクション体(即ち、T12細胞)は14〜21日後には明らかとな り、クラスIIMHC分子の表面発現について分析した。細胞をFITC結合抗I AdmAb(AMS−32.1、PharMingen)で染色して、流動細胞アッセイに より蛍光を測定した。アイソタイプが適合したFITC結合抗I−AkmAb( 10−3.6;PharMingen)を陰性対照として使用した。 FIG.31Aに、機能性一本鎖融合分子の細胞表面発現を示した。安定なトラン スフェクション体を、抗IAd及び抗IAkmAbを使用する流動細胞アッセイに より分析した。T12トランスフェクション体について示される結果は、他の3 つの独立なトランスフェクション体で示された結果と同様であった(m.f.i .=平均蛍光強度)。結果により、sc−IAd/OVA発現ベクターでトラン スフェクションした細胞の表面上のsc−IAd/OVA発現の増加が証明され た。クラスII分子の細胞表面発現には完全なβ TMドメインは必要ではなかっ た;β及びα鎖をつなぐ可撓性リンカーは、β TMドメインの機能に取って代 わることができる。最後に、本結果はまた、提示ペプチドの一本鎖MHCクラス II分子への共有結合が、MHC分子の安定な組み立て及び表面発現を促進するこ とを証明した。提示ペプチドのβ鎖への結合はまた、一本鎖MHC融合分子の安 定な組み立て及び細胞表面発現も可能にした。実施例26 細胞表面sc−IAd/OVA融合複合体は、インビトロでT細胞 応答を誘導する。 OVAペプチドが適正にsc−IAd融合複合体内に折り畳まれたかどうかを チェックするために、sc−IAd/OVAでトランスフェクションした細胞を 、T細胞を刺激するその能力について測定した。T細胞受容体(TCR)を発現 するマウスT細胞ハイブリドーマ(DO11.10)を使用した。TCRは、I Adとの関係においてOVA323−339ペプチドを認識する。これらの細胞 のTCRがAPC(ここでは、sc−IAd/OVAトランスフェクション体) と相互作用するとき、DO11.10細胞はインターロイキン−2(IL−2) を分泌する。DO11.10細胞(2×105個/ウェル)を、T12トランス フェクション体のNS−O細胞(1×105個/ウェル)の存在下で24時間培 養し、培地中に放出されたIL−2を、IL−2特異的ELISA(PharMingen) により測定した。マウスIAd含有B細胞リンパ腫のA20−1.11 (1×105個/ウェル)にOVA323−339 20mMを適用して、抗原提 示の陽性対照とした[K.Kim et al.,J.Inlmunol.,122:549(1979)]。T12 細胞単独の培地ではIL−2は検出されなかった。結果は、他の2つのsc−I Ad/OVAトランスフェクション体で観察されたのと同様であった。 FIG.31Bに示されるように、NS−O細胞(トランスフェクションしていない) はDO11.10細胞を刺激できなかったが、一方sc−IAd/OVA融合遺 伝子でトランスフェクションした細胞は、DO11.10細胞からのIL−2の 放出を強力に促進した。IL−2分泌の程度は、OVAペプチドを適用したIAd 含有APCで見られたものに匹敵した。本結果により、OVAペプチドが、s c−IAd融合複合体内に適正に折り畳まれ、そして折り畳まれたOVAペプチ ドがIAdとの関係により、DO11.10細胞の表面上のTCRに認識された ことを証明した。実施例27 可溶性sc−IAd/ペプチド融合分子は、インビトロでT細胞応 答を誘導する。 可溶性IAdヘテロ二量体は、不安定であることが報告されている(Kozono,H .et al.,Nature 369,151(1994))。以下の結果は、IAd分子が、二量体を合 わせて一本鎖にすることにより安定化することを示した。他のMHC分子(例え ば、MHCクラスI、IE、DQ、DP又はDR分子)の安定化も、二量体又は その断片を合わせて一本鎖分子にすることにより達成することができる。 一本鎖IAdMHC分子の安定性を証明するために、及びOVAペプチドを他 のペプチドで置換可能であることを示すために、バキュロウイルス−昆虫細胞系 を使用して可溶性sc−IAd/ペプチド分子を産生した。作製したキメラ遺伝 子は、提示ペプチドを除いて一般にFIG.30と同一であった。例えば、キメラ遺 伝子は、共有結合したOVA323−339ペプチド(sc−IVAd/OVA )、HSV−1糖タンパクDからのペプチド(gD246−261)[APYS TLLPPELSETP](SEQ ID NO:124)[S.Grammer et al.,J.Immunol .,145:2249(1990)](sc−IAd/gD)、又はペプチドなし(sc−IAd /ブランク)のいずれかを含んでいた。各場合に、α鎖遺伝子のTM及び細胞質 ドメインをヒスチジンテール(6×His)をコードする配列で置 換して、可溶性発現を可能にした。sc−IAd融合遺伝子を有する組換えバキ ュロウイルスは、標準的な手順により作製し、次いでこれを使用してSF9昆虫 細胞を感染させた。感染細胞は、可溶性sc−IAd融合分子を分泌した;これ らは、IAd特異的酵素結合免疫吸着アッセイ(ELISA)により培地中で検 出できた。次にsc−IAd融合分子を免疫親和性クロマトグラフィーにより精 製した。 昆虫細胞をトランスフェクションし、かつsc−IAd融合分子を精製するた めに使用したプロトコールは、以下の通りであった:ヒンク(Hink's)のTMN− FH昆虫培地+10%ウシ胎児血清中のSF9細胞(1×106細胞/ml)を感 染多重度10でsc−IAd遺伝子を有するバキュロウイルスで感染させた。5 日後、培養上清を回収し、1MTrisでpH8.0に調整し、プロテインAセファロー スカラムを通した。次に未結合物質をMK−D6 mAbプロテインAセファロ ースカラムに適用した。カラムを20mM Tris−HCl(pH8.0)及び1M Na Cl、20mM Tris−HCl(pH8.0)で洗浄した。sc−IAd融合タンパク 質を、50mMグリシン−HCl(pH11.0)で溶出して、直ちにpH8.0まで 中和した。溶出タンパク質を濃縮して、セントリコン30(Centricon 30)を用い て20mM Tris−HCl(pH8.0)に交換した。捕捉mAbとしてM5/11 4及びプローブmAbとしてビオチン結合AMS−32.1(PharMingen)を使 用する、高感度IAdコンホメーション特異的ELISAにより、sc−IAd分 子を検出した。sc−IAdタンパク質をプロービングするために使用した他の mAb(34−5−4、39−10−8)は、PharMingenから入手した。完全フ ロイントアジュバントH37Ra中のOVA323−339 100μgを2回 注射したマウスからのポリクローナル抗血清を使用して、共有結合OVAペプチ ドを検出した。ポリクローナル抗血清の調製法に関する詳細なプロトコールにつ いては、Ausbel,前出を参照のこと。一般に、精製操作により、培地1リットル 当たりsc−IAd/ペプチド200〜300μgを得た。 FIG.32では、昆虫細胞が可溶性一本鎖MHCクラスII分子を産生したことを 示した。親和性カラム溶出液のSDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動 (SDS−PAGE)により、約50kDaの1本の主要なバンドが示された(FIG. 32、レーン2及び3)。可溶性sc−IAd/OVA(レーン3、5)及びs c−IAd/ブランク(レーン2及び4)タンパク質は、バキュロウイルス感染 SF9細胞により発現し、固定化抗IAdMK−D6 mAbを使用する免疫親和 性クロマトグラフィーにより精製した。試料を12% SDS−PAGEゲルで 解析して、クーマシーブルーで染色した(レーン1〜3)。分子量標準(レーン 1)を示した。sc−IAdタンパク質はまた、ナイロン膜に移行させて、OV A323−339ペプチドに特異的なマウス抗血清でプロービングした(ウェス タンブロット、レーン4及び5)。共有結合OVAペプチドは、完全フロイント アジュバントH37Ra中のOVA323−339を注射したマウスからのポリ クローナル抗血清を使用して検出した。 sc/IAdをグリコシル化して、結合ペプチドによる質量の差を示した。ウ ェスタンブロット分析により、sc−IAd/OVA試料中のOVA323−3 39ペプチドの存在を確認した(FIG.32、レーン5)。また、精製sc−IAd /OVA及びsc−IAd/ブランクタンパク質の両方とも、モノクローナル抗 体(mAb)(MK−D6、M5/114、AM5−32.1、39−10−8、 及び34−5−4)により認識された。これらのmAbは、未変性IAdのエピ トープを認識する。 FIG.33では、sc−IAd/OVA分子が、D11.10細胞からのIL− 2の用量依存的放出を誘導したことを示しており、これによりバキュロウイルス 産生分子の機能性が確認できた。D11.10細胞はまた、sc−IAd/OV A分子により刺激されるとIL−4を産生する。FIG.33ではまた、DO11. 10細胞が、sc−IAd/ブランク分子には応答しなかったことを示した。 一本鎖MHC融合分子が、OVA323−339以外の共有結合提示ペプチド を含んでよいことは明らかである。融合分子内のペプチドの適正な折り畳みをチ ェックするために使用する細胞の選択は、使用される特定の提示ペプチドにより 左右される。例えば、T細胞ハイブリドーマ細胞系のGD12は、IAd分子と の関係においてgD246−261ペプチドを認識する[例えば、S.Grammer et al.,J.Immunol.145:2249(1990)]。 一例として、GD12細胞を使用して、gDペプチドがsc−IAd融合複合 体中に適正に折り畳まれたこと、及びsc−IAd/gD分子がT細胞を活性化 したことを証明した。T細胞ハイブリドーマGD12は、固定化sc−IAd/ gDにはよく応答したが、sc−IAd/OVAには応答しなかった(FIG.34 A)。逆に、DO11.10細胞系は、sc−IAd/OVAペプチドにはよく 応答したが、sc−IAd/gDにはしなかった(FIG.34B)。これらの実験 において、GD12(gD246−261及びIAdに特異的)又はDO11. 10細胞は、sc−IAd/gD又はsc/IAd/OVAでコーティングしたウ ェルに、それぞれ個別に1×105個ずつ加えた。プレートは一晩インキュベー ションして、上清IL−2の量をELISAにより測定した。実施例28 空のsc−IAd融合複合体の構築及び使用 sc−IAd/ブランク分子は、OVA323−339提示ペプチドで装填す ることができることが判った。FIG.34Cに示されるように、装填された融合分 子は予想外に、sc−IAd/OVA融合分子よりも大きくDO11.10細胞 を活性化した。FIG.34Cは以下のように説明される: FIG.34C。固定化sc−IAd/ブランクタンパク質(500ng/ウェル)を 、クエン酸緩衝液(pH5.0)中で50モル過剰のOVA323−339ペプチ ドの非存在下(左側の棒)又は存在下(中央の棒)で37℃で20時間インキュベー ションした。固定化sc−IAd/OVAタンパク質(500ng/ウェル)は、抗 原提示に及ぼす結合条件の影響を測定するために、ペプチドを加えることなくイ ンキュベーションした(右側の棒)。未結合ペプチドの除去後、全てのsc−I Ad分子を、DO11.10細胞を活性化するその能力について試験した。 本発明の他の可溶性の空の一本鎖MHCクラスII複合体が、免疫系応答、例え ば、T細胞誘導及びサイトカイン放出を有効に調節することができることは明ら かである。例えば、可溶性MHC/Ig分子をコードするDNA(実施例4)は 、標準法により、対応する空のMHC/Ig分子をコードするDNAを産生する ため結合OVAペプチドなしに作製することができた。空の分子は、適切には 発現してから提示ペプチド(例えば、本明細書に記載されるOVAペプチド)で 装填することができた。T細胞を誘導する装填された可溶性MHC/Ig分子の 能力は、本明細書に記載されるT細胞活性化アッセイで観察することができた。実施例29 可溶性sc−IAd/ペプチド融合複合体は、T細胞を活性化し、 アポトーシスを誘導する。 DO11.10細胞を使用して、T細胞アポトーシスを誘導する可溶性sc− IAd融合分子の能力を試験した。上述の可溶性sc−IAd/OVA分子と共に 一晩インキュベーション後、DO11.10細胞は、核縮合、アポトーシス体の 出現及びオリゴヌクレオソームのバンドへのDNAの分解を含む、細胞形態の著 しい変化を示した(FIG.35、レーン4)。これらの変化は、アポトーシスに特 徴的である[P.Walker et al.,BioTechniques,15:1032(1993)]。同様な作用 は、抗TCR及び抗CD3 mAbと共にインキュベーションした細胞において 観察されたが、一方固定化sc−IAd/ブランクと共にインキュベーションし た細胞では細胞形態又はDNA分解に何も変化がなかった(FIG.35のレーン3 及び5を比較されたい)。 FIG.35は、以下のように説明される:DO11.10細胞を未処理ウェル中 、又は抗TCR mAb(H57−597、PharMingen)100ng/ウェル、若し くはsc−IAd分子250ng/ウェルでコーティングしたウェル中でインキュベ ーションした。24時間後、細胞(1.2×106個/試料)を回収して、Trint on X-100可溶性/DNAを単離した[P.Walker et al.,Bio Techniques,15:1 032(1993)]。試料を2%アガロースゲル電気泳動により解析して、臭化エチジ ウムで染色し、はしご状の染色体DNAを検出した。レーン2は、未処理DO1 1.10細胞に由来した。レーン1及び6には、DNA分子量マーカーを示した 。実施例30 可溶性sc−IAdMHC融合分子は、インビボでT細胞の拡大を 抑制する。 T細胞の活性化(例えば、T細胞の増殖におけるような)には少なくとも2つ のシグナルが必要である。TCRを介してT細胞に送達される単一のシグナル及 びMHCクラスII/ペプチド融合複合体は、T細胞を殺すか又はアネルギー化 する。可溶性sc−IAd/OVA融合分子は、インビボで加える同時刺激シグ ナルの非存在下では、選択的に抗原特異的T細胞を殺すことが判った。これらの 結果は、一本鎖MHC分子、特に一本鎖MHCクラスII分子が、インビボで免疫 系機能を抑制するのに充分に適していることを示した。また本結果は、一本鎖M HC分子が、同時刺激シグナルと共に細胞中で同時発現されると、又は一本鎖M HC分子が、適切な同時刺激シグナルが既に存在している細胞で発現されると、 免疫系機能を誘導できることを示した。 T細胞のクローンの拡大をインビボで抑制するために、本発明者らは、標準法 によりsc−IAd/OVA融合遺伝子を含むように改変できる、哺乳動物発現 ベクターpEE3を使用した。sc−IAd/OVA遺伝子の転写は、発現ベク ターのCMVプロモーターにより駆動した。BALB/cマウスは、プラスミド DNA(PBS中1mg/ml)100μgを後肢に筋肉内(IM)注射した。注射 は更に2回、14及び28日後に繰り返した。対照群には、0週目に生理食塩水 、そして2及び4週目にsc−IAd/ブランクをコードするプラスミド100 μgをIM注射した。 次に両方の群で、最終DNA接種の23及び30日後にOVA323−339 ペプチド(完全フロイントH37Raアジュバント中100μg/マウス)を尾 の基部に皮下注射した。1週間後、マウスを屠殺して、鼠蹊及び大動脈傍リンパ 節を回収した。リンパ節細胞懸濁液を調製して、ナイロンウール及びセファデッ クスG−10カラムでのインキュベーションにより抗原提示細胞を枯渇させて、 生じた精製T細胞集団を、OVA323−339ペプチドを適用したAPCと共 にインキュベーションした。BALB/cマウスからの脾臓B細胞をAPCとし た。これらの細胞をマイトマイシンC(4×106脾細胞/mlの懸濁液中5O〜1 00μg/ml)で固定して、B細胞の増殖を阻害し、充分に洗浄して、2×105 細胞/ウェルで、OVA323−339ペプチド(0〜50μg/ウェル)と共 に精製T細胞(2×105細胞/ウェル)に加えた。細胞を96ウェル丸底マイ クロタイタープレート中で37℃、5%CO2で4日間増殖させた。次にウェル にMTS(40μl/ウェル)(Promega)を4〜6時間適用し、次いで培養を終 了した。MTSの取り込みを、490での吸光度を測定することによ り求めたが、これはT細胞増殖の尺度である。 FIG.36A及びFIG.36Bには、注射したマウス及び対照マウスからの細胞を 使用するT細胞増殖アッセイの結果を示した。FIG.36Aにおいて、T細胞は、 sc−IAd/ブランクプラスミド(及び生理食塩水)のIM注射したマウスか ら単離した。FIG.36Bでは、マウスにsc−IAd/OVAプラスミドのIM 注射を行った。マウスにOVAペプチドで2回抗原投与して、1週間後リンパ節 からT細胞を単離した。OVA特異的T細胞増殖アッセイは、上述のように行っ た。sc−IAd/OVAプラスミドを注射したマウスから単離したT細胞は、 sc−IAd/ブランクプラスミドを注射した対照群から単離したものと比較し て、OVA特異的増殖の量が著しく低下した。これらの結果は、可溶性sc−I Ad/OVA分子の発現が、抗原特異的なT細胞のクローンの拡大をインビボで 抑制することを示すものであった。 可溶性一本鎖MHC分子(例えば、可溶性sc−MHCクラスIIペプチド融合 複合体又は可溶性の装填されたsc−MHCクラスII複合体)又はこれらの分子 をコードするDNA発現ベクターの投与は、哺乳動物、特にヒトにおける、抗原 特異的T細胞の望ましくない存在又は拡大に関わる免疫疾患を緩和する。例えば 、可溶性一本鎖MHC分子(例えば、可溶性sc−MHCクラスIIペプチド融合 複合体)又はこれらの分子をコードするDNA発現ベクターを、薬学的に受容可 能な担体物質(例えば、生理食塩水)と混合して、抗原特異的T細胞の望ましく ない存在又は拡大に関わる免疫疾患に罹患しているか又は罹患しやすい哺乳動物 (例えば、ヒト)に投与することができる。他の薬学的に受容可能な担体の例は よく知られている(例えば、Remington's Pharmaceutical Sciences,MackPub. Co.,Easton,PA,1980を参照のこと)。投与の1つの特定の様式は、筋肉内投 与であるが、他の様式を使用することもでき(例えば、経口、鼻内、静脈内、非 経口、又は経皮投与)、その様式は、その動物の治療すべき症状及び全般的な健 康状態に依存し、そして当業者には明らかであろう。可溶性一本鎖MHC融合分 子の用量もまた、免疫疾患のタイプ及び重篤度のような要因に依存して変化する が、一般的には抗原特異的T細胞のような免疫細胞のインビボの拡大を抑制する のに充分な用量である。典型的な用量範囲は、体重1kg当たり可溶性 MHCクラスII分子1ng〜10mgであろう。治療は、考えられる必要に応じて繰 り返すことができる(例えば、毎日)。 また、本発明の全て又はほとんどのMHC分子を有する細胞は、T細胞を抑制 又は誘導するのに充分な用量で哺乳動物に投与することができることが理解され るであろう。T細胞活性は、本明細書に記載されたアッセイにより検出すること ができる。 他の可溶性の装填された一本鎖MHC分子を使用して、抗原特異的T細胞の望 ましくない存在又は拡大をインビボで処置できることは明らかである。例えば、 約6〜30個までのアミノ酸の提示ペプチドは、少なくとも等モル比で適切な可 溶性の空の一本鎖MHC分子と混合して、対応する装填された分子を形成するこ とができる。次に装填された分子を薬学的に受容可能な担体と混合して、哺乳動 物(例えば、ヒト)に投与して、上述のような免疫系疾患を処置することができ る。実施例31 一本鎖MHC複合体を有するトランスジェニックマウスの作成及び 用途 本発明の任意の一本鎖MHC分子をコードする1つ以上の遺伝子を有するトラ ンスジェニックマウスを作成することができた。好適な一本鎖MHC分子の例と して、α又はβ鎖(又はその一部)に単一の膜貫通ドメインを有する一本鎖MH CクラスT1ペプチド融合分子、可溶性一本鎖MHCクラスIIペプチド融合分子 、及び溶解度を上昇させるために1つ以上の親水性アミノ酸(例えば、上記6× Hisタグ,前出)を有する一本鎖MHCクラスII分子をそれぞれ使用して、トラ ンスジェニックマウス種を作成することができた。このようなマウス種は、例え ば、抗原特異的T細胞の抑制又は拡大のための有用なインビボモデルとして役立 つ。更に、このようなトランスジェニック動物に由来する細胞を使用して、イン ビボで無限に増殖しながら、その分化した特徴の少なくとも幾つかを保持する、 不死細胞系を確立することができた。 可溶性一本鎖MHCクラスIIペプチド融合分子を有するトランスジェニックマ ウスを作製することができた。例えば、上記の可溶性sc−IAd/OVA又は sc−IAd/gD分子をコードするDNA構築物は、選択された細胞又は組 織に特異的なプロモーター及び/又はエンハンサーに結合して、生じたハイブリ ッド遺伝子を標準法により(例えば、参照により本明細書に組み込まれる、Leder et al.,米国特許第4,736,866号、Wagner et al.,米国特許第4,873,191号、及 びOhashi,The Immunologist,2,87-92に記載されているように)、初期発生段 階(例えば、受精した卵母細胞段階)で動物胚に導入して、選択された細胞又は 組織(例えば、T細胞又は神経外胚葉、内皮又は血管由来組織)中で上昇したレ ベルの目的の活性を発現するトランスジェニック動物を作製することができた。 導入遺伝子(transgene)陽性動物(創始者(founder)動物)を非トランスジェニ ック動物と交配して、導入遺伝子DNAの伝播に関して子孫(f1動物)をスク リーニングする。f1導入遺伝子陽性動物は、導入遺伝子DNAに関してヘミ接 合であり、ホモ接合のトランスジェニック動物は、適切な同胞交配により作製す ることができる。各創始者動物及びそのトランスジェニックな子孫は、同じ導入 遺伝子で確立した他のトランスジェニックマウスに比較してユニークである。マ ウスゲノムDNAへの導入遺伝子DNAの組み込みは、ランダムであり、組み込 みの部位は、導入遺伝子の発現のレベル、及び組織と発生のパターンに大いに影 響し得る。したがって、多くのトランスジェニックマウス系を確立して、最も適 切な発現パターンの動物の選択についてスクリーニングする。 トランスジェニック系は、導入遺伝子発現のレベル及び本明細書に記載された T細胞アッセイにより評価した。RNAレベルの発現は、初めに発現陽性動物を 同定して定量するために測定した。導入遺伝子RNAテンプレートのみを増幅す るように設計されたオリゴヌクレオシドプライマーを用いるPCR増幅アッセイ 、及び導入遺伝子特異的プローブを用いる溶液ハイブリダイゼーションアッセイ (例えば、Ausbel et al.,前出を参照のこと)を含む、RNA解析の標準法を 利用した。次にRNA陽性動物は、例えば、IAd又はOVA特異的抗体を使用 するウェスタン免疫ブロットにより、タンパク質発現に関して解析した(例えば 、Ausubel et al.,前出を参照のこと)。更に、それぞれ、導入遺伝子特異的ヌ クレオチドプローブ及び抗体を用いるインサイチューハイブリダイゼーション及 び免疫組織化学を適切には利用して、トランスジェニック組織内の発現の部位の 位 置を特定することができた。 本明細書に記載された方法により、選択されたトランスジェニックマウス種に おいてOVA又はgD特異的T細胞の活性を低下させることが可能である。使用 されるDNAの形態は、使用される動物種と類似したMHC分子をコードするD NAであってもよく、又は異なる種(例えば、ヒト)の相同体をコードしてもよ い。トランスジェニック動物におけるT細胞のレベルは、本明細書に記載された T細胞アッセイにより評価することができた。 「導入遺伝子(trans gene)」とは、そのトランスジェニックマウスには完全 に異種(即ち、外来)であり、かつマウスゲノム中に挿入されるDNAを意味す るものと理解されたい。 また、「プロモーター」とは、転写酵素複合体が結合して、次に遺伝子の転写 を開始させる、DNAのセグメントを意味するものと理解されたい。トランスジ ェニックマウスの作成には、好適なプロモーターは、IAdプロモーター及びラ ットのインスリンプロモーター(Ohashi et al.,Cell 65,305-317(1991)によ り報告された)を含む。 本発明は、その好適な実施態様を参照して記載されている。しかし、当業者で あれば、本開示を考察することにより、本発明の精神と範囲内で修飾及び改善を 加えることができる。
【手続補正書】 【提出日】平成10年10月19日(1998.10.19) 【補正内容】 I.特許請求の範囲の欄 別紙のとおり補正する。 II.明細書の欄 (1)明細書第33頁第9行の「リウマチなど」を「リウマチ、重症筋無力症、 慢性アレルギーなど」と補正する。 (2)同第35頁第12から13行の「アレルギー、並びに多発性硬化症、イン スリン依存性糖尿病及び慢性関節リウマチのような自己免疫疾患」を、「多 発性硬化症、インスリン依存性糖尿病、慢性関節リウマチ、重症筋無力症、 慢性アレルギーのようなアレルギーおよび自己免疫疾患」と補正する。 (3)同第37頁下から7〜6行目の「(例えば、経口又は経皮投与)」を「(例 えば、経口、経皮、または鼻内投与)」と補正する。 (4)同第38頁最下行〜39頁第1行の「トランスジェニックマウス」を「ト ランスジェニック非ヒト動物、例えば、トランスジェニックマウス」と補正 する。 (別紙) 請求の範囲 1. ペプチド結合溝を有する一本鎖MHC分子を含む、空のMHC複合体。 2. MHC複合体がクラスIIであり、かつ分子のα及びβ鎖が共有結合してい る、請求項1記載のMHC複合体。 3. 複合体が、連続して共有結合した、1)クラスIIβ鎖、2)一本鎖リンカ ー配列、及び3)クラスIIα鎖を含む、請求項2記載のMHC複合体。 4. 複合体が可溶性である、請求項1記載のMHC複合体。 5. 複合体が、装填された一本鎖MHC複合体を形成する条件下で、提示ペプ チドにより接触している、請求項1〜4のいずれか1項記載のMHC複合体。 6. 膜貫通ドメインを含む装填されたMHC複合体であって、ペプチド結合溝 を含む空のMHC分子、及びペプチド結合溝に非共有的に結合して装填されたM HC複合体を形成する提示ペプチドを含み、ここで、装填されたMHC複合体は T細胞の活性を調節することができる、装填されたMHC複合体。 7. 請求項1〜6のいずれか1項記載の2つ以上の結合MHC複合体を含む、 多価MHC複合体。 8. T細胞の活性を調節することができる提示ペプチドの同定方法であって、 宿主細胞中に、請求項2記載のMHC複合体をコードするDNA構築物をそれ ぞれ含有するクローニングベクターを導入すること、 宿主細胞を、MHC複合体の発現に適切な条件下で培養すること、 MHC複合体を発現する宿主細胞からMHC複合体を精製すること、そしてM HC複合体を、装填されたMHC複合体を形成するのに充分に提示ペプチドと接 触させること、 T細胞活性を調節するために、T細胞を、装填されたMHC複合体と接触させ ること;及び T細胞の活性を調節し、それによってペプチドを同定すること、 を含む方法。 9. 請求項1〜7のいずれか1項記載のMHC複合体をコードするDNA構築 物。 10. 有効量の請求項5記載の装填されたMHC複合体を含む、哺乳動物にお ける免疫応答の抑制のための組成物。 11. T細胞を、有効量の請求項1〜5のいずれか1項記載のMHC複合体と 接触させることを含む、T細胞にアポトーシスを誘導する方法。 12. MHCクラスII−ペプチド融合複合体であって、 MHCクラスII分子のα及びβ鎖が共有結合している、一本鎖MHCクラスII 分子;及び MHCクラスII分子のペプチド結合溝に共有結合している提示ペプチド、 を含み、ここで、融合複合体は、T細胞の活性を調節することができる、MHC クラスII−ペプチド融合複合体。 13. 請求項13記載の融合複合体をコードするDNA構築物。 14. 請求項14記載のDNA構築物を含むDNA配列の、哺乳動物における 免疫応答の抑制剤の調製における使用。 15. 請求項13記載のMHCクラス−IIペプチド融合複合体であって、細胞 膜に結合している複合体をコードするDNA構築物の、哺乳動物における免疫応 答の誘導剤の調製における使用。 16. 請求項13記載の融合複合体を発現する宿主細胞の選択方法であって、 宿主細胞中に、請求項13記載の融合複合体をコードするDNA構築物をそれ ぞれ含有するクローニングベクターを導入すること、 宿主細胞を、MHC複合体の発現に適切な条件下で培養すること;及び 融合複合体を発現する宿主細胞を精製すること、 を含む方法。 17. T細胞同時刺激因子及び請求項13記載の融合複合体を発現する宿主細 胞の選択方法であって: 宿主細胞中に、クローニングベクターであって、そのベクターがそれぞれT細 胞同時刺激因子及び請求項13記載の融合複合体を独立に又は一緒にコードする DNA構築物を含有するクローニングベクターを導入すること、 宿主細胞を、T細胞同時刺激因子と融合複合体の両方を発現する条件下で培養 すること;そして T細胞同時刺激因子と融合複合体の両方を発現する宿主細胞を精製すること、 を含む方法。 18. 請求項17で得ることができる細胞の、哺乳動物における免疫応答の抑 制剤の調製における使用。 19. 請求項18で得ることができる細胞の、哺乳動物における免疫応答の誘 導剤の調製における使用。 20. 請求項1〜7又は13のいずれか1項記載のMHCクラスII複合体をコ ードする導入遺伝子を含むトランスジェニック非ヒト動物であって、ここで、導 入遺伝子が哺乳動物遺伝子プロモーターの転写制御下にあるトランスジェニック 非ヒト動物。 21. T細胞を請求項6記載のMHC複合体と接触させることを含む、T細胞 の誘導方法。
───────────────────────────────────────────────────── 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) A61K 48/00 A61P 3/10 A61P 3/10 21/04 21/04 25/28 25/28 29/00 29/00 37/06 37/06 37/08 37/08 43/00 43/00 C07K 14/74 C07K 14/74 19/00 19/00 C12Q 1/02 C12N 5/10 C12N 5/00 B C12Q 1/02 A61K 37/02 (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L U,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF ,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE, SN,TD,TG),AP(KE,LS,MW,SD,S Z,UG),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD ,RU,TJ,TM),AL,AM,AT,AU,AZ ,BA,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN, CU,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,GB,G E,HU,IL,IS,JP,KE,KG,KP,KR ,KZ,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV, MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ,P L,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI,SK ,TJ,TM,TR,TT,UA,UG,US,UZ, VN (72)発明者 ジァオ,ジン―アン アメリカ合衆国、フロリダ 33326、フォ ート・ローダーデール、ウェスト・ベイ・ ブリッジ・ドライブ 121 (72)発明者 バークハート,マーチン アメリカ合衆国、フロリダ 33138、マイ アミ、エヌ・イー・75ティーエイチ・スト リート 950 (72)発明者 ウォン,ヒン・シー アメリカ合衆国、フロリダ 33332、フォ ート・ローダーデール、ウェントワース 2966

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1. ペプチド結合溝を有する一本鎖MHC分子を含む、空のMHC複合体。 2. MHC複合体が、クラスIIであり、かつ分子のα及びβ鎖が、共有結合し ている、請求項1記載のMHC複合体。 3. 複合体が、連続して共有結合した、1)クラスIIβ鎖、2)一本鎖リンカ ー配列、及び3)クラスIIα鎖を含む、請求項2記載のMHC複合体。 4. 1)又は3)の鎖が、膜貫通ドメイン及び細胞質ドメイン、又はその一部 を欠いている、請求項3記載のMHC複合体。 5. 1)及び3)の鎖が、膜貫通ドメイン及び細胞質ドメイン、又はその一部 を欠いている、請求項3記載のMHC複合体。 6. 一本鎖リンカー配列が、約15〜40個のアミノ酸を含有する、請求項3 記載のMHC複合体。 7. 複合体が、装填された一本鎖MHC複合体を形成する条件下で、提示ペプ チドに接触している、請求項3記載のMHC複合体。 8. 膜貫通ドメインを含む装填されたMHC複合体であって、ペプチド結合溝 を含む空のMHC分子、及びペプチド結合溝に非共有結合して、装填されたMH C複合体を形成する提示ペプチドを含み、ここで、装填されたMHC複合体は、 T細胞の活性を調節することができる装填されたMHC複合体。 9. 提示ペプチドが、約6〜30個のアミノ酸を含有する、請求項7記載のM HC複合体。 10. リンカー配列が、MHC複合体のN末端に共有結合している、請求項3 記載のMHC複合体。 11. リンカー配列が、切断部位を含み、かつ約8〜12個のアミノ酸を含有 する、請求項3記載のMHC複合体。 12. 複合体が、更に複合体のN−又はC末端に付加される1つ以上のアミノ 酸を含む、請求項4記載のMHC複合体。 13. アミノ酸が、親水性であるか、又は膜アンカーをコードする、請求項1 2記載のMHC複合体。 14. 請求項1記載の2つ以上の結合MHC複合体を含む、多価MHC複合体 。 15. β及びα鎖が、それぞれ、IE、IA、DR、DQ及びDPタンパク質 よりなる群から選択される、請求項3記載のMHC複合体。 16. T細胞の活性を調節することができる提示ペプチドの同定方法であって 、 宿主細胞中に、請求項2記載のMHC複合体をコードするDNA構築物をそ れぞれ含有するクローニングベクターを導入すること、 宿主細胞を、MHC複合体の発現に適切な条件下で培養すること、 MHC複合体を発現する宿主細胞からMHC複合体を精製すること、そしてM HC複合体を、装填されたMHC複合体を形成するのに充分に提示ペプチドと接 触させること、 T細胞活性を調節するために、T細胞を、装填されたMHC複合体と接触させ ること;及び T細胞の活性を調節すること、それによって提示ペプチドを同定すること、を 含む方法。 17. 更に、それぞれ空のMHC複合体をコードする複数のDNA配列を連結 し、それによってDNA構築物を与えることを含む、請求項16記載の方法。 18. 装填されるとT細胞受容体に拮抗することができる空のMHC複合体を 発現する宿主細胞が選択される、請求項16記載の方法。 19. 請求項3、4又は5記載のMHC複合体をコードするDNA構築物。 20. 更に、Kozakコンセンサス配列に対応する翻訳開始配列を含む、請求項 19記載のDNA構築物。 21. MHC複合体をコードする遺伝子が、哺乳動物ウイルス遺伝子プロモー ターの転写制御下にある、請求項20記載のDNA構築物。 22. 有効量の請求項7記載の装填されたMHC複合体を哺乳動物に投与する ことを含む、哺乳動物における免疫応答の抑制方法。 23. 哺乳動物が、自己免疫疾患に罹患しているか、又は罹患しやすい、請求 項22記載の方法。 24. 自己免疫疾患が、多発性硬化症、インスリン依存性糖尿病、慢性関節リ ウマチ、重症筋無力症又は慢性アレルギーのいずれかである、請求項23記載の 方法。 25. T細胞を、有効量の請求項3又は7記載のMHC複合体と接触させるこ とを含む、T細胞にアポトーシスを誘導する方法。 26. MHCクラスII−ペプチド融合複合体であって、 MHCクラスII分子のα及びβ鎖が、共有結合している、一本鎖MHCクラス II分子;及び MHCクラスII分子のペプチド結合溝に共有結合している提示ペプチド、を含 み、ここで、融合複合体は、T細胞の活性を調節することができるMHCクラス II−ペプチド融合複合体。 27. 複合体が可溶性である、請求項26記載の融合複合体。 28. 請求項27記載の融合複合体をコードするDNA構築物。 29. 請求項28記載のDNA構築物を含む有効量のDNA配列を哺乳動物に 投与することを含む、哺乳動物における免疫応答の抑制方法。 30. DNA配列が筋肉内投与される、請求項29記載の方法。 31. DNA配列が、皮内、経皮、経口又は鼻内投与される、請求項29記載 の方法。 32. 複合体が細胞膜に結合している、請求項26記載の融合複合体。 33. 複合体がα又はβ鎖に単一の膜貫通ドメインを含む、請求項32記載の 融合複合体。 34. 請求項32又は33記載の融合複合体をコードするDNA構築物。 35. 請求項34記載のDNA構築物を含む有効量のDNA配列を哺乳動物に 投与することを含む、哺乳動物における免疫応答の誘導方法。 36. DNA配列が皮内投与される、請求項35記載の方法。 37. DNA配列が、筋肉内、経皮、経口又は鼻内投与される、請求項35記 載の方法。 38. 請求項33記載の融合複合体を発現する宿主細胞の選択方法であって、 宿主細胞中に、請求項33記載の融合複合体をコードするDNA構築物をそれ ぞれ含有するクローニングベクターを導入すること、 宿主細胞を、MHC複合体の発現に適切な条件下で培養すること;及び 融合複合体を発現する宿主細胞を精製すること、 を含む方法。 39. 宿主細胞が、細胞表面上の1つ以上のT細胞同時刺激因子を欠いている 、請求項38記載の方法。 40. T細胞同時刺激因子及び請求項33記載の融合複合体を発現する宿主細 胞の選択方法であって: 宿主細胞中に、クローニングベクターであって、そのベクターがそれぞれT細 胞同時刺激因子及び請求項33記載の融合複合体を独立に又は一緒にコードする DNA構築物を含有するクローニングベクターを導入すること、 宿主細胞を、T細胞同時刺激因子と融合複合体の両方を発現する条件下で培養 すること;そして T細胞同時刺激因子と融合複合体の両方を発現する宿主細胞を精製すること、 を含む方法。 41. 請求項38又は39記載の方法により産生される宿主細胞。 42. 請求項40記載の方法により産生される宿主細胞。 43. 有効量の請求項41記載の宿主細胞を哺乳動物に投与することを含む、 哺乳動物における免疫応答の抑制方法。 44. 有効量の請求項42記載の細胞を哺乳動物に投与することを含む、哺乳 動物における免疫応答の誘導方法。 45. 哺乳動物が、自己免疫疾患又は慢性アレルギーに罹患しているか、又は 罹患しやすい、請求項29又は43記載の方法。 46. 自己免疫疾患が、多発性硬化症、慢性関節リウマチ、重症筋無力症、イ ンスリン依存性糖尿病のいずれかである、請求項45記載の方法。 47.哺乳動物が、免疫無防備状態であるか、又はそうなりやすい、請求項44 記載の方法。 48. 免疫無防備状態の哺乳動物が、ウイルス感染又は化学療法に曝露されて きている、請求項47記載の方法。 49. 請求項3又は26記載のMHCクラスII複合体をコードする導入遺伝子 を含むトランスジェニック非ヒト動物であって、ここで、導入遺伝子が哺乳動物 遺伝子プロモーターの転写制御下にあるトランスジェニック非ヒト動物。 50. 動物における導入遺伝子の発現がT細胞の活性を調節する、請求項49 記載の動物。 51. T細胞がヘルパーT細胞である、請求項49記載の動物。 52. T細胞を請求項7記載のMHC複合体と接触させることを含む、T細胞 の誘導方法。
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