JPH04501654A - 天然型hiv gp160の製造方法 - Google Patents

天然型hiv gp160の製造方法

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JPH04501654A JP1508913A JP50891389A JPH04501654A JP H04501654 A JPH04501654 A JP H04501654A JP 1508913 A JP1508913 A JP 1508913A JP 50891389 A JP50891389 A JP 50891389A JP H04501654 A JPH04501654 A JP H04501654A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 HIV GP160ノ’ 本明細書に記載の発明は、National Cancer In5titut e。
Department of Health and Human 5ervi ces Contract No。
N0I−CP−67694の下に実施された研究の間になされたものである。
光j目とLL 本発明は後天性免疫不全症候群(AIDS)の病原体であるヒト免疫不全ウィル ス(旧V)の天然型(native)gp160の製造に係わる。
ヒト免疫不全ウィルス(I(IV)は現在では後天性免疫不全症候群(AIDS )の病原体であることが十分に立証されている。
このウィルスはCD4抗原を有する細胞に対して向性を示し、且つヘルパー−イ ンデューサー(T4)細胞に大きな細胞変性効果を及ぼす、 1(IVのエンベ ロー1遺伝子産物はgpieo前駆体分子として合成され、この産物は更に外側 エンベロープタンパク質gp120及びトランスメンブランタンパク質gp41 となる。 gp160とより小さいタンパク質gp120及びgp41との間の 前駆体/生成物の関係は、これら3種類のタンパク質のアミノ酸配列と同様に、 現在では文献で十分に説明されている[^11anら、5cience、228 :1091−1094(1985)及びVeroneseら、5cience、 229:1402−1405(1985)]、外側糖タンパク質gp120は、 ウィルス細胞の融合及び該ウィルスによって誘起される巨細胞の形成という初期 段階で、感染し易い細胞のCD4分子に結合する[Dalgleishら、Na ture、312ニア63−766]。
細胞表面受容体認識及び細胞融合における役割の他に、HIVのgp120及び g941はIIIVに感染した個体内での免疫認識の主ターゲットとなる。その ため、これらのタンパク質はウィルス中和の研究及びワクチンの開発において特 別の注目を浴びてきた0組換えDNA法によって発現したgp120の大セグメ ント、又はIIIV感染細胞から精製した天然型gp12Gは、動物体内で主に 型特異的(type−speeif ie)中和抗体を発生させることが判明し ている。また、バキュロウィルスベクターを保有する昆虫細胞中で発現したHI Vエンベロープ前駆体タンパク質gp160は、ヤギ体内で強方な型特異的免疫 反応を引き起こした(Ruscheら、PNAS US^、84:6924−6 928(1987)]。
成る種の細胞系をHIVに感染させて、感染した細胞を完全ウィルスを継続的に 産生ずる産生体として確立させる方法は米国特許第4,652,599号に開示 されている0本発明の細胞系感染方法及び旧V変株も既に開示されている[Ge tchellら、 J、Cl1n、Microbiol、 23ニア37−74 2(1986)]。
しかしながら、これらの事項だけでは、HIV糖タンパク質gp180を天」1 工」15工で産生できる方法は確立されなかった。天然型gp160は通常、g ptzo及びgp41に分解される。細胞培養培地又は溶解ウィルスから得られ るエンベロープタンパク質はgp120及びgp41である。従って、gp16 0を天然型形態で製造できるというのは実に驚異的なことである。
糖タンパク質gp160はこれまで組換え法によってのみ製造されてきた。しか しながら、組換えgp160は特にグリコジル化に関して天然型gp160とは 異なる。これらの相異は、特にウィルスに対する中和抗体の開発にとって欠かせ ないウィルスの向性及びハーバ−(harbor)エピトープがHIVのエンベ ロープ糖タンパク質によって決定されるという理由から、HIVワクチンの研究 では極めて重大な意味をもつことになる。
光m 本発明の目的の1つは、HTLV−III−s+に慢性的に感染させると機能的 に完全なウィルス糖タンパク質gptsoを細胞外培地中に放出する無想のHU T78細胞クローンを提供することにある。
本発明の別の目的は、細胞系がgp160を天然型形態で培地中に放出するよう な条件で、無血清培地で増殖した無限増殖性細胞系を提供することにある。
本発明の更に別の目的は、HIVの完全gp160を天然型形態で提供すること にある。
これらの目的及び他の目的並びに本発明の利点は、感染細胞系8D5.3.を無 血清培地で増殖し、細胞によって培地中に放出された天然型gpisoを単離す ることによって達成される。
1里ffl 第1図(レーン1)はレンズ豆レクチンセファロースから溶離した糖タンパク質 の5OS−PAにEプロフィルを示している。
レーン2はクーマシーブルーで染色した精製gptaoを示している。
第2図は605<s+細胞によるIIIV特異的タンパク質の放出を示している 。パネルA:FCS中で増殖した細胞からの培地;パネルB :1(BIOI中 で増殖した細胞からの培地;レーン1:HIV陽性ヒト血清;lz−ン2:ウサ ギ抗FITLV−IIIs gp41 ; L/−ン3:ウサギ抗121ペプチ ド(Centocore) ;レーン4:ヤギ抗HTLV−111−gp120  ; レ−ン5 : 正常h )血清;レーン6+正常ウサギ血清;レーン7: 正常ヤギ血清。
第3図はHTLV−1114s +糖タンパク質によるHIV誘導誘導シンクチ ウム形成害を示している。 CEM細胞は後述のようにMo1t−3/ [IT LV−IIl、細胞と共に培養した。細胞の写真は48時間後に撮った7ウイル ス糖タンパク質の効果を調べるために、前記共培養に先立ってCEM細胞をタン パク質と共に予め1時間インキュベートした。パネルA:未処理CEM細胞:t < * ルB :CEM[胞+ Not t−3/ HTLV−IIIm細胞; パネルC2非感染6D5細胞培養物からの糖タンパク質で予め処理したCEN細 胞;パネルD:6D5<i、$8タンパク質で予め処理したOEM細胞。 第4 図はCD4とgp、120及びgp160との結合を示している。
3SS−メチオニンでa識した6D545.培養物のならし培地を2000xg の遠心分離で清澄化し、次いで0.45uフイルターで沢過し、た、この培地1 /21を後述のように総量21でCEMs。
細胞と共にインキュベートした。結合タンパク質を0KT4抗体で免疫沈降させ た。レーン1 : 0.5x 10’個の細胞;レーン2:1xlO’個の細胞 ;レーン3:2xlO’個の細胞;レーン4:5xlO’個の細胞;レーン5  : 10x 10’個の細胞;レーン6 : 20x 10’個の細胞。
しい 、 の;■ 11UT78細胞の単一の細胞クローンをヒト免疫不全ウィルス1型(旧v−1 )に感染させ、それによって感染細胞系をウィルスの継続的産生体にした。クロ ーン6D5は、Getchellら。
シ、C! in、Mierobiol 、 、23ニア37−742(1986 )に記載のように、111V−H::慢性的ニ感染し易イ、クローン6D5をH IV−1、HTLV−1114、lの特異的株に感染させて感染細胞系6D54 slを形成する0次いで、6D5.、、細胞をペレット化し且つ無血清培地(例 えばDu Pont社から市販されているIIBIOI培地)中に再懸濁さする ことによって、前記感染細胞系を無血清培地で増殖させる0本発明の実施では、 やはりDu Pont社から市販されている無血清培地HB104も使用し得る 。
糖タンパク質gp160は、無血清培地を使用した時にだけ培地中の他のタンパ ク質から分離することができる。血清含有培地を用いた場合には、gp160を 他の培地成分から分離することはできない。
好ましい実施態様では、HBIOI培地がトランスフェリン、インスリン及びウ シ血清アルブミンのような増殖サブルメントも含む、細胞の増殖を促進するため に、細胞の継代培養を4日置きに行った。605451細胞は2〜3世代にわた って増殖させた。培地中に放出された旧Vタンパク質の量は、細胞外逆転写酵素 活性による測定では、血清含有培地より無血清培地の方が4倍近く多かった。感 染細胞の培養培地中の逆転写酵素(RT)を、Po1eszら、PNAS US A、7フ:7415−7419(1980)に記載のように、プライマー鋳型と して(dT)〜15・(^)nを用いて分析した。
糖タンパク質源としては細胞非含有培地を使用した。この培地を、pH7,5の リン酸ナトリウムと0.5%のTriton X−100と0.1mNのフッ化 フェニルメチルスルホニルと400dの塩化ナトリウムとで20mMに調整した 。室温で1時間インキュベートした後、この培地をMillipore社市販の Pe1liconカセツトシステムで30倍の濃度に濃縮した。この培地サブル メントから誘導された外来タンパク質を、無血清培地の増殖サブルメント中、該 タンパク質に対するヤギ抗体を結合したセファロースを用いるイムノアフィニテ ィー吸着(−晩)によって前記濃縮物から除去した。前記ヤギ抗体に結合したタ ンパク質を除去し、非結合物質をレクチンアフィニティーカラム、好ましくはレ クチン−セファロースカラム(Phar+sac ia)に通した。好ましくは レンズ豆レクチンカラムを使用するが、マンノースを認識する他のレクチン、例 えばコンカナバリン−^を使用してもよい、リン酸緩衝塩水(PBS)で洗浄し た後、カラムを400mMのα−メチルマンノシドで溶離してウィルス糖タンパ ク質を取り出した。カラムの溶離にはメチルマンノシドを使用するのが好ましい が、アフィニティーカラム内のレクチンと競合する任意のマンノース、ピラノシ ド又はサツカライドを使用することもできる。第1図(レーン1)はレンズ豆レ クチンーセファロースから溶離した糖タンパク質の5DS−PAGEプロフィル を示している。試料中の顕著な糖タンパク質は120及び160kDタンパク質 であった。これらのタンパク質はまた、イムノプロット中でHIV−1抗体陽性 ヒト血清と強く反応した。 HTLV−111451糖タンパク質のイムノプロ ット分析は公知の方法、例えばSarngadharanら、5cience  224:506−508(1984)に記載の方法で行う、基本的には、タンパ ク質を7%5OS−ポリアクリルアミドゲルにかけ、ニトロセルロースストリッ プ(市販のもの)に移動させる0次いでこのニトロセルロースストリップを適当 な抗体で処理し、プロットをペルオキシダーゼ結合第2抗体で更に処理する。前 記ストリップをジアミノベンジジンと反応させることによってバンドを可視化す る。
111V−1の[941タンパク質に対するモノクローナル抗体を用いるイムノ アフィニティークロマトグラフィーにより、レンズ豆レクチンセファロースカラ ムから溶離した糖タンパク質の混合物からgp160を精製した。標準的方法で 、部分的に精製したHTLV−I11ns+糖タンパク質を用いてモノク鮭 ローナル抗体を作成した。この抗体のイムノグロブリンフラクションを製造業者 (Pharmacia)によって指示された方法でセファロースに結合させた。
レンズ豆レクチンセファロースカラムからの溶出液(eluate)を、0.5 %のTriton X−100とINの塩化カリウムと0.1m14のPMSF とを含む20−HのpH8,5ノ) !J X−HCl中で抗HIV−1gp4 1セフ y o −スを用いて4℃で平衡化した0次いでセファロースをカラム に詰め、PBSで洗浄し、結合タンパク質を100MMの重炭酸ナトリウムで溶 離した。 HTLV−III4s+ pg160はほぼ均質な状態でカラムから 溶離された。第1図(レーン2)は5D5−PAGEによって分離し且つクーマ シーブルーで染色した精製gP160を示している。
本発明の方法で製造した糖タンパク質gP160及びその誘導体は、一般的なや り方で、免疫療法及び/又は免疫診断の方法及び組成物に使用し得る。その場合 の治療方法及び使用量は当業者には明らかであり、既存の方法から選択し得る0 例えば、本発明の方法で製造したgpteoはELIS^アッセイで適切な診断 を行うのに有効な量で医薬的に許容し得るアジュバントと組合わせることができ る。
以上、本発明の好ましい実施態様を説明してきたが、本発明はこれには限定され ない。
本発明がより良く理解されるように、以下に実施例を挙げる。但し、これらの実 施例は非限定的なものであり本発明の範囲を規定するものではないと理解された い。
えILL !JLLL 2千万個の605<s+細胞を、5%の標準量のメチオニンと1−C1の3sS −メチオニンと5%の透析した■101サプルメントとを含む10−IのHBI OI無血清培地中で15時間処理して標識した。細胞非含有の上澄みを0.45 ミクロンフィルターでヂ過し、濃縮し、0.5%のTriton X−100, 500mMの塩化ナトリウム及び1論Hのフッ化フェニルメチルスルホニルで処 理した。室温で1時間放置した後、可溶化した前記培地を、0.5%のTrit on X−100と1%のデオキシコレートと0.1%のドデシル硫酸ナトリウ トムとを含む等容量のPBS(PBS−TDS)と混合しり、コノ混合物1ml を101Jlノ抗HIV血清及び15h+ノ10%プロティンー^セファロース と共に一晩インキユベートした。セファロースをベレット化し、PBS−TDS で4回洗浄し、1%SOS、1%β−メルカプトエタノール及び125MM ) リス−HCl<pH6,8)と共に2分間沸騰させた。この可溶化した標識タン パク質を7.5%SOSポリアクリルアミドゲルで分離し、Veroneseら 、5cience 229:1402−1405(1985)に記載の方法でオ ートラジオグラフィーにかけた。第2図は培養培地中の別個の免疫反応タンパク 質生成物としてのgp180を示している。
犬1jLL 無血清培地で増殖させた605451細胞の細胞外培地中のウィルスタンパク質 を、前述のごと<35S−メチオニンで代謝標識することによって分析した。放 出された放射性タンパク質を、HIV−1血清学的陽性ヒト血清か又はHTLV −III。
gp120もしくはgp41に特異的な抗体のいずれかで免疫沈降させた。主要 コアタンパク質(p24)と約120kD及び160kDの2種類のタンパク質 の他に、HIV−1陽性ヒト血清が沈降した。
HTLV−111−gp120G::対するヤギ抗体は120kD及び160k Dタンパク質の両方を沈降させた。これは、これらのタンパク質がgp120の 免疫反応領域を含むことを示唆する。一方、ウサギ抗gp4tは160kDタン パク質だけしか免疫沈降させなかった。これらの結果は、160kDタンパク質 がHIVのgplZo領域及びgp41領域の両方を有するのに対し、120k Dタンパク質はHIVのgp120エピトープしか含まないことを意味する。
火11工 本発明の方法で製造した天然型120及び160kD糖タンパク質の特性を、更 に、HTLV−111s gp120及びgp41ニ特異的な抗体に対する反応 によって分析した。そのために、タンパク質を5OS−PAGEで分離し、ニト ロセルロースストリップに移動させ、HTLV−IIIs gp120及びgp 41に特異的な抗体で処理した。 120kDタンパク質及び160kDタンパ ク質は両方とも[IIV−1陽性血清及びヤギ抗gp120ト反応した。HTL V−111,gp41に対する抗体と反応したのは89160kDタンパク質だ けであった。使用した2つのgp120に対するモノクローナル抗体のうち前記 タンパク質の両方と反応したのは1つだけであった。これは、前記モノクローナ ル抗体がHIVの異なる単離物と型特異的に反応することを意味する。
えU先 HIV−1感染の主ターゲットはCD4細胞表面マーカーを有するTリンパ球の ヘルパー/インデューサーサブセットであるが、ウィルスが感染し易いターゲッ ト細胞に感染する実際のメカニズムはまだ解明の緒についたばかりである。
CD4抗原の成る種のエピトープに対するモノクローナル抗体はウィルス感染を 阻止し且つCD4及びgptzoの複合体を免疫沈降させ得ることが判明した。
これは、gptzoとCD4との間の主要な相互作用がHIV−1の感染プロセ スを開始させることを示唆するものと考えられる。ウィルス感染の結果の1つは 、細胞融合によって生じる多核巨細胞の形成である。
CEM細胞のクローンは、HIV−1感染細胞系と混合するとシンジチアの迅速 且つ定量的な形成を示すことが判明した[Mathewsら、PNAS、US人 84:5424−5428(1987)]、この種のシンジチア形成はしばしば 、ウィルス感染時のgptzo−CD4相互作用の尺度として使用される。 H TLV−IIl、、糖タンパク質がCEM細胞の[1TLV−II11誘導融合 を妨害する能力を測定すべく、ターゲットCEM細胞を、Mo1t−3/HTL V−III−細胞と混合する前に、部分的に精製した糖タンパク質調製物と共に 36時間インキュベートした。 CEM細胞を非感染6D5細胞からの糖タンパ ク質調製物と共に予めインキュベートしてもシンジチア形成には影響なかった( 第3C図)、これに対し、CEM細胞をHTLV−I114s+糖タンパク質調 製物で予め処理すると、■TLY−IIIs/Mo1t−3細胞によって誘起さ れるシンジチア形成が完全に阻止された(第3D図)、これは、ウィルス糖タン パク質がターゲットIII胞上のCD4抗原と選択的に結合し得、その結果旧V −1感染細胞による感染を阻止することを示唆するものである。
ヒト血清で免疫沈降させると、ならし培地の高速遠心分離後に、ウィルス糖タン パク質の90%以上が可溶性状態で見出された。 HTLV−I11=s+糖タ ンパク質とCD4分子との相互作用を更に、CEM細胞への標識gp120及び gp160の特異的結合によって調べた。そのために、3SS−メチオニン標識 605451からの細胞非含有上澄みを、細胞数を増やしながら、CEM細胞と 共にインキュベートした。細胞をPBSで洗浄した後、細胞上の結合111V糖 タンパク質−C[14複合体を前述のごとき界面活性剤だけで可溶化した。可溶 化した抽出物をCD4分子に対する2つのモノクローナル抗体で免疫沈降させた 。これらのHIV糖タンパク質は両方共0KT4によって沈降した。但し、興味 深いことに、受容体密度を制限するとgptzoが優勢種となって細胞に結合し た。細胞の密度を高くFIG、 3A FIo、 3B FIG、 4 補正書の写しく翻訳文)提出書(特許法第184条の7第1項)平成2年4月1 6日 特許庁長官 吉 1)文 毅 殿 闇 1、特許出願の表示 PCT/US 891034282、発明の名称 天然型 層V GP16[1の製造方法3、特許出願人 住 所 オランダ国、68GO・エル・ニス・アーネム、ペー・オー・ボックス ・186、フエルペルウエヒ・7G名 称 アクゾ・エヌ・ヴエー 4、代 理 人 東京都新宿区新宿1丁目1番14号 山田ビル5、補正書の提 出年月日 1989年12月11日6、添附書類の目録 請求の範囲の補正 [1989年12月11日(11,12,89)、国際事務局によって受理。
元の請求の範囲1〜7を補正し、請求の範囲8〜10を追加した。] 1、(補正)天然型ヒト免疫不全ウィルスgp160の製造方法であって、 HUT78T細胞系からの細胞をIITLV−111,,4:l:ffi染ササ サセル、 天然型gp160を産生する感染HUT78細胞を選択すること、前記gp16 0産生細胞系を、細胞増殖を促進する条件下で、無血清培地中でインキュベート すること、及び前記培地から天然型gp160を単離することを含む方法。
2、(補正)T細胞系を前記ウィルスに感染させ、細胞増殖を促進する条件で培 地中でインキュベートして前記培地中に糖タンパク質を分泌させることからなる ヒト免疫不全ウィルスからのエンベロープタンパク質の製造方法において、 天然型gp160を産生する6D5.S□感染T細胞系からの細胞を無血清培地 中でインキュベートすること、及び天然型HIVエンベロープ糖タンパク質g9 160に対応する160kDタンパク質を前記培地から単離することを含むよう に改良された方法。
3、(補正)天然型gpiso産生細胞。
4、(補正)請求項3に記載の605.s、細胞によって産生された天然型ヒト 免疫不全ウィルス糖タンパク質gpteo。
5、(補正)請求項1に記載の方法で精製した天然型gp160゜6、(補正) 請求項2に記載の方法で精製した天然型gp160゜7、(補正)請求項1に記 載の方法で製造した。p160を含み、且つイムノアッセイでgp160、gp 120又はgp41に対する抗体と反応させることによって診断薬として有効で ある試薬組成物。
8、(追加)免疫反応を起こすのに有効な量の請求項4に記載の天然型ヒト免疫 不全ウィルス糖タンパク質gp160と、医薬的に許容し得るキャリヤーとを含 むワクチン組成物。
9、(追加)無血清培地中の請求項4に記載の天然型ヒト免疫不全ウィルス糖タ ンパク質gp160゜10、(追加)無血清培地中の請求項3に記載の天然型g p160産生細胞。
国際調査報告 PCT1058910342B

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.天然型ヒト免疫不全ウイルスgp160を製造するための方法であって、 HUT78細胞系からの細胞をHTLV−III451に感染させて6D545 1細胞系を作製すること、 前記6D5451細胞系を、細胞増殖を促進する条件下で、無血清培地中でイン キュベートすること、及び前記培地から天然型gp160を単離することを包含 する方法。
  2. 2.T細胞系を前記ウイルスに感染させ、細胞増殖を促進する条件で培地中でイ ンキュベートして前記培地中に糖タンパク質を分泌させることからなる、ヒト免 疫不全ウイルスからエンベロープタンパク質を製造する方法において、6D54 51感染T細胞系からの細胞を無血清培地中でインキュベートすること、及び 天然型HIVエンベロープ糖タンパク質gp160に対応する160kDタンパ ク質を前記培地から単離することを包含する改良方法。
  3. 3.無血清培地中の6D5451細胞。
  4. 4.無血清培地中のヒト免疫不全ウイルス糖タンパク質gp160。
  5. 5.請求項1に記載の方法で精製したgp160。
  6. 6.請求項2に記載の方法で精製したgp160。
  7. 7.請求項1に記載の方法で製造したgp160を含む、診断用薬剤として効果 的な医薬組成物。
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