JPH08198902A - 低分子量リポポリサッカライド - Google Patents

低分子量リポポリサッカライド

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JPH08198902A
JPH08198902A JP7012126A JP1212695A JPH08198902A JP H08198902 A JPH08198902 A JP H08198902A JP 7012126 A JP7012126 A JP 7012126A JP 1212695 A JP1212695 A JP 1212695A JP H08198902 A JPH08198902 A JP H08198902A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 医薬品等として使用し得る安全性が極めて高
く、かつ生物活性の高い新規な低分子量LPSを提供す
る。 【構成】 微生物菌体から得られ、a)タンパク質マー
カーを用いてSDS−PAGE法で測定した分子量が
5,000±2,000であり、他に染色帯を認めない
こと、b)エルソン−モルガン法により測定したヘキソ
サミン含量が1〜3個/分子量5,000であること、
c)ジフェニルアミン法により測定した2−ケト−3−
デオキシオクトネート含量が1〜3個/分子量5,00
0であること、d)リムラス活性が少なくとも10EU
/ngであること、の理化学的および生物学的性質を有
する新規な低分子量リポポリサッカライド。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、特定の理化学的性質
および生物学的性質を有し、安全性が極めて高く(毒性
が低い)、かつ生物活性の高い新規な低分子量リポポリ
サッカライドに関するものである。
【0002】
【従来の技術】リポポリサッカライド(lipopolysaccha
ride。以下LPSと記載することがある)は、大腸菌、
サルモネラ菌、百日咳菌等のグラム陰性細菌細胞壁のペ
プチドグリカンを囲む外膜に存在している脂質および糖
からなる複合化合物であり、O抗原およびエンドトキシ
ンの活性成分として知られている[ジェー・エム・ギュ
ーセンおよびアール・ハッケンベック(J.M. Ghuysen an
d R. Hakenbeck) 編、「ニュー・コンプリヘンシブ・バ
イオケミストリー(New Comprehensive Biochemistr
y)」、第27巻、バクテリアル・セル・ウオール(Bacte
rial Cell Wall) 、第18ページ、エルセヴィア(Elsev
ea) 、1994年]。LPSの基本構造は、特異な脂質
を有するリピドA、それに共有結合したRコアと呼ばれ
るオリゴ糖、さらにO特異多糖の3成分よりなっている
(「日経バイオテクノロジー最新用語辞典」、第431
ページ、日経マグロウヒル社、1985年)。
【0003】リピドAの基本構造は多くの菌種に共通で
あり、基本骨格はβ−1、6結合のグルコサミニル・グ
ルコサミンからなりC−1位およびC−4´位にそれぞ
れリン酸を結合している場合が多い。各アミノ基は3−
ヒドロキシ脂肪酸を、水酸基は数種の飽和脂肪酸または
ヒドロキシ脂肪酸を結合し、独特の糖脂質を形成してい
るが、脂肪酸の種類は菌種によって多少異なっている。
少数例であるが基本骨格が全く異なり、2,3−ジアミ
ノ−2、3−ジデオキシ−D−グルコースのみからなる
例も報告されている(野間惟道編、「医科学大辞典第4
9巻」、第82ページ、講談社、1984年)。
【0004】Rコアの構造はサルモネラ属のようにそれ
に属する大部分の菌種に共通である場合と、大腸菌のよ
うに部分的に異なる数種の構造が知られている場合とが
ある[ジェー・エム・ギューセンおよびアール・ハッケ
ンベック(J.M. Ghuysen andR. Hakenbeck) 編、「ニュ
ー・コンプリヘンシブ・バイオケミストリー(New Compr
ehensive Biochemistry)」、第27巻、バクテリアル・
セル・ウオール(Bacterial Cell Wall) 、第283ペー
ジ、エルセヴィア(Elsevea) 、1994年]。一般にヘ
プトースと2−ケト−3−デオキシオクトネート(以下
KDOと記載する)が多くのRコアに共通の構成成分で
あり、KDOを介してリピドAと結合しているが、菌種
によっていずれか一方または双方が欠如しているLPS
の存在も知られている[ジェー・エム・ギューセンおよ
びアール・ハッケンベック(J.M.Ghuysen and R. Hakenb
eck) 編、「ニュー・コンプリヘンシブ・バイオケミス
トリー(New Comprehensive Biochemistry)」、第27
巻、バクテリアル・セル・ウオール(Bacterial Cell Wa
ll) 、第294〜295ページ、エルセヴィア(Elseve
a) 、1994年]。
【0005】O特異多糖の構造は、構成成分の中で最も
多様であり、菌種に特異的であって、いわゆるO抗原と
しての活性を示す。一般に数種の単糖からなるオリゴ糖
の繰返し構造を特徴とするが、同一単糖からなるもの、
または繰返し構造でないものも知られている。O特異多
糖の生合成はRコアのそれとは異なる遺伝子の支配を受
けており、接合または形質導入により異なる菌種のO特
異多糖を置換することが可能であり、菌の毒力およびワ
クチンの研究等に応用されている[ジェー・エム・ギュ
ーセンおよびアール・ハッケンベック(J.M. Ghuysen an
d R. Hakenbeck) 編、「ニュー・コンプリヘンシブ・バ
イオケミストリー(New Comprehensive Biochemistr
y)」、第27巻、バクテリアル・セル・ウオール(Bacte
rial Cell Wall) 、第265〜267ページ、エルセヴ
ィア(Elsevea) 、1994年]。
【0006】LPSは極めて多様な薬理作用を有してい
るが、例えば抗原およびLPSを同時に投与した場合、
免疫反応が増強されることから、LPSは現在ワクチン
効果を高める補助剤(アジュバント)の一種として重用
されている(本間遜他編、「細菌内毒素」、第312ペ
ージ、講談社、1973年)。従来、多種多様なLPS
が報告されているが、一般にどのような方法で抽出した
LPSであっても、106 〜107 の極めて大きな分子
量を有することが知られている(本間遜他編、「細菌内
毒素」、第211ページ、講談社、1973年)。その
後、比較的分子量の小さいLPSも報告され、小麦由来
のSDS−PAGEによる分子量8,000±1,00
0または5,000±2,000、リン酸数1〜4/分
子量8,000、ヘキソサミン数6±2/分子量8,0
00、脂肪酸数6±2/分子量8,000、KDO数5
±1/分子量8,000のLPS(特開平4−4924
5号公報、特開平4−49243号公報、特開平4−4
9242号公報、特開平4−49241号公報、特開平
4−49244号公報、特開平4−49240号公報、
特開平5−155778号公報、特開平6−40937
号公報)、クロレラ由来のSDS−PAGEによる分子
量40,000〜90,000、リン酸数4±1/分子
量1万、ヘキソサミン数7±1/分子量1万、脂肪酸数
6±1/分子量1万、KDO数2±1/分子量1万のL
PS(特開平4−49245号公報、特開平4−492
43号公報、特開平4−49242号公報、特開平4−
49241号公報、特開平4−49244号公報、特開
平4−49240号公報、特開平5−155778号公
報、特開平6−40937号公報)、大腸菌由来のSD
S−PAGEによる分子量30,000±5,000、
リン酸数12/分子量3万、ヘキソサミン数45±6/
分子量3万、脂肪酸数18/分子量3万、KDO数5±
1/分子量3万のLPS(特開平4−49245号公
報、特開平4−49243号公報、特開平4−4924
2号公報、特開平4−49241号公報、特開平4−4
9244号公報、特開平4−49240号公報)、百日
咳菌由来のSDS−PAGEによる分子量6,000±
1,000または9,000±1,000、リン酸数5
/分子量8,000、ヘキソサミン数16±2/分子量
8,000、脂肪酸数5/分子量8,000、KDO数
2±1/分子量8,000のLPS(特開平4−492
45号公報、特開平4−49243号公報、特開平4−
49242号公報、特開平4−49241号公報、特開
平4−49244号公報、特開平4−49240号公
報)、大腸菌由来のSDS−PAGEによる分子量4
0,000±10,000または8,000±4,00
0、リン酸数12/分子量3万、ヘキソサミン数45±
6/分子量3万、脂肪酸数18/分子量3万、KDO数
5±1/分子量3万のLPS(特開平6−40937号
公報)、セラチア属細菌由来のSDS−PAGEによる
分子量5,000±1,000、リン酸数2±1/分子
量5,000、ヘキソサミン数9±1/分子量5,00
0、KDO数2±1/分子量5,000のLPS(特開
平6−40937号公報、特開平5−155778号公
報、特開平6−65092号公報、特開平4−9948
1号公報、特開平6−90745号公報)、エンテロバ
クター属細菌由来のSDS−PAGEによる分子量6,
500±2,500、リン酸数1〜2/分子量5,00
0、ヘキソサミン数7±1/分子量5,000、KDO
数1〜2/分子量5,000のLPS(特開平6−40
937号公報、特開平5−155778号公報、特開平
6−65092号公報、特開平4−99481号公報、
特開平6−90745号公報)、パントエア属細菌由来
のSDS−PAGEによる分子量6,500±2,50
0、リン酸数2±1/分子量5,000、ヘキソサミン
数5±1/分子量5,000、KDO数2±1/分子量
5,000のLPS(特開平6−40937号公報、特
開平6−65092号公報、特開平4−99481号公
報、特開平6−90745号公報)、百日咳菌由来のS
DS−PAGEによる分子量6,000±1,000、
リン酸数4/分子量6,000、ヘキソサミン数12/
分子量6,000、KDO数2±1/分子量6,000
のLPS(特開平5−155778号公報、特開平6−
40937号公報)、百日咳菌由来のSDS−PAGE
による分子量6,000±1,000または9,500
±1,500、リン酸数5/分子量8,000、ヘキソ
サミン数16±2/分子量8,000、KDO数2±1
/分子量8,000のLPS(特開平4−18764
0)、アエロモナス・ヒドロフィア種菌由来のSDS−
PAGEによる分子量5,000±1,500、リン酸
数2±1/分子量5,000、ヘキソサミン数9±1/
分子量5,000、KDO数0.8±0.5/分子量
5,000のLPS(特開平6−141849号公
報)、パントエア属細菌由来のSDS−PAGEによる
分子量5,000、リン数2/分子量5,000、ヘキ
ソサミン数2/分子量5,000、KDO数5/分子量
5,000[バイオセラピー(BIOTHERAPY)、第6巻、第
3号、第357ページ、1992年]等が報告されてい
る。 前記のとおり分子量5,000前後のLPSは、
既に報告されているが、これらのSDS−PAGEにお
ける主染色帯が、5,000または6,000であると
同時に、分子量3万以上に相当する染色帯も存在してい
たのである。即ち、従来の分子量5,000前後のLP
Sは分子量3万以上のLPSとの混合物であった。
【0007】LPSの用途についてはこの発明の発明者
らにより、これまでに抗トキソプラズマ剤(特開平4−
492459号公報)、コレステロール低下剤(特開平
4−49243号公報)、抗ヘルペス剤(特開平4−4
9242号公報)、抗リュウマチ剤(特開平4−492
41号公報)、抗糖尿病剤(特開平4−49244号公
報)、抗消化性潰瘍剤(特開平4−49240号公
報)、免疫機能活性化剤(特開平4−99481号公
報、特開平6−141849号公報)、経口・経皮免疫
機能促進剤(特開平4−187640号公報)、鎮痛剤
(特開平6−40937号公報)、発育促進剤(特開平
3−155778号公報)、抗禁断症状剤(特開平6−
65092号公報)等が提案されている。
【0008】しかしながら、従来のLPSは、安全性の
面から、臨床応用への問題点が指摘されてもいる(日本
組織培養学会編、「細胞成長因子part◆」、第12
1ページ、朝倉書店、1987年)。一方、細菌の細胞
壁からLPSを精製する方法については、従来フェノー
ル−水抽出法[オー・ウエストファール(O. Westphal)
編、メソッズ・イン・カーボハイドレート・ケミストリ
ー(Methods in Carbohydrate Chemistry) 、第5巻、第
83ページ、アカデミック・プレス(Academic Press)、
1965年]、トリクロル酢酸抽出法[エー・エム・ス
タブ(A.M. Staub)編、メソッズ・イン・イムノロジー・
アンド・イムノケミストリー(Methods in Immunology a
nd Immunochemistry) 、第1巻、第28ページ、アカデ
ミック・プレス(Academic Press)、1967年]、ED
TA抽出法[ジャーナル・オブ・バイオロジカル・ケミ
ストリー(Journal of Biological Chemistry) 、第24
3号、第6384ページ、1968年]等が知られてい
るが、このようにして得られたLPSは、デオキシコー
ル酸ナトリウム等の界面活性剤の存在下で、更に分子量
約20,000程度のサブユニットに解離することが報
告されている(本間遜他編、「細菌内毒素」、第229
ページ、講談社、1973年)。一方、分子量20,0
00以上のLPSを含まず、分子量5,000程度の極
めて低分子量のLPSのみを取得する方法については、
従来報告されていなかった。例えば特開平4−9948
1号公報には、SDS−PAGEの図が示されている
が、分子量6,000付近の染色帯に加えて、分子量3
0,000以上の染色帯が明らかに存在している。また
特開平4−187640号公報、特開平4−49240
号公報および特開平5−155778号公報において分
子量5,000または6,000の低分子量LPSが開
示されているが、これらはいずれも熱フェノール法およ
びイオン交換において精製された標品であり、高分子量
LPSを完全に排除する工程が施されておらず、高分子
量LPSが混在していた。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】前記の通り、従来報告
されている低分子量のLPSは、高分子量LPSを含む
混合物であって、例えば免疫機能活性化剤等の薬剤成分
として臨床的に用いるには、安全性の面からも、あるい
は薬効性能の面からも必ずしも満足のいくものではなか
った。。
【0010】この発明は、以上のとおりの事情に鑑みて
なされたものであり、従来のLPSに比して安全性が高
く(すなわち、毒性が低く)、かつ生物活性の優れた新
規なLPSを提供することを目的としている。
【0011】
【課題を解決するための手段】この発明の発明者らは、
前記のような課題を解決するため、鋭意研究をおこなっ
た結果、従来報告されているLPSとは異なる新規な低
分子量LPSを発見し、しかもこの新規な低分子量LP
Sが、従来のLPSに比べて極めて安全性が高く、かつ
生物活性も従来のLPSに比して優れていることを見い
出し、この発明を完成した。
【0012】すなわち、この発明は、微生物菌体から得
られ、次のa)〜c)の理化学的性質 a)タンパク質マーカーを用いてSDS−PAGE法で
測定した分子量が5,000±2,000であり、他に
染色帯を実質的に認めないこと b)エルソン−モルガン法により測定したヘキソサミン
含量が1〜3個/分子量5,000であること c)ジフェニルアミン法により測定した2−ケト−3−
デオキシオクトネート含量が1〜3個/分子量5,00
0であること を有する低分子量リポポリサッカライドを提供する。
【0013】さらにこの発明は、微生物菌体から得ら
れ、次のa)〜f)の理化学的および生物学的性質 a)タンパク質マーカーを用いてSDS−PAGE法で
測定した分子量が5,000±2,000であり、他に
染色帯を実質的に認めないこと b)エルソン−モルガン法により測定したヘキソサミン
含量が1〜3個/分子量5,000であること c)ジフェニルアミン法により測定した2−ケト−3−
デオキシオクトネート含量が1〜3個/分子量5,00
0であること d)リムラス活性が、少なくとも10EU/ngである
こと e)タンパク質含量が、1%以下であること f)核酸含量が、1%以下であること を有する低分子量リポポリサッカライドをも提供する。
【0014】また、この発明においては、前記の微生物
が、グラム陰性の微生物であることさらにはそのグラム
陰性微生物が、パントエア(Pantoea) 属に属する微生物
またはサルモネラ(Salmonella)属に属する微生物である
を望ましい態様としてもいる。 次にこの発明について
詳述する。なお、以下の説明において、百分率の表示
は、特に断りのない限り、重量による値である。
【0015】この発明の低分子量LPSは、グラム陰性
の微生物、例えば、パントエア属に属する微生物または
サルモネラ属に属する微生物等を、常法により培養し、
培地から菌体を集め、集めた菌体から公知の方法、例え
ば、熱フェノール法[オー・ウエストファール(O. West
phal) 編、メソッズ・イン・カーボハイドレート・ケミ
ストリー(Methods in Carbohydrate Chemistry) 、第5
巻、第83ページ、アカデミック・プレス(Academic Pr
ess)、1965年]、により抽出し、さらに、陰イオン
交換樹脂により精製して製造できる。すなわち、微生物
の菌体を蒸留水に懸濁し、この懸濁液を蒸留水および等
容量の熱フェノールの混合液に添加して撹拌し、次いで
遠心分離して水層を回収し、この水層を透析してフェノ
ールを除去し、限外瀘過法により濃縮して粗LPS画分
を採取し、この画分を常法の陰イオン交換クロマトグラ
フィー(例えば、モノQ−セファロースまたはQ−セフ
ァロースを使用する)により精製し、常法により脱塩す
る。
【0016】このようにして得られた精製LPSは特開
平4−187640号公報、特開平4−49240号公
報、特開平4−99481号公報および特開平5−15
5778号公報に開示される分子量5,000から6,
000程度のLPSと実質的に等しい。さらに、得られ
た精製LPSを、例えばデオキシコール酸ナトリウム等
の界面活性剤の存在下でゲル瀘過し、低分子量LPSを
含有する画分のみを回収し、混在する高分子量LPSを
除去することによって、高度に精製されたこの発明の新
規な低分子量LPSを得ることができる。この界面活性
剤存在下でのゲル瀘過の工程は、特開平4−18764
0号公報、特開平4−49240号公報および特開平5
−155778号公報に開示される分子量5,000か
ら6,000程度のLPSを更に高度に精製するための
ものであり、この工程により混在する高分子量LPSが
完全に排除されるのである。
【0017】以上の方法により製造されたこの発明の新
規な低分子量LPSは、後記する試験例1に示すとお
り、 a)タンパク質マーカーを用いてSDS−PAGE法で
測定した分子量が5,000±2,000であり、他に
染色帯を実質的に認めないこと b)エルソン−モルガン法により測定したヘキソサミン
含量が1〜3個/分子量5,000であること c)ジフェニルアミン法により測定した2−ケト−3−
デオキシオクトネート含量が1〜3個/分子量5,00
0であること d)リムラス活性が、少なくとも10EU/ngである
こと e)タンパク質含量が、1%以下であること f)核酸含量が、1%以下であること という理化学的および生物学的性質を有し、かつ少なく
とも98%の純度を有している。しかしながら、使用目
的によっては、精製の程度を低く(例えば、90%)す
ることもできる。
【0018】この発明の新規な低分子量LPSは、免疫
機能活性化作用を有する医薬品、動物用薬品等として使
用することもできる。次に試験例を示し、この発明の低
分子量LPSについてさらに詳しく説明する。試験例1 この試験は、この発明の低分子量LPSの理化学的およ
び生物学的性質を調べるために行った。 1)試料の調製 実施例1および参考例1と同一の方法により低分子量L
PSおよびLPSをそれぞれ調製した。 2)試験方法 分子量の測定 低分子量LPSおよびLPSを各々蒸留水に溶解して2
mg/mlの濃度の溶液を調製し、その10μgを1.
5ml容プラスチックチューブに秤取した。これとは別
に、180μlの10%(w/v)SDS、45μlの
5%β−メルカプトエタノール、90μlのCBB色素
溶液、112.5μlの0.5Mトリス塩酸(pH6.
8)および22.5μlの蒸留水を加えて調製したSD
S処理液10μlを、前記各試料溶液に添加して十分混
合し、次いで5分間沸騰水浴中に浸し、その後直ちに氷
水中に浸して急冷した。
【0019】10mlの10%(w/v)SDS、1
7.9gのトリシンおよび3.03gのトリスを1リッ
トルの蒸留水に溶解して調製した泳動緩衝液をスラブゲ
ル電気泳動槽(マリソル社製)に入れた。20%ポリア
クリルアミドゲルを泳動槽に固定し、サンプル溝に検体
を入れ、電圧を50Vに1時間、次いで、150Vに固
定して、色素がゲルより溶出するまで泳動を継続した。
泳動終了後に、銀染色キット161−0443(バイオ
ラッド社製)により室温で銀染色を行い、挙動を確認し
た。ヘキソサミン含有量の定量 ヘキソサミン含有量を、エルソン−モルガン(Elson-Mor
gan)法(日本生化学会編、「生化学実験講座」、第4
巻、第377〜379ページ、第1版、東京化学同人出
版、1976年)により次のとおり定量した。LPSを
蒸留水に溶解して2mg/mlの濃度の溶液を調製し、
その100μlをスクリューキャップ付きスピッツ(イ
ワキガラス社製)に秤取し、これに100μlの8NH
Clを添加して110℃で16時間加熱し、のち4NN
aOHを約200μl添加してpHを7に調整した。そ
の100μlを秤取し、別のスクリューキャップ付きス
ピッツに入れ、200μlの試薬Aを加え、105℃で
1.5時間加熱し、流水で冷却した。次いで、その10
0μlを分取し、670μlの96%エタノールを加
え、更に67μlの試薬Bを加え、室温で1時間放置
し、535nmにおける吸光度を測定した。検量線作成
用標準試料としては0〜800μg/mlのN−アセチ
ルグルコサミン(和光純薬社製)を用いた。 試薬A:75μlのアセチルアセトンと2.5mlの
1.25N炭酸ナトリウムとの混合液。 試薬B:1.6gのp−ジメチルベンズアルデヒド、3
0mlの濃塩酸および30mlの96%エタノールの混
合液。 KDO含量の定量 KDO含有量をジフェニルアミン法[アナリティカル・
バイオケミストリー(Analytical Biochemistry) 、第5
8巻、第1号、第123〜129ページ、1974年]
により次のとおり定量した。
【0020】500mgのジフェニルアミン(和光純薬
社製)、5mlのエタノール(和光純薬社製)、45m
lの氷酢酸(和光純薬社製)、50mlの濃塩酸(和光
純薬社製)を混合してKDO検出試薬を調製した。その
500μlに、0.50mg/mlの濃度で各試料を含
む250μlの水溶液を混合し、100℃の沸騰水浴中
で30分間加熱し、のち恒温水(24〜25℃)中で3
0分間冷却し、分光光度計(日立製作所製。モデルU2
010)により420、470、630、650nmで
の吸光度を測定した(測定値を各々A420、A47
0、A630、A650と記載する)。標準試料とし
て、0.5μモルの濃度のKDOアンモニウム塩(シグ
マ社製)水溶液250μlを使用した。
【0021】検体試料および標準試料の4種の測定値か
ら、式(1)によりS値を求め、検体試料および標準試
料のS値をそれぞれSt およびSs とした。次いで式
(2)によりKDOのモル数Xを算出した。 S=A420−A470+A630−A650 (1) X=(0.5×Ss ×LPS1モルの分子量)/(0.5×St ×106 ) (2) リムラス活性の測定 リムラス活性とは、1968年にレヴィンにより創案さ
れたカブトガニ血球抽出液と発色合成基質を用いたエン
ドトキシン定量法であるリムラステスト(鈴木郁生編、
「医薬品の開発第14巻、医薬品の品質管理及び試験
法」、第227〜243ページ、廣川書店、1990
年)で陽性を呈することを意味し、このリムラステスト
はLPS検出法として知られている。標準品として、3
45pg/EUのイー・コリ(E. coli) 0111:B4
を用いてトキシカラーシステム(生化学工業社製)を使
用して測定した。 タンパク質含量 タンパク質含量を、ローリー法[ジャーナル・オブ・バ
イオロジカル・ケミストリ(Journal of Biological Che
mistry) 、第193巻、第65ページ、1951年]に
より測定した。 核酸含量 核酸含量を、OD(260nm−300nm)での測定
値(1OD=40μg)から定量した。 純度 純度(%)は、次式により算出した。
【0022】純度=[{乾燥収量−(タンパク質含量+
核酸含量)}/乾燥収量]×100 3)試験結果 分子量 分子量測定の結果は、図1に示すとおりである。図1
は、SDS−PAGE泳動図であり、図中レーン1は同
時に泳動させたタンパク質およびペプチド分子量マーカ
ー[94kD、67kD、43kD、30kD、20.
1kD、17.2kD、14.6kD、14.4kD、
8.24kD、6.38kD、2.56kD(ファルマ
シア社製)]、レーン2、3および4はLPS(20μ
g、5μgおよび1.25μg)、レーン5、6、7お
よび8は低分子量LPS(20μg、5μg、1.25
μgおよび0.31μg)であり、図の縦軸は、分子量
を示す。
【0023】一般的に糖鎖を有する物質を電気泳動した
場合、レーン当たりのサンプル量が過剰の時には染色帯
が幅広くなり、見かけの分子量範囲が広くなる。図1の
SDS−PAGEではレーン5から8は、同一試料の低
分子量LPSの量を変更して泳動したものであるが、試
料の泳動量が増えるに従い染色帯の幅が広がっている。
従って、正確な分子量を調べる目的では、1μg程度の
量が適当であり、レーン8が相当する。なお、レーン2
およびレーン5は、高分子量のLPSの存在を確認する
ために多量の試料を泳動させたものである。
【0024】低分子量LPSの分子量(レーン8より計
算)は、レーン1のサイズマーカから計算して染色帯の
中心値で5kDa、染色帯幅の範囲は4kDaから7k
Daであった。また、レーン5では、20μgの低分子
量LPSを泳動させたにもかかわらず、レーン2のよう
に高分子量LPSは全く認められなかった。以上の結果
から、この発明の低分子量LPSの分子量は、5,00
0±2,000であり、高分子量LPSが完全に除去さ
れていることが判明した。 ヘキソサミン含量 この発明の低分子量LPSのヘキソサミン数は2個/分
子量5,000であった。 KDO含量 この発明の低分子量LPSに含まれるKDOは2.4個
/分子量5,000であった。 リムラス活性 この発明の低分子量LPSのリムラス活性は43.5E
U/ngであり、これに対して、参考例1と同様の方法
で調製した従来のLPSのリムラス活性は8.4EU/
ngであった。 タンパク質含量 この発明の低分子量LPSのタンパク質含量は、0.6
8%以下であった。 核酸含量 この発明の低分子量LPSの核酸含量は0.50%以下
であった。 純度 この発明の低分子量LPSの純度は98%以上であっ
た。
【0025】なお、微生物および製造法を変更して試験
したが、ほぼ同様な結果が得られた。試験例2 この試験は、この発明の低分子量LPSの急性毒性を調
べるために行った。 (1)試料の調製および試験方法 実施例1と同一の方法で調製した低分子量LPSおよび
参考例1と同一の方法で調製したLPSの毒性を、7週
齢のC3H/Heマウス(日本チャールス・リバー社か
ら購入)を用いて試験した。1群4匹からなるマウス群
に、各試料を生理食塩水に溶解し、1匹あたり5.0、
10、20および40mg/kgの割合で静脈内に投与
した(ただし40mg/Kgの投与は低分子量LPSの
み)。投与後72時間マウスの生死を観察した。 (2)試験結果 この試験の結果は表1に示すとおりである。表1から明
らかなように、静脈内投与の場合、この発明の低分子量
LPSではいずれの投与量においてもマウスの死亡例は
認められず、LD50は40mg/kg以上であったが、
LPSでは10および20mg/kgの投与量で全数が
死亡し、LD50は6.0〜8.6mg/kgであった。
なお、微生物の種類および低分子量LPSの製造法を変
更して試験したが、ほぼ同様な結果が得られた。
【0026】
【表1】
【0027】試験例3 この試験は、この発明の低分子量LPSを試験例2より
も多量に投与した場合の急性毒性を調べるために行っ
た。 (1)試料の調製および試験方法 試験例2と同一の低分子量LPSを1匹あたり40、8
0および160mg/kgの割合で静脈内に投与したこ
と、およびLPSを1匹あたり5.0、または10mg
/kgの割合で静脈内に投与したことを除き、試験例2
と同一の方法により試験した。 (2)試験結果 この試験の結果は、表2に示すとおりである。表2から
明らかなように、LPS5.0mg/kgの投与量で2
5%が、また10mg/kgの投与量では75%が死亡
した。これに対して、低分子量LPSにおいては40m
g/kgの投与量で死亡せず、80および160mg/
kgの投与量では、100%が死亡した。 前試験例2
とこの試験例3の結果から、LD50を算出すると表3の
とおりである。表3から明らかなように、低分子量LP
SのLD50の値はLPSのそれに比べて、静脈内投与で
は約8倍であった。
【0028】これらの結果は、LPSの分子量の相違が
毒性に影響を及ぼすことを示しており、低分子量LPS
は、従来のLPSに比して極めて毒性の低いことが判明
した
【0029】。
【表2】
【0030】
【表3】
【0031】試験例4 この試験は、この発明の低分子量LPSのTNF産生効
果を確認するために行った。各群3匹の7週齢の雄C3
H/Heマウス(日本チャールズ・リバー社より購入)
の尾静脈に、1匹あたり0.1、1.0、または10μ
gの実施例1と同様の方法で製造した低分子量LPS、
または参考例1と同じ方法で得られたLPSを含む生理
食塩水0.2mlを注射し、その1時間後に採血し常法
により血清を分離した。
【0032】このようにして得られた各血清中のTNF
活性を、L929細胞に対する毒性に基づく方法で測定
した。すなわち、L929細胞を5%ウシ胎児血清を含
有するMEM培地で8×10個/100μlの濃度に
調製し、これを96穴平底プレートの各穴に100μl
づつまき、37℃で2時間、5%CO存在下で培養し
た。その後アクチノマイシンDを1μl/mlとなるよ
うに添加し、MEM培地で段階希釈した血清試料または
陽性対照ヒトTNF−α(旭化成社製)を50μlづつ
添加し、更に同じ条件で18時間培養した。培地をアス
ピレーターで取り除いた後、37℃のPBSで洗浄し死
細胞を完全に取り除き、0.1%クリスタルバイオレッ
トを含む1%メチルアルコール溶液を加えて生細胞を染
色した。この染色度をOD(590nm)での吸光度を
指標として測定し、陽性対照として用いたTNF−αの
希釈率と吸光度との関係をもとにTNF活性を算定し
た。
【0033】その結果は、表4に示すとおりであった。
表4においてTNF活性は各群3匹の平均値である。こ
の結果から、この発明の低分子量LPSのTNF産生効
果は、参考例1の方法で得られる従来のLPSのそれを
上回ることが明らかとなった。
【0034】
【表4】
【0035】参考例1 トリプトン(ディフコ社製)10g、酵母エキス(ディ
フコ社製)5g、NaCl(和光純薬工業社製。特級)
10gを蒸留水1リットルに添加し、NaOHでpHを
7.5に調整し、オートクレーブで滅菌し、別に滅菌し
たグルコース(和光純薬工業社製。特級)を0.1%の
割合で添加した培地(以下L−肉汁培地と記載する)1
00mlの入った500ml容の坂口フラスコに、−8
0℃で保存されているパントエア・アグロメランス(Pan
toea agglomerans) 保存菌株から単一コロニーを分離し
て接種し、35℃で1夜振とう培養し、そのまま全量を
1,000mlのL−肉汁培地の入った3リットル容の
坂口フラスコに接種し、同様に培養した。
【0036】さらに、7リットルのL−肉汁培地の入っ
た10リットル容の卓上型ファーメンター(丸菱バイオ
エンジ社製)に培養した菌体を接種し、同条件で通気培
養し、のち集菌し、約70gの湿菌体を回収し、これを
凍結保存した。凍結保存菌体約70gを500mlの蒸
留水に懸濁し、500mlの90%熱フェノールを添加
して65〜70℃で20分間撹拌し、冷却し、10,0
00G、4℃で20分間遠心処理し、水層を回収した。
フェノール層を更に1回前記と同一の操作を反復し、回
収した2回の水層を合し、1夜透析してフェノールを除
去し、透析内液を限外瀘過装置(アドヴァンテック・ト
ーヨー社製。UK−200)を用いて分子量20万カッ
ト−オフ膜により2気圧の窒素ガス下で限外瀘過濃縮し
た。
【0037】得られた粗LPS凍結乾燥物を蒸留水に溶
解し、フィルター滅菌し、緩衝液を添加し、陰イオン交
換クロマトグラフィー(ファルマシア社製。Q−セファ
ロース・ファースト・フロー)にかけ、10mMトリス
−HCl(pH7.5)および10mMのNaClを含
む緩衝液で試料溶液をカラムに通液し、200〜400
mMNaCl/10mMトリス−HCl(pH7.5)
でリムラス活性画分を溶出させた。この溶出液を前記と
同一条件で限外瀘過して脱塩および濃縮し、凍結乾燥
し、約70gの湿菌体から約300mgの精製LPSを
得た。
【0038】以下、実施例を示してこの発明をさらに詳
細かつ具体的に説明するが、この発明は以下の例に限定
されるものではない。
【0039】
【実施例】
実施例1 参考例1と同一の方法で得た精製LPS100mgを5
mg/mlの濃度で可溶化緩衝液[3%デオキシコール
酸ナトリウム(和光純薬社製)、0.2M塩化ナトリウ
ム、5mMEDTA−2Naおよび20mMトリス−塩
酸からなり、pH8.3]に溶解し、精製LPS溶液2
0mlをセファクリルS−200HRカラム(ファルマ
シア社製)の上部に静かに重層し、溶出緩衝液[0.2
5%デオキシコール酸ナトリウム(和光純薬社製)、
0.2M塩化ナトリウム、5mMEDTAおよび10m
Mトリス−塩酸からなり、pH8.3]により流速16
ml/時で800ml(50時間)溶出した。
【0040】ペリスタポンプPI(ファルマシア社製)
を用いて流速を制御しながら、得られた溶出液を、フラ
クションコレクター(アドバンテック社製。SF212
0)により分画し、最初の240ml(24フラクショ
ン分)を廃棄し、その後10ml/フラクションで80
フラクションまで分画した。溶出した各画分について原
液または希釈液でフェノール/硫酸法(福井作蔵、「還
元糖の定量法・第2版」、第50〜52ページ、学会出
版センター、1990年)により糖の定量を行い、溶出
状態を調べた。得られた溶出状態の結果から、LPSの
存在が予想される分画(フラクション30〜60)のう
ち、フラクション37〜55の各フラクション0.5m
lを用いてSDS−PAGEを行い、LPSの分画パタ
ーンを調べた。 その結果、フラクション45−55は
低分子量(分子量約5kD)LPSのみが認められ、フ
ラクション37−44は高分子分量および低分子量の両
方のLPSが認められたので、フラクション45−55
の低分子量LPS分画を次のとおりさらに精製した。
【0041】各画分を混合して凍結乾燥し、エタノール
に懸濁し、遠心分離によりエタノールに可溶なデオキシ
コール酸を除去し、低分子量LPSを不溶性画分に回収
した。低分子量LPS画分のエタノール処理をさらに2
回反復し、デオキシコール酸を除去し、次に70%エタ
ノールに再度懸濁し、遠心分離で緩衝液成分を除去し、
この操作をさらに3回反復し、低分子量LPSを不溶性
画分に回収し、凍結乾燥し、精製した低分子量LPSを
約20mg得た。 実施例2 トリプトン(ディフコ社製)5g、リン酸二水素カリウ
ム1.6gおよび塩化ナトリウム8gを精製水1,00
0mlに溶解し、121℃で15分間滅菌した(以下こ
れを基礎培地という)。基礎培地100mlに40%塩
化マグネシウム溶液10mlおよび0.4%マラカイト
グリン溶液3mlを無菌的に添加し、これをマグネシウ
ム−マラカイトグリン培地とした。
【0042】マグネシウム−マラカイトグリン培地10
0mlの入った500ml容の坂口フラスコに、サルモ
ネラ・ミネソタ(Salmonella minnesota)保存菌株から単
一コロニーを分離して接種し、35℃で1夜振とう培養
し、そのまま全量を1,000mlのマグネシウム−マ
ラカイトグリン培地の入った3リットル容の坂口フラス
コに接種し、同一条件で培養した。
【0043】さらに、7リットルのマグネシウム−マラ
カイトグリン培地の入った10リットル容の卓上型ファ
ーメンター(丸菱バイオエンジ社製)に培養した菌体を
接種し、同一条件で通気培養し、のち集菌し、約50g
の湿菌体を回収し、これを凍結保存した。凍結保存菌体
約50gを500mlの蒸留水に懸濁し、500mlの
90%熱フェノールを添加して65〜70℃で20分間
撹拌し、冷却し、10,000G、4℃で20分間遠心
処理し、水層を回収した。フェノール層をさらに1回前
記と同一の操作で処理した。2回の水層を合し、1夜透
析してフェノールを除去し、透析内液を限外瀘過装置
(アドヴァンテック・トーヨー社。UK−200)を用
いて分子量20万カット−オフ膜により2気圧の窒素ガ
ス下で限外瀘過濃縮をした。
【0044】得られた粗LPS凍結乾燥物を蒸留水に溶
解し、フィルター滅菌し、緩衝液を添加し、陰イオン交
換クロマトグラフィー(ファルマシア社製。Q−セファ
ロース・ファースト・フロー)にかけ、10mMトリス
−HCl(pH7.5)および10mMのNaClを含
む緩衝液で試料溶液をカラムに通液し、200〜400
mMNaCl/10mMトリス−HCl(pH7.5)
でリムラス活性画分を溶出させた。この溶出液を前記と
同一条件で限外瀘過して脱塩および濃縮し、凍結乾燥
し、約50gの湿菌体から約210mgの精製LPSを
得た。
【0045】この精製LPS80mgを実施例1と同一
の方法で、3%デオキシコール酸ナトリウムを含有する
可溶化緩衝液に溶解し、セファクリルS−200HRカ
ラム(ファルマシア社製)で展開し、低分子量LPSの
みを含有する画分を回収し、凍結乾燥後、エタノールに
懸濁し、遠心分離によりデオキシコール酸等の緩衝液成
分を除去し、凍結乾燥し、約5mgの低分子量LPSを
得た。
【0046】この低分子量LPSの分子量、KDO数お
よびヘキソサミン数を前記試験例1と同一の方法で測定
した結果、それぞれ6,000、2.01個/分子量
6,000、および2.8個/分子量6,000であっ
た。なお、参考のため図2に、サルモネラ・ミネソタ菌
株から精製された低分子量LPSのSDS−PAGE図
を示す。図中レーン1は蛋白質およびペプチドマーカー
[94kD、67kD、43kD、30kD、20k
D、17.2kD、14.6kD、14.4kD、8.
24kD、6.38kDおよび2.56kD(ファルマ
シア社製)]、レーン2、3および4はデオキシコール
酸ナトリウム存在化でのゲル瀘過前の精製LPS(20
μg、5μg、および1.25μg)、レーン5、6、
7および8は、低分子量LPS(20μg、5μg、
1.25μg、および0.31μg)である。
【0047】
【発明の効果】以上詳しく説明したとおり、この発明に
より、医薬品等として使用し得る安全性が極めて高く、
かつ生物活性の高い低分子量LPSが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】各LPS試料のSDS−PAGE図である。
【図2】各LPS試料のSDS−PAGE図である。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成7年2月3日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0008
【補正方法】変更
【補正内容】
【0008】しかしながら、従来のLPSは、安全性の
面から、臨床応用への問題点が指摘されてもいる(日本
組織培養学会編、「細胞成長因子partII」、第12
1ページ、朝倉書店、1987年)。一方、細菌の細胞
壁からLPSを精製する方法については、従来フェノー
ル−水抽出法[オー・ウエストファール(O. Westphal)
編、メソッズ・イン・カーボハイドレート・ケミストリ
ー(Methods in Carbohydrate Chemistry) 、第5巻、第
83ページ、アカデミック・プレス(Academic Press)、
1965年]、トリクロル酢酸抽出法[エー・エム・ス
タブ(A.M. Staub)編、メソッズ・イン・イムノロジー・
アンド・イムノケミストリー(Methods in Immunology a
nd Immunochemistry) 、第1巻、第28ページ、アカデ
ミック・プレス(Academic Press)、1967年]、ED
TA抽出法[ジャーナル・オブ・バイオロジカル・ケミ
ストリー(Journal of Biological Chemistry) 、第24
3号、第6384ページ、1968年]等が知られてい
るが、このようにして得られたLPSは、デオキシコー
ル酸ナトリウム等の界面活性剤の存在下で、更に分子量
約20,000程度のサブユニットに解離することが報
告されている(本間遜他編、「細菌内毒素」、第229
ページ、講談社、1973年)。一方、分子量20,0
00以上のLPSを含まず、分子量5,000程度の極
めて低分子量のLPSのみを取得する方法については、
従来報告されていなかった。例えば特開平4−9948
1号公報には、SDS−PAGEの図が示されている
が、分子量6,000付近の染色帯に加えて、分子量3
0,000以上の染色帯が明らかに存在している。また
特開平4−187640号公報、特開平4−49240
号公報および特開平5−155778号公報において分
子量5,000または6,000の低分子量LPSが開
示されているが、これらはいずれも熱フェノール法およ
びイオン交換において精製された標品であり、高分子量
LPSを完全に排除する工程が施されておらず、高分子
量LPSが混在していた。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C12R 1:01)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 微生物菌体から得られ、次のa)〜c)
    の理化学的性質 a)タンパク質マーカーを用いてSDS−PAGE法で
    測定した分子量が5,000±2,000であり、他に
    染色帯を実質的に認めないこと b)エルソン−モルガン法により測定したヘキソサミン
    含量が1〜3個/分子量5,000であること c)ジフェニルアミン法により測定した2−ケト−3−
    デオキシオクトネート含量が1〜3個/分子量5,00
    0であること を有する低分子量リポポリサッカライド。
  2. 【請求項2】 微生物菌体から得られ、次のa)〜f)
    の理化学的および生物学的性質 a)タンパク質マーカーを用いてSDS−PAGE法で
    測定した分子量が5,000±2,000であり、他に
    染色帯を実質的に認めないこと b)エルソン−モルガン法により測定したヘキソサミン
    含量が1〜3個/分子量5,000であること c)ジフェニルアミン法により測定した2−ケト−3−
    デオキシオクトネート含量が1〜3個/分子量5,00
    0であること d)リムラス活性が、少なくとも10EU/ngである
    こと e)タンパク質含量が、1%(重量)以下であること f)核酸含量が、1%(重量)以下であること を有する低分子量リポポリサッカライド。
  3. 【請求項3】 微生物が、グラム陰性微生物である請求
    項1または項2に記載の低分子量リポポリサッカライ
    ド。
  4. 【請求項4】 グラム陰性微生物が、パントエア(Panto
    ea) 属に属する微生物またはサルモネラ(Salmonella)属
    に属する微生物である請求項3に記載の低分子量リポポ
    リサッカライド。
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