【発明の詳細な説明】
保護的免疫応答及びIL−12産生の刺激及び促進のための化合物及び方法
技術分野
本発明は、被検体において並びに単離された細胞及び細胞培養において免疫応
答を促進するための、並びにリーシュマニア(Leishmania)感染被検体を評価す
るための化合物及び方法に広く関する。本発明は、更に詳しくは、真核生物開始
因子4A(eIF4A)の相同体であるブラジルリーシュマニア(Leishmania braziliensi s)
抗原(LbeIF4A)の全部又は一部分を含む化合物に、及びTh1免疫応答を促進す
るための前記化合物の使用に関する。
発明の背景
リーシュマニアは、マクロファージの絶対細胞内原生動物寄生体であり、自己
治癒性皮膚病変、散在性の皮膚及び粘膜症状発現、及びひどい内蔵の病気を含む
特定の範囲のヒトの病気の原因となる。リーシュマニア症の患者の数は最近20年
間において劇的に増加しており、毎年約200万人の新しい患者が診断を受けてい
る。この病気の何百万人もの患者が主としてブラジル、中国、東アフリカ、イン
ド及び中東の地域において現在世界的に存在している。この病気は、南フランス
、イタリア、ギリシア、スペイン、ポルトガル及び北アフリカを含む地中海の地
域における地方病でもある。
ヒトに感染する20種のリーシュマニアがある。これらの種の中で、ブラジルリ
ーシュマニアは一般に局所性皮膚リーシュマニア症(CL)の原因となる。CLの患
者は、病気の間及び病気が治癒した後に
おいてリーシュマニア抗原に対する強い遅発性過敏症(DTH)及び生体内増殖性応
答を有する。CLの患者は自然に治癒する。しかしながら、幾人かの感染した人に
おいて、鼻、口及び/又は咽頭の粘膜のはげしく進行的な破壊を特徴とする活発
な皮膚の病気又は粘膜リーシュマニア症(ML)が発生する。
リーシュマニア症の早期の診断は、治療が成功するために重大であり得るが、
この病気は特徴的なしるし又は徴候がないため行うことが難しい。寄生体検出方
法が用いられているがこのような方法は感染がないか又は実用的でない。(例え
ばELISA又は免疫蛍光技術を用いる)現在の血清学的テストは、完全な、又は溶
解された寄生体を典型的に用い、一般的に感度がなく種々の他の病気と交差反応
する傾向がある。更に、このような方法は、有効な治療を行うのに十分に早期に
致命的である可能性のある病気を検出するのにしばしば失敗する。これは、それ
らがこの病気の激しい段階の間に存在する抗体の検出によるからである。
活発な粘膜の病気の場合、リーシュマニア抗原に対する皮内の皮膚テスト及び
リンパ球増殖応答が例外的に強い。実際、粘膜の病変に関連した組織破壊がリー
シュマニア抗原に対する過敏な応答が部分的におこる。しかしながら、リーシュ
マニアに対する細胞媒介免疫応答に関連する特異的抗原は特徴的でない。
従って、免疫応答に関連したリーシュマニア抗原の特徴づけ、及び病気の症状
発現におけるそれらの役割の決定が当該技術において必要である。病気の早期の
段階において患者を評価するための及びリーシュマニア症を治療するための改良
された方法を同定することも必要である。本発明はこれらの必要性にかない、更
に他の関係する利点を提供する。
発明の概要
要約すると、本発明は真核細胞のリボソーム蛋白質eIF4Aに相同なリーシュマ
ニア抗原LbeIF4Aに関係する化合物及び方法を提供する。本発明の1つの態様に
おいて、LbeIF4AをコードするDNA配列を含むDNA分子又はその一部分もしくは他
の変異体が提供される。このDNA配列は、(a)配列番号:1の1323中115ヌクレ
オチド;(b)ストリンジエンシー条件下において配列番号:1の1323中115ヌ
クレオチドに相補的なヌクレオチド配列とハイブリッド形成するDNA配列(ここ
で、このDNA配列はリーシュマニアに感染した個体から得られた末梢血液単核細
胞におけるTh1免疫応答を促進するポリペプチドをコードする);及び(c)先
のDNA配列のいずれかによりコードされるポリペプチドをコードするDNAからなる
群から選択される。
関連する態様において、本発明は先に記載されるようなDNA分子を含む組換え
発現ベクター、該発現ベクターで形質転換又はこれを移入された宿主細胞並びに
先に記載されるDNA分子によりコードされるポリペプチドを調製するための方法
であって、発現を促進する条件下において形質転換又は移入された宿主細胞を培
養して、ポリペプチドを回収することを含む方法を提供する。先に記載されるよ
うなDNA分子によりコードされるアミノ酸又は配列番号:2のアミノ酸49〜403(
又はその保存性の置換及び/又は修飾においてのみ異なる変異体)の配列を含む
精製されたポリペプチドも提供される。更に、このようなポリペプチドに特異的
に結合するモノクローナル抗体も開示される。
他の態様において、本発明は、免疫応答を形成する被検体の能力を評価するた
めの方法であって、被検体から得られた生物学的サンプルを本明細書に記載され
るポリペプチドに接触させて、細胞の応
答を測定することを含むことを特徴とする方法を提供する。生物学的サンプルは
、末梢血液単核細胞、単球、B細胞、樹枝状細胞、マクロファージ又はそれらの
組み合わせを含み得る。測定される応答は、(1)増殖的応答;(2)インター
フェロン−γ、インターロイキン−2、インターロイキン−12p70、インターロ
イキン−12p40サブユニット、インターロイキン−1もしくは腫瘍壊死因子−α
のような1以上のサイトカインの分泌;又は(3)インターフェロン−γ、イン
ターロイキン−2、インターロイキン−12p40サブユニット、インターロイキン
−1もしくは腫瘍壊死因子−αのような1以上のサイトカインをコードするmRNA
の発現であり得る。
更に他の態様において、被験体において抗原に対する細胞及び/又は体液の免
疫応答を促進するための方法であって、本明細書に記載されるポリペプチド及び
抗原を被験体に投与することを含むことを特徴とする方法を提供する。前記ポリ
ペプチドは非相同の抗原標品と組み合わせて、又は他のリーシュマニア抗原と組
み合わせて投与され得る。関連する態様において、本発明は、被験体においてリ
ーシュマニア寄生虫に結合する抗体の産生を促進するための方法であって、本明
細書に記載されるポリペプチドを被験体に投与することを含むことを特徴とする
方法を提供する。
他の態様において、被験体において、Th1免疫応答、IL−12産生、及び/又は
インターロイキン−10発現のダウンレギュレーションを促進するための方法であ
って、本明細書に記載されるポリペプチドを被験体に投与することを含むことを
特徴とする方法を提供する。関連する態様において、生物学的サンプルにおいて
、Th1免疫応答、IL−12産生、及び/又はインターロイキン−10発現のダウンレ
ギュレーションを促進するための方法であって、本明細書に記載されるようなポ
リペプチドを前記生物学的サンプルに接触させること
を含むことを特徴とする方法を提供する。前記生物学的サンプルは、末梢血液単
核細胞、単球、B細胞、樹枝状細胞、マクロファージ又はそれらの組み合わせを
含み得る。
他の態様において、本発明は、ワクチン組成物の調製のための抗原の適合性を
測定するための方法であって、該抗原が、リーシュマニアに感染していない個体
から得られた末梢血液単核細胞又はマクロファージのような細胞によるインター
ロイキン12の産生を促進することができるか否かを測定することを含むことを特
徴とする方法を提供する。
他の態様において、本明細書に記載されるようなポリペプチド及び生理学的に
許容される担体を含む医薬組成物、並びに本明細書に記載されるようなポリペプ
チド及び抗原を含むワクチンも提供する。
更に他の態様において、IL−12刺激に反応する病気に苦しめられている被検体
を治療するための方法であって、本明細書に記載されるうなポリペプチドを被検
体に投与することを含むことを特徴とする方法を提供する。
本発明のこれら及び他の態様は、以下の詳細な記載及び添付の図面を参照する
ことにより明らかになるであろう。本明細書に記載される全ての引用は、各々が
独立して組み込まれるように、その全体において引用により本明細書に組み込ま
れる。
図面の簡単な説明
図1は、リーシュマニア種のDNAのサザンブロット解析の結果を表し、リーシ
ュマニアeIF4A相同体が保存されており、ブラジルリーシュマニアゲノムDNAがLb
eIF4Aの少くとも2つの複製を含むことを示す。
図2は、イムノブロット解析の結果を示し、LbeIF4A免疫ウサギ血清が異なる
リーシュマニア種における約45KDaの大きさの1つの主要な蛋白質種と反応する
ことを示す。
図3は、ブラジルリーシュマニア症感染個体からのPBMCの増殖を促進する精製
された組換えLbeIF4Aの能力を示す。
図4A及び4Dは、ブラジルリーシュマニア感染の確認された被検体からのPBMCの
サイトカインmRNA表現パターンの分析により得られた結果を表す。
図5はLbeIF4A又は寄生体ライゼートでの刺激後のブラジルリーシュマニア感
染個体からのPBMCから分泌されたIFN−γの上清レベルを示す。
図6は、LbeIF4A又は寄生体ライゼートでの刺激後のブラジルリーシュマニア
感染個体からのPBMCの上清において検出されたTNF−αのレベルを示す。
図7A〜7Dは、LbeIF4Aも寄生体ライゼートにより刺激されたIL−12レベルによ
り重大に高い大きさで培養された上清においてPMMCを刺激してIL−12を分泌する
こと、及びIL−10がこのIL−2産生を阻害することを示す。
図8A及び8Bはテストされた全ての被検体のPBMCにおいて、IFN−γ産生がIL−1
2依存でありIL−10により阻害されることを示す。
図9A及び9Bは、LbeIF4Aが培養されたヒトマクロファージ及び付着したPBMCに
おいてIL−12を刺激することを示す。
図10は、LbeIF4Aがヒト骨髄白血病細胞系、THP−1においてIL−12産生を刺激
し、IFN−γと共に佐薬として作用してTHP−1細胞を刺激してIL−12を刺激する
ことを示す。
図11は、LbeIF4Aで開始されたマウスのリンパ節細胞が増殖してほとんど排他
的なTh1サイトカインプロファイルを分泌し、一方他
の組換えブラジルリーシュマニア抗原(8E)で開始されたマウスからのリンパ節
細胞は用いられたアジュバントによってTh0又はTh1/Th2型サイトカインプロ
ファイルを産生し、一方寄生体ライゼートで開始されたマウスは混ざったサイト
カインプロファイルを産生することを示す。
図12は、LbeIF4Aがヒトの病気に関連を有するとして認識される動物モデルに
おけるリーシュマニア・メジャー(L.major)に対する重大な保護を供することを
示す。
発明の詳細な記載
先に記載されるように、本発明は、被検体を評価するために並びに被検体にお
いて並びに単離された細胞及び細胞培養において免疫応答を刺激及び促進するた
めに役立つ化合物及び方法に関する。本発明の化合物は、末梢血液単球細胞(PB
MC)においてTh1免疫応答を刺激するポリペプチド、又は該ポリペプチドをコー
ドするDNA配列を一般的に含む。特に、(LbeIF4Aとして本明細書に言及される)
真核性物リボソーム蛋白質異eIF4Aのブラジルリーシュマニア相同体の全て又は
刺激する部分を含むポリペプチドが開示される。本明細書で用いられる時、“PB
MC”という言葉は、末梢血液において存在する核細胞の標品をいう。本発明の文
脈における“ポリペプチド”という言葉は、アミノ酸残基が共有ペプチド結合に
より結合されている全長の蛋白質及びその一部分を含むいずれの長さのアミノ酸
鎖も含む。それゆえ、“LbeIF4Aポリペプチド”は、刺激活性を保持するLbeIF4A
又はその一部分もしくは他の変異体を含む。好ましくは、ポリペプチドはコンタ
ミネーションしている内在性材料が実質的にないものである。患者の免疫応答の
ための、及び種々の免疫応答の刺激及び促進のための前記ポリペプチドの使用も
開示され
る。
本発明のポリペプチドは、PBMCにおいてTh1免疫応答を刺激するための能力を
保持する種々のLbeIF4Aを含む。このような変異体は、主要な蛋白質の種々の構
造形態を含む。イオン化可能なアミノ及びカルボキシル基の存在により、例えば
、LbeIF4Aポリペプチドは酸性又は塩基性塩の形態であり得、又は中性形態であ
り得る。個々のアミノ酸残基は酸化又は還元により修飾もされ得る。
本発明の範囲内における変異体も、LbeIF4A又はそのフラグメントの主要アミ
ノ酸構造が他のポリペプチド又はグリコシル基、脂質、ホスフェート及びアセチ
ル基等のような化学成分と共有的又は凝集的接合体を形成することにより修飾さ
れているポリペプチドを含む。例えば特定の官能基をアミノ酸側鎖に、又はN−
もしくはC−末端において結合させることにより、共有結合誘導体を調製しても
よい。あるいは、ポリペプチドがLbeIF4Aポリペプチドに結合している誘導体の
ために、後に記載されるような組換えDNAを用いて融合蛋白質を調製してもよい
。1つのこのような実施形態において、細胞膜又は細胞壁の内側又は外側におい
てその合成部位からその機能部位へ蛋白質の転移を翻訳と同時又は翻訳後に命令
する蛋白質のN末端領域においてシグナル(又はリーダー)ポリペプチド配列(
例えばイーストα−因子リーダー)にLbeIF4Aを接合させることができる。
本発明の範囲内における蛋白質融合は、LbeIF4Aポリペプチドの精製又は同定
を容易にするためのペプチド(例えばポリ−His)を加えることもできる。例えば
、ホップらの論文(Hopp et al.,Bio/Technology 6:1204(1988))により記載さ
れるペプチドは、同定を容易にするのに用いられ得る高度に抗原性のペプチドで
ある。このようなペプチドは、発現された組換え蛋白質の迅速なアッセイ及び
容易な精製を可能にする特異的モノクローナル抗体により可逆的に結合されたエ
ピトープを供する。ホップらの配列は、精製された蛋白質からのペプチドの除去
を許容するウシ粘膜エンテロキナーゼにより特異的に切断もされる。このような
ペプチドでキャップされた融合蛋白質は大腸菌内における細胞内デグラデーショ
ンに対する耐性も有し得る。
本発明により含まれる蛋白質融合は、例えばイムノグロブリンFc領域に結合し
たLbeIF4Aポリペプチドを更に含む。LbeIF4A融合蛋白質が抗体の重鎖及び軽鎖の
両方で作られるのであれば、4つのLbeIF4A蛋白質領域と同程度の多さの蛋白質
オリゴマーを形成することが可能である。ロイシンジッパードメインに結合した
LbeIF4Aポリペプチドも本発明の範囲内である。ロイシンジッパードメインは、
例えば発行されているPCT出願WO94/10308号において記載されている。ロイシン
ジッパーを含むLbeIF4Aポリペプチドは、例えばオリゴマー、ダイマー又はトリ
マーであり得る。先の蛋白質融合の全ては、後に記載されるように化学的結合に
より、又は融合蛋白質として調製することができる。
本発明は、関連したネイティブ−パターンのグリコシル化が行われている、又
は行われていないLbeIF4Aポリペプチドも含む。イースト又は哺乳動物発現系に
おいて発現されたポリペプチドは、その発現系によりネイティブ分子に類似した
、又は分子量及びグリコシル化パターンにおいて少し異なってもよい。即ち、大
腸菌のようなバクテリアにおけるLbeIF4AポリペプチドをコードするDNAの発現は
、非グリコシル化分子を供する。真核生物蛋白質のN−グリコシル化部位は、ア
ミノ酸トリプレットAsn−A1−Z(ここで、A1はProを除くいずれかのアミノ酸
であり、ZはSer又はThrである)。不活性化N−グリコシル化部位を有するLbeI
F4Aポリペプチド
の変異体は、オリゴヌクレオチド合成及び連結反応又は部位特異的変異誘発技術
のような当業者に周知である技術により製造され得、本発明の範囲内である。あ
るいは、N−結合グリコシル化部位を、LbeIF4Aポリペプチドに加えることもで
きる。
本発明のポリペプチドも、1以上の欠失、挿入、置換又は他の修飾のためネイ
ティブ蛋白質から異なるアミノ酸配列を有するLbeIF4Aポリペプチドの変異体を
含む。このような変異体はネイティブLbeIF4Aと実質的に相同性があるべきであ
り、PBMCにおけるTh1免疫応答を刺激する能力を保持するべきである。本明細書
で用いられる“実質的に相同”とは、穏やかなストリンジエンシー条件下におい
てLbeIF4Aをコードする天然のDNA配列とハイブリッド形成できるDNA配列により
コードされ得るアミノ酸配列をいう。穏やかなストリンジエンシー条件は、5×
SSC,0.5% SDS,1.0mMEDTA(pH8.0)の溶液中で予備洗浄して;50℃〜65℃にお
いて5×SSCで一晩ハイブリッド形成し;次に各々0.1% SDSを含む2×,0.5×
及び0.2×SSCで65℃で20分間、2日洗浄することを含む。このようなハイブリッ
ド形成するDNA配列も、縮退をコードするためハイブリッド形成するDNA配列によ
りコードされる刺激性ポリペプチドをコードするヌクレオチド配列であるとして
本発明の範囲内である。LbeIF4Aポリペプチドの活性へのいずれの先の修飾の効
果も、例えば本明細書に記載される方法のいずれかを用いて、Th1応答を誘導す
る変異LbeIF4Aペプチドの能力を分析することにより直ちに決定され得る。
一般的に、アミノ酸置換は保存的に行われるべきである;即ちペプチド化学の
当業者がポリペプチドの二次構造及び親水特性が実質的に不変であることを予想
するであろうように、置換アミノ酸は類似する特性を有するアミノ酸と置き換わ
るべきである。一般に、次
のアミノ酸の基:(1)ala,pro,gly,glu,asp,gln,asn,ser,thr;(2
)cys,ser,tyr,thr;(3)val,ile,leu,met,ala,phe;(4)lys,arg
,his;及び(5)Phe,tyr,trp,hisが保存的変換を表す。本発明の範囲内の
変異体も、あるいは、ポリペプチドの刺激特性、二次構造及び親水特性に最小の
影響を与えるアミノ酸の欠失又は付加を含む他の修飾を含む。一般に、LbeIF4A
のフラグメントは、末端又は内部の残基又は配列を削除することにより作製する
ことができる。適した修飾への更なる案内は、LbeIF4Aの配列の、他のeIF4Aファ
ミリーのメンバーの配列又は構造との比較により得られうる。例えば、生物学的
活性について必要とされないLbeIF4Aの末端もしくは内部の残基又は配列が削除
され得る。システイン残基は、復元による誤った分子内ジスルフィド架橋の形成
を防ぐために削除又は他のアミノ酸に置換され得る。変異誘発への他の試みは、
KEX2プロテアーゼ活性が存在するイースト系において発現を促進するための隣接
した二塩基アミノ酸の修飾に関連する。
LbeIF4A全長蛋白質は、この蛋白質をコードするゲノム又はcDNAクローンを用
いて一般的に得られうる。全長のLbeIF4Aをコードするゲノム配列を配列番号:
1に示し、この推定されたアミノ酸配列を配列番号:2に示す。このようなクロ
ーンは、粘膜リーシュマニア症に苦しむ被検体からの血清と反応する抗原を発現
するクローンのための適切なブラジルリーシュマニア発現ライブラリーをスクリ
ーニングすることにより単離され得、その後被検体のT細胞アッセイにおける増
殖的応答及び選択的Th1サイトカイン産生を刺激する能力についてこの反応性抗
原を分析し得る。このライブラリー標品及びスクリーンは、引用により本明細書
に組み込まれるサムブルックらの論文(Sambrook et al., Molecular Cloning: A Laborator
y Manual
,Cold Spring Harbor Laboratories,Cold Spring Harbor,N.Y.,19
89)において開示される方法のような当業者に周知である方法を用いて一般的に
行われ得る。要約すると、バクテリオファージ発現ライブラリーをプレートして
フィルターに移し得る。その後このフィルターを血清と共にインキュベートして
検出試薬とし得る。本発明の文脈において、“検出試薬”とは、後に当業者に周
知である種々の手段のいずれかにより検出され得る抗体−抗原複合体に結合する
ことができるいずれかの化合物である。典型的な検出試薬はリポーター基と共役
したプロテインA、プロテインG,IgG又はレクチンのような“結合剤”を含む
。好ましいリポーター基は、酵素、基質、補因子、インヒビター、染料、放射性
核種、発光群、蛍光群及びビオチンを含む。更に好ましくは、リポーター基は、
テトラメチルベンジジン又は2,2′−アジノ−ジ−3−エチルベンズチアゾリ
ンスルホン酸のような基質と共にインキュベーションすることにより検出され得
る西洋ワサビペルオキシダーゼである。血清中の抗体に結合する蛋白質を発現す
るゲノム又はcDNA配列を含むプラークは当業者に周知である技術により単離され
、精製され得る。適切な方法は、例えばサムブルックらの論文(Sambrook et al
., Molecular Clonlng:A Laboratory Manual,Cold Spring Harbor Laboratori
es,Cold Spring Harbor,N.Y.,1989)において見られ得る。
被検体のT細胞アッセイは、反応性抗原で患者のPBMCを治療して適切な応答に
ついて細胞を分析することにより一般的に行われ得る。例えば、PBMC上清は、分
泌されたサイトカインのレベルについてアッセイされ得る。好ましくは、アッセ
イされるサイトカインは、インターフェロン−γ、インターロイキン−2、イン
ターロイキン−12(p40サブユニット又は生物学的に活性なp70のいずれも)、
インターロイキン1又は腫瘍壊死因子−αである。サイトカインは、例えばELIS
A形式における関心のサイトカインに特異的な市販の抗体を製造者の教授に従っ
て決定された陽性結果と共に用いてアッセイされ得る。適した抗体は例えばChem
icon Temucula,CA及びPhar Mingen,San Diego,CAから得られうる。あるいは
、処理されたPBMCはインターフェロン−γ、インターロイキン−2、インターロ
イキン−12p40サブユニット、インターロイキン−1又は腫瘍壊死因子−αの1
以上のサイトカインをコードするmRNAについてアッセイされ得、又はPMMCは本明
細書に記載される増殖的応答についてアッセイされ得る。
PBMCにおいてTh1免疫応答を刺激する能力を保持するLbeIF4Aの変異体は、先
に記載される1以上の点において配列を修飾してTh1応答を刺激する能力につい
てその結果として生じるポリペプチドをアッセイすることにより同定され得る。
このようなアッセイは、修飾されたポリペプチドで患者のPBMCを治療して先に記
載されるようにその応答をアッセイすることにより一般的に行われ得る。
先に記載される配列修飾は標準的な組換え技術を用いて、又は修飾ポリペプチ
ドの自動化された合成により導入され得る。例えば、ネイティブ配列のフラグメ
ントに連結反応可能な制限部位に隣接する変異配列を含むオリゴヌクレオチドを
合成することにより、特定の位置において変異を導入することができる。連結反
応の後、その結果として生ずる再構成配列は、要求されるアミノ酸挿入、置換又
は欠失を有するアナログをコードする。
あるいは、対オリゴヌクレオチド部位特異的変異誘発方法は、要求される置換
、欠失又は挿入に従って変えられている遺伝子を供するのに用いられ得る。先に
記載される交替を行う典型的な方法は、ワルダーら(Walder et al., Gene 42:
133,1986);バウアーら
(Bauer et al.,Gene 37:73,1985);クライク(CraiK, BioTechniques,Jan
uary 1985,12〜19);スミスら(Smith et al.,Genetic Engineering:Princi ples and Methods
,Plenum Press,1981)の論文;並びに米国特許第4,518,584
号及び第4,737,462号により開示される。
このようなLbeIF4Aポリペプチドの発現のために作製されたヌクレオチド配列
における変異は、もちろんコードする配列の読み枠を保たなければならず、好ま
しくはハイブリッド形成してレセプターmRNAの翻訳に不利な作用を及ぼすであろ
うループ又はヘアピンのような二次mRNA構造を形成し得る相補的領域を作り出さ
ないであろう。変異部位は予め決定され得るが、変異自体の特性が予め決定され
る必要はない。例えば、与えられた部位における変異の最適な特徴について選択
するために、ランダム変異誘発が標的コドンにおいて行われ得、この発現された
LbeIF4A蛋白質変異体は要求される活性についてスクリーニングされ得る。
LbeIF4A蛋白質をコードするヌクレオチド配列における全ての変異が最終産物
において発現されるわけではないであろう。例えば、ヌクレオチド置換は、主に
転写されたmRNAにおける二次構造ループを避ける(例えば欧州特許出願第75,44
4A号を参照のこと)のため、又は大腸菌のための公知の大腸菌優先コドンのよう
な選択された宿主によりより迅速に翻訳されるコドンを供するために、発現を増
強するように行われ得る。
天然の及び改良された両方の本発明のポリペプチドは、好ましくは組換えDNA
法により作られる。このような方法は、LbeIF4AポリペプチドをコードするDNA配
列を組換え発現ベクター内に挿入すること及び発現を促進する条件下において組
換え微生物発現系においてDNA配列を発現させることを含む。本発明により提供
されるポリ
ペプチドをコードするDNA配列は、cDNAフラグメント及び短いオリゴヌクレオチ
ドリンカーから、又は一連のオリゴヌクレオチドから作られて、組換え発現ベク
ター内に挿入されて組換え転写単位において発現され得る合成遺伝子を供するこ
とができる。
組換え発現ベクターは、哺乳動物、微生物、ウィルス又は昆虫の遺伝子由来の
適した転写又は翻訳調節要素に作用的に結合されたLbeIF4Aポリペプチドをコー
ドするDNA配列を含む。前記調節要素は、後に詳しく記載されるような転写プロ
モーター、転写を制御するための任意のオペレーター配列、適したmRNAリボソー
ム結合部位をコードする配列、及び転写及び翻訳の終了を制御する配列を含む。
形質転換体の認識を容易にするための複製の源及び選択可能なマーカーが更に組
み込まれ得る。
DNA領域は、それらがお互い機能的に関連する場合、作用的に結合される。例
えば、シグナルペプチド(分泌リーダー)のためのDNAは、それがポリペプチド
の分泌において関与する前駆体として発現されるなら、ポリペプチドのためのDN
Aに作用的に結合される;プロモーターは、それが配列の転写を制御するならコ
ードする配列に作用的に結合される;又はリボソーム結合部位は、それが翻訳を
許容するように位置するならコードする配列に作用的に結合される。一般的に、
作用的に結合するとは、隣接する、及び分泌リーダーの場合、読み枠内であるこ
とを意味する。微生物内において発現されるべきLbeIF4Aポリペプチドをコード
するDNA配列は、好ましくはDNAのmRNAへの転写を時期尚早に終了させ得るであろ
うイントロンを含まないであろう。
バクテリアの使用のための発現ベクターは、選択可能マーカー及び公知のクロ
ーニングベクターpBR322(ATCC 37017)の遺伝要素を含む市販のプラスミド由来
の複製のバクテリアの源を含み得る。こ
のような市販のベクターは、例えばpKK223-3(Pharmacia Fine Chemicals,Upps
ala Sweden)及びpGEM1(Promega Biotec,Medison,WI,USA)を含む。これらのp
BR322“バックボーン”セクションは適切なプロモーター及び発現されるべき構
造配列に組み合わされる。大腸菌は大腸菌種由来のプラスミドであるpBR322の誘
導体(Bolivar et al., Gene 2:95,1977)を用いて典型的に形質転換される
。pBR322はアンピシリン及びテトラサイクリン耐性のための遺伝子を含み、これ
により形質転換された細胞を同定するための簡単な手段を供する。
組換え微生物発現ベクターにおいて一般に用いられるプロモーターは、β−ラ
クタマーゼ(ペニシリナーゼ)及びラクトースプロモーターシステム(Chang et
al.,Nature 275:615,1978;及びGoeddel et al.,Nature 281:544,1979)
、トリプトファン(trp)プロモーターシステム(Goeddel et al.,Nucl.Acids Res.8
:4057,1980;及び欧州特許出願36,776)並びにtacプロモーター(Ma
niatis,Molecular Cloning:A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Labor
atory,p412,1982)を含む。特に役立つバクテリア発現系は、ファージ 1
PLプロモーター及びcI857ts熱活性レプレッサーを用いる。1 PLプロモータ
ーの誘導体を組み込むAmerican Type Culture Collectionから得られるプラスミ
ドベクターは、大腸菌株JMB9(ATCC 37092)における内在体(resident)である
プラスミドpHUB2及び大腸菌RP1(ATCC 53082)における内在体であるpPLc28を
含む。
イーストベクターにおける適切なプロモーター配列は、メタロチオネイン、3
−ホスホグリセレートキナーゼ(Hitzeman et al., J.Biol.Chem.255 :2073
,1980)又はエノラーゼ、グリセルアルデヒド−3−ホスフェートデヒドロゲナ
ーゼ、ヘキソキナーゼ、ピ
ルベートデカルボキシラーゼ、ホスホフルクトキナーゼ、グルコース−6−ホス
フェートイソメラーゼ、3−ホスホグリレートムターゼ、ピルベートキナーゼ、
トリオセホスフェートイソメラーゼ、ホスホグルコースイソメラーゼ、及びグル
コキナーゼのような他の解糖酵素(Hess et al., J.Adv.Enzyne Reg.7:149
,1968;及びHolland et al.,Biochem.17 :4900,1970)のためのプロモータ
ーを含む。イースト発現系において用いるための適したベクター及びプロモータ
ーは、ヒッツエマンら(R.Hitzeman et al.)の欧州特許出願第73,657号に更に
記載される。
好ましいイーストベクターは、大腸菌における選択及び複製のためのpBR322(A
mpr遺伝子及び複製の源)並びにグルコース抑制性ADH2プロモーター及びα−因子
分泌リーダーを含むイーストDNA配列からのDNA配列を用いて作ることができる。
ADH2プロモーターは、ラッセルら(Russell et al.,J.Biol.Chem.258:2674
,1982)及びバイアーら(Beier et al.,Nature 300:724,1982)の論文によ
り記載されている。異種蛋白質の分泌を抑制するイーストα因子リーダーは、プ
ロモーターと発現されるべき構造遺伝子との間に挿入され得る。例えばクージャ
ンら(Kurjan et al., Cell 30:933,1982);及びビターら(Bitter et al., P roc.Natl.Acad.Sci.USA 81
:5330,1984)の論文を参照のこと。このリーダ
ー配列は、該リーダー配列の外来遺伝子への融合を容易にするためにその3′末
端近くに1以上の有用な制限部位を含むよう改良され得る。脊椎動物細胞を形質
転換するのに用いられるべき発現系における転写及び翻訳調節配列はウィルスソ
ースにより供され得る。例えば、一般に用いられるプロモーター及びエンハンサ
ーは、ポリオーマ(Polyoma)、アデノビニス(Adenovinis)2、シミアン・ウィ
ルス(Simian Virus)40(SV40)、及びヒトサイトメガロウィルス由来で
ある。SV40ウィルスゲノム、例えばSV40源、初期及び後期プロモーター、エンハ
ンサー、スプライシング、及びポリアデニル化部位由来のDNA配列は、異種DNA配
列の発現のために必要とされる他の遺伝要素を供するのに用いられ得る。初期及
び後期プロモーターは、この両方が複製のSV40ウィルス源も含むフラグメントと
してウィルスから容易に得られるため特に有用である(Fiers et al.,Nature 2 73
:113,1978)。より小さい又はより大きなSV40フラグメントも用いられ得、
複製のウィルス源において位置したHindIII部位からBglII部位へのびる約250bp
配列が含まれて供され得る。更に、ウィルスゲノムプロモーター、調節及び/又
はシグナル配列が利用され得、この調節配列が選択された宿主細胞と適合するよ
うに供される。典型的なベクターは、オカヤマ及びバークの論文(Okayama and
Berg,Mol.Cell.Biol.3:280,1983)により開示されるように作製され得る
。
C127ネズミ乳上皮細胞における哺乳動物レセプターcDNAの安定した高レベルの
発現のための有用な系は、実質的にコスマンらの論文(Cosman et al., Mol.Im munol 23
:935,1986)により開示されるように作製することができる。LbeIF4A
蛋白質DNAの発現のための好ましい真核生物ベクターはpDC406(McMahan et al.,EMBO J.10
:2821,1991)であり、SV40、ヒト免疫不全ウィルス(HIV)、及びエプ
スタイン・バールウィルス(EBV)由来の調節配列を含む。他の好ましいベクター
は、pDC406由来のpDC409及びpDC410を含む。pDC410は、SV40ラージT抗原をコー
ドする配列で複製のEBV源を置換することによりpDC406から得られている。pDC40
9は、多重クローニング部位の外側のBglII制限部位が削除されて該多重クローニ
ング部位のみにBglII部位を作る点でpDC406と異なる。
複製のEBV源を含むpDC406及びpDC409のような発現ベクターのエ
ピソームの複製を許容する有用な細胞系統はCV−1/EBNA(ATCC CRL 10478)。
CV−L/EBNA細胞系統はエプスタイン・バールウィルス核抗原−I(EBNA−1)
をコードする遺伝子でのCV−1細胞系統の感染により得られており、ヒトCMV即
時初期エンハンサー1プロモーター由来のEBNA−1を構造的に発現する。
形質転換された宿主細胞は、組換えDNA技術を用いて作製された発現ベクター
で形質転換又はこれを移入されており、並びに本発明のLbeIF4Aをコードする配
列を含む細胞である。形質転換された宿主細胞は必要とされるLbeIF4Aポリペプ
チドを発現し得るが、LbeIF4A DNAをクローニング又は増幅する目的のために形
質転換された宿主細胞はLbeIF4A蛋白質を発現する必要がない。発現されたLbeIF
4A蛋白は、好ましくは選択されたDNAに依存して培養上清内に分泌されるであろ
うが、細胞膜中にも沈殿し得る。
組換蛋白質の発現のため適した宿主細胞は、適切なプロモーターの制御下にお
ける原核生物、イースト又はより高度な真核細胞を含む。原核生物は、グラム陰
性又はグラム陽性菌例えば大腸菌又はバチルスを含む。より高度な真核細胞は、
後に記載されるような昆虫又は哺乳動物源の確立された細胞系統を含む。本明細
書に開示されるDNA構成物由来のRNAを用いてLbeIF4A蛋白質を製造するのに無細
胞系も用いられ得るであろう。バクテリア、真菌、イースト、及び哺乳動物細胞
の宿主と共に用いるための適切なクローニング及び発現ベクターが、例えばポー
ウェルらの論文(Pouwels et al.,Cloning Vectors:A Laboratory Manual,Els
evier,New York,1985)により記載されている。
広範囲の蛋白質分解及びジスルフィド処理を必要としないLbeIF4Aポリペプチ
ドの発現のために原核生物発現宿主が用いられ得る。原核生物発現ベクターは、
一般に1以上の表現型選択マーカー、例
えば抗生物質耐性を有するもしくは独立栄養の必要性を供給する蛋白質をコード
する遺伝子、並びに宿主内での増幅を確かにするために宿主により認識される複
製の源を含む。形質転換のための適した原核生物宿主は大腸菌、バチルス・サブ チリス(Bacillus subtilis)
、サルモネラ・タイフィミリウム(Salmonella typh imurium
)、並びにシュードモナス(Pseudomonas)、ストレプトマイセス(Strept omyces
)、及びスタフィロコッカス(Staphylococcus)属の範囲内の種々の種を
含むが、他の宿主も用いられ得る。
組換えLbeIF4Aポリペプチドは、好ましくはS.セレビシアエ(S.cerevisiae)
のようなサッカロマイセス(Saccharomyces)種からのイースト宿主においても発
現され得る。ピキア(Pichia)又はクルイベロマイセス(Kluyveromyces)のよう
な他の属のイーストも用いられ得る。イーストベクターは、一般に、2μイース
トプラスミドからの複製の源もしくは自己複製配列(AR)、プロモーター、LbeI
F4AポリペプチドをコードするDNA、ポリアデニル化及び転写終了のための配列並
びに選択遺伝子を含むであろう。好ましくは、イーストベクターは、複製の源並
びにイースト及び大腸菌の両方の形質転換を許容する選択マーカー、例えば選択
マーカーを供する大腸菌のアンピシリン耐性遺伝子及びトリプトファン中におい
て増殖する能力を欠損しているイーストの変異株のためのS.セレビシアエtrp1
遺伝子、並びに下流の構造配列の転写を誘導するための高度に発現されたイース
ト遺伝子由来のプロモーターを含むであろう。イースト宿主細胞ゲノム内のtrp1
障害の存在は、後にトリプトファンの欠如下における増殖により形質転換を検出
するための効果的な環境を供する。
適切なイースト形質転換プロトコルは当該技術において当業者に周知である。
ヒンドらの論文(Hind et al., Proc.Natl.Acad.S ci.USA 75
:1929,1978)により記載される典型的な技術は、0.67%イースト窒
素ベース、0.5%カザミノ酸、2%グルコース、10mg/mlアデニン及び20mg/ml
ウラシルからなる選択培地においてTrp+形質転換体を選択することに関連する。
ADH2プロモーターを含むベクターにより形質転換された宿主株は、80mg/mlアデ
ニン及び80mg/mlウラシルを補われた1%イーストエキス、2%ペプトン、及び
1%グルコースからなる豊かな培地において発現のために増殖され得る。ADH2プ
ロモーターの抑制解除は培地グルコースの枯渇によりおこる。粗イースト上清は
、更なる精製の前にろ過して4℃に保存することにより収集される。
種々の哺乳動物又は昆虫(例えばSpodoptera又はTrichoplusia)細胞培養系も
組換え蛋白質を発現するのに用いられ得る。昆虫細胞における異種蛋白質の産生
のためのバキュロウイルス系は、例えばルッコー及びサマースの論文(Luckow an
d Summers,Bio/Technology 6:47,1988)により報告されている。適した哺乳
動物宿主細胞系統の例は、グルッツマンの論文(Gluzman, Cell 23:175,1981
)に記載されるサル腎臓細胞のCOS−7系統、並びに例えばCV−1/EBNA(ATCC
CRL 10478)、L細胞、C127,3T3、チャイニーズハムスター卵巣(CHO),COS,NS
−1,HeLa及びBHK細胞系統を含む適切なベクターを発現することができる他の
細胞系統を含む。哺乳動物発現ベクターは、複製の源、発現されるべき遺伝子に
結合した適したプロモーター及びエンハンサー、並びに他の5′もしくは3′フ
ランキング非転写配列のような非転写要素、並びに必要なリボソーム結合部位、
ポリアデニル化部位、スプライシングドナー及びアクセプター部位、並びに転写
終了配列のような5′もしくは3′非転写配列を含み得る。
後に培養培地又は細胞抽出液から精製される本発明のDNAの組換
翻訳産物を発現させるために適した宿主/ベクター系を培養することにより精製
されたLbeIF4Aポリペプチドを調製することができる。例えば、組換え蛋白質を
培養培地内に分泌する系からの上清は、アミコン(Amicon)又はミリポア(Milli
pore)ペリコン(Pellicon)ウルトラフィルトレーションユニットのような市販
の蛋白質濃縮フィルターを用いて最初に濃縮され得る。濃縮ステップに続いて、
この濃縮物を適した精製マトリックスに適用し得る。例えば、適したアフィニテ
ィーマトリックスは、相互構造蛋白質(即ちLbeIF4Aが構造を基礎とした特異的
相互作用において結合する蛋白質)もしくはレクチン又は適した支持体に結合し
た抗体分子を含み得る。あるいは、陰イオン交換樹脂、例えば露出したジエチル
アミノエチル(DEAE)基を有するマトリックス及び基材を用いることができる。
マトリックスは、アクリルアミド、アガロース、デキストラン、セルロース又は
蛋白質精製において一般に用いられる他の型であり得る。あるいは、陽イオン交
換ステップを用いることができる。適した陽イオン交換樹脂は、スルホプロピル
又はカルボキシメチル基を含む種々の不溶性マトリックスを含む。スルホプロピ
ル基が好ましい。ゲルろ過クロマトグラフィーもLbeIF4Aを精製する手段を供す
る。
アフィニティークロマトグラフィーは、LbeIF4Aポリペプチドを精製する特に
好ましい方法である。例えば、イムノグロブリンFc領域を含む融合蛋白質として
発現されるLbeIF4Aポリペプチドは、プロテインA又はプロテインGアフィニテ
ィークロマトグラフィーを用いて精製することができる。更に、ロイシンジッパ
ードメインを含むLbeIF4A蛋白質は、ロイシンジッパードメインに特異的な抗体
を含む樹脂上で精製することができる。LbeIF4A蛋白質に対するモノクローナル
抗体も当該技術において公知である方法を利用するこ
とによりアフィニティークロマトグラフィー精製において有用である。
最後に、1以上の逆相高性能液体クロマトグラフィー(RP−HPLC)ステップ疎
水性RP−HPLC媒体(例えば露出したメチル又は他の脂肪族を有するシリカゲル)
を、LbeIF4A蛋白質組成物を更に精製するために用いることができる。異種の組
換え蛋白質を供するために、種々の組み合わせにおける先の精製ステップのいく
つか又は全ても用いることができる。
バクテリア培養において産生された組換えLbeIF4Aポリペプチドは、好ましく
は最初に細胞ペレットから抽出し、次に1以上の濃縮、塩析、水性イオン交換又
はサイズ排除クロマトグラフィーステップにより単離される。高性能液体クロマ
トグラフィー(HPLC)は、最終精製ステップのために用いられ得る。組換えLbeI
F4A蛋白質の発現において用いられる微生物細胞は、凍結−解凍サイクル、音波
、機械的破砕、又は細胞溶解剤の使用を含むいずれの慣用の方法によっても破砕
され得る。
分泌される蛋白質としてLbeIF4Aポリペプチドを発現するイーストの発酵は、
精製を大きく簡単にする。大規模発酵から生じる分泌された組換え蛋白質は、ア
ーダルらの論文(Urdal et al.,J.Chromatog.296:171,1984)により開示され
る方法に類似する方法により精製することができる。この引用は、調製用HPLCカ
ラム上での組換えヒトGM−CSFの精製のための2つの連続した逆相HPLCステップ
を記載する。
組換え体培養において合成されたLbeIF4Aポリペプチドの標品は、該培養からL
beIF4A蛋白質を回収するために行われる精製−テップに依存した量及び特徴の蛋
白質を含む非LbeIF4A細胞構成物を含み得る。これらの構成物は、通常、イース
ト、原核生物又は非ヒト
真核生物源のものであり、好ましくは約1重量%未満の無害の汚染物量において
存在するであろう。このような標品は、その源の種において存在して見い出され
るようなLbeIF4A蛋白質に通常関連し得る他の蛋白質が典型的にない。
自動化された合成は、約100アミノ酸未満、典型的には約50アミノ酸未満を有
する本発明のポリペプチドを調製するための他の方法を供する。例えば、アミノ
酸が成長するアミノ酸鎖に連続的に加えられるメリフィールド(Merrifield)固
相合成法を用いることができる。メリフィールドらの論文(Merrifield,J.Am. Chem.Soc.85
:2149-2146;1963)を参照のこと。ポリペプチドの自動合成のため
の装置は、Applied Biosystems,Inc.of Foster City,CAのような供給元から
市販されている。
先のポリペプチド及びDNA配列に加えて、本発明は、免疫応答を評価するため
の、及び保護的免疫応答及びIL-12製造を刺激するための先に記載されるポリペ
プチドを用いる方法を更に供する。LbeIF4Aがリーシュマニア感染個体からのPBM
Cを刺激して増殖させるT細胞エピトープを含むことは本発明の範囲内において
見い出されている。LbeIF4Aも感染個体からのPBMCを刺激してTh1サイトカイン
プロファイルを生成する。Th1応答は、インターロイキン−1(IL−1)、イン
ターロイキン−2(IL−2)、インターロイキン−12(IL−12)もしくはインタ
ーフェロン−γ(IFN−γ)、並びに腫瘍壊死因子−α(TNF−α)のサイトカイン
の産生を特徴とする。IL−12は、生物学的に活性なIL−12p70の産生のために共
に発現され得るp40及びp35サブユニットを含むヘテロダイマー分子である。p
40サブユニットは、IL−12産生細胞によってのみ産生され、バクテリア及び寄生
虫の刺激の後の試験管内及び生体内において誘導され、一方p35サブユニットは
、遍在的化及び構造的の両方で発現され
る。従って、IL−12を産生する細胞も生物学的に不活性な遊離p40鎖の大過剰量
(10〜100倍)を有する。
LbeIF4Aもリーシュマニア感染患者からのPBMCにおいて、IFN−γ,IL−1,IL
−2,IL−12p20サブユニット、及びINF−αをコードするmRNAのようなmRNAのT
h1サイトカインプロファイルを刺激する。Th2応答の指示体である検出可能なI
L−4又はIL−10mRNAはこの刺激されたPBMCにおいて存在しない。実際、LbeIF4A
は、一般的にいく人かのリーシュマニア症患者の“増殖していない(resting)”P
BMC並びに患者のLPS誘導IL−10産生及び通常のPBMCにおいて存在するIL−10mRNA
の発現をダウンレギュレーションする。LbeIF4Aのこれらの特性は、ブラジルリ
ーシュマニア感染の後の保護的免疫応答においてLbeIF4Aのための役割を示唆す
る。
更に、LbeIF4Aは、未感染の対照個体から得られたPBMCにおける、並びに培養
されたヒトマクロファージ、ヒト骨髄白血病細胞系統THP−1及びマウスにおけ
るIL−12及びIL−2の産生を刺激する。LbeIF4AもIFN−γを補助してTHP−1細
胞を刺激してIL−12を分泌し、患者PBMCによるIFN−γ産生の誘導は、抗IL−12
抗体の存在により排除される。IL−12及びIL−2産生を刺激する能力は、LbeIF4
Aが保護的免疫応答を誘導する能力を有し、本明細書に記載されるポリペプチド
が癌のような病気及び感染性の病気の防止及び治療において広範囲に適用性を有
することを示す。
従って、本発明の1つの態様において、免疫応答を生ずる患者の完全な能力を
評価するための方法が開示される。本明細書に用いられる時“被検体”という言
葉は、いずれの温血動物をもいい、好ましくはヒトをいう。被検体は、リーシュ
マニア症(又は他の感染性の病気)もしくは癌のような病気を患うか、又は通常
(即ち、検出可能な病気及び感染がない)であり得る。一般に、LbeIF4Aポリペ
プチドへの被験体のPBMCの露出により誘導された増殖又はTh1関連応答のレベル
は、免疫応答を生ずる被験体の能力を示す。
要約すると、免疫応答を生ずる被験体の能力のこのような評価は、感染した、
又は感染していない被験体から得られたPBMCを本発明のポリペプチドに接触させ
、細胞の適した応答を測定することにより行われ得る。この目的のためのPBMCは
、例えばFicollTM(Winthrop Laboratories,New York)による密度遠心によるも
のを含む当該技術において周知である方法により単離され得る。一般に、約104
〜106細胞の評価のために十分であるポリペプチドの量は、約1μg/ml〜約50
μg/mlの範囲であり、好ましくは約10μg/mlである。PBMCでのポリペプチド
のインキュベーションは、約5日間、37℃で典型的に行われる。ポリペプチドで
のインキュベーションの後、PBMCは適した応答についてアッセイされる。例えば
、測定された応答は、放射能標識されたチミジンのパルスに細胞を曝露して細胞
のDNA内への標識の組込みを測定するこのような当業者に周知である方法により
評価され得る増殖的応答であり得る。一般に、刺激指数(即ち、抗原で刺激され
た細胞の平均cpmを抗原なしの細胞の平均cpmで割ったもの)が5以上である増殖
的応答は、免疫応答を生ずる能力が削減された個体を示す。あるいは、測定され
た応答は、先に記載されるような(IFN−γ,IL−2,IL−12p70,IL−12p40サ
ブユニット、IL−1及びTNF−αのような)1以上の特定のサイトカインの分泌、
又は(ポリメラーゼ鎖反応(PCR)による増幅を含み得る)当業者に公知である技
術により測定されるような(IFN−γ,IL−2,IL−12p40サブユニット、IL−1
及びTNF−αのような)1以上の特定のサイトカインをコードするmRNAのレベルで
あり得る。このような高レベルのサイトカイン分泌又はmRNA発現は、免疫応答を
生ずるための優れた能力に対応する。一般に、LbeIF4Aポリ
ペプチドで処理されたPBMCにおいて(本明細書に開示される方法により)IL−12
又はIL−12をコードするmRNAを検出することができないなら、被験体は免疫応答
を生ずる能力が低い。
更なる態様において本発明は、PBMC及び(これらに限定されないが、マクロフ
ァージ、単球、B細胞及び樹枝状細胞を含む)単離された構成細胞において免疫
応答を刺激するための方法を提供する。これらの細胞の刺激のために、フィコー
ル−ハイパーク(Ficoll−hypaque)密度遠心のような)当業者に公知である種々
の技術のいずれかにより単離され得、先に記載されるように免疫応答を生ずるの
に十分な量及び十分な時間におけるLbeIF4Aポリペプチドに接触され得る。本発
明に従って処理された細胞は、リーシュマニア症又は他の病気を患う被験体から
すでに単離され得(しかし必要はない)、処置後に被験体に再導入され得る。リ
ーシュマニア感染個体から得られた細胞において、発生され得る免疫応答は、(
IL−12産生の刺激を含む)有利な免疫応答及びIL−10発現のダウンレギュレーシ
ョンを含む。未感染の個体からの細胞において、免疫応答はIL−12の産生であり
得る。
関連した態様において、本発明は、ヒトを含む被検体において免疫応答を刺激
又は促進するための方法を提供する。1つの実施形態において、LbeIF4Aは、異
なる抗原に対する細胞及び/又は体液の免疫応答を促進するための免疫変調剤と
して用いられ得る。異なる特定の抗原と組み合わせてLbeIF4Aポリペプチドを被
験者に投与することにより、抗原に対する被験者の免疫応答が促進される。この
態様において、LbeIF4Aポリペプチドは、抗原と同じ調整物(例えばワクチン)
内において投与され得、又は別個に投与され得る。しかしながら、一般的に、抗
原及びLbeIF4Aポリペプチドは、同時に及び同じ部位において投与される。この
方法において、LbeIF4Aポ
リペプチドは例えば異種の試薬のためのワクチン調製物におけるアジュバントと
して用いられ得る。投与の適した量及び方法は以下に詳細に示される。
LbeIF4Aポリペプチドは、リーシュマニア寄生体に結合する抗体の産生を刺激
するために、単独又は他のリーシュマニア抗原と共のいずれかでもリーシュマニ
ア感染個体に投与され得る。ヒト及び他の哺乳動物におけるリーシュマニア種に
対する応答の合理的な前兆であるとして一般的に認識されているようなモデルに
おけるLbeIF4Aでのマウスの免疫化は、ブラジルリーシュマニアに対する保護的
免疫応答を生ずることが見い出されており、これはワクチンとしてのLbeIF4Aの
利用を確かめる。本発明のポリペプチドは、例えば治癒的免疫応答を刺激するた
めに慢性皮膚リーシュマニア症を患う被験体に投与され得る。
更なる態様において、本明細書に開示されるポリペプチドは、免疫応答をおこ
させるために被験体に投与され得る。リーシュマニア感染個体において発生され
得る免疫応答は、(IL−12産生の刺激を含む)有利なTh1免疫応答及びIL−10発
現のダウンレギュレーションを含む。未感染の個体において、免疫応答はIL−12
及び/又はIL−2の産生、又はガンマT細胞の刺激であり得る。投与の適した量
及び方法は以下に記載される。
本発明の更に他の態様において、1以上のLbeIF4Aポリペプチドが、インター
ロイキン−12刺激に応答する病気を患う被験体に投与され得る。このような病気
は、(例えばバクテリア、ウィルス、又は原生動物のものであり得る)感染又は
癌のような病気を含む。一般に、IL−12刺激に対する特定の病気の応答性は、免
疫性の臨床的相関現象へのLbeIF4Aペプチドでの処理の効果を評価することによ
り測定され得る。例えば、治療が治療された被験体における臨床的
改良に伴って高められたTh1応答又はTh2のTh1への転化を引きおこすのなら、
この病気はIL−12刺激に対する応答性がある。ポリペプチド投与は以下に記載さ
れるように行われ得るか、又はその適応によりより長期間に伸ばすことができる
。
LbeIF4Aポリペプチドが被験者における免疫応答を刺激又は促進するのに用い
られる先の態様において、ポリペプチドは医薬組成物又はワクチンとして好まし
くは調製される。医薬組成物は、生理学的に許容される担体、賦形剤又は希釈剤
と組み合わせた1以上のLbeIF4Aポリペプチドを一般的に含む。このような担体
は用いられる投与量及び濃度において受容体に非毒性であろう。ワクチンは、1
以上のLbeIF4Aポリペプチド及び指示のために適切な1以上の付加的抗原を含む
。可溶性サイトカインレセプター又はサイトカインと組み合わせてのLbeIF4A蛋
白質の使用も考慮される。
投与の経路及び頻度並びにポリペプチド投与量は、個体ごとに種々であろうし
、免疫化又は他の感染の治療において現在用いられているものと並用し得る。一
般に、医薬組成物及びワクチンは、注入(例えば筋肉内、静脈内又は皮下)、鼻
内(例えば吸引による)又は経口により投与され得る。投与の量及び頻度は、も
ちろん、治療された適応の特性及び厳しさ、必要とされる応答及び被験者の病状
等のような要因によるであろう。典型的には、2〜6週間に1〜4日の投与が行
われ得る。好ましくは、1回目の投与の2〜4週間後に2回目の投与が行われる
2回の投与が行われる。適した投与量は、被検体から単離されたPBMCの上清中の
IL−12の量がmL辺り約10ng〜10μgとなるように被験者においてIL−12の産生を
刺激するLbeIF4Aポリペプチドの量である。一般に、IL−12の量は、本明細書に
記載されるアッセイを含む当業者に周知であるいずれかの適切なアッセイを用い
て測定され得る。一投与中に存在するLbeIF4Aポリペ
プチドの量は、典型的に宿主のkg当り約1pg〜約100mg、典型的には約10pg〜約
1mg、好ましくは約100pg〜約1μgの範囲である。適切な投与サイズは動物の
大きさにより種々であろうが、10〜60kgの動物において、典型的に約0.01mL〜約
5mLの範囲であろう。特定の指示のための特定の適切な投与量は、直ちに決定さ
れ得る。
当業者に周知であるいずれの適切な担体も本発明の医薬組成物に用いることが
でき、更に担体の型も投与の形式及び徐放性投与が必要とされるか否かにより種
々であろう。皮下注入のような非経口的投与において、担体は、好ましくは、先
の担体又は、水、塩類溶液、アルコール、脂肪、ワックス又は緩衝液を含む。経
口投与において、マンニトール、ラクトース、デンプン、ステアリン酸マグネシ
ウム、サッカリンナトリウム、滑石、グルコース、スクロース、及び炭酸マグネ
シウムのような固体担体のいずれかが用いられ得る。生分解可能なミクロスフィ
アー(例えばポリ乳酸ガラクチド)も本発明の医薬組成物のための担体として用
いられ得る。適した生分解可能ミクロスフィアーは、例えば米国特許第4,897,26
8号及び第5,075,109号に開示されている。
医薬組成物及びワクチンは、緩衝液のような希釈剤、アスコルビン酸のような
酸化防止剤、低分子量(約10残基以下)ポリペプチド、蛋白質アミノ酸、グルコ
ース、スクロース又はデキストランを含む炭水化物、EDTAのようなキレート化剤
、グルタチオン及び他の安定化剤並びに賦形剤も含むことができる。中性に緩衝
された塩類溶液又は非特異的血清アルブミンと混合された塩類溶液は典型的に適
切な希釈剤である。好ましくは、製品は、希釈剤として適切な賦形剤溶液(例え
ばスクロース)を用いて凍結乾燥剤として調剤される。
免疫応答を非特異的に促進するために、LbeIF4Aポリペプチドに
加えて本発明のワクチン又は医薬組成物において、種々のアジュバントのいずれ
も用いることができる。大抵のアジュバントは、水酸化アルミニウムもしくは鉱
油のような迅速な異化から抗原を保護するよう意図された物質、並びに脂質A、
百日ぜき菌もしくはヒト結核菌のような免疫応答の非特異的刺激体を含む。この
ようなアジュバントは、例えばFreund's Incomplete Adjuvant及びComplete Adj
uvant(Difco Laboratories,Detroit,MI)及びMerck Adjuvant 65(Merck and
Company,Inc.,Rahway,NJ)として市販されている。
本発明の他の態様において、保護的免疫応答を刺激するための与えられた抗体
の能力を測定するための方法を提供する。インターロイキン−12産生を刺激する
LbeIF4Aの能力は、保護剤の開発と相関関係がある。従って、選択された抗原がI
L−12,IFN−γ、及び/又はIL−2産生を刺激することができるか否かを決定す
ることは、ワクチン開発において用いるための迅速かつ再現可能なスクリーニン
グ方法を供する。先に記載される方法を用いる標準的末梢血液単核細胞における
ガンマT細胞、IL−12、及び/又はIL−2産生の刺激により示されるようなTh1
応答を誘導することができる抗原は、ワクチンの調製に一般的に適している。
LbeIF4A蛋白質誘導体も、免疫原として、イムノアッセイにおける試薬として
、又はアフィニティー精製方法のための結合剤として用いられ得る。アッセイ又
は精製目的のためのLbeIF4Aポリペプチドは、固体支持体に結合され得る。この
ポリペプチドは、特許及び科学文献において詳細に記載される当業者に周知であ
る種々の技術を用いて支持体に結合され得る。本発明のこの態様の文脈において
、“結合”という言葉は、吸着のような非共有的関係、及び(支持体上における
抗原と官能基との間の直接の結合、他は架橋剤の手段
による結合であり得る)共有的付着の両方をいう。マイクロタイタープレート内
のウェルへの、又は膜への吸着による結合が好ましい。このような場合、適切な
時間において適切な緩衝液中のポリペプチドを固体支持体に接触させることによ
り吸着が行われ得る。接触時間は温度により種々であるが、典型的には約1時間
〜1日の間である。一般に、(ポリスチレン又はポリビニルクロライドのような
)プラスチックマイクロタイタープレートのウェルを約10ng〜約1μgの範囲、
好ましくは約250ngの量のポリペプチドに接触させることが抗原の適切な量に結
合するのに十分である。
ポリペプチドは、種々の技術を用いて固体支持体に共有結合させることができ
る。例えば、システイン及びリシン残基においてポリペプチドに共有結合するM
−マレイミドベンゾイルスクシニミド及びN−ヒドロキシスクシニミドのような
架橋剤を用いて結合が行われ得る。LbeIF4Aポリペプチドは、ブロモシアン活性
化、ビソキシラン活性化、カルボニルジイシダゾール活性化又はトシル活性化ア
ガロース構造に反応性側鎖を通して共有結合され得、又は(グルタルアルデヒド
架橋で又はこの架橋なしで)ポリオレフィン表面に吸着させることにより共有結
合も行われ得る。
いったん基材に結合させると、LbeIF4Aポリペプチドは、該LbeIF4A蛋白質に結
合する抗体のためのアッセイにおいて用いられ得る。適したアッセイは、酵素結
合イムノソルベントアッセイ(ELISA)を含む。このようなアッセイは、最初に
、サンプル中におけるポリペプチドに対する抗体が固定化されたポリペプチドに
結合できるように、固体支持体一般にマイクロタイタープレートのウェル上に固
定化されているポリペプチド抗原を抗体含有サンプルに接触させることにより行
われ得る。その後、結合していないサンプルを固定化ポリペプチドから除去し、
固定化された抗体−ポリペプチド複合体
に結合することができる検出試薬を加える。その後、固体支持体に結合したまま
である検出試薬の量を、特定の検出試薬のための適切な方法を用いて測定する。
固定化されたポリペプチドは、LbeIF4Aポリペプチドに結合する抗体を精製す
るのにも用いることができる。このような抗体は、当業者に周知である種々の技
術のいずれかにより調製することができる。例えば、ハーロー及びランドの論文
(Harlow and Land, Antibodies:A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor L
aboratory,1988)を参照のこと。1つのこのような技術において、ポリペプチ
ドを含む免疫原を広範囲の種々の哺乳動物(例えばマウス、ラット、ウサギ、ヒ
ツジ及びヤギ)のいずれかに最初に注入する。このステップにおいて、本発明の
ポリペプチドは修飾のない免疫原として作用し得る。あるいは、特に比較的短い
ポリペプチドにおいて、ポリペプチドがウシ血清アルブミン又はキーホールリン
ペット(keyhole limpet)ヘモシアニンのような担体蛋白質に結合されるなら、
優れた免疫応答が誘導され得る。この免疫原を、好ましくは1以上のブースター
免疫化を組み込む予め決められたスケジュールに従って、動物宿主に注入し、こ
の動物を周期的に採血する。その後、ポリペプチドに特異的なポリクローナル抗
体を、例えば適切な固体支持体に結合したポリペプチドを用いるアフィニティー
クロマトグラフィーにより上述の抗血清から精製することができる。
関心のポリペプチドに特異的なモノクローナル抗体は、例えばコーラー及びミ
ルステインの論文(Kohler and Milstein,Eur.J.Immunol.6:511-519,1976
)及びその改良の技術を用いて調製することができる。要約すると、これらの方
法は、必要な特異性(即ち関心のポリペプチドとの反応性)を有する抗体を産生
することができる不死の細胞系統の調製に関連する。このような細胞系統は、例
えば先に記載されるように免疫化された動物から得られる脾臓細胞から産生され
得る。その後、ミエローマ細胞融合パートナー、好ましくは免疫化された動物と
共通遺伝子のものとの融合により脾臓細胞を固定化する。種々の融合技術を用い
ることができる。例えば、脾臓細胞とミエローマ細胞を数分間非イオン性界面活
性剤と組み合わせて、その後ハイブリッド細胞の増殖を支えるがミエローマ細胞
の増殖を支持しない選択培地上に低密度でプレートすることができる。好ましい
選択技術はHAT(ヒポキサンチン、アミノプテリン、チミジン)選択を用いる。十
分な時間、通常約1〜2週間後、ハイブリッドのコロニーが観察される。単一の
コロニーを選択してポリペプチドに対する結合活性についてテストする。高い反
応性及び特異性を有するハイブリドーマが好ましい。
増殖中のハイブリドーマコロニーの上清からモノクローナル抗体を単離するこ
とができる。更に、マウスのような適切な脊椎動物宿主の腹膜腔内へのハイブリ
ドーマ細胞系統の注入のような収率を増加させるために種々の技術を用いること
ができる。その後、腹水又は血液がモノクローナル抗体を収集する。クロマトグ
ラフィー、ゲルろ過、沈殿、及び抽出のような慣用の技術により汚染物を抗体か
ら除去することができる。例えばアフィニティークロマトグラフィーステップに
おける精製過程において本発明のポリペプチドを用いることができる。
例えば直接的又は競合的であり得る種々のイムノアッセイの1つを用いて生物
学的サンプルにおけるリーシュマニア感染を検出するために、本発明のポリペプ
チドに結合した単一特異性抗体を用いることができる。要約すると、1つの直接
的アッセイ形式において、(先に記載されるように)単一特異性抗体を固体支持
体上に固定化して、テストされるべきサンプルに接触させることができる。結合
していないサンプルを除去した後、リポーター基で標識されている第2の単一特
異性抗体を加えて、結合した抗原を検出するのに用いることができる。典型的な
競合アッセイにおいて、適切なリポーター標識されているモノクローナル又はポ
リクローナル抗体にサンプルを組み合わせることができる。その後、適切な固体
支持体上に固定化されたポリペプチドにサンプルと抗体との混合物を組み合わせ
ることができる。サンプル中の抗原に結合していない抗体は固定化された抗原に
結合することができ、サンプル及び抗体の残りを除去する。固体支持体に結合し
た抗体のレベルはサンプル中の抗原のレベルに逆比例的に関係する。これにより
、低レベルの固体支持体に結合した抗体はサンプル中のリーシュマニアの存在を
示す。サンプル中のリーシュマニアを検出するために単一特異性抗体を用いるた
めの他の形式は、当業者に明らかであろう。先の形式は、典型的な目的のために
単独で提供される。
以下の実施例は、実例として提供されるが、限定の手段ではない。当業者は、
本実施例において具体化される本発明の交換が、特に本明細書に言及される種々
の引用の技術の範囲において行われ得ることを認めるであろう。
実施例実施例1 LbeIF4AをコードするDNAの調製
本実施例は、ブラジルリーシュマニアリボソーム抗原LbeIF4AをコードするDNA
配列の分子クローニングを示す。
バクテリオファージλZAP II(Stratagene,La Jolla,CA)ブラジルリーシュ
マニア(MHOM/BR/75/M2903)から切断されたDNAを用いてゲノム発現ライブラリ
ーを作製した。この発現ライブラリー
を粘膜リーシュマニアを有するブラジルリーシュマニア感染個体からの大腸菌が
予備吸着された被検体の血清でスクリーニングした。免疫反応性組換え抗原を含
むプラークを精製し、製造元のプロトコルを用いてpBSK(−)ファージミドを摘
出した。一本鎖テンプレート標品のための重複欠失及びシークエンシングを行う
ためにエキソヌクレアーゼIII(Exonuclease III)でネスティドデリーション(N
ested deletion)を行った。製造元(Stratagene,La Jolla,CA)により推奨さ
れるようにVCSM13ヘルパーファージを感染させた後一本鎖テンプレートを単離し
て、ジデオキシ鎖ターミネーター法又はApplied Biosystems Automated Sequenc
er Model 373Aを用いるTaqダイターミネーターシステムによりシークエンシング
した。
その後、実施例5に記載されるような増殖的応答を刺激する能力、及び実施例
7に記載されるような支配的なTh1サイトカインプロファイルについて、被検体
T細胞アッセイにおいて免疫反応性組換え抗原を分析した。
先のアッセイにおいて組換えクローンを同定し、その推定されるアミノ酸配列
の、他の蛋白質の配列との配列比較に従って、真核生物開始因子4A(eIF4A)のブ
ラジルリーシュマニア相同体として同定した。単離されたクローン(pLeIF.1)
は、全長の蛋白質配列の最初の48アミノ酸残基(144ヌクレオチド)を欠失してい
た。その後、このpLeIF.1挿入物を全長のゲノム配列を単離するのに用いた。
配列番号:1は、全長のLbeIF4Aポリペプチドの全体のヌクレオチド配列を示
す。読み取り枠(ヌクレオチド115〜1323)は、403アミノ酸蛋白質であり、45.3
KDの予想分子量である。タバコ(TeIF4A)、マウス(MeIF4A)、及びイースト(
YeIF4A)からの相同的蛋白質とのLbeIF4Aの予想される蛋白質配列の比較は、高
い配列相同性を示し、最初の20〜30アミノ酸が最も変異性が高かった。LbeIF4
A,TeIF4A,MeIF4A及びYeIF4A各々の長さ(403,413,407、及び395アミノ酸)
、分子量(45.3,46.8,46.4、及び44.7KDa)、及び等電点(5.9,5.4,5.5、及び4
.9)は類似している。LbeIF4Aは、TeIF4Aと75.5%(57%同一、18.5%、保存的置
換)、MeIF4Aと68.6%(50%同一、18.6%保存的置換)及びYeIF4Aと67.2%(47
.6%同一、19.6%保存的置換)の全体の相同性を示す。実施例2 LbeIF4A遺伝子のキャラクタリゼーション
本実施例は、リーシュマニア種におけるLbeIF4A DNAのサザンブロット解析を
示す。リーシュマニア・ブラジリエンシス(Leishmania braziliensis)(MHOM/
BR/75/M2903)、L.グヤネンシス(L. guyanensis)(MHOM/BR/75/M4147)、L.アマゾネンシス(L.amazonensis
)(IFLA/BR/67/PH8)、L.チャガシ (L.chagasi
)(MHOM/BR/82/BA−2,Cl及びMHOM/BR/84/Jonas)、L.ド ノバニ(L.donovani)
(MHOM/Et/67/HU3)、L.インファンタム(L.infant um)
(IPT−1)、L.メジャー(L.major)(LTMp−2)、L.トロピカ(L .tropica
)(1063c)、トリパノソーマ・クルージ(Trypanosoma cruzi)(MHOM
/CH/00/Tulahuen C2)及びT.ブルセイ(T.brucei)(TREU 667)を用いた。
これらは以前に記載されている(Burns et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A .90
:775-779,1993)。プロマスティゴート及びエビマスティゴートをアゼニ
ック培地中で培養した。L.チャガシ及びL.アマゾネンシス無べん毛型を、各
々ゴールデンハムスターの脾臓及びBALB/c ByJマウスのフットパッド(footp
ads)から得て、バーンズらの論文(Buvns et al.,J.,Immunol.146:742-748
;1991)に記載されるように精製した。
ゲノムDNAを調製し、LbeIF4Aの内(PstI及びNotI)及び外側
(BamHI,EcoRI,EcoRV,HindIII,PvuII、及びSstI)の両方で切断する酵
素で消化し、0.7%アガロースゲル上で分離して、サムブルックらの論文(Sambr
ook et al., Molecular Cloning:A Laboratory Manual,Cold Spring Harbor L
aboratory Press,New York 1989)に記載されるようにニトラン(Nytran)膜上
にブロッティングした。LbeIF4Aのコーディング領域の約0.94kbフラグメント(
ヌクレオチド143〜1083)を含む制限フラグメントを、ランダムプライミング法
(Feinberg and Vogelstein, Anal Biochem.137:266-268,1984)により放射
能標識し、ブロットを65℃で一晩、ハイブリッド形成した。ブロットを各々0.1
% SDSを含む2×,0.5×及び0.2×SSCで65℃で20分間、2回洗浄した。L.ブ
ラジリエンシスゲノムDNAは、BamHI及びPvuIIレーンにおける2つのハイブリッ
ド形成バンドの存在により例証されるように少くとも2つのLbeIF4Aの複製を含
んでいた(図1)。
同図は、L.ブラジリエンシスと他のリーシュマニア種とのeIF4A相同体の間
の種間の保存性も示す。2つの主要なPstIハイブリッド形成フラグメントが、
同一のハイブリッド形成パターンを示すL.ドノバニ複合体(L.チャガシ、L
.ドノバニ、及びL.インファンタム)のメンバーと共にテストされた全ての他
のリーシュマニア種において検出された。LbeIF4Aも厳格なハイブリッド形成条
件下においてより遠い関係の寄生体T.クルジとクロスハイブリッド形成するか
T.ブルセイとはしなかった。これらのデータは、リーシュマニアeIF4A相同体
の広範囲の種間の保存性を示す。実施例3 LbeIF4Aの調製
この実施例は、約45KDa LbeIF4A抗原遺伝子産物の発現及び精製を示す。ゲノ
ムクローンpLeIF.1(即ちN末端48残基を欠失する抗
原)の45KDa組換え抗原を500mlのIPTG誘導培養から精製した。含有物を単離して
続いて2,4及び8M尿素を含む10ml TNE(50mM Tris,pH8.0,100mM NaCl及び1
0mM EDTA)中で洗浄した。可溶化された組換え抗原(通常4及び8M尿素上清)
を含むフラクションをプールして、トリスで緩衝された塩類溶液(TBS)に対して
透析し、30%硫酸アンモニウムで沈殿させることにより、濃縮した。調製用SDS
−PAGE電気泳動の後、組換え抗原の切除及び電気溶出を行うことにより均一化の
ための精製を行った。我々の研究において用いた全ての抗原は、Immunex Corp.
,Seatile,WAにより行われたリムルス(Limulus)変形、細胞アッセイにおいて、
10pg/ml未満のエンドトキシンを有していた。
ポリクローナル抗血清の製造のためにウサギを免疫化するのにこの組換え抗原
を用いた。成熟したウサギ(New Zealand White;R& R Rabbitry,Stanwood,WA
)を免疫化した。100μgのムラミルジペプチド(アジュバントペプチド、Calbio
chem−Novabiochem Corp.,La Jolla,CA)と共に不完全フロイントアジュバント
(IFA,GIBCO,Grand Island,NY)において、100μgの精製されたLbeIF4Aで皮
下免疫化し、次にIFA単独における100μgの組換え抗原で4週間後にブーストし
た。3週間後、ウサギを塩類溶液中25μgのLbeIF4Aで静脈にブーストし、1週
間後に血清を収集した。
初期、中期、又は後期ログフェーズの間又は22〜35℃からの培養の温度シフト
の後に収集されたプロマスティゴートからのL.ブラジリエンシスライゼートの
イムノブロットをプローブとしてポリクローナルウサギ抗血清を用いて続けて行
った(図2)。図2のパネルAは、分子量マーカー(レーンM)、未誘導(レー
ン1)及び誘導された(レーン2)培養からの大腸菌ライゼート、並びに精製さ
れた組換え抗原(レーン3)を示す。図2のパネルBは、L.ブラ
ジリエンシスプロマスティゴートライゼート(レーン1)、L.チャガシプロマ
スティゴートライゼート(レーン2)、並びにL.アマゾネンシスプロマスティ
ゴート(レーン3)もしくはアミスティゴート(レーン4)ライゼートを示す。
グリセリン及びβ−メルカプトエタノールのないSDSサンプル緩衝液における
ペレットの凍結/解凍溶菌により寄生体及び哺乳動物細胞ライゼートを調製した
。マイクロフュージにおける10Krpmでの遠心により不可溶性材料を上清から分
離した。Pierce BCA蛋白質アッセイキットを用いて蛋白質濃度を決定した。5〜
10μgの寄生体もしくは細胞抽出液又は0.5〜10μgの組換え抗原を12.5% SDS
−PAGEにより分離して、電気泳動でニトロセルロースメンブランに移した。(12 5
I)−プロテインA、次にオートラジオグラフィーを用いて先に記載されるよ
うに(Skelky et al., J.Exp.Med.176 :201-211,1992)抗血清の反応性を測
定した。
ウサギ抗血清は、約45KDのサイズの1つの主要な蛋白質を検出した。45KD eIF
4A相同体の相対強度は、分析された全てのライゼートにおいて類似しており、こ
れはこの抗原が寄生体の初期、中期対数増殖段階の間、又は細胞内アマスティゴ
ート段階に擬似する温度転移の後に構造物に発現されることを示す。これは、22
〜35℃からの温度転移の後に産物アップレギュレーションされるリーシュマニア
ヒートショック蛋白質ファミリーのメンバーと似ていない。予備免疫化されたウ
サギ血清は、寄生体ライゼートし反応しなかった。実施例4 LbeIF4Aに結合するモノクローナル抗体の調製
本実施例は、LbeIF4Aに対するモノクローナル抗体の調製を示す。高レベルのL
beIF4Aを表現する精製された組換えLbeIF4A又は移入された細胞の調製は、米国
特許第4,411,993号に開示されるもの
のような慣用の技術を用いてLbeIF4Aに対するモノクローナル抗体を生成するの
に用いられ得る。このような抗体は、LbeIF4Aのための診断用もしくは調査用ア
ッセイの構成物として、又はLbeIF4Aのアフィニティー精製においてPBMCのLbeIF
4A活性化を妨害するのに用いられ得る。
ネズミを免疫化するために、LbeIF4A抗原を(完全もしくは不完全フロイント
アジュバント、ミョウバン、又はRibiアジュバントR700(Ribi,Hamilton,MT)
のような他のアジュバントのような)アジュバントにおいて乳化し、選択された
ネズミ、例えばBALB/cマウス又はLewisラット内へ10〜100μgの範囲の量にお
いて皮下注射する。10日〜3週間後、免疫化された動物を更に免疫原でブースト
し、その後、一週間毎、2週間毎又は3週間毎の免疫化スケジュールにおいて周
期的にブーストした。ドット−ブロットアッセイ(抗体サンドイッチ)又はELIS
A(酵素結合イムノソルベントアッセイ)によりテストするためにレトローオービ
タルブリーディング又はテールーチップ切除により周期的に取り出す。Th1応答
の誘導の阻害のような他のアッセイ方法も適している。
適切な抗体タイターの検出に続いて、陽性の動物に塩類溶液中の抗原を静脈注
射する。3〜4日後、動物を殺して脾臓細胞を収集し、ネズミミエローマ細胞系
統(例えばNS1又は好ましくはAg8.653(ATCC CRL 15803)に融合する。この方法
により生じたハイブリドーマ細胞系統を非融合細胞、ミエローマ細胞ハイブリッ
ド、及び脾臓細胞−脾臓細胞ハイブリッドの増殖を阻害するための選択培地(例
えばヒポキサンチン、アミノプテリン、及びチミジン、又はHAT)中の多重マイク
ロタイタープレート内にプレートした。
これにより作られたハイブリドーマ系統を、LbeIF4Aでの反応性についてELISA
により、例えばエングバールらの論文(Engvall et
al.,Immunochem.8 :871(1971)及び米国特許第4,703,004号に開示される技術
の適用によりスクリーニングすることができる。好ましいスクリーニング技術は
、ベックマンらの論文(BecKman et al.,J.Immunol.144 :4212(1990))に記載
される抗体捕捉技術である。例えは希釈度を制限すること又は軟質寒天中におい
てクローニングすることにより、ハイブリドーマ系統をクローニングしてモノク
ローナル細胞系統を産出させる。その後、陽性クローンを共通遺伝子のネズミの
腹膜腔内に注入して、高濃度(1mg/ml超)の抗モノクローナル抗体を含む腹水
を産生させる。この結果として生じる抗体を硫酸アンモニウム沈殿、次にゲル排
除クロマトグラフィーにより精製することができる。あるいは、プロテインA又
はプロテインGへの抗体の結合を基礎とするアフィニティークロマトグラフィー
を、LbeIF4Aへの結合を基礎とするアフィニティークロマトグラフィーにおいて
用いられ得るように用いることもできる。実施例5 PBMC増殖のLbeIF4A刺激
本実施例は、L.ブラジリエンシス感染個体からのPBMCの増殖を刺激する精製
された組換えLbeIF4Aの能力を示す。10年間にわたり疫学的、臨床的、及び免疫
学的研究が行われているL.ブラジリエンシス伝染に固有の地域(Corte de Pedr
a,Bahia,Brazil)において生息している個体から末梢血液を得た。次ののち少
くとも1つと関連した臨床的発見により患者の診断を行った:障害からの寄生体
の単離、リーシュマニアライゼートでの陽性皮膚テスト又は陽性血清学テスト。
末梢血液を収集してPBMCをFicollTM(Winthrop Laboratories,New York)によ
る密度遠心により単離した。試験管内増殖アッセイにおいて、10μg/mlの示さ
れた抗原又は5μg/mlのPHA(Sigma I
mmunochemicals,St.Louis,MO)を含む、又は含まない96ウェル平底プレート内
の完全培地(ゼンタマイシン、2−ME,L−グルタミン、及び10%のスクリーニ
ングされプールされたA+ヒト血清が補足されたRPMI1640;Trimar,Hollywood,
CA)において2〜4×105細胞/ウェルを5日間培養した。その後細胞を培養の
最後の18時間において1μCiの〔3H〕チミジンでパルスを行った。
データは、3日の培養の平均cpm並びに(抗原を有する培養の平均cpm)/(抗原
のない培養の平均cpm)として定義される刺激指数(SI)として表わされる。表
1及び図3に示すように、刺激により異種の増殖パターンでLbeIF4Aに応答した
ほとんど(>70%)の粘膜並びに活性状態のもしくは治癒した皮膚の患者からの
PBMCは、各々12〜233及び2〜64の範囲において誘導した。
全体的に、刺激は、粘膜の個体からのPBMCのものでより高い。い
く人かの粘膜患者からのPBMCは、寄生体ライゼートで観察されたものに匹敵する
刺激誘導でLbeIF4Aに応答した。興味深いことに、皮膚リーシュマニア症を患う
いく人かの患者において、LbeIF4Aに対する増殖的応答が寄生体ライゼートによ
り誘導されるものより高かった。粘膜及び皮膚の患者と対照的に、自己治癒性皮
膚リーシュマニア症を患う全6個体からのPBMCは、粘膜個体のものに匹敵する刺
激誘導(16〜198)でLbeIF4Aに応答して増殖した。自己治癒性個体(MS及びDJ)の
2人からのPBMCは、寄生体ライゼートで得られたものよりかなり高い応答を有し
ていた。正常な感染していない個体からの細胞は、LbeIF4Aによりかろうじて刺
激された程度であった。実施例6 PBMCにおけるサイトカインmRNA発現のLbeIF4A刺激
本実施例は、L.ブラジリエンシス感染の確信される患者からのPBMCのサイト
カインmRNA発現パターンの分析を示す。サイトカインmRNA分析のために、(実施
例3において記載されるような)配列番号:2のN末端48残基を欠失するLbeIF4
A抗原10μg/mlを含む又は含まない1〜2×106細胞/mlにおいて、0.5〜1ml
のPBMCを培養した。この上清及び細胞を収集して、ポリメラーゼ鎖反応(PCR)
によりサイトカインmRNAについて分析した。サイトカインmRNA PCR分析のために
、チョムクジンスキーらの論文(Chomczynski and Sacchi,Anal.Biochem.162
:156-159,1987)に記載されるような酸グアニジウムチオシアネート−フェノ
ール−クロロホルム抽出法を用いて全RNAをPBMCから単離した。ポリ(dT)(Pha
rmacia)及びAMV逆転写酵素(Bethesda Research Laboratories,Gaithersburg
,MD)を用いて、相補的DNA(cDNA)を20μlの最終濃度において合成した。cDNA
サンプルを水で200μlにした。
β−アクチンに標準化した後、12〜20μlの希釈cDNAを、50μl
の反応容量において各々5′及び3′外部プライマーの0.2μMと共にTaqポリメ
ラーゼ(Perkin−Elmer Cetus,Norwalk,CT)を用いてPCRにより増幅した。用
いた条件は;94℃での変性(β−アクチン、IL−2、及びIL−4について1分間
;IFN−γについて45秒間及びIL−10について30秒間)、55℃でのアニーリング
(β−アクチン、IL−2、及びIL−4について1分間;IL−10について30秒間)
もしくはIFN−γについて60℃で45秒間のアニーリング並びに72℃でのエロンゲ
ーション。最初にcDNAの連続的希釈を行い、PCRのために用いられるサイクルの
数を変化させることにより我々のPCR条件が半定量の範囲内であることを確かめ
た。全ての後の実験において、β−アクチン、IL−2,IL−4、及びIFN−γの
ための増幅反応において30サイクルを用いた。IL−10 PCRの場合においては25サ
イクルを用いた。
用いたプライマーの対及びPCR条件は、発行されている情報からのものである
:β−アクチン、IL−2,IL−4及びIFN−γ(Ehlers et al., J.Exp.Med 17 3
:23-36,1991)及びIL-10(Viera et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.8 8
:1172-1176,1991)。5′及び3′オリゴヌクレオチドプライマー各々のヌク
レオチド配列は以下の通りである:(1)アクチンTGACGGGGTCACCCACACTGTGCCCA
TCTA及びCTAGAAGCATTGCGGTGGACGATGGAGGG;(2)IL−2,ATGTACAGGATGCAACTCC
TGTCTT及びGTCAGTGTTGAGATGATGCTTTGAC;(3)IL−4,ATGGGTCTCACCTCCCAACTG
CT及びCGAACACTTTGAATATTTCTCTCTCAT;(4)IFN−γ,ATGAAATATACAAGTTATATCT
TGGCTTT及びGATGCTCTTCGACCTCGAAACAGCAT;(5)IL−10,TCTCAAGGGGCTGGGTCAG
CTATCCCA及びATGCCCCAAGCTGAGAACCAAGACCCA。
HindIII/EcoRI,EcoRI,SacI/HindIII、及びEcoRI各々で消化されたヒ
ト配列IL−2,IFN−γ及びIL−4(Lewis et al.,Pr
oc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.85
:9743-9747,1988)並びにβ−アクチン(no
.65128;American,Type Culture Collection,Rockville,MD)を含むプラス
ミドを用いてプローブを得た。ヒトIL−10の全コーディング領域に及ぶ535塩基
対フラグメントを増幅するよう設計されたオリゴヌクレオチドプライマーを用い
て正常なドナー由来のマイトジェン刺激PBMCから、PCRによりヒトIL−10cDNAを
クローニングした(Lewis et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.85:9743-9
747,1988)。このcDNAをpBluescript内にサブクローニングしてBamHI/EcoRI
で消化した。1%アガロースゲルでの分離の後、挿入DNAフラグメントを切除し
て電気溶出して精製した。ランダムプライミング法により放射能標識32P−プロ
ーブを調製した。
PCR産物を1.5%アガロースゲルでの電気泳動により分析し、ナイロンメンブラ
ンに移し適切な32P−標識DNA挿入物で証明した。ハイブリッド形成を55℃で一
晩行った。ハイブリッド形成後の洗浄を0.2% SDSを含む各々2×及び1×SSCで
2回、20分間、55℃で行った。
これらの分析の結果を図4A及び4Bに示す。培養の前(レーン0)、抗原欠損下
における培養の後(レーン−)、又は10μg/ml L.ブラジリエンシスライゼ
ートの存在下(レーンLb)もしくは10μg/ml LbeIF4Aの存在下(レーンIF)に
おける培養の後の細胞でPCRサイトカイン分析を行った。図4Aは、分析された6
人の粘膜患者PBMCの3人(JV,SZ及びTE)並びに分散体皮膚リーシュマニアとし
て現れているL.アマゾネンシス感染の患者1人についてのサイトカインmRNAの
PCR結果を示す。6人の粘膜患者の3人において(TE、図4A;NO及びEO、不図示
)、試験管内で培養されていないPBMCは、IFN−γ及びIL−4、並びにIL−2(
患者TE及びEO)についての
検出可能なレベルのmRNAを有していた。IL−10mRNAは粘膜患者のいずれかからも
“休止中(resting)”のPBMCにおいて検出されなかった。しかしながら、抗原刺
激の欠如下において試験管内培養した後、分析したほとんどの粘膜PBMCにおいて
IL−10mRNAの合成がアップレギュレーションされた。更に、患者TE,NO及びE6の
“休止中”PBMCにおいて検出されたサイトカインmRNAのレベルはバックグラウン
ドレベルまで減少した。
寄生体ライゼートは、Th1サイトカイン IFN−γ及びIL−2のmRNAの発現並び
に(6人の患者の3人において)Th2サイトカインIL−4のそれを刺激した。寄
生体ライゼートでの培養後の患者のPBMC(SZ)の1つにおいてIL−10mRNAの増加
が検出された。LbeIF4A及び寄生体ライゼートの両方は、全ての粘膜患者のPBMC
由来のIFN−γ及びIL−2のmRNAの産生を誘導し、LbeIF4Aは排除的Th1サイトカ
インプロファイルを刺激した。実際、LbeIF4Aは、抗原刺激前のほとんどの粘膜
患者の培養されたPBMCにおいて検出されたIL−10mRNAの合成をダウンレギュレー
トした。興味深いことに、粘膜患者由来のPBMCを用いる場合に、LbeIF4AはDCL患
者VAにおけるIL−10mRNAの合成もダウンレギュレートした。
全体的に、IFN−γ及びIL−2についてのmRNAのレベルは、抗原刺激前の検出
不能量から臭化エチジウム染色ゲルにおける抗原刺激後すぐの視覚レベルに増加
した。しかしながら、サイトカインIL−4及びIL−10についてのmRNAは、分解さ
れたPCR産物の放射能プロービングの後に検出されただけであった。
皮膚患者由来のPBMCにおいて同様のPCR分析を行った(図4D)。分析された4
人の患者の3人(VS,JP及びCA(不図示))からの処理されたPBMCは検査された
Th1(IFN−γ及びIL−2)及びTh2(IL−4及びIL−10)サイトカインの両方
について高レベルのmRNAを示
した。第4(AS)の皮膚患者の処理されたPBMCにおいてIFN−γ及びIL−2につ
いてのmRNAが検出されたがIL−10及びIL−4についてのmRNAは検出されなかった
。従って、粘膜患者と対照的に、皮膚リーシュマニア症を患う患者は、処理され
たPBMCにおいてIL−4,IL−2及びIFN-γに加えてIL−10mRNAを有する。興味深
いことに、IL−2及びIFN−γについてのmRNAは抗原の欠損下におけるPBMCの試
験管内培養後にかろうじて検出可能なレベルに削減された一方、IL−10について
のそれは、影響を受けないか又は増加したかのいずれかであった。従って、皮膚
患者において、IL−10mRNAの休止レベルは安定であるか、又はそれらのPBMCが抗
原刺激の欠損下においてIL−10mRNAを合成し続けるかのいずれかである。皮膚リ
ーシュマニア患者におけるこのような応答の観察は、自己治癒性障害を経験する
であろう患者から慢性皮膚リーシュマニア症に発展しやすい個体を区別するのに
利用することができる。
テストされた全ての皮膚患者は、LbeIF4Aに、並びにIL−2及びIFN−γについ
てのmRNAの合成をアップレギュレートすることにより、寄生体ライゼートに応答
し、4人の患者の2人(VS及びAS)においては、寄生体ライゼートでの刺激後IL
−4mRNAのレベルも増加した。検出可能な“休止”レベルのIL−10mRNAを有する
3人の患者(VS,JP及びCA)において、LbeIF4A及び寄生体ライゼートはIL−10m
RNAの発現をダウンレギュレートした。
自己治癒性CLを患う患者由来のPBMCのサイトカインmRNAプロファイルは以下の
点においてML患者のものと類似していた。(a)検出可能なレベルのIL−10mRNA
を有する1つの個体を除いて、分析された4人の患者の3人からの休止中のPBMC
は検出可能なレベルのIL−2,IFN−γ及びIL−4を有していたがIL−10mRNAは
ほとんどないか又は全くなかった;(b)IL−10mRNAは抗原なしのPBMCの
培養後にアップレギュレートされたが、IL−2,IFN−γ及びIL−4のそれはバ
ックグラウンドレベルに削減された;そして(c)リーシュマニアライゼートは
混合Th1/Th2サイトカインプロファイルの発現を刺激したが、LbeIF4Aは、ほ
とんどの自己治癒性個体の培養されたPBMCにおいてTh1型のサイトカインのみの
mRNA発現の増加を誘発し、IL−10mRNAの発現をダウンレギュレートした。実施例7 PBMCにおけるサイトカイン分泌のLbeIF4A刺激
本実施例は、(実施例3に記載されるような)配列番号:2のN末端48残基を
欠失するLbeIF4A抗原又は寄生体ライゼートでの刺激の後のL.ブラジリエンシ
ス感染個体由来のPBMCの分泌されたサイトカインの上清レベルを示す。PBMC上清
のアリコートをIFN−γ,TNF−α,IL−4、及びIL−10についてアッセイした。
マウス抗ヒトIFN−γ mAb(Chemicon,Temucula,CA)及びポリクローナルウサ
ギ抗ヒトIFN−γ血清を用いてダブル・サンドイッチELISAによりIFN−γを定量
した。ヒトrIFN−γ(Genentech Inc.,San Francisco,CA)を標準曲線を作るの
に用いた。マウス抗ヒトIL−4 mAb(M1)及びポリクローナルウサギ抗ヒトIL−
4血清(P3)を用いてダブル・サンドイッチELISAによりIL−4を上清において
定量した。ヒトIL−4(Immunex Corp.,Seattle,WA)を、50pg/ml〜1ng/ml
の範囲の標準曲線を作成するのに用いた。ストレフタビジン接合セイヨウワサビ
ペルオキシダーゼ及び基質としてのABTSと結合したIL−10の検出のための分泌さ
れたIL−10及びビオチン化ウサギ抗ヒトIL−10mAb(Phar Mingen San Diego,CA
,Cat.#18562D)を“捕捉する”ために、ラット抗ヒトIL−10mAb(Phar Mingen S
an Diego,CA,Cat.#18551D)を用いてIL−10を測定した。(DNAX Research Ins
titure,Palo Alto,CAによりご提供いただいた)ヒトrIL
−10を、30pg〜2ng/mlの範囲において用いて標準曲線を得た。
全ての3人の患者の群(即ち、粘膜、皮膚及び自己治癒性皮膚)からの細胞は
、10μg/mlのLbeIF4A抗原又は10μg/ml寄生体ライゼートのいずれかでの刺
激の後にIFN−γ及びTNF−αを分泌した(図5及び6)。同様に、LbeIF4AはL
.トロピカ感染の患者(Desert Storm Patients)を刺激して増殖させてIFN−γを
分泌させた(不図示)。患者PBMCの上清において検出されたIFN−γ及びTNF−α
の両方のレベルは未感染対照からのものより重大に高かった。抗原刺激の欠損下
において、粘膜の患者(6人のうち5人)由来のPBMCのみが検出可能なレベルの
上清TNF−α(60〜190pg/ml)を産生した。分析した上清のいずれにおいてもIL
−4又はIL−10がほとんど又は全く検出されなかったこと(不図示)は、用いら
れたELISAの検出限界より低いレベルを示す。比較により、リーシュマニアライ
ゼートもPBMCを刺激してIFN−γ及びTNF−αを分泌させ、いく人かの患者におい
てはIL−10も検出された(不図示)。ひとまとめにして考えると、この結果は、
LbeIF4AがL.ブラジリエンシス感染個体由来のPBMCにおいて主要なTh1サイト
カインプロファイルを刺激する一方、寄生体ライゼートが混合Th1/Th2サイト
カインプロファイルを刺激することを示す。
抗体刺激後に粘膜及び自己治癒性個体由来の患者のPBMCの上清において検出さ
れたTNF−αのレベルは皮膚患者由来のものより高かった(図6)。5人の粘膜
の患者の4人(JV,SZ,AB、及びMB)からのPBMCは、寄生体ライゼートでの刺激
後の未感染対照由来のPBMCの培養において検出されたものより高いTNF−αの上
清レベル(0.80〜2.20ng/ml)を有していた。同様に、同じPBMCはLbeIF4Aによ
り刺激されて0.66〜3.14ng/mlの範囲の値での上清レベルのTNF−αを産生した
。未感染対照と比較して、分折された6人の自己治癒
個体以外の3人(GS,HS、及びMCT)由来のPBMCは寄生体ライゼートへの応答にお
いてより高レベルのTNF−αを産生し、そして分析された6人の自己治癒性の個
体以外の全6人(GS,MS,AH,DJ,HS、及びMCT)は、LbeIF4Aへの応答においてよ
り高レベルのTNF−αを産生した。寄生体ライゼートへの応答において皮膚リー
シュマニア患者由来のPBMCにより産生されたTNF−αのレベルは、未感染の対照
に相当した。しかしながら、LbeIF4Aは、これらの患者の3人(RJ,AD及びJS)
においてPBMCを刺激してINF−αを産生させた。このような患者は急性皮膚リー
シュマニア症が進展する過程にある可能性がある。実施例8 LbeIF4AによるIL−12産生の刺激
本実施例は、LbeIF4AがL.ブラジリエンシス感染個体、培養されたヒトマク
ロファージ、正常なドナーの血液由来の付着性PBMC及びヒト脊髄白血病細胞系統
THP−1由来のPBMCを刺激してIL−12を分泌させる。IL−12は、細胞内バクテリ
ア又は寄生体の感染において、細胞媒介免疫性の発達、Th1応答の発生及びIFN
−γ産生において中枢的な免疫調節の役割を演じることが示されている。用いら
れたLbeIF4Aポリペプチドは、(実施例3に記載されるように)配列番号:2の
N末端48残基を欠失するLbeIF4A抗原であった。
ダンドレアらの論文(D'Andrea et al., J.Exp.Med 179:1387-1398,1992
)により記載されるように、mAb対C11.79/C8.6を用いてRIA(10pg/mlの検出限
界)により、無細胞上清においてIL−12 p40を測定した。クビンらの論文(Kub
in et al.,Blood 83:1847-1855,1994)により記載されるように生物学的に
活性なIL−12 p70ヘテロダイマー(検出限界1pg/ml)を測定した。
図7Aは、10μg/mlのLbeIF4A(LeIF)が粘膜の患者のPBMCを刺激
して、抗原として10μg/mlの寄生体ライゼートを用いて(Lb)観察されたIL−
12 p40レベルより重大に高い大きさで培養された上清においてIL−12 p40を
分泌したことを示す。ライゼート又は抗原の欠損下において分泌されたIL−12
p40の量も示される(Med.)。同図は、10μg/mlのIL−10がLbeIF4A(LeIF+IL
−10)又はライゼート(Lb+IL−10)での刺激後の患者のPBMCによるIL−12 p4
0の産生をダウンレギュレートしたことも示す。
未感染個体由来のPBMCも、LbeIF4Aと共に培養された時にIL−12 p40を産生
した(LeIF、図7B)が、寄生体ライゼートに応じてp40は検出されなかった(Lb
)。これは、抗原刺激後の正常のPBMCより5〜100倍多いIFN−γを産生する患者
PBMCにおいて観察されたライゼート誘導p40におけるIFN−γについての役割を
示唆し得る(図5参照)。
抗原刺激PBMC培養において観察されたIL−12 p40が生物学的に活性なサイト
カインをもたらすか否かを決定するために、IL−12 p70をこれらの培養におい
てもアッセイした(図7C及び7D)。一般に、p70産生がp40のそれと同様であっ
たことは、生物学的に活性なIL−12が患者の及び正常なPBMCの両方においてLbeI
F4Aに応答して産生されたことを証明する。
LbeIF4Aも、培養されたヒトマクロファージにおいて(図9A)及び付着PBMCに
おいて(図9B)、IL−12産生を刺激する。正常なドナーの血液からフィコール−
ハイパーク勾配遠心により分離されたPBMCから付着細胞を調製した。2×106PBM
Cを500μl RPMI,2%ヒトAB血清において2時間培養した。PBSで3回プレート
を洗浄することにより付着細胞を精製した。その後、各々の刺激物を有するテス
ト培地(RPMI,2%ヒトAB血清)500μlを加えた(IFN−1000U/ml,LbeIF4A(L
f)10μg/ml)。18時間後に上清を取り出した。
5日を経たPHA芽細胞での捕捉バイオアッセイにより付着性PBMCのIL−12産生
を測定した。要約すると、(Wistar Institutcから提供された)IL−12捕捉抗体
C115.14を96ウェルプレート上にコートした。対照としての誘導実験及び組換えI
L−12の上清を4時間インキュベートした。数回の洗浄ステップの後、5日を経
たPHA芽細胞を加え、これらの芽細胞の増殖を用いて付着細胞の上清におけるIL
−12濃度を測定した。
テスト培地中で5日間、付着細胞(2×106PBMC)を培養することによりマク
ロファージを調製した。その後、このマクロファージをPBMCで洗浄して、500μ
l RPMI,2%ヒトAB血清、及び1000U/mL IFN−γを加えた。マクロファージを
LbeIF4A(10μg/ml)で刺激するか、又は培地(M)単独において培養した。1
つのセットにおいて、LbeIF4A対照マクロファージをIFN−γのない500μl RPMI
,2%ヒトAB血清中のLbeIF4Aでインキュベートした。18時間後に上清を取り出し
てIL−12依存性増殖の誘導のために用いた。要約すると、5日を経た芽細胞を2
日間、マクロファージ上清でインキュベートした。この最後の18時間において、3
Hチミジンを加えた。中和抗IL−12ポリクローナルヤギ血清(5μg/ml)を
示されるように加えた。
更に、LbeIF4Aはヒト脊髄白血病細胞系統THP−1におけるIL−12産生を刺激す
る(図10)。この細胞を5%胎児ウシ血清を含むエンドトキシン無含有RPMI培地
において24〜48時間106細胞/mLにおいて培養した。10μg/mlのLbeIF4AはIFN
−γと協力してTHP−1細胞と刺激してIL−12を分泌させた。これらの結果は、
ワクチンとしてのLbeIF4Aの利用性を示す。実施例9 IFN−γ産生のLbeIF4A誘導に対するIL−12及びIL−10の効果
本実施例は、(実施例3に記載されるような)配列番号:2のN末端48残基を
欠失するLbeIF4Aポリペプチドの応答におけるIL−12,IL−10及びIFN−γの間の
相互作用を検査する。図8Aに示すように、粘膜リーシュマニア症を患う患者由来
のPBMCを10ng/mlの抗IL−12(LeIF+抗IL−12)又はIL−10(LeIF+IL−10)の
欠損(LeIF)下又は存在下において10μg/mlのLbeIF4Aで刺激し、この培養さ
れた上清をIFN−γ分泌についてアッセイした。抗IL−12mAb及びIL−10の両方は
、LbeIF4A誘導IFN−γ分泌の産出を排除した。しかしながら、抗IL−12mAbのみ
がリーシュマニアライゼートでの刺激後にIFN−γの産生を部分的に削減した(
図8B)。これらの結果は、IFN−γ産生がIL−12依存性であり、IL−10により阻
害される一方、IL−12の産生がIFN−γ依存及び独立の経路の両方により調節さ
れることを示す。実施例10 マウス中のTH1プロファイルのLbeIF4A刺激
本実施例は、(実施例3に記載されるような)配列番号:2のN末端48残基を
欠失するLbeIF4AポリペプチドがBALB/cマウスにおいて主要なTh1サイトカイ
ンプロファイルを刺激することを示す。LbeIF4A又は8E(被検体のPBMCを刺激し
て高レベルのIL−10を産生させるL.ブラジリエンシスシトコンドリアhsp70の
C末端部分)のいずれかで、アジュバントとしてquilA又はCFAを用いて動物で開
始した。開始後10日において、リンパ節(LN)細胞を組換え抗原で試験管内で再
刺激し、この上清培養物を分泌されたサイトカインについて分析した。この結果
(図11)は、LbeIF4Aで開始されたマウスのLN細胞が増殖して両方の型のアジュ
バントを用いてのLbeIF4Aでの攻撃の後ほとんど排他的にTh1サイトカイン(IFN
−γ)を分泌したことを示す。対照的に、8Eで開始されたマウス由来のLN細胞
は、8Eでの攻撃に対する特異的な応答においてTh2サイトカイン、IL−4、及び
IL−10に強く偏って、アジュバントとしてCFAではTh0応答、又は(アジュバント
としてquilAでは)Th1/Th2タイプサイトカインを作り出した。同様に、寄生
体ライゼートで開始されたマウスは混ざった。サイトカインプロファイルを形成
し、この結果はワクチン候補としての寄生体ライゼート単独の使用に対して議論
し得ることを示す。
これらの結果は、LbeIF4Aがアジュバントとして用いられ得ることを示す。Lbe
IF4Aは、実験に基づくリーシュマニア症における保護に最も明白に関連する2つ
のサイトカインを含む強力なTh1応答を誘導するので、我々は、この抗原がリー
シュマニア症に対してマウスを保護する能力を研究した。BALB/cマウスをアジ
ュバントなしでLbeIF4Aで1日、免疫化した後、7日後にL.メジャーを皮下感
染させた。対照の群との比較により、LbeIF4AはL.メジャー感染に対して重大
な保護を供した(図12)。これにより、L.ブラジリエンシス由来の異種抗原が
L.メジャーにいくらかの保護を供し得ることは、少くともいくつかの“保護的
”エピトープが2つの寄生体間で保存されていることを示す。
先の記載から、本発明の特定の実施形態が実例の目的のために本明細書に記載
されているが、本発明の要約及び範囲から離れることなく種々の変換が行われ得
ることが認識されるであろう。
【手続補正書】特許法第184条の8
【提出日】1996年4月22日
【補正内容】
明細書
保護的免疫応答及びIL−12産生の刺激及び促進のための化合物及び方法
技術分野
本発明は、被検体において並びに単離された細胞及び細胞培養において免疫応
答を促進するための、並びにリーシュマニア(Leishmania)感染被検体を評価す
るための化合物及び方法に広く関する。本発明は、更に詳しくは、真核生物開始
因子4A(eIF4A)の相同体であるブラジルリーシュマニア(Leishmania braziliensi s)
抗原(LbeIF4A)の全部又は一部分を含む化合物に、及びTh1免疫応答を促進す
るための前記化合物の使用に関する。
発明の背景
リーシュマニアは、マクロファージの絶対細胞内原生動物寄生体であり、自己
治癒性皮膚病変、散在性の皮膚及び粘膜症状発現、及びひどい内蔵の病気を含む
特定の範囲のヒトの病気の原因となる。リーシュマニア症の患者の数は最近20年
間において劇的に増加しており、毎年約200万人の新しい患者が診断を受けてい
る。この病気の何百万人もの患者が主としてブラジル、中国、東アフリカ、イン
ド及び中東の地域において現在世界的に存在している。この病気は、南フランス
、イタリア、ギリシア、スペイン、ポルトガル及び北アフリカを含む地中海の地
域における地方病でもある。
ヒトに感染する20種のリーシュマニアがある。これらの種の中で、ブラジルリ
ーシュマニアは一般に局所性皮膚リーシュマニア症(CL)の原因となる。CLの患
者は、病気の間及び病気が治癒した後に
おいてリーシュマニア抗原に対する強い遅発性過敏症(DTH)及び生体内増殖性応
答を有する。CLの患者は自然に治癒する。しかしながら、幾人かの感染した人に
おいて、鼻、口及び/又は咽頭の粘膜のはげしく進行的な破壊を特徴とする活発
な皮膚の病気又は粘膜リーシュマニア症(ML)が発生する。現在の証拠は、TH1
エフェクター細胞の発達を誘導することができるIL−12がL.メジャー(L.maj or)
感染の治癒を促進することができることを示している(Trinchieri,Immuno l.Today 14
:335-337,1993を参照のこと)。プロマスティゴートは、マクロ
ファージにより媒介される免疫応答に最も感応性があることが明らかになってお
り、プロマスティゴートはIL−12産生を誘導しないことが見い出されている(Re
iner et al.J.Exp.Med.179:447-456,1994を参照のこと)。
リーシュマニア症の早期の診断は、治療が成功するために重大であり得るが、
この病気は特徴的なしるし又は徴候がないため行うことが難しい。寄生体検出方
法が用いられているがこのような方法は感染がないか又は実用的でない。(例え
ばELISA又は免疫蛍光技術を用いる)現在の血清学的テストは、完全な、又は溶
解された寄生体を典型的に用い、一般的に感度がなく種々の他の病気と交差反応
する傾向がある。更に、このような方法は、有効な治療を行うのに十分に早期に
致命的である可能性のある病気を検出するのにしばしば失敗する。これは、それ
らがこの病気の激しい段階の間に存在する抗体の検出によるからである。
先のポリペプチド及びDNA配列に加えて、本発明は、免疫応答を評価するため
の、及び保護的免疫応答及びIL−12製造を刺激するための先に記載されるポリペ
プチドを用いる方法を更に供する。LbeIF4Aがリーシュマニア感染個体からのPBM
Cを刺激して増殖させるT細胞エピトープを含むことは本発明の範囲内において
見い出されている。LbeIF4Aも感染個体からのPBMCを刺激してTh1サイトカイン
プロファイルを生成する。スケーキーらの論文(Skeiky et al., J.Immunol.
150:93a,1993)を参照のこと。Th1応答は、インターロイキン−1(IL−1)
、インターロイキン−2(IL−2)、インターロイキン−12(IL−12)もしくは
インターフェロン−γ(IFN−γ)、並びに腫瘍壊死因子−α(TNF−α)のサイトカ
インの産生を特徴とする。IL−12は、生物学的に活性なIL−12p70の産生のため
に共に発現され得るp40及びp35サブユニットを含むヘテロダイマー分子である
。p40サブユニットは、IL−12産生細胞によってのみ産生され、バクテリア及び
寄生虫の刺激の後の試験管内及び生体内において誘導され、一方p35サブユニッ
トは、遍在的化及び構造的の両方で発現される。従って、IL−12を産生する細胞
も生物学的に不活性な遊離p40鎖の大過剰量(10〜100倍)を有する。
LbeIF4Aもリーシュマニア感染患者からのPBMCにおいて、IFN−γ,IL−1,IL
−2,IL−12p20サブユニット、及びINF−αをコードするmRNAのようなmRNAのT
h1サイトカインプロファイルを刺激する。Th2応答の指示体である検出可能なI
L−4又はIL−10mRNAはこの刺激されたPBMCにおいて存在しない。実際、LbeIF4A
は、一般的にいく人かのリーシュマニア症患者の“増殖していない(resting)”P
BMC並びに患者のLPS誘導IL−10産生及び通常のPBMCにおいて存在するIL−10mRNA
の発現をダウンレギュレーションする。LbeIF4Aのこれらの特性は、ブラジルリ
ーシュマニア感染の後の保護的免
疫応答においてLbeIF4Aのための役割を示唆する。
更に、LbeIF4Aは、未感染の対照個体から得られたPBMCにおける、並びに培養
されたヒトマクロファージ、ヒト骨髄白血病細胞系統THP−1及びマウスにおけ
るIL−12及びIL−2の産生を刺激する。LbeIF4AもIFN−γを補助してTHP−1細
胞を刺激してIL−12を分泌し、患者PBMCによるIFN−γ産生の誘導は、抗IL−12
抗体の存在により排除される。IL−12及びIL−2産生を刺激する能力は、LbeIF4
Aが保護的免疫応答を誘導する能力を有し、本明細書に記載されるポリペプチド
が癌のような病気及び感染性の病気の防止及び治療において広範囲に適用性を有
することを示す。
従って、本発明の1つの態様において、免疫応答を生ずる患者の完全な能力を
評価するための方法が開示される。本明細書に用いられる時“被検体”という言
葉は、いずれの温血動物をもいい、好ましくはヒトをいう。被検体は、リーシュ
マニア症(又は他の感染性の病気)もしくは癌のような病気を患うか、又は通常
(即ち、検出可能な病気及び感染がない)であり得る。一般に、LbeIF4Aポリペ
プチドへの被験体のPBMCの露出により誘導された増殖又はTh1関連応答のレベル
は、免疫応答を生ずる被験体の能力を示す。
要約すると、免疫応答を生ずる被験体の能力のこのような評価は、感染した、
又は感染していない被験体から得られたPBMCを本発明のポリペプチドに接触させ
、細胞の適した応答を測定することにより行われ得る。この目的のためのPBMCは
、例えばFicollTM(Winthrop Laboratories,New York)による密度遠心によるも
のを含む当該技術において周知である方法により単離され得る。一般に、約104
〜106細胞の評価のために十分であるポリペプチドの量は、約1μg/ml〜約50
μg/mlの範囲であり、好ましくは約10μg/mlである。PBMCでのポリペプチド
のインキュベーションは、約5日間、37
℃で典型的に行われる。ポリペプチドでのインキュベーションの後、PBMCは適し
た応答についてアッセイされる。例えば、測定された応答は、放射能標識された
チミジンのパルスに細胞を曝露して細胞のDNA内への標識の組込みを測定するこ
のような当業者に周知である方法により評価され得る増殖的応答であり得る。一
般に、刺激指数(即ち、抗原で刺激された細胞の平均cpmを抗原なしの細胞の平
均cpmで割ったもの)が5以上である増殖的応答は、免疫応答を生ずる能力が削
減された個体を示す。あるいは、測定された応答は、先に記載されるような(IFN
−γ,IL−2,IL−12p70,IL−12p40サブユニット、IL−1及びTNF−αのよ
うな)1以上の特定のサイトカインの分泌、又は(ポリメラーゼ鎖反応(PCR)に
よる増幅を含み得る)当業者に公知である技術により測定されるような(IFN−γ
,IL−2,IL−12p40サブユニット、IL−1及びTNF−αのような)1以上の特定
のサイトカインをコードするmRNAのレベルであり得る。このような高レベルのサ
イトカイン分泌又はmRNA発現は、免疫応答を生ずるための優れた能力に対応する
。一般に、LbeIF4Aポリペプチドで処理されたPBMCにおいて(本明細書に開示さ
れる方法により)IL−12又はIL−12をコードするmRNAを検出することができない
なら、被験体は免疫応答を生ずる能力が低い。
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(51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI
C07K 14/44 9356−4H C07K 16/20
16/20 9282−4B C12N 1/21
C12N 1/21 9637−4B C12P 21/02 C
C12P 21/02 9284−4C A61K 39/395 D
// A61K 39/395 9284−4C Q
9358−4B C12P 21/08
C12P 21/08 9051−4C A61K 37/02 ADU
(C12N 1/21
C12R 1:19)
(C12P 21/02
C12R 1:19)
(81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE,
DK,ES,FR,GB,GR,IE,IT,LU,M
C,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF,CG
,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE,SN,
TD,TG),AP(KE,MW,SD,SZ,UG),
AM,AU,BB,BG,BR,BY,CA,CN,C
Z,EE,ES,FI,GE,HU,IS,JP,KE
,KG,KP,KR,KZ,LK,LR,LT,LV,
MD,MG,MN,MW,MX,NO,NZ,PL,R
O,RU,SD,SG,SI,SK,TJ,TT,UA
,UG,UZ,VN