JPH10501130A - C型肝炎ウイルスアシアロ糖タンパク質 - Google Patents
C型肝炎ウイルスアシアロ糖タンパク質Info
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Abstract
(57)【要約】
2つのC型肝炎ウイルスエンベロープタンパク質(E1およびE2)は、シアル化されることなく発現される。末端グリコシル化がブロックされる下等真核生物または哺乳動物細胞におけるこれらのタンパク質の組換え発現により、天然のHCV糖タンパク質により類似する組換えタンパク質か得られる。GNAレクチン親和性により単離される場合、E1タンパク質およびE2タンパク質はウイルス様粒子に凝集する。
Description
【発明の詳細な説明】
C型肝炎ウイルスアシアロ糖タンパク質技術分野
本発明は、組換えタンパク質の発現およびウイルス学の一般的分野に関する。
さらに詳細には、本発明は、C型肝炎ウイルス(HCV)感染の診断、処置、お
よび予防に有用な糖タンパク質、ならびにこのような糖タンパク質の生産方法に
関する。背景技術
非A型、非B型肝炎(NANBH)は、ウイルスによって誘発されると考えら
れている伝染性疾患(あるいは疾患のファミリー)であり、A型肝炎ウイルス(
HAV)、B型肝炎ウイルス(HBV)、デルタ肝炎ウイルス(HDV)、サイ
トメガロウイルス(CMV)、あるいはエプスタインバーウイルス(EBV)に
起因する肝疾患などの、他の形態のウイルス関連肝疾患とは区別される。伝染病
学的証拠によりNANBHには3つの型があり得ることが示されている。すなわ
ち、水に起因する伝染型;血液あるいは針に関連する型;および、散発的に発生
する集団獲得型。多くの原因因子は未知である。しかし最近、新種ウイルスであ
るC型肝炎ウイルス(HCV)が、血液に起因するNANBH(BB−NANB
H)の主要原因(もし原因がこれだけでなければ)として同定された。例えば、
PCT WO89/046699および米国特許出願第07/355,002号(1989年5月18日出願)を参
照のこと。C型肝炎は、アメリカ合衆国、ヨーロッパおよび日本を含む多くの国
あるいは地域で、輸血関連肝炎の主要形態であるようだ。さらに、HCVに関連
する肝細胞癌の誘発の証拠も存在する。従って、HCV感染の効果的な予防法お
よび処置方法の必要性が存在する。
HCVキャリア、およびHCVに汚染された血液あるいは血液製剤をスクリー
ニングおよび同定するための感度の高い特異的な方法の要求が高まっている。輸
血後肝炎(PTH)が、輸血患者の約10%に発生し、この場合の90%までは
HCVに起因する。この疾患の主要な問題は、慢性肝障害への常習的な進行であ
る(25−55%)。
患者の世話、ならびに血液および血液製剤による、あるいは患者との密接な接
触によるHCVの伝染の予防には、HCVに関連する核酸、抗原および抗体の検
出のための信頼し得る診断ならびに予後手段が必要とされる。さらに、この疾患
を予防および/あるいは処置するための有効なワクチンおよび免疫治療的治療剤
の必要性もまた存在する。
HCVは、他の感染性ウイルスに比較して非常に低率で感染個体の血液中に存
在し、このことはこのウイルスの検出を非常に困難にしている。このウイルスが
低率で存在することが、おそらく、長い間NANB型肝炎の原因因子が検出され
なかった主な理由である。現在ではクローン化されてはいるが、HCVはいまだ
に培養および増殖は困難である。従って、診断/治療/予防用のHCVタンパク
質を生産する組換え法の必要性が強い。発明の開示
2種のHCVタンパク質、E1およびE2は、組換え系において発現されると
きには、膜結合のアシアロ糖タンパク質であるようであることが発見された。糖
タンパク質は通常、哺乳類中ではマンノース末端形態ではなく、さらに他の炭水
化物で修飾されていて、マンノース末端化形態は、一般的には単に一過的なもの
であるので、このことは予想外のことである。E1およびE2の場合(本発明者
らの系において発現されるとき)には、アシアロ糖タンパク質は、最終形態であ
るようだ。E1(エンベロープタンパク質1)は、HCVゲノムの推定E1領域
から翻訳される分子量約35kDの糖タンパク質である。E2(エンベロープタ
ンパク質2)は、HCVフラビウイルスモデルに基づく、HCVゲノムの推定N
S1(非構造タンパク質1)領域から翻訳される、分子量約72kDの糖タンパ
ク質である。ウイルス性糖タンパク質は、しばしば高免疫原性であるので、E1
およびE2は、イムノアッセイおよび治療/予防ワクチンに使用されるのにまさ
に適したものである。
E1およびE2がシアル化されていないことの発見は重要である。タンパク質
の特定の形態は、多くの場合、細胞が組換え発現用の適当な宿主として働き得る
ように指令する。E.coliなどの原核生物は、タンパク質をグリコシル化せず、
そして一般的には、抗原としての使用のために糖タンパク質を産生するのには適
していない。その理由は、グリコシル化はしばしば、タンパク質の完全な抗原性
、可溶性、ならびに安定性に対して重要であるからである。酵母ならびに真菌の
などの下等真核生物は、タンパク質をグリコシル化するが、一般には、炭水化物
複合体には末端シアル酸残基を付加できない。従って、酵母由来のタンパク質は
、それらの天然(組換え体ではない)のタンパク質とは抗原としては区別され得
る。組換えタンパク質のグリコシル化は野生ウイルスタンパク質のグリコシル化
に非常に類似しているので、哺乳動物細胞での発現は、産生物の抗原性が重要で
ある応用に好ましい。
HCVウイルスが、肝細胞上に見い出されるアシアロ糖タンパク質レセプター
、あるいは肝内皮細胞およびマクロファージ(特に、クッペル(Kupffer)細胞
)上に見い出されるマンノースレセプターを介して感染の際に宿主細胞への入口
を得ることができるという新たな証拠が示された。驚くべきことに、天然のE1
およびE2塊は、末端シアル酸残基を有さず、コアグリコシル化のみなされるこ
とが発見された。小画分は末端N−アセチルグルコサミンをさらに含む。従って
、本発明の目的は、全末端シアル酸残基あるいは実質的に全ての末端シアル酸残
基を欠く、HCVエンベロープ糖タンパク質を提供することである。
本発明の他の局面は、例えば、分泌または放出を促進する抗生物質を使用して
の酵母での発現、あるいは哺乳動物細胞における発現による、末端シアル酸付加
を阻害する条件下でアシアロE1あるいはE2を産生する方法である。
本発明のもう一つの局面は、末端マンノース残基あるいは末端N−アセチルグ
ルコサミン残基に結合する、レクチンに対する親和性によるE1あるいはE2の
精製方法である。
本発明のもう一つの局面は、免疫原性組成物であり、これは、薬学的に受容可
能な賦形剤と組み合わせた、HCV E1およびE2からなる群より選択される
組換えアシアロ糖タンパク質を含む。所望で有れば、必要に応じて、免疫学的ア
ジュバントが含まれ得る。
本発明のもう一つの局面は、イムノアッセイ試薬であり、これは適切な支持体
と組み合わせた、HCV E1およびE2からなる群より選択される組換えアシ
アロ糖タンパク質を含む。本発明の他のイムノアッセイ試薬は、適切な検出標識
と組み合わせた、HCV E1およびE2からなる群より選択される組換えアシ
アロ糖タンパク質を含む。
本発明のもう一つの局面は、E1および/あるいはE2のダイマーおよび高次
凝集体(higher-order aggregates)に関する。本発明の1種はE2複合体であ
る。本発明の他の種は、E1:E2ヘテロダイマーである。
本発明のもう一つの局面は、E1:E2凝集体および薬学的に受容可能なキャ
リアを含むHCVワクチン組成物である。
本発明のもう一つの局面は、E1:E2複合体の精製方法である。発明の実施の態様
A.定義
用語「アシアロ糖タンパク質」とは、実質的にシアル酸成分を含まないグリコ
シル化タンパク質のことである。アシアロ糖タンパク質は、組換え、あるいは、
細胞培養または天然源からの精製により調製され得る。現在好ましいアシアロ糖
タンパク質は、HCV、好ましくは糖タンパク質E1およびE2、最も好ましく
は組換えE1およびE2(rE1およびrE2)由来である。シアル酸残基の量
が、実質的に糖タンパク質の、GNAのなどのマンノース結合タンパク質への結
合を阻害しない量であれば、この定義範囲内では、タンパク質は、シアル酸を「
実質的に含まない」。シアル化の程度は一般的には、全N末端結合炭水化物の約
40%未満がシアル酸であり、より好ましくは約30%未満であり、より好まし
くは約20%未満であり、より好ましくは約10%未満であり、より好ましくは
約5%未満であり、最も好ましくは約2%未満である場合に得られる。
本明細書に使用されている用語「E1」は、HCVポリタンパク質の最初の4
00アミノ酸以内に発現されるタンパク質あるいはポリペプチドのことであり、
ときにはEあるいはSタンパク質と呼ばれる。これは、その天然形態において、
膜に強く結合されていることが見いだされる、35kDの糖タンパク質である。
ほとんどの天然のHCV株では、E1タンパク質は、ウイルスポリタンパク質中
でC(コア)タンパク質の後にコードされる。E1タンパク質は、全長ポリタン
パク質の約192アミノ酸から約383アミノ酸に広がる。本明細書に使用され
ている用語「E1」には、天然E1と免疫学的に交差反応性であるアナログおよ
び先端切断型変異体もまた含まれる。
本明細書に使用されている用語「E2」は、HCVポリタンパク質の最初の9
00アミノ酸以内に発現されるタンパク質あるいはポリペプチドのことであり、
ときにはNS1タンパク質と呼ばれる。これは、その天然形態において、膜に強
く結合されていることが見いだされる、72kDの糖タンパク質である。ほとん
どの天然のHCV株では、E2タンパク質はE1タンパク質に続く。E2タンパ
ク質は、約384アミノ酸から約820アミノ酸に広がる。本明細書に使用され
ている用語「E2」には、天然E2と免疫学的に交差反応性であるアナログおよ
び先端切断型変異体もまた含まれる。
本明細書に使用されている用語「凝集体」とは、1つより多いE1あるいはE
2モノマーを含む、E1および/またはE2の複合体のことである。E1:E1
ダイマー、E2:E2ダイマーならびにE1:E2ヘテロダイマーは、すべてこ
の定義の範囲内の「凝集体」である。本発明の組成物はまた、より大きな凝集体
を含み得、800kDを越える分子量を有し得る。
本明細書に使用されている用語「粒子」とは、電子顕微鏡により見える、少な
くとも20nmの直径を有する、E1、E2、あるいはE1/E2凝集体のこと
である。好ましい粒子は、電子顕微鏡によって認められ、ほぼ円形形状で約40
nmの直径を有する。
本明細書中でタンパク質に適用されている用語「精製された」とは、所望のタ
ンパク質が、組成物中の総タンパク質成分の少なくとも35%を含む組成物のこ
とである。所望のタンパク質は、総タンパク質成分の好ましくは少なくとも40
%、さらに好ましくは少なくとも約50%、さらに好ましくは約60%、さらに
好ましくは少なくとも約70%、さらに好ましくは少なくとも約80%、さらに
好ましくは少なくとも約90%、そして最も好ましくは少なくとも約95%を構
成する。この組成物は、本明細書に使用される純度の決定に影響しない、炭水化
物、塩、脂質、溶媒などの他の化合物を含み得る。「単離された」HCVアシア
ロ糖タンパク質とは、純度が少なくとも35%のHCVアシアロ糖タンパク質組
成物を意味する。
本明細書に使用されている「マンノース結合タンパク質」とは、レクチンある
いはマンノース末端グリコシル化タンパク質(例えば、アシアロ糖タンパク質)
に特異的に結合する他のタンパク質のことを意味し、これらの例には、マンノー
ス結合レクチン、マンノース末端グリコシル化に特異的な抗体、マンノースレセ
プタータンパク質(R.A.B.Ezekowitzら、J Exp Med(1990)176:1785-94)、
アシアロ糖タンパク質レセプタータンパク質(H.Kurataら、J Biol Chem(1990
)265:11295-98)、血清マンノース結合タンパク質(I.Schuffeneckerら、Cyto genet Cell Genet
(1991)56:99-102; K.Sastryら、J Immunol(1991)147:692-97
)、血清アシアロ糖タンパク質結合タンパク質などが含まれる。マンノース結合
レクチンには、例えば、GNA、コンカナバリンA(ConA)ならびに同様の
結合性を有する他のレクチンが含まれる。
用語「GNAレクチン」とは、マンノース末端糖タンパク質に結合する市販の
レクチン、Galanthus nivalusアグルチニンのことである。
本明細書に使用されている「組換え」糖タンパク質は、組換えポリヌクレオチ
ドから発現される糖タンパク質であり、糖タンパク質をコードする構造遺伝子は
、天然ではこの構造遺伝子に隣接していない調節配列の制御下に発現されるか、
あるいはその構造遺伝子は改変されている。例えば、E1構造遺伝子が、酵母グ
リセルアルデヒド−3−ホスフェートデヒドロゲナーゼ(GAPDH)プロモー
ターの機能性フラグメントの制御下に配置されたベクターを形成し得る。酵母で
の使用に好ましい現在のプロモーターは、米国特許第4,880,734号(本明細書中
で参考として援用される)に記載のハイブリッドADH2/GAPプロモーター
であり、これは、アルコールデヒドロゲナーゼ2由来の上流の活性化配列と組み
合わせてGAPDHプロモーターのフラグメントを利用する。構造遺伝子の改変
には、縮重コドンでの別のコドンの置換(例えば、宿主に好ましいコドンの使用
、制限酵素切断部位の削除あるいは形成、ヘアピン形成の制御など)、ならびに
異なるアミノ酸をコードする限定数のコドンの置換、挿入あるいは欠失(天然ア
ミノ酸配列の数の、好ましくは約10%未満、より好ましくは約5%未満が変え
られるべきである)などが含まれる。同様に、「組換え」レセプターとは、組換
えポリヌクレオチドから発現されたレセプタータンパク質のことであり、レセプ
ターをコードする構造遺伝子は、天然では構造遺伝子に隣接しない調節配列の制
御
下に発現されるか、あるいはその構造遺伝子は改変されている。
用語「単離されたポリペプチド」とは、他のHCVウイルス成分、特にポリヌ
クレオチドを実質的に含まないポリペプチドのことてある。組成物中のポリペプ
チドの重量が、そのポリペプチドと他の成分と合わせた重量の少なくとも70%
、より好ましくは少なくとも約80%、さらに好ましくは約90%、そして最も
好ましくは95%あるいはそれ以上である場合には、ポリペプチド組成物は、他
の成分を「実質的に含まない」。例えば、100μg/mlのE1および3μg
/mlのみの他のHCV成分(例えば、DNA、脂質など)を含む組成物は、「
他のHCVウイルス成分」を実質的に含まず、従って、この定義の範囲内の単離
ポリペプチドの組成物である。
用語「分泌リーダー」とは、タンパク質のN末端でコードされるときに、翻訳
後に宿主細胞培養培地中にそのタンパク質を分泌されるようにするポリペプチド
のことである。分泌リーダーは、一般的に使用される宿主細胞に由来する。例え
ば、酵母での使用に適した分泌リーダーには、Saccharomyces cerevisiae α因
子リーダー(米国特許第4,870,008号(本明細書中で参考として援用される)を
参照のこと)が含まれる。
用語「下等真核生物」とは、酵母、真菌などの宿主細胞のことである。下等真
核生物は、一般的に(必ずというわけではないが)単細胞である。好ましい下等
真核生物は酵母であり、特に、Saccharomyces、Schizosaccharomyces、Kluverom yces
、Pichia、Hansenulaなどの種である。Saccharomyces cerevisiae、 S .car lsbergensis
およびK .lactisは、最も一般的に使用される酵母宿主ならびに便利
な真菌宿主である。
用語「高等真核生物」とは、哺乳類、ハ虫類、昆虫類などの高等動物由来の宿
主細胞のことである。現在好ましい高等真核宿主細胞は、チャイニーズハムスタ
ー(例えば、CHO)、サル(例えば、COS細胞)、ヒトおよび昆虫(例えば
、Spodoptera frugiperda)由来である。宿主細胞は、懸濁あるいはフラスコ培
養、組織培養、器官培養などで供給され得る。
用語「カルシウムモジュレーター」とは、小胞体内にカルシウムイオンを隠ぺ
いあるいは結合し得るか、あるいはカルシウム調節タンパク質(例えば、カルシ
ウムチャンネルタンパク質、カルシウムポンプなど)に作用することによりER
内のカルシウムイオン濃度に影響する化合物のことである。適切なカルシウムモ
ジュレーターには、例えば、サプシガルジン(thapsigargin)、EGTA(エチ
レングリコールビス[β−アミノエチルエーテル]N,N,N’,N’−テトラ
アセティックアシド)が含まれる。現在好ましいモジュレーターは、サプシガル
ジンである(例えば、O.Thastrupら、Proc Nat Acad Sci USA(1990)87:2466-
70を参照のこと)。
用語「免疫原性」とは、アジュバントの存在下あるいは非存在下で、単独ある
いはキャリアと結合して、体液性および/または細胞性免疫応答を生じる基質の
能力のことである。「中和」とは、感染性因子の感染性を部分的に、あるいは完
全に抑制する免疫応答のことである。「ワクチン」とは、HCVに対する、部分
的あるいは完全な防御を誘起し得る、個体の処置に有用な免疫原性組成物のこと
である。
用語「生物学的液体」とは、血清、血漿、唾液、胃分泌物、粘液などの、生物
から得られる液体のことである。一般的には、生物学的液体は、HCV粒子の存
在についてスクリーニングされる。ある種の生物学的液体は、血液凝固因子(例
えば、因子VIII:C)、血清アルブミン、成長ホルモンなどの他の産生物供給源
として使用される。このような場合には、元の生物学的液体がHCVなどのウイ
ルスに汚染されていないことが重要である。
B.一般的な方法
HCVゲノムのE1領域は、欧州特許第388,232号に「E」領域として、そし
て一方E2は「NS1」として記載されている。E1領域は、全長ウイルスポリ
タンパク質中の約192−383アミノ酸を有する。E2領域は、約384−8
20アミノ酸を有する。これらのタンパク質の原型の全配列(HCV−1株)は
、タンパク質の一般的なクローニングおよび発現法と同様に、当該分野では入手
可能である(欧州特許第388,232号を参照のこと)。E1およびE2の両方は、
HCVポリタンパク質の最初の850−900アミノ酸をコードするポリヌクレ
オチドから発現され得る。ほとんどの真核宿主細胞中では翻訳後のプロセッシン
グ
で、最初のポリタンパク質が、C、E1およびE2に切断される。コード領域の
5’末端を切断して、産生されるCタンパク質量を減少し得る。
アシアロ糖タンパク質の発現は、多くの方法によりなされ得える。例えば、通
常はグリコシル化タンパク質にシアル酸残基を付加しない下等真核生物(酵母な
ど)中での発現が得れ得る。酵母発現系においては、タンパク質が翻訳後に培養
培地中に発現されるように、S.cerevisiae α因子リーダーなどの分泌リーダー
を使用することが好ましい。さらに、pmr1などのグリコシル化欠損変異体を
使用することが好ましい。なぜなら、これらの変異体は、コアグリコシル化のみ
行い、かなり高効率に異種タンパク質を分泌することが多いからである(H.K.
Rudolphら、Cell(1989)58:133-45)。あるいは、Pichia pastorisなどの他の
種の酵母を使用し得る。これは、哺乳類およびS.cerevisiaeに見られるコアグ
リコシル化様式に類似すると考えられている様式で、8〜9マンノース残基を有
する糖タンパク質を発現する。
あるいは、哺乳類細胞中の発現を調整して末端グリコシル化(シアル酸付加)
をブロックし得る。組換え構築物は、タンパク質が小胞体へ方向づけられること
を確実にするために、好ましくは分泌シグナルを含む。ゴルジ体への移送は、E
1およびE2自身でブロックされるようである。哺乳類細胞でのE1あるいはE
2の高レベルの発現は、小胞体あるいはcisゴルジ体での全ての細胞タンパク
質の分泌を妨げるようである。さらに、グリコシル化欠損変異体を使用し得る。
例えば、P.Stanley,Ann Rev Genet(1984)18:525-52を参照のこと。グリコシ
ル化あるいは移送変異体が、シアル化を伴ってE1あるいはE2を発現する場合
には、ノイラミニダーゼによる処理によって末端シアル酸残基を除去し得る。
収量は、小胞体内からのタンパク質の放出を得るためのカルシウムモジュレー
ターの使用により増加されるべきである。適切なモジュレーターには、タプシガ
ルギン(thapsigargin)、EGTA、ならびにA23817(例えば、O.Thast
rupら、Proc Nat Acad Sic USA(1990)87:2466-70を参照のこと)が含まれる。
例えば、組換えワクシニアウイルスベクターによるトランスフェクションにより
、哺乳類細胞(例えば、CHO、COSならびにHeLa細胞など)の細胞内に
多量のE1あるいはE2を発現させ得る。タンパク質の発現および小胞体内への
蓄
積のための時間を置いた後、ER内容物の放出を起こすのに十分な濃度のカルシ
ウムモジュレーターに細胞を曝す。次に、培養培地からタンパク質を回収し、培
地は次のサイクル用に取り替える。
さらに、先端切断型のエンペロープタンパク質を発現させるのが好都合であり
得る。E1およびE2の両方は、高疎水性ドメインを有するようであり、これは
明らかにタンパク質を小胞体内に固定し、そして効率よい放出を妨げる。従って
、E1の170−190アミノ酸、260−290アミノ酸あるいは330−3
80アミノ酸(ポリタンパク質のはじめからの番号)の1つ以上の領域、ならび
にE2の660−830アミノ酸(例えば、欧州特許第388、232号の図20−1
を参照)の配列の部分を欠失することが望まれ得る。これらの疎水性ドメインの
少なくとも1つは、そのタンパク質の抗原性に必須ではなく、それゆえ不利な影
響もなく欠失し得る、トランスメンブラン領域を形成する。欠失に最も適した領
域は、当業者の技術範囲内で少数の欠失実験の実施により決定し得る。E2の疎
水性3’末端の欠失により、発現されたE2部分の分泌される。このとき、分泌
されたタンパク質のシアル化をともなう。
発現を得るために種々の任意のベクターが使用され得る。酵母などの下等真核
生物は、典型的には、カルシウムリン酸沈澱法を用いてプラスミドにより形質転
換されるか、あるいは組換えウイルスにより形質転換される。ベクターは、独立
して宿主細胞内で複製され得るか、あるいは宿主細胞ゲノムに組み込まれ得る。
より高等な真核生物は、プラスミドにより形質転換され得るが、典型的には組換
えウイルス、例えば、組換えワクシニアウイルスに感染される。ワクシニアによ
る感染は、宿主細胞タンパク質の発現を停止させ得るので、ワクシニアが特に好
ましい。まさに好ましい宿主細胞には、HeLaならびに形質細胞腫(plasmacy
toma)細胞株が含まれる。この系では、宿主ER中に主要なグリコシル化種とし
てE1およびE2が蓄積することを意味する。rE1およびrE2は、マンノー
ス末端化されている主要な糖タンパク質であるので、末端マンノース残基に結合
するGalanthus nivalusアグルチニン(GNA)などのレクチンを使用して細胞
から容易に精製され得る。
マンノース末端化糖タンパク質として天然に発現されるタンパク質は、哺乳動
物生理学上比較的まれである。ほとんどの場合において、哺乳動物の糖タンパク
質は、グリコシル化経路ての一過的な中間産物としてのみマンノース末端化され
ている。組換え的に発現されたHCVエンベロープタンパク質がマンノース末端
グリコシル化、あるいは(より低い程度の)N−アセチルグルコサミンを有する
事実は、HCVタンパク質および全ビリオンが分離され、そして末端マンノース
あるいはN−アセチルグルコサミンに特異的なレクチンを用いて、内因性タンパ
ク質から部分的に精製され得ることを意味する。組換えタンパク質は真正であり
、成熱遊離ビリオンに見いだされるエンベロープタンパク質、あるいは細胞結合
エンベロープタンパク質の形態と本質的に同じであると考えられている。従って
、GNAなどのレクチンを、マンノース末端タンパク質、ならびにWGA(コム
ギ胚芽アグルチニン)およびそのN−アセチルグルコサミン末端タンパク質の等
価物に対して使用し得る。例えばワクチンあるいはイムノアッセイに使用するた
めに抗原を生成するときの精製のために、E1およびE2を、細胞培養上清およ
び
結合させたレクチンを使用し得る。
あるいは、HCV感染が疑われる被験体からの液体あるいは組織サンプルから
、E1、E2あるいはHCVビリオンを単離するために適切なレクチンを供給し
得る。マンノース末端糖タンパク質は比較的まれであるので、このような手順は
、実質的にバックグラウンドを減少させて、試料中に存在するタンパク質を精製
するのに役立つ。レクチンに結合後、HCVタンパク質は抗HCV抗体を用いて
検出され得る。あるいは、全ビリオンが存在する場合には、HCVゲノムの保存
領域(例えば、5’非コード領域)についてPCR技術または他の核酸増幅法を
用いてHCV核酸を検出し得る。この方法で、例えば、新しい株が抗体の調製に
使用される株と免疫学的交差反応性でない場合には、抗原の変動あるいは変化に
関わらずHCVの異なる株の分離および特徴づけができる。特定のレクチンによ
る、マンノース末端化糖タンパク質特有の認識を都合よく利用する多くの他の方
法がある。例えば、HCVビリオンあるいはタンパク質の含有が疑われる試料を
、ビオチンあるいはアビジン標識レクチンとインキュベートし、アビジンまたは
ビオチンを用いてタンパク質−レクチン複合体を沈澱させ得る。さらに、治療上
の使
用のために、例えば、GNAに抗ウイルス化合物を結合することにより、化合物
をビリオンに標的づけるために、レクチンのHCVタンパク質に対する親和性を
使用し得る。あるいは、血清または血漿からマンノース末端化糖タンパク質を除
去するために適切なレクチンを使用して、HCV汚染の危険性を軽減あるいは解
消し得る。
固定化マンノース結合タンパク質、特にConAあるいはGNAなどのレクチ
ンとのインキュベーションにより、粗細胞溶解物からE1および/またはE2ア
シアロ糖タンパク質を単離するのが現在好ましい。例えば、低張緩衝液中で機械
的に破砕して細胞を溶解し、その後遠心分離して核工程後の溶解物(post-nucle
ar lysate)を調製し、さらに遠心分離して粗ミクロソーム膜画分を得る。次に
、粗膜画分をTritonX−100、NP40などの界面活性剤を含む緩衝液
に可溶化する。この界面活性剤抽出物をさらに遠心分離により澄明化して不溶性
粒子を除き、得られた透明溶解物を、固定化マンノース結合タンパク質、好まし
く
るクラマトグラフィーカラム中で、結合に十分な時間の間、典型的には16〜2
0時間インキュベートする。次に、この懸濁物を、E1/E2が溶出液中に現れ
るまでカラムにかけ、次に、結合に十分な時間の間、典型的には約12〜24時
間の間カラム中でインキュベートする。次に、結合された物質を界面活性剤(例
えば、TritonX−100、NP40など)を含む別の緩衝液で洗浄し、マ
ンノースで溶出して、精製アシアロ糖タンパク質を供給する。溶出に際しては、
タンパク質が溶出物中に現れはじめるまでの間にのみ溶出するこが好ましく、そ
の時点で溶出を停止し、そしてタンパク質の溶出を進める前にカラムを2〜3時
間平衡化させる。このことで、大きなタンパク質凝集体が徐々に離脱する速度に
対して十分な時間を与えると考えられる。E1およびE2が天然の形態(すなわ
ち、膜結合ドメインの末端切断なしに)で共に発現される場合には、アシアロ糖
タンパク質の実質的な画分は、E1:E2凝集体として現れる。電子顕微鏡での
試験では、この凝集体の主要部分は、直径約40nmのだいたい球状の粒子であ
り、これは完全なウイルスと予測される大きさである。これらの粒子は、自己構
築サブウイルス粒子(self-assemmbling subviral particles)であるようであ
る。これらの凝集体は、真正HCVビリオン粒子に非常に類似した四次構造を示
すことが予測され、従って、高免疫原性ワクチンとして作用することが予測され
る。
E1/E2複合体はさらに、例えば、Fractogel-DEAEあるいはDEAE-Sepharose
DEAEゲルクロマドグラフィーを使用して、純度約60〜80%のE1/E2複合
体が得られる。さらに、E1は0〜1のLys残基を有するので、リシンプロテ
アーゼ処理により精製され得る。複合体のリシンプロテアーゼ処理は、E2を破
壊してE1を容易に分離する。
HCVの組織特異性は、HCVエンベロープ糖タンパク質がマンノース末端化
されていることの観察と組み合わせて、そのウイルスが宿主細胞への入口を得る
ために、マンノースレセプターあるいはアシアロ糖タンパク質レセプター(AS
GR)を使用することを示唆する。マンノースレセプターは、マクロファージお
よび肝ジヌソイド細胞(sinusoidal cells)上に、一方、ASGRは実質肝細胞
(parenchymal hepatocytes)上に見られる。従って、これらのレセプターの1
つあるいは両方を発現する宿主細胞の使用により、HCVを培養することが可能
である。レセプターが維持される条件を用いて、天然にレセプターを発現する一
次細胞培養物を使用するか、あるいは、レセプター発現用のベクターで、HeL
a、CHO、COSなどの他の細胞株をトランスフェクトし得る。マンノースレ
セプターのクローニングならびにそのトランスフェクション、および線維芽細胞
での発現は、M.E.Taylorら、J Biol Chem(1990)265:12156-62に実証されて
いる。ASGRのクローニングおよび配列決定は、K.Driclkamerら、 J Biol C hem
(1984)259:770-78ならびにM.Spiessら、Proc Nat Acad Sci USA(1985)8
2:6465-69に、ラットHTC細胞での、機能性ASGRのトランスフェクション
および発現は、M.McPhaulおよびP.Berg,Proc Nat Acad Sci USA(1986)83:8
863-67ならびにM.McPhaulおよびP.Berg,Mol Cell Biol(1987)7:1841-47に
記載されている。したがって、1つあるいは両方のレセプターを適切な細胞株(
例えば、CHO、COS、HeLaなど)にトランスフェクトすることは可能で
あり、得られた細胞をHCVの培養での増殖のために宿主として使用すること
が可能である。このような培養でのHCVの継代により、生ワクチンとしての使
用に適した弱毒化株の開発がなされるべきである。1つあるいは両方の組換えレ
セプターでトランスフェクトされた固定化細胞株を使用するのが好ましい。
免疫原性組成物は、当該分野に公知の方法に従って調製され得る。この組成物
は、ポリペプチド、例えば、E1、E2、あるいはE1/E2粒子組成物の免疫
原量を、通常は薬学的に受容可能なキャリアと組み合わせて含有し、好ましくは
さらにアジュバントを含有する。「カクテル(cooktail)」が所望である場合に
は、例えば、E1にE2を加えた抗原など、HCVポリペプチドの組み合わせ物
を、効果を高めるためにともに混合し得る。E1/E2凝集体のウイルス様粒子
は、ことに有用なワクチン抗原を提供すると考えられる。免疫原性組成物は、抗
体の産生を誘発するために、抗体の供給源を提供するかあるいは動物内に防御免
疫性を誘導するために、動物に投与され得る。
薬学的に受容可能なキャリアには、組成物を受け入れる個体に対して、それ自
身が有害な抗体産生を誘発しない任意のキャリアが含まれる。適切なキャリアは
、典型的には、タンパク質、多糖類、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリマーア
ミノ酸、アミノ酸コポリマーなどの、大きな、徐々に代謝される高分子および不
活性ウイルス粒子である。このようなキャリアは、当業者には周知である。
組成物の効果を促進する好ましいアジュバントには、限定はされないが、水酸
化アルミニウム(alum)、米国特許第4,606,918号に記載されているN−アセチ
ル‐ムラミル−L‐スレオニル−D‐イソグルタミン(thr−MDP)、N−
アセチル−ノルムラミル‐L‐アラニル−D−イソグルタミン(nor−MDP
)、N−アセチルムラミル−L−アラニル−D−イングルタミニル−L−アラニ
ン−2−(1’−2’−ジパルミトイル−sn−グリセロ−3−ヒドロキシホス
ホリルオキシ)−エチルアミン(MTP−PE)およびRIBIが含まれ、こ
モノホスホリルリピドA、トレハロースジマイコレートおよび細胞壁骨格(MP
L+TDM+CWS)が含まれる。さらに、Stimulon(Cambridge Bioscience,Wo
rcester,MA)などのアジュバントが使用され得る。そのうえに、完全フロイント
アジュバント(CFA)および不完全フロイントアジュバント(IFA)が、ヒト
以外の適用ならびに研究用に使用され得る。
免疫原性組成物は、典型的には、水、生理食塩水、グリセロール、エタノール
などの薬学的に受容可能なベヒクルを含有する。さらに、加湿剤あるいは乳化剤
、pH緩衝剤などの補助物質がこのようなベヒクル中に含有され得る。
典型的には、免疫原性組成物は、注射可能なように液体溶液あるいは懸濁液の
いずれかに調製され得る;注射前に、液体ベヒクルの溶液または懸濁液に適した
固体形態もまた調製され得る。これらの調製物はさらに、アジュバントの効果を
促進するために乳化されるか、あるいはリポソーム中にカプセル化され得る。
ワクチンとして使用される免疫原性組成物は、免疫原学的に有効な量のHCV
ポリペプチド、および必要に応じて上記の任意の成分を含有する。「免疫原学的
に有効な量」とは、単回投与量あるいは一連の投与量の一部において、個体に投
与される量が、上記定義のように、治療に有効であることを意味する。この量は
、治療される個体の健康および身体的条件、治療される個体の分類学上の群(例
えば、ヒト以外の霊長類、霊長類など)、抗体を合成するための個体免疫系の能
力、所望の防御の程度、ワクチンの調剤、治療医の医学上の評価、感染させるH
CVの株、ならびに他の関連要因に依存して変化する。この量は、比較的に広範
囲にあるので、所定の治験により決定されることが期待される。
自己構築E1/E2凝集体はまた、ワクチンキャリアとして働き、B型肝炎表
面抗原と同様の様式で、異種(非HCV)ハプテンを提供し得る(欧州特許第17
4,444号を参照のこと)。この使用においては、E1/E2凝集体は、その凝集
体に結合されたハプテンあるいは抗原に対して免疫応答を刺激し得る免疫原性キ
ャリアを提供する。抗原は、従来の化学的方法により結合されるか、あるいはE
1および/またはE2をコードする遺伝子へ、そのタンパク質の親水性領域に相
当する配置に、クローン化され得る。
免疫原性組成物は、典型的には皮下注射あるいは筋肉内注射などによって、従
来通り非経口的に投与される。さらに、他の投与形態に適した処方剤には、経口
処方剤あるいは坐薬が含まれる。投薬処置は、単回投与計画あるいは複数回投与
計画であり得る。ワクチンは、他の免疫調節剤と組み合わせて投与され得る。
C.実施例
以下に示されている実施例は、当該分野の専門家にさらに説明するために提供
されていて、いかなる方法においても本発明を限定することを意味していない。
実施例1
(クローニングおよび発現)
(A)ベクターを、欧州特許第318,216号および欧州特許第388,232号に記載さ
れているように、HCVゲノムの5’部分を有するプラスミドから構築した。カ
セットHCV(S/B)は、Met1からLeu906までのポリタンパク質の5’
末端をコードするStuI-BgIII DNAフラグメント(Met1に対して−63ヌクレオ
チドから始まる)を有する。これには、コアタンパク質(C)、E1タンパク質
(また、ときにはSと言う)、E2タンパク質(また、ときにはNS1と言う)
、ならびにNS2a領域の5’部分が含まれる。構築物の発現に際して、個々の
C、E1およびE2タンパク質がタンパク質分解プロセッシングにより産生され
る。
カセットHCV(A/B)はMet1からLeu906までのポリタンパク質の5
’末端をコードするApaLI‐BgIII DNAフラグメント(Met1に対して−6ヌクレ
オチドから始まる)を有する。これには、コアタンパク質(C)、E1タンパク
質(また、ときにはSと言う)、E2タンパク質(また、ときにはNS1と言う
)、ならびにNS2a領域の5’部分が含まれる。構築物の発現に際して、個々
のC、E1およびE2タンパク質がタンパク貿分解プロセッシングにより産生さ
れる。
カセットC−E1(S/B)(StuI-BamHI部分)は、Met1からIle340ま
での5’末端(遺伝子中のBamHI部位)を有する。このカセットの発現で、Cお
よび多少の先端切断型のE1(E1’)が発現される。3’末端から切りだされ
た部分は、トランスロケーションシグナルとして作用すると考えられている疎水
性領域である。
カセットNS1(B/B)(BamHI-BgIII部分)は、E1の小さな3’部分(
Met364から)、全E2、ならびにNS2a部分(Leu906まで)を有する。
この構築では、E1フラグメントはトランスロケーションシグナルとして作用す
る。
カセットTPA−NS1は、ヒト組織プラスミノーゲンアクチベーター(tP
A)リーダーを、E1の3’部分のかわりにトランスロケーションシグナルとし
て使用する。このカセットは、Gly406からGlu661までのE2の先端切断型
を有し、ここでは疎水性3’末端は欠失されている。
各カセットを、T7およびインビトロにおけるウサギ網状赤血球発現による転
写および翻訳のための、合成β−グロビン5’非コード配列をともなったベクタ
ーpGEM3Z(Promega)と、この配列を伴わないベクターとに挿入した。組換
えワクシニアウイルス(rVV)ベクターを、Charkrabartyら、Mol Cell Biol(
1985)5:3403-09に記載されているように、そのカセットをプラスミドpSC11
(Dr.B.Moss、NIHから得た)に挿入し、その後ワクシニアウイルスと組換えて
調製した。
(B)かわりの発現ベクターを、Charkrabartyら、Mol Cell Biol(1985)5:3
403-09に記載されているように、pSC59(Dr.B.Moss、NIHから得た)のSt
uI部位とSpeI部位との間にHCV(A/B)を挿入し、その後ワクシニアウイル
スと組換えて構築した。
(C)HeLaS3細胞を、500mLの滅菌遠心ボトル(JA−10ロータ
ー)中で、室温にて、2000rpm、7分間遠心分離して回収した。ペレット
を、別の培養培地(Joklik 改変MEM撹拌培地(Spinner medium)+5%ウマ
血清およびゲンタマイシン)(「撹拌培地」)中に最終濃度2×107細胞/m
lに再懸濁した。音波処理した粗vv/SC59‐HCVウイルスのストックを
、細胞あたり8pfu/細胞の感染多重度で加え、そして混合物を37℃で30
分間撹拌した。次に、感染細胞を8Lの撹拌培地を入れた撹拌フラスコに移し、
37℃で3日間インキュベートした。
次に、培養細胞を遠心分離して回収し、ペレットを緩衝液(10mMTris
−HCl、pH9.0、15ml)に再懸濁させた。次に、細胞を40mlのDo
unce Homogenizer(50ストローク)によりホモジナイズし、核を遠心分離(5
分間、1600rpm、4℃、JA‐20ローター)してペレットにした。核ペ
レットをTris緩衝液(4ml)に再懸濁し、再度ホモジナイズしてペレット
にし、全上清を集めた。
集めた溶解物を、10mlのアリコートにわけ、カップホルンソニケーター(
cuphorn sonicator)で、中程度の出力で、3×30分音波処理した。音波処理
された溶解物(15ml)を、SW28遠心チューブ中で、17mlのスクロー
スクッション(36%)に重ねて、そして4℃で80分間、13,500rpm
で遠心分離してウイルスをペレットにした。そのウイルスペレットを1mlのT
ris緩衝液(1mMTrisHCl、pH9.0)に再懸濁し、そして−80
℃で凍結した。
実施例2
(インビトロ産生物とインビボ産生物との比較)
(A)E1およびE2を、上記実施例1に記載のベクターを用いて、インビト
ロおよびインビボの両方で発現させ、35S−Met標識した。BSC−40およ
びHeLa細胞を、インビボ発現用にrVVベクターに感染させた。培地および
細胞溶解物の両方を組換えタンパク質について試験した。産生物は、ヒトHCV
免疫血清により免疫沈降させ、一方、インビトロタンパク質は直接分析した。得
られたタンパク質をSDS−PAGEにより分析した。
網状赤血球発現系(HCV(S/B)あるいはHCV(A/B)を有するpG
EM3Z)は、それぞれ分子量約18kD、約35kDおよび約72kDを有す
るC、E1およびE2タンパク質を産生した。HCV(S/B)、HCV(A/
B)あるいはC−E1(S/B)を有するrVVでトランスフェクトしたBSC
−40およびHeLa細胞の溶解物は、同じタンパク質を提示した。網状赤血球
系は効率のよいゴルジプロセッシングを供給せず、従ってシアル酸を供給しない
ので、インビトロおよびインビボ産生物の両方が等しい移動度を示す事実は、タ
ンパク質がインビボにおいてシアル化されていないことを示唆する。TPA‐N
S1を有するrVVベクターのみが、E2の細胞外分泌を促し、これはシアル化
に一致する移動度の変化を示した。
(B)HCV(S/B)を、インビトロで発現させ、ビオチン化レクチン(G
NA、SNA、PNA、WGAおよびConA)のパネルとインキュベートした
。インキュベーションの後、複合体をアビジン−アクリルビーズ上に集めて、洗
浄
し、Laemmli試料緩衝液で溶出し、SDS一PAGEで分析した。結果は、E1
およびE2がGNAおよびConAに結合したことを示した。このことはマンノ
ースの存在を示している。GNAは末端マンノース基に結合し、一方、ConA
は任意のα結合マンノースに結合する。SNA、PNAおよびWGAに結合しな
いことは、タンパク質がシアル酸、ガラクトース−N−アセテルガラクトサミン
、あるいはN‐アセチルグルコサミンを含んでいなかったことを示す。
(C)放射標識E1およびE2を、HCV(S/B)(vv/SC11−HC
V)を有するrVVに感染させることによりBSC−40細胞中に産生し、そし
てヒトHCV+免疫血清で免疫沈降させた。免疫沈降させた物質の半分をノイラ
ミニダーゼで一晩処理して、すべてのシアル酸を除去した。処理後、処理タンパ
ク質および未処理タンパク質をSDS−PAGEで分析した。移動度には有意な
差は観察されなかった。このことはインビボではシアル化はされていないことを
示す。
(D)放射標識E1およびE2を、HCV(A/B)(vv/SC59−HC
V)を有するrVVに感染させることによりBSC−40細胞中に産生し、コン
トロールとしてHCV配列を含まないvv/SC11を用いて、ヒトHCV+血
清で免疫沈降さるか、あるいはアクリルビーズに結合されたビオチン化GNAレ
クチンにより沈澱させた。沈澱物をSDS−PAGEで分析した。データは、E
1およびE2が、vv/SC59−HCV感染細胞中の主要なマンノース末端タ
ンパク質種であることを実証した。GNAは、E1およびE2を細胞培養培地か
ら沈澱させるのに、ヒト抗血清と同程度に有効である。25kDの成分が観察さ
れたが、これはワクシニア感染細胞に特異的であるようだ。
実施例3
(レクチンを用いた精製)
(A)HeLaS3細胞に、精製高力価vv/SC59‐HCVウイルスのス
トックを、5pfu/細胞の感染多重度で接種し、そして混合物を37℃で30
分間撹拌した。次に、感染細胞を8Lの撹拌培地を入れた撹拌フラスクコに移し
、37℃で3日間インキュベートした。再度、細胞を遠心分離により集めて、氷
上
で低張緩衝液(20mM HEPES、10mM NaCl、1mM MgCl2
、120ml)に再懸濁させた。次に、細胞をDounce Homogenizer(50スト
ローク)でボモジナイズし、核を遠心分離(5分問、1600rpm、4℃、J
A−20ローター)してペレットにした。ペレットを集めて、48mlの低張緩
衝液に再懸濁し、再度ホモジナイズし、再度遠心分離し、再度集めて、−80℃
で凍結した。
次に、凍結上清を解凍して、核溶解後のミクロソーム膜画分を、JA‐20ロ
ーターにおいて13,500rpmで、4℃における20分間の遠心分離により
単離した。上清を吸引して除去した。
ペレットを、96mlの界面活性剤緩衝液(20mMTris−HCl、10
0mM NaCl、1mM EDTA、1mM DDT、0.5%Triton
X−100、pH7.5)中に取り出し、ホモジナイズ(50ストローク)し
た。生成物を、13,500rpm、4℃における20分間の遠心分離により透
明にし、上清を集めた。
GNA−アガロースカラム(1cm×3cm、3mg GNA/mlビーズ、
6mlベッド容量、Vector Labs,Burlingame,CA)を界面活性剤緩衝液で予め
平衡化した。上清試料を4℃で16−20時間、流速1ml/分で繰り返し循環
(recirculation)によりカラムにかけた。次に、カラムを界面活性剤緩衝液で
洗浄した。
精製E1/E2タンパク質を、流速0.5ml/分でα−D−マンノシド(界
面活性剤緩衝液中0.9M)により溶出した。E1/E2が溶出液中に出現した
時点で溶出を停止し、そしてカラムを2〜3時間再度平衡化した。画分をウェス
タンブロットおよび銀染色により分析した。ピーク画分を集め、UV照射して残
存するワクシニアウイルスを不活性化した。
(B)GNA−アガロース精製したE1およびE2アシアロ糖タンパク質を2
0〜60%グリセロールグラジエントで沈澱させた。グラジエントにかけたもの
を分画し、タンパク質をSDS−PAGEおよびウエスタンブロッティングによ
り分析した。ブロットをGNAでプローブしてE1およびE2を同定した。得ら
れた結果により、E1:E2ヘテロダイマーの存在が示され、これは予測された
速度で沈澱する(すなわち、110kDタンパク質の特徴的な位置)。HCVエ
ンベロープタンパク質のより大きな凝集体もまた出現する。E2:E2ホモダイ
マーもまた出現した。分離したE1:E2種もまた検出されたか、E1に比較し
て、E2が、より大きな種でより多く出現したようであった。より大きな凝集体
は、チログロブリンマーカーよりも有意に速く沈澱した。
(C)GNA−アガロース精製したE1およびE2を、1mM EDTAを含
有する20〜60%グリセロールグラジエントにより沈澱させた。画分を、β−
メルカプトエタノール(βME)の存在下および非存在下でSDS−PAGEに
より分析した。βMEの存在下および非存在下のE1およびE2のみかけの量に
は、ほとんどあるいは全く相違は観察されなかった。このことは、ヘテロダイマ
ー間のジスルフィド結合が存在しないことを示す。
(D)E1/E2複合体(純度約40%)を、Coulter DM-4 サブミクロン粒
子分析機で分析した。20〜60nmレンジで物質を検出した。
(E)E1/E2複合体(純度約40%)を、リンタングステン酸によるネガ
ティブ染色で電子顕微鏡により分析した。電子顕微鏡写真は、直径約40nmの
球状形の粒子の存在を示した。E1/E2複合体をHCV+ヒト免疫血清とイン
キュベートし、次に、ネガティブ染色してEMにより分析をした。大きな凝集体
を有する抗体複合体および小さな粒子を観察した。
実施例4
(クロマトグラフフィーによる精製)
(A)実施例3に記載のように調製したGNAレクチン精製物質(0.5〜0
.8ml)を緩衝液A(20mMTris−Cl緩衝液、pH8.0、1mM
EDTA)で10倍希釈し、緩衝液Aで平衡化した、1.8×1.5cmのFrac
togel EMD DEAE-650(EM Separations,Gibbstown,New Jersey,カタログ番号16
883)にかけた。E1/E2を含むタンパク質画分を、同じ緩衝液で流速0.2m
l/分で溶出し、1mlずつの画分を集めた。E1およびE2を含む画分(SD
S−PAGEで決定した)を集めて、−80℃で保存した。
(B)上記パート(A)で精製した物質は、SDS−PAGEによる評価で、
60〜80%の純度を有する。推定E1およびE2のそれぞれのバンドの同定は
、転移法(transfer technique)を用いた後のN‐末端配列分析により確認した
。この目的のために、fractogel-DEAE精製したE1/E2物質を、Laemmli緩衝
液(pH6.8、0.06MTris−Cl、2.3%SDS、10%グリセロ
ール、0.72M β−メルカプトエタノール)を加えて還元し、3分間煮沸し
た。次に、試料を10%ポリアクリルアミトゲルにのせた。SDS−PAGE後
、タンパク質を、ポリビニリデンジフルオライド(PVDF)0.2μm膜(Bi
o-Rad Laboratories,Richmond,CA)に移した。予測される推定E1およびE2
タンパク質のそれぞれのバンドをブロットから切り出し、N−末端アミノ酸分析
を行った。物質の調製の間のアミノ末端のブロックを妨げることは特別にはしな
かった。最初の15サイクルで、E1試料は、Tyr−Gln−Val−Arg
−X−Ser−Thr−Gly−X−Tyr−His−Val−X−Asn−A
spの配列を有し、一方、E2の配列は、Thr−His−Val−Thr−G
ly−X−X−Ala−Gly−His−X−Val−X−Gly−Pheであ
ることを示した。このアミノ酸配列のデーターは、対応するDNA配列から予測
された配列と一致する。
fractolgel−DEAEクロマトグラフィーによる上記の精製E1/E2産物は、ゲ
ル透過クロマトグラフィーBio−Sil TSK−4000SWカラムの排除
領域に、多量のE1およびE2がともに溶出する事実によって明確にされるよう
に、凝集していると考えられる。このことは、自然条件下では、有意な量のE1
/E2複合体は、少なくとも800kDの分子量を有することを示す。分子量約
650kDのE1/E2物質もまた観察された。
実施例5
(さらなるクローニングおよび発現)
(A)HCVポリタンパク質の5’部分を含有する以下のカセットを、合成黄熱
ウイルス5'非コード配列を伴って、または伴わないでベクターpGEM4Z(P
romega)に挿入し、そしてまた、組換えワクシニアウイルス(rVV)ベクターに
も挿入した(実施例1Aに記載のように)。カセットC5p−1は、ポリタンパ
ク質の5'末端のMet1〜Trp1079をコードするフラグメント(MET1に対
して-275ヌクレオチドで始まる)を含み、5'および3'末端にEcoRIリ
ンカーを有する。カセットC5p−3は、5'末端のMet1〜Trp1079のポリ
タンパク質をコードするフラグメントを含み、5'および3'末端にEcoRIリ
ンカーを有する。両方のカセットは、C、E1およびE2タンパク質およびNS
2タンパク質の5'部分をコードする。
(B)HCVポリタンパク質の5'部分を含有する以下のカセットを、ベクター
pSC59に挿入した後、ワクシニアウイルスで組換えた(実施例1Bに記載)
。カセットHCV(ポリ)は、ポリタンパク質の5'末端のMet1〜Asp966
をコードする平滑化StuI-BglIIフラグメント(Met1に対して-65ヌクレオチ
ドで始まる)を含む。この構築物は、C、E1およびE2タンパク質、およびN
S2タンパク質の5'部分を発現する。
カセットHCV(5C/SB)は、ポリタンパク質の5'末端のMet1〜Ile34 0
をコードする平滑末端化されたStuI-BamHIフラグメント(Met1に対して-6
5ヌクレオチドで始まる)を含む。この構築物は、Cタンパク質、先端欠失E1
タンパク質を発現する。
カセットHCV(6C/SS)は、ポリタンパク質の5'末端のMet1〜As
P382をコードするSalI(平滑化)-EcoRIフラグメントを含む。ここでser2は
Gly2で置換される。この構築物は、Cタンパク質、先端欠失E1タンパク質
を発現する。
カセットHCV(E12C/B)は、ポリタンパク質部分のMet134〜As
P966をコードする平滑末端化されたClaI-BglIIフラグメントを含み、EcoRIで平
滑化されたSC59ベクターに挿入された。
カセットHCV(E1/S)は、ポリタンパク質部分のMet134〜Val381を
コードする平滑末端化されたClaI/SalIフラグメントを含み、EcoRIで平滑化され
たSC59ベクターに挿入された。
(C)HeLaS3細胞を、250mlの滅菌遠心分離ボトル中で、4℃にて、
7分間、2000rpmで遠心分離することにより回収した。ペレットを、Gey's平衡
化塩溶液(GBSS)中、5×106細胞/mlの最終濃度で再懸濁した。超音波
処理したvv/SC59-HCVウイルス粗ストックを、0.5pfu/細胞の感染多
重度で添加し、そして混合物を37℃で1〜2時間、撹拌した。次いで、感染細
胞を、1リットルの培養培地(Joklik MEM+10% ウシ胎児血清+非必須アミノ
酸、ビタミン、pen/strep)を含有する撹拌フラスコに、106細胞/
mlの最終濃度で移し、そして3日間、37℃でインキュベートした。
次いで、培養細胞を遠心分離により回収し、そしてペレットを緩衝液(10mM
Tris-HCl、pH9.0、15ml)中に再懸濁した。次いで、細胞を、40ml
のDounce Homogenizer(50ストローク)を用いてホモジナイズし、そして核を
遠心分離(5分間、1600rpm、4℃、JA-20ローター)によりペレット化し
た。核ペレットをTris緩衝液(4ml)中に再懸濁し、再びホモジナイズし
、そして再度ペレット化させ、全ての上清を集めた。
集めた溶物を5mlのアリコートに分け、そして0.1容量のトリプシン(2.5
mg/ml)を添加し、そして37℃で30分間インキュベートした。次いで、アリ
コートを3×30秒間カップホーンソニケーターにおいて、中程度の出力で超音
波処理した。超音波処理した溶解物を粗ストックとして使用した。
実施例6
(インビトロ産物とインビボ産物とのさらなる比較)
(A)E1およびE2をインビトロおよびインビボの両方で発現させ、上記実施
例5に記載のベクターおよび上記実施例2に記載の手順を用いて、35S-Met
標識した。BSC-40およびHeLa細胞をインビボでの発現のためにrVVベ
クターで感染させた。培地および細胞溶解物の両方を、組換えタンパク質につい
て試験した。産物をヒトHCV免疫血清、あるいはウサギまたはヤギ抗HCV抗
血清を用いて免疫沈降させ、一方インビトロタンパク質は直接分析した。得られ
るタンパク質をSDS−PAGEおよびEndoH消化により分析した。
実施例7
(さらなるレクチンの精製)
HeLaS3細胞を、1pfu/細胞の感染多重度で、精製された高力価vv/S
C59-HCVウイルスストック(上記実施例5において記載のようにHCV(ポ
リ)またはHCV(E12C/B)で接種し、そして混合物を37℃で1〜2時間
撹拌した。次いで、感染細胞を1リットルの培養培地(実施例5、上述を参照の
こと)を含有する撹拌フラスコに移し、そして2日間37℃でインキュベートし
た。合計10リットルの細胞を遠心分離により回収し、そして氷上で、プロテア
ーゼインヒビター(PMSFおよびペプスタチンA)を含有する低張緩衝液(20m
M HEPES、10mM NaCl、1mM MgCl2、120ml)中、再懸
濁させた。次いで、細胞を40mlのホモジナイザーで、2つのバッチに分けて
ホモジナイズし、そして核を遠心分離(20分間、12,000rpm)により
ペレット化させ、再懸濁し、再度ホモジナイズした。各ペレットをホモジナイザ
ー中で約10mlの25mM NaPO4(pH6.8)中に再建濁し、等容量の
100mM NaPO4(pH6.8)中の4% Triton X-100を添加し
た。ペレット化された細胞を20ストロークでホモジナイズし、12,000r
pmで15分間スピンし(1ペレット当たり4チューブ)、そして上清を保存し
た。再懸濁、Triton添加、および遠心分離工程を繰り返し、そして保存した上清
を合わせ、そして-80℃で凍結した。
凍結上清を解凍し、そして12,000rpmで15分間スピンして、混合し
、そして4℃に維持した。GNA-アガロースカラム(1cm×3cm、3mg GNA
/mlビーズ、6mlベッド容量、Vector Labs,Burlingame,CA)を予め界面活
性剤緩衝液(50mM NaPO4中2% TritonX-100、pH6.8)で
平衡化した。上清サンプルをカラムにのせ、1ml/分の流速で、16〜20時
間、4℃にて再循環させた。次いで、カラムを界面活性剤緩衝液で洗浄した後、
各30mlの以下の洗浄液で洗浄した:
精製E1/E2タンパク質を、緩衝液DおよびE中の溶出物質として得、それ
らを別々に回収してSDS−PAGEにより分析した。
実施例8
(さらなるクロマトグラフィー精製)
(A)実施例7に記載のように調製したGNAレクチン精製物質を、緩衝液B(
実施例7を参照のこと)で平衡化したS-Sepharose Fast Flow(Pharmacia)のカ
ラムに載せた。カラムを緩衝液Bで洗浄し、次いで緩衝液1(0.5M NaCl,
20mM NaPO4(pH6.0)、0.1% TritonX-100)および緩
衝液2(1M NaCl、20mM NaPO4(pH6.0)、0.1% Trito
nX-100)で溶出した。E1およびE2を含有する画分(SDS−PAGE
により決定した)をプールし、-80℃で保存した。
─────────────────────────────────────────────────────
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
C12N 1/19 0276−2J G01N 33/576 Z
5/10 9735−4B C12N 5/00 A
G01N 33/576 9051−4C A61K 37/02 ACS
// C12N 15/09 9282−4B C12N 15/00 A
(81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE,
DK,ES,FR,GB,GR,IE,IT,LU,M
C,NL,PT,SE),AU,BG,BR,CA,C
N,CZ,EE,FI,GE,HU,JP,KR,LT
,LV,MX,NO,NZ,PL,RO,RU,SI,
SK,UA,UZ,VN
(72)発明者 サディウム, ケント ビー.
アメリカ合衆国 カリフォルニア 94602,
オークランド,ハンペル ストリート
1220
(72)発明者 ホール, ジョン エイ.
アメリカ合衆国 カリフォルニア 94928,
ローナート パーク,ラケット クラブ
サークル 725
(72)発明者 バーガー, キム エム.
アメリカ合衆国 カリフォルニア 94549,
ラファイエッテ,ジョンソン ロード
3364
(72)発明者 チョー, キ−リム
アメリカ合衆国 カリフォルニア 94530,
エル セリート,フェーン ストリート
7500
(72)発明者 ホートン, マイケル
アメリカ合衆国 カリフォルニア 94526,
ダンビル,ローズメッド コート 53
(72)発明者 クオ, ジョージ
アメリカ合衆国 カリフォルニア 94122,
サンフランシスコ,シックスス アベニ
ュー 1370
(72)発明者 ガーベイス, バーバラ エイ.
アメリカ合衆国 カリフォルニア 94589,
バレホ, シマロン コート 1001
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.E1およびE2からなる群から選択される、単離されたC型肝炎ウイルス( HCV)のアシアロ糖タンパク質。 2.前記アシアロ糖タンパク質がE1である、請求項1に記載のアシアロ糖タン パク質。 3.前記アシアロ糖タンパク質がE2である、請求項1に記載のアシアロ糖タン パク質。 4.前記E1アシアロ糖タンパク質が組換えE1である、請求項2に記載のアシ アロ糖タンパク質。 5.前記E1アシアロ糖タンパク質が組換えE2タンパク質である、請求項2に 記載のアシアロ糖タンパク質。 6.ワクチンまたはイムノアッセイにおける使用に適したC型肝炎ウイルス(H CV)アシアロ糖タンパク質を生産するための方法であって、以下の工程: E1およびE2からなる群から選択されるHCVアシアロ糖タンパク質をコー ドする構造遺伝子で形質転換された下等真核生物を、適切な培養培地で増殖させ る工程; 該構造遺伝子を発現させる工程;および 該細胞培養物から該HCVアシアロ糖タンパク質を回収する工程、 を包含する、方法。 7.前記下等真核生物が酵母である、請求項6に記載の方法。 8.前記酵母がSaccharomycesである、請求項7に記載の方法。 9.前記酵母の表現型がpmr1である、請求項7に記載の方法。 10.前記HCVアシアロ糖タンパク質構造遺伝子が、前記下等真核生物におい て機能的な分泌リーダーをコードするポリヌクレオチドをさらに含む、請求項6 に記載の方法。 11.前記分泌リーダーがα因子分泌リーダーを含む、請求項10に記載の方法 。 12.ワクチンまたはイムノアッセイにおける使用に適するC型肝炎ウイルス( HCV)アシアロ糖タンパク質を生産するための方法であって、以下の工程: E1およびE2からなる群から選択されるHCVアシアロ糖タンパク質をコ ードする構造遺伝子で形質転換された哺乳動物宿主細胞を、適切な培養培地で増 殖させる工程; シアル化を阻害する条件下で、該構造遺伝子を発現させる工程;および 該細胞培養物から該HCVアシアロ糖タンパク質を回収する工程、 を包含する、方法。 13.前記シアル化を阻害する条件が、小胞体からゴルジ体への糖タンパク質の 輸送を阻害するのに十分な速度でのE1またはE2の発現を含む、請求項12に 記載の方法。 14.前記シアル化を阻害する条件が: 前記宿主の小胞体中でのタンパク質の放出を引き起こすのに十分な量のカルシ ウムモジュレーターの存在、 を含む、請求項12に記載の方法。 15.前記カルシウムモジュレーターがタプシガルギンである、請求項14に記 載の方法。 16.C型肝炎(HCV)アシアロ糖タンパク質を精製するための方法であって、 以下の工程: HCVアシアロ糖タンパク質を含有する組成物とマンノース結合タンパク質と を接触させる工程;および 該マンノース結合タンパク質に結合する該組成物の部分を単離する工程、 を包含する、方法。 17.前記マンノース結合タンパク質が、ConAおよびGNAからなる群から 選択されるレクチンである、請求項16に記載の方法。 18.前記マンノース結合タンパク質が支持体上に固定される、請求項16に記 載の方法。 19.前記接触工程が、前記HCVアシアロ糖タンパク質を含有する組成物を、 支持体上に固定したマンノース結合レクチンを含むカラム中で、少なくとも1時 間の間インキュベートする工程を包含し;そして 前記単離工程が、マンノースを用いて前記HCVアシアロ糖タンパク質を溶出 する工程を包含する、請求項18に記載の方法。 20.C型肝炎ウイルス(HCV)アシアロ糖タンパク質の存在を検出するためのア ッセイキットであって、 固体支持体; マンノース結合タンパク質;および 該HCVアシアロ糖タンパク質に特異的な抗体; を含み、ここで、該抗体および該マンノース結合タンパク質のうちの1つが該 固体支持体に結合している、アッセイキット。 21.前記マンノース結合タンパク質がGNAである、請求項20に記載のアッ セイキット。 22.前記抗体が前記支持体に結合し、そして前記マンノース結合タンパク質が 検出可能な標識に結合している、請求項20に記載のアッセイキット。 23.前記マンノース結合タンパク質が前記支持体に結合し、そして前記抗体が 検出可能な標識に結合している、請求項20に記載のアッセイキット。 24.C型肝炎ウイルス(HCV)への曝露またはC型肝炎ウイルスによる感染を 決定する方法であって、体液のサンプル中の任意のHCVがアッセイの前にマンノ ース結合タンパク質との接触により濃縮される、方法。 25.前記マンノース結合タンパク質がGNAである、請求項24に記載の方法。 26.C型肝炎ウイルス(HCV)アシアロ糖タンパク質の組換え発現のためのベク ターで形質転換された細胞であって、該ベクターがグリコシル化シグナル、HCV アシアロ糖タンパク質、該宿主細胞中で作動可能でありそして該HCVアシアロ糖 タンパク質の発現を調節し得る調節配列、および選択マーカーをコードする構造 遺伝子を含むベクターであり、該細胞が糖タンパク質をシアル化しない、細胞。 27.前記細胞がグリコシル化欠損酵母株である、請求項26に記載の細胞。 28.前記ベクターがワクシニアウイルスベクターを包含する、請求項26に記 載の細胞。 29.血漿、血清、または他の生物学的液体中のC型肝炎ウイルス(HCV)の存 在を減少させるかまたは排除するための方法であって、以下の工程: 該生物学的液体をマンノース末端糖タンパク質に特異的なマンノース結合タン パク質と接触させる工程;および 該生物学的液体を該マンノース結合タンパク質から分離する工程、 を包含する、工程。 30.前記マンノース結合タンパク質がGNAである、請求項29に記載の方法。 31.動物において免疫応答を誘導する方法であって、以下の工程: 薬学的に受容可能なベヒクル中に効果的な量のC型肝炎ウイルス(HCV)アシ アロ糖タンパク質を含有するワクチン組成物を提供する工程; 該ワクチン組成物を該動物に投与する工程、 を包含する、方法。 32.前記HCVアシアロ糖タンパク質がE1である、請求項31に記載の方法 。 33.前記HCVアシアロ糖タンパク質がE2である、請求項31に記載の方法 。 34.前記HCVアシアロ糖タンパク質が精製E1/E2凝集体である、請求項 31に記載の方法。 35.前記動物が霊長類である、請求項31に記載の方法。 36.精製HCV E1/ E2アシアロ糖タンパク質凝集体を含有する、C型肝 炎ウイルス(HCV)アシアロ糖タンパク質組成物。 37.前記HCV E1/E2アシアロ糖タンパク質凝集体が少なくとも純度40% である、請求項36に記載の組成物。 38.前記HCV E1/E2アシアロ糖タンパク質凝集体が少なくとも純度50% である、請求項37に記載の組成物。 39.前記HCV E1/E2アシアロ糖タンパク質凝集体が少なくとも純度60% である、請求項38に記載の組成物。 40.前記HCV E1/E2アシアロ糖タンパク質凝集体が実質的に他のHCV タンパク質を含まない、請求項36に記載の組成物。 41.前記凝集体が約107kDの分子量を有する、請求項36に記載の組成物 。 42.前記凝集体が約800kDの分子量を有する、請求項36に記載の組成物 。 43.前記凝集体が約40nmの直径を有する粒子を形成する、請求項36に記 載の組成物。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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