JPH11515013A - 合成複合ワクチンの免疫原性担体としてのシュードモナスエクソトキシン - Google Patents

合成複合ワクチンの免疫原性担体としてのシュードモナスエクソトキシン

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JPH11515013A JP9516753A JP51675397A JPH11515013A JP H11515013 A JPH11515013 A JP H11515013A JP 9516753 A JP9516753 A JP 9516753A JP 51675397 A JP51675397 A JP 51675397A JP H11515013 A JPH11515013 A JP H11515013A
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Abstract

(57)【要約】 シュードモナスエクソトキシン及びその変異体は、GnRHの強力な免疫原性担体タンパク質である。シュードモナスエクソトキシンに結合したGnRHを含むワクチンは、動物中で高力価の抗GnRH抗体を誘発させ得、従って、妊性の制御、望ましくない生殖ホルモン誘発挙動の低減及び性ステロイド応答性腫瘍の治療に有用である。

Description

【発明の詳細な説明】発明の名称 合成複合ワクチンの免疫原性担体としてのシュードモナスエクソトキシン発明の背景 本発明は、動物においてゴナドトロピン放出ホルモン(GnRH)に対する抗 体を誘発させる方法に関し、該方法は、動物に、GnRH及びシュードモナスエ クソトキシン又はその変異体を含む免疫原性担体系を投与することを含む。本発 明の方法は、有効且つ好ましい動物の断種(不妊)法である。該方法は、ステロ イドホルモン刺激性腫瘍の発生の抑制にも用い得る。 動物の断種という問題には多大な関心が寄せられている。これは、獣医学及び 動物畜産学関係者、特に、イヌ、ネコ、ウシ、ヒツジ、ウマ、ブタなどのような 家畜の断種問題に係わる人々の間で特に関心が高い。断種(不妊)は、雄の攻撃 性や雌の発情期挙動のような望ましくない性腺ステロイドホルモン誘発挙動の抑 制に用いて、飼料効率や、ブタ 及びウシのような食用動物のカーカス品質を改良したり、雄ブタカーカスの雄性 痕跡(boar taint)を排除したりすることができる。 過去数年の間に種々の断種法が開発された。例えば、雄ウシの場合、性的又は 攻撃的挙動問題を排除するために最も広く用いられている方法は去勢手術による 断種である。これは、種々の方法で行われ、例えば、ちゅう径輪中で精巣を保持 する精索を破壊するか、又は陰嚢の首部の周りに巻いたゴムバンドを用いて陰の う及び精巣を分離する。しかし、これらの「機械的」去勢法は、いろいろな点で 望ましくないことが証明された。例えば、該方法は、(1)外傷性であり、(2 )感覚脱失の危険があり、(3)感染症を引き起こす恐れがあり、且つ(4)熟 練者を必要とする。さらに、そのような機械的去勢法はいずれも、精巣を完全に 機能不全にしてしまい、必然的に、精巣により産生され、成長及びタンパク質の 蓄積に対する刺激物質として作用する全てのステロイドの同化作用を完全に除去 してしまうことを意味する。 これらの欠陥を考慮して、化学的断種剤の使用といった種々の代替断種法が開 発された。化学的断種の1つの方法 は、性腺表面上のGnRHレセプターに結合する分子に結合した細胞毒性物質の 使用を含む。GnRH−細胞毒複合体が細胞内に取り込まれると、細胞毒性物質 が放出され、該物質が標的細胞を死滅させる。 GnRH−細胞毒法は、WO90/09799号に開示されており、該特許は 、2−イミノチオラン、SPDP(N−スクシンイミジル−3−(2−ピリジル ジチオ)プロピオネート)、ビス−ジアザベンジジン及びグルタルアルデヒドな どの任意の結合基を介して種々の毒素に結合したGnRH類似体を含む特定の断 種剤を教示している。WO93/15751号はさらに、GnRH又はその類似 体と細胞毒とのキメラ分子を開示している。この開示によるキメラは、GnRH ペプチドがシュードモナスエクソトキシン分子に直接結合している分子である。 ペプチドの各毒素分子結合部位には単一のGnRHペプチドしか結合していない 。そのようなキメラ分子を投与すると、下垂体中のGnRHレセプター保有細胞 が破壊されると同時に性ホルモンの分泌が低下する。この方法の効力は、レセプ ターのエンドサイトーシス速度及び性腺刺激物質の細胞内プロセシング速度によ って決定される。この方法の最終結果は、 化学的断種及びステロイド刺激性腫瘍の増殖低下である。 UK出願第2,282,812号は、GnRHをMAP(多重抗原ペプチド) 又はリシン樹状構造(lysinetree)と称される多重リシン単位を含む環状骨格に 結合し、該骨格をシュードモナスエクソトキシンのような細胞毒に結合する方法 を教示している。多重リシン骨格を用いることにより、1つの細胞毒結合部位が 1つ以上のGnRHに結合し得る。しかし、MAP法は必ずしも有利ではない。 というのは、MAP複合体は、通常、疎水性溶媒にも親水性溶媒にも難溶性であ るために、配合がより困難になるからである。 このように、シュードモナスエクソトキシンに結合したGnRHが既に報告さ れてはいるが、これらの複合体は、GnRHレセプターを発現する細胞のシトソ ール中に該毒素を輸送するのに用いられた。GnRH−シュードモナスエクソト キシンをワクチンとして用いて抗GnRH抗体を誘発させることは考えられては いなかった。 別の動物断種法は、GnRHワクチン、即ち免疫断種法の使用を含む。典型的 には、GnRHの免疫原性を高めるために、免疫原性が極めて弱いGnRH分子 をタンパク質 のような免疫原性高分子と結合させる。あるいは、該目的のために、GnRHと 免疫原性ペプチドとを含む融合タンパク質を構築してもよい。免疫複合体又は融 合タンパク質の投与を受けた動物は、抗GnRH抗体を産生し、該抗体がGnR Hの作用をダウンレギュレイトし、それによって、性ホルモンが急激に減少し、 アンドロゲン依存性器官が萎縮する。ワクチンとして用いるのに適した多くのG nRH免疫複合体又は融合タンパク質が記載されている。 現在オーストラリアでは、Arthur Webster & Co Pty Ltdにより、商品名Vaxstr (例えば、R.M.Hoskinsonら,Aust.J.Biotechno .,1990,4:166参照)。オボアルブミンに結合したGnRHからな ると記載されているこのワクチンは免疫原性が極めて弱い。該ワクチンは、DE AEデキストラン中に配合され、重度の注射部位反応を生起する。 US4,975,420号は、アミノ酸1、6又は10がシステインで置換さ れ、担体タンパク質に結合したGnRH類似体を含む免疫断種剤を開示している 。 WO88/05308号は、天然GnRHのペンタペプチド、ヘキサペプチド 又はペプタペプチドと、該ペプチドに結合した免疫原性タンパク質とを含む免疫 去勢組成物を開示している。 WO93/08290号は、GnRHとロイコトキシンポリペプチドとを含む 融合タンパク質を記載している。ロイコトキシンは、抗原の免疫原性を高める担 体タンパク質として作用する。 EP578,293号は、大腸菌のP−フィムブリエ軸糸の一部とGnRHと を含む融合タンパク質を記載している。この担体系は、GnRHに対して極めて 高い免疫応答を誘発し得、ワクチンに用いると、完全/不完全フロイントアジュ バント(CFA/IFA)のような攻撃的なアジュバントを用いる必要が回避さ れると言う。 WO92/19746号は、GnRH、少なくとも1種のT細胞エピトープ及 び精製部位を含む組換えポリペプチドを教示している。 WO90/02187号は、B型肝炎表面抗原及びGnRHを含む融合タンパ ク質を開示している。該構築物は、アジュバントや多重注射の使用を不要とする 程十分な免疫 原性を有していると述べれられている。 US5,324,512号は、N末端グルタミンを介して担体タンパク質に結 合したGnRHを教示している。該複合体は、抗妊性ワクチンとしても、前立腺 ガンの治療にも有用であるとクレームされている。 WO94/25060号は、GnRH及びT細胞エピトープと、任意成分であ る侵入ドメインとを含む免疫原性ペプチドを開示している。該ペプチドは、避妊 用ワクチンとしても、アンドロゲン依存性ガンの治療用にも有用である。 UK2,228,262号は、[D−Lys6]GnRH〔即ち、天然GnR Hのアミノ酸6(グリシン)がD−Lysで置換されているもの〕がD−Lys のε−アミノ基を介して担体タンパク質に結合している複合体を開示している。 該複合体は受胎力の抑制又は前立腺ガンの治療に用い得る。 上記ワクチンは一般に、抗体応答を得るために大量のワクチン並びに強力なア ジュバントを必要とする。最も一般的に用いられているアジュバントは、完全又 は不完全フロイントアジュバンド(CFA又はIFA)であり、該アジュバント は、注射部位に様々なレベルの慢性炎症性反応 を引き起こし、従って一般にワクチン調節の権威者には許容され得ないものであ る。記載されているこれらのワクチンは、適切なレベルの抗GnRH抗体を誘発 させ得ず、所与のグループの全ての動物に100%の効力を提供し得ない。 先に述べたように、シュードモナスエクソトキシンをGnRHと結合し、得ら れた構築物を性腺刺激物質の破壊に用いた。該構築物のGnRHは、毒素をGn RHレセプター保有細胞中に運ぶ働きをし、細胞内に入ると毒素は放出され、そ の細胞毒性作用を発揮して細胞を死滅させる。レセプター結合リガンドを用いて シュードモナス毒素を標的細胞中に運ぶ方法は、GnRH以外の多くのリガンド と共に多くの文献に記載されている。 Chaudharyら,PNAS USA 84:4538−4542(19 87)は、PE−40、PEエクソトキシンAのトランケイト変異体及び形質転 換成長因子αから形成され、組換えDNA法を用いて細菌中で産生させたハイブ リッド融合タンパク質を教示しており、該タンパク質は、上皮成長因子レセプタ ーを有するヒト腫瘍細胞に結合して、該細胞を死滅させる。 Edwardsら,Mol.Cell.Biol.:2860−2867( 1989)は、膀胱の腫瘍細胞の治療に効力を有することが知見されている修飾 TGF−α−PE−40ハイブリッド分子の製造法を記載している。 Heimbrookら,Proc.Natl.Acad.Sci.USA :4697−4701(1990)は、ヒト腫瘍細胞異種移植片を含むマウス の生存率を有意に延長させる修飾TGF−α−PE−40のIn vivo効力 を記載している。 米国特許第4,545,985号は、シュードモナスエクソトキシンAを抗体 又は上皮成長因子に化学結合させ得ることを教示している。この特許はさらに、 これらの複合体を用いてヒト腫瘍細胞を死滅させ得ることも教示しているが、こ れらの化学結合毒素は、望ましくない非特異的活性レベルを有することが証明さ れた。 Bailon,Biotechnology,1326−1329ページ 1 1月(1988)は、PE−40とインターロイキン2から形成され、組換えD NA法を用いて細菌中で産生させたハイブリッド融合タンパク質を教示しており 、該タンパク質は、インターロイキン2レセプタ ーを有するヒト細胞系に結合し、該細胞を死滅させる。 ハプテンの免疫原性を高めるためのシュードモナスエクソトキシンの使用がW O92/12173号に記載されており、該特許は、シュードモナスエクソトキ シン及びヒトP−糖タンパク質特異領域の融合タンパク質を教示している。これ らの融合タンパク質は、P−糖タンパク質に対する抗体の産生に用いられる。S taphylococcus aureus夾膜多糖及びシュードモナスエクソ トキシンA由来の組換えタンパク質からなる複合ワクチンがA.Fattomら ,Inf.Immun.,1993,61(3)1023−1032に記載され ている。 ヨーロッパ特許出願第0261671号は、全シュードモナスエクソトキシン Aタンパク質(分子量66,000)の細胞結合機能は欠くが、該タンパク質の 転座機能及びADPリボシル化機能は保持する該タンパク質の一部を産生させ得 ることを教示している。全シュードモナスエクソトキシンAタンパク質のうちそ の転座機能及びADPリボシル化機能を保持する部分はPE−40(分子量40 ,000)と称されている。PE−40は、Grayら,PNAS USA :2645−2649 1984に定 義されているように、全シュードモナスエクソトキシンAタンパク質のアミノ酸 残基253−613からなる。該特許出願はさらに、PE−40を形質転換成長 因子αと結合して、組換えDNA法を用いて細菌中で産生させるハイブリッド融 合タンパク質を形成し得ることを教示している。発明の要旨 本発明は、GnRHの免疫原性担体タンパク質としてのシュードモナスエクソ トキシン(PE)の使用に関する。GnRH−PE免疫原性担体系は、化学的手 段により生成されるGnRH−PE複合体でも、組換えDNA法を用いて産生さ せるGnRH−PEキメラハイブリッドタンパク質であってもよい。GnRH− PE免疫原性担体系は、ほ乳類又は鳥類において、生殖、生殖ホルモン誘導挙動 の低減若しくは排除が望ましい症状、生理学又は解剖学、あるいは性ステロイド 応答性腫瘍の治療に用い得る。発明の詳細な説明 本発明は、1つの態様において、動物中で、合成複合ワクチンにより、抗体、 特に抗GnRH抗体を誘発させる方法を提供する。該方法は、好ましくは、前記 動物に、シュードモナスエクソトキシン又はその変異体に結合したGn RHを含む免疫原性担体系を抗GnRH抗体の誘発に有効な量投与することを含 む。より特定的に言えば、本発明は動物を断種する方法を提供し、該方法は、前 記動物に、シュードモナスエクソトキシン又はその変異体に結合したGnRHを 含む免疫原性担体系を断種の実施に有効な量投与することを含む。 シュードモナスエクソトキシンに結合したGnRHを含む免疫原性担体系は、 化学的手段により前記GnRHをリンカーを介してシュードモナスエクソトキシ ンに結合したGnRH−シュードモナスエクソトキシン複合体でも、GnRH− シュードモナスエクソトキシンハイブリッドタンパク質であってもよい。 以下の略号を用いる: CZE キャピラリーゾーン電気泳動 DCC ジシクロヘキシルカルボジイミド DIEA ジイソプロピルエチルアミン DMF ジメチルホルムアミド DTT ジチオトレイトール EDTA エチレンジアミン四酢酸、二ナトリウム塩 EMOC 9−フルオレニルメトキシカルボニル HOBt 1−ヒドロキシベンゾトリアゾール HPSEC 高性能サイズ排除クロマトグラフィー MPS 3−マレイミドプロピオン酸N−ヒドロキシスクシン イミドエステル PE シュードモナスエクソトキシン PyBOP ベンゾトリアゾル−1−イル−オキシ−トリス(ピロ リジノ)ホスホニウムヘキサフルオロホスフェート SDS−PAGE ドデシル硫酸ナトリウムポリアクリルアミドゲル電気 泳動 TFA トリフルオロ酢酸 本明細書及び請求の範囲に用いられている用語「GnRH」は、本発明に従っ て宿主に投与すると抗GnRH抗体を誘発させ得る天然GnRH及びその類似体 又は誘導体を包含するものとする。該用語が特定のGnRH分子を指す場合には そのアミノ酸配列を明記する。 黄体形成ホルモン放出ホルモン(LHRH)とも称される天然のGnRHは、 アミノ酸配列[配列番号1]: (ここで、pGluはピログルタメートである) を有するデカペプチドである。天然GnRHの多くの類似 体又は誘導体が記載されており、該類似体又は誘導体は、天然GnRHの付加、 欠失、置換又は他の修飾により得ることができる。本発明に用いるのに適当であ り得るGnRH類似体又は誘導体の非限定的な例としては、以下の文献に記載の もの: 英国特許第2,228,262号(例えば、[D−Lys6]GnRH );米国特許第4,975,420号(例えば、[D−Cys6]GnRH); 米国特許第4,608,251号(例えば、N末端修飾ノナペプチド又はデカペ プチド);ヨーロッパ特許出願第464,124号(例えば、2つのタンデム型 GnRH);ヨーロッパ特許出願第293,530号(例えば、C末端延長型G nRH);PCT出願第88/05308号(例えば、GnRHのトランケイト 型フラグメント);及び米国特許第5,324,512号(天然GnRHのpG luをGlnで置換したもの)が挙げられる。 化学結合GnRH−PE複合体に用いるためには、天然GnRHは、GnRH をシュードモナスエクソトキシンに結合させ得る介在官能基となるアミノ酸を含 めるように修飾するのが好ましい。そのようなアミノ酸は、N末端又はC末端に 位置していてもよいし、天然GnRHのアミノ酸 6(Gly)を置換してもよい。該GnRHが遊離アミノ又はスルフヒドリル基 を含んでいればなお好ましい。遊離アミノ基は、例えば、N末端pGluをGl nで置換するか、又は天然GnRHのGly6をLysで置換することにより得 ることができる。遊離スルフヒドリル基は、1つのアミノ酸、例えば、1、6又 は10位のアミノ酸をシステインで置換して得ることもできるし、あるいは、遊 離アミノ基をホモシステインチオラクトン又はメルカプトプロパン酸を用いてチ オール化して遊離スルフヒドリル基を得ることもできる。 化学結合複合体の好ましい実施態様において、GnRHは、配列[配列番号2 ]: 〔ここで、Bは、式HS−(CH2n−Co−Qのチオール含有リンカーであり ; pは0又は1であり; nは1〜10であり; QはpGlu又はGlnであり; Wは、グリシン、アラニン、システイン、ホモシステイ ン、オルニチン及びリシンから選択されるD−又はL−アミノ酸であり; TはLeu又はNleであり; Uは、Pro又は4−ヒドロキシ−Proであり; Vは、Gly−NH2、D−Ala−NH2、NH−Et、NH−Pr又はAr g−Gly−NH2であり; 但し、Q又はWの少なくとも一方は遊離アミノ又はスルフヒドリル基を有する 〕 によって表し得る。 より好ましいGnRHは、式[配列番号3]: (式中、Q及びWは上記定義の通りである) を有するものである。 ハイブリッドタンパク質の場合、GnRHは、組換えDNA法を用いて製造し 得る天然GnRH又はその類似体若しくは誘導体、例えば、2つのタンデム型天 然GnRH分子、又は単一の天然アミノ酸を含むGnRH類似体であるのが好ま しい。 シュードモナスエクソトキシンは、3つの主要ドメイン と1つの副次ドメインに配置された613個のアミノ酸からなるタンパク質(分 子量66,000)である。好ましいシュードモナスエクソトキシンは、毒性が 低減されたその変異体、例えば、結合活性又はADPリボシル化活性が、結合又 はリボシル化ドメインのアミノ酸の欠失若しくは部分欠失、挿入又は置換により 減弱又は不活化されているか、あるいはPEホロ毒素が、例えば光不活化により 不活化されているシュードモナスエクソトキシンセグメントである。免疫原性担 体タンパク質としてのPEの効力はPEの毒素活性に依存し、従って、PE−G nRH複合体又はハイブリッドタンパク質は、例えば、光不活化により不活化し 得るが、依然としてその免疫原性を保持している。毒素活性が低下したシュード モナスエクソトキシンの1つの例は、結合領域のほぼ全てを含むアミノ酸1−2 52が欠失しているが、細胞の転座領域及び毒素領域を含むアミノ酸253−6 13は保持している。このシュードモナスエクソトキシンフラグメントは、PE −40として同定された〔Hwangら,前掲;Kondoら,J.Biol. Chem.263,9470−9475ページ(1988);Chaudha ryら,PNAS−USA,87 308 −312ページ(1990);及びPastanらの米国特許第4892827 号参照〕。 シュードモナスエクソトキシンフラグメントPE−40からさらにアミノ酸3 65−380を除去してさらなる修飾を行い、PE−38を得た。PE−40及 びPE−38はリシン含有オリゴペプチドフラグメントをそのN末端に付加する ことによりさらに修飾し得る。9個のアミノ酸からなるペプチドANLAEEA FK(「Lys」ペプチド)をPE−40とPE−38のN末端に付加して、そ れぞれLysPE−40及びLysPE−38として同定されたシュードモナス エクソトキシンを生産する。10個のアミノ酸からなるペプチドLQGTKLM AEE(「NLys」ペプチド)を付加して、それぞれNLysPE−40及び NLysPE−38として同定されたシュードモナスエクソトキシンを生産する 。 PE−38の590位及び606位のリシンをグルタミンで置換し、613位 のリシンをアルギニンで置換して、PE−38QQRとして同定されたシュード モナスエクソトキシンを生産する。Lys PE−38QQR及びNLys P E−38QQRは、そのN末端に、それぞれ「L ys」ペプチド及び「NLys」ペプチドを有する。 種々のシュードモナスエクソトキシンフラグメントがバイオテクノロジー及び 組換えDNA技術を用いて製造され、Debinski及びPastan,Bi oconjug.Chem. ,1994,5(1):40−46及び該文献中に 引用されている参考文献に記載されている。 NLys PE−38QQRのアミノ酸配列は以下の[配列番号4]で示され る。下線を付した4つのアミノ酸はPE−38のN末端アミノ酸を表す。 他の適当なシュードモナスエクソトキシンとしては、光不活化ホロ毒素や、ジ スルフィド結合が還元された(Lys PE−38、NLys PE−38、P E−38QQR、Lys PE−38QQR及びNLys PE−38QQRを 含む)PE−38が含まれる。 本発明においてより好ましい免疫原性担体タンパク質はNLys PE−38 QQRである。 シュードモナスエクソトキシン及びGnRHを含む免疫原性担体系は、GnR HをPE担体タンパク質と化学結合させるか、又は組換えDNA技術を用いてG nRH−PEハイブリッドタンパク質を産生させることにより製造し得る。両方 法を以下に説明する。 ペプチドと高分子とを結合させる方法は当該分野で周知であり、本発明のGn RH−PE複合体の製造にも適用し得る。一般に、ペプチドとPEは、SPDP (N−スクシンイミジル−3−(2−ピリジルジチオ)プロピオネート)、グル タルアルデヒド、イミノチオラン、N−アセチル−ホモシステインチオラクトン 、ブロモアルカン酸無水物、マレイミドベンゾイル−N−ヒドロキシ−スクシン イミドエステル、3−マレイミドプロピオン酸N−ヒドロキ シスクシンイミドエステルなどのような架橋試薬を介して結合する。反応相手上 に求核基及び求電子基を与えるどの方法もペプチド結合には十分である。結合反 応の求電子基の相手となる本発明の好ましい架橋剤は、マレイミドイルアルカン 酸の活性エステル及びブロモアルカン酸無水物である。結合反応の求核試薬とな る好ましい架橋相手は、N−アセチルホモシステインチオラクトン及びイミノチ オラクトンである。 GnRHをリンカー基を介してPEに直接結合した免疫原性担体系の他に、本 発明はさらに、先ず、GnRH成分をオリゴペプチド骨格に結合させ、GnRH −骨格アセンブリーをPEに結合させた系を包含する。該骨格は1つ以上のGn RH結合部位を含むように設計し得るので、PE上の各結合部位は1つ以上のG nRHを保有し得る。上記の架橋試薬はGnRHと該骨格との結合及び該骨格と PEとの結合にも適用可能である。どちらのタイプの結合においても、即ち、骨 格を含む場合も含まない場合も、結合しなかったハプテンは全て結合反応後に除 去する必要がある。 従って、上記のリンカーの定義の範囲内での用語「GnRH−シュードモナス 複合体」は、骨格を含むか含まない かに拘わらず全てのGnRH−PE複合体を包含する。 GnRH−骨格PE複合体は、式: (式中、Aは独立に、Gly、Ser、Thr、β−Ala及びAlaから選択 されるアミノ酸であり、但し、少なくとも1つのAはSer又はThrであり; L1は、任意に内部マーカーに結合したリンカーであり; L2は独立にリンカーであり; XはGnRHであり; Y1及びY2は独立に、Lys又はOrnであり; mは0〜3であり; nは1〜10であり; pは0〜1であり; qは1又は2であり; rは1〜10である) によって表し得る。 用語「骨格」は、以下に示されている一般式: (式中、変動成分は上記定義の通りである) によって表し得る。 骨格は、配列中に合計27個までのアミノ酸を有し、そのうち少なくとも2個 は独立にオルニチン又はリシンである線状オリゴペプチドである。他のアミノ酸 は、非Lys非Ornアミノ酸のうち少なくとも1個が親水性アミノ酸である小 型アミノ酸から選択される。適当な小型アミノ酸の例としては、アラニン、β− アラニン、グリシン、セリン及びトレオニンがあり、さらにセリン及びトレオニ ンは親水性である。親水性アミノ酸はセリン又はトレオニンが好ましく、最大5 個の親水性アミノ酸残基を骨格中に取り込み得る。骨格オリゴペプチドが5〜1 0個のアミノ酸を有し、そのうち1個又は2個がSer又はThrであればなお 好ましい。リシン/オルニチン残基が少なくとも1個のアミノ酸を介して互いか ら分離され、リシン残基とオルニチン残基の間のスペーサーが約3〜8個のアミ ノ酸であるのが好ましい。 骨格の例としては、Lys−An−Lys(ここで、nは、4〜7、より好ま しくは5又は6であり、Aのうち1つはSer又はThrであり、Aの残りは、 Gly、Ala及びβ−Alaから選択される)がある。骨格のより特定的な例 には、[配列番号5]Lys−Gly−Gly−Ser−Gly−Gly−Ly s及び[配列番号6]Lys−Gly−Gly−Thr−Gly−β−Ala− Gly−Lysが含まれる。 用語「内部マーカー」とは、複合体の特性決定及びGnRHと担体タンパク質 の比率の計算を容易にするために組み込まれた非天然アミノ酸を意味する。該マ ーカーの例とには、β−Ala及びノルロイシンがある。 GnRHとシュードモナスエクソトキシンとの化学結合用の「リンカー」は、 アミノ基及びスルフヒドリル基に対して反応性の基を有する任意のヘテロ二価架 橋剤から誘導され得る。例えば、SPDP(N−スクシンイミジル 3−(2− ピリジルジチオ)プロピオネート)、グルタルアルデヒド、イミノチオラン、ブ ロモアルカン酸無水物、マレイミド−ベンゾイル−N−スクシンイミドエステル 、3−マレイミドプロピオン酸N−ヒドロキシスクシンイミド エステルなどを用い得る。好ましいリンカーは、式(ここで、末端N及びSは結 合しているペプチド由来である): (式中、Rは、C1−C5アルキレン、フェニル又はC5−C6シクロアルキレンで あり;sは1又は2である) を有する。 化学結合免疫原性担体系、即ち、リンカーを介してPEと結合したGnRH、 及びPEに結合したGnRH−骨格を構築する2つの方法を以下の図式に示す。 図式1 に対応する、結合、スクシンイミジルメチル又はチオメチルであり、rは1〜1 0である。 第1のステップは、DLys6−GnRHと、ヘテロ二価リンカー、例えば、 マレイミドプロパノイルN−ヒドロ キシスクシンイミド(MPS)、ブロモ酢酸無水物又はSPDPとの反応である 。DLys6−GnRHは、公知ペプチド合成法、好ましくは固相ペプチド合成 法を用いて製造する。「Nε2」はリシンのε−アミノ基である。 該反応は、極性溶媒中、(a)N,N−ジイソプロピルエチルアミン(DIE A)のような非求核性有機塩基又は(b)炭酸ナトリウム若しくは炭酸カリウム のような無機弱塩基から選択される塩基を用いて行う。極性溶媒は、N,N−ジ メチルホルムアミド、水、アセトニトリル又はその混合物であってよい。N,N −ジメチルホルムアミドが好ましい。該反応は、0〜25℃、好ましくは室温で 行い、一般に10〜90分間で完結する。該反応の後処理は、先ず、存在する塩 基をトリフルオロ酢酸のような酸で中和して混合物のpHを約2〜4にすること である。次いで、当業者に公知の方法を用いて生成物を単離する。 リンカー−DLys6−GnRHと、1個以上の遊離スルフヒドリル官能基 を有するシュードモナスエクソトキシンとの結合は、窒素下に8〜10のpHで 過剰なリンカー−DLys6−GnRHを用いて行う。シュードモナスエクソト キシン上のチオール置換基の各当量に対して通常 2〜20当量のGnRH試薬を用いる。該反応は一般に極めて迅速であり、たっ た1〜5分で完了するが、その後、最大2時間まで熟成させても有害ではないこ とが知見された。当業者には公知の方法を用いてDLys6−GnRH複合体を 単離する。不要生成物の除去には反応混合物の透析が便利な方法であることが知 見された。一般に複合生成物は注射により投与されるので、得られた透析溶液を 滅菌濾過し、そのまま経皮投与用に用い得る。 図式2 (式中、変動成分は上記定義の通りである)。 図式2において、保護された内部マーカーであるβ−アラニンを有する骨格を ブロモ酢酸無水物と反応させて該骨格のY1及びY2残基の末端アミノ基(Nε) をブロモアセチル化する。該反応は、窒素下に、塩化メチレン、ジメチルホルム アミド又はその組み合わせのような不活性有機溶媒中、典型的には周囲温度で行 う。ブロモアセチル化骨格を、遊離スルフヒドリル基を有するGnRH、例えば 、[DCys6]GnRH又はHSCH2CH2CO−[Gln1]GnRHと反応 させて、骨格支持GnRHを得る。該反応は、水性アセトニトリル中室温で行い 、反応混合物のpHを、好ましくは約8、一般的には7.5〜8.5に維持する 。Fmoc保護基を例えばピペリジンを用いて除去し、脱保護ペプチドを、ジイ ソプロピルエチルアミンのような塩基の存在下に、ジメチルホルムアミドのよう な不活性有機溶媒中室温で、MPSのようなマレイミジルアルカン酸活性化エス テルと反応させて、マレイミド化骨格支持GnRHを得る。 図式3 図式3において、遊離チオールを有するシュードモナスエクソトキシン担体タ ンパク質を図式1に示されている骨格支持GnRH生成物と反応させて所望の複 合体を得る。遊離チオールは、遊離システインと結合させてもよいし、例えば、 ジチオトレイトールを用いて担体タンパク質中でジスルフィド結合を還元して生 成させてもよいし、又は、担体タンパク質をN−アルカノイルホモシステインチ オラクトンのようなチオール化剤と反応させて担体タンパク質中に導入してもよ い。担体タンパク質上には1個以上の遊離チオールが存在し得、従って、1個以 上の骨格支持Gn RHを担体タンパク質上に添加し得る。 上記図式における反応順序は本発明を例示するに過ぎず、該順序は、本発明の 範囲内の他の変異形を得るべく、過度の実験を行うことなく当業者が適合又は改 変し得るものと理解されたい。 本発明の免疫原性担体系は、GnRHとシュードモナスエクソトキシンAとの ハイブリッドタンパク質であってもよい。そのようなハイブリッドタンパク質は 、構成タンパク質又はペプチドの近接配列を含む。該ハイブリッドタンパク質は 組換えDNA配列を発現させて製造するのが好ましい。 本発明の実施に用いられるDNAは天然のものでも合成されたものでもよい。 本発明の実施態様をコードするヌクレオチド配列を含む組換えDNAセグメント は、以下の一般法に従って作製し得る: (a)所望のDNA配列を、該配列がクローン化されているプラスミドから切り 出し(又は、該配列を化学合成してもよい); (b)次いで、標的DNA配列である第2のDNA配列を特定の位置で切断し; (c)次いで、所望のDNA配列を標的DNA配列中の切断部と整列させ、2つ の配列を標準連結手順により結合する。得られた組換え遺伝子を発現ベクター中 の適当なプロモーターの下流で連結する。 本発明に用いられているようなDNAの切断及び連結手順は一般に当業者には 周知のものであり、Molecular Cloning,A Laborat ory Manual,(1989)J.Sambrookら,Cold Sp ring Harbor Laboratory Pressに記載されている 。 本発明に用いられるプロモーターは、遺伝子発現に用いられる宿主中での発現 に適当なものである限りどのプロモーターを用いてもよい。該プロモーターは対 応遺伝子から酵素的に作製することもできるし、化学合成することもできる。 全ての制限酵素の使用条件は、緩衝液及び温度に関する指示を含めて製造業者 の使用条件に従う。該酵素は、New England Biolabs,Be thesdaReserach Laboratories,Boehring er Mannheim及びPromegaから 入手し得る。 ベクターと挿入体DNAの連結は、T4 DNAリガーゼを用い、66mMの Tris−HCl、5mMのMgCl2、1mMのDTE、1mMのATP(p H7.5)中、15℃で24時間まで実施する。一般に、1〜200ngのベク ターと3〜5倍過剰の挿入体DNAが好ましい。 有組換えプラスミドを含む大腸菌の選択には、該細菌を適切な抗生物質含有L B寒天プレート上で画線培養するか、又は、培養フラスコ中、必要な場合には選 択用に適当な抗生物質を含有するLB液(トリプトン 10g/L、酵母エキス 5g/L、NaCl 10g/L、pH7.4)中で培養することを含む。選 択用にどの抗生物質を選ぶかは、所与のプラスミド又はベクター上に存在する耐 性マーカーによって決定する。ベクターはアンピシリンにより選択するのが好ま しい。 大腸菌の培養には、250−300rpmの振とう培養器を用い、エーレンマ イヤーフラスコ中で適切な選択用抗生物質を補ったLB中で大腸菌を37℃で増 殖させることを含む。他の温度(25〜35℃)を用いてもよい。タンパク質を 産生させるために細胞を増殖させる場合、該細胞 は、最終濃度0.4mMのIPTGを用いA560=1で誘導する。あるいは、 誘発には、log相増殖において他の細胞密度を選択してもよい。 収穫には、遠心による大腸菌細胞の回収ステップが含まれる。タンパク質を産 生させる場合、細胞は誘導後3時間してから収穫するが、他の収穫時間を選択し てもよい。 本発明において、ベクターは、宿主としての原核又は真核生物細胞中で複製さ れ得る限り、プラスミドのような任意のベクターを用いてよい。 最も好ましい宿主細胞は大腸菌HB101である。しかし、他の多くの大腸菌 株も適当である。日常的なクローニングには、大腸菌株DH5a(BRL)を用 い得る。 本発明において、ハイブリッドタンパク質は、周知の分離及び精製法を適当に 組み合わせて分離、精製し得る。これらの方法には、溶解度の違いを利用する方 法(例えば、塩沈降法及び溶媒沈降法)、主として分子量の違いを利用する方法 (例えば、透析、限外濾過、ゲル濾過及びSDSポリアクリルアミドゲル電気泳 動)、電荷の違いを利用する方法(例えば、イオン交換カラムクロマトグラフィ ー)、特異的親和性を利用する方法(例えば、アフィニティーク ロマトグラフィー)、疎水性の違いを利用する方法(例えば、逆相高性能液体ク ロマトグラフィー)、等電点の違いを利用する方法(例えば、等電点電気泳動) 、並びに変性、還元、再生及び酸化を用いる方法が含まれる。 本発明の免疫原性担体系は、家畜用と同様ヒト用薬剤にも効力を有する。これ は、ヒトにおいて去勢及び避妊薬を用いるにはいくつかの重要な生物学的理由が 存在するという事実による。例えば、乳ガンと前立腺ガンとは、2つの例しかな いが、そのようなホルモン操作に応答する性ステロイド依存性腫瘍である。ヒト 薬剤における別の適用領域は子宮内膜症の治療である。女性の腹膜と骨盤に痛み を伴う子宮内膜組織の増殖を引き起こすこの症状も、性ステロイド合成の阻害に 応答する。当業者には、本明細書に開示されている化合物を用いて性ステロイド の分泌を部分的に低減させ、それによって特定の疾患状態における特定のホルモ ン関連作用を低減又は排除し得ることも理解されよう。 本発明の免疫原性担体系は、生殖及び/若しくは生殖ホルモン誘導挙動の低減 若しくは排除が望ましい症状、生理学若しくは解剖学に対する家畜用薬剤又は動 物畜産学にも用い得る。動物の断種は主として生殖腺除去手術により実 施されている。手術は必然的に動物に対してある程度の疼痛、外傷及びストレス を与え、感染及び死をもたらす可能性もある。食用動物では、望ましくない挙動 又は肉特性を制御する手段として去勢が用いられているが、去勢により実質的な 生産高の損失が生ずる。ブタの場合、去勢しない雄は去勢雄よりはるかに高い飼 料効率(約18%)を有している。しかし、去勢しない雄の脂肪中にはアンドロ ステノンが堆積し、それによって肉に望ましくない臭いと臭気を与える。 従って、本発明の別の態様は動物の断種法を提供し、該方法は、該動物に、シ ュードモナスエクソトキシン又はその変異体に結合したGnRHを含む免疫原性 担体系を断種に有効な量投与することを含む。本発明の免疫原性担体系を用いる 予防接種により去勢手術の必要がなくなる。従って、去勢手術に関連する疼痛、 ストレス、外傷、感染症、死、生産高の損失や動物の健康問題が排除される。予 防接種の望ましい結果には、遷移的断種、望ましくない生腺ステロイドホルモン 誘導挙動(例えば、雄の攻撃性及び雌の発情期挙動)の抑制、飼料効率や食用動 物(例えば、ブタ及びウシ)のカーカス品質の向上、並びに雄ブタカーカス における去勢しない雄ブタの雄性痕跡を排除する方法が含まれる。 これらの化合物の使用に係わる投薬量/時間の調整は、治療すべき動物の種、 特定のGnRH及び/又は使用する担体、アジュバント、動物の年令や、所望の 予防接種結果のような種々の要素に応じて大きく異なり得る。一般に、免疫原性 担体系は、1回投薬量当たり1〜1,000μgの複合体の割合で皮下又は筋肉 内注射により哺乳動物に投与する。本発明の免疫原性担体系の単位投薬量は、断 種に要する全量であってもよいし、1〜6週間間隔で多重投薬量を投与する断種 計画を用いてもよい。さらに、断種剤として本発明の化合物を青春期前後に用い て断種を遅らせることもできる。この方法は、手術によらない断種の実施時期を 自由に変更し得ることに関連する利点が、飼料効率、肉の生産高及び/又は品質 に有利に貢献し得る動物畜産分野において特に有用である。 ブタの場合、該免疫原性担体系を用いて去勢しない雄ブタ様成長効率及びカー カス品質を最大限にしながら、去勢しない雄ブタの肉の不快な臭気や味を排除す ることができる。これは、成育期間中の種々の時期に1回又は2回の筋 肉内又は皮下注射により達成し得る。便利且つ効果的な計画の一例は、飼育/仕 上げ施設内に収容している時期(9〜16週齢)における初期の予防接種と、成 育期(18〜22週齢)における追加免疫とからなる。いずれの予防接種も、投 薬量は、約1〜約1,000μg、好ましくは約10〜約100μgの免疫原性 担体系を用いる。単一投薬計画の場合、免疫原性担体系の量は一般に、2回以上 の投薬計画に用いられる量より高いレベルである。 飼育場(feedlot)のウシは、ブタに用いたものと類似の方法で治療し得、飼 育場への参入時と、所望の効果(即ち、雌ウシでは避妊、雄ウシでは最大の成長 )により決定される別の時期に予防接種を行う。雌ウシは、避妊のために雌雄混 合飼育場に入れる前に予防接種を完了させておく必要があるが、性別に分けた飼 育場に入れる場合には、発情期挙動を防止するために飼育場への参入時と参入し てから4〜12週後に予防接種する。雄ウシは、飼料効率を最大にするために出 来るだけ遅く且つ攻撃性の防止や肉のマーブル化を得るのに十分間に合うような 早い時期に予防接種を行う必要がある。 イヌやネコのような愛玩動物の場合、GnRHワクチン は、標準予防接種を行う時期に皮下又は筋肉内注射により投与し得る(6〜21 週齢では6ヶ月に1回、その後毎年1回の追加免疫)。 イヌ、ネコ及びウマのような成動物の去勢には、2投薬量を2〜8週間隔で投 与し、次いで、毎年、去勢に十分な量の追加免疫を行う必要がある。実際の投薬 量及び配合は、用いられる特定の免疫原性担体系に応じて異なり得る。しかし、 ミョウバン上に配合され、1〜3mlの容量で投与される本発明の免疫原性担体 系1〜2,000μg、好ましくは約500μgは、上記のように投与すると十 分有効であり得る。 ヒトの場合、本発明の免疫原性担体系を用いて性ステロイド応答性腫瘍を治療 し得る。ワクチン1投薬量当たり1〜1,000μgの免疫原性担体系を2用量 2〜8週間隔で投与し、腫瘍が無くなるかホルモン療法に対する応答が認められ なくなるまで6〜12ヶ月毎に追加免疫し得る。 本発明の免疫原性担体系は、注射部位に病変を作ったり肉用動物のカーカス品 質を低下させたりする完全フロイントアジュバントのような強烈なアジュバント を用いることなく上記用途に用いることができる。適当なアジュバント は、当業者により、許容し得ない有害反応を起こすことなく免疫原に対する哺乳 動物の免疫応答を促進する物質であると認められた物質であり、そのようなアジ ュバントには、Al(OH)3、AlPO4、Al2(SO43のようなアルミニ ウム化合物、スクアラン又はスクアレンのような適切な溶媒中の不完全フロイン トアジュバント(IFA)、 アセテート可溶化物質、サポニン、ムラミルジペプチドのような油中水滴型エマ ルションが含まれる。 好ましい実施態様において、本発明の免疫担体系は、代謝性油、ポリオキシプ ロピレン(POP)−ポリオキシエチレン(POE)ブロックポリマーのような 非イオン界面活性剤、乳化剤、及び、場合によって、式1 {式中、R1は、H、C2-8アルケニル、C1-8アルキル、ベンジル、フェニル又 はCOR4〔ここで、R4は、H、C1-8アルキル、C2-8アルケニル、ベンジル若 しくは フェニル(該フェニル部分は、ヒドロキシ、1〜4個の炭素原子を有するカルボ キシ、ハロ、C1-4アルコキシ、C1-4アルキル及びC2-4アルケニルから選択さ れる最大3個の置換を有し得る)、SO3M又はPO3M(ここで、Mは、H又は ナトリウム若しくはカリウムである)である〕であり; R2はH又はOR1であり; R3はOR1であるか、あるいはR3とR4が一緒になってオキソを形成し; R4、R5、R6及びR7は独立にH又はメチルであり; 但し、R3とR4が一緒になってオキソを形成するとき、R5、R6、R7及びR2 はそれぞれHであり;R2がHのとき、R4、R5、R6及びR7はそれぞれ水素で あり、R3はOR1である} の免疫応答エンハンサーを含む水中油滴型エマルションとして投与される。 ワクチン組成物において、代謝性油は、6〜30個の炭素原子を有する油であ ってよく、該油の例としては、アルカン、アルケン、アルキンや、それらの対応 酸及びアルコール、そのエーテル及びエステル、並びにその混合物が含 まれる。該油は、アジュバントが投与される患者の体内で代謝され得且つ生体に 対して無毒性の任意の植物油、魚油、動物油又は合成油であってよい。植物油の 例には、落花生油、大豆油、椰子油、オリーブ油、サフラワー油、綿実油、ヒマ ワリ油、ゴマ油及びコーン油が含まれる。動物油は生理的温度では通常固体であ るが、脂肪酸は、動物の脂肪から、遊離脂肪酸を提供する、部分又は完全トリグ リセリドけん化により得ることができる。殆どの魚は容易に回収し得る代謝性油 を含んでいる。例えば、タラ肝油及びサメ肝油が魚油の例である。げい鑞のよう なクジラ油も許容し得る。多くの分枝鎖油は、C5イソプレン単位として生化学 的に合成され、一般に、テルペノイドと称されている。サメ肝油は、スクアレン として知られている分枝鎖不飽和テルペノイドを含んでいる。スクアレンの飽和 類似体であるスクアランは、本発明の特に好ましい油である。本発明のアジュバ ント組成物及びワクチン中の油成分は通常、1〜10%、好ましくは2.5〜5 %の量で存在する。 用語「ポリオキシプロピレン−ポリオキシエチレンブロックポリマー」とは、 プロピレンオキシド次いでエチレンオキシドを、低分子量の反応性化合物、通常 プロピレン グリコールに逐次付加して形成されたポリマーを指す。これらのブロックポリマ ーは、Lunstedに対して発行された米国特許第2,674,619号に記 載の方法に従って製造し得、BASF−Wyandotteから商標 ロックポリマーの特性は、POP核の分子量と製品中のPOEの割合によって決 定される。POP部分はブロックポリマーに疎水性を付与し、POE部分は親水 性を付与する。 とそれに続く2又は3個のアラビア数字で示される。文字の接頭辞(L、P又は F)は、各ポリマーの物理的形態(液体、ペースト又は薄片化性固体)を指す。 最初の1つ又は2つのアラビア数字は、POPベースの平均分子量をコードし、 最後のアラビア数字はPOEの量を示す。例え 0のポリオキシプロピレンベースと、該分子の末端に存在する10%ポリオキシ エチレンを有する液体である。好ましいブロックポリマーは、約15〜40℃の 温度範囲にわたり液体であるものである。さらに、上記温度範囲内では液体であ る、液体とペースト、液体とペーストと薄片化性 固体又は液体と薄片化性固体混合物といった高分子混合物も本発明において有効 であり得る。 好ましいブロックポリマーは、約2,250〜4,300の分子量範囲のPO Pベースと、約1〜30%の量のPOEを有するものである。より好ましいブロ ックコポリマーは、POPが3,250〜4,000の範囲の分子量を有し、P OE成分が10〜20%を構成するものである。 及びL122は該定義の範囲内に含まれる。最も好ましいのは、分子量4,00 0のPOPと10%の量のPOEを有するか、又は分子量3,250のPOPと 10%の量のPOEを有するブロックポリマー、例えば、それぞれ、P である。該ブロックポリマーは、好ましくは0.001〜10%、最も好ましく は0.001〜5%の量で用いる。 用語「乳化剤」とは、エマルションを安定化し得る無毒性の界面活性剤を指す 。医薬品化学では一般に相当数の乳化剤や懸濁化剤が用いられている。それらに は、ガム類、植物性タンパク質、アルギネート、セルロース誘導体、リン脂質( 天然又は合成)などのような天然物質が包含され る。ポリマー骨格上に親水性置換基を有する特定のポリマー、例えば、ポビドン 、ポリビニルアルコール及びグリコールエーテルベース化合物は乳化活性を有し ている。長鎖脂肪酸由来の化合物は、本発明に使用し得る第3の実質的乳化及び 懸濁化剤群である。無毒性である限り上記乳化剤のいずれを用いてもよいが、グ リコールエーテルベースの乳化剤が好ましい。好ましい乳化剤は非イオン界面活 性剤である。該界面活性剤には、ポリエチレングリコール(特に、PEG 20 0、300、400、600及び90 c.,Wilmington,Del.から入手可能)、ポリオキシエチレン、 ポリオール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンエーテル、ポリオキシプロピレ ン脂肪エーテル、蜜蜂ろう誘導体含有ポリオキシエチレン、ポリオキシエチレン ラノリン誘導体、ポリオキシエチレン脂肪グリセリド、グリセロール脂肪酸エス テル若しくは他のポリオキシエチレン酸アルコール又は12〜21個の炭素原子 を有する長鎖脂肪酸のエーテル誘導体が含まれる。好ましい乳化剤は、(ポリソ ルベート 80又はポリオキシエチレン 20ソルビタンモノオレエートとしても知られている)T れば上記乳化剤のいずれもが適当であるものと理解されたい。通常、乳化剤は、 約0.05〜約0.5%、好ましくは約0.2〜1%の量で用いられる。 本発明のアジュバント組成物の水性部分は、緩衝された等浸透圧の食塩水であ る。組成物と標準生理液とのイオン濃度の違いによる投与後の膨張又は組成物の 急速吸収を阻止するために、張度が標準生理液と実質的に同じになるようにこれ らの溶液を調製するのが好ましい。pHを標準生理条件に適合し得るように維持 するために食塩水を緩衝するのも好ましい。また、特定の場合、糖ペプチドのよ うな特定の組成物成分の安定性を確保するためにpHを特定のレベルに維持する 必要があり得る。本発明にはいずれの生理的に許容し得る緩衝液を用いてもよい が、リン酸塩緩衝液を用いるのが最も便利であることが知見された。リン酸塩緩 衝液の代りに、酢酸塩、トリス、重炭酸塩、炭酸塩などのような他の任意の許容 し得る緩衝液を用いてもよい。リン酸塩緩衝塩水か、又はリン酸塩と酢酸塩の混 合物で緩衝した食塩水を用いるのが好ましい。 式1の免疫応答エンハンサーは、当業界では周知の化合物(例えば、デヒドロ エピアンドロステロン)でもよいし、R.M.Loriaの米国特許第5,27 7,907号又はNeurocrine BiosciencesのWO95/ 10527号の開示に従って製造してもよい。本発明のワクチン組成物の好まし い実施態様においては、免疫強化量の免疫応答エンハンサーが含まれる。より好 ましくは、免疫応答エンハンサーは、式(式中、R1、R2、R5、R6及びR7 はそれぞれHであり、R3とR4は一緒になってオキソ基を形成する)の化合物で あり、該化合物はデヒドロエピアンドロステロン又はDHEAである。 本発明のワクチン組成物において、免疫原性担体系は、任意のGnRH−PE 複合体又はGnRH−PEハイブリッドであってよい。本発明の免疫原性担体系 は、GnRHとシュードモナスエクソトキシンAとのハイブリッドタンパク質で あってもよい。そのようなハイブリッドタンパク質は構成タンパク質/ペプチド の近接配列を含んでいる。該ハイブリッドタンパク質は組換えDNA配列を発現 させて製造するのが好ましい。 本発明の実施に用いられるDNAは天然のものでも合成 したものであってもよい。本発明の実施態様をコードするヌクレオチド配列を含 む組換えDNAセグメントは、以下の一般法に従って作製し得る: (a)所望のDNA配列を、該配列がクローン化されているプラスミドから切り 出し(又は、該配列は化学合成してもよい); (b)次いで、標的DNA配列である第2のDNA配列を特定の位置で切断し; (c)次いで、所望のDNA配列を標的DNA配列中の切断部と整列させ、2つ の配列を標準連結手順により結合する。得られた組換え遺伝子を発現ベクター中 の適当なプロモーターの下流で連結する。 本発明に用いられているDNAの切断及び連結手順は一般に当業者には周知の ものであり、Molecular Cloning,A Laboratory Manual,(1989)J.Sambrookら,Cold Sprin g Harbor Laboratory Pressに記載されている。 本発明に用いられるプロモーターは、遺伝子発現に用いられる宿主中での発現 に適している限りどのプロモーター を用いてもよい。該プロモーターは対応遺伝子から酵素作用的に作製することも できるし、化学合成することもできる。 全ての制限酵素の使用条件は、緩衝液及び温度に関する指示を含めて製造業者 の使用条件に従う。該酵素は、New England Biolabs,Be thesda Reserach Laboratories,Boehrin ger Mannheim及びPromegaから入手し得る。 ベタターと挿入体DNAの連結は、T4 DNAリガーゼを用い、66mMの Tris−HCl、5mMのMgCl2、1mMのDTE、1mMのATP(p H7.5)中15℃で24時間まで実施する。一般に、1〜200ngのベクタ ーと3〜5倍過剰の挿入体DNAが好ましい。 組換えプラスミドを含む大腸菌の選択には、該細菌を、適切な抗生物質含有L B寒天プレート上で画線培養するか、又は、培養フラスコ中、必要な場合には選 択用に適当な抗生物質を含有するLB液(トリプトン 10g/L、酵母エキス 5g/L、NaCl 10g/L、pH7.4)中で培養することを含む。選 択用にどの抗生物質を選ぶか は、所与のプラスミド又はベクター上に存在する耐性マーカーによって決定する 。ベクターはアンピシリンにより選択するのが好ましい。 大腸菌の培養には、250−300rpmの振とう培養器を用い、エーレンマ イヤーフラスコ中の適切な選択用抗生物質を補ったLB中37℃で大腸菌を増殖 させることを含む。他の温度(25〜35℃)を用いてもよい。タンパク質産生 のために細胞を増殖させる場合、該細胞は、最終濃度0.4mMのIPTGを用 いてA560=1で誘導する。あるいは、誘発には、log相増殖において他の 細胞密度を選択してもよい。 収穫には遠心による大腸菌細胞の回収ステップが含まれる。タンパク質を産生 させる場合、細胞は誘導後3時間してから収穫するが、他の収穫時間を選択して もよい。 本発明において、ベクターは、宿主としての原核又は真核生物細胞中で複製さ れ得る限り、プラスミドのような任意のベクターを用いてよい。 最も好ましい宿主細胞は大腸菌HB101である。しかし、他の多くの大腸菌 株も適当である。日常的なクローニングには大腸菌株DH5a(BRL)を用い 得る。 本発明において、ハイブリッドタンパク質は、周知の分離及び精製法を適当に 組み合わせて分離、精製し得る。これらの方法には、溶解度の違いを利用する方 法(例えば、塩沈降法及び溶媒沈降法)、主として分子量の違いを利用する方法 (例えば、透析、限外濾過、ゲル濾過及びSDSポリアクリルアミドゲル電気泳 動)、電荷の違いを利用する方法(例えば、イオン交換カラムクロマトグラフィ ー)、特異的親和性を利用する方法(例えば、アフィニティークロマトグラフィ ー)、疎水性の違いを利用する方法(例えば、逆相高性能液体クロマトグラフィ ー)、等電点の違いを利用する方法(例えば、等電点電気泳動)、並びに変性、 還元、再生及び酸化を利用する方法が含まれる。 本発明のワクチン組成物の好ましい実施態様において、水中油滴型エマルショ ンは、スクアラン、Tween 80及びPluronic L121を含む。 該ワクチンが免疫応答エンハンサーとしてDHEAを含むのがより好ましい。シ ュードモナスエクソトキシンがNLys PE38QQRであればなお好ましい 。 該水中油滴型エマルションアジュバント組成物は、均一エマルションを形成す るミキサーを用いて乳化して製造す る。典型的には、該アジュバント組成物は、GnRH複合体に添加する前に超微 粒子流動化(microfluidize)する。該エマルションを超微粒子流動化装置を通 して約2〜20回循環させる。次いで、GnRH複合体をアジュバント組成物と 混合するが、該混合物を超微粒子流動化装置を通して再度循環させてもよい。免 疫応答エンハンサー、例えば、DHEAをワクチン組成物中に組み込む場合、該 エンハンサーは、微粒子流動化する前にアジュバント組成物に加えてもよいし、 GnRH複合体をアジュバント組成物と混合した後で加えてもよい。後者の場合 には、全混合物を再度超微粒子流動化し、一般に2〜20回超微粒子流動化装置 を通して循環させる必要がある。該エマルション中の油性粒子は約0.03〜0 .5μmの粒径を有するのが好ましく、該粒径が0.05〜0.2μmであれば より好ましい。GnRHの調製 製剤1.DLys6−GnRH:[配列番号7]pGlu−His−Trp−S er−Tyr−DLys−Leu−Arg−Pro−Gly−NH2: 該ペプチドは、ABI モデル431Aシンセサイザー及び単一のカップリン グ(DCC/HOBT)を用い、固 相ペプチド合成法(SPPS)に従ってRinkアミドMBHA樹脂(0.25 mmol,Amino Tech)上で合成した。試薬R(1ml/100mg 樹脂、TFA/チオアニソール/エタンジチオール/アニソール,90:5: 3:2)を用い、樹脂からペプチドを切り離した。ジエチルエーテルを用い、濃 縮切断混合物からペプチドを沈降させ、分取逆相HPLC(Waters Pr epP B,0−20分;次いで20−35% B,20−40分;λ=230nm)に かけて精製した。 DLys6−GnRH:FAB−MS(陽イオン,NBAマトリックス)計算値 :M+1=1254.44;実測値:M+1=1254.4。 製剤2:[DCys6]GnRH:[配列番号8]pGlu−His−Trp− Ser−Tyr−DCys−Leu−Arg−Pro−Gly−NH2 Rinkアミド樹脂(521mg)を逐次Gly、Pro、Arg、Leu、 D−Cys、Tyr、Ser、Trp、His、ピログルタミン酸と結合した。 Arg及びG ly残基を二重カップリングし、他の残基は単一カップリングした。樹脂をメタ ノールで3回洗浄し、窒素下に乾燥した(1.069gの樹脂=0.539gの 増量)。 ペプチドを3時間切断し、樹脂を濾去、ペプチドを真空乾燥した。残留物をジ エチルエーテルですり砕き、沈降したペプチドを吸引濾過して回収し、凍結乾燥 した(431.7mg)。 ペプチドの一部(195.5mg)を0.1%TFA、10%アセトニトリル (3ml)に溶解し、濾過、RPHPLC(2つのタンデム型25×10RCM Delta Pak C18カラムを用いる30分間の15−45%アセトニト リル)にかけて精製した。ペプチドの第2の部分を反復精製した(190.5m g)。ピーク画分を回収し、合わせて凍結乾燥し、アリコートをFAB−MS及 びアミノ酸分析にかけて分析した。予測質量(1229)及びアミノ酸組成を確 認した。 製剤3.3−(メルカプトプロパノイル)−[Gln1]GnRH:[配列番号 9]HSCH2CH2COHN−Gln−His−Trp−Ser−Tyr−Gl y−L eu−Arg−Pro−Gly−NH2 未添加Rink Amide MBHA樹脂(Nova Biochem,0 .25mmol)を用い、ABI 431Aペプチドシンセサイザー(Fmoc 化学)でGln1残基までのペプチドを調製した。最初のGly残基を樹脂上に 二重カップリングした。Argを除く他の全てのアミノ酸は単一カップリングし た。Arg8の場合には、標準二重カップリングプロトコルを用いた。ペプチド からN末端のFmoc基を除去し、樹脂を乾燥(N2)した。樹脂を、フリット 化底部を有する手動ペプチド合成容器(攪拌にはN2を使用)に移した。樹脂を DMF(5ml)に懸濁し、PyBOP/HOBt活性化(1mmolのPyB OP、0.1mmolのHOBt)を用い3−メルカプトプロピオン酸(1mm ol)をアミノ末端に手動カップリングし、樹脂のカイザーテストにより反応が 完結したことが示されるまで(16〜48時間)N2下に攪拌した。20mlの 脱気「試薬R」(90:5:3:2のTFA/チオアニソール/エタンジチオー ル/アニソール)を用い室温で3時間樹脂からペプチドを切り離した。混合物を 濾過し、濾液を真空濃縮した。残留物をエーテルですり砕き、 沈降物を回収、乾燥した(272.1mg)。RP−HPLC(Delta P ak C18,RCM2−50×10,45ml/分,16→24% CH3CN ,30分)にかけてペプチドを精製した。所望生成物を含む画分を合わせ、一晩 凍結乾燥し、白色粉末としペプチドを得た(98mg,31%)。Electr ospray MSにより、予測分子量(M+H=1288)が示された。 製剤4.[(3−メルカプトプロパノイル)−Gln1,dAla6]−GnRH :[配列番号10]HSCH2CH2CONH−Gln−His−Trp−Ser −Tyr−DAla−Leu−Arg−Pro−Gly−NH2 未添加Rink Amide MBHA樹脂(NovaBiochem,0. 25mmol)を用い、ABI 431Aペプチドシンセサイザー(Fmoc化 学)上でGln1残基までのペプチドを調製した。最初のGly残基を樹脂上に 二重カップリングした。Argを除く他の全てのアミノ酸は単一カップリングし た。Arg8の場合には、標準二重カップリングプロトコルを用いた。ペプチド からN末端のFmoc基を除去し(ABI上でのレギュラーピ ペリジンサイクル)、樹脂を乾燥(N2)した。樹脂を、フリット化底部を有す る手動ペプチド合成容器(攪拌にはN2を使用)に移した。樹脂をDMF(5m l)に懸濁し、PyBOP/HoBt活性化(1mmolのPyBOP、0.1 mmolのHOBt)を用い3−メルカプトプロピオン酸(1mmol)をアミ ノ末端に手動カップリングし、樹脂のカイザーテストにより反応が完結したこと が示されるまで(16〜48時間)N2下に攪拌した。20mlの脱気「試薬R 」(90:5:3:2のTFA/チオアニソール/エタンジチオール/アニソー ル)を用い室温で3時間樹脂からペプチドを切り離した。混合物を濾過し、濾液 を真空濃縮した。残留物をエーテルですり砕き、沈降物を回収、乾燥した(23 2.0mg)。RP−HPLC(Delta Pak C18,RCM2−50× 10,45ml/分,15→30% CH3CN,30分)にかけてペプチドを 精製した。所望生成物を含む画分を合わせ、一晩凍結乾燥して、白色粉末として ペプチドを得た(112mg,35%)。Electrospray MSによ り、予測分子量(M+H=1303)が示された。 製剤5.DLys6−DAla10−GnRH:[配列番号11]pGlu−Hi s−Trp−Ser−Tyr−DLys−Leu−Arg−Pro−DAla− NH2: ABI モデル431Aペプチドシンセサイザー及び単一のカップリング(D CC/HOBT)を用い、Rink Amide MBHA樹脂(0.25mm ol,Amino Tech)上でペプチドを合成した。「試薬R」(2.0m l/100mg樹脂,90:5:3:2のTFA/チオアニソール/エタンジチ オール/アニソール)を用い樹脂からペプチドを切り離した(室温、3時間)。 ジエチルエーテルを用い濃縮切断混合物からペプチドを沈降させ、分取逆相HP LCにかけて精製した。FAB−MSによる6−D−Lys−10−D−Ala −GnRHの特性決定(陽イオン,NBAマトリックス)計算値:(m+1)= 1268.5;実測値:(m+1)=1267.5。 製剤6.DLys6−Pro9−NHEt−GnRH:[配列番号12]pGlu −His−Trp−Ser−Tyr−DLys−Leu−Arg−Pro−NH Et: ABI モデル431Aシンセサイザー及び単一カップ リング(DCC/HOBT)を用い固相ペプチド合成法(Boc化学)に従って Merrifield樹脂上でペプチドを合成した。無水エチルアミンを用い、 樹脂からペプチドを切り離した(24〜72時間、室温)。粗保護ペプチドをジ エチルエーテルで沈降させ、吸引濾過して回収し、一晩(P25で)乾燥した。 アニソール(0.2〜2ml)及び亜リン酸ジメチル(0.1〜1ml)の存在 下に無水HFで処理(0℃、0.5〜2時間、5〜30ml)して、乾燥ペプチ ドから保護基を除去した。過剰なHFを真空除去し、残留物をジエチルエーテル ですり砕いた。分取逆相HPLCにかけてペプチドを精製した。FAB−MS( 陽イオン、NBAマトリックス)による特性決定:実測値:(m+1)=122 3.9。 製剤7.DOrn6−GnRH:[配列番号13]pGlu−His−Trp− Ser−Tyr−DOrn−Leu−Arg−Pro−Gly−NH2: ABI モデル431Aシンセサイザー及び単一のカップリング(DCC/H OBT)を用い固相ペプチド合成法(Fmoc化学)に従ってRink Ami de MBH A樹脂(0.25mmol,Amino Tech)上でペプチドを合成した。 試薬R(2.0ml/100mg樹脂、TFA/チオアニソール/エタンジチオ ール/アニソール、90:5:3:2)を用い、樹脂からペプチドを切り離した (3時間、室温)。ジエチルエーテルを用い濃縮切断混合物からペプチドを沈降 させ、分取逆相HPLCにかけて精製した。FAB−MS(陽イオン、NBAマ トリックス)による6−D−Orn−GnRHの特性決定:計算値:(m+1) =1239.4;実測値:(m+1)=1239.5。 製剤8.3−インドリルプロピオニル−6−DLys−GnRH:3−インドリ ルプロピオニル−Ser−Tyr−DLys−Leu−Arg−Pro−Gly −NH2 ABI モデル431Aシンセサイザー及び単一のカップリング(DCC/H OBT)を用い固相ペプチド合成法(Fmoc化学)に従ってRink Ami de MBHA樹脂(0.25mmol,Amino Tech)上でペプチド を合成した。試薬R(2.0ml/100mg樹脂、TFA/チオアニソール/ エタンジチオール/アニソ ール、90:5:3:2)を用い、樹脂からペプチドを切断した(3時間、室温 )。ジエチルエーテルを用い濃縮切断混合物からペプチドを沈降させ、分取逆相 HPLCにかけて精製した。FAB−MS(陽イオン、NBAマトリックス)に よる3−インドリルプロピオニル−6−D−Lys−GnRHの特性決定:計算 値:(m+1)=990.2;実測値:(m+1)=990.7。 製剤9.3−インドリルプロピオニル−6−DLys−9−Pro−NHEt− GnRH:3−インドリルプロピオニル−Ser−Tyr−DLys−Leu− Arg−Pro−NHEt ABI モデル431Aシンセサイザー及び単一のカップリング(DCC/H OBT)を用い固相ペプチド合成法(Boc化学)に従ってMerrifiel d樹脂上でペプチドを合成する。3−インドリルプロピオニル部分はN−ホルミ ル−3−インドールプロピオン酸として組み込む。無水エチルアミンを用いて樹 脂からペプチドを切り離す(2〜72時間、室温)。粗保護ペプチドをジエチル エーテルで沈降させ、吸引濾過して回収し、一晩乾燥する(P25)。アニソール(0.2〜2ml)及び亜リン酸ジメチル(0.1〜1ml )の存在下に無水HFで処理(0℃、0.5〜2時間、5〜30ml)して乾燥 ペプチドから保護基を除去する。過剰なHFを真空除去し、残留物をジエチルエ ーテルですり砕く。分取逆相HPLCにかけてペプチドを精製し、FAB−MS により特性決定する。シュードモナスエクソトキシンの調製 製剤10.NLys PE48QQR プラスミドPJH4〔J.Hwang,“Cell”(1987,48;12 9−136)参照〕はPE1-613のコード配列を含んでいる。Sambrook ,Fritch & Maniatis(Cold Spring Harbo r Press)により編纂されたMolecular Cloning,第2 版(1989)の15.51〜15.73に記載されているオリゴヌクレオチド 突然変異誘発法が、PE分子に欠失/突然変異を形成する便利な方法として用い られてきた。PJH4でNdeI/HindIIIを二重消化して構築物を線状化 し、PEコード配列のATG出発コドンを含む12bpのセグメントをクリッピ ングする。2つの相補的オリゴヌクレオチドを合成 し、アニーリングして、NdeI/HindIIIスプライス部位に連結する。該 オリゴマーは以下のヌクレオチド配列を有する:1−5′TAT GCT GCA GGG TAC CAA GCT TAT GGC CGA AGA 3′及びII−5 ′AGC TTC TTC GGC CAT AAG CTT GGT ACC CTG CAG CA 3′。改変されたPE挿入体はN末端で構築されたMLQGTKL MAEE配列を有する。このプラスミドをPJH42と称する。 該プラスミドPJH42をAvaIで部分的に切断する。直鎖状DNAを単離 し、HindIIIで完全に消化し、得られた5.1kbのフラグメントを単離す る。S1ヌクレアーゼ処理して、平滑末端を連結し、該プラスミドを再環化し、 PJH43と称する。これにより、アミノ酸4−252が欠失したPEを得る。 プラスミドPJH43の553bpのSalI/BamH1フラグメントをM 13mp19にクローン化する。構造5′GGC GTC GCC GCT GTC CGC CGG GCC GTT GGC CGC GCC GGC CTC GTC GTT GC 3′を有する長さ50ヌクレオチドのオリゴヌクレオチドを合成し 、一本鎖M13ベクターとアニーリングして、PE挿入体のア ミノ酸365−380の欠失を生成する突然変異誘発を容易にし(ループアウト し)、以下の配列を得る: 505bpのSalI/BamH1フラグメントをM13の複製型変異体DN Aから切り出し、プラスミドPJH43の3.7kbのSalI/BamH1フ ラグメントと連結する。この新たなプラスミドをPJH44を称する。 PJH44から460個のヌクレオチドからなるBamH1/EcoR1フラ グメントを切り出し、M13mp19にクローン化する。このフラグメントは、 コード配列のカルボキシ末端に変異した3つのリシンのヌクレオチド配列を含ん でいる。リシン590及び606はグルタミンに変異し、リシン613はアルギ ニンに変異している。次いで、以下のオリゴマーを用いて各リシンで連続的にオ リゴ誘発突然変異を実施する: M13の複製型変異体DNAからBamH1/EcoR1フラグメントを切り 出し、プラスミドPJH44の3.4kbのBamH1/EcoR1フラグメン トと連結する。次いで、線状化プラスミドを再環化し、これをPJH45と称し 、Bethesda Reserach Laboratoriesから入手し 得る市販の大腸菌株、HB101からNLys PE38QQRと同定された修 飾PEを発現させるのに用いる。NLys PE48QQRは、公開されたWO 93/15751号(Merck & Co.,Inc.)に記載されているL ys PE38Mとしても知られている。 製剤10.還元NLys PE38QQR 12.8mgの毒素を含む毒素NLysPE38QQR溶液10mlに175 mgのpH8緩衝塩を添加してpHを8に調整した。EDTA二ナトリウム塩二 水和物(372.24mg)及びジチオトレイトール(154.25mg)を加 え、混合物を無水窒素下に室温で一晩振とうして、毒素中のシステイン265、 287のジスルフィド結合の還元を完結させた。溶液を透析バッグに移し、緩衝 液:(窒素を分散させた)0.1M リン酸塩に対して室温で約8時間透析した 。次いで、還元毒素溶液を窒素分散下に0.01M リン酸塩緩衝液に対して室 温で一晩透析した。透析が完結した後、透析バッグの反応内容物を滅菌プラスチ ック遠心チューブに移し、該内容物をチオール含量についてサンプリングし、精 製した還元毒素ジチオールを後続反応用に保存した。 製剤11.光不活化PEホロ毒素 シュードモナスエクソトキシンA(10mg,0.152mmol)(Sig ma Chemical Co.)を10mlの水に溶解し、該溶液に、8−ア ジドアデノシン(43mg,0.14mmol)を加えた。これは完全には溶解 しなかった。少量の沈降物を遠心し、上清をPyrex光反応器に装入、氷水で 冷却し、450WのHanoviaランプで8分間照射した。得られた溶液を4 LのPBSに対して17.5時間透析し、次いで、TSK2000 HPSEC にかけて分析したところ、低分子物質(即ち、未反応8−アジドアデノシン)が 存在しないことが示された。該溶液をADPリボシル化活性についても アッセイし、元のレベルの4%しか有していないことが知見された。 実施例1 (スクシンイミドプロパノイルリンカーを介した) DLys6−GnRH−NLys PE38QQR複合体 (1)(Nε−マレイミドプロパノイル)−DLys6−GnRH:PyroG lu−His−Trp−Ser−Tyr−(Nε−マレイミドプロパノイル)− D−Lys−Leu−Arg−Pro−Gly−NH2の調製: DLys6−GnRH(10mmol,12.5mg)をN,N−ジメチルホ ルムアミド(0.5ml/g)に溶解し、DIEA(50mmol,9μl)を 加えた。混合物をしばらくの間室温で攪拌し、β−マレイミドプロピオン酸N− ヒドロキシスクシンイミドエステル(MPS;20mmol,5.2mg)を一 度に導入した。30分間反応させた後、反応混合物に10μlのTFAを加え、 溶媒を真空除去した。ペプチドを逆相HPLC(Waters 8;10ml/分;10〜25%B,0〜30分→25%B,30〜35分;λ =230nm)にかけて精製した。FAB−MS(陽イオン,NBAマトリック ス)計算値:M+1=1405.56;実測値:M+1=1405.6。 (2)(Nε−マレイミドプロパノイル)−DLys6−GnRHとNLys− PE438QQRとの結合 隔膜を備えた15ml容の滅菌ポリエチレン沈殿管に、PBS中のNLys− PE38QQR(0.22μmol,30ml,2.8mg/ml)を加えた。 該溶液に350μlの1.0Mホウ酸緩衝液(pH11.0)を加えてpHを1 0.8に調整した。ジチオトレイトール(11.0μmol,1.7mg)及び EDTA−2Na(22.1μmol,8.2mg)を加え、全ての固体が溶解 するまでタンパク質混合物を振り混ぜた。N−アセチルホモシステインチオラク トン(22.1μmol,3.5mg)を一度に導入し、溶液を脱気し、窒素で パージした(脱気/パージを5回繰り返した)。混合物を窒素箱中室温で6.5 時間熟成させ、次いで、Spectropor2透析チューブに装入し、室温で 、(1)10mgのEDTA− 2Na及び0.25mgのDTTを含む脱気し窒素を分散させた0.1Mリン酸 塩緩衝液(pH8.0)4Lに対して16時間、(2)脱気し窒素を分散させた 、10mgのEDTA−2Na及び0.25mgDTTを含む0.001M リ ン酸塩緩衝液(pH8.0)4Lに対して6時間透析した。次いで、チオール化 エクソトキシンを15ml容の滅菌ポリエチレン沈殿管(3.90ml)に移し た。該物質325mlをEllmanアッセイにかけると、合計0.350μm olのSHが存在することが示された。残留チオール化物質(0.321mmo lのSH、3.57mlの溶液)に、(Nε−マレイミドプロピオニル)−DL ys6−GnRH(1.60μmol,2.25mg)を加えた。次いで、反応 混合物をしばらくの間振り混ぜ、N2箱中室温で1時間熟成させた。毒素混合物 をSpectropor2透析チューブに装入し、(1)4Lの0.01M リ ン酸塩緩衝液(pH7.0)に対して18時間、(2)4Lの0.01M リン 酸塩緩衝液に対して46時間、及び(3)4Lの脱イオン水に対して7時間透析 した。複合体を遠心し、懸濁していない物質をペレット化し、滅菌フィルター( Millipore 0.22μ た。該複合体は、結合しなかったNLys−PE38QQRとは異なるHPLC 特性を有していた。 Lys−PE38M RP−HPLC(250mm×4.6mm Vydac C4;1.5ml/分;36−41%のB,0−30分;λ=215nm);保 持時間=18.16分。 実施例2 (ジチオプロパノイルリンカーを介した) DLys6−GnRH−NLys PE38QQR複合体 DLys6−GnRH(15mg,12μmol)を無水DMF(3ml)に 溶解し、DIEA(2μl,12μmol)を加えた。SPDP(N−スクシン イミジル−3−[2−ピリジルジチオ]プロピオネート,4.1mg,13μm ol)を一度に加え、反応混合物を一晩(18時間)窒素雰囲気下に室温で撹拌 した。反応混合物を真空濃 縮し、残留物をHPLC(高性能液体クロマトグラフィー;Waters De lta Pak C18,RCM25×10,10ml/分,30分間の15→ 45%CH3CN勾配)にかけて精製した。所望生成物を含む画分を合わせ、凍 結乾燥して、白色粉末として[DLys6−N−(3−ジチオピリジル)プロパ ノイル]−GnRHを得た。 Electrospray MS[M+H]=1450.3。 [DLys6−N−(3−ジチオピリジル)プロパノイル]−GnRH(1. 2mg,0.86μmol)を還元NLys PE38QQR(5ml,0.2 85μmol)に加え、反応混合物を振り混ぜ、一晩(15時間)4℃〜室温で 攪拌した。反応混合物を透析チューブに移し、室温で、窒素を分散させた4Lの 0.01M リン酸塩緩衝液(pH8.0)に対して7時間、及び18Lの0. 9%水性NaClに対して20時間透析した。溶液を濾過(0.22μm Mi llex GV滅菌フィルター)した。NLys PE38QQRの既知標準液 に対するHPLC分析により、得られた複合体のタンパク質濃度が1. 2mg/mlであることが判明した。 複合体のHPLC:(Vydac,C4,4.7×250mm,1.5ml/分 ,35→45% CH3CN,20分の勾配);保持時間=16.27分。 実施例3 [DCys6]−GnRH−KGGSGGK− NLys PE38QQR複合体 (1)Fmoc−β−Ala−Lys−Gly−Gly−Ser−Gly−Gl y−Lys−OH(線状骨格)の調製 : 予備添加したFmoc−Lys−WANG樹脂及び単一のアミノ酸カップリン グを用い、ABI 431Aペプチドシンセサイザー(Fmoc化学)で線状骨 格を調製した。ペプチドを樹脂TFA/チオアニソール/エテンジチオール/ア ニソール(90:5:3:2)から切り離し、勾配RP−HPLCにかけて精製 した。Electrospr ay MS(M+H=882.0)。 (2)Fmoc−β−Ala−K(NεHBrAc)GGSGGK(NεHBr Ac)OH(ビス−ブロモアセチル化線状骨格)の調製 : 無水の(Aldrich Sure−Seal)ジクロロメタン(2ml)中 でブロモ酢酸(31.5mg,0.226mmol,3.96当量)とDCC( 23.4mg,0.113mmol,1.98当量)とを室温で1時間反応させ てブロモ酢酸無水物を調製した。この混合物をステップ1由来の線状骨格ペプチ ド(50.0mg,0.057mmol)の溶液中にそのまま濾過(焼結漏斗、 N2圧力下)し、無水(4Åふるい)脱気DMF(5ml)に溶解した。N2下に 室温で反応を進めた。30分後、反応混合物をRP−HPLC(Vydac C18 ,4.7×250mm,1.5ml/分,10→60% CH3CN,20分 )にかけて分析すると、出発物質が全て消費されたことが示され(線状骨格の保 持時間=13.27分)、新たな生成物ピーク(保持時間=16.48分)が認 められた。合計45分間の反応時間後、混合物を真空濃縮し、生成物をRP−H PLC(DeltaPak C18,RCM 25×10,10ml/分,25→55% CH3CN,30分)にかけて精製 した。所望物質を含む画分を合わせ、一晩凍結乾燥して、白色粉末としてビス− ブロモアセチル化線状骨格(31.2mg,0.027mmo,49%)を得た 。 (3)Fmoc−β−Ala−K(NεHCOCH2S〜[DCys6]−GnR H)−GGSGGK(NεHCOCH2S〜[DCys6]−GnRH)−OH− (骨格支持[DCys6]−GnRH)の調製 : ステップ2由来のビス−ブロモアセチル化線状骨格(31.2mg,0.02 7mmol)を脱気した0.10Mリン酸塩緩衝液(pH8.0)(5ml)に 溶解し、アセトニトリル(250μl)を加えた。pH計は、該溶液のpHが8 .1であることを示していた。次いで、[DCys6]−GnRH(68.1m g,0.055mmol,2.04当量)を水(2ml)に溶解し、アセトニト リルを数滴加え、該溶液を清澄化した。反応混合物に希水酸化アンモニウムを加 えてpHを7.8〜8.1に維持しながら、ビス−ブロモアセチル化骨格に[D Cys6]−GnRH溶液を滴加(35〜40分かけてゆっくり滴加)した。 反応混合物の最終pHは8.0であった。反応混合物を室温で10分間攪拌し、 次いで、20分間超音波処理すると、混合物は曇り溶液となった。再び合計2時 間室温で攪拌した。反応混合物をRP−HPLC分析(Vydac C18,4. 7×250mm,1.5ml/分,10−60%CH3CN,20分)にかける と、出発物質が全て消費され、新たな生成物ピーク(保持時間=14.34分) が認められることが示された。反応混合物を真空濃縮し、残留物を6M グアニ ジンヒドロクロリドに入れ、RP−HPLC(DeltaPak C18,RCM 25×10,10ml/分,20−50%CH3CN,30分)にかけて精製 した。所望物質を含む画分を合わせ、一晩凍結乾燥して、白色粉末として骨格支 持[DCys6]−GnRH(51mg,0.015mmol,49%)を得た 。Electrospray MS(M+H)=3419。 (4)マレイミドプロパノイル−β−Ala−K(NHCOCH2S〜[DCy 6]−GnRH)GGSGGK(NεHCOCH2S〜[DCys6]−GnR H)−OH−(マレイミド化骨格支持[DCys6]−GnRH)の調製(a)Fmocの切断: ステップ3由来の骨格支持[DCys6]−GnRH (11.4mg,0.0033mmol)を無水DMF(4Åふるい)(3ml )中20%ピペリジン(Aldrich)に溶解した。溶液を室温で45分間攪 拌し、次いで真空濃縮した。残留物を〜15%水性CH3CNに入れ、アリコー トを取り出して、RP−HPLC分析にかけた。HPLC分析により、約83: 17比の生成物及び出発物質が示された(Vydac C18,4.7×250m m,1.5ml/分,10→60%CH3CN,20分;脱保護ペプチド生成物 の保持時間=11.28分,Fmocを保護したペプチド出発物質の保持時間= 14.72分)。残留物質を一晩凍結乾燥して、白色のふわふわした固体として 脱保護ペプチドを得、これをそのままマレイミド化ステップに用いた。 (b)脱保護骨格支持[DCys6]−GnRHのマレイミド化: 脱保護ペプ チド(0.0033mmol)を 無水(4Åふるい)脱気DMF(2.5ml)及びDIEA(10μl)に加え た。混合物を室温で撹拌し、MPS(1.8mg)を一度に加えた。30分後、 アリコートを取り出してRP−HPLC分析にかけた。HPLC分析(Vyda c C18,4.7×250mm,1.5ml/分,10−60%CH3CN, 20分;脱保護ペプチド出発物質の保持時間=11.28分,マレイミド化ペプ チド生成物の保持時間=12.13分)により、新たに2種の生成物と少量の出 発物質が出現したことが示された。T=45分の反応時間後、TFA(10μl )を加えて反応混合物をクエンチし、真空濃縮した。残留物を10%水性CH3 CN(0.1%TFA)に入れ、RP−HPLC(DeltaPak C18,R CM 25×10,10ml/分,20→40%CH3Nc,30分)にかけて 精製した。所望物質を含む画分を合わせ、一晩凍結乾燥し、白色粉末としてマレ イミド化骨格支持[DCys6]−GnRH(6.9mg,0.0021mmo l,62%)を得た。Electrospray MSは、該生成物が所望の分 子量(M+H=3348)を有することを示した。 (5)担体タンパク質NLys PE38QQRのチオ ール化 : 担体タンパク質(NLys PE38QQR,1.28mg/ml,20ml ,25.6mg,0.66μmol)を50ml容の滅菌プラスチック沈殿管に 入れ、pH11のホウ酸緩衝塩(832mg,41.6m/mlを加えてpH1 1のホウ酸塩緩衝液の0.1M溶液を得る)を加え、混合物にキャップをし、全 ての固体が溶解するまで(5分間)振り混ぜた。反応混合物にEDTA(100 mg)及びDTT(10mg,0.065mmol)を加え、全ての固体が溶解 するまで溶液を再び振り混ぜた。該沈殿管をN2を充填した箱に移し、キャップ をゴム膜(septum)に取り代えた。沈殿管をしばらくの間空にし、N2でパージ した(これを5回繰り返した)。N−アセチルホモシステインチオラクトン(1 00mg,0.629mmol)を一度に加え、全ての固体が溶解するまで混合 物を振り混ぜ、沈殿管を再度空にし、N2でパージした(これを5回繰り返した )。沈殿管にキャップをし、N2充填箱中で一晩(20時間)室温で熟成させた 。反応混合物を透析バッグに移し、(a)N2分散下に4Lの0.1M リン酸 塩緩衝液(pH8.0)に対して19時間、 (b)N2分散下に100mgのEDTAを含む4Lの0.01M リン酸塩緩 衝液(pH8.0)に対して8時間、及び(c)N2分散下に100mgのED TAを含む4Lの0.01M リン酸緩衝液(pH8.0)に対して20時間透 析した。約24ml容量のチオール化タンパク質を(N2箱中の)50ml容プ ラスチック沈殿管に移した。200μlアリコートを取り出し、Ellmanの 分析(OD412=0.155,総容量1.5ml)にかけると、該タンパク質溶 液のチオール価が溶液1ml当たり0.083μmolのSHであることが知見 された。 (6)チオール化NLys PE38QQRとマレイミド化骨格支持[DCys 6]−GnRHの結合 : ステップ4のマレイミド化ペプチド(5.0mg,1.49μmol)を水( 0.1%TFA)に溶解し、50ml容の滅菌プラスチック沈殿管に入れ、一晩 凍結乾燥した。該凍結乾燥ペプチドに、ステップ5のチオール化タンパク質(タ ンパク質1ml当たり0.083μmolのSH,16.9ml,1.40μm ol)を加え、沈殿管にキャップをし、しばらく振り混ぜた。沈殿管をパラフィ ルムで密閉し、Clay−Adams章動装置(nutator) 上に置き、4℃で一晩(17時間)回転させた。反応混合物を透析バッグ(Sp ectropor 2)に移し、4℃で、(a)4Lの0.01M リン酸塩緩 衝液(pH7.0)に対して8時間、(b)4Lのダルベッコのリン酸緩衝塩水 (PBS,pH7.0)に対して72時間、及び(c)4Lのダルベッコのリン 酸緩衝塩水(PBS,pH7.0)に対して24時間透析した。可視沈降物は存 在しなかった。該複合体を滅菌濾過(50ml容の滅菌コーニングカップフィル ター,0.22μM)して、約15mlの生成物を得た。該複合生成物をCZE 及びSDS−PAGE電気泳動にかけて特性決定した。該生成物の濃度がTP4 0〔N末端のトランスフォーミング成長因子α及びシュードモナスエクソトキシ ンの40kDaセグメント誘導体(PE40deutacys)を含むキメラタ ンパク質〕の既知標準液に対して1.1mg/mlであり、NLys PE38 QQRであることが証明された(CZE)。 実施例4 実施例3の複合体の光不活化 4.16mgの8−アジドアデノシンを含むリン酸緩衝塩水(PBS)9.5 mlに実施例1の複合体(0.5m l)を加えて、0.29mMの複合体及び1.35mMのアジドアデノシンを含 む溶液を得た。該溶液を、氷水を汲み上げる冷却ジャケットを備えたPyrex 光反応器に装入した。次いで、該溶液を6インチ離れて配置された450WのH anoviaランプで6分間照射した。次いで、該溶液を、4LのPBSに対し て16時間透析した。TSK 2000 HPSECにより、得られた溶液には 低分子物質が存在しないことが示された。該物質のADPリボシル化活性はコム ギ胚芽アッセイにより、元の活性の20%に過ぎないことが示された。 実施例5 [DCys6]−GnRH−KGGSGGK−光不活化 シュードモナスエクソトキシン(ホロ毒素)複合体 (1)光不活化PEホロ毒素のチオール化: 1mlの水にホウ酸緩衝塩(43mg[12.7mmol/mlの最終溶液に 等しい]を加え、該溶液に10mgのEDTAと2.2mgのDTTを加えた。 このチオール化基質を9.5mlの光不活化PE毒素溶液に加えた。N−アセチ ルホモシステインチオラクトン(11.3mg)を加え、溶液を脱気し、空気を 窒素に取り代え、窒素箱中 で16時間熟成させた。次いで、該溶液を4℃で、4LのPBSに対して7.5 時間、新たに調製したPBS4Lに対して65時間透析した。透析溶液全体に窒 素を分散させた。Ellmanアッセイにかけると、65nmole/mlのチ オールが示された。 (2)チオール化光不活化シュードモナスエクソトキシンとマレイミド化骨格支 持[DCys6]−GnRHの結合 実施例4のステップ4のマレイミド化骨格支持[DCys6]−GnRH(1 .88mg,450nmole)を水100μlに溶解し、該溶液から95μl を取り、ステップで調製したチオール化光不活化PEホロ毒素4mlに加えた。 これを脱気し、16時間熟成した後、TSK2000 HPSECにかけると、 かなりの低分子物質が残留していることが示される。次いで、該溶液を4℃で、 4LのPBSに対して7時間、次いで新たに調製した4LのPBSに対して17 8時間透析した。HPSECアッセイにかけると、低分子物質が残留していない ことが示される。アミノ酸分析により、90μgの骨格/ml(β−アラニン含 量)及び517μgのPE毒素/mlの存在が示 される。 実施例6 ワクチンの調製及び力価のスクリーニング 20cc容のガラス製ルエルーロク注射器(Popper & Sons)中 で以下にリストした割合でペプチド溶液と0.9%塩化ナトリウム注射液USP (Baxter,Lot C255075)及び不完全フロイントアジュバント (Sigma,F5506,Lot 062h−8802)を合わせてワクチン を調製した。混合物を20ゲージの二重ハブ式ホモジナイゼーション針(Pop per & Sons)を介して2つの20cc容ガラス製注射器の間を通して 難流動性となるまでホモジナイゼーションを行った。 * 括弧内の数字は実施例3の複合体の濃度を表す。 さらに、6mlの実施例3の免疫複合体(食塩水中0. 117mg/ml)、1mlの食塩水及び7mlのAlhydrogel 1. 3%(Superfos Biosector a/s,Batch 1983 )を混合して50μg/mlの抗原最終濃度を得ることによりアラムアジュバン トを加えたワクチンも調製した(ワクチンNo.5)。予防接種 : 27匹の10週齢の去勢雄ブタを6つのグループ:上記の各ワクチン製剤を与 える5匹の動物からなる5グループと、2匹の対照動物からなる1グループに分 けた。頸静脈穿刺により予備処理血液試料(10ml)を採取し、各ブタに2m lの新たに調製したワクチンを接種した(1mlを頸の両側に筋肉内投与)。4 週間後、全ての動物から再度血液(10ml)を採取し、該動物に新たに調製し たワクチンを先に記載のように再接種した。2週間後、全ての動物から約1時間 間隔で3回出血させた。採取した全ての血液試料を遠心し、全ての血清を同じ抗 体価及びLH分析でアッセイし得るように、出血が完了するまで血清を−20℃ で凍結した。抗体価の分析 : 1パケットのBupH調整したダルベッコのリン酸緩衝塩水ミックス(Pie rce,No.28374,Lot920521084)を400mlの脱イオ ン水に溶解し、2gのウシアルブミン画分V(Gibco No.810−10 18IL,Lot 76P9623)及び5mlの1%w/vチメロサール溶液 (Sigma,T−5125,Lot 23H0526)を加えてPBS−BS Aを調整した。BSAが溶解した後、脱イオン水を500mlの最終容量まで加 えた。 2.5gの活性炭(Sigma,C−5385,Lot102H0336)を 脱イオン水で複数回洗浄して微粉を除去し、デキストランでコーティングした活 性炭懸濁液を調製した。2パケットのBupH調整したダルベッコのリン酸緩衝 塩水ミックス(Pierce,No.28374,Lot 920521084 )を1,000mlの脱イオン水に溶解してPBSを調製した。0.25gのデ キストラン、70,000mw(Sigma,D1390,Lot 122H0 349)を500mlのPBSに溶解した。 該溶液に洗浄した活性炭を加えた。10mlの1%w/vチメロサール溶液(S igma,T−5125,Lot 23H0526)及び追加の500mlのPBSを加え、活性炭懸濁液を4℃で 3日間攪拌した。 全ての血清試料を解凍した。495μlのPBS−BSAに5μlの血清を加 えて血清の100倍稀釈液を調製した。450μlのPBS−BSAに該100 倍稀釈液50μlを加えて血清の1000倍稀釈液を調製した。同じようにして 、10,000倍及び100,000倍稀釈液を調製した。全ての血清稀釈液か ら50μlずつのアリコートを2個ずつの12×75ホウケイ酸塩ガラス管(F isher)に加えた(稀釈液1種当たりガラス管2個)。各管に、400,0 00cpm/mlの125I標識GnRH(NEN,NEX−163,Lot C F91640)を含む50μlのPBS−BSAを加えた。管を4℃で一晩イン キュベートした。次いで、100μlのデキストランコーテッド活性炭懸濁液を 加え、管を室温で15分間混合した。次いで、管をSorval RC−3B遠 心器に入れ、H6000 Aローター中2,500rpmでスピンした。100 μlの上清アリコートを回収し、Packard AutoGamma 800 ガンマカウンターで放射能を測定した。結果を、(50μlの125I標識Gn RH溶液を150μlのPBS−BSAに加え、遠心し、100μlを計数して 測定した)総投入放射能結合率(%)として表した。 抗体価の結果は以下の通りであった: 値は、ニート血清である予備処理液を除き、血清の1/1000稀釈液に結合 した投入125I標識ペプチドの平均百分率として表す。 血清のLH測定 血清試料を、ラジオイムノアッセイによる血清のLH測定のために、Geor ge Rampacek博士の監督下にAthenes,GAのUSDAラボに 提出した。該アッセイは、ブタLHを認識する125I標識ブタLH及び抗ウシL H抗血清を用いる標準ラジオイムノアッセイである。該アッセイは、R.Kra elingらにより、J. Anim.Sci.(1982)54:1212に記載されている。以下の結果 は各グループの平均値である。6週目のものは、プールした3回の出血の平均値 である。結果はLH/ml(ng)で表わされている。0.15ngのLH/m lの血清は該アッセイでの検出下限であり、従って、該検出レベル以下の全ての 値には0.15ng/mlの値を割り当てた。 実施例8 STPを含むワクチン組成物 1.STP(リン酸緩衝塩水[PBS]中5%スクアラン:0.2%Tween 80:2.5%Pluronic 121)の調製: スクアラン(500mg)、Pluronic 121〔250mg;ポリエ チレンオキシドとポリプロピレンオ キシドのブロックコポリマー(BASF Corp.)〕及びTween 80 (20mg)を15ml容のダウンス組織ホモジナイザーチューブに計量装入す る。次いで、これを9.25mlのPBS(pH7.4)で被覆し、得られた混 合物を約10ストロークでホモジナイズする。次いで、溶液をバイアルに移し、 小型の磁気攪拌棒を加える。この混合物から約3mlを取り、Avestin Emu 移し、Emulsiflexの出口チューブを、バイアル中の残留液の表面下に 没するように配置する。バイアルを氷浴中で冷却し、Emulsiflexに2 0回通して液体を磁気撹拌する。この方法で9.5mlのSTPを得る。 2.STP中の実施例3の複合体の配合 実施例3の複合体の溶液130μl(総免疫原の1μg/μl=合計130μ g)を磁気撹拌下に6.4mlの上記STPエマルションに加え、得られた混合 物をSTPの 10回通す。これにより、20μg/mlの濃度でSTPに配合された複合体約 6mlを得る。(PBS中の)等量の複合体を、ステップ1のダウンスホモジナ イザー中のス クアラン:Tween 80:Pluronic 121混合物に加え、4成分 混合物を微粒子流動化装置に4回通すことによっても同じ生成物を得ることがで きる。 3.STP中の実施例3の複合体とデヒドロエピアンドロステロン(DHEA) の配合: 磁気攪拌下に、130μlの実施例1の複合体溶液(総免疫原の1μg/μl =合計130μg)をステップ1で調製したSTPエマルション6.2mlに加 える。エタノール中のDHEA(10μg/μl)の溶液を調製し、この溶液の 195μl(1.95mg)をSTP中の攪拌複合体溶液に加える。次いで、こ の混合物をEmulsiflex装置に10回通し、DHEAを含むSTP中の 複合体約6mlを得る。 ステップ2及び3の一般手順に従って、STP及びSTP+DHEA中の[D Lys6]−GnRH−NLysPE38QQRワクチンを得た。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI // A61K 51/00 A61K 49/02 C (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L U,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF ,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE, SN,TD,TG),AP(KE,LS,MW,SD,S Z,UG),UA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD ,RU,TJ,TM),AL,AM,AU,AZ,BA ,BB,BG,BR,BY,CA,CN,CU,CZ, EE,GE,HU,IL,IS,JP,KG,KR,K Z,LC,LK,LR,LT,LV,MD,MG,MK ,MN,MX,NO,NZ,PL,RO,RU,SG, SI,SK,TJ,TM,TR,TT,UA,US,U Z,VN (72)発明者 モーン,ケネス・エル アメリカ合衆国、ニユー・ジヤージー・ 07065、ローウエイ、イースト・リンカー ン・アベニユー・126

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1. 動物中で抗GnRH抗体を誘発させる方法であって、該動物に、シュード モナスエクソトキシン又はその変異体に結合したGnRHを含む免疫原性担体系 を抗GnRH抗体の誘発に有効な量投与することを含む方法。 2. 動物を断種する方法であって、該動物にシュードモナスエクソトキシン又 はその変異体に結合したGnRHを含む免疫原性担体系を断種に有効な量投与す ることを含む方法。 3. 前記免疫原性担体系がGnRH−シュードモナス複合体を含む、請求項1 に記載の方法。 4. 前記免疫原性担体系がGnRH−シュードモナス複合体を含む、請求項2 に記載の方法。 5. 抗GnRH抗体の誘発に有効な量の、シュードモナスエクソトキシン又は その変異体に結合したGnRHを含む免疫原性担体系と、該免疫原性担体系の免 疫原性を高め得るビヒクルとを含むワクチン組成物。 6. 動物に請求項5に記載のワクチン組成物を投与することを含む、動物を断 種する方法。
JP9516753A 1995-10-27 1996-10-23 合成複合ワクチンの免疫原性担体としてのシュードモナスエクソトキシン Pending JPH11515013A (ja)

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