JPS61502094A - 発現マ−カ−としてのHBxAgを含むSV40発現ベクタ− - Google Patents
発現マ−カ−としてのHBxAgを含むSV40発現ベクタ−Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
SV40発現ベクター
説明
関連する出願との関連
本願は、1984年3月8日に出願された係属出願シリアル阻587 、570
の一部継続出願である。
技術分野
本発明は、組換えDNA技術、発現ベクター、及びポリペプチド発現マーカー、
及びより詳しくはB型肝炎HBxAgのための遺伝子のクローニング、HBxA
gを含む発現ベクターならびに体サンプル中のHBxAg及び抗HBxAgの存
在を決定するための評価システム及び方法に関する。
背景技術
A、クローニング及びベクター
真核細胞中への外来DNAの導入は、分子生物学の最も強力な道具の一つとなっ
た。このプロセスは、受容体細胞の核中へのDNAの効率的搬入及び異種DNA
を発現する細胞の続く同定を必要とする。
宿主細胞中で複製できる加工されたベクターたとえばプラスミド又はバクテリオ
ファージ(ファージ)又は他のDNA配列は、多量の特定のビールス蛋白質を作
る工場として働らく細胞を構築するために用いうる。組換えプラスミドが、本明
細書においてベクターの例として用いられ、クローニングビヒクルとも呼ばれる
。
引用して本明細書に組み込む米国特許第4,338,397号を参照されたい。
プラスミドは、種々のバクテリア種に見られる染色体外遺伝要素である6それは
典型的には、二本鎖の、閉じた、環状DNA分子である。最も広く用いられるプ
ラスミドは、pBR322であり、これはそのヌクレオチド配列及びエンドヌク
レアーゼ開裂部位が良く知られているベクターである。
プラスミド又はファージベクターを用いる核酸生産は、極めて進展してきた。プ
ラスミド又はファージDNAは、制限エンドヌクレアーゼで開裂され、選択され
た外来DNAにインビトロで結合される。得た組換えプラスミド又はファージは
次に、大腸菌のような細胞中に導入され、そしてそのように作られた細胞は、加
工されたベクターの多数のコピーを作るために誘発される。クローニングベクタ
ーにより十分な量のDNAがひとたび作られると、作られた外来DNAは切除さ
れ、そして外来遺伝子によりコードされる蛋白質又はポリペプチドを作る又は転
写するために第二のベクター中に入れられる。
DNA (完全な遺伝子、cDNA又はバクテリア遺伝子)に依存して、受容体
細胞における直接発現に真核転写及び翻訳シグナルを与えることが必要でありう
る。これらのシグナルは、外来DNAをインビトロで発現ベクターと結合するこ
とにより与えられうる。
発現ベクターは、クローンされた遺伝子の転写及びそれらのメツセンシャーRN
A (mRNA)の蛋白質への翻訳のために必要なりNAの配列を含む、典型的
にはそのような必要な配列又は制御要素は、(11転写のための開始点をシグナ
ルするプロモーター;(2)転写のための終点をシグナルするターミネータ−;
(3)プロモーターを調節するオペレーター;(4)細胞の蛋白質合成機械の初
結合のためのリポソーム結合部位;及び(5)蛋白質合成の開始及び終了をシグ
ナルする開始及び停止コドンである。
発現ベクターは、有用であるために、いくつかの追加的特性を持たねばならない
、それは、比較的に少さくなければならず、また強いプロモーターを含まねばな
らない0発現ベクターは、形質転換体の同定を可能にする−又は二辺上の選択マ
ーカーを持たねばならない。それはまた、発現のために必須でないベクターの領
域で−又は二辺上の制限酵素のための認識部位を含まねばならない。
従って発現ベクターの構築は、複雑でいく分子側できない冒険である0発現ベク
ターの有効性の唯一の真のテストは、適当なmRNAの合成が開始される顯度を
測定することである。しかしmRNAの定量は、長たらしく、正確な測定を得る
ことはしばしば困難である。従って他のより実際的な手段が、形質転換を検出す
るために開発された。
一つのそのような手段は、形質転換された細胞における異種蛋白質の合成を酵素
的評価によりモニターすることである。いくつかのマーカー遺伝子が、形質転換
が起きたことを指示するために開発された。
形質転換をモニターするために用いられる別の手段は、免疫学的反応剤の使用を
含む、もし、発現された蛋白質の濃度が十分に高いなら、螢光染料たとえばフル
オレセイン又はローダミンに結合された抗体との細胞質又は表面免疫螢光が、ベ
クター特異的蛋白質発現生成物を検出するために用いられうる。
より一般には、形質転換された細胞は、免疫沈降の後に放射性の存在下で培養さ
れる。このアプローチは、形質転換特異的マーカーを検出するために、免疫複合
体黄色ブドウ球菌蛋白質A選択〔ケスラー(Kessler )、(1975)
、ジャーナルオプイミエノロジ−(J、 Ismunol、)、115:161
7−1624)及びウニスターン ブロッティング法〔レナート(Renart
)ら、(1979)、プロシーディングズ オブ ナシヨナル アカデミ−ナ
プ サイエンス ニーニスニー(Proc、 Natl、 Acad、 Set
、 USA、76 :3116− 3120)で用いられた。
シミアンウィルス40 (SV40)ベクターを用いる遺伝子発現の分析は、生
物学的及び免疫化学的レベルで最も探究された真核形質転換技術である。SV4
0ゲノムの組織に関する遺伝及び生化学情報は、ウィルスゲノムのヌクレオチド
配列により確立又は確認された。ドーズ(Tooze) (1980)、モレキ
ューラ−バイオロジー オブ チューマー バイラシーズ、第2版、第2部、コ
ールド スプリング ハーバ−ラボラトリ−、コールドスプリング ハーバ−、
ニューヨーク、による総説参照0種々のSV40ベクター分子のデザインは、遺
伝子シグナルの正確なマツピング及び SV40ゲノムから所定のフラグメント
の単離のための制限エンドヌクレアーゼの使用に依存してきた。
SV40は当初、リティック(lytic)システムを用いる真核形質導入ベク
ターとして開発された。マリガン(Mulligan )ら、(1929)、ネ
イチア(Nature) (ロンドン)、277:108−114.次に形質転
換(非リティック)ベクターが、SV40ゲノムの単離されたセグメントにより
構築された。エルダー(Elder) ら、(1981)、^nnu、 Rev
、 Genet、+ 15 : 295−340゜
ハマー(Hamer) らは、ブローベが入手できない遺伝子をクローンするた
めにSV40を用いうろことを初めて示唆した。彼らは、ヘテロシニアスmRN
A集合からの二本鎖cDNAが5V40ベクター中にシッットガン(shotg
unned)されうること及び望む配列を持つウィルスが放射性又は螢光性抗体
を用いて同定されうろことを示唆した。
ハマーらは初めて、1979年に発現マーカーを含むSV40組換え発現ベクタ
ーの構築を報告した。バーマーら、(1979)、セル(Cell)、17:7
25−735.彼らのSV40ベクターは、0.14マツプユニツトのRam
HIエンドヌクレアーゼ制限部位から時計方向に0.82マツプユニツトのHa
e II制限部位までのウィルスDNA配列を含んだ、全体の初期遺伝子A及び
ウィルスDNA複製のオリジンに加えて、ベクターは、ウィルスプロモーター、
リーダー、介在配列、体の5′部分、及びウィルス後期195mRNAのための
3′末端配列を含んだ、それは、ウィルス蛋白質UPI、2及び3をコードする
後期領域配列の1660塩基対(b p)を含まなかった。プリエルズ(Pri
ers)ら、(1978)、ネイチア、273:113−120、及びレソディ
(Reddy) ら、(1978)、サイエンス(Saience) 、200
: 494−502゜ラビットβ−グロブリン遺伝子暗号配列は、発現マーカ
ーとして上述のベクター中にリゲートされた。それらの組換えベクターで感染さ
れたモンキー細胞中でラビットβ−グロブリンが合成されたかどうか見るために
、ハマーら(前出)は、1.0ナノグラムという少しのグロブリンを検出できる
ラジオイムノアセイを用いた
ハマーらは、β−グロブリン発現の肯定的証拠を示すことかできたが、彼らはS
V40組換−グロブリン組換え系の有益性に関していくつかの留保を示した。ま
ず、グロブリンは少ししか可溶でないので、測定のためのサンプルの調製の間に
かなりの損失をこうむったであろう、すなわち、感染した細胞におけるグロブリ
ンの量の測定は、10倍もの誤差を持つかも知れない、第二に、この評価法は、
本来のグロブリンと他の免疫学的関連生成物たとえば読み遇し蛋白質又はポリペ
プチドフラグメントとを区別できない。
ハマーらが述べなかったファクターは、総ての真核グロブ1Jンの間の高程度の
相同性である。この相同性は、宿主細胞系に対して内在性のグロブリンからベク
ター誘発グロブリン発現を区別することを困難にする。
B、B型肝炎ウィルスペプチド及び抗ポリペプチド抗体肝炎ウィルスは、かなり
種々の物質である。それらは、影響する標的組織、肝臓によって厳密に分類され
る。多数のウィルスが全身感染の一部として肝臓に影響するが、肝炎ウィルスと
いう言葉は、通常、A型(I(AV) 、B型()(BV)及び非A非B型を意
味するものととられる。ウィルスの三つのタイプのうち、HBVが生物学、免疫
化学及び治療レベルではるかに最大に探究されている。
HBVは、DNAウィルスとして分類され、他の総ての族のDNAウィルスとは
多くの点で異る。HBVは、蛋白質、脂質及び炭水化物より成りかつユニーク抗
原複合体すなわちB型肝炎表面抗原(HBsAg)を有する外側コート(膜又は
エンベロープよりも実体的な)を持つ、またそれは、表面抗原とは明らかに異る
抗原特異性を持つ内部ヌクレオキャブシフトすなわちB型肝炎コア抗原(HBc
Ag)を含む。
可溶性抗原HBeAgがまた、当該技術分野で認められている。この抗原は、H
BVコア中に集められないHBcAgポリペプチドより成ると考えられ、かつ従
って非集合状態でユニーク抗原特異性を持つ。
典型的自己制限的急性HBV感染において、下記の血清学的マーカーが、感染さ
れた宿主の血清中に連続的に現われる: HBsAg、HBeAg 、抗HBC
,抗HBE、及び抗HBS、抗HBHの出現は、検出しうるHBsAHの終局的
喪失をシグナルする。このことは、自己制限された急性HBV感染の総ての場合
において妥当する。
HBSがなくなるに続いて、抗HBSの出現前に2.3週間から数ケ月の遅延が
ある。
慢性的HBV感染の間に、HBsAg及び抗HBCが存在する。宿主の血清は、
HBeAg又は抗HBE血清学的マーカーを示しうる;すなわち患者は、HBe
Ag又は抗HBE陽性でありうる。
HBVマーカーのいくつかのための敏悪なかつ特異性なラジオイムノアッセイ及
び酵素免疫評価が広く用いられる。これらの高度に敏感な血清学的テストは、H
BV惑染の途上におけるウィルスの出現及び免疫応答マーカーをモニターする基
礎を与えた。
過去数年の間に、各血清学的マーカーがHBV複製の間の宿主応答に関する特異
的ウィルス事象を知らせることを多くの研究が示した。すなわち、病気の治療途
上における種々の段階における血清学的マーカーのプロフィールは、有用な診断
及び予後情報を提供しうる。
B型肝炎ウィルスとヒト肝細胞癌(HCC)、肝臓癌の間の関連が大いに研究さ
れ、そして血液伝染病学的ならびに履歴病理学的発見は、HBVが直接又は間接
的に肝臓癌の病原に係っていることを強く示唆する。多数の肝癌細胞系統がヒト
HCCから誘導され、そのような細胞系統PLC/PRF15及びEPH3Bの
ゲノム中に組込まれたHBV特異的DNAの検出が報告された。
しかしこれらの細胞系統において、B型肝炎表面抗原のみが、組織培養において
ウィルス特異的遺伝子産生物として発現された。
HBVの他のマーカー、たとえばB型肝炎コア抗原、肝炎BE抗原、及びDNA
ポリメラーゼは検出されなかった。
動物のいくつかのDNAI!瘍ウィルスは、ウィルスゲノムの複製及び組込みを
司るウィルス遺伝子の作用を通して形質転換を作ることができ、そしてそのよう
なウィルスによる形質転換された細胞は、形質転換性遺伝子により発現されるT
(腫瘍)又は新抗原を有しうる。T抗原に類似の抗原の最近の証拠は、抗補体免
疫螢光染色法を用いて、組込まれたHBV遺伝子を含むヒト肝癌細胞で得られた
。この抗原は、HBV関連核抗原(HBNA)と名付けられた。ウェン(Wen
) ら、(1983)、インフェクロ イミュン(Infect、 Ima+u
n、)、39:1361−1367゜HBNAは、いく人かのHBsAg陽性H
C陽性者からの血清において検出され、抗原の発現は細胞培養及び腫瘍組織の両
者において示された。加えて、抗HBNA抗体が、HCCを持ついく人かのl(
BsAg陽性、患者の血清中で見られた。HBNAは、HBV遺伝子の従来認識
されていなかった発現を示すかも知れない。
1979年にガリバート(Ga l i ber t)ら、ネイチア、281:
646−650、は、ウィルスのうちで特徴的な、部分的二本鎖かつ部分的−末
鎖である約3200塩基の環状DNAであるHBVゲノムのヌクレオチド配列を
報告した。ゲノムの長い即ちL鎖(完全に環状の)は、ウィルス蛋白質を説明す
るに十分に大きな四つの読み枠を含むことが見い出されている。これらの領域は
、s、c、p及びXと呼ばれ、第1図に図示的に示される。
領域S及びCは、各々HBsAg及びllBcAgのための遺伝子を含むことが
見い出された。領域Pは、サイズ及びアミノ酸残基内容においてDNAポリメラ
ーゼに類似の蛋白質をコードすると考えらる。領域Xは、HBNAをコードする
遺伝子の可能性ある源の一つであるとウェンら(前出)により考えられている。
領域P及びXにおける遺伝子のための機能の華なる仮定的割り当ては、HBVの
遺伝子組織及び分子生物学を理解するにおいてまだ存在するギャップを示す、こ
のギャップの理解は、ウィルスの増殖のためのインビトロ系の不存在である。
最近まで、HBVの唯一の源は、ヒト患者の血清であった。細胞培養におけるウ
ィルスの増殖の試みの失敗は、その極めて狭い宿主細胞範囲の結果である。
HBV DNA及びその遺伝子産生物を作る問題への一つのアプローチは、組換
えDNA技術を用いることであった。この技術は、特定のウィルス蛋白質をコー
ドする核酸配列の大規模生産を可能にする。
ティオライス(Tiollais)ら、(1981)、サイエンス、213:4
06−411、は、HBsAgをコードする遺伝子を含むpBR322による大
腸菌の形質転換を報告し、またその単離された遺伝子のかなりの量の生産を報告
した。これら研究者はまた、HBVゲノム内におけるHBsAg遺伝子の位置、
及び蛋白質へのその発現を影響する因子を研究したいと望んだ。これを行うため
に、彼らは、バクテリア及び哺乳類の両者の細胞で用いるためのHBsAg遺伝
子を含む発現ベクターを構築した。
ティオライスら(前出)により構築された発現ベクターの一つは、HBsAg抗
原決定基を含む大腸菌における蛋白質の生合成を達成した。 HBsAgをコー
ドする遺伝子の一部をバタテリオファージplac5 1uv S中に挿入し、
自然のHBVの読み枠を保存するようにして作られた。
哺乳動物細胞におけるHBV遺伝子発現を研究するために、ティオライスら(前
出)は、全HBVゲノム内に種々の位置でトランスフェクション要素を挿入する
ことにより一連のHBsAg発現プラスミドを構築した。トランスフェクション
要素は、全HBVゲノムをベクターで形質転換されたマウス細胞のゲノム中にい
くつかの異る配位で組込むことを可能にした。この方法でベクターを増加するに
おいて、これら研究者はHB Vの自然に生じる遺伝子制御要素を用いることを
試みた。
ティオライスら(前出)により報告された六つの発現ベクターの僅か三つのみが
、望むl(BsAg蛋白質の発現を行った。その産生は、ビツジ抗HBsAg抗
血清を用いて組織培養液におけるその存在をテストすることによって検出された
。この研究の時点で知られていた他のウィルスマーカー(すなわちl(BcAg
、 HBeAg及びDNAポリメラーゼ)は、形質転換された細胞において検
出されなかった。
上述のティオライスらの研究の時に、領域Xの可能性ある存在は、それが)fB
V蛋白質をコードする可能性と共に知られていた。
すなわち、HBVゲノムは、従来ウィルスに関連されたのより多い蛋白質をコー
ドする能力を含むことが知られた。
この問題は、表現型の研究において遺伝子型と呼ばれた。なかんずく、ウヱンら
(前出)が領域Xを、HBNAをコードする遺伝子を含むと考えたときに彼らが
述べたのがこの問題である。
上述のティオライスら及びウェンらの研究の前に、サツトクリフェ(Sutcl
iffe) ら、(198G)、ネイチア、281801−805、は、なかん
ずくこの問題を解く一般的技術を示した。
彼らは、その蛋白質生成物が未知であったウィルス遺伝子のヌクレオチド配列に
より予告される蛋白質内からのポリペプチドを化学的に合成した。抗体がポリペ
プチドに対して生ぜられ、ウィルスにより感染された細胞により作られた総ての
蛋白質に対して反応された。予告された蛋白質の一部に対する抗体を用いて、サ
ツトクリフェらは、従来未知で認識されていなかったウィルス蛋白質生成物を検
出した。
今日まで、HBVゲノム領域Xの蛋白質生成物を明瞭に同定するこの方法及び何
らかの他の方法の使用は、報告されてし1な0゜これは、合成抗原を作りそして
所定の特異性の抗体を誘発するためにこれらを用いる一般的概念は記載されてい
るが、予測性を拒み続ける大きな部分がこの方法に残っている故である。
これの理由はいくつかある。第一に、遺伝子配列から導かれた蛋白質アミノ酸残
基配列は、もしヌクレオチド配列読み枠が遺伝暗号の冗長性の故に堅固に確立さ
れるというのでなければ、仮説的性質のものである。
第二に、合成抗原は、自然な環境において完全な蛋白質と免疫反応する抗体を必
ず誘発する訳ではない、第三に、免疫原に対する宿主の自然の抗体が、免疫原の
アミノ酸配列の短い線形部分に対応するポリペプチドとほとんど免疫反応しない
。
発明の詳細な説明
本発明は、いくつかの面を持っている。一つの面は、HBxAgをコードする遺
伝子に結合された発現ベクターを含む組換えDNAである。特に好ましい組換え
DNAにおいて、DNA発現ベクターは、第2図において塩基位置246Bにお
けるBa+i H1工ンドヌクレアーゼ制限部位から時計方向に塩基位置767
における11ae IIエンドヌクレアーゼ制限部位までのシミアンウィルレス
40ウイルスDNA配列を含む第一のDNA配列を含む、そしてHBXAgをコ
ードする遺伝子°は、第1図において塩基位置1437にお番するHas II
エンドヌクレアーゼ制限部位から時計方向に塩基位置28におけるRam HI
エンドヌクレアーゼ制限部位までのB型肝炎ウィルスDNA配列を含む第二の遺
伝子DNA配列により備えられる。第−及び第二のDNA配列は、HBxAHの
発現を促進するために操作的に結合される。
本発明の別の面は、HBxAgを、又はHBxAgの実質的部分を構成するポリ
ペプチドをコードする遺伝子を含む組換えDNAにより構成される。特に好まし
い組換えDNAは、lBxAgをコードする遺伝子を含み、第1図で塩基位置1
437から時計方向に28までをカバーする塩基配列又はその実質的部分を持つ
。
HBxAgをコードする、又はその実質的部分を構成するポリペプチドをコード
する遺伝子を含む少くとも一つの組換えDNAをコードするプラスミドが、本発
明のもう一つの面を成す。このプラスミドは、第1図において塩基位置1437
から時計方向に28までをカバーする塩基配列又はその実質的部分を含みうる。
特に好ましいr、*において、プラスミドは、第2図の塩基位! 246BのB
amHIエンドヌクレアーゼ制限部位から時計方向に塩基位置1717のEco
RTエンドヌクレアーゼ制限部位までのシミアンウィルス40 (SV40)
ウィルスDNA配列を含む第一の[lNA配位;第3図の塩基位置375のBa
g Hrエンドヌクレアーゼ制限部位から時計方向に塩基位置0のEco RI
エンドヌクレアーゼ制限部位までのプラスミドpBR322DNA配列を含む第
二のDNA配列;及び第1図の塩基位置1400のBag HIエンドヌクレア
ーゼ制限部位から時計方向に塩基位置28のBaIIHIエンドヌクレアーゼ部
位までのB型肝炎ウィルスDNA配列を含む第三のDNA配列を含む、このプラ
スミドにおいて、第−及び第二のDNA配列は、これらの各々のEco RIエ
ンドヌクレアーゼ制限部位で操作的に結合される:第二及び第三のDNA配列は
、これらの各々のBam+ HIエンドヌクレアーゼ制限部位で操作的に結合さ
れる;そして第−及び第三のDNA配列は、第4図に従いこれらの各々のRam
HIエンドヌクレアーゼ制限部位で操作的に結合される。
HBxAg又はHBxAgの実質的ポリペプチド部分を作る方法が、本発明の別
の面を成す、この面において、本発明の発現系を含む宿主は、HBxAg又はそ
の実質的ポリペプチド部分が宿主又は培養ブロス中で作られ蓄積されるまで、培
養ブロス培養基中で増殖される。蓄積されたHBxAg又はその実質的ポリペプ
チド部分は、その後回収される。
本発明の別の面は、抗原的合成ポリペプチドを考える。この合成ポリペプチドは
、約6〜約40のアミノ酸残基を含み、配列においてHBxAgの抗原決定基の
配列に対応する。特に好ましいポリペプチドは、左から右へかつアミノ末端から
カルボキシ末端の方向に書いて下記の式により示されるポリペプチド配列の群か
ら選択されるアミノ酸残基配列を含む。
(i ) Leu−3er−Ala−Met−3er−Thr−Thr−Asp
−Leu−Glu−Ala−Tyr−Phe−Lys−Asp;
(ii ) Leu−Phe−Lys−Asp−τrp−Glu−Glu−Le
u−Gly−Glu−Glu−11e−Arg−Leu−Lys−Val;及び
(1ii) Ala−Pro−Ala−Pro−Cys−Asn−Phe−Ph
e−Thr−3er−^1a酸化されたシスティン残基により互に結合された合
体した合成ポリペプチド繰り返し単位の多数を含む水溶性又は水分散性抗原性ポ
リマーがまた、本明細書で考慮される。繰返し単位は、アミノ末端及びカルボキ
シ末端の両者でシスティン残基を含む又は一つの末端に一つのシスティン残基そ
してポリペプチド鎖内に一つのシスティン残基を含む、下記に述べるポリペプチ
ドより成る。
アミノ及びカルボキシ末端システィン残基を含む特に好ましいポリペプチド繰返
し単位は、左から右へかつアミノ酸末端からカルボキシ末端の方向に書いて下記
より成る群から選ばれた式により示される。
Cys−Leu−5er−A la−Me t−5er−Thr−Thr−As
p−Leu−G 1 u−A la−Tyr−Pbe−Lys−4sp−Cys
;
Cys−Leu−Phe−Lys −Asp−Trp−G lu−Glu−Le
u−G l y−G 1u−G 1 u −11e−Arg|
Leu−Lys−シal−Cys ;及びR’−Ala−Pro−Ala−Pr
o−11:ys−Asn−Phe−Phe−Thr−3er−^1a−R”ここ
でR1及びRtの各々は、システィン残基であるが、但しR1とR2の一方のみ
が存在すること。
抗体結合部位を含む受容体分子、たとえば上述の抗原性ポリペプチドの一つと免
疫反応できる抗体がまた、ここで考慮される。
これら受容体分子が免疫反応する特に好ましいポリペプチドは、前述したポリペ
プチドにより例示される。これら受容分子はまた、HBxAg又はこれの実質的
部分と免疫反応する。
評価されるべき体サンプル中での検出しうる量のHBxAgの存在を測定するた
めの診断評価系もまた考慮される。この系は、上述の受容体分子を含む剤を収容
する少くとも一つの容器を含む、この系は更に、第二の容器中の第二の剤を含む
、この第二の剤は、受容体分子が免疫反応する抗原的合成ポリペプチドである。
受容体分子とHBxAgO間の免疫反応をシグナルする手段が、診断評価系の別
の一部を構成しうる。
体サンプル中の検出しうる量のHBxAgの存在を評価するための方法は、本発
明の別の面を成す、ここでHBxAgの検出しうる量の存在を評価されるべき体
サンプルからの蛍白質が、受容体とHBxAgO間の免疫反応をシグナルするた
めの指示手段の存在下で上述の受容体分子と混合される。混合物は、指示手段が
免疫反応の起ったことをシグナルするのに十分な時間維持される。次に1.この
シグナルの存在が確認される。
図面の簡単な説明
本発明の開示の一部を成す図において;第1図は、ティオライスら、(1981
)、サイエンス、213:406−411からの、かつオノ(Ono) ら、(
1983) −N、A。
R5,11:1747−1757により修飾されたHBV/adwゲノムの物理
的構造及び遺伝子組織を示す図式的ダイアグラムである。L鎖の5′末端は、S
鎖の5′末端と塩基対にされていると報告される。弧に結びついた矢印により示
される成る制限部位及び制限エンドヌクレアーゼの略記は、オノら(前出)によ
り分析されたH B V /adwゲノムの物理的マツプに対応する。ゲノムを
囲む幅広の矢印は、L鎖の四つの大きなオーブン領域に対応する。
これら四つの潜在的コーディング領域は、s、p、x及びCと名付けられる。四
つの名付けられた領域の各々に続(カンコ内のアミノ酸残基(a a)の数は、
各領域によりコードされる仮説的ポリペプチドの長さに対応する。定義された遺
伝子S及びCに対応する二つの領域は、幅広の矢印内のドツトを付したエリアに
より示される。単一のEco RIエンドヌクレアーゼ開裂部位が、マツプのオ
リジンの点として用いられる。
第2図は、レディ(Reddy) ら、(1978)、サイエンス、200:4
94−501により出版され、ファン ツーバースウィン(Van Heuve
rswyn )及びフイアーズ(Fiers) 、(1979)、Eur、 J
、 Bioche*、、10(151−60、により修飾された一次配列から作
られた5V40DNA制限マツプを図式的に示す。
第3図は、サツトクリフエ(1979)、コールド スプリング ハーバ−シン
ポジウム オン クオンテイテイテイブ バイオロジー43.77の一次配列デ
ータから作られたプラスミドpBR322制限マツプを図式的に示す。
第4図は、クローニングベクターSVAMI 91を作りそして次にHBxAg
の木質的部分を発現する発現ベクター5VHBV−3を作るために、AM6 (
波状線) 、pBR322(実線)及びSV40 (点線)から作られた本発明
のベクター中にDNAフラグメントを挿入するのに用いられる、本明細書の材料
及び方法の部で述べる方法を図示的に示す、 Ba+m HI 5Eco RI
及びHae Itに関する制限エンドヌクレアーゼ部位の相対的位置は、各々黒
丸、白丸及び黒三角により示される。SV40ゲノムのオリジン(ori)及び
初期及び後期プロモーターもまた示される。
第5図は、SV40後期プロモーターのための遺伝子、アミノ末端99アミノ酸
残基(99aa)、及び132カルボキシ末端アミノ酸残基をコードするHBx
Ag遺伝子配列の実質的ポリペプチド部分(132aa;154アミノ酸残基の
132)を含む5VHBV−3組換え発現ベクターの線形部分を示す。また、ベ
クターにより発現されるV P 2 HBxAg融合蛋白質のための+5RNA
が示される。
第6図は、左から右へかつアミノ末端からカルボキシ末端の方向に示したHBx
Agをコードする遺伝子の翻訳されたアミノ酸残基配列を示す。5VBHV−3
により発現されるHBxAgの実質的部分は、発現されたHBxAgポリペプチ
ドのアミノ末端残基であるアミノ酸残基位置23 (Ala)の矢印で示される
。HBxAg配列中の本発明の99.100及び142と呼ばれる合成ポリペプ
チドの相対的位置は、三つのラベルされた、アンダーラインされたアミノ酸残基
配列により示される。従って合成ポリペプチド99のアミノ酸残基配列は、図に
示されるアミノ末端M e を残基がら位置100ないし115に対応し、合成
ポリペプチドlooの配列は、図のアミノ末端Met残基から位置115ないし
131に対応し、そして合成ポリペプチド142の配列は図のアミノ末端Met
残基がら位1!!144ないし154すなわち11のカルボキシ末端残基に配列
において対応する。
第7図は、二つのヒト肝癌細胞リセート(1ysate )との抗X抗血清の反
応性を示すオートラジオダラムの写真である。二つのヒト肝癌細胞系統、PLC
/PRF15及びHepG 2は、10%胎児ウシ血清によるイーグルの培養基
のデュルベッコの修正物中でサブコンフルエンシーまで(コンフルエント培養基
から1:5の分裂の第6日)まで増殖された。上澄みを除き、細胞をこすり落し
て集める前に単層を含むフラスコを5分間氷の上においた。そして集めた細胞を
遠心分離によりベレット化した。細胞ペレットをリン酸塩緩衝食塩水(PBS)
で洗い、−70℃で急速冷凍し、−夜凍結真空乾燥した。得た細胞粉をPBSに
溶解し、サンプル緩衝液中の2■/m2の最終濃度とした。サンプルを5分間沸
騰し、細胞デブリスをベンクマンマイクロ遠心機で遠心分離により除いた。細胞
リセートの50μgを、RIPA緩衝液〔1%ノニデッド(Non1det )
p−40(ポリオキシエチレン(9)オクチルフェニル エーテル)、O,OS
%ナトリウムデオキシコレート及び0.1%SDSを含むPBS)中で15分間
インキュベートし、クロラミンT反応(7y :l 翠イ(McConahey
) ら(1966)、Int、 Arch、 Allergy、 29 :
185−189 )により3マイクロキユーリイの1251で放射能ラベルした
。放射能ラベルされた肝癌リセートの各々の1.5X10’カウント/分(cp
+* )を、RIPA中で抗Xポリペプチドの10μりと60分間反応させた。
抗原−抗体複合体(免疫反応生成物)を、ホルマリン固定した黄色ブドウ球菌で
沈降した。ベレットをRIPAで一度、500mMのLiC1!、100mMの
Tris (pH= 8.5 )で二度洗い、放射能を分析した。総てのベレッ
トを、40μpサンプル緩衝液(0,0625M Tris−H(1(pH6,
8) 、2%SDS、10%グU セt) −ル、5%2−メルカプトエタノー
ル及び0.001%ブロムフェノールブルー〕に溶解し、3分間沸騰し、細胞デ
ブリスを除くために遠心分離し、下記のように5DS−PAGEに付した。
放射能ラベルした細胞リセートを、変性化ナトリウムドデシルサルフェート・ポ
リアクリルアミド ゲル(12,5%)(S D S −PAGE)上に与え、
ラエムリ (Lae+wmli )(1970) 、ネイチア、297 : 6
80−685、の手順に従い電気泳動に付した。
蛋白質を、トウビン(Towbin )ら(1979) 、Proc、 Nat
l。
Acad、Sci、USA、76 : 4350−4354、記載のようにニト
ロセルロースシートに電気泳動的に移した。ニトロセルロースシートを、非特異
的結合の減少のためにBLOTTO(ジテンソン(Johnson )ら(19
83)、J、Exp、Mad、、 159:1.751−1756)中で4℃で
一夜のインキュベージタンの前に、アミドブラック中で着色した。ニトロセルロ
ースストリップをl。
m jl BLOTTOの最終体積で抗ポリペプチド抗体の1:35o希釈によ
り室温で3時間インキュベートした。ストリップを、1251ラベルした黄色ブ
ドウ球菌蛋白質A (10’ cps /mjりで1時間のインキュベーション
前に、BLOTTO中で洗った。ポリペプチドによる競争が下記で示される場合
、抗ポリペプチド抗血清は、放射能ラベルされた抗原の添加前に、1ooμgの
ポリペプチドで60分間インキュベートされた。ストリップは上述のように洗わ
れ、水ですすがれ、乾燥され、そしてオートラジオグラフを採られた。レーン1
及び5は、抗ポリペプチド99抗体(抗99)と反応された;レーン2は、ポリ
ペプチド99でブレインキュベートされた抗99と反応された;レーン3は、関
連のないポリペプチドでブレインキュベートされた抗99と反応された;そして
し−ン4は、免疫前(プレイミューン)血清対照品と反応された。
HepG 2細胞からのリセート(レーン1〜4)は、抗ポリペプチド99と反
応しなかった。右余白の矢印は、28,000及び45,000ダルトンの分子
量を持つ蛋白質の移動位置を示す。
第8図は、チンパンジー(Ciレーン3及び4)及びヒト(H;レーン1及び2
)肝Wa&ll織との抗X抗血清の反応性を示す写真である6チノパンツー及び
ヒトからの肝臓切片を、液体窒素中で急速冷凍し、ウス及びキネで細かい粉末に
挽いた。細胞粉末を、第7図で述べたように、サンプル緩衝液に溶解し、ゲル電
気泳動に付し、プロットした。ニトロセルロースストリップを、第7図で述べた
ように抗血清の1:50希釈で現像した。但し、二つの変更点がある:(1)総
てのインキュベーション及び洗滌においてBLOTTOの代りに1%ウシ血清ア
ルブミン(B S A)溶液を用いた;また(2)抗原に結合した抗体を、ホー
スラディツシュペルオキシダーゼに接合したヤギ抗うビフ)IgGで検出した。
抗原−抗体免疫反応生成物は、ストリップを下記の現像液に浸すことによって可
視化した。現像液は、8■の4−クロル−1−ナフトール及び330μlの30
%過酸化水素を含む無水エタノール250μlを5 Q m jlのTBS緩衝
液に37℃で加えて作った。ポリペプチド99に対する抗血清(抗99)が、二
つの左方の図(ブロックされた及びブロックされない)において用いられた。一
方、ポリペプチド142に対する抗血清(抗142)が、二つの右方の図(ブロ
ックされた及びブロックされない)において用いられた0図の左側の数字は、各
々、66.45.31.21及び14キロダルトンの分子量を持つ蛋白質のゲル
移動位置を示す。
第9図は、結合プローベとしてB型肝炎ウィルス(HBV)DNAを用いた、X
蛋白質を示す肝l11M1織からのヒト及びナンパンジー制限酵素開裂肝11D
NAのサザーンプロット分析の写真である。全DNAが、第8図に述べたサンプ
ルから作られた細胞粉末から抽出された。10μgのDNAを、1%アガロース
ゲル上の各(ぼみに与えた。制限酵素消化緩衝剤は、生産業者(B RL)によ
った、総ての消化は、50単位の酵素(μg単位で5xDNA濃度)で37℃で
一夜実施した。レーン1〜3は、各々、Illam Hl、Eco RIで消化
した又は非開裂のチンパンジー(chis+ ) A −243肝1fiDNA
を示す;レーン4〜6は、各々、Bam Hr %Eco RIで開裂した又は
非開裂のchi11344肝1iDNAを示す;レーン7〜10は、各々、旧n
dl[[、Ram H1、ECORIで切断した又は消化なしのヒトHBcAg
陽性肝11DNAを示す;レーン11〜14は、各々、旧ndlll、Ba1l
H1,、Rco RIで消化した又は非消化のヒ) HBsAgの陰性肝W&D
NAを示す。
第10図は、抗Xポリペプチド抗血清とXに指令された遺伝子生成物との反応性
を示すオートラジオグラフの写真である。 B5C−1細胞のコンフルエント単
層(2X10’細胞)は、組換え5VHBV−3ストツクウ4 /L/ス(t
s Axsv及び5VHBV−3ヴイリオンの混合物)又は野性タイプSV40
で感染された〔モリアーチ4 (Moriarty ) ら(1981) 、P
roc、 Natl。
^cad、Sci、USA、78 : 2606−2610)、培養物を、無血
清のDMEM中で40℃で、約50%の細胞変性効果が起る時まで48〜72時
間インキュベートした。上澄みを除き、細胞をこすり落して集める前に単層を含
むフラスコを氷の上に5分装置いた。集めた細胞を遠心分離し、得た細胞ベレッ
トをPBSで洗い、−70℃で急速冷凍し、−夜、凍結真空乾燥した。得た細胞
粉末をPBSに溶解し、サンプル緩衝液中の2■7m1lの最終濃度とした。サ
ンプルを5分間沸騰し、細胞デブリスをベックマンマイクロ遠心分離機で30分
間遠心分離により除いた。細胞リセートの50〜100.cogを、変性化ポリ
アクリルアミドゲル゛(12,5%)上に与え、前述したように電気泳動に付し
た。蛋白質を、前述したようにニトロセルロースシートに電気泳動的に移した。
ニトロセルロースプロットを、非特異的結合の減少のためにBLOTTO中で4
℃で一夜のインキュベーションの前に、アミドプラック中で着色した。ニトロセ
ルロースストリップを、10m I BLOTTOの最終濃度で抗ペプチド抗体
の1 : 350希釈で室温で3時間インキュベートした。ストリップを、1℃
%!ラベルした黄色ブドウ球菌蛋白質A (10” cps /10mmりで1
時間インキュベーションの前に、BLOTTO中で洗った。ストリップを上述の
ように洗い、水ですすぎ、乾燥し、そしてオートラジオグラフを得た。ポリペプ
チドでのブロッキングを実施する場合、抗血清を、ニトロセルロースストリップ
でのインキュベーションの前に、4℃で一夜又は37℃で2時間100μgのポ
リペプチド溶液でブレインキュベートした0分子量は、低分子量標準(BioR
ad)に基いたが、これらを図の左余白に示す。レーン1及び3は、各々、抗ポ
リペプチド99及び抗ポリペプチド142抗体と反応された。レーン2及び4は
、各々、ボ・リペプチド99で又はポリペプチド142でブレインキュベートさ
れたこれら同じ抗体と反応された。レーン5及び6は、各々、抗ポリペプチド9
9及び142抗体と対照細胞リセートとの反応を示す。
本発明は、いくつかの利益及び利点を持つ、これら利益の一つは、第一に任意の
細胞におけるHBxAgの存在が検出されることである。
他の利益は、本発明が慢性的にB型肝炎感染された宿主動物におけるHBxAg
の存在を検出する評価法及び系を与えることである。
更に別の利益は、本発明の使用がヒト肝臓点から導かれた細胞におけるHBxA
gの検出を可能にし、それによりB型ウィルスとこの形の癌の間の予想された関
連を確かにしたことである。
本発明の利点の一つは、それがHBxAgをコードする遺伝子をクローニングす
る手段を与えることである。
本発明の別の利点は、それが、ヒトの証清中に存在するHBxAgに対する抗体
(抗X抗体)の存在についての診断評価における抗原として用いられうるRBx
Agの実質的ポリペプチド部分を発現するための手段を提供することである。
本発明のさらに別の利点は、HBxAgならびにHBxAgと抗原決定基を同じ
くするポリペプチドと免疫反応する抗体を作るために用いられうるHBxAgの
抗原決定基の配列に対応するアミノ酸残基配列を持つ合成ポリペプチドの製造で
ある。
本発明の別の利益及び利点は、下記の詳細な説明及び請求の範囲から当業者には
明らかであろう。
本発明の詳細な説明
定 義
トランスフェクション;これは、真核細胞への加えられたDNAの組込みによる
新しい遺伝子マーカーの獲得である。
形質転換:これは、原核細胞への加えられたDNAの組込みによる新しい遺伝子
マーカーの獲得である。
クローニングベクター:これは、その中に異種D N A、が挿入されてクロー
ンされるべき任意のプラスミド又はウィルスである。
プラスミド:これは、独自自己複製する余剰染色体環状DNAである。
オープン読み枠:これは、蛋白質へと(潜在的に)翻訳できるDNA配列である
。
ヘルパーウィルス:これは、欠陥ウィルスに存在しない機能を備えるウィルスで
あり、欠陥ウィルスが混合感染の間に感染サイクルを完了することを可能にする
。
遺伝子(シストロン):これは、ポリペプチド鎖を産生ずるのに関与するDNA
のセグメントである;これはコード領域に先立つ及び続く領域(リーダー及びト
レーラ−)ならびに個々のコードセグメント(エキソ刈の間の介在配列(イント
ロン)を含む。
発現:ポリペプチドを作るために構造遺伝子により行なわれるプロセス。これは
、転写と翻訳の組合せである。
クローン:これは、単一の先祖細胞又は分子を持つ多数の同一の細胞又は分子を
意味する。
塩基対(bp) :これは、DNA二本鎖ヘリックスにおけるアデニン(A)と
チミン(T)、又はシトシン(C)とグアニン(G)の対である。
発現ベクター:これは、その中に異種DNAが挿入されうる又は発現されうるプ
ラスミド又はウィルスである。
下流;これは、発現の方向に前進する配列を示す;たとえば遺伝子のためのポリ
ペプチドコード領域は、開始コドンから下流にある。
A4一般的検討
B型肝炎ウィルス)(BVゲノムの領域Xがなかんず(興味がある。なぜなら、
最近の証拠は、それの発現の可能性を示し、伝統的HBV血清学はその蛋白質生
成物又はそのような生成物に対する抗体を見い出していなかったからである。最
近開発された組換えDNA及び合成ポリペプチド技術が、lBXAgの発現に関
する伝統的手法が出会ったいくつかの失敗を克服するため、及びヒト肝臓点から
誘導されたmm系統からの細胞における及び慢性的+18V感染を持つチノパン
ツー及びヒトからの肝臓細胞におけるHBxAgの発現を例示するために本明細
書で用いられる。
このために、本発明は、HBxAgのためのクローニング及び発現ベクター、H
BxAgの抗原決定基に対応する及びポリペプチドならびにHBxAg又はこれ
の本質的部分に結合する合成ポリペプチドに対して生じられた抗体に対応する合
成ポリペプチド、ならびにHBxAgの存在に対する評価を考慮する。
本明細書で検討するクローニング−ベクターはなかんずく、HBχn5の含有遺
伝子の有用な量を作るために用いられる。そしてこの遺伝子はなかんずく、B型
肝炎病自体の研究に用いられうる多量のHBxAg及びそのポリペプチドフラグ
メントを作るために用いうる。
本発明の新規な合成ポリペプチドはなかんず< 、HBxAg及びその本質的ポ
リペプチド部分と免疫反応するならびに合成ポリペプチド自体と免疫反応する抗
体を作る抗原として有用である。そのように作られた抗体はその後、感染された
動物宿主細胞又は&l織埼養物中におけるI(BxAg又はその実質的ポリペプ
チド部分の存在を評価するために用いうる。
発現ベクターは、細胞をトランスフェクトし、HBxAgの実質的部分を含むポ
リペプチドの発現を誘発するために用いうる0発現されたポリペプチドは次に、
体サンプルにおけるHBx^gに対する抗体の存在を決める評価において抗原と
して用いうる。
本発明の発現ベクター及び抗体はまた、発現ベクターを含みかつ更にその存在の
確認が比較的困難な追加的な結合された遺伝子を含むトランスフェクトされた細
胞のためのマーカーとして用いうる。すなわち、後述の5VHBV−3と呼ばれ
る発現ベクターが開かれ、そして評価が比較的困難な蛋白質をコードする別の異
種遺伝子に結合されうる。再環化、このように形成された新しいベクターによる
適当な細胞の感染及び単一細胞コロニーへとブレーティングした後に、新しいベ
クターを組込まれたこれら細胞は、本発明の抗体を用いて、異種遺伝子によりコ
ードされる蛋白質に融合されたHBxAgのベクターでコードされる部分の発現
によって同定されうる。そのようなマーカーは、ベクターが真核細胞中で発現さ
れることが望まれる場合;すなわちpBR322のようなバクテリア細胞ベクタ
ー中に存在する薬品耐性マーカーが存在しない場合に特に有用であることができ
る。
1、 クローニングベクター
HBxAg遺伝子を含む本発明の組換1)NAは、たとえばHBVDNAの一部
をクローニングすることにより作ることができる。
HB Vゲノム物質を得るために、一本鎖部分を含むゾーン粒子DNAが、ウィ
ルスの内在DNAポリメラーゼを用いることにより完全に二本鎖のDNAに転化
される。
このようにして得た環状の二本鎖HBVは、二つのBan HEエンドヌクレア
ーゼ制限部位を含む* Bas HIによる開裂は、典型的には、サイズにより
分類される三種の線形生成物を与える。最大のものは、唯一つのBag H1部
位で開裂される全HBVゲノムを表わす3200塩基対(bp)フラグメントで
ある。
HBVが両Ba+* H1部位で開裂されるときtasobp及び1350bp
を含むフラグメントが、作られる。
ガリバート(Ga1ibert ) ら、(1979)、ネイチア、281:6
46−650、のHBVヌクレオチド配列の分析は、1850 bp HBV
Bas+HIフラグメントがHBxAgをコードする遺伝子を含むことを明らか
にする。しかし三つのフラグメントの総てが、BaIIHI相補性末端を持ち、
従ってクローニングプラスミドのBaIIH1部位中に挿入されうる。
プラスミドpBR322は、第3図の検討から判るように、そのテトラサイクリ
ン耐性投与遺伝子内に位置される単一のRam HI制限部位を持つ、 Bag
HTによるpBR322DNAの開裂は、三つのBamHI HBV DNA
フラグメントの各々に相補性末端を持つ単一の線形フラグメントを与える。
三つのBamHI HBV DNAフラグメントの各々をT4DNAリガーゼで
pBR322中にそのBag HT部位でリゲートして修復し、プラスミドを環
化すると、三つのユニーク組換えプラスミドDNAが得られる6組換えクローニ
ングプラスミドは、環状DNAであり、AM7 (pBR322のBag HE
部位に挿入された1350 bpBas Hr HBV DNAフラグメントを
持つpBR322DNAを含む);AM6 (pBR322のRam H1部位
に挿入された全HBVゲノムを持つpB11322 DNAを含む) ;及びA
MI (pBR322のRam H1部位に挿入されたHBxAg遺伝子を含む
1850 b9 Ram HIHBV DNA7ラグメントを持つpBR322
DNAを含む)と呼ばれる。
BamHI HBV DNAフラグメントがT4DNAリガーゼでpBRBam
H1部位中にリゲートされるとき、そのように発生された組換えプラスミドはテ
トラサイタリン耐性を授ける能力をもはや持たない、それにより、アンピシリン
耐性かつテトラサイクリン感受性の形質転換体が、上述のリゲーシタン生成物で
形質転換された大腸菌株HBIOIのコロニーから選択された。
組換えプラスミドAMI、AM6及びAM7で形質転換された大腸菌HBIOI
の三つの薬品選択された株は、各々ECAM1、ECAM6及びECAM7と呼
ばれる。上のプラスミドは、上述の形質転換体を後述のように適当な培養基たと
えばLBジブロス中増殖することによって、比較的大量に作られた。
上述のプラスミドAMI及びAM6から、HBsAg遺伝子の全体又は部分を含
む遺伝子フラグメントが、適当な制限酵素を用いて切除できる。たとえば、プラ
スミドAMI及びAM6が制限酵素Ram HIで消化されたとき、lIBxA
gをコードする遺伝子を含む1850bpDNAフラグメントが反応生成物から
単離された0組換えプラスミド形質転換された大腸菌HB 101株ECAM6
又はECAMIを増殖することにより、HBxAgをコードするDNA配列が比
較的大量に得られる。
DNA塩基配列及びHBVゲノム上の座が決定されたHBxAg遺伝子から、そ
の中にイントロンが存在しないことが明らかである。このことは、遺伝子が、動
物細胞ならびにバクテリア細胞におけるメツセンジャーRNAとして表現型発現
を結果するよう転写されうろことを意味する。
2゜発現ベクター
ガネム(Ganem )ら(1976)、ジャーナlし オプ モレキュラー
バイオロジー、101:57−83、の方法により動物細胞たとえばアフリカグ
リーンモンキーの腎臓細胞中への 。
適当な発現系によるHBxAg遺伝子の導入は、該細胞におけるHBxAg合成
を結果しうる。さらに、適当な発現ベクターを持つHBxAg遺伝子を含むこれ
らモンキー腎臓細胞の培養は、HBxAgの低コスト大量生産を可能にする。
を利には、HBxAg遺伝子を発現できる組換DNAが、その読み枠をシフトす
ることなく完全なHBxAg遺伝子又はそのフラグメントをSV40後期領域プ
ロモーターから下流でシミアンウィルス40 (SV40)中に挿入することに
よって構築された。
SV40後期領域プロモーターを用いる発現のためのベクターは、下記の方法で
大量に作られた。
5V40DNA及びpBR322DNAが、BaIIHI及びEco Rに重制
限酵素消化に付された。比較的大きなSV40及びpBR322フラグメントは
、T4DNAリガーゼを用いてリゲートされた。リゲーション生成物はRam
HI消化に付されて、Bag HI粘性末端を持つ線形DNAを形成した。18
5゜bp Ba5HI HBV DNAを持つコのSV40/pBR322DN
Aのリゲーションは、SVAM191と呼ばれる環状組換えプラスミドを結果し
た。
組換えDNA SVAM191は、完全な大腸菌アンピシリン耐性遺伝子を含む
、SVAMI 91で形質転換された大腸菌HBIOIは、アンピシリン耐性か
つテトラサイクリン感受性であり、従って薬品感受性に基づいて選択できる。S
VAM191で形質転換された大腸菌HBIOIは、EC−3EC−3VAと呼
ばれ、適当な培養基たとえばアンピシリンを含むLBジブロス中増殖でき、それ
により該プラスミドの比較的大量が得られる。
3、細胞培養
このようにして得た組換えDNAプラスミドAMI、AM6及びSVAM19°
lによる宿主細胞の形質転換は、公知の方法〔コーエン(Cohen )ら、P
roc、 Natl、八cad、 Sci、 U S A。
691110−2114 (1972))又はその変法により行える。宿主細胞
としてはなかんずく、大腸菌、枯草菌及び酵母のような微生物が挙げられ、好ま
しくは294(ATCC31446)、W3110 (ATCC27325)又
はRRI(ATCC31447)と呼ばれる株のような大腸菌株である。
大腸菌株HBIOI (ATCC33694)は、特に好ましい宿主細胞系統で
ある。
HBxAg遺伝子を含む新規な組換えプラスミドDNAを有する細胞株の単離は
、たとえば下記の手法を含む公知法により達成できる。
部分的にのみ二本鎖であるゾーン粒子DNAは、内在DNAポリメラーゼ反応を
用いて2H含有αNTPを一本鎖部分に入れる( fill in )ことによ
って放射活性にラベルできる。ロビンソン(1975)、As+、J、Med、
Sci、、270:151−159、その後、ラベルされた生成物をブローベと
して用いて、先に得た薬品選択された形質転換体のうちから、公知のサザーンブ
ロフト ハイブリダイゼーション法〔サザーン(1975)、J、 Mo1.
Biol、、 98 : 503 )又は公知のコロニー ハイブリダイゼーシ
ョン法〔グルンスティン(Grunstein )ら(1975)、Proc、
Natl、 Acad、 Sci、USA、 72 : 3961−3965
)によって、陽性クローンが摘出されうる。
形質転換され、この方法で単離された宿主細胞は、公知の培養基で増殖される。
培養基は、たとえばLBブロス、ペナセイブロス、又はグルコースとカサミノ酸
を含むM9培養基〔ミラー (Miller ) 、イクスペリメンツ イン
モレキュラー ジエネティクス、431−433 (コールド スプリング ハ
ーバ−ラボラトリ−、ニューヨーク、1972))であることができる。
培養は一般に、15〜43℃、好ましくは28〜40℃で、2〜24時間、好ま
しくは4〜16時間、もし必要なら空気吹き込み及び/又は攪拌下に行われる。
培養後に、バクテリア細胞を集め、細胞を緩衝液に懸濁し、たとえばリゾチーム
により分解し、凍結−解凍又は超音波処理する。 HBxAgをコードする遺伝
子は、得られた遠心分離上澄みから、続く細胞分解からのDNA精製のために一
般に知られた方法により単離できる。
真核細胞においてHBxAgを発現するためのベクターを作るために、pBR3
22,tlJジ:#)DNA(7)総てを含むSvAMl 91 DNA+7)
一部が除去される。コノコとは、SVAM191をHoe 11制限酵素消化に
付すことによって達成された。 Hae ITSVAMI 9 ]消化生成物の
比較的大きなものが環化されたとき、動物細胞中でHBxAgを発現できる5V
HBV−3と呼ばれるベクターが形成された。
哺乳類細胞宿主は、発現系を作るために公知の方法により5VHBV−3により
トランスフェクトされうる。たとえば、5VHBV−3は、制限酵素器ndl[
Iで開裂されるとき、CO5−7細胞(ATCCCRL1651)中に挿入され
うる。
〔グルラマン(Gluzman ) (1981)−セル、23:175− ]
、 82 ;シブイクイ(5iddiqui ) (1983) 、Mo1.
andCell Biology 、 3 : 143−146、を参照された
い、〕また5VHBV−3は、ウシ乳頭腫ウィルス中に挿入でき、それによりマ
ウス細胞系統をトランスフェクトするために用いられうる。
より好ましくは、5VHBV−3は、アフリカグリーンモンキー腎臓細胞系統B
5C−1(ATCCCCL26)をトランスフェクトするためにSV40tsA
ziwヘルパーウィルス共に用いられる。そのようにトランスフェクトされると
き、B S C−1細胞は、HBxAg抗原決定基を含むポリペプチドを作つた
・
クローニング又は発現ビヒクルの選択された制限部位に挿入されたヌクレオチド
配列又は遺伝子フラグメントは望む蛋白質のための実際の遺伝子の一部でないヌ
クレオチドを含みうろこと又はその遺伝子のただフラグメントのみを含みうろこ
とが理解されなければならない、すなわち、遺伝子コードにおける公知の冗長性
の故に、挿入される遺伝子がここで述べるHBxAgの遺伝子と同じである必要
はなく 、RBxAgをコードすることのみが必要なことである。加えて、HB
xAgをコードするDNA配列は1.読み枠が変らない限りで、HBxAgをコ
ードする配列の3′末端及び5′末端の一方又は両者に追加的塩基を含みうる。
云いかえればいかなるDNA配列が挿入されようとも、本発明は、形質転換され
た又はトランスフェクトされた宿主がHBxAgをコードするDNA、蛋白質H
BxAg 、又は8BxAg蛋白質の実質的部分を含むポリペプチドを作ること
のみを要求する。
4゜ ポリペプチド、抗原及び抗体
後述のように、HBxAgの発現は、そのアミノ酸残基配列がHBxAgの抗原
決定基のアミノ残基配列に対応するところの合成ポリペプチドにより誘発された
抗体を用いて検出できる0本発明のポリペプチドは典型的には、約6〜約40の
アミノ酸残基を含む、より好ましくは、これらポリペプチドは、約10〜約20
のアミノ酸残基を含む。
下記及び第6図に示す、99.100及び142と名付けられた合成ポリペプチ
ドのアミノ酸残基配列は、ガリバートら(前出)により述べられるようにHBV
ヌクレオチド配列から決定された。
ポリペプチド99 : Lea−5er−^1a−Met−5er−Thr−T
hr−Asp−Leu−Glu−Ala−Tyr−Phe−Lys−Asp−C
ys 。
ポリペプチド]、 OO: Cys−Leu−Phe−Lys−Asp−Trp
−Glu−GLu−Leu−Gly−Glu−Glu−[1e−Arg−Leu
−Lys−Val %及びポリペプチド] 42 : Ala−Pro−Ala
−Pro−Cys−Asn−Phe−Phe−Thr−Ser−Ala
ここでアミノ酸残基配列の各々は、左から右へかつアミノ末端からカルボキシ末
端の方向に示されている。
各々ポリペプチド99及び100のカルボキシ及びアミノ末端システィン残基の
不存在の点を除いてはポリペプチド99及び100の配列にアミノ酸残基配列に
おいて対応するポリペプチドもここで有用であり、本発明の一部と考えられる。
ポリペプチド99bと100bと呼ばれるそのようなポリペプチドは、そのアミ
ノ又はカルボキシ末端残基により担体へ結合されるとき免疫原として有用であり
、また第7.8及び1e図の一部で示されかつ後述するのと同様の免疫反応ブロ
ック研究において用いろる。
ポリペプチド99b及び100bのアミノ酸残基配列は、左から右へかつアミノ
末端からカルボキシ末端の方向に下記の式により示される。
ポリペプチド99 b : Leu−3er−Ala−Met−Ser−Thr
−Thr−Asp−Leu−Glu−Ala−Tyr−Phe−Lys−Asp
。
ポリペプチド1°OOb : Leu−Phe−Lys−Asp−Trp−Gl
u−GLu−Leu−Gly−Glu−Glu−11e−Arg−Leu−Ly
s−Val 。
a、)ランスフエクトされた細胞中のX蛋白質複合体としてキイホールリンペッ
トヘモシアニン(K L H)担体に結合されたポリペプチド99.100又は
142により免疫化されたラビットは、抗体(各々抗99、抗100及び抗14
2)を作り、これらは5VHBV−3によりトランスフェクトされたB2O−1
細胞中で発現されたHBxAgポリペプチドと免疫反応し、それによりこれら又
は任意の細胞におけるHBxAgポリペプチドの発現を初めて実証した。これら
抗ポリペプチド抗体は、トランスフェクトされていないB2O−1細胞すなわち
野性型(wt)SV40で感染された細胞中に見られるどのポリペプチドとも免
疫反応しなかった。
また、HBxAgポリペプチドを発現した抗ポリペプチド抗体の免疫反応性は、
抗体とそれらの相補的(対応する)ポリペプチドすなわちそれらが生じられた相
手であるポリペプチド抗原とのブレインキュベーションによって禁止された即ち
プロ、りされた、このブロッキングは、抗体が、HBxAgであると予告される
ポリペプチドの抗原決定基を特異的に認識したこと、及び合成ポリペプチドが、
予告されたHBxAg蛋白質の抗原決定基にアミノ酸残基配列において対応した
ことを示す。
これらのプロフキング結果は、ウェスターンプロット法(材料及び方法の部)及
び続く I!SIラベルした黄色ブドウ球菌蛋白iAによる結合された抗体の位
置決め及び続く評価のオートラジオグラフ現像によって得られた。
これら結果は、ポリペプチド99及び142に対する抗血清について第10図に
示される。第10図のレーン1は、抗99と、5VHBV−3惑染細胞リセート
との免疫反応を示し、一方、レーン2はポリペプチド99での抗血清のブレイン
キュベーションによるこの免疫反応のブロックを示す、同様に、抗142はレー
ン3において細胞リセート蛋白質と免疫反応し、この免疫反応はポリペプチド1
42でのこの抗血清のブレインキュベーションによりブロックされた。レーン5
と6は、対照細胞からのリセートとの免疫反応が起きなかったことを示す。
第10図に示されるようにポリペプチド99及び142に対する抗血清により特
異的に同定された5VHBV−3)ランスフェクトされた細胞のポリペプチド発
現生成物は、約24.000ダルトンの分子量を持った。後述のように、約28
.000ダルトンの分子量を持つポリペプチドが、ヒト肝癌由来細胞系統PLC
/PRF15からのリモート中で同定された。二つの細胞系統により発現された
ポリペプチド(蛋白質)における分子量の違いは、発現されたポリペプチドが別
の蛋白質又はポリペプチドとのX蛋白質の融合から得られるという事実による。
すなわち、すでに述べたように5VHBV−3は、完全なXをコードするゲノム
の一部を欠く、第6図は、5VHBV−3に含まれるX遺伝子の一部がメチオニ
ン開始コドン^TGを含むと推定されるX蛋白質の初めの22のアミノ酸残基の
ためのコドンを含まないことを示している。
従って、5VHBV−3によりトランスフェクトされた細胞により発現されたポ
リペプチドは、ベクター中に存在す、るSV40構造蛋白質VP2配列との融合
生成物であろうことが予言された。融合蛋白t(ポリペプチド)の予言されたサ
イズは、24.500ダルトと予言された。約24,000ダルトンの分子量を
持つ発現されたポリペプチドの発見は、この予言と一致する。28.OOOダル
トン融合蛋白質(ポリペプチド)は、下で検討される。
b、肝臓癌細胞において発現されたX蛋白質BHxAgの発現はまた、いくつか
のHBV疾病状態の機能であると考えられる。たとえば、ポリペプチド99に対
する抗体(抗99)は、ヒト肝臓癌由来細胞系統P L C/P RF15 (
ATCCCRL8024)で発現された28,000ダルトン蛋白質を特異的に
認識した。正常なラビットの血清は、この蛋白質を認識せず、抗99認識はポリ
ペプチド99でのブレインキュベーションによりブロックされた。この細胞系統
は、組込まれたHBV DNAを含むと知られる。チャクラパテ4 (Chak
raborty )ら、(1980)、ネイチア、286:531−533、エ
ドマン(Edman )ら、(1980)、ネイチア、286 : 535−5
38、及びマリオン(Marion )ら、 (1980)、Virol、、3
3ニア95 806.[lBsAgがこの腎臓癌細胞系統において検出され〔マ
リオン(McNab )ら、(1976)、キャンサー(Cancer ) 、
34 : 509−5tS、及びアゾンら、(1979)、ネイチア、282
:615−616)、一方、HBeAg及びllBeAgのための総ての標準的
評価は陰性であった。HepG2(ATCCCCL23)と呼ばれる細胞系統は
また、ヒト肝臓細胞系統であるが、しかし組込まれたHBV DNA配列を含ま
ない、アゾンら(前出)。
これらの結果は、p Lc/pRF15細胞蛋白質を放射能ラベルし、抗99及
び黄色ブドウ球m!白質Aを用いて繰返し免疫沈降させ、そして回収された沈降
物の電気泳動によって得られた。28.000ダルトン蛋白質が次に、オートラ
ジオグラフィにより同定された。この手順はまた、材料及び方法の部でも述べら
れる。
PLC/PRF15及びHepG 2細胞からのリセートを用いる同様の研究か
らの結果を第7図に示す、第7図は、28,000ダルトンのX特異的蛋白質が
PLC/PRF15細胞(レーン5)において検出されたことを示す。免疫反応
性は、抗体がポリペプチド99でブレインキュベートされたとき(レーン6)失
われ、しかし関連ないポリペプチドでブレインキュベートされたとき(レーン7
)は失われない。対照HepG 2 ’Jセード(レーン1〜4)では、X特異
的反応性は検出されなかった。これらの結果は、X遺伝子生成物が、組込まれた
HBV DNA配列を含む肝臓癌細胞系統において発現されることを確認した。
C1肝臓細胞におけるX蛋白質発現
また、HBV感染の履歴あり又はなしの、ヒト及びチンパンジーからの四つの肝
臓サンプルが、抗Xポリペプチド抗体を用いるX関連蛋白質の存在についてのウ
ェスターンプロット評価において検査された。これら検査の結果を第8図に示す
。一つのヒトサンプル(H)は、慢性的にHBV惑染感染た肝臓癌肝臓からであ
り、他は急性相HBV感染(H)からであった。非感染チンパンジー(C)及び
HBVで慢性的に感染されたもの(C)がともに、抗Xポリペプチド抗体に対し
て反応する肝臓細胞リセートを得るために用いられた。
抗99抗体は、45,000及び28,000(左余白矢印、右余白p28)ダ
ルトン蛋白質の両者に対して反応した。再反応性とも、これら抗体がポリペプチ
ド99でブレインキュベートされたとき、ブロックされた。抗142抗体がこれ
ら同じ細胞リセートに対して反応したとき、40.000 (p40)、28.
000 (p 28)及び17.OOO(p 17)の特異的バンンドが検出さ
れた。これら蛋白質に対する反応性は、それらが、抗142抗体がポリペプチド
142でブレインキュベートされるとき、除かれるので、特異的であると考えら
れる。
対照サンプル、即ち感染されていないチンパンジー肝臓(総てのパネルのレーン
3)は、抗99の抗体での約45.oo。
ダルトン蛋白質(p45)、及び抗142抗体でのp40及びp17を示した。
蛋白質28は、HBV感染された組織でのみ発現された(レーン細胞(レーン5
))、免疫反応性は、抗体がポリペプチド99 (レーン6)でブレインキュベ
ートされたとき失われたが、関連ないポリペプチドでは失われない(レーン7)
、免疫前血清対照は、免疫反応しなかった(レーン8)。対照HapG 2リセ
ート(レーン1〜4)中でX特異的反応性が検出されなかった。これら結果は、
X遺伝子生成物が、組込まれたHBV DNA配列を含むヒト肝臓細胞系統にお
いて発現されることをVf!認した。
45.000ダルトン蛋白質の存在は、第7図に示すPLC/PRF15細胞か
らのリモート中にも比較的少量で観察された。抗99抗体と45,000ダルト
ン蛋白質の間の免疫反応はまた、免疫化ポリペプチド99による抗体のブレイン
キュベーションによりブロックされた。これは、第7図のレーン6に示される。
正常なヒト肝臓細胞抽出物(HBV血清陰性)は、抗99を用いるウェスターン
プロット評価において45,000ダルトン蛋白質のみを発現することが見い出
された。また、HBs、HBc 、及びHBeに対して生じた市販入手できる抗
体(アボット ラボラトリーズ、)・−ス シカゴ、イリノイ)を用いて行われ
た対照評価は、本発明の抗体により位置決めされるどの蛋白質をも同定するのに
失敗した。この証拠はやはり、45.000ダルトン蛋白質がHBxAgに相同
な抗原決定基を持・つこと、しかし抗99で認識された28,000ダルトン蛋
白質はHBV疾病状態に特異的であり、HBsAg 、 llBeAg及びHB
cAgとは異なることを示唆する。
d5肝’fiam胞中のX遺伝子
PLC/PRF15細胞における928の発現は、化工DNA中に組込まれたH
BV DNAからであった。これが、X蛋白質が発現されうる唯一の方法であっ
たことを知ることは興味深かった。
従って、X蛋白質を示すこれらチノパンツー及びヒト肝臓DNAを、HBV D
NAでブローへしたく第9図)、全DNAを、第8図に示される肝臓組織から単
離し、1(B V −DNA配列の存在について分析した。28.000ダルト
ン蛋白質を含むチンパンジーからのDNAは、BamHI 、RcoRIで開裂
されるとき又は消化されないとき(第9図、各々レーンJ、2及び3)相同なバ
ンドを現わしたa Ram HIは、環状のHBV DNAを二つのフラグメン
トに開裂しく 1850及び1350bp)、5.8 kbでのバンド(レーン
1)は、ゲノムサイズより大きな組込まれた配列を示す。高分子量DNAバンド
より下にバンドは見られないので(レーン3)、HBVの組込まれた配列のみが
このDNA中に存在すると結論される。
また、l(BcAg陽性ヒト肝臓からのDNAが調製され、HBVDNAでブロ
ーベされた。 +1indII、 Bag HI 、Eco RIによる制限酵
素開裂又は未消化DNAは(各々、第9図のレーン7〜1.0)は、ゲノムサイ
ズと同じ又はより小さい相互の配列を現わし、それによりこれらヒトDNAサン
プルが組込まれた配列を含むことの何らかの証拠を除去する。28.0O0ダル
トン蛋白質を欠くチノパンツー及びヒト肝5yii+ままた一HBV’ DNA
配列に対して陰性でありだ(第9図、レーン4〜6及び11〜14)。第9図に
示すデータ番よ、X蛋白質がHBVゲノムの状態に無関係にHBV感染した組織
におし)で発現されることを確認し、従って、X発現のための1(BVDNA組
込みの前提条件を除去する。
e、結果のまとめ
上述の結果は、HBV惑染感染ヒト及びチンツインジー肝臓組織における従来同
定されていなし)、ウィルスでコードされる蛋白質の存在を示す、この28,0
00り゛ルトン蛋白質(p28)は、それが染色体外の形で遊離に存在する力1
又番よ細胞DNA中に集積されて見い出されるかに拘らず、I(BVゲノムによ
りコードされる。
28.000ダルトン蛋白質(p 2 B)しよ、X?+JI域の華独の生成物
でなく、さらにHBV配列を含む。ギルノイートら(前出)により報告された配
列に基づくX蛋白質の予測されるサイズ(よ約17,000ダルトン(第6図)
である。し力)し、PLC/PRF15細胞ならびにチン!ぐンジー及びヒトn
BV感染された組織において抗Xペプチド抗体により検出されたX蛋白質の分子
量は、28,000ダルトンである。サイズの食し1違し)番よ、X遺伝子と細
胞配列との融合によるので番よなし)。なぜなら、p28を発現するヒト組織に
おける組込まれた HBV DNAの欠除(第9図、レーン7〜10)は、X蛋
白f(p28)力<)IBVゲノムのみから翻訳されることを示す力)らである
。
X蛋白質のサイズの増大は、もし蛋白質がHBsAg −X又(まX−tlBc
Ag融合であれば説明できる。そのような融合の可能性番よ、ゲノム上でのこれ
らHBV遺伝子相互の近さによって示唆されRNAレベルでのそのような融合の
存在を確かめようとする試みは、χ配列を含むと判ったPLC/PRF15細胞
において得られた転写物(トランスクリプト)がまた表面又はコア配列ならびに
Xを示す(データは省略)という事実の故に不成功であった。同様の結果がボウ
(Gough) 、 (1983)、J、 Mol。
Biol、、1.65:683−699、により報告されている。X−コア融合
の証拠は、ヘパドナウィルス族の別の一員、アヒルB型肝炎ウィルス(D HB
V)のDNA配列(そこでは両遺伝子は、単一蛋白質として翻訳される〔マン
ダート(Mandart)ら(1984)、J、Virol、、49 : 78
2−792)から及びフェイテルソン(Fei telson) ら、 (19
82) 、 J、 Virol、。
43 : 687−696、の研究から得られる。
HB VのX %l域が発現されるという事実が確認された。しかし、この遺伝
子生成物の機能は未知である。X領域の翻訳生成物であると示唆された蛋白質分
子は、HBVゲノムと関連すると見い出され、又はより詳しくはL鎖の5′ニツ
ク(nick)に共存結合される〔ゲルリンチ(Gerlich)ら、(198
0)、セル、21:801−809)、DNA結合蛋白質を表わすX蛋白質のア
イデアは、PLC/PRF15細胞又はHBV感染した組織のDNAアーゼ処理
がp28活性を除去する又は変えることに失敗した(データは省略)ときに排除
された。
現在、HBV感染の生物学又はHBV怒染及び続く肝細胞癌腫の開始の間の関連
に関してはほとんど知られていない。この目的のために、HBV感染のための又
はHBV配列の存在のための何らかの付加的マーカーは、極めて重要である。ヒ
ト血清は現在、抗X抗体及びX蛋白質の存在について検査されている。
本明細書及び請求の範囲において、「対応する」という言葉が、種々の文法形で
、ポリペプチド配列に関連して、記述されるポリペプチド配列±(アミノ及びカ
ルボキシ末端の一方又は両方における三つまでのアミノ酸残基)及びポリペプチ
ド配列に沿う特定のアミノ酸残基における保守的置換のみの含有を意味して用い
られる。
上述で用いられたような「保守的置換」という言葉は、一つのアミノ酸残基が別
の生物学的に類似の残基により置き代えられていることを意味するために用いら
れる。保守的置換の例としては、Ile、Vat、Leu又はMetのような疏
水性残基同志の置換、又はArgとLys、 GluとAsp又はGlnとAs
n等々のような掻性基間の置換があげられる。
いくつかの例では、一つのイオン性残基を反対に@電されたイオン残基により置
換すること、たとえばAspのLysによる置換が、これらイオン性基が華に溶
解性補助を与えるだけであると考えられて保守的と呼ばれてきた。しかし一般に
、本明細書で述べる置換が全蛋白質に比べて比較的短い合成ポリペプチド抗体上
でのことであるので、イオン性残基を反対電荷の別のイオン性残基で置換するこ
とは、非イ・オン性残基とイオン性残基の間の置換、及び嵩ぼった残基たとえば
Phe、 Tyr又はTrpと嵩ぼらない残基Gly、 Ile 及びνa1の
間の置換と同様に「根本的置換」であると考えられる。
「非イオン性」及び「イオン性」残基という言葉は、生理学的pH値で、各々、
電荷を通常持たない又は電荷を通常持つアミノ酸残基を指す通常の意味で用いら
れる。非イオン性残基の例としては、Thr及びGinが挙げられ、イオン性残
基の例としてはArg及びAspが挙げられる。
「抗原」という言葉は歴史的に、抗体により結合されるものを指すため、及び抗
体の生産を誘発するものを指すために用いられてきた。より最近の用法は、抗原
の意味を抗体により結合されるものに限定し、一方、「免疫原」という言葉が抗
体生産を誘発するものに対して用いられる。
いくつかの例では、抗原と免疫原は同じものであり、たとえば合成ポリペプチド
が、このポリペプチドに結合する抗体の生産を誘発するために用いられる場合で
ある。しかし、同じポリペプチド(991,100又はt 42 )が全蛋白質
たとえはHBxAgに結合する抗体をも誘発し、この場合にポリペプチドは免疫
原かつ抗原であり、一方、HBxAgは抗原である6本明細書で述べるものが免
疫原的かつ抗原的である場合、それは一般には抗原と云われる。
5、評価系及び方法
上述の結果は、5VHBV−3が発現ベクターとして用いられうろことを示す、
それは、HBxAg遺伝子から下流で読み枠に挿入された異種DNA配列のため
の発現制御要素を与える。
結果はまた、合成ポリペプチド99.100及び142、及びこれらに対するア
ンチペプチド抗体が、評価されるべき体サンプルたとえばHBxAgを持つと疑
われる動物宿主からの肝臓癌細胞又は肝xm胞におけるHBxAgの存在を検出
するための評価系又は方法の一部°として、5NHBV−3によるトランスフェ
クシヨンの成功を検出するため及び5NHBV−3が発現ベクターとして用いら
れるときに発現をモニターするために用いられることを示している。
そのような系は、抗体、はぼ完全な抗体又は周知のFab及びF(ab’)を抗
体部分のような抗体結合部位を含み、本発明の合成ポリペプチドと免疫反応でき
る即ち本発明の合成ポリペプチドに対して生じられた受容体分子を含む少くとも
一つの第一の反応剤を含む、第一の反応剤の受容体と発現特異的HBxAgとの
免疫反応をシグナルするための指示手段、たとえばフルオレセイン又はローダミ
ンのような螢光染料、1−125又はC−】4のような放射性元素又は第一の反
応剤の受容体に対して生じられた酵素結合抗体(たとえばペルオキシダーゼ結合
ヤギ抗ラビットIgG)もまた備えられる。指示手段は当初、第一の剤と結合さ
れていても又は別々になっていてもよい、そのようなHBxAg評価反応剤系の
典型的使用としては、酵素結合免疫吸収評価(El、l5A)、ラジオイムノア
ッセイ及び免疫螢光7ンセイ (IF>が挙げられる。 本発明のポリペプチド
及びその抗ポリペプチド抗体を利用する、体サンプル中の1lRxAlの存在を
測定する診断評価は、すでに幅広く記述した。そのような診断評価の商業的実施
a様では、診断評価系が考えられる。
そのような系の一つは、第一の反応剤として抗99又は抗142のような抗ポリ
ペプチド受容体を持つ少くとも一つの容器を備える。それに対して抗ポリペプチ
ド抗体が生じられたところのポリペプチドたとえばポリペプチド99又は142
のある量を持つ第二の容器もまた、第二の反応剤を備えるために提供されるであ
ろう、上述の指示手段、−以上の緩衝剤及び他の周知のもの等を持つ別の追加的
容器もまた、診断系に備えられうる。
HBxAgの検出しうる量の存在を評価する方法はまた、上で幅広く記述した。
f!!単に云えば、この方法は、評価されるべき体サンプルたとえば肝臓癌細胞
又は肝臓細胞からの蛋白質を、本発明の合成ポリペプチドと及びHBxAgと免
疫反応できる抗体結合部位を含む受容体たとえば抗99又は抗142又はそのF
ab又はF(ab’)を部分とを、HBxAgと受容体の間の免疫反応をシグナ
ルする指示手段たとえば]−125ラベルした黄色ブドウ球菌蛋白質A又は酵素
ラベルたとえば上述の受容体の一つに結合されるホースラディツシュペルオキシ
ダーゼの存在下で混合することを含む、この混合は、免疫反応が起ったことを指
示手段がシグナルするのに十分な時間維持され、シグナルの存在はたとえばオー
トラジオグラムにより確認される。体サンプル又はそれからの蛋白質は好ましく
は、受容体と混合される前に固体マトリックスたとえばニトロセルロースシート
又はガラススライドに吸着又はさもなくば固定(結合)される。
指示手段が独立した別途の分子たとえば放射能ラベルされた黄色ブドウ球菌蛋白
質Aである場合、結合された体サンプルと受容体分子はまず指示手段の不存在下
で混合され、この混合は結合した免疫反応生成物の形成のために十分な時間維持
される。
次に、結合した免疫生成物がすすがれる。独立した分子である指示手段が次に、
結合した免疫反応生成物と混合され、この混合は結合された第二の反応生成物が
形成されるのに十分な時間維持される。結合された第二の反応生成物は次にすす
がれ、指示手段からのシグナルの存在が確かめられる。
指示手段が本発明の受容体の一部である場合、このラベルされた受容体は、評価
されるべき結合された体サンプルと混合され、この混合は免疫反応生成物が形成
されるに十分な時間維持される。結合された免疫反応生成物は次にすすがれ、指
示手段からのシグナルの存在が確かめられる。
上述の第二の反応剤たとえばポリペプチド99及び142は、非特異的よりも特
異的免疫結合が起ったことを検証するために免疫反応ブロッキング研究において
対照剤として用いうる。このようなブロッキングの研究は、第7.8及び10図
に示される。
発現ベクターとして5NHBV−3を用いるために、異種DNAがHBxAg遺
伝子から下流に、好ましくはそのユニークRam HI制限部位に挿入され、そ
のように作った新しいベクターは細胞をトランスフェクトするために用いられる
。トランスフェクトされた細胞におけるlBxAgの発現は、5NHBV−3に
挿入された異種DNAの発現の仮定的証拠である。上述のHBxAg発現評価系
により検出されるHBxAgの発現は、5NHBV−3に挿入された異1lID
NAの発現を示す。
すなわち、上述の評価系を用いる、トランスフェクションの試みの後に作られた
細胞コロニーの検査は、トランスフェクションが成功したコロニーの選択のため
に利用できる。たとえば、真核細胞へのベクターの導入の試みから得たコロニー
からの細胞が回収され、分解され、細胞蛋白質が抽出される。抽出された細胞蛋
白質はその後、電気泳動により5DS−ポリアクリルアミドゲル上で分離され、
分離された蛋白質はニトロセルロース上にプロットされる。異種遺伝子によりコ
ードされるポリペプチドに融合された発現されたHBxAg部分の存在を示すオ
ートラジオグラフを作るために、プロットした蛋白質を過剰の受容体及び上述し
た評価系のラベルたとえば合成ポリペプチド99又は142に対する!−125
ラベルした抗体と接触させ、次に免疫反応しなかった抗体(受容体)を除くため
にすすぐことが行われうる。
上述の評価法及び系は、体サンプルとくに組織サンプルたとえば肝臓生検からの
細胞中に存在するかも知れないX蛋白質又はその実質的部分を同定するために特
に有用である。後述の診断評価及び方法は、体サンプルたとえば全血、血清又は
血漿中に存在するかも知れないX蛋白質の測定のために特に有用である。そのよ
うな診断法の例として ?)ニスターンプロット分析が用いられよ・う。しかし
、本方法を利用する産業的実施6mの一つはEL I SA診断系である。
ここで、、 5NHBV −3ヘクターをトランスフェクトされた細胞からの発
現生成物、たとえば第1(1図に関連して述べられるR S C: −]細胞で
発現された約24,000ダルトン蛋白質(ポリペプチド)が、抗原として好ま
しく用いられ、しかし本発明の好ましいポリペプチドたとえはポリペプチド99
又は】42もまた抗原として用いうる。1″なわぢ、後述するような親和性クロ
マトグラフィにより得られるような本質的に精製された形で用いられるHBxA
g分子自体、 5NHBV−3トランスフェクトされたBS(、−1細胞により
発現されるようなHBxAg分子の実質的部分(24,000ダルトンポリペプ
チド)、又はアミノ酸残基配列においてHaχAgの抗原決定基に対応するポリ
ペプチドが抗原として使用できる。
抗原は好ましくは、固体支持物を形成するために固体マトリックス、たとえば架
橋デキストラン(ファーマンア ファインケミカルズ社、ビス力タウエイ、二、
1・−ジャーシイから商標S E P HA DE Xとして人手できる)、ア
ガロース、ガラスピーズ、ポリ塩化ビニル、ボリスチI/ン、架橋アクリル7ミ
ド、ニトロセルロース、又は微小力価プレートのくぼみに結合される(吸着され
る)又はさもなくば固定される。
好ましくは固体支持物の一部としての固体マトリックスに結合された抗原は、評
価されるべき液状体サンプルと混合されて、固−液相混合物を形成する。混合は
、体す゛/プル中に存在する抗X蛋白質(抗HBxAg )抗体が抗原と免疫反
応するのに十分な時間維持される。次に免疫反応の存在が、評価される体サンプ
ル中の抗X蛋白質抗体の存在をシグナルする指示手段などによって決定される。
たとえば一つの研究において、5NHBシー3ベクタートうンスフェクトされた
B10−1細胞リセートが調製され、電気泳動的に分離され、そして固相を形成
するために、第10図に関連して述べたとほぼ同様にして固体マトリックスとし
てのニトロセルロースに移され結合された。種々の肝臓病を持つ6人の患者から
の1=50希釈血清を別々に、ニトロセルロースに結合されたトランスフェクト
されたB10−1細胞蛋白質と混合して、固−液相混合物を形成した。これらの
混合物を、血清中に存在する抗X抗体が結合された抗原と免疫反応するに十分な
時間(2時間)維持した。
固相と液相を分けるためにすすいだ後に、上の段階で得た固相を別々に、指示手
段としてのホースラディツシュペルオキシダーゼに複合されたヤギ抗ヒト又は抗
ラビット抗体の1 : 200希釈を含む液体溶液と混合して、第二の固−液相
混合物を形成した。第二の固−液相混合物の各々を、ラベルした抗体が、マトリ
ックスに結合された抗原と免疫反応したヒト抗X抗体と反応するに十分な時間(
1時間)維持した。ラビット抗ポリペプチド抗体が、ヤギ抗ラビット抗体の対照
として用いられた。得た固−液相混合物を再び分け、そしてすすいだ、得た固相
を次に、第8図について述べたように4−クロル−1−ナフトールを含む溶液を
用いて現像した。
この研究の結果は、肝細胞癌腫を持つと診断された患者からの血清はトランスフ
ェクトされたB10−1細胞中で5NHBシー3ベクターにより発現されたポリ
ペプチドに結合した抗体を含んだことを示す、従ってこれら抗体は抗X抗体であ
り、その存在はHBV感染のある段階における真正の抗原としてのX遺伝子生成
物を確認する。
上述のウェスター:/プロット評価で用いられた約24,000ダルトンポリペ
プチド発現生成物が後述のようなEL T SAで又は他の類似の評価で抗原と
して用いられる場合、このポリペプチドは好ましくはそのような使用の前に精製
され単離される。
この精製及び単離は、周知の方法で行える。
たとえば抗99又は抗142抗体又はこれらの抗体結合部位は、本明細書で述べ
るようにして作られ、固体マトリックスたとえばアガロース及び架橋アガロース
誘導体(ファーマシアファイン ケミカルズ社がら商[5EPHARO5E 6
B、CL 6 B。
4B及びCL4Bとして、又はバイオ−ラド ラボラリーズ社、リッチモンド、
カリフォールニアから商標B1o−Ge1 A −0,5M、A −1,5M及
びA−50Mとして市販されている)に結合されうる。前述の架橋デキストラン
(商11i 5EPHADEX )及びポリアクリルアミドビーズ (パイオー
ラド ラボラトリーズがら商標Bio−Get P −2、P−30SP−10
0及びP−300として市販)もまた、有用な固体マトリックスである。アガロ
ース誘導体より成るマトリックスの使用が、例として下記で述べられる。
アガロースマトリックスは典型的には、ンアノゲンブロマイドを用いて結合のた
めに活性化される。活性化されたマトリックスは次に洗われ、活性マトリックス
を乾燥することなく、望む抗体(受容体)分子に結合される。マトリックス結合
抗体は次に洗われ、使用準備がととのう、マトリ、ラス上の反応しなかった反応
性基は、もし望むならアミンたとえばエタノールアミン又はTrisと反応させ
ることができるが、しかしこれら反応性基は迅速に崩壊する。
親和性吸着剤は、たとえばビーカー又はフラスコ中でルーズな状態で使用でき、
又はそれはカラムに詰める口とができる。
使用前に、親和性吸着剤を、緩衝剤、又は約24,000ダルトンポリペプチド
を含む細胞リセートの精製のために用いられた他の水性媒体中で洗って、非特異
的に結合した蛋白質又は支持体に不安定に結合された抗体を除去することが好ま
しい。
5VHBV−3ベクターでトランスフェクトされた細胞リセートを含む水性組成
物を用意し、次に親和性吸着剤と混合する。
この混合物は、結合された抗体(受容体)と約24,000ダルトンポリペプチ
ド(抗原)の間の可逆的な、結合抗体−抗原(受容体−リガント)複合体を形成
する。
結合抗体−リガント複合体は次に、複合化されなかった水性組成物の残部と分け
られ、それにより親和性吸着剤に結合された精製された形のポリペプチド抗原を
得る。混合がビーカー又はフラスコで行われる場合、この分離は濾過及び洗滌に
より行うことができる。吸着剤がカラムに詰められる場合、分離は、複合化され
なかった水性媒体の溶出及び好ましくは続く洗滌段階により行える。
精製されたポリペプチド抗原が親和性吸着剤を含まないことが望まれる場合、そ
れは典型的には種々の手順で得られる。これら手順のいずれにおいても、可逆的
な結合受容体−リガント複合体は、そのマトリックスに結合した受容体とポリペ
プチド抗体リガンドの成分へと解離され、次にポリペプチド抗体リガンドを結合
された受容体から分けて、親和性吸着剤を含まない精製されたポリペプチド抗原
リガンドの溶液が得られる。溶液はそのまま用いることができ、又はそれは使用
前に望むように濃縮され又は乾燥しうる。ある例では、使用前に溶液を公知のよ
うに脱塩することが望ましい。
可逆的複合体の解離は、多数の方法で行える。約2.5のpi(値の0.2Mグ
リシン塩酸塩溶液が典型的に用いられる。あるいは、結合されたポリペプチド抗
原リガンドは、抗体を生じるために用いられた過剰の免疫原ポリペプチドたとえ
ば抗99抗体がマトリックスに結合される場合のポリペプチド99との可逆的複
合体の混合により、結合された受容体から競争させられることができる。そのよ
うな競争は、ポリペプチド抗原の起りうる変性を避ける。解離されたポリペプチ
ドの親和性吸着剤からの分離は上述のようにして行いうる。
親和性吸着剤の調製及びその使用は広く知られている。しかし、本発明の抗体及
び抗原分子を組込んだ物質及び使用は、従来なかった。抗原がマトリックスに結
合されている。親和性吸′ 着剤、その調製法及び使用は、「アンチボディ゛
アズ ア ツール」、マーカロニス(Marchalonis)及びワール(W
arr) [、ジシーンワイリーアンドサンズ、ニューヨーク、第64〜67及
び76〜96頁(1982)、に記載される。
上述の方法を利用する已LTSAの例は、固体支持物を形成するために、ポリス
チレン又はポリ塩化ビニル製の20〜96個のくぼみの微小力価プレートの壁よ
り成る個体マトリックスに吸着された又は固定された本発明の前述の抗原から成
る固体支持物を用いる。微小力価くぼみの壁土の非特異的結合部位は、その後典
型的には蛋白質たとえばウシ血清アルブミン(B S A)によりブロックされ
る。結合されなかった抗原及びBSAは、たとえばすすぐことにより微小力価く
ぼみから除去される。゛ヒト血清、血液又は血漿のような体サンプルの一部は、
上述の抗原結合固体支持物と混合されて、固体及び液体相を含む混合物を形成す
る。固−液相混合物は、体サンプル中の抗X蛋白質抗体が抗原と免疫反応するの
に十分な時間たとえば約30分間〜約2時間維持される。固及び液相は、その後
に一般に分離される。
第二の、ラベルされた、指示手段を含む抗体、抗体部位、又は初めに挙げた抗体
と免疫する黄色ブドウ球菌蛋白質Aの液状溶液が次に固相と混合されて、別の固
−液相混合物を形成する。
第二の抗体の例は、初めに挙げた抗体がヒト体サンプルからである場合のペルオ
キシダーゼでラベルしたヤギ抗ヒトIg抗体である。他の有用な酵素ラベルとし
ては、アルカリ性ホスフy −ゼ、β−D−ガラクトシダーゼ及びグルコースオ
キシダーゼが挙げられる。
固相(固体マトリックスに結合した抗原−抗体反応生成物)と第二のラベルした
抗体溶液から形成された混合物は、結合された初めに挙げた抗体と指示手段の間
の反応生成物たとえば二つの抗体の間の免疫反応を形成するのに十分な時間(た
とえば約1時間)維持される(インキュベートされる)、固体及び液体相は、そ
の後分離される。
上述の第二の抗体はまた、免疫グロブリンのクラスの唯一つ(たとえばIgG
、 IgM 、IgE 、 Ig^又はIgD )に対して特異的であり、免疫
反応してもよい。そのような抗体は、体サンプル中に存在する抗X蛋白質抗体の
免疫グロブリンクラスを同定する能力を与える。また、第二の抗体又は抗体結合
部位は、免疫グロブリンL鎖二つのタイプの唯一つ(たとえばカッパ又はラムダ
)に対して特異的であり、免疫反応してもよい。これら抗体は、体サンプル中に
存在する免疫グロブリン分子のイソタイプを同定する能力を与え、周知である。
次に酵素ラベルのための培養基たとえばペルオキシダーゼのための過酸化水素、
及び色形成性染料前駆体たとえば0−フェニレンジアミン又は4−クロル−1−
ナフトール、又はアルカリ性ホスファターゼのためのp−ニトロフェニルホスフ
ェートを含む溶液が、固相と混合される6次に、予め選んだ波長(たとえば各々
490又は409na)での光学的濃度が、十分な時間(たとえば60分間)の
経過後に測定され、抗X蓋白質抗体が体サンプル中に存在したかどうか決定する
ために対照の光学的濃度と比較される。
本発明の別の実施態様は、固体マトリックスたとえばポリスチレンの20個のく
ぼみの微小力価ストリップ及びこの固体マトリックスに吸着(結合)又は固定さ
れて固体支持物を形成する本発明の前述の抗原より成る固体支持物を含むキット
の形の診断系を包含する。この系は好ましくはまた、結合された指示手段たとえ
ばベルオキダーゼラベルされたヤギ抗ヒトIg抗体を持つ別に包装された抗ヒト
Ig抗体を含む、またこれは、結合された指示手段のための培養基たとえば過酸
化水素、及び色形成性染料前駆体たとえばO−フェニレンジアミンを更に別の包
装として含むことができる。過酸化水素は典型的には、その比較的不安定さの故
にキットに含められず、典型的には最終ユーザーにより供給されるが、しかし過
酸化水素の容器が診断系の一要素であることができる。この系を利用する評価に
おいて有用な緩衝塩はまた、乾燥した又は液体の形で一以上の別の包装に含めら
れうる0本発明の好ましいポリペプチドたとえばポリペプチド99はまた、対照
として競争結合研究で用いられる別の包装に含められることができる0体サンプ
ルたとえば血清中の抗X蛋白質抗体の存在についての評価は、上述の方法を用い
てこの診断系により実施できる。
6、ポリマーの調製
本発明のポリペプチドは、多数のポリペプチド繰返し単位を含む水溶性又は水分
散性抗原ポリマーを形成するために、互に接続されうる。そのようなポリマーは
、免疫学的反応の増加という利点を持つ、ポリマーを構成するために種々のポリ
ペプチドが用いられる場合、そのようなポリマーは多数のHBxAgの抗原決定
基と免疫反応する抗体を誘発する追加的能力を持つ。
ポリマーは、二つのシスティン残基を含むように、後述するようにポリペプチド
を合成することにより作ることができる。
二つのシスティン残基は、一つの末端とポリペプチド鎖内に、又はアミノ末端と
カルボキシ末端の両者に存在することができる。二つのシスティンを含むポリペ
プチドは、本明細書で一般に、di Cysポリペプチドと云われ、一方、二つ
の末端システィン残基を含むポリペプチドは、di Cys末端ポリペプチドと
云われる。ポリペプチド鎖内又はポリペプチド鎖末端のそのようなシスティン残
基は、ポリペプチドが対応するところのHBxAg配列中に存在することができ
、たとえばポリペプチド142の中央システィン(カルボキシ末端アラニン(A
la)から第7番目の残基)、ポリペプチド99のカルボキシ末端システィン(
Cys)である、又は末端システィン残基は、ポリマー作成のために加えられる
ことができる。
有用なdi Cysポリペプチドの例は、左から右へかつアミノ末端からカルボ
キシ末端の方向に書いて下記の式により示されるものである。
ポリペプチド99 a : Cys−Leu−5er−Ala−Met−5er
−Thr−Thr−A3p−Leu−Glu−^1a−Tyr−Phe−Lys
−Asp−Cys Sポリペプチド100 a : Cys−Leu−Phe−
Lys−Asp−Trp−Glu−Glu−しeu−Gly−Glu−Glu−
11e−^rg−Leu−Lys−Val−Cys 、及びポリペプチド142
a : R’−Ala−Pro−Ala−Pro−Cys−Asn−Phe−
Phe−Thr−5er−Ala−R”ここでR1及びR2は各々、システィン
残基であり、5但し、R’ とR2の一方のみが存在する。
第6図に示すように、ポリペプチド991.1.00及び104の各々は、翻訳
されたXゲノムのアミノ酸残基配列に存在する一つのシスティン残基を含む。ポ
リペプチド99及び100のアミノ酸残基配列(末端システィン残基を除き)を
持つポリペプチドが本明細書において免疫反応プロフキング研究で有用であり、
また後述するようにMBS以外の手段により担体に結合されて用いられることを
繰返し述べておく。
一つ又は二つの末端システィン残基が、ポリマー製造のために加えられ、残りの
アミノ酸残基配列はHBxAgの抗原決定基に対応し、ポリペプチド繰返し単位
はまだHBxAgの抗原決定基に対応すると考えられる。
典型的な実験室製造において、di Cysポリペプチド(非酸化形のシスティ
ンを含む)の10gが、約8のpHを持つ0.1M重炭酸”アンモニウムの25
0mlに溶解される。溶解されたdiCys末端ポリペプチドは次に、得た溶液
をゆっくり約18時間又はエルマンテストにより遊離メルカプタンが検出されな
くなるまでゆづくり撹拌するごとにより空気酸化される。〔エルマン(Ellm
an)、 (1959) 、Arch、Bioehe+a、Biophys、、
8 ?、ニア 0−7 ′7 )
このようにして作られたポリマーは、繰返し単位として多数の本発明のポリペプ
チドを含む。これらポリペプチド繰返し単位は、酸化されたシスティン残基によ
り互に結合される。
多数の本発明のポリペプチドを含むそのようなポリマーは、左から右へかつアミ
ノ末端からカルボキシ末端の方向に書いて下記式により表わされうる。
<A、)a 、 (B)b
ここでA及びBは、異るポリペプチド繰返し単位たとえばポリペプチド99.1
00及び142である。下付き文字a及びbは整数であり、各々θ〜約2000
の平均値を持ち、但しaとbの平均値の合計は少くとも2であり、従ってポリマ
ー中に少くとも二つのポリペプチド繰返し単位が存在する。
下付き文字a及びbの平均値の合計は典型的には、得られたポリマーが、約s、
ooo、oooダルトンの平均分子量を持つように、約2000より大きくない
。好ましい態様では、ポリマーの平均分子量は、約50,000〜約1,000
,000ダルトンである。
上述の式は、ポリマーの繰返し単位及び存在する各繰返し単位の平均数の一般化
した表示であることを意図される。二つの異る繰返し単位を含む本発明のポリマ
ーは、典型的にはランダムコポリマーである。すなわち、上述の式は、ポリペプ
チド繰返し単位がポリマーたとえばブロックコポリマー中に存在する順序を表わ
すことを意図するものではない。
本発明の上述の水溶性又は水分散性ポリマーは、免疫原性かつ抗原性であり、従
って前述したように本明細書では抗原性と記述される。そのような抗原性ポリマ
ーは、生理学的に許容される希釈剤中に分散され、たとえばラビット−匹当り4
00μgのポリマーの量で免疫化注射により導入されるとき、HBxAgと免疫
反応する二ニーシランドレッドラビットにおいて抗体の産生を誘発できる。生理
学的に許容される希釈剤の例は、免疫学で周知であり、下記に更に詳しく述べら
れる。
7、蛋白質担体へのポリペプチドの結合ここで用いられる合成ポリペプチドは、
下記の周知の方法を用いてキイホールリンベットヘモシアニン(K L H)に
結合された。、KLH担体はまず、m−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で活性化され、次にポリペプチドアミノ末端(ポリペプ
チド100)、カルボキシ末端(ポリペプチド9つ)に存在するシスティン残基
を介して、又はポリペプチド】42の中央システィンを用いて、リウ(1,iu
) ら、(1979)、バイオケミストリー、80.690、記載のようなミカ
エル付加反応によりポリペプチドに結合された。
本発明のポリペプチドはまた、種々の手段で担体に結合でき、またK L H以
外の担体に結合できる。たとえばポリペプチド99bのようなポリペプチドは、
周知のように0゜04%グルタルアルデヒド溶液を用いて、遊離アミノ基を介し
て破傷風トキソイド担体に結合されうる。たとえばクリブスティン(Klips
tein) ら、(1983) 、 J、 丁nfect、Disc、、 1
4 7 :318参照。
合成ポリペプチドのアミノ又はカルボキン末端又は中央部分に存在するシスティ
ン残基は、ジスルフィド結合及びミカエル付加反応生成物を介して接合体を形式
するために特に有用であることが見い出された。しかし、接合体を作るために従
来周知の他の方法もまた用いうる。追加的結合(リンキング)手順の例は、ジア
ルデヒドたとえばグルタルアルデヒド(上述)などの使用、担体とポリペプチド
の間のアミド結合を形成するための水溶性カルボジイミドたとえばl−エチル−
3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミドの使用を包含する。
有用な担体は当該分野で周知であり、一般に蛋白質そのものである。そのような
担体の例は、キイホ〜ルリンベソト ヘモシアニン(KLH) 、エデスチン、
チロクロプリン、アルブミンたとえばウシ血清アルブミン又はヒト血清アルブ砲
ン(各々BSA又はH5A)、赤血細胞たとえばヒツジ赤血球(5RBC>、破
傷風トキソイド、コレラトキソイドならびにポリアミノ酸たとえばポリ (D−
1リシン:D−グルタミン酸)などである。
また周知のように、合成ポリペプチドをその担体に中間の結合基により結合する
ことがしばしば有利である。上述のように、グルタルアルデヒドは、そのような
結合基の一つである。
しかし、システィンが用いられるとき、中間結合基は好ましくは、やはり上述し
たm−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(MB
S)である、MBSは典型的にはまず、エステル−アミド交換反応により担体に
付加される。その後に、上述のミハエル反応が続き、又はMBS付加の次に、ブ
ロックされたメルカプト基たとえばチオール酢酸(C)[3CO5H)のマレイ
ミドニ重結合を横切るミハエル付加が行われうる。アシルブロッキング基解離の
後に、ブロックを解かれた結合基メルカプタンと合成ポリペプチドの加えられた
システィン残基のメルカプタンの間にジスルフィド結合が形成される。
担体の選択は、抗原の決定基部分によりも、抗原の意図される最終用途に依存し
、本発明に特に含まれない判断基準に基づく、たとえば、もし、HBxAgの存
在の評価のために用いられる抗ポリペプチド抗体の生産に関して接種物が動物で
用いられるのであれば、特定の動物で不都合な反応を起さない担体が選ばれるべ
きである。もし接種物たとえばHBxAgに対するワクチンがヒトで用いられる
なら担体及び/又は得られる抗原の免疫化学的又は他の副反応のないこと、安全
性及び効率(つまりヒトでの使用を意図されるすべてのワクチンに妥当する同じ
配慮)に最大の考慮が払われる。
8、免疫化手順
免疫化のために用いられる接種物は、酸化されたシスティン残基を介して互に結
合された個々のポリペプチドのポリマーとして、又は担体に結合されたポリペプ
チドの接合体として、ポリペプチドの有効量を含む、−接種当りのポリペプチド
の有効量は、なかんずく接種される動物種、動物体重及び選ばれた接種部分に周
知のように依存する。接種物は典型的には、乾燥した固体のポリペプチド接合体
又はポリペプチドポリマーから、ポリペプチド接合体又はポリペプチドポリマー
を水、食塩水又はアジュバントに懸濁することにより調製される。
これら接種物は典型的には、−接種当り約20μg〜約500■の濃度のポリペ
プチドを含む、述べたポリペプチド量は、担体が用いられる場合、担体重量を除
くポリペプチドの重量を指す。
接種物はまた、生理学的に許容される希釈剤たとえば水、リン酸塩緩衝される食
塩水、又は食塩水を含み、更に典型的には希釈剤の一部としてアジュバントを含
む、完全フロイントのアジュバント(CFA) 、不完全フロイントのアジュバ
ント(IFA)及び明ばんのようなアジュバントは、当該分野で周知の物質であ
り、いくつかの供給源から市販入手できる。
接種物好R溶液は、CFA、IFA又は明ばんから下記のように作られるニー接
種当り望む量のポリペプチドを与えるのに十分な量の合成ポリペプチド接合体又
はポリマー状ポリペプチドが7.2のpH値でリン酸塩緩衝された食塩水(P
B S)に溶解される0次に等量のCFA、IFA又は明ばんをポリペプチド溶
液と混合して、水ニオイル比が約1:lである、ポリペプチド、水及びアジュバ
ントを含む接種物を得る。混合物を次にホモゲナイズして、接種物貯蔵溶液を得
る。
接ポリペプチド抗体を生じるためにここで用いられるラビットは、完全フロイン
トのアジュバント(CF A)に乳化されたポリペプチド接合体(ポリペプチド
+担体)の200μg;不完全フロイントのアジュバント(IFA)中のポリペ
プチド接合体の200μg;及びポリペプチド接合体の200μg(腹膜内注射
される4■の明ばんを伴い)を含む接種物を皮下注射で、各々第0.14及び2
0日の免疫化スケジュールで与えられた。各接種は、接種物の四回の注射より成
った。マウスは、−往射当り上述の投与量の約10分の1を用いて同じ方法で免
疫化されうる。
動物は、典型的には第一回注射の後第4及び第15週に採血される。対照免疫化
前血清は、各動物から最初の免疫化の直前に採血して得られた。
対照接種物貯蔵溶液はまた、キイホールリンペット ペモシアニン(KLH)
、IFA (不完全なフロイントのアジュバント)中のKLH,KLH−明ばん
吸収、KLH−明ばん吸収−百日ぜき、エデスチン、チログロブリン、破傷風ト
キソイド、IFA中の破傷風トキソイド、コレラトキソイド、及びIFA中のコ
レラトキソイドを用いて作ることができる。
宿主動物に抗原又は接種物の注射又は他の導入をすると、動物の免疫系は大量の
抗体を作ることによって抗原に応答する。
製造された抗原、すなわち担体に結合された合成ポリペプチド又はポリマーから
形成された抗原の特異的抗原決定基は興味の天然の抗体の決定基に対応するので
、宿主動物は、合成ポリペプチドに対するのみでなく、合成ポリペプチド抗原が
対応する蛋白質又はポリペプチド即ちI(BxAgに対する抗体を作る。
9、寄託
下記の物質が1984年3月8日にアメリカン タイプ カルチャー コレクシ
ョン(ATCC)に寄託され、各々、表示する寄託番号を持つ0文字FATCC
Jと続く数字及び/又は文字と数字を含む、細胞系統、ベクター等に対する総て
の表記は、上述のアメリカン タイプ カルチャー コレクション12301
バークロン ドライブ、ロックビル、MD 20852に寄託された物質を云う
。
5VHBV−340102
AM6 40101
SVAM191 40103
太盪皿
EC−AM6 39630
EC−AMI 39629
EC−SVAM191 39631
本発明者によりATCCに寄託された上述の物質に加えて、他の人により作られ
、ここで用いられた物質もまたATCCに寄託された。これら物質のリストを下
記に示す。
立−−! 人ユ匹ciす(1号
太■皿
W3110 27325
RRI 31447
HBIOI 33694
璽1翌豊嵐
HepG2 CCL 23
BSC−I CCL 26
CO3−7CRL 1651
PLC/PRF15 CRL 8024B、材料及び方法
1、 HBV DNA単離及び調製
85 HB V D N Aは、ロビンソンの方法(As、 J、 Med、
Sci、+(1975)270:151−159)に従ってHBsAg陽性ヒト
提供者の血漿からのゾーンね子、サブタイプadw (ナショナル インティチ
ュート オブ ヘルス#737139)から単離された。簡単に云えば、血漿の
1. Q m lを2,0、OOIMのTris−H(1(pH7,4)及び0
.5MのH(Jを含むTNil衝液で3.0IHに希釈した。希釈した血漿を1
(LOOOxgで10分間遠心分離して大きなデブリスを除き、次にTN、O,
OOIMEDTA(0,1%2−メルカプトエタノール及び1■/ m Aのウ
シ血清アルブミン(BSA)(これは沈澱したBSAを除くために予めlo、o
oOxgで10分間遠心分離されている)〕を含む30%(w / v 3蔗塘
の2.5 m It上に層状にしたe 5p1nCOSW−650−タ−(商標
:ベフクマンインストルメンツ社)で4℃で50.000rp+mで4時間遠心
分離の後に、上澄を注意深く除き、ペレットを、】%Non1det P−40
(商標:ポリオキシエチレン(9)オクチルフェニルエーテル;シグマ ケミカ
ル社、セントルイス、MO) Tjt、び011%2−メルカプトエタノールを
含むTN緩衝液の50μlに懸濁した。
上述で単離されたHBV DNAの一本鎖部分は、25μlの+*1x−E (
0゜2M Tris−IC!1(pH7,4) 、 Ooo 8 M MgCj
! x、0、24 NH,CJ、各々1.0wMのdaTP、 dTTP、、d
GTP及びdCTP )を再懸濁したHBV DNAの50μlに加え、37℃
で3時間インキュベートすることにより二本鎖にされた。ロビンソン(1975
) 、 Am’、J、Med、Sct、+ 2TO:151 159゜ゲノムプ
ローベとして用いられる放射性ラベルされたHBVDNAは、dCTP及びdG
TPの代りに各々0.25 p 12の3HdcTP及び3HdGTP (両者
とも21キユ一リー/+*M)を用いることにより、上述の埋め込み(フィリン
グイン)法を用いて作られた。
2、 8BxAgクローニング
HBxAgをコー1゛するDNA配列を含むHB Vケ゛ツムの部分は、大腸菌
に導入されたプラスミドpBR322を用いてクローンされた。上で単離された
二本鎖のラベルされどいないHBVDNAを、制限エンドヌクレアーゼRam
HI (50+IMNaC1,。
10mM Tris−HCj! (pH7゜5) 、10mM Mgcl、11
ジチオスレイトール〕で分解された。反応混合物を0.6%アガロース水平スラ
ブゲルで100アンペアで2時間電気泳動した(0.04Tris−アセテート
、C9002M EDTA)。
1%エチジウムブロマイドでの着色により三つのHBVDNAフラグメントが現
われ、これはゲノム中の二つのBag HI制限部位の存在を示す、3200b
pフラグメントは、Ram HI部位の唯一ケ所で切断された結果として線形の
全HBVゲノムを表わした。1850bp及び1350bρフラグメントは、完
全なりaa HT分解の結果として二つのフラグメントに切断されたゲノムを表
わした。
上で単離された三つのBa+*HI HBV DNA制限フラグメントのコピー
が、プラスミドpBR322(ATCC37017) [サントクリフx (1
978) 、Proc、 Natl。
Acad、Set、USA、75:3737 3791)でのクローニングによ
り得られた。HBV DNA Bag HlフラグメントをpBR322に挿入
するために、プラスミドは、Bag H1(50mM NaC1、10mM T
ris−HCj! (p)17゜5) 、 1 0mM Mgtl。
1mMジチオスレイトール〕で分解して線形化されて、HBVフラグメントの末
端に対し相補的な末端を形成した。三つのHBνDNAフラグメントとpBRフ
ラグメントを混合し、T4[INAリガーゼ(66sM Tris−1((1(
pH7,6) 、66m?l l’1gcjlz 、10+mMジチオスレイト
ール及び0.4s+M ATP)によるDNAリゲーションに付した。上の反応
で得られたリゲーション反応生成物は、線形化r+BR322及びHBVフラグ
メントからめ、相補性末端で結合された環状DNAである。
この環状組換えプラスミドは、コーエンら、(1972)、Proc、 Nat
l、 Acad、 Sci、USA、 69:2110−2114の方法に従っ
て大腸菌株HBIOI (ATCC33694;ナショナル キャンサー イン
スティチュート、NIH,ベセスダ、MD、のディーン・ハンター博士により提
供〕に導入された。
簡単に云えば、大腸菌HB 101株は、0.03MCaCj!2溶液中で0℃
で20分間インキュベートされた。組換えプラスミドの1100nが加えられた
同じ溶液のQ、3IHに約5×10”バクテリア細胞が加えられた。この形質転
換反応混合物は、0℃で60分間インキュベートされた。
プラスミドpBR322は、アンピシリン及びテトラサイクリン耐性授与遺伝子
を含む、このプラスミドで形質転換された薬品感受性バクテリア細胞は、アンピ
シリン及びテトラサイクリン耐性を示す。pBR322DNAは、テトラサイク
リン耐性遺伝子上にある唯一つのBaa HT開裂部位を持つので、Ba+mH
1部位でのHBVフラグメント・の挿入はこの遺伝子を崩壊する。 Ban H
1部位に挿入されたHBV DNAフラグメントを持つpBR322から導かれ
たプラスミド(クローニングベククター)により形質転換された薬品感受性大腸
菌HBIOIは、従ってアンピシリン耐性及びテトラサイクリン感受性を示す。
形質転換された大腸菌、すなわちプラスミドアンピシリン耐性授与遺伝子を含む
ものは、形質転換反応混合物を、50μg/mlのアンピシリンを含むLB肉汁
寒天培養基[17!当り10gバクトアガー、10gバタトリプトン、5gバク
ト酵母エキス(各々ディフコ ラブダ、ディロイド、ミシガン、から入手)及び
5gNaCnを含む増殖培V#基〕上に塗付することにより選択された。塗付さ
れた大腸菌は、37℃で2日間インキュベートされたい
と述の手順による形質転換後にアンピシリン耐性を示したコロニーのうちから、
テトラサイクリン耐性コロニーが、アンピシリンの代りに50μg / m j
!のテトラサイクリンを含むLB肉汁(上述)上にコロニーを塗付することによ
り選択された。
この塗付されたコロニーはまた、37℃で2日間インキュベートされた。テトラ
サイクリン耐性遺伝子中のBa1IHI開裂部位に挿入されたHBV DNAフ
ラグメントを持つpBR322を含む大腸菌H8101株が、かくして得られた
ゆ3゜ プラスミドDNA抽出
上のように分離された組換えDNA含有大腸菌HB 1.01細胞は、20μg
/ m eのアンピシリンを含むLB肉汁培養基中で、対数成長期に170μ
g / m 1の濃度にクロラムフェニコールを加えて、増殖された。プラスミ
ドDNAを増やすために、培養を数時間続けた。
次に細胞を、500mffの細胞に50mM 丁ris−H(1(pH8,0)
溶液中25%蔗糖の5IHを加えることにより分解した。0℃で10分間インキ
ュヘート後に、0.25 M Tris−HCIt (pH7,5)中の1%リ
ゾチームの1IH加え混合した。0℃で10分間のインキュベーション後に、2
5M EDTA (pH8,0)の2IHをゆっくり添加混合した。0℃で10
分間のインキュベーション後に、0.15M Tris−HCj! (pH8,
0) 、0.2MEDTA (p)18.0)中の1%Triton X−10
0(ポリオキシエチレン(9)オクチルフェニルエーテル〕の8IHを添加混合
し、再び0℃でlO分間インキュベートした。
得たリセートを5pinco S W −630−ター(ベックマンインストル
メンツ)で30.00 Orpmで遠心分離して、変性蛋白質及び細胞デブリス
を除去した。DNAは、明澄なリセートから、2M酢酸ナトリウムの1710体
積及び99%エタノールの2.5体積を添加混合し、−20℃で30分間インキ
ュベートすることによって沈降された。DNA沈降物は、10,000χgで3
0分間の遠心分離によりベレット化された。
蛋白質除去は、0゜01. M Tris−H(J (pH7,6)、0.1M
NaC1及びO,0012M EDTAを飽和されたフェノールの1mlを用い
て二度行われた。ランダーズ(Landers )ら、(1979) 、J、V
iral、、23 : 368−376、上述の手順から水性層を取り出し、こ
れから2M酢酸ナトリウムの1710体積及び99%エタノールの2.5体積を
加え、−20℃で20分間インキュベートすることによりDNAを沈降した。
10.000xgで10分間の遠心分離は、HBxAgをコードする遺伝子を含
む完全に二本鎖のDNAのベレットを与えた。
4゜ プラスミドDNA分析
クローン中のHBY DNAの存在は、サザーン移動及びハイブリダイゼーショ
ン法を用いて確認された。サザーン(1975)、Mo1. Bial、、98
: 503.上述のように分離された各クローンからのプラスミドDNAの1
0■をRam HT (50mM NaC1゜]、 OsM Tris−’)I
(J (pH7,5) 、I OmM MgC1,,1mM ジチオスレイトー
ル〕で分解した。反応混合物を0.6%アガロース水平スラブゲルで100アン
ペアで2時間電気泳動した( 0.04M Tris−酢酸塩、0.002M
EDTA)。
ゲル中のDNAは、ゲルを1.5MNaCff1及び0.5 M Na01lの
数倍体積中に室温で1時間、一定攪拌又は振とう下に浸すことによって変性され
た。ある例では、ゲル中のDNAは、アルカリ変性の前にゲルを0.25MHC
f中に15分間ずつ2回室温で浸することによって酸脱プリンにより加水分解さ
れた。変性後に、ゲルは、IM Tris−HCj! (pH8,0)及び1.
5MNaC1の溶液の数倍体積中に室温で1時間、一定振とう下に浸すことによ
って中和された。
ゲル中のDNAは、マニアチスら(1982)、ジャーナルオブ モレキユラー
クローニング(J、 Mo1ecular Cloning)、コールド ス
プリング ハーバ−1に記載されるとほぼ同様にしてニトロセルロースに移され
た。簡単に云走ば、ニトロセルロース(カタログNIBA85、シュライヒャー
アンド ジェニル社、オハイオ)がゲルの上に置かれ、ワットマン(What
曽an)3MN紙の数層がニトロセルロース上に置かれた。このサントイフチは
次に、その端が0.9 M NaCl及び0.09Mクエン酸ナトリウムを含む
緩衝液にひたされるところのワットフッ3MN芯上にゲル端を下げて落かれた。
これによる緩衝液の毛管移動がDNAをゲルからセルロースに移した。DNAは
、真空下で80℃で2時間焼くことによってニトロセルロースに固定された。
上のようにして調製されたニトロセルロース上のプラスミドDNA (サザーン
フィルター)は、マニアチスら(前出)の方法でHBV DNAフラグメント
の存在についてプローベされた。
簡単に云えば、サザーンフィルターは、ブレハイブリダイゼーション液0.9M
NaCf50.09クエン酸ナトリウム、5%SDS (ドデシル硫酸ナトリ
ウム)、100■/ m jl変性サケ精液DNA及び5Xデンハルトの溶液(
lffi当り1gフィコル、1gポリビニルピロリドン、及びIg BSAフラ
クションVを含む)に68℃で4時間浸すことによってプレハイブリッドされた
。
ハイブリダイゼーションは、サザーンフィルターを湿らせておくのに丁度十分な
ハイブリダイゼーション溶液(50111/フィルター−)を入れた熱密閉でき
るバンク中で行われた。ハイブリダイゼーション溶液は、0.9 M NaC1
,0,09Mクエン酸ナトリウム、0.OIM EDTA、5Xデンハルトの溶
液、0.5%SDS、1100u/mjl変性サケ精液DNA及び5×10’c
+wpの上述で調製した放射性ラベルされたHBV[lNAを含んだ。サザーン
フィルターは、ハイブリダイゼーション溶液中で68℃で12時間インキュベー
トされた。
フィルターを2時間洗った(0.3M NaCjl、 0.03Mクエン酸ナト
リウム)後に、フィルターにXwAフィルム(XRP−1、コダック)を露出し
て、オートラジオグラフイメージを得た。
上の手順を用いて三つの組換えプラスミドが単離され、AM6、AM7及びAM
Iと名付けられた。AM6は、pBR322DNA及び全HBVゲノムを含んだ
、AMIは、p B R32,2DNA及びHBxAgをコードする遺伝子を含
む185 obp IIBVDNAフラグメントを含んだ。
5、S V 40 /HBxAg発現ベクターDNAを含む複製プラスミドの構
築
ディーン ハマ−(前出)から得られた欠陥SV40ウィルスは、50mM N
aC1,10wM Tris−H(J (pH7,5) 、10mM MgCI
2 を及び1+M ジチオスレイトールを含む緩衝液中でBan+ HI及びE
co RI開裂に付された。プラスミドpBR322DNAは、かく開裂された
5V40DNAに対し相補的な末端を形成すべく、前述の二重消化(分解)に付
された。この消化の各々の開裂生成物を分離し、塩化セシウム密度勾配遠心分離
により精製した。タナ力ら(1975) 、J、Bact、、121 :354
−362.かく単離した4492bp 5V407ラグメント及び3987bp
pBR322フラグメントを、66wMTris−HCj! (pH7,6)
、6.6mM MgCj!z 、10mM ジチオスレイトール、及び0.4
■M ATPを含む緩衝液中でT4 DNAリガーゼに”よるDNAリゲーショ
ンに付してpBR3V (第4図)を形成した。
上述の反応で得たリゲーション反応生成物は、線形化pBR3223987b、
及びSV40 4492bp7−yグメントから導かれた、それらの相補性Ec
o RI及びRam Hl末端で結合した環状DNAである。この環状プラスミ
ドは次に、リゲーシッンの間に形成されたBa■H1制限部位での開裂により線
形化されて、各端にBaa+ HI粘性末端を作る。
HBxAgをコードする遺伝子を含む1850 bp HBV DNAフラグメ
ントは、上述で単離されたプラスミドAM6を、50mMNac1.10sM
Tris−HCl(pH7,5) 、10sM MgCj+を及び1a+M ジ
チオスレイトールを含む緩衝液中でのBan HIによる分解に付すことにより
単離された0反応混合物を、0.8%、アガロースを用いて100アンペアで2
時間電気泳動に付し、1850bpバンドを切り出し、68℃で15分間融解し
た。
1710体積の3M酢酸ナトリウムを加え、得た溶液を上述の蛋白質除去手順に
付した。
かく単離したHBxAg遺伝子含有HBV DNAフラグメントは、BaalH
T相補性末端を持った。このDNAフラグメントは次に、Lで作ったpBR−3
Vに、66+*M Tris−till (pH7,6) 、 +mM MgC
j!z 、10+sM グチオス1/イトール及びO34mMATPを含む緩衝
液中でT4DNAリガーゼを用いてIIゲートされた。
士のリゲーシッン反応の生成物は、環状プラスミドD N Aであり、SVAM
191と名付けられた。それは、時計方向順に、塩基位置2468のBa層H1
部位から塩基位置〕717のEc。
R1部位までの4492b、5V40DNA7ラグメント、塩基位置0のEco
R1部位から塩基位W375のBaIIH1部位までの3987bp pBR
322DNAフラグメント1.及び塩基位!14.00のF3aa H1部位か
ら塩基位置28のRam H1部位までの1850bp HBV DNAフラグ
メントを含んだ。
プラスミドSVAMI 91は、第4図に図式的に示される。
SVAMI 9 +は、前述の形質転換法を用いて大腸菌HB101に導入され
た。この形質転換大腸菌はまた、アンピシリン耐性かつテトラサイクリン感受性
なので、それらは大腸菌クローニングベクターのために前述したのと同じ分離手
順に付された。上述した製造、分離、精製及び分析のための手順が、実質上純粋
なSVAMl、91 DNAの■量を得るために用いられた。
6、S V 4 Q /l(RxAg発現ベクターの構築真核細胞におけるHB
xAgの産生を誘発できるベクターが、SVAMl、91 DNAの一部を切断
することによって作られた。このことは、SVAM191 DNAを、10mM
Tris −HCl2(pH7,5) 、10mM MgCj!、及び1mM
ジチオスレイトールを含む緩衝液中でのHae nエンドヌクレアーゼにより分
解して、SV40 DNAjI域の塩基位置767及びHBVDNA領域の塩基
位置1437のHae ■部位でSVAM191を開裂することによって達成さ
れた。
上の反応から得た二つのDNAフラグメントは、前述のアガロースゲル電気泳動
によ、って分離された。SV40及びHB VDNAのみを含む、かく単離され
た比較的大きなフラグ、エンドは、そのHaen相補性末端を前述のT4 DN
Aリゲーション手順に付して環化された。
上で形成された環状DNA発現ベクターは、5VHBV−3と名付けられた(第
4及び5図)、それは、SV40からの発現制御要素、及びHBVからのHBx
Agをコードする遺伝子を含む。
7、 5VHBV−3による真核宿主細胞のトランスフエフシランSV40のた
めの許容される宿主であるB2O−1アフリカグリーンモンキー腎臓細胞系統(
ATCCCCL26;ソーントン博士、ジッーンソン アンド ジョーンソン
バイオテクノロジー センター社、ラ ジョグ、カリフォルニアから得た)が、
5VHBV−3によるトランスフェクシヨンのために選ばれた。約107細胞の
集合単層が、lO%胎児ウシ血清、100単位/m!ペニシリン、100μg
/ m 1ストレプトマイシン及び3mM L−グルタミンを補われたイーグル
の最小必須培養基(EMEM)で37℃で培養することによって得られた。この
単層は、ガネム(Ganc++s ) ら(1976)、J、 Mol。
Biol、、101 : 57 83、記載のようにDEAE−デキストランの
存在下でベクター5VHBV−3DNAにより感染された。
一つのフラスコは、ヘルパーとしてのS V 40 tsAzsqDNA(7)
0.057μgと共に1.6μg(7)u換え5VHBV−3により感染された
。対照品は、゛同じ量のベクターヘルパーDNAのみを与えられた、培養物は4
0℃で12日間インキュベートされ、次に凍結−解凍により分解され、そして−
70℃で貯蔵された。
細胞蛋白質は、上で得た凍結−解凍された細胞粉末から、、先ず2■の細胞粉末
を1mlの蛋白質抽出緩衝液〔2%SDS、10%グリセロール、O,Q 8M
Tris−HC6(pH6,8) 、2mMフェニル メチル スルホニル
フルオライド、0.1 Mジチオスレイトール、0.001% ブロム フェノ
ール ブルー〕に加えることにより抽出された。この溶液は次に、5分間沸謄さ
れ、15.00 Orpmで10分間遠心分離され、そしてこれから上澄みが集
められる。
100/Jgのサンプル蛋白質を与えるのに十分な量の上澄みを次に、後記のウ
ェスターンプロット法で5DS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動に付した。
8、 ポリペプチド合成
本発明のポリペプチドは、メリフィールド(Merrifield )ら(19
63) 、J、 Am、 Chew、 Soc、、85 : 2149 ;メリ
フィールドら(1970)、^、 Rev、 Biochem、、39 : 8
4 L −866及びホウテン(HoughLen )ら(198Q) 、+n
t、 J。
Reptide Prot、 Res、、16 : 311−320、記載の固
相法により化学的に合成された。ここで用いられる比較的短いポリペプチドは、
HBxAgの抗原決定基に対応する。
第6図は、HBxAgの154アミノ酸残基配列を示す。ここで述べる好ましい
合成ポリペプチド(99,100及び142)のアミノ酸残基配列がまた、第6
図に示される。二つの合成ポリペプチドの組成は、アミノ酸分析により確認され
た。
一般に、免疫原つまり合成ポリペプチドは、HRxAgの抗原決定基領域のアミ
ノ酸残基に対応する適当に保護された多数のアミノ酸を用意すること、及びこれ
らアミノ酸を、該抗原決定基作られた合成ポリペプチドは、通常これを担体に結
合して接合体を作り、そして有効量の接合体を生理学的に許容される希釈剤に分
散することにより接種物を作るために用いることができる。
ポリペプチドは好ましくは、システィン樹脂を用いて上述の固相法によって合成
される。この方法を用いて、加えられる各アミノ酸のαアミノ基は典型的には、
アミノ酸が成長するポリペプチド鎖に加えられる前に、第三ブトキシカルボニル
(1−BOC)基により保護される。次にt−BOC基は、成長するポリペプチ
ド鎖への次のアミノ酸の付加の前に除去される0個々のアミノ酸の鎖鎖は、下記
のように保護される: Arg −)シル;5er−1Thr−1Glu −及
びAsp −0−ベンジル;丁yr −0−ブロモベンジロキシカルバミル;T
rp−N−ホルミル;システィンのためにS−メトキシベンジル;リジンのため
に2−クロルベンゾキシカルボニル;及びヒスチジンのためのジニトロフェニル
。アスパラギンが用いられるとき、等モル量のN−ヒドロキシ−ベンズトリアゾ
ールに保護されたアミノ酸が加えられ、ジメチルホルムアミド(DMF)がカン
プリング溶媒として用いられる。Trp残基上のN−ホルミル基は、樹脂支持物
からのポリペプチドの解離後に、1.0■/ m 1のポリペプチド濃度で1.
0 M重炭酸ナトリウムアンモニウムによる室!JL16時間の処理により除去
される。ヤマシロら<1973) 、J、 Org。
Chea、、38 : 295 /、−2597,各段階での力、プリングの効
率は、ニンヒドリン又はピクリン酸によりモニターされ、好ましくは総ての場合
に99%より大きい、ギシン(Gtsin )(1972) 、、Anal、C
hew、Acta。、58:248− 249;及びカイザー(Kaiset
)(198Q)、Anal、 Rioches、+ 34 :595−598゜
望むポリペプチドの鋼製後に、得た保護されたポリペプチドの一部(約1g)は
、2mlのアニソール及び約20m1の無水フン化水素で処理され、ドライアイ
ス温度で反応容器中に凝縮される。得た混合物を約4℃で約1時間攪拌して、保
護基を解離しかつ樹脂からポリペプチドを離す、4℃でNt流を用いてフン化水
素を気化させた後に、残渣を無水ジエチルエーテルで三度抽出してアニソールを
除き、残渣を減圧乾燥する。
減圧乾燥された物質を5%酢酸水溶液で抽出して(3回50mj+) 、樹脂か
ら遊離のポリペプチドを分離させる。抽出物含有溶液を真空凍結乾燥して、七ツ
マー状の非酸化ポリペプチドを得る。
簡単に云えば、各ポリペプチドのための一般化した手順として、10mMリン酸
ナトリウム緩衝液(pH7,2)の0.25 mJ中の4■のKLHが、DMF
に溶解したMBSの0.7■と反応させられ、得た混合物は室温で30分攪拌さ
れる。KLHは約30%以上のDMF濃度で不溶なので、DMFの局部的濃度が
高すぎないようにMBS溶液が滴加される0反応生成物KLH−MBは、遊離の
MBSを除くために、50mMリン酸ナトリウム緩衝液(pH6,0)で平衡化
された5ephadex G −25(ファーマシア ファイン ケミカルズ、
ピスカタウェイ、ニエージャージー)を備えられたクロマトグラフィーカラムに
通される一28Or+−でモニターされる、カラム溶出物のピーク分画カーらの
KLH回収率は、典型的には約80%である。
かく作られたKLI(−MBは次に、1mlの緩衝液中に溶解された5■のポリ
ペプチドと反応される。得た反応組成物のpH値が7〜7.5に調節され、そし
て反応組成物は室温で3時間攪拌されて、ポリペプチド−担体複合体を与える。
9、 ウェスターンプロット
抗ポリペプチド抗体(抗99、抗100及び抗142)4!、HBxAgに関す
るその予定された特異性を確認するため、及びトランスフェクトされた細胞にお
けるHBxAgの実質的ポリペプチド部分の発現を確認するために、ウェスター
ンプロット法を用いて調べられた。 RBxAgを含む細胞蛋゛白質は、12.
5%5DS=ポリアクリルアミドゲル電気泳動により分離された。ラエムリ(L
aesa+1i )(1970)、ネイチア、277:680−685;及びト
ウビンら(1979) 、Proc、 Natl、 Acad、 Sci、、
USA。
76:4350−4354参照。
蛋白質は、25 mM Tris−Bases 192 mMグリシン、20%
メタノール及び0.1%5I)S (pH8,3)より成る緩衝液を用いてエレ
クトロプロット装置(E、 C,ア/寸しイタス社、ジャクフンビル、フロリダ
)でトウビンら(前出)記載のようにニトロセルロース(シエライヒヤー アン
ド ジェニル、カタログNIBA85)に電気泳動的に移された。移動に続し1
て、ニトロセルロースは、非特異的結合を低減するためにBLOTTO〔ボビン
ラクト トランスファー テクニック オプチマイザー、ジョーンソンら(1
983)、J、Exp、Med、、159:1751−1756;5%(W/V
無脂乾燥マJレク;0.01%消泡剤A(シグマ社、カタログ1hA5758)
及び0.0001%メルチオレート(シグマ社、カタログTh5215) 、p
H7,2のPSB中〕でブロックされた。プロットは、10mj!のBLOTT
O中で3時間抗ペプチド抗体の100μlと反応させられ、次に新鮮なりLOT
TOの50m1で1時間三度洗われた。
ベクター特異的蛋白質に結合した抗ポリペプチド抗体はプロットを10m1のB
LOTTO中の1−125ラベルした黄色ブドウ球菌蛋白質Aの25μlと1時
間反応させることによって検出された0次にプロットは、新鮮なりLOTTOの
5 Qm7!で15分間五度洗われ、そして流水中で20分間洗われた。
10、肝臓癌細胞抽出物のl−125ラベル印加HBVの組込まれた( int
egrated )配列を含むと知られるヒト肝臓癌由来細胞系統PLC/PR
F15 (アレキサングーら(1976) 、AfricanMed、 J、、
50 : 21 24; ATCCCRL8024)の単層を真空凍結乾燥した
。細胞粉を、1■/mj+の蓋白質濃度となるように、リン酸塩緩衝される食塩
水(P B S)に溶解した。細胞デブリスを除くために10,000xgで遠
心分離後に、上述の溶液50plに、?5μffiのRIPA(0,15M N
aCj!、10mMリン酸ナトリウム(pH7;5)、1%Non1det 1
1 40.0.5%ナトリウムデオキシコレート、0.1%5DS)及び201
!の0.2 Mリン酸ナトリウム(pH7,5)を添加混合した。一つの研究で
は、かく可溶化された細胞蛋白質は、クロラミンT反応を用いて5ミリキユーリ
ーのIzS■でラベルされた。第7図に示す研究では、細胞リセートは、同じ反
応を用いて3マイクロキユーリーの12SIでラベルされた。
上述の反応混合物を、PBSで洗われた5ephadex G −25(ファー
マシア ファイン ケミカルズ社、ビス力タウェイ、NJ)カラムに通した。得
られる放射性ラベルされたピーク分画(9X10’cp曽/ m 1. )は、
非特異性結合を除くために、正常ラビット血清でプレインキュベートされた。簡
単に云えば、ピーク分画の20plを1. Om 1のRIPA、20μj!T
rasylol (ブロチニンの商標;シグマ社、1984年2月カタログ第1
63頁)及び100μβNR3と混合した。0℃で1時間のインキュベーション
後に、ホルマリン固定した黄色ブドウ球菌(5taph A iカルバイオケム
、ラ ジツラ、CA)細胞の500μaを添加混合し、混合物を0℃で30分間
インキュベートした。 5taph A沈降物を10.000xgで10分間の
遠心分離により除き、上澄みを回収した。
11、免疫沈降(IP)
ポリペプチド99に対するラビット抗ポリペプチド血清(抗99)を、上で得た
放射性ヨウ素ラベルした細胞蛋白質と反応させた。NJ単に云えば、10μ!の
抗99を2xlO’cps1のラベルされた抽出物と混合し、0℃で1時間イン
キュベートした8次に40μlの5taph Aを加え、0℃で30分間インキ
ュベートした。 5taph A沈降物を10.000xgで10分間の遠心分
離により除き、ペレットを回収した。ペレットを1mlのRIPAに再懸濁し、
上のように遠心分離した。得たペレットを1.0 m I LiCj!溶液(1
00mM Tris−11cj、 500mMLiCjりに再懸濁し、再び遠心
分離したa LiCj!溶液処理を繰返シテ、ペレットを回収した。
上で得たペレットをサンプル緩衝液の50μlに再懸濁し、3分間沸騰した。混
合物を10,000xgで1分間遠心分離し、上澄みを回収し、12.5%5D
S−ポリアクリルアミドゲル電気泳動に付した。上述のゲルをXRP−IX!フ
ィルムに露出して、オートラジオグラフを得た。
12.チンパン・ジー及びヒト肝臓細胞抽出物の調製及び評価二つのHBV慢性
的感染チノパンツー及びヒト肝臓、及び正常チノパンツー及びヒト(HBV血清
陰性)肝臓からの肝臓サンプルを液体窒素中で急速凍結し、粉末へと挽いた。粉
末をサンプル緩衝液(0,0625M Tris−HC7! < pl(6,8
)、2%SDS、10%グリセロール、5%2−メルカプトエタノール及びo、
ooi%ブロムフェノールブルー〕に添加混合し、5分間沸騰した。混合物を1
0.000xgで遠心分離して細胞デブリスを除いた。サンプルを次に、75μ
g蛋白質/ゲルレーンを用いて前述のようなウェスターンプロット分析に付した
。
】3.ヒト血清における抗It B x A g抗体の同定20μg/レーンの
5VHBv−3)ランスフエクシヨンされたB S C−1細胞抽出物を、12
%アクリルアミドゲルで5DS−PAGEに付し、分離された蛋白質を前述のよ
うにニトロセルロースシートに電気泳動的に移した。得たニトロセルロースシー
トを、HBVに関連する感染を持つと診断された6人(徴候のキャリア及び肝臓
細胞癌腫患者を含めて)からの血清の1:50希釈物と混合した。対照シートは
、本発明のラビット抗ポリペプチド抗体と混合された。
ニトロセルロース−蛋白質血清混合物を室温に2時間維持した0次にシートをす
すぎ、ホースラディッシ工ペルオキシダーゼに結合されたヤギ抗ヒト又は抗ラビ
ット抗体の1:200希釈と適当に混合した。この混合物を、結合された抗X抗
体を適当な抗体と反応させるために1時間維持した。シートを洗い、そして前述
のように4−クロル−1−ナフトールで現像した。
肝臓細胞癌腫患者からの血清は、5VHBV−31−ランスフエフシランされた
細胞により発現された約24,000ダルトンポリペプチドとの強い免疫反応を
示した。
14、細胞系統及び組織サンプル
PLC/PRF15及び)lepG 2細胞は1.D、ミリヒ(MilicJ
)博士、基礎及び治療研究部門、スクリソブス クリニック アンド リサーチ
フプンデーシヲン(5cripps )、ラ ジヲラ、カリフォルニア、によ
り提供された。チノパンツー・肝臓組織サンプルは、R3パーセル(Purce
lL )及びP、カブラン(Kaplan )両博士、各々、National
In5titute of Allergy and Infections
Diseases、 Bethesda MPS′EtびOrt、ho Oia
gnostics Inc−Raritao N J、から提供された。ヒト肝
l1i1組織サンプルは、F。
キサリ (Chisari )、J。ディーンスタグ(Dtenstag )及
び^。
ユ(vu )博士、各々、5eripps 、バーバード大学薬学部、ボストン
、カリフォルニア大学−サンジエゴ小児科、から提供された。
上記は本発明を例示するためのものであって、限定するものではない、多数の変
更及び修正が、本発明の新規な概念の真の精神及び範囲を離れることなく行われ
うる。
浄δ(内容に変更なし)
FIG、 2
FIG。3
FIG、 4
日G、 7
(尊)i234 5678
□
FIG、 9
IQ) 1 xs 4 a*署 7 8 9t0 11121314日G、IO
1゜事件の表示 PCT/US8510035929発明の名称 発現マーカー
としてのHBXA9を含むSV40発現ベクター
3o補正をする者
事件との関係 出願人
5、補正命令の日付 昭和61年5月13日国際調査報告
Claims (20)
- 1.HBxAgをコードする又はHBxAgの実質的部分を成すポリペプチドを コードする遺伝子に結合された発現ベクターDNAを含む組換えDNA。
- 2.上記DNA発現ベクターが第2図に従い塩基位置2468のBam HIエ ンドヌクレアーゼ制限部位から時計方向に塩基位置767のHae IIエンド ヌクレアーゼ制限部位までのシミアンウイルス40ウイルスDNA配列を含む第 一のDNA配列を含み;上記遺伝子DNA配列が第1図に従い塩基位置1437 のHae IIエンドヌクレアーゼ制限部位から時計方向に塩基位置28のBa m HIエンドヌクレアーゼ制限部位までのB型肝炎ウイルスDNA配列を含み ;かつ ここで第一及び第二のDNA配列は操作的に結合されてHBxAgの発現を促進 するところの 請求の範囲第1項に従う組換えDNA。
- 3.HBxAgをコードする遺伝子が、塩基1437から時計方向に28までを 含むような第1図に示される塩基配列又はその実質的部分を持つ請求の範囲第1 項に従う組換えDNA。
- 4.請求の範囲第1項に従う組換えDNA分子の少くとも一つを含む宿主。
- 5.宿主が枯草菌、大腸菌、酵母、COS−7細胞及びアフリカグリーンモンキ ー腎臓細胞より成る群から選ばれる請求の範囲第4項に従う宿主。
- 6.請求の範囲第1項の組換えDNAを含む組換えDNAの少くとも一つをコー ドするプラスミド。
- 7.プラスミドが、 第2図に従い塩基位置2468のBam HIエンドヌクレアーゼ制限部位から 時計方向に塩基位置1717のEco RIエンドヌクレアーゼ制限部位までの シミアンウイルス40ウイルスDNA配列を含む第一のDNA配列; 第3図に従い塩基位置374のBam HIエンドヌクレアーゼ制限部位から時 計方向に塩基位置0のEco RIエンドヌクレアーゼ制限部位までのプラスミ ドpBR322DNA配列を含む第二のDNA配列;及び 第1図に従い塩基位置1400のBam HIエンドヌクレアーゼ制限部位から 時計方向に塩基位置28のBam HIエンドヌクレアーゼ制限部位までのB型 肝炎ウイルスDNA配列を含む第三のDNA配列 を含み、 ここで第一及び第二のDNA配列は、それらの各Eco RIエンドヌクレアー ゼ制限部位で操作的に結合されており;第二及び第三のDNA配列は、それらの 各Bam HIエンドヌクレアーゼ制限部位で操作的に結合されており;第一及 び第三のDNA配列は、第4図に従いそれらの各Bam HIエンドヌクレアー ゼ制限部位で操作的に結合されている 請求の範囲第6項に従うプラスミド。
- 8.HBxAg又はHBxAgの実質的ポリペプチド部分を作る方法において、 HBxAg又はその実質的ポリペプチド部分をコードする遺伝子を含む組換えD NAを含む宿主中の発現系を培養プロス中で、HBxAg又はその実質的ポリペ プチド部分が該宿主中又は該培養プロス中で作られ蓄積されるまで増殖すること 、及び蓄積したHBxAg又はポリペプチドを宿主又は培養プロスから回収する ことを含む方法。
- 9.アミノ酸残基配列においてHBxAgの抗原決定基に対応する約6〜約40 のアミノ酸残基を含む抗原性合成ポリペプチド。
- 10.左から右へかつアミノ末端からカルボキシ末端の方向に書いて下記の式 【配列があります】(i) 【配列があります】(ii);及び 【配列があります】(iii) により表わされるポリペプチド配列の群から選ばれるアミノ酸残基配列を含む請 求の範囲第9項に従うポリペプチド。
- 11.酸化されたシステイン残基により互いに結合された多数の合体された合成 ポリペプチド操返し単位を含む水溶性又は水分散性抗原性ポリマーであって、上 記繰返し単位は左から右へかつアミノ末端からカルボキシ末端の方向に書いて【 配列があります】 【配列があります】;及び 【配列があります】 (ここでR1及びR2の各々はシステイン残基であり、但しR1とR2の一方の みが存在すること)より成る群から選ばれる式により表わされるところの抗原性 ポリマー。
- 12.請求の範囲第9項に従う抗原性合成ポリペプチドと免疫反応することがで きる抗原結合部位を含む受容体分子。
- 13.上記ポリペプチドが左から右へかつアミノ末端からカルボキシ末端の方向 に書いて式 【配列があります】(i) 【配列があります】(ii);及び 【配列があります】(iii) により表わされるポリペプチド配列の群から選ばれるアミノ酸残基配列を含む請 求の範囲第12項に従う受容体。
- 14.体サンプル中のHBxAgの存在を測定するための診断評価系において、 HBxAgと及び請求の範囲第9項に従う抗原性合成ポリペプチドと免疫反応で きる抗体結合部位を含む受容体分子を含む第一の反応剤の容器の少くとも一つを 含む診断評価系。
- 15.受容体が請求の範囲第13項に従う受容体である請求の範囲第14項に従 う診断評価系。
- 16.上記受容体が免疫反応できるところの抗原性合成ポリペプチドである第二 の反応剤を第二の容器中に含む請求の範囲第14項に従う診断評価系。
- 17.検出しうる量のHBxAg又はその実質的ポリペプチド部分の存在を評価 する方法において、評価されるべき体サンプルからの、固体マトリックスに結合 された蛋白質を請求の範囲第12項に従う受容体分子と、該受容体と上記HBx Agの間の免疫反応をシグナルするための指示手段の存在下で混合すること;該 混合物を、上記指示手段が免疫反応の起きたことをシグナルするのに十分な時間 維持すること;及び該シグナルの存在を確認すること を含む方法。
- 18.体サンプルと受容体が指示手段の不存在下で混合され、混合物は結合され た免疫反応生成物を形成するのに十分な時間維持され、そして指示手段は免疫反 応生成物がすすがれた後に免疫反応生成物と混合される請求の範囲第17項に従 う方法。
- 19.体サンプル中に存在する抗HBxAg抗体の存在を評価する方法において 、 (a)固体支持物を形成するために固体マトリツクスに固定された抗原を用意す ること、ここで抗原は、実質的に精製された形のHBxAg、HBxAgの実質 的なポリペプチド部分、及びアミノ酸残基配列においてHBxAgの抗原決定基 に対応する約6〜約40のアミノ酸残基を含むポリペプチドより成る群から選ば れること; (b)上記固体支持物を評価されるべき液状体サンプルと混合して固液相を形成 すること; (c)該混合物を、体サンプル中に存在する抗HBxAg抗体が上記固体支持物 の抗原と免疫反応するのに十分な時間維持すること;及び (d)該免疫反応の存在を指示手段により決定することの段階を含む方法。
- 20.上記抗原が、ATCC寄託番号40102のベクターによる細胞のトラン スフェクションにより発現される約24、000ダルトンの分子量を持つポリペ プチドである請求の範囲第19項に従う方法。
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